(57)【要約】【課題】空気抜き用パイプが折損した際にも、十分な液絡抵抗を確保することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０を構成する第２エンドプレート１８ｂには、一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する冷却媒体供給マニホールド７２ａが設けられる。冷却媒体供給マニホールド７２ａの上部には、内部空間８４ａｃの最上位置に開口する第１空気抜き用パイプ９４ａが一体に突出成形される。冷却媒体供給マニホールド７２ａでは、第１空気抜き用パイプ９４ａを突出させる第１空気抜き壁部９６ａａの肉厚が、周辺部位の壁部９６ａの肉厚よりも厚い。【選択図】図１
2017162639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが水平方向に積層される発電セルを有し、複数の前記発電セルが水平方向に積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、互いに隣接する前記セパレータの間には、セパレータ面に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体流路に連通し、前記冷却媒体を前記発電セルの積層方向に流通させる冷却媒体連通孔が形成される燃料電池スタックであって、
一方のエンドプレートには、前記冷却媒体連通孔に連通する冷却媒体マニホールドが設けられ、
前記冷却媒体マニホールドの上部には、該冷却媒体マニホールドの内部最上位置に開口する空気抜き用パイプが一体に突出成形されるとともに、
前記冷却媒体マニホールドは、前記空気抜き用パイプを突出させる空気抜き壁部の肉厚が、前記空気抜き壁部の周辺部位の壁部の肉厚よりも厚く構成されていることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックであって、前記冷却媒体連通孔は、前記冷却媒体流路の入口側に、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで上下一対の冷却媒体供給連通孔と、
前記冷却媒体流路の出口側に、前記冷却媒体流路を前記流路幅方向に挟んで上下一対の冷却媒体排出連通孔と、
を有するとともに、
前記冷却媒体マニホールドは、前記上下一対の冷却媒体供給連通孔に一体に連通する冷却媒体供給マニホールド、又は前記上下一対の冷却媒体排出連通孔に一体に連通する冷却媒体排出マニホールドの少なくとも一方を有す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、電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが水平方向に積層される発電セルを有し、複数の前記発電セルが水平方向に積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面にアノード電極が、他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルが構成されている。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。
【０００３】
燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。また、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００４】
燃料電池では、さらに積層方向に貫通して燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔と、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが設けられた内部マニホールド型燃料電池が採用されている。燃料ガス連通孔は、燃料ガス供給連通孔及び燃料ガス排出連通孔を有し、酸化剤ガス連通孔は、酸化剤ガス供給連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔を有し、冷却媒体連通孔は、冷却媒体供給連通孔及び冷却媒体排出連通孔を有している。
【０００５】
上記の内部マニホールド型燃料電池では、一方のエンドプレートに、冷却媒体連通孔に連なって冷却媒体を供給又は排出する冷却媒体マニホールドが設けられている。さらに、冷却媒体マニホールドには、外部から冷却媒体を導入するための冷却媒体供給管又は外部に前記冷却媒体を導出するための冷却媒体排出管が接続されている。
【０００６】
上記の冷却媒体中には、エアが混在している場合がある。このため、冷却媒体マニホールドの上方領域には、エアが残存し易く、冷却効率が低下するという問題がある。そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックが知られている。
【０００７】
この燃料電池スタックでは、冷却媒体供給連通孔に連通する冷却媒体供給口が設けられるマニホールド部材を備えている。そして、マニホールド部材は、冷却媒体供給口よりも高い位置に冷却媒体供給連通孔に連通するエア抜き口を設けている。
【０００８】
従って、冷却媒体が冷却媒体供給口に供給されると、この冷却媒体に混在するエアが、前記冷却媒体供給口の鉛直方向上方に移動してエア抜き口から円滑且つ確実に排出される。これにより、冷却媒体供給連通孔にエアが導入されることを有効に阻止することができ、簡単な構成で、燃料電池スタック全体の冷却効率が良好に向上する、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−０３２０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、特に空気抜き用パイプが折損した際にも、十分な液絡抵抗を確保することが可能な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】
【００１１】
本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが水平方向に積層される発電セルを有している。複数の発電セルが水平方向に積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、互いに隣接する前記セパレータの間には、セパレータ面に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成されている。そして、冷却媒体流路に連通し、冷却媒体を発電セルの積層方向に流通させる冷却媒体連通孔が形成されている。
【００１２】
一方のエンドプレートには、冷却媒体連通孔に連通する冷却媒体マニホールドが設けられ、前記冷却媒体マニホールドの上部には、該冷却媒体マニホールドの内部最上位置に開口する空気抜き用パイプが一体に突出成形されている。ここで、冷却媒体マニホールドは、空気抜き用パイプを突出させる空気抜き壁部の肉厚が、前記空気抜き壁部の周辺部位の壁部の肉厚よりも厚く構成されている。
【００１３】
また、冷却媒体連通孔は、冷却媒体流路の入口側に、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで上下一対の冷却媒体供給連通孔を有することが好ましい。冷却媒体連通孔は、冷却媒体流路の出口側に、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで上下一対の冷却媒体排出連通孔を有することが好ましい。
【００１４】
その際、冷却媒体マニホールドは、上下一対の冷却媒体供給連通孔に一体に連通する冷却媒体供給マニホールド、又は上下一対の冷却媒体排出連通孔に一体に連通する冷却媒体排出マニホールドの少なくとも一方を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却媒体マニホールドは、空気抜き用パイプを突出させる空気抜き壁部の肉厚が、前記空気抜き壁部の周辺部位の壁部の肉厚よりも厚く構成されている。従って、空気抜き用パイプが折損した際にも、空気抜き壁部の肉厚が厚いため、十分な液絡抵抗（絶縁抵抗）を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの、冷却媒体マニホールド側からの斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの一部分解斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する発電セルの要部分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックの前記冷却媒体マニホールド側からの正面説明図である。
【図５】前記燃料電池スタックを構成する冷却媒体供給マニホールドと絶縁プレートとの分解斜視説明図である。
【図６】前記冷却媒体供給マニホールドの、図５中、ＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】前記冷却媒体供給マニホールドが折損した際の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、車載用燃料電池スタックとして、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される。燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が電極面を立位姿勢にして水平方向（矢印Ｂ方向）に積層された積層体１２ａｓを備える。
【００１８】
図２に示すように、発電セル１２の積層方向一端（積層体１２ａｓの一端）には、第１ターミナルプレート１４ａ、第１絶縁プレート１６ａ及び第１エンドプレート１８ａが、外方に向かって、順次、配設される。発電セル１２の積層方向他端（積層体１２ａｓの他端）には、第２ターミナルプレート１４ｂ、第２絶縁プレート１６ｂ及び第２エンドプレート１８ｂが、外方に向かって、順次、配設される。
【００１９】
横長形状（長方形状）の第１エンドプレート１８ａの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第１ターミナルプレート１４ａに接続された第１電力出力端子２０ａが外方に向かって延在する。横長形状（長方形状）の第２エンドプレート１８ｂの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第２ターミナルプレート１４ｂに接続された第２電力出力端子２０ｂが外方に向かって延在する。
【００２０】
第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂとの各辺間には、それぞれ各辺の略中央位置に一定の長さを有する連結バー２２が配置される。連結バー２２の両端は、第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂとにねじ２４により固定され、積層体１２ａｓに積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重が付与される。
【００２１】
燃料電池スタック１０は、必要に応じてケーシング２６を備える。ケーシング２６は、矢印Ｂ方向両端の２辺（面）が第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂにより構成される。ケーシング２６の矢印Ａ方向両端の２辺（面）は、横長プレート形状の前方サイドパネル２８ａ及び後方サイドパネル２８ｂにより構成される。ケーシング２６の矢印Ｃ方向両端の２辺（面）は、上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂにより構成される。上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂは、横長プレート形状を有する。
【００２２】
第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂには、各辺にねじ穴３２が設けられる。前方サイドパネル２８ａ、後方サイドパネル２８ｂ、上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂには、各ねじ穴３２に対向して孔部３４が形成される。各孔部３４に挿入されるねじ３６は、各ねじ穴３２に螺合することにより、ケーシング２６が一体に固定される。
【００２３】
図３に示すように、発電セル１２は、電解質膜・電極構造体４０と、前記電解質膜・電極構造体４０を挟持する第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４とを備える。
【００２４】
第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４に代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２５】
発電セル１２の長辺方向（矢印Ａ方向）の一端縁部には、それぞれ矢印Ｂ方向に個別に連通して、酸化剤ガス供給連通孔４６ａ及び燃料ガス供給連通孔４８ａが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔４６ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、燃料ガス供給連通孔４８ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する。
【００２６】
発電セル１２の長辺方向の他端縁部には、それぞれ矢印Ｂ方向に個別に連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４８ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとが設けられる。
【００２７】
発電セル１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方（酸化剤ガス供給連通孔４６ａ側）には、矢印Ｂ方向にそれぞれ個別に連通して一対の冷却媒体供給連通孔５０ａが設けられる。冷却媒体供給連通孔５０ａは、冷却媒体を供給するために、矢印Ｂ方向にそれぞれ連通しており、対向する辺に上下に設けられる。
【００２８】
発電セル１２の短辺方向の両端縁部他方（燃料ガス排出連通孔４８ｂ側）には、矢印Ｂ方向にそれぞれ個別に連通して一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂが設けられる。冷却媒体排出連通孔５０ｂは、冷却媒体を排出するために、矢印Ｂ方向にそれぞれ連通しており、対向する辺に上下に設けられる。
【００２９】
電解質膜・電極構造体４０は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜５２と、前記固体高分子電解質膜５２を挟持するカソード電極５４及びアノード電極５６とを備える。固体高分子電解質膜５２は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用してもよい。
【００３０】
カソード電極５４及びアノード電極５６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）を有する。白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子は、ガス拡散層の表面に一様に塗布されることにより、電極触媒層（図示せず）が形成される。電極触媒層は、固体高分子電解質膜５２の両面に形成される。
【００３１】
第１金属セパレータ４２の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４２ａには、酸化剤ガス供給連通孔４６ａと酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとを連通する酸化剤ガス流路５８が形成される。酸化剤ガス流路５８は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３２】
第２金属セパレータ４４の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４４ａには、燃料ガス供給連通孔４８ａと燃料ガス排出連通孔４８ｂとを連通する燃料ガス流路６０が形成される。燃料ガス流路６０は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３３】
互いに隣接する第２金属セパレータ４４の面４４ｂと第１金属セパレータ４２の面４２ｂとの間には、一対の冷却媒体供給連通孔５０ａと一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂとに連通する冷却媒体流路６２が形成される。冷却媒体流路６２は、水平方向に延在しており、電解質膜・電極構造体４０の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。
【００３４】
第１金属セパレータ４２の面４２ａ、４２ｂには、この第１金属セパレータ４２の外周端縁部を周回して第１シール部材６４が一体成形される。第２金属セパレータ４４の面４４ａ、４４ｂには、この第２金属セパレータ４４の外周端縁部を周回して第２シール部材６６が一体成形される。
【００３５】
第１シール部材６４及び第２シール部材６６としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００３６】
図２に示すように、第１エンドプレート１８ａには、酸化剤ガス供給マニホールド６８ａ、酸化剤ガス排出マニホールド６８ｂ、燃料ガス供給マニホールド７０ａ及び燃料ガス排出マニホールド７０ｂが取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド６８ａ、酸化剤ガス排出マニホールド６８ｂ、燃料ガス供給マニホールド７０ａ及び燃料ガス排出マニホールド７０ｂは、電気絶縁性を有する樹脂からなる。
【００３７】
酸化剤ガス供給マニホールド６８ａと酸化剤ガス排出マニホールド６８ｂとは、酸化剤ガス供給連通孔４６ａと酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとに連通する。燃料ガス供給マニホールド７０ａと燃料ガス排出マニホールド７０ｂとは、燃料ガス供給連通孔４８ａと燃料ガス排出連通孔４８ｂとに連通する。
【００３８】
図１に示すように、第２エンドプレート（一方のエンドプレート）１８ｂには、上下一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに一体に連通する樹脂製の冷却媒体供給マニホールド（冷却媒体マニホールド）７２ａが取り付けられる。第２エンドプレート１８ｂには、上下一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂに一体に連通する樹脂製の冷却媒体排出マニホールド（冷却媒体マニホールド）７２ｂが取り付けられる。冷却媒体供給マニホールド７２ａ及び冷却媒体排出マニホールド７２ｂは、電気絶縁性を有することが好ましい。
【００３９】
図１、図４及び図５に示すように、冷却媒体供給マニホールド７２ａは、電気絶縁性樹脂等からなる絶縁プレート７４ａを介装して第２エンドプレート１８ｂに固定される。図５に示すように、絶縁プレート７４ａは、略平板状を有し、上方の冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する冷却媒体入口７６ａと、下方の冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する冷却媒体入口７６ａとを有する。
【００４０】
絶縁プレート７４ａには、上下の冷却媒体入口７６ａ間に略矩形状を有して凹部７８ａが形成される。絶縁プレート７４ａの外周縁部には、複数の孔部８０ａが形成される。
【００４１】
図１、図４及び図５に示すように、冷却媒体供給マニホールド７２ａは、フランジ部８２ａとマニホールド本体部８４ａとを一体に設ける。マニホールド本体部８４ａ内には、内部空間８４ａｃが形成されるとともに、フランジ部８２ａは、前記内部空間８４ａｃを周回する。
【００４２】
図５に示すように、フランジ部８２ａには、各孔部８０ａに対応して複数の孔部８５ａが形成される。各孔部８５ａに挿入されるねじ８６ａは、第２エンドプレート１８ｂに設けられたねじ穴８８ａに螺合されることにより（図１参照）、冷却媒体供給マニホールド７２ａが前記第２エンドプレート１８ｂに固定される。
【００４３】
図４に示すように、冷却媒体供給マニホールド７２ａの略中央部（冷却媒体流路６２の流路幅方向略中央部）には、冷却媒体供給口である入口管路部９０ａが設けられる。入口管路部９０ａは、冷却媒体流路６２の冷却媒体流れ方向（矢印Ａ方向）に対して、下方に傾斜する。なお、入口管路部９０ａは、矢印Ａ方向に対して上方に傾斜してもよい。
【００４４】
マニホールド本体部８４ａの内部空間８４ａｃには、天井部を構成する上部壁面９２ａが水平方向から傾斜して設けられる。具体的には、上部壁面９２ａは、第２エンドプレート１８ｂの中央側から外部側に向かって上方に傾斜する。マニホールド本体部８４ａには、上部壁面９２ａの最上位置（冷却媒体供給マニホールド７２ａの内部最上位置）に隣接して第１空気抜き用パイプ９４ａが突出形成される。
【００４５】
マニホールド本体部８４ａは、壁部９６ａにより構成される。図５に示すように、壁部９６ａの最上位置には、第１空気抜き壁部９６ａａが設けられるとともに、第１空気抜き用パイプ９４ａは、前記第１空気抜き壁部９６ａａから一体に突出形成される。図６に示すように、第１空気抜き用パイプ９４ａは、水平方向（矢印Ｂ方向）から上方に所定の角度α゜だけ傾斜する。
【００４６】
第１空気抜き壁部９６ａａの肉厚ｔ１は、前記第１空気抜き壁部９６ａａの周辺部位の壁部９６ａの肉厚ｔ２、ｔ３よりも厚く構成される（ｔ１＞ｔ２、ｔ１＞ｔ３）。なお、肉厚ｔ２、ｔ３は、同一寸法でもよく、又は、異なる寸法でもよい。第１空気抜き壁部９６ａａから第１空気抜き用パイプ９４ａを貫通して排気孔部９８ａが形成される。排気孔部９８ａは、一端が内部空間８４ａｃの内部最上位置に開放されるとともに、他端が外部に開放される。排気孔部９８ａの開口径Ｄは、可及的に小径に設定される。
【００４７】
図１に示すように、冷却媒体排出マニホールド７２ｂは、電気絶縁性樹脂等からなる絶縁プレート７４ｂを介装して第２エンドプレート１８ｂに固定される。なお、冷却媒体供給マニホールド７２ａと同一の構成要素には、同一の参照数字にａに代えてｂを付し、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
冷却媒体排出マニホールド７２ｂには、矢印Ｃ方向の略中央部（冷却媒体流路６２の流路幅方向中央部）に、冷却媒体排出口である出口管路部９０ｂが、水平方向に向かって又は水平方向から傾斜して設けられる。
【００４９】
図４に示すように、マニホールド本体部８４ｂの内部空間８４ｂｃには、天井部を構成する上部壁面９２ｂが水平方向から傾斜して設けられる。具体的には、上部壁面９２ｂは、第２エンドプレート１８ｂの中央側から外部側に向かって上方に傾斜する。マニホールド本体部８４ｂには、上部壁面９２ｂの最上位置（冷却媒体排出マニホールド７２ｂの内部最上位置）に隣接して第２空気抜き用パイプ９４ｂが突出形成される。
【００５０】
マニホールド本体部８４ｂは、壁部９６ｂにより構成される。図１に示すように、壁部９６ｂの最上位置には、第２空気抜き壁部９６ｂｂが設けられる。第２空気抜き用パイプ９４ｂは、上方に傾斜して第２空気抜き壁部９６ｂｂから一体に突出形成される。第２空気抜き壁部９６ｂｂの肉厚は、前記第２空気抜き壁部９６ｂｂの周辺部位の壁部９６ｂの肉厚よりも厚く構成される。
【００５１】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００５２】
まず、図２に示すように、第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給マニホールド６８ａから酸化剤ガス供給連通孔４６ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート１８ａの燃料ガス供給マニホールド７０ａから燃料ガス供給連通孔４８ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。
【００５３】
さらに、図１に示すように、第２エンドプレート１８ｂでは、冷却媒体供給マニホールド７２ａの入口管路部９０ａから内部空間８４ａｃには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。冷却媒体は、内部空間８４ａｃの上下に連通する一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに分配される。
【００５４】
このため、図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔４６ａから第１金属セパレータ４２の酸化剤ガス流路５８に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路５８に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４０のカソード電極５４に供給される。
【００５５】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４８ａから第２金属セパレータ４４の燃料ガス流路６０に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路６０に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４０のアノード電極５６に供給される。
【００５６】
従って、電解質膜・電極構造体４０では、カソード電極５４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極５６に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００５７】
次いで、電解質膜・電極構造体４０のカソード電極５４に供給されて一部が消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔４６ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体４０のアノード電極５６に供給されて一部が消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔４８ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。
【００５８】
また、上下の冷却媒体供給連通孔５０ａに供給された冷却媒体は、互いに隣接する第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４間の冷却媒体流路６２に導入される。冷却媒体は、上下の冷却媒体供給連通孔５０ａから互いに近接する方向に、一旦、矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体４０を冷却する。冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に互いに離間する方向に移動した後、上下の冷却媒体排出連通孔５０ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。
【００５９】
図１及び図４に示すように、冷却媒体は、上下の冷却媒体排出連通孔５０ｂから冷却媒体排出マニホールド７２ｂの内部空間８４ｂｃに排出される。冷却媒体は、内部空間８４ｂｃの中央側に流通した後、出口管路部９０ｂから外部に排出される。
【００６０】
この場合、本実施形態では、冷却媒体供給マニホールド７２ａは、マニホールド本体部８４ａを構成する壁部９６ａの最上位置に設けられた第１空気抜き壁部９６ａａから、第１空気抜き用パイプ９４ａが一体に突出形成されている。その際、図６に示すように、第１空気抜き壁部９６ａａの肉厚ｔ１は、前記第１空気抜き壁部９６ａａの周辺部位の壁部９６ａの肉厚ｔ２、ｔ３よりも厚く構成されている。
【００６１】
このため、図７に示すように、外部荷重（衝撃）が付与されて、第１空気抜き用パイプ９４ａが折損した際にも、第１空気抜き壁部９６ａａは、他の壁部９６ａよりも大きな厚さを維持することができる。従って、排気孔部９８ａが設けられている第１空気抜き壁部９６ａａは、第１空気抜き用パイプ９４ａの折損にも関わらず、十分な液絡抵抗（絶縁抵抗）を確保することが可能になるという効果が得られる。
【００６２】
しかも、第１空気抜き壁部９６ａａから第１空気抜き用パイプ９４ａを貫通して排気孔部９８ａが形成されるとともに、前記排気孔部９８ａの開口径Ｄは、可及的に小径に設定されている（図６参照）。これにより、第１空気抜き壁部９６ａａは、第１空気抜き用パイプ９４ａが折損した際にも、一層良好な液絡抵抗（絶縁抵抗）を確保することができる。
【００６３】
なお、冷却媒体排出マニホールド７２ｂは、マニホールド本体部８４ｂを構成する壁部９６ｂの最上位置に設けられた第２空気抜き壁部９６ｂｂから、第２空気抜き用パイプ９４ｂが一体に突出形成されている。このため、第２空気抜き壁部９６ｂｂは、第２空気抜き用パイプ９４ｂの折損にも関わらず、十分な液絡抵抗（絶縁抵抗）を確保することが可能になるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…燃料電池スタック              １２…発電セル
１２ａｓ…積層体                    １８ａ、１８ｂ…エンドプレート
２６…ケーシング                    ４０…電解質膜・電極構造体
４２、４４…金属セパレータ          ４６ａ…酸化剤ガス供給連通孔
４６ｂ…酸化剤ガス排出連通孔        ４８ａ…燃料ガス供給連通孔
４８ｂ…燃料ガス排出連通孔          ５０ａ…冷却媒体供給連通孔
５０ｂ…冷却媒体排出連通孔          ５２…固体高分子電解質膜
５４…カソード電極                  ５６…アノード電極
５８…酸化剤ガス流路                ６０…燃料ガス流路
６２…冷却媒体流路                  ６８ａ…酸化剤ガス供給マニホールド
６８ｂ…酸化剤ガス排出マニホールド  ７０ａ…燃料ガス供給マニホールド
７０ｂ…燃料ガス排出マニホールド    ７２ａ…冷却媒体供給マニホールド
７２ｂ…冷却媒体排出マニホールド    ７４ａ、７４ｂ…絶縁プレート
８２ａ…フランジ部                  ８４ａ、８４ｂ…マニホールド本体部
８４ａｃ、８４ｂｃ…内部空間        ９０ａ…入口管路部
９０ｂ…出口管路部                  ９２ａ、９２ｂ…上部壁面
９４ａ、９４ｂ…空気抜き用パイプ    ９６ａ、９６ｂ…壁部
９６ａａ、９６ｂｂ…空気抜き壁部    ９８ａ…排気孔部
【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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