(57)【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又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に供給するための反応ガス供給通路が形成される橋架部と、
前記橋架部に連結され、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とともに、前記セパレータの中央部に設けられる第１反応ガス供給部と、
前記酸化剤ガス又は前記燃料ガスを前記積層方向に流通させるとともに、前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に又は前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給する第２反応ガス供給部と、
隣り合う前記各挟持部間に配置され、少なくとも前記第２反応ガス供給部から前記電解質・電極接合体の面方向に沿って前記酸化剤ガス通路を流通する前記酸化剤ガスを又は前記燃料ガス通路を流通する前記燃料ガスを整流する整流部材と、
を備え、
前記第１反応ガス供給部を中心に複数の前記電解質・電極接合体が同心円上に配列されるとともに、
前記整流部材は、前記挟持部の周縁部の一部及び前記セパレータの外接円の一部に沿って配置さ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、前記整流部材の前記挟持部の一部に沿う一端部は、前記挟持部と前記橋架部との連結部位の近傍に配置され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、互いに隣接する前記整流部材は、前記挟持部と前記橋架部との連結部位側の離間間隔が、前記セパレータの外接円側の離間間隔よりも大きく設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項２記載の燃料電池において、互いに隣接する前記整流部材は、前記挟持部と前記橋架部との連結部位側の離間間隔が、前記セパレータの外接円側の離間間隔よりも小さく設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池において、
前記整流部材は、前記第１反応ガス供給部側の端部に該第１反応ガス供給部から離間する方向に凹形状を有する凹部を設けることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記整流部材は、絶縁部材で構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記整流部材は、断熱部材で構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池において、複数の前記橋架部は、前記第１反応ガス供給部から外方に等角度間隔ずつ離間して放射状に構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記挟持部及び前記橋架部は、前記電解質・電極接合体の数に対応する数に設定されることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
請求項項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記挟持部には、前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給する燃料ガス供給孔と、
前記燃料ガス通路を通って使用された前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出通路と、
前記アノード電極に接触するとともに、前記燃料ガスが前記燃料ガス供給孔から前記燃料ガス排出通路に直線状に流れることを阻止する迂回路形成用壁部と、
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１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記挟持部には、前記燃料ガス通路側の周縁部に、前記燃料ガス通路側に突出して前記アノード電極の周縁部に接触する周縁凸部が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記挟持部には、前記燃料ガス通路側に突出して前記アノード電極に接触する複数の突起部が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする燃料電池。
【請求項１４】
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・電極接合体とセパレータとが積層される燃料電池を設け、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックであって、
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又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に供給するための反応ガス供給通路が形成される橋架部と、
前記橋架部に連結され、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とともに、前記セパレータの中央部に設けられる第１反応ガス供給部と、
前記酸化剤ガス又は前記燃料ガスを前記積層方向に流通させるとともに、前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に又は前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給する第２反応ガス供給部と、
隣り合う前記各挟持部間に配置され、少なくとも前記第２反応ガス供給部から前記電解質・電極接合体の面方向に沿って前記酸化剤ガス通路を流通する前記酸化剤ガスを又は前記燃料ガス通路を流通する前記燃料ガスを整流する整流部材と、
を備え、
前記第１反応ガス供給部を中心に複数の前記電解質・電極接合体が同心円上に配列されるとともに、
前記整流部材は、前記挟持部の周縁部の一部及び前記セパレータの外接円の一部に沿って配置されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項１５】
請求項１４記載の燃料電池スタックにおいて、複数の前記燃料電池に積層方向に荷重を付与する荷重付与機構を備え、
前記荷重付与機構は、前記第１反応ガス供給部の近傍に付与される積層方向の荷重が、前記電解質・電極接合体に付与される前記積層方向の荷重よりも大きく設定可能に構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項１６】
請求項１４又は１５記載の燃料電池スタックにおいて、前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であ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、及び複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体電解質形燃料電池（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（ＭＥＡ）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】
この種の燃料電池において、セルの空気及び燃料のガス流れや分布並びに発生した熱や応力の分布を均一にすることを目的とする燃料電池が、特許文献１に開示されている。
【０００４】
この特許文献１では、図１８に示すように、セル構成板１ａを備えており、固体電解質基板２ａの軸中心には、中心貫通孔３ａを有するリング状部材４ａが配置されている。中心貫通孔３ａの周囲には、複数の周囲貫通孔５ａを配置したガス通路６ａが形成されている。これにより、セルの部分の外周部と中央部との温度差を低減させ、セル全体の熱応力を小さくできる、としている。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている固体電解質型燃料電池では、図１９に示すように、セパレータ１ｂ、２ｂ間に形成される空間に多孔質集電体３ｂが配設されている。セパレータ１ｂ、２ｂの各中心部分に設けられたガス導入孔４ｂ、５ｂ及びガス排出孔６ｂ、７ｂを介して空間内に対するガス供給及びガス排出を行うとともに、多孔質集電体３ｂには、圧縮帯８ｂが設けられ、この圧縮帯８ｂがセパレータ２ｂに接合されている。
【０００６】
このため、セパレータの薄肉化及び強度向上を図るとともに、振動や衝撃で前記セパレータに対する多孔質集電体の位置ずれを阻止することが可能である、としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２３５０６０号公報
【特許文献２】特開２００６−３０２７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１では、セル構成板１ａ毎に１枚の電解質・電極接合体で構成されているため、１つの電解質・電極接合体に発電不良が発生した際、燃料電池全体が発電不良になり、効率的な発電が遂行されないという問題がある。
【０００９】
しかも、セル構成板１ａは、中心貫通孔３ａを有するリング状であるため、電解質・電極接合体もリング形状となり、前記電解質・電極接合体に破損や割れが惹起し易いという問題がある。さらに、発電により発生する熱の放熱を抑制することができず、熱効率が低下するという問題がある。
【００１０】
その上、セルに対して積層方向にシール性を優先して荷重を付与すると、この荷重が電解質・電極接合体にも直接付与される。これにより、電解質・電極接合体には、必要以上に大きな荷重が付与されてしまい、前記電解質・電極接合体の損傷や割れが起こるおそれがある。
【００１１】
また、特許文献２では、セパレータ１ｂ、２ｂ間に１枚の電解質・電極接合体で構成されている。このため、１つの電解質・電極接合体に発電不良が発生した際、燃料電池全体が発電不良になり、効率的な発電が遂行されないという問題がある。
【００１２】
しかも、電解質・電極接合体は、リング形状を有しており、前記電解質・電極接合体に破損や割れが惹起し易いという問題がある。さらに、発電により発生する熱の放熱を抑制することができず、熱効率が低下するという問題がある。
【００１３】
その上、セルに対して積層方向にシール性を優先して荷重を付与すると、この荷重が電解質・電極接合体にも直接付与される。これにより、電解質・電極接合体には、必要以上に大きな荷重が付与されてしまい、前記電解質・電極接合体の損傷や割れが起こるおそれがある。
【００１４】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、カソード電極への酸化剤ガスの供給分布とアノード電極への燃料ガスの供給分布とを最適化するとともに、電解質・電極接合体の損傷等を阻止し、しかも発電により発生した熱の放熱を抑制して熱効率の向上及び熱自立の促進を図ることが可能な燃料電池及び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】
【００１５】
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。
【００１６】
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又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に供給するための反応ガス供給通路が形成される橋架部と、前記橋架部に連結され、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とともに、前記セパレータの中央部に設けられる第１反応ガス供給部と、前記酸化剤ガス又は前記燃料ガスを前記積層方向に流通させるとともに、前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に又は前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給する第２反応ガス供給部と、隣り合う前記各挟持部間に配置され、少なくとも前記第２反応ガス供給部から前記電解質・電極接合体の面方向に沿って前記酸化剤ガス通路を流通する前記酸化剤ガスを又は前記燃料ガス通路を流通する前記燃料ガスを整流する整流部材とを備えている。
【００１７】
そして、第１反応ガス供給部を中心に複数の電解質・電極接合体が同心円上に配列されるとともに、整流部材は、挟持部の周縁部の一部及びセパレータの外接円の一部に沿って配置されている。
【００１８】
また、整流部材の挟持部の一部に沿う一端部は、前記挟持部と橋架部との連結部位の近傍に配置されることが好ましい。このため、第２反応ガス供給部から電解質・電極接合体上の所望の部分に向かって、酸化剤ガス又は燃料ガスを集中して供給することができる。
【００１９】
さらに、互いに隣接する整流部材は、挟持部と橋架部との連結部位側の離間間隔が、セパレータの外接円側の離間間隔よりも大きく設定されることが好ましい。従って、例えば、第２反応ガス供給部が第１反応ガス供給部を周回して設けられている際、より多くの酸化剤ガス又は燃料ガスを各電解質・電極接合体上の必要な部分に集中して供給することができるとともに、前記電解質・電極接合体上での調圧機能が発揮されて反応ガスの枯渇を阻止することが可能になる。
【００２０】
さらにまた、互いに隣接する整流部材は、挟持部と橋架部との連結部位側の離間間隔が、セパレータの外接円側の離間間隔よりも小さく設定されることが好ましい。これにより、例えば、第２反応ガス供給部が第１反応ガス供給部を周回して設けられている際、電解質・電極接合体上での酸化剤ガス又は燃料ガスの通りが円滑になるため、圧力損失が有効に低減される。
【００２１】
また、整流部材は、第１反応ガス供給部側の端部に前記第１反応ガス供給部から離間する方向に凹形状を有する凹部を設けることが好ましい。このため、積層方向に延在する第２反応ガス供給部の容量が拡大され、圧力損失の低減が容易に図られる。
【００２２】
さらに、整流部材は、絶縁部材で構成されることが好ましい。従って、各セパレータ間で短絡が発生することを防止することができる。
【００２３】
さらにまた、整流部材は、断熱部材で構成されることが好ましい。これにより、各電解質・電極接合体の発電により発生した熱が、挟持部外に放熱されることを抑制することが可能になる。
【００２４】
また、複数の橋架部は、第１反応ガス供給部から外方に等角度間隔ずつ離間して放射状に構成されることが好ましい。このため、第１反応ガス供給部から各橋架部を介して各電解質・電極接合体に対して反応ガスを均等に供給することができ、前記各電解質・電極接合体の発電性能の向上及び安定化を図ることが可能になる。
【００２５】
さらにまた、挟持部及び橋架部は、電解質・電極接合体の数に対応する数に設定されることが好ましい。第１反応ガス供給部から各橋架部及び各挟持部を介して各電解質・電極接合体に反応ガスを均等に供給することができ、前記各電解質・電極接合体の発電性能の向上及び安定化を図ることが可能になる。
【００２６】
また、挟持部には、燃料ガスを燃料ガス通路に供給する燃料ガス供給孔と、前記燃料ガス通路を通って使用された前記燃料ガスを排出する燃料ガス排出通路と、アノード電極に接触するとともに、前記燃料ガスが前記燃料ガス供給孔から前記燃料ガス排出通路に直線状に流れることを阻止する迂回路形成用壁部とが設けられることが好ましい。
【００２７】
従って、燃料ガス供給孔から燃料ガス通路に供給される燃料ガスは、迂回路形成用壁部に阻止されて前記燃料ガス供給孔から燃料ガス排出通路に直線状に流れることがない。このため、燃料ガスは、燃料ガス通路内を迂回しながら流れるため、前記燃料ガスがアノード電極の電極面に沿って流れる時間が長くなり、前記燃料ガスを発電反応に有効に利用することができ、燃料利用率を良好に向上させることが可能になる。
【００２８】
さらに、挟持部には、燃料ガス通路側の周縁部に、前記燃料ガス通路側に突出してアノード電極の周縁部に接触する周縁凸部が設けられることが好ましい。これにより、電解質・電極接合体の外方からアノード電極に排ガスや酸化剤ガスが進入することを阻止し、酸化による発電性能の低下を防止するとともに、セパレータや前記電解質・電極接合体の耐久性の向上を図ることができる。
【００２９】
さらにまた、挟持部には、燃料ガス通路側に突出してアノード電極に接触する複数の突起部が設けられることが好ましい。従って、複数の突起部により良好な集電効果が得られる。
【００３０】
また、燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であることが好ましい。高温型燃料電池に適用することにより、特に懸念される熱応力による影響を良好に回避することができ、燃料電池の小型化が容易に図られる。
【００３１】
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・電極接合体とセパレータとが積層される燃料電池を設け、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックに関するものである。
【００３２】
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又は前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に供給するための反応ガス供給通路が形成される橋架部と、前記橋架部に連結され、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とともに、前記セパレータの中央部に設けられる第１反応ガス供給部と、前記酸化剤ガス又は前記燃料ガスを前記積層方向に流通させるとともに、前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に又は前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給する第２反応ガス供給部と、隣り合う前記各挟持部間に配置され、少なくとも前記第２反応ガス供給部から前記電解質・電極接合体の面方向に沿って前記酸化剤ガス通路を流通する前記酸化剤ガスを又は前記燃料ガス通路を流通する前記燃料ガスを整流する整流部材とを備えている。
【００３３】
そして、第１反応ガス供給部を中心に複数の電解質・電極接合体が同心円上に配列されるとともに、整流部材は、挟持部の周縁部の一部及びセパレータの外接円の一部に沿って配置されている。
【００３４】
さらにまた、燃料電池スタックは、複数の燃料電池に積層方向に荷重を付与する荷重付与機構を備え、前記荷重付与機構は、第１反応ガス供給部の近傍に付与される積層方向の荷重が、電解質・電極接合体に付与される前記積層方向の荷重よりも大きく設定可能に構成されることが好ましい。その際、第１反応ガス供給部と挟持部とは、橋架部を介して積層方向の締め付け荷重が遮断されている。これにより、第１反応ガス供給部には、比較的大きな締め付け荷重が付与されることによって、前記第１反応ガス供給部のシール性を良好に維持することができる。一方、電解質・電極接合体には、比較的小さな締め付け荷重が付与されることによって、前記電解質・電極接合体の破損等を阻止するとともに、集電性を高めることが可能になる。
【００３５】
また、燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であることが好ましい。高温型燃料電池に適用することにより、特に懸念される熱応力による影響を良好に回避することができ、燃料電池の小型化が容易に図られる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、第１反応ガス供給部を中心に複数の電解質・電極接合体が同心円上に配列されているため、燃料電池や燃料電池スタックに供給される反応ガスは、発電による発生熱を介して良好に加熱可能になる。従って、燃料電池や燃料電池スタックは、熱効率の向上と熱自立の促進とを図ることができる。ここで、熱自立とは、外部から熱を加えることなく自ら発生する熱のみで燃料電池や燃料電池スタックの動作温度を維持することをいう。
【００３７】
しかも、第１反応ガス供給部を中心に同心円上に配列されている各電解質・電極接合体には、前記第１反応ガス供給部から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容易に図られる。
【００３８】
さらに、隣り合う各挟持部間には、少なくとも第２反応ガス供給部から電解質・電極接合体に面方向に沿って酸化剤ガス通路を流通する酸化剤ガスを又は燃料ガス通路を流通する燃料ガスを整流する整流部材が配設されている。このため、酸化剤ガス又は燃料ガスを電解質・電極接合体上の必要な部分に集中して供給することが可能になる。
【００３９】
例えば、第２反応ガス供給部に酸化剤ガスが供給される際、カソード電極の電極面への酸化剤ガスの供給分布を、アノード電極の電極面への燃料ガスの供給分布に合わせて最適化が図られる。従って、酸化剤ガスの枯渇を防止することができるとともに、Ａ（空気）／Ｆ（燃料ガス）を低く設定することによる酸化剤ガス供給装置の低出力化、小型化及びコンパクト化が可能になる。その上、整流部材は、挟持部の外部に配置されているため、前記挟持部による集電を阻害することがない。
【００４０】
さらにまた、整流部材は、挟持部の周縁部の一部及びセパレータの外接円の一部に沿って配置されている。これにより、第２反応ガス供給部から挟持部の外を流れる酸化剤ガス又は燃料ガスを良好に抑制することができるとともに、整流部材がセパレータの外接円から外方に突出することがなく、燃料電池全体の小型化及びコンパクト化が可能になる。また、各電解質・電極接合体の発電により発生した熱が、挟持部の外に放熱されることを抑制することができ、熱効率の向上及び熱自立の促進が容易に図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
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。
【００４２】
燃料電池１０は、固体電解質形燃料電池であり、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（ＭＥＡ）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。
【００４３】
燃料電池１０は、各セパレータ２８間に４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（反応ガス供給連通孔）３０と同心円上に配列される。
【００４４】
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（第１反応ガス供給部）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（９０゜間隔）ずつ離間して放射状に延在する４本の第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。燃料ガス供給部３２と各挟持部３６との中心間距離は、同一距離に設定される。
【００４５】
各挟持部３６は、電解質・電極接合体２６と略同一寸法の円板形状に設定されており、互いに分離して構成される。挟持部３６には、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。
【００４６】
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４０が形成される。面３６ａには、燃料ガス通路４０を通って使用された燃料ガスを排出する燃料ガス排出通路４２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から前記燃料ガス排出通路４２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４４とが設けられる。
【００４７】
円弧状壁部４４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、その基端部側（第１橋架部３４側）に燃料ガス排出通路４２が設けられる。面３６ａには、燃料ガス通路４０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４６と、前記アノード電極２４に接触する複数の突起部４８とが設けられる。
【００４８】
凸部４６は、燃料ガス排出通路４２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４８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。
【００４９】
図５及び図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ており、この面３６ｂには、円板状のプレート５０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。このプレート５０には、プレス等により複数の突起部５２が設けられる。挟持部３６の面３６ｂ側には、突起部５２によりカソード電極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５４が形成されるとともに、前記突起部５２は、集電部を構成する。
【００５０】
各挟持部３６の外周部には、燃料電池１０の発電電力の取り出し及び計測を行うとともに、セパレータ２８に位置決めや枚数検出等に利用可能な突出部５６が形成される（図３〜図５参照）。
【００５１】
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。燃料ガス供給部６２には、補強用のボス部６３が所定数だけ設けられる。
【００５２】
燃料ガス供給部６２から放射状に４本の第２橋架部６４が延在するとともに、各第２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６参照）。
【００５３】
燃料ガス供給部６２から第２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（反応ガス供給通路）６６が形成される。燃料ガス供給通路６６は、例えば、エッチングにより形成される。
【００５４】
図６に示すように、酸化剤ガス通路５４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（第２反応ガス供給部）６８に連通する。この酸化剤ガス供給連通孔６８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。
【００５５】
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絶縁シール７０が設けられる。絶縁シール７０は、例えば、マイカ材やセラミック材等、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で形成されている。絶縁シール７０は、燃料ガス供給連通孔３０を電解質・電極接合体２６に対してシールする機能を有する。燃料電池１０には、挟持部３６の外方に位置して排ガス通路７２が形成される。
【００５６】
隣り合う各挟持部３６間には、酸化剤ガス供給連通孔６８を介して各電解質・電極接合体２６の面方向に沿って酸化剤ガス通路５４を流通する酸化剤ガス及び燃料ガス通路４０を流通する燃料ガスを整流するための整流部材７４が配置される。整流部材７４は、略扇方形状の板材で構成されており、矢印Ａ方向に所定枚数だけ積層されるとともに、各挟持部３６間に対応して平面視で４つ配設される。
【００５７】
整流部材７４は、絶縁部材、例えば、マイカをシリコーン樹脂で結合して構成される。整流部材７４は、挟持部３６の周縁部の一部及びセパレータ２８の外接円の一部に沿って配置される。整流部材７４の挟持部３６の一部に沿う一端部７６は、前記挟持部３６と第１橋架部３４との連結部位の近傍に配置されるとともに、前記整流部材７４の他端部である外周部７８は、セパレータ２８の外接円の一部を構成する。
【００５８】
整流部材７４の一端部７６には、酸化剤ガス供給連通孔６８及び燃料ガス供給連通孔３０から離間する方向に凹形状を有する凹部８０が設けられる。整流部材７４の両側部には、それぞれ挟持部３６の外周形状に対応する円弧状部８２が設けられる。
【００５９】
図５に示すように、互いに隣接する整流部材７４は、挟持部３６と第１橋架部３４との連結部位側（一端部７６側）の離間間隔Ｌ１が、セパレータ２８の外接円側（外周部７８側）の離間間隔Ｌ２よりも大きく設定される（Ｌ１＞Ｌ２）。
【００６０】
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８４ａが配置されるとともに、積層方向他端に、隔壁８５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８４ｂと、大径且つ略リング状の固定リング８４ｃとが配置される。隔壁８５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８４ｂ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。
【００６１】
第１エンドプレート８４ａ及び固定リング８４ｃは、複数の孔部８６を有する。孔部８６及びボルト挿入用カラー部材８７に挿入されるボルト８８及び前記ボルト８８に螺合するナット９０を介し、第１エンドプレート８４ａと固定リング８４ｃとが締め付け固定される。
【００６２】
第１エンドプレート８４ａ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９２と、各酸化剤ガス供給連通孔６８に連通するキャビティ９３ａを設けるケーシング９３と、前記ケーシング９３に接続されて前記キャビティ９３ａに連通する単一の酸化剤ガス供給パイプ９４とが設けられる。
【００６３】
第１エンドプレート８４ａには、複数のボルト８８、ナット９８ａ、９８ｂ及び板状カラー部材１００を介して支持プレート１０２が固定される。支持プレート１０２と第１エンドプレート８４ａとの間には、燃料ガス供給部３２、６２に締め付け荷重を付与する第１荷重付与部１０４と、各電解質・電極接合体２６に締め付け荷重を付与する第２荷重付与部１０８とが設けられ、これらにより荷重付与機構が構成される。
【００６４】
第１荷重付与部１０４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（燃料ガス供給部３２、６２の中央部）に配置される押圧部材１１０を備え、この押圧部材１１０は、４つの第２エンドプレート８４ｂの配列中心近傍に位置して前記燃料電池１０に隔壁８５を介して押圧する。押圧部材１１０には、第１受け部材１１２ａ及び第２受け部材１１２ｂを介して第１スプリング１１４が配置される。第２受け部材１１２ｂには、第１押圧ボルト１１６の先端が当接する。第１押圧ボルト１１６は、支持プレート１０２に形成された第１ねじ孔１１８に螺合するとともに、第１ナット１２０を介して位置調整可能に固定される。
【００６５】
第２荷重付与部１０８は、第２エンドプレート８４ｂ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１２２ａを備える。第３受け部材１２２ａは、ピン１２４を介して第２エンドプレート８４ｂに位置決め支持される。第３受け部材１２２ａに第２スプリング１２６の一端が当接する一方、前記第２スプリング１２６の他端が第４受け部材１２２ｂに当接する。第４受け部材１２２ｂには、第２押圧ボルト１２８の先端が当接する。第２押圧ボルト１２８は、支持プレート１０２に形成された第２ねじ孔１３０に螺合するとともに、第２ナット１３２を介して位置調整可能に固定される。
【００６６】
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。
【００６７】
図１に示すように、第１エンドプレート８４ａに接続されている燃料ガス供給パイプ９２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９４からキャビティ９３ａを介して各酸化剤ガス供給連通孔６８には、酸素含有ガスである空気が供給される。
【００６８】
図６に示すように、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に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１０に設けられる燃料ガス供給通路６６に沿ってセパレータ２８の面方向に移動する。
【００６９】
燃料ガスは、燃料ガス供給通路６６から挟持部３６に形成された燃料ガス供給孔３８を通って燃料ガス通路４０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た後、燃料ガス通路４０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。
【００７０】
一方、酸化剤ガス供給連通孔６８に供給された空気は、整流部材７４の整流作用下に、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、酸化剤ガス通路５４に送られる。酸化剤ガス通路５４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。
【００７１】
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。
【００７２】
なお、各電解質・電極接合体２６の外周部に排出される主に発電反応後の空気を含む排ガスは、オフガスとして排ガス通路７２を介して燃料電池スタック１２から排出される（図１参照）。
【００７３】
この場合、第１の実施形態では、燃料ガス供給部３２を中心に、複数、例えば、４つの電解質・電極接合体２６が同心円状に配列されている。このため、燃料電池１０（燃料電池スタック１２）に供給される燃料ガス及び酸化剤ガスは、発電による発生熱及び燃料ガス排出通路４２から酸化剤ガス供給連通孔６８に排出される残存燃料ガスと、前記酸化剤ガス供給連通孔６８を流れる酸化剤ガスとの反応による発生熱により、良好に加熱されている。従って、燃料電池１０（燃料電池スタック１２）は、熱効率の向上と熱自立の促進とを図ることができる。
【００７４】
しかも、燃料ガス供給部３２を中心に同心円上に配列されている各電解質・電極接合体２６には、前記燃料ガス供給部３２から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。
【００７５】
さらに、第１の実施形態では、隣り合う各挟持部３６間には、整流部材７４が配設されており、酸化剤ガス供給連通孔６８から電解質・電極接合体２６に供給される酸化剤ガスを整流している。その際、整流部材７４は、挟持部３６の一部を覆う一端部７６が前記挟持部３６と第１橋架部３４との連結部位との近傍に配置されている。このため、一端部７６と第１橋架部３４との間隙は、幅狭に構成され、酸化剤ガスが電解質・電極接合体２６上の必要な部分に集中して供給されている。
【００７６】
ここで、図７に示すように、電解質・電極接合体２６の周縁部の一部を覆う整流部材７４ａの角度αを変更し、前記電解質・電極接合体２６上の酸化剤ガスの流速分布を検出する実験を行った。具体的には、角度αを１６０°と９０°とに設定した。その際、電解質・電極接合体２６上での酸化剤ガスの流量分布は、図８に示す値となった。従って、角度αが大きい程、すなわち、互いに隣接する整流部材７４の一端部７６間及び外周部７８間が狭い程、電解質・電極接合体２６の中心部分での流速が大きくなり、前記電解質・電極接合体２６の中心部分から供給される燃料ガスの流量に対応した流量に設定することができた。
【００７７】
これにより、第１の実施形態では、カソード電極２２の電極面への酸化剤ガスの供給分布を、アノード電極２４の電極面への燃料ガスの供給分布に合わせて最適化することが可能になる。従って、酸化剤ガスの枯渇を防止することができるとともに、Ａ（空気）／Ｆ（燃料ガス）を低く設定することが可能になり、酸化剤ガス供給装置の低出力化、小型化及びコンパクト化を図ることができるという効果が得られる。その上、整流部材７４は、挟持部３６の外部に配置されているため、前記挟持部３６による集電を阻害することがない。
【００７８】
さらにまた、整流部材７４は、挟持部３６の周縁部の一部及びセパレータ２８の外接円の一部に沿って配置されている。このため、酸化剤ガス供給連通孔６８から挟持部３６の外を流れる酸化剤ガス量を良好に抑制するとともに、整流部材７４がセパレータ２８の外接円から外方に突出することがなく、燃料電池１０全体の小型化及びコンパクト化が容易に可能になる。
【００７９】
また、各電解質・電極接合体２６の発電により発生した熱が、挟持部３６の外に放熱されることを抑制することができ、熱効率の向上及び熱自立の促進が容易に図られる。
【００８０】
さらに、互いに隣接する整流部材７４は、挟持部３６と第１橋架部３４との連結部位側の離間間隔Ｌ１が、セパレータ２８の外接円側の離間間隔Ｌ２よりも大きく設定されている。従って、より多くの酸化剤ガスを各電解質・電極接合体２６上の必要な部分に集中して供給することができるとともに、前記電解質・電極接合体２６上での調圧機能が発揮されて酸化剤ガスの枯渇を防止することが可能になる。
【００８１】
さらにまた、整流部材７４の一端部７６には、酸化剤ガス供給連通孔６８及び燃料ガス供給連通孔３０から離間する方向に凹形状を有する凹部８０が設けられている。このため、積層方向に延在する酸化剤ガス供給連通孔６８の容量が拡大され、圧力損失の低減が容易に図られる。また、整流部材７４は、絶縁部材で構成されている。これにより、各セパレータ２８間で短絡が発生することを防止することができるという利点がある。
【００８２】
また、第１の実施形態では、図３に示すように、セパレータ２８を構成する挟持部３６の面３６ａには、燃料ガス供給孔３８と燃料ガス排出通路４２とを結ぶ経路上に、円弧状壁部４４が設けられており、この円弧状壁部４４は、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４に接触している。
【００８３】
従って、燃料ガス供給孔３８から燃料ガス通路４０に供給される燃料ガスは、円弧状壁部４４に阻止されて前記燃料ガス供給孔３８から燃料ガス排出通路４２に直線状に流れることがない。このため、燃料ガスは、燃料ガス通路４０内を迂回しながら流れるため、前記燃料ガスがアノード電極２４に沿って流れる流路長が長尺化し、すなわち、流れる時間が長くなり、前記燃料ガスを発電反応に有効に利用することが可能となる。これにより、燃料利用率が有効に良好する。
【００８４】
ここで、挟持部３６の面３６ａには、アノード電極２４の外周縁部に接触する凸部４６が設けられている。このため、電解質・電極接合体２６の外方からアノード電極２４に排ガスや酸化剤ガスが進入することによる酸化を阻止することが可能になる。これにより、アノード電極２４は、酸化による発電効率の低下を防止するとともに、セパレータ２８や電解質・電極接合体２６の耐久性を向上させることができるという利点がある。
【００８５】
さらに、挟持部３６には、燃料ガス通路４０側に突出してアノード電極２４に接触する複数の突起部４８が設けられている。従って、複数の突起部４８により良好な集電効果を得ることができる。
【００８６】
さらにまた、燃料ガス通路４０に供給された使用済みの燃料ガスは、燃料ガス排出通路４２から酸化剤ガス供給連通孔６８に排出される。このため、酸化剤ガス供給連通孔６８では、使用済みの排ガスに含まれる燃料ガスと使用前の酸化剤ガスの一部とが反応することによって、使用前の他の酸化剤ガスが加熱される。これにより、予め加熱された酸化剤ガスを酸化剤ガス通路５４に供給することができ、熱効率が向上するという効果がある。
【００８７】
また、第１橋架部３４は、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構成されている。このため、燃料ガス供給部３２から第１橋架部３４を介して各電解質・電極接合体２６に対して燃料ガスを均等に供給することができ、各電解質・電極接合体２６の発電性能の向上及び安定化を図ることが可能になる。
【００８８】
さらに、燃料電池スタック１２では、第１荷重付与部１０４を介して、燃料ガス供給部３２、６２に付与される締め付け荷重が第２荷重付与部１０８を介して、電解質・電極接合体２６に付与される締め付け荷重よりも大きく設定可能である。
【００８９】
これにより、燃料ガス供給部３２、６２は、比較的大きな締め付け荷重が付与されてシール性が良好に維持される一方、電解質・電極接合体２６には、比較的小さな締め付け荷重が付与されて損傷等を阻止するとともに、集電性を高めることが可能になる。
【００９０】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池１３４の正面説明図である。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〜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。
【００９１】
燃料電池１３４では、隣り合う各挟持部３６間に、整流部材１３６が配置される。この整流部材１３６は、断熱部材、例えば、シリカガラスを主成分とする多孔構造で構成される。互いに隣接する整流部材１３６は、挟持部３６と第１橋架部３４との連結部位側の離間間隔Ｌ３が、セパレータ２８の外接円側の離間間隔Ｌ４よりも小さく設定される。
【００９２】
このように構成される第２の実施形態では、整流部材１３６が断熱部材で構成されるため、各電解質・電極接合体２６の発電により発生した熱が挟持部３６の外に放熱されることを抑制することができ、熱効率の向上が容易に図られるという効果が得られる。
【００９３】
さらに、互いに隣接する整流部材１３６では、電解質・電極接合体２６上の酸化剤ガス入口側の離間間隔Ｌ３が、前記電解質・電極接合体２６上の出口側の離間間隔Ｌ４よりも小さく設定されている。これにより、電解質・電極接合体２６上での酸化剤ガスの通りが円滑になり、圧力損失が有効に低減される。
【００９４】
なお、第２の実施形態では、整流部材１３６が断熱部材で構成されているが、これに代えて、絶縁部材で構成してもよく、一方、整流部材７４を断熱部材で構成してもよい。
【００９５】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池１４０の分解斜視図である。
【００９６】
燃料電池１４０は、セパレータ２８を備えるとともに、このセパレータ２８を構成する各挟持部３６の面３６ｂには、プレート５０に代えてメッシュ部材（金属メッシュ等の導電性織布）１４２が配設される（図１０及び図１１参照）。このメッシュ部材１４２内には、酸化剤ガス通路５４が形成されるとともに、通路部材６０の第２橋架部６４に対応して切り欠き部１４２ａが形成される。
【００９７】
このように構成される第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第３の実施形態では、メッシュ部材１４２に用いているが、これに代えて、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。
【００９８】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池１５０の分解斜視図であり、図１３は、前記燃料電池１５０のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。
【００９９】
燃料電池１５０は、セパレータ１５２を備えるとともに、前記セパレータ１５２は、燃料ガス供給部３２、４本の第１橋架部３４及び各第１橋架部３４に設けられる挟持部１５４を一体に有する。
【０１００】
各挟持部１５４のアノード電極２４に接触する面１５４ａ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４０ａが形成される。面１５４ａには、第１の実施形態の円弧状壁部４４及び凸部４６が設けられていない。
【０１０１】
各挟持部１５４の面１５４ａとは反対の面１５４ｂには、プレート５０を介して酸化剤ガス通路５４が形成される（図１４参照）。なお、プレート５０に代えて、メッシュ部材１４２や図示しない導電性フェルト部材等を用いてもよい。
【０１０２】
このように構成される第４の実施形態では、燃料ガス供給連通孔３０に供給された燃料ガスは、燃料電池１５０に設けられる燃料ガス供給通路６６に沿ってセパレータ１５２の面方向に移動する。
【０１０３】
燃料ガスは、燃料ガス供給通路６６から挟持部１５４に形成された燃料ガス供給孔３８を通って、燃料ガス通路４０ａに導入される。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４０に沿って該アノード電極２４の外周側に向かって移動する（図１３及び図１４参照）。
【０１０４】
一方、酸化剤ガス供給連通孔６８に供給された空気は、酸化剤ガス通路５４に送られ、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の内側周端部側から外側周端部に向かって流動する（図１３及び図１４参照）。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供給される燃料ガスと、カソード電極２２の電極面の一方向に向かって供給される空気との化学反応により、発電が行われる。
【０１０５】
このように構成される第４の実施形態では、上記の第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０６】
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池１６０の分解斜視図であり、図１６は、前記燃料電池１６０のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。
【０１０７】
燃料電池１６０は、セパレータ１６２を備える。このセパレータ１６２は、中央部に酸化剤ガス供給連通孔６８を形成する酸化剤ガス供給部（第１反応ガス供給部）１６４を有する。酸化剤ガス供給部１６４から外方に等角度間隔（９０°間隔）ずつ離間して放射状に延在する４本の第１橋架部１６６を介して挟持部１６８が一体的に設けられる。
【０１０８】
挟持部１６８には、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔１７０が、例えば、前記挟持部１６８の中心又は中心に対して燃料ガスの流れ方向上流側に偏心した位置に設定される。
【０１０９】
各挟持部１６８のカソード電極２２に接触する面１６８ｂには、複数の突起部１７２を介して酸化剤ガス通路５４が形成される。各挟持部１６８のアノード電極２４に接触する面１６８ａには、燃料ガス通路４０が形成される。第１橋架部３４と通路部材６０の第２橋架部６４との間には、酸化剤ガス供給連通孔６８から酸化剤ガス供給孔１７０に連通する酸化剤ガス供給通路（反応ガス供給通路）１７４が形成される。
【０１１０】
隣り合う各挟持部１６８間には、燃料ガス供給連通孔（第２反応ガス供給部）３０から電解質・電極接合体２６に供給される燃料ガスを整流するための整流部材７４（又は整流部材１３６）が配置される。
【０１１１】
このように構成される第５の実施形態では、燃料電池１６０の中央部に設けられている酸化剤ガス供給連通孔６８に供給された酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給通路１７４を介してセパレータ１６２の面方向に移動した後、各挟持部１６８の中央又は中央近傍に形成される酸化剤ガス供給孔１７０からカソード電極２２の中央部に供給され、このカソード電極２２の外周に向かって移動する。
【０１１２】
一方、燃料ガス供給連通孔３０に供給された燃料ガスは、整流部材７４の整流作用下に、電解質・電極接合体２６の内側周端部と挟持部１６８の内側周端部との間から矢印Ｂ方向に流入し、燃料ガス通路４０に送られる（図１７参照）。燃料ガス通路４０では、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の内側周端部側から外側周端部に向かって燃料ガスが流動する。従って、電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の電極面の一方向（矢印Ｂ方向）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の電極面の中心側から周端部側に向かって空気が供給される（図１６参照）。
【０１１３】
このように構成される第５の実施形態では、隣り合う各挟持部１６８間には、燃料ガス供給連通孔３０を介して、電解質・電極接合体２６に供給される燃料ガスを整流する整流部材７４が配設されている。
【０１１４】
このため、燃料ガスを電解質・電極接合体２６上の必要な部分に集中して供給することが可能になり、カソード電極２２への酸化剤ガスの供給分布とアノード電極２４への燃料ガスの供給分布とを最適化することができる等、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
なお、第１〜第５の実施形態では、平面視で４つの電解質・電極接合体２６は、それぞれ同心円状に配列されているが、これに限定されるものではなく、前記電解質・電極接合体２６は、２以上の任意の数に設定可能である。
【０１１６】
また、酸化剤ガス供給連通孔６８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）に延在しているが、これに限定されるものではない。酸化剤ガス供給連通孔６８は、例えば、図３に示す突出部５６側に積層方向に延在して設けてもよい。
【０１１７】
その際、酸化剤ガスは、セパレータ２８の外周側から中央部側に向かって流れる。すなわち、図３では、酸化剤ガスは、セパレータ２８の中央側から外周側に流れる、所謂、内外流れである一方、前記セパレータ２８の外周側から中央部側に向かって流れる、所謂、外内流れに設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１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】前記燃料電池を構成するセパレータの平面説明図である。
【図６】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７】電解質・電極接合体と整流部材の周回角度との説明図である。
【図８】前記周回角度が異なる際の酸化剤ガスの断面流速の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の正面説明図である。
【図１０】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１１】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１２】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の分解斜視図である。
【図１３】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１４】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１５】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池の分解斜視図である。
【図１６】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１７】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１８】特許文献１の燃料電池を構成するセル構成板の説明図である。
【図１９】特許文献２の固体電解質型燃料電池の分解斜視説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０、１３４、１４０、１５０、１６０…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、１５２、１６２…セパレータ
３０…燃料ガス供給連通孔                ３２、６２…燃料ガス供給部
３４、６４、１６６…橋架部              ３６、１５４、１６８…挟持部
３８…燃料ガス供給孔                    ４０…燃料ガス通路
４２…燃料ガス排出通路                  ４４…円弧状壁部
４６…凸部                              ４８、５２、１７２…突起部
５０…プレート                          ５４…酸化剤ガス通路
６０…通路部材                          ６６…燃料ガス供給通路
６８…酸化剤ガス供給連通孔              ７４、１３６…整流部材
７６…一端部                            ７８…外周部
８０…凹部                              ８２…円弧状部
１０４、１０８…荷重付与部              １４２…メッシュ部材
１６４…酸化剤ガス供給部                １７０…酸化剤ガス供給孔
１７４…酸化剤ガス供給通路
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【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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【図１９】
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