(57)【要約】【課題】  電極での反応ガス圧力を高めるとともに、単セル内での反応ガス流量を均一化する。【解決手段】  燃料電池は、電解質と、前記電解質に積層された電極と、を有する単セルを備えている。この燃料電池で使用される反応ガスは、供給マニホールドを介して単セルに供給され、単セルから排出マニホールドを介して排出される。単セルは、供給マニホールドから電極の反応ガス流上流側に反応ガスを供給するガス供給流路と、電極の反応ガス流下流側から排出される反応ガスを排出マニホールドに排出するガス排出流路と、を備えている。このガス排出流路は、ガス排出流路よりも上流の単セル内の流路よりも圧力損失が高くなるように構成されている。【選択図】  図４
2006172759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
電解質と、前記電解質に積層された電極と、を有する単セルと、
前記燃料電池に供給される反応ガスを前記単セルに供給する供給マニホールドと、
前記単セルから排出される排出ガスを前記燃料電池から排出する排出マニホールドと、
を備え、
前記単セルは、
前記供給マニホールドから前記電極の反応ガス流上流側に前記反応ガスを供給するガス供給流路と、
前記電極の反応ガス流下流側から前記排出マニホールドに前記排出ガスを排出するガス排出流路と、
を備え、
前記ガス排出流路は、前記ガス排出流路よりも上流の前記単セル内の流路より圧力損失が高くなるように構成されている、燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池であって、
前記ガス排出流路は、前記ガス排出流路の平均流路断面積よりも流路断面積が小さい絞りを有する、燃料電池。
【請求項３】
請求項１または２記載の燃料電池であって、
前記単セルは、複数の部材を積層することにより形成された、前記ガス供給流路と前記ガス排出流路とを有するセパレータを備え、
前記複数の部材の各部材は、各部材を積層することにより前記供給マニホールドを形成する供給マニホールド穴と、各部材を積層することにより前記排出マニホールドを形成する排出マニホールド穴と、を有する、燃料電池。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池であって、
前記複数の部材は、第１の板と第２の板と第３の板とを含み、
前記セパレータは、前記第１の板と前記第２の板と前記第３の板とをこの順に積層することにより形成され、
前記第１の板は、前記電極に前記反応ガスを供給するガス供給孔と、前記電極から前記排出ガスを排出するガス排出孔と、を有し、
前記第２の板は、前記ガス供給孔と前記供給マニホールド穴とを連通させるガス供給連通穴と、前記ガス排出孔と前記排出マニホールド穴とを連通させるガス排出連通穴と、を有し、
前記第３の板は、前記ガス供給連通穴と前記ガス排出連通穴とのそれぞれに接する位置に、ガス不透性の部材を有する、
燃料電池。
【請求項５】
請求項１または２記載の燃料電池であって、
前記単セルは、さらに、前記電極に隣接した複数の反応ガス流路を有する、燃料電池。
【請求項６】
請求項１または２記載の燃料電池であって、
前記単セルは、さらに、前記電極に積層され、前記反応ガスを拡散させる拡散層を有する、燃料電池。
【請求項７】
請求項５または６記載の燃料電池であって、
前記絞りは、前記ガス排出流路の前記電極側端に設けられている、燃料電池。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか記載の燃料電池であって、
前記ガス排出流路の前記電極側端での断面積が、前記ガス供給流路の前記電極側端での断面積よりも小さい、燃料電池。
【請求項９】
請求項２ないし６のいずれか記載の燃料電池であって、
前記絞りは、前記ガス排出流路の前記電極側端から所定の流路長分下流側に設けられている、燃料電池。
【請求項１０】
請求項９記載の燃料電池であって、
前記排出ガス流路の前記電極側端の断面積は、前記絞りの位置における前記排出ガス流路の断面積よりも大きい、燃料電池。
【請求項１１】
請求項１０記載の燃料電池であって、
前記排出ガス流路の断面積は、前記電極側端から前記絞りの位置まで、連続的に減少している、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池のガス配流特性を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、通常、複数の単セルを積層することにより構成される。この場合、燃料電池に供給される燃料ガスと酸化ガス（これらのガスは、併せて「反応ガス」とも呼ばれる）はマニホールドを介して個々の単セルに供給され、使用済みの反応ガス（排出ガス）は、個々の単セルからマニホールドを介して燃料電池から排出される。
【０００３】
この場合、マニホールドの上流側の単セルと下流側の単セルとに供給される反応ガス流量が均一とならない可能性がある。そのため、単セルの積層方向での反応ガス流量を均一化するため、供給側および排出側の両方のマニホールドと単セルとの間の分岐部の断面積を単セル内ガス流路の断面積よりも大きくすることにより、単セル内ガス流路での圧力損失を大きくする方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８５９３５号公報
【０００５】
しかしながら、このように単セル内ガス流路の圧力損失を大きくすると、単セル内で反応ガス圧力に分布が生じ、燃料電池の発電特性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、単セル内ガス流路の形状誤差により単セル内での反応ガス流量が不均一となり、燃料電池の発電特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、電極での反応ガス圧力を高めるとともに、単セル内での反応ガス流量を均一化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の燃料電池は、電解質と、前記電解質に積層された電極と、を有する単セルと、前記燃料電池に供給される反応ガスを前記単セルに供給する供給マニホールドと、前記単セルから排出される排出ガスを前記燃料電池から排出する排出マニホールドと、を備え、前記単セルは、前記供給マニホールドから前記電極の反応ガス流上流側に前記反応ガスを供給するガス供給流路と、前記電極の反応ガス流下流側から前記排出マニホールドに前記排出ガスを排出するガス排出流路と、を備え、前記ガス排出流路は、前記ガス排出流路よりも上流の前記単セル内の流路より圧力損失が高くなるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、排出ガス流路の圧力損失が大きくなるので、電極での反応ガス圧力を高めるとともに、単セル内での反応ガス流量を均一化することができる。
【０００９】
前記ガス排出流路は、前記ガス排出流路の平均流路断面積よりも流路断面積が小さい絞りを有するものとしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、排出ガス流路の圧力損失を大きくすることがより容易となる。
【００１１】
前記単セルは、複数の部材を積層することにより形成された、前記ガス供給流路と前記ガス排出流路とを有するセパレータを備え、前記複数の部材の各部材は、各部材を積層することにより前記供給マニホールドを形成する供給マニホールド穴と、各部材を積層することにより前記排出マニホールドを形成する排出マニホールド穴と、を有するものとしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、複数の部材の積層により単セルの形成できるので、単セルをより容易に形成することができる。
【００１３】
前記複数の部材は、第１の板と第２の板と第３の板とを含み、前記セパレータは、前記第１の板と前記第２の板と前記第３の板とをこの順に積層することにより形成され、前記第１の板は、前記電極に前記反応ガスを供給するガス供給孔と、前記電極から前記排出ガスを排出するガス排出孔と、を有し、前記第２の板は、前記ガス供給孔と前記供給マニホールド穴とを連通させるガス供給連通穴と、前記ガス排出孔と前記排出マニホールド穴とを連通させるガス排出連通穴と、を有し、前記第３の板は、前記ガス供給連通穴と前記ガス排出連通穴とのそれぞれに接する位置に、ガス不透性の部材を有するものとしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、板を積層することによりセパレータを形成することができるので、セパレータの形成がより容易となる。
【００１５】
前記単セルは、さらに、前記電極に隣接した複数の反応ガス流路を有するものとしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、電極と排出ガス流路とが接触しないようにすることができるので、電極で生成された水の排出がより容易となる。
【００１７】
前記単セルは、さらに、前記電極に積層され、前記反応ガスを拡散させる拡散層を有するものとしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、単セルを構成する部材の形状がより簡単になる。
【００１９】
前記絞りは、前記ガス排出流路の前記電極側端に設けられているものとしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、絞りを有するガス排出流路の形成がより容易となる。
【００２１】
前記ガス排出流路の前記電極側端での断面積が、前記ガス供給流路の前記電極側端での断面積よりも小さいものとしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、ガス供給流路の圧力損失がガス排出流路の圧力損失よりも小さくなるので、電極での反応ガス圧力をより高くすることができる。
【００２３】
前記絞りは、前記ガス排出流路の前記電極側端から所定の流路長分下流側に設けられているものとしてもよい。
【００２４】
この構成にれば、ガス排出流路の電極側端での断面積を大きくすることができるので、電極で生成された水の排出がより容易となる。
【００２５】
前記排出ガス流路の前記電極側端の断面積は、前記絞りの位置における前記排出ガス流路の断面積よりも大きいものとしてもよい。
【００２６】
この構成によれば、ガス排出流路の電極側端での断面積が大きくなるので、電極で生成された水の排出がより容易となる。
【００２７】
前記排出ガス流路の断面積は、前記電極側端から前記絞りの位置まで、連続的に減少しているものとしてもよい。
【００２８】
この構成によっても、ガス排出流路の電極側端での断面積が大きくなるので、電極で生成された水の排出がより容易となる。
【００２９】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、燃料電池およびその燃料電池を利用した燃料電池システム、また、その燃料電池システムを利用した発電装置およびその燃料電池システムを搭載した電気自動車等の態様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】
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．第５実施例：
Ｆ．第６実施例：
Ｇ．第７実施例：
Ｈ．第８実施例：
Ｉ．変形例：
【００３１】
Ａ．第１実施例：
図１（ａ）は、本発明の実施例としての燃料電池を構成する燃料電池スタック１００の構成を示す説明図である。燃料電池スタック１００は、複数の単セル２００を積層することにより構成されている。燃料電池スタック１００には、酸化ガス供給マニホールド１１０と、酸化ガス排出マニホールド１２０と、燃料ガス供給マニホールド１３０と、燃料ガス排出マニホールド１４０と、冷却水供給マニホールド１５０と、冷却水排出マニホールド１６０と、が設けられている。
【００３２】
図１（ｂ）は、単セル２００の構成を示す説明図である。単セル２００は、アノード側セパレータ３００と、カソード側セパレータ４００と、冷却水セパレータ５００と、膜・電極接合体６００と、を備えている。
【００３３】
セパレータ３００，４００，５００は、プレス成形されたステンレス鋼などのガス不透性と導電性とを有する材料で形成されている。アノード側セパレータ３００は、第１のアノード側セパレータ部材３２０と第２のアノード側セパレータ部材３６０とを備えている。カソード側セパレータ４００は、第１のカソード側セパレータ部材４２０と第２のカソード側セパレータ部材４６０とを備えている。
【００３４】
膜・電極接合体６００は、電解質膜６２０と、アノード６４０と、カソード６６０と、を備えている。電解質膜６２０は、ナフィオン（デュポン社の商標）などのフッ素系樹脂材料で形成された湿潤状態において良好な導電性を有するイオン交換膜である。アノード６４０とカソード６６０は、カーボンクロスなどのガス拡散性および導電性を有する材料で形成されている。このアノード６４０とカソード６６０には、白金や白金と他の金属からなる合金などが燃料電池反応の触媒として担持されている。なお、以下では、アノード６４０とカソード６６０とを併せて「電極」とも呼ぶ。
【００３５】
セパレータ部材３２０，３６０，４２０，４６０と、電解質膜６２０と、冷却水セパレータ５００とのそれぞれには、破線で示すように複数の貫通穴が設けられている。これらの貫通穴は、単セル２００を積層し燃料電池スタック１００を構成したときにマニホールド１１０〜１６０を形成する。なお、以下では、これらの貫通穴を「マニホールド穴」とも呼ぶ。
【００３６】
未使用の酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールド１１０を介して単セル２００に供給され、単セル２００から排出される使用済みの酸化ガス（カソードオフガス）は、酸化ガス排出マニホールドを介して排出される。未使用の燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールド１３０を介して単セル２００に供給され、単セル２００から排出される使用済みの燃料ガス（アノードオフガス）は、燃料ガス排出マニホールド１４０を介して排出される。なお、一般に、酸化ガスと燃料ガスとは併せて「反応ガス」とも呼ばれ、カソードオフガスとアノードオフガスとは併せて「排出ガス」とも呼ばれる。
【００３７】
燃料電池スタック１００の冷却水は、冷却水供給マニホールド１５０を介して単セル２００に供給される。そして、冷却水セパレータ５００に設けられた冷却水流路（図示しない）を流れた冷却水は、冷却水排出マニホールド１６０を介して燃料電池スタック１００から排出される。
【００３８】
図２は、第１のカソード側セパレータ部材４２０の形状を示す模式図である。図２（ａ）は、第１のカソード側セパレータ部材４２０を膜・電極接合体６００側（図１（ｂ）の左側）から見た様子を示しており、図２（ｂ）は、第１のカソード側セパレータ部材４２０を第２のカソード側セパレータ部材４６０側（図１（ｂ）の右側）から見た様子を示している。なお、図示しないが、第１のカソード側セパレータ部材４２０と積層される第２のカソード側セパレータ部材４６０は、６つのマニホールド１１０〜１６０に対応した６つのマニホールド穴が設けられた平板である。
【００３９】
図２に示すように、第１のカソード側セパレータ部材４２０の周辺部には、６個のマニホールド１１０〜１６０のそれぞれに対応する６個のマニホールド穴４２２〜４３２が設けられている。
【００４０】
第１のカソード側セパレータ部材４２０には、これらのマニホールド穴４２２〜４３２の他に、１つの酸化ガス供給孔４３４と、複数の酸化ガス排出孔４３６とが設けられている。また、第１のカソード側セパレータ部材４２０の膜・電極接合体６００側には、酸化ガス供給孔４３４と個々の酸化ガス排出孔４３６とを連通するためのカソード流路溝４３８が設けられている。
【００４１】
第１のカソード側セパレータ部材４２０の第２のカソード側セパレータ部材４６０側には、マニホールド穴４２２と酸化ガス供給孔４３４とを連通するための酸化ガス供給溝４４０と、個々の酸化ガス排出孔４３６とマニホールド穴４２４とを連通する酸化ガス排出溝４４２とが設けられている。なお、酸化ガス排出溝４４２の断面積は、酸化ガス排出孔４３６の断面積が広くなるように形成されている。また、図２（ｂ）では、酸化ガス排出溝４４２は、酸化ガス排出孔４３６の径と同じ幅の溝として描かれているが、酸化ガス排出溝４４２の幅は、酸化ガス排出孔４３６の径よりも広くすることも可能である。酸化ガス排出溝４４２は、複数の酸化ガス排出孔４３６に跨るようにしても良い。
【００４２】
図３は、第１のアノード側セパレータ部材３２０の形状を示す模式図である。図３（ａ）は、第１のアノード側セパレータ部材３２０を膜・電極接合体６００側（図１（ｂ）の右側）から見た様子を示しており、図３（ｂ）は、第１のアノード側セパレータ部材３２０を第２のアノード側セパレータ部材３６０側（図１（ｂ）の左側）から見た様子を示している。なお、図示しないが、第１のアノード側セパレータ部材３２０と積層される第２のアノード側セパレータ部材３６０は、６つのマニホールド１１０〜１６０に対応した６つのマニホールド穴が設けられた平板である。
【００４３】
図３に示す第１のアノード側セパレータ部材３２０の周辺部には、図２に示す第１のカソード側セパレータ部材４２０と同様に、６個のマニホールド穴３２２〜３３２が設けられている。
【００４４】
第１のアノード側セパレータ部材３２０には、これらのマニホールド穴３２２〜３３２の他に、１つの燃料ガス供給孔３３４と、複数の燃料ガス排出孔３３６とが設けられている。また、第１のアノード側セパレータ部材３２０の膜・電極接合体６００側には、燃料ガス供給孔３３４と個々の燃料ガス排出孔３３６とを連通するためのアノード流路溝３３８が設けられている。
【００４５】
第１のアノード側セパレータ部材３２０の第２のアノード側セパレータ部材３６０側には、マニホールド穴３２６と燃料ガス供給孔３３４とを連通するための燃料ガス供給溝３４０と、個々の燃料ガス排出孔３３６とマニホールド穴３２８とを連通する燃料ガス排出溝３４２とが設けられている。
【００４６】
図４は、第１実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。図４（ａ）は、第１のカソード側セパレータ部材４２０を膜・電極接合体６００側（図１（ｂ）の左側）から見た様子を示している。図４（ｂ）は、電解質膜６２０と、カソード６６０と、カソード側セパレータ部材４２０，４６０とを積層した状態でのＡ−Ａ線（図４（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。なお、単セル２００（図１）のうち、カソード側とアノード側との構成は同様であるので、ここでは、電解質膜６２０と、カソード６６０と、カソード側セパレータ部材４２０，４６０とを積層した単セル２００の一部分（以下、「カソード側積層構造」とも呼ぶ）について説明する。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、電解質膜６２０と、カソード６６０と、第１のカソード側セパレータ部材４２０とが積層されることにより、カソード流路溝４３８は、カソード６６０に酸化ガスを供給するカソード流路４５０を形成する。なお、第１実施例では、複数のカソード流路溝４３８が、第１のカソード側セパレータ部材４２０に設けられている。そのため、カソード流路４５０は、個々のカソード流路溝４３８ごとに複数形成される。
【００４８】
第１のカソード側セパレータ部材４２０と第２のカソード側セパレータ部材４６０とが積層されることにより、酸化ガス供給溝４４０と酸化ガス供給孔４３４とは、酸化ガス供給流路４５２を形成する。この酸化ガス供給流路４５２は、酸化ガス供給マニホールド１１０からカソード流路４５０に酸化ガスを供給する流路である。同様に、酸化ガス排出孔４３６と酸化ガス排出溝４４２とは、カソード流路４５０から酸化ガス排出マニホールド１２０に酸化ガスを排出する酸化ガス排出流路４５４を形成する。
【００４９】
このようにカソード側積層構造を構成することにより、図４（ｂ）の矢印で示すように、酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールド１１０から酸化ガス供給流路４５２とカソード流路４５０とを介してカソード６６０に供給される。そして、カソード６６０から排出された酸化ガスは、カソード流路４５０と酸化ガス排出流路４５４とを介して、酸化ガス排出マニホールド１２０に排出される。
【００５０】
このとき、酸化ガス供給マニホールド１１０と酸化ガス排出マニホールド１２０との間の圧力損失（単セル圧力損失）は、酸化ガス供給流路４５２とカソード流路４５０と酸化ガス排出流路４５４とのそれぞれの圧力損失を加えたものとなる。
【００５１】
第１実施例では、酸化ガス排出孔４３６の径は、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失がその上流側の酸化ガス供給流路４５２やカソード流路４５０の圧力損失よりも大きくなるように設定される。具体的には、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失が、単セル圧力損失のうちの所定の割合（例えば、９０％）以上となるように酸化ガス排出孔４３６の径が設定される。酸化ガス排出孔４３６の径は、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失を大きくするためには小さくされる方が好ましいが、カソード６６０で生成される生成水の排水性とを考慮して適宜設定される。なお、この酸化ガス排出孔４３６は、酸化ガス排出流路４５４のカソード側端に設けられた、酸化ガス排出流路４５４の平均流路断面積よりも流路断面積が小さい絞りであるとも言うことができる。
【００５２】
このように、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失が、酸化ガス供給流路４５２やカソード流路４５０の圧力損失よりも大きい場合、カソード６６０における酸化ガスの圧力が高くなる。また、酸化ガス排出孔４３６の径を小さくすることにより酸化ガス排出流路４５４の圧力損失を大きくすると、個々のカソード流路４５０での酸化ガス流量は、個々の酸化ガス排出孔４５４の径により決められる。そのため、カソード流路４５０ごとの酸化ガス流量のばらつきを抑制することができる。
【００５３】
このように、第１実施例では、酸化ガス排出孔４３６の径を小さくすることにより、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失を、その上流側の流路の圧力損失よりも大きくすることができる。そのため、カソード６６０における酸化ガス圧力を高くするとともに、カソード流路４５０間の酸化ガス流量の均一性を高めることができる。
【００５４】
なお、第１実施例では、カソード側セパレータ４００とアノード側セパレータ３００とは、それぞれ２つの部材で構成されるものとしているが、カソード側セパレータ４００やアノード側セパレータ３００を単一の部材や３以上の任意数の部材により構成することも可能である。
【００５５】
Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。第１実施例のカソード側積層構造とは、カソード６６０ａが厚くなっている点と、カソード流路溝４３８に換えてカソード側凹部４４４が第１のカソード側セパレータ部材４２０ａに設けられている点で、第１実施例と異なっている。他の点は、第１実施例と同じである。
【００５６】
図５（ａ）は、第１のカソード側セパレータ部材４２０ａを膜・電極接合体６００側から見た様子を示している。第１のカソード側セパレータ部材４２０ａに設けられたカソード側凹部４４４は、酸化ガス供給孔４３４の位置から酸化ガス排出孔４３６の位置まで等幅の凹部となっている。そのため、膜・電極接合体６００ａと第１のカソード側セパレータ部材４２０ａとが積層されることにより、カソード側凹部４４４と電解質膜６２０とは、酸化ガス供給孔４３４とすべての酸化ガス排出孔４３６とを連通する単一の空間を形成する。
【００５７】
図５（ｂ）は、電解質膜６２０と、カソード６６０ａと、カソード側セパレータ部材４２０ａ，４６０とを積層した状態でのＡ−Ａ線（図５（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。図５（ｂ）に示すように、カソード側凹部４４４と電解質膜６２０とで形成される空間は、カソード６６０ａによって埋められる。
【００５８】
このようにカソード側積層構造を構成することにより、酸化ガスは、図５（ｂ）の矢印で示すように、酸化ガス供給マニホールド１１０から酸化ガス供給流路４５２を介して、カソード６６０ａに供給される。そして、カソード６６０ａの内部を流れた酸化ガスは、酸化ガス排出流路４５４を介して、酸化ガス排出マニホールド１２０から排出される。
【００５９】
第２実施例においても、第１実施例と同様に、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失を大きくすることにより、カソード６６０ａにおける酸化ガスの圧力を高くすることができる。また、カソード６６０ａの気孔率や気孔径が位置により変動し、カソード６６０ａ内での圧力損失が不均一であっても、酸化ガス排出孔４３６の径を十分小さくすることにより、カソード６６０ａ内での酸化ガス流量の変動を抑制することが可能となる。
【００６０】
このように、第２実施例においても、酸化ガス排出孔４３６の径を小さくすることにより、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失を、その上流側の流路の圧力損失よりも大きくすることができる。そのため、カソード６６０ａにおける酸化ガス圧力を高くするとともに、カソード６６０ａ内での酸化ガス流量の均一性を高めることができる。
【００６１】
なお、第２実施例は、第１のカソード側セパレータ部材６４０ａにカソード流路溝を設けないので、第１のカソード側セパレータ部材６４０ａの形成がより容易となる点で第１実施例よりも好ましい。一方、第１実施例は、酸化ガス排出孔４３６とカソード６６０とが接触しないため、カソード６６０で生成される生成水の排出がより容易である点で第２実施例よりも好ましい。
【００６２】
Ｃ．第３実施例：
図６は、第３実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。第３実施例は、厚いカソード６６０ａに換えて薄いカソード６６０とガス拡散層６６２とが用いられている点で、第２実施例のカソード側積層構造と異なっている。他の点は、第２実施例と同じである。
【００６３】
一般に、カソードを形成するためのカーボンクロスなどの材料は、多孔質体であるためガス拡散性を有している。しかしながら、カーボン製の多孔質体は、単セル２００を形成する際に加えられる応力のため、高い気孔率を維持することが困難である。そのため、第３実施例では、気孔率を高めるため、金属多孔質体をガス拡散層６６２として用いている。
【００６４】
このようにカソード側積層構造を構成することにより、図６（ｂ）の矢印で示すように、酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールド１１０から酸化ガス供給流路４５２とガス拡散層６６２とを介してカソード６６０に供給される。そして、カソード６６０から排出された酸化ガスは、ガス拡散層６６２と酸化ガス排出流路４５４とを介して、酸化ガス排出マニホールド１２０に排出される。
【００６５】
このとき、酸化ガスの大部分は、カソード６６０よりも気孔率が高いガス拡散層６６２の内部を流れるため、酸化ガス排出流路４５４よりも上流側での圧力損失が低減される。酸化ガス排出流路４５４の上流での圧力損失が低減されることにより、ガス拡散層６６２中の酸化ガス流量の変動はより良好に抑制される。
【００６６】
第３実施例においても、酸化ガス排出孔４３６の径を小さくすることにより、酸化ガス排出流路４５４の圧力損失を、その上流側の流路の圧力損失よりも大きくすることができる。そのため、カソード６６０における酸化ガス圧力を高くするとともに、ガス拡散層６６２内での酸化ガス流量の均一性を高めることができる。
【００６７】
なお、第３実施例は、第２実施例と同様に、第１のカソード側セパレータ部材６４０ａの形成がより容易となる点で第１実施例よりも好ましい。また、第３実施例は、酸化ガス流量の変動をより良好に抑制できる点で、第２実施例よりも好ましい。一方、第１実施例は、カソード６６０で生成される生成水の排出がより容易である点で第３実施例よりも好ましい。また、第２実施例は、カソード６６０ａの構造が簡単である点で第３実施例よりも好ましい。
【００６８】
Ｄ．第４実施例：
図７は、第４実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。第４実施例は、酸化ガス排出流路４５４ａの途中（すなわち、酸化ガス排出流路４５４ａのカソード側端より下流の位置）に流路断面積の小さい絞りが設けられている点で、第１実施例と異なっている。他の点は、第１実施例と同じである。
【００６９】
図７（ｂ）に示すように、第４実施例では、酸化ガス排出流路４５４ａを形成する酸化ガス排出溝４４２ａの一部に凸部４４６が設けられている。また、第２のカソード側セパレータ部材４６０ａの凸部４４６に対向する位置にも凸部４７４が設けられている。このように、２つの凸部４４６，４７４が設けられることにより、酸化ガス排出流路４５４ａの他の部分よりも流路断面積が小さい絞りが酸化ガス排出流路４５４ａ中に形成される。
【００７０】
このように、酸化ガス排出流路４５４ａの途中に絞りを設けることによっても、酸化ガス排出流路４５４ａの圧力損失を大きくすることができ、カソード６６０における酸化ガスの圧力を高くすることができる。この場合、酸化ガス排出流路４５４ａの圧力損失は、絞りの部分を小さくすることにより大きくすることができるので、酸化ガス排出孔４３６の径を大きくすることが可能である。
【００７１】
第４実施例においても、酸化ガス排出流路４５４ａの圧力損失を、その上流側の流路の圧力損失よりも大きくすることができる。そのため、カソード６６０における酸化ガスの圧力を高くするとともに、カソード流路４５０間の酸化ガス流量の均一性を高めることができる。
【００７２】
なお、第４実施例では、酸化ガス排出孔４３６の径を大きくすることにより、カソード６６０で生成される生成水の排出がより容易となる点で、第１ないし第３実施例よりも好ましい。一方、第１ないし第３実施例は、カソード側セパレータ部材の形成が容易である点で、第４実施例よりも好ましい。
【００７３】
第４実施例では、酸化ガス排出溝４４２ａと第２のカソード側セパレータ部材４６０ａとの双方に凸部４４６，４７４を設けることにより絞りを形成しているが、酸化ガス排出流路の途中にその断面積が狭い領域が形成できれば他の方法により絞りを形成することも可能である。例えば、酸化ガス排出流路の絞りは、凸部を酸化ガス排出溝と第２のカソード側セパレータ部材とのいずれか一方のみに設けることによっても形成可能である。また、酸化ガス排出溝に幅の狭い部分を設けることによっても絞りを形成することができる。
【００７４】
Ｅ．第５実施例：
図８は、第５実施例における燃料電池スタック１００ａの構成を示す説明図である。図１に示す第１実施例における燃料電池スタック１００とは、単セル２００ａの構造が異なっている。そのため、酸化ガス供給マニホールド１１０ａと、酸化ガス排出マニホールド１２０ａと、燃料ガス供給マニホールド１３０ａと、燃料ガス排出マニホールド１４０ａと、冷却水供給マニホールド１５０ａと、冷却水排出マニホールド１６０ａの配置等が第１実施例の燃料電池スタック１００と異なっている。他の点は、第１実施例と同じである。
【００７５】
図８（ｂ）は、単セル２００ａの構成を示す説明図である。単セル２００ａは、アノード側プレート７００と、カソード側プレート８００と、中間プレート９００と、膜・電極接合体６００ｂと、シール部材２１０とを備えている。
【００７６】
３つのプレート７００，８００，９００は、プレス成形されたステンレス鋼などのガス不透性と導電性とを有する材料で形成されている。また、３つのプレート７００，８００，９００のそれぞれには、マニホールド１１０ａ〜１６０ａを形成するためのマニホールド穴（図示しない）が設けられている。
【００７７】
シール部材２１０は、シリコーンゴムなどのガス不透性と弾力性と耐熱性とを有する材料で形成されている。シール部材２１０の中心部には、破線で示すように、膜・電極接合体６００ｂを配置するための穴が設けられている。また、図示しないが、シール部材２１０にもプレート７００，８００，９００と同様にマニホールド穴が設けられている。
【００７８】
図９（ａ）は、カソード側プレート８００を膜・電極接合体６００ｂ側（図８（ｂ）の左側）から見た様子を示している。カソード側プレート８００の周辺部には、６個のマニホールド穴８２２〜８３２が設けられている。カソード側プレート８００には、これらのマニホールド穴８２２〜８３２の他に、１つの酸化ガス供給孔８３４と、複数の酸化ガス排出孔８３６とが設けられている。カソード側プレート８００の膜・電極接合体６００ｂ側には、酸化ガス供給孔８３４と個々の酸化ガス排出孔８３６とを連通するためのカソード流路溝８３８が設けられている。なお、第５実施例では、酸化ガス排出孔８３６の膜・電極接合体６００ｂ側（カソ−ド６６０ｂ側）の径は、中間プレート９００側の径よりも大きくなっている。
【００７９】
図９（ｂ）は、アノード側プレート７００を中間プレート９００側（図８（ｂ）の左側）から見た様子を示している。アノード側プレート７００の周辺部には、図９（ａ）に示すカソード側プレート８００と同様に、６個のマニホールド穴７２２〜７３２が設けられている。アノード側プレート７００には、これらのマニホールド穴７２２〜７３２の他に、複数の燃料ガス供給孔７３４と、複数の燃料ガス排出孔７３６とが設けられている。
【００８０】
図９（ｃ）は、中間プレート９００をカソード側プレート８００側（図８（ｂ）の左側）から見た様子を示している。図９（ａ），（ｂ）に示すカソード側プレート８００やアノード側プレート７００と同様に、中間プレート９００には、４個のマニホールド穴９２２〜９２８が設けられている。
【００８１】
酸化ガス供給マニホールド１１０ａに対応するマニホールド穴９２２は、酸化ガス供給マニホールド１１０ａの位置から酸化ガス供給孔８３４の位置にわたって形成されている。そのため、３つのプレート７００，８００，９００を積層することにより、酸化ガス供給孔８３４と酸化ガス供給マニホールド１１０ａを連通する酸化ガス供給流路が形成される。このマニホールド穴９２２のうち、酸化ガス供給マニホールド１１０ａ（マニホールド穴７２２，８２２）の位置よりも酸化ガス供給孔８３４に向かって広げられている部分は、酸化ガス供給孔８３４と酸化ガス供給マニホールド１１０ａを連通するための酸化ガス供給連通穴に相当する。
【００８２】
酸化ガス排出マニホールド１２０ａを形成するマニホールド穴９２４には、酸化ガス排出孔８３６と酸化ガス排出マニホールド１２０ａとを連通するための櫛歯状の酸化ガス排出連通穴９４４が形成されている。同様に、燃料ガス供給マニホールド１３０ａを形成するマニホールド穴９２６には、燃料ガス供給孔７３４と燃料ガス供給マニホールド１３０ａとを連通するための櫛歯状の燃料ガス供給連通穴９４６が設けられている。また、燃料ガス排出マニホールド１４０ａを形成するマニホールド穴９２８には、燃料ガス排出孔７３６と燃料ガス排出マニホールド１４０ａを連通するための櫛歯状の燃料ガス排出連通穴９４８とが設けられている。
【００８３】
中間プレート９００には、これらのマニホールド穴９２２〜９２８と、連通穴９４４，９４６，９４８との他に、冷却水供給マニホールド１５０ａ（マニホールド穴７３０，８３０）の位置から冷却水排出マニホールド１６０ａ（マニホールド穴７３０，８３０）の位置とにわたって複数の冷却水流路穴９５０が設けられている。これらの冷却水流路穴９５０は、３つのプレート７００，８００，９００を積層することにより、冷却水供給マニホールド１５０ａと冷却水排出マニホールド１６０ａとを連通する冷却水流路を形成する。
【００８４】
図１０は、第５実施例における燃料ガスの流れの様子を示す説明図である。図１０（ａ）は、３つのプレート８００，９００，７００をこの順に積層したセパレータを図８の左側から見た様子を示している。図１０（ｂ）の右半分は、セパレータに膜・電極接合体６００ｂ（図８）とカソード側プレート８００とを積層した状態でのＢ−Ｂ線（図１０（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。また、図１０（ｂ）の左半分は、Ｃ−Ｃ線（図１０（ａ）の二点鎖線）に沿った断面を示している。
【００８５】
図１０（ｂ）に示すように、３つのプレート８００，９００，７００を積層することにより、燃料ガス供給連通穴９４６と燃料ガス供給孔７３４とは、燃料ガス供給マニホールド１３０ａからアノード６４０ａに燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路７５２を形成する。同様に、燃料ガス排出孔７３６と燃料ガス排出連通穴９４８とは、アノード６４０ａから燃料ガス排出マニホールド１４０ａに燃料ガスを排出する燃料ガス排出流路７５４を形成する。
【００８６】
燃料ガスは、図１０（ｂ）の矢印で示すように、燃料ガス供給マニホールド１３０ａから燃料ガス供給流路７５２を介してアノード６４０ａに供給される。そして、アノード６４０ａから排出される燃料ガスは、燃料ガス排出流路７５４を介して燃料ガス排出マニホールド１４０ａに排出される。
【００８７】
図１１は、第５実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。図１１（ａ）は、３つのプレート８００，９００，７００をこの順に積層したセパレータを図８の左側から見た様子を示している。図１１（ｂ）は、セパレータに膜・電極接合体６００ｂ（図８）とアノード側プレート７００とを積層した状態でのＡ−Ａ線（図１１（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。
【００８８】
図１１（ｂ）に示すように、カソード流路溝８３８は、カソード６６０ｂに酸化ガスを供給するカソード流路８５０を形成する。なお、第５実施例では、図４に示す第１実施例と同様に、カソード流路８５０は、個々のカソード流路溝８３８ごとに複数形成される。
【００８９】
３つのプレート８００，９００，７００を積層することにより、酸化ガス供給連通穴と酸化ガス供給孔８３４とは、酸化ガス供給マニホールド１１０ａからカソード流路８５０に酸化ガス供給流路８５２を形成する。同様に、酸化ガス排出孔８３６と酸化ガス排出連通穴９４４とは、カソード流路８５０から酸化ガス排出マニホールド１２０ａに酸化ガスを排出する酸化ガス排出流路８５４を形成する。
【００９０】
このように単セル２００ａを構成することにより、酸化ガスは、図１１（ｂ）の矢印で示すように、酸化ガス供給マニホールド１１０ａから、酸化ガス供給流路８５２とカソード流路８５０とを介してカソード６６０ｂに供給される。そして、カソード６６０ｂから排出される酸化ガスは、カソード流路８５０と酸化ガス排出流路８５４とを介して、酸化ガス排出マニホールド１２０ａに排出される。
【００９１】
上述したように、酸化ガス排出孔８３６の径は、カソード６６０ｂ側よりも中間プレート９００側で小さくなっている。そのため、図１１（ｂ）に示すように、酸化ガス排出流路８５４は、酸化ガス排出孔８３６の径が小さい中間プレート９００側で絞られる。そのため、酸化ガス排出孔８３６の中間プレート９００側の径を十分小さくすることにより、酸化ガス排出流路８５４の圧力損失を酸化ガス供給流路８５２やカソード流路８５０での圧力損失よりも大きくすることができる。
【００９２】
また、酸化ガス排出孔８３６の径は、中間プレート９００側よりもカソード６６０ｂ側で大きくなっている。そのため、酸化ガス排出流路８５４の圧力損失を大きくするために酸化ガス排出孔８３６の中間プレート９００側の径を小さくしても、カソード６６０ｂ側の径を十分大きくすることによりカソード６６０ｂで生成された水の排出が容易となる。
【００９３】
このように、第５実施例では、生成水の排水性を維持したまま、酸化ガス排出流路８５４の圧力損失を大きくすることができる。そのため、カソード６６０ｂにおける酸化ガスの圧力を高くするとともに、カソード流路８５０間の酸化ガス流量の均一性を高くすることができる。なお、第５実施例は、単セル２００ａの構成がより簡単となる点で、第１ないし第４実施例よりも好ましい。
【００９４】
なお、第５実施例では、図９に示すように、アノード側プレート７００とカソード側プレート８００に設ける穴の位置を変えているが、一般には、酸化ガスと、燃料ガスと、冷却水との各流路が連通しないようにできればよい。これらの反応ガス流路と冷却水流路とが連通しないようにするためには、酸化ガス供給連通穴と酸化ガス排出連通穴９４４の位置でアノード側プレート７００にガス不透性の部材を設け、燃料ガス供給連通穴９４６と燃料ガス排出連通穴９４８の位置でカソード側プレート８００にガス不透性の部材を設ければよい。
【００９５】
Ｆ．第６実施例：
図１２は、第６実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。第６実施例における酸化ガスの流路は、カソード側プレート８００ａに設けられた酸化ガス排出孔８３６ａの形状が異なっている点で、図１１に示す第５実施例と異なっている。他の点は、第５実施例と同じである。
【００９６】
図１２（ａ）は、３つのプレート８００ａ，９００，７００をこの順に積層したセパレータを示している。また、図１２（ｂ）は、セパレータに膜・電極接合体６００ｂ（図８）とアノード側プレート７００ａとを積層した状態でのＡ−Ａ線（図１２（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。
【００９７】
図１２（ｂ）に示すように、第６実施例では、カソード側プレート８００ａに設けられた酸化ガス排出孔８３６ａは、その径がカソード６６０ｂ側から中間プレート９００側に向かって連続的に小さくなるテーパ状の孔となっている。
【００９８】
このように酸化ガス排出孔８３６ａをテーパ状としても、中間プレート側９００で酸化ガス排出流路８５４ａを絞ることができる。そのため、酸化ガス排出孔８３６ａの中間プレート９００側の径を十分小さくすることにより、酸化ガス排出流路８５４ａの圧力損失を酸化ガス供給流路８５２やカソード流路８５０での圧力損失よりも大きくすることができる。また、カソード６６０ｂ側での酸化ガス排出孔８３６ａの径を、生成水の排出に十分な大きさとすることができるので、カソード６６０ｂで生成された水の排出が容易となる。
【００９９】
このように、第６実施例においても、生成水の排水性を維持したまま、酸化ガス排出流路８５４ａの圧力損失を大きくすることができる。そのため、カソード６６０ｂにおける酸化ガスの圧力を高くするとともに、カソード流路８５０間の酸化ガス流量の均一性を高くすることができる。
【０１００】
Ｇ．第７実施例：
図１３は、第７実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。第７実施例における酸化ガスの流路は、カソード側プレート８００ｂに設けられた酸化ガス排出孔８３６ｂの形状が異なっている点で、図１２に示す第６実施例と異なっている。他の点は、第６実施例と同じである。
【０１０１】
図１３（ａ）は、３つのプレート８００ｂ，９００，７００をこの順に積層したセパレータを示している。また、図１３（ｂ）は、セパレータに膜・電極接合体６００ｂ（図８）とアノード側プレート７００とを積層した状態でのＡ−Ａ線（図１３（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。
【０１０２】
図１３（ａ）に示すように、カソード６６０ｂ側では、酸化ガス排出孔８３６ｂのカソード流路溝８３８に沿った方向の大きさは、カソード流路溝８３８と直交する方向の大きさよりも大きくなっている。そして、酸化ガス排出孔８３６ｂは、カソード６６０ｂ側から中間プレート９００側に向かって、カソード流路溝８３８に沿った方向の大きさが小さくなる傾斜孔となっている。そのため、図１３（ｂ）に示すように、第７実施例では、カソード側プレート８００ｂに設けられた酸化ガス排出孔８３６ｂは、孔の大きさがカソード６６０ｂ側から中間プレート９００側に向かって連続的に小さくなる。
【０１０３】
このように酸化ガス排出孔８３６ｂを傾斜孔としても、中間プレート側９００で酸化ガス排出流路８５４ｂを絞ることができる。そのため、酸化ガス排出孔８３６ｂの中間プレート９００側の断面積を十分小さくすることにより、酸化ガス排出流路８５４ｂの圧力損失を酸化ガス供給流路８５２やカソード流路８５０での圧力損失よりも大きくすることができる。また、酸化ガス排出孔８３６ｂを傾斜孔とすることにより、カソード６６０ｂ側での酸化ガス排出孔８３６ｂの断面積を生成水の排出に十分な大きさとすることができる。
【０１０４】
このように、第７実施例においても、生成水の排水性を維持したまま、酸化ガス排出流路８５４ｂの圧力損失を大きくすることができる。そのため、カソード６６０ｂにおける酸化ガスの圧力を高くするとともに、カソード流路８５０間の酸化ガス流量の均一性を高くすることができる。
【０１０５】
なお、第７実施例は、カソード流路８５０の幅が狭い場合であっても、酸化ガス排出孔８３６ｂを傾斜孔とすることによりカソード流路８５０側での酸化ガス排出孔８３６ｂの断面積を大きくすることができる点で、第５および第６実施例よりも好ましい。一方、第５および第６実施例は、酸化ガス排出孔の形成がより容易となる点で第７実施例よりも好ましい。
【０１０６】
Ｈ．第８実施例：
図１４は、第８実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図である。第８実施例は、カソード側プレート８００ｃにカソード流路溝が設けられていない点で第５実施例と異なっている。他の点は、第５実施例と同じである。
【０１０７】
図１４（ａ）は、３つのプレート８００ｃ，９００，７００をこの順に積層したセパレータを示している。また、図１４（ｂ）は、セパレータに膜・電極接合体６００ｂ（図８）とアノード側プレート７００とを積層した状態でのＡ−Ａ線（図１４（ａ）の一点鎖線）に沿った断面を示している。
【０１０８】
図１４（ｂ）に示すように、３つのプレート８００ｃ，９００，７００を積層することにより、酸化ガス供給連通穴と酸化ガス供給孔８３４とは、酸化ガス供給マニホールド１１０ａからカソード６６０ｂに酸化ガスを供給する酸化ガス供給流路８５２を形成する。同様に、酸化ガス排出孔８３６ｃと酸化ガス排出連通穴９４４とは、カソード６６０ｂから酸化ガスを酸化ガス排出マニホールド１２０ａに排出する酸化ガス排出流路８５４ｃを形成する。
【０１０９】
酸化ガスは、図１４（ｂ）の矢印で示すように、酸化ガス供給マニホールド１１０ａから酸化ガス供給流路８５２を介してカソード６６０ｂに供給される。カソード６６０ｂから排出される酸化ガスは、酸化ガス排出流路８５４ｃを介して酸化ガス排出マニホールド１２０ａに排出される。
【０１１０】
図１４（ｂ）に示すように、酸化ガス排出孔８３６ｃの径は、カソード６６０ｂ側よりも中間プレート側９００で小さくなっているので、酸化ガス排出流路８５４ｃは、中間プレート９００側で絞られる。そのため、酸化ガス排出孔８３６ｃの中間プレート９００側の径を十分小さくすることにより、酸化ガス排出流路８５４ｃの圧力損失を酸化ガス供給流路８５２やカソード６６０ｂでの圧力損失よりも大きくすることができる。また、酸化ガス排出孔８３６ｃのカソード６６０ｂ側での径を大きくすることにより、カソード６６０ｂで生成された水の排出が容易となる。
【０１１１】
このように、第８実施例においても、生成水の排水性を維持したまま、酸化ガス排出流路８５４ｃの圧力損失を大きくすることができる。そのため、カソード６６０ｂにおける酸化ガスの圧力を高くするとともに、カソード６６０ｂ内での酸化ガス流量の均一性を高くすることができる。
【０１１２】
なお、第８実施例は、カソード側プレート８００ｃにカソード流路溝が設けられていないので、カソード側プレート８００ｃを薄くすることか可能である。そのため、単セル２００ａをより薄くすることができる点で、第５ないし第７実施例よりも好ましい。一方、第５ないし第７実施例は、カソードと酸化ガス排出孔とが接触しないため、生成水の排出がより容易となる点で第８実施例よりも好ましい。
【０１１３】
Ｉ．変形例：
なお、この発明は上記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。
【０１１４】
Ｉ１．変形例１：
上記各実施例では、酸化ガス排出流路の圧力損失を大きくし、カソードにおける酸化ガスの圧力を高くするとともに、単セル内での酸化ガス流量の均一性を高めているが、この方法は、燃料ガスについても同様に適用できる。この場合、例えば、燃料ガス排出流路に絞りを設けることにより、燃料ガス排出流路の圧力損失を大きくすることができる。
【０１１５】
Ｉ２．変形例２：
上記各実施例では、酸化ガス排出流路に絞りを設けることにより酸化ガス排出流路の圧力損失を大きくしているが、他の方法により酸化ガス排出流路の圧力損失を大きくすることもできる。酸化ガス排出流路の圧力損失は、例えば、酸化ガス排出流路を屈曲させることや酸化ガス排出流路の流路断面積を急拡大することによっても大きくすることができる。
【０１１６】
Ｉ３．変形例３：
上記各実施例では、カソードへの酸化ガスの供給は１つの酸化ガス供給孔を介して行われ、カソードからの酸化ガスの排出は複数の酸化ガス排出孔を介して行われているが、酸化ガス排出流路の圧力損失が酸化ガス供給流路の圧力損失よりも大きくできれば、酸化ガス供給孔と酸化ガス排出孔との数は任意の数とすることができる。この場合、例えば、酸化ガス排出孔の総断面積を酸化ガス供給孔の総断面積よりも小さくすることにより、酸化ガス排出流路の圧力損失が酸化ガス供給流路の圧力損失よりも大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】燃料電池を構成する燃料電池スタック１００の構成を示す説明図。
【図２】第１のカソード側セパレータ部材４２０の形状を示す模式図。
【図３】第１のアノード側セパレータ部材３２０の形状を示す模式図。
【図４】第１実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図５】第２実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図６】第３実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図７】第４実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図８】第５実施例における燃料電池スタック１００ａの構成を示す説明図。
【図９】単セル２００ａを構成する３つのプレート７００，８００，９００の形状を示す模式図。
【図１０】第５実施例における燃料ガスの流れの様子を示す説明図。
【図１１】第５実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図１２】第６実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図１３】第７実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【図１４】第８実施例における酸化ガスの流れの様子を示す説明図。
【符号の説明】
【０１１８】
１００，１００ａ…燃料電池スタック
１１０，１１０ａ…酸化ガス供給マニホールド
１２０，１２０ａ…酸化ガス排出マニホールド
１３０，１３０ａ…燃料ガス供給マニホールド
１４０，１４０ａ…燃料ガス排出マニホールド
１５０，１５０ａ…冷却水供給マニホールド
１６０，１６０ａ…冷却水排出マニホールド
２００，２００ａ…単セル
２１０…シール部材
３００…アノード側セパレータ
３２０…第１のアノード側セパレータ部材
３２２，３２４，３２６，３２８，３３０，３３２…マニホールド穴
３３４…燃料ガス供給孔
３３６…燃料ガス排出孔
３３８…アノード流路溝
３４０…燃料ガス供給溝
３４２…燃料ガス排出溝
３６０…第２のアノード側セパレータ部材
４００…カソード側セパレータ
４２０，４２０ａ…第１のカソード側セパレータ部材
４２２，４２４，４２６，４２８，４３０，４３２…マニホールド穴
４３４…酸化ガス供給孔
４３６…酸化ガス排出孔
４３８…カソード流路溝
４４０…酸化ガス供給溝
４４２，４４２ａ…酸化ガス排出溝
４４４…カソード側凹部
４４６…凸部
４５０…カソード流路
４５２…酸化ガス供給流路
４５４，４５４ａ…酸化ガス排出流路
４６０，４６０ａ…第２のカソード側セパレータ部材
４６２，４６４，４６６，４６８，４７０，４７２…マニホールド穴
４７４…凸部
５００…冷却水セパレータ
６００，６００ａ，６００ｂ…膜・電極接合体
６２０…電解質膜
６４０，６４０ａ…アノード
６６０，６６０ａ，６６０ｂ…カソード
６６２…ガス拡散層
７００，７００ａ…アノード側プレート
７２２，７２４，７２６，７２８，７３０，７３２…マニホールド穴
７３４…燃料ガス供給孔
７３６…燃料ガス排出孔
７５２…燃料ガス供給流路
７５４…燃料ガス排出流路
８００，８００ａ，８００ｂ，８００ｃ…カソード側プレート
８２２，８２４，８２６，８２８，８３０，８３２…マニホールド穴
８３４…酸化ガス供給孔
８３６，８３６ａ，８３６ｂ，８３６ｃ…酸化ガス排出孔
８３８…カソード流路溝
８５０…カソード流路
８５２…酸化ガス供給流路
８５４，８５４ａ，８５４ｂ，８５４ｃ…酸化ガス排出流路
９００…中間プレート
９２２，９２４，９２６，９２８…マニホールド穴
９４４…酸化ガス排出連通穴
９４６…燃料ガス供給連通穴
９４８…燃料ガス排出連通穴
９５０…冷却水流路穴
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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