燃料电池系统的制作方法

燃料电池系统
1.本技术基于在2021年3月24日申请的日本国专利申请第2021-050559号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术领域
2.本发明涉及燃料电池系统。


背景技术：

3.以往，例如，已知有一种燃料电池系统，该燃料电池系统具备：两个堆，它们具有层叠的多个单体并且在与多个单体的层叠方向正交的方向上排列配置；以及氧化剂气体供给管、燃料气体供给管及冷却介质供给管，它们在各堆的层叠方向的一侧对照地设置在两个堆(例如，参照日本国特开2005-5196号)。


技术实现要素：

4.另外，在上述的燃料电池系统中，将各配管对照地设置在两个堆，因此产生燃料电池系统的布局被限定，无法提高通用性这样的问题。
5.另外，例如，在三个以上的多个堆在与多个单体的层叠方向正交的方向上排列配置的情况下，难以将各配管对照地设置在多个堆，多个堆之间的气体及制冷剂的分配变得不均匀、产生系统整体上的发电效率降低这样的问题。
6.本发明的方案提供能够提高多个燃料电池堆之间的发电效率的燃料电池系统。
7.为了解决上述课题并达成上述目的，本发明采用了以下的方案。
8.(1)本发明的一方案的燃料电池系统具备：多个燃料电池堆，其至少具有第一燃料电池堆及第二燃料电池堆；供给配管，其供向所述多个燃料电池堆供给的流体流通并且具有分支部；排出配管，其供从所述多个燃料电池堆排出的所述流体流通并且具有汇合部；第一分支配管，其与所述分支部和所述第一燃料电池堆连接；第二分支配管，其与所述分支部和所述第二燃料电池堆连接；第一汇合配管，其与所述汇合部和所述第一燃料电池堆连接；以及第二汇合配管，其与所述汇合部和所述第二燃料电池堆连接，在所述第一分支配管、所述第二分支配管、所述第一汇合配管以及所述第二汇合配管各自中的流动的截面的大小相同的情况下，所述第一分支配管的长度小于所述第二分支配管的长度，所述第一汇合配管的长度大于所述第二汇合配管的长度。
9.(2)本发明的一方案的燃料电池系统具备：多个燃料电池堆，其至少具有第一燃料电池堆及第二燃料电池堆；供给配管，其供向所述多个燃料电池堆供给的流体流通并且具有分支部；排出配管，其供从所述多个燃料电池堆排出的所述流体流通并且具有汇合部；第一分支配管，其与所述分支部和所述第一燃料电池堆连接；第二分支配管，其与所述分支部和所述第二燃料电池堆连接；第一汇合配管，其与所述汇合部和所述第一燃料电池堆连接；以及第二汇合配管，其与所述汇合部和所述第二燃料电池堆连接，所述第一分支配管的长度小于所述第二分支配管的长度，所述第一分支配管的流动的截面小于所述第二分支配管
的流动的截面，所述第一汇合配管的长度大于所述第二汇合配管的长度，所述第一汇合配管的流动的截面大于所述第二汇合配管的流动的截面。
10.(3)本发明的一方案的燃料电池系统具备：多个燃料电池堆，其分别构成至少具有第一堆组及第二堆组的多个堆组；供给配管，其供向所述多个堆组供给的流体流通并且具有分支部；排出配管，其供从所述多个堆组排出的所述流体流通并且具有汇合部；第一分支配管，其与所述分支部和所述第一堆组连接；第二分支配管，其与所述分支部和所述第二堆组连接；第一汇合配管，其与所述汇合部和所述第一堆组连接；以及第二汇合配管，其与所述汇合部和所述第二堆组连接，在所述第一分支配管、所述第二分支配管、所述第一汇合配管以及所述第二汇合配管各自中的流动的截面的大小相同的情况下，所述第一分支配管的长度小于所述第二分支配管的长度，所述第一汇合配管的长度大于所述第二汇合配管的长度。
11.(4)本发明的一方案的燃料电池系统具备：多个燃料电池堆，其分别构成至少具有第一堆组及第二堆组的多个堆组；供给配管，其供向所述多个堆组供给的流体流通并且具有分支部；排出配管，其供从所述多个堆组排出的所述流体流通并且具有汇合部；第一分支配管，其与所述分支部和所述第一堆组连接；第二分支配管，其与所述分支部和所述第二堆组连接；第一汇合配管，其与所述汇合部和所述第一堆组连接；以及第二汇合配管，其与所述汇合部和所述第二堆组连接，所述第一分支配管的长度小于所述第二分支配管的长度，所述第一分支配管的流动的截面小于所述第二分支配管的流动的截面，所述第一汇合配管的长度大于所述第二汇合配管的长度，所述第一汇合配管的流动的截面大于所述第二汇合配管的流动的截面。
12.根据上述(1)的方案，能够使第一分支配管以及第一汇合配管处的压力损失与第二分支配管以及第二汇合配管处的压力损失接近均等，能够对第一燃料电池堆以及第二燃料电池堆均匀地供给流体。
13.根据上述(2)的方案，能够使第一分支配管处的压力损失与第二分支配管处的压力损失接近均等，并且能够使第一汇合配管处的压力损失与第二汇合配管处的压力损失接近均等。能够使第一燃料电池堆以及第二燃料电池堆的压力均等，能够抑制性能以及耐久性的波动。
14.根据上述(3)的方案，能够使第一分支配管以及第一汇合配管处的压力损失与第二分支配管以及第二汇合配管处的压力损失接近均等，能够对第一堆组及第二堆组均匀地供给流体。
15.根据上述(4)的方案，能够使第一分支配管处的压力损失与第二分支配管处的压力损失接近均等，并且能够使第一汇合配管处的压力损失与第二汇合配管处的压力损失接近均等。能够使第一堆组以及第二堆组的压力均等，能够抑制性能以及耐久性的波动。
附图说明
16.图1是示意性示出本发明的实施方式中的燃料电池系统的结构的图。
17.图2是示出本发明的实施方式中的燃料电池系统的各燃料电池堆处的规定流体的压力的例子的图。
18.图3是示意性示出本发明的实施方式的第一变形例中的燃料电池系统的结构的
图。
19.图4是示出本发明的实施方式的第一变形例中的燃料电池系统的各燃料电池堆处的规定流体的压力的例子的图。
20.图5是示出本发明的实施方式的第一变形例中的燃料电池系统的各燃料电池堆处的规定流体的流量与流量差之间的对应关系的图。
21.图6是示意性示出本发明的实施方式的第二变形例中的燃料电池系统的结构的图。
22.图7是示出本发明的实施方式的第二变形例中的燃料电池系统的各燃料电池堆处的规定流体的压力的例子的图。
23.图8是示意性示出本发明的实施方式的第三变形例中的燃料电池系统的结构的图。
24.图9是示出本发明的实施方式的第三变形例中的燃料电池系统的各燃料电池堆处的规定流体的压力的例子的图。
具体实施方式
25.以下，参照附图对本发明的实施方式的燃料电池系统10进行说明。
26.图1是示意性示出实施方式中的燃料电池系统10的结构的图。
27.如图1所示，实施方式的燃料电池系统10具备多个燃料电池堆11、供给配管13、多个分支配管15、排出配管17以及多个汇合配管19。
28.多个燃料电池堆11例如具备第一燃料电池堆21以及第二燃料电池堆23。
29.各燃料电池堆11例如是固体高分子型燃料电池。各燃料电池堆11具备层叠的多个燃料电池单体11a、以及将多个燃料电池单体的层叠体从层叠方向的两侧夹入的一对端板(第一端板11b以及第二端板11c)。
30.燃料电池单体11a具备电解质电极构造体以及将电解质电极构造体夹入的一对分隔件。电解质电极构造体具备固体高分子电解质膜以及将固体高分子电解质膜夹入的燃料极及氧极。固体高分子电解质膜具备阳离子交换膜等。燃料极(阳极)具备阳极催化剂以及气体扩散层等。氧极(阴极)具备阴极催化剂以及气体扩散层等。
31.各燃料电池堆11通过向阳极供给的包含氢的燃料气体和向阴极供给的包含氧的空气等氧化剂气体之间的催化剂反应而发电。
32.具备第一燃料电池堆21以及第二燃料电池堆23的多个燃料电池堆11例如以将多个燃料电池单体11a各自的层叠方向设为相互平行的方式在与各层叠方向正交的方向上依次排列配置。
33.各燃料电池堆11具备：供给流路31，其供向多个燃料电池单体11a分别供给的规定流体流通；以及排出流路33，其供从多个燃料电池单体11a分别排出的规定流体流通。
34.供给流路31与后述的分支配管15以及供给配管13连接。例如，供给流路31在燃料电池堆11的第一端板11b与分支配管15连接。
35.排出流路33与后述的汇合配管19以及排出配管17连接。例如，排出流路33在燃料电池堆11的第一端板11b与汇合配管19连接。
36.供给流路31以及排出流路33分别沿着多个燃料电池单体11a的层叠方向配置。供
给流路31中的规定流体的流通方向和排出流路33中的规定流体的流通方向是层叠方向上的相反方向。例如，供给流路31中的规定流体的流通方向是从第一端板11b侧朝向第二端板11c侧的方向，排出流路33中的规定流体的流通方向是从第二端板11c侧朝向第一端板11b侧的方向。
37.供给流路31具备：燃料供给流路，其供燃料气体流通；氧化剂供给流路，其供氧化剂气体流通；以及制冷剂供给流路，其供为了冷却多个燃料电池单体11a而供给的冷却介质流通。
38.排出流路33具备：燃料排出流路，其供燃料气体流通；氧化剂排出流路，其供氧化剂气体流通；制冷剂排出流路，其供在冷却多个燃料电池单体11a后排出的冷却介质流通。
39.供给配管13具备与多个分支配管15连接的分支部13a。在供给配管13以及多个分支配管15中流通向多个燃料电池堆11供给的规定流体。多个分支配管15的个数与多个燃料电池堆11的个数为相同数量。多个分支配管15例如具备第一分支配管41以及第二分支配管43。第一分支配管41与第一燃料电池堆21的供给流路31连接。第二分支配管43与第二燃料电池堆23的供给流路31连接。
40.供给配管13以及分支配管15具备：燃料供给配管及燃料分支配管，它们供燃料气体流通；氧化剂供给配管及氧化剂分支配管，它们供氧化剂气体流通；以及制冷剂供给配管及制冷剂分支配管，它们供冷却介质流通。
41.排出配管17具备与多个汇合配管19连接的汇合部17a。在排出配管17以及多个汇合配管19中流通从多个燃料电池堆11排出的规定流体。多个汇合配管19的个数与多个燃料电池堆11的个数为相同数量。多个汇合配管19例如具备第一汇合配管45以及第二汇合配管47。第一汇合配管45与第一燃料电池堆21的排出流路33连接。第二汇合配管47与第二燃料电池堆23的排出流路33连接。
42.排出配管17以及汇合配管19具备：燃料排出配管及燃料汇合配管，它们供燃料气体流通；氧化剂排出配管及氧化剂汇合配管，它们供氧化剂气体流通；以及制冷剂排出配管及制冷剂汇合配管，它们供冷却介质流通。
43.在实施方式中，多个分支配管15以及多个汇合配管19各自中的规定流体的流动的截面的大小相同。截面的大小例如是，圆管中的直径或圆管以外的其他截面形状的配管中的水力当量直径(相当直径：等价的圆管的直径)等。
44.在供给配管13的分支部13a与第一燃料电池堆21的供给流路31之间连接的第一分支配管41的长度lin1同在供给配管13的分支部13a与第二燃料电池堆23的供给流路31之间连接的第二分支配管43的长度lin2相比相对较小(lin1＜lin2)。
45.在排出配管17的汇合部17a与第一燃料电池堆21的排出流路33之间连接的第一汇合配管45的长度lout1同在排出配管17的汇合部17a与第二燃料电池堆23的排出流路33之间连接的第二汇合配管47的长度lout2相比相对较大(lout1＞lout2)。
46.图2是示出实施方式中的燃料电池系统10的各燃料电池堆11处的规定流体的压力的例子的图。
47.在图2所示的一例中，如下述数学式(1)所示，第一分支配管41的长度lin1与第一汇合配管45的长度lout1之和(lin1+lout1)同第二分支配管43的长度lin2与第二汇合配管47的长度lout2之和(lin2+lout2)相同。
48.[数学式1]
[0049]
lin1+lout1＝lin2+lout2
···
(1)
[0050]
在图2中示出：在将供给配管13的分支部13a处的压力设为规定压力p，并将排出配管17的汇合部17a处的压力设为零的情况下，第一分支配管41处的压力损失pin1、第一燃料电池堆21处的压力损失pstk1以及第一汇合配管45处的压力损失pout1与第二分支配管43处的压力损失pin2、第二燃料电池堆23处的压力损失pstk2以及第二汇合配管47处的压力损失pout2之间的对应关系。
[0051]
如图2所示，通过使第一分支配管41的长度lin1与第二分支配管43的长度lin2相比相对较小，从而第一分支配管41处的压力损失pin1与第二分支配管43处的压力损失pin2相比相对较小。另外，通过使第一汇合配管45的长度lout1与第二汇合配管47的长度lout2相比相对较大，从而第一汇合配管45处的压力损失pout1与第二汇合配管47处的压力损失pout2相比相对较大。在第一燃料电池堆21处的压力损失pstk1以及第二燃料电池堆23处的压力损失pstk2相同的情况下，通过满足上述数学式(1)，从而从供给配管13的分支部13a到排出配管17的汇合部17a的压力损失对于各燃料电池堆21、23而言相同。
[0052]
如上所述，实施方式的燃料电池系统10通过设为(lin1＜lin2)以及(lout1＞lout2)，从而能够使第一分支配管41以及第一汇合配管45处的压力损失与第二分支配管43以及第二汇合配管47处的压力损失接近均等。由此，能够对第一燃料电池堆21以及第二燃料电池堆23均匀地供给流体。
[0053]
通过满足上述数学式(1)，能够使从供给配管13的分支部13a到排出配管17的汇合部17a的压力损失对于各燃料电池堆21、23而言相同。
[0054]
(变形例)
[0055]
以下，对实施方式的变形例进行说明。需要说明的是，对与上述的实施方式相同的部分，标注相同的附图标记并省略或简化说明。
[0056]
在上述的实施方式中，多个分支配管15以及多个汇合配管19各自中的规定流体的流动的截面的大小设为相同，但不限定于此。
[0057]
图3是示意性示出实施方式的第一变形例中的燃料电池系统10a的结构的图。
[0058]
如图3所示，在第一变形例的燃料电池系统10a中，第一分支配管41的流动的截面的大小与第二分支配管43的流动的截面的大小相比相对较小，第一汇合配管45的流动的截面的大小与第二汇合配管47的流动的截面的大小相比相对较小。
[0059]
例如，第一分支配管41的水力当量直径din1与第二分支配管43的水力当量直径din2相比相对较小(din1＜din2)，第一汇合配管45的水力当量直径dout1与第二汇合配管47的水力当量直径dout2相比相对较大(dout1＞dout2)。
[0060]
图4是示出第一变形例中的燃料电池系统10a的各燃料电池堆11处的规定流体的压力的例子的图。
[0061]
在图4所示的一例中，如下述数学式(2)所示，在各燃料电池堆21、23中，分支部13a侧的各配管41、43的长度与水力当量直径的四次方之比同汇合部17a侧的各配管45、47的长度与水力当量直径的四次方之比相同。
[0062]
[数学式2]
[0063][0064]
上述数学式(2)中的各配管41、43、45、47的长度(l)与水力当量直径(d)的四次方之比(l/d4)是与在各配管41、43、45、47内流通的规定流体的压力损失成比例的参数。也就是，压力损失与长度(l)成正比，并且与水力当量直径(d)的四次方成反比。
[0065]
图4示出：在将供给配管13的分支部13a处的压力设为规定压力p，并将排出配管17的汇合部17a处的压力设为零的情况下，第一分支配管41处的压力损失pin1、第一燃料电池堆21处的压力损失pstk1以及第一汇合配管45处的压力损失pout1与第二分支配管43处的压力损失pin2、第二燃料电池堆23处的压力损失pstk2以及第二汇合配管47处的压力损失pout2之间的对应关系。
[0066]
在图4中，通过使第一分支配管41的长度lin1与第二分支配管43的长度lin2相比相对较小，并相对于此使第一分支配管41的水力当量直径din1与第二分支配管43的水力当量直径din2相比相对较小，从而第一分支配管41处的压力损失pin1与第二分支配管43处的压力损失pin2相同。
[0067]
另外，通过使第一汇合配管45的长度lout1与第二汇合配管47的长度lout2相比相对较大，并相对于此使第一汇合配管45的水力当量直径dout1与第二汇合配管47的水力当量直径dout2相比相对较大，从而第一汇合配管45处的压力损失pout1与第二汇合配管47处的压力损失pout2相同。在第一燃料电池堆21处的压力损失pstk1以及第二燃料电池堆23处的压力损失pstk2相同的情况下，通过满足上述数学式(2)，从而从供给配管13的分支部13a到排出配管17的汇合部17a的压力损失对于各燃料电池堆21、23而言相同。
[0068]
在第一变形例中，各配管41、43、45、47的长度(l)以及水力当量直径(d)例如也可以设定为满足下述数学式(3)。
[0069]
下述数学式(3)通过第一分支配管41的长度lin1以及水力当量直径din1、第一汇合配管45的长度lout1以及水力当量直径dout1、第二分支配管43的长度lin2以及水力当量直径din2、第二汇合配管47的长度lout2以及水力当量直径dout2、在额定输出时供给的各燃料电池堆11中的每个燃料电池堆11的流体流量qin、向各燃料电池堆11供给了流体流量qin的规定流体时的各燃料电池堆11处的压力损失δpstk、规定流体的粘性系数μ、规定阈值α、第一燃料电池堆21与第二燃料电池堆23之间的规定流体的流量差β以及规定系数b来表述。
[0070]
[数学式3]
[0071][0072]
上述数学式(3)中的规定阈值α表示对第一燃料电池堆21与第二燃料电池堆23之间的规定流体的流量的波动的容许度，例如，在α＝0.2的情况下，容许20％的流量的波动。规定阈值α例如设定在为了确保期望的发电量所需的流量的范围。
[0073]
图5是示出第一变形例中的燃料电池系统10a的各燃料电池堆11处的规定流体的流量q1、q2与流量差β之间的对应关系的图。
[0074]
如图5所示，通过利用规定阈值α规定流量差β，从而第一燃料电池堆21处的规定流体的流量q1与第二燃料电池堆23处的规定流体的流量q2之差的增大得到抑制，向各燃料电池堆21、23供给同等的流体流量qin。
[0075]
根据第一变形例，通过设为(lin1＜lin2)以及(lout1＞lout2)和(din1＜din2)以及(dout1＞dout2)，能够使第一分支配管41处的压力损失与第二分支配管43处的压力损失接近均等，并且能够使第一汇合配管45处的压力损失与第二汇合配管47处的压力损失接近均等。由此，能够使各燃料电池堆21、23的压力均等，能够抑制性能以及耐久性的波动。
[0076]
通过满足上述数学式(3)，从而能够使从供给配管13的分支部13a到排出配管17的汇合部17a的压力损失对于各燃料电池堆21、23而言相同。
[0077]
上述的实施方式的燃料电池系统10的多个燃料电池堆11成为具备第一燃料电池堆21以及第二燃料电池堆23，但不限定于此。
[0078]
图6是示意性示出实施方式的第二变形例中的燃料电池系统10b的结构的图。
[0079]
如图6所示，第二变形例的燃料电池系统10b具备多个堆组51、供给配管53、多个分支配管55、排出配管57以及多个汇合配管59。
[0080]
多个堆组51例如具备第一堆组61以及第二堆组63。
[0081]
各堆组51例如具备上述的实施方式中的第一燃料电池堆21及第二燃料电池堆23、第一分支配管41及第二分支配管43以及第一汇合配管45及第二汇合配管47。各堆组51的第一分支配管41以及第二分支配管43与相当于上述的实施方式中的供给配管13的分支部13a的供给部(例如，第一堆组61的第一供给部61a以及第二堆组63的第二供给部63a)连接。各堆组51的第一汇合配管45以及第二汇合配管47与相当于上述的实施方式中的排出配管17的汇合部17a的排出部(例如，第一堆组61的第一排出部61b以及第二堆组63的第二排出部63b)连接。
[0082]
第二变形例的供给配管53具备与多个分支配管55连接的分支部53a。在供给配管53以及多个分支配管55中流通向多个堆组51供给的规定流体。多个分支配管55的个数与多个堆组51的个数为相同数量。多个分支配管55例如具备第一分支配管71以及第二分支配管
73。第一分支配管71与第一堆组61的第一供给部61a连接。第二分支配管73与第二堆组63的第二供给部63a连接。
[0083]
供给配管53以及分支配管55具备：燃料供给配管及燃料分支配管，它们供燃料气体流通；氧化剂供给配管及氧化剂分支配管，它们供氧化剂气体流通；以及制冷剂供给配管及制冷剂分支配管，它们供冷却介质流通。
[0084]
第二变形例的排出配管57具备与多个汇合配管59连接的汇合部57a。在排出配管57以及多个汇合配管59中流通从多个堆组51排出的规定流体。多个汇合配管59的个数与多个堆组51的个数为相同数量。多个汇合配管59例如具备第一汇合配管75以及第二汇合配管77。第一汇合配管75与第一堆组61的第一排出部61b连接。第二汇合配管77与第二堆组63的第二排出部63b连接。
[0085]
排出配管57以及汇合配管59具备：燃料排出配管及燃料汇合配管，它们供燃料气体流通；氧化剂排出配管及氧化剂汇合配管，它们供氧化剂气体流通；以及制冷剂排出配管及制冷剂汇合配管，它们供冷却介质流通。
[0086]
在第二变形例中，多个分支配管55以及多个汇合配管59各自中的规定流体的流动的截面的大小相同。截面的大小例如是圆管中的直径或圆管以外的其他截面形状的配管中的水力当量直径(相当直径：等价的圆管的直径)等。
[0087]
在供给配管53的分支部53a与第一堆组61的第一供给部61a之间连接的第一分支配管71的长度lin11同在供给配管53的分支部53a与第二堆组63的第二供给部63a之间连接的第二分支配管73的长度lin12相比相对较小(lin11＜lin12)。
[0088]
在排出配管57的汇合部57a与第一堆组61的第一排出部61b之间连接的第一汇合配管75的长度lout11同在排出配管57的汇合部57a与第二堆组63的第二排出部63b之间连接的第二汇合配管77的长度lout12相比相对较大(lout11＞lout12)。
[0089]
图7是示出实施方式的第二变形例中的燃料电池系统10b的各燃料电池堆11处的规定流体的压力的例子的图。
[0090]
在图7所示的一例中，如下述数学式(4)所示，第一分支配管71的长度lin11与第一汇合配管75的长度lout11之和(lin11+lout11)同第二分支配管73的长度lin12与第二汇合配管77的长度lout12之和(lin12+lout12)相同。
[0091]
[数学式4]
[0092]
lin11+lout11＝lin12+lout12
···
(4)
[0093]
图7示出：在将供给配管53的分支部53a处的压力设为规定压力p，并将排出配管57的汇合部57a处的压力设为零的情况下，第一分支配管71处的压力损失pin11、第一堆组61处的各压力损失pin1、pstk1、pout1、pin2、pstk2、pout2以及第一汇合配管75处的压力损失pout11与第二分支配管73处的压力损失pin12、第二堆组63处的各压力损失pin1、pstk1、pout1、pin2、pstk2、pout2以及第二汇合配管77处的压力损失pout12之间的对应关系。
[0094]
如图7所示，通过使第一分支配管71的长度lin11与第二分支配管73的长度lin12相比相对较小，从而第一分支配管71处的压力损失pin11与第二分支配管73处的压力损失pin12相比相对较小。另外，通过使第一汇合配管75的长度lout11与第二汇合配管77的长度lout12相比相对较大，从而第一汇合配管75处的压力损失pout11与第二汇合配管77处的压力损失pout12相比相对较大。在第一堆组61处的压力损失以及第二堆组63处的压力损失相
同的情况下，通过满足上述数学式(4)，从而从供给配管53的分支部53a到排出配管57的汇合部57a的压力损失对于各堆组61、63而言相同。
[0095]
根据第二变形例，通过设为(lin11＜lin12)以及(lout11＞lout12)，从而能够使第一分支配管71以及第一汇合配管75处的压力损失与第二分支配管73以及第二汇合配管77处的压力损失接近均等。由此，能够对第一堆组61及第二堆组63均匀地供给流体。
[0096]
通过满足上述数学式(4)，从而能够使从供给配管13的分支部13a到排出配管17的汇合部17a的压力损失对于各燃料电池堆21、23而言相同。
[0097]
在上述的第二变形例中，多个分支配管55以及多个汇合配管59各自中的规定流体的流动的截面的大小设为相同，但不限定于此。
[0098]
图8是示意性示出实施方式的第三变形例中的燃料电池系统10c的结构的图。
[0099]
如图8所示，在第三变形例的燃料电池系统10c中，第一分支配管71的流动的截面的大小与第二分支配管73的流动的截面的大小相比相对较小，第一汇合配管75的流动的截面的大小与第二汇合配管77的流动的截面的大小相比相对较大。
[0100]
例如，第一分支配管71的水力当量直径din11与第二分支配管73的水力当量直径din12相比相对较小(din11＜din12)，第一汇合配管75的水力当量直径dout11与第二汇合配管77的水力当量直径dout12相比相对较大(dout11＞dout12)。
[0101]
图9是示出第三变形例中的燃料电池系统10c的各燃料电池堆11处的规定流体的压力的例子的图。
[0102]
在图9所示的一例中，如下述数学式(5)所示，在各堆组61、63中，分支部53a侧的各配管71、73的长度与水力当量直径的四次方之比同汇合部57a侧的各配管75、77的长度与水力当量直径的四次方之比相同。
[0103]
[数学式5]
[0104][0105]
上述数学式(5)中的各配管71、73、75、77的长度(l)与水力当量直径(d)的四次方之比(l/d4)是与在各配管71、73、75、77内流通的规定流体的压力损失成正比的参数。也就是，压力损失与长度(l)成正比，并且与水力当量直径(d)的四次方成反比。
[0106]
另外，在第三变形例的燃料电池系统10c中，与上述的第一变形例的燃料电池系统10a同样地，如上述数学式(2)所示，在各燃料电池堆21、23中，第二供给部63a侧的各配管41、43的长度与水力当量直径的四次方之比同第二排出部63b侧的各配管45、47的长度与水力当量直径的四次方之比相同。
[0107]
图9示出：在将供给配管53的分支部53a处的压力设为规定压力p，并将排出配管57的汇合部57a处的压力设为零的情况下，第一分支配管71处的压力损失pin11、第一堆组61处的各压力损失pin1、pstk1、pout1、pin2、pstk2、pout2以及第一汇合配管75处的压力损失pout11与第二分支配管73处的压力损失pin12、第二堆组63处的各压力损失pin1、pstk1、
pout1、pin2、pstk2、pout2以及第二汇合配管77处的压力损失pout12之间的对应关系。
[0108]
在图9中，通过使第一分支配管71的长度lin11与第二分支配管73的长度lin12相比相对较小，并相对于此使第一分支配管71的水力当量直径din11与第二分支配管73的水力当量直径din12相比相对较小，从而第一分支配管71处的压力损失pin11与第二分支配管73处的压力损失pin12相同。
[0109]
另外，通过使第一汇合配管75的长度lout11与第二汇合配管77的长度lout12相比相对较大，并相对于此使第一汇合配管75的水力当量直径dout11与第二汇合配管77的水力当量直径dout12相比相对较大，从而第一汇合配管75处的压力损失pout11与第二汇合配管77处的压力损失pout12相同。
[0110]
在第一堆组61处的压力损失以及第二堆组63处的压力损失相同的情况下，通过满足上述数学式(5)，从而从供给配管53的分支部53a到排出配管57的汇合部57a的压力损失对于各堆组61、63而言相同。
[0111]
在第三变形例中，各配管71、73、75、77的长度(l)以及水力当量直径(d)例如也可以设定为满足下述数学式(6)。
[0112]
下述数学式(6)通过第一分支配管71的长度lin11以及水力当量直径din11、第一汇合配管75的长度lout11以及水力当量直径dout11、第二分支配管73的长度lin12以及水力当量直径din12、第二汇合配管77的长度lout12以及水力当量直径dout12、在额定输出时供给的各燃料电池堆11中的每个燃料电池堆11的流体流量qin、向各燃料电池堆11供给了流体流量qin的规定流体时的各燃料电池堆11处的压力损失δpstk、规定流体的粘性系数μ、规定阈值α、第一堆组61与第二堆组63之间的规定流体的流量差β以及规定系数b来表述。
[0113]
[数学式6]
[0114][0115]
上述数学式(6)中的规定阈值α表示对第一堆组61与第二堆组63之间的规定流体的流量的波动的容许度，例如，在α＝0.2的情况下容许20％的流量的波动。规定阈值α例如设定在为了确保期望的发电量所需的流量的范围。
[0116]
根据第三变形例，通过(lin11＜lin12)以及(lout11＞lout12)和(din11＜din12)以及(dout11＞dout12)，能够使第一分支配管71处的压力损失与第二分支配管73处的压力损失接近均等，并且能够使第一汇合配管75处的压力损失与第二汇合配管77处的压力损失接近均等。由此，能够使各堆组61、63的压力均等，能够抑制性能以及耐久性的波动。
[0117]
通过满足上述数学式(6)，从而能够使从供给配管53的分支部53a到排出配管57的汇合部57a的压力损失对于各堆组61、63而言相同。
[0118]
本发明的实施方式作为例子而提示出，并不意在限定发明的范围。这些实施方式
能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨，同样也包含于技术方案所记载的发明及其均等的范围。