(57)【要約】      （修正有）【課題】未反応の燃料ガスを再利用することができ、燃料の利用率を良好に向上させることを可能にする燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池１１を構成するセパレータは、電解質・電極接合体を挟持するとともに、燃料ガス通路が設けられる挟持部と、燃料ガス供給通路が形成される第１橋架部と、燃料ガス供給連通孔が積層方向に形成される燃料ガス供給部と、前記電解質・電極接合体で使用された燃料ガスを、排出燃料ガスとして排出する排出燃料ガス通路が形成される第２橋架部と、前記排出燃料ガスを積層方向に流動させる排出燃料ガス連通孔が形成される排出燃料ガス排出部４２とを備える。排出燃料ガス排出部４２は、燃料ガス供給連通孔を介して燃料ガス通路に連通する。【選択図】図２
2008053078.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、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燃料ガス通路及び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酸化剤ガス通路が個別に設けられる挟持部と、
前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給するための燃料ガス供給通路が形成される第１橋架部と、
前記第１橋架部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給通路に供給するための燃料ガス供給連通孔が積層方向に形成される燃料ガス供給部と、
前記挟持部に連結され、前記電解質・電極接合体で使用された前記燃料ガスを、排出燃料ガスとして前記燃料ガス通路から排出させるための排出燃料ガス通路が形成される第２橋架部と、
前記第２橋架部に連結され、前記排出燃料ガスを前記積層方向に流動させるための排出燃料ガス連通孔が形成される排出燃料ガス排出部と、
を備えるとともに、
前記排出燃料ガス排出部は、前記燃料ガス供給連通孔を介して前記燃料ガス通路に連通す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、燃料を改質して生成された前記燃料ガスを前記アノード電極に供給するための改質器を備えるとともに、
前記排出燃料ガス連通孔は、前記改質器に連通することを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池において、前記改質器の上流側にエゼクタが連結されるとともに、
前記排出燃料ガス連通孔は、前記エゼクタを介して前記改質器に連通することを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池において、前記燃料ガス通路は、前記セパレータの前記アノード電極に向かう面側に設けられる通路部を有し、
前記通路部は、前記排出燃料ガス通路に連通す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、前記セパレータの前記アノード電極に向かう面には、前記アノード電極の外周部に密着するリング状凸部が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項４記載の燃料電池において、前記通路部は、少なくとも溝部、突起部又は壁部により形成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
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複数積層する燃料電池スタックを備え、前記燃料電池スタックをケーシング内に収容する燃料電池モジュールであって、
前記ケーシング内には、燃料を改質して生成された前記燃料ガスを前記アノード電極に供給するための改質器と、
前記改質器の上流側に連結されるとともに、前記燃料電池で使用された燃料ガスを、排出燃料ガスとして前記改質器に戻すためのエゼクタと、
が収容されることを特徴とする燃料電池モジュール。
【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及び燃料電池モジュールに関する。
【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、カソード電極に酸化剤ガス、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）が供給される一方、アノード電極には、燃料ガス、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）やＣＯが供給されている。そして、反応に使用された酸化剤ガス及び燃料ガスは、排ガスとして廃棄されている。
【０００４】
その際、排ガス中には、未燃の燃料ガスが存在しており、この未燃の燃料ガスを全て排ガスとして廃棄することは、経済的ではないという問題がある。そこで、廃棄される未燃の燃料ガスを少なくするために、例えば、特許文献１に開示された燃料電池が知られている。
【０００５】
この燃料電池は、図１９に示すように、固体電解質材料等で構成した薄肉のディスク１とリング板状セパレータ２とが交互に積層されるとともに、前記ディスク１の両面には、リング板状のパスセパレータ３、４が配置されている。
【０００６】
ディスク１の一方の面とセパレータ２との間には、パスセパレータ３を介して電池反応通路５ａが形成される一方、前記ディスク１の他方の面と他のセパレータ２との間には、パスセパレータ４を介して空気通路５ｂが形成されている。
【０００７】
ディスク１の中央には、燃料ガス通路を形成する貫通孔６が形成されるとともに、この貫通孔６の外周部には、複数の燃焼ガス通路７が設けられている。貫通孔６は、分配導入孔路８ａを介して電池反応通路５ａの入口側に連通する一方、この電池反応通路５ａの出口側は、排出孔路８ｂを介して燃焼ガス通路７に連通している。
【０００８】
このような構成において、燃料ガス（Ｆ）は、貫通孔６に沿って流れるとともに、各分配導入孔路８ａから電池反応通路５ａ内に導入されている。この燃料ガスは、ディスク１の外周側でＵターンして排出孔路８ｂから燃焼ガス７に導入されている。そして、燃焼ガス通路７に導出された未燃の燃料ガスは、下流側に接続されている図示しない燃料電池の貫通孔６に順次導入されることで再度反応され、これにより完全燃焼を図ることができる、としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１５１１０６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１では、ディスク１の中心部に貫通孔６が形成されるとともに、この貫通孔６の周囲に複数の燃焼ガス通路７が形成されている。このため、ディスク１の加工作業が相当に複雑化するとともに、特別なシール構造が必要となるという問題がある。しかも、セパレータ２やパスセパレータ３、４の形状が複雑化してしまい、燃料電池全体を経済的に構成することができないという問題がある。
【００１１】
さらに、使用前の燃料ガスと使用後の燃料ガスとを混合して、電池反応通路５ａに、順次、供給している。従って、積層方向に沿って各電池反応通路５ａに供給される燃料ガスに濃度差が発生し易い。これにより、各ディスク１毎に発電反応が異なるという問題がある。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、未反応の燃料ガスを再利用することができ、燃料の利用率を良好に向上させることが可能な燃料電池及び燃料電池モジュール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】
【００１３】
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。
【００１４】
セパレータは、電解質・電極接合体を挟持するとともに、アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給する燃料ガス通路及びカソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路が個別に設けられる挟持部と、前記挟持部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給するための燃料ガス供給通路が形成される第１橋架部と、前記第１橋架部に連結され、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給通路に供給するための燃料ガス供給連通孔が積層方向に形成される燃料ガス供給部と、前記挟持部に連結され、前記電解質・電極接合体で使用された前記燃料ガスを、排出燃料ガスとして前記燃料ガス通路から排出させるための排出燃料ガス通路が形成される第２橋架部と、前記第２橋架部に連結され、前記排出燃料ガスを前記積層方向に流動させるための排出燃料ガス連通孔が形成される排出燃料ガス排出部とを備えるとともに、前記排出燃料ガス排出部は、前記燃料ガス供給連通孔を介して前記燃料ガス通路に連通している。
【００１５】
また、燃料電池は、燃料を改質して生成された燃料ガスをアノード電極に供給するための改質器を備えるとともに、排出燃料ガス連通孔は、前記改質器に連通することが好ましい。排出燃料ガス中の未燃の燃料ガスを改質器に戻して再利用することができ、燃料ガスの利用率の向上を図ることができるからである。
【００１６】
さらに、燃料電池では、改質器の上流側にエゼクタが連結されるとともに、排出燃料ガス連通孔は、前記エゼクタを介して前記改質器に連通することが好ましい。エゼクタは、負圧を利用して排出燃料ガスを吸引することができるため、ポンプ等の負荷が不要になって、燃料ガスの有効利用が一層効率的且つ経済的に遂行可能になるからである。
【００１７】
さらにまた、燃料ガス通路は、セパレータのアノード電極に向かう面側に設けられる通路部を有し、前記通路部は、排出燃料ガス通路に連通することが好ましい。排出燃料ガスを有効に回収することができ、燃料ガスの再利用が簡素化するからである。
【００１８】
また、セパレータのアノード電極に向かう面には、前記アノード電極の外周部に密着するリング状凸部が設けられることが好ましい。排ガスの進入を防止して耐酸化性の向上を図ることができるからである。
【００１９】
さらに、通路部は、少なくとも溝部、突起部又は壁部により形成されることが好ましい。燃料ガスの所望の流れが円滑且つ確実に行われるからである。
【００２０】
さらにまた、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複数積層する燃料電池スタックを備え、前記燃料電池スタックをケーシング内に収容する燃料電池モジュールに関するものである。
【００２１】
そして、ケーシング内には、燃料を改質して生成された燃料ガスをアノード電極に供給するための改質器と、前記改質器の上流側に連結されるとともに、燃料電池で使用された燃料ガスを、排出燃料ガスとして前記改質器に戻すためのエゼクタとが収容されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電解質・電極接合体で使用された燃料ガスは、排出燃料ガスとして燃料ガス通路から第２橋架部の排出燃料ガス通路に排出され、さらに排出燃料ガス連通孔に沿って積層方向に流動した後、燃料ガスとして燃料ガス供給連通孔を介して前記燃料ガス通路に再度供給されている。このため、排出燃料ガス中に残存する未反応の燃料ガスを再利用することができ、燃料の利用率が良好に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１１を組み込む燃料電池モジュール１０の一部断面説明図であり、図２は、前記燃料電池１１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る。
【００２４】
燃料電池モジュール１０は、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池モジュール１０は、図１に示すように、燃料電池スタック１２と、酸化剤ガスを前記燃料電池スタック１２に供給する前に加熱する熱交換器１４と、燃料を改質して燃料ガスを生成する改質器１６と、前記改質器１６の上流側に配置されて後述する排出燃料ガスを吸引するエゼクタ１７と、前記燃料電池スタック１２、前記熱交換器１４、前記改質器１６及び前記エゼクタ１７を収容する筐体（ケーシング）１８とを備える。
【００２５】
筐体１８内では、燃料電池スタック１２の一方の側に、少なくとも熱交換器１４、改質器１６及びエゼクタ１７を含む流体部１９が配置されるとともに、前記燃料電池スタック１２の他方の側に、燃料電池１１の積層方向（矢印Ａ方向）に締め付け荷重を付与する荷重付与機構２１が配設される。流体部１９及び荷重付与機構２１は、燃料電池スタック１２の中心軸に対して軸対称に配設される。
【００２６】
燃料電池１１は、固体電解質型燃料電池であり、この燃料電池１１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とともに、少なくとも外周端面部には、酸化剤ガス及び燃料ガスの進入や排出を阻止するためにバリアー層（図示せず）が設けられている。
【００２７】
燃料電池１１は、各セパレータ２８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２８の中心部である燃料ガス供給連通孔（燃料ガス供給部）３０と同心円上に配列される。
【００２８】
セパレータ２８は、図３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２８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３２を有する。この燃料ガス供給部３２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３４を介して比較的大径な挟持部３６が一体的に設けられる。
【００２９】
各挟持部３６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３８が、例えば、前記挟持部３６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。挟持部３６の外周外側（セパレータ２８の外周部）には、矢印Ｂ方向外方に突出する板状の第２橋架部４０が設けられるとともに、前記第２橋架部４０には、排出燃料ガス排出部４２が連結される。
【００３０】
各挟持部３６のアノード電極２４に接触する面３６ａ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。図５に示すように、燃料ガス通路４６は、挟持部３６に燃料ガス供給孔３８を中心にして同心円上に形成される複数のリング状溝部４８ａ〜４８ｆを有する。最小直径のリング状溝部４８ａは、燃料ガス供給孔３８に直線状溝部５０を介して連通するとともに、リング状溝部４８ａ〜４８ｆは、順次、直径寸法が大きく設定される。リング状溝部４８ａ〜４８ｆは、それぞれ矢印Ｂ方向前方及び後方に交互に延在する連結溝部５２を介して連通する。
【００３１】
最大直径のリング状溝部４８ｆの矢印Ｂ方向前方の端部には、排出孔部（貫通孔）５４が連通する。リング状溝部４８ａ〜４８ｆは、燃料ガス供給孔３８から排出孔部５４を介して後述する排出燃料ガス通路６８に連続して連通する。各挟持部３６の外周縁部には、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の外周部に密着するリング状凸部５６が設けられる。図６に示すように、各挟持部３６のカソード電極２２に接触する面３６ｂは、略平坦面に形成される。
【００３２】
図３に示すように、セパレータ２８のカソード電極２２に対向する面には、通路部材６０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。通路部材６０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６２を備える。この燃料ガス供給部６２から放射状に８本の第３橋架部６４が延在するとともに、各第３橋架部６４は、セパレータ２８の第１橋架部３４から挟持部３６の面３６ｂに燃料ガス供給孔３８を覆って固着される（図７参照）。
【００３３】
燃料ガス供給部６２から第３橋架部６４には、燃料ガス供給連通孔３０から燃料ガス供給孔３８に連通する燃料ガス供給通路５８が形成される。燃料ガス供給通路５８は、例えば、エッチングにより形成される。
【００３４】
図３及び図７に示すように、挟持部３６の面３６ｂには、排出孔部５４から第２橋架部４０及び排出燃料ガス排出部４２を覆って排出溝部材６６が固着される。排出溝部材６６には、排出孔部５４に連通する排出燃料ガス通路６８が形成されるとともに、前記排出溝部材６６及び第２橋架部４０のリング状部分には、前記排出燃料ガス通路６８に連通する排出燃料ガス連通孔６９が積層方向に貫通して設けられる。
【００３５】
挟持部３６の面３６ｂ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７０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７２が配設される。なお、メッシュ部材７２に代えて、例えば、フェルト状部材を用いてもよい。
【００３６】
メッシュ部材７２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７２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３６の面３６ｂに直接接触するとともに、通路部材６０及び排出溝部材６６を避けるために切り欠き部７２ａ、７２ｂを設ける。
【００３７】
メッシュ部材７２に設けられる酸化剤ガス通路７０は、電解質・電極接合体２６の内側周端部と挟持部３６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７４に連通する。この酸化剤ガス供給連通孔７４は、各挟持部３６の内方と第１橋架部３４との間に位置して積層方向（矢印Ａ方向）に延在している。
【００３８】
各セパレータ２８間には、燃料ガス供給連通孔３０及び排出燃料ガス連通孔６９をシールするための絶縁シール７６が設けられる。絶縁シール７６は、例えば、マイカ材やセラミック材で形成されている。燃料電池１１には、挟持部３６の外方に位置して排ガス通路７８が形成される。
【００３９】
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１１の積層方向両端にエンドプレート８０ａ、８０ｂを配置する。エンドプレート８０ａは、略円板状を有しており、外周部に軸線方向に突出してリング状部８２が設けられる。このリング状部８２の外周部には、周回溝部８４が形成される。リング状部８２の中心部に対応して、円柱状凸部８６がこのリング状部８２と同一方向に膨出形成され、前記凸部８６の中央部に段付き孔部８８が形成される。
【００４０】
エンドプレート８０ａには、凸部８６を中心にして同一仮想円周上に孔部９０とねじ孔９２とが、交互に且つ所定の角度間隔ずつ離間して設けられる。孔部９０及びねじ孔９２は、第１及び第３橋架部３４、６４同士の間に形成される各酸化剤ガス供給連通孔７４に対応して設けられる。エンドプレート８０ｂは、エンドプレート８０ａよりも大径に構成されるとともに、導電性の薄板で形成される。
【００４１】
筐体１８は、荷重付与機構２１を収容する第１筐体部９６ａと、燃料電池スタック１２を収容する第２筐体部９６ｂとを備える。第１及び第２筐体部９６ａ、９６ｂ間は、エンドプレート８０ｂの第２筐体部９６ｂ側に絶縁材を介装してねじ９８及びナット１００により締め付けられる。エンドプレート８０ｂは、流体部１９から荷重付与機構２１に高温の排ガスや空気が流入することを阻止するガス遮蔽部を構成する。
【００４２】
第２筐体部９６ｂには、リング状壁板１０２の一端部が接合されるとともに、前記壁板１０２の他端部には、ヘッド板１０４が固着される。流体部１９は、燃料電池スタック１２の中心軸に対して軸対称に配設される。具体的には、略リング状の熱交換器１４の内側に、エゼクタ１７及び略円筒状の改質器１６が同軸的に配設される。
【００４３】
エンドプレート８０ａの周回溝部８４に壁板１０６が固定されて流路部材１０８が構成されるとともに、この流路部材１０８には、熱交換器１４及び改質器１６が直結される。流路部材１０８内に形成されるチャンバ１０８ａには、熱交換器１４を通って加熱された空気が一旦充填される。孔部９０は、チャンバ１０８ａに一旦充填された空気を燃料電池スタック１２に供給するための開口部を構成する。
【００４４】
流路部材１０８には、略リング状のケーシング１１０が燃料電池スタック１２を構成する各排出燃料ガス排出部４２に一体形成された排出燃料ガス連通孔６９に対応して設けられる。流路部材１０８には、排出燃料ガス連通孔６９に連通する複数の孔部１０８ｂが形成されるとともに、前記孔部１０８ｂは、ケーシング１１０内に連通して排出燃料ガスチャンバを構成する。ケーシング１１０には、所定数、例えば、１つの管路１１２が連結され、この管路１１２はエゼクタ１７の吸引口に連結される。
【００４５】
エゼクタ１７には、燃料ガス供給管１１４が設けられる一方、改質器１６には、改質ガス供給管１１５が設けられる。燃料ガス供給管１１４は、ヘッド板１０４を介して外部に延在する一方、改質ガス供給管１１５は、エンドプレート８０ａの段付き孔部８８に嵌挿されて燃料ガス供給連通孔３０に連通する。
【００４６】
ヘッド板１０４には、空気供給管１１６と排ガス管１１７とが接続される。筐体１８内には、空気供給管１１６から熱交換器１４を介して流路部材１０８に直接開口する通路１１８と、燃料電池スタック１２の排ガス通路７８から熱交換器１４を介して排ガス管１１７に至る通路１２０とが設けられる。
【００４７】
荷重付与機構２１は、燃料ガス供給連通孔３０の近傍に対して第１締め付け荷重Ｔ１を付与する第１締め付け部１２２ａと、電解質・電極接合体２６に対して前記第１締め付け荷重Ｔ１よりも小さな第２締め付け荷重Ｔ２を付与する第２締め付け部１２２ｂとを備える（Ｔ１＞Ｔ２）。
【００４８】
第１締め付け部１２２ａは、エンドプレート８０ａの一方の対角位置に設けられるねじ孔９２、９２に螺合する短尺な第１締め付けボルト１２４ａ、１２４ａを備える。第１締め付けボルト１２４ａ、１２４ａは、燃料電池１１の積層方向に延在するとともに、第１押圧プレート１２６ａに係合する。第１締め付けボルト１２４ａは、セパレータ２８の内部に設けた酸化剤ガス供給連通孔７４内に設けられる。第１押圧プレート１２６ａは、幅狭な板状を有しており、燃料ガス供給連通孔３０を覆ってセパレータ２８の中央部に係合する。
【００４９】
第２締め付け部１２２ｂは、長尺な第２締め付けボルト１２４ｂ、１２４ｂを備え、前記第２締め付けボルト１２４ｂ、１２４ｂは、エンドプレート８０ａの他方の対角位置に設けられるねじ孔９２、９２に螺合する。第２締め付けボルト１２４ｂの端部は、外周湾曲形状の第２押圧プレート１２６ｂを貫通し、この端部にナット１２７が螺合する。第２締め付けボルト１２４ｂは、セパレータ２８の内部に設けた酸化剤ガス供給連通孔７４内に設けられる。第２押圧プレート１２６ｂの各円弧状部には、燃料電池１１の挟持部３６に配置される各電解質・電極接合体２６に対応してスプリング１２８及び台座１２９が配設される。スプリング１２８は、例えば、セラミックススプリングにより構成される。
【００５０】
このように構成される燃料電池モジュール１０の動作について、以下に説明する。
【００５１】
燃料電池モジュール１０では、図１に示すように、燃料ガス供給管１１４から燃料（メタン、エタン又はプロパン等）及び必要に応じて水が供給されるとともに、空気供給管１１６から酸化剤ガスである酸素含有ガス（以下、空気ともいう）が供給される。
【００５２】
燃料は、エゼクタ１７から改質器１６を通って改質されることにより、燃料ガス（水素含有ガス）が得られ、この燃料ガスは、燃料電池スタック１２の燃料ガス供給連通孔３０に供給される。燃料ガスは、積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら各燃料電池１１を構成するセパレータ２８内を通って燃料ガス供給通路５８に導入される（図７参照）。
【００５３】
燃料ガスは、第１及び第３橋架部３４、６４間を燃料ガス供給通路５８に沿って移動し、挟持部３６に形成された燃料ガス供給孔３８から燃料ガス通路４６に導入される。燃料ガス供給孔３８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。このため、燃料ガスは、燃料ガス供給孔３８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に沿って該アノード電極２４の外周部に向かって移動する。
【００５４】
具体的には、図５に示すように、燃料ガス通路４６は、複数のリング状溝部４８ａ〜４８ｆを有しており、先ず、燃料ガス供給孔３８に連通する直線状溝部５０を介してリング状溝部４８ａに燃料ガスが供給される。このリング状溝部４８ａに沿って流動した燃料ガスは、連結溝部５２を介して一旦外方に移動した後、リング状溝部４８ａの外方に位置するリング状溝部４８ｂに供給されて、このリング状溝部４８ｂに沿って移動する。
【００５５】
さらに、連結溝部５２から外方に配置されているリング状溝部４８ｃに供給された燃料ガスは、連結溝部５２から外方に配置されているリング状溝部４８ｄ〜４８ｆに沿って、順次、移動した後、排出孔部５４に至る。従って、燃料ガスは、各リング状溝部４８ａ〜４８ｆに沿って移動することにより、アノード電極２４に略中心から外周に向かって供給され、使用済みの燃料ガスが排出孔部５４に導出される。
【００５６】
排出孔部５４に導出された使用済みの燃料ガスは、図７に示すように、面３６ｂ側に移動して排出燃料ガス通路６８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、排出燃料ガスとして排出燃料ガス連通孔６９に排出される。この排出燃料ガスは、図１に示すように、排出燃料ガス連通孔６９に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に流動した後、前記排出燃料ガス連通孔６９に連通する孔部１０８ｂからケーシング１１０内に導入される。
【００５７】
ケーシング１１０には、管路１１２が連結されており、排出燃料ガスは、この管路１１２を流動してエゼクタ１７の吸引口に吸引される。従って、排出燃料ガスは、エゼクタ１７に吸引されて新たな燃料と混合された後、改質器１６に送られる。
【００５８】
一方、空気は、図１に示すように、空気供給管１１６から熱交換器１４の通路１１８を通って一旦チャンバ１０８ａに導入される。この空気は、チャンバ１０８ａに連通する孔部９０を通って各燃料電池１１の略中央側に設けられている酸化剤ガス供給連通孔７４に供給される。その際、熱交換器１４では、後述するように、排ガス通路７８に排気される排ガスが通路１２０を通るため、使用前の空気と熱交換が行われ、この空気が予め所望の燃料電池運転温度に加温されている。
【００５９】
酸化剤ガス供給連通孔７４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３６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７２に形成された酸化剤ガス通路７０に送られる。図７に示すように、酸化剤ガス通路７０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２８の中央部）側から外側周端部（セパレータ２８の外側周端部側）に向かって空気が流動する。
【００６０】
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。
【００６１】
なお、各電解質・電極接合体２６の外周部に排出される反応後の空気及び燃料ガスは、排ガスとして排ガス通路７８を介して積層方向に移動する。そして、排ガスは、熱交換器１４の通路１２０を通って空気との間で熱交換を行った後、排ガス管１１７から排出される（図１参照）。
【００６２】
この場合、第１の実施形態では、図７に示すように、電解質・電極接合体２６で反応に使用された燃料ガスの一部は、排出燃料ガスとして燃料ガス通路４６から排出孔部５４を通って第２橋架部４０の排出燃料ガス通路６８に排出される。この排出燃料ガスは、排出燃料ガス通路６８を矢印Ｂ方向に移動した後、排出燃料ガス排出部４２に形成されている排出燃料ガス連通孔６９に沿って積層方向に移動する。
【００６３】
そして、排出燃料ガスは、図１に示すように、管路１１２を通ってエゼクタ１７に吸引されている。このエゼクタ１７から改質器１６に送られる排出燃料ガスは、前記改質器１６から燃料電池スタック１２に対し、新たな燃料ガスとして再度供給されている。
【００６４】
このため、第１の実施形態では、排出燃料ガス中に残存する未反応の燃料ガスを、燃料ガスとして再利用することができ、燃料の利用率が良好に向上するという効果が得られる。
【００６５】
さらに、改質器１６の上流側にエゼクタ１７が連結されるとともに、燃料電池スタック１２の排出燃料ガス連通孔６９は、管路１１２を介して前記エゼクタ１７に連通している。従って、エゼクタ１７は、負圧を利用して排出燃料ガスを排出燃料ガス連通孔６９から吸引することができ、ポンプ等の負荷が不要になって燃料ガスの有効利用が、一層効率的且つ経済的に遂行可能になるという利点がある。
【００６６】
また、燃料ガス通路４６は、複数のリング状溝部４８ａ〜４８ｆを有するとともに、前記リング状溝部４８ａ〜４８ｆが、排出燃料ガス通路６８に連通している。これにより、燃料ガス通路４６から排出燃料ガスを有効に回収することができ、燃料ガスの再利用が簡素化する。
【００６７】
さらにまた、セパレータ２８のアノード電極２４に向かう面には、前記アノード電極２４の外周部に密着するリング状凸部５６が設けられている。このため、アノード電極２４の外周部からの排ガスの進入を阻止することができ、シールレス構造で、前記アノード電極２４の酸化による劣化を確実に防止することが可能になるという利点がある。
【００６８】
なお、第１の実施形態では、燃料ガス通路４６は、互いに同心状に配置された複数のリング状溝部４８ａ〜４８ｆと、これらを交互に対角位置に連結する連結溝部５２とを有しているが、種々の形状が選択可能であり、例えば、渦巻き状等の形状を用いてもよい。
【００６９】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池１６０の分解斜視図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１１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〜第４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。
【００７０】
燃料電池１６０を構成するセパレータ１６２は、第２橋架部４０のアノード電極２４に対向する面に、排出燃料ガス通路１６４が形成される。図８及び図９に示すように、排出燃料ガス通路１６４は、各挟持部３６の面３６ａ側に対応して第２橋架部４０から排出燃料ガス排出部４２に設けられる。第２橋架部４０及び排出燃料ガス排出部４２を覆って蓋部材１６８が固着される一方、燃料ガス通路４６は、排出燃料ガス通路１６４に直接連通しており、第１の実施形態の排出孔部５４を不要にすることができる。
【００７１】
このように構成される第２の実施形態では、図１０に示すように、燃料ガス通路４６を移動して電解質・電極接合体２６のアノード電極２４に供給された燃料ガスは、使用後に排出燃料ガスとして前記アノード電極２４の外周端部近傍に設けられている排出燃料ガス通路１６４に導入される。そして、排出燃料ガスは、排出燃料ガス通路１６４に沿って矢印Ｂ方向に移動した後、排出燃料ガス連通孔６９に導入されて積層方向に排出される。
【００７２】
従って、使用済みの燃料ガスは、図示しないエゼクタに吸引され、新たな燃料ガスとして燃料ガス供給連通孔３０に戻される。このため、未反応の燃料ガスの再利用が良好に行われて燃料利用率が向上する等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
なお、第１及び第２の実施形態では、酸化剤ガスである空気は、セパレータ２８、１６２の中央側から外方に向かって供給されているが、例えば、これとは逆に外方側から中央に向かって空気を供給するように構成してもよい。
【００７４】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池１８０の分解斜視図である。
【００７５】
燃料電池１８０は、セパレータ１８２を備えるとともに、前記セパレータ１８２を構成する各挟持部３６の面３６ａには、燃料ガス通路４６を通って使用された燃料ガスを排出する排出燃料ガス通路１６４と、アノード電極２４に接触するとともに、前記燃料ガスが燃料ガス供給孔３８から前記排出燃料ガス通路１６４に直線状に流れることを阻止する迂回路形成用の円弧状壁部１８４とが設けられる。
【００７６】
円弧状壁部１８４は、略馬蹄形状を有し、その先端側内部に燃料ガス供給孔３８が配置される一方、その外周部側外方に排出燃料ガス通路１６４が設けられる。面３６ａには、燃料ガス通路４６側に突出してアノード電極２４の外周縁部に接触する外縁周回用凸部１８６と、前記アノード電極２４に接触する複数の突起部１８８とが設けられる。
【００７７】
凸部１８６は、排出燃料ガス通路１６４に対応して一部が切り欠かれた略リング状を有するとともに、突起部１８８は、面３６ａ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。
【００７８】
突起部１８８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。
【００７９】
このように構成される燃料電池１８０では、図１２に示すように、燃料ガス供給連通孔３０に沿って積層方向に移動する燃料ガスは、燃料ガス供給通路５８に送られる。さらに、燃料ガスは、燃料ガス供給通路５８を矢印Ｂ方向に移動した後、燃料ガス供給孔３８から燃料ガス通路４６に供給される。
【００８０】
図１１に示すように、燃料ガス通路４６では、燃料ガス供給孔３８と排出燃料ガス通路１６４との間に位置して円弧状壁部１８４が配置されている。従って、燃料ガス通路４６に供給される燃料ガスは、円弧状壁部１８４に阻止されて燃料ガス供給孔３８から排出燃料ガス通路１６４に直線状に流れることがなく、アノード電極２４に沿って前記燃料ガスが良好に供給される。
【００８１】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池２００が矢印Ａ方向に複数積層された燃料電池スタック２０２の概略斜視説明図である。
【００８２】
燃料電池２００は、固体電解質型燃料電池であり、設置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池２００は、図１４及び図１５に示すように、一組のセパレータ２０４間に電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ２０４は、第１及び第２プレート２０６、２０８と、前記第１及び第２プレート２０６、２０８間に配設される第３プレート２１０とを備える。第１〜第３プレート２０６、２０８及び２１０は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成され、前記第３プレート２１０の両面に、前記第１プレート２０６と前記第２プレート２０８とが、例えば、ろう付けにより接合される。
【００８３】
図１４に示すように、第１プレート２０６は、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３０が形成される燃料ガス供給部２１２と、前記積層方向に沿って排出燃料ガスの一部を流動させるための排出燃料ガス連通孔６９が形成される排出燃料ガス排出部２１４とを備える。燃料ガス供給部２１２及び排出燃料ガス排出部２１４には、幅狭な第１橋架部２１６及び第２橋架部２１８を介して比較的大径な第１挟持部２２０が一体的に設けられる。第１挟持部２２０は、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４と略同一寸法に設定されている。
【００８４】
第１挟持部２２０のアノード電極２４に接触する面には、多数の第１凸部２２２が外周縁部近傍から中心部にわたって設けられるとともに、前記第１挟持部２２０の外周縁部には、略リング状凸部２２４が設けられる。第１凸部２２２は、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４に当接するとともに、前記アノード電極２４との間には、前記アノード電極２４に燃料ガスを供給する燃料ガス通路４６が形成される。第１凸部２２２及び略リング状凸部２２４は、集電部を構成する。
【００８５】
第１挟持部２２０の中央には、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３８が形成される。第１挟持部２２０の外周縁部には、略リング状凸部２２４を積層方向に貫通して排出燃料ガス分流孔２２６が複数形成される。なお、第１凸部２２２は、略リング状凸部２２４と同一平面内に複数の凹部を形成することによって構成してもよい。
【００８６】
第２プレート２０８は、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔７４が形成される酸化剤ガス供給部２２８を備える。この酸化剤ガス供給部２２８には、幅狭な第３橋架部２３０を介して比較的大径な第２挟持部２３２が一体的に設けられる。
【００８７】
第２挟持部２３２は、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２に接する面に、複数の第２凸部２３４が面内全面にわたって形成される。第２凸部２３４は、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２に当接するとともに、前記カソード電極２２との間には、前記カソード電極２２に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路７０が形成される。第２凸部２３４は、集電部を構成する。第２挟持部２３２の中央部には、酸化剤ガスをカソード電極２２の略中央部に向かって供給するための酸化剤ガス供給孔２３６が形成される。
【００８８】
図１５に示すように、燃料ガス通路４６及び酸化剤ガス通路７０は、電解質・電極接合体２６の中央から外周に向かっている。電解質・電極接合体２６の外方には、排出燃料ガス及び排出酸化剤ガスが合流した排ガスを、燃料電池２００の外部に排出するための排ガス通路７８が形成される。
【００８９】
第３プレート２１０は、図１４に示すように、燃料ガス供給連通孔３０が形成される燃料ガス供給部２３８と、排出燃料ガス連通孔６９が形成される排出燃料ガス排出部２４０と、酸化剤ガス供給連通孔７４が形成される酸化剤ガス供給部２４２とを備える。燃料ガス供給部２３８、排出燃料ガス排出部２４０及び酸化剤ガス供給部２４２は、幅狭な第１橋架部２４４、第２橋架部２４６及び第３橋架部２４８を介して比較的大径な第３挟持部２５０と一体的に構成される。第３挟持部２５０は、第１及び第２挟持部２２０、２３２と同一直径に設定される。
【００９０】
図１４及び図１６に示すように、第３プレート２１０の第１プレート２０６に向かう面において、燃料ガス供給部２３８には、燃料ガス供給連通孔３０に連通する複数のスリット２５２が放射状に形成され、このスリット２５２には、前記燃料ガス供給部２３８の外周縁部を周回して形成された凹部２５４が連通する。
【００９１】
燃料ガス供給部２３８、第１橋架部２４４及び第３挟持部２５０の外周縁部には、突起部２５６が設けられることにより、燃料ガス供給連通孔３０からスリット２５２を介して前記酸化剤ガス供給部２２８、前記第１橋架部２４４及び前記第３挟持部２５０の面内には、燃料ガス供給通路５８が形成される(図１４参照)。
【００９２】
第３挟持部２５０の第１プレート２０６に向かう面内には、この第３挟持部２５０の中心と同軸上に区画部２５７が設けられる。区画部２５７は、略リング状の凸部により構成されるとともに、燃料ガス供給通路５８は、前記区画部２５７を介して区分される第１及び第２燃料ガス通路部５８ａ、５８ｂを有する。第３挟持部２５０の面内には、区画部２５７の内方に位置して複数の第３凸部２５８が形成される。
【００９３】
図１７に示すように、第３プレート２１０の第２プレート２０８に向かう面において、酸化剤ガス供給部２４２には、酸化剤ガス供給連通孔７４に連通する複数のスリット２６０が放射状に形成されるとともに、前記スリット２６０には、凹部２６２が連通する。凹部２６２は、スリット２６０と該凹部２６２の内側にろう材が流れることを防止する。
【００９４】
酸化剤ガス供給部２４２、第３橋架部２４８及び第３挟持部２５０の外周縁部には、突起部２６４が設けられることにより、酸化剤ガス供給連通孔７４からスリット２６０を介して前記酸化剤ガス供給部２４２、前記第３橋架部２４８及び前記第３挟持部２５０の面内には、酸化剤ガス供給通路２６６が形成される。
【００９５】
第１プレート２０６が第３プレート２１０の一方の面にろう付けされることにより、第１及び第３プレート２０６、２１０間には、燃料ガス供給連通孔３０に連通する燃料ガス通路４６が設けられる。第１プレート２０６の第２橋架部２１８と第３プレート２１０の第２橋架部２４６との間には、第２燃料ガス通路部４６ｂと排出燃料ガス連通孔６９とに連通する排出燃料ガス通路６８が形成される（図１５及び図１８参照）。
【００９６】
第１燃料ガス通路部５８ａは、第１及び第３挟持部２２０、２５０間に該第１挟持部２２０を挟んでアノード電極２４の電極面を覆い、且つ燃料ガスが供給されることにより前記第１挟持部２２０を前記アノード電極２４に圧接可能な第１燃料ガス圧力室２６８ａを構成する。第２燃料ガス通路部５８ｂは、第１及び第３挟持部２２０、２５０間に該第１挟持部２２０を挟んでアノード電極２４の電極面を覆い、且つ第１燃料ガス圧力室２６８ａを周回するとともに、燃料ガスが供給されることにより前記第１挟持部２２０を前記アノード電極２４に圧接可能な第２燃料ガス圧力室２６８ｂを構成する。
【００９７】
第２プレート２０８が第３プレート２１０にろう付けされることにより、第２及び第３プレート２０８、２１０間には、酸化剤ガス供給連通孔７４に連通する酸化剤ガス通路７０が形成される（図１８参照）。第２プレート２０８の第３橋架部２３０と第３プレート２１０の第３橋架部２４８との間には、酸化剤ガス供給通路２６６が形成される。
【００９８】
酸化剤ガス供給通路２６６は、第２及び第３挟持部２３２、２５０間に該第２挟持部２３２を挟んでカソード電極２２の電極面を覆い、且つ酸化剤ガスが供給されることにより前記第２挟持部２３２を前記カソード電極２２に圧接可能な酸化剤ガス圧力室２７０を構成する。
【００９９】
図１４に示すように、各セパレータ２０４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２７２ａと、排出燃料ガス連通孔６９をシールするための絶縁シール２７２ｂと、酸化剤ガス供給連通孔７４をシールするための絶縁シール２７２ｃとが設けられる。絶縁シール２７２ａ〜２７２ｃは、例えば、マイカ材やセラミック材で形成されている。
【０１００】
図１３に示すように、燃料電池スタック２０２は、複数の燃料電池２００の積層方向両端にエンドプレート２７４ａ、２７４ｂを配置する。エンドプレート２７４ａもしくはエンドプレート２７４ｂは、締付ボルト２７８と電気的に絶縁される。エンドプレート２７４ａには、燃料電池２００の燃料ガス供給連通孔３０に連通する第１配管２７６ａと、酸化剤ガス供給連通孔７４に連通する第２配管２７６ｂと、排出燃料ガス連通孔６９に連通する第３配管２７６ｃとが接続される。第３配管２７６ｃは、第１配管２７６ａの上流側に連通しており、第２燃料ガス通路部５８ｂと燃料ガス供給連通孔３０とは、排出燃料ガス連通孔６９を介して連通する。
【０１０１】
エンドプレート２７４ａには、燃料ガス供給連通孔３０の上下両側、酸化剤ガス供給連通孔７４の上下両側及び排出燃料ガス連通孔６９に対応してねじ孔２８０が形成される。各ねじ孔２８０に締付ボルト２７８が螺合することによって、燃料電池スタック２０２が締め付け保持される。
【０１０２】
このように構成される燃料電池スタック２０２の動作について、以下に説明する。
【０１０３】
エンドプレート２７４ａに接続されている第１配管２７６ａ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、前記エンドプレート２７４ａに接続された第２配管２７６ｂから酸化剤ガス供給連通孔７４には、酸素含有ガスである空気が供給される。
【０１０４】
燃料ガス供給連通孔３０に供給された燃料ガスは、図１５及び図１８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２００を構成するセパレータ２０４内の燃料ガス供給通路５８に供給される。燃料ガスは、燃料ガス供給通路５８に沿って第１及び第３挟持部２２０、２５０間に形成された第１燃料ガス通路部５８ａに導入される。この第１燃料ガス通路部５８ａの中央部には、燃料ガス供給孔３８が形成されており、燃料ガスは、前記燃料ガス供給孔３８から燃料ガス通路４６に導入される。
【０１０５】
燃料ガス供給孔３８は、各電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の中心位置に対応して設けられている。従って、燃料ガスは、図１８に示すように、燃料ガス供給孔３８からアノード電極２４に供給され、このアノード電極２４内を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。
【０１０６】
一方、酸化剤ガス供給連通孔７４に供給される空気は、図１５に示すように、セパレータ２０４内の酸化剤ガス供給通路２６６を移動し、第２及び第３挟持部２３２、２５０間の酸化剤ガス圧力室２７０に供給される。さらに、空気は、第２挟持部２３２の中心位置に設けられる酸化剤ガス供給孔２３６に導入される。
【０１０７】
酸化剤ガス供給孔２３６は、各電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の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１８に示すように、酸化剤ガス供給孔２３６からカソード電極２２に供給され、このカソード電極２２の中心部から外周部に向かって酸化剤ガス通路７０を流動する。
【０１０８】
従って、各電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の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７８に排気される。
【０１０９】
この場合、第４の実施形態では、アノード電極２４の中心部から外周部に向かって移動する燃料ガスの一部は、このアノード電極で反応により消費された後、未燃の水素を含んだ排出燃料ガスとして排ガス通路７８に排出される。一方、残余の燃料ガスは、第１挟持部２２０の略リング状凸部２２４に形成された複数の排出燃料ガス分流孔２２６を通って第２燃料ガス通路部５８ｂに導入される（図１８参照）。この排出燃料ガスは、第２燃料ガス通路部５８ｂに連通する排出燃料ガス通路６８を通って排出燃料ガス連通孔６９に流入し、前記排出燃料ガス連通孔６９に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動する。
【０１１０】
排出燃料ガスは、図１３に示すように、排出燃料ガス連通孔６９に連結される第３配管２７６ｃに沿って移動した後、第１配管２７６ａの上流側に合流する。このため、排出燃料ガスは、新たな（反応前の）燃料ガスと共に第１配管２７６ａから燃料ガス供給連通孔３０に送られる。従って、燃料ガスがアノード電極２４に沿って燃料ガス通路４６を流動した後の排出燃料ガスに含まれる未燃の燃料ガスは、確実に再利用されるため、燃料ガスの利用率を有効に向上させることができる等、第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池を組み込む燃料電池モジュールの一部断面説明図である。
【図２】前記燃料電池モジュールを構成する燃料電池スタックの概略斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する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】セパレータの一方の面の一部拡大説明図である。
【図６】前記セパレータの他方の面の説明図である。
【図７】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８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図９】前記セパレータの一方の面の一部拡大説明図である。
【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説明図である。
【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１４】前記燃料電池の分解斜視図である。
【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ある。
【図１６】前記燃料電池の平面説明図である。
【図１７】前記燃料電池を構成する第３プレートの一部省略説明図である。
【図１８】前記燃料電池の、図１６中、ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図１９】特許文献１の燃料電池の説明図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…燃料電池モジュール          １１、１６０、１８０、２００…燃料電池
１２、２０２…燃料電池スタック
１４…熱交換器                    １６…改質器
１７…エゼクタ                    １８…筐体
１９…流体部                      ２０…電解質
２１…荷重付与機構                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、１８２、２０４…セパレータ
３０…燃料ガス供給連通孔
３２、６２、２１２、２３８…燃料ガス供給部
３４、４０、６４、２１６、２１８、２３０、２４４、２４６、２４８…橋架部
３６、２２０、２３２、２５０…挟持部
３８…燃料ガス供給孔
４２、２１４、２４０…排出燃料ガス排出部
４６…燃料ガス通路                ４８ａ〜４８ｆ…リング状溝部
５６、１８６…凸部                ５８…燃料ガス供給通路
６０…通路部材                    ６６…排出溝部材
６８、１６４…排出燃料ガス通路    ６９…排出燃料ガス連通孔
７０…酸化剤ガス通路              ７４…酸化剤ガス供給連通孔
８０ａ、８０ｂ、２７４ａ、２７４ｂ…エンドプレート
１１０…ケーシング                １１２…管路
１６８…蓋部材                    １８４…円弧状壁部
２０６、２０８、２１０…プレート  ２２８、２４２…酸化剤ガス供給部
【図１】
2008053078.tif 000003
【図２】
2008053078.tif 000004
【図３】
2008053078.tif 000005
【図４】
2008053078.tif 000006
【図５】
2008053078.tif 000007
【図６】
2008053078.tif 000008
【図７】
2008053078.tif 000009
【図８】
2008053078.tif 000010
【図９】
2008053078.tif 000011
【図１０】
2008053078.tif 000012
【図１１】
2008053078.tif 000013
【図１２】
2008053078.tif 000014
【図１３】
2008053078.tif 000015
【図１４】
2008053078.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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