(57)【要約】【課題】燃料電池セルにおいて、発電性能を高くし、かつ、温度及び発電性能のガスの流通方向に関する不均一を小さくすることである。【解決手段】セパレータと膜−電極アセンブリのカソード電極側との間に配置する酸化ガス側多孔体３２に複数本の溝部６０を、ガスの流通方向に形成する。各溝部６０は三角錐形状とし、酸化ガスの上流側から下流側に向かうにしたがって、断面積を小さくする。これにより、各酸化ガス側多孔体３２を、ガス上流側でガス下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有するものとする。【選択図】図５
2009026476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電体と、
セパレータと、
発電体及びセパレータの間に配置され、反応ガスを流通させる多孔体と、を備える燃料電池セルであって、
多孔体は、ガス上流側でガス下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有することを特徴とする燃料電池セル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体の、ガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面積を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくしていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部を形成していることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体の発電体及びセパレータのうち、セパレータ側に溝部を形成していることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体に形成した溝部の、発電体の側面と平行な方向の幅を、ガス上流側でガス下流側よりも大きくしていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項６】
請求項３に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体に形成した溝部の、発電体の側面に対し直交する方向の深さを、ガス上流側でガス下流側よりも大きくしていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項７】
請求項２に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体に複数本の溝部を形成するとともに、溝部の本数をガス上流側でガス下流側よりも多くしていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項８】
請求項２に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体にガス上流側端部から伸びる複数本の溝部を形成するとともに、少なくとも一部の溝部同士の長さを異ならせていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか１に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体の、ガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面積を、ガスの流通方向に関して段階的に変化させていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項１０】
請求項１に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体の気孔率または気孔の大きさを、ガスの流通方向に関して変化させていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項１１】
請求項１０に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体の気孔の数を、ガス上流側でガス下流側よりも多くしていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１に記載の燃料電池セルにおいて、
発電体及び多孔体の間に、多孔体よりもガスの流通抵抗が大きいガス拡散層を設けていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料電池セルにおいて、
ガス拡散層の気孔率または気孔の直径を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくしていることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１に記載の燃料電池セルにおいて、
多孔体をエキスパンドメタルにより構成していることを特徴とする燃料電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電体と、セパレータと、発電体及びセパレータの間に配置され、反応ガスを流通させる多孔体と、を備える燃料電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池について各種の提案がなされている。燃料電池は、通常複数の燃料電池セルを積層して構成され、各燃料電池セルは発電体である、膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）の両側にガス流路を介して配置される一対のセパレータからなる。このような燃料燃料電池セルにおいて、空気等の酸化ガスまたは水素ガスである、反応ガスを膜−電極アセンブリ側に効率よく送り込むようにするためにガス流路を工夫することは重要であり、ガス流路の構成について、例えば特許文献１及び特許文献２の提案がある。
【０００３】
特許文献１では、図２１に示すように、燃料電池の要部断面図が記載されており、燃料電池は、電解質膜・電極構造体１０と、電解質膜・電極構造体１０を狭持する２個のセパレータ１２とを備える。２個のセパレータ１２の間に、電極面の外周を覆って、図示しないシール部材を介装している。電解質膜・電極構造体１０は、電解質膜１４を狭持するアノード側電極１６及びカソード側電極１８を備える。各電極１６，１８は、ガス拡散層２０と電極触媒層２２とを有する。ガス拡散層２０は、金属材料製の発泡体で形成しており、発泡体内に流路壁を形成している。ガス拡散層２０にガス流路が形成される。カソード側電極１８に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極１６に供給される燃料ガスとが、電極触媒層２２内で電気化学反応により消費され、発電が行われるとされている。
【０００４】
また、特許文献２では、セパレータを用いて構成される燃料電池スタックが記載されている。燃料電池スタックは、２個のセパレータと、セパレータ間に配置されるフレーム及び膜−電極接合体とからなる単セルが複数積層されて構成される。セパレータは、セパレータ本体と、ガスの拡散と発電された電気を集電するコレクタとから構成する。コレクタは、ステンレス板にラス加工を施すことにより、多数の貫通孔を網目状に形成した金属製の薄板から成形している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８７３１８号公報
【特許文献２】特開２００７−８７７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された燃料電池において、発泡体を有するガス拡散層２０と電極触媒層２２との間にガス拡散層２０よりもガスの流通抵抗が大きい別のガス拡散層を設けると、ガス拡散層２０を、ガスの流通方向に関して断面積が一定で、ガス流通方向全長にわたる溝流路を形成した溝流路形成部材とする場合に比べて、多孔体に対応するガス拡散層２０のガスの流通抵抗が大きくなる。すなわち、ガス拡散層２０のガスに対する圧力損失が高くなる。このため、相対的に電極触媒層２２側の別のガス拡散層内に多くのガスが流れるようになる。例えば、ガスを空気とした場合に、別のガス拡散層のガス下流側でも酸素濃度低下の影響を受けにくくなり、また、電解質膜１４近傍のフラッディング、すなわち水が溜まることが生じにくくなり、溝流路形成部材を設ける場合よりも燃料電池の発電出力を高くできる可能性がある。
【０００７】
図２２は、カソード側電極に供給される反応ガスのストイキ比、すなわちカソードストイキ比であるエアストイキ比と、燃料電池セル電圧との関係の１例を示す線図である。図２２に示すように、カソードストイキ比がある値よりも小さくなると、燃料電池セル電圧が急激に小さくなる。このことから、カソードストイキ比をある程度以上に大きくすることが発電電圧を大きくする面から好ましいことが分かる。上記のように、ガス拡散層２０よりも電極触媒層２２側に別のガス拡散層を設ける構成において、ガス拡散層２０が発泡体を有する構成である場合には、例えば、反応ガスが空気である場合に、カソード側の電極触媒層２２に供給される空気のカソードストイキ比をある程度大きくでき、発電出力をある程度高くできる可能性がある。
【０００８】
ただし、このように発泡体を有するガス拡散層２０を設けた構成の場合、ガス拡散層２０のガスに対する圧力損失が高くなりやすい。例えば、発泡体の仕様によって異なるが、発泡体の代わりに溝流路形成部材を使用する構成の場合よりも５〜３０倍程度圧力損失が高くなる可能性がある。圧力損失が高くなると、ガスを供給する供給装置、例えばエアコンプレッサを駆動する動力を大きくする必要がある。また、ガス拡散層２０の厚さを大きくすることにより圧力損失を低くすることも考えられるが、その場合には、燃料電池の体格が大きくなってしまう。このような不都合は、特許文献２に記載された燃料電池スタックの、ラス加工を施した網目状の金属製の薄板を設けた構成の場合も同様に生じる可能性がある。このため、燃料電池の体格を大きくすることなく、燃料電池内のガスに対する圧力損失を小さくし、かつ、発電性能を高くする構成の実現が望まれている。
【０００９】
［先発明の説明］
これに対して、本出願の出願人は、発電体と、発電体上に配置され、内部を反応ガスが流れる多孔体と、多孔体上に配置されるセパレータと、多孔体に形成された排水部とを備える燃料電池に関する発明について出願した（特願２００７−２５４０２号）。次に、この発明に係る先発明の燃料電池について説明する。先発明の燃料電池は、２個のセパレータの間に膜電極接合体を設け、膜電極接合体とセパレータとの間にカーボン製、または発泡金属製である多孔体を設けている。膜電極接合体は、電解質層と、電極層と、ガス拡散層とを設けている。また、多孔体のセパレータ側に排水部としての溝部を形成している。これにより、膜電極接合体で発生した生成水が溝部を流れて、生成水を速やかにガス下流方向に搬送して、燃料電池外部へ排出することができる。また、このように多孔体に溝部を形成した場合には、燃料電池の体格を大きくすることなく、燃料電池内のガスに対する圧力損失を小さくし、かつ、発電性能を高くできる可能性がある。
【００１０】
ただし、このような先発明の場合、燃料電池のガス上流側はガスのストイキ比が大きく、発電しやすいのに対して、ガス下流側はガスのストイキ比が小さく、発電しにくくなる傾向となる。このため、燃料電池のガスの流れ方向に関して発電性能と温度との不均一が大きくなる可能性がないとはいえない。燃料電池の一部の温度が高い場合、ラジエータ等の燃料電池用冷却装置は、この高い温度に対応して冷却性能を決定する必要があるため、冷却装置が大きくなる可能性がないとはいえない。このため、燃料電池の温度の不均一を小さくすることが求められている。
【００１１】
本発明は、燃料電池セルにおいて、発電性能を高くし、かつ、温度及び発電性能のガスの流通方向に関する不均一を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る燃料電池セルは、発電体と、セパレータと、発電体及びセパレータの間に配置され、反応ガスを流通させる多孔体と、を備える燃料電池セルであって、多孔体は、ガス上流側でガス下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有することを特徴とする燃料電池セルである。
【００１３】
また、好ましくは、多孔体の、ガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面積を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくする。
【００１４】
また、より好ましくは、多孔体に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部を形成する。
【００１５】
また、より好ましくは、多孔体の発電体及びセパレータのうち、セパレータ側に溝部を形成する。
【００１６】
また、多孔体に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部を形成する構成において、より好ましくは、多孔体に形成した溝部の、発電体の側面と平行な方向の幅を、ガス上流側でガス下流側よりも大きくする。
【００１７】
また、多孔体に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部を形成する構成において、より好ましくは、多孔体に形成した溝部の、発電体の側面に対し直交する方向の深さを、ガス上流側でガス下流側よりも大きくする。
【００１８】
また、多孔体の、ガス流通方向に対し直交する方向の断面積を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくする構成において、より好ましくは、多孔体に複数本の溝部を形成するとともに、溝部の本数をガス上流側でガス下流側よりも多くする。
【００１９】
また、多孔体の、ガス流通方向に対し直交する方向の断面積を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくする構成において、より好ましくは、多孔体にガス上流側端部から伸びる複数本の溝部を形成するとともに、少なくとも一部の溝部同士の長さを異ならせる。
【００２０】
また、多孔体の、ガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面積を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくする構成において、より好ましくは、多孔体の、ガス流通方向に対し直交する方向の断面積を、ガスの流通方向に関して段階的に変化させる。
【００２１】
また、より好ましくは、多孔体の気孔率または気孔の直径等の大きさを、ガスの流通方向に関して変化させる。
【００２２】
また、より好ましくは、多孔体の気孔の数を、ガス上流側でガス下流側よりも多くする。
【００２３】
また、本発明に係る燃料電池スタックにおいて、好ましくは、発電体及び多孔体の間に、多孔体よりもガスの流通抵抗が大きいガス拡散層を設ける。
【００２４】
また、より好ましくは、ガス拡散層の気孔率または気孔の直径を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくする。
【００２５】
また、より好ましくは、多孔体をエキスパンドメタルにより構成する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の燃料電池セルによれば、発電体及びセパレータの間に配置された、ガス上流側でガス下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有する多孔体を備えるため、多孔体を、反応ガスの流通方向に関して断面積が一定で、ガス流通方向全長にわたる溝流路を形成した溝流路形成部材とする場合に比べて、多孔体のガス流通抵抗を大きくでき、相対的に発電体側に反応ガスを多く供給できるため、発電性能を高くできる。また、多孔体のガス下流側でガス上流側よりもガスの圧力損失が大きくなるため、発電性能が高くなる傾向となるガス上流側での発電性能を抑えることができる一方、発電性能が低くなる傾向となるガス下流側での発電性能を高くできる。このため、温度及び発電性能のガスの流通方向に関する不均一を小さくできる。
【００２７】
また、多孔体に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部を形成する構成によれば、燃料電池の体格を大きくすることなく、燃料電池内のガスに対する圧力損失を小さくし、かつ、発電性能を高くできる。
【００２８】
また、多孔体の発電体及びセパレータのうち、セパレータ側に溝部を形成する構成によれば、多孔体の発電体側に溝部を形成する場合と異なり、発電体の近傍に発電に伴う生成水が溜まるのを生じにくくできる。これとともに、発電体または発電体側に設けたガス拡散層と多孔体との接触圧が多孔体の面方向または長さ方向に関して大きく不均一になるのを防止できる。このため、多孔体の面方向または長さ方向に関する発電性能の不均一を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［第１の発明の実施の形態］
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１から図８は、本発明に係る第１の実施の形態を示している。図１は、本実施の形態の燃料電池セルを複数積層して構成する燃料電池スタックの略斜視図である。図２は、図１の正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面の一部を示す図である。図４は、酸化ガス側多孔体をエキスパンドメタルにより構成する場合の１例を示す部分斜視図である。図５は、図３の酸化ガス側多孔体のＢ−Ｂ断面図である。図６は、（ａ）が図５のＣ−Ｃ断面を、（ｂ）が図５のＤ−Ｄ断面を、（ｃ）が図５のＥ−Ｅ断面を、それぞれ示す図である。図７は、（ａ）が酸化ガス側多孔体及び酸化ガス拡散層において、ガス上流側とガス下流側との間の各断面部分での、溝部と、多孔体本体部と、酸化ガス拡散層との、酸化ガスの流量比の１例を示す図であり、（ｂ）が酸化ガス側多孔体のガスの流通方向に関する圧力損失の変化を示す図である。図８は、酸化ガス側多孔体及び酸化ガス拡散層全体のガス流通方向に対し直交する各断面での酸素濃度を示す線図である。
【００３０】
図１、図２に示すように、燃料電池スタック２４は、複数の燃料電池セル２６を積層し、両側から図示しない一対のエンドプレート等で狭持することにより構成している。各燃料電池セル２６は、図３に示すように、発電体である、膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）２８の両側に一対のセパレータ３０を設けている。膜−電極アセンブリ２８は、高分子イオン交換膜から成る電解質膜の一方の面（図３の下面）にアノード側電極を、他方の面（図３の上面）にカソード側電極を、それぞれ配置している。膜−電極アセンブリ２８は、触媒、例えば白金等を含む。また、セパレータ３０とカソード側電極との間に、セパレータ３０側から順に、反応ガスである酸化ガスを流通させる酸化ガス側多孔体３２と、酸化ガス拡散層３４とを設けている。また、セパレータ３０とアノード側電極との間に、セパレータ３０側から順に、反応ガスである燃料ガスを流通させる燃料ガス側多孔体３６と、燃料ガス拡散層３８とを設けている。このような燃料電池セル２６を、中間セパレータ４０を介して複数組積層し、さらに図示しない集電板、絶縁板及びエンドプレートで狭持し、図示しないテンションロッドとナットとで締め付けることにより、高電圧を発生する燃料電池スタック２４（図１、図２）を構成する。なお、酸化ガスは、例えば空気とする。また、燃料ガスは、水素ガス等の水素含有ガスとする。
【００３１】
図１、図２に示すように、各セパレータ３０は、平板状の金属により構成し、外周部に燃料ガス供給マニホールド孔４２、燃料ガス排出マニホールド孔４４、酸化ガス供給マニホールド孔４６、酸化ガス排出マニホールド孔４８、冷媒供給マニホールド孔５０、冷媒排出マニホールド孔５２を、それぞれ設けている。複数の燃料電池セル２６を積層した状態で、燃料電池セル２６の積層方向に対向する複数のマニホールド孔４２，４４，４６，４８，５０，５２同士が連通して、燃料ガス供給マニホールド４３、燃料ガス排出マニホールド４５、酸化ガス供給マニホールド４７、酸化ガス排出マニホールド４９、冷媒供給マニホールド５１、冷媒排出マニホールド５３を、それぞれ構成する。これら各マニホールド４３，４５，４７，４９，５１，５３は、燃料電池スタック２４の積層方向一端部の図示しないエンドプレートに設けた、燃料ガス入口、燃料ガス出口、酸化ガス入口、酸化ガス出口、冷媒入口、冷媒出口にそれぞれ通じさせる。各マニホールド４３，４５，４７，４９，５１，５３は、積層される複数の燃料電池セル２６の積層方向に設けられる。
【００３２】
燃料ガス供給マニホールド４３、燃料ガス排出マニホールド４５、酸化ガス供給マニホールド４７、酸化ガス排出マニホールド４９は、それぞれ各燃料電池セル２６に対応して、これと異なる方向に分岐した図示しない内部流路を通じて、多孔体３２，３６（図３）及びガス拡散層３４，３８（図３）に通じさせている。
【００３３】
また、図２に斜格子で示すように、膜−電極アセンブリ２８と、多孔体３２，３６と、ガス拡散層３４，３８とは、隣り合うセパレータ３０の間の略中央部分に配置している。そして、隣り合うセパレータ３０の外周部分の間に配置した樹脂等の絶縁性を有するシール部材５５（図３）により、膜−電極アセンブリ２８と、多孔体３２，３６と、ガス拡散層３４，３８とを、外部からシールしている。また、図３に示すように、隣り合う燃料電池セル２６を構成する２枚のセパレータ３０の間に中間セパレータ４０を配置するとともに、中間セパレータ４０に冷媒である冷却液を流すための冷媒流路５４を形成している。冷媒流路５４は、冷媒供給マニホールド５１及び冷媒排出マニホールド５３に通じさせている。
【００３４】
図３に示す各ガス拡散層３４，３８は、導電性及びガス透過性を有する部材により構成している。ガス拡散層３４，３８として、例えばカーボンペーパー等のカーボン製多孔体、導電性材料により形成した織物等を使用できる。
【００３５】
また、図３に示す各多孔体３２，３６は、カーボン製多孔体または発泡金属体等の導電性材料により形成し、多数の気孔を設けている。また、各多孔体３２，３６を、エキスパンドメタルにより構成することもできる。例えば、図４に示すように、ステンレス等の金属薄板に刃型を有する加工装置等を用いて曲げ加工及びせん断加工を施すことにより、階段状で離散的に千鳥状に複数個所に気孔に対応する開口５６を形成した、エキスパンドメタル５８を構成することができる。開口５６は、例えば略六角形、略菱形等、種々の形状とすることができる。
【００３６】
また、各多孔体３２，３６は、膜−電極アセンブリ２８と平行な方向に対し直交する方向、すなわち、ガスの流通方向に対し直交する方向に、反応ガスを膜−電極アセンブリ２８側に導く機能を有する。各多孔体３２，３６のガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面での気孔率は、ガス流通方向に関してほぼ一定としている。
【００３７】
また、図５に示すように、各酸化ガス側多孔体３２に複数（図示の例では３本）の溝部（スリット）６０を、ガス流通方向に形成している。各溝部６０は、三角錐形状を有する。すなわち、図５で示すように、各酸化ガス側多孔体３２を膜−電極アセンブリ２８（図３）の側面と平行な図３のＢ−Ｂ断面で見た場合の、各溝部６０の断面形状を、酸化ガスの上流側端面（図５の左端面）に一端が開口し、酸化ガスの下流側（図５の右側）に他端である頂部（奥部）を有する三角形としている。各溝部６０は、各酸化ガス側多孔体３２のガス下流側端面（図５の右端面）には達していない。
【００３８】
また、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図５のＣ−Ｃ断面、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面を、それぞれ示している。図６（ａ）（ｂ）に示すように、各燃料電池セル２６（図３）を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する図５のＣ−Ｃ断面、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面で見た場合の、各溝部６０の断面形状は、セパレータ３０（図３）と対向する側（図６（ａ）（ｂ）の左側）に一端が開口し、膜−電極アセンブリ２８側（図６（ａ）（ｂ）の右側）に他端である頂部（奥部）を有する三角形としている。すなわち、各酸化ガス側多孔体３２の膜−電極アセンブリ２８及びセパレータ３０のうち、セパレータ３０側に溝部６０を形成している。また、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）で示すように、各溝部６０を、膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面形状を、ガス上流側から下流側に向かうほど小さくしている。すなわち、各酸化ガス側多孔体３２に形成した溝部６０の、膜−電極アセンブリ２８の側面と平行な方向（図６（ａ）（ｂ）（ｃ）の上下方向）のセパレータ３０側開口端の幅Ｗ（図６（ａ））を、ガス上流側でガス下流側よりも大きくするとともに、各溝部６０の、膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する方向の深さＨ（図６（ａ））を、ガス上流側でガス下流側よりも大きくしている。
【００３９】
このように、各酸化ガス側多孔体３２に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部６０を形成し、各溝部６０の断面積を、酸化ガス上流側で大きくし、酸化ガス下流側に向かうほど小さくしている。単位断面積で比較した場合に、ガスの流通抵抗は、溝部６０、酸化ガス側多孔体３２、酸化ガス拡散層３４の順に高くなる。すなわち、酸化ガス拡散層３４で最もガスの流通抵抗が高くなり、溝部６０で最もガスの流通抵抗が低くなる。このように構成するため、酸化ガス側多孔体３２は、ガス上流側でガス下流側よりもガスの圧力損失が低くなる形状を有することとなる。また、酸化ガス側多孔体３２の、溝部６０を除いた部分である多孔体本体部６２の、ガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面積は、ガス上流側でガス下流側よりも小さくなる。
【００４０】
このような燃料電池スタック２４（図１）では、例えば図１に矢印αで示す方向に、燃料ガスである水素ガスを燃料ガス供給マニホールド４３内に送りこむことにより、アノード側の燃料ガス流路に対応する、燃料ガス側多孔体３６（図３）と燃料ガス拡散層３８（図３）とに燃料ガスを送り込む。そして、図１に矢印βで示す方向に燃料ガスを、燃料ガス排出マニホールド４５を通じて外部に排出する。また、同図に矢印γで示す方向に、酸化ガスである空気を酸化ガス供給マニホールド４７に送り込むことにより、カソード側の酸化ガス流路に対応する、酸化ガス側多孔体３２（図３）と酸化ガス拡散層３４（図３）とに酸化ガスを送り込む。そして、図１に矢印δで示す方向に酸化ガスを、酸化ガス排出マニホールド４９を通じて外部に排出する。燃料ガス及び酸化ガスは、膜−電極アセンブリ２８（図３）で、電気化学反応に供される。そして、発電電力がカソード側電極とアノード側電極との間で得られ、複数の積層した燃料電池セル２６を備える燃料電池スタック２４（図１）の両端から電池出力が得られる。
【００４１】
このような燃料電池スタック２４を構成する燃料電池セル２６によれば、膜−電極アセンブリ２８及びセパレータ３０の間に配置された、ガス上流側でガス下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有する酸化ガス側多孔体３２を備えるため、酸化ガス側多孔体３２を、酸化ガスの流通方向に関して断面積が一定で、ガス流通方向全長にわたる溝流路を形成した溝流路形成部材とする場合に比べて、酸化ガス側多孔体３２のガス流通抵抗を大きくでき、相対的に膜−電極アセンブリ２８側に酸化ガスを多く供給できるため、発電性能を高くできる。
【００４２】
また、酸化ガス側多孔体３２のガス下流側でガス上流側よりもガスの圧力損失が大きくなるため、発電性能が高くなる傾向となるガス上流側での発電性能を抑えることができる一方、発電性能が低くなる傾向となるガス下流側での発電性能を高くできる。このため、燃料電池セル２６及び燃料電池スタック２４の温度及び発電性能の、ガスの流通方向に関する不均一を小さくできる。
【００４３】
すなわち、燃料電池スタック２４では、通常、酸化ガス拡散層３４のガス上流側部分で酸素濃度が高く、また、存在する水分が水蒸気のままとなりやすいため、電解質膜近傍でのフラッディングは生じにくい。このため、酸化ガス拡散層３４のガス上流側部分には、多くの酸化ガスを流す必要がない。本実施の形態では、このような事情から、酸化ガス側多孔体３２のガス上流側部分を流れる酸化ガスの多くを溝部６０に流れるようにして、ガス上流側部分での圧力損失を低減する。このため、ガス上流側での発電性能が抑えられ、発電に伴う発熱量を小さくできる。これに対して、酸化ガス拡散層３４のガス上流側部分では酸素濃度が低くなり、かつ、フラッディングが生じやすくなる傾向となるため、酸化ガス側多孔体３２に形成した溝部６０の断面積をガス下流側に向かうにしたがって徐々に小さくして、酸化ガス側多孔体３２のガス下流側部分での圧力損失を増大させ、これにより、酸化ガス拡散層３４のガス下流側部分内を流れる酸化ガス量を増加させることができる。したがって、ガス下流側での発電性能を高くでき、発電に伴う発熱量を大きくできる。この結果、燃料電池セル２６及び燃料電池スタック２４の温度及び発電性能の、ガスの流通方向に関する不均一を小さくできる。特に、高温状況下での発電運転時において、燃料電池セル２６の酸化ガス上流側での温度が過度に高くなるのを有効に抑制できる。
【００４４】
図７（ａ）は、酸化ガス側多孔体３２及び酸化ガス拡散層３４において、ガス上流側とガス下流側との間の各断面部分での、溝部６０（同図のＰで示す範囲）と、酸化ガス側多孔体３２の溝部６０以外の多孔体本体部６２（同図のＱで示す範囲）と、酸化ガス拡散層３４（同図のＲで示す範囲）との、酸化ガスの流量比の１例を示す図である。なお、図７、図８の説明では、図１から図６で用いた符号を用いる。図７（ａ）でＣ−Ｃ、Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｅは、それぞれ図５のＣ−Ｃ断面、Ｄ−Ｄ断面、Ｅ−Ｅ断面に対応する。図７（ａ）に示すように、酸化ガスの流通経路に関して溝部６０が形成されているガス上流側では、酸化ガスは溝部６０内に多く流れる。
【００４５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に対応する、ガス上流側とガス下流側との間の各断面部分での、酸化ガス側多孔体３２のガスの流通方向に関する圧力損失の変化を示している。図７（ｂ）で、実線Ｓは、本実施の形態の場合を、破線Ｔは、本実施の形態と同様の構成において、酸化ガス側多孔体３２から溝部６０を省略した比較例の場合を、それぞれ表している。図７（ｂ）に示すように、本実施の形態で、溝部６０を形成したことにより、溝部６０を形成しない比較例の場合に比べて、同図の斜格子で示す分だけ燃料電池セル２６及び燃料電池スタック２４のガスに対する圧力損失を低減できる。
【００４６】
図８は、本実施の形態により、燃料電池セル２６の酸化ガス上流側と酸化ガス下流側との間において、酸化ガス側多孔体３２及び酸化ガス拡散層３４全体のガス流通方向に対し直交する各断面での酸素濃度を示す線図である。同図において、実線Ｌａは本実施の形態の場合を、破線Ｌｂは本実施の形態と同様の構成において、酸化ガス側多孔体３２に溝部６０を形成しない比較例の場合を、それぞれ表している。図８に示すように、いずれの場合も、ガス上流側からガス下流側に向かうにしたがって、発電により酸素濃度は低くなるが、本実施の形態では、ガス上流側で溝部６０により酸化ガス側多孔体３２の圧力損失が低くなるので、発電しにくくなることで酸素濃度の減少の程度が比較例に比べて小さくなる。一方、ガス下流側では溝部６０がなくなり、または溝部６０断面が小さくなることにより、酸化ガス側多孔体３２の圧力損失が高くなるので、膜−電極アセンブリ２８側に酸素が多く供給され、発電に供される。このため、ガス下流側で、酸素濃度の減少の程度が比較例の場合よりも大きくなる。この結果、溝部６０を形成しない比較例に比べて、酸化ガス流通方向に関する酸素濃度勾配を緩やかにできる。したがって、燃料電池セル２６及び燃料電池スタック２４の温度及び発電性能の、ガスの流通方向に関する不均一を小さくできる。
【００４７】
また、本実施の形態では、酸化ガス側多孔体３２に、ガス上流側でガス下流側よりも断面積が大きくなる溝部６０を形成するため、燃料電池スタック２４の体格を大きくすることなく、燃料電池スタック２４内のガスに対する圧力損失を小さくし、かつ、発電性能を高くできる。
【００４８】
また、酸化ガス側多孔体３２の膜−電極アセンブリ２８及びセパレータ３０のうち、セパレータ３０側に溝部６０を形成するため、酸化ガス側多孔体３２の膜−電極アセンブリ２８側に溝部６０を形成する場合と異なり、膜−電極アセンブリ２８の近傍に発電に伴う生成水が溜まる、いわゆるフラッディングを生じにくくできる。これとともに、膜−電極アセンブリ２８側に設けた酸化ガス拡散層３４と酸化ガス側多孔体３２との接触圧が、酸化ガス側多孔体３２の側面の面方向または長さ方向に関して大きく不均一になるのを防止できる。このため、酸化ガス側多孔体３２の側面の面方向または長さ方向に関する発電性能の不均一を小さくできる。
【００４９】
なお、酸化ガス側多孔体３２に溝部６０を形成する方法として、例えば、酸化ガス側多孔体３２を金属粒子の集合、すなわち金属の粉末を焼結することにより構成する場合には、成形型の一部の溝部６０に対応する位置に入子型を配置する等が考えられる。また、酸化ガス側多孔体３２をエキスパンドメタルにより構成する場合には、溝部６０を形成する場合にエキスパンドメタルにスリット等の切れ込みを入れ、切れ込みを押し広げたり、または、溝部６０に対応する部分をくりぬく等により、溝部６０を形成することができる。また、エキスパンドメタルにプレス加工を施し、溝部６０部分を押しつぶすことにより溝部６０を形成することもできる。なお、酸化ガス側多孔体３２をエキスパンドメタルにより構成する場合に、複数枚のエキスパンドメタルを積層することにより酸化ガス側多孔体３２を構成することもできる。この場合、例えば、一部のエキスパンドメタルに溝部６０を形成して、残部のエキスパンドメタルに溝部６０を形成しないものを積層することにより、酸化ガス側多孔体３２を構成することもできる。
【００５０】
［第２の発明の実施の形態］
図９、図１０は、本発明の第２の実施の形態において、上記の第１の実施の形態の図５、図６にそれぞれ対応する図である。本実施の形態では、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、各酸化ガス側多孔体３２を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面で見た場合の、各溝部６０ａの断面形状を矩形としている。各酸化ガス側多孔体３２において、溝部６０ａのセパレータ３０側（図１０（ａ）（ｂ）（ｃ））端部は、各酸化ガス側多孔体３２の側面に開口させている。
【００５１】
また、燃料電池セル２６（図３参照）を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面で見た場合の、各溝部６０ａの深さＨ（図１０（ａ））をガス上流側から下流側に向かうに従って徐々に小さくしている。その他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。なお、各酸化ガス側多孔体３２を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面で見た場合の、各溝部６０ａの断面形状は、矩形、三角形以外の形状とすることもできる。
【００５２】
［第３の発明の実施の形態］
図１１は、本発明の第３の実施の形態において、上記の図９、図１０に示した第２の実施の形態の図１０に対応する図である。本実施の形態では、燃料電池セル２６（図３参照）を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面で見た場合の、各溝部６０ｂの断面形状を矩形とするとともに、各溝部６０ｂの深さＨをガス流通方向に関して一定としている。その他の構成及び作用は、上記の図９、図１０に示した第２の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。
【００５３】
［第４の発明の実施の形態］
図１２、図１３は、本発明の第４の実施の形態において、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態の図５、図６にそれぞれ対応する図である。本実施の形態では、図１２に示すように、各酸化ガス側多孔体３２を、膜−電極アセンブリ２８の側面と平行な仮想平面に関する断面で見た場合の溝部６０ｃの断面形状を、一端（図１２の左端）が酸化ガス側多孔体３２のガス上流側端面に開口して、他端（図１２の右端）が酸化ガス側多孔体３２のガス下流側端面に開口しない矩形である、長方形としている。
【００５４】
また、図１３に示すように、燃料電池セル２６（図３参照）を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面で見た場合の、各溝部６０ｃの断面形状を矩形としている。本実施の形態では、燃料電池セル２６を膜−電極アセンブリ２８の側面に対し直交する仮想平面に関する断面で見た場合の、各溝部６０ｃの深さＨを、溝部６０ｃの底面を傾斜面とする等により、ガス上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に小さくすることで、溝部６０ｃの断面積をガス上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に小さくしている。本実施の形態では、溝部６０ｃの幅Ｗは、ガスの流通方向に関して変化させていない。その他の構成及び作用は、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。
【００５５】
［第５の発明の実施の形態］
図１４、図１５は、本発明の第５の実施の形態において、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態の図５、図６にそれぞれ対応する図である。本実施の形態では、図１４に示すように、各酸化ガス側多孔体３２に、ガスの流通方向に複数本の溝部６０ｄを形成するとともに、溝部６０ｄの本数をガス上流側で最も多くし、ガス流通方向中央部で中間の本数とし、ガス下流側で最も少なくしている。このために、複数本の溝部６０ｄのすべての一端を、各酸化ガス側多孔体３２のガス上流側端面（図１４の左端面）に開口させるとともに、一部の溝部６０ｄを酸化ガス側多孔体３２の長さ方向中央部に達しない最短の長さとしている。また、残部の溝部６０ｄのうち、一部を酸化ガス側多孔体３２のガス下流側端寄り部分に達する最長の長さとし、残部の溝部６０ｄのうち、残部を中間の長さとしている。このように、酸化ガス側多孔体３２に、ガス上流側端部から伸びる複数本の溝部６０ｄを形成するとともに、一部の溝部６０ｄ同士の長さを異ならせ、かつ、溝部６０ｄの本数をガス上流側でガス下流側よりも多くすることもできる。
【００５６】
このような本実施の形態の場合も、酸化ガス側多孔体３２の多孔体本体部６２の、ガス流通方向に対し直交する仮想平面に関する断面積、すなわちガス流通方向に対し直交する断面で見た場合の断面積は、ガス上流側でガス下流側よりも小さくなる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。
【００５７】
［第６の発明の実施の形態］
図１６は、本発明の第６の実施の形態において、上記の図１１に示した第３の実施の形態に対応する図である。本実施の形態では、酸化ガス側多孔体３２に形成した溝部６０ｅの膜−電極アセンブリ２８側（図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）の右側）端部が、酸化ガス側多孔体３２の膜−電極アセンブリ２８側端面に達している。このような本実施の形態によれば、各酸化ガス側多孔体３２の加工及び製造作業を容易に行える。その他の構成及び作用は、上記の図１１に示した第３の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５８】
［第７の発明の実施の形態］
図１７（ａ）は、本発明の第７の実施の形態において、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態の図５に対応する図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。本実施の形態では、上記の図１２から図１３に示した第４の実施の形態において、各酸化ガス側多孔体３２に形成した溝部６０ｆの深さを、溝部６０ｆの底面を階段状とすることにより、ガス上流側からガス下流側に向かうにしたがって、段階的に変化させ、段階的に小さくしている。その他の構成及び作用は、上記の図１２から図１３に示した第４の実施の形態と同様であるため、重複する説明を省略する。
【００５９】
［第８の発明の実施の形態］
図１８（ａ）は、本発明の第８の実施の形態において、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態の図５に対応する図であり、図１８（ｂ）は、酸化ガス側多孔体３２の、ガス流通方向に関する気孔率の変化を示す図であり、図１８（ｃ）は、酸化ガス側多孔体３２の、ガス流通方向に関する圧力損失の変化を示す図である。本実施の形態では、上記の各実施の形態の場合と異なり、各酸化ガス側多孔体３２に溝部を形成していない。その代わりに、各酸化ガス側多孔体３２の気孔率、すなわち単位面積当たりの気孔の数を、ガスの流通方向に関して変化させている。すなわち、図１８（ｂ）で示すように、各酸化ガス側多孔体３２の気孔率を、ガス上流側から下流側に向かうにしたがって、徐々に一定の割合で小さくしている。すなわち、各酸化ガス側多孔体３２の気孔の数を、ガス上流側でガス下流側よりも多くしている。これにより、図１８（ｃ）に示すように、各酸化ガス側多孔体３２の圧力損失が、ガス上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に一定の割合で大きくなる。すなわち各酸化ガス側多孔体３２は、ガス上流側で下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有する。
【００６０】
このような本実施の形態の場合によれば、ガス上流側で下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有する酸化ガス側多孔体３２を備えるため、酸化ガス側多孔体３２を、酸化ガスの流通方向に関して断面積が一定で、ガス流通方向全長にわたる溝流路を形成した溝流路形成部材とした場合に比べて、酸化ガス側多孔体３２のガス流通抵抗を大きくでき、相対的に膜−電極アセンブリ２８（図３参照）側に酸化ガスを多く供給できるため、発電性能を高くできる。また、酸化ガス側多孔体３２のガス下流側で上流側よりもガスに対する圧力損失が大きくなるため、発電性能が高くなる傾向となるガス上流側での発電性能を抑えることができる一方、発電性能が低くなる傾向となるガス下流側での発電性能を高くできる。このため、燃料電池セル２６（図３参照）及び燃料電池スタック２４（図１参照）の温度及び発電性能のガスの流通方向に関する不均一を小さくできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。
【００６１】
なお、本実施の形態の図１８（ｂ）において、酸化ガス側多孔体３２の気孔率を、酸化ガス側多孔体３２の気孔の大きさである、気孔の直径（気孔径）と置き換えることもできる。この場合は、酸化ガス側多孔体３２において、ガスの流通方向に関する気孔率は一定でも、気孔の大きさがガス上流側で下流側よりも大きくなる。このため、本実施の形態と同様、ガスに対する圧力損失がガス上流側で下流側よりも小さくなる。また、酸化ガス側多孔体３２において、気孔率または気孔径をガスの上流側から下流側に向かうにしたがって、段階的に変化させる、すなわち、段階的に小さくすることもできる。例えば、それぞれで気孔率及び気孔径がガスの流通方向に関してほぼ一定で、気孔率または気孔径が互いに異なる複数の多孔体要素をガス流通方向に関して突き当てるように組み合わせることにより、酸化ガス側多孔体３２を構成することもできる。
【００６２】
また、本実施の形態で、各酸化ガス側多孔体３２をエキスパンドメタルにより構成する場合に、酸化ガス側多孔体３２の気孔率または気孔径を変えるために、気孔、すなわち開口５６（図４参照）形成に使用する刃型の形状または刃型を移動させるピッチを途中で段階的に変えることもできる。
【００６３】
［第９の発明の実施の形態］
図１９、図２０は、本発明の第９の実施の形態において、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態の図５、図６にそれぞれ対応する図である。本実施の形態では、気孔に関してほぼ均質な各酸化ガス側多孔体３２に、膜−電極アセンブリ２８（図３参照）の側面に対し直交する方向に貫通する複数の通孔６４を形成している。通孔６４の数は、酸化ガスの上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に少なくしている。これにより、各酸化ガス側多孔体３２を、ガス上流側で下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有するものとしている。
【００６４】
このような本実施の形態の場合も、ガス上流側で下流側よりもガスに対する圧力損失が低くなる形状を有する酸化ガス側多孔体３２を備えるため、燃料電池セル２６（図３参照）において、発電性能を高くし、かつ、温度及び発電性能のガスの流通方向に関する不均一を小さくすることができる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。
【００６５】
なお、上記の図１８から図２０に示した第８の実施の形態から第９の実施の形態において、酸化ガス側多孔体３２のガス流通抵抗に異方性がある場合には、ガス上流側部分で酸化ガス側多孔体３２のガス流通抵抗がより小さくなる一方、ガス下流側部分で酸化ガス側多孔体３２のガス流通抵抗がより大きくなるように方向を規制して、燃料電池セル２６（図３参照）に組み付けるのが好ましい。
【００６６】
なお、上記の各実施の形態において、酸化ガス拡散層３４（図３、図６参照）の気孔率または気孔径を、ガス上流側でガス下流側よりも小さくして、酸化ガス拡散層３４のガス下流側での圧力損失を低減することもできる。また、上記の各実施の形態において、酸化ガス拡散層３４のガス流通抵抗に異方性がある場合には、ガス上流側部分でガス拡散層３４のガス流通抵抗がより大きくなる一方、ガス下流側部分でガス拡散層のガス流通抵抗がより小さくなるように方向を規制して、燃料電池セル２６（図３参照）に組み付けることもできる。
【００６７】
また、上記の各実施の形態で、アノード側の燃料ガス側多孔体３６（図３、図６参照）及び燃料ガス拡散層３８（図３、図６参照）を、カソード側の酸化ガス側多孔体３２及び酸化ガス拡散層３４と、それぞれ同様な構造とすることもでき、酸化ガス側多孔体３２及び酸化ガス拡散層３４をガスの流通方向に関して圧力損失が変化しない形状とするとともに、燃料ガス側多孔体３６及び燃料ガス拡散層３８を、ガスの流通方向に関して圧力損失が変化する形状とすることもできる。例えば、燃料ガス側多孔体３６に、酸化ガス側多孔体３２に形成したのと同様の、燃料ガスの上流側から下流側に向かうにしたがって断面積が小さくなる溝部を形成することもできる。また、上記の各実施の形態では、多孔体と膜−電極アセンブリとの間にガス拡散層を設けていたが、ガス拡散層を省略し、多孔体にガス拡散層の機能を持たせることもできる。なお、上記の各実施の形態において、ガス拡散層を、板状のセパレータ本体とともにセパレータを構成するコレクタとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の燃料電池セルを複数積層して構成する燃料電池スタックの略斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面の一部を示す図である。
【図４】酸化ガス側多孔体をエキスパンドメタルにより構成する場合の１例を示す部分斜視図である。
【図５】図３の酸化ガス側多孔体のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】（ａ）が図５のＣ−Ｃ断面を、（ｂ）が図５のＤ−Ｄ断面を、（ｃ）が図５のＥ−Ｅ断面を、それぞれ示す図である。
【図７】（ａ）が酸化ガス側多孔体及び酸化ガス拡散層において、ガス上流側とガス下流側との間の各断面部分での、溝部と、多孔体本体部と、酸化ガス拡散層との、酸化ガスの流量比の１例を示す図であり、（ｂ）が酸化ガス側多孔体のガスの流通方向に関する圧力損失の変化を示す図である。
【図８】酸化ガス側多孔体及び酸化ガス拡散層全体のガス流通方向に対し直交する各断面での酸素濃度を示す線図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態において、図５に対応する図である。
【図１０】同じく図６に対応する図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態において、図６に対応する図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態において、図５に対応する図である。
【図１３】同じく図６に対応する図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態において、図５に対応する図である。
【図１５】同じく図６に対応する図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態において、図６に対応する図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の第７の実施の形態において、図５に対応する図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１８】（ａ）は、本発明の第８の実施の形態において、図５に対応する図であり、（ｂ）は、酸化ガス側多孔体の、ガス流通方向に関する気孔率の変化を示す図であり、（ｃ）は、酸化ガス側多孔体の、ガス流通方向に関する圧力損失の変化を示す図である。
【図１９】本発明の第９の実施の形態において、図５に対応する図である。
【図２０】同じく図６に対応する図である。
【図２１】従来から知られている燃料電池の１例の要部断面図である。
【図２２】カソード側電極に供給される反応ガスのストイキ比と、燃料電池セル電圧との関係の１例を示す線図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  電解質膜・電極構造体、１２  セパレータ、１４  電解質膜、１６  アノード側電極、１８  カソード側電極、２０  ガス拡散層、２２  電極触媒層、２４  燃料電池スタック、２６  燃料電池セル、２８  膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ），３０  セパレータ、３２  酸化ガス側多孔体、３４  酸化ガス拡散層、３６  燃料ガス側多孔体、３８  燃料ガス拡散層、４０  中間セパレータ、４２  燃料ガス供給マニホールド孔、４３  燃料ガス供給マニホールド、４４  燃料ガス排出マニホールド孔、４５  燃料ガス排出マニホールド、４６  酸化ガス供給マニホールド孔、４７  酸化ガス供給マニホールド、４８  酸化ガス排出マニホールド孔、４９  酸化ガス排出マニホールド、５０  冷媒供給マニホールド孔、５１  冷媒供給マニホールド、５２  冷媒排出マニホールド孔、５３  冷媒排出マニホールド、５４  冷媒流路、５５  シール部材、５６  開口、５８  エキスパンドメタル、６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，６０ｆ  溝部、６２  多孔体本体部、６４  通孔。
【図１】
2009026476.tif 000003
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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