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公開番号2025154542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057600
出願日2024-03-29
発明の名称燃料電池構造
出願人本田技研工業株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H01M 8/0258 20160101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】簡単な構成で滞留水の逆流を抑制することができる燃料電池構造を提供する。
【解決手段】セパレータ3には、シール部8を迂回して連通孔4と流体通路7とを連通するトンネル部10が形成されている。トンネル部10は、連通孔4から流体通路7に向かって延設された複数のトンネル本体11と、複数のトンネル本体11の先端部12同士を通流可能に連結する連結路13と、を有している。また、トンネル部10は、連結路13と流体通路7とを連通する複数の開口部14を有している。複数のトンネル本体11のうち連結路13の端部13aに連結する端部トンネル本体15は、連結路13に対して鋭角に接続されている。そして、連結路13と端部トンネル本体15との接続部16は、弧状に湾曲している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
膜電極接合体および前記膜電極接合体を囲う枠部材を有する膜電極構造体と、前記膜電極構造体同士を仕切るセパレータと、を交互に積層してなる燃料電池構造であって、
前記枠部材及び前記セパレータには、積層方向に貫通するとともに互いに連通して発電材料流体が流れる連通孔が形成され、前記膜電極構造体と前記セパレータとの間には、前記膜電極接合体に前記発電材料流体を供給する流体通路が設けられ、前記連通孔の周囲には、前記連通孔と前記流体通路との間をシールするシール部が設けられ、前記セパレータには、前記シール部を迂回して前記連通孔と前記流体通路とを連通するトンネル部が形成され、前記トンネル部は、前記連通孔から前記流体通路に向かって延設された複数のトンネル本体と、複数の前記トンネル本体の先端部同士を通流可能に連結する連結路と、前記連結路と前記流体通路とを連通する複数の開口部と、を有し、
複数のトンネル本体のうち前記連結路の端部に連結する端部トンネル本体は、前記連結路に対して鋭角に接続されており、前記連結路と前記端部トンネル本体との接続部は弧状に湾曲している、
燃料電池構造。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記連結路は、前記連通孔と前記流体通路とが隣接する範囲にわたって延設されている、
請求項１に記載の燃料電池構造。
【請求項３】
前記開口部は、前記端部トンネル本体の前記接続部から離間した位置に設けられている、
請求項１に記載の燃料電池構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池構造に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池構造は、燃料流体流路の水平方向の一端に連通し、電解質膜・電極構造体とセパレータとの積層方向に燃料流体を排出させるアノード排出連通孔を有している。また、燃料電池構造は、酸化剤流体流路の水平方向の他端に連通し、積層方向に酸化剤流体を排出させるカソード排出連通孔を有している。そして、このような燃料電池構造は、最も下側のアノード排出連通孔の底部よりも、最も下側のカソード排出連通孔の底部を下方に設けている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７１４４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、セパレータには、流体流路と連通孔とをシールするシール部を迂回して両者を連通するトンネルが形成されている。従来の燃料電池構造では、アノード排出連通孔とカソード排出連通孔の位置関係に制約があるため、必然的にトンネルを形成する位置にも制約が生じてしまうといった問題があった。また、トンネルを形成する位置は、トンネル内の流体の流れにも影響を与え、生成水が滞留して逆流を抑制することは容易ではない。このように、アノード排出連通孔とカソード排出連通孔の位置関係を優先すると滞留水の逆流を抑制することが出来なくなるおそれがあり、さらなる改良が求められている。
本案は、簡単な構成で滞留水の逆流を抑制することができる燃料電池構造を提供することを課題している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の燃料電池構造は、膜電極接合体および膜電極接合体を囲う枠部材を有する膜電極構造体と、膜電極構造体同士を仕切るセパレータと、を交互に積層している。枠部材及びセパレータには、積層方向に貫通するとともに互いに連通して発電材料流体が流れる連通孔が形成されている。膜電極構造体とセパレータとの間には、膜電極接合体に発電材料流体を供給する流体通路が設けられている。連通孔の周囲には、連通孔と流体通路との間をシールするシール部が設けられている。
【０００６】
セパレータには、シール部を迂回して連通孔と流体通路とを連通するトンネル部が形成されている。トンネル部は、連通孔から流体通路に向かって延設された複数のトンネル本体と、複数のトンネル本体の先端部同士を通流可能に連結する連結路と、連結路と流体通路とを連通する複数の開口部と、を有している。複数のトンネル本体のうち連結路の端部に連結する端部トンネル本体は、連結路に対して鋭角に接続されており、連結路と端部トンネル本体との接続部は弧状に湾曲している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な構成で滞留水の逆流を抑制することができる燃料電池構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態の燃料電池構造で、流体通路がトンネル部により連通孔と連通される部分を示すセパレータの平面図である。
実施形態の燃料電池構造で、要部の構成を説明する平面図である。
実施形態の燃料電池構造で、要部の構成を説明する図２中ＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った位置での断面図である。
実施形態の燃料電池構造で、全体の構成を説明するセパレータの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下は、本発明である燃料電池構造について適宜図面を用いて実施形態の説明を行うものである。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
実施形態の燃料電池構造は、セパレータ３および膜電極構造体２（図３参照）を有する複数の単位セル１が積層方向Ｗに積層されて形成された積層セルスタックを電池筐体の内部に収容している。各単位セル１は、膜電極構造体２と、膜電極構造体２の両側に配置されて膜電極構造体２同士を仕切るセパレータ３とが交互に積層されている。
【００１０】
このうち、膜電極構造体２は、活性領域を形成する膜電極接合体５および膜電極接合体５を囲う枠部材６を有している。枠部材６及びセパレータ３には、積層方向Ｗに貫通するとともに互いに連通して発電材料流体（以下、流体とも記す）Ｈが流れる連通孔４が形成されている。
積層セルスタックには、図４に示すように流体通路７に発電材料流体Ｈを分配供給する流体供給用マニホルド９が設けられている。また、積層セルスタックには、流体通路7から流下する流体Ｈを集めて排出する流体排出用マニホルド１９が設けられいる。流体供給用マニホルド９及び流体排出用マニホルド１９は、枠部材６及びセパレータ３に形成された連通孔４が積層方向Ｗに連通することで構成されている。実施形態では主に流体排出用マニホルド１９の構成について説明し、同様に構成される流体供給用マニホルド９についての説明を一部省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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