(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、積層された複数の各電解質・電極接合体の電極面に対して反応ガスを良好に分配することを可能にする。【解決手段】セパレータ２８は、電解質・電極接合体２６を挟持する複数の第１及び第２挟持部４０、６４と、前記第１及び第２挟持部４０、６４に連結され、燃料ガス供給通路７４が形成される複数の第１橋架部３８、６２と、前記第１橋架部３８、６２に一体に連結され、燃料ガス供給連通孔３０が積層方向に形成される第１及び第２燃料ガス供給部３６、６０とを備える。燃料ガス供給通路７４には、燃料ガスを各電解質・電極接合体２６に均等に分配するために、前記燃料ガス供給通路７４全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構７５が設けられる。【選択図】図３
2008103216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失が発生する長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記挟持部は、前記反応ガス供給部を中心にして等角度間隔ずつ離間して配置されることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項５記載の燃料電池において、前記挟持部は、前記反応ガス供給部を中心にして同心円上に配置されることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
請求項５又は６記載の燃料電池において、前記橋架部は、前記挟持部に対応し且つ前記反応ガス供給部を中心にして等角度間隔ずつ離間して配置されることを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池を備え、前記燃料電池が複数積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスをセパレータ面方向及びセパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項９】
請求項８記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池を備え、前記燃料電池が複数積層される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくとも前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又は前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、
複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部と、
を備え、
前記反応ガス供給通路には、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスをセパレータ面方向及びセパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項１１】
請求項１０記載の燃料電池において、前記圧損発生機構は、前記反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも前記反応ガス供給通路の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、
前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失が発生する長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される複数の電解質・電極接合体が、セパレータ間に配設される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、通常、電解質・電極接合体とセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、電解質・電極接合体を構成するアノード電極及びカソード電極に、それぞれ燃料ガス（例えば、水素ガス）及び酸化剤ガス（例えば、空気）を供給するために、セパレータの面方向に沿って燃料ガス通路及び酸化剤ガス通路が形成されている。その際、燃料電池スタックでは、各燃料ガス通路及び各酸化剤ガス通路に燃料ガス及び酸化剤ガスを分配するために、積層方向に延在する燃料ガス供給部及び酸化剤ガス供給部が設けられた内部マニホールドを構成する場合がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている平板型固体電解質燃料電池では、図１８に示すように、単電池（図示せず）と交互に配設されるセパレータ１を備えている。このセパレータ１は、四隅にガス給気孔２ａ、３ａとガス排気孔２ｂ、３ｂとが積層方向に設けられるとともに、複数列のガス流通溝４ａと突起４ｂとが交互に面方向に沿って形成されている。
【０００５】
ガス流通溝４ａは、三角凹み５ａ、５ｂを介してガス給気孔２ａ及びガス排気孔２ｂに連通している。三角凹み５ａには、ガス給気孔２ａに近接するガス導入部にガスの流れを絞るための手段として絞り部６及び障害物７が設けられている。この絞り部６及び障害物７は、ガス給気孔２ａからガス導入部に流入するガスの圧力損失を増加させる作用を有している。
【０００６】
また、ガス流通溝４ａの両端側には、溝深さを浅くしてガス流通導入口部８ａ及びガス流通導出口部８ｂが設けられており、ガス流の圧力損失機能を持たせている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１７２５９４号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１では、ガス給気孔２ａからガス導入部に流入するガスの圧力損失を良好に確保するために、絞り部６及び障害物７の加工精度を高く維持しなければならない。このため、セパレータ１の製造コストが相当に高騰して経済的ではないという問題がある。
【０００９】
しかも、各セパレータ１には、単一の電解質・電極接合体（ＭＥＡ）が配置されている。従って、各電解質・電極接合体毎に反応ガスの供給条件が異なってしまい、複数の電解質・電極接合体に均一な反応ガスの供給が困難になるおそれがある。これにより、燃料電池スタック全体として所望の発電性能を発揮することができないという問題がある。
【００１０】
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、積層された各電解質・電極接合体の電極面に対して反応ガスを良好に供給することが可能な燃料電池及び燃料電池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】
【００１１】
本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池に関するものである。
【００１２】
セパレータは、電解質・電極接合体を挟持するとともに、少なくともアノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔又はカソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔が設けられる複数の挟持部と、前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給孔に又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給孔に供給するための反応ガス供給通路が形成される複数の橋架部と、複数の前記橋架部に一体に連結され、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを前記反応ガス供給通路に供給するための反応ガス供給連通孔が積層方向に形成される反応ガス供給部とを備えている。
【００１３】
そして、反応ガス供給通路には、燃料ガス又は酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられている。
【００１４】
また、圧損発生機構は、反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも反応ガス供給通路の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、前記反応ガス供給通路の長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部とを備えることが好ましい。すなわち、反応ガス供給通路の断面形状の加工誤差（公差）の影響を、前記反応ガス供給通路の長さ方向の圧力損失で緩和し、複数の燃料ガス通路における前記反応ガスの圧力損失を均一化するものである。
【００１５】
これは、反応ガス供給通路の開口断面積と、前記反応ガス供給通路の長さとにより圧力損失を調整するため、前記圧力損失の制御が簡素化され、燃料ガス又は酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に対して均等に分配することができるからである。しかも、反応ガス供給通路の開口断面に生じる公差により圧力損失の差異が惹起しても、前記反応ガス供給通路の長さ方向の圧力損失によって調整することができるからである。これにより、開口断面積のみで圧力損失を調整する場合に比べ、開口断面を大きくでき、加工誤差の影響が相対的に小さくなるため、開口断面の加工精度を高める必要がなく、加工に係る工数全体の削減による製造コストの削減が図られ、経済的である。
【００１６】
さらに、本発明では、反応ガス供給通路には、燃料ガス又は酸化剤ガスを各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられている。
【００１７】
さらにまた、圧損発生機構は、反応ガス供給連通孔の開口断面積よりも反応ガス供給通路の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部と、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失が発生する長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部とを備えることが好ましい。
【００１８】
さらに、挟持部は、反応ガス供給部を中心にして等角度間隔ずつ離間して配置されることが好ましい。反応ガス供給部から各電解質・電極接合体に対して反応ガスを均等に分配することができ、各電解質・電極接合体の発電性能の向上及び安定化が図られるとともに、対称性が高いために熱歪み等を良好に抑制することが可能になるからである。
【００１９】
さらにまた、挟持部は、反応ガス供給部を中心にして同心円上に配置されることが好ましい。反応ガス供給部から複数の各電解質・電極接合体に対して反応ガスを均等に分配することができ、各電解質・電極接合体の発電性能の向上及び安定化が図られるとともに、並列に配置した任意の電解質・電極接合体に不良が発生しても、燃料電池全体の発電反応を継続することが可能になるからである。
【００２０】
また、橋架部は、挟持部に対応し且つ反応ガス供給部を中心にして等角度間隔ずつ離間して配置されることが好ましい。反応ガス供給部から各電解質・電極接合体に対して反応ガスを均等に分配することができ、各電解質・電極接合体の発電性能の向上及び安定化が図られるとともに、対称性が高いために熱歪み等を良好に抑制することが可能になるからである。
【００２１】
さらに、本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池を備え、前記燃料電池が複数積層される燃料電池に関するものである。
【００２２】
そして、反応ガス供給通路には、燃料ガス又は酸化剤ガスをセパレータ面方向及びセパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に均等に分配するために、反応ガス供給通路全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられている。
【００２３】
さらにまた、本発明では、反応ガス供給通路には、燃料ガス又は酸化剤ガスをセパレータ面方向及びセパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に均等に分配するために、前記反応ガス供給通路の一部で圧力損失を発生させる圧損発生機構が設けられている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、反応ガス供給通路の断面形状によって発生する圧力損失の誤差を、前記反応ガス供給通路の長さを長尺に構成することによって発生する圧力損失を介して吸収することができる。従って、反応ガス供給通路の開口断面積のみで燃料ガスの圧力損失を調整する構成に比べ、開口断面を大きくでき、加工誤差の影響が相対的に小さくなるため、反応ガス供給通路の加工精度を高く維持する必要がない。これにより、加工工数の削減が可能になり、製造コストを有効に抑えて経済的である。
【００２５】
しかも、複数の電解質・電極接合体に対して反応ガスを均等に分配することができ、燃料電池全体の発電性能を良好に向上させることが可能になる。さらに、セパレータ積層方向の各電解質・電極接合体に反応ガスを均等に分配することができ、燃料電池スタック全体の発電性能の向上が容易に図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０が矢印Ａ方向に複数積層された燃料電池スタック１２の概略斜視説明図であり、図２は、前記燃料電池スタック１２の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００２７】
燃料電池１０は、固体電解質型燃料電池であり、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池１０は、図３及び図４に示すように、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質（電解質板）２０の両面に、カソード電極２２及びアノード電極２４が設けられた電解質・電極接合体２６を備える。電解質・電極接合体２６は、円板状に形成される。
【００２８】
燃料電池１０は、図３に示すように、一対のセパレータ２８間に複数（例えば、４個）の電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ２８間には、このセパレータ２８の中心部である燃料ガス供給連通孔３０を中心にして等角度間隔ずつ離間し且つ前記燃料ガス供給連通孔３０と同心円上に４個の電解質・電極接合体２６が配置される。
【００２９】
セパレータ２８は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成される第１プレート３２及び第２プレート３４を有する。第１プレート３２及び第２プレート３４は、互いに拡散接合、レーザ溶接又はろう付け等により接合される。第１プレート３２及び第２プレート３４は、金属プレートに代えて、例えば、カーボンプレート等（接合方法は省略する）で構成してもよい。
【００３０】
図３及び図５に示すように、第１プレート３２は、中央部に積層方向（矢印Ａ方向）に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔（反応ガス供給連通孔）３０が形成される第１燃料ガス供給部（反応ガス供給部）３６を有する。この第１燃料ガス供給部３６から外方に等角度間隔ずつ離間して放射状に延在する４つの第１橋架部３８を介し、比較的大径な第１挟持部４０が一体に設けられる。第１挟持部４０は、電解質・電極接合体２６と略同一寸法に設定されるとともに、各第１挟持部４０には、短尺な第２橋架部４２を介して環状の第１筐体部４４が一体に設けられる。
【００３１】
第１挟持部４０のアノード電極２４に接触する面には、前記アノード電極２４の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス通路４６を形成する複数の突起部４８が設けられる。突起部４８は、集電部を構成する。第１挟持部４０の略中央には、燃料ガス供給連通孔３０側に偏心しアノード電極２４の略中央部に向かって燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔５２が形成される。
【００３２】
第１筐体部４４は、酸化剤ガスを後述する酸化剤ガス供給通路７８に供給するための酸化剤ガス供給連通孔（反応ガス供給連通孔）５４が積層方向に形成される酸化剤ガス供給部（反応ガス供給部）５６を有する。第１筐体部４４には、複数のボルト挿入用孔部５８が所定角度間隔ずつ離間して設けられる。燃料ガス供給連通孔３０、第１橋架部３８、第１挟持部４０、第２橋架部４２及び酸化剤ガス供給連通孔５４は、セパレータ面方向に沿って直線上に配置される。
【００３３】
図３及び図６に示すように、第２プレート３４は、中央部に燃料ガス供給連通孔３０が形成される第２燃料ガス供給部（反応ガス供給部）６０を有する。この第２燃料ガス供給部６０から外方に等角度間隔ずつ離間して放射状に延在する４つの第１橋架部６２を介して比較的大径な第２挟持部６４が一体に設けられる。第２挟持部６４は、第１挟持部４０と同様に、電解質・電極接合体２６と略同一寸法に設定されるとともに、各第２挟持部６４には、短尺な第２橋架部６６を介して環状の第２筐体部６８が一体に設けられる。
【００３４】
第２燃料ガス供給部６０の第１燃料ガス供給部３６と接合される面には、燃料ガス供給連通孔３０に連通する複数の溝部７０が、前記燃料ガス供給連通孔３０を中心にして放射状に形成される。各溝部７０は、周溝７２に一体に連通するとともに、前記周溝７２には、４本の燃料ガス供給通路（反応ガス供給通路）７４が連通する。各燃料ガス供給通路７４は、各第１橋架部６２から各第２挟持部６４の中央部近傍に延在し、第１プレート３２の燃料ガス供給孔５２に対応して終端する。
【００３５】
燃料ガス供給通路７４には、燃料ガスを各電解質・電極接合体２６に均等に分配するために、前記燃料ガス供給通路７４全体にわたって圧力損失を発生させる圧損発生機構７５が設けられる。図７に示すように、圧損発生機構７５は、燃料ガス供給連通孔３０の開口断面積よりも燃料ガス供給通路７４の開口断面積Ａ（ａ１×ａ２）を小さく設定することにより構成される断面圧損発生部７５ａと、前記燃料ガス供給通路７４の長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部７５ｂとを備える。
【００３６】
ここで、代表長さＤとは、開口断面を仮想の円に置換することによって開口断面積Ａを前記仮想の円の面積とみなし、前記仮想の円の面積から求められる直径を代表長さＤとする。代表長さＤは、Ｄ＝２√（Ａ／π）によって求められる。
【００３７】
図３に示すように、第２筐体部６８には、酸化剤ガス供給連通孔５４が積層方向に形成される酸化剤ガス供給部５６と、ボルト挿入用孔部５８とが設けられる。この第２筐体部６８の第１筐体部４４に接合される面には、酸化剤ガス供給連通孔５４から供給される酸化剤ガスを充填するための充填室７６が形成される（図３及び図８参照）。
【００３８】
充填室７６は、各第２橋架部６６から各第２挟持部６４の中央部近傍まで延在する酸化剤ガス供給通路（反応ガス供給通路）７８に連通する。酸化剤ガス供給通路７８の先端には、第２挟持部６４を貫通する酸化剤ガス供給孔８０が連通する。
【００３９】
第１プレート３２には、複数の突起部４８が、例えば、エッチングにより形成されるとともに、第２プレート３４には、溝部７０、周溝７２、燃料ガス供給通路７４、充填室７６及び酸化剤ガス供給通路７８が、例えば、エッチングにより形成される。
【００４０】
図３に示すように、第２プレート３４のカソード電極２２に向かう面には、変形可能な弾性通路部、例えば、導電性フェルト部材（金属フェルト等の導電性不織布）８４が配設される。このフェルト部材８４により、第２挟持部６４とカソード電極２２との間には、酸化剤ガス通路８６が形成される。なお、フェルト部材８４に代えて、メッシュ部材（金属メッシュ等の導電性織布）、発泡金属、エキスパンドメタル、パンチングメタル又はプレスエンボスメタル等を採用してもよい。電解質・電極接合体２６の外周部には、反応後の燃料ガス及び酸化剤ガスを排ガスとして排出するための排ガス通路８８が設けられる。
【００４１】
図８に示すように、各セパレータ２８間には、燃料ガス供給連通孔３０をシールするための第１絶縁シール９０と、酸化剤ガス供給連通孔５４をシールするための第２絶縁シール９２とが設けられる。第１絶縁シール９０及び第２絶縁シール９２は、シール性が高く、硬質で潰れ難い、例えば、地殻成分系素材、硝子系素材、粘土とプラスチックの複合素材等が使用される。また、第２絶縁シール９２は、熱エネルギの拡散を阻止する断熱部材であることが好ましい。
【００４２】
図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池１０の積層方向一端に、略円板状の第１エンドプレート９４ａが配置されるとともに、積層方向他端に、隔壁９５を介装して小径且つ略円板状の複数の第２エンドプレート９４ｂと、大径且つ略リング状の固定リング９４ｃとが配置される。隔壁９５は、排ガスが燃料電池１０の外部に拡散することを阻止する機能を有する一方、第２エンドプレート９４ｂは、各電解質・電極接合体２６の積層位置に対応して４つ配設される。
【００４３】
第１エンドプレート９４ａ及び固定リング９４ｃは、セパレータ２８のボルト挿入用孔部５８に連通する複数の孔部９６を有する。孔部９６からボルト挿入用孔部５８に挿入されるボルト９８及び前記ボルト９８に螺合するナット１００を介し、セパレータ２８の第１筐体部４４及び第２筐体部６８が第１エンドプレート９４ａに締め付け固定される。
【００４４】
第１エンドプレート９４ａには、燃料ガス供給連通孔３０に連通する単一の燃料ガス供給パイプ１０２と、各酸化剤ガス供給連通孔５４に連通する４本の酸化剤ガス供給パイプ１０４と、排ガス通路８８に連通する４本の排ガス排出パイプ１０５とが設けられる。
【００４５】
第１エンドプレート９４ａは、複数のボルト９８、ナット１０８ａ、１０８ｂ及び板状カラー部材１１０を介して支持プレート１１２が固定される。支持プレート１１２と第１エンドプレート９４ａとの間には、第１燃料ガス供給部３６及び第２燃料ガス供給部６０に締め付け荷重を付与する第１荷重付与部１１４と、酸化剤ガス供給部５６に締め付け荷重を付与する第２荷重付与部１１６と、各電解質・電極接合体２６に締め付け荷重を付与する第３荷重付与部１１８とが設けられる。
【００４６】
第１荷重付与部１１４は、燃料ガス供給連通孔３０から燃料ガスが漏れることを阻止するために燃料電池１０の中央部（第１燃料ガス供給部３６及び第２燃料ガス供給部６０の中央部）に配置される押圧部材１２０を備え、この押圧部材１２０は、４つの第２エンドプレート９４ｂの配列中心近傍に位置して前記燃料電池１０に隔壁９５を介して押圧する。押圧部材１２０には、第１受け部材１２２ａ及び第２受け部材１２２ｂを介して第１スプリング１２４が配置される。第２受け部材１２２ｂには、第１押圧ボルト１２６の先端が当接する。第１押圧ボルト１２６は、支持プレート１１２に形成された第１ねじ孔１２８に螺合するとともに、第１ナット１３０を介して位置調整可能に固定される。
【００４７】
第２荷重付与部１１６は、孔部９６からボルト挿入用孔部５８に挿入されるボルト９８と、前記ボルト９８に螺合するナット１００とを備え、酸化剤ガス供給部５６から酸化剤ガスが漏れることを阻止する機能を有する。
【００４８】
第３荷重付与部１１８は、第２エンドプレート９４ｂに各電解質・電極接合体２６に対応して配置される第３受け部材１３２ａを備える。第３受け部材１３２ａは、ピン１３４を介して第２エンドプレート９４ｂに位置決め支持される。第３受け部材１３２ａに第２スプリング１３６の一端が当接する一方、前記第２スプリング１３６の他端が第４受け部材１３２ｂに当接する。第４受け部材１３２ｂには、第２押圧ボルト１３８の先端が当接する。第２押圧ボルト１３８は、支持プレート１１２に形成された第２ねじ孔１４０に螺合するとともに、第２ナット１４２を介して位置調整可能に固定される。
【００４９】
このように構成される燃料電池スタック１２の動作について、以下に説明する。
【００５０】
図１に示すように、第１エンドプレート９４ａに接続されている燃料ガス供給パイプ１０２から燃料ガス供給連通孔３０には、燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤ガス供給パイプ１０４から酸化剤ガス供給部５６には、酸素含有ガスである空気が供給される。
【００５１】
燃料ガス供給連通孔３０に供給された燃料ガスは、図４及び図８に示すように、積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１０を構成するセパレータ２８の第２プレート３４に形成された溝部７０から周溝７２を介して各燃料ガス供給通路７４に供給される。燃料ガスは、燃料ガス供給通路７４に沿って移動した後、第１プレート３２に形成された燃料ガス供給孔５２から燃料ガス通路４６に導入される。
【００５２】
燃料ガス供給孔５２は、各電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の略中心位置に対応して設けられている。従って、燃料ガスは、燃料ガス供給孔５２からアノード電極２４に供給され、このアノード電極２４の略中心部から外周部に向かって燃料ガス通路４６を流動する。
【００５３】
一方、酸化剤ガス供給部５６に供給される空気は、第１プレート３２の第１筐体部４４と第２プレート３４の第２筐体部６８との間に設けられる充填室７６に一旦充填される。この充填室７６には、酸化剤ガス供給通路７８が連通しており、酸化剤ガスは、各酸化剤ガス供給通路７８に沿って第１挟持部４０及び第２挟持部６４の中心側に移動する。
【００５４】
第２挟持部６４の中心近傍には、酸化剤ガス供給孔８０が連通するとともに、前記酸化剤ガス供給孔８０は、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の略中心位置に対応して設けられている。これにより、空気は、図８に示すように、酸化剤ガス供給孔８０からカソード電極２２に供給され、このカソード電極２２の略中心部から外周部に向かってフェルト部材８４に形成された酸化剤ガス通路８６を流動する。
【００５５】
従って、各電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の略中心部から外周部に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の略中心部から外周部に向かって空気が供給され、発電が行われる。そして、発電に使用された燃料ガス及び空気は、排ガスとして各電解質・電極接合体２６の外周部から排ガス通路８８に排気される。
【００５６】
この場合、第１の実施形態では、図７に示すように、燃料ガス供給通路７４に圧損発生機構７５が設けられるとともに、前記圧損発生機構７５は、燃料ガス供給連通孔３０の開口断面積よりも燃料ガス供給通路７４の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部７５ａと、前記燃料ガス供給通路７４の長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部７５ｂとを備えている。
【００５７】
このため、燃料ガス供給通路７４の断面形状によって発生する圧力損失の誤差（加工公差）等を、前記燃料ガス供給通路７４の全長である長さＬを長尺に構成することにより発生する圧力損失を介して吸収することができる。従って、燃料ガス供給連通孔３０から燃料ガス供給通路７４に供給された燃料ガスは、前記燃料ガス供給通路７４の断面積Ａで圧力損失が発生するとともに、前記燃料ガス供給通路７４の長さＬにより発生する圧力損失によって前記燃料ガスの圧力損失が決定されている。
【００５８】
これにより、燃料ガス供給通路７４の開口断面積のみで燃料ガスの圧力損失を調整する構成に比べ、開口断面を大きくでき、加工誤差の影響が相対的に小さくなるため、前記燃料ガス供給通路７４の加工精度を高く維持する必要がない。従って、燃料ガス供給通路７４の加工工数の削減が可能になり、製造コストを有効に抑えて経済的であるという効果が得られる。
【００５９】
なお、Ｄ／Ｌが０．１を超えると、通路方向圧損発生部７５ｂの長さ方向の圧力損失が十分ではなく、燃料ガス供給通路７４の断面形状の加工誤差（公差）の影響を緩和することができなくなる。すなわち、各燃料ガス供給通路７４の圧力損失が均一化されず、各電解質・電極接合体２６に対して燃料ガスを均等に分配することが困難になるおそれがある。
【００６０】
また、第１の実施形態では、セパレータ２８間に挟持されている複数、例えば、４つの電解質・電極接合体２６に対して燃料ガスを均等に分配することができ、燃料電池１０全体の発電性能を良好に向上させることが可能になる。
【００６１】
さらに、燃料電池スタック１２では、各燃料電池１０毎に燃料ガスを均等に分配することができる。このため、多段に積層されている各電解質・電極接合体２６に対して燃料ガスの均等分配が可能になり、燃料電池スタック１２全体の発電性能の向上が容易に図られる。
【００６２】
また、第１挟持部４０及び第２挟持部６４（電解質・電極接合体２６）は、燃料ガス供給連通孔３０を中心にして等角度間隔ずつ離間して配置されている。これにより、燃料ガス供給連通孔３０から複数の各電解質・電極接合体２６に対して燃料ガスを均等に分配することができ、各電解質・電極接合体２６の発電性能の向上及び安定化が容易に図られる。しかも、第１挟持部４０及び第２挟持部６４の対称性が高いために、前記第１挟持部４０及び第２挟持部６４に熱歪み等が発生することを良好に抑制することが可能になる。
【００６３】
さらに、電解質・電極接合体２６は、燃料ガス供給連通孔３０と同心円上に配置されている。従って、燃料ガス供給連通孔３０から各電解質・電極接合体２６に対して燃料ガスを均等に分配することができ、各電解質・電極接合体２６の発電性能の向上及び安定化が容易に図られる。その上、任意の電解質・電極接合体２６に破損等の不良が発生しても、残余の電解質・電極接合体２６による発電が可能であり、燃料電池１０全体による発電を継続することができる。
【００６４】
さらにまた、第１橋架部３８、６２は、電解質・電極接合体２６と同数に設定されるとともに、燃料ガス供給連通孔３０を中心に等角度間隔ずつ離間して配置されている。このため、燃料ガス供給連通孔３０から各第１橋架部３８、６２間の燃料ガス供給通路７４を介して各電解質・電極接合体２６に燃料ガスを均等に分配することができ、発電性能の向上と安定化が図られる。しかも、第１橋架部３８、６２の対称性が高いために、前記第１橋架部３８、６２に熱歪み等が発生することを良好に抑制することが可能になる。
【００６５】
なお、セパレータ２８の中心部に、燃料ガス供給連通孔３０を有する第１燃料ガス供給部３６及び第２燃料ガス供給部６０を設けているが、これに代えて、酸化剤ガス供給連通孔５４を有する酸化剤ガス供給部５６を設けてもよい。
【００６６】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池１６０の分解斜視図であり、図１０は、前記燃料電池１６０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００６７】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と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。また、以下に説明する第３乃至第５の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
燃料電池１６０を構成するセパレータ１６２は、第１プレート１６４と第２プレート１６６とを備える。第１プレート１６４を構成する第１挟持部４０は、電解質・電極接合体２６に接触する面を平坦面に構成するとともに、この面には、アノード電極２４の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス通路４６を形成し且つ前記アノード電極２４に密着する導電性フェルト部材（金属フェルト等の導電性不織布）１６７が配設される（図９及び図１０参照）。なお、フェルト部材１６７に代えて、メッシュ部材（金属メッシュ等の導電性織布）、発泡金属、エキスパンドメタル、パンチングメタル又はプレスエンボスメタル等を採用してもよい。
【００６９】
第２プレート１６６を構成する第２挟持部６４は、カソード電極２２に接触する面に、酸化剤ガス通路８６を形成する複数の突起部１６８が設けられる。突起部１６８は、例えば、エッチングにより形成される。
【００７０】
このように、第２の実施形態では、フェルト部材１６７の変形作用下に、前記フェルト部材１６７とアノード電極２４との密着性が促進される等の効果が得られる。
【００７１】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池１７０の分解斜視図であり、図１２は、前記燃料電池１７０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００７２】
燃料電池１７０を構成するセパレータ１７２は、第１プレート１７４と第２プレート１７６とを備える。第１プレート１７４を構成する第１挟持部４０のアノード電極２４に接触する面には、燃料ガス通路４６を形成する複数の突起部４８が設けられる。第２プレート１７６を構成する第２挟持部６４のカソード電極２２に接触する面に、酸化剤ガス通路８６を形成する複数の突起部１６８が設けられる。
【００７３】
このように、第３の実施形態では、突起部４８、１６８によって電解質・電極接合体２６やセパレータ１７２の歪みを低減するとともに、燃料ガス及び酸化剤ガスの均等な流れが達成される等、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７４】
なお、上記の第１及び第２の実施形態を併合し、酸化剤ガス通路８６を形成するフェルト部材（金属フェルト等の導電性不織布）８４と、燃料ガス通路４６を形成するフェルト部材（金属フェルト等の導電性不織布）１６７とを用いてもよい。また、フェルト部材８４、１６７に代えて、メッシュ部材（金属メッシュ等の導電性織布）、発泡金属、エキスパンドメタル、パンチングメタル又はプレスエンボスメタル等を採用してもよい。
【００７５】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池１８０が矢印Ａ方向に積層された燃料電池スタック１８２の概略斜視説明図である。
【００７６】
燃料電池１８０は、各セパレータ１８４間に複数、例えば、８個の電解質・電極接合体２６が、このセパレータ１８４の中心部である燃料ガス供給連通孔３０と同心円上に配列される。
【００７７】
セパレータ１８４は、図１４に示すように、例えば、ステンレス合金等の板金で構成される１枚の金属プレートやカーボンプレート等で構成される。セパレータ１８４は、中央部に燃料ガス供給連通孔３０を形成する燃料ガス供給部（反応ガス供給部）１８６を有する。この燃料ガス供給部１８６から外方に等角度間隔ずつ離間して放射状に延在する複数の第１橋架部１８８を介して比較的大径な挟持部１９０が一体的に設けられる。燃料ガス供給部１８６と各挟持部１９０との中心間距離は、同一距離に設定される。
【００７８】
各挟持部１９０は、電解質・電極接合体２６と略同一寸法に設定されており、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔５２が、例えば、前記挟持部１９０の中心又は中心に対して酸化剤ガスの流れ方向上流側に偏心した位置に設定される。
【００７９】
各挟持部１９０のアノード電極２４に接触する面１９０ａには、前記アノード電極２４の電極面に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス通路４６が形成される。この燃料ガス通路４６は、各挟持部１９０の面１９０ａに形成される複数の突起部１９２により構成される。
【００８０】
突起部１９２は、面１９０ａに、例えば、エッチングにより形成される中実部、又はプレスにより形成される中空部で構成される。突起部１９２の断面形状は、矩形状、円形状、長円形状、楕円形状、三角形状又は長方形状等、種々の形状に設定可能であるとともに、位置や密度は、燃料ガスの流れ状態等によって任意に変更される。以下に説明する他の突起部は、上記の突起部１９２と同様に構成される。各挟持部１９０のカソード電極２２に接触する面１９０ｂは、略平坦面に形成される。
【００８１】
図１４に示すように、セパレータ１８４のカソード電極２２に対向する面には、通路部材１９４が、例えば、ろう付け、拡散接合やレーザ溶接等により固着される。
【００８２】
通路部材１９４は、平板状に構成されるとともに、中央部に燃料ガス供給連通孔３０を形成する燃料ガス供給部１９６を備える。燃料ガス供給部１９６から放射状に８本の第２橋架部１９８が延在するとともに、各第２橋架部１９８は、セパレータ１８４の第１橋架部１８８から挟持部１９０の面１９０ｂに燃料ガス供給孔５２を覆って固着される（図１６参照）。燃料ガス供給部１９６から第２橋架部１９８には、燃料ガス供給連通孔３０から燃料ガス供給孔５２に連通する燃料ガス供給通路７４が形成される。燃料ガス供給通路７４には、圧損発生機構７５が設けられている。
【００８３】
挟持部１９０の面１９０ｂには、カソード電極２２の電極面に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス通路８６を形成し且つ前記カソード電極２２に密着する変形可能な弾性通路部、例えば、導電性メッシュ部材（金属メッシュ等の導電性織布）２００が配設される。なお、メッシュ部材２００に代えて、導電性フェルト部材（金属フェルト等の導電性不織布）、発泡金属、エキスパンドメタル、パンチングメタル又はプレスエンボスメタル等を採用してもよい。
【００８４】
メッシュ部材２００は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）の線材で構成され、円板状を有する。このメッシュ部材２００は、積層方向（矢印Ａ方向）の荷重に対して所望の弾性変形が可能な厚さに設定されて挟持部１９０の面１９０ｂに直接接触するとともに、通路部材１９４を避けるために切り欠き部２００ａを設ける（図１４及び図１６参照）。
【００８５】
メッシュ部材２００に設けられる酸化剤ガス通路８６は、電解質・電極接合体２６の内側周端部と挟持部１９０の内側周端部との間から矢印Ｂ方向に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給連通孔５４に連通する。この酸化剤ガス供給連通孔５４は、各挟持部１９０の内方と第１橋架部１８８との間に位置して積層方向（矢印Ａ方向）に延在している。燃料電池１８０には、挟持部１９０の外方に位置して排ガス通路８８が形成される。
【００８６】
各セパレータ１８４間には、燃料ガス供給連通孔３０をシールするための絶縁シール２０２が配設される。絶縁シール２０２は、例えば、マイカ材等の地殻成分系素材、硝子系素材やセラミック系素材で形成される。
【００８７】
図１３に示すように、燃料電池スタック１８２は、複数の燃料電池１８０の積層方向両端に略円板状のエンドプレート２１０ａ、２１０ｂを配置する。エンドプレート２１０ａの中央部には、燃料ガス供給連通孔３０に対応して孔部２１２が設けられるとともに、前記孔部２１２の周囲には、酸化剤ガス供給連通孔５４に対応して複数の孔部２１４が設けられる。エンドプレート２１０ａ、２１０ｂ間は、ねじ孔２１６に螺合する図示しないボルトにより矢印Ａ方向に締め付けられている。
【００８８】
このように構成される燃料電池スタック１８２の動作について、以下に説明する。
【００８９】
燃料電池スタック１８２を組み付ける際には、先ず、図１４に示すように、セパレータ１８４のカソード電極２２に向かう面に通路部材１９４が接合される。このため、セパレータ１８４と通路部材１９４との間には、燃料ガス供給連通孔３０に連通する燃料ガス供給通路７４が形成されるとともに、前記燃料ガス供給通路７４が燃料ガス供給孔５２から燃料ガス通路４６に連通する（図１６参照）。
【００９０】
さらに、各セパレータ１８４間には、燃料ガス供給連通孔３０を囲繞してリング状の絶縁シール２０２が設けられる。そして、セパレータ１８４間には、８個の電解質・電極接合体２６が挟持されて燃料電池１８０が得られる。
【００９１】
その際、各セパレータ１８４には、互いに対向する面１９０ａ、１９０ｂ間に電解質・電極接合体２６が配置され、各アノード電極２４の略中央部に燃料ガス供給孔５２が配置される。セパレータ１８４の面１９０ｂと電解質・電極接合体２６との間には、メッシュ部材２００が介装されるとともに、前記メッシュ部材２００の切り欠き部２００ａは、通路部材１９４に対応して配置される。上記の燃料電池１０が矢印Ａ方向に複数積層され、積層方向両端にエンドプレート２１０ａ、２１０ｂが配置されて燃料電池スタック１２が構成される（図１３参照）。
【００９２】
次に、燃料電池スタック１８２では、図１３に示すように、エンドプレート２１０ａの孔部２１２から燃料ガス供給連通孔３０に燃料ガスが供給されるとともに、孔部２１４から酸化剤ガス供給連通孔５４に空気が供給される。
【００９３】
燃料ガスは、燃料電池スタック１８２の燃料ガス供給連通孔３０に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１８０に設けられる燃料ガス供給通路７４に送られる。このため、燃料ガスは、燃料ガス供給通路７４に沿ってセパレータ面方向（矢印Ｂ方向）に移動する。
【００９４】
図１６に示すように、燃料ガスは、燃料ガス供給通路７４から挟持部１９０に形成された燃料ガス供給孔５２を通って燃料ガス通路４６に導入される。燃料ガス供給孔５２は、各電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の略中心位置に設定されている。従って、燃料ガスは、燃料ガス供給孔５２からアノード電極２４の略中心に供給され、燃料ガス通路４６に沿って前記アノード電極２４の外周部に向かって移動する。
【００９５】
一方、酸化剤ガス供給連通孔５４に供給された空気は、電解質・電極接合体２６の内側周端部と挟持部１９０の内側周端部との間から矢印Ｂ方向に流入し、メッシュ部材２００に形成された酸化剤ガス通路８６に送られる。酸化剤ガス通路８６では、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の内側周端部（セパレータ１８４の中央部）側から外側周端部（セパレータ１８４の外側周端部側）に向かって空気が流動する。
【００９６】
従って、電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の電極面の中心側から周端部側に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の電極面の一方向（矢印Ｂ方向）に向かって空気が供給される。その際、酸化物イオンが電解質２０を通ってアノード電極２４に移動し、化学反応により発電が行われる。
【００９７】
なお、各電解質・電極接合体２６の外周部に排出される発電反応後の空気及び発電反応後の燃料ガスは、オフガスとして排ガス通路８８を介して燃料電池スタック１８２から排出される（図１３参照）。
【００９８】
このように構成される第４の実施形態では、燃料ガス供給通路７４に圧損発生機構７５が設けられている。従って、燃料ガス供給通路７４における燃料ガスの圧力損失を良好且つ確実に発生させることができ、前記燃料ガス供給通路７４の加工工数の削減を図るとともに、製造コストを有効に抑えて経済的である等、第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９９】
なお、第４の実施形態では、第１の実施形態と同様に、酸化剤ガス通路８６を形成するメッシュ部材２００（フェルト部材８４に相当する）を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、第２の実施形態に使用される燃料ガス通路４６を形成するフェルト部材１６７を用いてもよく、また、フェルト部材やメッシュ部材に代えて、第３の実施形態と同様に、燃料ガス通路４６を形成する複数の突起部４８及び酸化剤ガス通路８６を形成する複数の突起部１６８を採用してもよい。
【０１００】
図１７は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池を構成する圧損発生機構２２０の概略斜視説明図である。
【０１０１】
圧損発生機構２２０は、燃料ガスを各電解質・電極接合体２６に均等に分配するために、燃料ガス供給通路７４の一部で圧力損失を発生させる機能を有する。圧損発生機構２２０は、燃料ガス供給連通孔３０の開口断面積よりも燃料ガス供給通路７４の開口断面積Ａを小さく設定することにより構成される断面圧損発生部２２０ａと、前記燃料ガス供給通路７４の前記断面圧損発生部２２０ａが設定された長さＬ１及びＬ２の合計長さＬを前記開口断面積Ａの代表長さＤに対して、Ｄ／Ｌ≦０．１の関係に設定することにより構成される通路方向圧損発生部２２０ｂとを備える。
【０１０２】
この第５の実施形態では、上記の第１乃至第４の実施形態に比べて大きなセパレータに採用することが好ましい。燃料ガス供給通路７４の一部で圧力損失を発生させることができ、前記燃料ガス供給通路７４を長尺に設定することが可能になるからである。
【０１０３】
しかも、燃料ガス供給通路７４では、それぞれ長さＬ１及びＬ２を同じ長さに揃えることによって複数ある燃料ガス供給通路７４で圧力損失の発生量を同じにすることができ、燃料ガスを複数の電解質・電極接合体２６に均等に分配するための設計が容易になるという効果があるだけでなく、複数ある燃料ガス供給通路７４の長さを同等に揃える必要もなくなる。さらに、この燃料ガス供給通路７４の一部によって圧力損失を発生させ、燃料ガス供給通路７４の全体を通して圧力損失を発生させる必要がないため、生じる圧力損失の発生量を正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池の分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。
【図５】セパレータを構成する第１プレートの説明図である。
【図６】前記セパレータを構成する第２プレートの説明図である。
【図７】燃料ガス供給通路に設けられる圧損発生機構の概略斜視説明図である。
【図８】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の分解斜視図である。
【図１０】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の分解斜視図である。
【図１２】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池が矢印Ａ方向に積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。
【図１４】前記燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１５】前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。
【図１６】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池を構成する圧損発生機構の概略斜視説明図である。
【図１８】特許文献１の平板型固体電解質燃料電池を構成するセパレータの説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０、１６０、１７０、１８０…燃料電池
１２…燃料電池スタック                ２０…電解質
２２…カソード電極                    ２４…アノード電極
２６…電解質・電極接合体
２８、１６２、１７２、１８４…セパレータ
３０…燃料ガス供給連通孔
３２、３４、１６４、１６６、１７４、１７６…プレート
３６、６０、１８６、１９６…燃料ガス供給部
３８、４２、６２、６６、１８８、１９８…橋架部
４０、６４、１９０…挟持部            ４４、６８…筐体部
４６…燃料ガス通路                    ４８、１６８…突起部
５２…燃料ガス供給孔                  ５４…酸化剤ガス供給連通孔
５６…酸化剤ガス供給部                ７４…燃料ガス供給通路
７５、２２０…圧損発生機構            ７５ａ、２２０ａ…断面圧損発生部
７５ｂ、２２０ｂ…通路方向圧損発生部  ７６…充填室
７８…酸化剤ガス供給通路              ８０…酸化剤ガス供給孔
８４、１６７…フェルト部材            ８６…酸化剤ガス通路
８８…排ガス通路                      ９０、９２、２０２…絶縁シール
９４ａ、９４ｂ…エンドプレート        １１２…支持プレート
１１４、１１６、１１８…荷重付与部    １９４…通路部材
２００…メッシュ部材                  ２１０ａ、２１０ｂ…エンドプレート
【図１】
2008103216.tif 000003
【図２】
2008103216.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008103216.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2008103216.tif 000009
【図８】
2008103216.tif 000010
【図９】
2008103216.tif 000011
【図１０】
2008103216.tif 000012
【図１１】
2008103216.tif 000013
【図１２】
2008103216.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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