JP2002184428A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解質膜での湿度分布の均一化をはかるとと
もに、水分排出性を向上させた燃料電池の提供。 【解決手段】 （１）固体高分子型燃料電池１０であっ
て、セルの積層方向が重力方向に対して垂直であり、か
つアノード側とカソード側の反応面における湿度分布が
互いに逆分布となるように、燃料ガスおよび酸化ガス
の、供給口２７ｂ、２８ｂ、排出口２７ｃ、２８ｃ、お
よびガス流路２７ａ、２８ａが配置されている、燃料電
池１０。（２）セルが冷媒流路２６を有し、冷媒流れが
カソードの湿度分布と温度分布が対応するように設定さ
れている燃料電池１０。（３）燃料ガス流路２７ａおよ
び酸化ガス流路２８ａが、水平方向にまたは下流側に下
方に傾斜している。（４）ガス流路が通路下面に凹部２
９を有する。
もに、水分排出性を向上させた燃料電池の提供。 【解決手段】 （１）固体高分子型燃料電池１０であっ
て、セルの積層方向が重力方向に対して垂直であり、か
つアノード側とカソード側の反応面における湿度分布が
互いに逆分布となるように、燃料ガスおよび酸化ガス
の、供給口２７ｂ、２８ｂ、排出口２７ｃ、２８ｃ、お
よびガス流路２７ａ、２８ａが配置されている、燃料電
池１０。（２）セルが冷媒流路２６を有し、冷媒流れが
カソードの湿度分布と温度分布が対応するように設定さ
れている燃料電池１０。（３）燃料ガス流路２７ａおよ
び酸化ガス流路２８ａが、水平方向にまたは下流側に下
方に傾斜している。（４）ガス流路が通路下面に凹部２
９を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関し、
とくに固体高分子電解質型燃料電池の電解質膜の水分分
布がより均一化され得る燃料電池に関する。
とくに固体高分子電解質型燃料電池の電解質膜の水分分
布がより均一化され得る燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は、イオン
交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置さ
れた触媒層および拡散層からなる電極（アノード、燃料
極）および電解質膜の他面に配置された触媒層および拡
散層からなる電極（カソード、空気極）とからなる膜−
電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assem
bly ）と、アノード、カソードに燃料ガス（水素）およ
び酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための流体
通路を形成するセパレータとからセルを構成し、複数の
セルを積層してモジュールとし、モジュールを積層して
モジュール群を構成し、モジュール群のセル積層方向両
端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを
配置してスタックを構成し、スタックをセル積層体積層
方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレー
ト）にて締め付け、固定したものからなる。固体高分子
電解質型燃料電池では、アノード側では、水素を水素イ
オンと電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜
中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イ
オンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電
子がセパレータを通してくる）から水を生成する反応が
行われる。 アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ カソードでの水生成反応で出る熱とジュール熱とにより
セルの温度が上昇するので、セパレータ間には、各セル
毎にあるいは複数個のセル毎に、冷媒（通常は冷却水）
が流れる冷媒流路が形成されており、燃料電池を冷却し
ている。燃料電池で水素イオンが電解質膜中を移行して
上記の発電反応が円滑に行われるためには、電解質膜が
適度の水分を含んでいなければならない。また、電解質
膜の全域で正常な発電反応が行われるには、セル面内方
向に水分分布が均一化されることが必要である。何とな
れば、水分分布が偏って電解質膜が局部的に乾燥すると
上記発電反応が得られなくなるからであり、また反応に
よる生成水によって湿潤過多となると酸化ガスのカソー
ドへの酸素の供給が水滴によって阻止されるからであ
る。酸化ガスは、入口側で乾燥（ドライ）しやすく途中
で反応生成水で湿潤されていき出口側で湿潤過多（フラ
ッディング）を生じやすい。また、燃料ガスは、電解質
膜を通して酸化ガスの水分が拡散してくるので、燃料ガ
ス出口側が入口側より湿潤状態になる。通常は、燃料ガ
スも酸化ガスも入口側での乾燥を抑制するために、加湿
された後供給される。特開平７−３２０７５５号公報
は、セル面内での湿度分布を均一化するために、電解質
膜の表裏の燃料ガスと酸化ガスの流れ方向を対向させた
燃料電池を提案している。また、温度の異なる２系統の
冷媒を流してセルに高温部と低温部を形成し、燃料ガス
の流れを高温部から低温部に向かう方向に設定してい
る。そうすることによって、一層ウエットとなる燃料ガ
ス出口側の燃料ガス中の水分により電解質膜が湿潤さ
れ、電解質膜を通して水分が酸化ガスに移行してドライ
な酸化ガス入口側の酸化ガスを加湿する。また、湿潤過
多である酸化ガス出口側の酸化ガスの水分により電解質
膜が湿潤され、電解質膜を通して水分が燃料ガスに移行
することで酸化ガス出口側の湿潤過多が抑制される。
交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置さ
れた触媒層および拡散層からなる電極（アノード、燃料
極）および電解質膜の他面に配置された触媒層および拡
散層からなる電極（カソード、空気極）とからなる膜−
電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assem
bly ）と、アノード、カソードに燃料ガス（水素）およ
び酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための流体
通路を形成するセパレータとからセルを構成し、複数の
セルを積層してモジュールとし、モジュールを積層して
モジュール群を構成し、モジュール群のセル積層方向両
端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを
配置してスタックを構成し、スタックをセル積層体積層
方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレー
ト）にて締め付け、固定したものからなる。固体高分子
電解質型燃料電池では、アノード側では、水素を水素イ
オンと電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜
中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イ
オンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電
子がセパレータを通してくる）から水を生成する反応が
行われる。 アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ カソードでの水生成反応で出る熱とジュール熱とにより
セルの温度が上昇するので、セパレータ間には、各セル
毎にあるいは複数個のセル毎に、冷媒（通常は冷却水）
が流れる冷媒流路が形成されており、燃料電池を冷却し
ている。燃料電池で水素イオンが電解質膜中を移行して
上記の発電反応が円滑に行われるためには、電解質膜が
適度の水分を含んでいなければならない。また、電解質
膜の全域で正常な発電反応が行われるには、セル面内方
向に水分分布が均一化されることが必要である。何とな
れば、水分分布が偏って電解質膜が局部的に乾燥すると
上記発電反応が得られなくなるからであり、また反応に
よる生成水によって湿潤過多となると酸化ガスのカソー
ドへの酸素の供給が水滴によって阻止されるからであ
る。酸化ガスは、入口側で乾燥（ドライ）しやすく途中
で反応生成水で湿潤されていき出口側で湿潤過多（フラ
ッディング）を生じやすい。また、燃料ガスは、電解質
膜を通して酸化ガスの水分が拡散してくるので、燃料ガ
ス出口側が入口側より湿潤状態になる。通常は、燃料ガ
スも酸化ガスも入口側での乾燥を抑制するために、加湿
された後供給される。特開平７−３２０７５５号公報
は、セル面内での湿度分布を均一化するために、電解質
膜の表裏の燃料ガスと酸化ガスの流れ方向を対向させた
燃料電池を提案している。また、温度の異なる２系統の
冷媒を流してセルに高温部と低温部を形成し、燃料ガス
の流れを高温部から低温部に向かう方向に設定してい
る。そうすることによって、一層ウエットとなる燃料ガ
ス出口側の燃料ガス中の水分により電解質膜が湿潤さ
れ、電解質膜を通して水分が酸化ガスに移行してドライ
な酸化ガス入口側の酸化ガスを加湿する。また、湿潤過
多である酸化ガス出口側の酸化ガスの水分により電解質
膜が湿潤され、電解質膜を通して水分が燃料ガスに移行
することで酸化ガス出口側の湿潤過多が抑制される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来燃
料電池には、つぎの問題がある。 セルの積層方向が
特定されていないため、積層方向が上下方向とされてセ
ル面が水平方向に向けられた場合、水分の排出性が悪
く、いったんフラッディングが起こるとセル面全域で水
が覆って酸化ガス供給不足を生じるおそれがある。
温度を異ならせた２系統の冷媒流路をセル面内に配置し
なければならず、冷媒流路設計が難しくなる。また、ガ
ス流路設計と関連するため、ガス流路設計の自由度も小
さくなる。たとえば、燃料ガス流路にＵターン部を設け
ると、高温、低温、再び高温となるので、上記の従来燃
料電池は成立しなくなる。本発明の目的は、電解質膜で
の湿度分布の均一化をはかるとともに、水分排出性を向
上させた燃料電池を提供することにある。本発明のもう
一つの目的は、電解質膜での湿度分布の均一化をはかる
とともに水分排出性を向上させ、さらに、１系統の冷媒
流路を設けて電解質膜での湿度分布の一層の均一化をは
かることができる燃料電池を提供することにある。
料電池には、つぎの問題がある。 セルの積層方向が
特定されていないため、積層方向が上下方向とされてセ
ル面が水平方向に向けられた場合、水分の排出性が悪
く、いったんフラッディングが起こるとセル面全域で水
が覆って酸化ガス供給不足を生じるおそれがある。
温度を異ならせた２系統の冷媒流路をセル面内に配置し
なければならず、冷媒流路設計が難しくなる。また、ガ
ス流路設計と関連するため、ガス流路設計の自由度も小
さくなる。たとえば、燃料ガス流路にＵターン部を設け
ると、高温、低温、再び高温となるので、上記の従来燃
料電池は成立しなくなる。本発明の目的は、電解質膜で
の湿度分布の均一化をはかるとともに、水分排出性を向
上させた燃料電池を提供することにある。本発明のもう
一つの目的は、電解質膜での湿度分布の均一化をはかる
とともに水分排出性を向上させ、さらに、１系統の冷媒
流路を設けて電解質膜での湿度分布の一層の均一化をは
かることができる燃料電池を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） 固体高分子型燃料電池であって、セルの積層方
向が重力方向に対して垂直であり、かつアノード側とカ
ソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布とな
るように、燃料ガスおよび酸化ガスの、供給口、排出
口、およびガス流路が配置されている、燃料電池。（本
発明の全実施例に共通） （２） 燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路溝の深さ
よりも浅くした（１）記載の燃料電池。（本発明の全実
施例に適用可能） （３） セルが冷媒流路を有し、カソードの湿度分布と
温度分布が対応するように冷媒を流す（１）記載の燃料
電池。（本発明の全実施例に適用可能） （４） セルが冷媒流路を有し、セルの燃料ガス流路お
よび酸化ガス流路が、水平方向にまたは下流側に下方に
傾斜するように形成されている（１）記載の燃料電池。
（本発明の全実施例に適用可能） （５） セルのガス流路の排出口近傍の下方側の壁に凹
部が設けられている（１）記載の燃料電池。（本発明の
全実施例に適用可能） （６） セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路が、燃
料ガス流れと酸化ガス流れが対向しかつ平行となるよう
に、設定されている（１）記載の燃料電池。（本発明の
実施例１〜１１に適用可能） （７） セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路が、燃
料ガス流れと酸化ガス流れが並行し、かつ、セルの燃料
ガス流路の上流側と酸化ガス流路の下流側とが対応させ
て設けられ、セルの燃料ガス流路の下流側と酸化ガス流
路の上流側とが対応させて設けられている（１）記載の
燃料電池。（本発明の実施例１２〜１５に適用可能）。 （８） 燃料ガスおよび酸化ガスの供給口はそれぞれ燃
料ガス流路および酸化ガス流路の上部に、燃料ガスおよ
び酸化ガスの排出口はそれぞれ燃料ガス流路および酸化
ガス流路の下部に、設けられている（１）記載の燃料電
池。（本発明の実施例１、３に適用可能） （９） １つのセルに１組の燃料ガス流路および酸化ガ
ス流路が設けられている（１）記載の燃料電池。（本発
明の実施例１、３、４、５、８、９、１２、１３に適用
可能） （１０） １つのセルに複数組の燃料ガス流路および酸
化ガス流路が設けられている（１）記載の燃料電池。
（本発明の実施例６、７、１４、１５に適用可能） （１１） ガス流路がＵターン部を有していない（１）
記載の燃料電池。（本発明の実施例１、３に適用可能） （１２） ガス流路が１以上のＵターン部を有している
（１）記載の燃料電池。（本発明の実施例４〜１５に適
用可能） （１３） 燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス流路の
折り返し数よりも多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流
路長よりも長くした（１）記載の燃料電池。（本発明の
実施例１６、１７に適用可能）
明はつぎの通りである。 （１） 固体高分子型燃料電池であって、セルの積層方
向が重力方向に対して垂直であり、かつアノード側とカ
ソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布とな
るように、燃料ガスおよび酸化ガスの、供給口、排出
口、およびガス流路が配置されている、燃料電池。（本
発明の全実施例に共通） （２） 燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路溝の深さ
よりも浅くした（１）記載の燃料電池。（本発明の全実
施例に適用可能） （３） セルが冷媒流路を有し、カソードの湿度分布と
温度分布が対応するように冷媒を流す（１）記載の燃料
電池。（本発明の全実施例に適用可能） （４） セルが冷媒流路を有し、セルの燃料ガス流路お
よび酸化ガス流路が、水平方向にまたは下流側に下方に
傾斜するように形成されている（１）記載の燃料電池。
（本発明の全実施例に適用可能） （５） セルのガス流路の排出口近傍の下方側の壁に凹
部が設けられている（１）記載の燃料電池。（本発明の
全実施例に適用可能） （６） セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路が、燃
料ガス流れと酸化ガス流れが対向しかつ平行となるよう
に、設定されている（１）記載の燃料電池。（本発明の
実施例１〜１１に適用可能） （７） セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路が、燃
料ガス流れと酸化ガス流れが並行し、かつ、セルの燃料
ガス流路の上流側と酸化ガス流路の下流側とが対応させ
て設けられ、セルの燃料ガス流路の下流側と酸化ガス流
路の上流側とが対応させて設けられている（１）記載の
燃料電池。（本発明の実施例１２〜１５に適用可能）。 （８） 燃料ガスおよび酸化ガスの供給口はそれぞれ燃
料ガス流路および酸化ガス流路の上部に、燃料ガスおよ
び酸化ガスの排出口はそれぞれ燃料ガス流路および酸化
ガス流路の下部に、設けられている（１）記載の燃料電
池。（本発明の実施例１、３に適用可能） （９） １つのセルに１組の燃料ガス流路および酸化ガ
ス流路が設けられている（１）記載の燃料電池。（本発
明の実施例１、３、４、５、８、９、１２、１３に適用
可能） （１０） １つのセルに複数組の燃料ガス流路および酸
化ガス流路が設けられている（１）記載の燃料電池。
（本発明の実施例６、７、１４、１５に適用可能） （１１） ガス流路がＵターン部を有していない（１）
記載の燃料電池。（本発明の実施例１、３に適用可能） （１２） ガス流路が１以上のＵターン部を有している
（１）記載の燃料電池。（本発明の実施例４〜１５に適
用可能） （１３） 燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス流路の
折り返し数よりも多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流
路長よりも長くした（１）記載の燃料電池。（本発明の
実施例１６、１７に適用可能）
【０００５】上記（１）の燃料電池では、アノード側と
カソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布と
されているので、水分が、電解質膜を通して、酸化ガス
出口部近傍から燃料ガス入口部近傍に、さらに燃料ガス
出口部近傍から酸化ガス入口部近傍に拡散、移行し、セ
ル内を水分が循環して、水分分布の均一化、フラッディ
ング防止がはかられる。また、セル積層方向を重力方向
に対して垂直としたので、セル面が鉛直方向に向けられ
ており、たとえガス流路内に水滴が生じても、重力でガ
ス流路を下方に流れ、排出性がよく、セル面全域が水分
により覆われることは起こらない。上記（２）の燃料電
池では、燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路溝の深さ
よりも浅くしたので（燃料ガス流路溝の幅と酸化ガス流
路溝の幅は同じ）、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガス
境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガス
に蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過多の酸化ガス流
路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中に蒸発す
る生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加する。そし
て、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分量が減少
し、電解質膜のドライアップが抑制される。上記（３）
の燃料電池では、カソードの湿度分布と温度分布が対応
するように冷媒を流すので、酸化ガスは入口部近傍で低
温の冷媒で冷却されて飽和水蒸気圧が下がり相対湿度が
上がってその近傍の電解質膜のドライアップが抑制さ
れ、酸化ガスは出口部近傍でより高温となった冷媒で冷
却されて飽和水蒸気圧が上がり相対湿度が下がってその
近傍の電解質膜および電極でのフラッディング発生が抑
制される。これは、冷媒流れを酸化ガス流れと平行かつ
同方向とすることによって、１系統の冷媒流路によって
達成され、従来のように温度の異なる２系統の冷媒流路
とする必要がなく、冷媒流路およびそれと関連するガス
流路設計の自由度を高めることができ、ガス流路にＵタ
ーン部を設けたりガス流路をサーペンタイン流路に設計
することができるようになる。上記（４）の燃料電池で
は、セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路および冷媒
流路が、水平方向にまたは下流側に下方に傾斜するよう
に形成されているので、ガス流路に水滴が生成しても重
力に逆らわずにガス流で下流へと流れることができ、冷
媒流路に気泡が混入しても浮力で上方に抜けていくこと
ができる。上記（５）の燃料電池では、セルのガス流路
の排出口近傍の下方側の壁に凹部が設けられているの
で、酸化ガス流路に水滴が生じても凹部に溜めることが
できガス流路の閉塞を防止でき、また、燃料ガス流路に
水滴が生じて凹部に溜まると、電解質膜の酸化ガス入口
側近傍のドライアップを抑制できる。上記（６）の燃料
電池では、セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路が、
燃料ガス流れと酸化ガス流れが対向しかつ平行となるよ
うに、設定されており、（１）と同様の作用がある。上
記（７）の燃料電池では、セルの燃料ガス流路および酸
化ガス流路が、燃料ガス流れと酸化ガス流れが並行（流
路が平行で流れ方向が同じ）し、かつ、セルの燃料ガス
流路の上流側と酸化ガス流路の下流側とが対応させて設
けられ、セルの燃料ガス流路の下流側と酸化ガス流路の
上流側とが対応させて設けられているので、（１）の作
用に準じる作用がある。上記（８）の燃料電池では、ガ
スの供給口は上部に、ガスの排出口は下部に、設けられ
ているので、ガスの排出方向と重力による水分の流れ方
向とが一致し、水分の排出性がより一層よくなる。上記
（９）の燃料電池では、１つのセルに１組の燃料ガス流
路および酸化ガス流路が設けられているので、流路設計
を単純化できる。上記（１０）の燃料電池では、１つの
セルに複数組の燃料ガス流路および酸化ガス流路が設け
られているので、それぞれのガス流路の入口部と出口部
とを近づけることができ、ガス流路の入口部と出口部間
での電解質膜を介しての水分拡散も得られて、水分分布
のより一層の均一化がはかられる。上記（１１）の燃料
電池では、ガス流路がＵターン部を有していないので、
流路設計を単純化できる。上記（１２）の燃料電池で
は、ガス流路が１以上のＵターン部を有しているので、
それぞれのガス流路の入口部と出口部とを近づけること
ができ、ガス流路の入口部と出口部間での電解質膜を介
しての水分拡散も得られて、水分分布のより一層の均一
化がはかられる。上記（１３）の燃料電池では、燃料ガ
ス流路の折り返し数を酸化ガス流路の折り返し数よりも
多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流路長よりも長くし
たので、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガス境膜（境界
層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガスに蒸発しや
すくなる。その結果、湿潤過多の酸化ガス流路下流より
電解質膜内を拡散して、燃料ガス中に蒸発する生成水量
が増加し、燃料ガス湿度が増加する。そして、電解質膜
内から燃料ガス中に蒸発する水分量が減少し、電解質膜
のドライアップが抑制される。
カソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布と
されているので、水分が、電解質膜を通して、酸化ガス
出口部近傍から燃料ガス入口部近傍に、さらに燃料ガス
出口部近傍から酸化ガス入口部近傍に拡散、移行し、セ
ル内を水分が循環して、水分分布の均一化、フラッディ
ング防止がはかられる。また、セル積層方向を重力方向
に対して垂直としたので、セル面が鉛直方向に向けられ
ており、たとえガス流路内に水滴が生じても、重力でガ
ス流路を下方に流れ、排出性がよく、セル面全域が水分
により覆われることは起こらない。上記（２）の燃料電
池では、燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路溝の深さ
よりも浅くしたので（燃料ガス流路溝の幅と酸化ガス流
路溝の幅は同じ）、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガス
境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガス
に蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過多の酸化ガス流
路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中に蒸発す
る生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加する。そし
て、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分量が減少
し、電解質膜のドライアップが抑制される。上記（３）
の燃料電池では、カソードの湿度分布と温度分布が対応
するように冷媒を流すので、酸化ガスは入口部近傍で低
温の冷媒で冷却されて飽和水蒸気圧が下がり相対湿度が
上がってその近傍の電解質膜のドライアップが抑制さ
れ、酸化ガスは出口部近傍でより高温となった冷媒で冷
却されて飽和水蒸気圧が上がり相対湿度が下がってその
近傍の電解質膜および電極でのフラッディング発生が抑
制される。これは、冷媒流れを酸化ガス流れと平行かつ
同方向とすることによって、１系統の冷媒流路によって
達成され、従来のように温度の異なる２系統の冷媒流路
とする必要がなく、冷媒流路およびそれと関連するガス
流路設計の自由度を高めることができ、ガス流路にＵタ
ーン部を設けたりガス流路をサーペンタイン流路に設計
することができるようになる。上記（４）の燃料電池で
は、セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路および冷媒
流路が、水平方向にまたは下流側に下方に傾斜するよう
に形成されているので、ガス流路に水滴が生成しても重
力に逆らわずにガス流で下流へと流れることができ、冷
媒流路に気泡が混入しても浮力で上方に抜けていくこと
ができる。上記（５）の燃料電池では、セルのガス流路
の排出口近傍の下方側の壁に凹部が設けられているの
で、酸化ガス流路に水滴が生じても凹部に溜めることが
できガス流路の閉塞を防止でき、また、燃料ガス流路に
水滴が生じて凹部に溜まると、電解質膜の酸化ガス入口
側近傍のドライアップを抑制できる。上記（６）の燃料
電池では、セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路が、
燃料ガス流れと酸化ガス流れが対向しかつ平行となるよ
うに、設定されており、（１）と同様の作用がある。上
記（７）の燃料電池では、セルの燃料ガス流路および酸
化ガス流路が、燃料ガス流れと酸化ガス流れが並行（流
路が平行で流れ方向が同じ）し、かつ、セルの燃料ガス
流路の上流側と酸化ガス流路の下流側とが対応させて設
けられ、セルの燃料ガス流路の下流側と酸化ガス流路の
上流側とが対応させて設けられているので、（１）の作
用に準じる作用がある。上記（８）の燃料電池では、ガ
スの供給口は上部に、ガスの排出口は下部に、設けられ
ているので、ガスの排出方向と重力による水分の流れ方
向とが一致し、水分の排出性がより一層よくなる。上記
（９）の燃料電池では、１つのセルに１組の燃料ガス流
路および酸化ガス流路が設けられているので、流路設計
を単純化できる。上記（１０）の燃料電池では、１つの
セルに複数組の燃料ガス流路および酸化ガス流路が設け
られているので、それぞれのガス流路の入口部と出口部
とを近づけることができ、ガス流路の入口部と出口部間
での電解質膜を介しての水分拡散も得られて、水分分布
のより一層の均一化がはかられる。上記（１１）の燃料
電池では、ガス流路がＵターン部を有していないので、
流路設計を単純化できる。上記（１２）の燃料電池で
は、ガス流路が１以上のＵターン部を有しているので、
それぞれのガス流路の入口部と出口部とを近づけること
ができ、ガス流路の入口部と出口部間での電解質膜を介
しての水分拡散も得られて、水分分布のより一層の均一
化がはかられる。上記（１３）の燃料電池では、燃料ガ
ス流路の折り返し数を酸化ガス流路の折り返し数よりも
多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流路長よりも長くし
たので、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガス境膜（境界
層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガスに蒸発しや
すくなる。その結果、湿潤過多の酸化ガス流路下流より
電解質膜内を拡散して、燃料ガス中に蒸発する生成水量
が増加し、燃料ガス湿度が増加する。そして、電解質膜
内から燃料ガス中に蒸発する水分量が減少し、電解質膜
のドライアップが抑制される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の燃料電池を図１
〜図２０を参照して、説明する。図１、図２は本発明の
何れの実施例にも適用可能であり、図３、図４は本発明
の実施例１を示し、図５は本発明の実施例２を示し、図
６は本発明の実施例３を示し、図７は本発明の実施例４
を示し、図８は本発明の実施例５を示し、図９は本発明
の実施例６を示し、図１０は本発明の実施例７を示し、
図１１は本発明の実施例８を示し、図１２は本発明の実
施例９を示し、図１３は本発明の実施例１０を示し、図
１４は本発明の実施例１１を示し、図１５は本発明の実
施例１２を示し、図１６は本発明の実施例１３を示し、
図１７は本発明の実施例１４を示し、図１８は本発明の
実施例１５を示し、図１９は本発明の実施例１６を示
し、図２０は本発明の実施例１７を示す。本発明の全実
施例にわたって共通する部分には、本発明の全実施例に
わたって同じ符号を付してある。まず、本発明の全実施
例にわたって共通する部分または共通に適用可能な部分
を、図１〜図６を参照して説明する。本発明の燃料電池
は固体高分子電解質型燃料電池１０である。本発明の燃
料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。
ただし、自動車以外に用いられてもよい。
〜図２０を参照して、説明する。図１、図２は本発明の
何れの実施例にも適用可能であり、図３、図４は本発明
の実施例１を示し、図５は本発明の実施例２を示し、図
６は本発明の実施例３を示し、図７は本発明の実施例４
を示し、図８は本発明の実施例５を示し、図９は本発明
の実施例６を示し、図１０は本発明の実施例７を示し、
図１１は本発明の実施例８を示し、図１２は本発明の実
施例９を示し、図１３は本発明の実施例１０を示し、図
１４は本発明の実施例１１を示し、図１５は本発明の実
施例１２を示し、図１６は本発明の実施例１３を示し、
図１７は本発明の実施例１４を示し、図１８は本発明の
実施例１５を示し、図１９は本発明の実施例１６を示
し、図２０は本発明の実施例１７を示す。本発明の全実
施例にわたって共通する部分には、本発明の全実施例に
わたって同じ符号を付してある。まず、本発明の全実施
例にわたって共通する部分または共通に適用可能な部分
を、図１〜図６を参照して説明する。本発明の燃料電池
は固体高分子電解質型燃料電池１０である。本発明の燃
料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。
ただし、自動車以外に用いられてもよい。
【０００７】固体高分子電解質型燃料電池１０は、図
１、図２に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜
１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２
および拡散層１３からなる電極１４（アノード、燃料
極）および電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５
および拡散層１６からなる電極１７（カソード、空気
極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membra
ne-Electrode Assembly ）と、電極１４、１７に燃料ガ
ス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給
するための反応ガス流路２７および燃料電池冷却用の冷
媒（通常は冷却水）が流れる冷媒流路（冷却水流路）２
６を形成するセパレータ１８とを重ねてセルを形成し、
該セルを複数積層してモジュール１９とし、モジュール
１９を積層してモジュール群を構成し、モジュール１９
群のセル積層方向（燃料電池積層方向）両端に、ターミ
ナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を
配置してスタック２３を構成し、スタック２３を積層方
向に締め付けスタック２３の外側で燃料電池積層体積層
方向に延びる締結部材２４（たとえば、テンションプレ
ート）とボルト２５で固定したものからなる。
１、図２に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜
１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２
および拡散層１３からなる電極１４（アノード、燃料
極）および電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５
および拡散層１６からなる電極１７（カソード、空気
極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membra
ne-Electrode Assembly ）と、電極１４、１７に燃料ガ
ス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給
するための反応ガス流路２７および燃料電池冷却用の冷
媒（通常は冷却水）が流れる冷媒流路（冷却水流路）２
６を形成するセパレータ１８とを重ねてセルを形成し、
該セルを複数積層してモジュール１９とし、モジュール
１９を積層してモジュール群を構成し、モジュール１９
群のセル積層方向（燃料電池積層方向）両端に、ターミ
ナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を
配置してスタック２３を構成し、スタック２３を積層方
向に締め付けスタック２３の外側で燃料電池積層体積層
方向に延びる締結部材２４（たとえば、テンションプレ
ート）とボルト２５で固定したものからなる。
【０００８】冷媒流路２６はセル毎に、または複数のセ
ル毎に、設けられる。たとえば、２つのセル毎に１つの
冷媒流路２６が設けられる。冷媒流路２６には冷媒、た
とえば冷却水が流れる。セパレータ１８は、燃料ガスと
酸化ガス、燃料ガスと冷却水、酸化ガスと冷却水、の何
れかを区画するとともに、隣り合うセルのアノードから
カソードに電子が流れる電気の通路を形成している。セ
パレータ１８は、カーボン板に冷媒流路２６やガス流路
２７を形成したもの、または、導電性粒子を混入して導
電性をもたせた樹脂板に冷媒流路２６やガス流路２７、
２８を形成したもの、または、冷媒流路２６、ガス流路
２７、２８を形成する凹凸のある金属板を複数枚重ね合
わせたもの、の何れかからなる。各ガス流路２７、２８
は、１本のガス流路であってもよいし、互いに並行する
複数のガス流路からなるガス流路群であってもよいし、
複数の突起により隔てられた２枚の平板の間のスペース
であってもよい。
ル毎に、設けられる。たとえば、２つのセル毎に１つの
冷媒流路２６が設けられる。冷媒流路２６には冷媒、た
とえば冷却水が流れる。セパレータ１８は、燃料ガスと
酸化ガス、燃料ガスと冷却水、酸化ガスと冷却水、の何
れかを区画するとともに、隣り合うセルのアノードから
カソードに電子が流れる電気の通路を形成している。セ
パレータ１８は、カーボン板に冷媒流路２６やガス流路
２７を形成したもの、または、導電性粒子を混入して導
電性をもたせた樹脂板に冷媒流路２６やガス流路２７、
２８を形成したもの、または、冷媒流路２６、ガス流路
２７、２８を形成する凹凸のある金属板を複数枚重ね合
わせたもの、の何れかからなる。各ガス流路２７、２８
は、１本のガス流路であってもよいし、互いに並行する
複数のガス流路からなるガス流路群であってもよいし、
複数の突起により隔てられた２枚の平板の間のスペース
であってもよい。
【０００９】図１〜図６に示すように、ガス流路２７、
２８は、燃料ガスが流れる燃料ガス流路２７と酸化ガス
が流れる酸化ガス流路２８とからなる。燃料ガス流路２
７はＭＥＡの一側に、酸化ガス流路２８はＭＥＡの他側
に設けられる。したがって、燃料ガス流路２７と酸化ガ
ス流路２８とは、ＭＥＡを挟んで、ＭＥＡの表裏に位置
する。セルの燃料ガス流路２７は、燃料ガス流路２７ａ
と、燃料ガス流路２７ａへの燃料ガスの入口となる燃料
ガス供給口２７ｂと、燃料ガス流路２７ａからの燃料ガ
スの出口となる燃料ガス排出口２７ｃと、からなる。同
様に、セルの酸化ガス流路２８は、酸化ガス流路２８ａ
と、酸化ガス流路２８ａへの燃料ガスの入口となる酸化
ガス供給口２８ｂと、酸化ガス流路２８ａからの酸化ガ
スの出口となる酸化ガス排出口２８ｃと、からなる。
２８は、燃料ガスが流れる燃料ガス流路２７と酸化ガス
が流れる酸化ガス流路２８とからなる。燃料ガス流路２
７はＭＥＡの一側に、酸化ガス流路２８はＭＥＡの他側
に設けられる。したがって、燃料ガス流路２７と酸化ガ
ス流路２８とは、ＭＥＡを挟んで、ＭＥＡの表裏に位置
する。セルの燃料ガス流路２７は、燃料ガス流路２７ａ
と、燃料ガス流路２７ａへの燃料ガスの入口となる燃料
ガス供給口２７ｂと、燃料ガス流路２７ａからの燃料ガ
スの出口となる燃料ガス排出口２７ｃと、からなる。同
様に、セルの酸化ガス流路２８は、酸化ガス流路２８ａ
と、酸化ガス流路２８ａへの燃料ガスの入口となる酸化
ガス供給口２８ｂと、酸化ガス流路２８ａからの酸化ガ
スの出口となる酸化ガス排出口２８ｃと、からなる。
【００１０】燃料電池１０は、セル積層方向を重力と垂
直方向にして、配置される。したがって、セル面は鉛直
方向（上下方向）に向いている。また、アノード側とカ
ソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布とな
るように、燃料ガスの供給口２７ｂ、排出口２７ｃ、お
よびガス流路２７ａおよび酸化ガスの供給口２８ｂ、排
出口２８ｃ、およびガス流路２８ａが配置されている。
また、セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａ
とは、互いに平行している。そして、セルの燃料ガス流
路２７ａの上流側（燃料ガス流路２７ａの中間点より燃
料ガス流れ方向上流側）と酸化ガス流路２８ａの下流側
（酸化ガス流路２８ａの中間点より酸化ガス流れ方向下
流側）とが対応させて設けられ、セルの燃料ガス流路２
７ａの下流側（燃料ガス流路２７ａの中間点より燃料ガ
ス流れ方向下流側）と酸化ガス流路２８ａの上流側（酸
化ガス流路２８ａの中間点より酸化ガス流れ方向上流
側）とが対応させて設けられる。
直方向にして、配置される。したがって、セル面は鉛直
方向（上下方向）に向いている。また、アノード側とカ
ソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布とな
るように、燃料ガスの供給口２７ｂ、排出口２７ｃ、お
よびガス流路２７ａおよび酸化ガスの供給口２８ｂ、排
出口２８ｃ、およびガス流路２８ａが配置されている。
また、セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａ
とは、互いに平行している。そして、セルの燃料ガス流
路２７ａの上流側（燃料ガス流路２７ａの中間点より燃
料ガス流れ方向上流側）と酸化ガス流路２８ａの下流側
（酸化ガス流路２８ａの中間点より酸化ガス流れ方向下
流側）とが対応させて設けられ、セルの燃料ガス流路２
７ａの下流側（燃料ガス流路２７ａの中間点より燃料ガ
ス流れ方向下流側）と酸化ガス流路２８ａの上流側（酸
化ガス流路２８ａの中間点より酸化ガス流れ方向上流
側）とが対応させて設けられる。
【００１１】また、セル内で、冷媒流路２６における冷
媒（冷却水）流れは、カソードの湿度分布と温度分布が
対応するように、設定されており、たとえば、冷媒流路
と酸化ガス流路のターン数が同じ場合には、酸化ガス流
れと並行方向（平行かつ同方向）に設定されている。鉛
直面とされたセル面内で、セルの燃料ガス流路２７ａお
よび酸化ガス流路２８ａそれぞれ、水平方向にまたは下
流側にいく程下方に傾斜するように形成されている。ま
た、冷媒流路２６では、気泡が抜けるように、下から上
に冷媒が流されることが望ましい。また、図５に示すよ
うに、燃料ガス流路溝の深さｈ1 を酸化ガス流路溝の深
さｈ2 よりも浅くすることが望ましい。ただし、燃料ガ
ス流路溝の幅は酸化ガス流路溝の幅と同じかほぼ同じで
ある。これによって、燃料ガスの流速が、溝深さが同じ
の場合に比べて、速くなる。また、図６に示すように、
セルのガス流路２７、２８の排出口２７ｃ、２８ｃ近傍
の下方側の壁に、生成水を一時溜めるための凹部２９が
設けられていてもよい。
媒（冷却水）流れは、カソードの湿度分布と温度分布が
対応するように、設定されており、たとえば、冷媒流路
と酸化ガス流路のターン数が同じ場合には、酸化ガス流
れと並行方向（平行かつ同方向）に設定されている。鉛
直面とされたセル面内で、セルの燃料ガス流路２７ａお
よび酸化ガス流路２８ａそれぞれ、水平方向にまたは下
流側にいく程下方に傾斜するように形成されている。ま
た、冷媒流路２６では、気泡が抜けるように、下から上
に冷媒が流されることが望ましい。また、図５に示すよ
うに、燃料ガス流路溝の深さｈ1 を酸化ガス流路溝の深
さｈ2 よりも浅くすることが望ましい。ただし、燃料ガ
ス流路溝の幅は酸化ガス流路溝の幅と同じかほぼ同じで
ある。これによって、燃料ガスの流速が、溝深さが同じ
の場合に比べて、速くなる。また、図６に示すように、
セルのガス流路２７、２８の排出口２７ｃ、２８ｃ近傍
の下方側の壁に、生成水を一時溜めるための凹部２９が
設けられていてもよい。
【００１２】本発明の全実施例に共通または適用可能な
上記構成の作用を説明する。セル積層方向が鉛直方向と
直交する方向に向けられてセル面が鉛直方向を向いてい
ることによって、ガス流路２７、２８にたとえフラッデ
ィングが生じても、水は重力によってガス流路２７、２
８の低位の部分に流れ、水排出性がよく、ガス流路２
７、２８の全域が水で覆われることはない。したがっ
て、セル面全域にわたって水で覆われて全域にわたって
作動不良が生じることはない。また、アノード側とカソ
ード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布とされ
ているので、水分が、電解質膜１１を通して、酸化ガス
出口部近傍から燃料ガス入口部近傍に、さらに燃料ガス
出口部近傍から酸化ガス入口部近傍に拡散、移行し、セ
ル内を水分が循環して、水分分布の均一化、フラッディ
ング防止がはかられる。
上記構成の作用を説明する。セル積層方向が鉛直方向と
直交する方向に向けられてセル面が鉛直方向を向いてい
ることによって、ガス流路２７、２８にたとえフラッデ
ィングが生じても、水は重力によってガス流路２７、２
８の低位の部分に流れ、水排出性がよく、ガス流路２
７、２８の全域が水で覆われることはない。したがっ
て、セル面全域にわたって水で覆われて全域にわたって
作動不良が生じることはない。また、アノード側とカソ
ード側の反応面における湿度分布が互いに逆分布とされ
ているので、水分が、電解質膜１１を通して、酸化ガス
出口部近傍から燃料ガス入口部近傍に、さらに燃料ガス
出口部近傍から酸化ガス入口部近傍に拡散、移行し、セ
ル内を水分が循環して、水分分布の均一化、フラッディ
ング防止がはかられる。
【００１３】また、セルの燃料ガス流路２７ａおよび酸
化ガス流路２８ａが、燃料ガス流れと酸化ガス流れが、
ＭＥＡの表裏で、互いに平行となるように、設定されて
おり、また、セルの燃料ガス流路２７ａの上流側と酸化
ガス流路２８ａの下流側とが対応させて設けられ、セル
の燃料ガス流路２７ａの下流側と酸化ガス流路２８ａの
上流側とが対応させて設けられているので、水分が、電
解質膜１１を通して、酸化ガス出口部近傍から燃料ガス
入口部近傍に、さらに燃料ガス出口部近傍から酸化ガス
入口部近傍に拡散、移行し、セル内を水分が循環して、
水分分布の均一化、フラッディング防止がはかられる。
化ガス流路２８ａが、燃料ガス流れと酸化ガス流れが、
ＭＥＡの表裏で、互いに平行となるように、設定されて
おり、また、セルの燃料ガス流路２７ａの上流側と酸化
ガス流路２８ａの下流側とが対応させて設けられ、セル
の燃料ガス流路２７ａの下流側と酸化ガス流路２８ａの
上流側とが対応させて設けられているので、水分が、電
解質膜１１を通して、酸化ガス出口部近傍から燃料ガス
入口部近傍に、さらに燃料ガス出口部近傍から酸化ガス
入口部近傍に拡散、移行し、セル内を水分が循環して、
水分分布の均一化、フラッディング防止がはかられる。
【００１４】また、冷媒流れが、カソードの湿度分布と
温度分布が対応するように、設定されており、たとえ
ば、冷媒流路と酸化ガス流路のターン数が同じ場合に
は、酸化ガス流れと並行方向（平行かつ同方向）に設定
されているので、酸化ガスは入口部近傍で低温の冷媒で
冷却されて飽和水蒸気圧が下がり相対湿度が上がってそ
の近傍の電解質膜１１のドライアップが抑制され、酸化
ガスは出口部近傍でより高温となった冷媒で冷却されて
飽和水蒸気圧が上がり相対湿度が下がってその近傍での
フラッディング発生が抑制される。これは、冷媒流れを
酸化ガス流れと平行かつ同方向とすることによって、１
系統の冷媒流路によって達成される。その結果、従来の
ように温度の異なる２系統の冷媒流路とする必要がな
く、冷媒流路およびそれと関連するガス流路設計の自由
度を高めることができ、ガス流路にＵターン部を設けた
りガス流路をサーペンタイン（蛇行）流路に設計するこ
とができるようになる。
温度分布が対応するように、設定されており、たとえ
ば、冷媒流路と酸化ガス流路のターン数が同じ場合に
は、酸化ガス流れと並行方向（平行かつ同方向）に設定
されているので、酸化ガスは入口部近傍で低温の冷媒で
冷却されて飽和水蒸気圧が下がり相対湿度が上がってそ
の近傍の電解質膜１１のドライアップが抑制され、酸化
ガスは出口部近傍でより高温となった冷媒で冷却されて
飽和水蒸気圧が上がり相対湿度が下がってその近傍での
フラッディング発生が抑制される。これは、冷媒流れを
酸化ガス流れと平行かつ同方向とすることによって、１
系統の冷媒流路によって達成される。その結果、従来の
ように温度の異なる２系統の冷媒流路とする必要がな
く、冷媒流路およびそれと関連するガス流路設計の自由
度を高めることができ、ガス流路にＵターン部を設けた
りガス流路をサーペンタイン（蛇行）流路に設計するこ
とができるようになる。
【００１５】また、セルの燃料ガス流路２７ａおよび酸
化ガス流路２８ａが、セル面内で、水平方向に、または
下流側に下方に傾斜するように形成されているので、ガ
ス流路に水滴が生成しても重力に逆らわずにガス流で下
流へと流れることができる。また、冷媒流路２６では冷
媒が下から上へと流される場合は、冷媒流路に気泡が混
入しても浮力で上方に抜けていくことができる。また、
図５に示すように、燃料ガス流路溝の深さｈ1 を酸化ガ
ス流路溝の深さｈ2 よりも浅くした場合は、燃料ガスの
流速が速くなり、燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、
電解質膜の水分が燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結
果、湿潤過多の酸化ガス流路下流より電解質膜内を拡散
して、燃料ガス中に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガ
ス湿度が増加する。そして、電解質膜内から燃料ガス中
に蒸発する水分量が減少し、電解質膜のドライアップが
抑制される。また、図６に示すように、セルのガス流路
２７ａ、２８ａの排出口２７ｃ、２８ｃ近傍の下方側の
壁に凹部２９が設けられている場合は、酸化ガス流路に
水滴が生じても凹部２９に溜めることができてガス流路
の閉塞を防止でき、また、燃料ガス流路に水滴が生じて
凹部２９に溜まると、電解質膜の酸化ガス入口側近傍の
ドライアップを抑制できる。
化ガス流路２８ａが、セル面内で、水平方向に、または
下流側に下方に傾斜するように形成されているので、ガ
ス流路に水滴が生成しても重力に逆らわずにガス流で下
流へと流れることができる。また、冷媒流路２６では冷
媒が下から上へと流される場合は、冷媒流路に気泡が混
入しても浮力で上方に抜けていくことができる。また、
図５に示すように、燃料ガス流路溝の深さｈ1 を酸化ガ
ス流路溝の深さｈ2 よりも浅くした場合は、燃料ガスの
流速が速くなり、燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、
電解質膜の水分が燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結
果、湿潤過多の酸化ガス流路下流より電解質膜内を拡散
して、燃料ガス中に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガ
ス湿度が増加する。そして、電解質膜内から燃料ガス中
に蒸発する水分量が減少し、電解質膜のドライアップが
抑制される。また、図６に示すように、セルのガス流路
２７ａ、２８ａの排出口２７ｃ、２８ｃ近傍の下方側の
壁に凹部２９が設けられている場合は、酸化ガス流路に
水滴が生じても凹部２９に溜めることができてガス流路
の閉塞を防止でき、また、燃料ガス流路に水滴が生じて
凹部２９に溜まると、電解質膜の酸化ガス入口側近傍の
ドライアップを抑制できる。
【００１６】燃料電池１０は、全実施例に共通する構造
ではないが、実施例に応じて、つぎの構成をとることが
できる。ＭＥＡの表裏に設けられた、セルの燃料ガス流
路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａは、燃料ガス流れと
酸化ガス流れが、流路の全長またはほぼ全長にわたっ
て、互いに対向（逆方向流れ）するように、設定されて
もよい。あるいは、ＭＥＡの表裏に設けられた、セルの
燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａは、燃料
ガス流れと酸化ガス流れが並行（平行でかつ同じ方向の
流れ）するように、設定されてもよい。
ではないが、実施例に応じて、つぎの構成をとることが
できる。ＭＥＡの表裏に設けられた、セルの燃料ガス流
路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａは、燃料ガス流れと
酸化ガス流れが、流路の全長またはほぼ全長にわたっ
て、互いに対向（逆方向流れ）するように、設定されて
もよい。あるいは、ＭＥＡの表裏に設けられた、セルの
燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａは、燃料
ガス流れと酸化ガス流れが並行（平行でかつ同じ方向の
流れ）するように、設定されてもよい。
【００１７】また、図３に示すように、燃料ガスおよび
酸化ガスの供給口２７ｂ、２８ｂが、それぞれ、セルの
燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａの上部に
設けられていてもよく、燃料ガスおよび酸化ガスの排出
口２７ｃ、２８ｃが、それぞれ、セルの燃料ガス流路２
７ａおよび酸化ガス流路２８ａの下部に設けられていて
もよい。この配置は、水排出上、望ましい。また、１つ
のセルに少なくとも１組の燃料ガス流路２７ａおよび酸
化ガス流路２８ａが設けられている。１つのセルに複数
組の燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａが設
けらる場合は、燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８
ａは、同じ組数設けられ、各組の燃料ガス流路２７ａと
酸化ガス流路２８ａが、互いに対応させて設けられる。
酸化ガスの供給口２７ｂ、２８ｂが、それぞれ、セルの
燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａの上部に
設けられていてもよく、燃料ガスおよび酸化ガスの排出
口２７ｃ、２８ｃが、それぞれ、セルの燃料ガス流路２
７ａおよび酸化ガス流路２８ａの下部に設けられていて
もよい。この配置は、水排出上、望ましい。また、１つ
のセルに少なくとも１組の燃料ガス流路２７ａおよび酸
化ガス流路２８ａが設けられている。１つのセルに複数
組の燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａが設
けらる場合は、燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８
ａは、同じ組数設けられ、各組の燃料ガス流路２７ａと
酸化ガス流路２８ａが、互いに対応させて設けられる。
【００１８】また、セルの燃料ガス流路２７ａがセル内
で折れ曲がり部（たとえば、９０°、１８０°等の折れ
曲がり部、１８０°の折れ曲がり部はＵターン部とな
る）を有していてもよく、セルの酸化ガス流路２８ａが
セル内で折れ曲がり部（たとえば、９０°、１８０°等
の折れ曲がり部、１８０°の折れ曲がり部はＵターン部
となる）を有していてもよい。また、セルの燃料ガス流
路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、Ｕタ
ーン部を有していてもよい。Ｕターン部の数は１でも、
２以上（複数）であってもよい。Ｕターン部の数が２以
上の場合は、流路はサーペンタイン流路となる。
で折れ曲がり部（たとえば、９０°、１８０°等の折れ
曲がり部、１８０°の折れ曲がり部はＵターン部とな
る）を有していてもよく、セルの酸化ガス流路２８ａが
セル内で折れ曲がり部（たとえば、９０°、１８０°等
の折れ曲がり部、１８０°の折れ曲がり部はＵターン部
となる）を有していてもよい。また、セルの燃料ガス流
路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、Ｕタ
ーン部を有していてもよい。Ｕターン部の数は１でも、
２以上（複数）であってもよい。Ｕターン部の数が２以
上の場合は、流路はサーペンタイン流路となる。
【００１９】上記の、実施例に応じてとり得る構成の作
用はつぎの通りである。燃料ガスの流れと酸化ガスの流
れが、流路のほぼ全長にわたって、対向流となる場合
は、一方のガスの最もウエットな部分と他方のガスの最
もドライな部分とが対応するので、電解質膜１１を通し
て最も高効率な水拡散が行われ、一方のガスから他方の
ガスに水分が移行し他方のガスの流で他方のガスから一
方のガスに水分が移行することで、セル内で水分が循環
し、電解質膜１１のドライアップ防止、フラッディング
発生防止をはかることができる。また、燃料ガス流れと
酸化ガス流れが並行（平行でかつ同じ方向の流れ）して
も、一方のガスの上流と他方のガスの下流とが対応する
ので、上記と同様に、セル内で水分が循環し、電解質膜
１１のドライアップ防止、フラッディング発生防止をは
かることができる。
用はつぎの通りである。燃料ガスの流れと酸化ガスの流
れが、流路のほぼ全長にわたって、対向流となる場合
は、一方のガスの最もウエットな部分と他方のガスの最
もドライな部分とが対応するので、電解質膜１１を通し
て最も高効率な水拡散が行われ、一方のガスから他方の
ガスに水分が移行し他方のガスの流で他方のガスから一
方のガスに水分が移行することで、セル内で水分が循環
し、電解質膜１１のドライアップ防止、フラッディング
発生防止をはかることができる。また、燃料ガス流れと
酸化ガス流れが並行（平行でかつ同じ方向の流れ）して
も、一方のガスの上流と他方のガスの下流とが対応する
ので、上記と同様に、セル内で水分が循環し、電解質膜
１１のドライアップ防止、フラッディング発生防止をは
かることができる。
【００２０】ガスの供給口２７ｂ、２８ｂがセルのガス
流路２７ａ、２８ａの上部に設けられ、ガスの排出口２
７ｃ、２８ｃがセルのガス流路２７ａ、２８ａの下部
に、設けられている場合は、ガス流路２７ａ、２８ａに
おけるガス流れ方向と重力による水分の流れ方向とが一
致し、水分が重力に逆らわずに下方に流れることがで
き、水分の排出性がより一層よくなり、フラッディング
発生が抑制される。１つのセル面に１組の燃料ガス流路
２７ａおよび酸化ガス流路２８ａが設けられる場合は、
流路の設計、製造が単純化される。１つのセル面に複数
組の燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａが設
けられる場合は、それぞれのガス流路の入口部２７ｂ、
２８ｂと出口部２７ｃ、２８ｃとを近づけることがで
き、ガス流路の入口部２７ｂ、２８ｂと出口部２７ｃ、
２８ｃ間での電解質膜１１を介してのセル面内方向での
水分拡散も得られて、水分分布のより一層の均一化がは
かられる。
流路２７ａ、２８ａの上部に設けられ、ガスの排出口２
７ｃ、２８ｃがセルのガス流路２７ａ、２８ａの下部
に、設けられている場合は、ガス流路２７ａ、２８ａに
おけるガス流れ方向と重力による水分の流れ方向とが一
致し、水分が重力に逆らわずに下方に流れることがで
き、水分の排出性がより一層よくなり、フラッディング
発生が抑制される。１つのセル面に１組の燃料ガス流路
２７ａおよび酸化ガス流路２８ａが設けられる場合は、
流路の設計、製造が単純化される。１つのセル面に複数
組の燃料ガス流路２７ａおよび酸化ガス流路２８ａが設
けられる場合は、それぞれのガス流路の入口部２７ｂ、
２８ｂと出口部２７ｃ、２８ｃとを近づけることがで
き、ガス流路の入口部２７ｂ、２８ｂと出口部２７ｃ、
２８ｃ間での電解質膜１１を介してのセル面内方向での
水分拡散も得られて、水分分布のより一層の均一化がは
かられる。
【００２１】ガス流路２７ａ、２８ａがＵターン部を有
していない場合は、流路の設計、製造が単純化される。
ガス流路２７ａ、２８ａが１以上のＵターン部を有して
いる場合は、それぞれのガス流路の入口部２７ｂ、２８
ｂと出口部２７ｃ、２８ｃとを近づけることができ、ガ
ス流路の入口部２７ｂ、２８ｂと出口部２７ｃ、２８ｃ
間での電解質膜１１を介してのセル面内方向での水分拡
散も得られて、水分分布のより一層の均一化がはかられ
る。
していない場合は、流路の設計、製造が単純化される。
ガス流路２７ａ、２８ａが１以上のＵターン部を有して
いる場合は、それぞれのガス流路の入口部２７ｂ、２８
ｂと出口部２７ｃ、２８ｃとを近づけることができ、ガ
ス流路の入口部２７ｂ、２８ｂと出口部２７ｃ、２８ｃ
間での電解質膜１１を介してのセル面内方向での水分拡
散も得られて、水分分布のより一層の均一化がはかられ
る。
【００２２】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を
説明する。本発明の実施例１では、図３、図４に示すよ
うに、燃料ガスの流れと酸化ガスの流れは、ＭＥＡの表
裏で、流路のほぼ全長にわたって、対向する。燃料ガス
供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂは、それぞれ、セ
ルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａの上側に
あり、燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃ
は、それぞれ、セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流
路２８ａの下側にある。ガス流路は１組の燃料ガス流路
２７と１組の酸化ガス流路２８とからなる。セルの燃料
ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、ほ
ぼ９０°の折れ曲がり部はもつが、Ｕターン部をもたな
い。セルの燃料ガス流路２７ａは、燃料ガス供給口２７
ｂに接続しほぼ鉛直方向下方に延びる上流側共通通路２
７ａ-1と、共通通路２７ａ-1からほぼ９０°折れ曲がり
枝分かれして水平か斜め下方へと延びる複数通路２７ａ
-2と、複数通路２７ａ-2がほぼ９０°折れ曲がって集合
しほぼ鉛直方向下方に延び燃料ガス排出口２７ｃに接続
する下流側共通通路２７ａ-3と、を有する。同様に、セ
ルの酸化ガス流路２８ａは、酸化ガス供給口２８ｂに接
続しほぼ鉛直方向下方に延びる上流側共通通路２８ａ-1
と、共通通路２８ａ-1からほぼ９０°折れ曲がり枝分か
れして水平か斜め下方へと延びる複数通路２８ａ-2と、
複数通路２８ａ-2がほぼ９０°折れ曲がって集合しほぼ
鉛直方向下方に延び燃料ガス排出口２８ｃに接続する下
流側共通通路２８ａ-3と、を有する。本発明の実施例１
の作用については、本発明の全実施例に共通な作用で述
べた作用と同じである。すなわち、燃料ガス流路２７と
酸化ガス流路２８とが、流路のほぼ全長にわたって流れ
方向が対向しているので、一方のガスの最もウエットな
部分と他方のガスの最もドライな部分とが対応するので
最も効率の高い水分拡散、水分循環が行われ、また、酸
化ガス流路２８と冷媒流路２６とが、流路全長にわって
流れが並行しているので、酸化ガス入口部で最も低温の
冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を下げウェットにしてド
ライアップを防止でき、酸化ガス出口部で最も温度上昇
した冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を上げてフラッディ
ングを防止できる。
説明する。本発明の実施例１では、図３、図４に示すよ
うに、燃料ガスの流れと酸化ガスの流れは、ＭＥＡの表
裏で、流路のほぼ全長にわたって、対向する。燃料ガス
供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂは、それぞれ、セ
ルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａの上側に
あり、燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃ
は、それぞれ、セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流
路２８ａの下側にある。ガス流路は１組の燃料ガス流路
２７と１組の酸化ガス流路２８とからなる。セルの燃料
ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、ほ
ぼ９０°の折れ曲がり部はもつが、Ｕターン部をもたな
い。セルの燃料ガス流路２７ａは、燃料ガス供給口２７
ｂに接続しほぼ鉛直方向下方に延びる上流側共通通路２
７ａ-1と、共通通路２７ａ-1からほぼ９０°折れ曲がり
枝分かれして水平か斜め下方へと延びる複数通路２７ａ
-2と、複数通路２７ａ-2がほぼ９０°折れ曲がって集合
しほぼ鉛直方向下方に延び燃料ガス排出口２７ｃに接続
する下流側共通通路２７ａ-3と、を有する。同様に、セ
ルの酸化ガス流路２８ａは、酸化ガス供給口２８ｂに接
続しほぼ鉛直方向下方に延びる上流側共通通路２８ａ-1
と、共通通路２８ａ-1からほぼ９０°折れ曲がり枝分か
れして水平か斜め下方へと延びる複数通路２８ａ-2と、
複数通路２８ａ-2がほぼ９０°折れ曲がって集合しほぼ
鉛直方向下方に延び燃料ガス排出口２８ｃに接続する下
流側共通通路２８ａ-3と、を有する。本発明の実施例１
の作用については、本発明の全実施例に共通な作用で述
べた作用と同じである。すなわち、燃料ガス流路２７と
酸化ガス流路２８とが、流路のほぼ全長にわたって流れ
方向が対向しているので、一方のガスの最もウエットな
部分と他方のガスの最もドライな部分とが対応するので
最も効率の高い水分拡散、水分循環が行われ、また、酸
化ガス流路２８と冷媒流路２６とが、流路全長にわって
流れが並行しているので、酸化ガス入口部で最も低温の
冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を下げウェットにしてド
ライアップを防止でき、酸化ガス出口部で最も温度上昇
した冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を上げてフラッディ
ングを防止できる。
【００２３】本発明の実施例２では、図５に示すよう
に、燃料ガス流路２７溝の深さｈ1 が酸化ガス流路２８
溝の深さｈ2 よりも浅くてある。その作用は、燃料ガス
流路２７溝の深さｈ1 が酸化ガス流路２８溝の深さｈ2
よりも浅くてあることによって、燃料ガスの流速が速く
なり、燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の
水分が燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過
多の酸化ガス流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料
ガス中に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増
加する。そして、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する
水分量が減少し、電解質膜のドライアップが抑制され
る。
に、燃料ガス流路２７溝の深さｈ1 が酸化ガス流路２８
溝の深さｈ2 よりも浅くてある。その作用は、燃料ガス
流路２７溝の深さｈ1 が酸化ガス流路２８溝の深さｈ2
よりも浅くてあることによって、燃料ガスの流速が速く
なり、燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の
水分が燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過
多の酸化ガス流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料
ガス中に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増
加する。そして、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する
水分量が減少し、電解質膜のドライアップが抑制され
る。
【００２４】本発明の実施例３では、図６に示すよう
に、セルのガス流路２７ａ、２８ａの、水平かまたは斜
め下方に延びる部分の、排出口２７ｃ、２８ｃ近傍の下
方側の壁に、生成水を一時溜めるための凹部２９が設け
られている。本発明の実施例３の作用は、凹部２９が設
けられているので、酸化ガス流路に水滴が生じても凹部
２９に溜めることができてガス流路の閉塞を防止でき、
また、燃料ガス流路に水滴が生じて凹部２９に溜まる
と、電解質膜の酸化ガス入口側近傍のドライアップを抑
制できる。
に、セルのガス流路２７ａ、２８ａの、水平かまたは斜
め下方に延びる部分の、排出口２７ｃ、２８ｃ近傍の下
方側の壁に、生成水を一時溜めるための凹部２９が設け
られている。本発明の実施例３の作用は、凹部２９が設
けられているので、酸化ガス流路に水滴が生じても凹部
２９に溜めることができてガス流路の閉塞を防止でき、
また、燃料ガス流路に水滴が生じて凹部２９に溜まる
と、電解質膜の酸化ガス入口側近傍のドライアップを抑
制できる。
【００２５】本発明の実施例４では、図７に示すよう
に、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、流路
のほぼ全長において、対向する。燃料ガス供給口２７ｂ
は、セルの燃料ガス流路２７ａの上側にあり、燃料ガス
排出口２７ｃは、セルの燃料ガス流路２７ａの下側にあ
る。酸化ガス供給口２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８
ａの下側にあり、酸化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化
ガス流路２８ａの上側にある。ガス流路は、１組の燃料
ガス流路２７と１組の酸化ガス流路２８とからなる。セ
ルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それ
ぞれ、１つずつ、Ｕターン部をもつ。燃料ガス供給口２
７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとはほぼ矩形状のセルの同
じ辺側にあり、燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口
２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあって燃料ガ
ス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂがある辺と同じ
辺側にある。本発明の実施例４の作用については、本発
明の全実施例に共通な作用に準じ、本発明の実施例１の
作用と同じである。
に、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、流路
のほぼ全長において、対向する。燃料ガス供給口２７ｂ
は、セルの燃料ガス流路２７ａの上側にあり、燃料ガス
排出口２７ｃは、セルの燃料ガス流路２７ａの下側にあ
る。酸化ガス供給口２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８
ａの下側にあり、酸化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化
ガス流路２８ａの上側にある。ガス流路は、１組の燃料
ガス流路２７と１組の酸化ガス流路２８とからなる。セ
ルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それ
ぞれ、１つずつ、Ｕターン部をもつ。燃料ガス供給口２
７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとはほぼ矩形状のセルの同
じ辺側にあり、燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口
２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあって燃料ガ
ス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂがある辺と同じ
辺側にある。本発明の実施例４の作用については、本発
明の全実施例に共通な作用に準じ、本発明の実施例１の
作用と同じである。
【００２６】本発明の実施例５では、図８に示すよう
に、実施例４と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水の流
れ方向が逆である以外は実施例４と同じ構成、作用をも
つものである。すなわち、本発明の実施例５では、燃料
ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向が対向する。燃料
ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７ａの下側
にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂは、セルの
酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス排出口２８
ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にある。ガス流
路は、１組の燃料ガス流路２７と１組の酸化ガス流路２
８とからなる。セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流
路２８ａは、それぞれ、１つずつ、Ｕターン部をもつ。
燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとはほぼ
矩形状のセルの同じ辺側にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
と酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同じ辺
側にあって燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８
ｂがある辺とは同じ辺側にある。本発明の実施例５の作
用については、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、
本発明の実施例１の作用と同じである。
に、実施例４と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水の流
れ方向が逆である以外は実施例４と同じ構成、作用をも
つものである。すなわち、本発明の実施例５では、燃料
ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向が対向する。燃料
ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７ａの下側
にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂは、セルの
酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス排出口２８
ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にある。ガス流
路は、１組の燃料ガス流路２７と１組の酸化ガス流路２
８とからなる。セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流
路２８ａは、それぞれ、１つずつ、Ｕターン部をもつ。
燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとはほぼ
矩形状のセルの同じ辺側にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
と酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同じ辺
側にあって燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８
ｂがある辺とは同じ辺側にある。本発明の実施例５の作
用については、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、
本発明の実施例１の作用と同じである。
【００２７】本発明の実施例６では、図９に示すよう
に、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向す
る。ガス流路は、複数組（図９では２組の場合を例示し
た、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７と
複数組（図９では２組の場合を例示した、ただし、３組
以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各組に
おいて、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの
燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス供給口２８
ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあり、酸化ガ
ス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側に
ある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂと
はほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあり、燃料ガス排出口
２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの
同じ辺側にあって燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給
口２８ｂがある辺とは同じ辺側にある。セルの各燃料ガ
ス流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、１
つずつ、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例６の作用に
ついては、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、本発
明の実施例１の作用と同じである。
に、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向す
る。ガス流路は、複数組（図９では２組の場合を例示し
た、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７と
複数組（図９では２組の場合を例示した、ただし、３組
以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各組に
おいて、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの
燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス供給口２８
ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあり、酸化ガ
ス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側に
ある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂと
はほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあり、燃料ガス排出口
２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの
同じ辺側にあって燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給
口２８ｂがある辺とは同じ辺側にある。セルの各燃料ガ
ス流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、１
つずつ、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例６の作用に
ついては、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、本発
明の実施例１の作用と同じである。
【００２８】本発明の実施例７では、図１０に示すよう
に、実施例６と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水の流
れ方向が逆である以外は実施例６と同じ構成、作用をも
つものである。すなわち、本発明の実施例７では、燃料
ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向する。ガス
流路は、複数組（図１０では２組の場合を例示した、た
だし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７と複数組
（図１０では２組の場合を例示した、ただし、３組以上
でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各組におい
て、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７
ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料
ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂ
は、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス
排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
る。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとは
ほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあり、燃料ガス排出口２
７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同
じ辺側にあって燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口
２８ｂがある辺とは同じ辺側にある。セルの各燃料ガス
流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、１つ
ずつ、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例７の作用につ
いては、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、本発明
の実施例１の作用と同じである。
に、実施例６と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水の流
れ方向が逆である以外は実施例６と同じ構成、作用をも
つものである。すなわち、本発明の実施例７では、燃料
ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向する。ガス
流路は、複数組（図１０では２組の場合を例示した、た
だし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７と複数組
（図１０では２組の場合を例示した、ただし、３組以上
でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各組におい
て、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７
ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料
ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂ
は、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス
排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
る。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとは
ほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあり、燃料ガス排出口２
７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同
じ辺側にあって燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口
２８ｂがある辺とは同じ辺側にある。セルの各燃料ガス
流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、１つ
ずつ、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例７の作用につ
いては、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、本発明
の実施例１の作用と同じである。
【００２９】本発明の実施例８では、図１１に示すよう
に、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向とは、対
向する。燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの
燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス供給口２８
ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあり、酸化ガ
ス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側に
ある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂと
はほぼ矩形状のセルの互いに対向する辺側にあり、燃料
ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形
状のセルの互いに対向する辺側にある。ガス流路は、１
組の燃料ガス流路２７と１組の酸化ガス流路２８とから
なる。セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａ
は、それぞれ、複数ずつ（図１１では２つずつの場合を
例示した、ただし、３つ以上ずつでもよい）、Ｕターン
部をもつ。本発明の実施例８の作用については、本発明
の全実施例に共通な作用に準じ、本発明の実施例１の作
用と同じである。
に、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向とは、対
向する。燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの
燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス供給口２８
ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあり、酸化ガ
ス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側に
ある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂと
はほぼ矩形状のセルの互いに対向する辺側にあり、燃料
ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形
状のセルの互いに対向する辺側にある。ガス流路は、１
組の燃料ガス流路２７と１組の酸化ガス流路２８とから
なる。セルの燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａ
は、それぞれ、複数ずつ（図１１では２つずつの場合を
例示した、ただし、３つ以上ずつでもよい）、Ｕターン
部をもつ。本発明の実施例８の作用については、本発明
の全実施例に共通な作用に準じ、本発明の実施例１の作
用と同じである。
【００３０】本発明の実施例９では、図１２に示すよう
に、実施例７と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水の流
れ方向が逆である以外は実施例８と同じ構成、作用をも
つものである。すなわち、本発明の実施例９では、燃料
ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向が対向する。燃料
ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７ａの下側
にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂは、セルの
酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス排出口２８
ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にある。燃料ガ
ス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとはほぼ矩形状
のセルの互いに反対側の辺側にあり、燃料ガス排出口２
７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの互
いに反対側の辺側にある。ガス流路は、１組の燃料ガス
流路２７と１組の酸化ガス流路２８とからなる。セルの
燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それぞ
れ、複数ずつ（図１２では２つずつ、ただし、３つ以上
ずつでもよい）の、Ｕターン部をもち、サーペンタイン
流路を構成している。本発明の実施例９の作用について
は、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、本発明の実
施例１の作用と同じである。
に、実施例７と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水の流
れ方向が逆である以外は実施例８と同じ構成、作用をも
つものである。すなわち、本発明の実施例９では、燃料
ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向が対向する。燃料
ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７ａの下側
にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料ガス流路
２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂは、セルの
酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス排出口２８
ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にある。燃料ガ
ス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとはほぼ矩形状
のセルの互いに反対側の辺側にあり、燃料ガス排出口２
７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの互
いに反対側の辺側にある。ガス流路は、１組の燃料ガス
流路２７と１組の酸化ガス流路２８とからなる。セルの
燃料ガス流路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それぞ
れ、複数ずつ（図１２では２つずつ、ただし、３つ以上
ずつでもよい）の、Ｕターン部をもち、サーペンタイン
流路を構成している。本発明の実施例９の作用について
は、本発明の全実施例に共通な作用に準じ、本発明の実
施例１の作用と同じである。
【００３１】本発明の実施例１０では、図１３に示すよ
うに、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向
する。ガス流路は、複数組（図１３では２組の場合を例
示した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２
７と複数組（図１３では２組の場合を例示した、ただ
し、３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからな
る。各組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃
料ガス流路２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
は、セルの燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス
供給口２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
り、酸化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８
ａの上側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給
口２８ｂとはほぼ矩形状のセルの互いに反対側の辺側に
あり、燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃと
はほぼ矩形状のセルの互いに反対側の辺側にある。セル
の各燃料ガス流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、そ
れぞれ、複数ずつ（図１３では２つずつを示した、ただ
し、３つ以上ずつでもよい）、Ｕターン部をもち、サー
ペンタイン流路を構成している。本発明の実施例１０の
作用については、本発明の全実施例に共通な作用に準
じ、本発明の実施例１の作用と同じである。
うに、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向
する。ガス流路は、複数組（図１３では２組の場合を例
示した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２
７と複数組（図１３では２組の場合を例示した、ただ
し、３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからな
る。各組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃
料ガス流路２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
は、セルの燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス
供給口２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
り、酸化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８
ａの上側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給
口２８ｂとはほぼ矩形状のセルの互いに反対側の辺側に
あり、燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃと
はほぼ矩形状のセルの互いに反対側の辺側にある。セル
の各燃料ガス流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、そ
れぞれ、複数ずつ（図１３では２つずつを示した、ただ
し、３つ以上ずつでもよい）、Ｕターン部をもち、サー
ペンタイン流路を構成している。本発明の実施例１０の
作用については、本発明の全実施例に共通な作用に準
じ、本発明の実施例１の作用と同じである。
【００３２】本発明の実施例１１では、図１４に示すよ
うに、実施例１０と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水
の流れ方向が逆である以外は実施例１０と同じ構成、作
用をもつものである。すなわち、本発明の実施例１１で
は、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向す
る。ガス流路は、複数組（図１４では２組の場合を例示
した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７
と複数組（図１４では２組の場合を例示した、ただし、
３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各
組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス
流路２７ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セ
ルの燃料ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口
２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸
化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下
側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８
ｂとはほぼ矩形状のセルの互いに反対側の辺側にあり、
燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ
矩形状のセルの互いに反対側の辺側にある。セルの各燃
料ガス流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞ
れ、複数ずつ（図１４では２つずつ、ただし、３つ以上
ずつでもよい）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１
１の作用については、本発明の全実施例に共通な作用に
準じ、本発明の実施例１の作用と同じである。
うに、実施例１０と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水
の流れ方向が逆である以外は実施例１０と同じ構成、作
用をもつものである。すなわち、本発明の実施例１１で
は、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は対向す
る。ガス流路は、複数組（図１４では２組の場合を例示
した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７
と複数組（図１４では２組の場合を例示した、ただし、
３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各
組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス
流路２７ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セ
ルの燃料ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口
２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸
化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下
側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８
ｂとはほぼ矩形状のセルの互いに反対側の辺側にあり、
燃料ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ
矩形状のセルの互いに反対側の辺側にある。セルの各燃
料ガス流路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞ
れ、複数ずつ（図１４では２つずつ、ただし、３つ以上
ずつでもよい）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１
１の作用については、本発明の全実施例に共通な作用に
準じ、本発明の実施例１の作用と同じである。
【００３３】本発明の実施例１２では、図１５に示すよ
うに、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、対
応する流路部分において、同じ方向である。一方のガス
の上流部と他方のガスの下流部を対応させて設けられて
いる。燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２
７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃
料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス供給口２８ｂ
は、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあり、酸化ガス
排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあ
る。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとは
ほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってガスマニホールド
の干渉が避けられる位置にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
と酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同じ辺
側にあってガスマニホールドの干渉が避けられる位置に
ある。ガス流路は、１組の燃料ガス流路２７と１組の酸
化ガス流路２８とからなる。セルの燃料ガス流路２７ａ
と酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ずつ（図１５
では２つずつの場合を例示した、ただし、３つ以上ずつ
でもよい）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１２の
作用については、本発明の全実施例に共通な作用で述べ
たものに準じる。すなわち、一方のガスの上流部と他方
のガスの下流部を対応させて設けられているので、２種
類のガスのウエットな部分と他方のガスのドライな部分
とが対応し、効率の高い水分拡散、水分循環が行われ
る。また、酸化ガス流路２８と冷媒流路２６とが、流路
全長にわって流れが並行しているので、酸化ガス入口部
で最も低温の冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を下げウェ
ットにしてドライアップを防止でき、酸化ガス出口部で
最も温度上昇した冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を上げ
てフラッディングを防止できる。
うに、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、対
応する流路部分において、同じ方向である。一方のガス
の上流部と他方のガスの下流部を対応させて設けられて
いる。燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２
７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃
料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス供給口２８ｂ
は、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあり、酸化ガス
排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあ
る。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとは
ほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってガスマニホールド
の干渉が避けられる位置にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
と酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同じ辺
側にあってガスマニホールドの干渉が避けられる位置に
ある。ガス流路は、１組の燃料ガス流路２７と１組の酸
化ガス流路２８とからなる。セルの燃料ガス流路２７ａ
と酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ずつ（図１５
では２つずつの場合を例示した、ただし、３つ以上ずつ
でもよい）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１２の
作用については、本発明の全実施例に共通な作用で述べ
たものに準じる。すなわち、一方のガスの上流部と他方
のガスの下流部を対応させて設けられているので、２種
類のガスのウエットな部分と他方のガスのドライな部分
とが対応し、効率の高い水分拡散、水分循環が行われ
る。また、酸化ガス流路２８と冷媒流路２６とが、流路
全長にわって流れが並行しているので、酸化ガス入口部
で最も低温の冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を下げウェ
ットにしてドライアップを防止でき、酸化ガス出口部で
最も温度上昇した冷却水で冷却して飽和水蒸気圧を上げ
てフラッディングを防止できる。
【００３４】本発明の実施例１３では、図１６に示すよ
うに、実施例１２と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水
の流れ方向が逆である以外は実施例１２と同じ構成、作
用をもつものである。すなわち、本発明の実施例１３で
は、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、対応
する流路部分において、同じ方向である。一方のガスの
上流部と他方のガスの下流部を対応させて設けられてい
る。燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７
ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料
ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂ
は、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス
排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
る。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとは
ほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってそれぞれのガスマ
ニホールドが干渉しない位置にあり、燃料ガス排出口２
７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同
じ辺側にあってそれぞれのガスマニホールドが干渉しな
い位置にある。ガス流路は、１組の燃料ガス流路２７と
１組の酸化ガス流路２８とからなる。セルの燃料ガス流
路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ずつ
（図１５では２つずつ、ただし、３つ以上ずつでもよ
い）の、Ｕターン部をもち、サーペンタイン流路を構成
している。本発明の実施例１３の作用については、実施
例１２の作用に準じる。
うに、実施例１２と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水
の流れ方向が逆である以外は実施例１２と同じ構成、作
用をもつものである。すなわち、本発明の実施例１３で
は、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、対応
する流路部分において、同じ方向である。一方のガスの
上流部と他方のガスの下流部を対応させて設けられてい
る。燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス流路２７
ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セルの燃料
ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口２８ｂ
は、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸化ガス
排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
る。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８ｂとは
ほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってそれぞれのガスマ
ニホールドが干渉しない位置にあり、燃料ガス排出口２
７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形状のセルの同
じ辺側にあってそれぞれのガスマニホールドが干渉しな
い位置にある。ガス流路は、１組の燃料ガス流路２７と
１組の酸化ガス流路２８とからなる。セルの燃料ガス流
路２７ａと酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ずつ
（図１５では２つずつ、ただし、３つ以上ずつでもよ
い）の、Ｕターン部をもち、サーペンタイン流路を構成
している。本発明の実施例１３の作用については、実施
例１２の作用に準じる。
【００３５】本発明の実施例１４では、図１７に示すよ
うに、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、対
応する流路部分において、同じ方向である。一方のガス
の上流部と他方のガスの下流部を対応させて設けられて
いる。ガス流路は、複数組（図１７では２組の場合を例
示した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２
７と複数組（図１７では２組の場合を例示した、ただ
し、３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからな
る。各組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃
料ガス流路２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
は、セルの燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス
供給口２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
り、酸化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８
ａの上側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給
口２８ｂとはほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってそれ
ぞれのガスマニホールドが干渉しない位置にあり、燃料
ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形
状のセルの互いに同じ辺側にあってそれぞれのガスマニ
ホールドが干渉しない位置にある。各燃料ガス流路２７
ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ずつ（図
１７では２つずつを示した、ただし、３つ以上ずつでも
よい）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１４の作用
については、実施例１２の作用に準じる。
うに、燃料ガスの流れ方向と酸化ガスの流れ方向は、対
応する流路部分において、同じ方向である。一方のガス
の上流部と他方のガスの下流部を対応させて設けられて
いる。ガス流路は、複数組（図１７では２組の場合を例
示した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２
７と複数組（図１７では２組の場合を例示した、ただ
し、３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからな
る。各組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃
料ガス流路２７ａの上側にあり、燃料ガス排出口２７ｃ
は、セルの燃料ガス流路２７ａの下側にある。酸化ガス
供給口２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの下側にあ
り、酸化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８
ａの上側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給
口２８ｂとはほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってそれ
ぞれのガスマニホールドが干渉しない位置にあり、燃料
ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形
状のセルの互いに同じ辺側にあってそれぞれのガスマニ
ホールドが干渉しない位置にある。各燃料ガス流路２７
ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ずつ（図
１７では２つずつを示した、ただし、３つ以上ずつでも
よい）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１４の作用
については、実施例１２の作用に準じる。
【００３６】本発明の実施例１５では、図１８に示すよ
うに、実施例１４と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水
の流れ方向が逆である以外は実施例１４と同じ構成、作
用をもつものである。すなわち、本発明の実施例１５で
は、ガス流路は、複数組（図１８では２組の場合を例示
した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７
と複数組（図１８では２組の場合を例示した、ただし、
３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各
組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス
流路２７ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セ
ルの燃料ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口
２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸
化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下
側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８
ｂとはほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってそれぞれの
ガスマニホールドが互いに干渉しない位置にあり、燃料
ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形
状のセルの同じ辺側にあってそれぞれのガスマニホール
ドが互いに干渉しない位置にある。セルの各燃料ガス流
路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ず
つ（図１８では２つずつ、ただし、３つ以上ずつでもよ
い）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１５の作用に
ついては、実施例１２の作用に準じる。
うに、実施例１４と燃料ガス、酸化ガス、および冷却水
の流れ方向が逆である以外は実施例１４と同じ構成、作
用をもつものである。すなわち、本発明の実施例１５で
は、ガス流路は、複数組（図１８では２組の場合を例示
した、ただし、３組以上でもよい）の燃料ガス流路２７
と複数組（図１８では２組の場合を例示した、ただし、
３組以上でもよい）の酸化ガス流路２８とからなる。各
組において、燃料ガス供給口２７ｂは、セルの燃料ガス
流路２７ａの下側にあり、燃料ガス排出口２７ｃは、セ
ルの燃料ガス流路２７ａの上側にある。酸化ガス供給口
２８ｂは、セルの酸化ガス流路２８ａの上側にあり、酸
化ガス排出口２８ｃは、セルの酸化ガス流路２８ａの下
側にある。燃料ガス供給口２７ｂと酸化ガス供給口２８
ｂとはほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあってそれぞれの
ガスマニホールドが互いに干渉しない位置にあり、燃料
ガス排出口２７ｃと酸化ガス排出口２８ｃとはほぼ矩形
状のセルの同じ辺側にあってそれぞれのガスマニホール
ドが互いに干渉しない位置にある。セルの各燃料ガス流
路２７ａと各酸化ガス流路２８ａは、それぞれ、複数ず
つ（図１８では２つずつ、ただし、３つ以上ずつでもよ
い）、Ｕターン部をもつ。本発明の実施例１５の作用に
ついては、実施例１２の作用に準じる。
【００３７】本発明の実施例１６では、図１９に示すよ
うに、燃料ガス流路２７ａも酸化ガス流路２８ａも、複
数の折り返し部（Ｕターン部）を有していて、蛇行形状
となっている場合、燃料ガス流路２７ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）を酸化ガス流路２８ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）よりも増やしてあり、これによっ
て、燃料ガス流路長が酸化ガス流路長よりも大となって
いる。また、燃料ガス入口２７ｂと燃料ガス排出口２７
ｃとがほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあり、酸化ガス供
給口２８ｂと酸化ガス排出口２８ｃとがほぼ矩形状のセ
ルの同じ辺側（ただし、燃料ガス入口２７ｂと燃料ガス
排出口２７ｃがある辺と対向辺側）にある。本発明の実
施例１６の作用については、燃料ガス流路の折り返し数
を酸化ガス流路の折り返し数よりも多くして燃料ガス流
路長を酸化ガス流路長よりも長くしたので、燃料ガス流
速が速くなり、燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、電
解質膜の水分が燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結
果、湿潤過多の酸化ガス流路下流より電解質膜内を拡散
して、燃料ガス中に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガ
ス湿度が増加する。そして、電解質膜内から燃料ガス中
に蒸発する水分量が減少し、電解質膜のドライアップが
抑制される。
うに、燃料ガス流路２７ａも酸化ガス流路２８ａも、複
数の折り返し部（Ｕターン部）を有していて、蛇行形状
となっている場合、燃料ガス流路２７ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）を酸化ガス流路２８ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）よりも増やしてあり、これによっ
て、燃料ガス流路長が酸化ガス流路長よりも大となって
いる。また、燃料ガス入口２７ｂと燃料ガス排出口２７
ｃとがほぼ矩形状のセルの同じ辺側にあり、酸化ガス供
給口２８ｂと酸化ガス排出口２８ｃとがほぼ矩形状のセ
ルの同じ辺側（ただし、燃料ガス入口２７ｂと燃料ガス
排出口２７ｃがある辺と対向辺側）にある。本発明の実
施例１６の作用については、燃料ガス流路の折り返し数
を酸化ガス流路の折り返し数よりも多くして燃料ガス流
路長を酸化ガス流路長よりも長くしたので、燃料ガス流
速が速くなり、燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、電
解質膜の水分が燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結
果、湿潤過多の酸化ガス流路下流より電解質膜内を拡散
して、燃料ガス中に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガ
ス湿度が増加する。そして、電解質膜内から燃料ガス中
に蒸発する水分量が減少し、電解質膜のドライアップが
抑制される。
【００３８】本発明の実施例１７では、図２０に示すよ
うに、燃料ガス流路２７ａも酸化ガス流路２８ａも、複
数の折り返し部（Ｕターン部）を有していて、蛇行形状
となっている場合、燃料ガス流路２７ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）を酸化ガス流路２８ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）よりも増やしてあり、これによっ
て、燃料ガス流路長が酸化ガス流路長よりも大となって
いる。また、燃料ガス入口２７ｂと燃料ガス排出口２７
ｃとが互いにほぼ矩形状のセルの対向辺側にあり、酸化
ガス供給口２８ｂと酸化ガス排出口２８ｃとが互いにほ
ぼ矩形状のセルの対向辺側にある。本発明の実施例１７
の作用については、本発明の実施例１７の作用と同じで
あり、燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス流路の折り
返し数よりも多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流路長
よりも長くしたので、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガ
ス境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガ
スに蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過多の酸化ガス
流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中に蒸発
する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加する。そし
て、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分量が減少
し、電解質膜のドライアップが抑制される。
うに、燃料ガス流路２７ａも酸化ガス流路２８ａも、複
数の折り返し部（Ｕターン部）を有していて、蛇行形状
となっている場合、燃料ガス流路２７ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）を酸化ガス流路２８ａの折り返し数
（Ｕターン部の数）よりも増やしてあり、これによっ
て、燃料ガス流路長が酸化ガス流路長よりも大となって
いる。また、燃料ガス入口２７ｂと燃料ガス排出口２７
ｃとが互いにほぼ矩形状のセルの対向辺側にあり、酸化
ガス供給口２８ｂと酸化ガス排出口２８ｃとが互いにほ
ぼ矩形状のセルの対向辺側にある。本発明の実施例１７
の作用については、本発明の実施例１７の作用と同じで
あり、燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス流路の折り
返し数よりも多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流路長
よりも長くしたので、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガ
ス境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガ
スに蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過多の酸化ガス
流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中に蒸発
する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加する。そし
て、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分量が減少
し、電解質膜のドライアップが抑制される。
【００３９】
【発明の効果】請求項１の燃料電池によれば、アノード
側とカソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分
布とされているので、水分が、電解質膜を通して、酸化
ガス出口部近傍から燃料ガス入口部近傍に、さらに燃料
ガス出口部近傍から酸化ガス入口部近傍に拡散、移行
し、セル内を水分が循環して、水分分布の均一化、フラ
ッディング防止がはかられる。また、セル積層方向を重
力方向に対して垂直としたので、セル面が鉛直方向に向
けられており、たとえガス流路内に水滴が生じても、重
力でガス流路を下方に流れ、排出性がよく、セル面全域
が水分により覆われることは起こらない。請求項２の燃
料電池によれば、燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路
溝の深さよりも浅くしたので（燃料ガス流路溝の幅と酸
化ガス流路溝の幅は同じ）、燃料ガス流速が速くなり、
燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が
燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過多の酸
化ガス流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中
に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加す
る。そして、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分
量が減少し、電解質膜のドライアップが抑制される。請
求項３の燃料電池によれば、カソードの湿度分布と温度
分布が対応するように冷媒を流すので、酸化ガスは入口
部近傍で低温の冷媒で冷却されて飽和水蒸気圧が下がり
相対湿度が上がってその近傍の電解質膜のドライアップ
が抑制され、酸化ガスは出口部近傍でより高温となった
冷媒で冷却されて飽和水蒸気圧が上がり相対湿度が下が
ってその近傍の電解質膜および電極でのフラッディング
発生が抑制される。これは、冷媒流れを酸化ガス流れと
平行かつ同方向とすることによって、１系統の冷媒流路
によって達成され、従来のように温度の異なる２系統の
冷媒流路とする必要がなく、冷媒流路およびそれと関連
するガス流路設計の自由度を高めることができ、ガス流
路にＵターン部を設けたりガス流路をサーペンタイン流
路に設計することができるようになる。請求項４の燃料
電池によれば、セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路
および冷媒流路が、水平方向にまたは下流側に下方に傾
斜するように形成されているので、ガス流路に水滴が生
成しても重力に逆らわずにガス流で下流へと流れること
ができ、冷媒流路に気泡が混入しても浮力で上方に抜け
ていくことができる。請求項５の燃料電池によれば、セ
ルのガス流路の排出口近傍の下方側の壁に凹部が設けら
れているので、酸化ガス流路に水滴が生じても凹部に溜
めることができガス流路の閉塞を防止でき、また、燃料
ガス流路に水滴が生じて凹部に溜まると、電解質膜の酸
化ガス入口側近傍のドライアップを抑制できる。請求項
６または請求項７の燃料電池によれば、請求項１と同様
の効果が得られる。請求項８の燃料電池によれば、ガス
の供給口は上部に、ガスの排出口は下部に、設けられて
いるので、ガスの排出方向と重力による水分の流れ方向
とが一致し、水分の排出性がより一層よくなる。請求項
９の燃料電池によれば、１つのセルに１組の燃料ガス流
路および酸化ガス流路が設けられているので、流路設計
を単純化できる。請求項１０の燃料電池によれば、１つ
のセルに複数組の燃料ガス流路および酸化ガス流路が設
けられているので、それぞれのガス流路の入口部と出口
部とを近づけることができ、ガス流路の入口部と出口部
間での電解質膜を介しての水分拡散も得られて、水分分
布のより一層の均一化がはかられる。請求項１１の燃料
電池によれば、ガス流路がＵターン部を有していないの
で、流路設計を単純化できる。請求項１２の燃料電池に
よれば、ガス流路が１以上のＵターン部を有しているの
で、それぞれのガス流路の入口部と出口部とを近づける
ことができ、ガス流路の入口部と出口部間での電解質膜
を介しての水分拡散も得られて、水分分布のより一層の
均一化がはかられる。請求項１３の燃料電池によれば、
燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス流路の折り返し数
よりも多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流路長よりも
長くしたので、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガス境膜
（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガスに蒸
発しやすくすることができる。その結果、湿潤過多の酸
化ガス流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中
に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加す
る。そして、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分
量が減少し、電解質膜のドライアップが抑制される。
側とカソード側の反応面における湿度分布が互いに逆分
布とされているので、水分が、電解質膜を通して、酸化
ガス出口部近傍から燃料ガス入口部近傍に、さらに燃料
ガス出口部近傍から酸化ガス入口部近傍に拡散、移行
し、セル内を水分が循環して、水分分布の均一化、フラ
ッディング防止がはかられる。また、セル積層方向を重
力方向に対して垂直としたので、セル面が鉛直方向に向
けられており、たとえガス流路内に水滴が生じても、重
力でガス流路を下方に流れ、排出性がよく、セル面全域
が水分により覆われることは起こらない。請求項２の燃
料電池によれば、燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路
溝の深さよりも浅くしたので（燃料ガス流路溝の幅と酸
化ガス流路溝の幅は同じ）、燃料ガス流速が速くなり、
燃料ガス境膜（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が
燃料ガスに蒸発しやすくなる。その結果、湿潤過多の酸
化ガス流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中
に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加す
る。そして、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分
量が減少し、電解質膜のドライアップが抑制される。請
求項３の燃料電池によれば、カソードの湿度分布と温度
分布が対応するように冷媒を流すので、酸化ガスは入口
部近傍で低温の冷媒で冷却されて飽和水蒸気圧が下がり
相対湿度が上がってその近傍の電解質膜のドライアップ
が抑制され、酸化ガスは出口部近傍でより高温となった
冷媒で冷却されて飽和水蒸気圧が上がり相対湿度が下が
ってその近傍の電解質膜および電極でのフラッディング
発生が抑制される。これは、冷媒流れを酸化ガス流れと
平行かつ同方向とすることによって、１系統の冷媒流路
によって達成され、従来のように温度の異なる２系統の
冷媒流路とする必要がなく、冷媒流路およびそれと関連
するガス流路設計の自由度を高めることができ、ガス流
路にＵターン部を設けたりガス流路をサーペンタイン流
路に設計することができるようになる。請求項４の燃料
電池によれば、セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路
および冷媒流路が、水平方向にまたは下流側に下方に傾
斜するように形成されているので、ガス流路に水滴が生
成しても重力に逆らわずにガス流で下流へと流れること
ができ、冷媒流路に気泡が混入しても浮力で上方に抜け
ていくことができる。請求項５の燃料電池によれば、セ
ルのガス流路の排出口近傍の下方側の壁に凹部が設けら
れているので、酸化ガス流路に水滴が生じても凹部に溜
めることができガス流路の閉塞を防止でき、また、燃料
ガス流路に水滴が生じて凹部に溜まると、電解質膜の酸
化ガス入口側近傍のドライアップを抑制できる。請求項
６または請求項７の燃料電池によれば、請求項１と同様
の効果が得られる。請求項８の燃料電池によれば、ガス
の供給口は上部に、ガスの排出口は下部に、設けられて
いるので、ガスの排出方向と重力による水分の流れ方向
とが一致し、水分の排出性がより一層よくなる。請求項
９の燃料電池によれば、１つのセルに１組の燃料ガス流
路および酸化ガス流路が設けられているので、流路設計
を単純化できる。請求項１０の燃料電池によれば、１つ
のセルに複数組の燃料ガス流路および酸化ガス流路が設
けられているので、それぞれのガス流路の入口部と出口
部とを近づけることができ、ガス流路の入口部と出口部
間での電解質膜を介しての水分拡散も得られて、水分分
布のより一層の均一化がはかられる。請求項１１の燃料
電池によれば、ガス流路がＵターン部を有していないの
で、流路設計を単純化できる。請求項１２の燃料電池に
よれば、ガス流路が１以上のＵターン部を有しているの
で、それぞれのガス流路の入口部と出口部とを近づける
ことができ、ガス流路の入口部と出口部間での電解質膜
を介しての水分拡散も得られて、水分分布のより一層の
均一化がはかられる。請求項１３の燃料電池によれば、
燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス流路の折り返し数
よりも多くして燃料ガス流路長を酸化ガス流路長よりも
長くしたので、燃料ガス流速が速くなり、燃料ガス境膜
（境界層）が薄くなり、電解質膜の水分が燃料ガスに蒸
発しやすくすることができる。その結果、湿潤過多の酸
化ガス流路下流より電解質膜内を拡散して、燃料ガス中
に蒸発する生成水量が増加し、燃料ガス湿度が増加す
る。そして、電解質膜内から燃料ガス中に蒸発する水分
量が減少し、電解質膜のドライアップが抑制される。
【図１】本発明の燃料電池の全体概略図である。
【図２】本発明の燃料電池の一部拡大断面図である。
【図３】本発明の実施例１の燃料電池の燃料ガス流路と
酸化ガス流路とをずらして示したセル面の正面図であ
る。
酸化ガス流路とをずらして示したセル面の正面図であ
る。
【図４】本発明の実施例１の燃料電池の燃料ガス流れと
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
【図５】本発明の実施例２の燃料電池の燃料ガス流路お
よび酸化ガス流路を示したセルの断面図である。
よび酸化ガス流路を示したセルの断面図である。
【図６】本発明の実施例３の燃料電池の燃料ガス流路ま
たは酸化ガス流路を示したセル面の正面図である。
たは酸化ガス流路を示したセル面の正面図である。
【図７】本発明の実施例４の燃料電池の燃料ガス流れと
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
【図８】本発明の実施例５の燃料電池の燃料ガス流れと
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
【図９】本発明の実施例６の燃料電池の燃料ガス流れと
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の正
面図である。
【図１０】本発明の実施例７の燃料電池の燃料ガス流れ
と酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の
正面図である。
と酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の
正面図である。
【図１１】本発明の実施例８の燃料電池の燃料ガス流れ
と酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の
正面図である。
と酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の
正面図である。
【図１２】本発明の実施例９の燃料電池の燃料ガス流れ
と酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の
正面図である。
と酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面の
正面図である。
【図１３】本発明の実施例１０の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
【図１４】本発明の実施例１１の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
【図１５】本発明の実施例１２の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
【図１６】本発明の実施例１３の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
【図１７】本発明の実施例１４の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
【図１８】本発明の実施例１５の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
れと酸化ガス流れと冷媒流れとをずらして示したセル面
の正面図である。
【図１９】本発明の実施例１６の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れとをずらして示したセル面の正面図で
ある。
れと酸化ガス流れとをずらして示したセル面の正面図で
ある。
【図２０】本発明の実施例１７の燃料電池の燃料ガス流
れと酸化ガス流れとをずらして示したセル面の正面図で
ある。
れと酸化ガス流れとをずらして示したセル面の正面図で
ある。
１０ （固体高分子電解質型）燃料電池 １１ 電解質膜 １２ 触媒層 １３ 拡散層 １４ 電極（アノード、燃料極） １５ 触媒層 １６ 拡散層 １７ 電極（カソード、空気極） １８ セパレータ １９ モジュール ２０ ターミナル ２１ インシュレータ ２２ エンドプレート ２３ スタック ２４ テンションプレート ２５ ボルト ２６ 冷媒流路 ２７ 燃料ガス流路 ２７ａ 燃料ガス流路 ２７ｂ 燃料ガス流路供給口 ２７ｃ 燃料ガス流路排出口 ２８ 酸化ガス流路 ２８ａ 酸化ガス流路 ２８ｂ 酸化ガス流路供給口 ２８ｃ 酸化ガス流路排出口 ２９ 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 拓未 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 濱田 仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松本 信一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 高橋 剛 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 曽 一新 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浅井 康之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 鈴木 稔幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 CC04 CC05 CC08 CC10 CX04 CX05 EE05 EE19 HH03 5H027 AA06 CC06
Claims (13)
- 【請求項１】 固体高分子型燃料電池であって、 セルの積層方向が重力方向に対して垂直であり、 かつアノード側とカソード側の反応面における湿度分布
が互いに逆分布となるように、燃料ガスおよび酸化ガス
の、供給口、排出口、およびガス流路が配置されてい
る、燃料電池。 - 【請求項２】 燃料ガス流路溝の深さを酸化ガス流路溝
の深さよりも浅くした請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】 セルが冷媒流路を有し、カソードの湿度
分布と温度分布が対応するように冷媒を流す請求項１記
載の燃料電池。 - 【請求項４】 セルが冷媒流路を有し、セルの燃料ガス
流路および酸化ガス流路が、水平方向にまたは下流側に
下方に傾斜するように形成されている請求項１記載の燃
料電池。 - 【請求項５】 セルのガス流路の排出口近傍の下方側の
壁に凹部が設けられている請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項６】 セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路
が、燃料ガス流れと酸化ガス流れが対向しかつ平行とな
るように、設定されている請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項７】 セルの燃料ガス流路および酸化ガス流路
が、燃料ガス流れと酸化ガス流れが並行し、かつ、セル
の燃料ガス流路の上流側と酸化ガス流路の下流側とが対
応させて設けられ、セルの燃料ガス流路の下流側と酸化
ガス流路の上流側とが対応させて設けられている請求項
１記載の燃料電池。 - 【請求項８】 燃料ガスおよび酸化ガスの供給口はそれ
ぞれ燃料ガス流路および酸化ガス流路の上部に、燃料ガ
スおよび酸化ガスの排出口はそれぞれ燃料ガス流路およ
び酸化ガス流路の下部に、設けられている請求項１記載
の燃料電池。 - 【請求項９】 １つのセルに１組の燃料ガス流路および
酸化ガス流路が設けられている請求項１記載の燃料電
池。 - 【請求項１０】 １つのセルに複数組の燃料ガス流路お
よび酸化ガス流路が設けられている請求項１記載の燃料
電池。 - 【請求項１１】 ガス流路がＵターン部を有していない
請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項１２】 ガス流路が１以上のＵターン部を有し
ている請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項１３】 燃料ガス流路の折り返し数を酸化ガス
流路の折り返し数よりも多くして燃料ガス流路長を酸化
ガス流路長よりも長くした請求項１記載の燃料電池。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000375695A JP2002184428A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 燃料電池 |
| CA002364303A CA2364303A1 (en) | 2000-12-11 | 2001-12-05 | Fuel cell |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000375695A Pending JP2002184428A (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 燃料電池 |
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| EP (1) | EP1213780A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002184428A (ja) |
| CA (1) | CA2364303A1 (ja) |
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