【事件の表示】
　特許第３３８９５５１号「固体高分子型燃料電池」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３８９５５１号の請求項１ないし４に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．本件手続の経緯
　本件特許第３３８９５５１号の請求項１乃至４に係る発明についての出願は、平成１２年４月１９日に特許出願され、平成１５年１月１７日にその特許権の設定登録がなされたものである。
　これに対して、吉田春男より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１６年６月２２日付けで訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否
２−１．訂正の内容
　本件訂正請求の内容は、本件特許明細書を訂正請求書に添付された訂正明細書のとおり、すなわち次の訂正事項ａ及びｅの下線部のとおりに訂正するものである。
　
（１）訂正事項ａ：
　請求項１の「固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流通する燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流通する酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には冷却水が流れる加湿室を備え、燃料ガスもしくは酸化剤ガスの一方もしくは両方を加湿する固体高分子型燃料電池において、前記燃料室を流れる燃料ガスと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れは、前記加湿室を流れる冷却水の流れと並行流であることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」を「固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方と冷却水とが流れることによって燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方を加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスまたは加湿酸化剤ガスの一方もしくは加湿燃料ガスおよび加湿酸化剤ガスの両方によって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは前記加湿室を流れる燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」と訂正する。
　
（２）訂正事項ｂ：
　請求項２の「アノード側に燃料ガスが流通する燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流通する酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと冷却水が流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記加湿室を流れる燃料ガスと冷却水の流れは対向流であり、前記燃料室を流れる燃料ガスと冷却水の流れは並行流であることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」を「アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと冷却水とが流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」と訂正する。
　
（３）訂正事項ｃ：
　請求項３の「前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスと冷却水の流れは並行流である」を「前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れを下から上の方向とする」と訂正する。
　
（４）訂正事項ｄ：
　請求項４の「請求項２又は３記載の固体高分子型燃料電池において、燃料ガスと酸化剤ガスとを置き換えて酸化剤ガスとを加湿室で加湿するようにした固体高分子型燃料電池」を「固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には酸化剤ガスと冷却水とが流れることによって酸化剤ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿酸化剤ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる酸化剤ガスの流れを下から上の方向とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」と訂正する。
　
（５）訂正事項ｅ：
　特許第３３８９５５１号公報の第２頁右欄第３２行〜第３頁左欄第２行の「この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流通する燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流通する酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、 隣り合うセルユニット間には冷却水が流れる加湿室を備え、燃料ガスもしくは酸化剤ガスの一方もしくは両方を加湿する固体高分子型燃料電池において、前記燃料室を流れる燃料ガスと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れは、前記加湿室を流れる冷却水の流れと並行流である固体高分子型燃料電池を要旨とする。又、前記加湿室を流れる燃料ガスと冷却水の流れは対向流であり、前記燃料室を流れる燃料ガスと冷却水の流れは並行流である固体高分子型燃料電池を要旨とする。この固体高分子型燃料電池において、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスと冷却水の流れは並行流であることを特徴とする。更に、上記固体高分子型燃料電池において、燃料ガスと酸化剤ガスとを置き換えて酸化剤ガスを加湿室で加湿するようにした固体高分子型燃料電池を要旨とするものである。」とあるのを、
「この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方と冷却水とが流れることによって燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方を加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスまたは加湿酸化剤ガスの一方もしくは加湿燃料ガスおよび加湿酸化剤ガスの両方によって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは前記加湿室を流れる燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とする固体高分子型燃料電池を要旨とする。
　又、固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと冷却水とが流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とする固体高分子型燃料電池を要旨とする。
　この固体高分子型燃料電池において、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れを下から上の方向とすることを特徴とする。
　更に、上記固体高分子型燃料電池において、燃料ガスと酸化剤ガスとを置き換えて酸化剤ガスを加湿室で加湿するようにした固体高分子型燃料電池を要旨とするものである。」と訂正する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａは、請求項１の燃料ガスもしくは酸化剤ガスの一方もしくは両方を加湿する箇所を加湿室に減縮するとともに、冷却水をセル温度よりも低い温度で加湿室に供給することに減縮し、さらに加湿室を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは加湿室を流れる燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の流れと、加湿室を流れる冷却水の流れとを対向流に減縮するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。
　また、訂正事項ｂは、請求項２の冷却水をセル温度よりも低い温度で加湿室に供給することに減縮し、酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと加湿室を流れる冷却水の流れとを並行流に減縮するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。
　また、訂正事項ｃは、請求項３の燃料室を流れる燃料ガスの流れと、酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、加湿室を流れる冷却水の流れと、加湿室を流れる燃料ガスの流れを上下方向に減縮するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。
　また、訂正事項ｄは、請求項４の酸化剤ガスを加湿する箇所を加湿室に減縮するとともに、冷却水をセル温度よりも低い温度で加湿室に供給することに減縮し、さらに燃料室を流れる燃料ガスの流れと、酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、加湿室を流れる冷却水の流れと、加湿室を流れる燃料ガスの流れを上下方向に減縮するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。
　また、訂正事項ｅは、訂正事項ａ乃至ｄの訂正に伴って、特許明細書の対応する記載を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当する。
  そして、上記訂正事項ａ乃至ｅは、特許明細書の段落【００２２】〜【００２４】に記載された「他の実施例」及び図４〜図６の記載を根拠とするものであるから、いずれも願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、しかも実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
２−３．まとめ
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項乃至第４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．本件訂正発明１乃至４について
　訂正後の本件請求項１乃至４に係る発明（以下、それぞれ「本件訂正発明１乃至４」という。）は、上記訂正を認容することができるから、訂正明細書の請求項１乃至４に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方と冷却水とが流れることによって燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方を加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスまたは加湿酸化剤ガスの一方もしくは加湿燃料ガスおよび加湿酸化剤ガスの両方によって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは前記加湿室を流れる燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと冷却水とが流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項３】請求項２記載の固体高分子型燃料電池において、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れを下から上の方向とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項４】固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には酸化剤ガスと冷却水とが流れることによって酸化剤ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿酸化剤ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる酸化剤ガスの流れを下から上の方向とすることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」
　
４．特許異議申立てについて
４−１．取消理由の概要
　当審で通知した取消理由の概要は、訂正前の本件請求項１乃至４に係る発明は、引用例１乃至引用例４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、訂正前の本件請求項１乃至４に係る発明についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、また、訂正前の本件請求項１に係る発明についての特許は、明細書及び図面の記載が特許法第３６条第４項及び第６項２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである、というものである。
　
４−２．引用例の記載内容
　取消理由において引用された引用例１乃至引用例４には、それぞれ次の事項が記載されている。
　
（１）引用例１：特開平１１−１１１３１１号公報 
　
（１ａ）「固体高分子電解質膜(12)の一方の面にアノード(14)、他方の面にカソード(16)を有するセル(18)に対し、アノード側に燃料ガスが流通する燃料室(20)、カソード側に酸化剤ガスが流通する酸化剤室(22)を設けた単位セル(24)を複数積層して構成され、セル(18)を冷却するために循環させる冷却水を用いて固体高分子電解質膜(12)の加湿を行なう固体高分子型燃料電池において、積層された複数の単位セル(18)によってセルユニット(26)を構成し、隣り合うセルユニット(26)とセルユニット(26)との間には、燃料ガスと循環冷却水が供給されて燃料ガスの加湿を行なう加湿室(28)が配備され、加湿室(28)とセルユニット(26)との間は、燃料流路(40)によって連通しており、加湿室(28)で加湿された燃料ガスは、加湿室(28)から燃料流路(40)を通って各燃料室(20)に供給されるようにしていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」（【請求項１】）
　
（１ｂ）「・・・セル(18)を冷却するために循環させる冷却水を用いて固体高分子電解質膜(12)の加湿を行なう固体高分子型燃料電池において、積層された複数の単位セル(18)によってセルユニット(26)を構成し、隣り合うセルユニット(26)とセルユニット(26)との間には、酸化剤ガスと循環冷却水が供給されて酸化剤ガスの加湿を行なう加湿室(28)が配備され、加湿室(28)とセルユニット(26)との間は、酸化剤流路によって連通しており、加湿室(28)で加湿された酸化剤ガスは、加湿室(28)から酸化剤流路を通って各酸化剤室(22)に供給されるようにしていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。」（【請求項２】）
　
（１ｃ）「【作用及び効果】本発明の固体高分子型燃料電池(10)は、冷却水によって電池の冷却を行なうと同時に、該冷却水を用いて燃料ガスの加湿を行なうことができるため、加湿専用や冷却専用の空間を設ける必要がない。・・・」（段落【００１３】）
　
（１ｄ）「・・・なお、燃料ガスに代えて、酸化剤ガスを加湿室に供給して、加湿された酸化剤ガスを酸化剤室に供給するようにしてもよい。」（段落【００２６】）
　
（１ｅ）「加湿室(28)は、図４に示すように、夫々凹溝の開設された第１加湿プレート(82)と第２加湿プレート(84)の間にガス透過性膜(52)を挟んで構成される。プレートが、図４中で左側に向く方向をＡ面、他方をＢ面としたとき、第１加湿プレート(82)と第２加湿プレート(84)は、夫々図５及び図６に示される。なお、本実施例では、第１加湿プレート(82)のＢ面に、セルユニット(26)の端部の燃料室(20)を一体に形成しているため、該Ｂ面には、燃料室(20)の凹溝が開設されている。第１加湿プレート(82)のＡ面には、図５に示すとおり、冷却水の流通する凹溝が形成された冷却水通路(46)を、冷却水供給配管(74)に連通した状態で設けている。第２加湿プレート(84)は、図６に示すように、Ｂ面に凹溝の形成されたガス通路(48)を、燃料ガス供給配管(76)に連通して設けている。ガス通路(48)には、燃料ガスの排出される出口は形成しておらず、供給された燃料ガスは全て、ガス透過性膜(52)から第１加湿プレート側の冷却水中にバブリングされる。バブリングされた燃料ガスには、冷却水の一部が蒸発し、加湿状態となる。第２加湿プレート(84)のＡ面には、酸化剤ガスの流通する凹溝が開設されて酸化剤室(22)を形成している。該酸化剤室(22)は、酸化剤流路(64)と酸化剤出口(68)に夫々連通しており、酸化剤流路(64)を通って酸化剤室(22)に酸化剤ガスが供給され、酸化剤排ガスは、酸化剤出口(68)から排出される。・・・」（段落【００２８】）
　
（１ｆ）「＜実施例４＞この実施例は、燃料ガスと酸化剤ガスの両方を加湿した実施例である。加湿室は、図８に示すように、第１加湿プレート(82)と第２加湿プレート(84)との間に形成された燃料ガスの加湿室(28)と、第２加湿プレート(84)と第３加湿プレート(86)との間に形成された酸化剤ガスの加湿室(29)から構成される。・・・」（段落【００３２】）
　
（２）引用例２：特開平５−１４４４５１号公報
　
（２ａ）「【発明が解決しようとする課題】・・・触媒層が過度に濡れることによりガス拡散性が低下しないよう配慮することが求められる。したがって、固体高分子電解質型燃料電池では、固体高分子電解質膜を飽和含水状態に維持するとともに、触媒層が過度に濡れることにより触媒層中の細孔が水により閉塞されることを防ぐという相反する課題を同時に解決することが求められる。」（段落【０００６】）
　
（２ｂ）「・・・複数単電池ブロック毎に積層された冷却板１２には、反応ガス通路６および７に並行する形で複数の冷却媒体通路１２Ａが形成され、冷却媒体としての水または空気が反応ガスと同じ方向に並行して冷却媒体通路中を流れるよう構成される。」（段落【００１６】）
　
（２ｃ）「・・・面内温度分布の低温側では反応ガス中の水蒸気濃度が低く，高温側では発電生成水が放出された分水蒸気濃度が高い面内分布が発生する。その結果、低温側で低く，高温側で高い固体高分子電解質膜中水分の飽和蒸気圧の面内分布と、反応ガス中の水蒸気分圧の面内分布とを互いに一致させ、平衡状態を維持する機能を反応ガス中に放出される発電生成水を利用して得ることが可能になり、高温部における固体高分子電解質膜の乾燥を阻止して固体高分子電解質膜を飽和含水状態に保持し、プロトン導電性の低下に起因する発電性能の低下を防止できるとともに、低温部における触媒層の過剰な濡れによる反応ガス拡散性能の低下と、これに起因する発電性能の低下を防止することができる。」（段落【００１８】）
　
（３）引用例３：米国特許第５２００２７８号明細書
　
（４）引用例４：米国特許第５３８２４７８号明細書
　
４−３．当審の判断
　
（１）本件訂正発明１乃至３について
　
　引用例１の上記（１ｅ）には、「・・・第１加湿プレート(82)のＢ面に、セルユニット(26)の端部の燃料室(20)を一体に形成しているため、該Ｂ面には、燃料室(20)の凹溝が開設されている。第１加湿プレート(82)のＡ面には、図５に示すとおり、冷却水の流通する凹溝が形成された冷却水通路(46)を、冷却水供給配管(74)に連通した状態で設けている。第２加湿プレート(84)は、図６に示すように、Ｂ面に凹溝の形成されたガス通路(48)を、燃料ガス供給配管(76)に連通して設けている。・・・第２加湿プレート(84)のＡ面には、酸化剤ガスの流通する凹溝が開設されて酸化剤室(22)を形成している。該酸化剤室(22)は、酸化剤流路(64)と酸化剤出口(68)に夫々連通しており、酸化剤流路(64)を通って酸化剤室(22)に酸化剤ガスが供給され、酸化剤排ガスは、酸化剤出口(68)から排出される。」と記載され、
　該（１ｅ）の「第１加湿プレート(82)のＢ面に、セルユニット(26)の端部の燃料室(20)を一体に形成しているため、該Ｂ面には、燃料室(20)の凹溝が開設されている。」という記載及び図５Ｂの記載から、「燃料室(20)を流れる燃料ガス」は「上から下」の方向に流れるといえる。
　また、該（１ｅ）の「第１加湿プレート(82)のＡ面には、図５に示すとおり、冷却水の流通する凹溝が形成された冷却水通路(46)を、冷却水供給配管(74)に連通した状態で設けている。」という記載及び図５Ａの記載から、「加湿室(28)を流れる冷却水」は「下から上」の方向に流れるといえるし、
　該（１ｅ）の「第２加湿プレート(84)は、図６に示すように、Ｂ面に凹溝の形成されたガス通路(48)を、燃料ガス供給配管(76)に連通して設けている。」という記載及び図６Ｂの記載から、「加湿室(28)を流れる燃料ガス」は「下から上」の方向に流れるといえる。
　さらに、該（１ｅ）の「第２加湿プレート(84)のＡ面には、酸化剤ガスの流通する凹溝が開設されて酸化剤室(22)を形成している。該酸化剤室(22)は、酸化剤流路(64)と酸化剤出口(68)に夫々連通しており、酸化剤流路(64)を通って酸化剤室(22)に酸化剤ガスが供給され、酸化剤排ガスは、酸化剤出口(68)から排出される。」という記載及び図６Ａの記載から、「酸化剤室(22)を流れる酸化剤ガス」は、左上に設けられた酸化剤流路(64)から供給され、右下の酸化剤出口(68)から排出されるといえる。
　したがって、引用例１の上記（１ａ）及び（１ｅ）の記載から把握される事項を本件訂正発明３の記載ぶりに則って整理すると、引用例１には、「固体高分子電解質膜(12)の一方の面にアノード(14)、他方の面にカソード(16)を有するセル(18)に対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室(20)、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室(22)を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セル(18)によってセルユニット(26)を構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと循環冷却水とが流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室(28)を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子電解質膜(12)の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記燃料室(20)を流れる燃料ガスの流れを上から下の方向とし、前記酸化剤室(22)を流れる酸化剤ガスの流れを、左上に設けられた酸化剤流路(64)から供給し右下の酸化剤出口(68)から排出する方向とし、前記加湿室(28)を流れる循環冷却水の流れを下から上の方向とし、前記加湿室(28)を流れる燃料ガスの流れを下から上の方向とした固体高分子型燃料電池」という発明（以下、「引用例１発明」という）が記載されているといえる。
　
（１−１）本件訂正発明３について
　本件訂正発明３と引用例１発明とを対比すると、引用例１の「固体高分子電解質膜(12)」、「循環冷却水」は、本件訂正発明１の「固体高分子膜」、「冷却水」にそれぞれ相当し、本件特許明細書の段落【０００５】には、「流れの向きは上下方向に限定されず、多少斜めになったり、横になったり、或は折曲状等の場合も含むもの」という記載があるところ、引用例１発明の加湿室を流れる酸化剤ガスは、途中横向きであるが、入口が上で出口が下であるから、上から下に流れるといえる。
　そうすると、両者は、「固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと冷却水とが流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、を上から下の方向の並行流とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れは、下から上の方向とし、前記燃料室を流れる燃料ガスの流れ及び前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと対向流とする固体高分子型燃料電池」という点で一致し、以下の点で相違するといえる。
　
相違点：
（イ）本件訂正発明３は、冷却水を、セルの温度よりも低い温度で加湿室に供給するのに対し、引用例１発明は、加湿室に供給する冷却水の温度について限定がない点
（ロ）本件訂正発明３は、「加湿室を流れる冷却水の流れ」を「上から下」の方向とするのに対し、引用例１発明は、「加湿室を流れる冷却水の流れ」を「下から上」の方向とする点
　
　次に、これら相違点について検討する。
（ｉ）相違点（イ）について
　引用例１の上記（１ｃ）の「固体高分子型燃料電池(10)は、冷却水によって電池の冷却を行なう・・・」という記載によれば、この冷却水も電池（セル）を冷却する作用を奏するものであるから、冷却水の温度を電池（セル）の温度よりも低くすべきことは当然であるといえる。
　してみると、本件訂正発明３に係る冷却水を「セルの温度よりも低い温度」とすることは、当業者が引用例１の上記記載に基づいて容易に想到することができたといえる。
　
（ｉｉ）相違点（ロ）について
　本件訂正発明３の上記相違点（ロ）に係る「加湿室を流れる冷却水の流れ」を「上から下」の方向とするのは、「加湿室を流れる冷却水の流れ」を元々「上から下」に流れている「燃料室を流れる燃料ガス」と「酸化剤室を流れる酸化剤ガス」のそれぞれの流れの方向と同一方向とする、すなわち、これら三者の流れをすべて「並行流」とするためであり、そして、この加湿室を流れる冷却水の流れを「上から下」の方向とする技術的な意味も、本件特許明細書の段落【０００７】に記載の「固体高分子型燃料電池の凝縮水問題」という課題を解決して、燃料室又は酸化剤室出口における水の凝縮を防ぐという効果を期待するものである。
　一方、引用例２の上記（２ａ）乃至（２ｃ）及び図１にも、触媒層が過度に濡れるという燃料電池の凝縮水問題を防ぐという本件訂正発明３と同様の課題を解決するために、燃料ガス通路６を流れる「燃料ガスの流れ」と、酸化剤通路７を流れる「酸化剤ガスの流れ」と、複数単電池ブロック毎に積層された冷却板１２の冷却媒体通路１２Ａを流れる「冷却水の流れ」との「三者」の流れを同一方向の「並行流」とすることによって、低温部における触媒層の過剰な濡れを防止することが開示されている。
　そうであれば、引用例２には、冷却水の流れを燃料ガスや酸化剤ガスの流れと同一方向（三者の流れを並行流）として燃料電池の凝縮水の防止を解決する方策が記載されているといえるから、引用例２と同じ技術分野に属する引用例１発明に、この解決策を適用することは当業者であれば容易に想到し得たこととであるといえる。そして、その適用に際し、燃料ガスと酸化剤ガスの流れを重力方向に沿って上から下の方向として凝縮水を排出しやすくすることも、特開平５−２５１０９７号公報、特開平６−２０７１３号公報に記載されているように、当該固体高分子型燃料電池分野において周知の事項であるから、冷却水の流れを燃料ガスや酸化剤ガスの流れに合わせて「上から下」とすることも当業者が容易に設計することができたというべきである。
　してみると、本件訂正発明３に係る上記相違点（イ）及び（ロ）は、引用例１のその余の記載や引用例２の記載及び周知事項に基づいて当業者が容易に想到することができたものであるから、本件訂正発明３は、引用例１及び２に記載された発明と周知事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。
　特許権者は、特許異議意見書において、加湿室内の冷却水と燃料ガスの流れが対向流であるために、「加湿燃料ガス中の水分が凝縮を起こさず、燃料室へ加湿燃料ガスを供給することができる」という顕著な効果を奏すると主張している。
　特許権者の上記主張は、冷却水と燃料ガスの流れを対向流とすることによって燃料ガス中の水分の凝縮を防止する効果を発揮するというものであるが、この効果は、加湿室内のこととはいえ、従来技術の課題、すなわち燃料ガスと酸化剤ガスの流れと冷却水の流れが対向流である場合の燃料ガス中の水分の凝縮による濡れという課題と相矛盾するものであるし、本件訂正発明３の特定事項との関係で何故にそのような効果を発揮するのかも明らかではない。もっとも、加湿室内の燃料ガス中の水分の凝縮という課題を解決する方策は、冷却水と燃料ガスの流れの方向のみならず、加湿室の流路及びその出入口の温度やその近傍の例えばヘッダの温度と加湿燃料ガスの温度との相対的な関係等に依拠するものであると認められるところ、本件訂正発明３は、加湿室の流路及びその出入口の温度やその近傍の温度と加湿燃料ガスの温度とを具体的に特定するものではないから、特許権者の主張する上記効果は、本件訂正発明３の特定事項に基づかないものであるといえる。
　また、特許権者は、冷却水の流れを上から下とすることによって「加湿室を流れる冷却水が重力によって流れやすくなり、各流体の流れが阻害されることがなく安定した電池性能が得られる」とも主張している。
　しかしながら、一般的な物流においてその重力に逆らうよりは重力に沿って物を動かす方が効率的であることは自然の理であるから、加湿室を流れる冷却水の流れを重力に沿って上から下とすることによる効果は、顕著な効果とはいえない。
　したがって、特許権者の上記主張は、採用することができない。
　
（１−２）本件訂正発明２について
　本件訂正発明２は、「燃料室を流れる燃料ガス」、「酸化剤室を流れる酸化剤ガス」、「加湿室を流れる冷却水」の三者の流れを並行流とし、「加湿室を流れる燃料ガス」と「加湿室を流れる冷却水」の流れを対向流とするものであり、その流れの方向を本件訂正発明３のような「上下方向」とまでは限定しない発明であるといえるところ、ガス及び冷却水の流れの方向を上下方向に限定した本件訂正発明３は、前示のとおり、進歩性が否定されるのであるから、三者の流れについてガス及び冷却水の流れの方向を上下方向とまで限定しない本件訂正発明２も、引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。
　
（１−３）本件訂正発明１について
　本件訂正発明１は、本件訂正発明２における加湿するガスを「燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方」とする発明であるといえるところ、加湿するガスとして「燃料ガス」を選択した場合については、上記（１−１）及び（１−２）に示したとおり、引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。
　また、加湿するガスとして「酸化剤ガス」を選択した場合については、引用例１の上記（１ｂ）、（１ｄ）に「加湿するガスとして、燃料ガスに代えて、酸化剤ガスを用いる」ことが記載されているから、加湿するガスとして「酸化剤ガス」を選択した場合についても、引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。
　さらに、加湿するガスとして「燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方」の場合については、引用例１の上記（１ｆ）に「燃料ガスと酸化剤ガスの両方を加湿する実施例」が記載されているから、加湿するガスとして「燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方」の場合についても、引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。
　
（２）本件訂正発明４について
　本件訂正発明４は、本件訂正発明１において、加湿するガスとして、「燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方」の中から、「酸化剤ガス」を選択する発明であるところ、引用例１の上記（１ｂ）及び（１ｄ）には、「加湿するガスとして、酸化剤ガスを用いる」ことが記載されているから、本件訂正発明４も、引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。
　　
５．むすび
　したがって、本件請求項１乃至４に係る発明についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであるから、特許法第１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１７年１１月９日（２００５．１１．９）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
固体高分子型燃料電池
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが
流れる
流れる
燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方と
と
ことによって燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方を加湿する
この加湿室を通過した加湿
または加湿
加湿燃料ガスおよび加湿酸化剤ガスの
によって固体高分子膜の
を行う
　
前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、
　前記燃料室を流れる燃料ガス
の流れ
と、
、を
とし、前記加湿室を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは前記加湿室を流れる燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とする
　【請求項２】
　固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが
流れる
流れる
と
　
前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、
　前記燃料室を流れる燃料ガス
の流れ
、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる
、を
とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とする
　【請求項３】
　請求項２記載の固体高分子型燃料電池において、
　前記燃料室を流れる燃料ガス
の流れ
、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる
、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れを下から上の方向とする
　【請求項４】
　
固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には酸化剤ガスと冷却水とが流れることによって酸化剤ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿酸化剤ガスによって固体高分子膜の加湿を行う
　
前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、
　
前記燃料室を流れる燃料ガスの流れと、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる酸化剤ガスの流れを下から上の方向とすることを特徴とする
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、固体高分子型燃料電池であって、特に凝縮水による流路の閉塞を防止するようにした固体高分子型燃料電池に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　固体高分子型燃料電池は、基本的には電解質である固体高分子膜を挟んでアノードとカソードが設けられ、アノード側に燃料ガスである水素を含むガスを流通させると共に、カソード側に酸化剤ガスである酸素を含むガスを流通させ、電気化学反応により電気と水とを生成する構成になっている。その際、固体高分子膜の導電性を高めるために冷却水を送り込んで燃料ガス又は酸化剤ガスを加湿し、この加湿により固体高分子膜を湿潤させ、且つ燃料電池の発熱反応を冷やすようにしている。
　【０００３】
　図８は、従来の固体高分子型燃料電池の一例を示すもので、プレートＡ、Ｂ、Ｃを用いてプレートＡの表裏面にセルＤを配置し、プレートＢの裏面（セルＤに対向する面と反対側の面）と、プレートＣの表面（セルＤに対向する面と反対側の面）とに水透化膜Ｅをそれぞれ配置し、これをセルユニットとし複数のセルユニットを積層一体化して固体高分子型燃料電池が構成される。そして、隣接するセルユニット間つまりプレートＣとプレート（Ｂ）との間に加湿室Ｆが設けられる。
　【０００４】
　各プレートＡ、Ｂ、Ｃの表裏面には流路がそれぞれ形成（Ａ”、Ｂ”、Ｃ”はプレートＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれ裏面を表す）され、固体高分子型燃料電池の側部から供給される燃料ガスはプレート（Ｂ）の燃料入口Ｂ１から流入して各セルＤのアノード側にある燃料室内を通過して燃料出口Ｂ２から排出され、酸化剤ガスはプレート（Ｂ）の酸化剤入口Ｂ３から流入して各セルＤのカソード側にある酸化剤室を通過して酸化剤出口Ｂ４から排出される。又、冷却水はプレート（Ｂ）の冷却水入口Ｂ５から流入して加湿室Ｆ（プレートＢの裏面）を通過して冷却水出口Ｂ６から排出される。この場合、加湿室Ｆで燃料ガスが冷却水により加湿されるようにしてあり、この加湿燃料ガスによって各セルＤの中央に位置する固体高分子膜が加湿される。図９は燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の各流れを模式的に表したものである。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記した従来の固体高分子型燃料電池によると、加湿室Ｆを流れる燃料ガスと冷却水の流れは並行流、燃料室を流れる燃料ガスと冷却水の流れは対向流となっている。ここで、並行流とは流れの向きが同じであること、対向流とは流れの向きが逆であることを意味する（以下同じ）。但し、流路は種々の形態があるため、流れの向きは上下方向に限定されず、多少斜めになったり、横になったり、或は折曲状等の場合も含むものとする。
　固体高分子型燃料電池は、前記のように発熱反応を伴う電気化学反応であり、各セルＤに対面するプレート部分はセルＤ外周部より温度が高くなる。前記のように燃料ガスと冷却水の流れを並行流にして燃料ガスの加湿を行うと、加湿室Ｆにおいて冷却水の温度が入口よりも出口側が高くなるため、高温（セルＤの最高温度部と同等）で飽和状態の加湿燃料ガスが得られる。
　【０００６】
　しかしながら、図１０（ａ）、（ｂ）のように加湿室Ｆの加湿燃料ガス出口付近の温度は加湿燃料ガスよりも温度が２〜３℃低いため、加湿燃料ガス中の水分の凝縮を招く。凝縮水が発生すると燃料ガスの流れを阻害し、電池性能低下を引き起こす。又、燃料室を流れる燃料ガスと冷却水の流れを対向流にすると、燃料室の入口に対し出口側の温度が低くなる。燃料室出口の温度が低くなると、燃料室出口では燃料ガスが消費され流速が遅くなることと相俟って燃料ガス中の水分が凝縮し易くなる。この凝縮水が燃料ガスの流れを阻害し、電池性能の低下を引き起こす。更に、カソード側では反応生成水が生じるが、この生成水も加湿水とは別の凝縮水の原因になる。燃料又は酸化剤利用率を低下させて燃料室出口での流速を上げれば防止することができるが、電池効率上好ましくない。
　【０００７】
　本発明は、このような従来の固体高分子型燃料電池の凝縮水問題を解消するためになされ、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の流れ方向を好適に組み合わせることによって凝縮水を防止できるようにした固体高分子型燃料電池を提供することを目的とする。
　【０００８】
　【課題を解決するための手段】
　この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが
流れる
流れる
燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方と
と
ことによって燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方を加湿する
この加湿室を通過した加湿
または加湿
加湿燃料ガスおよび加湿酸化剤ガスの
によって固体高分子膜の
を行う
前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、
の流れ
と、
、を
とし、前記加湿室を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの一方もしくは前記加湿室を流れる燃料ガスおよび酸化剤ガスの両方の流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とする
　又、
固体高分子膜の一方の面にアノード、他方の面にカソードを有するセルに対し、アノード側に燃料ガスが流れる燃料室、カソード側に酸化剤ガスが流れる酸化剤室を設けた単位セルを複数個積層して構成され、この積層された複数の単位セルによってセルユニットを構成し、隣り合うセルユニット間には燃料ガスと冷却水とが流れることによって燃料ガスを加湿する加湿室を備え、この加湿室を通過した加湿燃料ガスによって固体高分子膜の加湿を行う固体高分子型燃料電池において、前記冷却水は、前記セルの温度よりも低い温度で前記加湿室へ供給されると共に、
の流れ
、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる
、を
とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れと、前記加湿室を流れる冷却水の流れと、を対向流とする
　この固体高分子型燃料電池において、前記燃料室を流れる燃料ガス
の流れ
、前記酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れと、前記加湿室を流れる
、を上から下の方向とし、前記加湿室を流れる燃料ガスの流れを下から上の方向とする
　更に、上記固体高分子型燃料電池において、燃料ガスと酸化剤ガスとを置き換えて酸化剤ガスを加湿室で加湿するようにした固体高分子型燃料電池を要旨とするものである。
　【０００９】
　燃料室を流れる燃料ガスと酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れを、加湿室を流れる冷却水の流れと並行流とした冷却水は、セルの発熱を冷却するために用いられるため冷却水の入口に対し出口側で温度が高くなり、燃料室を流れる燃料ガスと酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れを、加湿室を流れる冷却水の流れと並行流とすることで、燃料又は酸化剤室の入口に対し出口側の温度が高くなる。これにより、燃料又は酸化剤室出口で燃料又は酸化剤ガスが消費され、流速が遅くなることによる凝縮水を防ぐことができる。
　【００１０】
　加湿室を流れる燃料ガスと冷却水の流れを対向流とし、燃料室を流れる燃料ガスと冷却水の流れを並行流とした固体高分子型燃料電池によると、冷却水は、セルの発熱を冷却するために用いられるため、セルの温度より必ず低い温度（５〜２０℃低い）の冷却水が供給される。加湿室を流れる燃料ガスと冷却水の流れを対向流とすると、加湿室から得られる加湿燃料ガスはセル及び加湿燃料ガス出口付近の温度より低い飽和状態の燃料ガスが得られる。このため、加湿燃料ガス中の水分が凝縮を起こさず、燃料室へ加湿燃料ガスを供給することができる。又、燃料室を流れる燃料ガスと冷却水の流れを並行流とすることで、燃料室の入口に対し出口側の温度が高くなる。これにより、燃料室出口で燃料ガスが消費され流速が遅くなることによる上記水分の凝縮を防ぐことができる。
　この場合、酸化剤室を流れる酸化剤ガスと冷却水の流れは並行流とすることで、より一層燃料室出口の温度が高温になるため、燃料室出口での水の凝縮を防ぎつつ燃料利用率を高めることが可能となる。
　本発明に係る固体高分子型燃料電池において、燃料ガスと酸化剤ガスの流れを置き換え、酸化剤ガスを加湿する場合も上記と同様の結果が得られる。
　【００１１】
　【発明の実施の形態】
　次に、本発明に係る固体高分子型燃料電池の実施形態を添付図面に基づいて説明する。固体高分子型燃料電池の構成部材は従来例と同じであるため、前記構成部材と同じ符号を付ける。
　図１において、Ａ、Ｂ、Ｃはプレートであり、表面側及び裏面側（Ａ”、Ｂ”、Ｃ”）にそれぞれ流路が形成され、プレートＡとプレートＢとの間及びプレートＡとプレートＣとの間にはセルＤが配置され、プレートＢの裏面側とプレートＣの表面側には水透化膜Ｅが配置されることでセルユニットが構成され、このセルユニットを複数積層し一体化することで固体高分子型燃料電池が形成される。
　【００１２】
　プレートＣの表面側には隣接するセルユニットのプレート（Ｂ）が位置し、このプレート（Ｂ）とプレートＣとの間に前記水透化膜Ｅが挟まれた状態で加湿室Ｆが構成される。又、前記セルＤのアノード側は、プレートＡ及びプレートＢの表面に対面していてプレートＡ、Ｂの表面側に燃料室Ｇが形成され、セルＤのカソード側はプレートＡ及びプレートＣの裏面に対面していてプレートＡ、Ｃの裏面（Ａ”、Ｃ”）側に酸化剤室Ｈが形成されている。
　【００１３】
　各プレートには燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の入口及び出口が形成されており、隣接するセルユニットのプレート（Ｂ）にも燃料入口Ｂ１、燃料出口Ｂ２、酸化剤入口Ｂ３、酸化剤出口Ｂ４、冷却水入口Ｂ５、冷却水出口Ｂ６がそれぞれ形成されているが、酸化剤ガスと冷却水の入口及び出口が従来例とは逆になっている。
　【００１４】
　この場合、燃料ガスは隣接するプレート（Ｂ）の燃料入口Ｂ１から流入し、加湿室Ｆの下部からプレートＣの表面の流路を上向きに流れる。プレート（Ｂ）の冷却水入口Ｂ５から流入した冷却水は、各プレートＣ、Ａ、Ｂの冷却水通路を通ってプレートＢの裏面の流路を下向きに流れる。隣接するプレート（Ｂ）の裏面の流路、即ち加湿室Ｆにも冷却水が下向きに流れ、加湿室Ｆ内において燃料ガスと冷却水の流れは対向流となる。ここで、プレート（Ｂ）とプレートＣとの間には、前記のように水透化膜Ｅが存在するため、図２のようにプレート（Ｂ）の裏面流路を流れる冷却水の一部が水透化膜Ｅを通ってプレートＣ側に移行し、プレートＣの表面流路を流れる未加湿燃料ガスを加湿する。つまり、加湿室Ｆ内にて燃料ガスは冷却水により加湿される。
　【００１５】
　冷却水は、セルユニットの発熱を冷却するために用いられるため、セルユニットの温度より必ず低い温度の冷却水が供給される。加湿室Ｆを流れる燃料ガスと冷却水の流れを対向流にすると、加湿部から得られる加湿燃料ガスはセルユニット及びプレートＣの加湿燃料ガス出口付近の温度より低い飽和状態の燃料ガスが得られる。このため、加湿燃料ガス中の水分が凝縮を起こさず燃料室Ｇへ供給することができる。
　【００１６】
　図３（ａ）は、加湿室Ｆの温度測定結果を示すもので、冷却水により加湿された加湿燃料ガスの温度は約７４℃であり、加湿燃料ガス出口付近（ヘッダ）の温度は約７７℃であった。図１０（ａ）に示す従来例では、冷却水により加湿された加湿燃料ガスの温度は約７９℃で、ヘッダの温度は約７８℃であり、加湿燃料ガスの温度の方がヘッダの温度より高いため、ヘッダにより冷やされて加湿燃料ガス中の水分が凝縮したのである。図３（ｂ）、図１０（ｂ）はそれぞれ水透化膜Ｅの温度分布状態を示すものである。
　【００１７】
　加湿室Ｆで冷却水により加湿された加湿燃料ガスは、前記燃料室Ｇに供給され、前記プレートＡの表面流路及びプレートＢの表面流路をそれぞれ下向きに流れる。前記隣接するプレート（Ｂ）の冷却水入口Ｂ５から供給された冷却水は、各プレートＣ→Ａ→Ｂの冷却水通路を通ってプレートＢの裏面を流れ、これらの各プレートＣ、Ａ、Ｂを冷却すると共に、別の冷却水通路（復路）を通ってプレートＢの冷却水出口Ｂ６から排出される。
　【００１８】
　図１では、冷却水は隣接するプレートＢの冷却水出口Ｂ６から手前側に排出される場合であるが、積層一体化された燃料電池の奥の方へ順次進行してセルユニット間における各加湿室Ｆを流れ、燃料電池の他方端から排出される場合もある。プレートＢにおいては、燃料室Ｇ側の表面流路に沿って前記のように加湿燃料ガスが下向きに流れ、加湿室Ｆ側の裏面流路に沿って冷却水が下向きに流れる。従って、燃料室Ｇを流れる燃料ガスと、加湿室Ｆを流れる冷却水とは並行流となっている（従来例ではこれらは対向流）。
　【００１９】
　このように燃料ガスと冷却水の流れを並行流とすることで、燃料室Ｇの入口に対し出口の温度が高くなる。これにより、燃料室Ｇの出口で燃料ガスが消費され流速が遅くなることによる燃料ガス中の水分の凝縮を防ぐことができる。その結果、凝縮水が燃料ガスの流れを阻害することなく安定した電池性能が得られる。
　【００２０】
　一方、酸化剤ガスに付いて説明すると、隣接するプレート（Ｂ）の酸化剤入口Ｂ３から流入した酸化剤ガスは前記酸化剤室Ｈに供給される。即ち、酸化剤ガスは、プレートＡの裏面流路及びプレートＣの裏面流路をそれぞれ上向きに流れ、前記冷却水の流れと対向流になっている。
　【００２１】
　このようにして、燃料室Ｇには加湿燃料ガスが供給されると共に、酸化剤室Ｈには酸化剤ガスが供給され、固体高分子型燃料電池の発電がなされる。発電に際して、セルＤの固体高分子膜は加湿燃料ガス中の水分によって湿潤されて導電状態が良好に保持され、燃料電池本体は冷却水により冷却される。
　【００２２】
　図４は、本発明に係る固体高分子型燃料電池の他の実施形態を示すもので、前記実施形態のものと構成は殆ど同じであるが、酸化剤入口Ｂ３と酸化剤出口Ｂ４とを逆にした点が相違している。この場合、燃料ガスは加湿室Ｆにおいて冷却水により加湿された後に各燃料室Ｇに供給され、加湿燃料ガスと冷却水の流れは並行流となっているのは前記実施形態の場合と同じであるが、酸化剤室Ｈを流れる酸化剤ガスと冷却水の流れが並行流となっている点で前記実施形態とは異なっている。図５は、構成部材が積層一体化された状態での燃料ガス、酸化剤ガス、連却水の各流れを模式的に示したものである。
　【００２３】
　このように酸化剤室Ｈを流れる酸化剤ガスと冷却水の流れは並行流とすることにより、より一層燃料室Ｇの出口の温度が高温になるため、燃料室出口での加湿燃料ガス中の水分凝縮を防ぐことができる。その結果、燃料利用率が前記実施形態のものより向上する。図６（ａ）は、温度測定した結果を示すもので、燃料出口の温度は約７８℃であり、前記実施形態の燃料出口温度約７６℃より高いことが分かった。ちなみに、図１０（ａ）に示す従来例での燃料出口温度は７４℃であった。図６（ｂ）は水透化膜Ｅの温度分布状態を示している。
　【００２４】
　これらの実施形態を勘案すると、燃料室Ｇを流れる加湿燃料ガスと、酸化剤室Ｈを流れる酸化剤ガスの流れは、いずれも加湿室を流れる冷却水の流れと並行流であることが好ましい。
　【００２５】
　図７は、燃料利用率の実験結果を示すもので、従来例では燃料利用率４０％を超えるとセル電圧が低下し、高利用率になる程セル電圧の低下は大きくなり、燃料利用率９０％を超えるとセル電圧はほぼ半減してしまった。これに対し、本願発明に係る固体高分子型燃料電池においては、高燃料利用率の領域でセル電圧の低下が殆ど見られなかった。
　【００２６】
　ところで、上記実施形態ではいずれも加湿室Ｆで燃料ガスを加湿したものであったが、酸化剤ガスを加湿するように構成しても良い。その場合には、燃料ガスと酸化剤ガスとを置き換えて酸化剤ガスを加湿室Ｆで加湿し、その加湿された酸化剤ガスが酸化剤室Ｈを流れる際に前記セルＤの固体高分子膜を湿潤することができる。この酸化剤ガスを加湿する場合も、前記燃料ガスを加湿する場合と同様の効果が得られる。更に、燃料ガス及び酸化剤ガスの両方を加湿するようにしても良い。
　【００２７】
　【発明の効果】
　以上説明したように、本発明は、固体高分子型燃料電池において、燃料室を流れる燃料ガスと、酸化剤室を流れる酸化剤ガスの流れは、加湿室を流れる冷却水の流れと並行流であるように構成したので、燃料室又は酸化剤室の入口に対し出口側の温度が高くなり、燃料室又は酸化剤室出口で燃料ガス又は酸化剤ガスが消費され流速が遅くなることによる水凝縮を防ぐことができ、燃料ガス又は酸化剤ガスの流れを阻害することなく安定した電池性能が得られる。
　【００２８】
　又、加湿室を流れる燃料ガスと冷却水の流れを対向流とすることで、加湿室から得られる加湿燃料ガスはセル及び加湿燃料ガス出口付近の温度より低い飽和状態の燃料ガスが得られ、このため加湿燃料ガスが水凝縮を起こさずに燃料室に供給することができると共に、凝縮水が燃料ガスの流れを阻害することなく安定した電池性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明に係る固体高分子型燃料電池の実施形態を示す要部の分解斜視図
　【図２】
　その固体高分子型燃料電池において、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の各流れを模式的に示す説明図
　【図３】
（ａ）は加湿室の温度測定結果を示す説明図、（ｂ）は水透化膜の温度分布状態図
　【図４】
　本発明に係る固体高分子型燃料電池の他の実施形態を示す要部の分解斜視図
　【図５】
　その固体高分子型燃料電池において、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の各流れを模式的に示す説明図
　【図６】
（ａ）は加湿室の温度測定結果を示す説明図、（ｂ）は水透化膜の温度分布状態図
　【図７】
　燃料利用率とセル電圧との関係を調べた実験結果を示すグラフ図
　【図８】
　従来の固体高分子型燃料電池を示す要部の分解斜視図
　【図９】
　燃料ガス、酸化剤ガス、冷却水の各流れを模式的に示す説明図
　【図１０】
（ａ）は加湿室の温度測定結果を示す説明図、（ｂ）は水透化膜の温度分布状態図
　【符号の説明】
　Ａ、Ｂ、Ｃ…プレート
　Ｂ１…燃料入口
　Ｂ２…燃料出口
　Ｂ３…酸化剤入口
　Ｂ４…酸化剤出口
　Ｂ５…冷却水入口
　Ｂ６…冷却水出口
　Ｄ…セル
　Ｅ…水透化膜
　Ｆ…加湿室
　Ｇ…燃料室
　Ｈ…酸化剤室