JP2000090947A - 燃料電池 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で、良好なガス拡散性および排水性
を確保することを可能にする。 【解決手段】第１および第２セパレータ１４、１６は、
燃料ガス流路４０および酸化剤ガス流路６０を有する。
燃料ガス流路４０は、第１セパレータ１４の面１４ａ内
において、入口孔部３２ａから出口孔部３６に蛇行して
連なる第１〜第３主流路溝４２、４４および４６と、前
記第１〜第３主流路溝４２、４４および４６に合流する
第１および第２補助流路溝４８、５０とを備えている。
を確保することを可能にする。 【解決手段】第１および第２セパレータ１４、１６は、
燃料ガス流路４０および酸化剤ガス流路６０を有する。
燃料ガス流路４０は、第１セパレータ１４の面１４ａ内
において、入口孔部３２ａから出口孔部３６に蛇行して
連なる第１〜第３主流路溝４２、４４および４６と、前
記第１〜第３主流路溝４２、４４および４６に合流する
第１および第２補助流路溝４８、５０とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質をアノード
側電極とカソード側電極とで挟んで構成される単位燃料
電池セルと、前記単位燃料電池セルを挟持する第１およ
び第２セパレータとを備えた燃料電池に関する。
側電極とカソード側電極とで挟んで構成される単位燃料
電池セルと、前記単位燃料電池セルを挟持する第１およ
び第２セパレータとを備えた燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池は、高分
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成された単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されており、通常、前記単
位燃料電池セルと前記セパレータとを所定数だけ積層し
て燃料電池スタックとして使用されている。
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成された単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されており、通常、前記単
位燃料電池セルと前記セパレータとを所定数だけ積層し
て燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】この種の燃料電池において、アノード側電
極に供給された燃料ガス、例えば、水素ガスは、触媒電
極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質を介
してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電
子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして
利用される。カソード側電極には、酸化剤ガス、例え
ば、酸素ガスあるいは空気が供給されているために、こ
のカソード側電極において、前記水素イオン、電子およ
び酸素が反応して水が生成される。
極に供給された燃料ガス、例えば、水素ガスは、触媒電
極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質を介
してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電
子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして
利用される。カソード側電極には、酸化剤ガス、例え
ば、酸素ガスあるいは空気が供給されているために、こ
のカソード側電極において、前記水素イオン、電子およ
び酸素が反応して水が生成される。
【０００４】ところで、アノード側電極およびカソード
側電極にそれぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給する
ために、通常、触媒電極層（電極面）に導電性を有する
多孔質層、例えば、多孔質カーボンペーパがセパレータ
により挟持されるとともに、各セパレータの互いに対向
する面には、均一な幅寸法に設定された１本または複数
本のガス流路が設けられている。
側電極にそれぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給する
ために、通常、触媒電極層（電極面）に導電性を有する
多孔質層、例えば、多孔質カーボンペーパがセパレータ
により挟持されるとともに、各セパレータの互いに対向
する面には、均一な幅寸法に設定された１本または複数
本のガス流路が設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、ガス流路に供給された燃料ガスや酸化剤ガス
がセパレータの面内で消費されるため、このガス流路の
出口付近における単位面積当たりの反応分子数が該ガス
流路の入口側に比べて減少してしまう。これにより、電
極面内での反応が不均一になり、セル性能が不安定にな
るという問題が指摘されている。
構成では、ガス流路に供給された燃料ガスや酸化剤ガス
がセパレータの面内で消費されるため、このガス流路の
出口付近における単位面積当たりの反応分子数が該ガス
流路の入口側に比べて減少してしまう。これにより、電
極面内での反応が不均一になり、セル性能が不安定にな
るという問題が指摘されている。
【０００６】さらに、ガス流路内には、凝結水分や反応
によって生成された水分が、液体（水）の状態で存在す
ることがある。この水が多孔質層に蓄積されると、燃料
ガスおよび酸化剤ガスの触媒電極層への拡散性が低下し
てしまい、セル性能が著しく悪くなるおそれがある。
によって生成された水分が、液体（水）の状態で存在す
ることがある。この水が多孔質層に蓄積されると、燃料
ガスおよび酸化剤ガスの触媒電極層への拡散性が低下し
てしまい、セル性能が著しく悪くなるおそれがある。
【０００７】そこで、例えば、特開平６−２６７５６４
号公報に開示されているように、アノード極に燃料を供
給する燃料流路を有した燃料配流板と、カソード極に酸
化剤を供給する酸化剤流路を有した酸化剤配流板とを具
備し、前記酸化剤配流板の酸化剤流路の深さあるいは幅
の少なくともいずれかを酸化剤の上流流路域から下流流
路域に沿って徐々に小さくした燃料電池が知られてい
る。
号公報に開示されているように、アノード極に燃料を供
給する燃料流路を有した燃料配流板と、カソード極に酸
化剤を供給する酸化剤流路を有した酸化剤配流板とを具
備し、前記酸化剤配流板の酸化剤流路の深さあるいは幅
の少なくともいずれかを酸化剤の上流流路域から下流流
路域に沿って徐々に小さくした燃料電池が知られてい
る。
【０００８】ところが、上記の従来技術では、酸化剤流
路の上流流路域の深さが大きくなってセパレータ自体が
相当に肉厚なものとなってしまう。これにより、燃料電
池全体の小型化が容易に遂行されないという問題が指摘
されている。しかも、ガス流路の上流から下流に向かっ
て深さを徐々に小さくする加工作業が、極めて煩雑なも
のになるという問題がある。
路の上流流路域の深さが大きくなってセパレータ自体が
相当に肉厚なものとなってしまう。これにより、燃料電
池全体の小型化が容易に遂行されないという問題が指摘
されている。しかも、ガス流路の上流から下流に向かっ
て深さを徐々に小さくする加工作業が、極めて煩雑なも
のになるという問題がある。
【０００９】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、簡単な構成で、良好なガス拡散性および排水性を確
保することが可能な燃料電池を提供することを目的とす
る。
り、簡単な構成で、良好なガス拡散性および排水性を確
保することが可能な燃料電池を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料電池で
は、単位燃料電池セルを挟持する第１および第２セパレ
ータが、アノード側電極およびカソード側電極に燃料ガ
スおよび酸化剤ガスを供給する第１および第２ガス流路
を有するとともに、少なくともこの第１または第２ガス
流路が、ガス入口側からガス出口側に重力方向に蛇行し
て連なる主流路溝と、このガス入口側から重力方向に直
線的に設けられて前記主流路溝に合流する補助流路溝と
を備えている。
は、単位燃料電池セルを挟持する第１および第２セパレ
ータが、アノード側電極およびカソード側電極に燃料ガ
スおよび酸化剤ガスを供給する第１および第２ガス流路
を有するとともに、少なくともこの第１または第２ガス
流路が、ガス入口側からガス出口側に重力方向に蛇行し
て連なる主流路溝と、このガス入口側から重力方向に直
線的に設けられて前記主流路溝に合流する補助流路溝と
を備えている。
【００１１】このため、ガス入口側からガス出口側に向
かって主流路溝を流れるガスが消費される際、この主流
路溝に合流する補助流路溝からガスが供給され、前記主
流路溝でのガス流速の減少を有効に阻止することができ
る。従って、主流路溝でガスが加速され、ガス流速が速
くなって排水性を確実に向上させることが可能になる。
しかも、第１または第２セパレータの面内におけるガス
の圧損を低減し得るとともに、補助流路溝を流れるガス
が反応して前記第１または第２セパレータの面内におけ
る反応面積の増加を図ることができる。
かって主流路溝を流れるガスが消費される際、この主流
路溝に合流する補助流路溝からガスが供給され、前記主
流路溝でのガス流速の減少を有効に阻止することができ
る。従って、主流路溝でガスが加速され、ガス流速が速
くなって排水性を確実に向上させることが可能になる。
しかも、第１または第２セパレータの面内におけるガス
の圧損を低減し得るとともに、補助流路溝を流れるガス
が反応して前記第１または第２セパレータの面内におけ
る反応面積の増加を図ることができる。
【００１２】ここで、本発明では、補助流路溝がガス入
口側に連通する直線部位と、この直線部位の途上からそ
れぞれ分岐して湾曲し、主流路溝の屈曲部に連通する複
数の合流部位とを備えている。このため、補助流路溝を
流れるガスの流速が低下することを有効に阻止して、主
流路溝の各屈曲部に所望の流速でガスを円滑に供給する
ことができる。
口側に連通する直線部位と、この直線部位の途上からそ
れぞれ分岐して湾曲し、主流路溝の屈曲部に連通する複
数の合流部位とを備えている。このため、補助流路溝を
流れるガスの流速が低下することを有効に阻止して、主
流路溝の各屈曲部に所望の流速でガスを円滑に供給する
ことができる。
【００１３】また、補助流路溝が、ガス入口側に連通す
る直線部位と、この直線部位の終端に連続して湾曲し、
主流路溝の屈曲部に連通する合流部位とを備えるととも
に、前記補助流路溝が複数本設けられている。従って、
各補助流路溝から主流路溝に加速されたガスを確実に供
給することができ、この主流路溝内での排水性を向上さ
せることが可能になる。
る直線部位と、この直線部位の終端に連続して湾曲し、
主流路溝の屈曲部に連通する合流部位とを備えるととも
に、前記補助流路溝が複数本設けられている。従って、
各補助流路溝から主流路溝に加速されたガスを確実に供
給することができ、この主流路溝内での排水性を向上さ
せることが可能になる。
【００１４】さらに、主流路溝がガス入口側の溝本数を
ガス出口側の溝本数よりも多く設定されている。これに
より、ガスの消費に伴って溝本数が減少するため、ガス
出口側の単位面積当たりの反応分子数がガス入口側に比
べて減少することがなく、電極面内での反応の均一化を
図ることができる。
ガス出口側の溝本数よりも多く設定されている。これに
より、ガスの消費に伴って溝本数が減少するため、ガス
出口側の単位面積当たりの反応分子数がガス入口側に比
べて減少することがなく、電極面内での反応の均一化を
図ることができる。
【００１５】さらにまた、本発明では、少なくとも第１
または第２ガス流路が、第１または第２セパレータの面
内において、上部側のガス入口側から下方向に向かって
面方向一側部側に傾斜した後、屈曲して下方向に向かっ
て面方向他側部側に傾斜して下部側のガス出口側に連な
る流路溝を備えている。従って、第１または第２ガス流
路を第１または第２セパレータの面内に対し電極面に沿
って設けるとともに、流路溝が下方向に向かって傾斜し
ており、前記流路溝内の生成水が重力の作用下にガス出
口側に自由落下する。これにより、流路溝内の生成水の
排出性が大幅に向上する。
または第２ガス流路が、第１または第２セパレータの面
内において、上部側のガス入口側から下方向に向かって
面方向一側部側に傾斜した後、屈曲して下方向に向かっ
て面方向他側部側に傾斜して下部側のガス出口側に連な
る流路溝を備えている。従って、第１または第２ガス流
路を第１または第２セパレータの面内に対し電極面に沿
って設けるとともに、流路溝が下方向に向かって傾斜し
ており、前記流路溝内の生成水が重力の作用下にガス出
口側に自由落下する。これにより、流路溝内の生成水の
排出性が大幅に向上する。
【００１６】ここで、流路溝が第１または第２セパレー
タの面中央部から面方向両側部側に向かって多列に配置
されている。このため、電極面に対してガスを均一かつ
確実に供給することが可能になる。
タの面中央部から面方向両側部側に向かって多列に配置
されている。このため、電極面に対してガスを均一かつ
確実に供給することが可能になる。
【００１７】また、本発明では、少なくとも第１または
第２ガス流路が、第１または第２セパレータの面内にお
いて、横方向に分割されかつ上部側のガス入口側から下
部側のガス出口側にそれぞれ独立して重力方向に蛇行し
ながら連通する複数本の流路溝を備えている。これによ
り、ガス入口側からガス出口側に至る各流路溝の溝長さ
を一挙に短尺化することができ、前記流路溝内で生成さ
れる水の排出性が大幅に向上する。しかも、各流路溝の
溝長さを短尺化することにより、酸化剤ガスまたは燃料
ガスの濃度分布のバラツキを少なくすることができ、燃
料電池の発電性能を有効に向上させることが可能にな
る。
第２ガス流路が、第１または第２セパレータの面内にお
いて、横方向に分割されかつ上部側のガス入口側から下
部側のガス出口側にそれぞれ独立して重力方向に蛇行し
ながら連通する複数本の流路溝を備えている。これによ
り、ガス入口側からガス出口側に至る各流路溝の溝長さ
を一挙に短尺化することができ、前記流路溝内で生成さ
れる水の排出性が大幅に向上する。しかも、各流路溝の
溝長さを短尺化することにより、酸化剤ガスまたは燃料
ガスの濃度分布のバラツキを少なくすることができ、燃
料電池の発電性能を有効に向上させることが可能にな
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る燃料電池１０の要部分解斜視図である。燃料電池
１０は、単位燃料電池セル１２と、この単位燃料電池セ
ル１２を挟持する第１および第２セパレータ１４、１６
とを備え、必要に応じてこれらが複数組だけ積層されて
燃料電池スタックを構成している。
に係る燃料電池１０の要部分解斜視図である。燃料電池
１０は、単位燃料電池セル１２と、この単位燃料電池セ
ル１２を挟持する第１および第２セパレータ１４、１６
とを備え、必要に応じてこれらが複数組だけ積層されて
燃料電池スタックを構成している。
【００１９】単位燃料電池セル１２は、固体高分子電解
質膜１８と、この電解質膜１８を挟んで配設されるアノ
ード側電極２０およびカソード側電極２２とを有する。
質膜１８と、この電解質膜１８を挟んで配設されるアノ
ード側電極２０およびカソード側電極２２とを有する。
【００２０】単位燃料電池セル１２の両側には、第１お
よび第２ガスケット２４、２６が設けられ、前記第１ガ
スケット２４は、アノード側電極２０を収納するための
大きな開口部２８を有する一方、前記第２ガスケット２
６は、カソード側電極２２を収納するための大きな開口
部３０を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第
２ガスケット２４、２６とが、第１および第２セパレー
タ１４、１６によって挟持される。
よび第２ガスケット２４、２６が設けられ、前記第１ガ
スケット２４は、アノード側電極２０を収納するための
大きな開口部２８を有する一方、前記第２ガスケット２
６は、カソード側電極２２を収納するための大きな開口
部３０を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第
２ガスケット２４、２６とが、第１および第２セパレー
タ１４、１６によって挟持される。
【００２１】図１〜図３に示すように、第１および第２
セパレータ１４、１６は、それぞれの上部側に水素ガス
等の燃料ガスを通過させるための入口孔部３２ａ、３２
ｂと、酸素または空気である酸化剤ガスを通過させるた
めの入口孔部３４ａ、３４ｂとを設ける。第１セパレー
タ１４の下部側には、燃料ガスを通過させるための出口
孔部３６と、酸化剤ガスを通過させるための出口孔部３
８とが設けられる。
セパレータ１４、１６は、それぞれの上部側に水素ガス
等の燃料ガスを通過させるための入口孔部３２ａ、３２
ｂと、酸素または空気である酸化剤ガスを通過させるた
めの入口孔部３４ａ、３４ｂとを設ける。第１セパレー
タ１４の下部側には、燃料ガスを通過させるための出口
孔部３６と、酸化剤ガスを通過させるための出口孔部３
８とが設けられる。
【００２２】図２に示すように、第１セパレータ１４の
アノード側電極２０に対向する面１４ａには、入口孔部
３２ａ、３２ｂと出口孔部３６とを連通する燃料ガス流
路（第１ガス流路）４０が形成される。燃料ガス流路４
０は、入口孔部３２ａに連通して面１４ａ内において重
力方向（矢印Ａ方向）に向かって蛇行する第１および第
２主流路溝４２、４４と、前記第１および第２主流路溝
４２、４４が一体的に合流した後に出口孔部３６に連通
する第３主流路溝４６と、入口孔部３２ａ、３２ｂから
重力方向に直線的に設けられて前記第１〜第３主流路溝
４２、４４および４６に合流する第１および第２補助流
路溝４８、５０とを備える。
アノード側電極２０に対向する面１４ａには、入口孔部
３２ａ、３２ｂと出口孔部３６とを連通する燃料ガス流
路（第１ガス流路）４０が形成される。燃料ガス流路４
０は、入口孔部３２ａに連通して面１４ａ内において重
力方向（矢印Ａ方向）に向かって蛇行する第１および第
２主流路溝４２、４４と、前記第１および第２主流路溝
４２、４４が一体的に合流した後に出口孔部３６に連通
する第３主流路溝４６と、入口孔部３２ａ、３２ｂから
重力方向に直線的に設けられて前記第１〜第３主流路溝
４２、４４および４６に合流する第１および第２補助流
路溝４８、５０とを備える。
【００２３】第１および第２主流路溝４２、４４は、第
１セパレータ１４の上部側から下方向（矢印Ａ方向）に
向かって互いの離間間隔およびそれぞれの流路溝間隔が
大きくなるように構成されており、出口孔部３６側で互
いに合流して第３主流路溝４６が設けられる。第１およ
び第２補助流路溝４８、５０は、入口孔部３２ａ、３２
ｂに連通して矢印Ａ方向に延在する直線部位５２、５４
と、前記直線部位５２、５４の途上からそれぞれ分岐し
て湾曲し、第１および第２主流路溝４２、４４の屈曲部
に連通する複数の合流部位５６ａ〜５６ｄおよび５８ａ
〜５８ｄとを備えている。
１セパレータ１４の上部側から下方向（矢印Ａ方向）に
向かって互いの離間間隔およびそれぞれの流路溝間隔が
大きくなるように構成されており、出口孔部３６側で互
いに合流して第３主流路溝４６が設けられる。第１およ
び第２補助流路溝４８、５０は、入口孔部３２ａ、３２
ｂに連通して矢印Ａ方向に延在する直線部位５２、５４
と、前記直線部位５２、５４の途上からそれぞれ分岐し
て湾曲し、第１および第２主流路溝４２、４４の屈曲部
に連通する複数の合流部位５６ａ〜５６ｄおよび５８ａ
〜５８ｄとを備えている。
【００２４】図３に示すように、第２セパレータ１６の
カソード側電極２２に対向する面１６ａには、入口孔部
３４ａ、３４ｂと出口孔部３８とを連通する酸化剤ガス
流路（第２ガス流路）６０が形成される。この酸化剤ガ
ス流路６０は、燃料ガス流路４０と同様に構成されてお
り、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳
細な説明は省略する。
カソード側電極２２に対向する面１６ａには、入口孔部
３４ａ、３４ｂと出口孔部３８とを連通する酸化剤ガス
流路（第２ガス流路）６０が形成される。この酸化剤ガ
ス流路６０は、燃料ガス流路４０と同様に構成されてお
り、同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳
細な説明は省略する。
【００２５】このように構成される第１の実施形態に係
る燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
る燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００２６】燃料電池１０内には、燃料ガスおよび酸化
剤ガスが供給され、この燃料ガスが第１セパレータ１４
の入口孔部３２ａ、３２ｂから燃料ガス流路４０に導入
される。具体的には、図２に示すように、入口孔部３２
ａから第１および第２主流路溝４２、４４に供給された
燃料ガスは、第１セパレータ１４の面１４ａに沿って蛇
行しながら重力方向に移動し、第３主流路溝４６に合流
して出口孔部３６に移動する。その際、燃料ガス中に含
まれる水素ガスが、単位燃料電池セル１２のアノード側
電極２０に供給される。
剤ガスが供給され、この燃料ガスが第１セパレータ１４
の入口孔部３２ａ、３２ｂから燃料ガス流路４０に導入
される。具体的には、図２に示すように、入口孔部３２
ａから第１および第２主流路溝４２、４４に供給された
燃料ガスは、第１セパレータ１４の面１４ａに沿って蛇
行しながら重力方向に移動し、第３主流路溝４６に合流
して出口孔部３６に移動する。その際、燃料ガス中に含
まれる水素ガスが、単位燃料電池セル１２のアノード側
電極２０に供給される。
【００２７】ここで、第１の実施形態では、入口孔部３
２ａ、３２ｂから重力方向に向かって第１および第２補
助流路溝４８、５０が設けられ、この第１および第２補
助流路溝４８、５０を構成する直線部位５２、５４から
それぞれ分岐する合流部位５６ａ〜５６ｄおよび５８ａ
〜５８ｄが第１〜第３主流路溝４２、４４および４６の
屈曲部に連通している。
２ａ、３２ｂから重力方向に向かって第１および第２補
助流路溝４８、５０が設けられ、この第１および第２補
助流路溝４８、５０を構成する直線部位５２、５４から
それぞれ分岐する合流部位５６ａ〜５６ｄおよび５８ａ
〜５８ｄが第１〜第３主流路溝４２、４４および４６の
屈曲部に連通している。
【００２８】このため、第１〜第３主流路溝４２、４４
および４６からアノード側電極２０に水素ガスが供給さ
れて燃料ガスが消費される際、第１および第２補助流路
溝４８、５０から前記第１〜第３主流路溝４２、４４お
よび４６に燃料ガスが導入され、該第１〜第３主流路溝
４２、４４および４６内のガス流速を向上させることが
できる。これにより、ガス流の乱れを惹起させてガス拡
散性を有効に上げるとともに、排水性の向上を図ること
が可能になるという効果が得られる。
および４６からアノード側電極２０に水素ガスが供給さ
れて燃料ガスが消費される際、第１および第２補助流路
溝４８、５０から前記第１〜第３主流路溝４２、４４お
よび４６に燃料ガスが導入され、該第１〜第３主流路溝
４２、４４および４６内のガス流速を向上させることが
できる。これにより、ガス流の乱れを惹起させてガス拡
散性を有効に上げるとともに、排水性の向上を図ること
が可能になるという効果が得られる。
【００２９】しかも、第１および第２補助流路溝４８、
５０に供給される燃料ガスが反応に供されるため、第１
セパレータ１４の面１４ａにおける反応面積の増加が容
易に図られる。さらに、第１および第２補助流路溝４
８、５０から燃料ガスの補充が行われるため、第１セパ
レータ１４内におけるガスの圧損を有効に低減すること
が可能になる。
５０に供給される燃料ガスが反応に供されるため、第１
セパレータ１４の面１４ａにおける反応面積の増加が容
易に図られる。さらに、第１および第２補助流路溝４
８、５０から燃料ガスの補充が行われるため、第１セパ
レータ１４内におけるガスの圧損を有効に低減すること
が可能になる。
【００３０】さらにまた、第１および第２主流路溝４
２、４４が合流して第３主流路溝４６となるため、溝本
数が減少している。従って、第１および第２補助流路溝
４８、５０の作用と相俟って、単位面積当たりの反応分
子数が減少することがなく、アノード側電極２０の電極
面全体で均一かつ円滑な反応が有効に遂行されるという
利点がある。
２、４４が合流して第３主流路溝４６となるため、溝本
数が減少している。従って、第１および第２補助流路溝
４８、５０の作用と相俟って、単位面積当たりの反応分
子数が減少することがなく、アノード側電極２０の電極
面全体で均一かつ円滑な反応が有効に遂行されるという
利点がある。
【００３１】なお、第２セパレータ１６では、上記の第
１セパレータ１４と同様の作用効果が得られるものであ
り、その詳細な説明は省略する。
１セパレータ１４と同様の作用効果が得られるものであ
り、その詳細な説明は省略する。
【００３２】図４は、本発明の第２の実施形態に係る燃
料電池を構成する第１セパレータ７０の正面説明図であ
り、図５は、第２セパレータ７２の正面説明図である。
第１および第２セパレータ７０、７２は、それぞれの上
部側に燃料ガスを通過させるための入口孔部７４ａ、７
４ｂと、酸化剤ガスを通過させるための入口孔部７６
ａ、７６ｂとを設ける一方、それぞれの下部側には、燃
料ガスを通過させるための出口孔部７８と、酸化剤ガス
を通過させるための出口孔部８０とが設けられる。
料電池を構成する第１セパレータ７０の正面説明図であ
り、図５は、第２セパレータ７２の正面説明図である。
第１および第２セパレータ７０、７２は、それぞれの上
部側に燃料ガスを通過させるための入口孔部７４ａ、７
４ｂと、酸化剤ガスを通過させるための入口孔部７６
ａ、７６ｂとを設ける一方、それぞれの下部側には、燃
料ガスを通過させるための出口孔部７８と、酸化剤ガス
を通過させるための出口孔部８０とが設けられる。
【００３３】図４に示すように、第１セパレータ７０の
図示しないアノード側電極に対向する面７０ａには、燃
料ガス流路（第１ガス流路）８２が形成される。燃料ガ
ス流路８２は、入口孔部７４ａから出口孔部７８に蛇行
して連なる主流路溝８４と、前記入口孔部７４ａから前
記主流路溝８４に合流する第１補助流路溝８６ａ〜８６
ｅと、入口孔部７４ｂから前記主流路溝８４に合流する
第２補助流路溝８８ａ〜８８ｆとを備える。
図示しないアノード側電極に対向する面７０ａには、燃
料ガス流路（第１ガス流路）８２が形成される。燃料ガ
ス流路８２は、入口孔部７４ａから出口孔部７８に蛇行
して連なる主流路溝８４と、前記入口孔部７４ａから前
記主流路溝８４に合流する第１補助流路溝８６ａ〜８６
ｅと、入口孔部７４ｂから前記主流路溝８４に合流する
第２補助流路溝８８ａ〜８８ｆとを備える。
【００３４】第１補助流路溝８６ａ〜８６ｅおよび第２
補助流路溝８８ａ〜８８ｆは、それぞれ入口孔部７４
ａ、７４ｂに連通して重力方向に延在する直線部位９０
と、この直線部位９０の終端に連続して湾曲し、主流路
溝８４の各屈曲部に連通する合流部位９２とを備えてい
る。
補助流路溝８８ａ〜８８ｆは、それぞれ入口孔部７４
ａ、７４ｂに連通して重力方向に延在する直線部位９０
と、この直線部位９０の終端に連続して湾曲し、主流路
溝８４の各屈曲部に連通する合流部位９２とを備えてい
る。
【００３５】図５に示すように、第２セパレータ７２の
図示しないカソード側電極に対向する面７２ａには、酸
化剤ガス流路（第２ガス流路）１００が設けられる。こ
の酸化剤ガス流路１００は、入口孔部７６ａと出口孔部
８０とに蛇行して連なる主流路溝１０２と、前記入口孔
部７６ａから前記主流路溝１０２に連なる第１補助流路
溝１０４ａ〜１０４ｅと、入口孔部７６ｂから前記主流
路溝１０２に連なる第２補助流路溝１０６ａ〜１０６ｆ
とを備える。なお、燃料ガス流路８２と同一の構成要素
には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
図示しないカソード側電極に対向する面７２ａには、酸
化剤ガス流路（第２ガス流路）１００が設けられる。こ
の酸化剤ガス流路１００は、入口孔部７６ａと出口孔部
８０とに蛇行して連なる主流路溝１０２と、前記入口孔
部７６ａから前記主流路溝１０２に連なる第１補助流路
溝１０４ａ〜１０４ｅと、入口孔部７６ｂから前記主流
路溝１０２に連なる第２補助流路溝１０６ａ〜１０６ｆ
とを備える。なお、燃料ガス流路８２と同一の構成要素
には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
【００３６】このように構成される第２の実施形態で
は、図４に示すように、第１セパレータ７０において、
入口孔部７４ａから主流路溝８４に燃料ガスが供給され
ると、この燃料ガスは、前記主流路溝８４に沿って重力
方向に蛇行しながら出口孔部７８側に移動するととも
に、その途上で図示しないアノード側電極に供給され
る。その際、個別に設けられている第１補助流路溝８６
ａ〜８６ｅおよび第２補助流路溝８８ａ〜８８ｆを通っ
て主流路溝８４の屈曲部に燃料ガスが導入される。
は、図４に示すように、第１セパレータ７０において、
入口孔部７４ａから主流路溝８４に燃料ガスが供給され
ると、この燃料ガスは、前記主流路溝８４に沿って重力
方向に蛇行しながら出口孔部７８側に移動するととも
に、その途上で図示しないアノード側電極に供給され
る。その際、個別に設けられている第１補助流路溝８６
ａ〜８６ｅおよび第２補助流路溝８８ａ〜８８ｆを通っ
て主流路溝８４の屈曲部に燃料ガスが導入される。
【００３７】このため、主流路溝８４内でガスが加速さ
れて排水性が向上するとともに、ガスの圧損の低減が確
実に遂行される。特に、第１補助流路溝８６ａ〜８６ｅ
および第２補助流路溝８８ａ〜８８ｆがそれぞれ個別に
設けられるため、主流路溝８４の各屈曲部に対して燃料
ガスを所定の流速で確実に導入させることができるとい
う効果が得られる。なお、第２セパレータ７２において
も、第１セパレータ７０と同様の効果が得られる。
れて排水性が向上するとともに、ガスの圧損の低減が確
実に遂行される。特に、第１補助流路溝８６ａ〜８６ｅ
および第２補助流路溝８８ａ〜８８ｆがそれぞれ個別に
設けられるため、主流路溝８４の各屈曲部に対して燃料
ガスを所定の流速で確実に導入させることができるとい
う効果が得られる。なお、第２セパレータ７２において
も、第１セパレータ７０と同様の効果が得られる。
【００３８】図６は、本発明の第３の実施形態に係る燃
料電池１１０の要部分解斜視図である。なお、第１の実
施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
料電池１１０の要部分解斜視図である。なお、第１の実
施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３９】燃料電池１１０は、単位燃料電池セル１２
を挟持する第１および第２セパレータ１１２、１１４を
備える。第１および第２セパレータ１１２、１１４の上
部側には、燃料ガスを通過させるための入口孔部１１６
と、酸化剤ガスを通過させるための入口孔部１１８とが
設けられるとともに、前記第１および第２セパレータ１
１２、１１４の下部側には、燃料ガスを通過させるため
の出口孔部１２０と、酸化剤ガスを通過させるための出
口孔部１２２とが設けられる。
を挟持する第１および第２セパレータ１１２、１１４を
備える。第１および第２セパレータ１１２、１１４の上
部側には、燃料ガスを通過させるための入口孔部１１６
と、酸化剤ガスを通過させるための入口孔部１１８とが
設けられるとともに、前記第１および第２セパレータ１
１２、１１４の下部側には、燃料ガスを通過させるため
の出口孔部１２０と、酸化剤ガスを通過させるための出
口孔部１２２とが設けられる。
【００４０】図６および図７に示すように、第１セパレ
ータ１１２は、アノード側電極２０に対向する面１１２
ａに燃料ガス流路（第１ガス流路）１２４が形成され
る。燃料ガス流路１２４は、上部側の入口孔部１１６側
から下方向（矢印Ａ方向）に向かって面方向一側部側
（矢印Ｂ方向）に傾斜した後、屈曲して下方向に向かっ
て面方向他側部側（矢印Ｃ方向）に傾斜して下部側の出
口孔部１２０に連なる流路溝１２６ａと、この流路溝１
２６ａとは反対側に傾斜して前記出口孔部１２０に連な
る流路溝１２６ｂとを備える。この流路溝１２６ａ、１
２６ｂは、第１セパレータ１１２の面中央部から面方向
両側部側に向かって多列に配置されている。
ータ１１２は、アノード側電極２０に対向する面１１２
ａに燃料ガス流路（第１ガス流路）１２４が形成され
る。燃料ガス流路１２４は、上部側の入口孔部１１６側
から下方向（矢印Ａ方向）に向かって面方向一側部側
（矢印Ｂ方向）に傾斜した後、屈曲して下方向に向かっ
て面方向他側部側（矢印Ｃ方向）に傾斜して下部側の出
口孔部１２０に連なる流路溝１２６ａと、この流路溝１
２６ａとは反対側に傾斜して前記出口孔部１２０に連な
る流路溝１２６ｂとを備える。この流路溝１２６ａ、１
２６ｂは、第１セパレータ１１２の面中央部から面方向
両側部側に向かって多列に配置されている。
【００４１】図６に示すように、第２セパレータ１１４
は、カソード側電極２２に対向する面１１４ａに酸化剤
ガス流路（第２ガス流路）１２８が形成される。この酸
化剤ガス流路１２８は、燃料ガス流路１２４と同様に構
成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付
してその詳細な説明は省略する。なお、アノード側電極
２０およびカソード側電極２２は、第１および第２ガス
ケット２４、２６に対し傾斜して配置されている。
は、カソード側電極２２に対向する面１１４ａに酸化剤
ガス流路（第２ガス流路）１２８が形成される。この酸
化剤ガス流路１２８は、燃料ガス流路１２４と同様に構
成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付
してその詳細な説明は省略する。なお、アノード側電極
２０およびカソード側電極２２は、第１および第２ガス
ケット２４、２６に対し傾斜して配置されている。
【００４２】このように構成される第３の実施形態で
は、例えば、第１セパレータ１１２において、燃料ガス
が入口孔部１１６から燃料ガス流路１２４に供給される
と、この燃料ガスは、前記燃料ガス流路１２４を構成す
る各流路溝１２６ａに沿って一旦重力方向に向かって矢
印Ｂ方向に傾斜して自重により落下供給された後、重力
方向に向かって矢印Ｃ方向に傾斜して自重によって落下
供給され、出口孔部１２０側に移動しながらアノード側
電極２０に供給される。同様に、流路溝１２６ｂに導入
された燃料ガスは、重力方向に向かって矢印Ｃ方向に傾
斜して移動した後、重力方向に向かって矢印Ｂ方向に傾
斜して出口孔部１２０側に移動しながらアノード側電極
２０に供給される。
は、例えば、第１セパレータ１１２において、燃料ガス
が入口孔部１１６から燃料ガス流路１２４に供給される
と、この燃料ガスは、前記燃料ガス流路１２４を構成す
る各流路溝１２６ａに沿って一旦重力方向に向かって矢
印Ｂ方向に傾斜して自重により落下供給された後、重力
方向に向かって矢印Ｃ方向に傾斜して自重によって落下
供給され、出口孔部１２０側に移動しながらアノード側
電極２０に供給される。同様に、流路溝１２６ｂに導入
された燃料ガスは、重力方向に向かって矢印Ｃ方向に傾
斜して移動した後、重力方向に向かって矢印Ｂ方向に傾
斜して出口孔部１２０側に移動しながらアノード側電極
２０に供給される。
【００４３】このように、第３の実施形態では、燃料ガ
ス流路１２４が全体として略菱形状の流路を構成する流
路溝１２６ａ、１２６ｂを備えており、燃料ガスがこの
流路溝１２６ａ、１２６ｂに沿って重力の作用下に自由
落下しながらアノード側電極２０に供給される。従っ
て、流路溝１２６ａ、１２６ｂに反応生成水が残留する
ことがなく、簡単な構成で、この生成水の排出性が大幅
に向上するという効果が得られる。
ス流路１２４が全体として略菱形状の流路を構成する流
路溝１２６ａ、１２６ｂを備えており、燃料ガスがこの
流路溝１２６ａ、１２６ｂに沿って重力の作用下に自由
落下しながらアノード側電極２０に供給される。従っ
て、流路溝１２６ａ、１２６ｂに反応生成水が残留する
ことがなく、簡単な構成で、この生成水の排出性が大幅
に向上するという効果が得られる。
【００４４】なお、図７に示すように、燃料ガス流路１
２４を構成する流路溝１２６ａ、１２６ｂの間には、矢
印Ａ方向に指向して同一幅寸法を有する流路１３０が形
成されているが、図８に示すように、第１セパレータ１
１２の面１１２ａの中心に向かって上下方向から徐々に
幅狭となる流路１３２ａ、１３２ｂを設けることができ
る。これにより、燃料ガス流路１２４における燃料ガス
の流通性が一層向上することになる。
２４を構成する流路溝１２６ａ、１２６ｂの間には、矢
印Ａ方向に指向して同一幅寸法を有する流路１３０が形
成されているが、図８に示すように、第１セパレータ１
１２の面１１２ａの中心に向かって上下方向から徐々に
幅狭となる流路１３２ａ、１３２ｂを設けることができ
る。これにより、燃料ガス流路１２４における燃料ガス
の流通性が一層向上することになる。
【００４５】図９は、本発明の第４の実施形態に係る燃
料電池１４０の要部分解斜視図である。なお、第１の実
施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
料電池１４０の要部分解斜視図である。なお、第１の実
施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には、同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４６】燃料電池１４０は、単位燃料電池セル１２
を挟持する第１および第２セパレータ１４２、１４４を
備える。第１および第２セパレータ１４２、１４４は、
上部側に燃料ガスを通過させるための入口孔部１４６
ａ、１４６ｂと、酸化剤ガスを通過させるための入口孔
部１４８とが設けられ、その下部側には、燃料ガスを通
過させるための出口孔部１５０と酸化剤ガスを通過させ
るための出口孔部１５２ａ、１５２ｂとが設けられる。
を挟持する第１および第２セパレータ１４２、１４４を
備える。第１および第２セパレータ１４２、１４４は、
上部側に燃料ガスを通過させるための入口孔部１４６
ａ、１４６ｂと、酸化剤ガスを通過させるための入口孔
部１４８とが設けられ、その下部側には、燃料ガスを通
過させるための出口孔部１５０と酸化剤ガスを通過させ
るための出口孔部１５２ａ、１５２ｂとが設けられる。
【００４７】図９および図１０に示すように、第１セパ
レータ１４２のアノード側電極２０に対向する面１４２
ａには、入口孔部１４６ａ、１４６ｂと出口孔部１５０
とを連通する燃料ガス流路（第１ガス流路）１５４が形
成される。燃料ガス流路１５４は、入口孔部１４６ａと
出口孔部１５０とを連通する第１流路溝１５６と、入口
孔部１４６ｂと前記出口孔部１５０とを連通する第２流
路溝１５８とを有する。第１および第２流路溝１５６、
１５８は、それぞれ重力方向（矢印Ａ方向）に蛇行しな
がら設けられるとともに、面１４２ａの横方向（左右方
向）にそれぞれ独立して分割形成されている。
レータ１４２のアノード側電極２０に対向する面１４２
ａには、入口孔部１４６ａ、１４６ｂと出口孔部１５０
とを連通する燃料ガス流路（第１ガス流路）１５４が形
成される。燃料ガス流路１５４は、入口孔部１４６ａと
出口孔部１５０とを連通する第１流路溝１５６と、入口
孔部１４６ｂと前記出口孔部１５０とを連通する第２流
路溝１５８とを有する。第１および第２流路溝１５６、
１５８は、それぞれ重力方向（矢印Ａ方向）に蛇行しな
がら設けられるとともに、面１４２ａの横方向（左右方
向）にそれぞれ独立して分割形成されている。
【００４８】第２セパレータ１４４は、図９および図１
１に示すように、カソード側電極２２に対向する面１４
４ａに酸化剤ガス流路（第２ガス流路）１６０が形成さ
れる。酸化剤ガス流路１６０は、入口孔部１４８と出口
孔部１５２ａとを連通して重力方向に向かって蛇行する
第１流路溝１６２と、前記入口孔部１４８と出口孔部１
５２ｂとを連通して重力方向に蛇行する第２流路溝１６
４とを備えるとともに、前記第１および第２流路溝１６
２、１６４は、幅方向に分割されかつ独立して設けられ
ている。
１に示すように、カソード側電極２２に対向する面１４
４ａに酸化剤ガス流路（第２ガス流路）１６０が形成さ
れる。酸化剤ガス流路１６０は、入口孔部１４８と出口
孔部１５２ａとを連通して重力方向に向かって蛇行する
第１流路溝１６２と、前記入口孔部１４８と出口孔部１
５２ｂとを連通して重力方向に蛇行する第２流路溝１６
４とを備えるとともに、前記第１および第２流路溝１６
２、１６４は、幅方向に分割されかつ独立して設けられ
ている。
【００４９】このように構成される第４の実施形態で
は、例えば、図１０に示すように、第１セパレータ１４
２の入口孔部１４６ａ、１４６ｂから燃料ガス流路１５
４に燃料ガスが供給されると、この燃料ガスは、それぞ
れ独立して設けられている第１および第２流路溝１５
６、１５８に沿って重力方向に蛇行しながら移動する。
このため、燃料ガスは、第１および第２流路溝１５６、
１５８からアノード側電極２０に供給されるとともに、
残余の燃料ガスが出口孔部１５０に排出される。
は、例えば、図１０に示すように、第１セパレータ１４
２の入口孔部１４６ａ、１４６ｂから燃料ガス流路１５
４に燃料ガスが供給されると、この燃料ガスは、それぞ
れ独立して設けられている第１および第２流路溝１５
６、１５８に沿って重力方向に蛇行しながら移動する。
このため、燃料ガスは、第１および第２流路溝１５６、
１５８からアノード側電極２０に供給されるとともに、
残余の燃料ガスが出口孔部１５０に排出される。
【００５０】一方、図１１に示すように、第２セパレー
タ１４４の入口孔部１４８に供給された酸化剤ガスは、
それぞれ独立して設けられている第１および第２流路溝
１６２、１６４に沿って重力方向に蛇行しながら移動す
る。従って、酸化剤ガスは、第１および第２流路溝１６
２、１６４からカソード側電極２２に供給されるととも
に、残余の酸化剤ガスが出口孔部１５２ａ、１５２ｂに
排出される。
タ１４４の入口孔部１４８に供給された酸化剤ガスは、
それぞれ独立して設けられている第１および第２流路溝
１６２、１６４に沿って重力方向に蛇行しながら移動す
る。従って、酸化剤ガスは、第１および第２流路溝１６
２、１６４からカソード側電極２２に供給されるととも
に、残余の酸化剤ガスが出口孔部１５２ａ、１５２ｂに
排出される。
【００５１】このように、第４の実施形態では、例え
ば、第１セパレータ１４２の面１４２ａには、横方向に
分割されかつそれぞれ独立して入口孔部１４６ａ、１４
６ｂから出口孔部１５０に連通する第１および第２流路
溝１５６、１５８が設けられている。このため、第１お
よび第２流路溝１５６、１５８は、それぞれの流路長を
一挙に短尺化することができ、燃料ガスの濃度分布のバ
ラツキを小さくすることが可能になり、燃料電池１４０
の発電性能を有効に向上させるという効果がある。
ば、第１セパレータ１４２の面１４２ａには、横方向に
分割されかつそれぞれ独立して入口孔部１４６ａ、１４
６ｂから出口孔部１５０に連通する第１および第２流路
溝１５６、１５８が設けられている。このため、第１お
よび第２流路溝１５６、１５８は、それぞれの流路長を
一挙に短尺化することができ、燃料ガスの濃度分布のバ
ラツキを小さくすることが可能になり、燃料電池１４０
の発電性能を有効に向上させるという効果がある。
【００５２】図１２は、図１０に示す第１セパレータ１
４２に代替して使用される本発明の第５の実施形態に係
る燃料電池を構成する第１セパレータ１７０の正面説明
図である。なお、第１セパレータ１４２と同一の構成要
素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略
する。
４２に代替して使用される本発明の第５の実施形態に係
る燃料電池を構成する第１セパレータ１７０の正面説明
図である。なお、第１セパレータ１４２と同一の構成要
素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略
する。
【００５３】この第１セパレータ１７０の面１７０ａに
は、燃料ガス流路１７２が形成され、この燃料ガス流路
１７２が、それぞれ入口孔部１４６ａ、１４６ｂと出口
孔部１５０とを連通する第１および第２流路溝１７４、
１７６を有する。第１および第２流路溝１７４、１７６
は、梯子状に構成されており、横方向の流路と縦方向の
流路とが互いに連通している。
は、燃料ガス流路１７２が形成され、この燃料ガス流路
１７２が、それぞれ入口孔部１４６ａ、１４６ｂと出口
孔部１５０とを連通する第１および第２流路溝１７４、
１７６を有する。第１および第２流路溝１７４、１７６
は、梯子状に構成されており、横方向の流路と縦方向の
流路とが互いに連通している。
【００５４】従って、第１セパレータ１７０では、それ
ぞれ独立した第１および第２流路溝１７４、１７６を設
けることにより、それぞれの流路長を短尺化することが
でき、前述した第１セパレータ１４２と同様の効果が得
られることになる。
ぞれ独立した第１および第２流路溝１７４、１７６を設
けることにより、それぞれの流路長を短尺化することが
でき、前述した第１セパレータ１４２と同様の効果が得
られることになる。
【００５５】
【発明の効果】本発明に係る燃料電池では、燃料ガスを
供給する第１ガス流路または酸化剤ガスを供給する第２
ガス流路の少なくとも一方が、ガス入口側からガス出口
側に重力方向に蛇行して連なる主流路溝と、前記ガス入
口側から重力方向に直線的に設けられて前記主流路溝に
合流する補助流路溝とを備えている。このため、簡単な
構成で、主流路溝から消費されるガスを有効に補充する
とともに、ガス流速の減少を阻止し、排水性を確実に向
上させることができる。しかも、ガスの圧損を低減する
他、反応面積の拡大が容易に図られる。
供給する第１ガス流路または酸化剤ガスを供給する第２
ガス流路の少なくとも一方が、ガス入口側からガス出口
側に重力方向に蛇行して連なる主流路溝と、前記ガス入
口側から重力方向に直線的に設けられて前記主流路溝に
合流する補助流路溝とを備えている。このため、簡単な
構成で、主流路溝から消費されるガスを有効に補充する
とともに、ガス流速の減少を阻止し、排水性を確実に向
上させることができる。しかも、ガスの圧損を低減する
他、反応面積の拡大が容易に図られる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図２】前記燃料電池を構成する第１セパレータの正面
説明図である。
説明図である。
【図３】前記燃料電池を構成する第２セパレータの正面
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成
する第１セパレータの正面説明図である。
する第１セパレータの正面説明図である。
【図５】前記第２の実施形態に係る燃料電池を構成する
第２セパレータの正面説明図である。
第２セパレータの正面説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の要部
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図７】前記第３の実施形態に係る燃料電池を構成する
第１セパレータの正面説明図である。
第１セパレータの正面説明図である。
【図８】図７に示すセパレータの変形例を示す正面説明
図である。
図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の要部
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図１０】前記第４の実施形態に係る燃料電池を構成す
る第１セパレータの正面説明図である。
る第１セパレータの正面説明図である。
【図１１】前記第４の実施形態に係る燃料電池を構成す
る第２セパレータの正面説明図である。
る第２セパレータの正面説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池を構
成する第１セパレータの正面説明図である。
成する第１セパレータの正面説明図である。
１０、１１０、１４０…燃料電池 １２…単位燃料電池セル １４、１６、７０、７２、１１２、１１４、１４２、１
４４、１７０…セパレータ １８…電解質膜 ２０…アノード側電極 ２２…カソード側電極 ３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、７４ａ、７４ｂ、７
６ａ、７６ｂ、１１６、１１８、１４６ａ、１４６ｂ、
１４８…入口孔部 ３６、３８、７８、８０、１２０、１２２、１５０、１
５２ａ、１５２ｂ…出口孔部 ４０、８２、１２４、１５４、１７２…燃料ガス流路 ４２、４４、４６、８４、１０２…主流路溝 ４８、５０、８６ａ〜８６ｅ、８８ａ〜８８ｆ、１０４
ａ〜１０４ｅ、１０６ａ〜１０６ｆ…補助流路溝 ５２、５４、９０…直線部位 ５６ａ〜５６ｄ、５８ａ〜５８ｄ、９２…合流部位 ６０、１２８、１６０…酸化剤ガス流路 １２６ａ、１２６ｂ、１５６、１５８、１６２、１６
４、１７４、１７６…流路溝
４４、１７０…セパレータ １８…電解質膜 ２０…アノード側電極 ２２…カソード側電極 ３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、７４ａ、７４ｂ、７
６ａ、７６ｂ、１１６、１１８、１４６ａ、１４６ｂ、
１４８…入口孔部 ３６、３８、７８、８０、１２０、１２２、１５０、１
５２ａ、１５２ｂ…出口孔部 ４０、８２、１２４、１５４、１７２…燃料ガス流路 ４２、４４、４６、８４、１０２…主流路溝 ４８、５０、８６ａ〜８６ｅ、８８ａ〜８８ｆ、１０４
ａ〜１０４ｅ、１０６ａ〜１０６ｆ…補助流路溝 ５２、５４、９０…直線部位 ５６ａ〜５６ｄ、５８ａ〜５８ｄ、９２…合流部位 ６０、１２８、１６０…酸化剤ガス流路 １２６ａ、１２６ｂ、１５６、１５８、１６２、１６
４、１７４、１７６…流路溝
Claims (7)
- 【請求項１】電解質をアノード側電極とカソード側電極
とで挟んで構成される単位燃料電池セルと、前記単位燃
料電池セルを挟持する第１および第２セパレータとを備
え、前記第１および第２セパレータは、前記アノード側
電極および前記カソード側電極に燃料ガスおよび酸化剤
ガスを供給する第１および第２ガス流路を有し、 少なくとも前記第１または第２ガス流路は、前記第１ま
たは第２セパレータの面内においてガス入口側からガス
出口側に重力方向に蛇行して連なる主流路溝と、 前記ガス入口側から重力方向に直線的に設けられるとと
もに、前記主流路溝に合流する合流部位を有する補助流
路溝と、 を備えることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】請求項１記載の燃料電池において、前記補
助流路溝は、前記ガス入口側に連通する直線部位と、 前記直線部位の途上からそれぞれ分岐して湾曲し、前記
主流路溝の屈曲部に連通する複数の前記合流部位と、 を備えることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項３】請求項１記載の燃料電池において、前記補
助流路溝は、前記ガス入口側に連通する直線部位と、 前記直線部位の終端に連続して湾曲し、前記主流路溝の
屈曲部に連通する前記合流部位と、 を備え、 複数本の前記補助流路溝が前記ガス入口側から設けられ
ることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃
料電池において、前記主流路溝は、前記ガス入口側の溝
本数が前記ガス出口側の溝本数よりも多く設定されるこ
とを特徴とする燃料電池。 - 【請求項５】電解質をアノード側電極とカソード側電極
とで挟んで構成される単位燃料電池セルと、前記単位燃
料電池セルを挟持する第１および第２セパレータとを備
え、 前記第１および第２セパレータは、前記アノード側電極
および前記カソード側電極に燃料ガスおよび酸化剤ガス
を供給する第１および第２ガス流路を有し、 少なくとも前記第１または第２ガス流路は、前記第１ま
たは第２セパレータの面内において、上部側のガス入口
側から下方向に向かって面方向一側部側に傾斜した後、
屈曲して下方向に向かって面方向他側部側に傾斜して下
部側のガス出口側に連なる流路溝を備えることを特徴と
する燃料電池。 - 【請求項６】請求項５記載の燃料電池において、前記流
路溝は、前記第１または第２セパレータの面中央部から
面方向両側部側に向かって多列に配置されることを特徴
とする燃料電池。 - 【請求項７】電解質をアノード側電極とカソード側電極
とで挟んで構成される単位燃料電池セルと、前記単位燃
料電池セルを挟持する第１および第２セパレータとを備
え、 前記第１および第２セパレータは、前記アノード側電極
および前記カソード側電極に燃料ガスおよび酸化剤ガス
を供給する第１および第２ガス流路を有し、 少なくとも前記第１または第２ガス流路は、前記第１ま
たは第２セパレータの面内において、横方向に分割され
かつ上部側のガス入口側から下部側のガス出口側にそれ
ぞれ独立して重力方向に蛇行しながら連通する複数本の
流路溝を備えることを特徴とする燃料電池。
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