(57)【要約】【課題】燃料電池スタックの反応ガス通路内の水を確実に排出する。【解決手段】固体高分子電解質膜の両側にアノード電極とカソード電極２３を設けて膜電極構造体２０を構成し、アノード電極とカソード電極２３に密接してセパレータ３０Ａ，３０Ｂを配置しこれら電極とセパレータ３０Ａ，３０Ｂとの間にそれぞれ反応ガス通路を形成して単位燃料電池１０を構成し、この単位燃料電池１０を複数積層してなる燃料電池スタックであって、反応ガス通路は波状に蛇行しながら鉛直方向に延びており、燃料電池スタックを鉛直方向に起立させたときの鉛直方向に対する反応ガス通路の傾き角度と、燃料電池スタックを搭載する機器の最大傾斜角度との和を、９０度よりも小さくする。【選択図】図２
2007141553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側にアノード電極とカソード電極を設けて膜電極構造体を構成し、前記アノード電極とカソード電極に密接してセパレータを配置しこれら電極とセパレータとの間にそれぞれ反応ガス通路を形成して単位燃料電池を構成し、この単位燃料電池を複数積層してなる燃料電池スタックであって、
前記反応ガス通路は波状に蛇行しながら鉛直方向に延びており、
燃料電池スタックを鉛直方向に起立させたときの鉛直方向に対する前記反応ガス通路の傾き角度と、該燃料電池スタックを搭載する機器の最大傾斜角度との和が、９０度よりも小さい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】
この発明は、単位燃料電池を複数積層してなる燃料電池スタックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池には、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟んで膜電極構造体を形成し、この膜電極構造体の両側に一対のセパレータを配置して平板状の単位燃料電池（以下、単位セルという）を構成し、この単位セルを複数積層して燃料電池スタックとするものが知られている。
この燃料電池では、アノード電極で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を透過してカソード電極まで移動し、カソード電極で酸素と電気化学反応を起こして発電し、その際に水（以下、生成水）を生成する。この発電には発熱を伴うため、発電を継続するために一般に冷媒を流して燃料電池を冷却している。
【０００３】
この種の燃料電池には、波状に蛇行して延びる突条を備えたセパレータを、金属プレートをプレス成形して形成し、このセパレータを膜電極構造体のアノード電極およびカソード電極に密接して配置して突条とアノード電極あるいはカソード電極との間の空間を反応ガス通路（すなわち、燃料ガス通路あるいは酸化剤ガス通路）にしたものがある。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３８３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載されている燃料電池では、波状をなす反応ガス通路を水平方向に延ばしているため、反応ガス通路において下向きに凸となる部分に生成水等の水が滞留する場合がある。水が滞留している部分では反応ガスが電極（カソード電極あるいはアノード電極）に接触することができなくなるため、発電面を実質的に狭めることとなり、発電性能が低下する。また、反応ガス通路を閉塞することになれば、発電面への反応ガスの供給が滞ってしまう。
そこで、波状をなす反応ガス通路を鉛直方向に延ばして、反応ガスを燃料電池スタックの上から下へ鉛直下向き（重力方向）に流すようにすることが考えられている、このように構成すると、水も反応ガスと一緒に鉛直方向に流れていくので、反応ガス通路内に水を滞留させないようにすることができる。
【０００５】
これにより、定置式の燃料電池であれば反応ガス通路内の水滞留の問題は解決される。しかしながら、移動体（例えば、車両）に搭載された燃料電池の場合には、移動体の姿勢が一定でないので、その姿勢の如何によっては反応ガス通路に水が滞留する可能性がある。
そこで、この発明は、姿勢変化を強いられる設置条件であっても反応ガス通路内から水を確実に排出することができる燃料電池スタックを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電解質膜（例えば、後述する実施例における固体高分子電解質膜２１）の両側にアノード電極（例えば、後述する実施例におけるアノード電極２２）とカソード電極（例えば、後述する実施例におけるカソード電極２３）を設けて膜電極構造体（例えば、後述する実施例における膜電極構造体２０）を構成し、前記アノード電極とカソード電極に密接してセパレータ（例えば、後述する実施例におけるアノード側セパレータ３０Ａ、カソード側セパレータ３０Ｂ）を配置しこれら電極とセパレータとの間にそれぞれ反応ガス通路（例えば、後述する実施例における燃料ガス通路５１、酸化剤ガス通路５２）を形成して単位燃料電池（例えば、後述する実施例における単位セル１０）を構成し、この単位燃料電池を複数積層してなる燃料電池スタック（例えば、後述する実施例における燃料電池スタックＳ）であって、前記反応ガス通路は波状に蛇行しながら鉛直方向に延びており、燃料電池スタックを鉛直方向に起立させたときの鉛直方向に対する前記反応ガス通路の傾き角度（例えば、後述する実施例における傾き角度β）と、該燃料電池スタックを搭載する機器（例えば、後述する実施例における車両Ｖ）の最大傾斜角度（例えば、後述する実施例における最大傾斜角度α１，α２）との和が、９０度よりも小さいことを特徴とする燃料電池スタックである。
【０００７】
このように構成することにより、燃料電池スタックを搭載した機器が最大傾斜角度の姿勢になったときにも、反応ガス通路は下方に傾斜した姿勢となるので、反応ガス通路内の水を滞留させずに下方へと流れ落とすことができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、燃料電池スタックを搭載した機器が最大傾斜角度の姿勢になったときにも、反応ガス通路内の水を下方へ流れ落とすことができるので、反応ガス通路内に水が滞留するのを確実に阻止することができ、流路閉塞も阻止することができる。その結果、燃料電池スタックの発電性能を良好に維持することができる。また、反応ガス通路内において水が凍結することもないので、電解質膜の損傷防止、低温始動性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明に係る燃料電池スタックの実施例を図１から図１４の図面を参照して説明する。なお、この実施例は燃料電池自動車に搭載される燃料電池スタックの態様であり、この実施例において車両Ｖは燃料電池スタックを搭載する機器を構成する。
図１は燃料電池スタックＳの概略斜視図であり、燃料電池スタックＳは、高さ方向に細長い単位燃料電池（以下、単位セルと称す）１０を多数積層して電気的に直列接続し、その両側にエンドプレート９０Ａ，９０Ｂを配置し、図示しないタイロッドによって締結して構成されている。この実施例の燃料電池スタックＳは、高さ方向を鉛直方向に向けて車両に搭載される。以下、図中の矢印Ｘは燃料電池スタックＳの幅方向を示し、矢印Ｙは単位セル１０の積層方向を示し、矢印Ｚは燃料電池スタックＳの高さ方向を示す。
【００１０】
図２に示すように、単位セル１０は、膜電極構造体２０の両側にセパレータ３０Ａ，３０Ｂを配置したサンドイッチ構造をなす。詳述すると、膜電極構造体２０は、図５に示すように、例えばフッ素系電解質材料等からなる固体高分子電解質膜（電解質膜）２１の両側にアノード電極２２とカソード電極２３を設けて構成され、膜電極構造体２０のアノード電極２２に面してアノード側セパレータ３０Ａが、カソード電極２３に面してカソード側セパレータ３０Ｂが配置されている。両セパレータ３０Ａ，３０Ｂは金属プレートを所定にプレス成形して形成されており、前記構成の単位セル１０を積層してなる燃料電池スタックＳでは、隣接する２つの単位セル１０，１０において一方の単位セル１０のアノード側セパレータ３０Ａと他方の単位セル１０のカソード側セパレータ３０Ｂとが密接する。
【００１１】
図２において、膜電極構造体２０と両セパレータ３０Ａ，３０Ｂの左上隅部には、使役前の燃料ガス（例えば、水素ガス）が流通する燃料ガス供給口１１が設けられ、その対角位置である右下隅部には、使役後の燃料ガス（以下、アノードオフガスという）が流通するアノードオフガス排出口１２が設けられている。同様に、膜電極構造体２０と両セパレータ３０Ａ，３０Ｂの右上隅部には、使役前の酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス供給口１３が設けられ、その対角位置である左下隅部には、使役後の酸化剤ガス（以下、カソードオフガスという）が流通するカソードオフガス排出口１４が設けられている。さらに、膜電極構造体２０と両セパレータ３０Ａ，３０Ｂの左端部には、使役前の冷却水が流通する４つの冷却水供給口１５，１５・・・が縦列に並んで設けられ、対称位置である右端部には、使役後の冷却水が流通する４つの冷却水排出口１６，１６・・・が縦列に並んで設けられている。冷却水供給口１５，１５・・・と冷却水排出口１６，１６・・・は、燃料ガス供給口１１および酸化剤ガス供給口１３よりも下方であって、アノードオフガス排出口１２およびカソードオフガス排出口１４よりも上方に配置されている。
また、燃料ガス供給口１１と酸化剤ガス供給口１３の間、および、アノードオフガス排出口１２とカソードオフガス排出口１４の間には、燃料電池スタックＳを締結するタイロッドを挿通するためのタイロッド挿通孔１７が設けられている。
【００１２】
これら燃料ガス供給口１１、アノードオフガス排出口１２、酸化剤ガス供給口１３、カソードオフガス排出口１４、冷却水供給口１５，１５・・・、冷却水排出口１６，１６・・・は、単位セル１０として組み立てられた状態、および、燃料電池スタックＳとして組み立てられた状態において、後述するシール部４３，４４を介して各供給口１１，１３，１５，１５・・・毎、各排出口１２，１４，１６，１６・・・毎に連通して、分配流路もしくは集合流路として機能し、それぞれ一方のエンドプレート９０Ａに設けられた燃料ガス供給口９１、アノードオフガス排出口９２、酸化剤ガス供給口９３、カソードオフガス排出口９４、冷却水供給口９５，９５・・・、冷却水排出口９６，９６・・・に連通し、他方のエンドプレート９０Ｂによって先端を閉塞されている。
【００１３】
そして、燃料ガス供給口９１に燃料ガスを、酸化剤ガス供給口９３に酸化剤ガスを、冷却水供給口９５，９５・・・に冷却水を、それぞれ図示しないマニホールドを介して供給可能に構成されており、また、アノードオフガス排出口９２から排出されるアノードオフガス、カソードオフガス排出口９４から排出されるカソードオフガス、冷却水排出口９６，９６・・・から排出される冷却水を、それぞれ図示しないマニホールドを介して排出可能に構成されている。
また、タイロッド挿通孔１７も単位セル１０として組み立てられた状態、および、燃料電池スタックＳとして組み立てられた状態において、後述するシール部４３，４４を介して連通するとともに、エンドプレート９０Ａのタイロッド挿通孔１７に連通する。
【００１４】
図３に示すように、アノード側セパレータ３０Ａは膜電極構造体２０に面当接する平坦部３６を備え、冷却水供給口１５，１５・・・と冷却水排出口１６，１６・・・の間に挟まれた矩形領域には、膜電極構造体２０から離間する方向に突出する突条３１Ａがその長手方向を鉛直方向に向けて多数形成され、水平方向（Ｘ方向）等間隔に並行に配置されている。図５に示すように、この突条３１Ａの断面形状は平坦な頂部３５を有する台形状をなし、隣り合う突条３１Ａ，３１Ａの端部同士は平坦部３６によって接続されている。
【００１５】
各突条３１Ａは略台形波状に左右に蛇行しながら鉛直方向に延びている。詳述すると、１本の突条３１Ａは、鉛直方向へ千鳥に配置され鉛直方向直線的に延びる第１の直線部３２および第２の直線部３３が、鉛直方向に対して傾斜して延びる傾斜部３４により接続されて構成されている。以下の説明の都合上、同一突条３１Ａにおいて第１の直線部３２と第２の直線部３３の水平方向中心間距離を突条３１Ａの振幅Ｗ、同一突条３１Ａにおいて隣接する第１の直線部３２，３２の中心間距離を突条３１ＡのピッチＰと定義すると、全突条３１Ａにおいて、振幅Ｗは同一に設定されており、ピッチＰも同一に設定されている。
【００１６】
アノード側セパレータ３０Ａにおいて、燃料ガス供給口１１および酸化剤ガス供給口１３よりも下方には、上部バッファー部３７が膜電極構造体２０から離間する方向に突出して形成されている。上部バッファー部３７は正面視で下方に末広がりの台形状をなし、前述した各突条３１Ａの上端が上部バッファー部３７の下端に連通している。上部バッファー部３７には膜電極構造体２０に接近する方向に突出する円筒状の凸部３８が分散して設けられており、凸部３８の先端面はアノード側セパレータ３０Ａの平坦部３６と面一にされている。さらに、上部バッファ部３７と燃料ガス供給口１１は、この間において膜電極構造体２０から離間する方向に突出して多数形成された別の突条３９を介して連通している。
【００１７】
また、アノード側セパレータ３０Ａにおいて、アノードオフガス排出口１２およびカソードオフガス排出口１４よりも上方には、下部バッファー部４０が膜電極構造体２０から離間する方向に突出して形成されている。下部バッファ部４０は正面視で上方に末広がりの台形状をなし、前述した各突条３１Ａの下端が下部バッファー部４０の上端に連通している。下部バッファー部４０には膜電極構造体２０に接近する方向に突出する円筒状の凸部４１が分散して設けられており、凸部４１の先端面はアノード側セパレータ３０Ａの平坦部３６と面一にされている。さらに、下部バッファ部４０とアノードオフガス排出口１２は、この間において膜電極構造体２０から離間する方向に突出して多数形成された別の突条４２を介して連通している。
【００１８】
そして、アノード側セパレータ３０Ａにおいて膜電極構造体２０に密接する面には、絶縁樹脂（例えば、シリコン樹脂）からなるシール部４３が設けられている。シール部４３は、燃料ガス供給口１１とアノードオフガス排出口１２と上部バッファー部３７と下部バッファ部４０と総ての突条３１Ａ，３９，４２の外側を一周して囲繞するとともに、酸化剤ガス供給口１３、カソードオフガス排出口１４、各冷却水供給口１５，１５・・・、各冷却水排出口１６，１６・・・、タイロッド挿通孔１７をそれぞれ個別に囲繞している。
【００１９】
アノード側セパレータ３０Ａはその平坦部３６とシール部４３を膜電極構造体２０のアノード電極２２に密接して取り付けられ、膜電極構造体２０と上部バッファー部３７との間に形成される空間、膜電極構造体２０と下部バッファ部４０との間に形成される空間、膜電極構造体２０と突条３１Ａ，３９，４２との間に形成される空間が、燃料ガスが流通するアノードガス通路（反応ガス通路）５１となる。その結果、燃料ガス供給口１１を介してアノードガス通路５１に導入された燃料ガスは、突条３９、上部バッファー部３７、突条３１Ａ、下部バッファ部４０、突条４２を順に流通して、アノードオフガス排出口１２に排出される。すなわち、燃料ガスは膜電極構造体２０のアノード電極２２に沿って蛇行しながら上から下へ鉛直方向に流れていく。
その際に、上部バッファー部３７が下方に末広がりの台形状をなし、多数の凸部３８を有しているので、燃料ガス供給口１１から上部バッファー部３７に導入した燃料ガスを拡散して総ての突条３１Ａにほぼ均一に分配することができる。また、下部バッファ部４０が上方に末広がりの台形状をなし、多数の凸部４１を有しているので、各突条３１Ａから下部バッファ部４０に導入されたアノードオフガスを整流してアノードオフガス排出口１２に集合させることができる。
【００２０】
カソード側セパレータ３０Ｂもアノード側セパレータ３０Ａとほぼ同様の構成であるので同一構成については説明を省略し、図４を参照して相違点だけを説明する。なお、図４はカソード側セパレータ３０Ｂをカソード電極２３に面する側から見た図である。
図２のように同一面側から見たときに、カソード側セパレータ３０Ｂの突条３１Ｂとアノード側セパレータ３０Ａの突条３１Ａは位相を異にしており、正弦波形で言えば１８０度位相がずれている。
突条３１Ｂの振幅ＷとピッチＰについては、カソード側セパレータ３０Ｂもアノード側セパレータ３０Ａと同一に設定されている。
酸化剤ガス供給口１３とこれに対向する上部バッファー部３７は突条３９を介して連通しており、カソードオフガス排出口１４とこれに対向する下部バッファ部４０は突条４２を介して連通している。
カソード側セパレータ３０Ｂのシール部４３は、酸化剤ガス供給口１３とカソードオフガス排出口１４と上部バッファー部３７と下部バッファ部４０と総ての突条３１Ｂ，３９，４２の外側を一周して囲繞するとともに、燃料ガス供給口１１、アノードオフガス排出口１２、各冷却水供給口１５，１５・・・、各冷却水排出口１６，１６・・・、タイロッド挿通孔１７をそれぞれ個別に囲繞している。
【００２１】
カソード側セパレータ３０Ｂはその平坦部３６とシール部４３を膜電極構造体２０のカソード電極２３に密接して取り付けられ、膜電極構造体２０と上部バッファー部３７との間に形成される空間、膜電極構造体２０と下部バッファ部４０との間に形成される空間、膜電極構造体２０と突条３１Ｂ，３９，４２との間に形成される空間が、酸化剤ガスが流通するカソードガス通路（反応ガス通路）５２となる。その結果、酸化剤ガス供給口１３を介してカソードガス通路５２に導入された酸化剤ガスは、突条３９、上部バッファー部３７、突条３１Ｂ、下部バッファ部４０、突条４２を順に流通して、カソードオフガス排出口１４に排出される。すなわち、酸化剤ガスは膜電極構造体２０のカソード電極２３に沿って蛇行しながら上から下へ鉛直方向に流れていく。
その際に、上部バッファー部３７が下方に末広がりの台形状をなし、多数の凸部３８を有しているので、酸化剤ガス供給口１３から上部バッファー部３７に導入した酸化剤ガスを拡散して総ての突条３１Ｂにほぼ均一に分配することができる。また、下部バッファ部４０が上方に末広がりの台形状をなし、多数の凸部４１を有しているので、各突条３１Ｂから下部バッファ部４０に導入されたカソードオフガスを整流してカソードオフガス排出口１４に集合させることができる。
なお、図２において膜電極構造体２０の面内に二点鎖線で示すように、この燃料電池スタックＳにおいては、アノード側セパレータ３０Ａの突条３１Ａおよびカソード側セパレータ３０Ｂの突条３１Ｂが設けられている領域が実質的な発電領域Ｇとなる。
【００２２】
また、図２に示すように、カソード側セパレータ３０Ｂにおいて膜電極構造体２０に密接する面の裏面にも、絶縁樹脂（例えば、シリコン樹脂）からなるシール部４４が設けられている。シール部４４は、冷却水供給口１５，１５・・・および冷却水排出口１６，１６・・・の外側を１周して囲繞するとともに、燃料ガス供給口１１、アノードオフガス排出口１２、酸化剤ガス供給口１３、カソードオフガス排出口１４、タイロッド挿通孔１７をそれぞれ個別に囲繞している。このカソード側セパレータ３０Ｂと同様に、アノード側セパレータ３０Ａにおいて膜電極構造体２０に密接する面の裏面にも、シール部４４が設けられている。
【００２３】
前述したように、単位セル１０を積層してなる燃料電池スタックＳでは、隣接する２つの単位セル１０，１０において一方の単位セル１０のアノード側セパレータ３０Ａと他方の単位セル１０のカソード側セパレータ３０Ｂとが密接するが、その際には、アノード側セパレータ３０Ａの突条３１Ａにおける第１の直線部３２の頂部３５とカソード側セパレータ３０Ｂの突条３１Ｂにおける第１の直線部３２の頂部３５とを密接させるとともに、アノード側セパレータ３０Ａの上部バッファ部３７および下部バッファ部４０とカソード側セパレータ３０Ｂの上部バッファ部３７および下部バッファ部４０とを密接させ、アノード側セパレータ３０Ａのシール部４４とカソード側セパレータ３０Ｂのシール部４４とを密接させる。これにより、両シール部４４，４４に囲繞された両セパレータ３０Ａ，３０Ｂ間の空間であって上部バッファー部３７と下部バッファ部４０の間に、冷却水供給口１５，１５・・・、冷却水排出口１６，１６・・・、突条３１Ａ，３１Ｂを包囲する領域に冷却水通路（冷媒通路）５３が形成される。そして、上部バッファ部３７，３７間、および下部バッファ部４０，４０間には冷却水が流れなくなるので、発電領域Ｇに冷媒を効率よく流通させることができ、発電領域Ｇを効率的に冷却することができる。
【００２４】
図５、図６を参照して冷却水通路５３について詳述する。なお、図６は、アノード側セパレータ３０Ａの突条３１Ａとカソード側セパレータ３０Ｂの突条３１Ｂをそれぞれ１本ずつ代表的に図示している。
前述したように、アノード側セパレータ３０Ａの突条３１Ａとカソード側セパレータ３０Ｂの突条３１Ｂは互いに位相を異にしているので、突条３１Ａにおける第１の直線部３２の頂部３５と突条３１Ｂにおける第１の直線部３２の頂部３５とを密接させて重ねたときに、突条３１Ａにおける第２の直線部３３の頂部３５と突条３１Ｂにおける第２の直線部３３の頂部３５は重なることなく、互いに水平方向に離間して位置し、この間に開口６０が形成される。
【００２５】
また、アノード側セパレータ３０Ａの突条３１Ａにおける第２の直線部３３の頂部３５はカソード側セパレータ３０Ｂの平坦部３６から離間して配置されており、同様に、カソード側セパレータ３０Ｂの突条３１Ｂにおける第２の直線部３３の頂部３５はアノード側セパレータ３０Ａの平坦部３６から離間して配置されている。これにより、アノード側セパレータ３０Ａとカソード側セパレータ３０Ｂの間に形成される冷却水通路５３は、突条３１Ａ，３１Ｂの第１の直線部３２，３２が突き合わさっている部分では水平方向を遮断されるが、突条３１Ａ，３１Ｂの第２の直線部３３，３３が存在する部分では水平方向に連通する。
その結果、冷却水供給口１５，１５・・・から冷却水通路５３に導入された冷却水は、突条３１Ａの第２の直線部３３と突条３１Ｂの第２の直線部３３との間を縫うようにして水平方向に流通し、対応する冷却水排出口１６，１６・・・へと流れる。つまり、燃料ガスと酸化剤ガスが鉛直方向に流れるのに対し、冷却水はこれら反応ガスの流れ方向と直交する水平方向に流れる。
【００２６】
このように構成された燃料電池スタックＳおよび単位セル１０では、アノード電極２２で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜２１を透過してカソード電極２３まで移動し、カソード電極２３で酸素と電気化学反応を起こして発電し、その際に水を生成する。この発電に伴う発熱により単位セル１０が所定の作動温度を越えないように、冷却水通路５３を流れる冷却水で熱を奪い冷却する。
【００２７】
ところで、図７に示すように、燃料電池スタックＳを鉛直方向（Ｚ方向）に起立した姿勢において、鉛直方向に対する傾斜部３４の傾き角度を燃料ガス通路５１あるいは酸化剤ガス通路５２（以下、総称して反応ガス通路５１，５２とする）の傾き角度βと定義すると、この実施例の燃料電池スタックＳにおいては反応ガス通路５１，５２の傾き角度βと、車両Ｖの最大傾斜角度との和が９０度よりも小さく設定されている。
【００２８】
図９〜図１１は、燃料電池スタックＳを車両Ｖのセンタートンネル内に収納し、単位セル１０の積層方向（Ｙ方向）を車両の前後方向に沿わせ、燃料電池スタックＳの幅方向（Ｘ方向）を車幅方向に沿わせ、燃料電池スタックＳの高さ方向（Ｚ方向）を鉛直方向に沿わせて設置した例を示し、図９、図１０は車両Ｖが水平な路面上を走行または停止している状態、図１１は最大横傾斜角度（最大バンク角度）α１の路面上を走行または停止している状態を示す。
【００２９】
このように燃料電池スタックＳを車両Ｖに搭載した場合には、燃料電池スタックＳにおける反応ガス通路５１，５２の傾き角度βと最大横傾斜角度α１との和を９０度よりも小さく設定しておく。
これにより、車両Ｖが最大横傾斜角度α１の姿勢になっても、図８に示すように、反応ガス通路５１，５２における傾斜部３４は水平よりも下方に傾斜した姿勢となるので、このときにも反応ガス通路５１，５２内の水を滞留させずに下方へと流れ落とすことができる。
【００３０】
また、図１２〜図１４は、燃料電池スタックＳを車両ＶのリヤシートＲの下に収納し、単位セル１０の積層方向（Ｙ方向）を車幅方向に沿わせ、燃料電池スタックＳの幅方向（Ｘ方向）を車両の前後方向に沿わせ、燃料電池スタックＳの高さ方向（Ｚ方向）を鉛直方向に沿わせて設置した例を示し、図１２、図１３は車両Ｖが水平な路面上を走行または停止している状態、図１４は最大下り傾斜角度α２の路面上を走行または停止している状態を示す。
【００３１】
このように燃料電池スタックＳを車両Ｖに搭載した場合には、燃料電池スタックＳにおける反応ガス通路５１，５２の傾き角度βと最大下り傾斜角度α２との和を９０度よりも小さく設定しておく。
これにより、車両Ｖが最大下り傾斜角度α２の姿勢になっても、図８に示すように、反応ガス通路５１，５２における傾斜部３４は水平よりも下方に傾斜した姿勢となるので、このときにも反応ガス通路５１，５２内の水を滞留させずに下方へと流れ落とすことができる。
【００３２】
したがって、図９〜図１１に示すように燃料電池スタックＳを車両Ｖのセンタートンネル内に収納した場合であっても、あるいは、図１２〜図１４に示すように燃料電池スタックＳを車両ＶのリヤシートＲ下に収納した場合であっても、反応ガス通路５１，５２内に水が滞留するのを確実に阻止することができ、流路閉塞も阻止することができる。その結果、燃料電池スタックＳの発電性能を良好に維持することができる。また、反応ガス通路５１，５２内に水が残らないので、氷点下の雰囲気に車両Ｖを停車させておいても、反応ガス通路５１，５２内で水が凍結することがなく、これにより、固体高分子電解質膜２１の損傷防止を図ることができるとともに、燃料電池スタックＳの低温始動性が向上する。
【００３３】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、反応ガス通路の波形を台形波状としたが、これに限定されるものではなく、正弦波形状など種々の波形が採用可能である。
また、前述した実施例では、セパレータを金属プレートで形成したが、セパレータを炭素板で構成し、該炭素板の表面に溝を形成してこれを反応ガス通路としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係る燃料電池スタックの概略斜視図である。
【図２】前記燃料電池スタックを構成する単位燃料電池の分解図である。
【図３】前記単位燃料電池を構成するアノード側セパレータの正面図である。
【図４】前記単位燃料電池を構成するカソード側セパレータの正面図である。
【図５】燃料電池スタックの部分断面図である。
【図６】前記燃料電池スタックにおけるセパレータ積層状態を示す斜視図である。
【図７】前記燃料電池スタックにおける反応ガス通路の傾き角度を説明する図である。
【図８】車両が最大傾斜角度になったときの前記反応ガス通路の姿勢を説明するための図である。
【図９】前記燃料電池スタックの車両搭載例１における側面図である。
【図１０】前記燃料電池スタックの車両搭載例１における正面図である。
【図１１】前記燃料電池スタックの車両搭載例１において最大横傾斜角度になったときの正面図である。
【図１２】前記燃料電池スタックの車両搭載例２における側面図である。
【図１３】前記燃料電池スタックの車両搭載例２における正面図である。
【図１４】前記燃料電池スタックの車両搭載例２において最大下り傾斜角度になったときの側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓ  燃料電池スタック
Ｖ  車両（機器）
１０  単位セル（単位燃料電池）
２０  膜電極構造体
２１  固体高分子電解質膜（電解質膜）
２２  アノード電極
２３  カソード電極
３０Ａ、３０Ｂ  セパレータ
５１  燃料ガス通路（反応ガス通路）
５２  酸化剤ガス通路（反応ガス通路）
【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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