CN101356673A - 燃料电池用隔板及燃料电池 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池用隔板(2)中，蜿蜒状的反应气体流通区域(101)的折返部被连通于凹陷部(28)的一对流路沟组之间的倾斜边界和所述折返部的外端(28a)划分出。从凹陷部(28)的底面站立设置并配置为岛状的多个突起(27)配置为，1个以上的突起(27)在外端(28a)的延伸方向上形成隔开相连的多个列，并且，1个以上的突起(27)在相对于外端(28a)的延伸方向垂直的方向上形成隔开间隔相连多个层。被构成1个层的突起(27)引导并在外端(28a)的延伸方向上行进的反应气体的流动，被构成与该1个层邻接的层的突起(27)扰乱。

Description

燃料电池用隔板及燃料电池

技术领域

本发明涉及燃料电池用隔板以及燃料电池。

背景技术

高分子电解质型燃料电池(以下，根据需要，称为“PEFC”)是通过使含有氢的燃料气体和空气等含有氧的氧化剂气体在燃料电池中发生电化学反应，同时产生电力和热的热电同时供给装置。

燃料电池具有被称为MEA的膜-电极结合体(membrane electrodeassembly)。该MEA被一对导电性隔板(具体而言，为由阳极隔板与阴极隔板所构成的隔板对)夹着，并且在MEA的两面的周围边缘部上配置有衬垫(gasket)。PEFC一般具备在一对导电性隔板之间层叠有多层MEA的单位的构成。

在阳极隔板的表面上，形成有燃料气体(反应气体中向阳极供给的包含还原剂气体的气体)流通的蜿蜒型(serpentine type)的燃料气体流通区域，与燃料气体供给路(燃料气体供给歧管孔)和燃料气体排出路(燃料气体排出歧管孔)相连接。该燃料气体流通区域，由以连接燃料气体供给路和燃料气体排出路的方式形成的多个燃料气体流路沟构成。这些多个燃料气体流路沟相互沿着彼此而弯曲成蜿蜒状，由此形成上述蜿蜒型的燃料气体流通区域。

并且，在阴极隔板的表面，形成有氧化剂气体(反应气体中向阴极供给的包含氧化剂气体的气体)流通的蜿蜒型的氧化剂气体流通区域，与氧化剂气体供给路(氧化剂气体供给歧管孔)和氧化剂气体排出路(氧化剂气体排出歧管孔)相连接。该氧化剂气体流通区域，由以连接氧化剂气体供给路和氧化剂气体排出路的方式形成的多个氧化剂气体流路沟构成。这些多个氧化剂气体流路沟相互沿着彼此而弯曲成蜿蜒状，由此形成上述蜿蜒型的氧化剂气体流通区域。

根据以上的构成，在燃料气体流过燃料气体流通区域内的流路沟的期间，以及氧化剂气体流过氧化剂气体流通区域内的流路沟的期间，这些反应气体(发电气体)被供给到MEA，在MEA的内部因上述电化学反应而消耗。

然而，为了实现PEFC的实用化，希望对阳极隔板和阴极隔板实行改良，实现使更稳定的发电成为可能的反应气体的良好流通状态，因而进行了各种探讨(参照专利文献1～专利文献4)。

例如，有人提出了一种隔板，其在多个流路沟的折返部设置使该流路沟合流的反应气体合流区域，从而提高产生于流路沟内的凝结水的充分的排水性能，提高反应气体从流路沟到气体扩散电极的气体扩散性能，降低流路阻抗(压力损失)(专利文献2和专利文献4)。在该流路沟的合流区域设有多个突起点，散布在连通于多个流路沟的凹部的底面上。

另外，还有人提出一种隔板，其通过流路沟从反应气体供给路(气体入口侧)到反应气体排出路(气体出口侧)接近连接，变更(减少)沟数，从而提高上述凝结水的排水性能，提高气体扩散性能，有效地实现小型化(专利文献1和专利文献3)。

专利文献1：日本特开平11-250923号公报

专利文献2：日本特开平10-106594号公报

专利文献3：日本特开2000-294261号公报

专利文献4：日本特开2000-164230号公报

发明内容

然而，即使是以专利文献1～4所述的隔板为主的现有的隔板，也很难说是降低各流路沟的反应气体流速的偏差，提高流路沟内产生的凝结水的排水性能，提高反应气体从流路沟到气体扩散电极的气体扩散性能，降低流路沟的流路阻抗(压力损失)，充分地满足促进反应气体混合等的隔板所要求的性能的最佳设计，特别是在使多个流路沟合流的反应气体的合流区域的设计上还有改良的余地。

例如，在专利文献2所述的折返部(格子状沟，合流区域)，以提高反应气体的混合程度为目的，以横跨多个流路沟的全部宽度(横跨两侧端的流路沟之间)的方式形成有格子状沟。但是，由于该格子状沟以形成垂直于该多个流路沟的直线状的边界(形成四边形的合流区域)的方式设置，因而，在该格子状沟内，反应气体有可能滞留。这样，反应气体进入位于格子状沟的下游的多个流路沟的分配性，就会因这样的反应气体的滞留状态而低下，结果，有可能引起这里的各流路沟间的反应气体流速的不均匀化。

尤其是在燃料电池低负荷运行时(反应气体的流速为低速度)，凝结水在反应气体运动方向上容易集中于下方的流路附近，上述的反应气体滞留的不良状况更加明显，水分变得过多，阻碍气体扩散，从而陷入燃料电池的性能下降的现象(溢流(flooding))。

另外，即使是专利文献4所述的大致为三角形的合流区域，虽然为了改善反应气体滞留的不良状况而进行了设计，但是也很难说是针对防止因上述流路沟内的凝结水和生成水的集中而产生的水滴阻塞在流路沟内(溢流)的适当的设计，尚有改善的余地。

还有，上述的溢流与成为气体扩散电极内例如催化剂层内的气体扩散途径的细孔被水滴阻塞的现象(气体扩散电极内的溢流)不同，被称为因隔板上的水滴而引起的气体流路沟内的阻塞。

鉴于上述问题，提出了本发明，其目的在于，提供一种能够适当且充分地抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流的燃料电池用隔板以及燃料电池。

为了解决上述问题，本发明提供一种燃料电池用隔板，其特征在于：

形成为板状且反应气体在至少一个主面上流通的反应气体流通区域，形成为蜿蜒状，该蜿蜒状具有所述反应气体向一个方向流动的多个相同流动部，以及设在该多个相同流动部之间且所述反应气体折返流动的1个以上的折返部，

在所述反应气体流通区域内，设有

至少包含所述相同流动部而形成，具有所述反应气体被分流的流路沟组的，多个分流区域；以及

具有，形成为所述1个以上的折返部中的至少一个并成为所述反应气体混合的空间的凹陷部，以及从所述凹陷部的底面站立设置并配置成岛状的多个突起，而且，配置于所述多个分流区域中的相邻的上游侧的所述分流区域的流路沟组和下游侧的所述流路区域的流路沟组之间，使从所述上游侧的分流区域的流路沟组流入的所述反应气体在所述凹陷部合流，使所述合流后的所述反应气体再次向所述下游侧的分流区域分流的，1个以上的分流区域，

在与所述合流区域的所述凹陷部连接的所述上游侧的所述分流区域和所述下游侧的所述分流区域中，所述上游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数，以与所述下游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数相同的方式形成，

在形成有该凹陷部的所述反应气体流通区域的所述折返部中，由连通于所述凹陷部的所述一对的所述上游侧的流路沟组以及所述下游侧的流路沟组之间的倾斜边界和所述折返部的外端划分出所述合流区域的所述凹陷部，

在从所述主面的法线方向看的情况下，所述多个突起配置为，1个以上的所述突起在所述外端的延伸方向上形成留出间隔相连的多个列，同时，1个以上的所述突起在相对于所述外端的延伸方向垂直的方向上形成留出间隔相连的多个层，而且，被构成1个所述层的突起引导并在所述外端的延伸方向上行进的反应气体的流动，被构成与所述一层邻接的层的突起扰乱而构成。

这样，通过在凹陷部配置为岛状的多个突起，使得从分流区域的各流路沟流入合流区域的反应气体，在被构成1个所述层的突起引导之后，反应气体的流动被构成邻接于该1个层的层的突起扰乱，由此促进流路沟间的反应气体的混合，并由此抑制因凹陷部的下游侧流路沟内的凝结水分过多而引起的溢流。

另外，由于反应气体的合流区域和连通于凹陷部的一对的上游侧的流路沟组以及下游侧的流路沟组之间的边界，被相对于所述流路沟组的方向倾斜地划分，因而，反应气体均匀地流过该合流区域，反应气体对这里的下游侧的流路沟的分配性不下降，维持了反应气体流速的均匀性。

另外，本发明的燃料电池用隔板中，从更可靠地得到本发明的效果的观点出发，优选在从所述主面的大致法线方向看的情况下，所述合流区域的所述凹陷部和连接于该凹陷部的上游侧的所述分流区域及下游侧的所述分流区域的边界形成为，以所述合流区域的外端为底边，从所述底边的两端向着位于与所述凹陷部连接的上游侧的所述分流区域和与所述凹陷部连接的下游侧的所述分流区域的边界线上附近的顶点突出为弓形的形状。

这样，通过将凹陷部划分为突出为弓形的形状，能够使反应气体在凹陷部的大致全部区域均匀地流过(例如，将反应气体适当地送出至凹陷部的角落)，反应气体对凹陷部的下游侧的流路沟的分配性不下降，更加改善反应气体流速的均匀性(更充分地降低反应气体流速的偏差)。

这里，作为所述凹陷部的一个示例，从更适当地得到本发明的效果的观点出发，在本发明的燃料电池用隔板中，优选突出为上述弓形的形状是大致三角形状。

这样，通过将凹陷部划分为大致三角形，能够使反应气体在凹陷部的大致全部区域均匀地流过(例如，将反应气体适当地送出至凹陷部的角落)，反应气体对凹陷部的下游侧的流路沟的分配性不下降，更加改善反应气体流速的均匀性(更充分地降低反应气体流速的偏差)。

此外，在大致三角形状的形状中，只要是能够得到本发明的效果的范围，三角形的各边可以不是严格的直线。例如，可以是向三角形外部膨胀为弓形的曲线，也可以是向三角形内部收缩为弓形的曲线，也可以是台阶状的不连续的线。

这里，作为所述凹陷部的一个示例，从更适当地得到本发明的效果的观点出发，在本发明的燃料电池用隔板中，优选突出为上述弓形的形状是大致半圆形状。

这样，通过将凹陷部划分为大致半圆形，能够使反应气体在凹陷部的大致全部区域均匀地流过(例如，将反应气体适度地送出至凹陷部的角落)，反应气体对凹陷部的下游侧的流路沟的分配性不下降，更加改善反应气体流速的均匀性(更充分地降低反应气体流速的偏差)。

此外，在大致半圆形状的形状中，只要是能够得到本发明的效果的范围，可以不是严格的半圆，例如，可以是半椭圆形，也可以是半圆(半椭圆)的曲线部分为圆滑的曲线以外的台阶状的不连续的线。

而且，在本发明的燃料电池用隔板中，从更充分地提高在流路沟内产生的水滴的排水性的观点出发，优选所述分流区域包含所述相同流动部和所述折返部而形成，而且，所述相同流动部的流路沟的沟数和连接于所述相同流动部的所述折返部的流路沟的沟数形成为相同的数目(参照后述的图2和图6)。

这样，通过形成包含相同流动部与折返部的分流区域，能够形成较长的流路沟。即，能够增大配置在2个合流区域之间的分流区域所包含的各流路沟的每根的流路长度。这样，对于具有长的流路长度的流路沟而言，即使在该流路沟产生水滴，也将由于水滴的上游侧的气体压力和下游侧的气体压力的差增大而能够得到优异的排水性。

此外，在本发明的燃料电池用隔板中，优选具有：

从外部向所述反应气体流通区域供给所述反应气体的气体入口歧管，以及

将从所述反应气体流通区域排出的气体向外部排出的气体出口歧管，其中，

所述多个分流区域中配置于最上游侧的分流区域的所述相同流动部连接于所述气体入口歧管。

在以上构成的情况下，本发明的合流区域，不配置于气体入口歧管的正后方。在这种情况下，能够容易地减少反应气体的一部分流入在组装燃料电池时形成于MEA的气体扩散电极的外周边和配置于该MEA外侧的环状的衬垫的内周边之间的间隙。并且，能够简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成。

具体而言，在气体入口歧管和反应气体流通区域之间具有上述间隙，用于从气体入口歧管向反应气体流通区域供给反应气体的通路，横断上述间隙。并且，在气体出口歧管和反应气体流通区域之间也具有上述间隙，用于将从反应气体流通区域排出的气体向气体出口歧管排出的通路，横断上述间隙。因此，用于进行气密使得用于供给反应气体的流路和上述间隙不连通的构成成为必要。如果没有用于进行气密的构成，则从气体入口歧管供给的反应气体中，不供给到反应气体流通区域，而是流入上述间隙，在该间隙中行进，流入气体出口歧管的浪费的气体变多(在MEA没有被利用的气体)。

由于合流区域通过站立设置于凹陷部的突起支撑与该部分相接的气体扩散电极和衬垫(合成树脂制)，因而，衬垫(合成树脂制)的相接面向下进入没有突起的部分，有可能增大流路阻抗(压力损失)。因此，在如上述的专利文献2和专利文献4所述的隔板那样，合流区域(在专利文献2和专利文献4中称为“入口侧流通沟部”)配置于气体入口歧管的正后方，且合流区域(在专利文献2和专利文献4中称为“出口侧流通沟部”)配置于气体出口歧管的正前方的情况下，用于使反应气体不流入上述间隙的气密的构成变得更复杂，且不容易形成该构成。

另一方面，在如上所述，合流区域不配置于气体入口歧管的正后方的情况下，能够简化使反应气体不流入上述间隙的气密的构成，且能够容易地形成该构成。

而且，这种情况下，更优选，所述多个分流区域中配置于最下游侧的分流区域的所述相同流动部连接于所述气体出口歧管。

在以上的构成的情况下，本发明的合流区域不配置于气体入口歧管的正后方，且不配置于气体出口歧管正前方。这种情况下，能够容易地减少反应气体的一部分流入在组装燃料电池时形成于MEA的气体扩散电极的外周边和配置于该MEA的外侧的环状的衬垫的内周边之间的间隙。并且，能够进一步简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成，且能够容易地形成该构成。

此外，在如上所述，合流区域不配置于气体入口歧管的正后方的情况(折返部也不配置于气体入口歧管的正后方的情况)下，所述多个分流区域中配置于最下游侧的分流区域可以具有未形成有所述合流区域的所述折返部，该折返部可以连接于所述气体出口歧管。这种情况下，也能够简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成，且能够容易地形成该构成。

另外，本发明的燃料电池用隔板中，具有：

从外部向所述反应气体流通区域供给所述反应气体的气体入口歧管，以及

将从所述反应气体流通区域排出的气体向外部排出的气体出口歧管，其中，

所述多个分流区域中配置于最上游侧的分流区域具有未形成有所述合流区域的所述折返部，该折返部连接于所述气体入口歧管。

这种情况下，也能够简化用于防止反应气体的一部分向上述间隙流入的构成，且能够容易地形成该构成。

而且，在如上所述，合流区域不配置于气体入口歧管的正后方的情况(不具有合流区域的折返部配置于气体入口歧管的正后方的情况)下，优选所述多个分流区域中配置于最下游侧的分流区域的所述相同流动部，连接于所述气体出口歧管。

这种情况下，也能够简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成，且能够容易地形成该构成。

另外，在如上所述，合流区域不配置于气体入口歧管的正后方的情况(不具有合流区域的折返部配置于气体入口歧管的正后方的情况)下，

所述多个分流区域中配置于最上游侧的分流区域具有未形成有所述合流区域的所述折返部，该折返部连接于所述气体入口歧管。

这种情况下，也能够简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成，且能够容易地形成该构成。

另外，本发明的燃料电池用隔板中，优选在从所述主面的大致法线方向看的情况下，在与所述分流区域相对应的所述隔板的表面，在横断所述流路沟组的方向上，形成有由均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凹部和均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凸部构成的凹凸图形。所述凹部为所述流路沟组的流路沟，所述凸部为支撑与所述主面相接的电极部的肋。所述多个突起配置于所述肋的延长线上。

这样，通过在肋的延长线上并列配置多个突起，能够使得从分流区域的各流路沟流入合流区域的反应气体在该多个突起间的各个间隔(沟)被引导得大致均匀分散，随后，由构成下一层的突起适当地扰乱反应气体的流动，因而优选。

另外，通过凹凸图形的构成，使电极部与均等的间距、均等的宽度、均等的台阶差的凸部相接，由此使相接于主面的电极部，在其面内被均等地支撑。并且，能够通过模具成型来制造具有这样的凹凸图形的隔板，由此，能够由一块板构成隔板，改善(降低)制造成本。

另外，由于采用这样的构成，因而，电极部(气体扩散电极)均等地向下进入按照均等的间距、均等的宽度、均等的台阶差而配置的流路沟(凹部)的内部。这样，在反应气体流过流路沟时，能够充分地抑制流路沟之间的反应气体的流路阻抗(压力损失)的不均匀性(偏差)。

在此，本发明的燃料电池用隔板中，优选在从所述主面的大致法线方向看的情况下，如果画出穿过相互邻接并以构成一层的方式并列的一对突起间的中心，且与所述外端的延伸方向平行的假想线，则在所述延伸方向上相对于所述一对突起邻接的一对突起间的中心，在相对于所述延伸方向垂直的方向上从所述假想线偏离。

由于像这样以一对突起间的中心偏离的方式配置多个突起，因而当气液二相流在凹陷部向着外端的延伸方向时，能够抑制气液二相流简单地流穿过突起间的间隙，气液二相流能够多次与突起适当地相接，能够扰乱其流动。由此，能够更可靠地抑制因凹陷部的下游侧的燃料气体流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。

尤其优选在配置上述的偏离的突起的情况下，各个所述列由构成隔着一层的所述层的所述突起构成。

在像这样以成为曲折状排列的状态的方式将多个突起配置于凹陷部的隔板之中，能够使凹陷部下游侧的流路沟的凝结水适当地分散流过，所谓曲折状排列，是指将邻接的列间的突起彼此的中心连接的线多次弯曲成“ㄑ”字形。由此，能够可靠地抑制因凹陷部的下游侧流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。

本发明的燃料电池用隔板中，作为所述突起的形状，只要发挥出本发明的效果，任何形状均可。例如，可以具有从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中选择出的至少一种形状。

此外，对于本说明书中的所谓大致圆柱形而言，除了大致正圆柱形之外，与站立设置方向垂直的截面也包含从该正圆变形而成的圆形的大致圆柱形(例如，椭圆形)。

另外，对于本说明书中的所谓大致三棱柱形而言，与站立设置方向垂直的截面，是形成为由不在同一直线上的3点、以及将其连接的3根线段构成的三角形(例如直角三角形、等腰三角形或等边三角形等)的多棱柱形，也包含3个角被若干圆滑的多棱柱形。

而且，对于本说明书中的所谓大致四棱柱形而言，与站立设置方向垂直的截面，是形成为由不在同一直线上的4点、以及将其连接的4根线段构成的四边形(例如，矩形、正方形、平行四边形或梯形)的多棱柱形，也包含4个角被若干圆滑的多棱柱形。

另外，本说明书中，将上述“各个所述列由构成隔着一层的所述层的所述突起构成”的突起的排列图形称为“曲折状排列”。

在此，本发明的燃料电池用隔板中，作为这样的凹陷部中的曲折状排列的优选的一典型示例，优选在各所述突起形成为大致圆柱形的情况下，所述突起在各层留出所述突起的圆形截面的直径大小的间隔而配置，所述突起在各列留出直径大小的3倍的间隔而配置。由此，在凹陷部面内，突起以曲折状排列的状态规则正确地配置，能够更有效地有利于实现流路沟间的凝结水的均等分配(降低不均等分配)。

而且，本发明的燃料电池用隔板中，所述延伸方向及/或所述垂直方向的宽度尺寸不同的第1突起及第2突起也可以配置为，在相对于所述外端的延伸方向垂直的方向上形成隔开间隔相连的多个层。

这样，通过配置所述延伸方向或所述垂直方向的宽度尺寸不同的第1突起及第2突起，使得在所述延伸方向和所述垂直方向上将第1突起和第2突起之间的中心连接的线，在气液二相流流过的间隙的长度方向上弯曲。结果，在气液二相流流过凹陷部的所述延伸方向或所述垂直方向的间隙时，该气液二相流的流动发生弯曲，被扰乱，抑制气液二相流在该间隙简单地穿过。

因此，通过这样的燃料气体的弯曲流动，促进了反应气体的混合。并且，通过凝结水的弯曲流动，抑制了因下游侧的反应气体流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。

而且，通过在各列和各层上适当地调整这样的弯曲部的数目和排列位置，能够调整凹陷部内的反应气体流路阻抗，，使得反应气体流速均匀。

此外，作为所述第1突起和第2突起的形状，只要发挥出本发明的效果，任何形状均可以。也可以具有从例如上述的大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中选择出的至少一种形状。

另外，本发明提供一种燃料电池用隔板，其特征在于：

形成为板状且反应气体在至少一个主面上流通的反应气体流通区域，形成为蜿蜒状，该蜿蜒状具有所述反应气体向一个方向流动的多个相同流动部，以及设在该多个相同流动部之间且所述反应气体折返流动的1个以上的折返部，

在所述反应气体流通区域内，设有

至少包含所述相同流动部而形成，具有所述反应气体被分流的流路沟组的，多个分流区域；以及

具有，形成为所述1个以上的折返部中的至少一个并成为所述反应气体混合的空间的凹陷部，以及从所述凹陷部的底面站立设置并配置成岛状的多个突起，而且，配置于所述多个分流区域中的相邻的上游侧的所述分流区域的流路沟组和下游侧的所述流路区域的流路沟组之间，使从所述上游侧的分流区域的流路沟组流入的所述反应气体在所述凹陷部合流，使所述合流后的所述反应气体再次向所述下游侧的分流区域分流的，1个以上的分流区域，

在与所述合流区域的所述凹陷部连接的所述上游侧的所述分流区域和所述下游侧的所述分流区域中，所述上游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数，以与所述下游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数相同的方式形成，

在形成有该凹陷部的所述反应气体流通区域的所述折返部中，由连通于所述凹陷部的所述一对的所述上游侧的流路沟组以及所述下游侧的流路沟组之间的倾斜边界和所述折返部的外端划分出所述合流区域的所述凹陷部，

在从所述主面的法线方向看的情况下，

所述外端弯曲，并在中途形成向所述凹陷部侧突出的外端突片。

在像这样在凹陷部形成外端突片的隔板之中，在凹陷部的下游侧的流路沟内，凝结水适当地分散流过，由此，能够更充分地抑制因凹陷部的下游侧流路沟内的凝结水过多而引起的溢流的产生。

另外，本发明的燃料电池用隔板中，优选在从所述主面的大致法线方向看的情况下，在与所述分流区域相对应的所述隔板的表面，在横断所述流路沟组的方向上，形成有由均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凹部和均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凸部构成的凹凸图形。所述凹部为所述流路沟组的流路沟，所述凸部为支撑与所述主面相接的电极部的肋。所述突起配置于所述肋的延长线上。

这样，通过在肋的延长线上并列配置多个突起，能够使得从分流区域的各流路沟流入合流区域的反应气体在该多个突起间的各个间隔(沟)被引导得大致均匀分散，随后，由构成下一层的突起适当地扰乱反应气体的流动，因而优选。

另外，通过凹凸图形的构成，使电极部与均等的间距、均等的宽度、均等的台阶差的凸部相接，由此使相接于主面的电极部，在其面内被均等地支撑。并且，能够通过模具成型来制造具有这样的凹凸图形的隔板，由此，能够由一块板构成隔板，改善(降低)制造成本。

另外，电极部(气体扩散电极)均等地向下进入按照均等的间距、均等的宽度、均等的台阶差而配置的流路沟(凹部)的内部。这样，在反应气体流过流路沟时，能够充分地抑制流路沟之间的反应气体的流路阻抗(压力损失)的不均匀性(偏差)。

另外，本发明的燃料电池用隔板中，所述突起和所述肋之间、所述突起和所述外端突片之间、以及所述肋和所述外端之间的第1距离，可以形成为窄于所述突起彼此之间的第2距离。尤其是在所述多个突起形成为大致圆柱形的情况下，优选采用该构成。

而且，由于所述第1距离窄于所述第2距离，因而能够通过因该距离而发挥的流路阻抗，更适当地调整流过凹陷部的反应气体的面内速度分布的均匀化。

总而言之，本发明的燃料电池用隔板中，为了更恰当地得到本发明的效果，设定所述第1和第2距离，使得假定第1和第2距离为一定时的，横切所述第1距离流过的反应气体的流速和所述第1距离的积，与假定第1和第2距离为一定时的，横切所述第2距离流过的反应气体的流速和所述第2距离的积大致一致。

此外，本发明的燃料电池用隔板中，从更恰当地得到本发明的效果的观点出发，能够在上述的具备“优选所述外端弯曲，并在中途形成向所述凹陷部侧突出的外端突片”的发明特定事项的发明及其改良发明中，附加“所述多个突起配置为，1个以上的所述突起在所述外端的延伸方向上形成隔开间隔相连的多个列，同时1个以上的所述突起在相对于所述外端的延伸方向垂直的方向上形成隔开间隔相连的多个层，各个所述列由构成隔着1层的所述层所述突起构成”的发明特定事项的构成，对于凹陷部的下游侧流路沟内的凝结水过多而引起的溢流抑制进行最佳的设计。

另外，本发明提供一种燃料电池，其特征在于：

具有阳极隔板、阴极隔板、以及配置于所述阳极隔板和所述阴极隔板之间的膜电极结合体，

具有包含所述阳极隔板、所述膜电极结合体、以及所述阴极隔板的1个以上的层叠单位，

上述本发明的燃料电池用隔板作为所述阳极隔板和所述阴极隔板而被组装，

供给到所述阳极隔板的所述反应气体为还原剂气体，供给到所述阴极隔板的所述反应气体为氧化剂气体。

根据这样的构成，考虑到还原剂气体的消耗，以及抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流，因而，流过阳极隔板的分离区域的还原剂气体，在阳极隔板面内的大致全部区域以接近均等的状态在阳极隔板侧的电极部之中良好地扩散。并且，考虑到氧化剂气体的消耗，以及抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流，因而，流过阴极隔板的分离区域的氧化剂气体，在阴极隔板面内的大致全部区域以接近均等的状态在阴极隔板侧的电极部之中良好地扩散。这样，燃料电池的发电工作，能够在电极部的面内的大致全部区域以接近均等的状态进行。

本发明的上述目的、其他目的、特征、以及优点，能够在参照附图的的情况下，通过以下的优选实施方式的详细的说明而变得清楚。

如上所述，根据本发明，可以得到一种能够恰当并充分地抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流的燃料电池用隔板及燃料电池。

附图说明

图1是模式地示意本发明的一个实施方式的燃料电池的构造的分解立体图。

图2是阳极隔板的表面的示意图。

图3是沿图2的III-III线的阳极隔板的剖面图。

图4是沿图2的IV-IV线的阳极隔板的剖面图。

图5是图2的C区域的放大图。

图6是阴极隔板的表面的示意图。

图7是沿图6的VII-VII线的阴极隔板的剖面图。

图8是沿图6的VIII-VIII线的阴极隔板的剖面图。

图9是图6的C区域的放大图。

图10是比较例的分析模型的构成的平面图。

图11是以比较例的分析模型中的各要素的流动数据为基础，模拟显示电脑上输出的分析结果例的图。

图12是以比较例的分析模型中的各要素的流动数据为基础，模拟显示电脑上输出的分析结果例的图。

图13是第1变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

图14是第2变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

图15是第3变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

图16是第4变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

图17是第5变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

符号说明：

1-MEA

2-阳极隔板

3-阴极隔板

4-螺栓孔

5-电极部

6-高分子电解质膜

6a-周围边缘部

10-燃料电池

12A、12B-燃料气体歧管孔

13A、13B-氧化剂气体歧管孔

14A、14B-水歧管孔

21-燃料气体分流区域的集合体

21A-第1燃料气体分流区域

21B-第2燃料气体分流区域

21C-第3燃料气体分流区域

21D-第4燃料气体分流区域

22-燃料气体合流区域的集合体

22A-第1燃料气体合流区域

22B-第2燃料气体合流区域

22C-第3燃料气体合流区域

25-燃料气体流路沟(凹部)

26、36-凸部

27、37-圆柱状突起

28、38-凹陷部

28a、38a-底边

28b、28c、38b、38c-斜边

31-氧化剂气体分流区域的集合体

31A-第1氧化剂气体分流区域

31B-第2氧化剂气体分流区域

31C-第3氧化剂气体分流区域

31D-第4氧化剂气体分流区域

32-氧化剂气体合流区域的集合体

32A-第1氧化剂气体合流区域

32B-第2氧化剂气体合流区域

32C-第3氧化剂气体合流区域

32D-第4氧化剂气体合流区域

35-氧化剂气体流路沟(凹部)

40-端板

100-燃料电池组

101-燃料气体流通区域

102-氧化剂气体流通区域

211、202-区域

601、701-折返部

602、702-直线部(相同流动部)

P1、P2、P3、P4-间距

D1、D2、D3、D4-台阶差

W1、W2、W3、W4-宽度

具体实施方式

下面，参照附图，详细地说明实施本发明的最佳方式。

图1是模式地示意本发明的一个实施方式的燃料电池的构造的分解立体图。

如图1所示，燃料电池组100是通过层叠多个矩形的燃料电池10而构成的。

并且，在燃料电池组100的两端的最外层上安装有端板40，燃料电池10通过从两端板40插入燃料电池10的四角的螺栓孔4的连接螺栓(图中未显示)与螺帽(图中未显示)而相互连接。这里，燃料电池10例如层叠60个。

燃料电池10的MEA1，通过在高分子电解质膜6的两面的中央部设有矩形的一对电极部5(催化剂层和气体扩散层)而构成。而且，燃料电池10具有导电性的一对板状隔板2、3，在MEA1的周围边缘部6a上设置有矩形环状的衬垫(图中未显示)，该衬垫和MEA1的电极部5被该导电性的一对隔板(具体而言，是阳极隔板2和阴极隔板3)夹着。而且，MEA1的构成为公知，这里省略对其详细的说明。

在阳极隔板2的表面(正面，与一方的电极部5相接的面)上，形成有燃料气体(还原剂气体)流通的燃料气体流通区域101。该燃料气体流通区域101，是具备燃料气体分流区域的集合体21和燃料气体合流区域的集合体22的构成。燃料气体分流区域的集合体21具有用于以尽量接近均等的状态分配燃料气体并使其以尽量接近均等的流速流过的多个带状的燃料气体流路沟25(流路沟组，例如参照图2)。燃料气体合流区域的集合体22具有用于合流多个燃料气体流路沟25并促进燃料气体混合的岛状(这里为大致圆柱状，更准确地说，为大致正圆柱形)的多个突起27(例如参照图2)。

本实施方式的突起27，如图2所示，由大致圆柱状形成，但突起27的形状并不限于此，可以由从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中所选择出的至少一种形态形成。而且，突起27的与站立设置方向垂直的剖面，除了本实施方式的大致正圆柱形之外，还可以是如后述的第2变形例所述的椭圆柱形，这样的突起，在本说明书中为大致圆柱形。

此外，该燃料气体流通区域101的构成，在后面进行详细的说明。

另外，在阴极隔板3的表面(正面，与另一方的电极部5相接的面)上，形成有氧化剂气体流通的氧化剂气体流通区域102。该氧化剂气体流通区域102，是具备氧化剂气体分流区域的集合体31和氧化剂气体合流区域的集合体32的构成。氧化剂气体分流区域的集合体31具有用于以尽量接近均等的状态分配氧化剂气体并使其以尽量接近均等的流速流过的多个带状的氧化剂气体流路沟35(流路沟组，例如参照图6)。氧化剂气体合流区域的集合体32具有用于合流多个氧化剂气体流路沟35并促进氧化剂气体混合的岛状(这里为大致圆柱状，更准确地说，为大致正圆柱形)的多个突起37(例如参照图6)。

本实施例的突起37，与上述突起27相同，如图6所示，由大致圆柱状形成，但突起37的形状并不限于此，可以由从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中所选择出的至少一种形态形成。

此外，该氧化剂气体流通区域102的构成，在后面进行详细的说明。

另外，在这两个隔板2、3及MEA1的周围边缘部6a上，设置有将它们贯通的、用于供给和排出燃料气体的一对燃料气体歧管孔12A、12B，用于供给和排出氧化剂气体的一对氧化剂气体歧管孔13A、13B，以及用于供给和排出冷却水的冷却水歧管孔14A、14B。

而且，在层叠燃料电池10的方式中，这些孔12A、12B、13A、13B、14A、14B依次连接，由此形成在燃料电池组100的层叠方向(螺丝连接方向)上延伸的椭圆柱状的一对燃料气体歧管、椭圆柱状的一对氧化剂气体歧管、以及椭圆柱状的一对冷却水歧管。

这里，燃料气体流通区域101延伸为蜿蜒状和带状，形成为连接在燃料气体歧管孔12A和燃料气体歧管孔12B之间。由此，流过燃料气体歧管的燃料气体的一部分，从各阳极隔板2的燃料气体歧管孔12A被引导至燃料气体流通区域101。这样被引导的燃料气体，在流过燃料气体流通区域101的期间，在MEA1中作为反应气体而消耗。在这里未消耗的燃料气体，从燃料气体流通区域101向各阳极隔板2的燃料气体歧管孔12B流出，流过燃料气体歧管，向燃料电池组100的外部排出。

另一方面，氧化剂气体流通区域102延伸为蜿蜒状和带状，形成为连接在氧化剂气体歧管孔13A和氧化剂气体歧管孔13B之间。由此，流过氧化剂气体歧管的氧化剂气体的一部分，从各阴极隔板3的氧化剂气体歧管孔13A被引导至氧化剂气体流通区域102。这样被引导的氧化剂气体，在流过氧化剂气体流通区域102的期间，在MEA1中作为反应气体而消耗。在这里未消耗的氧化剂气体，从氧化剂气体流通区域102向各阴极隔板3的氧化剂气体歧管孔13B流出，流过氧化剂气体歧管，向燃料电池组100的外部排出。

此外，用于将燃料电池10的温度保持为适当温度的冷却水，通过一对冷却水歧管，流过设置于阴极隔板3的背面(上述正面的相反面)的多个冷却水沟(图中未显示)，在此，省略冷却水的流通构造的详细说明。

接着，参照附图，详细地说明配置在阳极隔板2的燃料气体流通区域101的构成。

图2是阳极隔板的表面的示意图。

图3是沿图2的III-III线的阳极隔板的剖面图，图4是沿图2的IV-IV线的阳极隔板的剖面图，图5是图2的A区域的放大图。

此外，在图2和图5中，“上”、“下”分别表示组装了阳极隔板2的燃料电池组100的设置状态中的“上方向”、“下方向”，在图2中，“第1侧”、“第2侧”分别表示组装了阳极隔板2的燃料电池组100的设置状态中的“右或左方向”、“左或右方向”。

由图2可知，燃料气体流通区域101，在阳极隔板2的表面的与MEA1的电极部5相接的区域201内，形成为蜿蜒状，由燃料气体分流区域的集合体21和燃料气体合流区域的集合体22(参照图1)构成。

燃料气体分流区域的集合体21从上至下区分为第1、第2、第3以及第4燃料气体分流区域21A、21B、21C、21D。

另外，在燃料气体合流区域的集合体22上，具有介于第1燃料气体分流区域21A和第2燃料气体分流区域21B之间的第1燃料气体合流区域22A，介于第2燃料气体分流区域21B和第3燃料气体分流区域21C之间的第2燃料气体合流区域22B(中间合流区域)，以及介于第3燃料气体分流区域21C与第4燃料气体分流区域21D之间的第3燃料气体合流区域22C。

在此，如图2所示，第1燃料气体分流区域21A，由蜿蜒状的各燃料气体流路沟25中反应气体向一个方向流动的3个相同流动部602(在此，反应气体以直线状流动，以下称该部分为“直线部602”)和反应气体折返流动的2个折返部601组合形成。在该第1燃料气体分流区域21A中，直线部602的燃料气体流路沟25和折返部601的燃料气体流路沟25连续地形成，并且，直线部602的燃料气体流路沟25的沟数和连接于该直线部602的折返部601的燃料气体流路沟25的沟数相等。

同样，第2燃料气体分流区域21B、第3燃料气体分流区域21C分别由3个直线部(图中未使用符号进行标示)和2个折返部(图中未使用符号进行标示)组合形成。在该第2燃料气体分流区域21B中，直线部的燃料气体流路沟25和折返部的燃料气体流路沟25连续地形成，并且，直线部的燃料气体流路沟25的沟数和连接于该直线部的折返部的燃料气体流路沟25的沟数相等。在该第3燃料气体分流区域21C中，直线部的燃料气体流路沟25和折返部的燃料气体流路沟25连续地形成，并且，直线部的燃料气体流路沟25的沟数和连接于该直线部的折返部的燃料气体流路沟25的沟数相等。

而且，第4燃料气体分流区域21D，也由6个直线部(图中未使用符号进行标示)和5个折返部(图中未使用符号进行标示)组合形成。在该第4燃料气体分流区域21D中，直线部的燃料气体流路沟25和折返部的燃料气体流路沟25连续地形成，并且，直线部的燃料气体流路沟25的沟数和连接于该直线部的折返部的燃料气体流路沟25的沟数相等。

另外，第1燃料气体合流区域22A，形成在介于第1燃料气体分流区域21A和第2燃料气体分流区域21B之间的折返部。并且，第2燃料气体合流区域22B，形成在介于第2燃料气体分流区域21B和第3燃料气体分流区域21C之间的折返部。而且，第3燃料气体合流区域22C，形成在介于第3燃料气体分流区域21C和第4燃料气体分流区域21D之间的折返部。

这样，通过形成包含直线部与折返部的分流区域(第1、第2、第3及第4燃料气体分流区域21A、21B、21C、21D)，能够如前面所述地形成比较长的燃料气体流路沟25。即，能够增大配置在2个合流区域之间的分流区域中所包含的各燃料气体流路沟25的每条的流路长度。对于像这样具有长的流路长度的燃料气体流路沟25而言，即使在该燃料气体流路沟25中产生水滴，也将由于水滴的上游侧的气体压力和下游侧的气体压力的差变大而能够得到优异的排水性。

而且，如图2所示，4个分流区域中配置于最上游侧的第1燃料气体分流区域21A的直线部602，与燃料气体歧管孔12A(气体入口歧管)连接，4个分流区域中配置于最下游侧的第4燃料气体分流区域21D的直线部，与燃料气体歧管孔12B(气体出口歧管)连接。

即，在本实施方式中，采用的构成为：不将合流区域配置于燃料气体歧管孔12A(气体入口歧管)的正后方，也不将其配置于燃料气体歧管孔12B(气体入口歧管)的正前方。通过采用这样的构成，能够如前面所述地，容易地减少燃料气体的一部分流入在组装燃料电池组10时形成于MEA1的电极部5(气体扩散电极，阳极)的外周边和配置于该MEA1的外侧的环状的衬垫的内周边之间的间隙(图中未显示)，能够进一步简化用于使燃料气体不流入上述间隙的气封的构成，且能够容易地形成该构成。

此外，在像这样合流区域不配置于燃料气体歧管孔12A(气体入口歧管)的正后方的情况(折返部也不配置于燃料气体歧管孔12A(气体入口歧管)的正后方的情况)下，4个分流区域中配置于最下游侧的第4分流区域21D具有未形成有合流区域的折返部(图中未显示)，该折返部可以与燃料气体歧管孔12B(气体出口歧管)连接。在这种情况下，也能够简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成，且能够容易地形成该构成。

如上所述，燃料气体分流区域的集合体21构成为，夹着第1、第2及第3燃料气体合流区域22A、22B、22C的每个，并区分为第1、第2、第3及第4燃料气体分流区域21A、21B、21C、21D。

本实施方式中，如图2所示，第1燃料气体合流区域22A的下游侧的第2燃料气体分流区域21B构成为，将该第1燃料气体合流区域22A夹在其间，使上游侧的第1燃料气体分流区域21A折返，但是，也可以构成为，在位于两端部的全部折返部设置燃料气体合流区域。

即，从使流过燃料气体流路沟25的燃料气体的流速与适合于排出凝结水的速度一致的观点出发，阳极隔板2中，由在凹陷部(后述)形成有多个圆柱状突起27的燃料气体合流区域构成的折返部和由弯曲成U字形的多个燃料气体流路沟25构成的折返部混合存在。

具体而言，本实施方式中，在第1燃料气体分流区域21A中，6列的燃料气体流路沟25构成为，从第2侧的燃料气体歧管孔12A向第1侧延伸，在两处折返180°，直至第1燃料气体合流区域22A。

并且，在第2燃料气体分流区域21B中，6列燃料气体流路沟25构成为，从位于第1侧的折返部的第1燃料气体合流区域22A的下游侧向第2侧延伸，在2处折返180°，直至第2燃料气体合流区域22B。

并且，在第3燃料气体分流区域21C中，6列燃料气体流路沟25构成为，从位于第2侧的折返部的第2燃料气体合流区域22B的下游侧向第1侧延伸，在2处折返180°，直至第3燃料气体合流区域22C。

并且，在第4燃料气体分流区域21D中，6列的燃料气体流路沟25构成为，从位于第1侧的折返部的第3燃料气体合流区域22C的下游侧向第2侧延伸，在5处折返180°，直至燃料气体歧管孔12B。

并且，如图3所示，第1燃料气体分流区域21A的横截面构成为，形成有由具有均等的间距P1，均等的宽度W1、W2及均等的台阶差D1的多个(这里为6个)凹部25和多个(这里为5个)凸部26构成的凹凸图形，该凹部25相当于燃料气体流路沟25，该凸部26与电极部5接触，相当于支撑其的肋(rib)(电极部5的支撑部)。

根据这样的阳极隔板2的截面构成，MEA1的电极部5与第1燃料气体分流区域21A的凸部26相接，由此，电极部5被具有均等的间距P1、均等的宽度W2及均等的台阶差D1而配置的凸部26的顶面均等地支撑。并且，电极部5均等地向下进入具有均等的间距P1、均等的宽度W1及均等的台阶差D1而配置的燃料气体流路沟25的内部。

根据这样的构成，在燃料气体流过第1燃料气体分流区域21A的燃料气体流路沟25时，能够充分抑制多个燃料气体流路沟25之间的燃料气体的压力损失的不均匀性，因而优选。并且，也能够充分地抑制电极部5的燃料气体扩散的面内(垂直于电极部5的厚度方向的方向上的)不均匀性，因而优选。

另外，可以通过模具成型来制造具有这样的凹凸图形的阳极隔板2，由此，能够由一块板构成阳极隔板2，改善(降低)制造成本。

此外，由于第2、第3及第4燃料气体分流区域21B、21C、21D的横截面的构成与这里所述的构成相同，因而，其说明省略。

另外，由图4和图5可知，第1燃料气体合流区域22A，由连通于燃料气体流路沟25(凹部25)的凹陷部28(凹状的区域)和站立设置于该凹陷部28的底面的岛状(这里为圆柱状)的突起27构成。

此外，如图2所示，在第2燃料气体合流区域22B及第3燃料气体合流区域22C中，也形成有与上述凹陷部28相同的凹陷部(图中未用符号进行标示)以及与上述突起27相同的突起(图中未用符号进行标示)。这些第2燃料气体合流区域22B及第3燃料气体合流区域22C的构成与第1燃料气体合流区域22A相同，因而省略说明。

凹陷部28形成于阳极隔板2的表面，位于蜿蜒状的燃料气体流通区域101的第1侧的折返部。从阳极隔板2的表面看时，该凹陷部28由在上下方向上延伸的底边28a和在与该底边28a之间具有大致45度的夹角的一对斜边28b、28c划分出，形成为大致直角三角形状。而且，该底边28a构成燃料气体流通区域101的折返部的外端(壁面)，上侧的斜边28b构成与第1燃料气体分流区域21A的边界，下侧的斜边28c构成与第2燃料气体分流区域21B的边界。

而且，该底边28a部分地弯曲，在中途形成向着凹陷部28侧突出的多个(5个)突片28d(外端突片)和被这些突片28d夹着的直线状的基部28e。此外，第1燃料气体分流区域21A的各燃料气体流路沟25，在上侧的斜边28b上与凹陷部28连通，第2燃料气体分流区域21B的各燃料气体流路沟25，在下侧的斜边28c上与凹陷部28连通。并且，在此，凹陷部28形成为与燃料气体流路沟25相同的深度。

如图4和图5所示，多个圆柱状突起27，以均等的间距P2形成在第1和第2燃料气体子分流流路21A、21B的各凸部26(但是，除去最上层和最下层的凸部26)的延长线上。在此，该间距P2与各燃料气体分流区域21A、21B的凸部26的间距P1相同。如图4所示，全部的圆柱状突起27具有均等的高度(台阶差)D2和相同的形状。

通过像这样在凸部26的延长线上并列配置多个圆柱状突起27，使得从第1燃料气体分流区域21A的各燃料气体流路沟25向第1燃料气体合流区域22A流入的反应气体，在该多个圆柱状突起27间的各个间隔(沟)中被大致均匀地分散引导，其后，由构成下一层的圆柱状突起27适当地扰乱因自重而向下方移动的反应气体的流动，因而优选。此外，本实施方式中，如图5所示，圆柱状突起27配置为，在凸部26的延长线上的方向上的中心相互一致。

并且，如图5所示，这些圆柱状突起27被规则地并列配置为所谓的曲折状。

具体而言，多个圆柱状突起27形成为，在底边28a的延伸方向(上下方向)上等间距地相连，且在相对于底边28a的延伸方向垂直的方向(左右方向)上等间距地相连。以下，将圆柱状突起27的上下方向的相连(包含1个的情况)称为“列”，将圆柱状突起27的左右方向的相连(包含1个的情况)称为“层”。这样，多个圆柱状突起27形成为，8列(从凹陷部28的顶点开始，依次称为第1列至第8列)且9层(从上侧开始，依次称为第1层至第9层)。而且，各列由构成隔着一层的层的圆柱状突起27构成。反过来说，各层由构成隔着一列的列的圆柱状突起27构成。即，在邻接的列之间，在列的延伸方向(上下方向)上的圆柱状突起27的位置相互错开半个间距。并且，在邻接的层之间，在层的延伸方向(左右方向)上的圆柱状突起27的位置相互错开半个间距。在各层中，圆柱状突起27以其直径的2倍的间距(隔开其直径大小的间隔)配置，在各列中，圆柱状突起27以其直径的4倍的间距(隔开其直径的3倍的间隔)配置。

这样，将邻接的列的圆柱状突起27彼此的中心和邻接的层的圆柱状突起27彼此的中心连接的线，在沿着底边28a的上下方向及凸部26的延长线上的左右方向上，以弯曲成“ㄑ”字形的方式延伸。

例如，在上下方向上将邻接的列的圆柱状突起27彼此的中心连接的线(参照图5的虚线)以锯齿状延伸，并多次弯曲成钝角(图5所示的θ₁约为127°)，在左右方向上将邻接的层的圆柱状突起27彼此连接的中心的线(参照图5的虚线)以锯齿状延伸，并且多次弯曲成锐角(图5所示的θ₂约为53°)。

从图5所示的内容及上述说明可知，本说明书中的突起的曲折状排列，是指在上下方向上平行地延伸的各列是由构成隔着一层的层的圆柱状突起27构成的圆柱状突起27的排列图形(换言之，是指在左右方向上平行地延伸的各列是由构成隔着一列的列的圆柱状突起27构成的圆柱状突起27的排列图形)，例如，关于圆柱状突起27的上下方向的排列，从避免向下方通过某一层的圆柱状突起27间的气液二相流在下一层丝毫不被扰乱且保持原样地穿过的观点出发，指定在相互邻接的列之间将圆柱状突起27的排列配置成锯齿状的图形，从而能够接触于下一层的圆柱状突起27。

所以，如本实施方式(图5)所示，邻接的列之间的圆柱状突起27彼此相对于同一层的圆柱状突起27间的间距错开一半的排列图形，是突起的曲折状排列的典型示例，但是曲折状排列并不一定限于此。例如，如后述的第5变形例所述，这样的邻接的列的圆柱状突起彼此的间隔，也可以是同一层的圆柱状突起27间的间距的1/4。即，只要发挥出抑制溢流的效果，“邻接的列的圆柱状突起彼此的间隔<相同层的圆柱状突起间的间距的一半”，或者“邻接的列的圆柱状突起彼此的间隔>相同层的圆柱状突起间的间距的一半”的圆柱状突起的排列图形，也相当于本说明书中的曲折状排列。

在此，如图4和图5所示，最上层(第1层)及最下层(第9层)的一个圆柱状突起27配置为，位于凸部26和突片28d之间，并分别在与第2层及第10层的凸部26和突片28d之间隔开距离L2。

并且，第2层及第8层的2个圆柱状突起27，位于凸部26和基部28e之间，相互留出距离L1的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第3层及第9层的凸部26和基部28e之间隔开距离L2。

并且，第3层及第7层的3个圆柱状突起27，位于凸部26和突片28d之间，相互留出距离L1的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第4层及第8层的凸部26和突片28d之间隔开距离L2。

并且，第4层及第6层的4个圆柱状突起27，位于凸部26和基部28e之间，相互留出距离L1的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第5层及第7层的凸部26和基部28e之间隔开距离L2。

并且，第5层的4个圆柱状突起27，位于凸部26和突片28d之间，相互留出距离L1的间隔，在左右方向上并列配置，并在与第6层的凸部26和突片28d之间隔开距离L2。

此外，在最上层(第1层)及最下层(第11层)的凸部26和基部28e之间，不存在圆柱状突起27，两者隔开距离L2，相对地配置。

而且，在圆柱状突起27和凸部26之间、圆柱状突起27和突片28d之间、以及凸部26和突片28d之间，与圆柱状突起27彼此之间相比，反应气体的流速加快，这通过后述的流体分析模拟的计算结果就可以明白。所以，在圆柱状突起27和凸部26之间、圆柱状突起27和突片28d之间、以及凸部26和突片28d之间隔开的距离L2，如图4和图5所示，窄于圆柱状突起27彼此之间的距离L1。

作为具体的距离L1、L2的设计方针，设定距离L1和距离L2，使得假定距离L1和距离L2相等时的，横切距离L1通过的反应气体的流速和距离L1的积，与假定距离L1和距离L2相等时的，横切距离L2通过的反应气体的流速和距离L2的积大致一致。这样，通过在圆柱状突起27和凸部26之间、圆柱状突起27和突片28d之间、以及凸部26和突片28d之间隔开的距离L2，窄于在圆柱状突起27彼此之间隔开的距离L1，从而能够通过因距离L2体现的流路阻抗而适当地调整流过凹陷部28的燃料气体和凝结水的面内速度分布的均匀化。

这样，圆柱状突起27作为促进燃料气体的混合的气体流干扰片而起作用，同时作为MEA1的电极部5的支撑部(肋)而起作用。

此外，第2及第3燃料气体合流区域22B、22C的构成，与这里所述的构成相同，因而这些构成的说明省略。

根据这样的阳极隔板2(尤其是燃料气体合流区域的构成)，关于多个燃料气体流路沟25之间的燃料气体混合的促进、因凝结水过多而引起的溢流的抑制、以及燃料气体压力的均匀化等，可以得到以下所述的效果。

第一，通过以具有相对于燃料气体分流区域倾斜的直线状的边界的方式形成第1、第2及第3燃料气体合流区域22A、22B、22C，并且，适当地设定隔开圆柱状突起27、凸部26、突片28d、基部28e的上述L1和L2的距离，从而能够例如使燃料气体在第1燃料气体合流区域22A内均匀地流过，燃料气体对这里的下游侧的燃料气体流路沟25(第2燃料气体分流区域21B的燃料气体流路沟25)的分配性不恶化，以良好的状态(更充分地降低气体流速的偏差的状态)维持燃料气体流速的均匀性。

第二，通过将第1、第2及第3燃料气体合流区域22A、22B、22C划分为突出为上述弓形的形状，具体而言为大致三角形，从而使燃料气体均匀地流过凹陷部的大致全部区域，并能够适当地送至凹陷部28的角落。因此，燃料气体对凹陷部28的下游侧的燃料气体流路沟25的分配性不下降，能够改善燃料气体流速的均匀性(更充分地降低燃料气体流速的偏差)。

第三，在凹陷部28中配置为曲折状的多个圆柱状突起27，使得从燃料气体分流区域的集合体21的各燃料气体流路沟25流入燃料气体合流区域的集合体22的燃料气体和凝结水的流动被扰乱，由此能够促进燃料气体流路沟25间的燃料气体和凝结水的混合，适当地抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。此外，该溢流抑制的效果被后述的流体模拟的计算结果证明。

第四，由于凹陷部28的底边28a弯曲，并在中途形成向凹陷部28侧突出的多个(5个)突片28d(外端突片)以及被这些突片28d夹着的直线状的基部28e，因而，从燃料气体合流区域的集合体22的各燃料气体流路沟25流入燃料气体合流区域的集合体22的燃料气体和凝结水中的流过底面28a(外端)附近的成分的流动被扰乱，由此能够促进燃料气体流路沟25间的燃料气体和凝结水的混合，适当地抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。此外，该溢流抑制的效果被后述的流体模拟的计算结果证明。

第五，在燃料气体合流区域的集合体22中，燃料气体分流区域的集合体21的燃料气体流路沟25的每个全部集中，在此实现燃料气体的压力均匀化。

此外，本实施方式中，将各燃料气体分流区域21A、21B、21C、21D的燃料气体流路沟25的沟数设定为相同(6个)，但是，作为本实施方式的变形例，这些燃料气体流路沟25的沟数，在起到作为能够任意地改变的中继部的作用的各燃料气体合流区域22A、22B、22C中，可以进行细小的调整，例如，可以以各燃料气体合流区域22A、22B、22C为分界，将其上游侧的燃料气体分流区域的燃料气体流路沟的沟数构成为，仅比其下游侧的燃料气体分流区域的燃料气体流路沟的沟数少一列。这样，就能够考虑到燃料气体流过燃料气体流路沟25时的燃料气体的消耗量，进行燃料气体流速的微调整，因而优选。

接着，参照附图，详细地说明配置在阴极隔板3的氧化剂气体流通区域102的构成。

图6是阴极隔板的表面的示意图。

图7是沿图6的VII-VII线的阴极隔板的剖面图，图8是沿图6的VIII-VIII线的阴极隔板的剖面图，图9是图6的C区域的放大图。

此外，在图6和图9中，“上”、“下”分别表示组装了阴极隔板3的燃料电池组100的设置状态中的“上方向”、“下方向”，在图6中，“第1侧”、“第2侧”分别表示组装了阴极隔板3的燃料电池组100的设置状态中的“右或左方向”、“左或右方向”。

由图6可知，氧化剂气体流通区域102，在阴极隔板3的表面的与MEA1的电极部5相接的区域202内，形成为蜿蜒状，由氧化剂气体分流区域的集合体31和氧化剂气体合流区域的集合体32构成。

氧化剂气体分流区域的集合体31从上至下区分为第1、第2、第3、第4以及第5氧化剂气体分流区域31A、31B、31C、31D、31E。

另外，在氧化剂气体合流区域的集合体32上，具有介于第1氧化剂气体分流区域31A和第2氧化剂气体分流区域31B之间的第1氧化剂气体合流区域32A，介于第2氧化剂气体分流区域31B和第3氧化剂气体分流区域31C之间的第2氧化剂气体合流区域32B(中间合流区域)，介于第3氧化剂气体分流区域31C和第4氧化剂气体分流区域31D之间的第3氧化剂气体合流区域32C(中间合流区域)，以及介于第4氧化剂气体分流区域31D和第5氧化剂气体分流区域31E之间的第4氧化剂气体合流区域32D。

在此，如图6所示，第1氧化剂气体分流区域31A，由蜿蜒状的各氧化剂气体流路沟35中反应气体向一个方向流动的1个相同流动部702(在此，反应气体以直线状流动，以下称该部分为“直线部702”)。同样地，第3氧化剂气体分流区域31C也由1个直线部(图中未使用符号进行标示)形成。而且，第5氧化剂气体分流区域31E也由蜿蜒状的各氧化剂气体流路沟35中的1个直线部(图中未使用符号进行标示)形成。

另一方面，第2氧化剂气体分流区域31B由蜿蜒状的各氧化剂气体流路沟35中的2个直线部702和反应气体折返流动的1个折返部701组合形成。在该第2氧化剂气体分流区域31B中，直线部702的氧化剂气体流路沟35和折返部701的氧化剂气体流路沟35连续地形成，并且，直线部702的氧化剂气体流路沟35的沟数和连接于该直线部702的折返部701的氧化剂气体流路沟35的沟数相等。

同样地，第4氧化剂气体分流区域31D也由2个直线部(图中未使用符号进行标示)和1个折返部(图中未使用符号进行标示)组合形成。在该第4氧化剂气体分流区域31D中，直线部702的氧化剂气体流路沟35和折返部701的氧化剂气体流路沟35连续地形成，并且，直线部的氧化剂气体流路沟35的沟数和连接于该直线部的折返部的氧化剂气体流路沟35的沟数相等。

而且，第1氧化剂气体合流区域32A，形成在介于第1氧化剂气体分流区域31A和第2氧化剂气体分流区域31B之间的折返部。并且，第2氧化剂气体合流区域32B，形成在介于第2氧化剂气体分流区域31B和第3氧化剂气体分流区域31C之间的折返部。而且，第3氧化剂气体合流区域32C，形成在介于第3氧化剂气体分流区域31C和第4氧化剂气体分流区域31D之间的折返部。并且，第4氧化剂气体合流区域32D，形成在介于第4氧化剂气体分流区域31D和第5氧化剂气体分流区域31E之间的折返部。

这样，通过这些包含直线部与折返部的分流区域(第2和第4氧化剂气体分流区域31B、31D)，能够如前面所述地形成比较长的氧化剂气体流路沟35。即，能够增大配置在2个合流区域之间的分流区域中所包含的各燃料气体流路沟35的每条的流路长度。对于像这样具有长的流路长度的燃料气体流路沟35而言，即使在该氧化剂气体流路沟35中产生水滴，也将由于水滴的上游侧的气体压力和下游侧的气体压力的差变大而能够得到优异的排水性。

而且，如图2所示，5个分流区域中配置于最上游侧的第1氧化剂气体分流区域31A的直线部702，与氧化剂气体歧管孔13A(气体入口歧管)连接，5个分流区域中配置于最下游侧的第5氧化剂气体分流区域31E的直线部，与氧化剂气体歧管孔13B(气体入口歧管)连接。

即，在本实施方式中，采用的构成为：不将合流区域配置于氧化剂气体歧管孔13A(气体入口歧管)的正后方，也不将其配置于氧化剂气体歧管孔13B(气体入口歧管)的正前方。通过采用这样的构成，能够如前面所述地，容易地减少氧化剂气体的一部分流入在组装燃料电池组10时形成于MEA1的电极部5(气体扩散电极，阴极)的外周边和配置于该MEA1的外侧的环状的衬垫的内周边之间的间隙(图中未显示)，能够进一步简化用于使氧化剂气体不流入上述间隙的气封的构成，且能够容易地形成该构成。

此外，在像这样合流区域不配置于氧化剂气体歧管孔13A(气体入口歧管)的正后方的情况(折返部也不配置于氧化剂气体歧管孔13A(气体入口歧管)的正后方的情况)下，5个分流区域中配置于最下游侧的第5分流区域31E具有未形成有合流区域的折返部(图中未显示)，该折返部可以与氧化剂气体歧管孔13B(气体出口歧管)连接。在这种情况下，也能够简化用于防止反应气体的一部分流入上述间隙的构成，且能够容易地形成该构成。

如上所述，氧化剂气体分流区域的集合体31构成为，夹着第1、第2、第3及第4氧化剂气体合流区域32A、32B、32C、32D的每个，并区分为第1、第2、第3、第4及第5氧化剂气体分流区域31A、31B、31C、31D、31E。

本实施方式中，如图6所示，第1氧化剂气体合流区域32A的下游侧的第2氧化剂气体分流区域31B构成为，将该第1氧化剂气体合流区域32A夹在其间，使上游侧的第1氧化剂气体分流区域31A折返，但是，也可以构成为，在位于两端部的全部折返部设置氧化剂气体合流区域。

即，从使流过氧化剂气体流路沟35的氧化剂气体的流速与适合于排出凝结水的速度一致的观点出发，阴极隔板3中，由在凹陷部(后述)形成有多个圆柱状突起37的氧化剂气体合流区域构成的折返部和有弯曲成U字形的多个氧化剂气体流路沟35构成的折返部混合存在。

具体而言，本实施方式中，在第1氧化剂气体分流区域31A中，11列氧化剂气体流路沟35构成为，从第2侧的氧化剂气体歧管孔13A向第1侧延伸，直至第1氧化剂气体合流区域32A。

并且，在第2氧化剂气体分流区域31B中，11列氧化剂气体流路沟35构成为，从位于第1侧的折返部的第1氧化剂气体合流区域32A的下游侧向第2侧延伸，在1处折返180°，直至第2氧化剂气体合流区域32B。

并且，在第3氧化剂气体分流区域31C中，11列氧化剂气体流路沟35构成为，从位于第1侧的折返部的第2氧化剂气体合流区域32B的下游侧向第2侧延伸，直至第3氧化剂气体合流区域32C。

并且，在第4氧化剂气体分流区域31D中，11列氧化剂气体流路沟35构成为，从位于第2侧的折返部的第3氧化剂气体合流区域32C的下游侧向第1侧延伸，在1处折返180°，直至第4氧化剂气体合流区域32D。

并且，在第5氧化剂气体分流区域31E中，11列氧化剂气体流路沟35构成为，从位于第2侧的折返部的第3氧化剂气体合流区域32D的下游侧向第2侧延伸，直至氧化剂气体歧管孔13B。

并且，如图7所示，第1氧化剂气体分流区域31A的横截面构成为，形成有由具有均等的间距P2，均等的宽度W3、W4及均等的台阶差D3的多个(这里为11个)凹部35和多个(这里为10个)凸部36构成的凹凸图形，该凹部35相当于氧化剂气体流路沟35，该凸部36与电极部5接触，相当于支撑其的肋(电极部5的支撑部)。

根据这样的阴极隔板3的截面构成，MEA1的电极部5与第1氧化剂气体分流区域31A的凸部36相接，由此，电极部5被具有均等的间距P3、均等的宽度W4及均等的台阶差D3而配置的凸部36的顶面均等地支撑。并且，电极部5均等地向下进入具有均等的间距P3、均等的宽度W3及均等的台阶差D3而配置的氧化剂气体流路沟35的内部。

根据这样的构成，在氧化剂气体流过第1氧化剂气体分流区域31A的氧化剂气体流路沟35时，能够充分地抑制多个氧化剂气体流路沟35之间的氧化剂气体的压力损失的不均匀性，因而优选。并且，也能够充分地抑制电极部5的氧化剂气体扩散的面内(垂直于电极部5的厚度方向的方向上的)不均匀性，因而优选。

另外，可以通过模具成型来制造具有这样的凹凸图形的阴极隔板3，由此，能够由一块板构成阴极隔板3，改善(降低)制造成本。

此外，由于第2、第3、第4及第5氧化剂气体分流区域31B、31C、31D、31E的横截面的构成与这里叙述的构成相同，因而，其说明省略。

另外，由图8和图9可知，第1氧化剂气体合流区域32A，由连通于氧化剂气体流路沟35(凹部35)的凹陷部38(凹状的区域)和站立设置于该凹陷部38的底面的岛状的圆柱状突起37构成。

此外，如图6所示，在第2氧化剂气体合流区域32B、第3氧化剂气体合流区域32C、及第4氧化剂气体合流区域32D中，也形成有与上述凹陷部38相同的凹陷部(图中未用符号进行标示)以及与上述突起37相同的突起(图中未用符号进行标示)。这些第2氧化剂气体合流区域32B、第3氧化剂气体合流区域32C、及第4氧化剂气体合流区域32D的构成与第1氧化剂气体合流区域32A相同，因而省略说明。

凹陷部38形成于阴极隔板3的表面，位于蜿蜒状的氧化剂气体流通区域102的第2侧的折返部。从阴极隔板3的表面看时，该凹陷部38形成为大致直角三角形状，该直角三角形状具有在上下方向上延伸的底边38a和在与该底边38a之间具有大致45度的夹角的一对斜边38b、38c。而且，该底边38a构成氧化剂气体流通区域102的折返部的外端(侧缘)，上侧的斜边38b构成与第1氧化剂气体分流区域31A的边界，下侧的斜边38c构成与第2氧化剂气体分流区域31B的边界。

而且，该底边38a部分地弯曲，在中途形成向着凹陷部38侧突出的多个(11个)突片38d(外端突片)和被这些突片38d夹着的基部38e。此外，第1氧化剂气体分流区域31A的各氧化剂气体流路沟35，在上侧的斜边38b上与凹陷部38连通，第2氧化剂气体分流区域31B的各氧化剂气体流路沟35，在下侧的斜边38c上与凹陷部38相通。并且，在此，凹陷部38形成为与氧化剂气体流路沟35相同的深度。

如图8和图9所示，多个圆柱状突起37，以均等间距P4而形成在第1和第2氧化剂气体子分流流路31A、31B的各凸部36(但是，除去最上层和最下层的凸部36)的延长线上。在此，该间距P4与各氧化剂气体分流区域31A、31B的凸部36的间距P3相同。如图8所示，全部的圆柱状突起37具有均等的高度(台阶差)D4和相同的形状。

通过像这样在凸部36的延长线上并列配置多个圆柱状突起37，使得从第1氧化剂气体分流区域31A的各氧化剂气体流路沟35向第1氧化剂气体合流区域32A流入的反应气体，在该多个圆柱状突起37间的各个间隔(沟)中被大致均匀地分散引导，其后，由构成下一层的圆柱状突起37适当地扰乱因自重而向下方移动的反应气体的流动，因而优选。此外，本实施方式中，如图9所示，圆柱状突起37配置为，与凸部36的延长线上的方向上的中心相互一致。

并且，如图9所示，这些圆柱状突起37被规则地并列配置为所谓的曲折状。

具体而言，多个圆柱状突起37形成为，在底边38a的延伸方向(上下方向)上等间距地相连，且在与底边38a的延伸方向垂直的方向(左右方向)上等间距地相连。以下，将圆柱状突起37的上下方向的相连(包含1个的情况)称为“列”，将圆柱状突起37的左右方向的相连(包含1个的情况)称为“层”。这样，多个圆柱状突起37形成为，16列(从凹陷部38的顶点开始，依次称为第1列至第16列)且21层(从上侧开始，依次称为第1层至第21层)。而且，各列由构成隔着一层的层的圆柱状突起37构成。反过来说，各层由构成隔着一列的列的圆柱状突起37构成。即，在邻接的列之间，在列的延伸方向(上下方向)上的圆柱状突起37的位置相互错开半个间距。并且，在邻接的层之间，在层的延伸方向(左右方向)上的圆柱状突起37的位置相互错开半个间距。在各层中，圆柱状突起37以其直径的2倍的间距(隔开其直径大小的间隔)配置，在各列中，圆柱状突起37以其直径的4倍的间距(隔开其直径的3倍的间隔)配置。

这样，将邻接的列的圆柱状突起37彼此的中心和邻接的层的圆柱状突起37彼此的中心连接的线，在沿着底边38a的上下方向及凸部36的延长线的左右方向上，弯曲成“ㄑ”字形而延伸。

例如，在上下方向上将邻接的列的圆柱状突起37彼此的中心连接的线(参照图9的虚线)以锯齿状延伸，并且多次弯曲成钝角(图9所示的θ₁约为127°)，在左右方向上将邻接的层的圆柱状突起37彼此连接的中心的线(参照图9的虚线)以锯齿状延伸，并且多次弯曲成锐角(图9所示的θ₂约为53°)。

从图9所示的内容及上述说明可知，本说明书中的突起的曲折状排列，是指在上下方向上平行地延伸的各列是由构成隔着一层的层的圆柱状突起37构成的圆柱状突起37的排列图形(换言之，是指在左右方向上平行地延伸的各列是由构成隔着一列的列的圆柱状突起37构成的圆柱状突起37的排列图形)，例如，关于圆柱状突起37的上下方向的排列，从避免向下方通过某一层的圆柱状突起37间的气液二相流在下一层丝毫不被扰乱且保持原样地穿过的观点出发，指定在相互邻接的列之间将圆柱状突起37的排列配置成锯齿状的图形，从而能够接触于下一层的圆柱状突起37。

所以，如本实施方式(图5)所示，邻接的列之间的圆柱状突起37彼此相对于同一层的圆柱状突起37间的间距错开一半的排列图形，是突起的曲折状排列的典型示例，但是曲折状排列并一定不限于此。例如，如后述的第5变形例所述，这样的邻接的列的圆柱状突起彼此的间隔，也可以是同一层的圆柱状突起37间的间距的1/4。即，只要发挥出抑制溢流的效果，“邻接的列的圆柱状突起彼此的间隔<同一层的圆柱状突起间的间距的一半”，或者“邻接的列的圆柱状突起彼此的间隔>同一层的圆柱状突起间的间距的一半”的圆柱状突起的排列图形，也相当于本说明书中的突起的曲折状排列。

在此，如图8和图9所示，最上层(第1层)及最下层(第21层)的一个圆柱状突起37配置为，位于凸部36和基部38e之间，并分别在与第2层及第22层的凸部36和基部38e之间隔开距离L4。

并且，第2层和第20层的2个圆柱状突起37，位于凸部36和基部38e之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别与在第3层及第21层的凸部36和基部38e之间隔开距离L4。

并且，第3层及第19层的3个圆柱状突起37，位于凸部36和突片38d之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别与在第4层及第20层的凸部36和突片38d之间隔开距离L4。

并且，第4层及第18层的4个圆柱状突起37，位于凸部36和基部38e之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第5层及第19层的凸部36和基部38e之间隔开距离L4。

并且，第5层及第17层的5个圆柱状突起37，位于凸部36和基部38e之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第6层及第18层的凸部36和突片38d之间隔开距离L4。

并且，第6层及第16层的6个圆柱状突起37，位于凸部36和基部38e之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第7层及第17层的凸部36和基部38e之间隔开距离L4。

并且，第7层及第15层的6个圆柱状突起37，位于凸部36和突片38d之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第8层及第16层的凸部36和突片38d之间隔开距离L4。

并且，第8层及第14层的7个圆柱状突起37，位于凸部36和基部38e之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第9层及第15层的凸部36和基部38e之间隔开距离L4。

并且，第9层及第13层的7个圆柱状突起37，位于凸部36和突片38d之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第10层和第14层的凸部36和突片38d之间隔开距离L4。

并且，第10层及第12层的8个圆柱状突起37，位于凸部36和基部38e之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第11层及第13层的凸部36和基部38e之间隔开距离L4。

并且，第11层的8个圆柱状突起37，位于凸部36和突片38d之间，相互留出距离L3的间隔，在左右方向上并列配置，并分别在与第12层的凸部36和突片38d之间隔开距离L4。

此外，在最上层(第1层)及最下层(第23层)的凸部36和基部38e之间，不存在圆柱状突起37，两者隔开距离L4，相对地配置。

而且，在圆柱状突起37和凸部36之间、圆柱状突起37和突片38d之间、以及凸部36和突片38d之间，与圆柱状突起37彼此之间相比，反应气体的流速加快，这通过后述的流体分析模拟的计算结果就可以明白。因此，如图8和图9所示，在圆柱状突起37和凸部36之间、圆柱状突起37和突片38d之间、以及凸部36和突片38d之间隔开的距离L4，窄于圆柱状突起37彼此之间的距离L3。

作为具体的距离L3、L4的设计方针，设定距离L3和距离L4，使得假定距离L3和距离L4相等时的，横切距离L3通过的反应气体的流速和距离L3的积，与假定距离L3和距离L4相等时的，横切距离L4通过的反应气体的流速和距离L4的积大致一致。所以，通过在圆柱状突起37和凸部36之间、圆柱状突起37和突片38d之间、以及凸部36和突片38d之间隔开的距离L4，窄于在圆柱状突起37彼此之间隔开的距离L3，从而能够通过因距离L4体现的流路阻抗而适当地调整流过凹陷部38的氧化剂气体和凝结水的面内速度分布的均匀化。

这样，圆柱状突起37作为促进氧化剂气体的混合的气体流干扰片而起作用，同时作为MEA1的电极部5的支撑部(肋)而起作用。

此外，第2、第3及第4氧化剂气体合流区域32B、32C、32D的剖面和平面构成，与这里所叙的构成相同，因而这些构成的说明省略。

根据这样的阴极隔板3(尤其是氧化剂气体合流区域的构成)，关于多个氧化剂气体流路沟35之间的氧化剂气体的混合、因凝结水过多而引起的溢流的抑制、以及氧化剂气体压力的均匀化等，可以得到以下所述的效果。

第一，通过以具有相对于氧化剂气体分流区域倾斜的直线状的边界的方式形成第1、第2、第3及第4氧化剂气体合流区域32A、32B、32C、32D，并且，适当地设定隔开圆柱状突起37、凸部36、突片38d、基部38e的上述L3和L4的距离，从而能够例如使氧化剂气体在第1氧化剂气体合流区域32A内均匀地流过，氧化剂气体对这里的下游侧的氧化剂气体流路沟35(第2氧化剂气体分流区域31B的氧化剂气体流路沟35)的分配性不恶化，以良好的状态(更充分地降低气体流速的偏差的状态)维持氧化剂气体流速的均匀性。

第二，通过将第1、第2、第3及第4氧化剂气体合流区域32A、32B、32C、32D划分为突出为上述弓形的形状，具体而言为大致三角形，从而使氧化剂气体均匀地流过凹陷部的大致全部区域，并能够适当地送至凹陷部38的角落。因此，氧化剂气体对凹陷部38的下游侧的氧化剂气体流路沟35的分配性不下降，能够改善氧化剂气体流速的均匀性(更充分地降低气体流速的偏差)。

第三，在凹陷部38中配置为曲折状的多个圆柱状突起37，使得从氧化剂气体合流区域的集合体31的各氧化剂气体流路沟35流入氧化剂气体合流区域的集合体32的氧化剂气体和凝结水的流动被扰乱，由此能够促进氧化剂气体流路沟35间的氧化剂气体和凝结水的混合，适当地抑制因氧化剂气体流路沟35内的凝结水过多而引起的溢流。此外，该溢流抑制的效果被后述的流体模拟的计算结果证明。

第四，由于凹陷部38的底边38a弯曲，并在中途形成向凹陷部38侧突出的多个(9个)突片38d(外端突片)以及被这些突片38d夹着的基部38e，因而，从氧化剂气体分流区域的集合体32的各氧化剂气体流路沟35流入氧化剂气体合流区域的集合体32的氧化剂气体和凝结水中的流过底面38a(外端)附近的成分的流动被扰乱，由此能够促进氧化剂气体流路沟35间的氧化剂气体和凝结水的混合，适当地抑制因流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。此外，该抑制溢流的效果被后述的流体模拟的计算结果证明。

第五，在氧化剂气体合流区域的集合体32中，氧化剂气体分流区域的集合体31的氧化剂气体流路沟35的每个全部集中，在此实现氧化剂气体的压力均匀化。

此外，本实施方式中，将各氧化剂气体分流区域31A、31B、31C、31D、31E的氧化剂气体流路沟35的沟数设定为相同(11个)，但是，作为本实施方式的变形例，这些氧化剂气体流路沟35的沟数，在起到作为能够任意地改变的中继部的作用的各氧化剂气体合流区域33A、32B、32C、32D中，可以进行细小的调整，例如，可以以各氧化剂气体合流区域32A、32B、32C、32D作为分界，将其上游侧的氧化剂气体分流区域的氧化剂气体流路沟的沟数构成为，仅比其下游侧的氧化剂气体分流区域的氧化剂气体流路沟的沟数少一列。这样，就能够考虑到氧化剂气体流过氧化剂气体流路沟时的氧化剂气体的消耗量，进行氧化剂气体流速的微调整，因而优选。

接着，对本实施方式的燃料电池10的工作示例进行说明。

如图3所示，与阳极隔板2相接的电极部5在多个燃料气体流路沟25(凹部25)的上端开口处，对于这些燃料气体流路沟25的每个，抑制因凝结水过多而引起的溢流，同时暴露于燃料气体中。

并且，如图7所示，与阴极隔板3相接的电极部5在多个氧化剂气体流路沟35(凹部35)的上端开口处，对于这些氧化剂气体流路沟35的每个，抑制因凝结水过多而引起的溢流，同时暴露于燃料气体中。

因此，在燃料气体流过燃料气体流通区域101的期间，在电极部5的面内的全部区域，燃料气体在该电极部5中均匀地扩散，在氧化剂气体流过氧化剂气体流通区域102的期间，在电极部5的面内的全部区域，氧化剂气体在该电极部5中均匀地扩散。所以，燃料电池10的发电工作，在电极部5的面内的全部区域均匀地进行。

接着，发明者们通过在计算机上对由凝结水和反应气体形成的气液二相流流过的隔板的合流区域的周围(以下，称为“流路折返周边部”)进行模型化，活用以下详细叙述的热流体模拟技术，验证本实施方式中所述的流路折返周边部中的圆柱状突起38和突片38d的溢流抑制效果。

(分析模拟)

使用热流体分析通用软件“美国fluent公司出品的热流体分析软件，“FLUENT”(注册商标)，版本6.2.16”，进行本流体模拟。

此外，在该FLUENT(注册商标)中，使用了被称为有限体积法的离散化方法，将分析对象划分为由规定的要素形成的微小的空间，以在这些微细的要素间授受的流体的平衡为基础，求解支配流体的流动的一般方程式，由计算机进行反复计算，直至其结果收敛。

(分析模型)

在此，隔板的流路折返周边部，被模型化为如图5所示的采用曲折状配置的圆柱状突起和凹陷部的底边的突片的分析模型(以下，称为“实施方式的分析模型”)，以及，采用正交格子状配置的圆柱状突起的分析模型(以下，称为“比较例的分析模型”)。

此外，由于已经基于图5详细地描述了实施方式的分析模型的形态(形式)，因而，在此省略其说明。

比较例的分析模型中，如图10所示，与气体流路沟45(凹部45)连通的凹陷部48，由在上下方向上直线状延伸的底边48a和一对斜边48b、48c划分为大致三角形状。而且，站立设置于凹陷部48的底面的多个岛状(在此为圆柱状)的圆柱状突起47，并列配置为正交格子状，使得底边48a的延伸方向(上下方向)以及与该延伸方向正交的方向(凸部46的延长线上的左右方向)上的中心相互一致。并且，圆柱状突起47和凸部46的间隔、圆柱状突起47和底边48a的间隔、圆柱状突起47彼此的间隔、以及凸部46和底边48a的间隔均被均等地设定。

此外，作为上述各分析模型中的分析推荐(边界条件等)，基本上采用燃料电池的额定运行时的各种数据。

例如，输入凝结水和反应气体的混合比例为1∶1的气液二相流(例如，流速为2.34m/s)作为流入条件，输入表面张力(7.3×10^-2N/m)作为水物性数据，输入接触角(例如，0.1°)作为凝结水和隔板的物性及表面数据。

另外，气液二相流的流出条件中，采用压力(例如927.33Pa)和压力损失系数(例如4.546×10⁹/m²，但是，相对于上游侧，将下游侧的沟延长40mm作为下游侧的流路阻抗增加部分)。

而且，相对于气液二相流的流速，将壁面处理为不光滑。

(分析结果)

图11和图12是分别以上述各分析模型中的各要素的流动数据为基础，模拟显示电脑上输出的分析结果例的图。

即，在图11中，对于比较例的分析模型，描绘了气液二相流的流动达到稳定状态时的凝结水(黑色)与反应气体(无色)的分布状态，图12中，对于实施方式的分析模型，描绘了相同类型的图。

可以确认，由于比较例的分析模型(图11)的凹陷部中上下整齐地配置为正交格子状的突起，使得从凹陷部上游侧的气体流路沟送出的凝结水的流动被这些突起进行混合，在某种程度上进行了凝结水向凹陷部下游侧的气体流路沟的分散。然而，根据图11所示的模拟结果可以看出，凝结水大多流入凹陷部下游侧的气体流路沟的一部分，例如凹陷部的下游侧最下层的气体流路沟，由此，该沟被凝结水持续阻塞。

与此相比，可以确认，由于实施方式的分析模型(图12)的凹陷部中上下整齐地配置为曲折状的突起和底边突片，使得从凹陷部上游侧的气体流路沟送出的凝结水的流动被这些突起和突片充分地进行混合，凝结水向凹陷部下游侧的气体流路沟的分散极为良好。例如，根据图12所示的模拟结果可以看出，凝结水在凹陷部的下游侧的全部气体流路沟间均等地分配且流动。

根据以上所述的模拟结果，可以验证，在采用了实施方式的分析模型的隔板(阳极隔板和阴极隔板)中，能够充分且适当地抑制因凹陷部的下游侧的气体流路沟的凝结水过多而引起的溢流。

本实施方式涉及的流路折返周边部的构成中，对于凝结水向气体流路沟内均匀分散来说，同时采用在凹陷部的底面形成的曲折状配置的圆柱状突起和在凹陷部的底边上形成的突片，是最佳的设计。然而，可以推测，即使是仅采用了上述一个构造的凹陷部，与比较例的分析模型相比，也能够得到凝结水在气体流路沟内均匀分散的效果。即，可以认为，与现有的比较例的分析模型(图10)中所模仿的隔板相比，使用曲折状的圆柱状突起和凹陷部的底边上的突片中的任何一个构造的隔板，能够改善因气体流路沟内的凝结水过多而引起的溢流。

(流路折返周边部(凹陷部)的变形例)

至此，在实施方式(图5、图9)中，描述了多个圆柱状突起27、37规则地并列配置为曲折状的流路折返周边部(凹陷部)的突起配置例(以下，简称为“曲折状排列”)。另外，在比较例(图10)中，描述了多个圆柱状突起47并列配置为正交格子状的流路折返周边部(凹陷部)的突起配置例(以下，简称为“格子状排列”)。

以下，通过对格子状排列的圆柱状突起47部分地变更其形状等，说明与比较例相比能够改善溢流的流路折返周边部的第1、第2、第3及第4变形例。

并且，对曲折状排列的邻接的列的突起彼此的间隔小于实施方式(图5、图9)所示的间隔的流路折返周边部的第5变形例在进行说明。

此外，第1、第2、第3、第4、及第5变形例，以阳极隔板为例进行了说明，但是，对于阴极隔板3而言，同样的议论也适用。

(第1变形例)

图13是第1变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

根据图13可知，与燃料气体流路沟75(凹部75)连通的凹陷部78，被作为流路折返周边部的外端的在上下方向上延伸的底边78a和作为与上下游侧的燃料气体流路沟75的边界的一对斜边78b、78c划分成大致三角形状。而且，站立设置于凹陷部78的底面的多个岛状的突起77，并列配置为正交格子状，使得在底边78a的延伸方向(上下方向)和相对于该延伸方向垂直的方向(凸部76的延长线上的左右方向)上的中心相互一致。

突起77可以由从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中所选择出的至少一种形态形成，本变形例中，形成为大致圆柱形或大致四棱柱形的合计14个第1突起77a和上下方向以及左右方向的两个宽度尺寸均大于该第1突起77a并形成为大致圆柱形或大致四棱柱形的合计14个第2突起77b，交互配置。

即，如图13所示，上下方向和左右方向的宽度尺寸不同的第1突起77a和第2突起77b交互配置，使得在上下和左右上邻接的突起77彼此的形状相互不相同。

根据这样的突起77的配置构成，通过在左右方向和上下方向上交互配置上下方向和左右方向的宽度尺寸小的第1突起77a以及上下方向和左右方向的宽度尺寸大的第2突起77b，使得在上下方向和左右方向上连接第1突起77a和第2突起77b之间的中心301的线(作为该线的一个示例，图13中示范了连接中心301的虚线)在由燃料气体和凝结水构成的气液二相流流过的间隙(第1突起77a和第2突起77b之间的格子状沟)的长边方向上弯曲成锯齿状。

换言之，如果画出穿过相互邻接并以构成一层的方式并列的一对突起77间的中心301，且与底边78a的延伸方向平行的假想线511(假想直线)，则在底边78a的延伸方向上相对于该一对的突起77邻接的一对突起77间的中心，在相对于底边78a的延伸方向垂直的方向上从该假想线511偏离。并且，在将穿过相互邻接并以构成一列的方式并列的一对突起77间的中心301，且相对于底边78a的延伸方向垂直的假想线512(假想直线)画出的情况下，在相对于底边78a的延伸方向垂直的方向上相对于该一对的突起77邻接的一对突起77间的中心，在底边78a的延伸方向上从该假想线512偏离。

由此，在气液二相流流过凹陷部78的左右方向和上下方向的间隙时，该气液二相流的流动发生弯曲，被扰乱，抑制了气液二相流在该间隙简单地穿过。

因此，通过这样的燃料气体的弯曲流动，与比较例相比，能够促进燃料气体的混合。并且，通过凝结水的弯曲流动，与比较例相比，能够抑制因下游侧的燃料气体流路沟75内的凝结水过多而引起的溢流。而且，通过在各列和各层上适当地设定第1突起77a和第2突起77b的个数和位置，能够调整凹陷部78内的燃料气体流路阻抗，使得燃料气体的流速均匀。

(第2变形例)

图14是第2变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

根据图14可知，与燃料气体流路沟85(凹部85)连通的凹陷部88，被作为流路折返周边部的外端的在上下方向上延伸的底边88a和作为与上下游侧的燃料气体流路沟85的边界的一对斜边88b、88c划分成大致三角形状。而且，站立设置于凹陷部88的底面的多个岛状的突起87，并列配置为正交格子状，使得在底边88a的延伸方向(上下方向)和相对于该延伸方向垂直的方向(凸部86的延长线上的左右方向)上的中心相互一致。

突起87可以由从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中所选择出的至少一种形状形成，本实施例中，形成为大致圆柱形或大致四棱柱形的合计14个第1突起87a和左右方向的宽度尺寸大于该第1突起87a并形成为大致圆柱形(这里为椭圆柱形)的合计14个第2突起87b，交互配置。

即，如图14所示，左右方向的宽度尺寸不同的第1突起87a和第2突起87b交互配置，使得在上下和左右上邻接的突起87彼此的形状不同。

根据这样的突起87的配置构成，通过在左右方向和上下方向上交互配置左右方向的宽度尺寸小的第1突起87a和左右方向的宽度尺寸(长轴的长度)大的第2突起87b，使得在上下方向上连接第1突起87a和第2突起87b之间的中心302的线(作为该线的一个示例，图14中示范了连接中心线302的虚线)在由燃料气体和凝结水构成的气液二相流流过间隙(第1突起87a和第2突起87b之间的格子状沟)的长边方向上弯曲成锯齿状。

换言之，如果画出穿过相互邻接并以构成一层的方式并列的一对突起87间的中心302，且与底边88a的延伸方向平行的假想线521(假想直线)，则在底边88a的延伸方向上相对于该一对的突起87邻接的一对突起87间的中心，在相对于底边88a的延伸方向垂直的方向上从该假想线521偏离。

由此，在气液二相流流过凹陷部88的上下方向的间隙时，该气液二相流的流动发生弯曲，被扰乱，抑制了气液二相流在该间隙简单地穿过。

因此，通过这样的燃料气体的弯曲流动，与比较例相比，能够促进燃料气体的混合。并且，通过凝结水的弯曲流动，与比较例相比，能够抑制因下游侧的燃料气体流路沟85内的凝结水过多而引起的溢流。而且，通过在各列上适当地设定第1突起87a和第2突起87b的个数和位置，能够调整凹陷部88内的燃料气体流路阻抗，使得燃料气体的流速均匀。

(第3变形例)

图15是第3变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

根据图15可知，与燃料气体流路沟95(凹部95)连通的凹陷部98，被作为流路折返周边部的外端的在上下方向上延伸的底边98a和作为与上下游侧的燃料气体流路沟95的边界的一对斜边98b、98c划分成大致三角形状。而且，站立设置于凹陷部98的底面的多个岛状的突起97，并列配置为正交格子状，使得在底边98a的延伸方向(上下方向)和相对于该延伸方向垂直的方向(凸部96的延长线上的左右方向)上的中心相互一致。

突起97可以由从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中所选择出的至少一种形状形成，本实施例中，合计14个第1突起97a和合计14个第2突起97b交互配置。第1突起97a形成为大致圆柱形或大致四棱柱形。第2突起97b具有与该第1突起97a相同形状的基部401和从该基部401的侧面的一部分向右方向(底边98a的方向)鼓出的凸部402，左右方向的宽度尺寸增大，在同方向上形成为非对称。

即，如图15所示，左右方向的宽度尺寸不同的第1突起97a和第2突起97b交互配置，使得在上下和左右上邻接的突起97彼此的形状不同。

根据这样的突起97的配置构成，通过在左右方向和上下方向上交互配置左右方向的宽度尺寸小的第1突起97a和左右方向的宽度尺寸大的第2突起97b，使得在上下方向上连接第1突起97a和第2突起97b之间的中心303的线(作为该线的一个示例，图15中示范了连接中心线303的虚线)在由燃料气体和凝结水构成的气液二相流流过间隙(第1突起97a和第2突起97b之间的格子状沟)的长边方向上弯曲成锯齿状。

换言之，如果画出穿过相互邻接并以构成一层的方式并列的一对突起97间的中心303，且与底边98a的延伸方向平行的假想线531(假想直线)，则在底边98a的延伸方向上相对于该一对突起97邻接的一对突起97间的中心，在相对于底边98a的延伸方向垂直的方向上从该假想线531偏离。

由此，在气液二相流流过凹陷部98的上下方向的间隙时，该气液二相流的流动发生弯曲，被扰乱，抑制了气液二相流在该间隙简单地穿过。

因此，通过这样的燃料气体的弯曲流动，与比较例相比，能够促进燃料气体的混合。并且，通过时凝结水的弯曲流动，与比较例相比，能够抑制因下游侧的燃料气体流路沟95内的凝结水过多而引起的溢流。而且，通过在各列上适当地设定第1突起97a和第2突起97b的个数和位置，能够调整凹陷部98内的燃料气体流路阻抗，使得燃料气体的流速均匀。

(第4变形例)

图16是第4变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

根据图16可知，与燃料气体流路沟105(凹部105)连通的凹陷部108，被作为流路折返周边部的外端的在上下方向上延伸的底边108a和作为与上下游侧的燃料气体流路沟105的边界的一对斜边108b、108c划分成大致三角形状。而且，站立设置于凹陷部108的底面的多个岛状的突起107，并列配置为正交格子状，使得在底边108a的延伸方向(上下方向)和相对于该延伸方向垂直的方向(凸部106的延长线上的左右方向)上的中心相互一致。

突起107可以是由从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中所选择出的至少一种形状形成，本实施例中，具有：形成为大致圆柱形或大致四棱柱形，构成第1列的4个第1突起107a；上下方向和左右方向的两个宽度尺寸均大于该第1突起107a，形成为大致圆柱形或大致四棱柱形，构成第2列的6个第2突起107b；上下方向和左右方向的两个宽度尺寸均大于该第2突起107b，形成为大致圆柱形或大致四棱柱形，构成第3列的8个第3突起107c；以及上下方向和左右方向的两个宽度尺寸均大于该第3突起107c，形成为大致圆柱形或大致四棱柱形，构成第4列的10个第4突起107d。

如图16所示，适当地挑选配置上下方向和左右方向的宽度尺寸不同的第1突起107a、第2突起107b、第3突起107c、以及第4突起107d，使得从第2层～第9层的右侧(凸部106一侧)向着左侧(底边108a一侧)，突起107的形状增大。

例如，在第4层的左右方向上，邻接于凸部106的第1突起107a、邻接于该第1突起107a的第2突起107b、邻接于该第2突起107b的第3突起107c、以及邻接于该第3突起107c和底边108a的第4突起107d，依次邻接地并列配置。

此外，关于第4层以外的突起107的配置方式的详细情况，由于参照上述说明和图16就能够容易地理解，所以，在此，其详细的说明省略。

根据这样的突起107的配置构成，通过从右向左配置上下方向和左右方向的宽度尺寸增大的107，能够按照燃料气体的流速，适当地变更突起107彼此的距离、突起107和底面108a间的距离、以及突起107和凸部106间的距离。

因此，通过该距离的变更而发挥出的燃料气体流路阻抗的调整，能够使流过凹陷部108的气液二相流的面内速度分布适当地均匀化。

(第5变形例)

图17是第5变形例的流路折返周边部的构成的平面视图。

根据图17可知，与燃料气体流路沟115(凹陷部115)连通的凹陷部118、被作为流路折返周边部的外端的在上下方向上延伸的底边118a和作为与上下游侧的燃料气体流路沟115的边界的一对斜边118b、118c划分成大致三角形状。

站立设置于凹陷部118的底面的多个大致圆柱形或大致四棱柱形的突起117形成为，在底边118a的延伸方向(上下方向)上等间距地相连，且在相对于底边118a的延伸方向垂直的方向(凸部116的延长线上的左右方向)上等间距地相连。以下，将突起117的上下方向的相连(包含1个的情况)称为“列”，将突起117的左右方向的相连(包含1个的情况)称为“层”。这样，多个圆柱状突起117形成为，8列(从凹陷部118的顶点U侧开始，依次称为第1列至第8列)且10层(从上侧开始，依次称为第1层至第9层)。而且，各列由构成隔着一层的层的突起117构成。反过来说，各层由构成隔着一列的列的突起117构成。

这样，将邻接的列的突起117彼此的中心和邻接的层的突起117彼此的中心连接的线，在沿着底边118a的上下方向及凸部116的延长线上的左右方向上，以弯曲成“ㄑ”字形的方式而规则地并列配置为所谓的曲折状。例如，在上下方向上将邻接的列的突起117彼此的中心连接的线(参照图17的虚线)以锯齿状延伸，并多次弯曲成钝角(图17所示的θ₃约为152°)，在左右方向上将邻接的层的突起117彼此的中心连接的线(参照图17的虚线)以锯齿状延伸，并多次弯曲成锐角(图17所示的θ₄约为51°)。

换言之，如果画出穿过相互邻接并以构成一层的方式并列的一对突起177间的中心303，且与底边78a的延伸方向平行的假想线501(假想直线)，则在底边78a的延伸方向上相对于该一对突起117邻接的一对突起117间的中心，在相对于底边78a的延伸方向垂直的方向上从该假想线501偏离。此外，该偏离量相对于同一层的突起117间的间距P5的大致1/4间距大小。即，这些突起117a和突起117b，左右隔开上述大致1/4间距，且上下隔开凹陷部115的宽度，交互配置。如果上述偏移量达到了突起117的间距P2的一半，则本实施例的突起的配置图形，成为与图5所示的排列相同类型的图形。

根据这样偏离的突起117，在气液二相流上下向着凹陷部118时，抑制了气液二相流简单地穿过突起117间的间隙，气液二相流多次适当地与突起117相接，其流动被扰乱，由此，能够抑制因凹陷部118的下游侧的燃料气体流路沟115内的凝结水过多而引起的溢流。

从以上的说明可知，本发明的大量的改良和其它的实施方式，对本领域的技术人员来说是显而易见的。所以，上述说明仅被解释为示例，以向本领域的技术人员提供实施本发明的最佳方式为目的而提供。在不脱离本发明的精神的情况下，能够以各种形式变更其构造和功能。

本发明涉及的燃料电池用隔板，能够改善因凝结水过多而引起的溢流，例如能够在高分子电解质型燃料电池中应用该隔板。

Claims (24)

1.一种燃料电池用隔板，其特征在于：

形成为板状且反应气体在至少一个主面上流通的反应气体流通区域，形成为蜿蜒状，该蜿蜒状具有所述反应气体向一个方向流动的多个相同流动部，以及设在该多个相同流动部之间且所述反应气体折返流动的1个以上的折返部，

在所述反应气体流通区域内，设有

至少包含所述相同流动部而形成，具有所述反应气体被分流的流路沟组的，多个分流区域；以及

具有，形成为所述1个以上的折返部中的至少一个并成为所述反应气体混合的空间的凹陷部，以及从所述凹陷部的底面站立设置并配置成岛状的多个突起，而且，配置于所述多个分流区域中的相邻的上游侧的所述分流区域的流路沟组和下游侧的所述流路区域的流路沟组之间，使从所述上游侧的分流区域的流路沟组流入的所述反应气体在所述凹陷部合流，使所述合流后的所述反应气体再次向所述下游侧的分流区域分流的，1个以上的分流区域，

在与所述合流区域的所述凹陷部连接的所述上游侧的所述分流区域和所述下游侧的所述分流区域中，所述上游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数，以与所述下游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数相同的方式形成，

在形成有该凹陷部的所述反应气体流通区域的所述折返部，由连通于所述凹陷部的所述一对的所述上游侧的流路沟组以及所述下游侧的流路沟组之间的倾斜边界和所述折返部的外端划分出所述合流区域的所述凹陷部，

在从所述主面的法线方向看的情况下，所述多个突起配置为，1个以上的所述突起在所述外端的延伸方向上形成留出间隔相连的多个列，同时，1个以上的所述突起在相对于所述外端的延伸方向垂直的方向上形成留出间隔相连的多个层，而且，被构成1个所述层的突起引导并在所述外端的延伸方向上行进的反应气体的流动，被构成与所述一层邻接的层的突起扰乱而构成。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在从所述主面的大致法线方向看的情况下，所述合流区域的所述凹陷部和连接于该凹陷部的上游侧的所述分流区域及下游侧的所述分流区域的边界形成为，以所述外端为底边，从所述底边的两端向着位于与所述凹陷部连接的上游侧的所述分流区域和与所述凹陷部连接的下游侧的所述分流区域的边界线上附近的顶点突出为弓形的形状。

3.根据权利要求2所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

突出为所述弓形的形状是大致三角形状。

4.根据权利要求2所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

突出为所述弓形的形状是大致半圆形状。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述分流区域包含所述相同流动部和所述折返部而形成，而且，所述相同流动部的流路沟的沟数和连接于所述相同流动部的所述折返部的流路沟的沟数形成为相同的数目

6.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

具有：

从外部向所述反应气体流通区域供给所述反应气体的气体入口歧管，以及

将从所述反应气体流通区域排出的气体向外部排出的气体出口歧管，其中，

所述多个分流区域中配置于最上游侧的分流区域的所述相同流动部连接于所述气体入口歧管。

7.根据权利要求6所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述多个分流区域中配置于最下游侧的分流区域的所述相同流动部连接于所述气体出口歧管。

8.根据权利要求6所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述多个分流区域中配置于最下游侧的分流区域具有未形成有所述合流区域的所述折返部，该折返部连接于所述气体出口歧管。

9.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

从外部向所述反应气体流通区域供给所述反应气体的气体入口歧管，以及

将从所述反应气体流通区域排出的气体向外部排出的气体出口歧管，其中，

所述多个分流区域中配置于最上游侧的分流区域具有未形成有所述合流区域的所述折返部，该折返部连接于所述气体入口歧管。

10.根据权利要求9所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述多个分流区域中配置于最下游侧的分流区域的所述相同流动部，连接于所述气体出口歧管。

11.根据权利要求9所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述多个分流区域中配置于最上游侧的分流区域具有未形成有所述合流区域的所述折返部，该折返部连接于所述气体入口歧管。

12.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在从所述主面的大致法线方向看的情况下，在与所述分流区域相对应的所述隔板的表面，在横断所述流路沟组的方向上，形成有由均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凹部和均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凸部构成的凹凸图形，

所述凹部为所述流路沟组的流路沟，所述凸部为支撑与所述主面相接的电极部的肋，

所述多个突起配置于所述肋的延长线上。

13.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在从所述主面的大致法线方向看的情况下，如果画出穿过相互邻接并以构成一层的方式并列的一对突起间的中心，且与所述外端的延伸方向平行的假想线，则在所述延伸方向上相对于所述一对突起邻接的一对突起间的中心，在相对于所述延伸方向垂直的方向上从所述假想线偏离。

14.根据权利要求13所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

关于所述多个突起，各个所述列由构成隔着一层的所述层的所述突起构成。

15.根据权利要求14所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在各个所述突起形成为大致圆柱形的情况下，所述突起在各层留出所述突起的圆形截面的大致直径大小的间隔而配置，所述突起在各列中，隔开大致直径大小的3倍的间隔而配置。

16.根据权利要求13～15中任一项所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述突起，具有从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中选择出的至少一种形状。

17.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在从所述主面的大致法线方向看的情况下，所述延伸方向及/或所述垂直方向的宽度尺寸不同的第1突起和第2突起配置为，在相对于所述外端的延伸方向垂直的方向上形成隔开间隔相连的多个层。

18.根据权利要求17所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述第1突起和第2突起，具有从大致圆柱形、大致三棱柱形、以及大致四棱柱形中选择出的至少一种形状。

19.一种燃料电池用隔板，其特征在于：

形成为板状且反应气体在至少一个主面上流通的反应气体流通区域，形成为蜿蜒状，该蜿蜒状具有所述反应气体向一个方向流动的多个相同流动部，以及设在该多个相同流动部之间且所述反应气体折返流动的1个以上的折返部，

在所述反应气体流通区域内，设有

至少包含所述相同流动部而形成，具有所述反应气体被分流的流路沟组的，多个分流区域；以及

具有，形成为所述1个以上的折返部中的至少一个并成为所述反应气体混合的空间的凹陷部，以及从所述凹陷部的底面站立设置并配置成岛状的多个突起，而且，配置于所述多个分流区域中的相邻的上游侧的所述分流区域的流路沟组和下游侧的所述流路区域的流路沟组之间，使从所述上游侧的分流区域的流路沟组流入的所述反应气体在所述凹陷部合流，使所述合流后的所述反应气体再次向所述下游侧的分流区域分流的，1个以上的分流区域，

在与所述合流区域的所述凹陷部连接的所述上游侧的所述分流区域和所述下游侧的所述分流区域中，所述上游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数，以与所述下游侧的所述分流区域的所述流路沟组的沟数相同的方式形成，

在形成有该凹陷部的所述反应气体流通区域的所述折返部中，由连通于所述凹陷部的所述一对的所述上游侧的流路沟组以及所述下游侧的流路沟组之间的倾斜边界和所述折返部的外端划分出所述合流区域的所述凹陷部，

在从所述主面的法线方向看的情况下，

所述外端弯曲，并在中途形成向所述凹陷部侧突出的外端突片。

20.根据权利要求19所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在从所述主面的法线方向看的情况下，在与所述分流区域相对应的所述隔板的表面，在横断所述流路沟组的方向上，形成有由均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凹部和均等的宽度、均等的间距、均等的台阶差的多个凸部构成的凹凸图形，

所述凹部为所述流路沟组的流路沟，所述凸部为支撑与所述主面相接的电极部的肋，

所述突起配置于所述肋的延长线上。

21.根据权利要求20所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

在各个所述突起形成为大致圆柱形的情况下，所述突起和所述肋之间、所述突起和所述外端突片之间、以及所述肋和所述外端之间的第1距离，形成为窄于所述突起彼此之间的第2距离。

22.根据权利要求21所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

设定所述第1和第2距离，使得假定第1和第2距离为一定时的，横切所述第1距离流过的反应气体的流速和所述第1距离的积，与假定第1和第2距离为一定时的，横切所述第2距离流过的反应气体的流速和所述第2距离的积大致一致。

23.根据权利要求19～22中任一项所述的燃料电池用隔板，其特征在于：

所述多个突起配置为，1个以上的所述突起在所述外端的延伸方向上形成隔开间隔相连的多个列，同时1个以上的所述突起在相对于所述外端的延伸方向垂直的方向上形成隔开间隔相连的多个层，各个所述列由构成隔着1层的所述层所述突起构成。

24.一种燃料电池，其特征在于：

具有阳极隔板、阴极隔板、以及配置于所述阳极隔板和所述阴极隔板之间的膜电极结合体，

根据权利要求1～23中任一项所述的燃料电池用隔板作为所述阳极隔板和所述阴极隔板而被组装，

供给到所述阳极隔板的所述反应气体为还原剂气体，供给到所述阴极隔板的所述反应气体为氧化剂气体。

Images