(57)【要約】【課題】供給ガスが電極全体に均一濃度で行き渡ることで電流密度分布が均一になり発電電流が安定し、また、ガス流路における圧力が均等になることでガス漏れ防止対策がしやすい燃料電池を得る。【解決手段】電極３を挟持するセパレータ４を第１セパレータ５と第２セパレータ６とで構成し、第１セパレータ５の電極３と接する面に電極３と接する部分を凹設して第１ガス収容空間７を形成し、第１セパレータ５と第２セパレータ６との接合面に第１ガス収容空間７と略同一形状の第２ガス収容空間８を形成し、第１ガス収容空間７と第２ガス収容空間８とを多数の連通孔９で連通し、第２ガス収容空間８に導入される供給ガスが連通孔９を通って第１ガス収容空間７に流れ、電極３に供給できるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両面を電極で挟持し、該電極の外側をセパレータで挟持して燃料電池セルを構成し、一方の電極に燃料ガスを供給し、他方の電極に酸化剤ガスを供給する燃料電池において、前記セパレータは前記電極の外側に積層される第１セパレータと、該第１セパレータの外側に積層される第２セパレータとで構成し、前記第１セパレータの電極と接する面に広範囲に亘って凹設した第１ガス収容空間を形成し、前記第１セパレータと前記第２セパレータの接合面に前記第１ガス収容空間と略同形状の第２ガス収容空間を形成し、前記第１ガス収容空間と前記第２ガス収容空間とを多数の連通孔で連通し、前記第２ガス収容空間から前記第１ガス収容空間に向けてガスが流れるようにしたことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記第１セパレータと前記第２セパレータの対角する２隅近傍に厚み方向に貫通するガス排出貫通孔を形成し、前記第１セパレータの内側面に第１ガス収容空間から対向する第１セパレータの前記ガス排出貫通孔に連通するガス排出溝を形成し、前記第２セパレータの中央部に厚み方向に貫通するガス導入貫通孔を形成し、前記第２セパレータの外側面に前記燃料電池セルを連設した際に前記ガス導入貫通孔と別の燃料電池セルのガス排出貫通孔が連通するガス導入溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のガス流路の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電容量は電極の化学反応が起こった面積に比例し、安定した発電を継続するためには供給ガスを電極全体に均一濃度で供給することが望まれており、一般に電極の利用面積を大きくするためにガス流路の形状は蛇行流路が用いられている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−８３６１０号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、蛇行流路はその形状から供給ガスを電極全体に均一濃度で供給することが難しく、安定的に発電することが困難であり、また、ガス流路における圧力が均等ではないのでガス漏れ防止対策が難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、請求項１に記載の発明によれば、電解質膜の両面を電極で挟持し、電極の外側をセパレータで挟持して燃料電池セルを構成し、一方の電極に燃料ガスを供給し、他方の電極に酸化剤ガスを供給する燃料電池において、セパレータは電極の外側に積層される第１セパレータと、第１セパレータの外側に積層される第２セパレータとで構成し、第１セパレータの電極と接する面に広範囲に亘って凹設した第１ガス収容空間を形成し、第１セパレータと第２セパレータの接合面に第１ガス収容空間と略同形状の第２ガス収容空間を形成し、第１ガス収容空間と第２ガス収容空間とを多数の連通孔で連通し、第２ガス収容空間から第１ガス収容空間に向けてガスが流れるようにしたことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の燃料電池において、第１セパレータと第２セパレータの対角する２隅近傍に厚み方向に貫通するガス排出貫通孔を形成し、第１セパレータの内側面に第１ガス収容空間から対向する第１セパレータのガス排出貫通孔に連通するガス排出溝を形成し、第２セパレータの中央部に厚み方向に貫通するガス導入貫通孔を形成し、第２セパレータの外側面に燃料電池セルを連設した際にガス導入貫通孔と別の燃料電池セルのガス排出貫通孔が連通するガス導入溝を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の燃料電池は、供給ガスが電極全体に均一濃度で行き渡るため、電流密度分布が均一になり発電電流が安定し、また、ガス流路における圧力が均等になるのでガス漏れ防止対策がしやすいという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
電極を挟持するセパレータを第１セパレータと第２セパレータとで構成し、第１セパレータの電極と接する面に電極と接する部分を凹設して第１ガス収容空間を形成し、第１セパレータと第２セパレータとの接合面に第１ガス収容空間と略同一形状の第２ガス収容空間を形成し、第１ガス収容空間と第２ガス収容空間とを多数の連通孔で連通し、第２ガス収容空間に導入される供給ガスが連通孔を通って第１ガス収容空間に流れ、電極に供給できるようにした。
【実施例１】
【０００８】
本発明に係る燃料電池の実施例１を図１〜図３の添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
燃料電池は、電解質膜２と、この電解質膜２の両面を挟持する電極３と、電極３の外側を挟持するセパレータ４とで成る燃料電池セル１を複数積層して形成される。そして、セパレータ４に形成されるガス流路を通して電解質膜２の一方面の電極３に燃料ガスを供給し、他方面の電極３に酸化剤ガスを供給するようになっている。
【００１０】
セパレータ４は電極３の外側に積層される第１セパレータ５と、この第１セパレータ５の外側に積層される第２セパレータ６とで構成されている。第１セパレータ５は電極３と接する面に電極３と接する部分が円状に凹設されて第１ガス収容空間７が形成され、第１セパレータ５と第２セパレータ６の接合面に第１ガス収容空間７と略同形状に凹設されて第２ガス収容空間８が形成され、第１ガス収容空間７と第２ガス収容空間８との間には両空間を連通する多数の連通孔９が全体部に互いに適宜間隔をおいて形成されている。
【００１１】
また、第１セパレータ５と第２セパレータ６の対角する２隅近傍に厚み方向に貫通するガス排出貫通孔１０が形成され、第１セパレータ５の内側面に第１ガス収容空間７から対向する第１セパレータ５のガス排出貫通孔１０に連通するガス排出溝１１が形成され、第２セパレータ６の中央部の厚み方向に貫通するガス導入貫通孔１２が形成され、第２セパレータ６の外側面に燃料電池セル１を連設した際にガス導入貫通孔１２と別の燃料電池セル１のガス排出貫通孔１０が連通するガス導入溝１３が形成されている。電解質膜２はガス排出貫通孔１０と対向する部位に孔１４が形成されている。
【００１２】
これにより、ガス導入貫通孔１２から導入されたガスは第２ガス収容空間８に一旦溜まり、第２ガス収容空間８から多数の連通孔９を通して第１ガス収容空間７に流れ、電極全体に均一濃度で行き渡る。それから、ガスはガス排出溝１１を通ってガス排出貫通孔１０に流れ、次の燃料電池セル１のガス導入溝１３に流れる。こうして、燃料電池は全ての燃料電池セル１にガスが流れるようになっている。ガスは一方のセパレータ４から燃料ガスが供給され、他方のセパレータ４から酸化剤ガスが供給される。
【００１３】
尚、燃料電池セル１の中央上下に形成された貫通孔１５は冷却水を流すためのものであり、燃料電池セル１の４隅近傍に形成された８つの貫通孔１６は複数の燃料電池セル１を連結するために使われるガイドピンを挿通させるためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る燃料電池を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    燃料電池セル
２    電解質膜
３    電極
５    第１セパレータ
６    第２セパレータ
７    第１ガス収容空間
８    第２ガス収容空間
９    連通孔
１０  ガス排出貫通孔
１１  ガス排出溝
１２  ガス導入貫通孔
１３  ガス導入溝
【図１】
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【図２】
2005216581.tif 000004
【図３】
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