【手続補正書】
【提出日】平成16年2月2日(2004.2.2)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極接合体と、前記電解質・電極接合体を挟持する一対のセパレータとを積層する燃料電池であって、
少なくとも反応ガスまたは冷却媒体の一方の流体を積層方向に流すための複数の連通孔と、
前記連通孔に連通して前記流体を前記電極の面方向に沿って流動させる流体流路と、
前記複数の連通孔の中から所定の連通孔を選択し、前記流体流路への流体供給用孔部または前記流体流路からの流体排出用孔部として使用することにより、前記流体流路における前記流体の流れ方向を連続して変更可能な連通孔切り替え機構と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記連通孔は、少なくとも１の流体供給用孔部と少なくとも１の流体排出用孔部とに選択して切り替えられることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１または２記載の燃料電池において、前記連通孔は、電極面の内方に設けられる１以上の内側連通孔を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記流体流路は、前記セパレータに設けられたエンボス構造により形成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項４記載の燃料電池において、前記エンボス構造は、ガイド用リブを備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記流体流路は、燃料ガス流路および酸化剤ガス流路を備え、
前記燃料ガス流路に供給される燃料ガスと、前記酸化剤ガス流路に供給される酸化剤ガスとは、略対向流に設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
請求項６記載の燃料電池において、前記流体流路は、冷却媒体流路を備え、
前記冷却媒体流路に供給される冷却媒体と、前記酸化剤ガスとは、略平行流に設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記電解質・電極接合体および前記セパレータの積層方向は、鉛直方向に設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項９】
電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極接合体と、前記電解質・電極接合体を挟持する一対のセパレータとを積層する燃料電池の運転方法であって、
積層方向に設けられた連通孔に、少なくとも反応ガスまたは冷却媒体の一方の流体を流すことにより、前記連通孔に連通する流体流路を介して前記流体を前記電極の面方向に沿って流動させる工程と、
前記複数の連通孔の中から所定の連通孔を選択し、前記流体流路への流体供給用孔部または前記流体流路からの流体排出用孔部として使用することにより、前記流体流路における前記流体の流れ方向を連続して変更させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１０】
請求項９記載の燃料電池の運転方法において、前記連通孔は、少なくとも１の流体供給用孔部と少なくとも１の流体排出用孔部とに選択して切り替えられることにより、前記流体流路の流れ方向が連続して変更されることを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の燃料電池の運転方法において、前記連通孔を他の連通孔に切り替える際、前記連通孔に前記流体を流しながら、前記他の連通孔に該流体の一部を流した後、該他の連通孔にのみ前記流体を流すことを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法において、前記連通孔の切り替え間隔は、低出力時に比べて高出力時の方が短く設定されることを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法において、それぞれ同時に使用される前記流体供給用孔部および前記流体排出用孔部の数は、低出力時に比べて高出力時の方が多数に設定されることを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法において、前記連通孔は、電極面の内方に設けられる内側連通孔を備え、この内側連通孔を前記流体供給用孔部または前記流体排出用孔部として使用することを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法において、前記燃料電池の負荷状況に応じて、前記連通孔に対する前記流体の供給および排出の切り替え間隔を変更することを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１６】
請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法において、前記燃料電池の負荷状況に応じて、同時に使用される前記流体供給用孔部および前記流体排出用孔部の数を変更することを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１７】
請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の燃料電池の運転方法において、前記流体流路である燃料ガス流路に供給される燃料ガスと、前記流体流路である酸化剤ガス流路に供給される酸化剤ガスとは、略対向流に設定されることを特徴とする燃料電池の運転方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の燃料電池の運転方法において、前記流体流路である冷却媒体流路に供給される冷却媒体と、前記酸化剤ガスとは、略平行流に設定されることを特徴とする燃料電池の運転方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１および９に係る燃料電池およびその運転方法では、電解質・電極接合体とセパレータとの積層方向に設けられた連通孔に、少なくとも反応ガスまたは冷却媒体の一方の流体が流されると、前記連通孔に連通する流体流路を介して前記流体が電極の面方向に沿って流動する。そして、複数の連通孔の中から選択された所定の連通孔を、流体供給用孔部または流体排出用孔部として使用することにより、流体流路における流体の流れ方向が連続して変更される。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の請求項２および１０に係る燃料電池およびその運転方法では、連通孔が、少なくとも１の流体供給用孔部と少なくとも１の流体排出用孔部とに選択して切り替えられることにより、流体流路の流れ方向が連続して変更される。これにより、電極面の内方での反応ガスや冷却媒体の流れの分配性が向上する。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらに、本発明の請求項３および１４に係る燃料電池およびその運転方法では、連通孔が電極面の内方に設けられる内側連通孔を備えており、この内側連通孔が流体供給用孔部または流体排出用孔部として使用される。このため、電極面内全体を一層均一な状態に維持することができ、性能の向上を図ることが可能になる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明の請求項１３に係る燃料電池の運転方法では、それぞれ同時に使用される流体供給用孔部および流体排出用孔部の数は、低出力時に比べて高出力時の方が多数に設定される。このため、連通孔内部での圧損を低減することができ、流体の分配性が良好に向上する。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
さらに、本発明の請求項１５および１６に係る燃料電池の運転方法では、燃料電池の負荷状況に応じて、連通孔に対する流体の供給および排出の切り替え間隔を変更したり、同時に使用される流体供給用孔部および流体排出用孔部の数を変更することにより、電極面内で流れの分配性を好適に維持して出力変化に備えることが可能になる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
第１および第２スイッチング機構６４、６８の駆動により第１〜第４酸化剤ガス連通孔３０ａ〜３０ｄを、酸化剤ガス供給口（流体供給用孔部）および／または酸化剤ガス排出口（流体排出用孔部）として切り替える操作が行われる。具体的には、図６に示すように、８つの連通位置Ｐ１〜Ｐ８に、順次、切り替え操作される。このダイヤグラムが、図７に示されている。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
第１連通位置Ｐ１１では、第４燃料ガス連通孔３４ｄのみが燃料ガス供給口（流体供給用孔部）に設定される一方、第２燃料ガス連通孔３４ｂのみが燃料ガス排出口（流体排出用孔部）に設定される。第２連通位置Ｐ１２では、第４および第１燃料ガス連通孔３４ｄ、３４ａが一体的に燃料ガス供給口に設定されるとともに、第２および第３燃料ガス連通孔３４ｂ、３４ｃが一体的に燃料ガス排出口に設定される。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
第１連通位置Ｐ２１では、第１冷却媒体連通孔３２ａのみが冷却媒体供給口（流体供給用孔部）に設定される一方、第３冷却媒体連通孔３２ｃのみが冷却媒体排出口（流体排出用孔部）に設定される。第２連通位置Ｐ２２では、第１および第２冷却媒体連通孔３２ａ、３２ｂが一体的に冷却媒体供給口に設定されるとともに、第３および第４冷却媒体連通孔３２ｃ、３２ｄが一体的に冷却媒体排出口に設定される。