CN110600760B - 燃料电池单元及燃料电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池单元及燃料电池组，燃料电池单元具备设置于夹着膜电极接合体和树脂框架的一对隔板之间且将废气从发电部引导到歧管部的废气流路。所述废气流路包括从所述发电部延伸到所述歧管部的第一流路部、在所述第一流路部的下游侧相互并列地延伸且各自的下游端与所述歧管部连接的第二流路部及第三流路部、和与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接的连结部。在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，所述第一流路部的下游端的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸。

Description

燃料电池单元及燃料电池组

技术领域

本发明涉及燃料电池单元及燃料电池组。

背景技术

例如，在下述专利文献1公开有固体高分子形燃料电池单元，具备配置于膜电极接合体(MEA；Membrane Electrode Assembly)的周围且与膜电极接合体一起被隔板夹着的树脂框架。通常，多个燃料电池单元层叠而构成燃料电池组。在这样的燃料电池单元中，具有通过形成于隔板和/或树脂框架的槽等凹部形成与包括电极的发电部连接的多个气体流路的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-258106号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述的气体流路中的供从发电部排出的废气流通的废气流路中，通常，与废气一起流入大量的水分。因此，若在燃料电池单元发电停止后，在废气流路内残留有水分，则例如在变为冰点以下的温度的低温环境下，有因残留水分的冻结而废气流路被堵塞的情况。若废气流路被堵塞，则不能使足够的反应气体到达发电部，燃料电池单元的再次开始发电变得困难。尤其是，在全部的废气流路被堵塞的情况下，燃料电池单元的起动性明显降低。

专利文献1的燃料电池单元构成为，通过废气流路的导向和重力的作用将流入废气流路的排水引导至排水用路径，在任意的废气流路中都流入水分。因此，在专利文献1的燃料电池单元中，全部的废气流路都有被残留水分堵塞的可能性。这样，关于抑制对废气流路中的残留水分对废气流路的堵塞，依然具有改进的空间。

用于解决技术问题的技术方案

本发明能够以下面的方式实现。

[1]第一方式提供燃料电池单元。该方式的燃料电池单元，具备：膜电极接合体；树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部。所述废气流路包括：第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；及连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接。在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，所述第一流路部，以将所述第一流路部的下游端延长到所述连结部内而成的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸的方式，与所述连结部连接；在所述连结部中，相对于所述延长区域处于所述第二流路部与所述第三流路部的排列方向中的从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧的区域上，没有连接从所述发电部延伸的流路。

根据该方式的燃料电池单元，能够使从第一流路部流入连结部的废气的气体成分流入第二流路部及第三流路部两者，将液体成分引导至第三流路部侧，而不向第二流路部侧引导。由此，抑制液体成分流入第二流路部，抑制在燃料电池单元发电停止后在第二流路部中残留水分。因此，抑制在低温环境下，燃料电池单元中的全部废气流路因残留水分的冻结而堵塞，再次开始发电变得困难。

[2]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结部可以是以与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方式延伸的连结流路；在沿着所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向观察时；所述第一流路部的下游侧部位可以向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接；所述延长区域的延长方向上的端部可以相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧。

根据该方式的燃料电池单元，能够将废气的液体成分沿着连结流路的流路方向从第二流路部的上游端侧引导至第三流路部的上游端侧，所以能够更加抑制液体成分流入第二流路部。

[3]第二方式提供燃料电池单元。该方式的燃料电池单元具备：膜电极接合体；树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部。所述废气流路包括：第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接；及交叉壁面部，相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧，从所述第二流路部的上游端向与所述第二流路部的上游端的中心轴交叉的方向延伸。所述第一流路部的下游端在所述连结部中位于最上游处；在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上观察时，所述第一流路部的下游端相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时；所述第一流路部的下游端在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上与所述交叉壁面部和所述第三流路部的上游端中的至少一方相对；所述交叉壁面部从所述第二流路部的上游端向下如下方向延伸：与和所述第一流路部的下游端的中心轴正交的方向交叉且远离所述第一流路部的下游端的方向。

根据该方式的燃料电池单元，能够使从第一流路部流入连结部的废气的气体成分流入第二流路部及第三流路部两者，将液体成分向第三流路部侧引导，而不向第二流路部侧引导。由此，能够抑制液体成分流入第二流路部，抑制在燃料电池单元发电停止后在第二流路部中残留有水分。因此，抑制在低温环境下，燃料电池单元中的全部废气流路因残留水分的冻结而堵塞，再次开始发电变得困难。

[4]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结部是在与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方向上延伸的连结流路；所述交叉壁面部构成所述连结流路的壁面的一部分；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向上观察时，所述第一流路部的下游侧部位相对于所述交叉壁面部向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接。

根据该方式的燃料电池单元，能够通过具有交叉壁面部的连结流路将从第一流路部流出的废气的液体成分从第二流路部侧向第三流路部侧引导。因此，能够进一步抑制液体成分流入第二流路部。

[5]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结流路是第一连结流路；所述延长区域是第一延长区域；所述废气流路还包括：第四流路部，与所述第一流路部并列地延伸，下游端与所述第一连结流路连接；第二连结流路，连接有所述第一流路部的上游端和所述第四流路部的上游端；及第五流路部，相对于所述第二连结流路位于上游侧，下游端与所述第二连结流路连接；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时；所述第五流路部，以将下游端延长到所述第二连结流路内而成的第二延长区域在所述第二连结流路中不朝向所述第一流路部的上游端侧而朝向所述第四流路部的上游端侧延伸的方式，与所述第二连结流路连接；可以是在相对于所述第二延长区域处于所述第一流路部与所述第四流路部的排列方向中的从所述第四流路部朝向所述第一流路部的方向侧的所述第二连结流路的区域上，没有连接上游侧与所述发电部连接的流路。

根据该方式的燃料电池单元，能够在第一连结流路和第二连结流路两阶段降低流入第二流路部的水分量。

[6]在上述方式的燃料电池单元中，所述连结流路是第一连结流路；所述交叉壁面部是第一交叉壁面部；所述废气流路还包括：第四流路部，与所述第一流路部并列地延伸，下游端与所述第一连结流路连接；第二连结流路，连接有所述第一流路部的上游端和所述第四流路部的上游端；第五流路部，相对于所述第二连结流路位于上游侧，下游端与所述第二连结流路连接；及第二交叉壁面部，相对于所述第一流路部的上游端位于从所述第一流路部朝向所述第四流路部的方向侧，从所述第一流路部的上游端向与所述第一流路部的上游端的中心轴交叉的方向延伸；所述第五流路部的下游端在所述第二连结流路中位于最上游处；在所述第五流路部的下游端的中心轴方向上观察时，所述第五流路部的下游端相对于所述第一流路部的上游端位于从所述第一流路部朝向所述第四流路部的方向侧；在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时；所述第五流路部的下游端在所述第五流路部的下游端的中心轴方向上与所述第二交叉壁面部和所述第四流路部的上游端中的至少一方相对；所述第二交叉壁面部可以从所述第一流路部的上游端向如下方向延伸：与和所述第五流路部的下游端的中心轴正交的方向交叉且远离所述第五流路部的下游端的方向。

根据该方式的燃料电池单元，能够在第一连结流路与第二连结流路两阶段降低流入第二流路部的水分量。

[7]在上述方式的燃料电池单元中，所述第一流路部向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向弯曲并与所述第一连结流路连接；所述第五流路部可以向从所述第一流路部朝向所述第四流路部的方向弯曲并与所述第二连结流路连接。

根据该方式的燃料电池单元，第一流路部的上游侧向从第三流路部朝向第二流路部的方向延伸，第五流路部的上游侧向从第四流路部朝向第一流路部的方向延伸，能够抑制废气流路的形成范围变大。

[8]在上述方式的燃料电池单元中，在沿着所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向观察时；所述连结流路的中心轴与所述第二流路部的上游端的中心轴之间的所述第三流路部侧的角度θb，可以大于所述连结流路的中心轴与所述第一流路部的下游端的中心轴之间的所述第二流路部侧的角度θa。

根据该方式的燃料电池单元，能够使废气的液体成分以既是朝向第三流路部的角度也是难以流入第二流路部的角度流入连结流路。由此，能够进一步抑制废气的液体成分流入第二流路部。

[9]在上述方式的燃料电池单元中，所述第一流路部由隔板侧凹部与所述树脂框架之间的空间构成，该隔板侧凹部设置于所述一对隔板中的一方的隔板上的所述树脂框架侧的面；所述第二流路部及所述第三流路部由设置于所述树脂框架的所述一方的隔板侧的面上的框架侧凹部与所述一方的隔板之间的空间构成；所述连结部可以由所述隔板侧凹部和所述框架侧凹部相对而形成的空间构成。

根据该方式的燃料电池单元，在连结部中，作为第一流路部的出口的下游端和作为第二流路部的入口的上游端在树脂框架和隔板层叠的方向上错开的位置形成开口。因此，能够更有效地抑制从第一流路部流入连结部的废气中的液体成分流入第二流路部。

[10]在上述方式的燃料电池单元中，所述燃料电池单元可以以所述第二流路部处于重力方向上侧且所述第三流路部处于重力方向下侧的方式配置。

根据该方式的燃料电池单元，通过施加重力的作用，在连结部中，更易于将废气的液体成分向第三流路部的上游端侧引导，而不是向第二流路部的上游端侧引导。因此，更进一步抑制废气的液体成分进入第二流路部。

[11]第三方式提供多个上述方式的燃料电池单元层叠而成的燃料电池组。在该方式的燃料电池单元中，在所述燃料电池单元彼此之间配置有密封构件，该密封构件包围所述歧管部并被相互相对的所述隔板夹着而防止流体从所述燃料电池单元彼此之间泄漏；所述第二流路部及所述第三流路部设置于所述树脂框架内，在沿着所述燃料电池单元的层叠方向观察时，以与所述密封构件交叉的方式延伸。

根据该方式的燃料电池组，即使因树脂框架受到来自密封构件的按压力而使形成于树脂框架的废气流路的流路径变小，也至少能够抑制在第二流路部中因冻结水分而堵塞。

上述的本发明的各方式具有的多个构成要素不是全部必须的，为了解决上述技术问题的一部分或全部，或者为了达到在本说明书中记载的效果的一部分或全部，针对所述多个结构的一部分，能够适当地变更、删除、替换为新的其他构成要素，能够删除限定内容的一部分。另外，为了解决上述技术问题的一部分或全部，或者达到在本说明书中记载的效果的一部分或全部，能够将上述的本发明的一个方式包括的技术特征的一部分或全部与上述的本发明的其他方式包括的技术特征的一部分或全部进行组合，形成为本发明的独立的一个方式。

本发明能够以燃料电池单元和燃料电池组以外的各种方式实现。例如，能够以具备燃料电池单元或燃料电池组的燃料电池系统、安装该燃料电池系统的车辆、燃料电池单元中的废气流路的流路构造、具有在燃料电池单元中构成废气流路的凹部的树脂框架和隔板等方式实现。

附图说明

图1是示出第一实施方式的燃料电池组的结构的概略图。

图2是分解示出第一实施方式的燃料电池单元的概略图。

图3是第一实施方式的燃料电池单元的概略剖视图。

图4A是选取示出第一实施方式的废气流路的一部分的概略图。

图4B是示出第一实施方式的废气流路中的废气的气流的示意图。

图5是用于说明第一流路部、第二流路部与连结流路交叉的角度的概略图。

图6A是示出第二实施方式的废气流路的结构的概略俯视图。

图6B是示出第二实施方式的废气流路的结构的概略剖视图。

图7是示出第三实施方式的废气流路的结构的概略俯视图。

图8是示出第四实施方式的废气流路的结构的概略俯视图。

图9A是示出废气流路的其他结构例的第一概略俯视图。

图9B是示出废气流路的其他结构例的第二概略俯视图。

图9C是示出废气流路的其他结构例的第三概略俯视图。

具体实施方式

1.第一实施方式：

图1是示出具备第一实施方式的燃料电池单元10的燃料电池组100的结构的概略图。燃料电池单元10是通过作为反应气体的燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的固体高分子形燃料电池。在第一实施方式中，燃料气体是氢，氧化剂气体是氧。燃料电池组100具有多个燃料电池单元10层叠并紧固连接的结构。在图1中图示了表示燃料电池组100中的燃料电池单元10的层叠方向SD的箭头。

燃料电池单元10也被称为单一单元，分别是以单体也能发电的发电构件。燃料电池单元10具备作为发电体的膜电极接合体20、配置于膜电极接合体的周围的树脂框架30和在层叠方向SD上夹着膜电极接合体20和树脂框架30的一对隔板41、42。在图1中，膜电极接合体20配置于燃料电池组100的内部而看不到，所以利用虚线的引出线在其配置位置标注标号。燃料电池单元10的详细结构后面叙述。

在层叠方向SD上相邻配置的燃料电池单元10彼此之间分别配置有也被称为垫片的密封构件15。从燃料电池组100的外部看不到密封构件15，所以在图1中，利用虚线的引出线在燃料电池单元10彼此的边界标注密封构件15的标号。密封构件15以被相互相对的隔板41、42夹着而被压缩的状态配置，防止流体从燃料电池单元10彼此之间泄漏。流体例如包括反应气体、在燃料电池组100中生成的水分、用于控制燃料电池组100的运转温度的制冷剂等。

在燃料电池组100中，燃料电池单元10层叠而成的层叠体11在层叠方向SD上被两张端板12a、12b夹着。各端板12a、12b例如由金属板构成。从紧固连接构件经由第一端板12a及第二端板12b对层叠体11施加沿着层叠方向SD的紧固连接力。在图1中，为了方便，省略了紧固连接构件的图示。

在各端板12a、12b与层叠体11之间配置有集电板13和绝缘板14。集电板13由具有导电性的板状构件构成。集电板13与层叠体11接触，与各燃料电池单元10电导通。在燃料电池组100中产生的电力经由集电板13向外部输出。绝缘板14配置于集电板13与端板12a、12b之间使两者电绝缘。

在燃料电池组100的内部设置有与各燃料电池单元10的后述的发电部连接的歧管M1～M6。由贯通各燃料电池单元10的贯通孔构成的后述的歧管部在层叠方向SD上连结，由此形成各歧管M1～M6。各歧管M1～M6在各燃料电池单元10的膜电极接合体20的周围排列。需要说明的是，在图1中，歧管M1、M4、M5的位置重合，歧管M2、M3、M6的位置重合。

向各燃料电池单元10的阳极供给的燃料气体在第一歧管M1中流通。从各燃料电池单元10的阳极排出的废气在第二歧管M2中流通。向各燃料电池单元10的阴极供给的氧化剂气体在第三歧管M3中流通。从各燃料电池单元10的阴极排出的废气在第四歧管M4中流通。向在层叠方向SD上相邻的燃料电池单元10彼此之间形成的制冷剂流路供给的制冷剂在第五歧管M5中流通。从前述的制冷剂流路排出的制冷剂在第六歧管M6中流通。

在第一端板12a和第一端板12a侧的集电板13及绝缘板14上设置有构成各歧管M1～M6的端部的贯通孔。在第一端板12a的外表面设置有用于将反应气体、制冷剂用的配管类与各歧管M1～M6连接的连接部。该连接部的图示及详细说明省略。

参照图2及图3，说明燃料电池单元10的结构。图2是分解示出燃料电池单元10的概略图。在图2中图示从阴极23侧向层叠方向SD观察时的膜电极接合体20、树脂框架30和一对隔板41、42。图3是相当于图2所示的F3-F3剖切的位置处的燃料电池单元10的概略剖视图。在图3中，例示构成燃料电池组100时的任意相邻的两个燃料电池单元10。

在图2及图3中，图示有表示相互正交的三个方向的X、Y、Z轴。在此，在第一实施方式中，如图2所示，向层叠方向SD观察时，树脂框架30及一对隔板41、42具有大致四边形的外周形状。X轴及Y轴分别表示沿着树脂框架30及隔板41、42的外周的一边的方向。下面，将沿着X轴的方向即X轴方向中的+方向也称为+X方向，将-方向也称为-X方向。另外，将沿着Y轴的方向即Y轴方向中的+方向也称为+Y方向，将-方向也称为-Y方向。沿着Z轴的方向即Z轴方向与树脂框架30及隔板41、42的厚度方向和燃料电池组100的层叠方向SD平行。X、Y、Z轴在之后参照的其他参照图中也以与图2及图3对应的方式适当图示。

参照图2。在燃料电池单元10中，膜电极接合体20以在其周围配置有框状的树脂框架30的状态被一对隔板41、42夹着。在第一实施方式中，在向层叠方向SD观察时，膜电极接合体20配置为其外周端部与树脂框架30的内周端部重合。

参照图3。膜电极接合体20具备电解质膜21和配置于电解质膜21的两面的电极层即阳极22及阴极23。电解质膜21是在湿润状态下显示良好的质子传导性的电解质树脂的薄膜。电解质膜21例如由氟类离子交换膜构成。

阳极22及阴极23由担载有促进燃料气体与氧化剂气体的电化学反应的催化剂颗粒的导电性材料构成。阳极22及阴极23具有在内部气体向沿着由X轴及Y轴规定的面的方向扩散的气体扩散性。在膜电极接合体20中配置有阳极22及阴极23的区域是通过所供给的反应气体的电化学反应而进行发电的发电部25。

在第一实施方式中，阴极23的X轴方向上的长度及Y轴方向上的长度小于电解质膜21及阳极22。阴极23以其外周端部位于电解质膜21的外周端部及阳极22的外周端部的内侧的方式配置于电解质膜21的面上。电解质膜21的延伸到阴极23的外周端部的外侧的外周端部与树脂框架30的开口部31的内侧周缘部接合。由此，如图2所示，膜电极接合体20以膜电极接合体20的发电部25配置在树脂框架30的中央的开口部31内的状态被树脂框架30支承。树脂框架30例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。作为树脂构件能够采用聚丙烯、聚乙烯等各种热塑性树脂构件。

如图2所示，一对隔板41、42具有如下的程度的尺寸，即，能够大致覆盖膜电极接合体20及支承膜电极接合体20的树脂框架30。在图2中，在各隔板41、42中，用单点划线图示在Z轴方向上与膜电极接合体20的发电部25重合的区域GA。第一隔板41是与阴极23面对的阴极隔板，第二隔板42是与阳极22面对的阳极隔板。

隔板41、42由具有导电性及气体不透过性的板状构件构成。在第一实施方式中，各隔板41、42是金属隔板，由对不锈钢和钛等金属构件进行冲压成形而成的冲压成形板构成。在其他实施方式中，隔板41、42可以不是由金属隔板构成。隔板41、42例如可以由将碳成形为板状的构件构成。

参照图2。燃料电池单元10具有设置于发电部25的周围的歧管部51～56。歧管部51～56由贯通树脂框架30及隔板41、42的贯通孔构成。如上所述，在燃料电池组100中，各燃料电池单元10的歧管部51～56在层叠方向SD上连结，构成图1中说明的歧管M1～M6。歧管部51～56分别构成标号的末尾数字相同的对应的歧管M1～M6。

反应气体供给用歧管部51、53使反应气体流入各燃料电池单元10的一对隔板41、42之间。反应气体排出用歧管部52、54使废气从各燃料电池单元10的一对隔板41、42之间流出。制冷剂供给用歧管部55使制冷剂流入在燃料电池组100中相互相邻且层叠的燃料电池单元10彼此之间。制冷剂排出用歧管部56使在该相互相邻且层叠的燃料电池单元10彼此之间通过了的制冷剂流出。

燃料气体供给用的第一歧管部51设置于发电部25的+Y方向侧的端部的+X方向侧。阳极22侧废气用的第二歧管部52设置于发电部25的-Y方向侧的端部的-X方向侧。第一歧管部51和第二歧管部52设置于隔着发电部25呈对角的位置。

氧化剂气体供给用的第三歧管部53设置于发电部25的+Y方向侧的端部的-X方向侧。阴极23侧的废气用的第四歧管部54设置于发电部25的-Y方向侧的端部的+X方向侧。第三歧管部53和第四歧管部54设置于隔着发电部25呈对角的位置。

制冷剂供给用的第五歧管部55设置于发电部25的+X方向侧，在Y轴方向上被第一歧管部51和第四歧管部54夹着。制冷剂排出用的第六歧管部56设置于发电部25的-X方向侧，在Y轴方向上被第二歧管部52和第三歧管部53夹着。

形成歧管部51～56的位置不限于上述的位置。歧管部51～56只要形成在发电部25的周围即可。需要说明的是，在第一实施方式中，燃料气体用歧管部51、52的开口面积小于氧化剂气体用歧管部53、54的开口面积。并且，燃料气体用歧管部51、52的Y轴方向上的开口宽度小于氧化剂气体用歧管部53、54的Y轴方向上的开口宽度。

在燃料电池单元10中，在一对隔板41、42之间设置有供给气体流路60，该供给气体流路60将反应气体供给用的歧管部51、53与发电部25连接，将歧管部51、53的反应气体引导至发电部25。供给气体流路60分别设置于第一歧管部51与发电部25之间及第三歧管部53与发电部25之间。

供给气体流路60包括与反应气体供给用歧管部51、53连结的上游侧供给流路61和与发电部25连结的下游侧供给流路62。上游侧供给流路61由设置于树脂框架30的槽状或者狭缝状的凹部与覆盖该凹部的隔板41、42的表面之间的空间构成。在图2中，在树脂框架30的右上部位图示的燃料气体用的上游侧供给流路61由于设置于树脂框架30的背面侧，所以用虚线图示。

下游侧供给流路62由设置于隔板41、42的树脂框架30侧的面的槽状的凹部与覆盖该凹部的树脂框架30的表面之间的空间构成。在图2中，在第一隔板41的左上部位图示的氧化剂气体用的阴极23侧的下游侧供给流路62设置于第一隔板41的背面侧，所以用虚线图示。可以通过冲压加工而以在厚度方向上形成凹凸的方式对隔板41、42的基材进行弯折，形成构成下游侧供给流路62的隔板41、42的凹部。可以通过蚀刻处理等在隔板41、42的基材表面进行的挖槽加工，形成隔板41、42的该凹部。这样，供给气体流路60由一对隔板41、42中的至少一方和树脂框架30构成。

在燃料电池单元10中设置有废气流路65，该废气流路65连接发电部25和废气用的歧管部52、54，将废气引导至歧管部52、54。废气流路65设置于一对隔板41、42。废气包括在发电部25中没有用于发电的反应气体和在发电部25中生成的水分。

多个废气流路65分别设置于发电部25与第二歧管部52之间和发电部25与第四歧管部54之间。废气流路65与供给气体流路60同样地，由一对隔板41、42中的至少一方和树脂框架30构成。废气流路65包括构成为设置于隔板41、42侧的隔板侧流路部68的部位和构成为设置于树脂框架30侧的树脂框架侧流路部69的部位。

隔板侧流路部68由设置于隔板41、42的树脂框架30侧的面的槽状的凹部与树脂框架30的与该凹部面对的表面之间的空间构成。在图2中，在第一隔板41的右下部位图示的阴极23侧的废气用的隔板侧流路部68设置于第一隔板41的背面侧，所以用虚线图示。

下面，将用于构成隔板侧流路部68的隔板41、42的凹部也称为“隔板侧凹部”。在第一实施方式中，以通过冲压加工在厚度方向上形成凹凸的方式对隔板41、42的基材进行弯折，来形成隔板侧凹部。但是，在其他实施方式中，可以代替冲压加工，通过蚀刻处理等对隔板41、42的基材表面进行的挖槽加工，形成隔板侧凹部。

树脂框架侧流路部69由设置于树脂框架30的槽状的凹部与隔板41、42的与该凹部面对的表面之间的空间构成。在图2中，在树脂框架30的左下部位图示的阳极22侧的废气用的树脂框架侧流路部69设置于树脂框架30的背面侧，所以用虚线图示。

下面，将用于构成树脂框架侧流路部69的树脂框架30的凹部也称为“框架侧凹部”。在第一实施方式中，由使树脂框架30的表面局部凹陷而成的有底的凹部构成框架侧凹部。在其他实施方式中，作为框架侧凹部，例如可以采用狭缝或贯通孔等将树脂框架30贯通的结构。

废气流路65具有从发电部25向歧管部52、54并列地延伸的多个并列流路66和在与并列流路66交叉的方向上延伸的连结流路67。并列流路66的上游端与发电部25连接，并列流路66的上游侧由隔板侧流路部68构成。并列流路66的下游端与歧管部52、54连接，并列流路66的下游侧由树脂框架侧流路部69构成。在并列流路66中，构成并列流路66的隔板侧流路部68的下游端部与树脂框架侧流路部69的上游端部在Z轴方向上重合，因此并列流路66的上游侧和下游侧连结。

多个并列流路66以发电部25侧的上游端彼此之间的间隔比歧管部52、54侧的下游端彼此之间的间隔宽地从发电部25朝向歧管部52、54汇集的方式延伸。由此，能够使废气从发电部25中的更大的范围效率良好地向歧管部52、54汇集。需要说明的是，如上所示，在第一实施方式的燃料电池单元10中，燃料气体用歧管M1、M2的Y轴方向上的开口宽度小于氧化剂气体用歧管M3、M4的Y轴方向上的开口宽度。因此，在第一实施方式中，阳极侧的并列流路66的条数比阴极侧的并列流路66的条数少。

连结流路67发挥将并列流路66中的至少一部分连结的连结部的功能。在第一实施方式中，连结流路67构成为隔板侧流路部68。在第一实施方式中，连结流路67沿着Y轴方向延伸，与并列流路66中的排列于+Y方向侧的流路连结，与排列于-Y方向侧的流路不连结。需要说明的是，在其他实施方式中，连结流路67可以与全部的并列流路66连结。另外，可以仅与排列于-Y方向侧的流路连结，也可以仅与排列于并列流路66的Y轴方向上的中央区域的流路连结。希望并列流路66及连结流路67具有如下程度的流路截面积，即，废气中包含的液体成分不会借助毛细管力被保持而滞留。

在废气流路65中，并列流路66和连结流路67以使与连结流路67连结的并列流路66的一部分形成流入的废气中的液体成分的量比其他流路低的流路的方式连接。其详细内容后面叙述。

参照图3。在隔板41、42的膜电极接合体20侧的面即内侧面，在与发电部25面对的整个区域GA形成有构成反应气体的流路的气体流路槽44。另外，在隔板41、42的相反侧的外侧面形成有构成制冷剂的流路的制冷剂流路槽45。需要说明的是，在图2中，为了方便，气体流路槽44及制冷剂流路槽45的俯视下的图示省略。另外，在本说明书中，省略对连接制冷剂流路槽45和制冷剂用歧管部55、56的流路的结构的说明。

如图3所示，在隔板41、42的与树脂框架30相反侧的外侧面，设置有槽状的密封收纳凹部46，该密封收纳凹部46形成用于容置图1中说明的密封构件15的空间。如图2所示，在向层叠方向SD观察时，密封构件15以分别包围发电部25和各歧管部51～56的方式配置。在图2中，为了方便，省略密封收纳凹部46的图示。

参照图2。在图2中图示了表示重力方向的箭头G。需要说明的是，表示重力方向的箭头G，在之后参照的其他图中也以与图2对应的方式图示。第一实施方式的燃料电池组100以在发电时-Y方向侧为重力方向下侧的方式配置。也就是说，燃料电池组100以在发电时反应气体供给用歧管部51、53处于重力方向上侧且废气用歧管部52、54处于重力方向下侧的方式配置。因此，在发电中的发电部25中，在阳极22侧和阴极23侧，反应气体都从重力方向上侧向下侧流动。由此，在发电部25中生成的水分借助重力向发电部25的下方移动，所以该水分易于从发电部25排出。

依次参照图4A、图4B、图5，说明第一实施方式的废气流路65的流路结构。图4A是向一对隔板41、42夹着树脂框架30相对的方向即层叠方向SD观察在图2所示的区域F4中包括的废气流路65的一部分的概略俯视图。在图4A中，为了方便，用空白表示废气流路65的内部空间，标注斜线阴影线表示构成废气流路65的壁部的隔板42的一部分。

对于下面的废气流路65的结构说明，只要没有特别说明，都是在一对隔板41、42夹着树脂框架30相对的方向上观察时的结构。下面，说明阳极侧的废气流路65的结构。在第一实施方式的燃料电池单元10中，阴极侧的废气流路65也具有与阳极侧的废气流路65同样的结构。在将下面的阳极侧的废气流路65的说明应用于阴极侧的废气流路65的情况下，第二歧管部52置换为第四歧管部54，将+X方向及-X方向的正负更换。

废气流路65的并列流路66具有比连结流路67靠上游侧的第一流路部71和比连结流路67靠下游侧的第二流路部72及第三流路部73。第一流路部71沿从发电部25朝向第二歧管部52的方向延伸，其下游端与连结流路67连接。在第一实施方式中，第一流路部71的下游侧部位71d从发电部25朝向-X方向侧及-Y方向侧倾斜地延伸，并与连结流路67连接。

第二流路部72及第三流路部73从连结流路67相互并列地延伸，各自的上游端与连结流路67连接。在本说明书中，“并列地延伸”的结构不限于平行地延伸的结构，也包括在相互交叉的方向上延伸的结构。第二流路部72和第三流路部73在并列流路66的排列方向上相互相邻。第二流路部72位于+Y方向侧，第三流路部73位于-Y方向侧。

如在图2中图示的，第二流路部72及第三流路部73各自的下游端单独与第二歧管部52连接。需要说明的是，在第一实施方式中，第二流路部72和第三流路部73的上游侧部位与第一流路部71及连结流路67同样，作为隔板侧流路部68而构成。第二流路部72和第三流路部73的下游侧部位作为树脂框架侧流路部69而构成。

在第一实施方式中，在连结流路67的上游侧，除了第一流路部71以外，并列流路66还具有上游侧流路部74。上游侧流路部74在第一流路部71的-Y方向侧，从发电部25向第二歧管部52延伸，下游端与连结流路67连接。在第一实施方式中，比连结流路67靠上游侧的流路即第一流路部71及上游侧流路部74从连结流路67朝向发电部25呈放射状地延伸。在其他实施方式中，上游侧流路部74可以省略，也可以不从连结流路67朝向发电部25呈放射状地延伸。

在第一实施方式中，在连结流路67的下游侧，除了第二流路部72及第三流路部73以外，并列流路66还具有下游侧流路部75。下游侧流路部75相对于第三流路部73位于-Y方向侧，上游端与连结流路67连接，各自的下游端与第二歧管部52连接。需要说明的是，在下游侧流路部75中，与第二流路部72及第三流路部73同样，上游侧作为隔板侧流路部68而构成，下游侧作为树脂框架侧流路部69而构成。在其他实施方式中，可以省略下游侧流路部75。

第一流路部71的下游端在连结流路67中位于最上游处。在连结流路67中，相对于第一流路部71的下游端处于第二流路部72与第三流路部73的排列方向中的从第三流路部73朝向第二流路部72的方向侧的区域上，没有连接从发电部25延伸的流路。也就是说，在连结流路67中，在比第一流路部71的下游端靠+Y方向侧的区域，没有连接从发电部25延伸的流路。第一流路部71在下游端与连结流路67连结的流路中，在并列流路66的排列方向上位于最外侧。

第一流路部71的下游侧部位71d以朝向从第二流路部72朝向第三流路部73的方向即-Y方向侧倾斜的方式与连结流路67连接。在与第一流路部71的下游端的中心轴CXa平行的中心轴方向上观察时，第一流路部71的下游端相对于第二流路部72的上游端位于从第二流路部72朝向第三流路部73的方向侧，即+Y方向侧。

需要说明的是，在本说明书中，所说的流路的中心轴指，将与该流路正交的流路截面上的中心连接的假想轴。另外，流路的下游端和上游端的中心轴指，构成流路的上游端和下游端的开口的中心位置处的中心轴。

在图4A中，在将第一流路部71的下游端延长到连结流路67内而成的延长区域77标注有网点的阴影线。第一流路部71的下游端的延长区域77是被构成第一流路部71的下游端的+Y方向侧的壁面的切线C1和-Y方向侧的壁面的切线C2夹着的区域。

延长区域77在沿着延长轴EXa的方向上延伸，该延长轴EXa是将第一流路部71的下游端的中心轴CXa延长到连结流路67内而成的轴。延长轴EXa在与第二流路部72的上游端的中心轴CXb倾斜交叉的方向上，朝向比第二流路部72的上游端靠第三流路部73的上游端侧的区域延伸。

延长区域77的延长方向上的端部77e在连结流路67中，相对于第二流路部72的上游端位于第三流路部73的上游端侧，即位于-Y方向侧。第二流路部72的上游端不具有与延长区域77的端部77e重合的部位。在第一实施方式中，延长区域77的端部77e具有与第三流路部73的上游端重合的部位。需要说明的是，在其他实施方式中，第三流路部73的上游端可以以不具有与延长区域77的端部77e重合的部位的方式相对于延长区域77的端部77e位于-Y方向侧。

延长区域77朝向既是没有第二流路部72的上游端的区域也是从第二流路部72的上游端观察第三流路部73所处的方向侧的区域延伸。也就是说，第一流路部71以将其下游端延长到连结流路67内而成的延长区域77不朝向第二流路部72的上游端侧而朝向第三流路部73的上游端侧延伸的方式，与连结流路67连接。

在此，废气流路65具有从第二流路部72的上游端在与第二流路部72的上游端的中心轴CXb交叉的方向上延伸的交叉壁面部79。交叉壁面部79相对于第二流路部72的上游端位于第二流路部72与第三流路部73的排列方向中的从第二流路部72朝向第三流路部73的方向侧。在第一实施方式中，交叉壁面部79构成连结流路67的壁面的一部分，位于第二流路部72的上游端与第三流路部73的上游端之间。

交叉壁面部79从第二流路部72的上游端向如下方向延伸：与和第一流路部71的下游端的中心轴CXa正交的方向交叉且远离第一流路部71的下游端的方向。交叉壁面部79向从第二流路部72朝向第三流路部73的方向倾斜地与第一流路部71的下游端的中心轴CXa交叉。交叉壁面部79以交叉壁面部79与第一流路部71的下游端的中心轴CXa之间的角度中的第三流路部73侧的角度大于第二流路部72侧的角度的方式，倾斜地与第一流路部71的下游端的中心轴CXa交叉。在第一实施方式中，第一流路部71的下游端在与其中心轴CXa平行的中心轴方向上，与交叉壁面部79和第三流路部73的上游端相对。

在燃料电池单元10中，第一流路部71、第二流路部72和第三流路部73如上那样与连结流路67连接，由此，如下说明的那样，抑制废气的液体成分进入第二流路部72。

参照图4B，说明废气流路65中的废气的气流。在图4B中，在图4A所图示的废气流路65中示意性地图示了表示废气的气体成分的气流的箭头和废气含有的液体成分LQ。

在连结流路67中，废气的液体成分LQ与废气的气体成分一起从发电部25流入各并列流路66。废气的气体成分与液体成分LQ相比，动量小，移动方向易于变化。从第一流路部71流出到连结流路67的废气的气体成分在连结流路67中扩散，经过连结流路67，分支流入第二流路部72、第三流路部73、下游侧流路部75。从第一流路部71以外的其他上游侧流路部74流出到连结流路67的废气的气体成分也同样。

另一方面，从第一流路部71流出到连结流路67的废气的液体成分LQ动量比气体成分大，所以液体成分LQ大多借助惯性力沿着第一流路部71的下游端的延长区域77朝向交叉壁面部79移动。并且，液体成分LQ通过前述惯性力的沿着Y轴方向的分量在连结流路67内向-Y方向移动，流入比连结流路67靠下游侧的第三流路部73和其他的下游侧流路部75。在第一实施方式中，如上所示，交叉壁面部79相对于第一流路部71的下游端的中心轴CXa向从第二流路部72朝向第三流路部的方向倾斜。因此，废气的液体成分LQ被交叉壁面部79从第二流路部72的上游端侧向第三流路部73的上游端侧引导。从第一流路部71以外的其他上游侧流路部74流出到连结流路67的废气的液体成分LQ也沿着连结流路67向-Y方向移动，流入第三流路部73和其他下游侧流路部75。

这样，根据废气流路65的流路结构，第一流路部71的废气中的动量大的液体成分LQ不被引导到第二流路部72，而被引导到第三流路部73。并且，动量小且与液体成分LQ分离的气体成分的一部分流入第二流路部72。如上所示，第一流路部71的下游端在连结流路67中位于最上游处，在比第一流路部71的延长区域77靠+Y方向侧的区域没有从发电部25延伸并与连结流路67连接的流路。因此，废气的液体成分LQ从第一流路部71以外进入第二流路部72的可能性低。

由此，抑制在燃料电池组100发电中废气的液体成分LQ流入第二流路部72，流入第二流路部72的水分量比第三流路部73和其他下游侧流路部75少。另外，即使液体成分LQ进入第二流路部72，液体成分LQ也通过流入第二流路部72的气体成分的压力向第二流路部72的下游排出。因此，抑制第二流路部72被液体成分LQ堵塞，抑制在燃料电池组100发电停止后在第二流路部72残留有大量的水分。由此，抑制在外部气温变为冰点下的低温环境下，因残留水分的冻结而全部的废气流路65被堵塞，燃料电池组100难以再次开始发电。

在此，第一实施方式的燃料电池单元10以在发电时第二流路部72处于重力方向上侧且第三流路部73处于重力方向下侧的方式配置。因此，废气的液体成分LQ也通过重力的作用在连结流路67中被引导至比第二流路部72靠下方的流路部73、75。由此，更进一步抑制废气的液体成分LQ流入第二流路部72。

另外，在第一实施方式的燃料电池单元10中，如上所示，阳极侧的并列流路66的条数比阴极侧的并列流路66的条数少。在第一实施方式中，这样的并列流路66的条数少的阳极侧的废气流路65应用具有第二流路部72的结构。因此，抑制相对于排水量而并列流路66的数量少的阳极侧的废气流路65易于被排水堵塞的情况。另外，在第一实施方式的燃料电池单元10中，在阴极侧的废气流路65中也应用具有抑制液体成分LQ流入的第二流路部72的结构，所以进一步抑制废气流路65因残留水分而堵塞。

参照图5，说明第一流路部71、第二流路部72、连结流路67和第三流路部73交叉的角度。将连结流路67的中心轴CXc与将第一流路部71的下游端的中心轴CXa延长到连结流路67内而成的延长轴EXa之间的角度中的+Y方向侧的角度，即第二流路部72侧的角度设为θa。另外，将连结流路67的中心轴CXc与将第二流路部72的下游端的中心轴CXb延长到连结流路67内而成的延长轴EXb之间的角度中的-Y方向侧的角度，即第三流路部73侧的角度设为θb。此时，希望θb大于θa。另外，希望θb与θa之差大。由此，从第一流路部71流入连结流路67的废气的液体成分LQ更进一步被引导至第三流路部73侧，而不被引导至第二流路部72侧。因此，能够更有效地抑制废气的液体成分LQ进入第二流路部72。

如上所述，根据第一实施方式的燃料电池单元10及燃料电池组100，在废气流路65中，抑制废气的液体成分LQ流入第二流路部72。由此，抑制在燃料电池组100发电停止后水分残留于第二流路部72，抑制在低温环境下，全部废气流路65因残留水分的冻结而被堵塞，使再次开始发电变得困难。除此之外，根据第一实施方式的燃料电池单元10及燃料电池组100，能够起到在第一实施方式中说明的各种作用效果。

2.第二实施方式：

参照图6A及图6B，说明第二实施方式的燃料电池单元具有的废气流路65B的结构。图6A是沿着层叠方向SD观察第二实施方式的废气流路65B的一部分时的概略俯视图。在图6A中，与图4A同样，关于阳极侧的废气流路65B，用空白表示废气流路65B的内部空间，标注斜线阴影线表示构成废气流路65B的壁部的隔板42的一部分。图6B是切断图6A所示的F6-F6的第二实施方式的燃料电池单元的概略剖视图。

第二实施方式的燃料电池单元及燃料电池组的结构，除了具有第二实施方式的废气流路65B这一点以外，与第一实施方式的燃料电池单元10及燃料电池组100的结构大致相同。对于第二实施方式的废气流路65B的结构，在下面没有特别说明的点与第一实施方式的废气流路65的结构大致相同。需要说明的是，在第二实施方式的燃料电池单元及燃料电池组中，与第一实施方式同样，废气流路65B的结构在阳极侧和阴极侧通用。

在废气流路65B中，第一流路部71与第一实施方式中说明的同样，作为隔板侧流路部68而形成。也就是说，第一流路部71由设置于隔板41、42的树脂框架30侧的面的隔板侧凹部47与树脂框架30之间的空间构成。第一流路部71以外的其他上游侧流路部74也同样，作为隔板侧流路部68而形成。

在废气流路65B中，与第一实施方式不同，第二流路部72及第三流路部73的上游侧部位作为树脂框架侧流路部69而形成。也就是说，第二流路部72及第三流路部73从上游端到下游端都由树脂框架30的框架侧凹部37与隔板41、42的面对该框架侧凹部37的表面之间的空间构成。其他下游侧流路部75也同样，从上游端到下游端作为树脂框架侧流路部69而形成。需要说明的是，在图6A中，树脂框架侧流路部69被隔板41、42覆盖而看不到，所以用虚线图示其位置。

参照图6B。在废气流路65B中，连结流路67由隔板侧凹部47和框架侧凹部37相对而形成的空间构成。也就是说，连结流路67是形成为隔板侧流路部68的部位和形成为树脂框架侧流路部69的部位在层叠方向SD上重合而构成的。因此，在废气流路65B中，交叉壁面部79由隔板41、42的一部分和树脂框架30的一部分构成。需要说明的是，交叉壁面部79在图6B中没有示出。

根据第二实施方式的废气流路65B，如图6B所示，第一流路部71的下游端和第二流路部72的上游端在连结流路67内，在Z轴方向上分离的位置形成开口。因此，进一步抑制从第一流路部71的下游端流出的废气的液体成分流入第二流路部72。

在图6A中用单点划线图示了在第一实施方式中参照图2及图3说明的配置有密封构件15的位置。在层叠方向SD上观察燃料电池单元10时，连结流路67的下游侧的树脂框架侧流路部69即第二流路部72、第三流路部73和其他下游侧流路部75在密封构件15的下方以与密封构件15交叉的方式延伸。

在此，关于树脂框架侧流路部69，树脂框架30经由隔板41、42受到来自密封构件15的按压力而在厚度方向上被压缩，由此具有树脂框架侧流路部69的流路径变小的情况。根据废气流路65B，由于抑制废气的液体成分进入第二流路部72，所以即使因密封构件15而树脂框架侧流路部69的流路径变小，至少也抑制第二流路部72被液体成分堵塞。另外，为了得到用于支承密封构件15的反作用力，能够将与密封构件15交叉的树脂框架侧流路部69的流路直径设计得更小。

如上所述，根据具备第二实施方式的废气流路65B的燃料电池单元及燃料电池组，能够更有效地抑制废气的液体成分进入第二流路部72。另外，不仅起到在第二实施方式中说明的各种作用效果，还能够起到与在第一实施方式中说明的同样的各种作用效果。

3.第三实施方式：

图7是沿着层叠方向SD观察第三实施方式的废气流路65C的一部分的概略俯视图。在图7中，与图4A同样，关于阳极侧的废气流路65C，用空白表示废气流路65C的内部空间，标注斜线阴影线表示构成废气流路65C的壁部的隔板42的一部分。

第三实施方式的燃料电池单元及燃料电池组的结构除了具有第三实施方式的废气流路65C这一点以外，与第一实施方式的燃料电池单元10及燃料电池组100的结构大致相同。对于第三实施方式的废气流路65C的结构，在下面没有特别说明的点与第一实施方式的废气流路65的结构大致相同。需要说明的是，在第三实施方式的燃料电池单元及燃料电池组中，与第一实施方式同样，废气流路65C的结构在阳极侧和阴极侧通用。对于在下面的废气流路65C的结构说明，只有没有特别说明，都是在一对隔板41、42夹着树脂框架30相对的方向上观察时的结构。

第三实施方式的废气流路65C在连结流路67的上游侧，即在连结流路67与发电部25之间具有以与并列流路66交叉的方式延伸的连结流路82。下面，为了区別，将下游侧的连结流路67也称为“第一连结流路67”，将其上游侧的连结流路82也称为“第二连结流路82”。

在第二连结流路82上连接有第一流路部71的上游端和与第一流路部71并列地延伸的其他上游侧流路部74的上游端。下面，将上游侧流路部74中的位于第一流路部71的-Y方向侧且与第一流路部71相邻的并列流路特别称为“第四流路部84”。第四流路部84的下游端与第一流路部71的下游端同样，与第一连结流路67连接。第四流路部84的上游端在比第一流路部71的上游端靠第二连结流路82的下游侧处与第二连结流路82连接。

废气流路65C还具有位于第二连结流路82的上游侧的第五流路部85。第五流路部85的下游端与第二连结流路82连接。另外，废气流路65C在第五流路部85的-Y方向侧具有并列的多个流路部86。各流路部86的下游端与第二连结流路82连接，上游端与发电部25连接。下面，将与第一连结流路67连接的上游侧流路部74称为“第一上游侧流路部74”，将与第二连结流路82连接的多个并列的流路部86也称为“第二上游侧流路部86”。

第五流路部85的下游端在第二连结流路82中位于最上游处。第二连结流路82中的相对于第五流路部85的下游端位于在第一流路部71与第四流路部84的排列方向中的从第四流路部84朝向第一流路部71的方向侧的区域，没有连接上游侧与发电部25连接的流路。也就是说，在第二连结流路82中的比第五流路部85的下游端靠+Y方向侧的区域，没有连接上游侧与发电部25连接的流路。第五流路部85在连接发电部25和第二连结流路82的并列流路66的排列方向上位于最外侧。在与第五流路部85的下游端的中心轴CXe平行的中心轴方向上观察时，第五流路部85的下游端相对于第一流路部71的上游端位于第一流路部71与第四流路部84的排列方向中的从第一流路部71朝向第四流路部84的方向侧。

将第五流路部85的下游端延长到第二连结流路82内而成的延长区域87在第二连结流路82中朝向第四流路部84的上游端侧延伸，而不朝向第一流路部71的上游端侧延伸。延长区域87朝向既是没有第一流路部71的上游端的区域也是从第一流路部71的上游端观察第四流路部84所处的区域延伸。下面，将在第一实施方式中说明的第一连结流路67内的第一流路部71的下游端的延长区域77称为“第一延长区域77”，将第二连结流路82内的第五流路部85的下游端的延长区域87称为“第二延长区域87”。第二延长区域87是被构成第五流路部85的下游端的+Y方向侧的壁面的切线C3和-Y方向侧的壁面的切线C4夹着的区域。

第二延长区域87在沿着延长轴Exe的方向上延伸，该延长轴Exe是将第五流路部85的下游端的中心轴CXe延长到第二连结流路82内而成的轴。延长轴Exe在与第一流路部71的上游端的中心轴CXf倾斜交叉的方向上，朝向比第一流路部71的上游端靠第四流路部84的上游端侧的区域延伸。在比第二连结流路82的第二延长区域87靠+Y方向侧，即从第四流路部84朝向第一流路部71的方向侧的区域，没有连接上游侧与发电部25连接的流路。

第二延长区域87的延长方向上的端部87e在第二连结流路82中相对于第一流路部71的上游端位于第四流路部84的上游端侧，即位于-Y方向侧。第一流路部71的上游端不具有与第二延长区域87的端部87e重合的部位。在第三实施方式中，第四流路部84的上游端具有与第二延长区域87的端部87e重合的部位。在其他实施方式中，第四流路部84的上游端可以以不具有与第二延长区域87的端部87e重合的部位的方式，相对于第二延长区域87的端部87e位于-Y方向侧。

在此，废气流路65C具有从第一流路部71的上游端向与第一流路部71的上游端的中心轴CXf交叉的方向延伸的交叉壁面部89。交叉壁面部89相对于第一流路部71的上游端位于第一流路部71与第四流路部84的排列方向中的从第一流路部71朝向第四流路部84的方向侧。交叉壁面部89构成第二连结流路82的壁面的一部分，位于第一流路部71的上游端与第四流路部84的上游端之间。下面，将第一实施方式中说明的第一连结流路67内的交叉壁面部79称为“第一交叉壁面部79”，将第二连结流路82内的交叉壁面部89称为“第二交叉壁面部89”。

第二交叉壁面部89从第一流路部71的上游端向如下方向交叉：与和第五流路部85的下游端的中心轴CXe正交的方向交叉且远离第五流路部85的下游端的方向。第二交叉壁面部89向与从第一流路部71朝向第四流路部84的方向倾斜地与第五流路部85的下游端的中心轴CXe交叉。第二交叉壁面部89以第二交叉壁面部89与第五流路部85的下游端的中心轴CXe之间的角度中的第四流路部84侧的角度大于第一流路部71侧的角度的方式倾斜地与第五流路部85的下游端的中心轴CXe交叉。第五流路部85的下游端在与其中心轴CXe平行的中心轴方向上与第二交叉壁面部89和第四流路部84的上游端相对。

在废气流路65C中，从第五流路部85流入第二连结流路82的废气的液体成分的移动路径与在图4B中说明的从第一流路部71流入第一连结流路67的废气的液体成分LQ同样。在废气流路65C中，从第五流路部85流入第二连结流路82的废气的液体成分在沿着第二延长区域87移动之后，沿着第二交叉壁面部89被引导至-Y方向侧，因此抑制流入第一流路部71。另外，在废气流路65C中，即使废气的液体成分流入第一流路部71，也抑制该液体成分经由第一连结流路67流入第二流路部72。这样，在废气流路65C中，在第二连结流路82与第一连结流路67的两阶段，到达并流入第二流路部72的水分量减少。由此，能够更加有效地抑制因残留水分堵塞废气流路65C。

在废气流路65C中，第一流路部71的下游侧部位71d向从第二流路部72朝向第三流路部73的-Y方向侧弯曲并与第一连结流路67连接。另外，同样地，第五流路部85的下游侧部位85d向从第一流路部71朝向第四流路部84的-Y方向侧弯曲并与第二连结流路82连接。

第一流路部71的下游侧部位71d如上述那样弯曲，由此与下游侧部位71d不弯曲的结构相比，能够使第一流路部71的上游侧部位位于-Y方向侧。第五流路部85的下游侧部位85d也同样。由此，能够抑制形成废气流路65C的范围的Y轴方向的宽度变大。

在第三实施方式中，与第一流路部71相邻的第四流路部84的下游侧部位以不与第一流路部71的下游侧部位71d干涉的方式与第一流路部71的下游侧部位71d同样地弯曲。另外，与第五流路部85相邻的第二上游侧流路部86的下游侧部位也以不与第五流路部85的下游侧部位85d干涉的方式与第五流路部85的下游侧部位85d同样地弯曲。由此，能够使第一流路部71与第四流路部84之间的间隔及第五流路部85与与其相邻的第二上游侧流路部86之间的间隔变小，能够使形成废气流路65C的范围的Y轴方向上的宽度更小。

以上，根据具备第三实施方式的废气流路65C的燃料电池单元及燃料电池组，进一步抑制废气的液体成分进入第二流路部72。另外，通过在第一流路部71的下游侧部位71d及第五流路部85的下游侧部位85d设置弯曲部，由此能够抑制废气流路65C的形成区域扩大。除此之外，根据第三实施方式的燃料电池单元及燃料电池组，不仅起到在第三实施方式中说明的各种作用效果，还能够起到与在第一实施方式中和第二实施方式中说明的同样的各种作用效果。

4.第四实施方式：

图8是沿着层叠方向SD观察第四实施方式的废气流路65D时的概略俯视图。在图8中，与图4A同样，关于阳极侧的废气流路65D，用空白表示废气流路65D的内部空间，标注斜线阴影线表示构成废气流路65D的壁部的隔板42的一部分。对于第四实施方式的燃料电池单元及燃料电池组的结构，除了具有第四实施方式的废气流路65D这一点以外，与第一实施方式的燃料电池单元10及燃料电池组100的结构大致相同。需要说明的是，在第四实施方式的燃料电池单元及燃料电池组中，与第一实施方式同样，废气流路65D的结构在阳极侧和阴极侧通用。下面的废气流路65D的结构说明只要没有特别说明，都是在一对隔板41、42夹着树脂框架30相对的方向上观察时的结构。

废气流路65D具有从发电部25朝向歧管部52、54并列地延的多个并列流路90。各并列流路90的上游端与发电部25连接，下游端与歧管部52、54连接。多个并列流路90包括分支流路94。分支流路94具有上游侧的第一流路部91、从第一流路部91分支的下游侧的第二流路部92和第三流路部93。在分支流路94中，第一流路部91和第三流路部93呈直线状地排列，第二流路部92以与第一流路部91和第三流路部93倾斜交叉的方式与第一流路部91和第三流路部93连接。

第一流路部91从发电部25朝向歧管部52、54延伸，其下游端与连结部95连接。第二流路部92和第三流路部93的上游端与连结部95连接。第二流路部92和第三流路部93从连结部95相互并列地延伸，各自的下游端单独地与歧管部52、54连接。需要说明的是，虽然没有图示，但是第二流路部92和第三流路部93的下游侧部位作为在第一实施方式中说明的树脂框架侧流路部69而构成。

在此，在分支流路94中，连结部95是与第二流路部92的上游端面对的区域。第一流路部91是比第二流路部92的上游端靠上游侧的流路，第三流路部93是比第二流路部的上游端靠下游侧的流路。第一流路部91的下游端在连结部95中位于最上游处。另外，第二流路部92的上游端在比第三流路部93的上游端靠连结部95的上游端侧，与连结部95连接。

第二流路部92的上游端位于将与连结部95连接的第一流路部91的下游端延长到连结部95内而成的延长区域97的+Y方向侧。第一流路部91的延长区域97朝向第三流路部93的上游端侧延伸，而不朝向第二流路部92的上游端侧延伸。延长区域97朝向既是没有第二流路部92的上游端的区域也是在从第二流路部92的上游端观察时第三流路部93的上游端所处的区域延伸。在连结部95中的延长区域97的+Y方向侧的区域，即从第三流路部93朝向第二流路部92的方向侧的区域，没有连接从发电部25延伸的流路。

在层叠方向SD上观察时，第一流路部91的下游端在与第一流路部91的下游端的中心轴CXg平行的中心轴方向上夹着连结部95与第三流路部93的上游端相对。分支流路94具有从第二流路部92的上游端向与第二流路部92的上游端的中心轴CXh交叉的方向延伸的交叉壁面部99。交叉壁面部99相对于第二流路部92的上游端位于从第二流路部92朝向第三流路部93的方向侧。

在层叠方向SD上观察时，交叉壁面部99在如下方向上延伸：与和第一流路部91的下游端的中心轴CXg正交的方向交叉且从第二流路部92的上游端远离第一流路部91的下游端的方向。交叉壁面部99构成第三流路部93的壁面的一部分，沿着第三流路部93的中心轴延伸。交叉壁面部99与第一流路部91的下游端在与其中心轴CXg平行的中心轴方向上不相对。

在废气流路65D的分支流路94中，在第一流路部91中流动的废气中的动量小的气体成分分支流动至第二流路部92和第三流路部93。另一方面，动量大的液体成分几乎都沿着连结部95内的延长区域97直接流入第三流路部93，被交叉壁面部99向第三流路部93的下游侧引导。这样，在废气流路65D的分支流路94中，抑制废气的液体成分进入第二流路部92。因此，至少抑制在燃料电池单元及燃料电池组发电停止后在第二流路部92中残留有水分。由此，抑制因残留水分而全部的废气流路65D都被堵塞。除此之外，根据第四实施方式的燃料电池单元及燃料电池组，不仅起到在第四实施方式中说明的各种作用效果，还能够起到与在其他各实施方式中说明的同样的各种作用效果。

5.其他实施方式：

在上述各实施方式中说明的各种结构例如能够如下那样改变。下面说明的其他实施方式都与上述的各实施方式同样，定位为用于实施发明的方式的一个例子。

(1)其他实施方式1：

参照图9A～图9C，说明第一实施方式中的废气流路65的其他结构例。如图9A所示的废气流路65a，第一流路部71的下游端可以不与第三流路部73的上游端相对，而仅与交叉壁面部79相对。如图9B所示的废气流路65b，第一流路部71可以以与第二流路部72及第三流路部73大致平行的角度延伸。与第一流路部71的下游端的延长区域77延伸的方向平行的矢量，具有从第二流路部72的上游端侧朝向第三流路部73的上游端侧的方向上的分量，只要延长区域77相对于第二流路部72的上游端位于第三流路部73的上游端侧即可。如图9C所示的废气流路65c，第二流路部72和第三流路部73可以向相互交叉的方向延伸。

(2)其他实施方式2：

在上述各实施方式的废气流路65、65B～65C、65a～65c中，可以省略除了与连结流路67连接的第一流路部71、第二流路部72及第三流路部73以外的流路部74、75。在上述各实施方式的废气流路65、65B～65C中，可以在连结流路67的+Y方向侧设置不与连结流路67连接而将发电部25和歧管部52、54连接的流路。在第四实施方式的废气流路65D中，可以省略除了分支流路94以外的并列流路90。可以在分支流路94的+Y方向侧设置其他的并列流路90。

(3)其他实施方式3：

在包括其他实施方式的上述各实施方式的结构中，第一流路部71、91、第二流路部72、92、第三流路部73、93、连结流路67及连结部95可以作为树脂框架侧流路部69而构成。在第三实施方式的废气流路65C中，比第二连结流路82及第二连结流路82靠下游侧的流路可以作为树脂框架侧流路部69而构成。在第三实施方式的废气流路65C中，第一流路部71、第二流路部72、第三流路部73、第一连结流路67、第四流路部84、第五流路部85、第二连结流路82可以作为树脂框架侧流路部69而构成。在第四实施方式的废气流路65D中，第一流路部71可以由隔板侧流路部68构成，第二流路部92及第三流路部93可以由树脂框架侧流路部69构成。另外，连结部95可以由隔板侧凹部47与框架侧凹部37相对而形成的空间构成。

(4)其他实施方式4：

燃料电池单元10发电中的配置姿势不限于在上述各实施方式中说明的第二流路部72、92处于重力方向上侧，第三流路部73、93处于重力方向下侧的姿势。燃料电池单元10在发电中可以配置为，例如层叠方向SD沿着重力方向的方向。

(5)其他实施方式5：

上述各实施方式的废气流路65、65B～65D的流路结构可以应用于阳极侧和阴极侧两者，也可以仅应用于阳极侧和阴极侧中的任一者。需要说明的是，希望上实施方式中的废气流路65、65B～65D的流路结构至少应用于阳极侧。

本发明不限于上述实施方式、实施例、变形例，能够在不脱离其宗旨的范围内以各种结构实现。例如，对于与在发明内容部分记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征，为了解决上述技术问题的一部分或全部，或者为了达到上述效果的一部分或全部，能够进行适当地替换、组合。另外，其技术特征不限于在本说明书中描述为非必须的，其技术特征如果没有在本说明书中描述为是必须的，就能够适当地删除。

Claims (17)

1.一种燃料电池单元，具备：

膜电极接合体；

树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；

一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；

歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及

废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部，

所述废气流路包括：

第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；

第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；及

连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，

所述第一流路部以将所述第一流路部的下游端延长到所述连结部内而成的延长区域在所述连结部中不朝向所述第二流路部的上游端侧而朝向所述第三流路部的上游端侧延伸的方式，与所述连结部连接，

在所述连结部中相对于所述延长区域处于所述第二流路部与所述第三流路部的排列方向中的从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧的区域上，没有连接从所述发电部延伸的流路。

2.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其中，

所述连结部是以与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方式延伸的连结流路，

在沿着所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向观察时，

所述第一流路部的下游侧部位向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接，

所述延长区域的延长方向上的端部相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧。

3.根据权利要求2所述的燃料电池单元，其中，

所述连结流路是第一连结流路，

所述延长区域是第一延长区域，

所述废气流路还包括：

第四流路部，与所述第一流路部并列地延伸，下游端与所述第一连结流路连接；

第二连结流路，连接有所述第一流路部的上游端和所述第四流路部的上游端；及

第五流路部，相对于所述第二连结流路位于上游侧，下游端与所述第二连结流路连接，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，

所述第五流路部，以将下游端延长到所述第二连结流路内而成的第二延长区域在所述第二连结流路中不朝向所述第一流路部的上游端侧而朝向所述第四流路部的上游端侧延伸的方式，与所述第二连结流路连接，

在相对于所述第二延长区域处于所述第一流路部与所述第四流路部的排列方向中的从所述第四流路部朝向所述第一流路部的方向侧的所述第二连结流路的区域上，没有连接上游侧与所述发电部连接的流路。

4.一种燃料电池单元，具备：

膜电极接合体；

树脂框架，配置于所述膜电极接合体的发电部的周围；

一对隔板，夹着所述膜电极接合体和所述树脂框架；

歧管部，设置于所述发电部的周围，使从所述发电部排出的废气从所述燃料电池单元流出；及

废气流路，由所述一对隔板中的至少一方与所述树脂框架构成，将所述废气从所述发电部引导至所述歧管部，

所述废气流路包括：

第一流路部，从所述发电部向朝向所述歧管部的方向延伸；

第二流路部及第三流路部，在比所述第一流路部的靠下游侧处相互并列地延伸，各自的下游端与所述歧管部连接；

连结部，与所述第一流路部的下游端、所述第二流路部的上游端及所述第三流路部的上游端连接；及

交叉壁面部，相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧，从所述第二流路部的上游端向与所述第二流路部的上游端的中心轴交叉的方向延伸，

所述第一流路部的下游端在所述连结部中位于最上游处，

在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上观察时，所述第一流路部的下游端相对于所述第二流路部的上游端位于从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向侧，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，

所述第一流路部的下游端在所述第一流路部的下游端的中心轴方向上与所述交叉壁面部和所述第三流路部的上游端中的至少一方相对，

所述交叉壁面部从所述第二流路部的上游端向如下方向延伸：与和所述第一流路部的下游端的中心轴正交的方向交叉且远离所述第一流路部的下游端的方向。

5.根据权利要求4所述的燃料电池单元，其中，

所述连结部是在与所述第二流路部和所述第三流路部交叉的方向上延伸的连结流路，

所述交叉壁面部构成所述连结流路的壁面的一部分，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相对的方向上观察时，所述第一流路部的下游侧部位相对于所述交叉壁面部向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向倾斜地与所述连结流路连接。

6.根据权利要求5所述的燃料电池单元，其中，

所述连结流路是第一连结流路，

所述交叉壁面部是第一交叉壁面部，

所述废气流路还包括：

第四流路部，与所述第一流路部并列地延伸，下游端与所述第一连结流路连接；

第二连结流路，连接有所述第一流路部的上游端和所述第四流路部的上游端；

第五流路部，相对于所述第二连结流路位于上游侧，下游端与所述第二连结流路连接；及

第二交叉壁面部，相对于所述第一流路部的上游端位于从所述第一流路部朝向所述第四流路部的方向侧，从所述第一流路部的上游端向与所述第一流路部的上游端的中心轴交叉的方向延伸，

所述第五流路部的下游端在所述第二连结流路中位于最上游处，

在所述第五流路部的下游端的中心轴方向上观察时，所述第五流路部的下游端相对于所述第一流路部的上游端位于从所述第一流路部朝向所述第四流路部的方向侧，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，

所述第五流路部的下游端在所述第五流路部的下游端的中心轴方向上与所述第二交叉壁面部和所述第四流路部的上游端中的至少一方相对，

所述第二交叉壁面部从所述第一流路部的上游端向如下方向延伸：与和所述第五流路部的下游端的中心轴正交的方向交叉且远离所述第五流路部的下游端的方向。

7.根据权利要求3或6所述的燃料电池单元，其中，

所述第一流路部向从所述第二流路部朝向所述第三流路部的方向弯曲并与所述第一连结流路连接，

所述第五流路部向从所述第一流路部朝向所述第四流路部的方向弯曲并与所述第二连结流路连接。

8.根据权利要求2、3、5、6中任一项所述的燃料电池单元，其中，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，

所述连结流路的中心轴与所述第二流路部的上游端的中心轴之间的所述第三流路部侧的角度(θb)，大于所述连结流路的中心轴与所述第一流路部的下游端的中心轴之间的所述第二流路部侧的角度(θa)。

9.根据权利要求7所述的燃料电池单元，其中，

在所述一对隔板夹着所述树脂框架相互相对的方向上观察时，

所述连结流路的中心轴与所述第二流路部的上游端的中心轴之间的所述第三流路部侧的角度(θb)，大于所述连结流路的中心轴与所述第一流路部的下游端的中心轴之间的所述第二流路部侧的角度(θa)。

10.根据权利要求1～6、9中任一项所述的燃料电池单元，其中，

所述第一流路部由隔板侧凹部与所述树脂框架之间的空间构成，该隔板侧凹部设置于所述一对隔板中的一方的隔板上的所述树脂框架侧的面，

所述第二流路部及所述第三流路部由设置于所述树脂框架的所述一方的隔板侧的面上的框架侧凹部与所述一方的隔板之间的空间构成，

所述连结部由所述隔板侧凹部和所述框架侧凹部相对而形成的空间构成。

11.根据权利要求7所述的燃料电池单元，其中，

所述第一流路部由隔板侧凹部与所述树脂框架之间的空间构成，该隔板侧凹部设置于所述一对隔板中的一方的隔板上的所述树脂框架侧的面，

所述第二流路部及所述第三流路部由设置于所述树脂框架的所述一方的隔板侧的面上的框架侧凹部与所述一方的隔板之间的空间构成，

所述连结部由所述隔板侧凹部和所述框架侧凹部相对而形成的空间构成。

12.根据权利要求8所述的燃料电池单元，其中，

所述第一流路部由隔板侧凹部与所述树脂框架之间的空间构成，该隔板侧凹部设置于所述一对隔板中的一方的隔板上的所述树脂框架侧的面，

所述第二流路部及所述第三流路部由设置于所述树脂框架的所述一方的隔板侧的面上的框架侧凹部与所述一方的隔板之间的空间构成，

所述连结部由所述隔板侧凹部和所述框架侧凹部相对而形成的空间构成。

13.根据权利要求1～6、9、11、12中任一项所述的燃料电池单元，其中，

所述燃料电池单元以所述第二流路部处于重力方向上侧且所述第三流路部处于重力方向下侧的方式配置。

14.根据权利要求7所述的燃料电池单元，其中，

所述燃料电池单元以所述第二流路部处于重力方向上侧且所述第三流路部处于重力方向下侧的方式配置。

15.根据权利要求8所述的燃料电池单元，其中，

所述燃料电池单元以所述第二流路部处于重力方向上侧且所述第三流路部处于重力方向下侧的方式配置。

16.根据权利要求10所述的燃料电池单元，其中，

所述燃料电池单元以所述第二流路部处于重力方向上侧且所述第三流路部处于重力方向下侧的方式配置。

17.一种燃料电池组，由多个权利要求1～16中任一项所述的燃料电池单元层叠而成，其中，

在所述燃料电池单元彼此之间配置有密封构件，该密封构件包围所述歧管部并被相互相对的所述隔板夹着而防止流体从所述燃料电池单元彼此之间泄漏，

所述第二流路部及所述第三流路部设置于所述树脂框架内，在沿着所述燃料电池单元的层叠方向观察时，以与所述密封构件交叉的方式延伸。

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