JP2002260688A - 燃料電池のセパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路溝ごとのガスの流量のバラツキを抑制す
ることができる燃料電池のセパレータを提供する。 【解決手段】 空気供給マニホールド１２１と、水素供
給マニホールド１２２と、空気送出マニホールド１２４
と、水素送出マニホールド１２５とをそれぞれ形成され
ると共に、空気供給マニホールド１２１と空気送出マニ
ホールド１２４との間を連絡する空気流路溝１２７を一
方の面に複数形成され、水素供給マニホールド１２２と
水素送出マニホールド１２５との間を連絡する水素流路
溝１２８を他方の面に複数形成された燃料電池のセパレ
ータ１２０において、空気供給マニホールド１２１と空
気流路溝１２７との間に接続溝１２１ａを介してスリッ
ト１２１ｂを設けると共に、水素供給マニホールド１２
２と水素流路溝１２８との間に接続溝１２２ａを介して
スリット１２２ｂを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解質を電極で挟
んで複数積層されるセルの間に介在して当該セルにガス
を供給する燃料電池のセパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池のセパレー
タは、図５に示すように、空気供給マニホールド２１、
水素供給マニホールド２２、冷却水送出マニホールド２
３、空気送出マニホールド２４、水素送出マニホールド
２５、冷却水供給マニホールド２６が一方の面と他方の
面とを貫通するようにしてそれぞれ形成され、前記空気
供給マニホールド２１と前記空気送出マニホールド２４
との間を蛇行しながら連絡する空気流路溝２７が一方の
面に複数形成され、前記水素供給マニホールド２２と前
記水素送出マニホールド２５との間を蛇行しながら連絡
する水素流路溝２８が他方の面に複数形成され、前記冷
却水送出マニホールド２３と前記冷却水供給マニホール
ド２６との間を格子状に連絡する図示しない冷却水流路
溝が内部に複数形成されている。

【０００３】このようなセパレータ２０は、固体高分子
電解質を空気極および水素極で挟んだセルと交互に複数
積層され、積層方向一端側の前記マニホールド２１〜２
３と接続する空気供給口、水素供給口、冷却水送出口を
有するエンドプレートと、積層方向他端側の前記マニホ
ールド２４〜２６と接続する空気送出口、水素送出口、
冷却水供給口を有するエンドプレートとで挟まれること
により、スタックの一部を構成している。

【０００４】このようにして構成された燃料電池におい
ては、スタックの一端側のエンドプレートに形成された
空気供給口および水素供給口から空気および水素を供給
すると共に、スタックの他端側のエンドプレートに形成
された冷却水供給口から冷却水を供給すると、空気が各
セパレータ２０の前記空気供給マニホールド２１から各
空気流路溝２７内にそれぞれ流入して各セルの空気極に
全面にわたって供給されると共に、水素が各セパレータ
２０の前記水素供給マニホールド２２から各水素流路溝
２８内にそれぞれ流入して各セルの水素極に全面にわた
って供給され、空気（酸素）と水素とがセルで電気化学
的に反応して、電力を得ることができる。

【０００５】なお、反応で余った未反応の空気は、各空
気流路溝２７から前記空気送出マニホールド２４へ送出
し、スタックの他端側のエンドプレートの空気送出口か
ら外部に送出され、反応で余った未反応の水素は、各水
素流路溝２８から水素送出マニホールド２５へ送出し、
スタックの他端側のエンドプレートの水素送出口から外
部に送出される。

【０００６】また、スタックの他端側のエンドプレート
の冷却水供給口から供給された前記冷却水は、各セパレ
ータ２０の冷却水供給マニホールド２７から前記冷却水
流路溝内を流通し、スタックの内部の温度を調整しなが
ら冷却水送出マニホールド２８を介してスタックの一端
側のエンドプレートの冷却水送出口から外部に送出され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したような燃料電
池の各セパレータ２０においては、前記供給マニホール
ド２１，２２内を流通する空気や水素の流れが流通方向
と交差する方向で一様になりにくいため、空気供給マニ
ホールド２１から各空気流路溝２７内に流入する空気の
流量や、水素供給マニホールド２２から各空気流路溝２
８内に流入する水素の流量が、各空気流路溝２７や各水
素流路溝２８ごとにバラツキを生じやすい。

【０００８】特に、エンドプレート近傍（スタックの積
層方向両端側近傍）のセパレータ２０においては、例え
ば、エンドプレートに連結された断面円形のパイプ等か
ら流入した空気や水素がセパレータ２０の前記供給マニ
ホールド２１，２２の断面形状（例えば四角形）にあわ
せて急激に拡縮して渦流等を生じてしまい、バラツキが
大きくなりやすかった。

【０００９】このような流量バラツキをセパレータ２０
の各流路溝２７，２８ごとに生じてしまうと、空気や水
素が多く流通する流路溝２７，２８においては、これら
ガスが当該流路溝２７，２８内を流通するにしたがって
次第に消費されていっても、送出マニホールド２４，２
５付近でも十分な量を流通させることができるものの、
空気や水素の流通が少ない流路溝２７，２８において
は、これらガスが当該流路溝２７，２８内を流通するに
したがって次第に消費されてしまうと、送出マニホール
ド２４，２５付近で不足してしまい、その部分のセルは
発電することができず、空気や水素の不足する部分がセ
ル全体の発電能力の限界を決めてしまうため、燃料電池
の発電能力が著しく低下してしまい、燃料電池の発電性
能を十分に引き出すことができなくなってしまう。

【００１０】さらに、このようなセルの発電能力の低下
が発生すると、空気や水素が多く流通する流路溝２７，
２８の送出マニホールド２４，２５近傍における発電能
力も低下するため、十分に発電に寄与できる空気や水素
を発電に使用することなく送出マニホールド２４，２５
から外部に排出されてしまい、空気や水素の有効利用率
の低下を招いてしまう。

【００１１】このようなことから、本発明は、流路溝ご
とのガスの流量のバラツキを抑制することができる燃料
電池のセパレータを提供することを目的とした。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による燃料電池のセパレータ
は、第一ガスおよび第二ガスをそれぞれ供給する供給マ
ニホールドと、未反応の当該第一ガスおよび当該第二ガ
スをそれぞれ送出する送出マニホールドとをそれぞれ形
成されると共に、前記第一ガスの供給マニホールドと前
記第一ガスの送出マニホールドとの間を連絡する第一ガ
ス流路溝を一方の面に複数形成され、前記第二ガスの供
給マニホールドと前記第二ガスの送出マニホールドとの
間を連絡する第二ガス流路溝を他方の面に複数形成され
た燃料電池のセパレータにおいて、前記第一ガスの供給
マニホールドと前記第一ガス流路溝との間に、当該第一
ガス流路溝内へ流入する前記第一ガスの流量を均等にす
る第一ガス流量均等化手段を設けると共に、前記第二ガ
スの供給マニホールドと前記第二ガス流路溝との間に、
当該第二ガス流路溝内へ流入する前記第二ガスの流量を
均等にする第二ガス流量均等化手段を設けたことを特徴
とする。

【００１３】第二番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第一番目の発明において、前記第一ガス流量均等
化手段が、前記第一ガス流路溝同士を連絡するスリット
を備え、前記第二ガス流量均等化手段が、前記第二ガス
流路溝同士を連絡するスリットを備えていることを特徴
とする。

【００１４】第三番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第二番目の発明において、前記第一ガス流量均等
化手段が、前記第一ガスの供給マニホールドと前記スリ
ットとの間を連絡する接続溝を複数備え、前記第二ガス
流量均等化手段が、前記第二ガスの供給マニホールドと
前記スリットとの間を連絡する接続溝を複数備えている
ことを特徴とする。

【００１５】第四番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第三番目の発明において、隣り合う前記接続溝の
間を連絡する連絡溝をそれぞれ設けたことを特徴とす
る。

【００１６】第五番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第二番目から第四番目の発明のいずれかにおい
て、前記スリット内へ流入した前記ガスの流入方向と交
差する方向の流量分布を均等にするように当該スリット
の形状がそれぞれ設定されていることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明による燃料電池のセパレー
タの実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの
実施の形態に限定されるものではない。

【００１８】［第一番目の実施の形態］本発明による燃
料電池のセパレータの第一番目の実施の形態を図１，２
を用いて説明する。図１は、燃料電池のスタックの概略
構成図、図２は、セパレータの構造図であり、（ａ）は
一方の面側の構造図、（ｂ）は他方の面側の構造図であ
る。

【００１９】図１に示すように、燃料電池のスタック１
００は、固体高分子電解質を空気極と水素極とで挟んだ
セル１１０とセパレータ１２０とが交互に複数積層さ
れ、積層方向両端側にエンドプレート１３０がそれぞれ
配設され、これらエンドプレート１３０同士が締め付け
られて締結されている。

【００２０】積層方向一端側のエンドプレート１３０に
は、空気（第一ガス）供給口、水素（第二ガス）供給
口、冷却水送出口がそれぞれ形成され（図示省略）、積
層方向他端側のエンドプレート１３０には、空気送出
口、水素送出口、冷却水供給口がそれぞれ形成されてい
る（図示省略）。

【００２１】前記セパレータ１２０は、２枚のプレート
を接合したものであり、図２に示すように、前記一端側
のエンドプレート１３０の空気供給口と連通する空気供
給マニホールド１２１と、前記一端側のエンドプレート
１３０の水素供給口と連通する水素供給マニホールド１
２２と、前記他端側のエンドプレート１３０の冷却水供
給口と連通する冷却水供給マニホールド１２６と、前記
他端側のエンドプレート１３０の空気送出口と連通する
空気送出マニホールド１２４と、前記他端側のエンドプ
レート１３０の水素送出口と連通する水素送出マニホー
ルド１２５と、前記一端側のエンドプレート１３０の冷
却水送出口と連通する冷却水送出マニホールド１２３と
が形成されている。

【００２２】図２（ａ）に示すように、上記セパレータ
１２０の前記セル１１０の空気極との隣接面（一方の
面）側の前記空気供給マニホールド１２１の近傍には、
スリット１２１ｂが形成されている。このスリット１２
１ｂと上記空気供給マニホールド１２１との間は、他の
プレートとの接合面側に形成された複数の接続溝１２１
ａにより連絡している。また、セパレータ１２０の前記
セル１１０の空気極との隣接面（一方の面）には、上記
スリット１２１ｂと空気送出マニホールド１２４との間
を蛇行しながら連絡する空気流路溝１２７が複数形成さ
れており、当該空気流路溝１２７と空気送出マニホール
ド１２４との間は、他のプレートとの接合面側に形成さ
れた複数の接続溝１２４ａにより連絡している。

【００２３】すなわち、前記空気供給マニホールド１２
１と空気流路溝１２７との間に当該空気流路溝１２７同
士を連絡するスリット１２１ｂを設け、当該スリット１
２１ｂと空気供給マニホールド１２１とを連絡する接続
溝１２１ａを複数設けたのである。このようなスリット
１２１ｂなどにより、本実施の形態では第一ガス流量均
等化手段を構成している。

【００２４】一方、図２（ｂ）に示すように、上記セパ
レータ１２０の前記セル１１０の水素極との隣接面（他
方の面）側の前記水素供給マニホールド１２２の近傍に
は、スリット１２２ｂが形成されている。このスリット
１２２ｂと上記水素供給マニホールド１２２との間は、
他のプレートとの接合面側に形成された複数の接続溝１
２２ａにより連絡している。また、セパレータ１２０の
前記セル１１０の水素極との隣接面（他方の面）には、
上記スリット１２２ｂと水素送出マニホールド１２５と
の間を蛇行しながら連絡する水素流路溝１２８が複数形
成されており、当該水素流路溝１２８と水素送出マニホ
ールド１２５との間は、他のプレートとの接合面側に形
成された複数の接続溝１２５ａにより連絡している。

【００２５】すなわち、前記水素供給マニホールド１２
２と水素流路溝１２８との間に当該水素流路溝１２８同
士を連絡するスリット１２２ｂを設け、当該スリット１
２２ｂと水素供給マニホールド１２２とを連絡する接続
溝１２２ａを複数設けたのである。このようなスリット
１２２ｂなどにより、本実施の形態では第二ガス流量均
等化手段を構成している。

【００２６】また、上記セパレータ１２０の２枚のプレ
ートの接合面間には、冷却水供給マニホールド１２３と
冷却水送出マニホールド１２６との間を格子状に連絡す
る図示しない冷却水流路溝が形成されている。

【００２７】このようなセパレータ１２０を備えた燃料
電池のスタック１００においては、前記一端側のエンド
プレート１３０の前記空気供給口および前記水素供給口
から空気および水素を供給し、前記他端側のエンドプレ
ート１３０の前記冷却水供給口から冷却水を供給する
と、空気が各セパレータ１２０の空気供給マニホールド
１２１から各接続溝１２１ａを介してスリット１２１ｂ
内に流入することにより、当該マニホールド１２１から
接続溝１２１ａ内に流入する際に各接続溝１２１ａごと
に生じた流通方向と交差する方向の流量のバラツキを当
該スリット１２１ｂによって均された後、当該スリット
１２１ｂから空気流路溝１２７内を流通してセル１１０
の空気極に供給されると共に、水素が各セパレータ１２
０の水素供給マニホールド１２２から各接続溝１２２ａ
を介してスリット１２２ｂ内に流入することにより、当
該マニホールド１２２から接続溝１２２ａ内に流入する
際に各接続溝１２２ａごとに生じた流通方向と交差する
方向の流量のバラツキを当該スリット１２２ｂによって
均された後、当該スリット１２２ｂから水素流路溝１２
８内を流通してセル１１０の水素極に供給され、空気
（酸素）と水素とがセル１１０において電気化学的に反
応して電力を発生する。

【００２８】未反応の余った空気は、接続溝１２４ａを
介して空気送出マニホールド１２４内に流入し、前記他
端側のエンドプレート１３０の前記空気送出口から外部
に排出され、未反応の余った水素は、接続溝１２５ａを
介して水素送出マニホールド１２５内に流入し、前記他
端側のエンドプレート１３０の前記水素送出口から外部
に排出される。

【００２９】一方、冷却水は、セパレータ１２０の冷却
水供給マニホールド１２３から前記冷却水流路溝内を流
通してセル等を冷却した後、冷却水送出マニホールド１
２６内に流出して前記一端側のエンドプレート１３０の
前記冷却水送出口から外部に送出される。

【００３０】つまり、本実施の形態においては、前記供
給マニホールド１２１，１２２から流入する際に流通方
向と交差する方向でバラツキを生じてしまう空気や水素
の流量をスリット１２１ｂ，１２２ｂ内に一旦流入させ
ることにより、空気や水素の当該方向の流量分布を均等
にしてから、各流路溝１２７，１２８内に空気や水素を
流通させるようにしたのである。

【００３１】このため、上記セパレータ１２０において
は、各流路溝１２７，１２８内を流通する空気や水素の
流量を均一にすることができる。

【００３２】したがって、このような燃料電池のセパレ
ータ１２０によれば、前記送出マニホールド１２４，１
２５付近の空気や水素の量の過不足がなくなり、空気や
水素を有効に利用することができるので、燃料電池の発
電能力の低下を防止することができ、燃料電池の発電性
能を十分に引き出すことができる。

【００３３】また、前記供給マニホールド１２１，１２
２と前記スリット１２１ｂ，１２２ｂとを前記接続溝１
２１ａ，１２２ａを介して連絡するようにしたので、空
気や水素の流通に伴って上記供給マニホールド１２１，
１２２内で生じる動圧の影響が当該スリット１２１ｂ，
１２２ｂ内に流入した空気や酸素にまったく及ばなくな
り、各流路溝１２７，１２８内への空気や水素の流量の
均等化をより確実に行うことができる。

【００３４】また、前記流路溝１２７，１２８内に流入
する前に各流路溝１２７，１２８ごとの空気や水素の流
量を均等にすることができるので、前記反応に伴って各
流路溝１２７，１２８内に生じた水滴を前記送出マニホ
ールド１２４，１２５にまですべての前記流路溝１２
７，１２８で確実に送出させることができる。

【００３５】すなわち、上記流路溝１２７，１２８の中
程や終端側のみに上述したようなスリット１２１ｂ，１
２２ｂを設けた場合、当該各流路溝１２７，１２８内に
バラついて流入した空気や水素を流通の途中や終盤で均
すようになるため、当該スリット１２１ｂ，１２２ｂよ
りも空気や水素の流通方向上流側の各流路溝１２７，１
２８内に前記反応に伴って水滴を生じると、流入量の少
ない上記流路溝１２７，１２８内の水滴が当該流路溝１
２７，１２８内に滞留してしまい、当該流路溝１２７，
１２８内への空気や水素の流入が阻害される虞を生じる
からである。

【００３６】［第二番目の実施の形態］本発明による燃
料電池のセパレータの第二番目の実施の形態を図３を用
いて説明する。図３は、セパレータの構造図であり、
（ａ）は一方の面側の構造図、（ｂ）は他方の面側の構
造図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態の
場合と同一の部材については、前述した第一番目の実施
の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることに
より、その説明を省略する。

【００３７】図３（ａ）に示すように、セパレータ１２
０の前記セル１１０の空気極との隣接面（一方の面）側
の前記空気供給マニホールド１２１の近傍には、当該セ
パレータ１２０の中央寄りよりも縁端寄りほど大きい切
れ目となるスリット２２１ｂが形成されている。また、
図３（ｂ）に示すように、上記セパレータ１２０の前記
セル１１０の水素極との隣接面（他方の面）側の前記水
素供給マニホールド１２２の近傍には、当該セパレータ
１２０の中央寄りよりも縁端寄りほど大きい切れ目とな
るスリット２２２ｂが形成されている。

【００３８】このようなスリット２２１ｂ，２２２ｂを
形成されたセパレータ１２０においては、空気や水素が
前記供給マニホールド１２１，１２２から各接続溝１２
１ａ，１２２ａを介してスリット２２１ｂ，２２２ｂ内
に流入すると、当該スリット２２１ｂ，２２２ｂの当該
セパレータ１２０の中央寄り側に流入した空気や酸素の
一部が当該スリット２２１ｂ，２２２ｂの当該セパレー
タ１２０の縁端寄り側に流れながら前記流路溝１２７，
１２８内に流入するようになる。

【００３９】すなわち、前述したような燃料電池のスタ
ック１００においては、セパレータ１２０の前記供給マ
ニホールド１２１，１２２内を流通する空気および水素
の流量が、前記一端側のエンドプレート１３０の前記空
気供給口および前記水素供給口に接続される供給配管の
形状や接続位置等の条件により、流通方向と交差する方
向で流れに偏りを生じてしまうものの、流量の偏りを生
じる部位があらかじめ判明していれば、セパレータ１２
０に上述したような異型のスリット２２１ｂ，２２２ｂ
を形成することにより、流入しやすい部位の空気や水素
を流入しにくい部位へ流すことができるのである。

【００４０】このため、セパレータ１２０の各前記流路
溝１２７，１２８内に流入させるスリット２２１ｂ，２
２２ｂ内で空気や水素の流量分布を前述した第一番目の
実施の形態の場合よりもさらに確実に均等にすることが
できる。

【００４１】したがって、本実施の形態によれば、前述
した第一番目の実施の形態の場合よりも燃料電池の発電
能力の低下をさらに確実に防止することができ、燃料電
池の発電性能をさらに確実に引き出すことができる。

【００４２】［第三番目の実施の形態］本発明による燃
料電池のセパレータの第三番目の実施の形態を図４を用
いて説明する。図４は、セパレータの構造図であり、
（ａ）は一方の面側の構造図、（ｂ）は他方の面側の構
造図である。ただし、前述した第一，二番目の実施の形
態の場合と同一の部材については、前述した第一，二番
目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用い
ることにより、その説明を省略する。

【００４３】図４（ａ）に示すように、セパレータ１２
０の隣り合う前記接続溝１２１ａ間には、当該接続溝１
２１ａ間を連絡する連絡溝３２１ｃが当該接続溝１２１
ａと共にあみだ状をなすようにして複数形成されてい
る。図４（ｂ）に示すように、セパレータ１２０の隣り
合う前記接続溝１２２ａ間には、当該接続溝１２２ａ間
をつなぐ連絡溝３２２ｃが当該接続溝１２２ａと共にあ
みだ状をなすようにして複数形成されている。

【００４４】なお、本実施の形態では、前記接続溝１２
１ａ、前記スリット２２１ｂ、上記連絡溝３２１ｃなど
により第一ガス流量均等化手段を構成し、前記接続溝１
２２ａ、スリット２２２ｂ、連絡溝３２２ｃなどにより
第二ガス流量均等化手段を構成している。

【００４５】このような接続溝３２１ｃ，３２２ｃを形
成されたセパレータ１２０においては、空気や水素が前
記供給マニホールド１２１，１２２から各接続溝１２１
ａ，１２２ａ内に流入すると、多く流入した上記接続溝
１２１ａ，１２２ａ内の空気や酸素が流入量の少ない前
記接続溝１２１ａ，１２２ａ内に流入するように上記連
絡溝３２１ｃ，３２２ｃ内を流通しながら前記スリット
２２１ｂ，２２２ｂ内に流入し、さらに、当該スリット
２２１ｂ，２２２ｂ内で流通方向と交差する方向の流量
のバラツキを均された後、各流路溝１２７，１２８内に
流入するようになる。

【００４６】つまり、前述した第二番目の実施の形態で
は、スリット２２１ｂ，２２２ｂ内だけで空気や水素の
流量分布を均等にするようにしたが、本実施の形態で
は、連絡溝３２１ｃ，３２２ｃにより空気や水素の流量
分布をさらに均等にするようにしたのである。

【００４７】このため、本実施の形態では、セパレータ
１２０の各前記流路溝１２７，１２８内に流入させる空
気や水素の流量を前述した第二番目の実施の形態の場合
よりもさらに確実に均等にすることができる。

【００４８】したがって、本実施の形態によれば、前述
した第二番目の実施の形態の場合よりも燃料電池の発電
能力の低下をさらに確実に防止することができ、燃料電
池の発電性能をさらに確実に引き出すことができる。

【００４９】なお、本実施の形態では、隣り合う前記接
続溝１２１ａ，１２２ａの間に連絡溝３２１ｃ，３２２
ｃを形成したが、隣り合う前記流路溝１２７，１２８の
間に連絡溝３２１ｃ，３２２ｃを形成することも可能で
ある。しかしながら、本実施の形態のようにすれば、前
記流路溝１２７，１２８内を流通する前に空気や水素の
流量を各流路溝１２７，１２８ごとに確実に均すことが
でき、燃料電池の発電性能の確実な引き出しが可能とな
るので、より好ましい結果を得ることができる。

【００５０】

【実施例】本発明による燃料電池のセパレータの効果を
確認するため、第一番目および第三番目の実施の形態の
セパレータを適用した燃料電池と従来のセパレータを適
用した燃料電池とにおける電圧と電流との関係を求め
た。その結果を図６に示す。なお、空気や水素の供給量
や供給圧力や温度等の諸条件はすべて同一である。

【００５１】図６からわかるように、従来のセパレータ
を適用した燃料電池よりも、第一番目の実施の形態のセ
パレータを適用した燃料電池の方が高い電流値を得ら
れ、さらに、第三番目の実施の形態のセパレータを適用
した燃料電池の方がより高い電流値を得られることが確
認できた。

【００５２】これは、流路溝内を流通する空気や水素の
流量を、従来のセパレータを適用した燃料電池よりも、
第一番目の実施の形態のセパレータを適用した燃料電池
の方が、均一化することができ、さらに、第一番目の実
施の形態のセパレータを適用した燃料電池の方が、より
均一化することができ、それによって、空気や水素を有
効が使用されると共に、生成した水や加湿に使用した水
が流路溝内に溜まることなく流路溝から確実に送出され
るためである。

【００５３】

【発明の効果】第一番目の発明による燃料電池のセパレ
ータは、第一ガスおよび第二ガスをそれぞれ供給する供
給マニホールドと、未反応の当該第一ガスおよび当該第
二ガスをそれぞれ送出する送出マニホールドとをそれぞ
れ形成されると共に、前記第一ガスの供給マニホールド
と前記第一ガスの送出マニホールドとの間を連絡する第
一ガス流路溝を一方の面に複数形成され、前記第二ガス
の供給マニホールドと前記第二ガスの送出マニホールド
との間を連絡する第二ガス流路溝を他方の面に複数形成
された燃料電池のセパレータにおいて、前記第一ガスの
供給マニホールドと前記第一ガス流路溝との間に、当該
第一ガス流路溝内へ流入する前記第一ガスの流量を均等
にする第一ガス流量均等化手段を設けると共に、前記第
二ガスの供給マニホールドと前記第二ガス流路溝との間
に、当該第二ガス流路溝内へ流入する前記第二ガスの流
量を均等にする第二ガス流量均等化手段を設けたことか
ら、前記供給マニホールドから流入する際にバラツキを
生じてしまう前記ガスの流量流量分布を前記ガス流量均
等化手段で均等にしてから、各流路溝内に前記ガスを流
通させることができるので、各流路溝内を流通する前記
ガスの流量を均一にすることができる。このため、燃料
電池の発電能力の低下を防止することができ、燃料電池
の発電性能を十分に引き出すことができる。

【００５４】第二番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第一番目の発明において、前記第一ガス流量均等
化手段が、前記第一ガス流路溝同士を連絡するスリット
を備え、前記第二ガス流量均等化手段が、前記第二ガス
流路溝同士を連絡するスリットを備えているので、各流
路溝内を流通する前記ガスの流量を均一にすることが簡
単にできる。

【００５５】第三番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第二番目の発明において、前記第一ガス流量均等
化手段が、前記第一ガスの供給マニホールドと前記スリ
ットとの間を連絡する接続溝を複数備え、前記第二ガス
流量均等化手段が、前記第二ガスの供給マニホールドと
前記スリットとの間を連絡する接続溝を複数備えている
ので、各流路溝内を流通する前記ガスの流量を均一にす
ることが確実にできる。

【００５６】第四番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第三番目の発明において、隣り合う前記接続溝の
間を連絡する連絡溝をそれぞれ設けたので、各流路溝内
を流通する前記ガスの流量を均一にすることがより確実
にできる。

【００５７】第五番目の発明による燃料電池のセパレー
タは、第二番目から第四番目の発明のいずれかにおい
て、前記スリット内へ流入した前記ガスの流入方向と交
差する方向の流量分布を均等にするように当該スリット
の形状がそれぞれ設定されているので、各流路溝内を流
通する前記ガスの流量を均一にすることがより確実にで
きる。このため、前記ガスを有効に使用することができ
ると共に、生成した水や加湿に使用した水を流路溝内に
貯溜させることなく流路溝から確実に送出することがで
きるので、燃料電池の発電能力の低下を防止することが
でき、燃料電池の発電性能を十分に引き出すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料電池のセパレータの第一番目
の実施の形態におけるスタックの概略構成図である。

【図２】図１のセパレータの構造図であり、（ａ）は一
方の面側の構造図、（ｂ）は他方の面側の構造図であ
る。

【図３】本発明による燃料電池のセパレータの第二番目
の実施の形態の構造図であり、（ａ）は一方の面側の構
造図、（ｂ）は他方の面側の構造図である。

【図４】本発明による燃料電池のセパレータの第三番目
の実施の形態の構造図であり、（ａ）は一方の面側の構
造図、（ｂ）は他方の面側の構造図である。

【図５】従来の燃料電池のセパレータの構造図であり、
（ａ）は一方の面側の構造図、（ｂ）は他方の面側の構
造図である。

【図６】第一番目および第三番目の実施の形態のセパレ
ータを適用した燃料電池と従来のセパレータを適用した
燃料電池とにおける電圧と電流との関係を表すグラフで
ある。

【符号の説明】

１００ スタック １１０ セル １２０ セパレータ １２１ 空気供給マニホールド １２１ａ 接続溝 １２１ｂ スリット １２２ 水素供給マニホールド １２２ａ 接続溝 １２２ｂ スリット １２３ 冷却水送出マニホールド １２４ 空気送出マニホールド １２４ａ 接続溝 １２５ 水素送出マニホールド １２５ａ 接続溝 １２６ 冷却水供給マニホールド １２７ 空気流路溝 １２８ 水素流路溝 １３０ エンドプレート ２２１ｂ，２２２ｂ スリット ３２１ｃ，３２２ｃ 連絡溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一ガスおよび第二ガスをそれぞれ供給
   する供給マニホールドと、未反応の当該第一ガスおよび
   当該第二ガスをそれぞれ送出する送出マニホールドとを
   それぞれ形成されると共に、前記第一ガスの供給マニホ
   ールドと前記第一ガスの送出マニホールドとの間を連絡
   する第一ガス流路溝を一方の面に複数形成され、前記第
   二ガスの供給マニホールドと前記第二ガスの送出マニホ
   ールドとの間を連絡する第二ガス流路溝を他方の面に複
   数形成された燃料電池のセパレータにおいて、 前記第一ガスの供給マニホールドと前記第一ガス流路溝
   との間に、当該第一ガス流路溝内へ流入する前記第一ガ
   スの流量を均等にする第一ガス流量均等化手段を設ける
   と共に、 前記第二ガスの供給マニホールドと前記第二ガス流路溝
   との間に、当該第二ガス流路溝内へ流入する前記第二ガ
   スの流量を均等にする第二ガス流量均等化手段を設けた
   ことを特徴とする燃料電池のセパレータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第一ガス流量均等化手段が、前記第一ガス流路溝同
   士を連絡するスリットを備え、 前記第二ガス流量均等化手段が、前記第二ガス流路溝同
   士を連絡するスリットを備えていることを特徴とする燃
   料電池のセパレータ。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記第一ガス流量均等化手段が、前記第一ガスの供給マ
   ニホールドと前記スリットとの間を連絡する接続溝を複
   数備え、 前記第二ガス流量均等化手段が、前記第二ガスの供給マ
   ニホールドと前記スリットとの間を連絡する接続溝を複
   数備えていることを特徴とする燃料電池のセパレータ。
4. 【請求項４】 請求項３において、 隣り合う前記接続溝の間を連絡する連絡溝をそれぞれ設
   けたことを特徴とする燃料電池のセパレータ。
5. 【請求項５】 請求項２から４のいずれかにおいて、 前記スリット内へ流入した前記ガスの流入方向と交差す
   る方向の流量分布を均等にするように当該スリットの形
   状がそれぞれ設定されていることを特徴とする燃料電池
   のセパレータ。