(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体を複数積層した燃料電池スタックにおいて、隣りあう膜電極接合体の間に介装される燃料電池用セパレータであって、
前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域と、
前記中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と、
前記外縁部に設けられる冷却媒体用の複数のマニホールドであって、前記燃料電池スタックが載置場所に載置された際に鉛直方向に並ぶ複数のマニホールドと、
を備え、
隣り合う前記マニホールドの間を区分けする各梁部には、リブが設けられ、
前記リブは、前記マニホールドと前記中央領域との間の領域まで延伸する延伸部を備える、燃料電池用セパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータであって、
前記マニホールドは、前記中央領域に対して冷却媒体を供給するための冷却媒体供給マニホールドである、燃料電池用セパレータ。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池用セパレータであって、
前記延伸部は、
前記延伸部における前記中央領域側の端部を含む部分であって、真っ直ぐ延びた形状を有し、前記燃料電池スタックが前記載置場所に載置された際に、水平方向に対して前記中央領域側ほど上側となるように傾いて設けられた部分
を有する、燃料電池用セパレータ。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池用セパレータであって、
前記マニホールドは、前記中央領域から冷却媒体を排出するための冷却媒体排出マニホールドである、燃料電池用セパレータ。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池用セパレータであって、
前記延伸部は、
前記延伸部における前記中央領域側の端部を含む部分であって、真っ直ぐ延びた形状を有し、前記燃料電池スタックが前記載置場所に載置された際に、水平方向に対して前記中央領域と反対側ほど上側となるように傾いて設けられた部分
を有する、燃料電池用セパレータ。
【請求項６】
膜電極接合体を、燃料電池用セパレータを介在させて複数、積層した燃料電池スタックであって、
前記燃料電池用セパレータは、
前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域と、
前記中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と、
前記外縁部に設けられる冷却媒体用の複数のマニホールドであって、前記燃料電池スタックが載置された際に鉛直方向に並ぶ複数のマニホールドと、
前記中央領域と前記各マニホールドとの間に設けられ、前記冷却媒体の流れの方向を規制する複数の配流リブと、
を備え、
隣り合う前記マニホールドの間を区分けする各梁部には、リブがそれぞれ設けられ、
前記リブは、前記マニホールドと前記中央領域との間の領域まで延伸する延伸部を備える、燃料電池スタック。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池スタックであって、
前記燃料電池用セパレータは、膜電極接合体のアノード側に配設された、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、燃料電池用セパレータおよび燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池用セパレータは、複数の単セルが積層された燃料電池スタックを構成する一部材であって、単セル内に反応ガスを流す反応ガス流路と、単セル内に冷却媒体を流す冷却媒体流路とを有する。また、燃料電池用セパレータは、反応ガス流路に流体を分配するための反応ガスマニホールドと、冷却媒体流路に冷却媒体を分配するための冷却媒体マニホールドとを有する。これらマニホールドは、燃料電池用セパレータの表面に開口を有し、燃料電池用セパレータの厚さ方向、すなわち燃料電池スタックの積層方向に貫通した形状を有する。従来の燃料電池用セパレータでは、例えば特許文献１に記載されているように、冷却媒体マニホールドを複数有し、各マニホールドが一列に配列する形状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／００５３００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された燃料電池用セパレータが組み付けられた燃料電池スタックが、複数の冷却媒体マニホールドが鉛直方向に配列する状態で載置された場合に、複数の冷却媒体マニホールドのうちの上側の冷却媒体マニホールドから供給された冷却媒体が、セパレータの中央領域に形成された流路に届くまでの間に重力によって単セル面内下側へ落下することから、中央領域の上部側に供給される冷却媒体の量が減少し、この結果、単セルの上下方向において均一な冷却を行うことができないといった課題があった。そのほか、従来の燃料電池用セパレータでは、製造の容易化、省資源化等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態は、燃料電池スタックにおいて、複数の膜電極接合体の間に介装される燃料電池用セパレータである。この燃料電池用セパレータは、前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域と；前記中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と；前記外縁部に設けられる冷却媒体用の複数のマニホールドであって、前記燃料電池スタックが載置された際に鉛直方向に並ぶ複数のマニホールドと；を備え；隣り合う前記マニホールドの間を区分けする各梁部には、リブが設けられ；前記リブは、前記マニホールドと前記中央領域との間の領域まで延伸する延伸部を備えることを特徴としている。この形態の燃料電池用セパレータによれば、鉛直方向に並ぶ各マニホールドの間にはリブが存在し、リブは延伸部によってマニホールドと中央領域との間の領域まで延伸していることから、上側のマニホールドの開口から下側のマニホールドの開口に向かって落下する冷却媒体の流れが止められる。また、延伸部がないとマニホールドと中央領域との間の領域でも冷却媒体の落下が起こることになるが、その落下も防止することができる。したがって、この形態の燃料電池用セパレータによれば、中央領域の上部側に供給される冷却媒体量の減少を抑制することができることから、単セルの上下方向において、冷却の程度を均一化することができるという効果を奏する。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記延伸部における前記冷却媒体の下流側の部分が、水平方向に対して上側に傾いた構成としてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、冷却媒体が延伸部の先端から中央領域に届くまでの間に重力での落下が起こっても、中央領域に対して均一に冷却媒体を供給することができることから、単セルの上下方向において、冷却の程度をより均一化することができる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池用セパレータにおいて、前記マニホールドは、前記中央領域に対して冷却媒体を供給するための冷却媒体供給マニホールドとしてもよい。この形態の燃料電池用セパレータによれば、冷却媒体の中央領域への供給流量を均一化することができる。
【０００９】
（４）本発明の他の形態は、膜電極接合体を、燃料電池用セパレータを介在させて複数、積層した燃料電池スタックである。この燃料電池スタックにおいて、前記燃料電池用セパレータは、前記膜電極接合体の発電領域と対向する中央領域と：前記中央領域から外縁に延びる平板状の外縁部と；前記外縁部に設けられる冷却媒体用の複数のマニホールドであって、前記燃料電池スタックが載置された際に鉛直方向に並ぶ複数のマニホールドと；前記中央領域と前記各マニホールドとの間に設けられ、前記冷却媒体の流れの方向を規制する複数の配流リブと：を備え；隣り合う前記マニホールドの間を区分けする各梁部には、リブがそれぞれ設けられ；前記リブは、前記マニホールドと前記中央領域との間の領域まで延伸する延伸部を備える構成である。この形態の燃料電池スタックによれば、前記形態の燃料電池用セパレータと同様に、単セル上部に供給される冷却媒体量の減少を抑制することができる。したがって、この形態の燃料電池スタックは、単セルの上下方向において、冷却の程度を均一化することができるという効果を奏する。
【００１０】
（５）前記形態の燃料電池スタックにおいて、前記燃料電池用セパレータは、膜電極接合体のアノード側に配設された構成としてもよい。この構成によれば、アノード側に冷却媒体流路を形成することができる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、前記形態の燃料電池スタックを備える燃料電池システム等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】アノード側セパレータにおけるＭＥＡとは反対側の面を示す平面図である。
【図３】冷却媒体供給マニホールドの周辺の平面を示す説明図である。
【図４】比較例における冷却媒体供給マニホールドの周辺の平面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．全体の構成：
図１は、本発明の実施形態における燃料電池システム１０の概略構成を示す説明図である。燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１００を備えている。燃料電池スタック１００は、エンドプレート１１０と、絶縁板１２０と、集電板１３０と、複数の単セル１４０と、集電板１３０と、絶縁板１２０と、エンドプレート１１０と、が、この順に積層されたスタック構造を有している。なお、単セル１４０の積層方向は、鉛直方向Ｙに垂直な方向（水平方向）Ｘとなっている。
【００１４】
燃料電池スタック１００には、高圧水素を貯蔵した水素タンク１５０から、シャットバルブ１５１、レギュレータ１５２、配管１５３を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。燃料電池スタック１００において利用されなかった燃料ガス（アノードオフガス）は、排出配管１６３を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。なお、燃料電池システム１０は、アノードオフガスを配管１５３側に再循環させる再循環機構を有するとしてもよい。燃料電池スタック１００には、また、エアポンプ１６０および配管１６１を介して、酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃料電池スタック１００において利用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）は、排出配管１５４を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。なお、燃料ガスおよび酸化剤ガスは、反応ガスとも呼ばれる。
【００１５】
さらに、燃料電池スタック１００には、燃料電池スタック１００を冷却するため、ウォーターポンプ１７１および配管１７２を介して、ラジエータ１７０により冷却された冷却媒体が供給される。燃料電池スタック１００から排出された冷却媒体は、配管１７３を介してラジエータ１７０に循環する。冷却媒体としては、例えば水、エチレングリコール等の不凍水、空気などが用いられる。
【００１６】
燃料電池スタック１００に備えられる単セル１４０は、電解質膜の両面に、それぞれ、アノードおよびカソードが配置された膜電極接合体（ＭＥＡとも呼ばれる）３０を一対のセパレータ、すなわちアノード側セパレータ５０とカソード側セパレータ４０によって挟持した構成となっている。アノード側セパレータ５０は、ＭＥＡ３０側の面に筋状の複数の溝からなる燃料ガス流路５２を備え、ＭＥＡ３０と反対側の面に筋状の複数の溝からなる冷却媒体流路５４を備える。カソード側セパレータ４０は、空気を流すための流路構成部材が配置される酸化剤ガス流路４２をＭＥＡ３０側の面に備える。流路構成部材は、例えばエキスパンドメタル（図示せず）である。また、本実施形態の燃料電池スタック１００は、固体高分子型の燃料電池スタックであり、電解質膜は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜によって構成されている。
【００１７】
Ｂ．セパレータの構成：
図２は、アノード側セパレータ５０におけるＭＥＡ３０とは反対側の面を示す平面図である。図２において、表裏方向が積層方向Ｘであり、上下方向が鉛直方向Ｙである。アノード側セパレータ５０およびカソード側セパレータ４０は、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成型したステンレス鋼やチタン鋼などの金属部材によって形成されている。本実施形態では、セパレータ４０、５０については、ステンレス鋼をプレス成型して作製した。
【００１８】
アノード側セパレータ５０は、ＭＥＡ３０の発電領域と対向するセパレータ中央領域５０Ａと、セパレータ中央領域５０Ａから外縁に延びる平板状の外縁部５０Ｂとを有する。「発電領域」とは、ＭＥＡ３０において発電に供する領域であり、ＭＥＡ３０において燃料ガスが流れる領域、すなわち、積層方向Ｘから平面視したときに燃料ガス流路５２（図１）が存在する略四角形の領域である。セパレータ中央領域５０Ａは、積層方向Ｘからの平面視において、発電領域と一致する領域である。本実施形態では、外縁部５０Ｂは、鉛直方向Ｙの上側と、鉛直方向Ｙの下側と、鉛直方向Ｙおよび積層方向Ｘに垂直な図中の左右方向Ｚの一方側と、左右方向Ｚの他方側と、の四方に向けて延びている。
【００１９】
外縁部５０Ｂには、燃料電池スタック１００に供給された燃料ガスとしての水素を各単セル１４０の燃料ガス流路５２（図１）に分配する燃料ガス供給マニホールド６２と、燃料電池スタック１００に供給された酸化剤ガスとしての空気を各単セル１４０の酸化剤ガス流路４２（図１）に分配する酸化剤ガス供給マニホールド７２と、燃料ガス流路５２において利用されなかった燃料ガスを集めて燃料電池スタック１００の外部に排出する燃料ガス排出マニホールド６４と、酸化剤ガス流路４２において利用されなかった酸化剤ガスを集めて燃料電池スタック１００の外部に排出する酸化剤ガス排出マニホールド７４と、が形成されている。なお、酸化剤ガス供給マニホールド７２は６本の酸化剤ガス供給マニホールド７２ａ〜７２ｆによって構成され、酸化剤ガス排出マニホールド７４は６本の酸化剤ガス排出マニホールド７４ａ〜７４ｆによって構成される。上記各マニホールド６２、６４、７２ａ〜７２ｆ、７４ａ〜７４ｆは、開口が矩形状で、燃料電池スタック１００の積層方向Ｘに伸びる形状の反応ガス流路である。酸化剤ガス供給マニホールド７２および酸化剤ガス排出マニホールド７４を、それぞれ６本に分けているのは、酸化剤ガス用として広い開口面積が必要であり、強度確保のためである。
【００２０】
外縁部５０Ｂには、さらに、冷却媒体を単セル１４０に分配する冷却媒体供給マニホールド８２と、各単セル１４０から排出される冷却媒体を集めて燃料電池スタック１００の外部に排出する冷却媒体排出マニホールド８４と、が形成されている。冷却媒体供給マニホールド８２は３本の冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃによって構成され、冷却媒体排出マニホールド８４は３本の冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃによって構成される。各冷却媒体用のマニホールド８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃは、開口が矩形状で、燃料電池スタック１００の積層方向Ｘに伸びる形状の流路である。冷却媒体供給マニホールド８２および冷却媒体排出マニホールド８４を、梁部８２Ｈ、８４Ｈを持たせてそれぞれ３本に分けているのは、冷却媒体用として広い開口面積が必要であり、強度確保のためである。なお、冷却媒体供給マニホールド８２および冷却媒体排出マニホールド８４の分ける数は、３つに限る必要はなく、複数なら他の数としてもよい。
【００２１】
各マニホールド７２、７４、６２、６４、８２ａ〜８２、８４ａ〜８４ｃは、前述したようにアノード側セパレータ５０の外縁部５０Ｂに設けられているが、特に、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃは、外縁部５０Ｂの一辺５０Ｂａ付近において、鉛直方向Ｙに一列に並んで配置されている。各冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃは、セパレータ５０の外縁部５０Ｂの前記辺５０Ｂａと対向する一辺５０Ｂｂ付近において、鉛直方向Ｙに一列に並んで配置されている。なお、ここで言う並びの方向は、燃料電池スタック１００においてアノード側セパレータ５０がＭＥＡ３０とＭＥＡ３０の間に介装された際、すなわち、単セル１４０が積層方向Ｘに積層されてスタック化された際のものである。すなわち、燃料電池スタック１００においてアノード側セパレータ５０がＭＥＡ３０とＭＥＡ３０の間に介装された際に、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃおよび各冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃは鉛直方向Ｙに並ぶ。なお、このスタック化された際の燃料電池スタックの方向は、この燃料電池スタックの載置場所に載置した際にも維持される。例えば、燃料電池スタック１００が自動車に搭載されるような場合にも、スタック化された際の燃料電池スタックの方向が維持される。したがって、燃料電池スタック１００の車両への搭載時に、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃおよび各冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃは鉛直方向Ｙに並ぶ、と言うこともできる。
【００２２】
さらに、単セル１４０には、複数の単セル１４０を積層した際に、積層方向Ｘの平面視において発電領域および各マニホールドの開口を面方向において囲むシールラインＳＬ１〜ＳＬ５を形成するために、ガスケットが配置されている。ガスケットは、射出成形により形成されるもので、断面が凸形状を有する。複数の単セル１４０を積層した際に、隣接する他の単セル１４０の表面に密着して、シールラインＳＬ１〜ＳＬ５が形成される。詳しくは、ガスケットは、他の単セル１４０のセパレータ５０の表面に当接して密着する。シールラインＳＬ１、ＳＬ２が燃料ガスの漏洩を抑制するためのものであり、シールラインＳＬ３、ＳＬ４が酸化剤ガスの漏洩を抑制するためのものであり、シールラインＳＬ５が冷却媒体の漏洩を抑制するためのものである。
【００２３】
図２には、アノード側セパレータ５０においてＭＥＡ３０とは反対側の面、すなわち、アノード側セパレータ５０において冷却媒体を平面方向に流通させるための平面が示されている。このために、図示するように、冷却媒体用のシールラインＳＬ５は、発電領域と対向するセパレータ中央領域５０Ａと、冷却媒体用の各マニホールド８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃとを内側に含む。すなわち、冷却媒体用のシールラインＳＬ５は、セパレータ５０の外縁部５０Ｂに備えられるマニホールド８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃよりも外側部分を通っている。セパレータ中央領域５０Ａには、平面方向に沿うストレート形状の複数の冷却媒体流路５４（図１も参照）が形成されている。冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃから供給される冷却媒体は、セパレータ中央領域５０Ａの各冷却媒体流路５４に分配され、各冷却媒体流路５４を流れて、各冷却媒体流路５４から冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃに集められて排出される。
【００２４】
図３は、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの周辺の平面を示す説明図である。図示するように、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃとセパレータ中央領域５０Ａとの間には、鉛直方向Ｙに複数の配流リブ９４が形成されている。配流リブ９４のそれぞれは、アノード側セパレータ５０の表面から凸形状に突き出し、所定方向に沿って細長く延びた形状を有し、隣り合う配流リブ９４に対して平行となるように等間隔に配列されている。前記所定方向は、左右方向Ｚに対して、冷却媒体の下流側が上側に傾斜した方向である。本実施形態では、３本の冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃに対して、８つの配流リブ９４が備えられている。配流リブ９４によって、セパレータ中央領域５０に冷却媒体が供給される際に鉛直方向Ｙの流量が均一化されるように流れの方向が規制され、且つ、冷却媒体が一部に集中しないように分散させて供給することができる。
【００２５】
各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃを区分けする各梁部８２Ｈには、補強リブ９５がそれぞれ設けられている。各補強リブ９５は、外縁部５０Ｂの表面から凸形状に突き出し、左右方向Ｚに沿って細長く延びた形状を有し、梁部８２Ｈの強度を高めている。各補強リブ９５の左端９５Ｌは、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの左側縁部８２Ｌに対して、左右方向Ｚにおいてほぼ同一の位置となる。各補強リブ９５の右端９５Ｒは、接続部としての接続リブ９６を介して所定の配流リブ９４とつながっている。ここでいう「所定の配流リブ」は、補強リブ９５に最も近い一つの配流リブである。配流リブ９４、接続リブ９６、および補強リブ９５は、同じ高さを有し、横幅もほぼ同じである。したがって、補強リブ９５、接続リブ９６、および配流リブ９４によって、１本の線条のリブが形成される。接続リブ９６および配流リブ９４が本発明の形態における「延伸部」に相当する。
【００２６】
図３に示した補強リブ９５、接続リブ９６、および配流リブ９４は、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの周辺に設けられたものであるが、図２に示すように、冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃの周辺にも、同一形状の配流リブ９７、接続リブ９９、および補強リブ９８が設けられている。アノード側セパレータ５０の平面視において、その中心Ｇに対して、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃと冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃとは点対称となる形状を有するが、さらに、補強リブ９５、接続リブ９６、および配流リブ９４と、補強リブ９８、接続リブ９９および配流リブ９７とも点対称の形状を有する。以上のように構成されたアノード側セパレータ５０が、本願発明に係る「燃料電池用セパレータ」に相当する。
【００２７】
一方、カソード側セパレータ４０にも、前述した各マニホールド６２、６４、７２ａ〜７２ｆ、７４ａ〜７４ｆ、８２ａ〜８２ｃ、８４ａ〜８４ｃが形成されており、これらマニホールドによって燃料電池スタック１００の積層方向Ｘに伸びる、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却媒体の各流路が構成される。
【００２８】
Ｃ．実施形態の効果：
以上のように構成された燃料電池スタック１００の備えるアノード側セパレータ５０によれば、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃとセパレータ中央領域５０Ａとの間の冷却媒体の流れが、配流リブ９４によって均一化され、さらに、鉛直方向Ｙに並ぶ各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの間には補強リブ９５が存在し、補強リブ９５と配流リブ９４の間は接続リブ９６を介してつながっていることから、３つの冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃのうちの上側の冷却媒体供給マニホールドの開口から下側の冷却媒体供給マニホールドの開口に向かって落下する冷却媒体Ｗ１の流れ（図３参照）が止められる。また、接続リブ９６がないと、補強リブ９５と配流リブ９４の間でも冷却媒体Ｗ２の落下が起こることになるが、その落下も防止することができる。図３においては、冷却媒体Ｗ１、Ｗ２の流れが止められることを×印で示した。
【００２９】
図４は、比較例における冷却媒体供給マニホールドの周辺の平面を示す説明図である。この比較例では、本実施形態と同様に、複数の冷却媒体供給マニホールド２８２が鉛直方向Ｙに一列に並んで配置されており、冷却媒体供給マニホールド２８２の周辺に、配流リブ２９４が備えられている。この比較例は、補強リブ９５および接続リブ９６を備えない点が本実施形態とは相違する。この比較例によれば、上側の冷却媒体供給マニホールド２８２の開口から下側の冷却媒体供給マニホールド２８２の開口に向かって、重力によって冷却媒体Ｗが落下する。このため、この比較例では、上側の冷却媒体供給マニホールド２８２の流量が減少して、単セルの鉛直方向Ｙにおいて均一な冷却を行うことができない。これに対して、本実施形態のアノード側セパレータ５０では、前述したように、冷却媒体Ｗ１、Ｗ２の落下が止められることから、各冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃから供給される冷却媒体の流量をセパレータ中央領域５０Ａにおいて均一化することができる。したがって、本実施形態のアノード側セパレータ５０によれば、単セル１４０の鉛直方向Ｙにおいて、冷却の程度を均一化することができるという効果を奏する。
【００３０】
また、冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃにおいても、上側の冷却媒体排出マニホールドの開口から下側の冷却媒体排出マニホールドの開口に向かって落下する冷却媒体の流れが、配流リブ９７、接続リブ９９、および補強リブ９８によって止められることから、各冷却媒体排出マニホールド８４ａ〜８４ｃから排出される冷却媒体の流量を均一化することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、冷却媒体供給マニホールド８２ａ〜８２ｃの周辺に備えられる配流リブ９４が、左右方向Ｚに対して、冷却媒体の下流側が上側に傾いた形状であることから、冷却媒体が配流リブ９４からセパレータ中央領域５０Ａに届くまでの間に重力での落下が起こっても、セパレータ中央領域５０Ａに対して均一に冷却媒体を供給することができる。
【００３２】
Ｄ．変形例：
・変形例１：
前記実施形態では、複数の冷却媒体供給マニホールドおよび複数の冷却媒体排出マニホールドが、鉛直方向に一列に並んで配置されているが、これに換えて、鉛直方向に対して所定の角度（例えば、５度、１０度等）だけ傾いた構成としてもよい。すなわち、本発明の燃料電池用セパレータにおいて、マニホールドが並ぶ「鉛直方向」とは、鉛直方向に対して所定の角度だけ傾いた構成を含む。
【００３３】
・変形例２：
前記実施形態では、接続リブ９６を、配流リブ９４や補強リブ９５と同じ高さ、同じ横幅の形状としたが、接続リブ９６は必ずしもそうした形状である必要はない。接続リブは、配流リブによる冷却媒体の流れを十分に確保でき、かつ、配流リブと補強リブとの間から冷却媒体が漏れることを防止することができれば、どのような形状とすることもできる。
【００３４】
・変形例３：
前記実施形態では、補強リブ、接続リブ、配流リブのセットを、冷却媒体供給マニホールドの周辺と冷却媒体排出マニホールドの双方に設ける構成としたが、これに換えて、冷却媒体供給マニホールドの周辺には上記セットを設けるが、冷却媒体排出マニホールドの周辺には、接続リブおよび配流リブを設けることなく補強リブだけを設ける構成としてもよい。
【００３５】
・変形例４：
前記実施形態では、本発明の形態における「延伸部」を接続リブと配流リブによって構成したが、これに換えて、延伸部だけによって構成してもよい。延伸部は、要は、リブからマニホールドと中央領域との間の領域まで延びる構成であれば、いずれの構成とすることもできる。すなわち、延伸部はリブと接続されており、延伸部におけるリブとは反対側の先端は、マニホールドと中央領域との間の領域のうちのいずれかの位置とすることもできる。
【００３６】
・変形例５：
前記実施形態および各変形例では、燃料電池に固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池に本発明を適用してもよい。
【００３７】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…燃料電池システム
４０…カソード側セパレータ
４２…酸化剤ガス流路
５０…アノード側セパレータ
５０Ａ…セパレータ中央領域
５０Ｂ…外縁部
５２…燃料ガス流路
５４…冷却媒体流路
６２…燃料ガス供給マニホールド
６４…燃料ガス排出マニホールド
７２、７２ａ〜７２ｅ…酸化剤ガス供給マニホールド
８２、８２ａ〜８２ｃ…冷却媒体供給マニホールド
８４、８４ａ〜８４ｃ…冷却媒体排出マニホールド
８２Ｈ、８４Ｈ…梁部
９４…配流リブ
９５…補強リブ
９６…接続リブ
９７…配流リブ
９８…補強リブ
９９…接続リブ
１００…燃料電池スタック
１１０…エンドプレート
１２０…絶縁板
１３０…集電板
１４０…単セル
１５０…水素タンク
１５１…シャットバルブ
１５２…レギュレータ
１５３…配管
１５４…排出配管
１６０…エアポンプ
１６１…配管
１６３…排出配管
１７０…ラジエータ
１７１…ウォーターポンプ
１７２、１７３…配管
Ｗ…冷却媒体
ＳＬ１〜ＳＬ５…シールライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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