(57)【要約】【課題】燃料電池の発電能力を維持しつつ高さ方向での小型化を可能とする。【解決手段】本発明の燃料電池は、供給される燃料ガスおよび酸化ガスにより発電を行なう発電部と、発電部と交互に配置されたセパレータと、を備える。セパレータには、酸化ガスのための２以上の酸化ガスマニホールド孔および１以上の燃料ガスのための燃料ガスマニホールド孔が、発電部の上辺および下辺のそれぞれに沿って配列して設けられており、少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔は、２つの酸化ガスマニホールド孔の間に設けられている。【選択図】図１
2010021047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
供給される燃料ガスおよび酸化ガスにより発電を行なう発電部と、
前記発電部と交互に配置されたセパレータと、
を備え、
前記セパレータには、前記酸化ガスのための２以上の酸化ガスマニホールド孔および１以上の前記燃料ガスのための燃料ガスマニホールド孔が、前記発電部の上辺および下辺のそれぞれに沿って配列して設けられており、
少なくとも１つの前記燃料ガスマニホールド孔は、２つの前記酸化ガスマニホールド孔の間に設けられている
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池であって、
前記上辺側の両端および前記下辺側の両端には、それぞれ、前記酸化ガスマニホールド孔が設けられている
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の燃料電池であって、
前記上辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを排出するための酸化ガス排出マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド孔であり、
前記下辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを供給するための酸化ガス供給マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド孔であり、
前記酸化ガス排出マニホールド孔に接続される酸化ガス排出管は、前記酸化ガス排出マニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに接続され、
前記燃料ガス排出マニホールド孔に接続される燃料ガス排出管は、前記燃料ガス排出マニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに接続される
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池であって、
前記上辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを排出するための酸化ガス排出マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド孔であり、
前記下辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを供給するための酸化ガス供給マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド孔であり、
前記燃料電池は、さらに、
前記燃料電池を挟持する２つのエンドプレートを備え、
少なくとも一方の前記エンドプレートの内部には、前記酸化ガス排出マニホールド孔に接続される酸化ガス排出流路孔が、前記酸化ガス排出マニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに設けられるとともに、前記燃料ガス排出マニホールド孔に接続される燃料ガス排出流路孔が、前記燃料ガス排出孔間にマニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに接続される
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔は、前記発電部に近い側の孔幅が前記発電部に遠い側の孔幅よりも広くなった構造を有している
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔を挟む前記２つの酸化ガスマニホールド孔は、前記少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔を囲むように設けられた連通路で接続された構造を有している
ことを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、通常、膜電極接合体が２枚のセパレータに挟持されている。膜電極接合体の発電部の外周には、燃料電池の外部から発電が行われる発電部へと反応ガス（アノードガスとしての燃料ガス及びカソードガスとしての酸化ガス）の供給及び排出を行うためのマニホールド孔がセパレータおよび膜電極接合体の貫通孔として設けられている。
【０００３】
発電部における効率的な発電を実現するためには、燃料ガスと酸化ガスを対向する向きで流す（「カウンターフロー」と呼ばれる）構造とすることが好ましい。しかしながら、現状では、酸化ガスの発電部への供給の分配性を向上させることを重視するため、酸化ガスのマニホールド孔を発電部の上下に配置し、燃料ガスのマニホールド孔を左右に配置する構造としている場合が多い。このようなマニホールド孔の配置構造において、カウンターフロー構造とする工夫として、燃料ガスのマニホールド孔から左右方向に沿って延びるガス流路を設けて、燃料ガスの流れを実効的に上下方向とすることが行なわれている。
【０００４】
しかしながら、燃料ガス供給用のガス流路と燃料ガス排出用のガス流路を設けるためのスペースが発電部の上側および下側に必要となる。このため、例えば、発電部のサイズを規定した場合には、これに加えて連通路のためのスペースが上下方向に沿って必要となり、燃料電池の高さの点で問題となる場合がある。逆に、燃料電池の高さを規定した場合には、発電部の高さ方向のサイズが制限されることになり、発電能力の点で問題となる場合がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０８０２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１４７２１７号公報
【特許文献３】特開２００４−１３４１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、燃料電池の発電能力を維持しつつ高さ方向での小型化を可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
燃料電池であって、
供給される燃料ガスおよび酸化ガスにより発電を行なう発電部と、
前記発電部と交互に配置されたセパレータと、
を備え、
前記セパレータには、前記酸化ガスのための２以上の酸化ガスマニホールド孔および１以上の前記燃料ガスのための燃料ガスマニホールド孔が、前記発電部の上辺および下辺のそれぞれに沿って配列して設けられており、
少なくとも１つの前記燃料ガスマニホールド孔は、２つの前記酸化ガスマニホールド孔の間に設けられている
ことを特徴とする燃料電池。
この構成によれば、燃料ガスマニホールド孔および酸化ガスマニホールド孔の両方を発電部の上側および下側に設けることができ、従来技術で説明したガス流路のためのスペースを不要とすることができるので、燃料電池の発電能力を維持しつつ高さ方向での小型化が可能となる。
【０００９】
［適用例２］
適用例１記載の燃料電池であって、
前記上辺側の両端および前記下辺側の両端には、それぞれ、前記酸化ガスマニホールド孔が設けられている
ことを特徴とする燃料電池。
この構成によれば、酸化ガスマニホールド孔の間に燃料ガスマニホールド孔を配列して設けることができ、燃料ガスマニホールド孔の数を少なくすることができる。
【００１０】
［適用例３］
適用例１または適用例２記載の燃料電池であって、
前記上辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを排出するための酸化ガス排出マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド孔であり、
前記下辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを供給するための酸化ガス供給マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド孔であり、
前記酸化ガス排出マニホールド孔に接続される酸化ガス排出管は、前記酸化ガス排出マニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに接続され、
前記燃料ガス排出マニホールド孔に接続される燃料ガス排出管は、前記燃料ガス排出マニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに接続される
ことを特徴とする燃料電池。
この構成によれば、発電によって生成された水が酸化ガス排出マニホールド孔および燃料ガス排出マニホールド孔から排出され易くすることができる。
【００１１】
［適用例４］
適用例１または適用例２記載の燃料電池であって、
前記上辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを排出するための酸化ガス排出マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを供給するための燃料ガス供給マニホールド孔であり、
前記下辺側における、前記酸化ガスマニホールド孔は前記酸化ガスを供給するための酸化ガス供給マニホールド孔で、前記燃料ガスマニホールド孔は前記燃料ガスを排出するための燃料ガス排出マニホールド孔であり、
前記燃料電池は、さらに、
前記燃料電池を挟持する２つのエンドプレートを備え、
少なくとも一方の前記エンドプレートの内部には、前記酸化ガス排出マニホールド孔に接続される酸化ガス排出流路孔が、前記酸化ガス排出マニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに設けられるとともに、前記燃料ガス排出マニホールド孔に接続される燃料ガス排出流路孔が、前記燃料ガス排出孔間にマニホールド孔の位置を基準として水平あるいは下向きに接続される
ことを特徴とする燃料電池。
この構成によれば、発電によって生成された水が酸化ガス排出マニホールド孔および燃料ガス排出マニホールド孔から排出され易くすることができる。
【００１２】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔は、前記発電部に近い側の孔幅が前記発電部に遠い側の孔幅よりも広くなった構造を有している
ことを特徴とする燃料電池。
この構成によれば、燃料ガスマニホールド孔から発電部へ供給される燃料ガスの拡散率を向上させることができ、発電部の全体への燃料ガスの供給の効率を向上させることができる。
【００１３】
［適用例６］
適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の燃料電池であって、
前記少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔を挟む前記２つの酸化ガスマニホールド孔は、前記少なくとも１つの燃料ガスマニホールド孔を囲むように設けられた連通路で接続された構造を有している
ことを特徴とする燃料電池。
この構成によれば、燃料ガスマニホールド孔から漏れた燃料ガスが酸化ガスマニホールド孔に流入させることが可能となり、燃料電池の外部へ漏れ出ることを抑制することができる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、その燃料電池を備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
Ａ．第１実施例：
図１（Ａ）は、本発明の一実施例としての燃料電池の構成を示す概略図である。この燃料電池１００は、燃料ガスと酸化ガス（反応ガス）の供給を受けて、その電気化学反応（燃料電池反応）によって発電する固体高分子型燃料電池である。具体的には、膜電極接合体１０のアノード電極側にアノードガス（燃料ガス）として水素が供給され、カソード電極側にカソードガス（酸化ガス）として酸素を含有する高圧空気が供給される。なお、燃料電池１００としては、固体高分子型燃料電池でなくとも良く、任意の種々のタイプの燃料電池に本発明を適用することが可能である。
【００１６】
この燃料電池１００は、膜電極接合体１０とセパレータＳＰとが交互に積層されたスタック構造を有している。セパレータＳＰは、カソードプレートＳＰｃと、中間プレートＳＰｉと、アノードプレートＳＰａとを備えている。膜電極接合体１０のカソード電極側にはカソードプレートＳＰｃが配置され、アノード電極側にはアノードプレートＳＰａが配置されており、中間プレートＳＰｉは、２つのプレートＳＰｃ，ＳＰａによって挟持されている。
【００１７】
図１（Ｂ）は、燃料電池１００が締結された状態を示す斜視図である。燃料電池１００は、２つのエンドプレート２１，２２によって挟持された状態で、締結部材２０によって締結されている。なお、燃料電池１００の積層方向上側のエンドプレート２１には、後述する燃料電池１００のマニホールド孔Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ａ，Ｍ４ｂ，Ｍ５，Ｍ６と燃料電池１００の外部の配管とを連結する流路孔ＥＭ１，ＥＭ２，ＥＭ３ａ，ＥＭ３ｂ，ＥＭ４ａ，ＥＭ４ｂ，ＥＭ５，ＥＭ６が設けられている。
【００１８】
２つのエンドプレート２１，２２は、燃料電池１００の積層方向に沿って見たときに、膜電極接合体１０及びセパレータＳＰとほぼ重なる略長方形部材である。締結部材２０の直棒状のシャフト部２０ｓは、２つのエンドプレート２１，２２の四隅ＣＮの計４箇所において、２つのエンドプレート２１，２２を貫通している。シャフト部２０ｓの両端にはナット部２０ｎが設けられており、ナット部２０ｎをネジ締めすることによって、燃料電池１００は、その積層方向に締結荷重を受ける。
【００１９】
なお、膜電極接合体１０及びセパレータＳＰには、積層方向に沿って見たときに、エンドプレート２１，２２の四隅ＣＮと重なる部位には、角凹部ＣＶ１が設けられている。即ち、シャフト部２０ｓは、角凹部ＣＶ１を通って２つのエンドプレート２１，２２を貫通している。このように、この燃料電池１００は、締結部材２０を配置するための角凹部ＣＶ１を設けた分だけ体積が減少し、小型化されている。
【００２０】
図２は、膜電極接合体１０のアノード電極側の構成を示す概略図である。なお、膜電極接合体１０のカソード電極側の構成は、アノード電極側と同様の構成であるため、図示は省略する。
【００２１】
この膜電極接合体１０は、燃料電池反応が行われる発電部１１と、発電部１１を囲む外周シール枠部１２とを備えた略長方形の部材である。膜電極接合体１０の四隅には、上述した締結部材２０のシャフト部２０ｓを通すための角凹部ＣＶ１が設けられている。
【００２２】
外周シール枠部１２には、貫通孔であるマニホールド孔Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ａ，Ｍ４ｂ，Ｍ５，Ｍ６が設けられている。マニホールド孔Ｍ１は、アノードガス（燃料ガス）の供給を担い、マニホールド孔Ｍ２は、反応に供されることのなかった水素を含むアノード排ガスの排出を担う。２つのマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂは、カソードガスの供給を担い、２つのマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂは、反応に供されることのなかった酸素及び、燃料電池反応によって発生した水分を含むカソード排ガスの排出を担う。マニホールド孔Ｍ５は、燃料電池反応によって発生する反応熱を冷却するための冷媒の供給を担い、マニホールド孔Ｍ６は冷媒の排出を担う。
【００２３】
冷媒供給用のマニホールド孔Ｍ５と冷媒排出用のマニホールド孔Ｍ６のそれぞれは、発電部１１を左右方向で挟んで対向する短辺に沿って設けられている。
【００２４】
アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１とカソード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂは、アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１が２つのカソード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂで挟まれるように、発電部１１の上側の同一長辺に沿って設けられている。また、アノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２とカソードガス供給用の２つのマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂも、アノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２が２つのカソードガス供給用のマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂで挟まれるように、発電部１１の下側の同一長辺に沿って設けられている。アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１とアノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２、カソードガス供給用のマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂとカソード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂとは、それぞれ、発電部１１を挟んで上下に対向する位置に設けられている。
【００２５】
外周シール枠部１２の表面には、シールラインＳＬ（二条線で図示）が、各マニホールド孔Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ａ，Ｍ４ｂ，Ｍ５，Ｍ６および発電部１１を囲むように設けられている。シールラインＳＬは、流体の漏洩を防止するためのものである。なお、外周シール枠部１２としては、シリコンゴムなどの絶縁性シール部材で構成することができる。
【００２６】
図３は、図２に示す３−３切断における膜電極接合体１０の断面を示す断面図であり、２つのセパレータＳＰで挟持された状態を示している。発電部１１には、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質膜１３が含まれる。電解質膜１３は、アノード電極層１４ａとカソード電極層１４ｃとで挟持されている。電解質膜１３は、その外周縁である膜端部１３ｅが２つの電極層１４ａ，１４ｃの外周縁から突出している。膜端部１３ｅは、外周シール枠部１２によって被覆されている。これによって、膜端部１３ｅの付近におけるクロスリークの発生が抑制される。ここで、「クロスリーク」とは、燃料電池の発電の際にアノード電極側の水素が反応に供されることなくカソード電極側に移動してしまう現象をいう。
【００２７】
２つの電極層１４ａ，１４ｃは、ガス拡散層１５と触媒層１６とを備えている。ガス拡散層１５は、２つの電極層１４ａ，１４ｃの電解質膜１３と接しない面にそれぞれ設けられており、供給された反応ガスを電解質膜１３の全体に行き渡らせる機能を有する。ガス拡散層１５は、例えば、カーボンペーパなどで構成できる。触媒層１６は、２つの電極層１４ａ，１４ｃの電解質膜１３と接する面に、燃料電池反応を促進するための触媒を担持させることによって設けられている。触媒としては、例えば白金（Ｐｔ）を採用することができる。ところで、発電部１１には、後述する冷媒流路を流れる冷媒による冷却が効率よく実行され、燃料電池反応が活発に行なわれる領域と行なわれない領域とが存在する。燃料電池反応が活発に行なわれる領域を特に「主発電部１１ｃ」と呼び、図２において破線で示す。
【００２８】
膜電極接合体１０が２枚のセパレータＳＰで挟持される際に、２つの電極層１４ａ，１４ｃとセパレータＳＰとの間にはガス流路部材１８が配置される。ガス流路部材１８は、発電部１１全体を覆うように配置され、２つの電極層１４ａ，１４ｃとセパレータＳＰの両者に接するように配置される。ガス流路部材１８は、２つの電極層１４ａ，１４ｃの全体に供給された反応ガスを行き渡らせる機能を有しており、発電された電気の導電経路としての機能も有する。ガス流路部材１８としては、導電性の多孔質部材や、金属プレートを加工して複数の貫通孔が網目状に設けられた部材などによって構成することができる。
【００２９】
外周シール枠部１２に設けられたシールラインＳＬは、図３に示すように突起部１７（リップ）として設けられおり、アノード電極側及びカソード電極側のそれぞれの対向する位置に設けられている。突起部１７は、アノード電極側及びカソード電極側の両側からセパレータＳＰで押圧されることによってシール性を実現する。
【００３０】
図４は、セパレータＳＰを構成するアノードプレートＳＰａの構成を示す概略図であり、中間プレートＳＰｉ（図１（Ａ））と接する面側を示している。なお、図４には、燃料電池１００を積層方向に沿って見たときに、膜電極接合体１０の発電部１１と重なる領域を一点鎖線で示し、主発電部１１ｃと重なる領域を破線で示してある。
【００３１】
アノードプレートＳＰａは、マニホールド孔Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ａ，Ｍ４ｂ，Ｍ５，Ｍ６と、角凹部ＣＶ１と、が膜電極接合体１０（図２）と同様に設けられている。アノードプレートＳＰａの発電部１１の領域内には、貫通孔である複数のアノードガス流入孔Ｐ１及びアノード排ガス流出孔Ｐ２が設けられている。アノードガス流入孔Ｐ１は、主発電部１１ｃとアノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１との間に、発電部１１の長辺に渡って設けられている。同様に、アノード排ガス流出孔Ｐ２は、主発電部１１ｃとアノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２との間に設けられている。このアノードガス流入孔Ｐ１及びアノード排ガス流出孔Ｐ２を介して、膜電極接合体１０のアノード電極側の発電部１１へのアノードガスの供給・排出が行われる。具体的なアノードガスの流れについては後述する。なお、アノードプレートＳＰａとしては、カーボンや金属などの導電性部材によって構成することができる。
【００３２】
図５は、セパレータＳＰを構成するカソードプレートＳＰｃの構成を示す概略図であり、膜電極接合体１０（図１（Ａ））と接する面側を示している。図５は、アノードガス流入孔Ｐ１及びアノード排ガス流出孔Ｐ２に替えて、複数のカソードガス流入孔Ｐ３及びカソード排ガス流出孔Ｐ４が設けられている点以外は、図４とほぼ同じである。なお、図５には、燃料電池１００を積層方向に沿って見たときにアノードプレートＳＰａの２つの貫通孔Ｐ１、Ｐ２（図４）と重なる領域を二点鎖線で示してある。
【００３３】
カソードガス流入孔Ｐ３及びカソード排ガス流出孔Ｐ４は、発電部１１の領域内に設けられた貫通孔である。カソードガス流入孔Ｐ３は、主発電部１１ｃとカソードガス供給用のマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂとの間に、発電部１１の長辺に沿って設けられている。カソード排ガス流出孔Ｐ４は、主発電部１１ｃとカソード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂとの間に発電部１１の長辺に沿って設けられている。このカソードガス流入孔Ｐ３及びカソード排ガス流出孔Ｐ４を介して、膜電極接合体１０のカソード電極側の発電部１１へのカソードガスの供給・排出が行われる。具体的なカソードガスの流れについては後述する。
【００３４】
図６は、セパレータＳＰを構成する中間プレートＳＰｉの構成を示す概略図であり、カソードプレートＳＰｃ（図１（Ａ））と接する側を示している。図６は、後述する各流体流路が設けられている点と、２種類の貫通孔Ｐ３，Ｐ４と冷媒用のマニホールド孔Ｍ５，Ｍ６とが設けられていない点以外は、ほぼ図５と同じである。なお、図６には、燃料電池１００の積層方向に沿って見たときに、冷媒用のマニホールド孔Ｍ５，Ｍ６と重なる領域を二点鎖線で示し、２つのプレートＳＰａ，ＳＰｃに設けられた貫通孔Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と重なる領域を破線で示してある。
【００３５】
中間プレートＳＰｉには、複数のアノードガス供給用アノード流路ＡＰ１が、櫛歯状のスリットを形成するように貫通して設けられている。アノードガス供給用アノード流路ＡＰ１は、一端がアノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１と連通しており、他端がアノードプレートＳＰａのアノードガス流入孔Ｐ１と連結するように設けられている。即ち、アノード供給用アノード流路ＡＰ１は、アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１ｂと、膜電極接合体１０の発電部１１（図２）とを連通する流路である。中間プレートＳＰｉには、アノード排ガス排出用アノード流路ＡＰ２も同様に、アノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２と発電部１１とを連通するように設けられている。
【００３６】
また、中間プレートＳＰｉには、複数のカソードガス供給用カソード流路ＣＰ１が、櫛歯状のスリットを形成するように貫通して設けられている。カソードガス供給用カソード流路ＣＰ１は、一端がカソードガス供給用のマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂと連通しており、他端がカソードプレートＳＰｃのカソードガス流入孔Ｐ３と連結するように設けられている。即ち、カソードガス供給用カソード流路ＣＰ１は、カソードガス供給用のマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂと、膜電極接合体１０の発電部１１（図２）とを連通する流路である。中間プレートＳＰｉには、カソード排ガス排出用カソード流路ＣＰ２も同様に、カソード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂと発電部１１とを連通するように設けられている。
【００３７】
中間プレートＳＰｉの中央部には、他のプレートＳＰａ，ＳＰｃに挟持されたときに、２つの冷媒用のマニホールド孔Ｍ５，Ｍ６を互いに連結するように、略長辺形の冷媒流路ＷＰが貫通して設けられている。冷媒流路ＷＰ中には、図示するように、冷媒の流れを整流するための流路壁ＷＬが設けられている。従って、燃料電池１００の外部から冷媒供給用のマニホールド孔Ｍ５へと供給された冷媒の一部は、各セパレータＳＰの中間プレートＳＰｉの冷媒流路ＷＰに流入して、冷媒排出用のマニホールド孔Ｍ６へと向かう（図６の矢印）。冷媒は、発電によって生じた熱を伴って冷媒排出用のマニホールド孔Ｍ６から燃料電池１００の外部へと排出される。なお、冷媒流路ＷＰは、上記した主発電部１１ｃ上をほぼ覆うように形成されており、主発電部１１の全体に渡って冷却することが可能である。
【００３８】
図７（Ａ）は、燃料電池１００内におけるアノードガス（燃料ガス）の流れを説明するための模式図である。図７（Ａ）は、図６に示した７Ａ−７Ａ切断にあたる部位における燃料電池１００の一部断面図である。なお、２つの電極層１４ａ，１４ｃのガス拡散層１５及び触媒層１６（図３）は、説明の便宜上、図示が省略してある。
【００３９】
燃料電池１００の外部からマニホールド孔Ｍ１へ供給されたアノードガスの一部は、図７（Ａ）の矢印に示すように、中間プレートＳＰｉのアノードガス供給用アノード流路ＡＰ１へと流入し、アノードプレートＳＰａのアノードガス流入孔Ｐ１を経て、ガス流路部材１８によってアノード電極層１４ａ全体へと行き渡る。一方、アノード排ガスは、図７（Ａ）の矢印に示すように、アノードプレートＳＰａのアノード排ガス流出孔Ｐ２から流出して、中間プレートＳＰｉのアノード排ガス排出用アノード流路ＡＰ２を経てマニホールド孔Ｍ２へと至り、燃料電池１００の外部へ排出される。
【００４０】
図７（Ｂ）は、燃料電池１００内におけるカソードガス（酸化ガス）の流れを説明するための模式図である。図７（Ｂ）は、図６に示した７Ｂ−７Ｂ切断にあたる部位における燃料電池１００の一部断面図である。なお、２つの電極層１４ａ，１４ｃのガス拡散層１５及び触媒層１６は、説明の便宜上、図示が省略してある。
【００４１】
燃料電池１００の外部からマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂへ供給されたカソードガスの一部は、図７（Ｂ）の矢印に示すように、中間プレートＳＰｉのカソードガス供給用カソード流路ＣＰ１へと流入し、カソードプレートＳＰｃのカソードガス流入孔Ｐ３を経て、ガス流路部材１８によってカソード電極層１４ｃ全体へと行き渡る。一方、カソード排ガスは、図７（Ｂ）の矢印に示すように、カソードプレートＳＰｃのカソード排ガス流出孔Ｐ４から流出して、中間プレートＳＰｉのカソード排ガス排出用カソード流路ＣＰ２を経てマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂへと至り、燃料電池１００の外部へ排出される。
【００４２】
図８は、比較例としてのセパレータを構成する中間プレートＳＰｉ−ｃの構成を示す概略図であり、カソードプレートと接する側を示している。この比較例の中間プレータＳＰｉ−ｃの高さは実施例における中間プレートＳＰｉと同じであるとする。
【００４３】
比較例の中間プレートＳＰｉ−ｃには、アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１が、図６に示した実施例におけるカソード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂが設けられた膜電極接合体１０の長辺ではなく、冷媒供給用のマニホールド孔Ｍ５が設けられた膜電極接合体１０の短辺に沿って設けられている。また、アノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２が、図６に示した実施例におけるカソードガス供給用のマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂが設けられた膜電極接合体１０の長辺ではなく、冷媒排出用のマニホールド孔Ｍ６が設けられた膜電極接合体１０の短辺に沿って設けられている。なお、マニホールド孔Ｍ１とマニホールド孔Ｍ２とは、発電部１１を挟んで対角の位置に設けられており、マニホールド孔Ｍ５とマニホールド孔Ｍ６とは、発電部１１を挟んで対角の位置に設けられている。また、カソードガス供給用の１つのマニホールド孔Ｍ３とカソード排ガス排出用の１つのマニホールド孔Ｍ４のそれぞれは、発電部１１を挟んで対向する長辺に沿って設けられている。
【００４４】
また、比較例の中間プレートＳＰｉ−ｃには、発電部１１の長辺方向に渡って延びるアノードガス及びアノード排ガスを誘導するための２つのアノード流路ＡＰ１−ｃ，ＡＰ２−ｃが貫通して設けられている。アノードガス供給用のアノード流路ＡＰ１−ｃは、アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１と連通しており、アノードプレートＳＰａのアノードガス流入孔Ｐ１−ｃ（図中波線で示す）とほぼ重なるように設けられている。アノード排ガス排出用のアノード流路ＡＰ２−ｃは、アノード排ガス用のマニホールド孔Ｍ２と連通しており、アノードプレートＳＰａのアノード排ガス流出孔Ｐ２―ｃ（図中破線で示す）とほぼ重なるように設けられている。
【００４５】
上記したように比較例の中間プレートＳＰｉ−ｃには、発電部１１の上側および下側に、発電部１１の長辺方向に渡って延びる２つのアノード流路列ＡＰ１−ｃ，ＡＰ２−ｃが設けられている。このため、冷媒流ＷＰを設けることができる高さ方向のスペースが制限されてしまい、主発電部１１ｃ−ｃの高さｈｅｃは、実施例における主発電部１１ｃの高さｈｅよりも小さくなってしまう。言い換えると、実施例の場合には、発電部１１の長辺方向に渡って延びる２つのアノード流路列ＡＰ１−ｃ，ＡＰ２−ｃのスペースが無いため、冷媒流路ＷＰを設けることができる高さを大きくすることができ、主発電部１１ｃの高さｈｅを比較例の場合に比べて大きくすることが可能となる。これにより、燃料電池の発電能力を高めることが可能である。逆に、比較例と同じ高さの主発電部でよいとするならば、発電能力を維持しつつ燃料電池の高さを小さくすることが可能である。
【００４６】
Ｂ．第２実施例：
図９は、本発明の第２実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｂの構成を示す概略図である。図９は、カソード排ガス排出用の３つのマニホールド孔Ｍ４ａ〜Ｍ４ｃおよびアノードガス供給用の３つのマニホールド孔Ｍ１ａ〜Ｍ１ｃが、発電部１１の上側の長辺に沿って交互に設けられている点が、図２に示した第１実施例の膜電極接合体１０の構成と異なっている。また、カソードガス供給用の３つのマニホールド孔Ｍ３ａ〜Ｍ３ｃおよびアノード排ガス排出用の３つのマニホールド孔Ｍ２ａ〜Ｍ２ｃが、発電部１１の下側の長辺に沿って交互に設けられている点が、膜電極接合体１０の構成と異なっている。また、上記変更に応じて、燃料電池に用いられるセパレータに設けられるマニホールド孔や貫通孔、カソード流路、アノード流路の構成が適宜変更されるが、これらの変更は上記マニホールド孔の変更に応じた通常の変更であるので、ここでは図示および説明を省略する。なお、以上の変更以外は、第１実施例の燃料電池の構成とほぼ同じである。
【００４７】
本実施例においても、第１実施例の場合と同様に、燃料電池の高さを同じとした場合に、図８で示した比較例の構成において主発電部の上下に設けられているアノード流路のためのスペースがないので、主発電部の高さを大きくすることができ、発電能力を高めることができる。また、発電能力が同じでよい場合には、発電能力を維持しつつ燃料電池の高さを小さくすることが可能である。
【００４８】
なお、本実施例の場合には、アノードガスのためのマニホールド孔Ｍ１ｃ，Ｍ２ｃが配列の端部に存在することになる。アノードガスが外部へ漏れ出す可能性を少なくするためには、第１実施例のように、カソードガスのためのマニホールド孔が端部に配列されるほうが好ましい。
【００４９】
Ｃ．第３実施例：
図１０は、本発明の第３実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｃの構成を示す概略図である。この膜電極接合体１０Ｃには、第１実施例において説明した締結部材２０のシャフト部２０ｓを通すために設けられた４隅の角凹部ＣＶ１に加えて、対向する２つの長辺の中央付近に、中央凹部ＣＶ２が設けられている。
【００５０】
対向する２つの中央凹部ＣＶ２が存在する中央部よりも左側には、第１実施例の膜電極接合体１０と同様に、発電部１１の上側の長辺に沿ってカソード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂが設けられており、これら２つのマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂの間にアノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１ａが設けられている。また、発電部１１の下側の長辺に沿ってカソードガス供給用の２つのマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂが設けられており、これら２つのマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂの間にアノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２ａが設けられている。
【００５１】
同様に、中央部よりも右側には、発電部１１の上側の長辺に沿ってカソード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ｃ，Ｍ４ｄが設けられており、これら２つのマニホールド孔Ｍ４ｃ，Ｍ４ｄの間にアノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１ｂが設けられている。また、発電部１１の下側の長辺に沿ってカソードガス供給用の２つのマニホールド孔Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄが設けられており、これら２つのマニホールド孔Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄの間にアノード排ガス排出用のマニホールド孔Ｍ２ｂが設けられている。
【００５２】
また、上記構成の変更に応じて、燃料電池に用いられるセパレータに設けられるマニホールド孔や貫通孔、カソード流路、アノード流路の構成が適宜変更されるが、これらの変更は上記マニホールド孔の変更に応じた通常の変更であるので、ここでは図示および説明を省略する。なお、以上の変更以外は、第１実施例の燃料電池の構成とほぼ同じである。
【００５３】
本実施例においても、第１実施例の場合と同様に、燃料電池の高さを同じとした場合に、図８で示した比較例の構成において主発電部の上下に設けられているアノード流路のためのスペースがないので、主発電部の高さを大きくすることができ、発電能力を高めることができる。また、発電能力が同じでよい場合には、発電能力を維持しつつ燃料電池の高さを小さくすることが可能である。
【００５４】
Ｄ．第４実施例：
図１１は、本発明の第４実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｄの構成を示す概略図である。図１１は、発電部１１の上側の長辺に沿って設けられたアノード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ−４，Ｍ４ｂ−４およびカソードガス供給用の１つのマニホールド孔Ｍ１−４の部分を示している。
【００５５】
アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１−４は、図１１に示すように、図２に示した第１実施例における略矩形状のマニホールド孔Ｍ１ではなく、発電部１１側の孔幅Ｗｂが発電部１１とは反対側の孔幅Ｗａよりも大きい形状の構造を有している点に特徴を有している。そして、カソード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ−４，Ｍ４ｂ−４は、マニホールド孔Ｍ１の形状の変化に応じて、マニホールド孔Ｍ１側の孔幅が変化する構造を有している。上記構造以外の点については、第１実施例の燃料電池とほぼ同じである。
【００５６】
本実施例のアノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１−４のように、アノードガス供給用のマニホールド孔の孔幅を変化させれば、発電部１１へ供給するアノードガス（燃料ガス）の拡散率を向上させて、アノードガスの発電部１１の全体への供給の効率を向上させることが可能となる。
【００５７】
なお、アノード排ガス排出用のマニホールド孔を、上記アノード排ガス排出用のマニホールド孔の形状と同様の形状としてもよい。
【００５８】
Ｅ．第５実施例：
図１２は、本発明の第５実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｅの構成を示す概略図である。図１２は、発電部１１の上側の長辺に沿って設けられたアノード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ−５，Ｍ４ｂ−５およびカソードガス供給用の１つのマニホールド孔Ｍ１−５の部分を示している。
【００５９】
カソード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ−５，Ｍ４ｂ−５は、図１２に示すように、アノードガス供給用のマニホールド孔Ｍ１−５を、カソード排ガス排出用のマニホールド孔で囲むように、マニホールド孔Ｍ１−５の外周のうち発電部１１とは反対側に設けられた連通部Ｍ４ＣＰにより接続されている構造を有している点に特徴を有している。同様に、アノード排ガス排出用のマニホールド孔も、カソードガス供給用のマニホールド孔で囲むように、アノード排ガス排出用のマニホールド孔を囲むように、アノード排ガス排出用のマニホールド孔の外周のうち発電部１１とは反対側に設けられた連通部により接続されている構造とする。これらの構造以外の点については、第４実施例の燃料電池とほぼ同じである。
【００６０】
上記のようにアノードガスのためのマニホールド孔の外側をカソードガスのためのマニホールド孔で囲むように覆うことにより、仮にアノードガスがマニホールド孔から漏れ出したとしても、カソードガスのためのマニホールド孔に漏れ出すため、アノードガスが外部に漏れ出すことを抑制することができる。まあ、カソードガスのためのマニホールド孔に漏れ出したアノードガスを、カソードガスに混合して希釈することができる。
【００６１】
なお、本実施例は第４実施例において説明したアノードガス供給用のマニホールド孔の場合を例に説明したが、第１〜第３実施例の場合においても適用可能である。
【００６２】
Ｆ．カソード排ガスおよびアノード排ガスの外部への排出構造：
図１３は、エンドプレート２１に接続された、アノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０と、カソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０の構造を示す概略図である。なお、図示を容易にするため、アノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０を一点鎖線で示し、カソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０を二点鎖線で示す。
【００６３】
カソード排ガス（酸化排ガス：空気）には、発電部１１で生成された水（以下、「生成水」と呼ぶ）が含まれている。従って、カソード排ガスの排出配管１４０は、この生成水の排水性を高めるように配設することが好ましい。そこで、図１３に示したように、カソード排ガスの排出配管１４０は、カソード排ガス排出用の２つのマニホールド孔Ｍ４ａ，Ｍ４ｂに連結されている２つの流路孔ＥＭ４ａ．ＥＭ４ｂよりも下側で、それぞれに接続される配管部分が連結するように配設されている。また、アノードガス（燃料ガス：水素）の供給配管１１０は、アノードガス供給用の流路孔ＥＭ１に接続されるように配設されている。なお、図は、第１実施例の場合を例としてアノードガス供給用の流路孔は一つの場合について説明しているが、第２および第３実施例のように、複数ある場合には、それぞれの流路孔と同じ水平位置あるいはそれらよりも上側で、それぞれに接続される配管部分が連結するように配設されるようにすればよい。このように、カソード排ガスの排出配管１４０を配設すれば、生成水の排水性を高めつつ、容易に、カソード排ガス排出用のマニホールド孔およびアノードガス供給用のマニホールド孔に対する配管の配設を行なうことができる。
【００６４】
また、アノード排ガス（燃料排ガス：水素）にも生成水が含まれている。従って、アノード排ガスの排出配管１２０は、この生成水の排水性を高めるように配設することが好ましい。そこで、図１３に示したように、アノード排ガスの排出配管１２０は、アノード排ガス排出用の流路孔ＥＭ１に接続されて水平方向に延びるように配設されている。なお、図は、第１実施例の場合を例としてアノード排ガス排出用の流路孔は一つの場合について説明しているが、第２および第３実施例のように、複数ある場合には、それぞれの流路孔と同じ水平位置で、それぞれに接続される配管部分が連結するように配設されるようにすればよい。また、カソードガス（酸化ガス：空気）の供給配管１３０は、カソードガス供給用の２つのマニホールド孔Ｍ３ａ，Ｍ３ｂに連結されている２つの流路孔ＥＭ３ａ．ＥＭ３ｂよりも上側で、それぞれに接続される配管部分が連結するように配設されている。また、アノードガス（燃料ガス：水素）の供給配管１１０は、アノードガス供給用の流路孔Ｍ１に接続されるように配設されている。このように、アノード排ガスの排出配管１２０を配設すれば、生成水の排水性を高めつつ、容易に、アノード排ガス排出用のマニホールド孔およびカソード排ガス排出用のマニホールド孔に対する配管の配設を行なうことができる。
【００６５】
なお、アノード排ガスおよびカソード排ガスのための配管構造は、図１３に示した構造に限定されるものではなく、生成水の排水性の点で有利な構造であればどのような構造であってもよい。例えば、以下で説明する別の構造としてもよい。
【００６６】
図１４は、エンドプレート２１に接続された、アノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０と、カソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０の別の構造を示す概略図である。
【００６７】
図１４の配管構造は、カソード排ガス排出用の排出配管１４０が、カソード排ガス排出用の２つの流路孔ＥＭ４ａ．ＥＭ４ｂと同じ水平位置で、それぞれの配管部分が連結するように配設されており、アノードガス供給用の供給配管１１０が、アノードガス供給用の流路孔ＥＭ１に対して上側から接続されるように配設されている点が、図１３の配管構造と異なっている。なお、アノードガス供給用の供給配管は、流路孔ＥＭ１に対して下側から接続されるように配設されていてもよい。
【００６８】
図１４の配管構造の場合には、カソード排ガス排出用の排出配管１４０がカソード排ガス排出用の流路孔ＥＭａ，ＥＭ４ｂと同じ水平位置であるので、図１３に示した場合よりも排水性の効果は低いものの、排水性の点で有利である。
【００６９】
図１５は、エンドプレート２１に接続された、アノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０と、カソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０のさらに別の構造を示す概略図である。
【００７０】
図１５の配管構造は、カソードガス供給用の供給配管１３０が、カソードガス供給用の２つの流路孔ＥＭ３ａ．ＥＭ３ｂと同じ水平位置で、それぞれの配管部分が連結するように配設されており、アノード排ガス排出用の排出配管１２０が、アノード排ガス排出用の流路孔ＥＭ２に対して下側から接続されるように配設されている点が、図１３の配管構造と異なっている。
【００７１】
図１５の配管構造の場合には、アノード排ガス用の排出配管１２０がアノード排ガス排出用の流路孔ＥＭ２に対して下側から接続されているので、図１３に示した場合よりもさらに排水性の点で有利である。
【００７２】
また、図示および説明は省略するが、図１４に示したカソード排ガスの配管構造と図１５に示したアノード排ガスの配管構造とを組み合わせた配管構造としてもよい。
【００７３】
図１３〜図１５を用いて説明したカソード配ガスおよびアノード排ガスの外部への排出のための構造は、エンドプレート２１に接続される配管構造により実現した場合を示しているが、エンドプレートの内部構造として実現することも可能である。
【００７４】
図１６は、エンドプレート２１Ｆの内部に設けられた、アノードガスの供給流路孔２１０およびアノード排ガスの排出流路孔２２０と、カソードガスの供給流路孔２３０およびカソード排ガスの排出流路孔２４０の構造を示す概略図である。なお、図示を容易にするため、アノードガスの供給流路１１０およびアノード排ガスの排出流路孔２２０を一点鎖線で示し、カソードガスの供給流路孔２３０およびカソード排ガスの排出流路孔２４０を二点鎖線で示す。
【００７５】
図１６に示したエンドプレート２１Ｆ内に設けられた流路構造は、図１３に示した配管構造を実現したものである。具体的には、アノードガスの供給流路孔２１０およびアノード排ガスの排出流路孔２２０が、図１３のアノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０に対応する。また、カソードガスの供給流路孔２３０およびカソード排ガスの排出流路孔２４０が、図１３のカソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０に対応する。
【００７６】
なお、図１４，１５等に示した他の配管構造も、同様に、エンドプレート内の流路構造として実現することができる。
【００７７】
Ｇ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７８】
本発明の燃料電池は、上記第１〜第３実施例で説明した構成に限定されるものではなく、カソードガス（酸化ガス）のための２以上のマニホールド孔および１以上のアノードガス（燃料ガス）のためのマニホールド孔が、発電部の上辺および下辺のそれぞれに沿って配列して設けられており、少なくとも１つのアノードガスのためのマニホールド孔が、カソードガスのための２つのマニホールド孔の間に設けられていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】燃料電池の構成を示す概略図である。
【図２】膜電極接合体１０のアノード電極側の構成を示す概略図である。
【図３】図２に示す３−３切断における膜電極接合体１０の断面を示す断面図である。
【図４】セパレータＳＰを構成するアノードプレートＳＰａの構成を示す概略図である。
【図５】セパレータＳＰを構成するカソードプレートＳＰｃの構成を示す概略図である。
【図６】セパレータＳＰを構成する中間プレートＳＰｉの構成を示す概略図である。
【図７】燃料電池における反応ガスの流れを説明するための模式図である。
【図８】比較例としてのセパレータを構成する中間プレートＳＰｉ−ｃの構成を示す概略図である。
【図９】本発明の第２実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｂの構成を示す概略図である。
【図１０】本発明の第３実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｃの構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第４実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｄの構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の第５実施例としての燃料電池に用いられる膜電極接合体１０Ｅの構成を示す概略図である。
【図１３】エンドプレート２１に接続された、アノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０と、カソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０の構造を示す概略図である。
【図１４】エンドプレート２１に接続されたアノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０とカソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０の別の構造を示す概略図である。
【図１５】エンドプレート２１に接続されたアノードガスの供給配管１１０およびアノード排ガスの排出配管１２０とカソードガスの供給配管１３０およびカソード排ガスの排出配管１４０のさらに別の構造を示す概略図である。
【図１６】エンドプレート２１Ｆの内部に設けられたアノードガスの供給流路孔２１０およびアノード排ガスの排出流路孔２２０とカソードガスの供給流路孔２３０およびカソード排ガスの排出流路孔２４０の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…膜電極接合体
１１…発電部
１１ｃ…主発電部
１２…外周シール枠部
１３…電解質膜
１３ｅ…膜端部
１４ａ…アノード電極層
１４ｃ…カソード電極層
１５…ガス拡散層
１６…触媒層
１７…突起部
１８…ガス流路部材
２０…締結部材
２０ｎ…ナット部
２０ｓ…シャフト部
２１，２２，２１Ｆ…エンドプレート
１００…燃料電池
１１０…供給配管
１２０…排出配管
１３０…供給配管
１４０…排出配管
２１０…供給流路
２２０…排出流路
２３０…供給流路
２４０…排出流路
ＡＰ１，ＡＰ２…アノード流路
ＣＮ…四隅
ＣＰ１、ＣＰ２…カソード流路
ＣＶ１…角凹部
ＣＶ２…中央凹部
Ｍ１〜Ｍ６…マニホールド孔
ＥＭ１〜ＥＭ６…流路孔
Ｐ１…アノードガス流入孔
Ｐ２…アノード排ガス流出孔
Ｐ３…カソードガス流入孔
Ｐ４…カソード排ガス流出孔
ＳＬ…シールライン
ＳＰ…セパレータ
ＳＰａ…アノードプレート
ＳＰｃ…カソードプレート
ＳＰｉ，ＳＰｉ−ｃ…中間プレート
ＷＰ…冷媒流路
【図１】
2010021047.tif 000003
【図２】
2010021047.tif 000004
【図３】
2010021047.tif 000005
【図４】
2010021047.tif 000006
【図５】
2010021047.tif 000007
【図６】
2010021047.tif 000008
【図７】
2010021047.tif 000009
【図８】
2010021047.tif 000010
【図９】
2010021047.tif 000011
【図１０】
2010021047.tif 000012
【図１１】
2010021047.tif 000013
【図１２】
2010021047.tif 000014
【図１３】
2010021047.tif 000015
【図１４】
2010021047.tif 000016
【図１５】
2010021047.tif 000017
【図１６】
2010021047.tif 000018