CN114026719B - 燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

燃料电池堆具备彼此层叠的多个单电池。各单电池具备片状的发电部、一对隔板、气体流路形成板以及框构件。气体流路形成板构成反应气体流通的气体流路部。框构件具有对气体流路部供给反应气体的供给口以及从气体流路部排出反应气体的排出口。气体流路部具有多个对置部，该多个对置部沿着反应气体的流动方向延伸并且在正交方向上彼此并列设置。在各对置部与发电部之间形成有主流路。气体流路部包含：第1流路部，在流动方向上与供给口邻接；以及第2流路部，在正交方向上与第1流路部邻接。第2流路部中的主流路各自的流路截面积，比第1流路部中的主流路各自的流路截面积大。

Description

燃料电池堆

技术领域

本公开涉及燃料电池堆。

背景技术

固体高分子型燃料电池具备由彼此层叠的多个单电池构成的燃料电池堆(例如，参照专利文献1)。记载于该专利文献1的单电池，具备：发电部，具有膜电极接合体；一对隔板，夹持发电部；以及气体流路形成板，设置在发电部与一对隔板之间。

上述气体流路形成板具有交替地排列的多个凹部和凸部以及气体流路部。气体流路部通过由上述凹部和凸部与发电部区划的部分构成，构成网格状。燃料气体或氧化剂气体等反应气体在气体流路部中流通。

关于上述单电池，俯视时呈长方形形状。在该单电池的短边侧的两端部，夹着发电部设置有供给燃料气体的燃料气体供给口以及排出燃料气体的燃料气体排出口。另外，在该单电池的长边侧的两端部，夹着发电部设置有供给氧化剂气体的多个氧化剂气体供给口以及排出氧化剂气体的多个氧化剂气体排出口。多个氧化剂气体供给口在单电池的长边的长度方向上彼此隔开间隔地设置。同样，多个氧化剂气体排出口在单电池的长边的长度方向上彼此隔开间隔地设置。

从各氧化剂气体供给口供给的氧化剂气体，通过气体流路形成板的气体流路部而被供给给发电部。并且，氧化剂气体与燃料气体在发电部中进行电化学反应来进行发电。另一方面，没有被用于发电部中的发电的氧化剂气体，通过气体流路部从各氧化剂气体排出口排出到外部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-21339号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在燃料电池堆中，为了提高发电效率，优选的是，使反应气体遍及发电部的更广的范围、即气体流路部的更广的范围。

但是，由于氧化剂气体供给口在单电池的长边的长度方向上彼此隔开间隔地设置，因此在彼此邻接的氧化剂气体供给口之间，存在将这些氧化剂气体供给口间隔开的间隔部。因此，从氧化剂气体供给口经过气体流路部朝向氧化剂气体排出口的氧化剂气体，难以流到与上述间隔部邻接的部分。因此，对于使反应气体遍及气体流路部的更广的范围、即提高反应气体的分配性而言，存在改善的余地。

本公开的目的在于，提供能够提高反应气体的分配性的燃料电池堆。

用于解决课题的手段

用于实现上述目的的燃料电池堆，具备彼此层叠的多个单电池，各单电池，具备：片状的发电部；一对隔板，所述一对隔板在厚度方向上夹持所述发电部；气体流路形成板，其设置在所述一对隔板中的至少一方与所述发电部之间，并构成供反应气体流通的气体流路部；以及框构件，其设置在所述气体流路形成板的周围，并具有对所述气体流路部供给所述反应气体的供给口以及从所述气体流路部排出所述反应气体的排出口，在所述燃料电池堆中，在将所述反应气体从所述供给口向所述排出口的流动方向作为流动方向，将所述发电部与所述气体流路部对置的方向作为对置方向，将与所述流动方向和所述对置方向双方正交的方向作为正交方向时，所述气体流路部具有多个对置部，多个所述对置部沿着所述流动方向延伸并且在所述正交方向上彼此并列设置，并且与所述发电部对置，在各对置部与所述发电部之间形成有主流路，在所述气体流路部形成有多个连通路，多个所述连通路连通所述主流路的各自并且沿着所述流动方向彼此隔开间隔地设置，所述气体流路部包含：第1流路部，其在所述流动方向上与所述供给口邻接；以及第2流路部，其在所述正交方向上与所述第1流路部邻接，所述第2流路部中的所述主流路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述主流路各自的流路截面积大。

根据该结构，第2流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积大。因此，第2流路部的各主流路中的反应气体的压力损失，比第1流路部的各主流路中的反应气体的压力损失小。由此，从供给口流入到第1流路部的各主流路的反应气体，容易经由各连通路流向第2流路部的各主流路。即，从供给口流入的反应气体容易从第1流路部流向第2流路部，能够使反应气体遍及气体流路部的更广的范围。因此，能够提高反应气体的分配性。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述第2流路部的所述对置部各自设置于比所述第1流路部的所述对置部各自在所述对置方向上远离所述发电部的位置。

根据该结构，形成第2流路部的各主流路的对置部，设置在比形成第1流路部的各主流路的对置部在对置方向上远离发电部的位置。因此，第2流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积大。

如上所述，根据上述结构，通过变更对置部离发电部的距离这种简单的结构变更，能够使第2流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积大。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述第2流路部的所述对置部各自在所述正交方向上的宽度，比所述第1流路部的所述对置部各自在所述正交方向上的宽度大。

根据该结构，形成第2流路部的各主流路的对置部的宽度，比形成第1流路部的各主流路的对置部的宽度大。因此，第2流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积大。

如上所述，根据上述结构，通过变更对置部在正交方向上的宽度这种简单的结构变更，能够使第2流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积大。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述气体流路部包含第3流路部，该第3流路部在所述流动方向的下游侧与所述第1流路部邻接，所述第3流路部中的所述主流路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述主流路各自的流路截面积小。

根据该结构，第3流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积小。因此，第3流路部的各主流路中的反应气体的压力损失，比第1流路部的各主流路中的反应气体的压力损失大。由此，从供给口流入到第1流路部的各主流路的反应气体，容易流向压力损失比压力损失大的第3流路部小的第2流路部。因此，能够进一步提高反应气体的分配性。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述第3流路部的所述对置部各自设置于比所述第1流路部的所述对置部各自在所述对置方向上靠近所述发电部的位置。

根据该结构，形成第3流路部的各主流路的对置部，设置在比形成第1流路部的各主流路的对置部在对置方向上靠近发电部的位置。因此，第3流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积小。

如上所述，根据上述结构，通过变更对置部离发电部的距离这种简单的结构变更，能够使第3流路部中的各主流路的流路截面积，比第1流路部中的各主流路的流路截面积小。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述第1流路部的所述对置部各自与所述第3流路部的所述对置部各自通过阶梯部连结。

根据该结构，由于沿着流动方向流过的反应气体冲撞阶梯部，因此第1流路部与第3流路部的边界部分上的反应气体的压力损失容易变大。由此，能够增大第1流路部与第3流路部的反应气体的压力损失差。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述气体流路部具备多个波状部，多个所述波状部一体地设置在各对置部的所述正交方向的两侧，并且与所述正交方向正交的截面形状呈波形状，各波状部具备：多个第1凸部，多个所述第1凸部比所述对置部向所述发电部侧突出并且抵接到所述发电部；以及多个第2凸部，多个所述第2凸部比所述对置部向所述隔板侧突出并且抵接到所述隔板，所述第1凸部和所述第2凸部在所述流动方向上交替地排列设置，所述连通路各自由所述第1凸部和所述对置部区划而成，所述第2流路部中的所述连通路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述连通路各自的流路截面积大。

根据该结构，第2流路部中的各连通路的流路截面积，比第1流路部中的各连通路的流路截面积大。因此，第2流路部的各连通路中的反应气体的压力损失，比第1流路部的各连通路中的反应气体的压力损失小。由此，从供给口流入到第1流路部的反应气体，容易经由第2流路部的各连通路流入第2流路部。即，从供给口流入的反应气体容易从第1流路部流向第2流路部。因此，能够进一步提高反应气体的分配性。

优选的是，在上述燃料电池堆中，所述气体流路部包含第3流路部，该第3流路部在所述流动方向的下游侧与所述第1流路部邻接，所述第3流路部中的所述连通路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述连通路各自的流路截面积小。

根据该结构，第3流路部中的各连通路的流路截面积，比第1流路部中的各连通路的流路截面积小。因此，第3流路部的各连通路中的反应气体的压力损失，比第1流路部的各连通路中的反应气体的压力损失大。由此，从供给口流入到第1流路部的反应气体，比第3流路部中的各连通路更容易经过第2流路部中的各连通路流向第2流路部。因此，能够进一步提高反应气体的分配性。

发明效果

根据本公开的燃料电池堆，能够提高反应气体的分配性。

附图说明

图1是示出燃料电池堆的一实施方式的剖视图。

图2是示出该实施方式的气体流路形成板和框构件的俯视图。

图3是示出该实施方式的第1流路部中的气体流路形成板和第2隔板的一部分的剖视立体图。

图4是示出该实施方式的第1流路部、第2流路部以及第3流路部中的彼此的位置关系的俯视图。

图5是沿着图4的5-5线的剖视图。

图6是沿着图4的6-6线的剖视图。

图7是沿着图4的7-7线的剖视图。

图8是沿着图4的8-8线的剖视图。

图9是沿着图4的9-9线的剖视图。

图10是沿着图4的10-10线的剖视图。

图11是沿着图4的11-11线的剖视图。

图12是示出该实施方式的氧化剂气体的流动的气体流路形成板的俯视图。

图13是示出第1变更例的第1流路部、第2流路部以及第3流路部中的彼此的位置关系的俯视图。

图14是示出第2变更例的第1流路部、第2流路部以及第3流路部中的彼此的位置关系的俯视图。

图15是与第3变更例中的图8对应的剖视图。

图16是与第4变更例中的图10对应的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图12对一实施方式进行说明。

在各附图中，为了便于说明，有时会夸张或简化示出结构的一部分。另外，关于各部分的尺寸比例，有时会与实际不同。

如图1所示，本实施方式的燃料电池堆，构成固体高分子型燃料电池，具有俯视时大致构成长方形板状的多个单电池10被层叠的构造。各单电池10，具备：膜电极气体扩散层接合体(Membrane Electrode Gas Diffusion Layer Assembly，以下，称为MEGA20)，构成片状的发电部11；以及第1隔板30和第2隔板40，在厚度方向上夹持MEGA20。在MEGA20与第2隔板40之间，设置有构成反应气体流通的气体流路部51的气体流路形成板50。

第1隔板30配置于发电部11的阳极侧。另外，第2隔板40配置于发电部11的阴极侧。

如图2所示，在气体流路形成板50的周围，设置有由树脂材料构成且俯视时大致构成长方形板状的框构件60。MEGA20与气体流路形成板50以重叠的状态嵌入到本实施方式的框构件60。框构件60通过第1隔板30与第2隔板40在厚度方向上被夹持。

以下，限于图2的说明，将该图的上下方向简单地作为上下方向，将该图的左右方向简单地作为左右方向来进行说明。另外，上下方向和左右方向不表示框构件60的实际姿势。

在框构件60上，在左右方向上夹着气体流路形成板50设置有作为反应气体供给燃料气体的燃料气体供给口12以及排出燃料气体的燃料气体排出口13。本实施方式的燃料气体例如为氢气。燃料气体供给口12设置在气体流路形成板50的左部、且比上下方向上的气体流路形成板50的中央偏向上侧的位置。另外，燃料气体排出口13设置在气体流路形成板50的右部、且比上下方向上的气体流路形成板50的中央偏向下侧的位置。

在燃料气体供给口12的下侧部分，在上下方向上彼此隔开间隔地设置有向发电部11供给冷却水的三个冷却水供给口14。另外，在燃料气体排出口13的上侧部分，在上下方向上彼此隔开间隔地设置有从发电部11排出冷却水的三个冷却水排出口15。

另外，在框构件60上，在上下方向上夹着气体流路形成板50设置有作为反应气体供给氧化剂气体的多个氧化剂气体供给口16以及排出氧化剂气体的多个氧化剂气体排出口17。本实施方式的氧化剂气体例如为空气。在本实施方式中，在左右方向上彼此隔开间隔地设置有六个氧化剂气体供给口16。同样，在左右方向上彼此隔开间隔地设置有六个氧化剂气体排出口17。在邻接的两个氧化剂气体供给口16彼此之间，形成有将这些氧化剂气体供给口16间隔开的间隔部18。

另外，虽然省略图示，但是在第1隔板30和第2隔板40上，在与上述的各供给口12、14、16和各排出口13、15、17对应的位置分别形成有贯通孔。

从各氧化剂气体供给口16供给的氧化剂气体，在流通气体流路形成板50之后，从各氧化剂气体排出口17排出。

以下，将氧化剂气体从氧化剂气体供给口16朝向氧化剂气体排出口17的流动方向称为流动方向X，将发电部11与气体流路形成板50的气体流路部51对置的方向称为对置方向Y。另外，将与流动方向X和对置方向Y双方正交的方向称为正交方向Z。

接着，对单电池10的各结构进行详细说明。

<MEGA20>

如图1所示，MEGA20具备膜电极接合体21以及都由碳纤维构成且夹持膜电极接合体21的阳极侧气体扩散层24和阴极侧气体扩散层25。膜电极接合体21具备电解质膜22以及夹持电解质膜22的一对电极催化剂层23。电解质膜22由在湿润状态下具有良好的质子传导性的固体高分子材料形成。为了促进燃料电池中的反应气体的电化学反应，在各电极催化剂层23上，附着有例如铂等催化剂。

<第1隔板30>

如图1所示，第1隔板30通过对不锈钢等金属板材进行冲压成型来形成。第1隔板30的中央部抵接在MEGA20的阳极侧气体扩散层24。另外，虽然省略图示，但是比第1隔板30的中央部，外周侧的部分抵接到框构件60。

在第1隔板30的上述中央部，形成有至少具有沿着流动方向X延伸的部分的槽状的多个燃料气体流路31。燃料气体流路31与燃料气体供给口12和燃料气体排出口13连通。

在第1隔板30中的与燃料气体流路31相反的一侧的面上，形成有槽状的多个冷却水流路32。在彼此邻接的燃料气体流路31彼此之间的部分各形成有一个冷却水流路32，该冷却水流路32与冷却水供给口14和冷却水排出口15连通。

<第2隔板40>

如图1所示，第2隔板40通过对不锈钢等金属板材进行冲压成型来形成。第2隔板40的对置方向Y的第1表面抵接到气体流路形成板50。第2隔板40的对置方向Y的第2表面，抵接到与具备该第2隔板40的单电池10邻接的单电池10中的第1隔板30。

<气体流路形成板50>

如图3所示，气体流路形成板50通过对例如不锈钢等金属板材进行辊轧成型来形成。

如图4所示，气体流路部51具有形状彼此不同的多个区域。更详细地讲，在气体流路部51中的、在流动方向X上与氧化剂气体供给口16邻接的第1流路部151、在正交方向Z上与第1流路部151邻接的第2流路部251、在流动方向X的下游侧与第1流路部151邻接的第3流路部351中，气体流路部51的形状彼此不同。

另外，正交方向Z上的第1流路部151的长度与该正交方向Z上的氧化剂气体供给口16的长度大致相同。另外，正交方向Z上的第2流路部251的长度与该正交方向Z上的间隔部18的长度大致相同。另外，正交方向Z上的第3流路部351的长度与该正交方向Z上的第1流路部151的长度大致相同。另外，流动方向X上的第1流路部151的长度与该流动方向X上的第2流路部251的长度大致相同。

接着，对第1流路部151、第2流路部251以及第3流路部351的形状进行说明。

<第1流路部151>

如图3、图5以及图6所示，第1流路部151具有与发电部11对置的多个对置部160。这些多个对置部160，沿着流动方向X延伸并且在正交方向Z上彼此并列设置。各对置部160大致构成方条状。另外，图3是示出作为气体流路部51的基本形状的第1流路部151的立体图。

在各对置部160的正交方向Z的两侧，一体地设置有与正交方向Z正交的截面形状构成波形状的波状部170、180。

各波状部170、180具有相同的形状。因此，以下，仅对波状部170的结构进行说明，关于波状部180的结构，通过附上在波状部170的附图标记“17*”加上“10”的附图标记“18*”来省略重复的说明。

各波状部170具有多个第1凸部171和多个第2凸部172。各第1凸部171比对置部160向发电部11侧突出并且抵接到发电部11，更详细地讲，抵接到阴极侧气体扩散层25。各第2凸部172比对置部160向第2隔板40侧突出并且抵接到第2隔板40。第1凸部171和第2凸部172分别具有沿着流动方向X延伸的平坦的顶部。第1凸部171与第2凸部172在流动方向X上交替地排列设置。各第1凸部171具有一对倾斜部173，该一对倾斜部173形成在各第1凸部171的流动方向X的两侧，相对于对置方向Y倾斜并且与第2凸部172连结。

以第1凸部171与第2凸部182在正交方向Z上邻接，并且第2凸部172与第1凸部181在正交方向Z上邻接的方式，波状部170与波状部180在正交方向Z上邻接设置。

如图5所示，在各对置部160与发电部11之间形成有从各氧化剂气体供给口16供给的氧化剂气体流过的主流路152。主流路152对应于各对置部160形成，因此在正交方向Z上彼此并列。

另外，以下，主流路152的流路截面积是指与流动方向X正交的面上的主流路152的流路截面积。

在各对置部160与第2隔板40之间形成有通过发电部11中的电化学反应生成的生成水流过的水路153。

如图6所示，连通各主流路152的多个连通路154在流动方向X上彼此隔开间隔形成在第1流路部151。各连通路154在与正交方向Z正交的面上，由通过各波状部170、180的各第1凸部171、181与对置部160区划的部分构成。

在流动方向X上邻接的两个连通路154之间，形成有连通这两个连通路154的副流路155。各副流路155在与正交方向Z正交的面上，由通过彼此邻接的波状部170和波状部180的第1凸部171和第1凸部181构成，更详细地讲由倾斜部173和倾斜部183以及发电部11区划的部分构成。

另外，以下，连通路154的流路截面积是指与正交方向Z正交的面上的连通路154的流路截面积，副流路155的流路截面积是指与正交方向Z正交的面上的副流路155的流路截面积。

波状部170和波状部180设置为，连通路154的流路截面积比副流路155的流路截面积大。因此，流过连通路154的氧化剂气体的压力损失，比流过副流路155的氧化剂气体的压力损失小。因此，流过主流路152的氧化剂气体大部分经过连通路154而流到与该主流路152邻接的主流路152。

<第2流路部251>

第2流路部251的形状与第1流路部151的形状类似。以下，通过附上在表示第1流路部151的结构的附图标记“1**”加上“100”的附图标记“2**”，从而有时省略重复的说明。

如图5和图7所示，第2流路部251中的各对置部260在正交方向Z上的宽度W2，比第1流路部151中的各对置部160在正交方向Z上的宽度W1大。另外，各对置部260设置在比各对置部160在对置方向Y上远离发电部11的位置。由此，第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。

如图6和图8所示，第2流路部251中的第1凸部271的顶部和第1凸部281的顶部的流动方向X的长度L2，比第1流路部151中的第1凸部171的顶部和第1凸部181的顶部的流动方向X的长度L1长。由此，第2流路部251中的各连通路254的流路截面积，比第1流路部151中的各连通路154的流路截面积大。

另外，第2流路部251中的各倾斜部273、283与第1流路部151中的各倾斜部173、183具有相同的形状。因此，第2流路部251中的各副流路255的流路截面积与第1流路部151中的各副流路155的流路截面积相同。

<第3流路部351>

第3流路部351的形状与第1流路部151的形状类似。以下，通过附上在表示第1流路部151的结构的附图标记“1**”加上“200”的附图标记“3**”，从而有时省略重复的说明。

如图5和图9所示，第3流路部351中的各对置部360在正交方向Z上的宽度W3与第1流路部151中的各对置部160在正交方向Z上的宽度W1相同。另外，各对置部360设置在比各对置部160在对置方向Y上靠近发电部11的位置。由此，第3流路部351中的各主流路352的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积小。

如图6和图10所示，第3流路部351中的第1凸部371的顶部和第1凸部381的顶部的流动方向X的长度L3，比第1流路部151中的第1凸部171的顶部和第1凸部181的顶部的流动方向X的长度L1短。由此，第3流路部351中的各连通路354的流路截面积，比第1流路部151中的各连通路154的流路截面积小。

另外，第3流路部351中的各倾斜部373、383与第1流路部151中的各倾斜部173、183具有相同的形状。因此，第3流路部351中的各副流路355的流路截面积与第1流路部151中的各副流路155的流路截面积相同。

如图11所示，分别沿着流动方向X延伸的各对置部160与各对置部360的离发电部11的距离不同。因此，在这些对置部160、360的边界部分，形成有阶梯部52。

对本实施方式的作用进行说明。

第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。因此，第2流路部251的各主流路252中的氧化剂气体的压力损失，比第1流路部151的各主流路152中的氧化剂气体的压力损失小。由此，如在图12中由箭头A所示，从氧化剂气体供给口16流入第1流路部151的各主流路152的氧化剂气体，容易经由各连通路154而流向第2流路部251的各主流路252(以上，作用1)。

另外，第3流路部351中的各主流路352的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积小。因此，第3流路部351的各主流路352中的氧化剂气体的压力损失，比第1流路部151的各主流路152中的氧化剂气体的压力损失大。由此，从氧化剂气体供给口16流入到第1流路部151的各主流路152的氧化剂气体，如在图12中由箭头A所示，容易流向压力损失比压力损失大的第3流路部351小的第2流路部251(以上，作用2)。

另外，第2流路部251中的各连通路254的流路截面积，比第1流路部151中的各连通路154的流路截面积大。因此，第2流路部251的各连通路254中的氧化剂气体的压力损失，比第1流路部151的各连通路154中的氧化剂气体的压力损失小。由此，如在图12中由箭头A所示，从氧化剂气体供给口16流入到第1流路部151的氧化剂气体，容易经由第2流路部251的各连通路254流入第2流路部251。即，从氧化剂气体供给口16流入的氧化剂气体容易从第1流路部151流向第2流路部251(以上，作用3)。

另外，第3流路部351中的各连通路354的流路截面积，比第1流路部151中的各连通路154的流路截面积小。因此，第3流路部351的各连通路354中的氧化剂气体的压力损失，比第1流路部151的各连通路154中的氧化剂气体的压力损失大。由此，如在图12中由箭头A所示，从氧化剂气体供给口16流入第1流路部151的氧化剂气体，比第3流路部351中的各连通路354更容易经过第2流路部251中的各连通路254而流向第2流路部251(以上，作用4)。

对本实施方式的效果进行说明。

(1)气体流路部51具有多个对置部160、260。这些多个对置部160、260沿着流动方向X延伸并且在正交方向Z上彼此并列设置。在对置部160、260与发电部11之间形成有主流路152、252。在气体流路部51形成有多个连通路154、254，该多个连通路154、254连通各主流路152、252并且在流动方向X上彼此隔开间隔地设置。第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。

根据这种结构，由于起到上述作用1，因此从氧化剂气体供给口16流入的氧化剂气体容易从第1流路部151流向第2流路部251，能够使氧化剂气体遍及气体流路部51的更广的范围。因此，能够提高氧化剂气体的分配性。

(2)第2流路部251的各对置部260设置在比第1流路部151的各对置部160在对置方向Y上远离发电部11的位置。

根据这种结构，形成第2流路部251的各主流路252的对置部260设置在比形成第1流路部151的各主流路152的对置部160在对置方向Y上远离发电部11的位置。因此，第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。

如上所述，根据上述结构，通过变更对置部260离发电部11的距离这种简单的结构变更，能够使第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。

(3)第2流路部251的各对置部260中在正交方向Z上的宽度W2，比第1流路部151的各对置部160中在正交方向Z上的宽度W1大。

根据这种结构，形成第2流路部251的各主流路252的对置部260的宽度W2，比形成第1流路部151的各主流路152的对置部160的宽度W1大。因此，第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。

如上所述，根据上述结构，通过变更对置部260在正交方向Z上的宽度W2这种简单的结构变更，能够使第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。

(4)第3流路部351中的各主流路352的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积小。

根据这种结构，由于起到上述作用2，因此能够进一步提高氧化剂气体的分配性。

(5)第3流路部351的各对置部360设置在比第1流路部151的各对置部160在对置方向Y上靠近发电部11的位置。

根据这种结构，形成第3流路部351的各主流路352的对置部360设置在比形成第1流路部151的各主流路152的对置部160在对置方向Y上靠近发电部11的位置。因此，第3流路部351中的各主流路352的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积小。

如上所述，根据上述结构，通过变更对置部360离发电部11的距离这种简单的结构变更，能够使第3流路部351中的各主流路352的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积小。

(6)第1流路部151的各对置部160与第3流路部351的各对置部360经由阶梯部52连结。

根据这种结构，由于沿着流动方向X流动的反应气体冲撞到阶梯部52，因此第1流路部151与第3流路部351的边界部分上的氧化剂气体的压力损失容易变大。由此，能够增大第1流路部151与第3流路部351的氧化剂气体的压力损失差。

(7)第2流路部251中的各连通路254的流路截面积，比第1流路部151中的各连通路154的流路截面积大。

根据这种结构，由于起到上述作用3，因此能够进一步提高氧化剂气体的分配性。

(8)第3流路部351中的各连通路354的流路截面积，比第1流路部151中的各连通路154的流路截面积小。

根据这种结构，由于起到上述作用4，因此能够进一步提高氧化剂气体的分配性。

<变更例>

能够如下所述变更本实施方式来实施。能够在技术上不矛盾的范围内将本实施方式和以下的变更例彼此组合来实施。

·如图13所示，在流动方向X的下游侧还能够通过第3流路部351来构成与第1流路部151和第2流路部251双方邻接的部分。此时，氧化剂气体难以从第2流路部251流向第3流路部351，因此容易在正交方向Z上流动。

·如图14所示，还能够在气体流路部51中的、与第1流路部151的正交方向Z的两侧邻接的部分设置第2流路部251。

·在本实施方式中，虽然第1流路部151的各副流路155的流路截面积与第2流路部251的各副流路255的流路截面积相同，但是如图15所示，还能够使各副流路255的流路截面积比各副流路155的流路截面积大。此时，第2流路部251的各副流路255中的氧化剂气体的压力损失，比第1流路部151的各副流路155中的氧化剂气体的压力损失小。由此，从氧化剂气体供给口16流入到第1流路部151的氧化剂气体，容易经由第2流路部251中的各副流路255流入到第2流路部251。即，从氧化剂气体供给口16流入的氧化剂气体容易从第1流路部151流向第2流路部251，能够使氧化剂气体遍及气体流路部51的更广的范围。另外，在本变更例中，通过使各倾斜部273、283的相对于对置方向Y的倾斜角度，比各倾斜部173、183的相对于对置方向Y的倾斜角度小，从而使各副流路255的流路截面积比各副流路155的流路截面积大。

·在本实施方式中，虽然第1流路部151的各副流路155的流路截面积与第3流路部351的各副流路355的流路截面积相同，但是如图16所示，还能够使各副流路355的流路截面积比各副流路155的流路截面积小。此时，第3流路部351的各副流路355中的氧化剂气体的压力损失，比第1流路部151的各副流路155中的氧化剂气体的压力损失大。由此，从氧化剂气体供给口16流入到第1流路部151的氧化剂气体，比第3流路部351中的各副流路355更容易经过第2流路部251中的各副流路255而流入第2流路部251。即，从氧化剂气体供给口16流入的氧化剂气体容易从第1流路部151流向第2流路部251，能够使氧化剂气体遍及气体流路部51的更广的范围。另外，在本变更例中，通过使各倾斜部373、383的相对于对置方向Y的倾斜角度，比各倾斜部173、183的相对于对置方向Y的倾斜角度大，从而使各副流路355的流路截面积比各副流路155的流路截面积小。

·还能够使第1流路部151中的各第1凸部171、181的顶部的长度L1，与第3流路部351中的各第1凸部371、381的顶部的长度L3相同。即使在此时，由于第3流路部351的各对置部360比第1流路部151的各对置部160在对置方向Y上靠近发电部11，因此第3流路部351中的各主流路352的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积小。因此，能够起到上述效果(4)。

·还能够使第1流路部151中的各第1凸部171、181的顶部的长度L1与第2流路部251中的各第1凸部271、281的顶部的长度L2相同。即使在此时，第2流路部251的各对置部260比第1流路部151的各对置部160在对置方向Y上远离发电部11，并且各对置部260的宽度W2比各对置部160的宽度W1大。因此，第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。因此，能够起到上述效果(1)～效果(3)。

·通过变更各倾斜部173、183、273、283、373、383的倾斜角度，从而还能够变更各连通路154、254、354的流路截面积。

·在本实施方式中，在第1流路部151中，在正交方向Z上排列的两个对置部160彼此之间，设置有波状部170和波状部180。代替这些，也可以在两个对置部160彼此之间，仅设置一个波状部170或一个波状部180，也可以设置三个以上的波状部170、180。另外，能够在第2流路部251和第3流路部351中也进行相同的变更。

·对置部160、260、360也可以以越朝向流动方向X的下游侧越在对置方向Y上靠近发电部11侧的方式倾斜。此时，越朝向流动方向X的下游侧，氧化剂气体的压力损失越慢慢变大。

·第3流路部351的各对置部360的离发电部11的距离与第1流路部151的各对置部160的离发电部11的距离也可以相同。即使在此时，第3流路部351中的各第1凸部371、381的顶部的长度L3，也比第1流路部151中的各第1凸部171、181的顶部的长度L1短。因此，第3流路部351的各连通路354的流路截面积，比第1流路部151的各连通路154的流路截面积小。因此，能够起到上述效果(8)。

·能够使第3流路部351的各对置部360的离发电部11的距离与第1流路部151的各对置部160的离发电部11的距离相同，并且使第3流路部351中的各第1凸部371、381的顶部的长度L3与第1流路部151中的各第1凸部171、181的顶部的长度L1相同。即使在此时，第2流路部251的各对置部260比第1流路部151的各对置部160在对置方向Y上远离发电部11，并且各对置部260的宽度W2比各对置部160的宽度W1大。另外，第2流路部251中的各第1凸部271、281的顶部的长度L2，比第1流路部151中的各第1凸部171、181的顶部的长度L1长。因为这些，第2流路部251中的各主流路252的流路截面积，比第1流路部151中的各主流路152的流路截面积大。因此，能够起到上述效果(1)～效果(3)。

·只要第2流路部251的各对置部260设置在比第1流路部151的各对置部160在对置方向Y上远离发电部11的位置，则各对置部260的宽度W2与各对置部160的宽度W1也可以相同。

·只要第2流路部251的各对置部260的宽度W2，比第1流路部151的各对置部160的宽度W1大，则各对置部260的离发电部11的距离与各对置部160的离发电部11的距离也可以相同。

·虽然本实施方式的气体流路形成板50设置在供给氧化剂气体的阴极侧，但是还能够设置在供给燃料气体的阳极侧。

·能够适当变更气体流路部51中的第1流路部151、第2流路部251以及第3流路部351以外部分的形状。例如，还能够使上述部分具有与第1流路部151相同的形状。

附图标记说明

10…单电池，11…发电部，12…燃料气体供给口，13…燃料气体排出口，14…冷却水供给口，15…冷却水排出口，16…氧化剂气体供给口，17…氧化剂气体排出口，18…间隔部，20…MEGA，21…膜电极接合体，22…电解质膜，23…电极催化剂层，24…阳极侧气体扩散层，25…阴极侧气体扩散层，30…第1隔板，31…燃料气体流路，32…冷却水流路，40…第2隔板，50…气体流路形成板，51…气体流路部，52…阶梯部，60…框构件，151…第1流路部，152、252、352…主流路，153、253、353…水路，154、254、354…连通路，155、255、355…副流路，160、260、360…对置部，170、270、370…波状部，171、271、371…第1凸部，172、272、372…第2凸部，173、273、373…倾斜部，180、280、380…波状部，181、281、381…第1凸部，182、282、382…第2凸部，183、283、383…倾斜部，251…第2流路部，351…第3流路部。

Claims (7)

1.一种燃料电池堆，具备彼此层叠的多个单电池，各单电池具备：片状的发电部；一对隔板，所述一对隔板在厚度方向上夹持所述发电部；气体流路形成板，其设置在所述一对隔板中的至少一方与所述发电部之间，并构成供反应气体流通的气体流路部；以及框构件，其设置在所述气体流路形成板的周围，并具有对所述气体流路部供给所述反应气体的供给口以及从所述气体流路部排出所述反应气体的排出口，在所述燃料电池堆中，

在将所述反应气体从所述供给口向所述排出口的流动方向作为流动方向，将所述发电部与所述气体流路部对置的方向作为对置方向，将与所述流动方向和所述对置方向双方正交的方向作为正交方向时，

所述气体流路部具有多个对置部，多个所述对置部沿着所述流动方向延伸并且在所述正交方向上彼此并列设置，并且与所述发电部对置，

在各对置部与所述发电部之间形成有主流路，

在所述气体流路部形成有多个连通路，多个所述连通路连通所述主流路的各自并且沿着所述流动方向彼此隔开间隔地设置，

所述气体流路部包含：第1流路部，其在所述流动方向上与所述供给口邻接；以及第2流路部，其在所述正交方向上与所述第1流路部邻接，

所述第2流路部中的所述主流路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述主流路各自的流路截面积大。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，

所述第2流路部的所述对置部各自设置于比所述第1流路部的所述对置部各自在所述对置方向上远离所述发电部的位置。

3.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，

所述第2流路部的所述对置部各自在所述正交方向上的宽度，比所述第1流路部的所述对置部各自在所述正交方向上的宽度大。

4.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，

所述气体流路部包含第3流路部，该第3流路部在所述流动方向的下游侧与所述第1流路部邻接，

所述第3流路部中的所述主流路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述主流路各自的流路截面积小。

5.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其中，

所述第3流路部的所述对置部各自设置于比所述第1流路部的所述对置部各自在所述对置方向上靠近所述发电部的位置。

6.根据权利要求5所述的燃料电池堆，其中，

所述第1流路部的所述对置部各自与所述第3流路部的所述对置部各自经由阶梯部连结。

7.根据权利要求1~3中的任意一项所述的燃料电池堆，其中，

所述气体流路部具备多个波状部，多个所述波状部一体地设置在各对置部的所述正交方向两侧，并且与所述正交方向正交的截面形状呈波形状，

各波状部具备：多个第1凸部，多个所述第1凸部比所述对置部向所述发电部侧突出并且抵接到所述发电部；以及多个第2凸部，多个所述第2凸部比所述对置部向所述隔板侧突出并且抵接到所述隔板，所述第1凸部和所述第2凸部在所述流动方向上交替地排列设置，

所述连通路各自由所述第1凸部和所述对置部区划而成，

所述第2流路部中的所述连通路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述连通路各自的流路截面积大，

所述气体流路部包含第3流路部，该第3流路部在所述流动方向的下游侧与所述第1流路部邻接，

所述第3流路部中的所述连通路各自的流路截面积，比所述第1流路部中的所述连通路各自的流路截面积小。