專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，涉及一種即使在配置于單體電池層積體的單體電 池層積方向端面的端板彎曲的情況下也能夠抑制因該彎曲而引起的不良情況的燃料電池 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為燃料電池，例如已知有層積(堆疊)多個單體電池而構(gòu)成的燃料電池，所述單 體電池包含膜電極接合體(Membrane ElectrodeAssembly ；MEA)和夾持MEA的隔板。作為 層積而成的單體電池集合體的單體電池層積體在單體電池層積方向上被一對端板夾持。通 過向燃料電池組供給燃料氣體和氧化氣體來產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電力。在下述專利文獻1中，記載有將噴射器用于燃料氣體的供給的結(jié)構(gòu)。噴射器是通 過利用電磁力使閥芯遠離閥座來開閉流路的電磁驅(qū)動式的開閉閥，通過控制流路的開閉時 間和開閉時期來調(diào)整燃料氣體的供給流量和供給壓力。此外，在下述專利文獻2中，記載有將控制流向燃料電池的氣體的流量的控制閥 配置于該燃料電池的外表面上的結(jié)構(gòu)。專利文獻1 日本特開2007-165186號公報專利文獻2 日本特開2005-310553號公報但是，在燃料電池的發(fā)電中，存在端板以向燃料電池的外側(cè)隆起的方式彎曲的情 況。作為該彎曲的原因，例如列舉這樣的原因單體電池層積體由于發(fā)電時的生成水而膨 脹，從而施加于端板的載荷增加。此外，因發(fā)電中的發(fā)熱而引起的熱變形也可被列舉為原 因之一。此外，還考慮了以下原因當(dāng)由于發(fā)熱而使得端板的溫度上升、剛性降低時，更容易 產(chǎn)生因上述膨脹而引起的彎曲。例如在電磁閥主體部經(jīng)由0形環(huán)而支承于端板上的支承部件的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)端板彎 曲時，存在電磁閥主體部和支承部件在基于0形環(huán)的支承部位以外接觸的情況。通過所述 接觸，因電磁閥主體部的閥芯的移動而引起的振動經(jīng)由支承部件傳遞至端板和單體電池層 積體，存在產(chǎn)生較大的振動和噪聲、或損傷電路基板的焊錫部分的狀況。此外，在彎曲的端 板與電磁閥主體部接觸的情況下，也同樣存在產(chǎn)生較大的振動和噪聲、以及焊錫部分的損 傷的狀況。此外，還存在這樣的情況由于端板的彎曲，機械壓力施加在與端板上的電磁閥 主體部相連接的配管上，從而損傷配管連接部位等。這樣，端板的彎曲能夠造成各種各樣的不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制因端板的彎曲而引起的不良情況的燃料電 池系統(tǒng)。本發(fā)明所涉及的燃料電池系統(tǒng)的特征在于，包括層積多個單體電池而成的單體 電池層積體；端板，配置于單體電池層積體的單體電池層積方向端部；以及流體調(diào)整裝置，設(shè)置在與單體電池層積體連接的流路上，調(diào)整在流路中流動的流體的狀態(tài)，流體調(diào)整裝置 僅在該流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的一個部分處固定于端板上。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在端板彎曲了的情況下，與流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分雙方都固 定于端板上的結(jié)構(gòu)相比，上述彎曲對流體調(diào)整裝置造成的影響也很小。因此，能夠提供一種 可抑制因端板的彎曲而引起的不良情況的燃料電池系統(tǒng)。此處，優(yōu)選的是，流體調(diào)整裝置的流體出口與單體電池層積體連接，流體調(diào)整裝置 設(shè)置成與流體出口側(cè)部分相比使流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分處于重力方向上側(cè)。根據(jù) 該結(jié)構(gòu)，能夠防止在單體電池層積體生成的水侵入流體調(diào)整裝置中。此外，優(yōu)選的是，在流 體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中固定于端板上的一個部 分上連接有通向單體電池層積體的流路，另一個部分上連接有比通向單體電池層積體的流 路更長的流路。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的上述另一個 部分以及與該部分連接的長流路來吸收因端板的彎曲而在流路上產(chǎn)生的機械壓力。此外， 能夠吸收流體調(diào)整裝置相對于端板的配置誤差。另一方面，連接于流體調(diào)整裝置和單體電 池層積體之間的較短的流路與固定于端板的上述一個部分連接。因此，即使在端板彎曲了 的情況下，該短流路也能夠保持為與端板的相對位置，不易受到因該彎曲引起的機械壓力。 因此，能夠抑制因端板的彎曲而引起的不良情況。此外，優(yōu)選的是，流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的另一個 部分經(jīng)由彈性體而安裝于端板上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用彈性體變形吸收端板的彎曲施加給流 體調(diào)整裝置的載荷。由此，能夠抑制因端板的彎曲而引起的不良情況。此外，能夠防止因從 外部施加給燃料電池系統(tǒng)的振動而引起的不良情況。此外，本發(fā)明所涉及的燃料電池系統(tǒng)的特征在于，包括層積多個單體電池而成的 單體電池層積體；端板，配置于單體電池層積體的單體電池層積方向端部；以及流體調(diào)整 裝置，設(shè)置在與單體電池層積體連接的流路上，調(diào)整在流路中流動的流體的狀態(tài)，流體調(diào)整 裝置在該流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的一個部分與主體部分之 間包含具有彈性的密封件，流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的另一個部分經(jīng)由彈性體 而安裝于端板上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用具有彈性的密封件和彈性體變形來吸收端板的彎曲施 加給流體調(diào)整裝置的載荷。由此，能夠抑制因端板的彎曲而引起的不良情況。此外，能夠防 止因從外部施加給燃料電池系統(tǒng)的振動而引起的不良情況。發(fā)明效果根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠提供一種即使在端板彎曲了的情況下也能夠抑制因該彎曲而 引起的不良情況的燃料電池系統(tǒng)。


圖1是說明實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是說明實施方式中的燃料電池的立體圖。圖3是說明實施方式中的流體調(diào)整裝置的示意圖。圖4是說明實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)的示意圖。圖5是說明實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)的示意圖。圖6是說明實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)的示意圖。
圖7是說明實施方式中的流體調(diào)整裝置的示意圖。圖8是圖7中的8-8線的剖視圖。圖9是說明實施方式中的流體調(diào)整裝置的示意圖。標(biāo)號說明20 燃料電池系統(tǒng)；102 單體電池；104 單體電池層積體；106 端板；24、26、28、 30,32 流路；200、200B 電磁閥裝置(流體調(diào)整裝置)；230 入口側(cè)支承部件(流體入口側(cè) 部分)；250:出口側(cè)支承部件(流體出口側(cè)部分)；G 重力方向；276、278:配管(流路)； 240 襯套(彈性體)；272、274 :0形環(huán)。
具體實施例方式圖1表示對作為實施方式所涉及的燃料電池系統(tǒng)的一個示例的燃料電池系統(tǒng)20 的結(jié)構(gòu)進行說明的圖。燃料電池系統(tǒng)20包含通過燃料氣體和氧化氣體的電化學(xué)反應(yīng)來進 行發(fā)電的燃料電池100。此處，例示氫氣作為燃料氣體，例示空氣中的氧氣作為氧化氣體，但 是燃料氣體和氧化氣體并不限定于這些例示。另外，存在將燃料氣體和氧化氣體統(tǒng)稱為反 應(yīng)氣體的情況。此處，圖2表示說明燃料電池100的結(jié)構(gòu)例的立體圖。燃料電池100例如是固體 高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell ;PEFC)。燃料電池100例如包含有 層積(堆疊)多個單體電池102而構(gòu)成的單體電池層積體104，所述單體電池102包含膜電 極接合體(Membrane Electrode Assembly ；MEA)和夾持MEA的隔板。另外，關(guān)于MEA，例如 利用氣體擴散電極夾持高分子電解質(zhì)膜并一體地接合起來。此處，單體電池102的層積數(shù) 量并不限定于圖2的例示。在單體電池層積體104的單體電池層積方向兩端部配置有端板106，在與單體電 池層積方向正交的方向兩側(cè)配置有壓板108。即，單體電池層積體104配置在一對端板106 之間，并且配置在一對壓板108之間。端板106和壓板108例如通過焊接或未圖示的螺栓 等而相互結(jié)合，一對端板106經(jīng)由壓板108而相互連接。端板106和壓板108例如可以由 不銹鋼(SUS)的板狀部件構(gòu)成。此處，例示了壓板108配置于單體電池層積體104的上部和下部的情況，但是也可 以配置于單體電池層積體104的兩側(cè)部。此外，端板106和壓板108的形狀等并不限定于 圖示的例子。此外，也可以通過作為板狀部件的壓板108以外的連接部件將一對端板106 相互連接起來。也可以例如通過對棒狀的部件進行焊接或螺栓緊固等、或者例如通過具有 橫跨于一對端板106之間的長度的螺栓和螺母，來將一對端板106相互連接起來。在一個端板106和單體電池層積體104之間配置有彈簧模塊110。彈簧模塊110 例如包含多個彈簧而構(gòu)成，通過該彈簧的作用力來對單體電池層積體104施加朝向另一個 端板106的載荷。另外，在圖2中示出了一個單體電池層積體104，但是例如也可以將多個單體電池 層積體104并列地配置于一對端板106之間(參照圖1)。返回圖1，燃料電池系統(tǒng)20包含 氫氣供給流路24、氫氣循環(huán)流路26、氫氣排出流 路28、氧氣供給流路30以及氧氣排出流路32，這些流體流路24、26、28、30、32以根據(jù)以下 說明便可知曉的方式與單體電池層積體104相連。
此外，燃料電池系統(tǒng)20包含氫氣供給源34和壓縮機54。另外，氫氣供給源34例 如可以由氫罐、貯氫合金、燃料改性器等中的一個或多個構(gòu)成。此外，壓縮機54是取入包含 氧氣的空氣并進行壓送的裝置，也可以稱為氧氣供給源。另外，也可以使用例如作為氧氣供 給源的一個示例的氧罐等來代替壓縮機54。 氫氣供給流路24是連接在氫氣供給源34和單體電池層積體104之間的、從氫氣 供給源34向單體電池層積體104供給氫氣的流路。氫氣供給流路24例如構(gòu)成為包含流體 配管(以下僅稱為配管)、設(shè)置于該流體配管上的截止閥36、調(diào)節(jié)器38、緩沖罐300、壓力計 42、流體調(diào)整裝置200以及壓力計44。另外，上述構(gòu)件36、38、300、42、200、44在圖示的例子 中從氫氣供給源34側(cè)、換言之從氣流的上游側(cè)按照所述順序設(shè)置。另外，對于流體調(diào)整裝 置200，將在后面進一步進行敘述。氫氣循環(huán)流路26是連接在單體電池層積體104和氫氣供給流路24之間的、將通 過單體電池層積體104而流出的氫廢氣再次供給到單體電池層積體104而循環(huán)的流路。此 處，氫氣循環(huán)流路26在壓力計44的下游側(cè)與氫氣供給流路24連接。氫氣循環(huán)流路26例 如構(gòu)成為包含配管、和設(shè)置于該配管上的氣液分離器46以及泵48。氣液分離器46是從氫 廢氣中回收水分等的裝置。泵48是對通過了氣液分離器46的氫廢氣進行加壓并向氫氣供 給流路24送出的裝置。另外，上述構(gòu)件46、48在圖示的例子中從單體電池層積體104側(cè)、 換言之從氣流的上游側(cè)按照所述順序設(shè)置。氫氣排出流路28是與氣液分離器46的排出口連接的、將含有在氣液分離器46中 分離出的雜質(zhì)的氫廢氣排出至燃料電池系統(tǒng)20的外部的流路。另外，在氣液分離器46中 分離出的水分等也能夠通過氫氣排出流路28而排出。氫氣排出流路28例如構(gòu)成為包含配 管、和設(shè)置于該配管上的排出閥(清潔閥)50以及稀釋器52。另外，上述構(gòu)件50、52在圖示 的例子中從氣液分離器46側(cè)、換言之從氣流的上游側(cè)按照所述順序設(shè)置。氧氣供給流路30是連接在壓縮機54的送出口和單體電池層積體104之間的、從 壓縮機54向單體電池層積體104供給含有氧氣的空氣的流路。氧氣供給流路30例如構(gòu)成 為包含配管和設(shè)置于該配管上的加濕器56。氧氣排出流路32是與單體電池層積體104連接的、將通過單體電池層積體104而 流出的氧化廢氣排出至燃料電池系統(tǒng)20的外部的流路。氧氣排出流路32例如構(gòu)成為包含 配管、和設(shè)置于該配管上的加濕器56以及稀釋器52。此處，例示了在氧氣供給流路30和氧 氣排出流路32中共用加濕器56的情況，但是也可以在流路30、32上分別設(shè)置加濕器。另 夕卜，上述構(gòu)件56、52在圖示的例子中從單體電池層積體104側(cè)、換言之從氣流的上游側(cè)按照 所述順序設(shè)置。通過了加濕器56的氧化廢氣通過稀釋器52而與氫廢氣匯合，并與氫廢氣 一起被排出到燃料電池系統(tǒng)20的外部。在該示例中，在氧氣排出流路32和氫氣排出流路 28中共用稀釋器52。對流體調(diào)整裝置200進行說明。流體調(diào)整裝置200是對在設(shè)置有該裝置200的流 路24中流動的流體(此處為氫氣)的狀態(tài)進行調(diào)整的裝置。所謂利用流體調(diào)整裝置200 來進行調(diào)整的氫氣的狀態(tài)，例如是向流路下游側(cè)流動的氫氣的流量和壓力等，通過所述氣 體狀態(tài)的調(diào)整來對向單體電池層積體104供給的氫氣的流量和壓力等進行調(diào)整。此處，由 于流體調(diào)整裝置200用于氫氣向單體電池層積體104的供給，所以也可以將該裝置200稱 為噴射器200。流體調(diào)整裝置200例如可以由電磁閥裝置構(gòu)成，此處，作為該裝置200例示出電磁閥裝置。如圖2所示，電磁閥裝置200配置在端板106上，更具體地說，配置在端板106中 的與朝向單體電池層積體104的面相反的一側(cè)的面上。此處，圖3表示說明電 磁閥裝置200的示意圖。圖3是從電磁閥裝置200的配置 面?zhèn)扔^察端板106的圖，為了便于說明，其一部分以截面的方式示出。在圖3中，箭頭F表 示氫氣的流動方向，箭頭G表示重力方向。圖3例示出的電磁閥裝置200包含主體部分210、入口側(cè)支承部件230、出口側(cè)支 承部件250以及連接部件270。部件230、250、270例如可以由不銹鋼(SUS)、鋁等金屬、或 者樹脂等構(gòu)成。主體部分210是調(diào)整氫氣狀態(tài)的部分。主體部分210具有氣缸部212、氣缸入口 部214以及氣缸出口部218。氣缸部212省略了詳細的圖示，但內(nèi)置有流體流路、設(shè)置于該 流體流路中途的閥芯以及用于控制該閥芯的螺線管等。氣缸部212的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用各 種結(jié)構(gòu)。另外，螺線管的驅(qū)動通過未圖示的驅(qū)動部來進行。氣缸入口部214和氣缸出口部 218例如形成為圓筒形，入口部214的流路216與氣缸部212的流路入口連通，出口部218 的流路220與氣缸部212的流路出口連通。入口側(cè)支承部件230和出口側(cè)支承部件250是支承主體部分210的部件。兩個支 承部件230、250通過連接部件270連接在一起。另外，連接部件270的形狀、大小、配置位 置等并不限定于圖示的例子。支承部件230、250分別具有流路232、252，在流路232的一個口部插入有氣缸入 口部214，在流路252的一個口部插入有氣缸出口部218。電磁閥裝置200例如包含橡膠制 的0形環(huán)272、274，0形環(huán)272嵌入在氣缸入口部214而將入口側(cè)支承部件230和主體部分 210之間密封起來，0形環(huán)274嵌入在氣缸出口部218而將出口側(cè)支承部件250和主體部分 210之間密封起來。通過所述結(jié)構(gòu)，支承部件230、250經(jīng)由0形環(huán)272、274支承主體部分 210。另外，例示了橡膠制的0形環(huán)272、274，但也可以使用其他材質(zhì)、形狀的密封件。此處，支承部件230、250通過0形環(huán)272、274的介入而能夠以不與主體部分210 接觸的狀態(tài)支承主體部分210。此時，因主體部分210內(nèi)的閥芯的移動而引起的振動由0形 環(huán)272、274的彈性(換言之即緩沖性)而衰減，從而抑制了該振動向支承部件230、250的 傳遞。在入口側(cè)支承部件230的流路232的另一個口部通過例如焊接而連接有配管276。 配管276在氫氣供給流路24中構(gòu)成通向氫氣供給源34的流路。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，入口側(cè)支 承部件230在電磁閥裝置200中與流體入口側(cè)部分對應(yīng)。此外，在出口側(cè)支承部件250的 流路252的另一個口部通過例如焊接而連接有配管278。配管278在氫氣供給流路24中構(gòu) 成通向單體電池層積體104的流路，其經(jīng)由端板106中的未圖示的貫通孔而與單體電池層 積體104相連。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，出口側(cè)支承部件250在電磁閥裝置200中與流體出口側(cè)部 分對應(yīng)。另外，支承部件230、250中的配管276、278的連接位置、配管276、278的延伸方向 等并不限定于圖示的例子。出口側(cè)支承部件250具有切片部254，該切片部254通過螺栓256固定于端板106。 艮口，在圖3例示的結(jié)構(gòu)中，電磁閥裝置200在出口側(cè)支承部件250處固定于端板106。這里 所說的“固定”這種表述，是針對具有作為不移動部位的固定點進行配置(被配置)以及這樣的配置狀態(tài)而使用的。在上述情況下，利用螺栓256而實現(xiàn)的緊固部、換言之切片部254 構(gòu)成了相對于端板106不移動的固定點。此處，例示了利用螺栓256而實現(xiàn)的螺紋緊固，但 是例如也可以通過焊接等其他的方法來進行固定。此外，也可以在不利用切片部254的情 況下固定于端板106。另一方面，在圖3的示例中，入口側(cè)支承部件230未固定于端板106，電磁閥裝置 200僅在出口側(cè)支承部件250固定于端板106。在此，圖4和圖5表示從側(cè)面觀察燃料電池100的示意圖。圖4表示端板106未 產(chǎn)生彎曲的狀態(tài)，圖5表示產(chǎn)生了該彎曲的狀態(tài)。另外，在這兩個圖中，為了避免圖面復(fù)雜 化，省略了單體電池層積體104(參照圖2)等的圖示。如上所述，在只有出口側(cè)支承部件250固定于端板106的情況下，若比較圖4和圖 5可知即使在端板106彎曲了的情況下，入口側(cè)支承部件230也能夠相對于端板106移動 (位移)。因此，與將支承部件230、250雙方固定于端板106上的情況相比，上述彎曲對電 磁閥裝置200造成的影響減小，能夠抑制因端板106的彎曲而引起的不良情況。例如，即使端板106彎曲，主體部分210和支承部件230、250也能夠保持基于0形 環(huán)272、274的支承，防止主體部分210和支承部件230、250的接觸。因此，抑制了主體部分 210內(nèi)的閥芯的振動經(jīng)由支承部件230、250傳遞至端板106等。因此，能夠抑制傳遞來的 振動所引起的不良情況，例如較大的振動和噪聲的產(chǎn)生、電路基板的焊錫部分的損傷等。此 夕卜，例如防止了彎曲的端板106與電磁閥裝置200的主體部分210接觸，同上述一樣能夠抑 制傳遞至端板106等的振動所引起的不良情況。此處，為了在端板106未產(chǎn)生彎曲的情況下也防止振動的傳遞，電磁閥裝置200的 主體部分210設(shè)置成不與端板106和連接部件270接觸(參照圖4和圖3)。所述配置形態(tài) 例如可以通過支承部件230、250的形狀、大小等的設(shè)定來實現(xiàn)。如圖6的示意圖所示，電磁閥裝置200也可以在入口側(cè)支承部件230固定于端板 106。在入口側(cè)支承部件230固定的情況和在出口側(cè)支承部件250固定的情況相比，后者能 夠獲得如下所述的效果。S卩，如上所述，入口側(cè)支承部件230與通向氫氣供給源34的流路連接，出口側(cè)支承 部件250與通向單體電池層積體104的流路連接(參照圖2的配管276、278)。在該情況 下，若以配置在端板106上的電磁閥裝置200為起點進行觀察，則通向氫氣供給源34的流 路比通向單體電池層積體104的流路要長。鑒于所述內(nèi)容，通過將長流路和未固定于端板 106的支承部件230連接，容易吸收端板106的彎曲施加給流路的機械壓力。由此，抑制了 例如配管連接部位等的損傷。此外，能夠通過長流路來吸收電磁閥裝置200相對于端板106 的配置誤差。另一方面，在將短流路和固定于端板106的支承部件250連接在一起的情況 下，即使端板106彎曲，也能夠保持端板106和短流路之間的相對位置。因此，短流路不易 受到因該彎曲而產(chǎn)生的機械壓力，抑制了例如配管連接部位等的損傷。電磁閥裝置200可以朝向各種方向設(shè)置，但是通過將入口側(cè)支承部件230設(shè)置成 比出口側(cè)支承部件250更靠重力方向上側(cè)，能夠防止在單體電池層積體104中生成的水侵 入到電磁閥裝置200中。然而，如圖7和圖8例示的那樣，也可以將 入口側(cè)支承部件230經(jīng)由彈性體240安 裝于端板106。另外，圖7是與圖3相同的示意圖，圖8是圖7中的8-8線的剖視圖。
在圖7和圖8中例示了彈性體240由橡膠制的襯套構(gòu)成的情況。圖示的襯套240 是具有與設(shè)置于入口側(cè)支承部件230的切片部234的螺栓插入孔對應(yīng)的孔的筒狀部件，在 其外周面具有供切片部234的螺栓插入孔的緣部插入的槽。通過將襯套240嵌入到切片部 234的螺栓插入孔中，從而襯套240介于切片部234和端板106之間。將螺栓236插入到襯 套240的上述孔中，該螺栓236緊固于端板106上。在襯套240的螺栓插入孔中插入有例 如金屬制的軸環(huán)242，通過將軸環(huán)242夾在端板106和插入于螺栓236的頭部側(cè)的墊圈238 之間，從而確保了螺栓236的軸力。另外，圖7和圖8的例示中的其他構(gòu)件可以構(gòu)成為與圖 3相同。另外，在將入口側(cè)支承部件230固定于端板106上的情況下(參照圖6)，將出口側(cè) 支承部件250經(jīng)由襯套240安裝于端板106上。 螺栓236相對于端板106的安裝部位和螺栓256相對于端板106的固定部位優(yōu)選 設(shè)置在主體部分210的軸線上、換言之設(shè)置在連結(jié)氣缸入口部214的流路216和氣缸出口 部218的流路220而構(gòu)成的線上。由此，能夠平衡性良好地配置主體部分210，此外其結(jié)果 是，能夠使襯套240的個數(shù)最小而抑制成本增加。由于襯套240能夠借助其彈性(緩沖性)而變形，所以入口側(cè)支承部件230與固 定于端板106上的出口側(cè)支承部件250相比，處于能夠相對于端板106移動(位移)的狀 態(tài)。因此，利用襯套240的彈性，能夠吸收端板106的彎曲施加給電磁閥裝置200的載荷。 由此，即使端板106彎曲，主體部分210和支承部件230、250也保持基于0形環(huán)272、274的 支承，因此能夠抑制因主體部分210和支承部件230、250的接觸而引起的振動傳遞。此外，例如在將燃料電池系統(tǒng)20搭載于汽車車輛等上的情況下，存在因車輛行駛 而產(chǎn)生的振動施加于燃料電池系統(tǒng)20的狀況。但是，通過襯套240，能夠防止因來自外部的 振動而引起的不良情況。例如能夠防止入口側(cè)支承部件230與端板106碰撞。此外，例如 能夠防止螺栓236、256的松動。另外，通過螺栓236、256的防松動效果，能夠緩和螺栓236、 256的轉(zhuǎn)矩管理。此處，例如在像圖9的示意圖例示的電磁閥裝置200B那樣入口側(cè)支承部件230由 緩沖罐300構(gòu)成的情況下，重力方向上側(cè)的部分變大，重量變重。即使在所述情況下，也能 夠通過將入口側(cè)支承部件230經(jīng)由彈性體240安裝于端板106上而使電磁閥裝置200B的 配置穩(wěn)定。另外，圖9的例示中的其他構(gòu)件可以構(gòu)成為與圖3相同。如上所述，通過襯套240能夠吸收因端板106的彎曲而產(chǎn)生的載荷。所述載荷也 施加于0形環(huán)272、274，但被分散于襯套240和0形環(huán)272、274。因此，施加于0形環(huán)272、 274的載荷比沒有襯套240的情況要小。因此，即使因端板106的彎曲而產(chǎn)生的載荷也施加 于0形環(huán)272、274，也能夠避免氣缸入口部214與入口側(cè)支承部件230之間的接觸以及氣 缸出口部218與出口側(cè)支承部件250之間的接觸。另外，所述效果也可以通過在氣缸入口 部214和端板106之間以及氣缸出口部218和端板106之間分別設(shè)置彈性體而獲得。鑒于 所述內(nèi)容，例如在未使用0形環(huán)272而是通過焊接等連接氣缸入口部214和入口側(cè)支承部 件230的結(jié)構(gòu)中，也能夠通過0形環(huán)274和襯套240來避免氣缸出口部218與出口側(cè)支承 部件250之間的接觸。此外，由于襯套240和0形環(huán)272、274由作為絕緣體的橡膠等構(gòu)成，所以利用樹脂 等絕緣體來構(gòu)成連接部件270，從而能夠使入口側(cè)支承部件230、連接于該入口側(cè)支承部件230的配管276、氫氣供給源34(參照圖1)等與端板106電絕緣。例如在氫氣供給源34與 車體電連接的情況下，確保端板106與車體電位之間絕緣。另外，在襯套240、O形環(huán)272、 274以及連接部件270由其他的絕緣性材料構(gòu)成的情況下，也能夠獲得所述效果。另外，在未將入口側(cè)支承部件230經(jīng)由橡膠襯套240安裝起來的結(jié)構(gòu)的情況下 (參照圖3等)，通過端板106彎曲，端板106和入口側(cè)支承部件230成為非接觸狀態(tài)。在 所述非接觸狀態(tài)下，通過利用絕緣性材料來構(gòu)成0形環(huán)272、274以及連接部件270，也能夠 使入口側(cè)支承部件230等與端板106電絕緣。此處，利用絕緣性材料來構(gòu)成0形環(huán)272、274 以及連接部件270，并且例如將入口側(cè)支承部件230形成為不與端板106接觸的形狀，能夠 與端板106是否彎曲無關(guān)地使入口側(cè)支承部件230等與端板106電絕緣。
在上面的敘述中，作為流體調(diào)整裝置，例示了電磁閥裝置200、200B，但也可以是其 他方式的開閉閥裝置，例如調(diào)節(jié)器38等。此外，在上面的敘述中例示了流體調(diào)整裝置設(shè)置 于氫氣供給流路24的情況，但是也可以在設(shè)置于其他流路26、28、30、32(參照圖1)的流體 調(diào)整裝置中應(yīng)用上述各種結(jié)構(gòu)。例如在使用氧罐來代替壓縮機54的情況下，可以將電磁閥 裝置200、200B設(shè)置于氧氣供給流路30。此外，流體調(diào)整裝置所調(diào)整的流體的狀態(tài)并不僅限 定于流量和壓力。例如由于加濕器56針對流路30、32中流動的氧氣來調(diào)整作為氣體狀態(tài) 之一的濕度，此外，例如氣液分離器46針對流路26中流動的氫氣來調(diào)整作為氣體狀態(tài)之一 的純度，因此這些裝置分別都可以稱為流體調(diào)整裝置。 另外，在上面的敘述中，作為流路，例示了氣體流路24、26、28、30、32，但上述各種 結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于例如與燃料電池100連接的、用于冷卻該電池100的制冷劑流路。
權(quán)利要求
一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，包括層積多個單體電池而成的單體電池層積體；端板，配置于單體電池層積體的單體電池層積方向端部；以及流體調(diào)整裝置，設(shè)置在與單體電池層積體連接的流路上，調(diào)整在流路中流動的流體的狀態(tài)，流體調(diào)整裝置僅在該流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的一個部分固定于端板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，流體調(diào)整裝置的流體出口與單體電池層積體連接，流體調(diào)整裝置設(shè)置成與流體出口側(cè) 部分相比使流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分處于重力方向上側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，在流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中固定于端板上的一個部分上連接有通向單體 電池層積體的流路，另一個部分上連接有比通向單體電池層積體的流路更長的流路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的另一個部分經(jīng)由彈性體而安 裝于端板上。
5.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，包括層積多個單體電池而成的單體電池層積體；端板，配置于單體電池層積體的單體電池層積方向端部；以及流體調(diào)整裝置，設(shè)置在與單體電池層積體連接的流路上，調(diào)整在流路中流動的流體的 狀態(tài)，流體調(diào)整裝置在該流體調(diào)整裝置的流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的一個部分 與主體部分之間包含具有彈性的密封部件，流體入口側(cè)部分和流體出口側(cè)部分中的另一個部分經(jīng)由彈性體而安裝于端板上。
全文摘要
燃料電池系統(tǒng)包括層積多個單體電池(102)而成的單體電池層積體(104)端板(106)，配置于單體電池層積體(104)的單體電池層積方向端部；以及流體調(diào)整裝置(200)，設(shè)置于與單體電池層積體(104)連接的流路上，調(diào)整在流路中流動的流體的狀態(tài)。流體調(diào)整裝置(200)僅在該流體調(diào)整裝置(200)的流體入口側(cè)部分(230)和流體出口側(cè)部分(250)中的一個部分固定于端板(106)上。
文檔編號H01M8/24GK101868878SQ20088011711
公開日2010年10月20日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者手島信貴, 片野剛司, 稻垣敏幸 申請人:豐田自動車株式會社