JPH02126561A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、単電池とセパレータとを交互に積層し、前
記単電池の電極基材あるいは電極に接するセパレータに
燃料ガスを供給するガスダクトを形成してなる電池積層
体を備えた燃料室ａ（こ関する。

〔従来の技術〕

第１２図はリブ付電極構造の単電池の構成を示す斜視図
であり、単電池ＩＡは電解質を保持したマトリックス２
の一方側に燃料ガス８の通路となるリブ３Ｂを有するガ
ス透過性を有する基材に電極触媒層３Ａを担持した燃料
電極３と、他方側に酸化剤としての９気９の通路となる
リブ４Ｂを有するガス透過性の基材に市１極触媒層４Ａ
を担持した酸化剤電極４とを配した積層体からなり、複
数の単電池ＩＡの積廣面にガス不透過性のセパレート板
５を介在させて積層することによりリブ付電極構造の燃
料電池が構成される。また、第１３図はリブ付セパレー
タ構造とよばれる単電池の構成を示す斜視図であり、リ
ブ３Ｂおよび４Ｂがガス不透過板の両面に互いに直交す
る方向に形成されたリブ付セパレート板６Ａ、６Ｂ等を
用いた点が前述の単を池ＩＡと異なり、したがって単電
池ＩＢにはリブを持たない電極基材が用いられる。

第１４図は積層型燃料ｉｔ池の従来構成を示す斜視図、
第１５図はその燃料ガス通路となるリプ３Ｂ部分の水平
断面図である。図ｔこおいて、単ｔａｌの積層体１０の
互いｔこ平行な一対の側面側には燃料ガス通路３Ｂに連
通ずる一対のマニホールド１１Ａ。

１１Ｂが、こｎに直交する側面側には酸化剤通路４Ｂに
連通ずる一対のマニホールド１２Ａ　、　１２Ｂがそれ
ぞれシール材１３を介して気密に結合され、例えは酸化
剤マニホールド１２Ａ　、　１２Ｂと、燃料ガスマニホ
ールドＩＩＡ、ＩＩＢおよび燃料ガス通路３Ｂとの間は
単１を曲両側縁ζこ形成されたシール部７により気密性
が保持される。

電ｌｌｌ１！積層体１０の側面に取付けられたマニホー
ルドを通じて外部から送られた反応ガスは１１！極基材
またはセパレータに形成された反応ガス通路を流れ、多
孔質の電極基材の中を拡散して電極の触媒層へ供給され
る。その反応ガス通路３Ｂまたは４Ｂに反応ガスの流れ
る流速は比較的番こ遅く、単を池ＩＡまたはＩＢを流れ
切るのに数秒ないし数十秒を要する。

〔発明が解決しようとする課題〕

燃料電池の電気負荷は瞬間的に変化するため、反応ガス
をいつも大量に流しておき、負荷が大きく変化しその電
気負荷に相当する量だけ水素ならびに酸素を消費しても
まだ水素（Ｈ２）ならびｔこ酸素（０２）が残っている
ならばガス不足にならないが、それでは効率で悪くなる
ので通常それぞれの電気負荷に応じた量の反応ガスを流
しているために、大きく電気負荷が増加する場合は電極
面が局部的にガス不足となり、その部分の発電性能が低
下するため、反応ガスが存在する部分すなわちガスの入
口に近い部分のみが反応して高温となり、電極が局部的
に焼損して性能が低下する現象が発生し、負荷応答性が
低下する。そのため、従来は電気負荷を増加する場合は
まず反応ガス供給量を変化する電気負荷に相当する量だ
け増加しておきそれから電気負荷を増力口させる制御方
法が知られている。

しかし、系統連糸用の電源では負荷の変動が緩やかであ
るためそれでよいが、独立電源では負荷の変動が瞬時に
発生するため従来の方法では対応出来ないという欠点が
ある。

一方、この種の燃料電池は多数の単電池を積層するため
！池積層体の高さが高くなる。そのため反応ガス、特に
燃料ガスは改質ガスとして炭酸ガス等の非反応成分を含
んだ水素からなるため、電池積層体に供給される燃料ガ
スは単電池で水素が消費されることにより、電池積層体
の出口で排出される燃料ガスは水素より重い炭酸ガス等
の成分比率が大きくなる。このため電池積層体の出口の
燃料ガスの密度は入口のそれより大きくなる。したがっ
て！池積層体の入口と出口とにおける燃料ガスの気住高
さは前述の密度差により差を生じ、電池積層体の下方に
いくにしたがりて大きくなる。

このため比紋的小さい圧力で燃料ガスを入口から送入す
るときは、ガスの密度差に基づくガス通路出口の大きな
気柱高さにより電池積層体の下方には燃料ガスが流れ難
くなり、積層高さ方向ｆこ燃料ガスが均等に流れないと
いう問題があり、やはり局部的なガス不足が発生する。

これらの問題を解決する手段として本出願人は先に実願
昭５８−９２５７１号により、電池を数セルのブロック
に形成し、このブロックを多数積層してブロックごとに
マニホールドを設け、見掛けの積層高さを低減する構成
を提案している。しかしこの構成ではマニホールドの形
状が複雑となってコスト高番こなってしまう。

また燃料電池から排出される燃料ガスをプロワを用いて
再び燃料′Ｉ！池に送入し、改質炉からの燃料ガスとと
もに流量を増力口させて圧力損失を大きくし、電池積層
体の入口での圧力を増加して、電池積層体の下方ｌども
燃料ガスが充分流ｎるようにする構成が知られている。

しかしこの構成では循環ブロワが必要となり設備費や補
機動力が増加するという問題がある。

また、この他に第１６図に示すように電池積層体１０ノ
ー万の側面に燃料ガスの供給マニホールド１２Ｂと排出
マニホールドＩＩＢとを水平方向に隣り合わせして設け
、他方の側面に中間マニホールド１４を設け、谷燃料ガ
ス通路３Ｂを燃料ガスが矢印で示す水平方向にＵターン
して流れることにより流路の長さをとりて流路抵抗を増
加させ、電池積層体の入口での燃料ガスの圧力を増大さ
せて電池積層体の下方にも燃料ガスが流れるようにする
構成が仰られている。しかしながらこの方式では積層体
の同一高さ位置を燃料ガスがＵターンして流れるだけで
、密度差による積層体下部に位置する単電池のガス不足
を回避できないばかりか、流路長が増加するために負荷
の急増によるガス不足が悪化するという問題が発生する
。

この発明の目的は、単電池の積層体内の反応ガスの流路
構造を改善することｔこより、燃料電池の負荷応答性を
改善するとともに、積層体上下方向の反応ガスの等配性
を改善することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、電解液
を保持するマトリックスを挾んで燃料電極および酸化剤
電極が配された単電池の積層体からなり、この積層体に
側面に気密に結合された二対のマニホールドの６対を介
して単電池に互いに直交する方向に形成された燃料通路
および酸化剤通路ｔこ燃料ガスおよび酸化剤ガスをそれ
ぞれ給排して発電を行うものにおいて、前記単電池の積
層体がその積層面に垂直かつ互いに直交する方向に複数
分割された複数の分割積層体と、この分割積層体相互間
に間隔を保持する気密スペーサにより前記燃料ガス通路
および酸化剤通路それぞれに連通ずるよう画成された燃
料室および酸化剤室とを備え、この燃料室または酸化剤
室および前記マニホールドへの反応ガスの給排の仕方に
より前記分割積層体の短縮された反応ガス通路への反応
ガスの給徘が制御されてなるもの、または電解液を保持
するマトリックスを挾んで燃料電極および酸化剤電極が
配された単Ｍｌ池の積層体からなり、この積層体に側面
に気密に結合された二対のマニホールドの６対を介して
単電池に互いに直交する方向に形成された燃料通路およ
び酸化剤通路に燃料ガスおよび酸化剤ガスをそれぞれ給
排して発電を行うものにおいて、前記単電池の積層体の
要所に積層された気密スペーサと、これにより積層方向
に複数分割された分割積層体と、前記気密スペーサと係
合するよう一対のマニホールド内に設けられた仕切板に
より画成された入口出口一対のマニホールド室および中
間マニホールド室と、この中間マニホールド室を介して
互いに隣接する分割積層体の下段から上段に向けて形成
されたＵターツガ３通路と、前記中間マニホールド室に
設けられ負荷急変時にフレッシュな反応ガスを導入する
導入口とを備えてなるものとし、ことに中間マニホール
ド室が燃料ガスを給排する一対のマニホールドの少なく
とも一万側に設けられるものとする。

〔作用〕

上記手段において、単電池の積層体をその積層面憂こ垂
直な方向に分割して分割積層体とし、かつ各分割積層体
相互間に燃料ガス通路に連通する燃料室および酸化剤通
路に連通ずる酸化剤室を形成するよう構成したことによ
り、分割積層体としたことにより短縮された燃料ガス通
路または酸化剤通路それぞれがその上流側に燃料室、酸
化剤室。

あるいはマニホールド等反応ガスの貯留部を持つことに
なり、負荷の急増時にこれら貯留室内の反応ガスを分割
積層体が消費して発電が行われるので冗極面における局
部的なガス不足が排除され、したがって負荷応答性が大
幅に改善される。また、燃料室、酸化剤室がそれぞれ反
応ガスの給排口を有することにより負荷の急増時に反応
ガスを燃料電池内に分布して供給することが可能となり
、その給排の仕方により負荷応答性をより一層改善する
ことができるとともに、追加ガスの流入方向により積層
体上下方向の反応ガスの等配性をも改善することができ
る。

また、単電池の積層体を気密スペーサによりその積層方
向に区分した分割積層体とし、互いに対向する一対のマ
ニホールドの内部番こ仕切板を設けて入口、出口一対の
マニホールド室と、中間マニホールド室を画放し、下段
の分割積層体を通った後上段の分割積層体にＵターンす
る反応ガス通路を形成させた場合ｉこは、ｑ！ｒ分割積
層体の総流路断面積の縮小および流路長の延長により反
応ガスの流速および圧損が適正化され、各単電池の反応
ガス通路への反応ガスの等配性が改善されるとともに、
中間マニホールド同番こ生ずる上向きのガス流の攪拌作
用により積層体の上下１同に生ずる気甲高さの影響が軽
減される。また、単１！池ブロックに含まれる単１池数
を上段側で少なくすることにより、水素が消費されるこ
とによるガス流量低下が流路断面積の縮小によって補正
され、分割積層体相互の燃料ガスの配分をも均等化でき
る。また、中間マニホールド室に燃料ガスの導入口を設
け、負荷急増時に燃料ガスを追加供給することＥこより
、流路長が延びたことによる影響が排除され、負荷応答
性を改善することができる。なお、中間マニホールド室
やその反応ガス導入口は燃料系、酸化剤系の両方に設け
てもよいが、いずれか−万に設ける場合には燃料ガス系
に設けた方がより高い効果が得られる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例装置の燃料ガス通路を示す断
面図、第２図は積層面に垂直な方向の断面図であり、以
下従来技術と同じ構成部分には同一参照符号を付すこと
により詳細な説明を省略する。図ζこおいて、加Ａ、２
０Ｂ、２０Ｃ，２０Ｄは積層面が４分割された分割積１
体であり、その相互間には分割積層体の角部に気密（こ
係合する２種類２３Ａ。

２３Ｂからなる気密スペーサ乙により２１Ａ、２１Ｂか
らなる燃料室２１と、これと直交する２２Ａ、２２Ｂか
らなる酸化剤室ｎとが形成される。また、各分割積層体
はその積層方向両端部を一括してシールするシール板２
６Ａ　、　２６Ｂとその両側に配された締付板２５人。

２５ＢｆｉＪｊ！こ挾持され、連結ボルトρにより積層
面に面圧が加えられることにより、積層電池として一体
化される。さらに一体化された積層電池の側面には燃料
ガスマニホールドＩＩＡ　、　ＩＩＢ　、酸化剤マニホ
ールド１２Ａ　、　１２Ｂがそれぞれ気密に結合され、
マニホールドＩＩＡ→燃料ガス通路３Ｂ→燃料室２１→
燃料ガス通路３Ｂ→マニホールドｌＩＢからなる燃料ガ
ス８の給排通路と、これと直交する方向のマニホールド
１２Ａ→酸化剤ガス通路４Ｂ→酸化剤室ｎ→酸化剤ガス
通路４Ｂ→マニホールド１２Ｂからなる酸化剤９の給排
通路とが形成される。また、燃料室２１　Ｊこはシール
板２６Ａ、締付［２５Ａを気密に貫通する燃料ガスの給
排管３１が、酸化剤室四には給排管３２が設けられる。

第３図は実施例装置における低負荷運転時のガスフロー
図、第４図は負荷急増時のガスフロー図であり、低負荷
運転時には燃料室２１．酸化剤室ｎそれぞれの給排管３
１　、３２は閉ざされ、マニホールドＩＩＡ（１２Ａ）
からマニホールドＩＩＢ　（１２Ｂ　）　）こ向かって
反応ガス（８または９）が供給されることにより、反応
ガスは短縮されたガス通路３Ｂまたは４Ｂを直列に流れ
て従来装置におけると同様に発電運転が行われる。重負
荷時または負荷の急増時には給排管３１および３２が開
かれ、ここから反応ガス（８または９）が追加供給され
る。このように反応ガスの給排制御が行われることによ
り、灰石ガスの上流側に位置する分割積層体加Ａ、２０
ＢはマニホールドＩＩＡまたは１２Ａから供給される反
応ガスによって発電が行われ、下流ζこ位置する分割積
層体は上流側での使い残しの反応ガスとこれと直交する
方向から燃料室２】または酸化剤室ｎに追加供給される
反応ガスとの混合ガスによって発電が行われるととも（
ζ、分割積層体の燃料ガス通路３Ｂ、酸化剤通路４Ｂが
従来装置の半分に短縮されていることにより、従来装置
で問題となった電極下流側でのガス不足は解消されて電
極面全体が有効に発電に寄与すると同時に、ガス密度差
による積層体上下方向の流量配分も改善されるので、負
荷応答性が大幅に改善され、したがってガス不足によっ
て生ずる電極の焼損等をほぼ完全に排除できる。

第５図は実施例装置における異なる状態を示すガスフロ
ー図であり、一対のマニホールド１１Ａ。

１１Ｂまたは１２Ａ　、　１２Ｂから反応ガスを供給し
、ガス室２］または２１から排出するガスフロー制御を
行うこ、と１こより、第４図におけると同様に負荷応答
性が改善される。

第６図は実施例装置におけるさらに異なる状態を示すガ
スフロー図であり、ガス室ηまたはおから反応ガス８ま
たは９を供給し、両側のマニホールドから排出すること
によっても負荷応答性が改善される。

第７図はこの発明の異なる実施例装置を示す燃料ガス通
路の断面図、第８図は積層面に垂直な方向の断面図であ
り、燃料Ｍｌ池が１６分割された分割積層体４０の集合
体として形成され、分割積層体相互間ｔこ気密スペーサ
４３により画成された燃料ガス室４１および酸化剤室４
２が形成されるとともに、例えば複数の燃料室４１Ａ　
、　４１Ｂ　、　４１Ｃ等がそれぞれ給排管５１Ａ　、
　５１Ｂ　、　５１Ｃ等を備えるよう構成された点が前
述の実施例と異なる。このように、単電池の積層体の分
割数を増すことによって各分割積層体に形成された燃料
ガス通路３Ｂ、酸化剤ガス通路４Ｂの長さが一層短縮さ
れ、かつそれぞれの上流側に形成された燃料ガス室４１
または酸化剤ガス室４２から新たな反応ガスを供給でき
るので、燃料電池の負荷応答性を一層改善できるととも
に、追加供給ガスの攪拌作用により積層体上下方向のガ
ス流量分布を改善することができる。

第９図はこの発明の他の実施例を示す垂直方向の側断面
図、第１０図は燃料ガス通路を通る水平方間の断面図で
あり、燃料ガス８を給排する側のマニホールドへの適用
例を示したものである。図において、６６は単電池積層
体間の積層面に介装された気密スペーサであり、この気
密スペーサにより積層体が下段と上段の分割積層体６０
Ａ、６０Ｂに区画される。積層体間の互いに対向する側
壁面には燃料ガス通路３Ｂに連通ずる一対のマニホール
ド６１　Ａ　、　６１　Ｂが気密に取付けられ、マニホ
ールド６１Ａの内部が気密スペーサ６６の端面に気密に
接した仕切板６５によって下段側の入口マニホールド室
６２と上段側の出口マニホールド室−に気密に画成され
る。

したがって、入口マニホールド室６２に流入した燃料ガ
ス８は下段の分割積層体ｆ５０　Ａを構成する単電池の
燃料ガス通路に分配されてマニホールド６１Ｂに至り、
仕切板を持たないマニホールド６１Ｂ内で上段の分割積
層体６０Ｂの燃料ガス通路側にＵターンする燃料ガスの
Ｕターン通路６８を形成し、出口マニホールド室−から
排出される。下段から上段の分割積層体に向か、＞Ｕタ
ーンガス通路間を形成するマニホールド６１Ｂ内のガス
９間をここでは中間マニホールド室６３と呼ぶ。またＳ
マニホールド６１Ｂは中間マニホールド室６３に連通ず
るフレッシュな燃料ガス８の導入口６９を備え、燃料電
池の負荷急増時に上段の分割ＰＲ層体６０Ｂに対向する
位置に開口した導入口６９から水素リッチな燃料ガス８
が追加供給され、下段の分割積層体６０Ａで使い残され
た水素を含む燃料ガスに追加供給された新たな燃料ガス
が混合されて上段の分割積層体６０Ｂに供給される。

上記他の実施例において、下段の分割積層体６０Ａに供
給する燃料ガス量を従来装置のそれと問責とすれば、流
路断面積の縮小に比例して各単電曲の燃料ガス通路内の
流速および圧損が増すので、入口マニホールド室６２に
おけるガス配分が均等化され、かつ分割積層体６０Ａの
水素消費量が従来装置のそれより少ないのでガス通Ｍ３
Ｂ両端のガス密度差を減少し、さらに中間マニホールド
室お内で生ずる上向きの強制ガス流の攪拌作用ｔこよっ
て上下方向の気柱高さも減少するので、下段の分割積層
体６０Ａにおける気柱高さの影響が排除され。

下方に位置する単電池にガス不足を生ずることなく発電
に有効に寄与させることができる。また、上段の分割積
層体６０ＢにＵターンして流入する燃料ガス量は下段１
０Ａで水素が消費された分だけ少なくなるのでその分上
段６０Ｂに含まれる単１！池数を減らして流速の低下を
防ぐことにより、下段の分割積層体に近いガス配分およ
び発電効率が得られる。さらに、燃料電池の負荷急増時
に中間マニホールド室６３にフレッシュな燃料ガスを追
刀口供給して上段の分割積層体６０Ｂに供給される燃料
ガスの水素濃度および流速を高めることにより、Ｕター
ツガ１通路としたことによる上段の分割積層体６０Ｂの
発１！性能の低下を補償でき、したがって負荷応答性の
よい発′底性能が得られる。

なお、酸化剤通路４Ｂ側のマニホールド１２人。

１２Ｂにも仕切板６５および導入口６９を設けてよいこ
とはいうまでもないことである。

第１１図はこの発明の異なる他の実施例を示す側断面図
であり、積層体７０が気密スペーサ７６Ａ、７６Ｂによ
って三つの分割積層体７０Ａ　、　７０Ｂ　、　７０Ｃ
に分割され、一対のマニボールｌ−７１Ａ、７１Ｂが互
いに異なる気密スペーサと係合する仕切板７５Ａおよび
７５Ｂによってそれぞれ２室に画成され、入口マニホー
ルド室７２を介して下段の分割積層体７０Ａに供給され
た燃料カス８が中間マニホールド室７３Ａで中段の分割
積層体７０Ｂ側にＵターンし、さらに中間マニホールド
室７３Ｂで上段の分割積層体７０Ｃ側（こＵターンし、
出口マニホールド室７４から排出されるジグ・サグ状の
ガス通路を形成するとともに、中間マニホールド室７３
Ａ、７３Ｂがフレッシュな燃料ガスの導入ロア９Ａおよ
び７９Ｂを備え、負荷急増時に中段および上段の分割積
層体７０Ｂ、７０Ｃにそれぞれフレッシュガスを追加供
給するよう構成されており、各分割積層体に含まれる単
電池数を下段７０Ａ側で多く、上段７０Ｃ側で少なくし
て水素濃度の低下を流路断面積を縮小しガス流速を高め
ることにより補償できるので、前述の実施例以上に木目
細かく燃料ガス配分を均等化し、気柱高さの影響を排除
できるとともに、負荷の急増に対する応答速度を高める
ことができる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、単電池の積層体を複数分割し
、その相互間に燃料室および酸化剤室を形成するととも
に、燃料室または酸化剤室とこれζこ対厄するマニホー
ルドを介して分割積層体に、給排される反応ガスを負荷
の急増に対応して制御するよう構成した。その結果、各
分割積層体には負荷の急増に対応してその短縮されたガ
ス通路に新たな反応ガスがそれぞれ供給されるので、従
来装置で問題となった反応ガスの下流側の電極面で生ず
るガス不足による負荷応答性の低下および上流側での電
極の焼損などがほぼ完全に排除され、負荷応答性に優れ
、かつ電極面全体が発電に寄与することにより発電性能
の優れたリブ付電極構造またはリブ付セパレータ構造の
燃料電池を提供することができる。また、燃料室および
酸化剤室に給排される反応ガスによる攪拌作用により、
水素が消費されることによりて積層体の上下方向に生ず
る密度差および気柱高さの影響が排除され、積層体下部
の単１ａ池で従来発生したガス不足も緩和される。

一万、気密スペーサにより積層体を積層方向に複数分割
し、かつマニホールドに仕切板を設けて中間マニホール
ド室を画成、下段の分割積層体から上段の分割積層体に
向けて折り返えす反応ガスのＵターン通路を形成させた
場合には、各分割積層体相互の単電池数の配分の仕方に
より積層高さや流路断面積の制御とこれに伴う反応ガス
流速や圧損を水素や酸素の消費量に見合って適正化でき
、したがって各単電池への反応ガスの配分が均等化され
るとともに、各分割積層体の水素や酸素消費量が少なく
反応ガス通路両端のガス密度差が小さく、かつ中間マニ
ホールド室の上向きのガス流の攪拌作用との兼合番こよ
り、気柱高さの影響が緩和されるので、反応ガスを水平
方向にＵターンさせる従来装置で問題となった下刃に位
置する単電池でのガス不足が排除され、発電効率のよい
燃料電池を提供することができる。また、中間マニホー
ルド室に導入口を設け、負荷急増時にフレッシュな反応
ガスを追加供給することにより、下段の分割体で消費さ
れること（こよって下がって水素濃度や酸素濃度が補償
され、中段、上段の分割積層体の発電効率を高めること
ができるので、負荷応答性のよい燃料電池を提供するこ
とができる。

なお、マニホールドの仕切板や追加導入口は燃料ガス系
酸化剤系両方のマニホールド１こ設けることが最も好ま
しいが、ガス密度の変化が大きい燃料ガス系にのみに設
けても十分な作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の実施例装置を示す互い
に直交する方向の断面図、第３図は実施例装置における
軽負荷時のガスフロー図、第４図は実施例装置における
負荷急増時のガスフロー図、第５図は実施例装置におけ
る異なる状態のガスフロー図、第６図は実施例装置にお
けるさらに異なる状態のガスフロー図、第７図および第
８図はこの発明の異なる実施例装置を示す互いに直交す
る方向の断面図、第９図および第１０図はこの発明の他
の実施例装置を示す垂直断面図および水平断面図、第１
１図はこの発明の異なる他の実施例を示す垂直断面図、
第１２図および第１３図は単電池の一般的な構成図、第
１４図は従来装置を示す斜視図、第１５図は従来装置の
断面図、第１６図は異なる従来装置を示す水平断面図で
ある。 ＩＡ、ＩＢ・・・単電池、３Ｂ・・・燃料ガス通路、４
Ｂ・・・酸化剤ガス通路、８・・・燃料ガス、９・・・
酸化剤ガス、１０　、６０　、７０・・・単電池積層体
、ＩＩＡ　、　ＩＩＢ　、６１Ａ。 ６１Ｂ　、　７１Ａ　、　７１Ｂ・・・マニホールド（
燃料ガス側）、１２Ａ　、　１２Ｂ・・・マニホールド
（酸化剤側）、１４・・・中間マニホールド、２ＯＡ、
２０Ｂ、２０Ｃ，２０Ｄ、４０・・・分割積層体（垂直
方向）、６０Ａ　、　６０Ｂ　、　７０Ａ　、　７０Ｂ
　、　７０Ｃ−・・分割積層体（積層方向）、２１　、
４１・・・燃料室、ｎ、４２・・・酸化剤室、田、４３
・・・気密スペーサ（棒状）、３１　、３２　。 ５１・・・給排管、６２．７２・・・入口マニホールド
室、６３゜７３Ａ、７３Ｂ・・・中間マニホールド室、
６４．７４・・・出口マニホールド室、６５　、７５Ａ
　、　７５Ｂ・・・仕切板、６６　、７６Ａ　。 ７６Ｂ・・・気密スペーサ（板状）、簡・・・Ｕターツ
ガ２通Ｗｒ　、６９　、７９Ａ　、　７９Ｂ・・・フレ
ッシュガスの導入口。 ｌ】 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 国 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電解液を保持するマトリックスを挾んで燃料電極お
   よび酸化剤電極が配された単電池の積層体からなり、こ
   の積層体に側面に気密に結合された二対のマニホールド
   の各対を介して単電池に互いに直交する方向に形成され
   た燃料通路および酸化剤通路に燃料ガスおよび酸化剤ガ
   スをそれぞれ給排して発電を行うものにおいて、前記単
   電池の積層体がその積層面に垂直かつ互いに直交する方
   向に複数分割された複数の分割積層体と、この分割積層
   体相互間に間隔を保持する気密スペーサにより前記燃料
   ガス通路および酸化剤通路それぞれに連通するよう画成
   された燃料室および酸化剤室とを備え、この燃料室また
   は酸化剤室および前記マニホールドへの反応ガスの給排
   の仕方により前記分割積層体の短縮された反応ガス通路
   への反応ガスの給排が制御されてなることを特徴とする
   燃料電池。 ２）電解液を保持するマトリックスを挾んで燃料電極お
   よび酸化剤電極が配された単電池の積層体からなり、こ
   の積層体に側面に気密に結合された二対のマニホールド
   の各対を介して単電池に互いに直交する方向に形成され
   た燃料通路および酸化剤通路に燃料ガスおよび酸化剤ガ
   スをそれぞれ給排して発電を行うものにおいて、前記単
   電池の積層体の要所に積層された気密スペーサと、これ
   により積層方向に複数分割された分割積層体と、前記気
   密スペーサと係合するよう一対のマニホールド内に設け
   られた仕切板により画成された入口出口一対のマニホー
   ルド室および中間マニホールド室と、この中間マニホー
   ルド室を介して互いに隣接する分割積層体の下段から上
   段に向けて形成されたＵターンガス通路と、前記中間マ
   ニホールド室に設けられ負荷急変時にフレツシユな反応
   ガスを導入する導入口とを備えてなることを特徴とする
   燃料電池。 ３）中間マニホールド室が燃料ガスを給排する一対のマ
   ニホールドの少なくとも一方側に設けられたことを特徴
   とする請求項２記載の燃料電池。