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JP7470005B2 - Fuel cell and its insulating structure - Google Patents
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Description

本発明による実施形態は、燃料電池およびその絶縁構造に関する。 Embodiments of the present invention relate to fuel cells and their insulating structures.

従来の燃料電池では、発電部である燃料電池積層体から発生するリーク電流が凝縮水や冷却水を介して外部に伝導することで地絡や感電などを起こすことを防止するため、燃料電池積層体と、水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水の供給配管または排出配管との間に、絶縁材料で形成された絶縁配管が設置されていた。絶縁配管を設置することで、絶縁距離を確保して、燃料電池と外部との絶縁を図っていた。 In conventional fuel cells, to prevent leakage current generated by the fuel cell stack (power generation section) from being conducted to the outside via condensed water or cooling water, which could cause ground faults or electric shock, insulating piping made of insulating material is installed between the fuel cell stack and the supply or discharge piping for hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water. By installing the insulating piping, an insulating distance is ensured, and the fuel cell is insulated from the outside.

特開平8-329970号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-329970

しかしながら、従来の燃料電池は、絶縁配管の設置によって配管の接続箇所が増加するため、接続箇所を介した水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水のリークが発生する箇所が増加してしまう。また、部品点数や施工箇所などが増加することにより、コストも増加してしまう。さらに、絶縁配管を設置すると、燃料電池への水素含有ガスまたは酸素含有ガスの供給を停止する遮断弁の設置位置が、絶縁配管の長さ分、燃料電池から離れて設置されることになる。つまり、水素含有ガスまたは酸素含有ガスの供給を停止する場合、絶縁配管の長さ分の水素含有ガスまたは酸素含有ガスが燃料電池に残留することになる。残留した酸素含有ガスが燃料電池の劣化を進行させないように、残留した酸素含有ガスを水素含有ガスと反応させて消費させることができるが、このときの燃料電池の発電によって発生した電気は利用されないため、水素含有ガスを不必要に消費してしまう。また、水素含有ガスと酸素含有ガスが消費されると、消費された分の燃料電池の圧力低下が発生する。圧力低下による燃料電池の変形を防ぐには、燃料電池に冷却水または水素含有ガスを供給すればよいが、この場合、冷却水を供給するために冷却水タンクの容量を増加させること、または、水素含有ガスの供給量を増加させることが必要となる。このように、従来の燃料電池には、絶縁配管の設置にともなう諸問題がある。 However, in conventional fuel cells, the number of piping connections increases due to the installation of insulating piping, and therefore the number of locations where hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water leaks through the connections increases. In addition, the cost also increases due to the increase in the number of parts and installation locations. Furthermore, when insulating piping is installed, the installation position of the shutoff valve that stops the supply of hydrogen-containing gas or oxygen-containing gas to the fuel cell is installed away from the fuel cell by the length of the insulating piping. In other words, when the supply of hydrogen-containing gas or oxygen-containing gas is stopped, hydrogen-containing gas or oxygen-containing gas for the length of the insulating piping remains in the fuel cell. In order to prevent the remaining oxygen-containing gas from progressing the deterioration of the fuel cell, the remaining oxygen-containing gas can be reacted with the hydrogen-containing gas to be consumed, but the electricity generated by the power generation of the fuel cell at this time is not used, so the hydrogen-containing gas is consumed unnecessarily. In addition, when the hydrogen-containing gas and oxygen-containing gas are consumed, a pressure drop occurs in the fuel cell by the amount consumed. To prevent deformation of the fuel cell due to a drop in pressure, cooling water or hydrogen-containing gas can be supplied to the fuel cell, but in this case, it is necessary to increase the capacity of the cooling water tank to supply the cooling water, or to increase the supply of hydrogen-containing gas. Thus, conventional fuel cells have various problems associated with the installation of insulating piping.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、絶縁配管を設けずに外部との絶縁を確保することができる燃料電池およびその絶縁構造を提供することである。 The problem that the present invention aims to solve is to provide a fuel cell and its insulation structure that can ensure insulation from the outside without installing insulating piping.

本実施形態による燃料電池は、燃料電池積層体と、マニホールドとを備える。燃料電池積層体は、複数の単セル電池が積層されている。マニホールドは、単セル電池の積層方向に直交する方向の燃料電池積層体の側面に配置されている。マニホールドは、マニホールドに設けられた供給口を通してマニホールドの内部に供給された水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を燃料電池積層体に供給し、または、燃料電池積層体から排出された水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水をマニホールドに設けられた排出口を通してマニホールドの外部に排出する。燃料電池積層体から供給口または排出口までの最短流路距離は、絶縁距離以上である。 The fuel cell according to this embodiment includes a fuel cell stack and a manifold. The fuel cell stack is formed by stacking a plurality of single-cell batteries. The manifold is disposed on a side of the fuel cell stack in a direction perpendicular to the stacking direction of the single-cell batteries. The manifold supplies the hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water supplied to the inside of the manifold through a supply port provided in the manifold to the fuel cell stack, or discharges the hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water discharged from the fuel cell stack to the outside of the manifold through a discharge port provided in the manifold. The shortest flow path distance from the fuel cell stack to the supply port or discharge port is equal to or greater than the insulation distance.

第1の実施形態による燃料電池を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing a fuel cell according to a first embodiment; 第2の実施形態による燃料電池を示す概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a fuel cell according to a second embodiment. 第3の実施形態による燃料電池を示す概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a fuel cell according to a third embodiment.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で参照する模式図は、各構成の位置関係を示す図であり、各構成の寸法比等は実際のものと必ずしも一致するものではない。また、各実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Also, the schematic diagrams referred to in the following description are diagrams showing the positional relationship of each component, and the dimensional ratios of each component do not necessarily match the actual ones. Also, in the drawings referred to in each embodiment, the same parts or parts having similar functions are given the same or similar symbols, and repeated explanations are omitted.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による燃料電池1を示す概略斜視図である。第1の実施形態による燃料電池1は、燃料電池積層体2と、マニホールド3とを備える。
First Embodiment
1 is a schematic perspective view showing a fuel cell 1 according to a first embodiment. The fuel cell 1 according to the first embodiment comprises a fuel cell stack 2 and a manifold 3.

燃料電池積層体2は、複数の単セル電池21が積層されて構成されている。単セル電池21は、水素含有ガスと酸素含有ガスとの反応によって発電し、発電で生じた熱を冷却水で冷却するように構成されている。例えば、単セル電池21は、高分子電解質膜と、高分子電解質膜を挟むように配置されたアノード電極およびカソード電極と、アノード電極に接する水素含有ガス流路、カソード電極に接する酸素含有ガス流路および冷却水流路が設けられたセパレータとを有する。この他にも、燃料電池積層体2は、隣接する単セル電池21同士を電気的に接続する集電体を有している。燃料電池積層体2は、複数の単セル電池21を電気的に直列接続した構造である。 The fuel cell stack 2 is composed of a plurality of single cell batteries 21 stacked together. The single cell batteries 21 generate electricity by reacting hydrogen-containing gas with oxygen-containing gas, and are configured to cool the heat generated by the power generation with cooling water. For example, the single cell battery 21 has a polymer electrolyte membrane, an anode electrode and a cathode electrode arranged to sandwich the polymer electrolyte membrane, and a separator provided with a hydrogen-containing gas flow path in contact with the anode electrode, an oxygen-containing gas flow path in contact with the cathode electrode, and a cooling water flow path. In addition, the fuel cell stack 2 has a current collector that electrically connects adjacent single cell batteries 21 to each other. The fuel cell stack 2 has a structure in which a plurality of single cell batteries 21 are electrically connected in series.

マニホールド3は、単セル電池21の積層方向に直交する方向の燃料電池積層体2の側面に配置されている。マニホールド3は、燃料電池積層体1を周囲から絶縁するために絶縁材料で構成されている。図1には、燃料電池積層体2の1つの側面に配置された1つのマニホールド3が代表的に示されているが、実際は、燃料電池積層体2の4つの側面に4つのマニホールド3が配置されている。 The manifold 3 is arranged on the side of the fuel cell stack 2 in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell batteries 21. The manifold 3 is made of an insulating material to insulate the fuel cell stack 1 from the surroundings. Although FIG. 1 representatively shows one manifold 3 arranged on one side of the fuel cell stack 2, in reality, four manifolds 3 are arranged on the four side surfaces of the fuel cell stack 2.

マニホールド3には、外部からマニホールド3内に水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を供給する供給口、または、マニホールド3から外部に水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を排出する排出口が設けられている。図1に示されるマニホールド3には、マニホールド3から外部に冷却水を排出する排出口31が設けられている。マニホールド3は、供給口を通してマニホールド3の内部に供給された水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を燃料電池積層体2に供給し、または、燃料電池積層体2から排出された水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を、排出口を通してマニホールド3の外部に排出する。図1に示されるマニホールド3は、燃料電池積層体2から排出された冷却水を、排出口31を通してマニホールド3の外部に排出する。なお、図1に示されるマニホールド3において、冷却水を排出する部分3aには、他の流体(例えば、酸素含有ガス)を供給または排出する部分3bが隔壁3cを隔てて隣接している。 The manifold 3 is provided with a supply port for supplying hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water from the outside into the manifold 3, or a discharge port for discharging hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water from the manifold 3 to the outside. The manifold 3 shown in FIG. 1 is provided with a discharge port 31 for discharging cooling water from the manifold 3 to the outside. The manifold 3 supplies the hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water supplied to the inside of the manifold 3 through the supply port to the fuel cell stack 2, or discharges the hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water discharged from the fuel cell stack 2 to the outside of the manifold 3 through the discharge port. The manifold 3 shown in FIG. 1 discharges the cooling water discharged from the fuel cell stack 2 to the outside of the manifold 3 through the discharge port 31. In the manifold 3 shown in FIG. 1, the portion 3a for discharging the cooling water is adjacent to the portion 3b for supplying or discharging another fluid (e.g., oxygen-containing gas) across a partition wall 3c.

燃料電池1と外部との絶縁を確保するため、燃料電池1の発電部である燃料電池積層体2から供給口または排出口までの最短流路距離は、絶縁距離以上である。図1に示されるマニホールド3において、燃料電池積層体2から冷却水の排出口31までの最短流路33の距離(流路長)は、絶縁距離以上である。 To ensure insulation between the fuel cell 1 and the outside, the shortest flow path distance from the fuel cell stack 2, which is the power generation part of the fuel cell 1, to the supply port or the exhaust port is equal to or greater than the insulation distance. In the manifold 3 shown in FIG. 1, the distance (flow path length) of the shortest flow path 33 from the fuel cell stack 2 to the cooling water exhaust port 31 is equal to or greater than the insulation distance.

より具体的には、マニホールド3の内部には、燃料電池1の絶縁構造の一例として、最短流路距離を絶縁距離以上にするための流路誘導板32が設けられている。流路誘導板32は、絶縁材料で形成されている。図1に示される流路誘導板32は、燃料電池積層体2の1つの側面(図1における上面)に平行な平板形状を有している。より詳しくは、図1に示される流路誘導板32は、単セル電池21の積層方向の両端がそれぞれ隔壁3cおよびこれに対向するマニホールド3の側面3dに接続され、単セル電池21の積層方向に直交する方向の一端が排出口31側のマニホールド3の側面3eに接続され、単セル電池21の積層方向に直交する方向の他端が排出口31と反対側のマニホールド3の側面3fから離れている。 More specifically, inside the manifold 3, a flow path guide plate 32 is provided as an example of an insulating structure of the fuel cell 1 to make the shortest flow path distance equal to or greater than the insulation distance. The flow path guide plate 32 is made of an insulating material. The flow path guide plate 32 shown in FIG. 1 has a flat plate shape parallel to one side (the upper surface in FIG. 1) of the fuel cell stack 2. More specifically, the flow path guide plate 32 shown in FIG. 1 has both ends in the stacking direction of the single cell batteries 21 connected to the partition wall 3c and the side surface 3d of the manifold 3 facing the partition wall 3c, one end in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell batteries 21 connected to the side surface 3e of the manifold 3 on the exhaust port 31 side, and the other end in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell batteries 21 separated from the side surface 3f of the manifold 3 opposite the exhaust port 31.

しかしながら、流路誘導板32の具体的な態様は図1に示したものに限定されず種々変更可能である。例えば、図1には1つの流路誘導板32が設けられているが、流路誘導板32の個数は2個以上であってもよい。 However, the specific form of the flow path guide plate 32 is not limited to that shown in FIG. 1 and can be modified in various ways. For example, although one flow path guide plate 32 is provided in FIG. 1, the number of flow path guide plates 32 may be two or more.

第1の実施形態によれば、マニホールド3の内部の水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水の最短流路距離が絶縁距離以上の流路距離になることから、マニホールド3に絶縁材料を用いた絶縁配管を接続して絶縁を取らずとも、燃料電池1と外部とを絶縁することができる。また、絶縁材料を用いた絶縁配管が不要になることから、配管の接続箇所を削減することができ、部品点数の抑制やリークが発生する箇所を低減できる。あわせて、絶縁配管分の容積が減少することで残留する水素含有ガス及び酸素含有ガスを低減することができる。 According to the first embodiment, the shortest flow path distance of the hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water inside the manifold 3 is equal to or greater than the insulation distance, so the fuel cell 1 can be insulated from the outside without connecting insulating piping made of insulating material to the manifold 3 for insulation. In addition, since insulating piping made of insulating material is no longer necessary, the number of piping connections can be reduced, which reduces the number of parts and the number of places where leaks occur. In addition, the volume of the insulating piping is reduced, so the amount of residual hydrogen-containing gas and oxygen-containing gas can be reduced.

また、第1の実施形態によれば、流路誘導板32による簡易な構成によって、水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水の最短流路距離を絶縁距離以上にすることができる。 In addition, according to the first embodiment, the simple configuration of the flow path guide plate 32 allows the shortest flow path distance of the hydrogen-containing gas, oxygen-containing gas, or cooling water to be greater than or equal to the insulation distance.

(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態による燃料電池1を示す概略斜視図である。以下の説明において、第1の実施形態と基本構成が同一または類似の箇所には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
Second Embodiment
2 is a schematic perspective view showing a fuel cell 1 according to a second embodiment. In the following description, parts having the same or similar basic configurations as those in the first embodiment are given the same reference numerals and duplicated description will be omitted.

第2の実施形態において、流路誘導板32は、水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水の流路を塞ぐように配置されている。図2に示される流路誘導板32は、冷却水の流路を塞ぐように配置されている。図2に示す例において、流路誘導板32は、単セル電池21の積層方向の両端がそれぞれ隔壁3cおよびこれに対向するマニホールド3の側面3dに接続され、単セル電池21の積層方向に直交する方向の両端がそれぞれ排出口31側のマニホールド3の側面3eおよび排出口31と反対側のマニホールド3の側面3fに接続されている。流路誘導板32には、水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水の流路を部分的に開放する貫通孔が設けられている。図2に示される流路誘導板32には、冷却水の流路を部分的に開放する貫通孔321が設けられている。貫通孔は、供給口または排出口31に対して単セル電池21の積層方向に直交する方向に離れて配置されている。図2に示される流路誘導板32には1つの貫通孔321が設けられているが、貫通孔321の個数は2個以上であってもよい。 In the second embodiment, the flow path guide plate 32 is arranged to block the flow path of the hydrogen-containing gas, the oxygen-containing gas, or the cooling water. The flow path guide plate 32 shown in FIG. 2 is arranged to block the flow path of the cooling water. In the example shown in FIG. 2, both ends of the flow path guide plate 32 in the stacking direction of the single cell battery 21 are connected to the partition wall 3c and the side surface 3d of the manifold 3 facing the partition wall 3c, and both ends in the direction perpendicular to the stacking direction of the single cell battery 21 are connected to the side surface 3e of the manifold 3 on the exhaust port 31 side and the side surface 3f of the manifold 3 opposite the exhaust port 31. The flow path guide plate 32 is provided with a through hole that partially opens the flow path of the hydrogen-containing gas, the oxygen-containing gas, or the cooling water. The flow path guide plate 32 shown in FIG. 2 is provided with a through hole 321 that partially opens the flow path of the cooling water. The through hole is arranged away from the supply port or the exhaust port 31 in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell battery 21. The flow path guide plate 32 shown in FIG. 2 has one through hole 321, but the number of through holes 321 may be two or more.

絶縁距離は、流路上の断面積が小さくなるほど、電気抵抗が大きくなるため、絶縁に必要な流路距離が短くなる。第2の実施形態によれば、貫通孔321を設けることで流路上の断面積を小さくすることができるので、絶縁に必要な流路距離を短くすることができる。これにより、マニホールド3の小型軽量化を図ることができる。 The smaller the cross-sectional area of the flow path, the greater the electrical resistance, and therefore the shorter the flow path distance required for insulation. According to the second embodiment, the provision of the through holes 321 allows the cross-sectional area of the flow path to be reduced, thereby shortening the flow path distance required for insulation. This allows the manifold 3 to be made smaller and lighter.

(第3の実施形態)
図3は、第2の実施形態による燃料電池1を示す概略斜視図である。以下の説明において、第1の実施形態と基本構成が同一または類似の箇所には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
Third Embodiment
3 is a schematic perspective view showing a fuel cell 1 according to a second embodiment. In the following description, parts having the same or similar basic configurations as those in the first embodiment are given the same reference numerals and duplicated description will be omitted.

第3の実施形態において、流路誘導板32は、マニホールド3と一体成型されている。 In the third embodiment, the flow path guide plate 32 is integrally molded with the manifold 3.

第3の実施形態によれば、マニホールド3と流路誘導板32とを一体成型するため、部品点数と流路誘導板32の取付け工数を削減することができる。また、流路誘導板32がマニホールド3とは別部品のために発生する可能性があるマニホールド3と流路誘導板32の接触部からの通ガスまたは通水を防ぐことができる。 According to the third embodiment, the manifold 3 and the flow path guide plate 32 are integrally molded, which reduces the number of parts and the labor required to attach the flow path guide plate 32. In addition, it is possible to prevent gas or water from passing through the contact area between the manifold 3 and the flow path guide plate 32, which may occur because the flow path guide plate 32 is a separate part from the manifold 3.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

1 燃料電池、2 燃料電池積層体、21 単セル電池、3 マニホールド、31 排出口、33 最短流路 1 Fuel cell, 2 Fuel cell stack, 21 Single cell battery, 3 Manifold, 31 Exhaust port, 33 Shortest flow path

Claims (8)

複数の単セル電池が積層された燃料電池積層体と、
前記単セル電池の積層方向に直交する方向の前記燃料電池積層体の側面に配置されたマニホールドであって、前記マニホールドに設けられた供給口を通して前記マニホールドの内部に供給された水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を前記燃料電池積層体に供給し、または、前記燃料電池積層体から排出された前記水素含有ガス、前記酸素含有ガスまたは前記冷却水を前記マニホールドに設けられた排出口を通して前記マニホールドの外部に排出するマニホールドと、を備え、
前記燃料電池積層体から前記供給口または前記排出口までの最短流路距離は、絶縁距離以上であ
前記マニホールドは、絶縁材料で構成され、
前記マニホールドは、前記最短流路距離を前記絶縁距離以上にするための流路誘導板を備え、
前記流路誘導板は、前記燃料電池積層体の側面に沿って前記燃料電池積層体側の一端から前記供給口または前記排出口側の他端まで延び、
前記最短流路距離は、前記流路誘導板を経由した前記燃料電池積層体から前記供給口または前記排出口までの流路の距離である、燃料電池。
A fuel cell stack in which a plurality of single cell batteries are stacked;
a manifold disposed on a side of the fuel cell stack in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell batteries, the manifold supplying a hydrogen-containing gas, an oxygen-containing gas, or a cooling water to the inside of the manifold through a supply port provided in the manifold, or discharging the hydrogen-containing gas, the oxygen-containing gas, or the cooling water discharged from the fuel cell stack to the outside of the manifold through a discharge port provided in the manifold;
a shortest flow path distance from the fuel cell stack to the supply port or the exhaust port is equal to or greater than an insulation distance;
the manifold is made of an insulating material;
the manifold includes a flow path guide plate for making the shortest flow path distance equal to or greater than the insulation distance,
the flow path guide plate extends along a side surface of the fuel cell stack from one end on the fuel cell stack side to the other end on the supply port or the discharge port side,
The shortest flow path distance is a flow path distance from the fuel cell stack to the supply port or the discharge port via the flow path guide plate .
前記マニホールドは、前記単セル電池の積層方向に直交する方向の前記燃料電池積層体の4つの側面に配置されている、請求項1に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 1, wherein the manifolds are disposed on four sides of the fuel cell stack in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell batteries. 前記流路誘導板は、複数設けられている、請求項に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 1 , wherein a plurality of said flow path guide plates are provided. 前記流路誘導板は、前記水素含有ガス、前記酸素含有ガスまたは前記冷却水の流路を塞ぐように配置され、前記流路を部分的に開放する貫通孔が設けられている、請求項またはに記載の燃料電池。 4. The fuel cell according to claim 1, wherein the flow path guide plate is arranged so as to block the flow path of the hydrogen-containing gas, the oxygen-containing gas, or the cooling water, and has a through hole that partially opens the flow path. 前記貫通孔は、複数設けられている、請求項に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 4 , wherein a plurality of the through holes are provided. 前記貫通孔は、前記供給口または前記排出口に対して前記積層方向に直交する方向に離れて配置されている、請求項またはに記載の燃料電池。 6. The fuel cell according to claim 4 , wherein the through-hole is disposed away from the supply port or the discharge port in a direction perpendicular to the stacking direction. 前記流路誘導板は、前記マニホールドと一体成型されている、請求項のいずれか1項に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 1 , wherein the flow path guide plate is integrally formed with the manifold. 複数の単セル電池が積層された燃料電池積層体と、
前記単セル電池の積層方向に直交する方向の前記燃料電池積層体の側面に配置されたマニホールドであって、前記マニホールドに設けられた供給口を通して前記マニホールドの内部に供給された水素含有ガス、酸素含有ガスまたは冷却水を前記燃料電池積層体に供給し、または、前記燃料電池積層体から排出された前記水素含有ガス、前記酸素含有ガスまたは前記冷却水を前記マニホールドに設けられた排出口を通して前記マニホールドの外部に排出するマニホールドと、を備えた燃料電池に設けられ、
前記燃料電池積層体から前記供給口または前記排出口までの最短流路距離を絶縁距離以上にする、燃料電池の絶縁構造であって、
前記マニホールドは、絶縁材料で構成され、
前記絶縁構造は、前記最短流路距離を前記絶縁距離以上にするための流路誘導板を備え、
前記流路誘導板は、前記燃料電池積層体の側面に沿って前記燃料電池積層体側の一端から前記供給口または前記排出口側の他端まで延び、
前記最短流路距離は、前記流路誘導板を経由した前記燃料電池積層体から前記供給口または前記排出口までの流路の距離である、絶縁構造
A fuel cell stack in which a plurality of single cell batteries are stacked;
a manifold disposed on a side of the fuel cell stack in a direction perpendicular to the stacking direction of the single cell batteries, the manifold supplying a hydrogen-containing gas, an oxygen-containing gas, or a cooling water to the inside of the manifold through a supply port provided in the manifold, or discharging the hydrogen-containing gas, the oxygen-containing gas, or the cooling water discharged from the fuel cell stack to the outside of the manifold through a discharge port provided in the manifold,
An insulation structure of a fuel cell, the shortest flow path distance from the fuel cell stack to the supply port or the exhaust port being equal to or greater than an insulation distance,
the manifold is made of an insulating material;
the insulating structure includes a flow path guide plate for making the shortest flow path distance equal to or greater than the insulation distance;
the flow path guide plate extends along a side surface of the fuel cell stack from one end on the fuel cell stack side to the other end on the supply port or the discharge port side,
An insulating structure, wherein the shortest flow path distance is a distance of a flow path from the fuel cell stack to the supply port or the exhaust port via the flow path guide plate .
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164075A (en) 2000-11-22 2002-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid polymer type fuel cell preventing electrolytic corrosion
JP2005149919A (en) 2003-11-17 2005-06-09 Fuji Electric Holdings Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell
JP2005158629A (en) 2003-11-28 2005-06-16 Mitsubishi Electric Corp Polymer electrolyte fuel cell
CN208580806U (en) 2018-04-12 2019-03-05 武汉众宇动力系统科技有限公司 Fuel cell stack device
JP2019087424A (en) 2017-11-07 2019-06-06 東芝燃料電池システム株式会社 Fuel cell stack

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3065803B2 (en) * 1992-08-20 2000-07-17 大阪瓦斯株式会社 Fuel cell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164075A (en) 2000-11-22 2002-06-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid polymer type fuel cell preventing electrolytic corrosion
JP2005149919A (en) 2003-11-17 2005-06-09 Fuji Electric Holdings Co Ltd Polymer electrolyte fuel cell
JP2005158629A (en) 2003-11-28 2005-06-16 Mitsubishi Electric Corp Polymer electrolyte fuel cell
JP2019087424A (en) 2017-11-07 2019-06-06 東芝燃料電池システム株式会社 Fuel cell stack
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