(57)【要約】【課題】配管内の圧力損失を可及的に抑制することができ、流体を円滑に流通させることを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が積層されるとともに、積層方向両端には、第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂが配置される。第１エンドプレート１８ａには、酸化剤ガス供給連通孔３２ａに連通して酸化剤ガス供給連結配管５４ａが取り付けられる。酸化剤ガス供給連結配管５４ａは、配管中間部位７０の開口断面積が、酸化剤ガス入口６６の開口断面積及び酸化剤ガス出口６８の開口断面積よりも大きな値に設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に電極が設けられた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記燃料電池の積層方向に少なくとも反応ガス又は冷却媒体である流体を流通させる流体連通孔が形成され、少なくとも一方の前記エンドプレートには、前記流体連通孔と外部配管とを連通する連結配管が接続される燃料電池スタックであって、
前記連結配管は、配管中間部位の開口断面積が、流体入口の開口断面積及び流体出口の開口断面積よりも大きな値に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記連結配管の内壁面は、前記流体入口から前記配管中間部位に亘って、及び前記流体出口から前記配管中間部位に亘って、それぞれ滑らかに形成されるとともに、
配管長さ方向に向かって外方に湾曲する外方湾曲面のみにより構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記連結配管は、２つの前記配管中間部位、２つの前記流体出口及び１つの前記流体入口を一体に有し、
２つの前記配管中間部位の開口断面積を合計した総中間部位開口断面積は、前記流体入口の開口断面積よりも大きな値に設定される一方、
前記総中間部位開口断面積は、２つの前記流体出口の開口断面積を合計した総出口側開口断面積よりも大きな値に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に電極が設けられた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両に組み込まれている。
【０００３】
上記の燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。さらに、セパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００４】
積層方向一端に配設されるエンドプレートには、少なくとも燃料ガス流路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給連通孔、前記燃料ガス流路から使用済みの燃料ガスを排出する燃料ガス排出連通孔、酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給連通孔、及び前記酸化剤ガス流路から使用済みの酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出連通孔等の流体連通孔が形成されている。
【０００５】
この場合、燃料電池には、例えば、酸化剤ガスや燃料ガスをこの燃料電池に供給する前に加湿する加湿装置等の外部設備が接続されている。その際、外部設備に設けられる外部配管は、円筒形状に設定されるものが多く、一方、エンドプレートに形成されている流体連通孔は、矩形状や三角形状（非円形状）を有している。このため、円形状の外部配管と非円形状の流体連通孔とを、気密に接続することが困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、特許文献１に開示されている燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックでは、一方のエンドプレートには、非円形状の連通孔と円形状の外部配管とを連通する樹脂製連結配管が設けられている。この樹脂製連結配管は、非円形状の連通孔に連通する非円形状筒部と、円形状の外部配管に連通する円形状筒部と、一方のエンドプレートの厚さ方向に沿って前記非円形状筒部と前記円形状筒部とを連通する連結形状筒部と、を一体に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の樹脂製連結配管には、円形状の外部配管の一端が接続されるとともに、前記円形状の外部配管の他端は、外部機器に接続されている。この場合、特に外部配管から樹脂製連結配管を流通して燃料電池スタックに流体が供給される際、配管内部に圧力損失が発生し易い。このため、配管内部において、流体の円滑な流通が遂行されないという問題がある。
【０００９】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、配管内の圧力損失を可及的に抑制することができ、流体を円滑に流通させることが可能な燃料電池スタック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】
【００１０】
本発明は、電解質膜の両側に電極が設けられた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記燃料電池の積層方向に少なくとも反応ガス又は冷却媒体である流体を流通させる流体連通孔が形成され、少なくとも一方の前記エンドプレートには、前記流体連通孔と外部配管とを連通する連結配管が接続される燃料電池スタックに関するものである。
【００１１】
この燃料電池スタックでは、連結配管は、配管中間部位の開口断面積が、流体入口の開口断面積及び流体出口の開口断面積よりも大きな値に設定されている。
【００１２】
また、この燃料電池スタックでは、連結配管の内壁面は、流体入口から配管中間部位に亘って、及び流体出口から前記配管中間部位に亘って、それぞれ滑らかに形成されるとともに、配管長さ方向に向かって外方に湾曲する外方湾曲面のみにより構成されることが好ましい。
【００１３】
さらに、この燃料電池スタックでは、連結配管は、２つの配管中間部位、２つの流体出口及び１つの流体入口を一体に有し、２つの前記配管中間部位の開口断面積を合計した総中間部位開口断面積は、前記流体入口の開口断面積よりも大きな値に設定される一方、前記総中間部位開口断面積は、２つの前記流体出口の開口断面積を合計した総出口側開口断面積よりも大きな値に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連結配管の配管中間部位は、流体入口の開口断面積及び流体出口の開口断面積よりも大きな開口断面積に設定されている。従って、連結配管内では、流体の圧力損失が可及的に抑制されるため、流体を円滑且つ確実に流通させることが可能になる。特に、連結配管は、途上で湾曲される際にも、内部の圧力損失が増大することがなく、流体の良好な流通が遂行される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係燃料電池スタックの第１エンドプレート側からの概略斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの第２エンドプレート側からの概略斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する酸化剤ガス供給連結配管の内部を示す斜視説明図である。
【図５】前記酸化剤ガス供給連結配管の断面説明図である。
【図６】前記燃料電池スタックを構成する燃料ガス供給連結配管の内部を示す斜視説明図である。
【図７】前記燃料ガス供給連結配管の断面説明図である。
【図８】前記燃料電池スタックを構成する冷却媒体供給連結配管の内部を示す斜視説明図である。
【図９】本実施形態と比較例との圧力損失の比較説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される。燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が電極面を立位姿勢にして水平方向（矢印Ｂ方向）に積層される。なお、複数の燃料電池１２を重力方向に積層して燃料電池スタック１０を構成してもよい。
【００１７】
燃料電池１２の積層方向一端には、第１ターミナルプレート１４ａ、第１絶縁プレート１６ａ及び第１エンドプレート１８ａが、外方に向かって順次配設される。燃料電池１２の積層方向他端には、第２ターミナルプレート１４ｂ、第２絶縁プレート１６ｂ及び第２エンドプレート１８ｂが、外方に向かって順次配設される。
【００１８】
横長形状の第１エンドプレート１８ａの中央部からは、第１ターミナルプレート１４ａに接続された第１電力出力端子２０ａが外方に向かって延在する（図１参照）。横長形状の第２エンドプレート１８ｂの中央部からは、第２ターミナルプレート１４ｂに接続された第２電力出力端子２０ｂが外方に向かって延在する（図２参照）。
【００１９】
第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂの各辺間には、連結バー２２の両端がねじ２４により固定され、複数の積層された燃料電池１２に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。
【００２０】
図３に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体２６と、前記電解質膜・電極構造体２６を挟持する第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０とを備える。
【００２１】
第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０に代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２２】
第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０は、横長形状を有するとともに、長辺が水平方向（矢印Ａ方向）に延在し且つ短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に延在するように構成される。なお、短辺が水平方向に延在し且つ長辺が重力方向に延在するように構成してもよい。
【００２３】
燃料電池１２の長辺方向（矢印Ａ方向）の一端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する長方形等の矩形状（又は三角形状）の酸化剤ガス供給連通孔３２ａと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する長方形等の矩形状（又は三角形状）の燃料ガス供給連通孔３４ａとが設けられる。
【００２４】
燃料電池１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出する長方形等の矩形状（又は三角形状）の燃料ガス排出連通孔３４ｂと、酸化剤ガスを排出する長方形等の矩形状（又は三角形状）の酸化剤ガス排出連通孔３２ｂとが設けられる。
【００２５】
燃料電池１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方側（水平方向一端側）には、すなわち、酸化剤ガス供給連通孔３２ａ及び燃料ガス供給連通孔３４ａ側には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給する長方形等の矩形状（又は三角形状）の２つの冷却媒体供給連通孔３６ａが、対向する辺に上下に設けられる。
【００２６】
燃料電池１２の短辺方向の両端縁部他方側（水平方向他端側）には、すなわち、燃料ガス排出連通孔３４ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔３２ｂ側には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、冷却媒体を排出する長方形等の矩形状（又は三角形状）の２つの冷却媒体排出連通孔３６ｂが、対向する辺に上下に設けられる。
【００２７】
電解質膜・電極構造体２６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３８と、前記固体高分子電解質膜３８を挟持するカソード電極４０及びアノード電極４２とを備える。
【００２８】
カソード電極４０及びアノード電極４２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜３８の両面に形成される。
【００２９】
第１金属セパレータ２８の電解質膜・電極構造体２６に向かう面２８ａには、酸化剤ガス供給連通孔３２ａと酸化剤ガス排出連通孔３２ｂとを連通する酸化剤ガス流路４４が形成される。酸化剤ガス流路４４は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３０】
第２金属セパレータ３０の電解質膜・電極構造体２６に向かう面３０ａには、燃料ガス供給連通孔３４ａと燃料ガス排出連通孔３４ｂとを連通する燃料ガス流路４６が形成される。燃料ガス流路４６は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３１】
第２金属セパレータ３０の面３０ｂと隣接する第１金属セパレータ２８の面２８ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔３６ａ、３６ａと冷却媒体排出連通孔３６ｂ、３６ｂとに連通する冷却媒体流路４８が形成される。この冷却媒体流路４８は、水平方向に延在しており、電解質膜・電極構造体２６の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。
【００３２】
第１金属セパレータ２８の面２８ａ、２８ｂには、この第１金属セパレータ２８の外周端縁部を周回して第１シール部材５０が一体成形される。第２金属セパレータ３０の面３０ａ、３０ｂには、この第２金属セパレータ３０の外周端縁部を周回して第２シール部材５２が一体成形される。
【００３３】
第１シール部材５０及び第２シール部材５２としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００３４】
図１に示すように、第１エンドプレート１８ａには、酸化剤ガス供給連通孔３２ａ、酸化剤ガス排出連通孔３２ｂ、燃料ガス供給連通孔３４ａ及び燃料ガス排出連通孔３４ｂに連通する酸化剤ガス供給連結配管５４ａ、酸化剤ガス排出連結配管５４ｂ、燃料ガス供給連結配管５６ａ及び燃料ガス排出連結配管５６ｂが取り付けられる。
【００３５】
酸化剤ガス供給連結配管５４ａは、板状取り付け部５８を有し、前記板状取り付け部５８は、シール６０を介し第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給連通孔３２ａに対応して配置される。板状取り付け部５８は、ねじ６２により第１エンドプレート１８ａに固定される。板状取り付け部５８から本体部６４が一体成形されるとともに、前記本体部６４の先端には、円形状の酸化剤ガス入口（流体入口）６６が設けられる。
【００３６】
図４に示すように、板状取り付け部５８には、酸化剤ガス供給連通孔３２ａに連通する矩形状（又は三角形状）の酸化剤ガス出口（流体出口）６８が形成される。酸化剤ガス供給連結配管５４ａは、酸化剤ガス入口６６と酸化剤ガス出口６８との間に位置して配管中間部位７０を有する。
【００３７】
図４及び図５に示すように、配管中間部位７０の開口断面積Ｗ１は、酸化剤ガス入口６６の開口断面積Ｗ２及び酸化剤ガス出口６８の開口断面積Ｗ３よりも大きな値に設定される（Ｗ１＞Ｗ２、Ｗ１＞Ｗ３）。
【００３８】
酸化剤ガス供給連結配管５４ａの内壁面５４ａｉは、酸化剤ガス入口６６から配管中間部位７０に亘って、及び酸化剤ガス出口６８から前記配管中間部位７０に亘って、それぞれ滑らかに形成される。酸化剤ガス供給連結配管５４ａの内壁面５４ａｉは、全体として滑らかに連続するとともに、配管長さ方向に向かって外方に湾曲する外方湾曲面のみにより構成される。すなわち、酸化剤ガス供給連結配管５４ａの内壁面５４ａｉには、内側に湾曲乃至屈曲する部位（縮小部位）が設けられていない。
【００３９】
なお、酸化剤ガス排出連結配管５４ｂは、上記の酸化剤ガス供給連結配管５４ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。酸化剤ガス供給連結配管５４ａ及び酸化剤ガス排出連結配管５４ｂは、図示しない外部機器に外部配管を介して接続される。
【００４０】
図１に示すように、燃料ガス供給連結配管５６ａは、板状取り付け部７２を有し、前記板状取り付け部７２は、シール７４を介し第１エンドプレート１８ａの燃料ガス供給連通孔３４ａに対応して配置される。板状取り付け部７２は、ねじ７６により第１エンドプレート１８ａに固定される。板状取り付け部７２から本体部７８が一体成形されるとともに、前記本体部７８の先端には、円形状の燃料ガス入口（流体入口）８０が設けられる。本体部７８は、略９０゜の角度を有して湾曲成形される。すなわち、燃料ガス入口８０の燃料ガス流れ方向は、燃料ガス供給連通孔３４ａの燃料ガス流れ方向に対して直交する方向に設定される。
【００４１】
図６に示すように、板状取り付け部７２には、燃料ガス供給連通孔３４ａに連通する矩形状（又は三角形状）の燃料ガス出口（流体出口）８２が形成される。燃料ガス供給連結配管５６ａは、燃料ガス入口８０と燃料ガス出口８２との間に位置して配管中間部位８４を有する。
【００４２】
図６及び図７に示すように、配管中間部位８４の開口断面積Ｗ４は、燃料ガス入口８０の開口断面積Ｗ５及び燃料ガス出口８２の開口断面積Ｗ６よりも大きな値に設定される（Ｗ４＞Ｗ５、Ｗ４＞Ｗ６）。
【００４３】
燃料ガス供給連結配管５６ａの内壁面５６ａｉは、燃料ガス入口８０から配管中間部位８４に亘って、及び燃料ガス出口８２から前記配管中間部位８４に亘って、それぞれ滑らかに形成される。燃料ガス供給連結配管５６ａの内壁面５６ａｉは、全体として滑らかに連続するとともに、配管長さ方向に向かって外方に湾曲する外方湾曲面のみにより構成される。すなわち、燃料ガス供給連結配管５６ａの内壁面５６ａｉには、内側に湾曲乃至屈曲する部位（縮小部位）が設けられていない。
【００４４】
なお、燃料ガス排出連結配管５６ｂは、上記の燃料ガス供給連結配管５６ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。燃料ガス供給連結配管５６ａ及び燃料ガス排出連結配管５６ｂは、図示しない外部機器に外部配管を介して接続される。
【００４５】
図２に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、上下の冷却媒体供給連通孔３６ａ、３６ａに一体に連通する冷却媒体供給連結配管８６ａ及び上下の冷却媒体排出連通孔３６ｂ、３６ｂに一体に連通する冷却媒体排出連結配管８６ｂが取り付けられる。
【００４６】
冷却媒体供給連結配管８６ａは、一対の板状取り付け部８８を有し、各板状取り付け部８８は、それぞれシール９０を介し第２エンドプレート１８ｂの各冷却媒体供給連通孔３６ａに配置される。板状取り付け部８８は、ねじ９２により第２エンドプレート１８ｂに固定される。各板状取り付け部８８から本体部９４が一体成形されるとともに、前記本体部９４の中央部には、湾曲する配管部９６が一体に設けられる。配管部９６の先端には、円形状の冷却媒体入口（流体入口）９８が形成される。
【００４７】
図８に示すように、各板状取り付け部８８には、冷却媒体供給連通孔３６ａに連通する矩形状（又は三角形状）の冷却媒体出口（流体出口）１００が形成される。冷却媒体供給連結配管８６ａは、冷却媒体入口９８と各冷却媒体出口１００との間に位置して一対の配管中間部位１０２を有する。
【００４８】
各配管中間部位１０２の開口断面積Ｗ７を合計した総中間部位開口断面積２×Ｗ７は、冷却媒体入口９８の開口断面積Ｗ８及び各冷却媒体出口１００の開口断面積Ｗ９を合計した総出口側開口断面積２×Ｗ９よりも大きな値に設定される（２×Ｗ７＞Ｗ８、２×Ｗ７＞２×Ｗ９）。
【００４９】
冷却媒体供給連結配管８６ａの内壁面８６ａｉは、冷却媒体入口９８から配管中間部位１０２に亘って、及び各冷却媒体出口１００から前記配管中間部位１０２に亘って、それぞれ滑らかに形成される。冷却媒体供給連結配管８６ａの内壁面８６ａｉは、全体として滑らかに連続するとともに、配管長さ方向に向かって外方に湾曲する外方湾曲面のみにより構成される。すなわち、冷却媒体供給連結配管８６ａの内壁面８６ａｉには、内側に湾曲乃至屈曲する部位が設けられていない。
【００５０】
なお、冷却媒体排出連結配管８６ｂは、上記の冷却媒体供給連結配管８６ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照数字に符号ａを付して、その詳細な説明は省略する。冷却媒体供給連結配管８６ａ及び冷却媒体排出連結配管８６ｂは、図示しない外部機器に外部配管を介して接続される。
【００５１】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００５２】
先ず、図１に示すように、第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給連結配管５４ａから酸化剤ガス供給連通孔３２ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート１８ａの燃料ガス供給連結配管５６ａから燃料ガス供給連通孔３４ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。
【００５３】
一方、図２に示すように、第２エンドプレート１８ｂの冷却媒体供給連結配管８６ａから一対の冷却媒体供給連通孔３６ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００５４】
これにより、図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３２ａから第１金属セパレータ２８の酸化剤ガス流路４４に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４４に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極４０に供給される。
【００５５】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔３４ａから第２金属セパレータ３０の燃料ガス流路４６に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路４６に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極４２に供給される。
【００５６】
このため、電解質膜・電極構造体２６では、カソード電極４０に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００５７】
次いで、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極４０に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３２ｂに沿って矢印Ｂ方向に流通し、酸化剤ガス排出連結配管５４ｂから排出される（図１参照）。一方、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極４２に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔３４ｂに沿って矢印Ｂ方向に流通し、燃料ガス排出連結配管５６ｂから排出される。
【００５８】
また、一対の冷却媒体供給連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０間の冷却媒体流路４８に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体２６を冷却する。冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔３６ｂに沿って矢印Ｂ方向に流通し、冷却媒体排出連結配管８６ｂから排出される（図２参照）。
【００５９】
この場合、本実施形態では、図４及び図５に示すように、酸化剤ガス供給連結配管５４ａは、配管中間部位７０の開口断面積Ｗ１が、酸化剤ガス入口６６の開口断面積Ｗ２及び酸化剤ガス出口６８の開口断面積Ｗ３よりも大きな値に設定されている（Ｗ１＞Ｗ２、Ｗ１＞Ｗ３）。
【００６０】
このため、酸化剤ガス供給連結配管５４ａ内では、酸化剤ガスの圧力損失が可及的に抑制される。従って、外部配管から酸化剤ガス供給連結配管５４ａを介して酸化剤ガス供給連通孔３２ａに酸化剤ガスを円滑且つ確実に流通させることが可能になるという効果が得られる。
【００６１】
ここで、配管中間部位７０の開口断面積が、酸化剤ガス入口６６の開口断面積と同一の値を有するとともに、前記配管中間部位７０の開口断面形状と前記酸化剤ガス入口６６の開口断面形状とが異形状を有する酸化剤ガス供給連結配管（以下、比較例という）を用い、本実施形態の酸化剤ガス供給連結配管５４ａと圧力損失を比較する実験を行った。その結果が、図９に示されている。
【００６２】
これにより、比較例では、配管長さが長くなるのに伴って内部の圧力損失が急激に増加するのに対し、本実施形態では、圧力損失の増加が良好に抑制されるという結果が得られた。なお、以下に説明する燃料ガス供給連結配管５６ａ及び冷却媒体供給連結配管８６ａでも、同様である。
【００６３】
また、本実施形態では、図６及び図７に示すように、燃料ガス供給連結配管５６ａは、配管中間部位８４の開口断面積Ｗ４が、燃料ガス入口８０の開口断面積Ｗ５及び燃料ガス出口８２の開口断面積Ｗ６よりも大きな値に設定されている（Ｗ４＞Ｗ５、Ｗ４＞Ｗ６）。
【００６４】
このため、燃料ガス供給連結配管５６ａ内では、燃料ガスの圧力損失が可及的に抑制される。従って、外部配管から燃料ガス供給連結配管５６ａを介して燃料ガス供給連通孔３４ａに燃料ガスを円滑且つ確実に流通させることが可能になる。特に、燃料ガス供給連結配管５６ａでは、本体部７８が略９０゜の角度を有して湾曲成形される際にも、内部の圧力損失が増大することがなく、燃料ガスの良好な流通が遂行される。
【００６５】
さらにまた、本実施形態では、図８に示すように、冷却媒体供給連結配管８６ａは、各配管中間部位１０２の総中間部位開口断面積２×Ｗ７が、冷却媒体入口９８の開口断面積Ｗ８及び各冷却媒体出口１００の総出口側開口断面積２×Ｗ９よりも大きな値に設定されている（２×Ｗ７＞Ｗ８、２×Ｗ７＞２×Ｗ９）。
【００６６】
これにより、冷却媒体供給連結配管８６ａ内では、冷却媒体の圧力損失が可及的に抑制される。このため、外部配管から冷却媒体供給連結配管８６ａを介して冷却媒体供給連通孔３６ａに冷却媒体を円滑且つ確実に流通させることが可能になるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００６７】
１０…燃料電池スタック              １２…燃料電池
１８ａ、１８ｂ…エンドプレート      ２６…電解質膜・電極構造体
２８、３０…金属セパレータ          ３２ａ…酸化剤ガス供給連通孔
３２ｂ…酸化剤ガス排出連通孔        ３４ａ…燃料ガス供給連通孔
３４ｂ…燃料ガス排出連通孔          ３６ａ…冷却媒体供給連通孔
３６ｂ…冷却媒体排出連通孔          ３８…固体高分子電解質膜
４０…カソード電極                  ４２…アノード電極
４４…酸化剤ガス流路                ４６…燃料ガス流路
４８…冷却媒体流路                  ５４ａ…酸化剤ガス供給連結配管
５４ｂ…酸化剤ガス排出連結配管      ５６ａ…燃料ガス供給連結配管
５６ｂ…燃料ガス排出連結配管        ６６…酸化剤ガス入口
６８…酸化剤ガス出口                ７０、８４、１０２…配管中間部位
８０…燃料ガス入口                  ８２…燃料ガス出口
８６ａ…冷却媒体供給連結配管        ８６ｂ…冷却媒体排出連結配管
９８…冷却媒体入口                  １００…冷却媒体出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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