(57)【要約】【課題】小型化を図る。【解決手段】  積層体１３１５と、これに隣接するように調整プレート２５４とを、内部に収納した状態で、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２で囲み、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２に空気ガスマニホールド５４及び、排気ガスマニホールド５３Ａ１を直接固定する。このように、空気ガスマニホールドおよび排気ガスマニホールドを、一対のエンドプレート及び一対の固定プレートに直接固定するので、燃料ガス供給流路やガス排出流路を考慮したケーシングを省略することができ、小型化を図ることができる。【選択図】図７
2008251490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜を酸化極と燃料極で挟んだ単位セルと、セパレータとを交互に積層した積層体と、
前記積層体の両端に配置された電極板と、
前記酸化極と前記セパレータとの間に各々設けられた複数の酸化ガス室と、
前記酸化ガス室に連通し、前記積層体の積層方向に沿った端面に開口する酸化ガス導入口と、
前記酸化ガス室に連通し、前記端面に対向する他の端面に開口する酸化ガス導出口と、
各酸化ガス導入口に酸化ガスを分配供給する供給ガスマニホールドと、
各酸化ガス導出口からの排出ガスを合流させる排気ガスマニホールドと、
前記積層体の積層方向の両端に設けられると共に、前記供給ガスマニホールド及び前記排気ガスマニホールドが直接固定された一対のエンドプレートと、
を備えた燃料電池システム。
【請求項２】
前記一対のエンドプレートの間で前記積層体に隣接するように配置され、前記積層体に積層方向に圧縮荷重を付与するための調整プレートを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記供給ガスマニホールドにおける酸化ガスが分配供給される導風口と、前記積層体の各酸化ガス導入口の集合領域と、を同じ大きさにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記一対のエンドプレート各々の対向する両端部の間に一対の固定プレートを、各固定プレートの端面と前記エンドプレートの端部とを接続させかつ前記積層方向に固定プレート及びエンドプレートを相通するネジで固定して設けると共に、
前記一対の固定プレートに前記供給ガスマニホールド及び前記排気ガスマニホールドを直接固定した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムにかかり、より詳細には、電解質膜を酸化極と燃料極で挟んだ単位セルと、セパレータとを交互に積層し、酸化極とセパレータとの間に各々設けられた複数の酸化ガス室に酸化ガスを供給する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子電解質膜を使用した燃料電池を積層した燃料電池システムでは、電解質膜を挟んで両側に燃料室及び酸素室が存在し、燃料室における燃料ガスが燃料極を介し、或いは、酸素室における酸化ガス（主として空気中の酸素）が酸素極を介し、イオン化し、そのイオンを、電解質膜を介して取り出して電力を得ている。
上記燃料電池システムでは、上記積層された燃料電池を一対のエンドプレートで積層方向両側から挟み且つこの一対のエンドプレートをボルト、ナットの連結部材で連結している。そして、エンドプレート側から燃料ガス導入配管を介して燃料ガスを供給し、各燃料電池を通過した燃料ガスを、他方のエンドプレート側に配置されたガス排出配管を介して外部に排出している。
【０００３】
一方、酸化ガスは、燃料電池の積層方向に沿った面から空気マニホールドを介して供給し、該面に対向する面から排気間にホールドを介して外部に排気している。この空気マニホールド及び排気ガスマニホールドは、積層された燃料電池、エンドプレート、燃料ガス導入配管、及び燃料ガス排出配管を収容するケーシングに取り付けられている。なお、燃料電池システムには、このように酸化ガスを外部から取り入れて外部に排気する方式以外に、循環する方式のものもある（特許文献１）。
しかし、ケーシング内面と積層された燃料電池との間には、上記燃料ガス導入配管や燃料ガス排出配管を内部に収納するため、ケース内に無駄なスペースが発生し、これによって小型化を妨げている。
【特許文献１】特開２００５−２４３２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記事実に鑑み成されたもので、小型化が可能な燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上のような問題を解決する本発明は、以下のような構成を有する。  
（１）  電解質膜を酸化極と燃料極で挟んだ単位セルと、セパレータとを交互に積層した積層体と、
前記積層体の両端に配置された電極板と、
前記酸化極と前記セパレータとの間に各々設けられた複数の酸化ガス室と、
前記酸化ガス室に連通し、前記積層体の積層方向に沿った端面に開口する酸化ガス導入口と、
前記酸化ガス室に連通し、前記端面に対向する他の端面に開口する酸化ガス導出口と、
各酸化ガス導入口に酸化ガスを分配供給する供給ガスマニホールドと、
各酸化ガス導出口からの排出ガスを合流させる排気ガスマニホールドと、
前記積層体の積層方向の両端に設けられると共に、前記供給ガスマニホールド及び前記排気ガスマニホールドが直接固定された一対のエンドプレートと、
を備えた燃料電池システム。
【０００６】
（２）  前記一対のエンドプレートの間で前記積層体に隣接するように配置され、前記積層体に積層方向に圧縮荷重を付与するための調整プレートを更に備えたことを特徴とする上記（１）に記載の燃料電池システム。
【０００７】
（３）  前記供給ガスマニホールドにおける酸化ガスが分配供給される導風口と、前記積層体の各酸化ガス導入口の集合領域と、を同じ大きさにしたことを特徴とする上記（２）に記載の燃料電池システム。
【０００８】
（４）  前記一対のエンドプレート各々の対向する両端部の間に一対の固定プレートを、各固定プレートの端面と前記エンドプレートの端部とを接続させかつ前記積層方向に固定プレート及びエンドプレートを相通するネジで固定して設けると共に、前記一対の固定プレートに前記供給ガスマニホールド及び前記排気ガスマニホールドを直接固定したことを特徴とする上記（１）乃至（３）の何れかに記載の燃料電池システム。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、積層体の積層方向の両端に一対のエンドプレートを配置し、供給ガスマニホールド及び排気ガスマニホールドをこれに直接固定しているので、燃料ガス用の配管を考慮して不必要にスペースをとっていたケーシングを省力することができ、小型化を図ることができる。
請求項２記載の発明によれば、一対のエンドプレートの間に、積層体に隣接するように、積層体に積層方向に圧縮荷重を付与するための調整プレートを配置しているので、積層体が積層方向に広がっても調整プレートがこれを吸収することができ、積層体の積層方向への距離変化に対応することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、供給ガスマニホールドにおける酸化ガスが分配供給される導風口と、積層体の各酸化ガス導入口の集合領域と、を同じ大きさにしているので、酸化ガスが、積層体の各酸化ガス導入口以外の領域に供給されることが少なくすることができ、効率よく酸化ガスを供給することができる。  
請求項４記載の発明によれば、一対のエンドプレート各々の対向する両端部の間に一対の固定プレートを、各固定プレートの端面にエンドプレートを接続させかつ積層方向に固定プレート及びエンドプレートを相通するネジで固定するので、組み付けが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、電気自動車に搭載される燃料電池システムである。図１は、この発明の燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されているように、この燃料電池システム１は燃料電池スタック１００、水素貯蔵タンク１１を含む燃料供給系１０、空気供給系１２、水供給系５０、負荷系７とに大略構成される。
【００１２】
この燃料電池スタック１００の構成について説明する。燃料電池スタック１００は、燃料電池単位セル１５と燃料電池セパレータ１３とを交互に積層して構成されている。図２は、燃料電池用セパレータ１３を示す全体正面図、図３は、燃料電池セパレータ１３で構成された燃料電池スタック１００の部分断面平面図（図２におけるＡ‐Ａ断面図）、図４は、燃料電池用セパレータ１３の全体背面図である。
【００１３】
セパレータ１３は、単位セル１５の電極に接触して電流を外部に取り出すための集電部材３、４と、各集電部材３、４の周端部に外装される枠体８、９とを備えている。集電板である集電部材３、４は金属で構成されている。構成金属は、導電性と耐食性を備えた金属で、例えば、ステンレス、ニッケル合金、チタン合金等に耐蝕導電処理を施したもの等が挙げられる。集電部材３は、単位セル１５の燃料極に接触し、集電部材４は酸素極に接触する。集電部材３には、プレス加工によって、突出形成された複数の凸状部３２が形成されている。 
凸状部３２は、板材の長辺とに沿って短辺方向へ向けて、等間隔で配列されている。長辺に沿って（図２における横方向）配置された凸状部３２の間に形成された溝によって、凸状部３２の間には水素流路３０１が形成され、凸状部３２の裏側に形成された溝３３によって、水素流路３０２が形成されている。この凸状部３２の頂点部分の面は、燃料極が接触する当接部３２１となっている。集電部材３が網体であるため、当接部３２１が接触する部分においても、孔３２０を介して、燃料極は燃料ガスを供給することができる。また、水素流路３０１と水素流路３０２の間も、孔３２０を介して、水素ガスが相互に流通可能となる。集電部材３の両端部には、流通孔３５が形成され、セパレータ１３を積層した場合に、この流通孔３５によって水素供給路が構成される。 
集電部材４は、矩形の板材から成り、プレス加工によって、複数の凸状部４２が形成されている。凸状部４２は、板材の短辺に平行に直線状に連続して形成されており、等間隔で配置されている。凸状部４２の間には、溝が形成されて、空気が流通する空気流路４０が形成されている。この凸状部４２の頂点部分の面は、酸素極が接触する当接部４２１となっている。また、凸状部４２の裏側は溝状の中空部４１となっており、中空部４１の両端は、閉鎖されている。
【００１４】
以上のような集電部材３、４は、各凸状部３２と凸状部４２が外側となるように重ね合わされて固定される。このとき、集電部材３の裏側面３４と空気流路４０の裏側面４０３が当接した状態となり、相互に通電可能な状態となる。また、空気流路４０は、図３に示されているように、単位セル１５に重ね合わされ、溝の開口部４００を閉鎖することにより、管状の流路が構成され、空気流路４０の内壁の一部が酸素極で構成される。この空気流路４０から、単位セル１５の酸素極に酸素と水が供給される。酸素極に供給される酸素は、空気流路４０を通過する空気中に含有される酸素である。
【００１５】
空気流路４０の一端側開口部は、空気と水が流入する導入口４３となり、他端の開口部は、空気と水が流出する導出口４４となっている。この導入口４３から導出口４４までの空気流路４０及びその集合体が、固体電解質膜に酸素を供給する酸素室（酸化ガス室）として機能する。また、中空部４１の一端側開口部は、空気と水が流入する流入開放口４５となり、他端の開口部は、空気と水が流出する流出開放口４６となっている。以上のような構成において、空気流路４０と中空部４１は、交互に平行に配置され、相互に側壁４７を挟んで隣接した構成となっている。
【００１６】
集電部材３、４には、枠体８、９がそれぞれ重ねられる。図２に示されているように、集電部材３に重ねられる枠体８は、集電部材３と同じ大きさに構成され、中央には、凸状部３２を収納する窓８１が形成されている。また、両端部近傍には、集電部材３の流通孔３５に合致する位置に孔８３が形成されており、この孔８３と窓８１との間には、集電部材３に接触する側の平面に凹部が形成され、水素流通経路８４が設けられている。また、集電部材３に接触する面に対して、反対側の平面には、輪郭が窓８１に沿って形成された凹部が形成され、単位セル１５が収納される収納部８２が設けられている。この収納部８２に収納された単位セル１５の燃料極表面と、水素流路３０１、３０２と、窓８１とによって、燃料室３０が画成される。このように、燃料室は、燃料極に隣接して設けられ、酸素室は酸素極に隣接して設けられている。
【００１７】
集電部材４に重ねられる枠体９は、枠体８と同じ大きさに構成され、中央には、凸状部４２を収納する窓９１が形成されている。また、両端部近傍には、枠体８の孔８３に合致する位置に孔９３が形成されている。枠体８の集電部材４が重ねられる側の面には、枠体８の対向する一対の長辺に沿って溝が形成され、集電部材３、４に重ねることによって、空気流通路９４、９５が構成される構造となっている。空気流通路９４の一端は、枠体８の長辺側の端面に形成された単位開口９４１に接続され、他端は空気流路４０の導入口４３に接続されている。
【００１８】
上流側の空気流通路９４は、単位開口９４１側から空気流路４０側へ向けて横断面積が漸減するように、端部内壁がテーパー面９４２となっており、後述する空気マニホールド５４から噴射される霧状水の取り入れを容易としている。一方、下流側の空気流通路９５の一端は、空気流路４０の導出口４４に接続され、他端は、枠体８の長辺側端面に形成された開口９５１に接続されている。空気流通路９５は、開口９５１側から空気流路４０側へ向けて横断面積が漸減するように、端部内壁がテーパー面９５２となっている。燃料電池スタック１００が傾いた際にも、このテーパー面９５２によって、水の排出が維持される。また、枠体９の、集電部材４に接触する面に対して、反対側の平面には、輪郭が窓９１に沿って形成された凹部が形成され、単位セル１５が収納される収納部９２が設けられている。上記単位開口９４１の集合体によって、燃料電池スタック１００の上面には、矩形状の開口９４０が形成され、この開口９４０に、空気マニホールド５４から空気が流入する。
【００１９】
図５は単位セル１５の拡大断面図である。単位セル１５は、固体高分子電解質膜１５ａと、該固体高分子電解質膜1５ａの両側面にそれぞれ重ねられた酸化剤極である酸素極１５ｂと燃料極１５ｃとを備えていて、固体高分子電解質膜１５ａは、酸素極１５ｂと燃料極１５ｃとで挟持されている。固体高分子電解質膜1５ａは、収納部８２、９２に合致した大きさに形成され、酸素極１５ｂと燃料極１５ｃは、窓９１、８１に合致した大きさに形成されている。単位セル１５の厚さは、枠体８、９や集電部材３、４の厚さに比べると極めて薄いので、図面では、一体の部材として表示している。空気流路４０の内壁には、親水性処理が施されている。内壁表面と水の接触角が４０°以下、好ましくは３０°以下となるように表面処理が施されているとよい。処理方法としては、親水処理剤を、表面に塗布する方法が取られる。塗布される処理剤としては、ポリアクリルアミド、ポリウレタン系樹脂、酸化チタン（Ｔｉ Ｏ2）等が挙げられる。
【００２０】
以上のように構成された枠体８、９によって集電部材３、４を保持してセパレータ１３が構成され、セパレータ１３と単位セル１５を交互に積層して、燃料電池スタック１００が構成される。なお、セパレータ１３と単位セル１５を交互に積層した部分を積層体１３１５（図７も参照）という。図６は燃料電池スタック１００の部分平面図である。燃料電池スタック１００の上面には、多数の導入口４３が開口し、この導入口４３に、後述するように、空気マニホールド５４から空気が流入するとともに、空気マニホールド５４内で、噴射流入手段であるノズル５５から噴射された水が同時に流入する。このノズルは、水を液滴の状態で、燃料電池スタック１００に供給する。導入口４３から流入した空気と液滴状の水は、潜熱冷却により集電部材３、４を冷却する。また、燃料電池スタック１００の底面には、図６に示されている導入口４３に対向する位置に、多数の導出口４４が開口し、この導出口４４から空気と、噴射供給された水が流出する。即ち、導入口４３は、燃料電池スタック１００の上面に、縦横に多数開口し、同様に、導出口４４は、燃料電池スタック１００の底面に、縦横に多数開口することとなる。
【００２１】
次に、図１に示されている燃料電池システムの構成について説明する。燃料供給系１０の構成について説明する。燃料ガスボンベである水素貯蔵タンク１１には、燃料ガス供給流路２０１Ａ、２０１Ｂを介して燃料電池スタック１００のガス取入口に接続されている。燃料ガス供給流路２０１Ａには、水素元バルブ１８、一次圧センサＳ０、レギュレータ１９、二次圧センサＳ１、第１ガス供給弁２０及び水素調圧弁２１、第２ガス供給弁２２、三次圧センサＳ２が順に設けられ、この燃料ガス供給流路２０１Ａは、燃料ガス供給流路２０１Ｂの一端に接続している。燃料ガス供給流路２０１Ｂの他端は、燃料電池スタック１００のガス取入口に接続されている。燃料電池スタック１００のガス排出口には、ガス排出流路２０２の一端が接続され、その他端は、燃料ガス供給流路２０１Ｂに接続され、燃料ガスの循環路が構成される。ガス排出流路２０２には、燃料電池スタック１００のガス排出口側から順に、トラップ２４、循環ポンプ２５、循環電磁弁２６が配置されている。トラップ２４には、水レベルセンサＳ１０が取り付けられ、さらに、ガス導出路２０３の一端が接続されている。ガス導出路２０３の他端は、空気ダクト１２４に接続されている。ガス導出路２０３には、排気電磁弁２７が設けられている。
【００２２】
次に空気供給系１２について説明する。空気供給系１２は、空気導入路１２３と、空気マニホールド５４と、空気排出路である空気ダクト１２４とを備えている。空気導入路１２３には、フィルタ１２１、空気ファン１２２、空気マニホールド５４の順で流入方向に沿って設けられている。
【００２３】
空気導入路１２３内には、空気マニホールド５４内の直前位置に、冷却水を空気導入路１２３内へ向けて噴射するノズル５５が設けられている。このノズル５５は、空気マニホールド５４内に設けられていてもよい。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の導入口４３に空気を分割して流入させる。
【００２４】
燃料電池スタック１００の導出口４４には、排気マニホールド５３Ａ１が接続され、導出口４４から排出された空気は、排気マニホールド５３Ａ１によって合流され、空気ダクト１２４へ送られる。空気ダクト１２４は、導出口４４から流出した空気を、凝縮器５１を介して外部へ導流する。空気ダクト１２４の終端部には、ファンが取り付けられた凝縮器５１が設けられ、続いてフィルタ１２５が接続されている。凝縮器５１は、空気から水分取り出す。また、ノズル５５から供給された水の内、燃料電池スタック１００内で蒸発した水分も、ここで回収される。空気ダクト１２４には、排気温度センサＳ９が設けられ、燃料電池スタック１００内の温度が間接的に検出される。
【００２５】
次に、水供給系について説明する。水供給系５０は、貯水手段としての水タンク５３１と、凝縮器５１で回収した水を水タンク５３１へ導く導水路５７と、水タンク５３１の水をノズル５５へ導く給水路５６とを有する。導水路５７には、回収ポンプ６２が設けられている。回収ポンプ６２は、凝縮器５１で排気ガスから取り出された水を、水タンク５３１へ送り込む。給水路５６には、フィルタ６４、水供給手段である供給ポンプ６１が順に設けられている。水タンク５３１には、水位センサＳ５と、貯水量検出手段であるタンク水位センサＳ７が設けられている。
【００２６】
燃料電池スタック１００には、負荷系７が接続されており、燃料電池スタック１００で出力される電力は、この負荷系７に供給される。燃料電池スタック１００の電極は、配線７１を介してインバータ７３に接続され、インバータ７３からモータなどの負荷に電力が供給される。インバータ７３には、スイッチ手段であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor／絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）７５を介して補助電源７６が接続されている。補助電源７６は、例えば、バッテリ、キャパシタなどで構成することができる。この負荷系７には、燃料電池スタック１００の出力電圧を検出する電圧センサＳ４と、同じく出力電流を検出する電流センサＳ３が設けられている。
【００２７】
燃料電池システム１の制御系は、各センサＳ０〜Ｓ４、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０の検出値が入力され、レギュレータ１９、水素ガス元弁１８、電磁弁２０、２２、２６、２７、各ポンプ２５、６１、６２、空気ファン１２２、凝縮器５１のファン、インバータ７３、ＩＧＢＴ７５を制御する制御装置（ＥＣＵ）を備えている。この制御装置には、図示しないイグニッションスイッチが接続され、車両を駆動させる駆動モータの駆動や停止の指示信号が入力される。
次に、燃料電池システムの積層体１３１５を囲む内部の構造を説明する。図７は、積層体１３１５を囲む内部の分解斜視図である。図８は、積層体１３１５を一対のエンドプレート２５２A１、２５２A２及び一対の固定プレート２５２B１、２５２B２で挟んだ様子を示した図である。図９は、図８の構成に、空気ガスマニホールド５４及び排気ガスマニホールド５３A１を直接固定した様子を示した図である。
【００２８】
図７に示すように、積層体１３１５の積層方向両端には、一対のエンドプレート２５２A １、２５２A ２が設けられている。一方のエンドプレート２５２Ａ１には、燃料ガス供給流路２０１Ｂが配置されるための供給流路穴２６０Ｈ１が設けられている。また、他方のエンドプレート２５２Ａには、ガス排出流路２０２が配置されるための排出流路穴２６０Ｈ１が設けられている。
本実施形態では、積層体１３１５に積層方向に圧縮加重を付与するために、中央が湾曲する調整プレート２５４を用いている。即ち、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２の間に、積層体１３１５に隣接すると共に中央が積層体１３１５に接近するように、調整プレート２５４を配置している。
一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２各々の対向する両端部の間には、固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２が設けられている。固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２の長さは、積層体１３１５の積層方向の長さと、調整プレート２５４の厚さとを足した長さより若干長くしている。
【００２９】
一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２各々の両端部には、固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２及びエンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２を相通するボルトに２５８Pが相通するためのボルト穴２５８Ｈ１が設けられている。固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２の端面にも、ボルト２５８Ｐが相通するためのボルト穴２５８Ｈ２が設けられている。そこで、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２の間に、積層体１３１５及び調整プレート２５４を上記のように配置し、且つ、固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２を、各固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２の端面にエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２の端部を接続させ、ボルト２５８Ｐで固定している。これにより、図８に示すように、積層体１３１５及び調整プレート２５４が、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２と、一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２で囲まれた構造となる。
【００３０】
一方、図７に示すように、空気ガスマニホールド５４には、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２と直接固定するためにフランジ５４Ｆが設けられている。空気ガスマニホールド５４は、空気導入路１２３に接続され、空気を各酸化ガス導入口へ分配する導風分配部５４０を有し、該導風分配部５４０の周端部にフランジ５４Ｆが設けられている。フランジ５４Ｆには、ボルト２３５４Ｐが相通するためのボルト穴２５４Ｈ１が設けられている。また、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２の一方の側面にも、ボルト２５４Ｐが相通るためのボルト穴２５４Ｈ２が設けられている。そこで、積層体１３１５及び調整プレート２５４を挟んで固定した一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２に、フランジ５４Ｆを当接し、ボルト２５４Ｐで直接固定する。
【００３１】
排気ガスマニホールド５３Ａ１は、各酸化ガス室から排出される空気を合流させる導風合流部５４０を有しており、該導風合流部５４０の開口周端には、フランジ５３Ｆが設けられている。一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２の他方の側面にも図示しないボルト穴が形成される共に、フランジ５３Ｆにもボルト穴２５６Ｈ１が設けられている。そこで、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２の他方の側面に設けられたボルト穴と、フランジ５３Ｆに設けられたボルト穴２５６Ｈ１に、ボルト２５６Ｐを相通させることにより、排気ガスマニホールド５３Ａ１を、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２に直接固定する。
以上により、図９に示すように、積層体１３１５を内部に収納した一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２に、空気ガスマニホールド５４及び排気ガスマニホールド５３Ａ１を直接固定することが出来る。
【００３２】
一方、本実施形態では、図８に示すように、積層体１３１５の各酸化ガス導入口の集合領域５４Ｓ２と、図９に示すように、空気ガスマニホールド５４における酸化ガスが分配供給される導風口５４Ｓ１とを、同じ大きさにしていると共に、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２に、空気ガスマニホールド５４及び排気ガスマニホールド５３Ａ１を固定したとき、集合領域５４Ｓ２と導風口５４Ｓ１とが対応する位置になるように位置決めされた構成となっている。
【００３３】
以上説明した実施の形態では、空気ガスマニホールドおよび排気ガスマニホールドを、一対のエンドプレート及び一対の固定プレートに直接固定しているので、燃料ガス供給流路やガス排出流路を考慮したケーシングを省略することができ、小型化を図ることができる。さらに、エンドプレート２５２Ａ１、２５２Ａ２に、ボルト２５４Ｐ、２５６Ｐによりフランジ５４Ｆ、５３Ｆを締着させることにより、積層体１３１５と調整プレート２５４の反力を、空気ガスマニホールド５４及び排気ガスマニホールド５３Ａ１で分担することができ、一対のエンドプレート２５２Ａ１、２５５Ａ２及び一対の固定プレート２５２Ｂ１、２５２Ｂ２で構成される構造体の強度を向上させることができる。特に、空気ガスマニホールド５４及び排気ガスマニホールド５３Ａ１は、箱形状となっていることからも、剛性が補強される。また、空気ガスマニホールド５４において、フランジ５４Ｆと導風分配部５４０の側板とによって、Ｌ字横断面が形成され、補強材としての機能を担保している。また、及び排気ガスマニホールド５３Ａ１においても同様に、フランジ５３Ｆと導風合流部５３０の側板とによって、Ｌ字断面が形成されている。
【００３４】
また、一対のエンドプレートの間に積層体に隣接すように、調整プレートを配置し、固定プレートの長さを、積層体の積層方向の長さと調整プレートの厚さとを足した長さより若干長くしているので、積層体及び調整プレートを、一対のエンドプレートと一対の固定プレートで囲むと、積層体に積層方向に圧縮加重を付与することができ、水により積層体が膨張しても、適切な積層加重のバランスを図ることができる。
更に、空気ガスマニホールドにおける酸化ガスが分配供給される導風口と積層体の各酸化ガス導入口の集合領域とを同じ大きさにしかつ対応する位置に配置するので、効率良く酸化ガスを供給することが出来る。
以上説明した実施の形態では、一対のエンドプレートの他に固定プレートを設ける構成にしているが、一対の固定プレートを省略し、固定プレートの代わりに空気のスチール部材のような階層物を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の燃料電池システム１を示すブロック図である。
【図２】燃料電池用セパレータを示す全体正面図である。
【図３】燃料電池セパレータで構成された燃料電池スタックの部分断面平面図（Ａ‐Ａ断面図）である。
【図４】燃料電池セパレータの全体背面図である。
【図５】単位セルの構成を示す拡大側面断面図である。
【図６】燃料電池スタックの上面の構成を示す部分平面図である。
【図７】積層体を囲む内部の分解斜視図である。
【図８】積層体を一対のエンドプレート及び一対の固定プレートで挟んだ様子を示した図である。
【図９】図８の構成に、空気ガスマニホールド及び排気ガスマニホールドを直接固定した様子を示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１３１５    積層体
５４        空気ガスマニホールド
５３Ａ１    排気ガスマニホールド
２３２Ａ１、２５２Ａ２    エンドプレート
２５２Ｂ１、２５２Ｂ２    固定プレート
２５４      調整プレート
５４Ｓ１    導風口
５４Ｓ２    集合領域
２５８Ｐ    ボルト
【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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