JP2003142126A - Fuel cell - Google Patents
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
Description
【０００１】[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電解質・
電極接合体を有し、前記アノード側電極に燃料ガスを供
給する燃料ガス流路と、前記カソード側電極に酸化剤ガ
スを供給する酸化剤ガス流路とを備える燃料電池に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrolyte composed of an electrolyte sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode.
The present invention relates to a fuel cell that has an electrode assembly and that includes a fuel gas flow channel that supplies a fuel gas to the anode electrode and an oxidant gas flow channel that supplies an oxidant gas to the cathode electrode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦ
Ｃ）は、高分子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からな
る電解質膜（電解質）を採用している。この電解質膜の
両側に、それぞれ触媒電極と多孔質カーボンからなるア
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
る接合体（電解質・電極接合体）を、セパレータ（バイ
ポーラ板）によって挟持することにより構成される単位
セル（単位発電セル）を備え、通常、この単位セルが所
定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用してい
る。2. Description of the Related Art For example, a polymer electrolyte fuel cell (PEF)
C) employs an electrolyte membrane (electrolyte) composed of a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane). On both sides of this electrolyte membrane, a joined body (electrolyte / electrode joined body) formed by opposing a catalyst electrode and an anode-side electrode and a cathode-side electrode made of porous carbon, respectively, is sandwiched by separators (bipolar plates). A unit cell (unit power generation cell) configured by the above is provided, and normally used as a fuel cell stack in which a predetermined number of the unit cells are stacked.
【０００３】この種の燃料電池スタックにおいて、アノ
ード側電極に供給された燃料ガス、例えば、主に水素を
含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）は、触媒
電極上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソー
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。なお、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、
主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有
ガスともいう）が供給されているために、このカソード
側電極において、水素イオン、電子および酸素が反応し
て水が生成される。In this type of fuel cell stack, the fuel gas supplied to the anode electrode, for example, a gas mainly containing hydrogen (hereinafter, also referred to as hydrogen-containing gas), has hydrogen ionized on the catalyst electrode, It moves to the cathode side electrode side through the electrolyte membrane. Electrons generated during that time are taken out to an external circuit and used as direct current electrical energy. It should be noted that the cathode side electrode has an oxidizing gas, for example,
Since oxygen-containing gas or air (hereinafter, also referred to as oxygen-containing gas) is mainly supplied, hydrogen ions, electrons and oxygen react with each other at the cathode side electrode to generate water.
【０００４】上記の燃料電池スタックでは、セパレータ
の面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すた
めの燃料ガス流路と、カソード側電極に対向して酸化剤
ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。
また、セパレータ間には、必要に応じて冷却媒体を流す
ための冷却媒体流路が設けられている。燃料ガス流路、
酸化剤ガス流路および冷却媒体流路は、一般的にセパレ
ータの積層方向に貫通する流路入口から流路出口に向か
って設けられる複数本の流路溝を備えるとともに、この
流路溝は、直線溝や折り返し流路で構成されている。In the above fuel cell stack, in the surface of the separator, a fuel gas flow path for flowing a fuel gas facing the anode electrode and an oxidizing gas flowing for an oxidant gas facing the cathode electrode are provided. And a chemical gas flow path.
Further, a cooling medium flow path for flowing a cooling medium is provided between the separators as needed. Fuel gas flow path,
The oxidant gas flow channel and the cooling medium flow channel are generally provided with a plurality of flow channel grooves that are provided from the flow channel inlet penetrating in the stacking direction of the separator toward the flow channel outlet, and this flow channel groove is It is composed of straight grooves and folded flow paths.
【０００５】ところが、複数本の流路溝に対して開口の
小さな流路入口や流路出口が設けられる場合、前記流路
溝に沿って燃料ガス、酸化剤ガスまたは冷却媒体等の流
体を円滑に流すために、前記流路入口や前記流路出口の
周囲にバッファ部が必要になっている。However, when a plurality of flow channel grooves are provided with flow channel inlets and flow channel outlets each having a small opening, a fluid such as a fuel gas, an oxidant gas or a cooling medium is smoothly moved along the flow channel grooves. In order to flow into the channel, a buffer portion is required around the flow channel inlet and the flow channel outlet.
【０００６】そこで、例えば、特開平１０−１０６５９
４号公報に開示されている燃料電池のガス通路板が知ら
れている。この従来技術では、図１９に示すように、例
えば、酸化剤ガス側のガス通路板１が、カーボンや金属
により構成される溝部材２を備えるとともに、前記ガス
通路板１の上部側に酸化剤ガスの入口マニホールド３が
設けられる一方、前記ガス通路板１の下部側に酸化剤ガ
スの出口マニホールド４が形成されている。Therefore, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-10659.
A gas passage plate for a fuel cell disclosed in Japanese Patent No. 4 is known. In this prior art, as shown in FIG. 19, for example, a gas passage plate 1 on the oxidant gas side is provided with a groove member 2 made of carbon or metal, and an oxidizer is provided on the upper side of the gas passage plate 1. A gas inlet manifold 3 is provided, while an oxidant gas outlet manifold 4 is formed on the lower side of the gas passage plate 1.
【０００７】溝部材２には、入口マニホールド３に連通
する入口側通流溝５ａと、出口マニホールド４に連通す
る出口側通流溝５ｂと、前記入口側通流溝５ａと前記出
口側通流溝５ｂとを連通する中間通流溝６とが設けられ
ている。入口側通流溝５ａおよび出口側通流溝５ｂは、
複数の突起７ａを介して格子状に形成される一方、中間
通流溝６は複数回折り返した曲折形態に形成され、複数
本の直線状溝部８と、折り返し部に複数の突起７ｂによ
り形成された格子状溝部９とを備えている。The groove member 2 has an inlet-side flow groove 5a communicating with the inlet manifold 3, an outlet-side flow groove 5b communicating with the outlet manifold 4, the inlet-side flow groove 5a and the outlet-side flow passage. An intermediate flow groove 6 that communicates with the groove 5b is provided. The inlet side flow groove 5a and the outlet side flow groove 5b are
The intermediate flow-through groove 6 is formed in a bent shape in which it is folded back a plurality of times while being formed in a lattice shape through the plurality of protrusions 7a, and is formed by a plurality of linear groove portions 8 and a plurality of protrusions 7b in the folded portion. And a grid-shaped groove portion 9.
【０００８】このように構成される従来技術では、入口
側通流溝５ａおよび出口側通流溝５ｂがバッファ部を構
成しており、供給ガスの電極への接触面積が広くなると
ともに、この供給ガスが自由に移動することができる一
方、中間通流溝６では、複数本の直線状溝部８を介して
反応ガスを高速でむらなく通流させることができ、か
つ、圧損を低減する、としている。In the prior art thus constructed, the inlet-side flow groove 5a and the outlet-side flow groove 5b constitute a buffer section, which widens the contact area of the supply gas with the electrode, and supplies this gas. While it is possible for the gas to move freely, in the intermediate flow groove 6, it is possible to flow the reaction gas at high speed evenly through the plurality of linear groove portions 8 and reduce the pressure loss. There is.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２０に示
すように、上記のガス通路板１全体を金属プレートで構
成する際には、バッファ部である入口側通流溝５ａおよ
び出口側通流溝５ｂの各突起７ａ、７ｂがエンボス構造
Ｅにより構成されることになる。さらに、ガス通路板１
をセパレータとして用いる際には、このガス通路板１の
両面にガス流路が設けられることになり、入口側通流溝
５ａおよび出口側通流溝５ｂと中間通流溝６とは、表裏
両面で共有されることになる。By the way, as shown in FIG. 20, when the entire gas passage plate 1 is made of a metal plate, the inlet side flow groove 5a and the outlet side flow passage, which are buffer portions, are formed. The protrusions 7a and 7b of the groove 5b are formed by the embossed structure E. Furthermore, the gas passage plate 1
When using as a separator, gas passages are provided on both sides of the gas passage plate 1, and the inlet-side flow channel 5a, the outlet-side flow channel 5b, and the intermediate flow channel 6 are formed on both front and back surfaces. Will be shared in.
【００１０】しかしながら、入口側通流溝５ａおよび出
口側通流溝５ｂがエンボス構造Ｅであるため、図２１に
示すように、前記入口側通流溝５ａおよび出口側通流溝
５ｂの流路深さＨ１は、直線状溝部８の流路深さＨ２に
比べて相当に浅くなってしまう。このため、入口側通流
溝５ａおよび出口側通流溝５ｂは、流路の圧力損失が大
きくなってしまうので、これを低減するために大きな流
路断面積が必要となってしまう。However, since the inlet-side flow groove 5a and the outlet-side flow groove 5b have the embossed structure E, the flow paths of the inlet-side flow groove 5a and the outlet-side flow groove 5b are as shown in FIG. The depth H1 becomes considerably shallower than the flow channel depth H2 of the linear groove portion 8. Therefore, the inlet-side flow groove 5a and the outlet-side flow groove 5b have a large pressure loss in the flow path, and thus a large flow path cross-sectional area is required to reduce the pressure loss.
【００１１】これにより、入口側通流溝５ａおよび出口
側通流溝５ｂでは、部分的にガスの流れ易さの異なる部
位が発生し、ガスが均一に分配されないおそれがある。
例えば、酸化剤ガスや燃料ガスが流れ難くなると、燃料
電池の発電性能が低下する一方、この性能低下を阻止す
るために多量の酸化剤ガスや燃料ガスを流すと、効率が
悪くなるとともに、圧損が増加するという不具合があ
る。As a result, in the inlet-side flow groove 5a and the outlet-side flow groove 5b, portions where the easiness of gas flow are partially generated, and the gas may not be uniformly distributed.
For example, when it becomes difficult for oxidant gas or fuel gas to flow, the power generation performance of the fuel cell deteriorates.On the other hand, if a large amount of oxidant gas or fuel gas is flown in order to prevent this performance deterioration, the efficiency decreases and pressure loss There is a problem that is increased.
【００１２】一方、冷却媒体が流れ難い部分では、発電
時の発熱の冷却が不十分となり、温度が高くなって湿度
の低下による抵抗過電圧が増加するという問題がある。
さらに、発電面内の発電分布にばらつきが発生したり、
電解質膜の温度上昇による耐久性の低下が惹起されたり
する。その際、この性能低下を阻止するために多量の冷
却媒体を流すと、効率が低下するとともに、圧損が増加
するという不具合が惹起されてしまう。On the other hand, in the portion where the cooling medium is difficult to flow, there is a problem that the heat generated during power generation is insufficiently cooled, the temperature rises, and the resistance overvoltage increases due to a decrease in humidity.
Furthermore, there may be variations in the power generation distribution within the power generation plane,
The decrease in durability may be caused by the temperature rise of the electrolyte membrane. At this time, if a large amount of cooling medium is flown in order to prevent the performance deterioration, the efficiency is decreased and the pressure loss is increased.
【００１３】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、反応ガス等の流体の分配性を有効に
向上させることができ、良好な発電性能を得ることが可
能な燃料電池を提供することを目的とする。The present invention solves this kind of problem and is a fuel capable of effectively improving the distributability of a fluid such as a reaction gas with a simple structure and obtaining good power generation performance. The purpose is to provide a battery.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１および
請求項３に係る燃料電池では、少なくとも燃料ガス流路
または酸化剤ガス流路が、複数本の流路溝と、流路入口
および流量出口と前記流路溝とを連通するエンボス部と
を設け、前記エンボス部には、少なくとも前記流路入口
から前記流路溝に、または前記流路溝から前記流路出口
に、反応ガス（燃料ガスおよび／または酸化剤ガス）を
案内する案内溝部が形成されている。In the fuel cell according to claims 1 and 3 of the present invention, at least the fuel gas passage or the oxidant gas passage has a plurality of passage grooves, a passage inlet, and An embossed portion that communicates the flow rate outlet and the flow channel is provided, and the embossed portion has at least the flow channel inlet to the flow channel or the flow channel from the flow channel to the reaction gas ( Guide grooves for guiding the fuel gas and / or the oxidant gas) are formed.
【００１５】このように、反応ガスが流れ難いエンボス
部に、この反応ガスの流動性を向上させるための案内流
路が設けられるため、流路入口から流路溝に、または前
記流路溝から流路出口に、前記反応ガスが円滑かつ確実
に導入される。これにより、反応ガスの流れ分配性が向
上し、燃料電池の発電性能を良好に維持するとともに、
必要以上の反応ガスを流す必要がなく、流路の圧損を確
実に低減させることが可能になる。As described above, since the guide passage for improving the fluidity of the reaction gas is provided in the embossed portion where the reaction gas does not easily flow, the passage is introduced from the passage inlet to the passage groove or from the passage groove. The reaction gas is smoothly and surely introduced into the flow path outlet. As a result, the flow distribution of the reaction gas is improved, and the power generation performance of the fuel cell is maintained well,
It is not necessary to flow an excessive amount of reaction gas, and it is possible to reliably reduce the pressure loss in the flow path.
【００１６】また、本発明の請求項２および請求項３に
係る燃料電池では、少なくとも燃料ガス流路または酸化
剤ガス流路が、複数本の流路溝と、流路入口および流路
出口と前記流路溝とを連通するエンボス部とを設け、前
記流路溝には、長さが段階的に異なる複数本の案内流路
が構成されている。Further, in the fuel cell according to the second and third aspects of the present invention, at least the fuel gas flow passage or the oxidant gas flow passage has a plurality of flow passage grooves, a flow passage inlet and a flow passage outlet. An embossed portion that communicates with the flow channel is provided, and a plurality of guide flow channels having different lengths are formed in the flow channel.
【００１７】従って、反応ガスが流れ難いエンボス部に
案内流路を設けることにより、前記反応ガスの流動性を
有効に向上させることができる。これにより、簡単な構
成で、反応ガスを均一に分配することができ、燃料電池
の発電性能の向上および流路の圧損の低減を図ることが
可能になる。Therefore, the fluidity of the reaction gas can be effectively improved by providing the guide passage in the embossed portion where the reaction gas does not easily flow. As a result, the reaction gas can be evenly distributed with a simple structure, and it is possible to improve the power generation performance of the fuel cell and reduce the pressure loss of the flow path.
【００１８】さらにまた、冷却媒体流路が、複数本の流
路溝と、流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通
するエンボス部とを備えている。そして、エンボス部に
は、少なくとも流路入口側または流路出口側に位置して
案内溝部が形成され（本発明の請求項４）、あるいは、
前記流路溝には、少なくとも前記流路入口側または前記
流路出口側に位置して長さが段階的に異なる複数の案内
流路が構成され（本発明の請求項５）、または、両方が
構成されている（本発明の請求項６）。Furthermore, the cooling medium flow path is provided with a plurality of flow path grooves, and an embossed portion that connects the flow path inlet and the flow path outlet with the flow path groove. A guide groove is formed on the embossed portion at least on the flow channel inlet side or the flow channel outlet side (claim 4 of the present invention), or
In the flow path groove, a plurality of guide flow paths that are located at least at the flow path inlet side or the flow path outlet side and have stepwise different lengths are configured (claim 5 of the present invention), or both. Is configured (claim 6 of the present invention).
【００１９】このため、冷却媒体が流れ難いエンボス部
において、前記冷却媒体の流動性を有効に向上させるこ
とができ、燃料電池を良好に冷却して発電性能を向上さ
せることが可能になる。Therefore, the fluidity of the cooling medium can be effectively improved in the embossed portion where the cooling medium does not easily flow, and the fuel cell can be cooled well and the power generation performance can be improved.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る燃料電池を組み込む燃料電池スタック１０の要部
分解斜視図であり、図２は、前記燃料電池スタック１０
の一部断面説明図である。1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell stack 10 incorporating a fuel cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG.
【００２１】図１に示すように、燃料電池スタック１０
は、複数の第１単位セル（燃料電池）１４と第２単位セ
ル（燃料電池）１６とを矢印Ａ方向に交互に重ね合わせ
て構成されており、前記第１および第２単位セル１４、
１６は、第１および第２接合体１８、２０を備える。第
１および第２単位セル１４、１６は、矩形状を有してお
り、発電面が鉛直方向に向かうように立位姿勢に配置さ
れた状態で、水平方向に積層される。As shown in FIG. 1, the fuel cell stack 10
Is configured by alternately stacking a plurality of first unit cells (fuel cells) 14 and second unit cells (fuel cells) 16 in the direction of arrow A, and the first and second unit cells 14,
16 includes first and second bonded bodies 18 and 20. The first and second unit cells 14 and 16 have a rectangular shape, and are stacked in the horizontal direction in a state of being arranged in an upright posture so that the power generation surface faces the vertical direction.
【００２２】第１および第２接合体１８、２０は、固体
高分子電解質膜２２ａ、２２ｂと、前記電解質膜２２
ａ、２２ｂを挟んで配設されるカソード側電極２４ａ、
２４ｂおよびアノード側電極２６ａ、２６ｂとを有す
る。カソード側電極２４ａ、２４ｂおよびアノード側電
極２６ａ、２６ｂは、それぞれ触媒電極と多孔質カーボ
ンとから構成されている。The first and second bonded bodies 18, 20 are composed of the solid polymer electrolyte membranes 22a, 22b and the electrolyte membrane 22.
cathode side electrodes 24a, which are disposed with a and 22b interposed therebetween,
24b and anode side electrodes 26a and 26b. The cathode side electrodes 24a and 24b and the anode side electrodes 26a and 26b are each composed of a catalyst electrode and porous carbon.
【００２３】図１および図２に示すように、第１接合体
１８のカソード側電極２４ａ側に第１セパレータ２８が
配設され、前記第１接合体１８のアノード側電極２６ａ
側と第２接合体２０のカソード側電極２４ｂ側との間に
第２セパレータ３０が配設されるとともに、前記第２接
合体２０のアノード側電極２６ｂ側に第３セパレータ３
２が配設される。第１および第３セパレータ２８、３２
の間には、薄板状の壁板（隔壁部材）３４が介装され
る。第１乃至第３セパレータ２８、３０および３２は、
金属薄板で構成されている。As shown in FIGS. 1 and 2, a first separator 28 is disposed on the cathode side electrode 24a side of the first bonded body 18, and an anode side electrode 26a of the first bonded body 18 is disposed.
Second separator 30 is disposed between the cathode side electrode 24b side of the second bonded body 20 and the third separator 3 on the anode side electrode 26b side of the second bonded body 20.
2 are provided. First and third separators 28, 32
A thin plate-like wall plate (partition wall member) 34 is interposed between them. The first to third separators 28, 30 and 32 are
It is composed of a thin metal plate.
【００２４】図１に示すように、第１および第２接合体
１８、２０並びに第１乃至第３セパレータ２８、３０お
よび３２の長辺（矢印Ｃ方向）側の一端縁部には、第１
および第２単位セル１４、１６の重ね合わせ方向（矢印
Ａ方向）に互いに連通して、水素含有ガス等の燃料ガス
（反応ガス）を通過させるための燃料ガス入口３６と、
冷却媒体を通過させるための冷却媒体出口３８と、ガス
流れ方向上流側の第１単位セル１４で反応に供与された
空気等の酸素含有ガスである酸化剤ガス（反応ガス）が
排出される中間酸化剤ガス出口４０と、前記中間酸化剤
ガス出口４０に連通し、ガス流れ方向下流側の第２単位
セル１６に前記酸化剤ガスを導入させる中間酸化剤ガス
入口４２とが設けられる。As shown in FIG. 1, the first and second bonded bodies 18, 20 and the first to third separators 28, 30 and 32 have the first edge on the long side (arrow C direction) side.
And a fuel gas inlet 36 that communicates with each other in the stacking direction of the second unit cells 14 and 16 (direction of arrow A) and allows a fuel gas (reaction gas) such as a hydrogen-containing gas to pass therethrough,
A cooling medium outlet 38 for passing a cooling medium and an intermediate for discharging an oxidant gas (reaction gas) which is an oxygen-containing gas such as air supplied to the reaction in the first unit cell 14 on the upstream side in the gas flow direction. An oxidant gas outlet 40 and an intermediate oxidant gas inlet 42 communicating with the intermediate oxidant gas outlet 40 and introducing the oxidant gas into the second unit cell 16 on the downstream side in the gas flow direction are provided.
【００２５】第１および第２接合体１８、２０並びに第
１乃至第３セパレータ２８、３０および３２の長辺側の
他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガ
ス入口４６と、ガス流れ方向上流側の第１単位セル１４
で反応に供与された燃料ガスが排出される中間燃料ガス
出口４８と、前記中間燃料ガス出口４８に連通し、ガス
流れ方向下流側の第２単位セル１６に前記燃料ガスを導
入させる第１および第２中間燃料ガス入口５０ａ、５０
ｂとが設けられる。The other end edges of the first and second bonded bodies 18, 20 and the first to third separators 28, 30 and 32 on the longer sides are communicated with each other in the direction of arrow A, and an oxidant gas inlet is provided. 46 and the first unit cell 14 on the upstream side in the gas flow direction
The intermediate fuel gas outlet 48 from which the fuel gas supplied to the reaction is discharged, and the first and the second fuel cells which communicate with the intermediate fuel gas outlet 48 and introduce the fuel gas into the second unit cell 16 on the downstream side in the gas flow direction. Second intermediate fuel gas inlets 50a, 50
b and are provided.
【００２６】第１および第２接合体１８、２０並びに第
１乃至第３セパレータ２８、３０および３２の下端縁部
には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス出口５
４、冷却媒体入口５６および燃料ガス出口５８が設けら
れる。The lower end edges of the first and second bonded bodies 18, 20 and the first to third separators 28, 30 and 32 are communicated with each other in the direction of arrow A, and the oxidant gas outlet 5 is provided.
4, a cooling medium inlet 56 and a fuel gas outlet 58 are provided.
【００２７】図１に示すように、第１セパレータ２８の
中央部側には、矢印Ｃ方向（長辺方向）に沿って所定の
長さだけ延在しかつ鉛直方向に並列する複数本の直線溝
部（流路溝）６０ａが設けられるとともに、前記直線溝
部６０ａの矢印Ｃ方向両端には、バッファ用空間部を構
成するエンボス部６２ａが形成される。As shown in FIG. 1, on the central portion side of the first separator 28, a plurality of straight lines extending in the direction of arrow C (long side direction) by a predetermined length and arranged in parallel in the vertical direction. A groove portion (flow passage groove) 60a is provided, and embossed portions 62a that form a buffer space portion are formed at both ends of the linear groove portion 60a in the arrow C direction.
【００２８】直線溝部６０ａおよびエンボス部６２ａ
は、第１セパレータ２８の両面から交互に設けられてお
り、図２および図３に示すように、第１セパレータ２８
は、第１接合体１８のカソード側電極２４ａに対向する
面２８ａに酸化剤ガス流路６４を設けるとともに、前記
酸化剤ガス流路６４の両端が流路入口である酸化剤ガス
入口４６と流路出口である中間酸化剤ガス出口４０とに
連通する。The straight groove portion 60a and the embossed portion 62a
Are alternately provided from both sides of the first separator 28, and as shown in FIGS. 2 and 3, the first separator 28 is
Is provided with an oxidant gas flow channel 64 on a surface 28a of the first bonded body 18 facing the cathode side electrode 24a, and both ends of the oxidant gas flow channel 64 are connected to an oxidant gas inlet 46 which is a flow channel inlet. It communicates with the intermediate oxidant gas outlet 40 which is a road outlet.
【００２９】図３に示すように、エンボス部６２ａに
は、酸化剤ガス入口４６から直線溝部６０ａに、および
前記直線溝部６０ａから中間酸化剤ガス出口４０に、酸
化剤ガスを案内する直線溝部（案内溝部）６６ａが形成
される。この直線溝部６６ａは、直線溝部６０ａと交差
する鉛直方向に延在するとともに、酸化剤ガスの流れ易
さに応じて各溝長さが設定されている。As shown in FIG. 3, in the embossed portion 62a, a straight groove portion for guiding the oxidant gas from the oxidant gas inlet 46 to the straight groove portion 60a and from the straight groove portion 60a to the intermediate oxidant gas outlet 40 ( A guide groove portion) 66a is formed. The straight groove portion 66a extends in the vertical direction intersecting with the straight groove portion 60a, and each groove length is set according to the easiness of the flow of the oxidizing gas.
【００３０】直線溝部６０ａには、酸化剤ガス入口４６
および中間酸化剤ガス出口４０から離間する方向に向か
って段階的に長尺となり、酸化剤ガスを前記酸化剤ガス
入口４６から前記直線溝部６０ａに、および前記直線溝
部６０ａから前記中間酸化剤ガス出口４０に、案内する
ための複数本の案内流路６８ａが構成される。An oxidant gas inlet 46 is provided in the straight groove 60a.
And becomes progressively longer in a direction away from the intermediate oxidant gas outlet 40, and oxidant gas is fed from the oxidant gas inlet 46 to the linear groove portion 60a and from the linear groove portion 60a to the intermediate oxidant gas outlet. 40, a plurality of guide flow paths 68a for guiding are formed.
【００３１】第１セパレータ２８は、図２および図４に
示すように、壁板３４の一方の面に対向する面２８ｂに
直線溝部６０ａおよびエンボス部６２ａを介して冷却媒
体流路７０を設ける。冷却媒体流路７０は、図１に示す
ように、一端が流体出口である冷却媒体出口３８に連通
するとともに、他端側が壁板３４の端部を折り返して前
記壁板３４の他方の面側から冷却媒体入口５６に連通す
る。As shown in FIGS. 2 and 4, the first separator 28 is provided with a cooling medium passage 70 on a surface 28b facing one surface of the wall plate 34 via a linear groove portion 60a and an embossed portion 62a. As shown in FIG. 1, the cooling medium passage 70 has one end communicating with the cooling medium outlet 38 that is a fluid outlet, and the other end side that folds back the end portion of the wall plate 34 and the other surface side of the wall plate 34. To the cooling medium inlet 56.
【００３２】第２セパレータ３０は、上記の第１セパレ
ータ２８と略同様に構成されており、第１接合体１８の
アノード側電極２６ａに対向する面３０ｂに直線溝部
（流路溝）６０ｂおよびエンボス部６２ｂを介して燃料
ガス流路７２を設けるとともに、前記燃料ガス流路７２
は、燃料ガス入口（流路入口）３６と、中間燃料ガス出
口（流路出口）４８とに連通する（図５参照）。The second separator 30 is constructed in substantially the same manner as the first separator 28 described above, and the linear groove portion (flow channel groove) 60b and the embossing are formed on the surface 30b of the first bonded body 18 facing the anode electrode 26a. A fuel gas passage 72 is provided through the portion 62b, and the fuel gas passage 72 is provided.
Communicates with the fuel gas inlet (flow passage inlet) 36 and the intermediate fuel gas outlet (flow passage outlet) 48 (see FIG. 5).
【００３３】エンボス部６２ｂには、燃料ガス入口３６
から直線溝部６０ｂに、および前記直線溝部６０ｂから
中間燃料ガス出口４８に、それぞれ燃料ガスを案内する
ための直線溝部（案内溝部）６６ｂが設けられる。直線
溝部６０ｂには、燃料ガス入口３６および中間燃料ガス
出口４８から離間する方向に向かって段階的に長尺にな
る複数本の案内流路６８ｂが構成されている。At the embossed portion 62b, the fuel gas inlet 36
From the linear groove portion 60b to the intermediate fuel gas outlet 48 from the linear groove portion 60b, a linear groove portion (guide groove portion) 66b for guiding the fuel gas is provided. The linear groove portion 60b is provided with a plurality of guide passages 68b that are gradually elongated in a direction away from the fuel gas inlet 36 and the intermediate fuel gas outlet 48.
【００３４】第２セパレータ３０は、図２および図６に
示すように、第２接合体２０のカソード側電極２４ｂに
対向する面３０ａに酸化剤ガス流路７４を設ける。酸化
剤ガス流路７４の一端は、中間酸化剤ガス入口（流路入
口）４２を介して中間酸化剤ガス出口４０に連通すると
ともに、他端が酸化剤ガス出口（流路出口）５４に連通
する。As shown in FIGS. 2 and 6, the second separator 30 is provided with an oxidant gas flow channel 74 on the surface 30a of the second bonded body 20 facing the cathode side electrode 24b. One end of the oxidant gas flow path 74 communicates with the intermediate oxidant gas outlet 40 via the intermediate oxidant gas inlet (flow path inlet) 42, and the other end communicates with the oxidant gas outlet (flow path outlet) 54. To do.
【００３５】エンボス部６２ｂには、中間酸化剤ガス入
口４２から直線溝部６０ｂに、および前記直線溝部６０
ｂから酸化剤ガス出口５４に、それぞれ酸化剤ガスを案
内する直線溝部６６ｂが形成されるとともに、前記直線
溝部６０ｂには、前記中間酸化剤ガス入口４２および前
記酸化剤ガス出口５４から離間する方向に向かって段階
的に長尺となる案内流路６８ｂが構成されている。In the embossed portion 62b, from the intermediate oxidant gas inlet 42 to the linear groove portion 60b, and in the linear groove portion 60.
A straight groove portion 66b for guiding the oxidant gas is formed from b to the oxidant gas outlet 54, and the straight groove portion 60b is formed in the direction away from the intermediate oxidant gas inlet 42 and the oxidant gas outlet 54. The guide flow path 68b is formed so as to be gradually elongated toward.
【００３６】第３セパレータ３２は、上記の第１および
第２セパレータ２８、３０と略同様に構成されており、
第２接合体２０のアノード側電極２６ｂに対向する面３
２ｂに燃料ガス流路７６を設ける（図７参照）。この燃
料ガス流路７６は、一端側を第１および第２中間燃料ガ
ス入口（流路入口）５０ａ、５０ｂを介して中間燃料ガ
ス出口４８に連通する一方、他端側を燃料ガス出口（流
路出口）５８に連通する。The third separator 32 has substantially the same structure as the first and second separators 28 and 30 described above.
Surface 3 of second bonded body 20 facing anode side electrode 26b
A fuel gas passage 76 is provided in 2b (see FIG. 7). The fuel gas passage 76 has one end communicating with the intermediate fuel gas outlet 48 via the first and second intermediate fuel gas inlets (passage inlets) 50a and 50b, while the other end has a fuel gas outlet (flow). Road exit) 58.
【００３７】エンボス部６２ｃには、第１および第２中
間燃料ガス入口５０ａ、５０ｂから直線溝部（流路溝）
６０ｃに、および前記直線溝部６０ｃから燃料ガス出口
５８に、それぞれ燃料ガスを案内する直線溝部（案内溝
部）６６ｃが形成される。直線溝部６０ｃには、第１お
よび第２中間燃料ガス入口５０ａ、５０ｂ並びに燃料ガ
ス出口５８から離間する方向に向かって段階的に長尺と
なる複数本の案内流路６８ｃが構成されるとともに、前
記直線溝部６０ｃの一端側は、冷却媒体入口５６に近接
する方向に向かって段階的に短尺となるように構成され
ている。In the embossed portion 62c, straight groove portions (flow passage grooves) are formed from the first and second intermediate fuel gas inlets 50a and 50b.
A straight groove portion (guide groove portion) 66c for guiding the fuel gas is formed in the fuel gas outlet 58 from the straight groove portion 60c. The linear groove portion 60c is provided with a plurality of guide flow paths 68c that are gradually elongated in a direction away from the first and second intermediate fuel gas inlets 50a and 50b and the fuel gas outlet 58, and One end side of the linear groove portion 60c is configured so as to be gradually shortened in a direction approaching the cooling medium inlet 56.
【００３８】第３セパレータ３２は、壁板３４に対向す
る面３２ａに冷却媒体流路７８を設ける。図８に示すよ
うに、この冷却媒体流路７８は、一端を冷却媒体入口
（流路入口）５６に連通するとともに、他端を壁板３４
で折り返して冷却媒体流路７０に連通する。The third separator 32 is provided with a cooling medium passage 78 on the surface 32a facing the wall plate 34. As shown in FIG. 8, one end of the cooling medium flow passage 78 communicates with the cooling medium inlet (flow passage inlet) 56, and the other end thereof communicates with the wall plate 34.
It is folded back at and is communicated with the cooling medium flow path 70.
【００３９】このように構成される燃料電池スタック１
０の動作について、以下に説明する。The fuel cell stack 1 having the above structure
The operation of 0 will be described below.
【００４０】燃料電池スタック１０内には、水素含有ガ
ス等の燃料ガスと、空気等の酸素含有ガスである酸化剤
ガスと、純水やエチレングリコールやオイル等の冷却媒
体とが供給される。このため、燃料電池スタック１０で
は、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数組の第１および第
２単位セル１４、１６に対し、燃料ガス、酸化剤ガスお
よび冷却媒体が、順次、供給される。A fuel gas such as hydrogen-containing gas, an oxidant gas such as oxygen-containing gas such as air, and a cooling medium such as pure water or ethylene glycol or oil are supplied into the fuel cell stack 10. Therefore, in the fuel cell stack 10, the fuel gas, the oxidant gas, and the cooling medium are sequentially supplied to the plurality of sets of the first and second unit cells 14 and 16 that are stacked in the arrow A direction.
【００４１】矢印Ａ方向に連通している酸化剤ガス入口
４６に供給された酸化剤ガスは、図３および図８に示す
ように、第１セパレータ２８に設けられている酸化剤ガ
ス流路６４に導入され、第１接合体１８を構成するカソ
ード側電極２４ａに沿って移動する。一方、燃料ガス入
口３６に供給された燃料ガスは、図５および図８に示す
ように、第２セパレータ３０に設けられている燃料ガス
流路７２に導入され、第１接合体１８を構成するアノー
ド側電極２６ａに沿って移動する。従って、第１接合体
１８では、カソード側電極２４ａに供給される酸化剤ガ
スと、アノード側電極２６ａに供給される燃料ガスと
が、触媒電極内で電気化学反応により消費され、発電が
行われる。As shown in FIGS. 3 and 8, the oxidant gas supplied to the oxidant gas inlet 46 communicating with the direction of the arrow A is oxidant gas flow path 64 provided in the first separator 28. And is moved along the cathode-side electrode 24a forming the first bonded body 18. On the other hand, the fuel gas supplied to the fuel gas inlet 36 is introduced into the fuel gas channel 72 provided in the second separator 30 to form the first joined body 18, as shown in FIGS. 5 and 8. It moves along the anode 26a. Therefore, in the first joined body 18, the oxidant gas supplied to the cathode side electrode 24a and the fuel gas supplied to the anode side electrode 26a are consumed by the electrochemical reaction in the catalyst electrode to generate power. .
【００４２】第１接合体１８に一部が消費された酸化剤
ガスは、酸化剤ガス流路６４から中間酸化剤ガス出口４
０に導入され、この中間酸化剤ガス出口４０に沿って矢
印Ａ方向に移動する。この酸化剤ガスは、図６および図
８に示すように、中間酸化剤ガス入口４２から第２セパ
レータ３０に設けられている酸化剤ガス流路７４に導入
された後、前記酸化剤ガス流路７４を介して第２接合体
２０を構成するカソード側電極２４ｂに沿って移動す
る。The oxidant gas partially consumed in the first joined body 18 is discharged from the oxidant gas flow path 64 to the intermediate oxidant gas outlet 4
0, and moves in the direction of arrow A along the intermediate oxidant gas outlet 40. As shown in FIGS. 6 and 8, this oxidant gas is introduced from the intermediate oxidant gas inlet 42 into the oxidant gas flow channel 74 provided in the second separator 30, and then the oxidant gas flow channel is introduced. It moves along the cathode-side electrode 24b forming the second bonded body 20 via 74.
【００４３】同様に、第１接合体１８を構成するアノー
ド側電極２６ａで一部が消費された燃料ガスは、図８に
示すように、中間燃料ガス出口４８に導入されて矢印Ａ
方向に移動する。この燃料ガスは、第１および第２中間
燃料ガス入口５０ａ、５０ｂを介して第３セパレータ３
２に設けられている燃料ガス流路７６に導入される（図
７参照）。Similarly, the fuel gas that is partially consumed by the anode electrode 26a forming the first bonded body 18 is introduced into the intermediate fuel gas outlet 48 as shown in FIG.
Move in the direction. This fuel gas is passed through the first and second intermediate fuel gas inlets 50a and 50b to the third separator 3
2 is introduced into the fuel gas flow path 76 provided in No. 2 (see FIG. 7).
【００４４】そして、燃料ガスは、第２接合体２０を構
成するアノード側電極２６ｂに沿って移動するため、前
記第２接合体２０では、酸化剤ガスおよび燃料ガスが触
媒電極内で電気化学反応により消費され、発電が行われ
る。酸素が消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口５
４に排出されるとともに、水素が消費された燃料ガス
は、燃料ガス出口５８に排出される。Since the fuel gas moves along the anode electrode 26b constituting the second bonded body 20, in the second bonded body 20, the oxidant gas and the fuel gas are electrochemically reacted in the catalyst electrode. Is consumed and electricity is generated. The oxidant gas whose oxygen has been consumed is discharged through the oxidant gas outlet 5
The fuel gas that has been discharged to the fuel cell 4 and has consumed hydrogen is discharged to the fuel gas outlet 58.
【００４５】一方、冷却媒体入口５６に供給された冷却
媒体は、第１セパレータ２８に設けられている冷却媒体
流路７０に沿って移動した後、壁板３４で折り返して第
３セパレータ３２に設けられている冷却媒体流路７８に
沿って移動し、冷却媒体出口３８に排出される。On the other hand, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet 56 moves along the cooling medium flow path 70 provided in the first separator 28, and then is folded back by the wall plate 34 and provided in the third separator 32. It moves along the cooling medium flow path 78 and is discharged to the cooling medium outlet 38.
【００４６】この場合、第１の実施形態では、例えば、
図３に示すように、第１セパレータ２８の面２８ａに設
けられている酸化剤ガス流路６４が、複数本の直線溝部
６０ａとエンボス部６２ａとを設けている。このエンボ
ス部６２ａには、酸化剤ガスが流れ難い部分に対応し
て、複数本でかつ長さの異なる直線溝部６６ａが形成さ
れている。In this case, in the first embodiment, for example,
As shown in FIG. 3, the oxidant gas flow channel 64 provided on the surface 28a of the first separator 28 has a plurality of straight groove portions 60a and embossed portions 62a. In this embossed portion 62a, a plurality of linear groove portions 66a having different lengths are formed corresponding to the portion where the oxidizing gas hardly flows.
【００４７】このため、酸化剤ガス入口４６からエンボ
ス部６２ａに導入された酸化剤ガスは、直線溝部６６ａ
の案内作用下に直線溝部６０ａの入口および出口から遠
い部分に円滑に流入する。さらに、酸化剤ガスは、この
直線溝部６０ａからエンボス部６２ａに導入された後、
直線溝部６６ａの案内作用下に中間酸化剤ガス出口４０
に良好に排出される。Therefore, the oxidant gas introduced from the oxidant gas inlet 46 into the embossed portion 62a is not absorbed by the straight groove portion 66a.
Under the guiding action of the linear groove portion 60a, the linear groove portion 60a smoothly flows into the portion distant from the inlet and the outlet. Further, after the oxidant gas is introduced into the embossed portion 62a from the straight groove portion 60a,
Under the guiding action of the straight groove portion 66a, the intermediate oxidant gas outlet 40
Be discharged well.
【００４８】一方、直線溝部６０ａは、酸化剤ガス入口
４６および中間酸化剤ガス出口４０から離間する方向に
向かって段階的に長尺となる複数本の案内流路６８ａを
設けている。このため、案内流路６８ａの入口および出
口から遠い部分では酸化剤ガスが流れ易くなり、前記酸
化剤ガスが直線溝部６０ａに対して均一に分配されるこ
とになる。On the other hand, the straight groove portion 60a is provided with a plurality of guide channels 68a which are gradually elongated in the direction away from the oxidant gas inlet 46 and the intermediate oxidant gas outlet 40. Therefore, the oxidant gas becomes easy to flow in the portion far from the inlet and the outlet of the guide channel 68a, and the oxidant gas is evenly distributed to the linear groove portion 60a.
【００４９】これにより、開口の小さな酸化剤ガス入口
４６から酸化剤ガス流路６４に導入された酸化剤ガス
は、この酸化剤ガス流路６４全体に沿って均一に、すな
わち、発電面全体に対して均一に分配された後、開口の
小さな中間酸化剤ガス出口４０から排出される。従っ
て、燃料電池スタック１０全体の発電性能を有効に維持
するとともに、必要以上に多くの量の酸化剤ガスを流す
必要がなく、効率の低下を阻止し、かつ、流路の圧損を
低減することが可能になるという効果が得られる。As a result, the oxidant gas introduced from the oxidant gas inlet port 46 having a small opening into the oxidant gas flow channel 64 is uniformly distributed along the entire oxidant gas flow channel 64, that is, on the entire power generation surface. After being uniformly distributed, the intermediate oxidant gas outlet 40 having a small opening is discharged. Therefore, while maintaining the power generation performance of the entire fuel cell stack 10 effectively, it is not necessary to flow an excessively large amount of oxidant gas, the efficiency is prevented from lowering, and the pressure loss of the flow path is reduced. The effect that it becomes possible is obtained.
【００５０】図５に示すように、第２セパレータ３０の
面３０ｂに形成されている燃料ガス流路７２では、同様
にエンボス部６２ｂに直線溝部６６ｂが形成されるとと
もに、直線溝部６０ｂに案内流路６８ｂが構成されてい
る。このため、燃料ガス入口３６からエンボス部６２ｂ
に導入された燃料ガスは、直線溝部６６ｂおよび案内流
路６８ｂを介して複数の直線溝部６０ｂに均一、かつ、
円滑に導入された後、案内流路６８ｂおよび直線溝部６
６ｂを介して中間燃料ガス出口４８に円滑に排出され
る。As shown in FIG. 5, in the fuel gas passage 72 formed on the surface 30b of the second separator 30, the linear groove 66b is similarly formed in the embossed portion 62b and the guide flow is formed in the linear groove 60b. The path 68b is formed. Therefore, from the fuel gas inlet 36 to the embossed portion 62b
The fuel gas introduced into the fuel cell is uniformly distributed in the plurality of linear groove portions 60b via the linear groove portion 66b and the guide flow path 68b, and
After being smoothly introduced, the guide flow path 68b and the straight groove portion 6
It is smoothly discharged to the intermediate fuel gas outlet 48 via 6b.
【００５１】従って、燃料ガスは、燃料ガス流路７２全
体に均一に分散して移動し、前記燃料ガスを発電面全面
に対して不足することなく十分に供給することができ
る。これにより、燃料電池スタック１０の発電性能が向
上するとともに、圧損を有効に減少させることが可能に
なる。Therefore, the fuel gas is uniformly dispersed and moved in the entire fuel gas flow path 72, and the fuel gas can be sufficiently supplied to the entire power generation surface without a shortage. As a result, the power generation performance of the fuel cell stack 10 is improved and the pressure loss can be effectively reduced.
【００５２】また、冷却媒体流路７０、７８においても
同様に、冷却媒体入口５６から前記冷却媒体流路７８に
均一に冷却媒体を供給することができるとともに、この
冷却媒体を冷却媒体流路７０から冷却媒体出口３８に円
滑に排出することが可能になる。このため、燃料電スタ
ック１０の発電時の発熱を十分に冷却することができ、
温度の上昇に伴う湿度の低下が有効に回避され、抵抗過
電圧が増加することがない。しかも、発電面内の発電分
布のばらつきや電解質膜２２ａ、２２ｂの温度上昇によ
る耐久性の悪化を阻止し、効率的な冷却機能を営むこと
ができるという利点がある。Similarly, in the cooling medium channels 70 and 78, the cooling medium can be uniformly supplied from the cooling medium inlet 56 to the cooling medium channel 78, and the cooling medium channel 70 can be used. It is possible to smoothly discharge from the cooling medium outlet 38 to the cooling medium outlet 38. Therefore, the heat generated by the fuel cell stack 10 during power generation can be sufficiently cooled,
The decrease in humidity due to the increase in temperature is effectively avoided, and the resistance overvoltage does not increase. Moreover, there is an advantage that it is possible to prevent the deterioration of the durability due to the variation of the power generation distribution in the power generation plane and the temperature rise of the electrolyte membranes 22a and 22b, and to perform the efficient cooling function.
【００５３】図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃
料電池を組み込む燃料電池スタック１００の要部分解斜
視図であり、図１０は、前記燃料電池スタック１００内
の流れ説明図である。なお、図１に示す燃料電池スタッ
ク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。FIG. 9 is an exploded perspective view of an essential part of a fuel cell stack 100 incorporating a fuel cell according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory flow diagram of the inside of the fuel cell stack 100. . The same components as those of the fuel cell stack 10 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals,
Detailed description thereof will be omitted.
【００５４】燃料電池スタック１００は、図９に示すよ
うに、矢印Ａ方向に積層される複数の単位セル（燃料電
池）１０２を備える。各単位セル１０２は、接合体１０
４と、前記接合体１０４を挟持する第１および第２セパ
レータ１０６、１０８とを備える。As shown in FIG. 9, the fuel cell stack 100 comprises a plurality of unit cells (fuel cells) 102 stacked in the direction of arrow A. Each unit cell 102 is a united body 10.
4 and first and second separators 106 and 108 that sandwich the bonded body 104.
【００５５】接合体１０４と第１および第２セパレータ
１０６、１０８の長辺（矢印Ｃ方向）側の一端縁部に
は、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口４
６、冷却媒体出口３８および燃料ガス出口５８が設けら
れる。接合体１０４と第１および第２セパレータ１０
６、１０８の長辺側の他端縁部には、矢印Ａ方向に互い
に連通して、燃料ガス入口３６、冷却媒体入口５６およ
び酸化剤ガス出口５４が設けられる。The oxidant gas inlet 4 is communicated with each other in the direction of arrow A at one end edge of the joined body 104 and the first and second separators 106 and 108 on the long side (direction of arrow C).
6, a cooling medium outlet 38 and a fuel gas outlet 58 are provided. Bonded body 104 and first and second separators 10
A fuel gas inlet 36, a cooling medium inlet 56, and an oxidant gas outlet 54 are provided at the other end edges of the long sides of 6, 6 and which communicate with each other in the arrow A direction.
【００５６】第１セパレータ１０６の接合体１０４側の
面１０６ａには、酸化剤ガス流路１１０が設けられると
ともに、この酸化剤ガス流路１１０は、矢印Ｃ方向に沿
って所定の長さだけ延在しかつ鉛直方向に並列する複数
本の直線溝部（流路溝）１１２ａと、前記直線溝部１１
２ａの矢印Ｃ方向両端に設けられ、バッファ用空間部を
構成するエンボス部１１４ａとを備える。An oxidant gas channel 110 is provided on the surface 106a of the first separator 106 on the side of the bonded body 104, and the oxidant gas channel 110 extends along the direction of arrow C by a predetermined length. A plurality of linear groove portions (flow channel grooves) 112a existing and arranged in parallel in the vertical direction, and the linear groove portion 11
2a, embossed portions 114a provided at both ends in the arrow C direction and forming a buffer space portion.
【００５７】エンボス部１１４ａは、酸化剤ガス入口４
６および酸化剤ガス出口５４を直線溝部１１２ａに連通
する機能を有しており、前記エンボス部１１４ａには、
鉛直方向に延在する複数本で、かつ、それぞれ所定の長
さに設定された直線溝部（案内溝部）１１６ａが形成さ
れる。直線溝部１１２ａは、酸化剤ガス入口４６および
酸化剤ガス出口５４から離間する方向に向かって段階的
に長尺となる複数本の案内流路１１８ａを構成する。The embossed portion 114a is provided with the oxidant gas inlet 4
6 and the oxidant gas outlet 54 communicate with the straight groove portion 112a, and the embossed portion 114a has
A plurality of vertically extending straight groove portions (guide groove portions) 116a each having a predetermined length are formed. The straight groove portion 112a constitutes a plurality of guide flow paths 118a which are gradually elongated in a direction away from the oxidant gas inlet 46 and the oxidant gas outlet 54.
【００５８】図１１に示すように、第２セパレータ１０
８の接合体１０４側の面１０８ａには、燃料ガス入口３
６と燃料ガス出口５８とを連通する燃料ガス流路１２０
が形成される。この燃料ガス流路１２０は、水平方向に
延在する複数本の直線溝部（流路溝）１１２ｂと、前記
直線溝部１１２ｂの両側で、かつ、燃料ガス入口３６お
よび燃料ガス出口５８の近傍に設けられるエンボス部１
１４ｂとを有する。As shown in FIG. 11, the second separator 10
Of the fuel gas inlet 3 on the surface 108a on the side of the joined body 104 of
6 for communicating with the fuel gas outlet 58
Is formed. The fuel gas flow passage 120 is provided on a plurality of straight groove portions (flow passage grooves) 112b extending in the horizontal direction, on both sides of the straight groove portion 112b, and in the vicinity of the fuel gas inlet 36 and the fuel gas outlet 58. Embossed part 1
14b.
【００５９】エンボス部１１４ｂには、燃料ガス入口３
６から直線溝部１１２ｂに、前記直線溝部１１２ｂから
燃料ガス出口５８に、それぞれ燃料ガスを案内する直線
溝部（案内溝部）１１６ｂが形成され、前記直線溝部１
１６ｂは、鉛直方向に延在し、かつ、水平方向に沿って
長さが異なっている。直線溝部１１２ｂは、燃料ガス入
口３６および燃料ガス出口５８から離間する方向に向か
って段階的に長尺となる複数本の案内流路１１８ｂを構
成している。The fuel gas inlet 3 is provided at the embossed portion 114b.
6 to a straight groove portion 112b, and from the straight groove portion 112b to the fuel gas outlet 58, a straight groove portion (guide groove portion) 116b for guiding the fuel gas is formed.
16b extends in the vertical direction and has different lengths in the horizontal direction. The straight groove portion 112b constitutes a plurality of guide flow paths 118b which are gradually elongated in the direction away from the fuel gas inlet 36 and the fuel gas outlet 58.
【００６０】単位セル１０２間には、第１および第２セ
パレータ１０６、１０８の間に対応して中間セパレータ
１２２が介装されている（図９参照）。図１２に示すよ
うに、中間セパレータ１２２の第２セパレータ１０８側
の面１２２ａには、冷却媒体入口５６と冷却媒体出口３
８とに連通して冷却媒体流路１２４が形成される。この
冷却媒体流路１２４は、水平方向に延在する複数本の直
線溝部（流路溝）１１２ｃと、冷却媒体入口５６および
冷却媒体出口３８の近傍に設けられるエンボス部１１４
ｃとを有する。An intermediate separator 122 is interposed between the unit cells 102 so as to correspond between the first and second separators 106 and 108 (see FIG. 9). As shown in FIG. 12, the cooling medium inlet 56 and the cooling medium outlet 3 are provided on the surface 122 a of the intermediate separator 122 on the second separator 108 side.
A cooling medium flow path 124 is formed in communication with the cooling medium flow path 8. The cooling medium flow passage 124 includes a plurality of straight groove portions (flow passage grooves) 112c extending in the horizontal direction and the embossed portion 114 provided near the cooling medium inlet 56 and the cooling medium outlet 38.
with c and.
【００６１】エンボス部１１４ｃには、冷却媒体入口５
６から直線溝部１１２ｃに、前記直線溝部１１２ｃから
冷却媒体出口３８に、それぞれ冷却媒体を案内する直線
溝部（案内溝部）１１６ｃが上下に設けられている。直
線溝部１１２ｃは、冷却媒体入口５６および冷却媒体出
口３８から離間する方向に向かって段階的に長尺となる
複数本の案内流路１１８ｃを構成している。The cooling medium inlet 5 is provided at the embossed portion 114c.
A straight groove portion (guide groove portion) 116c for guiding the cooling medium is provided vertically from 6 to the straight groove portion 112c and from the straight groove portion 112c to the cooling medium outlet 38. The linear groove portion 112c constitutes a plurality of guide flow paths 118c that are gradually elongated in the direction away from the cooling medium inlet 56 and the cooling medium outlet 38.
【００６２】このように構成される第２の実施形態で
は、燃料電池スタック１００内に酸化剤ガス、燃料ガス
および冷却水が供給されると、図１０に示すように、こ
の酸化剤ガスは、第１セパレータ１０６の酸化剤ガス流
路１１０に導入され、接合体１０４を構成するカソード
側電極２４ａに沿って移動する。一方、燃料ガスは、第
２セパレータ１０８の燃料ガス流路１２０に導入され、
接合体１０４を構成するアノード側電極２６ａに沿って
移動する。従って、各接合体１０４では、カソード側電
極２４ａに供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２
６ａに供給される燃料ガスとが、触媒電極内で電気化学
反応により消費され、発電が行われる。In the second embodiment having such a configuration, when the oxidant gas, the fuel gas and the cooling water are supplied into the fuel cell stack 100, the oxidant gas, as shown in FIG. It is introduced into the oxidant gas flow channel 110 of the first separator 106, and moves along the cathode side electrode 24 a that constitutes the joined body 104. On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel gas passage 120 of the second separator 108,
It moves along the anode-side electrode 26a forming the bonded body 104. Therefore, in each bonded body 104, the oxidant gas supplied to the cathode side electrode 24a and the anode side electrode 2 are
The fuel gas supplied to 6a is consumed by an electrochemical reaction in the catalyst electrode to generate electricity.
【００６３】この場合、第２の実施形態では、図９に示
すように、第１セパレータ１０６に設けられている酸化
剤ガス流路１１０に、酸化剤ガス入口４６から酸化剤ガ
スが導入されると、前記酸化剤ガスは、エンボス部１１
４ａに設けられた直線溝部１１６ａの案内作用下に、直
線溝部１１２ａに円滑に導入されるとともに、案内流路
１１８ａを介して前記直線溝部１１２ａに円滑に送られ
る。次いで、酸化剤ガスは、直線溝部１１６ａおよび案
内流路１１８ａの作用下に、酸化剤ガス出口５４に円滑
に排出される。In this case, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the oxidizing gas is introduced from the oxidizing gas inlet 46 into the oxidizing gas passage 110 provided in the first separator 106. And the oxidant gas, the embossed portion 11
Under the guiding action of the linear groove portion 116a provided in 4a, the linear groove portion 112a is smoothly introduced into the linear groove portion 112a and is smoothly fed to the linear groove portion 112a through the guide flow passage 118a. Then, the oxidant gas is smoothly discharged to the oxidant gas outlet 54 under the action of the linear groove portion 116a and the guide flow path 118a.
【００６４】これにより、酸化剤ガス流路１１０全体に
わたって酸化剤ガスが均一かつ確実に供給され、カソー
ド側電極２４ａ全面に対し前記酸化剤ガスが均一にかつ
反応に十分な量だけ供給される。従って、第２の実施形
態では、燃料電池スタック１００の発電性能の低下を確
実に阻止するとともに、圧損の低減を図ることができる
等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。As a result, the oxidizing gas is uniformly and surely supplied over the entire oxidizing gas passage 110, and the oxidizing gas is uniformly and sufficiently supplied to the entire surface of the cathode electrode 24a. Therefore, in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, such as the reduction of the power generation performance of the fuel cell stack 100 can be reliably prevented and the pressure loss can be reduced.
【００６５】なお、第２セパレータ１０８の燃料ガス流
路１２０においても同様に、燃料ガスが円滑かつ十分に
供給されるため、アノード側電極２６ａにおける燃料ガ
スの不足等を惹起することがなく、良好な発電機能を営
むことが可能になる。Similarly, in the fuel gas passage 120 of the second separator 108 as well, the fuel gas is supplied smoothly and sufficiently, so that there is no shortage of the fuel gas in the anode 26a, and the like, which is good. It is possible to carry out various power generation functions.
【００６６】さらに、中間セパレータ１２２の冷却媒体
流路１２４では、冷却媒体入口５６から導入された冷却
媒体が、直線溝部１１６ｃおよび案内流路１１８ｃを介
して直線溝部１１２ｃに沿って均一かつ良好に流動した
後、冷却媒体出口３８に排出される。これにより、冷却
媒体による冷却効率の低下が惹起されることがなく、効
率的な発電機能を維持することができる。Further, in the cooling medium passage 124 of the intermediate separator 122, the cooling medium introduced from the cooling medium inlet 56 flows uniformly and satisfactorily along the straight groove portion 112c through the straight groove portion 116c and the guide passage 118c. After that, it is discharged to the cooling medium outlet 38. As a result, the cooling medium does not cause a reduction in cooling efficiency, and an efficient power generation function can be maintained.
【００６７】図１３は、本発明の第３の実施形態に係る
燃料電池を構成するセパレータ１３０の一方の面の正面
図である。このセパレータ１３０には、酸化剤ガス、燃
料ガスまたは冷却媒体（以下、単に流体という）を流す
ための流路入口１３２と流路出口１３４とが貫通形成さ
れるとともに、前記流路入口１３２と前記流路出口１３
４とは、流体流路１３６を介して連通している。FIG. 13 is a front view of one surface of a separator 130 which constitutes a fuel cell according to the third embodiment of the present invention. A flow path inlet 132 and a flow path outlet 134 for passing an oxidant gas, a fuel gas or a cooling medium (hereinafter simply referred to as a fluid) are formed through the separator 130, and the flow path inlet 132 and the flow path inlet 132 are provided. Flow path outlet 13
4 communicates with each other via a fluid flow path 136.
【００６８】この流体流路１３６は、水平方向に延在す
る複数本の直線溝部（流路溝）１３８と、流路入口１３
２および流路出口１３４の近傍に設けられるエンボス部
１４０とを備える。エンボス部１４０には、流路入口１
３２から直線溝部１３８に、および直線溝部１３８から
流路出口１３４に、それぞれ流体を案内するための複数
本の直線溝部（案内溝部）１４２が鉛直方向に延在して
設けられている。直線溝部１３８は、流路入口１３２お
よび流路出口１３４から離間する方向に段階的に長尺と
なる複数本の案内流路１４４を構成している。The fluid flow path 136 includes a plurality of straight groove portions (flow path grooves) 138 extending in the horizontal direction, and the flow path inlet 13.
2 and the embossed portion 140 provided near the flow path outlet 134. At the embossed portion 140, the flow path inlet 1
A plurality of straight groove portions (guide groove portions) 142 for guiding a fluid are provided extending in the vertical direction from 32 to the straight groove portion 138 and from the straight groove portion 138 to the flow path outlet 134, respectively. The linear groove portion 138 constitutes a plurality of guide flow passages 144 that are gradually elongated in the direction away from the flow passage inlet 132 and the flow passage outlet 134.
【００６９】このように構成されるセパレータ１３０で
は、流路入口１３２から流体流路１３６に導入される流
体が、この流体流路１３６全体にわたって均一かつ確実
に流動した後、流路出口１３４から円滑に排出されるこ
とになる。In the thus constructed separator 130, the fluid introduced from the flow path inlet 132 into the fluid flow path 136 flows uniformly and surely over the entire fluid flow path 136, and then smoothly flows from the flow path outlet 134. Will be discharged to.
【００７０】図１４は、本発明の第４の実施形態に係る
燃料電池を構成するセパレータ１５０の一方の面の正面
図である。このセパレータ１５０の一端部側には、上下
に流路入口１５２と流路出口１５４とが形成されるとと
もに、前記セパレータ１５０の面内には、前記流路入口
１５２から前記流路出口１５４に至る折り返し流路１５
６が形成される。FIG. 14 is a front view of one surface of a separator 150 constituting a fuel cell according to the fourth embodiment of the present invention. A flow path inlet 152 and a flow path outlet 154 are vertically formed on one end side of the separator 150, and the flow path inlet 152 extends to the flow path outlet 154 in the plane of the separator 150. Return channel 15
6 is formed.
【００７１】折り返し流路１５６は、水平方向から鉛直
方向に、さらに水平方向に屈曲する複数本の流路溝１５
８と、流路入口１５２および流路出口１５４の近傍に設
けられるエンボス部１６０とを備える。エンボス部１６
０には、流体の流れ難い部位に対応して複数本の溝部１
６２が設けられており、この溝部１６２は、Ｌ字状に屈
曲して構成されている。流路溝１５８は、中央から上下
方向に向かって流路入口１５２および流路出口１５４に
近接する方向に傾斜する案内流路１６４を構成してい
る。The turn-back flow passage 156 has a plurality of flow passage grooves 15 which are bent from the horizontal direction to the vertical direction and further to the horizontal direction.
8 and an embossed portion 160 provided near the flow path inlet 152 and the flow path outlet 154. Embossed part 16
0 indicates a plurality of groove portions 1 corresponding to a portion where fluid does not easily flow.
62 is provided, and the groove 162 is formed by bending in an L shape. The flow path groove 158 constitutes a guide flow path 164 that is inclined from the center in the up-down direction toward the flow path inlet 152 and the flow path outlet 154.
【００７２】図１５は、本発明の第５の実施形態に係る
燃料電池を構成するセパレータ１７０の一方の面の正面
説明図である。なお、図１４に示すセパレータ１５０と
同一の構成要素には同一の参照数字に符号ａを付して、
その詳細な説明は省略する。FIG. 15 is a front explanatory view of one surface of a separator 170 which constitutes a fuel cell according to the fifth embodiment of the present invention. It should be noted that the same components as those of the separator 150 shown in FIG.
Detailed description thereof will be omitted.
【００７３】このセパレータ１７０の下端側には、流路
入口１５２ａと流路出口１５４ａとが互いに近接して配
置されるとともに、前記流路出口１５４ａ側にのみ溝部
１６２ａが設けられている。On the lower end side of the separator 170, a flow path inlet 152a and a flow path outlet 154a are arranged close to each other, and a groove 162a is provided only on the side of the flow path outlet 154a.
【００７４】図１６は、本発明の第６の実施形態に係る
燃料電池を構成するセパレータ１８０の一方の面の正面
説明図である。なお、図１４に示すセパレータ１５０と
同一の構成要素には同一の参照数字に符号ｂを付して、
その詳細な説明は省略する。FIG. 16 is a front explanatory view of one surface of a separator 180 which constitutes a fuel cell according to a sixth embodiment of the present invention. In addition, the same reference numerals are given to the same components as those of the separator 150 shown in FIG.
Detailed description thereof will be omitted.
【００７５】このセパレータ１８０では、流路入口１５
２ｂと流路出口１５４ｂとが対角位置に配置されてお
り、前記流路入口１５２ｂと前記流路出口１５４ｂとを
連通する折り返し流路１５６ｂは、Ｓ字状の複数本の流
路溝１５８ｂを備えている。In this separator 180, the flow path inlet 15
2b and the flow path outlet 154b are arranged at diagonal positions, and the folding flow path 156b that connects the flow path inlet 152b and the flow path outlet 154b has a plurality of S-shaped flow path grooves 158b. I have it.
【００７６】図１７は、本発明の第７の実施形態に係る
燃料電池を構成するセパレータ１９０の一方の面の正面
説明図である。なお、図１４に示すセパレータ１５０と
同一の構成要素には同一の参照数字に符号ｃを付して、
その詳細な説明は省略する。FIG. 17 is a front explanatory view of one surface of a separator 190 which constitutes a fuel cell according to a seventh embodiment of the present invention. It should be noted that the same components as those of the separator 150 shown in FIG.
Detailed description thereof will be omitted.
【００７７】このセパレータ１９０では、流路入口１５
２ｃと流路出口１５４ｃとが対角位置に配置されてお
り、折り返し流路１５６ｃを構成するエンボス部１６０
ｃには、溝部が用いられていない。Ｓ字状に折り返す複
数本の流路溝１５８ｃは、流路入口１５２ｃおよび流路
出口１５４ｃに近接する端部側に、長さが段階的に異な
る案内流路１６４ｃを構成している。In this separator 190, the flow path inlet 15
2c and the flow path outlet 154c are arranged at diagonal positions, and the embossed portion 160 that constitutes the folded back flow path 156c.
No groove is used for c. The plurality of flow channel grooves 158c that are folded back into an S shape form a guide flow channel 164c having stepwise different lengths on the end side near the flow channel inlet 152c and the flow channel outlet 154c.
【００７８】また、図１８に示すように、案内流路１６
４ｃに代替して、鉛直方向に延在する溝部２００を設け
たセパレータ２０２を用いることもできる。Further, as shown in FIG. 18, the guide channel 16
Instead of 4c, a separator 202 having a groove portion 200 extending in the vertical direction may be used.
【００７９】[0079]
【発明の効果】本発明に係る燃料電池では、燃料ガス流
路または酸化剤ガス流路を構成するエンボス部に案内溝
部が形成されており、この案内溝部を介して流路入口か
ら複数本の流路溝に、または前記流路溝から流路出口
に、燃料ガスまたは酸化剤ガスを円滑に供給することが
できる。これにより、燃料ガス流路または酸化剤ガス流
路に沿って燃料ガスまたは酸化剤ガスを均一かつ十分に
供給することができ、燃料電池の発電性能を有効に維持
することができるとともに、圧損の増加を回避すること
が可能になる。In the fuel cell according to the present invention, the guide groove is formed in the embossed portion forming the fuel gas passage or the oxidant gas passage, and a plurality of guide grooves are formed from the passage inlet through the guide groove. The fuel gas or the oxidant gas can be smoothly supplied to the flow channel or from the flow channel to the flow channel outlet. Thereby, the fuel gas or the oxidant gas can be uniformly and sufficiently supplied along the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path, the power generation performance of the fuel cell can be effectively maintained, and the pressure loss can be prevented. It becomes possible to avoid the increase.
【００８０】また、本発明では、複数本の流路溝が、流
路入口から前記流路溝に、または前記流路溝から流路出
口に、燃料ガスまたは酸化剤ガスを案内するために長さ
が段階的に異なる複数本の案内流路を構成している。従
って、燃料ガスまたは酸化剤ガスを円滑かつ確実に流す
ことができ、前記燃料ガスまたは前記酸化剤ガスの供給
不良を惹起することがなく、所望の発電性能を確実に維
持することが可能になる。Further, in the present invention, a plurality of flow channel grooves are provided for guiding the fuel gas or the oxidant gas from the flow channel inlet to the flow channel groove or from the flow channel groove to the flow channel outlet. A plurality of guide channels having different levels are formed. Therefore, the fuel gas or the oxidant gas can be smoothly and reliably flowed, and the desired power generation performance can be reliably maintained without causing the supply failure of the fuel gas or the oxidant gas. .
【００８１】さらにまた、本発明では、エンボス部に案
内溝部が形成されるとともに、流路溝には複数本の案内
流路が設定されている。このため、簡単な構成で、燃料
ガスまたは酸化剤ガスをアノード側電極またはカソード
側電極に均一かつ十分に供給することができ、所望の発
電性能を確実に得ることが可能になる。Furthermore, in the present invention, the guide groove is formed in the embossed portion, and a plurality of guide flow paths are set in the flow path groove. Therefore, the fuel gas or the oxidant gas can be uniformly and sufficiently supplied to the anode electrode or the cathode electrode with a simple structure, and the desired power generation performance can be reliably obtained.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池を組み
込む燃料電池スタックの要部分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of essential parts of a fuel cell stack incorporating a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.
【図２】前記燃料電池スタックの一部断面説明図であ
る。FIG. 2 is a partial cross-sectional explanatory view of the fuel cell stack.
【図３】前記燃料電池スタックを構成する第１セパレー
タの一方の面の正面説明図である。FIG. 3 is a front explanatory view of one surface of a first separator that constitutes the fuel cell stack.
【図４】前記第１セパレータの他方の面の正面説明図で
ある。FIG. 4 is a front view showing the other surface of the first separator.
【図５】前記燃料電池スタックを構成する第２セパレー
タの一方の面の正面説明図である。FIG. 5 is a front explanatory view of one surface of a second separator forming the fuel cell stack.
【図６】前記第２セパレータの他方の面の正面説明図で
ある。FIG. 6 is a front view showing the other surface of the second separator.
【図７】前記燃料電池スタックを構成する第３セパレー
タの一方の面の正面説明図である。FIG. 7 is a front explanatory view of one surface of a third separator forming the fuel cell stack.
【図８】前記燃料電池スタック内の流れ説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a flow in the fuel cell stack.
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を組み
込む燃料電池スタックの要部分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view of essential parts of a fuel cell stack incorporating a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】前記燃料電池スタック内の流れ説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory view of the flow in the fuel cell stack.
【図１１】前記燃料電池スタックを構成する第２セパレ
ータの一方の面の正面説明図である。FIG. 11 is a front explanatory view of one surface of a second separator which constitutes the fuel cell stack.
【図１２】前記燃料電池スタックを構成する中間セパレ
ータの一方の面の正面説明図である。FIG. 12 is a front explanatory view of one surface of an intermediate separator forming the fuel cell stack.
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構
成するセパレータの一方の面の正面説明図である。FIG. 13 is a front explanatory view of one surface of a separator that constitutes a fuel cell according to a third embodiment of the present invention.
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池を構
成するセパレータの一方の面の正面図である。FIG. 14 is a front view of one surface of a separator that constitutes a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタ
ックを構成するセパレータの一方の面の正面説明図であ
る。FIG. 15 is a front explanatory view of one surface of a separator that constitutes a fuel cell stack according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る燃料電池を構
成するセパレータの一方の面の正面説明図である。FIG. 16 is a front explanatory view of one surface of a separator which constitutes a fuel cell according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１７】本発明の第７の実施形態に係る燃料電池を構
成するセパレータの一方の面の正面説明図である。FIG. 17 is a front explanatory view of one surface of a separator which constitutes a fuel cell according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１８】図１７に示す案内流路に代替して、鉛直方向
に延在する溝部を設けたセパレータの一方の面の正面説
明図である。18 is a front explanatory view of one surface of the separator provided with a groove portion extending in the vertical direction instead of the guide flow path shown in FIG.
【図１９】従来技術に係るガス通路板の正面説明図であ
る。FIG. 19 is a front explanatory view of a gas passage plate according to a conventional technique.
【図２０】流通溝とエンボス構造とを備えたセパレータ
の一部正面説明図である。FIG. 20 is a partial front view showing a separator provided with a flow groove and an emboss structure.
【図２１】図２０中、前記セパレータのＸ−Ｘ線断面図
である。21 is a cross-sectional view taken along line XX of the separator in FIG.
１０、１００…燃料電池スタック １４、１６、１
０２…単位セル
１８、２０…接合体 ２２ａ、２２ｂ
…電解質膜
２４ａ、２４ｂ…カソード側電極 ２６ａ、２６ｂ
…アノード側電極
２８、３０、３２、１０６、１０８、１３０、１５０、
１７０、１８０、１９０、２０２…セパレータ
３６…燃料ガス入口 ３８…冷却媒体
出口
４０…中間酸化剤ガス出口 ４２…中間酸化
剤ガス入口
４６…酸化剤ガス入口 ４８…中間燃料
ガス出口
５０ａ、５０ｂ…中間燃料ガス入口 ５４…酸化剤ガ
ス出口
５６…冷却媒体入口 ５８…燃料ガス
出口
６０ａ〜６０ｃ、６６ａ〜６６ｃ、１１２ａ〜１１２
ｃ、１１６ａ〜１１６ｃ、１３８、１４２…直線溝部
６２ａ〜６２ｃ、１１４ａ〜１１４ｃ、１４０、１６
０、１６０ｃ…エンボス部
６４、７４、１１０…酸化剤ガス流路
６８ａ〜６８ｃ、１１８ａ〜１１８ｃ、１４４、１６
４、１６４ｃ…案内流路
７０、７８、１２４…冷却媒体流路 ７２、７６、１
２０…燃料ガス流路
１３２、１５２、１５２ａ〜１５２ｃ…流路入口
１３４、１５４、１５４ａ〜１５４ｃ…流路出口
１３６…流体流路
１５６、１５６ｂ、１５６ｃ…折り返し流路
１５８、１５８ｂ、１５８ｃ…流路溝 １６２、１６２
ａ…溝部10, 100 ... Fuel cell stack 14, 16, 1
02 ... Unit cell 18, 20 ... Bonded body 22a, 22b
... Electrolyte membranes 24a, 24b ... Cathode side electrodes 26a, 26b
... Anode side electrodes 28, 30, 32, 106, 108, 130, 150,
170, 180, 190, 202 ... Separator 36 ... Fuel gas inlet 38 ... Cooling medium outlet 40 ... Intermediate oxidant gas outlet 42 ... Intermediate oxidant gas inlet 46 ... Oxidant gas inlet 48 ... Intermediate fuel gas outlets 50a, 50b ... Intermediate Fuel gas inlet 54 ... Oxidant gas outlet 56 ... Cooling medium inlet 58 ... Fuel gas outlets 60a-60c, 66a-66c, 112a-112
c, 116a to 116c, 138, 142 ... Straight groove portions 62a to 62c, 114a to 114c, 140, 16
0, 160c ... Embossed portions 64, 74, 110 ... Oxidant gas flow channels 68a to 68c, 118a to 118c, 144, 16
4, 164c ... Guiding channels 70, 78, 124 ... Cooling medium channels 72, 76, 1
20 ... Fuel gas flow paths 132, 152, 152a to 152c ... Flow path inlets 134, 154, 154a to 154c ... Flow path outlet 136 ... Fluid flow paths 156, 156b, 156c ... Return flow paths 158, 158b, 158c ... Flow paths Grooves 162, 162
a ... Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 成利 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 馬場 一郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 吉田 弘道 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 高橋 謙 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 藤井 洋介 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 CC04 CC08 CC10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shigetoshi Sugita 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Ichiro Baba 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Hiromichi Yoshida 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Ken Takahashi 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Yosuke Fujii 1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture Inside Honda Research Laboratory F-term (reference) 5H026 AA06 CC03 CC04 CC08 CC10
Claims (6)
とで挟んで構成される電解質・電極接合体を有し、前記
アノード側電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と、
前記カソード側電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
流路とを備える燃料電池であって、 少なくとも前記燃料ガス流路または前記酸化剤ガス流路
は、複数本の流路溝と、 流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通するエン
ボス部と、 を設けるとともに、 前記エンボス部には、少なくとも前記流路入口から前記
流路溝に、または前記流路溝から前記流路出口に、前記
燃料ガスまたは前記酸化剤ガスを案内する案内溝部が形
成されることを特徴とする燃料電池。1. A fuel gas flow path for supplying a fuel gas to said anode electrode, comprising an electrolyte / electrode assembly constituted by sandwiching an electrolyte between an anode electrode and a cathode electrode.
A fuel cell comprising an oxidant gas flow channel for supplying an oxidant gas to the cathode electrode, wherein at least the fuel gas flow channel or the oxidant gas flow channel has a plurality of flow channel grooves, An embossed portion that connects the inlet and the flow passage outlet to the flow passage groove is provided, and the embossed portion includes at least the flow passage inlet to the flow passage groove, or the flow passage groove to the flow passage outlet. A fuel cell is characterized in that a guide groove portion for guiding the fuel gas or the oxidant gas is formed in the fuel cell.
とで挟んで構成される電解質・電極接合体を有し、前記
アノード側電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と、
前記カソード側電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
流路とを備える燃料電池であって、 少なくとも前記燃料ガス流路または前記酸化剤ガス流路
は、複数本の流路溝と、 流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通するエン
ボス部と、 を設けるとともに、 前記流路溝は、少なくとも前記流路入口から前記流路溝
に、または前記流路溝から前記流路出口に、前記燃料ガ
スまたは前記酸化剤ガスを案内するために長さが段階的
に異なる複数本の案内流路を構成することを特徴とする
燃料電池。2. A fuel gas flow path for supplying a fuel gas to the anode electrode, comprising an electrolyte / electrode assembly constituted by sandwiching an electrolyte between an anode electrode and a cathode electrode.
A fuel cell comprising an oxidant gas flow channel for supplying an oxidant gas to the cathode electrode, wherein at least the fuel gas flow channel or the oxidant gas flow channel has a plurality of flow channel grooves, An embossed portion that communicates the inlet and the flow path outlet with the flow path groove is provided, and the flow path groove is at least from the flow path inlet to the flow path groove or from the flow path groove to the flow path outlet. In addition, a fuel cell is characterized in that a plurality of guide channels having different lengths are configured to guide the fuel gas or the oxidant gas.
とで挟んで構成される電解質・電極接合体を有し、前記
アノード側電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と、
前記カソード側電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス
流路とを備える燃料電池であって、 少なくとも前記燃料ガス流路または前記酸化剤ガス流路
は、複数本の流路溝と、 流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通するエン
ボス部と、 を設けるとともに、 前記エンボス部には、少なくとも前記流路入口から前記
流路溝に、または前記流路溝から前記流路出口に、前記
燃料ガスまたは前記酸化剤ガスを案内する案内溝部が形
成され、 前記流路溝は、少なくとも前記流路入口から前記流路溝
に、または前記流路溝から前記流路出口に、前記燃料ガ
スまたは前記酸化剤ガスを案内するために長さが段階的
に異なる複数本の案内流路を構成することを特徴とする
燃料電池。3. A fuel gas flow path for supplying a fuel gas to the anode electrode, comprising an electrolyte / electrode assembly constituted by sandwiching an electrolyte between an anode electrode and a cathode electrode.
A fuel cell comprising an oxidant gas flow channel for supplying an oxidant gas to the cathode electrode, wherein at least the fuel gas flow channel or the oxidant gas flow channel has a plurality of flow channel grooves, An embossed portion that connects the inlet and the flow passage outlet to the flow passage groove is provided, and the embossed portion includes at least the flow passage inlet to the flow passage groove, or the flow passage groove to the flow passage outlet. A guide groove portion for guiding the fuel gas or the oxidant gas is formed, and the flow path groove is at least from the flow path inlet to the flow path groove, or from the flow path groove to the flow path outlet, A fuel cell, wherein a plurality of guide channels having different lengths are configured to guide the fuel gas or the oxidant gas.
料電池において、前記電解質・電極接合体を冷却する冷
却媒体を供給するための冷却媒体流路を備え、 前記冷却媒体流路は、複数本の流路溝と、 流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通するエン
ボス部と、 を設けるとともに、 前記エンボス部には、少なくとも前記流路入口から前記
流路溝に、または前記流路溝から前記流路出口に、前記
冷却媒体を案内する溝部が形成されることを特徴とする
燃料電池。4. The fuel cell according to claim 1, further comprising a cooling medium passage for supplying a cooling medium for cooling the electrolyte / electrode assembly, Is provided with a plurality of flow passage grooves, and an embossed portion that communicates the flow passage inlet and the flow passage outlet with the flow passage groove. The embossed portion is provided at least from the flow passage inlet to the flow passage groove. Or a groove portion for guiding the cooling medium is formed from the flow channel to the flow channel outlet.
料電池において、前記電解質・電極接合体を冷却する冷
却媒体を供給するための冷却媒体流路を備え、 前記冷却媒体流路は、複数本の流路溝と、 流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通するエン
ボス部と、 を設けるとともに、 前記流路溝は、少なくとも前記流路入口または前記流路
出口から離間する方向に向かって段階的に異なる複数本
の長尺となる案内流路を構成することを特徴とする燃料
電池。5. The fuel cell according to claim 1, further comprising a cooling medium passage for supplying a cooling medium for cooling the electrolyte / electrode assembly, Is provided with a plurality of flow channel grooves, and an embossed portion that communicates the flow channel inlet and the flow channel outlet with the flow channel, and the flow channel is at least the flow channel inlet or the flow channel outlet. A fuel cell comprising a plurality of elongated guide channels that are gradually different from each other in a direction away from the fuel cell.
料電池において、前記電解質・電極接合体を冷却する冷
却媒体を供給するための冷却媒体流路を備え、 前記冷却媒体流路は、複数本の流路溝と、 流路入口および流路出口と前記流路溝とを連通するエン
ボス部と、 を設けるとともに、 前記エンボス部には、少なくとも前記流路入口から前記
流路溝に、または前記流路溝から前記流路出口に、前記
冷却媒体を案内する溝部が形成され、 前記流路溝は、少なくとも前記流路入口または前記流路
出口から離間する方向に向かって段階的に異なる複数本
の長尺となる案内流路を構成することを特徴とする燃料
電池。6. The fuel cell according to claim 1, further comprising a cooling medium passage for supplying a cooling medium for cooling the electrolyte / electrode assembly, Is provided with a plurality of flow passage grooves, and an embossed portion that communicates the flow passage inlet and the flow passage outlet with the flow passage groove. The embossed portion is provided at least from the flow passage inlet to the flow passage groove. Or a groove portion for guiding the cooling medium is formed from the flow path groove to the flow path outlet, and the flow path groove is stepwise at least in a direction away from the flow path inlet or the flow path outlet. A fuel cell, characterized in that a plurality of different elongate guide channels are formed.
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