(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に用いられる凹凸形状を有するプレス加工板であるセパレータであって、
前記セパレータの一方の面は前記凹凸形状により形成された複数の反応ガス流路溝を含む反応ガス流路を有するガス面を構成し、前記セパレータの他方の面は前記凹凸形状により形成された複数の冷却水流路溝を含む冷却水流路を含む冷却面を構成し、
前記冷却水流路は、
前記反応ガス流路の１つの反応ガス流路溝を挟んで隣り合う冷却水流路溝と、前記隣り合う冷却水流路溝の間の前記１つの反応ガス流路溝の前記冷却面側に形成されて前記冷却水流路溝よりも深さの浅い連通流路溝と、を含む交差流路部と、
前記冷却水流路溝の方向が変化する冷却水ターン部と、を備え、
前記冷却水ターン部に沿って方向が変化し、前記ガス面側に形成される前記反応ガス流路溝の反応ガスターン部は、一定の深さの溝部で構成されており、
前記一定の深さの溝部は、前記連通流路溝が形成されている位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの浅溝部である、セパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のセパレータであって、
前記反応ガスターン部および前記冷却水ターン部は、角のない滑らかな曲線の輪郭を有する、セパレータ。
【請求項３】
膜電極接合体とセパレータとが向かい合って配置され、両者の間に前記膜電極接合体の表面に沿って反応ガスを供給するためのガス流路が形成された燃料電池であって、
前記セパレータは、
凹凸形状を有するプレス加工板であり、
プレス加工によって形成された凹凸形状を有し、前記セパレータの一方の面は前記凹凸形状により形成された複数の反応ガス流路溝を含む反応ガス流路を有するガス面を構成し、前記セパレータの他方の面は前記凹凸形状により形成された複数の冷却水流路溝を含む冷却水流路を含む冷却面を構成し、
前記冷却水流路は、
前記反応ガス流路の１つの反応ガス流路溝を挟んで隣り合う冷却水流路溝と、前記隣り合う冷却水流路溝の間の前記１つの反応ガス流路溝の前記冷却面側に形成されて前記冷却水流路溝よりも深さの浅い連通流路溝と、を含む交差流路部と、
前記冷却水流路溝の方向が変化する冷却水ターン部と、を備え、
前記冷却水ターン部に沿って方向が変化し、前記ガス面側に形成される前記反応ガス流路溝の反応ガスターン部は、一定の深さの溝部で構成されており、
前記一定の深さの溝部は、前記連通流路溝が形成されている位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの浅溝部である、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に用いられるセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池に用いられるセパレータとして、従来から、プレス加工によって凹凸形状を形成することにより、一方の面に溝状の反応ガス流路を形成し、他方の面に溝状の冷却水流路を形成するものが知られている。例えば、特許文献１には、一方の面に燃料ガス（水素）流路として溝状の蛇行状流路が形成されており、他方の面に冷却水流路として溝状の直線状流路が形成されているセパレータが開示されている。このセパレータでは、燃料ガス流路のうち方向が変化して冷却水流路が直交する領域の流路溝に他の溝部に比べて浅い浅溝部が形成されており、浅溝部に対応する冷却水流路側の溝を介して燃料ガス流路に平行な直線状の冷却水流路の間が連通することで、直交する直線状の冷却水流路が形成されている。なお、燃料ガス流路や冷却水流路の方向が変化する部位を「ターン部」と呼ぶ。また、浅溝部に比べて深い他の溝部を「深溝部」とも呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１６０６０７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記セパレータにおいて、プレス加工時において深溝部と浅溝部とでは材料の伸び率が異なること、および、ターン部の直交する角部に浅溝部と深溝部を隣接して形成するための金型の加工が難しいこと、から、プレス加工後の板厚の精度を確保することが難しく、破れや変形等が発生し易い、という課題があった。
【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。
本発明の一形態は、燃料電池に用いられるセパレータである。このセパレータは、プレス加工によって形成された凹凸形状を有し、前記セパレータの一方の面は前記凹凸形状により形成された複数の反応ガス流路溝を含む反応ガス流路を有するガス面を構成し、前記セパレータの他方の面は前記凹凸形状により形成された複数の冷却水流路溝を含む冷却水流路を含む冷却面を構成する。前記冷却水流路は、前記反応ガス流路の１つの反応ガス流路溝を挟んで隣り合う冷却水流路溝と、前記隣り合う冷却水流路溝の間の前記１つの反応ガス流路溝の前記冷却面側に形成されて前記冷却水流路溝よりも深さの浅い連通流路溝と、を含む交差流路部と、前記冷却水流路溝の方向が変化する冷却水ターン部と、を備える。前記冷却水ターン部に沿って方向が変化し、前記ガス面側に形成される前記反応ガス流路溝の反応ガスターン部は、一定の深さの溝部で構成されており、前記一定の深さの溝部は、前記連通流路溝が形成されている位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの浅溝部である。
この形態のセパレータによれば、冷却水ターン部に沿って方向が変化する反応ガス流路溝の反応ガスターン部が一定の深さの溝部で構成されており、一定の深さの溝部は、連通流路溝が形成されている位置におけるガス面側の深さと同じ深さの浅溝部であるので、プレス加工時において反応ガス流路溝のターン部における材料の伸び率が一定となり、破れや変形等を抑制することが可能である。
その他、本発明は、以下の形態としても実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態は、燃料電池に用いられるセパレータである。このセパレータは、プレス加工によって形成された凹凸形状を有し、前記セパレータの一方の面は前記凹凸形状により形成された複数の反応ガス流路溝を含む反応ガス流路を有するガス面を構成し、前記セパレータの他方の面は前記凹凸形状により形成された複数の冷却水流路溝を含む冷却水流路を含む冷却面を構成する。前記冷却水流路は、前記反応ガス流路の１つの反応ガス流路溝を挟んで隣り合う冷却水流路溝と、前記隣り合う冷却水流路の間の前記１つの反応ガス流路溝の前記冷却面側に形成されて前記冷却水流路溝よりも深さの浅い連通流路溝と、を含む交差流路部と、前記冷却水流路溝の方向が変化する冷却水ターン部と、を備える。前記冷却水ターン部に沿って方向が変化し、前記ガス面側に形成される前記反応ガス流路溝の反応ガスターン部は、一定の深さの溝部で構成されている。この形態のセパレータによれば、冷却水ターン部に沿って方向が変化する反応ガス流路溝の反応ガスターン部が一定の深さの溝部で構成されているので、プレス加工時において反応ガス流路溝のターン部における材料の伸び率が一定となり、破れや変形等を抑制することが可能である。
【０００７】
（２）上記形態のセパレータにおいて、前記一定の深さの溝部は、前記連通流路溝が形成されている位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの浅溝部、または、前記連通流路溝が形成されていない位置における前記ガス面側の深さと同じ深さの深溝部とすればよい。このようにすれば、容易に、冷却水ターン部に沿って方向が変化する反応ガス流路溝の反応ガスターン部を一定の深さの溝部とすることができ、プレス加工時において反応ガス流路溝のターン部における材料の伸び率が一定となり、破れや変形等を抑制することが可能である。
【０００８】
（３）上記形態のセパレータにおいて、前記反応ガスターン部および前記冷却水ターン部は、角のない滑らかな曲線の輪郭とすればよい。このようにすれば、反応ガス流路溝の反応ガスターン部および冷却水流路溝の冷却水ターン部の加工が容易となり、破れや変形等を抑制することが可能である。
【０００９】
本発明は、上記形態のセパレータ以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上記形態のセパレータを備える燃料電池のユニットセル、そのユニットセルを備える燃料電池、その燃料電池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】
【００１０】
【図１】第１実施形態における燃料電池の構成を示す概略斜視図である。
【図２】ユニットセルの構成を分解して示す概略斜視図である。
【図３】アノード側セパレータの構成を示す概略平面図である。
【図４】燃料ガス流路溝の一部を拡大して示す概略斜視図である。
【図５】燃料ガス流路溝および冷却水流路溝の方向が変化するターン部について冷却面側から見た状態を拡大して示す概略斜視図である。
【図６】比較例としての燃料ガス流路溝および冷却水流路溝の方向が変化するターン部について冷却面側から見た状態を拡大して示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
Ａ．実施形態：
図１は、燃料電池１０の構成を示す概略斜視図である。燃料電池１０は、複数のユニットセル１００を水平方向であるＺ方向（以下、「積層方向」とも呼ぶ）に積層し、一対のエンドプレート１７０Ｆ，１７０Ｅで挟持したスタック構造を有している。前端側のエンドプレート１７０Ｆとユニットセル１００との間には、前端側の絶縁板１６５Ｆを介して前端側のターミナルプレート１６０Ｆが設けられている。後端側のエンドプレート１７０Ｅとユニットセル１００との間にも、同様に、後端側の絶縁板１６５Ｅを介して後端側のターミナルプレート１６０Ｅが設けられている。ユニットセル１００とターミナルプレート１６０Ｆ，１６０Ｅと絶縁板１６５Ｆ，１６５Ｅとエンドプレート１７０Ｆ，１７０Ｅは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がＸ方向（水平方向）で短辺がＹ方向（重力方向，鉛直方向）に沿うように配置されている。
【００１２】
前端側におけるエンドプレート１７０Ｆと絶縁板１６５Ｆとターミナルプレート１６０Ｆには、燃料ガス供給孔１７２ＩＮ及び燃料ガス排出孔１７２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮ及び酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１７６ＩＮ及び冷却水排出孔１７６ＯＴと、が設けられている。これらの給排孔は、各ユニットセル１００の対応する位置に設けられているそれぞれの孔（不図示）と連結して、それぞれに対応するガス或いは冷却水の給排マニホールドを構成する。その一方、後端側におけるエンドプレート１７０Ｅと絶縁板１６５Ｅとターミナルプレート１６０Ｅには、これらの給排孔は設けられていない。これは、反応ガス（燃料ガス，酸化剤ガス）および冷却水を前端側のエンドプレート１７０Ｆからそれぞれのユニットセル１００に対して供給マニホールドを介して供給しつつ、それぞれのユニットセル１００からの排出ガスおよび排出水を前端側のエンドプレート１７０から外部に対して排出マニホールドを介して排出するタイプの燃料電池であることによる。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、前端側のエンドプレート１７０Ｆから反応ガスおよび冷却水を供給し、後端側のエンドプレート１７０Ｅから排出ガスおよび排出水が外部へ排出されるタイプ等の種々のタイプとすることができる。
【００１３】
複数の酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮは前端側のエンドプレート１７０Ｆの下端の外縁部にＸ方向（長辺方向）に沿って配置されており、複数の酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴは上端の外縁部にＸ方向に沿って配置されている。燃料ガス供給孔１７２ＩＮは前端側のエンドプレート１７０Ｆの右端の外縁部のＹ方向（短辺方向）の上端部に配置されており、燃料ガス排出孔１７２ＯＴは左端の外縁部のＹ方向の下端部に配置されている。複数の冷却水供給孔１７６ＩＮは燃料ガス供給孔１７２ＩＮの下側にＹ方向に沿って配置されており、複数の冷却水排出孔１７６ＯＴは燃料ガス排出孔１７２ＯＴの上側にＹ方向に沿って配置されている。
【００１４】
前端側のターミナルプレート１６０Ｆおよび後端側のターミナルプレート１６０Ｅは、各ユニットセル１００の発電電力の集電板であり、不図示の端子から集電した電力を外部へ出力するためのものである。
【００１５】
図２は、ユニットセル１００の構成を分解して示す概略斜視図である。ユニットセル１００は、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly）１１０と、ＭＥＧＡ１１０を両側から挟むアノード側セパレータ１２０およびカソード側セパレータ１３０と、カソード側セパレータ１３０とＭＥＧＡ１１０との間に介挿されたガス流路部材１５０と、ＭＥＧＡ１１０の外周を覆う接着シール１４０と、を備えている。
【００１６】
ＭＥＧＡ１１０は、電解質膜の両面に一対の触媒電極層が形成された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を含み、膜電極接合体の両面に一対のガス拡散層が形成された発電体である。なお、ＭＥＧＡをＭＥＡと呼ぶ場合もある。
【００１７】
アノード側セパレータ１２０及びカソード側セパレータ１３０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、ステンレス鋼やチタンなどの金属部材によって形成されている。
【００１８】
アノード側セパレータ１２０には、後述するように、ＭＥＧＡ１１０側の面に溝状の燃料ガス流路が形成されており、反対側の面に溝状の冷却水流路が形成されている。
【００１９】
アノード側セパレータ１２０には、上述したマニホールドを構成する給排孔として、燃料ガス供給孔１２２ＩＮ及び燃料ガス排出孔１２２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１２４ＩＮ及び酸化剤ガス排出孔１２４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１２６ＩＮ及び冷却水排出孔１２６ＯＴと、が形成されている。同様に、カソード側セパレータ１３０には、燃料ガス供給孔１３２ＩＮ及び燃料ガス排出孔１３２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１３４ＩＮ及び酸化剤ガス排出孔１３４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１３６ＩＮ及び冷却水排出孔１３６ＯＴと、が形成されている。また、接着シール１４０にも、同様に、アノード側セパレータ１２０の給排孔に対応して、燃料ガス供給孔１４２ＩＮ及び燃料ガス排出孔１４２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１４４ＩＮ及び酸化剤ガス排出孔１４４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１４６ＩＮ及び冷却水排出孔１４６ＯＴと、が形成されている。
【００２０】
ガス流路部材１５０は、カソード側セパレータ１３０の酸化剤ガス供給孔１３４ＩＮから供給される酸化剤ガスを、ＭＥＧＡ１１０の面方向（ＸＹ平面方向）に沿って流し、酸化剤ガス排出孔１３４ＯＴから排出するためのガス流路を構成する。ガス流路部材１５０としては、例えば、金属多孔体（例えば、エキスパンドメタル）などのガス拡散性および導電性を有する多孔質の材料が用いられる。
【００２１】
図３は、アノード側セパレータ１２０の構成を示す概略平面図である。なお、図３は、アノード側セパレータ１２０に隣接する他のユニットセル１００に対向する面（以下、「冷却面」とも呼ぶ）側から見た状態を示している。なお、冷却面とは反対のＭＥＧＡ１１０に対向する面を「ガス面」とも呼ぶ。アノード側セパレータ１２０の外周縁部には、上述したように、反応ガスおよび冷却水の給排孔として、燃料ガス供給孔１２２ＩＮ及び燃料ガス排出孔１２２ＯＴと、複数の酸化剤ガス供給孔１２４ＩＮ及び酸化剤ガス排出孔１２４ＯＴと、複数の冷却水供給孔１２６ＩＮ及び冷却水排出孔１２６ＯＴと、が形成されている。そして、給排孔が形成された内側の流路形成領域１２１（図２）には、冷却面側において凸部２０２と凹部２０４（「溝２０４」と呼ぶ）とが交互に繰り返し並んだ断面凸凹形状（断面波形形状）が形成されている。この断面凹凸形状は、例えば、一枚の平板をプレス加工することによって形成されたものである。冷却面における凸部２０２がガス面において燃料ガス流路溝（以下、「燃料ガス流路溝２０２」とも呼ぶ）を構成し、冷却面における溝２０４がガス面において燃料ガス流路溝２０２を仕切るリブを構成するとともに、冷却水流路溝（以下、「冷却水流路溝２０４」とも呼ぶ）を構成している。そして、複数の燃料ガス流路溝２０２で構成される燃料ガス流路２００が、燃料ガス供給孔１２２ＩＮから燃料ガス排出孔１２２ＯＴへ向けてサーペンタイン状（蛇行状）に形成されている。
【００２２】
冷却面側において、燃料ガス流路溝２０２は冷却水流路溝２０４を仕切るリブとして機能する。このため、領域Ａでは、燃料ガス流路溝２０２が壁となって冷却水供給孔１２６ＩＮから冷却水排出孔１２６ＯＴへ向かう冷却水の流れを阻害する。そこで、この領域の燃料ガス流路溝２０２を以下で説明する構造とすることにより、これを防止している。
【００２３】
図４は、図３に示した領域Ａ内の燃料ガス流路２００のうちＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２の一部を拡大して示す概略斜視図である。図４において、上方は冷却面側であり、下方はガス面側である。Ｙ方向に沿って形成された燃料ガス流路溝２０２には、浅溝部２０８が形成されている。浅溝部２０８は、他の部分（以下、「深溝部２０６」とも呼ぶ）よりも深さが浅い部分である。ここで、燃料ガス流路溝２０２の深さとは、アノード側セパレータ１２０のガス面のＭＥＧＡ１１０に接触する部分の位置から、燃料ガス流路溝２０２の底部までの距離を意味する。従って、燃料ガス流路溝２０２の深さは、深溝部２０６の位置において深く、浅溝部２０８の位置において浅くなる。この燃料ガス流路溝２０２は、Ｙ方向に沿って浅溝部２０８および深溝部２０６が存在するが、いずれも、ＭＥＧＡ１１０とは接触しないため、溝に沿って燃料ガスが流れる燃料ガス流路を構成する。
【００２４】
また、複数のユニットセル１００が積層された燃料電池１０（図１，２参照）において、アノード側セパレータ１２０は、隣接するユニットセル１００のカソード側セパレータの表面と各深溝部２０６の位置で接触し、浅溝部２０８の位置で接触しない。このため、アノード側セパレータ１２０の浅溝部２０８の位置の冷却面側には、カソード側セパレータ１３０の表面との間に、浅溝部２０８を挟んで隣接する２つの冷却水流路溝２０４を連通する連通流路溝２０５が形成される。この構造によって、冷却水は、冷却水流路溝２０４に沿ってＹ方向（重力方向）に流れるだけでなく、連通流路溝２０５を介してＸ方向（水平方向，Ｙ方向に交差する方向）にも流れるようにすることが可能となる。これにより、Ｘ方向に沿った冷却水流路溝２０４を流れる冷却水の流れがＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２によって遮断されるのを防止することができる。
【００２５】
また、図示は省略するが、図３に示した領域ＡのＸ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２にも同様に浅溝部２０８が形成される。これにより、Ｙ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２に平行な冷却水流路溝２０４を流れる冷却水の流れがＸ方向に沿った燃料ガス流路溝２０４によって遮断されるのを防止することができる。
【００２６】
また、図示は省略するが、Ｘ方向およびＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２だけでなく、Ｘ方向およびＹ方向に対して斜め方向に沿った燃料ガス流路溝２０２に対しても同様に浅溝部２０８が形成される。これにより、Ｘ方向あるいはＹ方向に沿った燃料ガス流路溝２０２に平行な冷却水流路溝２０４を流れる冷却水の流れが燃料ガス流路溝２０２によって遮断されるのを防止することができる。
【００２７】
以上のように、冷却水流路は、Ｘ方向およびＹ方向に沿った冷却水流路溝２０４およびこれらに交差する連通流路溝２０５で構成される交差流路部を有することによって、冷却水供給孔１２６ＩＮから供給される冷却水を、Ｘ方向およびＹ方向のいずれの方向に沿った燃料ガス流路溝２０２によっても遮断されずに、冷却水排出孔１２６ＯＴへ向けて流すことが可能である。
【００２８】
図５は、燃料ガス流路溝２０２および冷却水流路溝２０４の方向が変化するターン部（例えば、図３に示した領域Ｂ）について冷却面側から見た状態を拡大して示す概略斜視図である。図５の破線枠で示した領域内において、冷却水流路溝２０４の流路方向が変化する一定の領域（以下、「冷却水ターン部」と呼ぶ）２０４Ｔに沿って方向が変化し、ガス面側に形成される燃料ガス流路溝２０２の一定の領域（以下、「燃料ガスターン部」と呼ぶ）２０８Ｔは、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の浅溝部とされている。この燃料ガスターン部２０８Ｔの構造により、以下で説明する効果を得ることが可能である。
【００２９】
図６は、比較例としての燃料ガス流路溝および冷却水流路溝の方向が変化するターン部について冷却面側から見た状態を拡大して示す概略斜視図である。比較例では、破線で示した燃料ガス流路溝２０２の燃料ガスターン部の角部において深溝部２０６と浅溝部２０８とが隣接する形状となっている。課題において説明したように、流路が変化するターン部ではその形状に合わせて、プレス加工用の金型を斜めに形成する必要があり、特に角の形状を高精度な形状とすることが難しい。また、薄板をプレス加工してセパレータを成型する場合、プレス成型後の深溝部と浅溝部とで材料の伸び率が大きく異なるため、プレス成型後の板厚が深溝部２０６と浅溝部２０８とで大きくばらつく可能性が大きい。これらの理由から、特に、角部で隣接する深溝部２０６と浅溝部２０８とで板厚のバラツキが大きくなり、形状の保持に要する最低板厚を満たすことができず、破れや変形等が発生し易くなる。従って、比較例の場合、燃料ガス流路溝２０２の燃料ガスターン部（特に角部）において、深溝部２０６と浅溝部２０８とを高精度に加工することは困難である。
【００３０】
これに対して、実施形態では、上述したように、燃料ガス流路溝２０２の燃料ガスターン部２０８Ｔ（図５）の溝は、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の浅溝部とされている。これにより、プレス成型時において、ターン部での材料の伸び率を一定に保持することができるので、比較例で説明した破れや変形等を抑制することが可能である。なお、燃料ガスターン部２０８Ｔを浅溝部とした場合、冷却水の分配効率については比較例の構造の場合よりも向上するが、アノード側セパレータ１２０が隣接するカソード側セパレータ１３０に接触する接触率が燃料ガスターン部２０８Ｔにおいては低下する。接触率の低下は接触抵抗の上昇となり、燃料電池の最大出力の低下となる。そこで、接触抵抗の上昇を極力抑制し燃料電池の最大出力の低下を極力抑制するために、浅溝部とされる反応ガスターン部２０８Ｔの領域を、燃料電池の最大出力や接触抵抗の要求を満たすように設定することが好ましい。
【００３１】
以上の説明は、図３の領域Ｂのターン部を例として説明したが、他の領域の燃料ガス流路溝および冷却水流路溝の方向が変化するターン部においても同様である。
【００３２】
Ｂ．変形例：
なお、上述した実施形態では、燃料ガス流路溝２０２の燃料ガスターン部２０８Ｔ（図５）の溝が、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の浅溝部とされていたが、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の深溝部としてもよい。この場合にも、プレス成型時において、ターン部での材料の伸び率を一定に保持することができるので、比較例で説明した破れや変形等を抑制することが可能である。なお、ターン部を深溝部とした場合、アノード側セパレータ１２０が隣接するカソード側セパレータ１３０に接触する接触率が燃料ガスターン部において向上するが、冷却水の分配効率については比較例の構造の場合よりも低下する。燃料ガスターン部を浅溝部とするか深溝部とするかは、燃料電池を冷却するシステム全体の余裕度に応じて選択すればよい。
【００３３】
また、上記実施形態および上記変形例では、燃料ガス流路溝の燃料ガスターン部の溝を、角のない滑らかな曲線の輪郭で深さが一定の溝部としていたが、角を有する輪郭で深さが一定の溝部としてもよい。角の無い滑らかな曲線の輪郭とする方が、プレス加工が容易であり、破れや変形等を抑制して、より高精度に形成することが可能である。
【００３４】
また、上述した実施形態では、アノード側セパレータ１２０の燃料ガス流路について説明したが、カソード側セパレータが、一方の面に燃料ガス流路と同様の酸化剤ガス流路を有し、他方の面に冷却水流路を有する構造の場合には、同様に適用することが可能である。
【００３５】
本発明は、上述の実施形態や実施例、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、実施例、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】
【００３６】
１０…燃料電池
１００…ユニットセル
１２０…アノード側セパレータ
１２１…流路形成領域
１２２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１２２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１２４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１２４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１２６ＩＮ…冷却水供給孔
１２６ＯＴ…冷却水排出孔
１３０…カソード側セパレータ
１３２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１３２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１３４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１３４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１３６ＩＮ…冷却水供給孔
１３６ＯＴ…冷却水排出孔
１４０…接着シール
１４２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１４２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１４４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１４４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１４６ＩＮ…冷却水供給孔
１４６ＯＴ…冷却水排出孔
１５０…ガス流路部材
１６０Ｅ…ターミナルプレート
１６０Ｆ…ターミナルプレート
１６５Ｅ…絶縁板
１６５Ｆ…絶縁板
１７０Ｅ…エンドプレート
１７０Ｆ…エンドプレート
１７２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１７２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１７４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１７４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１７６ＩＮ…冷却水供給孔
１７６ＯＴ…冷却水排出孔
２００…燃料ガス流路
２０２…燃料ガス流路溝
２０４…冷却水流路溝
２０４Ｔ…冷却水ターン部
２０５…連通流路溝
２０６…深溝部
２０８…浅溝部
２０８Ｔ…燃料ガスターン部
【図１】
0006003863.tif 000002
【図２】
0006003863.tif 000003
【図３】
0006003863.tif 000004
【図４】
0006003863.tif 000005
【図５】
0006003863.tif 000006
【図６】
0006003863.tif 000007