燃料电池单元及燃料电池组制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池单元及燃料电池组，燃料电池单元具备设置于夹着膜电极接合体和树脂框架的一对隔板之间且将废气从发电部引导到歧管部的废气流路。所述废气流路包括从所述发电部延伸到所述歧管部的第一流路部、在所述第一流路部的下游侧相互并列地延伸且各自的下游端与所述歧管部连接的第二流路部及第三流路部、和与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接的连结部。在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，所述第一流路部的下游端的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸。

Fuel cell unit and fuel cell group

【技术实现步骤摘要】
燃料电池单元及燃料电池组
本专利技术涉及燃料电池单元及燃料电池组。
技术介绍
例如，在下述专利文献1公开有固体高分子形燃料电池单元，具备配置于膜电极接合体(MEA；MembraneElectrodeAssembly)的周围且与膜电极接合体一起被隔板夹着的树脂框架。通常，多个燃料电池单元层叠而构成燃料电池组。在这样的燃料电池单元中，具有通过形成于隔板和/或树脂框架的槽等凹部形成与包括电极的发电部连接的多个气体流路的情况。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-258106号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在上述的气体流路中的供从发电部排出的废气流通的废气流路中，通常，与废气一起流入大量的水分。因此，若在燃料电池单元发电停止后，在废气流路内残留有水分，则例如在变为冰点以下的温度的低温环境下，有因残留水分的冻结而废气流路被堵塞的情况。若废气流路被堵塞，则不能使足够的反应气体到达发电部，燃料电池单元的再次开始发电变得困难。尤其是，在全部的废气流路被堵塞的情况下，燃料电池单元的起动性明显降低。专利文献1的燃料电池单元构成为，通过废气流路的导向和重力的作用将流入废气流路的排水引导至排水用路径，在任意的废气流路中都流入水分。因此，在专利文献1的燃料电池单元中，全部的废气流路都有被残留水分堵塞的可能性。这样，关于抑制对废气流路中的残留水分对废气流路的堵塞，依然具有改进的空间。用于解决技术问题的技术方案本专利技术能够以下面的方式实现。[1]第一方式提供燃料电池单元。该方式的燃料电池单元，具备：膜电极接合体；树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部。所述废气流路包括：第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；及连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接。在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，所述第一流路部，以将所述第一流路部的下游端延长到所述连结部内而成的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸的方式，与所述连结部连接；在所述连结部中，相对于所述延长区域处于所述第二流路部与所述第三流路部的排列方向中的从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧的区域上，没有连接从所述发电部延伸的流路。根据该方式的燃料电池单元，能够使从第一流路部流入连结部的废气的气体成分流入第二流路部及第三流路部两者，将液体成分引导至第三流路部侧，而不向第二流路部侧引导。由此，抑制液体成分流入第二流路部，抑制在燃料电池单元发电停止后在第二流路部中残留水分。因此，抑制在低温环境下，燃料电池单元中的全部废气流路因残留水分的冻结而堵塞，再次开始发电变得困难。[2]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结部可以是以与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方式延伸的连结流路；在沿着所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向观察时；所述第一流路部的下游侧部位可以向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接；所述延长区域的延长方向上的端部可以相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧。根据该方式的燃料电池单元，能够将废气的液体成分沿着连结流路的流路方向从第二流路部的上游端侧引导至第三流路部的上游端侧，所以能够更加抑制液体成分流入第二流路部。[3]第二方式提供燃料电池单元。该方式的燃料电池单元具备：膜电极接合体；树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部。所述废气流路包括：第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接；及交叉壁面部，相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧，从所述第二流路部的上游端向与所述第二流路部的上游端的中心轴交叉的方向延伸。所述第一流路部的下游端在所述连结部中位于最上游处；在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上观察时，所述第一流路部的下游端相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时；所述第一流路部的下游端在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上与所述交叉壁面部和所述第三流路部的上游端中的至少一方相对；所述交叉壁面部从所述第二流路部的上游端向下如下方向延伸：与和所述第一流路部的下游端的中心轴正交的方向交叉且远离所述第一流路部的下游端的方向。根据该方式的燃料电池单元，能够使从第一流路部流入连结部的废气的气体成分流入第二流路部及第三流路部两者，将液体成分向第三流路部侧引导，而不向第二流路部侧引导。由此，能够抑制液体成分流入第二流路部，抑制在燃料电池单元发电停止后在第二流路部中残留有水分。因此，抑制在低温环境下，燃料电池单元中的全部废气流路因残留水分的冻结而堵塞，再次开始发电变得困难。[4]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结部是在与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方向上延伸的连结流路；所述交叉壁面部构成所述连结流路的壁面的一部分；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向上观察时，所述第一流路部的下游侧部位相对于所述交叉壁面部向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接。根据该方式的燃料电池单元，能够通过具有交叉壁面部的连结流路将从第一流路部流出的废气的液体成分从第二流路部侧向第三流路部侧引导。因此，能够进一步抑制液体成分流入第二流路部。[5]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结流路是第一连结流路；所述延长区域是第一延长区域；所述废气流路还包括：第四流路部，与所述第一流路部并列地延伸，下游端与所述第一连结流路连接；第二连结流路，连接有所述第一流路部的上游端和所述第四流路部的上游端；及第五流路部，相对于所述第二连结流路位于上游侧，下游端与所述第二连结流路连接；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时；所述第五流路部，以将下游端延长到所述第二连结流路内而成的第二延长区域在所述第二连结流路中不朝向所述第一流路部的上游端侧而朝向所述第四流路部的上游端侧延伸的方式，与所述第二连结流路连接；可以是在相对于所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池单元，具备：/n膜电极接合体；/n树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；/n一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；/n歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及/n废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部，/n所述废气流路包括：/n第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；/n第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；及/n连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接，/n在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，/n所述第一流路部以将所述第一流路部的下游端延长到所述连结部内而成的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸的方式，与所述连结部连接，/n在所述连结部中相对于所述延长区域处于所述第二流路部与所述第三流路部的排列方向中的从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧的区域上，没有连接从所述发电部延伸的流路。/n...

【技术特征摘要】
20180612 JP 2018-1118451.一种燃料电池单元，具备：
膜电极接合体；
树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；
一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；
歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及
废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部，
所述废气流路包括：
第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；
第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；及
连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接，
在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，
所述第一流路部以将所述第一流路部的下游端延长到所述连结部内而成的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸的方式，与所述连结部连接，
在所述连结部中相对于所述延长区域处于所述第二流路部与所述第三流路部的排列方向中的从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧的区域上，没有连接从所述发电部延伸的流路。


2.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其中，
所述连结部是以与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方式延伸的连结流路，
在沿着所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向观察时，
所述第一流路部的下游侧部位向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接，
所述延长区域的延长方向上的端部相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧。


3.一种燃料电池单元，具备：
膜电极接合体；
树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；
一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；
歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及
废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部，
所述废气流路包括：
第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；
第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；
连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接；及
交叉壁面部，相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧，从所述第二流路部的上游端向与所述第二流路部的上游端的中心轴交叉的方向延伸，
所述第一流路部的下游端在所述连结部中位于最上游处，
在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上观察时，所述第一流路部的下游端相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧，
在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，
所述第一流路部的下游端在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上与所述交叉壁面部和所述第三流路部的上游端中的至少一方相对，
所述交叉壁面部从所述第二流路部的上游端向如下方向延伸：与和所述第一流路部的下游端的中心轴正交的方向交叉且远离所述第一流路部的下游端的方向。


4.根据权利要求3所述的燃料电池单元，其中，
所述连结部是在与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方向上延伸的连结流路，
所述交叉壁面部构成所述连结流路的壁面的一部分，
在所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向上观察时，所述第一流路部的下游侧部位相对于所述交叉壁面部向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接。


5.根据权利要求2所述的燃料电池单元，其中，
所述连结流路是第一连结流路，
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：野野山顺朗，水野诚司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP