(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、反応ガス連通孔に凝縮水が滞留することを確実に阻止することができ、良好な発電性能を確保することを可能にする。【解決手段】複数の燃料電池１２が積層された積層体１４を備え、この積層体１４を積層方向に貫通して酸化剤ガス出口連通孔４０ｂが形成される。酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの底部には、ゴム部材６６ａを介装して挿入部材６８ａが配設される。挿入部材６８ａの上面全面には、切削加工等によって複数の凸形状部７０ａが形成されるとともに、前記凸形状部７０ａ間には、少なくとも積層体１４の外部まで連通する排水用溝部７２ａが連続して設けられる。【選択図】図１
2006100004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層される積層体を備え、前記電解質・電極構造体と一方のセパレータとの間には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の端部に連通する反応ガス連通孔が、前記積層体を積層方向に貫通して形成される内部マニホールド型燃料電池スタックであって、
少なくとも前記反応ガス連通孔の底面には、該底面全面にわたって複数の凸形状部が形成されるとともに、
前記凸形状部間には、少なくとも前記積層体の外部まで連通する排水用溝部が連続して設けら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、前記反応ガス連通孔の底部に配設される樹脂製挿入部材を備え、
前記挿入部材の上面には、前記凸形状部が形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、前記排水用溝部同士は、互いに連結するとともに、平面視で屈曲乃至湾曲する波形状流路を構成す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、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層される積層体を備え、前記電解質・電極構造体と一方のセパレータとの間には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の端部に連通する反応ガス連通孔が、前記積層体を積層方向に貫通して形成される内部マニホールド型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固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒（電極触媒層）と多孔質カーボン（拡散層）からなるアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持する発電セルを構成している。通常、燃料電池では、この発電セルを所定の数だけ積層した燃料電池スタックが使用されている。
【０００３】
この種の燃料電池において、アノード側電極には、燃料ガス（反応ガス）、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）が供給される一方、カソード側電極には、酸化剤ガス（反応ガス）、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されている。アノード側電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。
【０００４】
上記の燃料電池では、積層されている各発電セルのアノード側電極及びカソード側電極に、それぞれ反応ガスである燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するため、内部マニホールドを構成する場合が多い。この内部マニホールドは、発電セルの積層方向に貫通して設けられる反応ガス入口連通孔及び反応ガス出口連通孔を備えており、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路（酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路）の入口側端部及び出口側端部には、前記反応ガス入口連通孔及び前記反応ガス出口連通孔がそれぞれ連通している。
【０００５】
ところで、酸化剤ガスが積層方向に流れる酸化剤ガス出口連通孔や酸化剤ガス入口連通孔である酸化剤ガス連通孔（反応ガス連通孔）には、発電時に生成される反応生成水が導入され易く、この酸化剤ガス連通孔内に滞留水が存在する場合がある。一方、燃料ガスが積層方向に流れる燃料ガス出口連通孔や燃料ガス入口連通孔である燃料ガス連通孔（反応ガス連通孔）には、結露等による滞留水が発生するおそれがある。これにより、酸化剤ガス連通孔や燃料ガス連通孔が滞留水によって縮小又は閉塞され易く、酸化剤ガスや燃料ガスの流れが妨げられて発電性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックは、図９に示すように、複数のセル１を積層するとともに、前記複数のセル１の積層体は、一対のエンドプレート２により両端が挟持されている。一方のエンドプレート２には、燃料ガス又は酸化剤ガスを供給するガス供給配管３と、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを排出するガス排気配管４とが接続されている。
【０００７】
ガス供給配管３及びガス排気配管４には、凝縮水や生成水を一旦貯留するための水溜まり部５が設けられ、この水溜まり部５の下方には、電磁弁６を介して排水管７が接続されている。
【０００８】
複数のセル１を一対のエンドプレート２で挟持した燃料電池スタック８には、内部マニホールド９が形成されている。この内部マニホールド９は、ガス供給配管３及びガス排気配管４に向かって孔径を徐々に広げることにより下面に傾斜を付けている。これにより、内部マニホールド９の凝縮水や生成水は、前記内部マニホールド９の下面の傾斜に沿って各水溜まり部５に円滑に流れるとともに、電磁弁６の作用下に前記水溜まり部５の水が排水管７を介して排出される、としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１７８７９１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１では、各水溜まり部５の下方に電磁弁６が接続されており、この電磁弁６の制御が必要となってシステム全体が複雑化している。しかも、運転停止後の結露や各セル１から重力によって形成される滞留水は、運転停止時にもシステムを制御して排出する必要があり、エネルギの損失、すなわち、燃費の低下が惹起される。これにより、システム全体のコストが高騰するとともに、信頼性が低下するという問題がある。
【００１１】
さらに、各水溜まり部５側に向かって拡径する内部マニホールド９が、複数のセル１の積層体にわたって形成されており、前記内部マニホールド９の形成作業が繁雑化するとともに、各セル１が異なる構成を有している。このため、システム全体のコストが相当に高騰し、しかも各セル１毎に取り扱いが煩雑化するという問題がある。
【００１２】
さらにまた、運転停止時において、内部マニホールド９には、残存水分が表面張力により水滴化して凝縮水が滞留するおそれがある。これにより、内部マニホールド９の流路面積が縮小されて、燃料ガス又は酸化剤ガスの円滑な排気が遂行されないとともに、特に氷点下の環境では、滞留水の凍結が惹起し、低温始動が良好に遂行されないという問題がある。
【００１３】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、反応ガス連通孔に凝縮水が滞留することを確実に阻止することができ、良好な発電性能を確保す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】
【００１４】
本発明は、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層される積層体を備え、前記電解質・電極構造体と一方のセパレータとの間には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の端部に連通する反応ガス連通孔が、前記積層体を積層方向に貫通して形成される内部マニホールド型燃料電池スタックである。
【００１５】
少なくとも反応ガス連通孔の底面には、該底面全面にわたって複数の凸形状部が形成されるとともに、前記凸形状部間には、少なくとも積層体の外部まで連通する排水用溝部が連続して設けられている。
【００１６】
また、燃料電池スタックは、反応ガス連通孔の底部に配設される樹脂製挿入部材を備え、前記挿入部材の上面には、凸形状部が形成されることが好ましい。これにより、構成が有効に簡素化されて、燃料電池スタックを経済的に構成することができる。
【００１７】
さらに、排水用溝部同士は、互いに連結するとともに、平面視で屈曲乃至湾曲する波形状流路を構成することが好ましい。このため、排水用溝部を流れる水の流速が減少し、水溜まりが発生することを阻止することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、反応ガス連通孔に排出される凝縮水（生成水を含む）は、凸形状部間に形成される排水用溝部に導入されるため、表面張力により孤立した水滴が形成されることを阻止することができる。しかも、排水用溝部は、積層体の外部まで連続しており、凝縮水は、前記排水用溝部に沿って前記積層体の外部に円滑且つ確実に移動し、前記反応ガス連通孔の底面に滞留することがない。
【００１９】
これにより、反応ガス連通孔に滞留水による閉塞等が惹起することがなく、簡単な構成で、安定した発電電圧を確実に得ることが可能になるとともに、滞留水の凍結が惹起されることがなく、特に低温始動性が良好に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０の概略斜視図である。
【００２１】
燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が積層された積層体１４を備え、前記積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）両端部には、第１及び第２ターミナルプレート１６ａ、１６ｂと、第１及び第２絶縁プレート１８ａ、１８ｂと、第１及び第２エンドプレート２０ａ、２０ｂとが、順次、設けられる。なお、燃料電池スタック１０は、図示しないが、例えば、締め付けボルトやボックス状のケーシング等により締め付け保持される。
【００２２】
図２に示すように、燃料電池１２は、水平方向（矢印Ａ方向）に積層される電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）２２と、第１及び第２金属セパレータ２４、２６とを備える。なお、第１及び第２金属セパレータ２４、２６に代替して、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２３】
電解質膜・電極構造体２２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２８と、該固体高分子電解質膜２８を挟持するアノード側電極３０及びカソード側電極３２とを備える。アノード側電極３０及びカソード側電極３２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を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。
【００２４】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ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ための酸化剤ガス入口連通孔（反応ガス連通孔）４０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔４２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔（反応ガス連通孔）４４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２５】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔（反応ガス連通孔）４４ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔４２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔（反応ガス連通孔）４０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２６】
第１金属セパレータ２４の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２４ａには、酸化剤ガス流路（反応ガス流路）４６が設けられる。酸化剤ガス流路４６は、複数の酸化剤ガス流路溝４６ａを有するとともに、前記酸化剤ガス流路溝４６ａは、矢印Ｂ方向に延在している。なお、酸化剤ガス流路溝４６ａは、例えば、矢印Ｂ方向に一往復半だけ折り返すサーペタイン流路溝を構成してもよい。
【００２７】
第２金属セパレータ２６の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２６ａには、燃料ガス流路（反応ガス流路）４８が設けられる。燃料ガス流路４８は、酸化剤ガス流路４６と同様に、矢印Ｂ方向に延在する複数の燃料ガス流路溝４８ａを有する。
【００２８】
第１金属セパレータ２４と第２金属セパレータ２６とは、互いに対向する面２４ｂ、２６ｂに冷却媒体流路５０を一体的に形成する。冷却媒体流路５０は、酸化剤ガス流路４６の裏面側、及び燃料ガス流路４８の裏面側に一体的に形成され、矢印Ｂ方向に延在する複数の冷却媒体流路溝５０ａを有する。この冷却媒体流路５０は、冷却媒体入口連通孔４２ａと冷却媒体出口連通孔４２ｂとに連通する。
【００２９】
第１金属セパレータ２４の面２４ａ、２４ｂには、この第１金属セパレータ２４の外周縁部を周回して第１シール部材５４が射出成形等により一体的に設けられる。第１シール部材５４は、面２４ａにおいて、酸化剤ガス入口連通孔４０ａ、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂ及び酸化剤ガス流路４６を覆って酸化剤ガスの洩れ止めを行う。第１シール部材５４は、酸化剤ガス入口連通孔４０ａ、冷却媒体入口連通孔４２ａ、燃料ガス出口連通孔４４ｂ、燃料ガス入口連通孔４４ａ、冷却媒体出口連通孔４２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの内周面を覆っており、第１金属セパレータ２４の液絡を防止している。なお、以下に説明する第２シール部材５６も同様である。
【００３０】
第２金属セパレータ２６の面２６ａ、２６ｂには、この第２金属セパレータ２６の外周縁部を周回して第２シール部材５６が射出成形等により一体的に設けられる。第２シール部材５６は、面２６ａにおいて、燃料ガス入口連通孔４４ａ、燃料ガス出口連通孔４４ｂ及び燃料ガス流路４８を覆って燃料ガスの洩れ止めを行う。第２シール部材５６は、面２６ｂにおいて、冷却媒体入口連通孔４２ａ、冷却媒体出口連通孔４２ｂ及び冷却媒体流路５０を覆って冷却媒体の漏れ止めを行う。
【００３１】
図３に示すように、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂ及び燃料ガス出口連通孔４４ｂには、例えば、各々の底部６２ａ、６２ｂ（及び必要に応じて側部６４ａ、６４ｂ）にゴム部材６６ａ、６６ｂを介装して挿入部材６８ａ、６８ｂが配設される。ゴム部材６６ａ、６６ｂは、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）で構成されており、図１に示すように、積層体１４の積層方向に長尺な挿入部材６８ａ、６８ｂの裏面側に設けられる。
【００３２】
挿入部材６８ａ、６８ｂは、樹脂材、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレン  サルファイド）で構成されており、前記挿入部材６８ａ、６８ｂの上面全面には、各々切削加工等によって複数の凸形状部７０ａ、７０ｂが形成される。図４に示すように、凸形状部７０ａは、上方が拡開する断面台形状に形成されるとともに、平面視で長方形状に設定され、好ましくは、角部にＲ（アール）を設けている。凸形状部７０ａは、図５に示すように、例えば、２つ１組として長手方向が矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に選択的に配設される。
【００３３】
凸形状部７０ａ間には、排出酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ａ１方向）に沿って、少なくとも積層体１４の外部まで連通する排水用溝部７２ａが連続して設けられる。溝部７２ａは、溝幅Ｔが１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定されるとともに、前記溝部７２ａ同士は、互いに連結するとともに、平面視で屈曲乃至湾曲する波形状流路を構成する。なお、凸形状部７０ｂは、上記の凸形状部７０ａ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ｂを付して、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
凸形状部７０ａの上面の面積（長さＬ×幅Ｗ）は、１ｍｍ2〜５０ｍｍ2の範囲内に設定される。凸形状部７０ａの高低差Ｈ（図４参照）は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に設定される。
【００３５】
なお、酸化剤ガス入口連通孔４０ａ及び燃料ガス入口連通孔４４ａは、必要に応じて上記の酸化剤ガス出口連通孔４０ｂ及び燃料ガス出口連通孔４４ｂと同様に構成してもよい。また、第１エンドプレート２０ａにおいても、同様に構成してもよく、さらに前記第１エンドプレート２０ａに接続される図示しない配管を、同様に構成してもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
図１に示すように、燃料電池スタック１０を構成する第１エンドプレート２０ａにおいて、酸化剤ガス入口連通孔４０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔４４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔４２ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。
【００３８】
図２に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔４０ａから第１金属セパレータ２４の酸化剤ガス流路４６に導入される。酸化剤ガス流路４６では、酸化剤ガスが複数の酸化剤ガス流路溝４６ａに分散される。このため、酸化剤ガスは、各酸化剤ガス流路溝４６ａを介して電解質膜・電極構造体２２のカソード側電極３２に沿って移動する。
【００３９】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔４４ａから第２金属セパレータ２６の燃料ガス流路４８に導入される。この燃料ガス流路４８では、燃料ガスが複数の燃料ガス流路溝４８ａに分散される。さらに、燃料ガスは、各燃料ガス流路溝４８ａを介して電解質膜・電極構造体２２のアノード側電極３０に沿って移動する。
【００４０】
従って、電解質膜・電極構造体２２では、カソード側電極３２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極３０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、発電が行われる。
【００４１】
次いで、カソード側電極３２に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに排出される（図１及び図２参照）。同様に、アノード側電極３０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔４４ｂに排出される。
【００４２】
一方、冷却媒体入口連通孔４２ａに供給された冷却媒体は、第１及び第２金属セパレータ２４、２６間に形成された冷却媒体流路５０に導入される（図２参照）。この冷却媒体流路５０では、冷却媒体が水平方向（矢印Ｂ方向）に移動する。従って、冷却媒体は、電解質膜・電極構造体２２の発電面全面にわたって冷却した後、冷却媒体出口連通孔４２ｂに排出される。
【００４３】
この場合、第１の実施形態では、図３に示すように、例えば、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの底部６２ａには、ゴム部材６６ａを介して挿入部材６８ａが配設されている。挿入部材６８ａの上面には、図１及び図５に示すように、全面にわたって複数の凸形状部７０ａが形成されるとともに、前記凸形状部７０ａ間には、排出酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ａ１方向）に沿って、少なくとも積層体１４の外部まで連通する溝部７２ａが連続して設けられている。
【００４４】
このため、酸化剤ガス流路４６の排出側端部から酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに排出される水分（生成水等）は、溝部７２ａに導入されることにより、表面張力で孤立した水滴が形成されることがない。しかも、溝部７２ａは、積層体１４の外部まで連続しており、水分は前記溝部７２ａに沿って円滑且つ確実に移動し（図５中、破線矢印参照）、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂから良好に排出される。
【００４５】
これにより、第１の実施形態では、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに滞留水が発生することがなく、前記酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに該滞留水による閉塞等が惹起することはない。従って、簡単な構成で、安定した発電電圧を確実に得ることが可能になるととともに、特に低温始動性が良好に向上するという効果が得られる。
【００４６】
さらに、溝部７２ａは、平面視で屈曲乃至湾曲する波形状流路を構成している。このため、溝部７２ａを流れる水の流速が減少し、水溜まりが発生することを阻止することができる。
【００４７】
さらにまた、溝部７２ａは、溝幅Ｔが１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定されている。ここで、溝幅Ｔが１ｍｍ未満では、水の流れが阻害される一方、該溝幅Ｔが５ｍｍを超えると、流速が早くなり過ぎて水の分離による水滴の残留が発生する。従って、溝幅Ｔを１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定することにより、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに導出される水分は、溝部７２ａに沿って連続的（水滴を形成することがなく）に排出されるという利点がある。
【００４８】
また、凸形状部７０ａの上面の面積は、１ｍｍ2〜５０ｍｍ2の範囲内に設定されている。面積が１ｍｍ2未満では、溝部７２ａを流れる水量が減少して流動抵抗が増大し、水の流れが阻止される一方、前記面積が５０ｍｍ2を超えると、水溜りが発生し易いからである。
【００４９】
さらに、凸形状部７０ａの高低差Ｈは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に設定されている。高低差Ｈが、０．５ｍｍ未満では、溝部７２ａを流れる水量が減少して水の流れが阻止される一方、前記高低差Ｈが１０ｍｍを超えると、凸形状部７０ａに水滴が残存し易くなるとともに、燃料電池スタック１０自体の体積が増大するからである。
【００５０】
なお、燃料ガス出口連通孔４４ｂでは、上記の酸化剤ガス出口連通孔４０ｂと同様の効果が得られる。
【００５１】
また、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂ及び燃料ガス出口連通孔４４ｂでは、各々の底部６２ａ、６２ｂにゴム部材６６ａ、６６ｂを介装して、挿入部材６８ａ、６８ｂが配設されているが、これに限定されるものではない。例えば、ゴム部材６６ａ、６６ｂを用いずに、挿入部材６８ａ、６８ｂを直接底部６２ａ、６２ｂに配設してもよく、あるいは、前記底部６２ａ、６２ｂに直接凸形状部７０ａ、７０ｂを形成してもよい。以下に説明する第２〜第４の実施形態においても、同様である。
【００５２】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する挿入部材８０の平面説明図である。
【００５３】
挿入部材８０の上面全面には、切削加工等によって複数の凸形状部８２が形成される。凸形状部８２は、平面視で長方形状に設定されるとともに、それぞれの長手方向が矢印Ｂ方向に配設される。凸形状部８２間には、排出酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ａ１方向）に沿って、少なくとも積層体（図示せず）の外部まで連通する排水用溝部８４が連続して設けられる。溝部８４は、平面視で屈曲乃至湾曲する波形状流路を構成する。凸形状部８２は、凸形状部７０ａと同様に構成される一方、溝部８４は、溝部７２ａと同様に構成される。
【００５４】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する挿入部材９０の平面説明図である。
【００５５】
挿入部材９０の上面全面には、切削加工等によって複数の凸形状部９２が形成される。凸形状部９２は、平面視で三角形状に設定されるとともに、前記凸形状部８２間には、排出酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ａ１方向）に沿って、少なくとも積層体（図示せず）の外部まで連通する排水用溝部９４が連続して設けられる。溝部９４は、平面視で屈曲乃至湾曲する波形状流路を構成する。溝部９４は、溝部７２ａと同様に構成される。
【００５６】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する挿入部材１００の平面説明図である。
【００５７】
挿入部材１００の上面全面には、切削加工等によって複数の凸形状部１０２が形成される。凸形状部１０２は、平面視で曲線形状（波形状）に設定されるとともに、前記凸形状部１０２間には、排出酸化剤ガスの流れ方向（矢印Ａ１方向）に沿って、少なくとも積層体（図示せず）の外部まで連通する排水用溝部１０４が連続して設けられる。溝部１０４は、平面視で湾曲する波形状流路を構成しており、矢印Ａ１方向に向かう水分の流速を曲線の流動抵抗により遅くする。
【００５８】
このように構成される第２〜第４の実施形態では、水分が溝部８４、９４及び１０４に沿って円滑且つ確実に移動する。従って、簡単な構成で、安定した発電電圧を確実に得ることが可能になるととともに、特に低温始動性が良好に向上する等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの概略斜視図である。
【図２】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の分解斜視図である。
【図３】前記燃料電池を構成する第１金属セパレータの正面説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する挿入部材の一部拡大説明図である。
【図５】前記挿入部材の平面説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する挿入部材の平面説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する挿入部材の平面説明図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する挿入部材の平面説明図である。
【図９】特許文献１の燃料電池スタックの概略説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…燃料電池スタック              １２…燃料電池
２２…電解質膜・電極構造体          ２４、２６…金属セパレータ
２８…固体高分子電解質膜            ３０…アノード側電極
３２…カソード側電極                ４０ａ…酸化剤ガス入口連通孔
４０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔        ４２ａ…冷却媒体入口連通孔
４２ｂ…冷却媒体出口連通孔          ４４ａ…燃料ガス入口連通孔
４４ｂ…燃料ガス出口連通孔          ４６…酸化剤ガス流路
４６ａ…酸化剤ガス流路溝            ４８…燃料ガス流路
４８ａ…燃料ガス流路溝              ５０…冷却媒体流路
６２ａ、６２ｂ…底部                ６６ａ、６６ｂ…ゴム部材
６８ａ、６８ｂ、８０、９０、１００…挿入部材
７０ａ、７０ｂ、８２、９２、１０２…凸形状部
７２ａ、８４、９４、１０４…溝部
【図１】
2006100004.tif 000003
【図２】
2006100004.tif 000004
【図３】
2006100004.tif 000005
【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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