JPH10144338A - 固体高分子電解質燃料電池のセパレータ - Google Patents

固体高分子電解質燃料電池のセパレータ

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JPH10144338A
JPH10144338A JP8299973A JP29997396A JPH10144338A JP H10144338 A JPH10144338 A JP H10144338A JP 8299973 A JP8299973 A JP 8299973A JP 29997396 A JP29997396 A JP 29997396A JP H10144338 A JPH10144338 A JP H10144338A
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water
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oxidizing gas
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Tokuichi Mineo
徳一 峰尾
Tatsuyuki Amamiya
達之 雨宮
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池を小型化することができると共に、
迅速な温度調整が可能な固体高分子電解質燃料電池のセ
パレータを提供する。 【解決手段】 端板111と昇温・冷却水流路板112
と酸化剤ガス流路板113と組込板115とでエンドセ
パレータ110を構成し、端板121と昇温・冷却水流
路板122と燃料ガス流路板124と組込板125とで
エンドセパレータ120を構成し、昇温・冷却水流路板
132と酸化剤ガス流路板133と燃料ガス流路板13
4と一対の組込板135とで中間セパレータを構成する
ことにより、従来よりも少ない枚数の板(エンドセパレ
ータで1枚、中間セパレータで1枚少ない)で構成する
ことができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
燃料電池のセパレータに関する。
【0002】
【従来の技術】固体高分子電解質燃料電池は、図9に示
すように、固体高分子電解質を酸化剤ガス極と燃料ガス
極との電極で挟んだ発電セル1をセパレータ10で挟
み、これらを複数重ね合わせて構成されており、上記セ
パレータ10により、発電セル1の酸化剤ガス極に酸化
剤ガスを供給できるようにすると共に、発電セル1の燃
料ガス極に燃料ガスを供給できるようにする一方、発電
セル1を昇温・冷却する昇温・冷却水や発電セル1を加
湿する加湿水を供給できるようにすることで、上記発電
セル1で化学反応を起こさせて電力を得ることができる
ようになっている。このような固体高分子電解質燃料電
池に用いられているメッシュ組込型および水−ガス型の
従来のセパレータの構造を図面を用いて以下に説明す
る。
【0003】[メッシュ組込型]図10に示すように、
メッシュ組込型のセパレータは、発電セルの積層方向一
端に配設される第一のエンドセパレータ310(図10
(a))と、他端に配設される第二のエンドセパレータ
320(図10(b))と、上記エンドセパレータ31
0,320の間に配設される複数の中間セパレータ33
0(図10(c))とからなっている。
【0004】第一のエンドセパレータ310は、図10
(a)および図11に示すように、端板311と、昇温
・冷却水第一流路板312と、昇温・冷却水第二流路板
313と、酸化剤ガス流路板314と、組込板316と
からなっており、ステンレスの薄板にレーザカット加工
で後述する各種の溝や穴等を形成し、これら板311〜
314,316をニッケルろう付することで一体化させ
たものである。
【0005】前記端板311は、前記一端の最外部に配
設され、発電セルに酸化剤ガスを送給する酸化剤ガス流
通穴311aおよび発電セルで使用された酸化剤ガスを
送出する酸化剤ガス流通穴311bが対向して対をなす
一組の辺の近傍に形成されると共に、発電セルに燃料ガ
スを送給する燃料ガス流通穴311cおよび発電セルで
使用された燃料ガスを送出する燃料ガス流通穴311d
が上記辺を除いた他の組の辺の近傍に形成される一方、
昇温・冷却水を流通させる昇温・冷却水流通穴311e
〜311hが四隅に各々形成されている。
【0006】前記昇温・冷却水第一流路板312は、上
記端板311に隣接して配設され、当該端板311の上
記酸化剤ガス流通穴311a,311b、上記燃料ガス
流通穴311c,311d、上記昇温・冷却水流通穴3
11e〜311hに各々対応して接続する酸化剤ガス流
通穴312a,312b、燃料ガス流通穴312c,3
12d、昇温・冷却水流通穴312e〜312hが上記
端板311と同様に形成されると共に、上記昇温・冷却
水流通穴312e,312f間を連絡する連絡溝312
iおよび上記昇温・冷却水流通穴312g,312h間
を連絡する連絡溝312jが形成されている。
【0007】前記昇温・冷却水第二流路板313は、上
記昇温・冷却水第一流路板312に隣接して配設され、
当該第一流路板312の上記酸化剤ガス流通穴312
a,312b、上記燃料ガス流通穴312c,312
d、上記昇温・冷却水流通穴312e〜312hに各々
対応して接続する酸化剤ガス流通穴313a,313
b、燃料ガス流通穴313c,313d、昇温・冷却水
流通穴313e〜313hが上記第一流路板312と同
様に形成されると共に、前記第一流路板312の前記連
絡溝312i,312jを接続する流通溝313kが中
央部分に複数形成されいる。
【0008】前記酸化剤ガス流路板314は、上記昇温
・冷却水第二流路板313に隣接して配設され、当該第
二流路板313の上記酸化剤ガス流通穴313a,31
3b、上記燃料ガス流通穴313c,313d、上記昇
温・冷却水流通穴313e〜313hに各々対応して接
続する酸化剤ガス流通穴314a,314b、燃料ガス
流通穴314c,314d、昇温・冷却水流通穴314
e〜314hが上記第二流路板313と同様に形成され
ると共に、上記酸化剤ガス流通穴314a,314bに
酸化剤ガス流通溝314m,314nが形成されてい
る。
【0009】前記組込板316は、上記酸化剤ガス流路
板314に隣接して配設され、当該酸化剤ガス流路板3
14の上記酸化剤ガス流通穴314a,314b、上記
燃料ガス流通穴314c,314d、上記昇温・冷却水
流通穴314e〜314hに各々対応して接続する酸化
剤ガス流通穴316a,316b、燃料ガス流通穴31
6c,316d、昇温・冷却水流通穴316e〜316
hが上記酸化剤ガス流路板314と同様に形成されると
共に、ステンレス製の図示しないメッシュを介して発電
セルを組み込まれる組込穴316rが中央部分に形成さ
れ、上記酸化剤ガス流路板314の前記酸化剤ガス流通
溝314m,314nと接続できるようになっている。
【0010】このような第一のエンドセパレータ310
において、酸化剤ガス、燃料ガス、昇温・冷却水は、以
下のようにして流通する。
【0011】酸化剤ガスは、例えば、端板311の酸化
剤ガス流通路311aから内部に供給され、前記流路板
312,313の酸化剤ガス流通穴312a,313a
を介して酸化剤ガス流路板314の酸化剤ガス流通穴3
14aに流入し、組込板316の酸化剤ガス流通穴31
6aを介して前記中間セパレータ330へ送給されると
共に、上記酸化剤ガス流路板314の前記酸化剤ガス流
通溝314mを介して組込板316の組込穴316rに
送り込まれて発電セルの酸化剤ガス極に供給されて使用
された後、上記酸化剤ガス流路板314の酸化剤ガス流
通溝314nを介して酸化剤ガス流通穴314bに流入
し、前記流路板313,312の酸化剤ガス流通穴31
3b,312bを介して端板311の酸化剤ガス流通路
311bから外部へ送り出される。
【0012】燃料ガスは、各発電セルで使用された後、
例えば、組込板316の燃料ガス流通穴316dから前
記各流路板314,313,312の燃料ガス流通穴3
14d,313d,312dを介して端板311の燃料
ガス流通穴311dに流入して外部へ送り出される。
【0013】昇温・冷却水は、例えば、端板311の昇
温・冷却水流通穴311e,311fから内部に供給さ
れ、昇温・冷却水第一流路板312の流通穴312e,
312fに流入し、昇温・冷却水第二流路板313、酸
化剤ガス流路板314、組込板316の昇温・冷却水流
通穴313e,313f、314e,314f、316
e,316fを介して前記中間セパレータ330へ送給
されると共に、上記昇温・冷却水第一流路板312の前
記連絡溝312iを介して上記昇温・冷却水第二流路板
313の流通溝313kに流れ込み、上記酸化剤ガス流
路板314や端板311を昇温・冷却することにより発
電セルを昇温・冷却した後、上記昇温・冷却水第一流路
板312の前記連絡溝312jを介して流通穴312
g,312hに流入し、端板311の昇温・冷却水流通
穴311g,311hから外部へ送り出されるかまたは
昇温・冷却水第二流路板313、酸化剤ガス流路板31
4、組込板316の昇温・冷却水流通穴313g,31
3h、314g,314h、316g,316hを流
れ、前記中間セパレータ330および前記第二のエンド
セパレータ320を介して外部へ送り出される。
【0014】一方、第二のエンドセパレータ320は、
図10(b)および図12に示すように、端板321
と、昇温・冷却水第一流路板322と、昇温・冷却水第
二流路板323と、燃料ガス流路板325と、組込板3
26とからなっており、ステンレスの薄板にレーザカッ
ト加工で後述する各種の溝や穴等を形成し、これら板3
21〜323,325,326をニッケルろう付するこ
とで一体化させたものである。
【0015】前記端板321は、前記他端の最外部に配
設され、前記エンドセパレータ310の前記端板311
と同様な構造をなしている。
【0016】前記昇温・冷却水第二流路板323は、上
記端板321に隣接して配設され、前記エンドセパレー
タ310の前記昇温・冷却水第二流路板313と同様な
構造をなしている。
【0017】前記昇温・冷却水第一流路板322は、上
記昇温・冷却水第二流路板323に隣接して配設され、
前記エンドセパレータ310の前記昇温・冷却水第一流
路板312と同様な構造をなしている。
【0018】前記燃料ガス流路板325は、上記昇温・
冷却水第二流路板323に隣接して配設され、当該第二
流路板323の酸化剤ガス流通穴323a,323b、
燃料ガス流通穴323c,323d、上記昇温・冷却水
流通穴323e〜323hに各々対応して接続する酸化
剤ガス流通穴325a,325b、燃料ガス流通穴32
5c,325d、昇温・冷却水流通穴325e〜325
hが上記第二流路板323と同様に形成されると共に、
上記燃料ガス流通穴323c,323dに酸化剤ガス流
通溝323p,323qが形成されている。
【0019】前記組込板326は、上記燃料ガス流路板
325に隣接して配設され、前記エンドセパレータ31
0の前記組込板316と同様な構造をなしており、その
組込穴326rが上記燃料ガス流路板325の前記燃料
ガス流通溝325p,325qに接続するようになって
いる。
【0020】このような第二のエンドセパレータ320
において、燃料ガス、酸化剤ガス、昇温・冷却水は、以
下のようにして流通する。
【0021】燃料ガスは、例えば、端板321の燃料ガ
ス流通路321cから内部に供給され、前記流路板32
3,322の燃料ガス流通穴323c,322cを介し
て燃料ガス流路板325の燃料ガス流通穴325cに流
入し、組込板326の燃料ガス流通穴326cを介して
前記中間セパレータ330へ送給されると共に、上記燃
料ガス流路板325の前記燃料ガス流通溝325pを介
して組込板326の組込穴326rに送り込まれて発電
セルの燃料ガス極に供給されて使用された後、上記燃料
ガス流路板325の燃料ガス流通溝325qを介して燃
料ガス流通穴325dに流入し、前記流路板322,3
23の燃料ガス流通穴322d,323dを介して端板
321の燃料ガス流通路321dから外部へ送り出され
る。
【0022】酸化剤ガスは、例えば、各発電セルで使用
された後、組込板326の酸化剤ガス流通穴326bか
ら前記流路板322,323の酸化剤ガス流通穴322
b,323bを介して端板321の酸化剤ガス流通穴3
21bに流入して外部へ送り出される。
【0023】昇温・冷却水は、例えば、前記中間セパレ
ータ330から組込板326、燃料ガス流路板325の
昇温・冷却水流通穴326e,326f、325e,3
25fを介して昇温・冷却水第一流路板322の流通穴
322e,322fに流入し、昇温・冷却水第二流路板
323、端板321の昇温・冷却水流通穴323e,3
23f、321e,321fを介して外部へ送り出され
ると共に、上記昇温・冷却水第一流路板322の前記連
絡溝322iを介して上記昇温・冷却水第二流路板32
3の流通溝323kに流れ込み、上記燃料ガス流路板3
25や端板321を昇温・冷却することにより発電セル
を昇温・冷却した後、上記昇温・冷却水第一流路板32
2の前記連絡溝322jを介して流通穴322g,32
2hに流入し、昇温・冷却水第二流路板323の昇温・
冷却水流通穴323g,323hを介して端板321の
昇温・冷却水流通穴321g,321hから外部へ送り
出されるかまたは燃料ガス流路板325、組込板326
の昇温・冷却水流通穴325g,325h、326g,
326hを流れ、前記中間セパレータ330および前記
第二のエンドセパレータ320を介して外部へ送り出さ
れる。
【0024】また、中間セパレータ330は、図10
(c)および図13に示すように、昇温・冷却水第一流
路板332と、昇温・冷却水第二流路板333と、酸化
剤ガス流路板334と、燃料ガス流路板335と、対を
なす組込板336とからなっており、ステンレスの薄板
にレーザカット加工で後述する各種の溝や穴等を形成
し、これら板332〜336をニッケルろう付すること
で一体化させたものである。
【0025】前記昇温・冷却水第一流路板332および
昇温・冷却水第二流路板333は、前記エンドセパレー
タ310,320の昇温・冷却水第一流路板312,3
22および昇温・冷却水第二流路板313,323と同
様な構造をなしている。
【0026】前記酸化剤ガス流路板334は、上記昇温
・冷却水第二流路板333に隣接して配設され、前記エ
ンドセパレータ310の前記酸化剤ガス流路板314と
同様な構造をなしている。
【0027】前記燃料ガス流路板335は、上記昇温・
冷却水第一流路板332に隣接して配設され、前記エン
ドセパレータ320の前記燃料ガス流路板325と同様
な構造をなしている。
【0028】対をなす前記組込板336は、前記エンド
セパレータ310,320の前記組込板316,326
と同様な構造をなしており、一方が上記酸化剤ガス流路
板334に隣接して配設されて、当該一方の組込穴33
6rが当該酸化剤ガス流路板334の酸化剤ガス流通溝
334m,334nと接続し、他方が上記燃料ガス流路
板335に隣接して配設されて、当該他方の組込穴33
6rが当該燃料ガス流路板335の燃料ガス流通溝33
5p,335qと接続し、これら組込穴336rが隣接
する他のセパレータの組込板の組込穴と接続して発電セ
ルを保持するようになっている。
【0029】このような中間セパレータ330におい
て、酸化剤ガス、燃料ガス、昇温・冷却水は、以下のよ
うにして流通する。
【0030】酸化剤ガスは、例えば、前記エンドセパレ
ータ310の組込板316の酸化剤ガス流通路316a
から供給され、前記各板332〜336の酸化剤ガス流
通穴332a〜336aを流通し、隣接する他の中間セ
パレータ330または前記エンドセパレータ320に流
れ込むと共に、酸化剤ガス流路板334の酸化剤ガス流
通穴334aから酸化剤ガス流通溝334mを介して一
方の組込板336の組込穴336rに流入して発電セル
の酸化剤ガス極に供給されて使用された後、上記酸化剤
ガス流路板334の酸化剤ガス流通溝334nを介して
酸化剤ガス流通穴334bに流入し、上記各板332,
333,335,336の酸化剤ガス流通穴332b,
333b,335b,336bを流れ、隣接する他の中
間セパレータ330または前記エンドセパレータ320
へ流れ込む。
【0031】燃料ガスは、例えば、前記エンドセパレー
タ320の組込板326の燃料ガス流通路326cから
供給され、前記各板332〜336の燃料ガス流通穴3
32c〜336cを流通し、隣接する他の中間セパレー
タ330または前記エンドセパレータ310に流れ込む
と共に、燃料ガス流路板335の燃料ガス流通穴335
cから燃料ガス流通溝335pを介して他方の組込板3
36の組込穴336rに流入して発電セルの燃料ガス極
に供給されて使用された後、上記燃料ガス流路板335
の燃料ガス流通溝335qを介して燃料ガス流通穴33
5dに流入し、上記各板332〜334,336の燃料
ガス流通穴332d〜334d,336dを流れ、隣接
する他の中間セパレータ330または前記エンドセパレ
ータ310へ流れ込む。
【0032】昇温・冷却水は、例えば、前記エンドセパ
レータ310の組込板316の昇温・冷却水流通穴31
6e,316fから供給され、前記各板332〜336
の昇温・冷却水流通穴332e〜336e,332f〜
336fを流通し、隣接する他の中間セパレータ330
または前記エンドセパレータ320に流れ込むと共に、
昇温・冷却水第一流路板332の連絡溝332iを介し
て昇温・冷却水第二流路板333の流通溝333kに流
れ込み、上記酸化剤ガス流路板334や燃料ガス流路板
335を昇温・冷却することにより、発電セルを昇温・
冷却した後、昇温・冷却水第一流路板332の連絡溝3
32jを介して昇温・冷却水流通穴332g,332h
に流入し、上記各板333〜336の昇温・冷却水流通
穴333g〜336g,333h〜336hを流れ、隣
接する他の中間セパレータ330または前記エンドセパ
レータ320へ流れ込む。
【0033】したがって、前記中間セパレータ330で
発電セルを挟みながら複数積層し、これらを前記エンド
セパレータ310,320で挟んでセルスタックを構成
し、上記エンドセパレータ310に前述したようにして
酸化剤ガスおよび昇温・冷却水を供給すると共に、上記
エンドセパレータ320に前述したようにして燃料ガス
を供給することにより、酸化剤ガスおよび燃料ガスが前
述したようにして各セパレータ310,320,330
内を流通し、発電セルで化学反応を起こして電力を発生
させることができる一方、昇温・冷却水が前述したよう
にして各セパレータ310,320,330内を流通
し、当該セパレータ310,320,330を所定の温
度に保つことができるのである。
【0034】[水−ガス型]図14に示すように、水−
ガス型のセパレータは、発電セルの積層方向一端に配設
される第一のエンドセパレータ410(図14(a))
と、他端に配設される第二のエンドセパレータ420
(図14(b))と、上記エンドセパレータ410,4
20の間に配設される複数の中間セパレータ430(図
14(c))とからなっている。
【0035】第一のエンドセパレータ410は、図14
(a)および図15に示すように、端板411と、酸化
剤ガス加湿水第一流路板412と、酸化剤ガス加湿水第
二流路板413と、酸化剤ガス加湿水第三流路板414
と、酸化剤ガス加湿水第四流路板415と、酸化剤ガス
加湿水第五流路板416とからなっており、ステンレス
の薄板にレーザカット加工で後述する各種の溝や穴等を
形成し、これら板411〜416をニッケルろう付する
ことで一体化させたものである。
【0036】前記端板411は、前記一端の最外部に配
設され、発電セルに酸化剤ガスを送給する酸化剤ガス流
通穴411aおよび発電セルで使用された酸化剤ガスを
送出する酸化剤ガス流通穴411bが対向して対をなす
一組の辺の近傍に形成されると共に、発電セルに燃料ガ
スを送給する燃料ガス流通穴411cおよび発電セルで
使用された燃料ガスを送出する燃料ガス流通穴411d
が上記辺を除いた他の組の辺の近傍に形成される一方、
酸化剤ガスを加湿する加湿水を流通させる酸化剤ガス加
湿水流通穴411f,411hが四隅のうちの一組の対
角上に形成され、燃料ガスを加湿する加湿水を流通させ
る燃料ガス加湿水流通穴411e,411gが四隅のう
ちの他の組の対角上に形成されている。
【0037】前記酸化剤ガス加湿水第一流路板412
は、上記端板411に隣接して配設され、当該端板41
1の上記酸化剤ガス流通穴411a,411b、上記燃
料ガス流通穴411c,411d、上記酸化剤ガス加湿
水流通穴411f,411h、上記燃料ガス加湿水流通
穴411e,411gに各々対応して接続する酸化剤ガ
ス流通穴412a,412b、燃料ガス流通穴412
c,412d、酸化剤ガス加湿水流通穴412f,41
2h、燃料ガス加湿水流通穴412e,412gが上記
端板411と同様に形成される一方、上記酸化剤ガス流
通穴412a,412bの近傍に上記燃料ガス流通穴4
12c,412d間を結ぶ線に沿って長手方向を向けた
加湿水流通溝412kが対をなすようにして形成される
と共に、酸化剤ガス流通穴412a近傍の上記加湿水流
通溝412kと上記酸化剤ガス加湿水流通穴412fと
を連絡する連絡溝412iおよび酸化剤ガス流通穴41
2b近傍の上記加湿水流通溝412kと上記酸化剤ガス
加湿水流通穴412hとを連絡する連絡溝412jが形
成されている。
【0038】前記酸化剤ガス加湿水第二流路板413
は、上記酸化剤ガス加湿水第一流路板412に隣接して
配設され、当該第一流路板412の上記酸化剤ガス流通
穴412a,412b、上記燃料ガス流通穴412c,
412d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴412f,41
2h、上記燃料ガス加湿水流通穴412e,412g、
上記加湿水流通溝412kに各々対応して接続する酸化
剤ガス流通穴413a,413b、燃料ガス流通穴41
3c,413d、酸化剤ガス加湿水流通穴413f,4
13h、燃料ガス加湿水流通穴413e,413g、加
湿水流通溝413kが上記第一流路板412と同様にし
て形成されている。
【0039】前記酸化剤ガス加湿水第三流路板414
は、上記酸化剤ガス加湿水第二流路板413に隣接して
配設され、当該第二流路板413の上記酸化剤ガス流通
穴413a,413b、上記燃料ガス流通穴413c,
413d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴413f,41
3h、上記燃料ガス加湿水流通穴413e,413g、
上記加湿水流通溝413kに各々対応して接続する酸化
剤ガス流通穴414a,414b、燃料ガス流通穴41
4c,414d、酸化剤ガス加湿水流通穴414f,4
14h、燃料ガス加湿水流通穴414e,414g、加
湿水流通溝414kが上記第二流路板413と同様にし
て形成されると共に、上記酸化剤ガス流通穴414a,
414bに酸化剤ガス流通溝414m,414nが形成
されている。
【0040】前記酸化剤ガス加湿水第四流路板415
は、上記酸化剤ガス加湿水第三流路板414に隣接して
配設され、当該第三流路板414の上記酸化剤ガス流通
穴414a,414b、上記燃料ガス流通穴414c,
414d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴414e,41
4g、上記燃料ガス加湿水流通穴414f,414h、
上記加湿水流通溝414kに各々対応して接続する酸化
剤ガス流通穴415a,415b、燃料ガス流通穴41
5c,415d、酸化剤ガス加湿水流通穴415e,4
15g、燃料ガス加湿水流通穴415f,415h、加
湿水流通溝415kが上記第三流路板414と同様にし
て形成されると共に、当該第三流路板414の前記酸化
剤ガス流通溝414m,414nと接続する酸化剤ガス
連絡溝415s,415tが形成されている。
【0041】前記酸化剤ガス加湿水第五流路板416
は、上記酸化剤ガス加湿水第四流路板415に隣接して
配設され、当該第四流路板415の上記酸化剤ガス流通
穴415a,415b、上記燃料ガス流通穴415c,
415d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴415f,41
5h、上記燃料ガス加湿水流通穴415e,415gに
各々対応して接続する酸化剤ガス流通穴416a,41
6b、燃料ガス流通穴416c,416d、酸化剤ガス
加湿水流通穴416f,416h、燃料ガス加湿水流通
穴416e,416gが上記第四流路板415と同様に
して形成されると共に、当該第四流路板415の対をな
す前記加湿水流通溝415k間および前記酸化剤ガス連
絡溝415s,415t間を連絡する酸化剤ガス−水流
通溝416uが複数形成されている。
【0042】このような第一のエンドセパレータ410
において、酸化剤ガス、燃料ガス、酸化剤ガス加湿水
は、以下のようにして流通する。
【0043】酸化剤ガスは、例えば、端板411の酸化
剤ガス流通穴411aから内部に供給され、前記流路板
412,413の酸化剤ガス流通穴412a,413a
を介して酸化剤ガス加湿水第三流路板414の酸化剤ガ
ス流通穴414aに流入し、酸化剤ガス加湿水第四、五
流路板415,416の酸化剤ガス流通穴415a,4
16aを介して前記中間セパレータ430へ送給される
と共に、上記酸化剤ガス加湿水第三流路板414の酸化
剤ガス流通溝414mおよび酸化剤ガス加湿水第四流路
板415の酸化剤ガス連絡溝415sを介して酸化剤ガ
ス加湿水第五流路板416の酸化剤ガス−水流通溝41
6uに送り込まれ、当該酸化剤ガス加湿水第五流路板4
16に隣接して配設される発電セルの酸化剤ガス極に供
給されて使用された後、上記酸化剤ガス加湿水第四流路
板415の酸化剤ガス流通溝415tを介して酸化剤ガ
ス加湿水第三流路板414の酸化剤ガス流通溝414n
に流入し、当該流路板414の酸化剤ガス流通穴414
bから前記酸化剤ガス第二、一流路板413、412の
酸化剤ガス流通穴413b,412bを介して端板41
1の酸化剤ガス流通穴411bから外部へ送り出され
る。
【0044】燃料ガスは、各発電セルで使用された後、
例えば、酸化剤ガス加湿水第五、四、三、二、一流路板
416,415,414,413,412の各燃料ガス
流通穴416d〜412dを介して端板411の燃料ガ
ス流通穴411dに流入して外部へ送り出される。
【0045】酸化剤ガス加湿水は、例えば、端板411
の酸化剤ガス加湿水流通穴411f,411hから内部
に供給され、酸化剤ガス加湿水第一流路板412の酸化
剤ガス加湿水流通穴412f,412hに流入し、酸化
剤ガス加湿水第二〜五流路板413〜416の酸化剤ガ
ス加湿水流通穴413f〜416f、413h〜416
hを介して前記中間セパレータ430へ送給されると共
に、上記酸化剤ガス加湿水第一流路板412の前記連絡
溝412i,412jを介して前記流通溝412kに流
れ込み、酸化剤ガス加湿水第二〜四流路板413〜41
5の前記流通溝413k〜415kを介して酸化剤ガス
加湿水第五流路板416の酸化剤ガス−水流通溝416
uに流れ込み、当該流通溝416uを流通する酸化剤ガ
スを加湿すると同時に、発電セル等を昇温・冷却する。
【0046】一方、第二のエンドセパレータ420は、
図14(b)および図16に示すように、端板421
と、燃料ガス加湿水第一流路板422と、燃料ガス加湿
水第二流路板423と、燃料ガス加湿水第三流路板42
4と、燃料ガス加湿水第四流路板425と、燃料ガス加
湿水第五流路板426とからなっており、ステンレスの
薄板にレーザカット加工で後述する各種の溝や穴等を形
成し、これら板421〜426をニッケルろう付するこ
とで一体化させたものである。
【0047】前記端板421は、前記他端の最外部に配
設され、前記エンドセパレータ310の前記端板311
と同様な構造をなしている。
【0048】前記燃料ガス加湿水第一流路板422は、
上記端板421に隣接して配設され、当該端板421の
酸化剤ガス流通穴421a,421b、燃料ガス流通穴
421c,421d、酸化剤ガス加湿水流通穴421
f,421h、燃料ガス加湿水流通穴421e,421
gに各々対応して接続する酸化剤ガス流通穴422a,
422b、燃料ガス流通穴422c,422d、酸化剤
ガス加湿水流通穴422f,422h、燃料ガス加湿水
流通穴422e,422gが上記端板421と同様に形
成される一方、上記燃料ガス流通穴422c,422d
の近傍に上記酸化剤ガス流通穴422a,422b間を
結ぶ線に沿って長手方向を向けた加湿水流通溝422k
が対をなすようにして形成されると共に、燃料ガス流通
穴422c近傍の上記加湿水流通溝422kと上記燃料
ガス加湿水流通穴422eとを連絡する連絡溝422i
および燃料ガス流通穴422d近傍の上記加湿水流通溝
422kと上記燃料ガス加湿水流通穴422gとを連絡
する連絡溝422jが形成されている。
【0049】前記燃料ガス加湿水第二流路板423は、
上記燃料ガス加湿水第一流路板422に隣接して配設さ
れ、当該第一流路板422の上記酸化剤ガス流通穴42
2a,422b、上記燃料ガス流通穴422c,422
d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴422f,422h、
上記燃料ガス加湿水流通穴422e,422g、上記加
湿水流通溝422kに各々対応して接続する酸化剤ガス
流通穴423a,423b、燃料ガス流通穴423c,
423d、酸化剤ガス加湿水流通穴423f,423
h、燃料ガス加湿水流通穴423e,423g、加湿水
流通溝423kが上記第一流路板422と同様にして形
成されている。
【0050】前記燃料ガス加湿水第三流路板424は、
上記燃料ガス加湿水第二流路板423に隣接して配設さ
れ、当該第二流路板423の上記酸化剤ガス流通穴42
3a,423b、上記燃料ガス流通穴423c,423
d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴423f,423h、
上記燃料ガス加湿水流通穴423e,423g、上記加
湿水流通溝423kに各々対応して接続する酸化剤ガス
流通穴424a,424b、燃料ガス流通穴424c,
424d、酸化剤ガス加湿水流通穴424f,424
h、燃料ガス加湿水流通穴424e,424g、加湿水
流通溝424kが上記第二流路板423と同様にして形
成されると共に、上記燃料ガス流通穴424c,424
dに燃料ガス流通溝424p,424qが形成されてい
る。
【0051】前記燃料ガス加湿水第四流路板425は、
上記燃料ガス加湿水第三流路板424に隣接して配設さ
れ、当該第三流路板424の上記酸化剤ガス流通穴42
4a,424b、上記燃料ガス流通穴424c,424
d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴424f,424h、
上記燃料ガス加湿水流通穴424e,424g、上記加
湿水流通溝424kに各々対応して接続する酸化剤ガス
流通穴425a,425b、燃料ガス流通穴425c,
425d、酸化剤ガス加湿水流通穴425f,425
h、燃料ガス加湿水流通穴425e,425g、加湿水
流通溝425kが上記第三流路板424と同様にして形
成されると共に、当該第四流路板424の前記燃料ガス
流通溝424p,424qと接続する燃料ガス連絡溝4
25s,425tが形成されている。
【0052】前記燃料ガス加湿水第五流路板426は、
上記燃料ガス加湿水第四流路板425に隣接して配設さ
れ、当該第四流路板425の上記酸化剤ガス流通穴42
5a,425b、上記燃料ガス流通穴425c,425
d、上記酸化剤ガス加湿水流通穴425f,425h、
上記燃料ガス加湿水流通穴425e,425gに各々対
応して接続する酸化剤ガス流通穴426a,426b、
燃料ガス流通穴426c,426d、酸化剤ガス加湿水
流通穴426f,426h、燃料ガス加湿水流通穴42
6e,426gが上記第四流路板425と同様にして形
成されると共に、当該第四流路板425の対をなす前記
加湿水流通溝425k間および前記燃料ガス連絡溝42
5s,425t間を連絡する燃料ガス−水流通溝426
uが複数形成されている。
【0053】このような第二のエンドセパレータ420
において、燃料ガス、酸化剤ガス、燃料ガス加湿水は、
以下のようにして流通する。
【0054】燃料ガスは、例えば、端板421の燃料ガ
ス流通穴421cから内部に供給され、前記流路板42
2,423の燃料ガス流通穴422c,423cを介し
て燃料ガス加湿水第三流路板424の燃料ガス流通穴4
24cに流入し、燃料ガス加湿水第四、五流路板42
5,426の燃料ガス流通穴425c,426cを介し
て前記中間セパレータ430へ送給されると共に、上記
燃料ガス加湿水第三流路板424の燃料ガス流通溝42
4pおよび燃料ガス加湿水第四流路板425の燃料ガス
連絡溝425sを介して燃料ガス加湿水第五流路板42
6の燃料ガス−水流通溝426uに送り込まれ、当該燃
料ガス加湿水第五流路板426に隣接して配設される発
電セルの燃料ガス極に供給されて使用された後、上記燃
料ガス加湿水第四流路板425の燃料ガス流通溝425
tを介して燃料ガス加湿水第三流路板424の酸化剤ガ
ス流通溝424qに流入し、当該流路板424の酸化剤
ガス流通穴424dから前記燃料ガス第二、一流路板4
23、422の燃料ガス流通穴423d,422dを介
して端板421の燃料ガス流通穴421dから外部へ送
り出される。
【0055】酸化剤ガスは、各発電セルで使用された
後、例えば、燃料ガス加湿水第五、四、三、二、一流路
板426,425,424,423,422の各酸化剤
ガス流通穴426b〜422bを介して端板421の酸
化剤ガス流通穴421bに流入して外部へ送り出され
る。
【0056】燃料ガス加湿水は、例えば、端板421の
燃料ガス加湿水流通穴421e,421gから内部に供
給され、燃料ガス加湿水第一流路板422の燃料ガス加
湿水流通穴422e,422gに流入し、燃料ガス加湿
水第二〜五流路板423〜426の燃料ガス加湿水流通
穴423e〜426e、423g〜426gを介して前
記中間セパレータ430へ送給されると共に、上記燃料
ガス加湿水第一流路板422の前記連絡溝422i,4
22jを介して前記流通溝422kに流れ込み、燃料ガ
ス加湿水第二〜四流路板423〜425の前記流通溝4
23k〜425kを介して燃料ガス加湿水第五流路板4
26の燃料ガス−水流通溝426uに流れ込み、当該流
通溝426uを流通する燃料ガスを加湿すると同時に、
発電セル等を昇温・冷却する。
【0057】また、中間セパレータ430は、図14
(c)および図17に示すように、仕切板431と、酸
化剤ガス加湿水第一流路板432と、酸化剤ガス加湿水
第二流路板433と、酸化剤ガス加湿水第三流路板43
4と、酸化剤ガス加湿水第四流路板435と、酸化剤ガ
ス加湿水第五流路板436と、燃料ガス加湿水第一流路
板437と、燃料ガス加湿水第二流路板438と、燃料
ガス加湿水第三流路板439と、燃料ガス加湿水第四流
路板440と、燃料ガス加湿水第五流路板441とから
なっており、ステンレスの薄板にレーザカット加工で後
述する各種の溝や穴等を形成し、これら板431〜44
1をニッケルろう付することで一体化させたものであ
る。
【0058】前記仕切板431は、前記エンドセパレー
タ410,420の端板411,421と同様な構造を
なしている。
【0059】前記酸化剤ガス加湿水第一流路板432
は、上記仕切板431の一端面に隣接して配設され、前
記エンドセパレータ410の酸化剤ガス加湿水第一流路
板412と同様な構造をなしている。
【0060】前記酸化剤ガス加湿水第二流路板433
は、上記酸化剤ガス加湿水第一流路板432に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ410の酸化剤ガス加
湿水第二流路板413と同様な構造をなしている。
【0061】前記酸化剤ガス加湿水第三流路板434
は、上記酸化剤ガス加湿水第二流路板433に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ410の酸化剤ガス加
湿水第三流路板414と同様な構造をなしている。
【0062】前記酸化剤ガス加湿水第四流路板435
は、上記酸化剤ガス加湿水第三流路板434に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ410の酸化剤ガス加
湿水第四流路板415と同様な構造をなしている。
【0063】前記酸化剤ガス加湿水第五流路板436
は、上記酸化剤ガス加湿水第四流路板435に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ410の酸化剤ガス加
湿水第五流路板416と同様な構造をなしている。
【0064】前記燃料ガス加湿水第一流路板437は、
上記仕切板431の他端面に隣接して配設され、前記エ
ンドセパレータ420の燃料ガス加湿水第一流路板42
2と同様な構造をなしている。
【0065】前記燃料ガス加湿水第二流路板438は、
上記燃料ガス加湿水第一流路板437に隣接して配設さ
れ、前記エンドセパレータ420の燃料ガス加湿水第二
流路板423と同様な構造をなしている。
【0066】前記燃料ガス加湿水第三流路板439は、
上記燃料ガス加湿水第二流路板438に隣接して配設さ
れ、前記エンドセパレータ420の燃料ガス加湿水第三
流路板424と同様な構造をなしている。
【0067】前記燃料ガス加湿水第四流路板440は、
上記燃料ガス加湿水第三流路板439に隣接して配設さ
れ、前記エンドセパレータ420の燃料ガス加湿水第四
流路板425と同様な構造をなしている。
【0068】前記燃料ガス加湿水第五流路板441は、
上記燃料ガス加湿水第四流路板440に隣接して配設さ
れ、前記エンドセパレータ420の燃料ガス加湿水第五
流路板426と同様な構造をなしている。
【0069】上述したような中間セパレータ430にお
いて、酸化剤ガス、燃料ガス、酸化剤ガス加湿水、燃料
ガス加湿水は、以下のようにして流通する。
【0070】酸化剤ガスは、例えば、前記エンドセパレ
ータ410の酸化剤ガス加湿水第五流路板416の酸化
剤ガス流通穴416aから供給され、前記各板431〜
441の酸化剤ガス流通穴431a〜441aを流通
し、隣接する他の中間セパレータ430または前記エン
ドセパレータ420に流れ込むと共に、酸化剤ガス加湿
水第三流路板434の酸化剤ガス流通溝434mおよび
酸化剤ガス加湿水第四流路板435の酸化剤ガス連絡溝
435sを介して酸化剤ガス加湿水第五流路板436の
酸化剤ガス−水流通路436uに送り込まれ、当該酸化
剤ガス加湿水第五流路板436に隣接して配設される発
電セルの酸化剤ガス極に供給されて使用された後、上記
酸化剤ガス加湿水第四流路板435の酸化剤ガス連絡溝
435tおよび上記酸化剤ガス加湿水第三流路板434
の酸化剤ガス流通溝434nを介して酸化剤ガス流通穴
434bへ流入し、上記各板431〜433,435〜
441の酸化剤ガス流通穴431b〜433b,435
b〜441bを流れ、隣接する他の中間セパレータ43
0または前記エンドセパレータ420に流れ込む。
【0071】燃料ガスは、例えば、前記エンドセパレー
タ420の燃料ガス加湿水第五流路板426の燃料ガス
流通穴426cから供給され、前記各板431〜441
の燃料ガス流通穴431c〜441cを流通し、隣接す
る他の中間セパレータ430または前記エンドセパレー
タ410に流れ込むと共に、燃料ガス加湿水第三流路板
439の燃料ガス流通溝439pおよび燃料ガス加湿水
第四流路板440の燃料ガス連絡溝440sを介して燃
料ガス加湿水第五流路板441の燃料ガス−水流通溝4
41uに送り込まれ、当該燃料ガス加湿水第五流路板4
41に隣接して配設される発電セルの燃料ガス極に供給
されて使用された後、上記燃料ガス加湿水第四流路板4
40の燃料ガス連絡溝440tおよび上記燃料ガス加湿
水第三流路板439の燃料ガス流通溝439qを介して
燃料ガス流通穴439dへ流入し、上記各板431〜4
38,440,441の燃料ガス流通穴431d〜43
8d,440d,441dを流れ、隣接する他の中間セ
パレータ430または前記エンドセパレータ410に流
れ込む。
【0072】酸化剤ガス加湿水は、例えば、前記エンド
セパレータ410の酸化剤ガス加湿水第五流路板416
の酸化剤ガス加湿水流通穴416f,416hから供給
され、前記各板431〜441の酸化剤ガス加湿水流通
穴431f〜441f,431h〜441hを流通し、
隣接する他の中間セパレータ430または前記エンドセ
パレータ420に流れ込むと共に、酸化剤ガス加湿水第
一流路板432の前記連絡溝432i,432jを介し
て前記流通溝432kに流れ込み、酸化剤ガス加湿水第
二流路板433および酸化剤ガス加湿水第三、二流路板
434、435の前記流通溝433k〜435kを介し
て酸化剤ガス加湿水第五流路板436の酸化剤ガス−水
流通溝436uに流れ込み、当該流通溝436uを流通
する酸化剤ガスを加湿すると同時に、発電セル等を昇温
・冷却する。
【0073】燃料ガス加湿水は、前記エンドセパレータ
420の燃料ガス加湿水第五流路板426の燃料ガス加
湿水流通穴426e,426gから供給され、前記各板
431〜441の燃料ガス加湿水流通穴431e〜44
1e,431g〜441gを流通し、隣接する他の中間
セパレータ430または前記エンドセパレータ410に
流れ込むと共に、燃料ガス加湿水第一流路板437の前
記連絡溝437i,437jを介して前記流通溝437
kに流れ込み、燃料ガス加湿水第二〜四流路板438〜
440の前記流通溝438k〜440kを介して燃料ガ
ス加湿水第五流路板441の燃料ガス−水流通溝441
uに流れ込み、当該流通溝441uを流通する燃料ガス
を加湿すると同時に、発電セル等を昇温・冷却する。
【0074】したがって、前記中間セパレータ430で
発電セルを挟みながら複数積層し、これらを前記エンド
セパレータ410,420で挟んでセルスタックを構成
し、上記エンドセパレータ410に前述したようにして
酸化剤ガスおよび酸化剤ガス加湿水を供給すると共に、
上記エンドセパレータ420に前述したようにして燃料
ガスおよび燃料ガス加湿水を供給することにより、酸化
剤ガスおよび燃料ガスが前述したようにして各セパレー
タ410,420,430内を流通し、発電セルで化学
反応を起こして電力を発生させることができる一方、酸
化剤ガス加湿水および燃料ガス加湿水が前述したように
して各セパレータ410,420,430内を流通し、
発電セルでの発電に伴う熱を吸収して当該発電セルを冷
却すると同時に上記吸熱により気化して上記ガスを加湿
し、発電セルの固体高分子電解質を加湿して、発電効率
の低下を防ぐことができるのである。
【0075】
【発明が解決しようとする課題】前述したような固体高
分子電解質燃料電池の従来のセパレータにおいては、各
セパレータを構成する板の枚数が多い(メッシュ組込型
では、エンドセパレータ310,320で5枚、中間セ
パレータ330で6枚、水−ガス型では、エンドセパレ
ータ410,420で6枚、中間セパレータ430で1
1枚)ため、燃料電池の製造コストが高くなってしまう
だけでなく、燃料電池の体積および重量が非常に大きく
なってしまう。また、上述したように板の枚数が多いこ
とから、セパレータの温度調整に時間がかかってしま
い、特に、水−ガス型のセパレータにおいては、燃料ガ
ス加湿水第五流路板416,436や酸化剤ガス加湿水
第五流路板426,441を流れる加湿水の気化により
冷却等の温度調整を行うため、中間セパレータ430の
仕切板431の温度調整に時間がかかってしまい、迅速
な温度調整が困難であった。
【0076】このようなことから、本発明は、燃料電池
を小型にすることができると共に、迅速な温度調整が可
能な固体高分子電解質燃料電池のセパレータを提供する
ことを目的とした。
【0077】
【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固体高分子電解質燃料電
池のセパレータは、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス
流通穴と、燃料ガスを流通させる燃料ガス流通穴と、昇
温・冷却を行う昇温・冷却水を流通させる昇温・冷却水
流通穴とが形成された端板と、この端板に隣接して配設
され、当該端板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化
剤ガス流通穴と、当該端板の上記燃料ガス流通穴と連通
する燃料ガス流通穴と、当該端板の上記昇温・冷却水流
通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、この昇温・冷却
水流通穴に繋がって上記昇温・冷却水を表面全体に蛇行
させながら流通させる昇温・冷却水流通溝とが形成され
た昇温・冷却水流路板と、この昇温・冷却水流路板に隣
接して配設され、当該昇温・冷却水流路板の上記燃料ガ
ス流通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該昇温・冷却
水流路板の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷
却水流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の上記酸化剤ガ
ス流通穴と連通する酸化剤ガス流通穴と、この酸化剤ガ
ス流通穴に繋がって上記酸化剤ガスを流通させる酸化剤
ガス流通溝とが形成された酸化剤ガス流路板と、この酸
化剤ガス流路板に隣接して配設され、当該酸化剤ガス流
路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガス流通
穴と、当該酸化剤ガス流路板の上記燃料ガス流通穴と連
通する燃料ガス流通穴と、当該酸化剤ガス流路板の上記
昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、
当該酸化剤ガス流路板の上記酸化剤ガス流通溝と連絡し
且つ発電セルを保持する組込穴とが形成された組込板と
からなる第一エンドセパレータと、前記第一エンドセパ
レータの前記端板と同様な構造をなす端板と、この端板
に隣接して配設され、前記第一エンドセパレータの前記
昇温・冷却水流路板と同様な構造をなす昇温・冷却水流
路板と、この昇温・冷却水流路板に隣接して配設され、
当該昇温・冷却水流路板の酸化剤ガス流通穴と連通する
酸化剤ガス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の昇温・
冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該昇
温・冷却水流路板の燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス
流通穴と、この燃料ガス流通穴に繋がって前記燃料ガス
を流通させる燃料ガス流通溝とが形成された燃料ガス流
路板と、この燃料ガス流路板に隣接して配設され、当該
燃料ガス流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化
剤ガス流通穴と、当該燃料ガス流路板の上記燃料ガス流
通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該燃料ガス流路板
の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通
穴と、当該燃料ガス流路板の上記燃料ガス流通溝と連絡
し且つ発電セルを保持する組込穴とが形成された組込板
とからなる第二エンドセパレータと、前記第一エンドセ
パレータまたは前記第二エンドセパレータの前記昇温・
冷却水流路板と同様な構造をなす昇温・冷却水流路板
と、この昇温・冷却水流路板の一端面に隣接して配設さ
れ、前記第一エンドセパレータの前記酸化剤ガス流路板
と同様な構造をなす酸化剤ガス流路板と、この酸化剤ガ
ス流路板に隣接して配設され、前記第一エンドセパレー
タの前記組込板と同様な構造をなす組込板と、上記昇温
・冷却水流路板の他端面に隣接して配設され、前記第二
エンドセパレータの前記燃料ガス流路板と同様な構造を
なす燃料ガス流路板と、この燃料ガス流路板に隣接して
配設され、前記第二エンドセパレータの前記組込板と同
様な構造をなす組込板とからなる中間セパレータとを備
えてなることを特徴とする。
【0078】また、第二番目の発明による固体高分子電
解質燃料電池のセパレータは、酸化剤ガスを流通させる
酸化剤ガス流通穴と、燃料ガスを流通させる燃料ガス流
通穴と、昇温・冷却を行う昇温・冷却水を流通させる昇
温・冷却水流通穴と、上記酸化剤ガスおよび上記燃料ガ
スを加湿する加湿水を流通させる加湿水流通穴とが形成
された端板と、この端板に隣接して配設され、当該端板
の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガス流通穴
と、当該端板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス
流通穴と、当該端板の上記加湿水流通穴と連通する加湿
水流通穴と、当該端板の上記昇温・冷却水流通穴と連通
する昇温・冷却水流通穴と、この昇温・冷却水流通穴に
繋がって上記昇温・冷却水を表面全体に蛇行させながら
流通させる昇温・冷却水流通溝とが形成された昇温・冷
却水流路板と、この昇温・冷却水流路板に隣接して配設
され、当該昇温・冷却水流路板の上記燃料ガス流通穴と
連通する燃料ガス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の
上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴
と、当該昇温・冷却水流路板の上記酸化剤ガス流通穴と
連通する酸化剤ガス流通穴と、この酸化剤ガス流通穴に
繋がって上記酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流通溝
と、上記昇温・冷却水流路板の上記加湿水流通穴と連通
する加湿水流通穴と、この加湿水流通穴と繋がって上記
加湿水を流通させる酸化剤ガス加湿水流通溝とが形成さ
れた酸化剤ガス加湿水第一流路板と、この酸化剤ガス加
湿水第一流路板に隣接して配設され、当該酸化剤ガス加
湿水第一流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化
剤ガス流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板の上
記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該酸
化剤ガス加湿水第一流路板の上記昇温・冷却水流通穴と
連通する昇温・冷却水流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水
第一流路板の上記加湿水流通穴と連通する加湿水流通穴
と、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板の上記酸化剤ガス
流通溝と連通する酸化剤ガス流通溝と、当該酸化剤ガス
加湿水第一流路板の上記酸化剤ガス加湿水流通溝と連通
する酸化剤ガス加湿水流通溝とが形成された酸化剤ガス
加湿水第二流路板と、この酸化剤ガス加湿水第二流路板
に隣接して配設され、当該酸化剤ガス加湿水第二流路板
の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガス流通穴
と、当該酸化剤ガス加湿水第二流路板の上記燃料ガス流
通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該酸化剤ガス加湿
水第二流路板の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温
・冷却水流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水第二流路板の
上記加湿水流通穴と連通する加湿水流通穴と、当該酸化
剤ガス加湿水第二流路板の上記酸化剤ガス流通溝および
上記酸化剤ガス加湿水流通溝と連絡する酸化剤ガス−加
湿水流通溝とが形成された酸化剤ガス加湿水第三流路板
とからなる第一エンドセパレータと、前記第一エンドセ
パレータの前記端板と同様な構造をなす端板と、この端
板に隣接して配設され、前記第一エンドセパレータの前
記昇温・冷却水流路板と同様な構造をなす昇温・冷却水
流路板と、この昇温・冷却水流路板に隣接して配設さ
れ、当該昇温・冷却水流路板の上記酸化剤ガス流通穴と
連通する酸化剤ガス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板
の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通
穴と、当該昇温・冷却水流路板の上記燃料ガス流通穴と
連通する燃料ガス流通穴と、この燃料ガス流通穴に繋が
って上記燃料ガスを流通させる燃料ガス流通溝と、上記
昇温・冷却水流路板の上記加湿水流通穴と連通する加湿
水流通穴と、この加湿水流通穴と繋がって上記加湿水を
流通させる燃料ガス加湿水流通溝とが形成された燃料ガ
ス加湿水第一流路板と、この燃料ガス加湿水第一流路板
に隣接して配設され、当該燃料ガス加湿水第一流路板の
上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガス流通穴と、
当該燃料ガス加湿水第一流路板の上記燃料ガス流通穴と
連通する燃料ガス流通穴と、当該燃料ガス加湿水第一流
路板の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水
流通穴と、当該燃料ガス加湿水第一流路板の上記加湿水
流通穴と連通する加湿水流通穴と、当該燃料ガス加湿水
第一流路板の上記燃料ガス流通溝と連通する燃料ガス流
通溝と、当該燃料ガス加湿水第一流路板の上記燃料ガス
加湿水流通溝と連通する燃料ガス加湿水流通溝とが形成
された燃料ガス加湿水第二流路板と、この燃料ガス加湿
水第二流路板に隣接して配設され、当該燃料ガス加湿水
第二流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガ
ス流通穴と、当該燃料ガス加湿水第二流路板の上記燃料
ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該燃料ガス
加湿水第二流路板の上記昇温・冷却水流通穴と連通する
昇温・冷却水流通穴と、当該燃料ガス加湿水第二流路板
の上記加湿水流通穴と連通する加湿水流通穴と、当該燃
料ガス加湿水第二流路板の上記燃料ガス流通溝および上
記燃料ガス加湿水流通溝と連絡する燃料ガス−加湿水流
通溝とが形成された燃料ガス第三流路板とからなる第二
エンドセパレータと、前記第一エンドセパレータまたは
前記第二エンドセパレータの前記昇温・冷却水流路板と
同様な構造をなす昇温・冷却水流路板と、この昇温・冷
却水流路板の一端面に隣接して配設され、前記第一エン
ドセパレータの前記酸化剤ガス加湿水第一流路板と同様
な構造をなす酸化剤ガス加湿水第一流路板と、この酸化
剤ガス加湿水第一流路板に隣接して配設され、前記第一
エンドセパレータの前記酸化剤ガス加湿水第二流路板と
同様な構造をなす酸化剤ガス加湿水第二流路板と、この
酸化剤ガス加湿水第二流路板に隣接して配設され、前記
第一エンドセパレータの前記酸化剤ガス加湿水第三流路
板と同様な構造をなす酸化剤ガス加湿水第三流路板と、
上記昇温・冷却水流路板の他端面に隣接して配設され、
前記第二エンドセパレータの前記燃料ガス加湿水第一流
路板と同様な構造をなす燃料ガス加湿水第一流路板と、
この燃料ガス加湿水第一流路板に隣接して配設され、前
記第二エンドセパレータの前記燃料ガス加湿水第二流路
板と同様な構造をなす燃料ガス加湿水第二流路板と、こ
の燃料ガス加湿水第二流路板に隣接して配設され、前記
第二エンドセパレータの前記燃料ガス加湿水第三流路板
と同様な構造をなす燃料ガス加湿水第三流路板とからな
る中間セパレータとを備えてなることを特徴とする。
【0079】
【発明の実施の形態】第一番目の発明による固体高分子
電解質燃料電池のセパレータ(メッシュ組込型)の実施
の形態および第二番目の発明による固体高分子電解質燃
料電池のセパレータ(水−ガス型)の実施の形態を図面
を用いて以下に説明する。
【0080】[メッシュ組込型]図1に示すように、メ
ッシュ組込型のセパレータは、発電セルの積層方向一端
に配設される第一のエンドセパレータ110(図1
(a))と、他端に配設される第二のエンドセパレータ
120(図1(b))と、上記エンドセパレータ11
0,120の間に挟まれるようにして配設される複数の
中間セパレータ130(図1(c))とからなってい
る。
【0081】第一のエンドセパレータ110は、図1
(a)および図2に示すように、端板111と、昇温・
冷却水流路板112と、酸化剤ガス流路板113と、組
込板115とからなっており、ステンレスの薄板にレー
ザカット加工で後述する各種の溝や穴等を形成し、これ
ら板111〜113,115をニッケルろう付すること
で一体化させたものである。
【0082】前記端板111は、前記一端の最外部に配
設され、発電セルに酸化剤ガスを送給する酸化剤ガス流
通穴111aおよび発電セルで使用された酸化剤ガスを
送出する酸化剤ガス流通穴111bが対向して対をなす
一組の辺の近傍に形成されると共に、発電セルに燃料ガ
スを送給する燃料ガス流通穴111cおよび発電セルで
使用された燃料ガスを送出する燃料ガス流通穴111d
が上記辺を除いた他の組の辺の近傍に形成される一方、
昇温・冷却水を流通させる昇温・冷却水流通穴111e
〜111hが四隅に各々形成されている。
【0083】前記昇温・冷却水流路板112は、上記端
板111に隣接して配設され、当該端板111の上記酸
化剤ガス流通穴111a,111b、上記燃料ガス流通
穴111c,111d、上記昇温・冷却水流通穴111
e〜111hに各々対応して接続する酸化剤ガス流通穴
112a,112b、燃料ガス流通穴112c,112
d、昇温・冷却水流通穴112e〜112hが上記端板
111と同様にして形成されると共に、中央部よりも上
記燃料ガス流通穴112c寄りで蛇行しながら上記昇温
・冷却水流通穴112e,112h間を接続する昇温・
冷却水流通溝112iと、中央部よりも上記燃料ガス流
通穴112d寄りで蛇行しながら上記昇温・冷却水流通
穴112f,112g間を接続する昇温・冷却水流通溝
112jとが形成されている。
【0084】前記酸化剤ガス流路板113は、上記昇温
・冷却水流路板112に隣接して配設され、当該昇温・
冷却水流路板112の上記酸化剤ガス流通穴112a,
112b、上記燃料ガス流通穴112c,112d、上
記昇温・冷却水流通穴112e〜112hに各々対応し
て接続する酸化剤ガス流通穴113a,113b、燃料
ガス流通穴113c,113d、昇温・冷却水流通穴1
13e〜113hが上記昇温・冷却水流路板112と同
様にして形成されると共に、上記酸化剤ガス流通穴11
3a,113bに酸化剤ガス流通溝113m,113n
が形成されている。
【0085】前記組込板115は、上記酸化剤ガス流路
板113に隣接して配設され、当該酸化剤ガス流路板1
13の上記酸化剤ガス流通穴113a,113b、上記
燃料ガス流通穴113c,113d、上記昇温・冷却水
流通穴113e〜113hに各々対応して接続する酸化
剤ガス流通穴115a,115b、燃料ガス流通穴11
5c,115d、昇温・冷却水流通穴115e〜115
hが上記酸化剤ガス流路板113と同様にして形成され
ると共に、ステンレス製の図示しないメッシュを介して
発電セルを組み込まれる組込穴115rが中央部分に形
成され、上記酸化剤ガス流路板113の前記酸化剤ガス
流通溝113m,113nと接続できるようになってい
る。
【0086】このような第一のエンドセパレータ110
において、酸化剤ガス、燃料ガス、昇温・冷却水は、以
下のようにして流通する。
【0087】酸化剤ガスは、例えば、端板111の酸化
剤ガス流通路111aから内部に供給され、昇温・冷却
水流路板112の酸化剤ガス流通穴112aを介して酸
化剤ガス流路板113の酸化剤ガス流通穴113aに流
入し、組込板115の酸化剤ガス流通穴115aを介し
て前記中間セパレータ130へ送給されると共に、上記
酸化剤ガス流路板113の前記酸化剤ガス流通溝113
mを介して組込板115の組込穴115rに送り込まれ
て発電セルの酸化剤ガス極に供給されて使用された後、
上記酸化剤ガス流路板113の酸化剤ガス流通溝113
nを介して酸化剤ガス流通穴113bに流入し、前記流
路板112の酸化剤ガス流通穴112bを介して端板1
11の酸化剤ガス流通路111bから外部へ送り出され
る。
【0088】燃料ガスは、各発電セルで使用された後、
例えば、組込板115の燃料ガス流通穴115dから前
記流路板113,112の燃料ガス流通穴113d,1
12dを介して端板111の燃料ガス流通穴111dに
流入して外部へ送り出される。
【0089】昇温・冷却水は、例えば、端板111の昇
温・冷却水流通穴111e,111gから内部に供給さ
れ、昇温・冷却水流路板112の流通穴112e,11
2gに流入し、酸化剤ガス流路板113、組込板115
の昇温・冷却水流通穴113e,113g、115e,
115gを介して前記中間セパレータ130へ送給され
ると共に、上記昇温・冷却水流路板112の昇温・冷却
水流通溝112i,112jに流れ込み、上記酸化剤ガ
ス流路板113や端板111を昇温・冷却することによ
り発電セルを昇温・冷却しながら流通穴112h,11
2fに流入し、酸化剤ガス流路板113、組込板115
の昇温・冷却水流通穴113e,113g、115e,
115gを介して前記中間セパレータ130へ送給され
る。
【0090】つまり、第一のエンドセパレータ110
は、前述した従来の第一のエンドセパレータ310と同
様な機能を発現しながらも、その構成板の枚数が少なく
(4枚)て済むのである。
【0091】一方、第二のエンドセパレータ120は、
図1(b)および図3に示すように、端板121と、昇
温・冷却水流路板122と、燃料ガス流路板124と、
組込板125とからなっており、ステンレスの薄板にレ
ーザカット加工で後述する各種の溝や穴等を形成し、こ
れら板121,122,124,125をニッケルろう
付することで一体化させたものである。
【0092】前記端板121は、前記他端の最外部に配
設され、前記エンドセパレータ110の前記端板111
と同様な構造をなしている。
【0093】前記昇温・冷却水流路板122は、上記端
板121に隣接して配設され、前記エンドセパレータ1
10の前記昇温・冷却水流路板112と同様な構造をな
している。
【0094】前記燃料ガス流路板124は、上記昇温・
冷却水流路板122に隣接して配設され、当該昇温・冷
却水流路板122の酸化剤ガス流通穴122a,122
b、燃料ガス流通穴122c,122d、上記昇温・冷
却水流通穴122e〜122hに各々対応して接続する
酸化剤ガス流通穴124a,124b、燃料ガス流通穴
124c,124d、昇温・冷却水流通穴124e〜1
24hが上記昇温・冷却水流路板122と同様にして形
成されると共に、上記燃料ガス流通穴124c,124
dに燃料ガス流通溝124p,124qが形成されてい
る。
【0095】前記組込板125は、上記燃料ガス流路板
124に隣接して配設され、前記エンドセパレータ11
0の前記組込板115と同様な構造をなしており、その
組込穴125rが上記燃料ガス流路板124の前記燃料
ガス流通溝124p,124qに接続するようになって
いる。
【0096】このような第二のエンドセパレータ120
において、燃料ガス、酸化剤ガス、昇温・冷却水は、以
下のようにして流通する。
【0097】燃料ガスは、例えば、端板121の燃料ガ
ス流通路121cから内部に供給され、昇温・冷却水流
路板122の燃料ガス流通穴122cを介して燃料ガス
流路板124の燃料ガス流通穴124cに流入し、組込
板125の燃料ガス流通穴125cを介して前記中間セ
パレータ130へ送給されると共に、上記燃料ガス流路
板124の前記燃料ガス流通溝124pを介して組込板
125の組込穴125rに送り込まれて発電セルの燃料
ガス極に供給されて使用された後、上記燃料ガス流路板
124の燃料ガス流通溝124qを介して燃料ガス流通
穴124dに流入し、前記流路板122の燃料ガス流通
穴122dを介して端板121の燃料ガス流通路121
dから外部へ送り出される。
【0098】酸化剤ガスは、各発電セルで使用された
後、例えば、組込板125の酸化剤ガス流通穴125b
から前記流路板124,122の酸化剤ガス流通穴12
4b,122bを介して端板121の酸化剤ガス流通穴
121bに流入して外部へ送り出される。
【0099】昇温・冷却水は、例えば、前記中間セパレ
ータ130から組込板125、燃料ガス流路板124の
昇温・冷却水流通穴125e,125g、124e,1
24gを介して昇温・冷却水流路板122の流通穴12
2e,122gに流入し、端板121の昇温・冷却水流
通穴121e,121gを介して外部へ送り出されると
共に、上記昇温・冷却水流路板122の前記昇温・冷却
水流通溝122i,122jに流れ込み、上記燃料ガス
流路板124や端板121を昇温・冷却しながら流通穴
122h,122fに流入し、燃料ガス流路板124、
組込板125の昇温・冷却水流通穴124h,124
f、125h,125fを介して前記中間セパレータ1
30へ送給される。
【0100】つまり、第二のエンドセパレータ120
は、前述した従来の第二のエンドセパレータ320と同
様な機能を発現しながらも、その構成板の枚数が少なく
(4枚)て済むのである。
【0101】また、中間セパレータ130は、図1
(c)および図4に示すように、昇温・冷却水流路板1
32と、酸化剤ガス流路板133と、燃料ガス流路板1
34と、対をなす組込板135とからなっており、ステ
ンレスの薄板にレーザカット加工で後述する各種の溝や
穴等を形成し、これら板132〜135をニッケルろう
付することで一体化させたものである。
【0102】前記昇温・冷却水流路板132は、前記エ
ンドセパレータ110,120の昇温・冷却水流路板1
12,122と同様な構造をなしている。
【0103】前記酸化剤ガス流路板133は、上記昇温
・冷却水流路板132の一端面に隣接して配設され、前
記エンドセパレータ110の前記酸化剤ガス流路板11
3と同様な構造をなしている。
【0104】前記燃料ガス流路板134は、上記昇温・
冷却水流路板132の他端面に隣接して配設され、前記
エンドセパレータ120の前記燃料ガス流路板124と
同様な構造をなしている。
【0105】対をなす前記組込板135は、前記エンド
セパレータ110,120の前記組込板115,125
と同様な構造をなしており、一方が上記酸化剤ガス流路
板133に隣接して配設されて、当該一方の組込穴13
5rが当該酸化剤ガス流路板133の酸化剤ガス流通溝
133m,133nと接続し、他方が上記燃料ガス流路
板134に隣接して配設されて、当該他方の組込穴13
5rが当該燃料ガス流路板134の燃料ガス流通溝13
4p,134qと接続し、これら組込穴135rが隣接
する他のセパレータの組込板の組込穴と接続して発電セ
ルを保持するようになっている。
【0106】このような中間セパレータ130におい
て、酸化剤ガス、燃料ガス、昇温・冷却水は、以下のよ
うにして流通する。
【0107】酸化剤ガスは、例えば、前記エンドセパレ
ータ110の組込板115の酸化剤ガス流通路115a
から供給され、前記各板132〜135の酸化剤ガス流
通穴132a〜135aを流通し、隣接する他の中間セ
パレータ130または前記エンドセパレータ120に流
れ込むと共に、酸化剤ガス流路板133の酸化剤ガス流
通穴133aから酸化剤ガス流通溝133mを介して一
方の組込板135の組込穴135rに流入して発電セル
の酸化剤ガス極に供給されて使用された後、上記酸化剤
ガス流路板133の酸化剤ガス流通溝133nを介して
酸化剤ガス流通穴133bに流入し、上記各板132,
134,135の酸化剤ガス流通穴132b,134
b,135bを流れ、隣接する他の中間セパレータ13
0または前記エンドセパレータ120へ流れ込む。
【0108】燃料ガスは、例えば、前記エンドセパレー
タ120の組込板125の燃料ガス流通路125cから
供給され、前記各板132〜135の燃料ガス流通穴1
32c〜135cを流通し、隣接する他の中間セパレー
タ130または前記エンドセパレータ110に流れ込む
と共に、燃料ガス流路板134の燃料ガス流通穴134
cから燃料ガス流通溝134pを介して他方の組込板1
35の組込穴135rに流入して発電セルの燃料ガス極
に供給されて使用された後、上記燃料ガス流路板134
の燃料ガス流通溝134qを介して燃料ガス流通穴13
4dに流入し、上記各板132,133,135の酸化
剤ガス流通穴132d,133d,135dを流れ、隣
接する他の中間セパレータ130または前記エンドセパ
レータ110へ流れ込む。
【0109】昇温・冷却水は、例えば、前記エンドセパ
レータ110の組込板115の昇温・冷却水流通穴11
5e,115gから供給され、前記各板132〜135
の昇温・冷却水流通穴132e〜135e,132g〜
135gを流通し、隣接する他の中間セパレータ130
または前記エンドセパレータ120に流れ込むと共に、
昇温・冷却水流路板132の昇温・冷却水流通溝132
i,132jに流れ込み、上記酸化剤ガス流路板133
や燃料ガス流路板134を昇温・冷却することにより発
電セルを昇温・冷却しながら流通穴132h,132f
に流入し、上記各板133〜135の昇温・冷却水流通
穴133h〜135h、133f〜135fを流れ、隣
接する他の中間セパレータ130または前記エンドセパ
レータ120へ流れ込む。
【0110】つまり、中間セパレータ130は、前述し
た従来の中間セパレータ330と同様な機能を発現しな
がらも、その構成板の枚数が少なく(5枚)て済むので
ある。
【0111】このような上記中間セパレータ130で発
電セルを挟みながら複数積層し、これらを前記エンドセ
パレータ110,120で挟んでセルスタックを構成
し、上記エンドセパレータ110に前述したようにして
酸化剤ガスおよび昇温・冷却水を供給すると共に、上記
エンドセパレータ120に前述したようにして燃料ガス
を供給することにより、酸化剤ガスおよび燃料ガスが前
述したようにして各セパレータ110,120,130
内を流通し、発電セルで化学反応を起こして電力を発生
させることができる一方、昇温・冷却水が前述したよう
にして各セパレータ110,120,130内を流通
し、当該セパレータ110,120,130を所定の温
度に保つことができる。
【0112】したがって、このような固体高分子電解質
燃料電池のメッシュ組込型のセパレータによれば、従来
のメッシュ組込型のセパレータと同様な機能を有しなが
らも、その構成枚数を少なくすることができる(エンド
セパレータで1枚、中間セパレータで1枚)ので、燃料
電池の製造コストを低減することができると共に、燃料
電池の体積および重量を小さくすることができる。ま
た、上述したように板の枚数が少ないので、温度調整を
迅速に行うことができる。
【0113】さらに、従来の各セパレータ310,32
0,330では、昇温・冷却水第一流路板312,32
2,332の連絡溝312i,312j,322i,3
22j,332i,332jから昇温・冷却水第二流路
板313,323,333の複数の流通溝313k,3
23k,333kに分配するようにして昇温・冷却水を
流通させていたため、板の中央部分の流通溝313k,
323k,333kを流通する昇温・冷却水の流通速度
が板の端部寄りの流通溝313k,323k,333k
を流通する昇温・冷却水の流通速度よりも遅くなりやす
く、均一な温度調整が困難であったが、上述したような
各セパレータ110,120,130では、昇温・冷却
水流路板112,122,132の昇温・冷却水流通穴
112e〜112h,122e〜122h,132e〜
132hから昇温・冷却水流通溝112i,112j,
122i,122j,132i,132jへ流入した昇
温・冷却水により分配することなく温度調整するように
したので、昇温・冷却水の流通速度を全体的に均一にす
ることができ、均一な温度調整を容易に実現することが
できる。
【0114】[水−ガス型]図5に示すように、水−ガ
ス型のセパレータは、発電セルの積層方向一端に配設さ
れる第一のエンドセパレータ210(図5(a))と、
他端に配設される第二のエンドセパレータ220(図5
(b))と、上記エンドセパレータ210,220の間
に配設される複数の中間セパレータ230(図5
(c))とからなっている。
【0115】第一のエンドセパレータ210は、図5
(a)および図6に示すように、端板211と、昇温・
冷却水流路板212と、酸化剤ガス加湿水第一流路板2
13と、酸化剤ガス加湿水第二流路板214と、酸化剤
ガス加湿水第三流路板215とからなっており、ステン
レスの薄板にレーザカット加工で後述する各種の溝や穴
等を形成し、これら板211〜215をニッケルろう付
することで一体化させたものである。
【0116】前記端板211は、前記一端の最外部に配
設され、発電セルに酸化剤ガスを送給する酸化剤ガス流
通穴211aおよび発電セルで使用された酸化剤ガスを
送出する酸化剤ガス流通穴211bが対向して対をなす
一組の辺の近傍に形成されると共に、発電セルに燃料ガ
スを送給する燃料ガス流通穴211cおよび発電セルで
使用された燃料ガスを送出する燃料ガス流通穴211d
が上記辺を除いた他の組の辺の近傍に形成される一方、
酸化剤ガスおよび燃料ガスを加湿する加湿水を流通させ
る加湿水流通穴211e,211gが四隅のうちの一組
の対角上に形成され、昇温・冷却水を流通させる昇温・
冷却水流通穴211f,211hが四隅のうちの他の組
の対角上に形成されている。
【0117】前記昇温・冷却水流路板212は、上記端
板211に隣接して配設され、当該端板211の上記酸
化剤ガス流通穴211a,211b、上記燃料ガス流通
穴211c,211d、上記加湿水流通穴211e,2
11g、上記昇温・冷却水流通穴211f,211hに
各々対応して接続する酸化剤ガス流通穴212a,21
2b、燃料ガス流通穴212c,212d、加湿水流通
穴212e,212g、昇温・冷却水流通穴212f,
212hが上記端板211と同様に形成されると共に、
上記昇温・冷却水流通穴212f,212h間を蛇行す
るようにして連結する昇温・冷却水流通溝212vが形
成されている。
【0118】前記酸化剤ガス加湿水第一流路板213
は、上記昇温・冷却水流路板212に隣接して配設さ
れ、当該昇温・冷却水流路板212の上記酸化剤ガス流
通穴212a,212b、上記燃料ガス流通穴212
c,212d、上記加湿水流通穴212e,212g、
上記昇温・冷却水流通穴212f,212hに各々対応
して接続する酸化剤ガス流通穴213a,213b、燃
料ガス流通穴213c,213d、加湿水流通穴213
e,213g、昇温・冷却水流通穴213f,213h
が上記昇温・冷却水流路板212と同様にして形成され
る一方、上記酸化剤ガス流通穴213a,213bに酸
化剤ガス流通溝213m,213nが形成されると共
に、上記酸化剤ガス流通穴213a,213bの近傍に
上記燃料ガス流通穴213c,213d間を結ぶ線に沿
って長手方向を向けた酸化剤ガス加湿水流通溝213k
が対をなすようにして形成され、酸化剤ガス流通穴21
3a近傍の上記酸化剤ガス加湿水流通溝213kと上記
加湿水流通穴213eとを連絡する連絡溝213iおよ
び酸化剤ガス流通穴213b近傍の上記酸化剤ガス加湿
水流通溝213kと上記加湿水流通穴213gとを連絡
する連絡溝213jが形成されている。
【0119】前記酸化剤ガス加湿水第二流路板214
は、上記酸化剤ガス加湿水第一流路板213に隣接して
配設され、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板213の上
記酸化剤ガス流通穴213a,213b、上記燃料ガス
流通穴213c,213d、上記加湿水流通穴213
e,213g、上記昇温・冷却水流通穴213f,21
3h、上記酸化剤ガス加湿水流通溝213kに各々対応
して接続する酸化剤ガス流通穴214a,214b、燃
料ガス流通穴214c,214d、加湿水流通穴214
e,214g、昇温・冷却水流通穴214f,214
h、酸化剤ガス加湿水流通溝214kが上記酸化剤ガス
加湿水第一流路板213と同様にして形成されると共
に、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板213の前記酸化
剤ガス流通溝213m,213nと接続する酸化剤ガス
連絡溝214s,214tが形成されている。
【0120】前記酸化剤ガス加湿水第三流路板215
は、上記第二流路板214に隣接して配設され、当該第
二流路板214の上記酸化剤ガス流通穴214a,21
4b、上記燃料ガス流通穴214c,214d、上記加
湿水流通穴214e,214g、上記昇温・冷却水流通
穴214f,214hに各々対応して接続する酸化剤ガ
ス流通穴215a,215b、燃料ガス流通穴215
c,215d、加湿水流通穴215e,215g、昇温
・冷却水流通穴215f,215hが当該第二流路板2
14と同様にして形成されると共に、当該第二流路板2
14の対をなす前記加湿水流通溝214k間および前記
酸化剤ガス連絡溝214s,214t間を連絡する酸化
剤ガス−水流通溝215uが複数形成されている。
【0121】このような第一のエンドセパレータ210
において、酸化剤ガス、燃料ガス、加湿水、昇温・冷却
水は、以下のようにして流通する。
【0122】酸化剤ガスは、例えば、端板211の酸化
剤ガス流通穴211aから内部に供給され、昇温・冷却
水流路板212の酸化剤ガス流通穴212aを介して酸
化剤ガス加湿水第一流路板213の酸化剤ガス流通穴2
13aに流入し、酸化剤ガス加湿水第二、三流路板21
4,215の酸化剤ガス流通穴214a,215aを介
して前記中間セパレータ230へ送給されると共に、上
記酸化剤ガス加湿水第一流路板213の酸化剤ガス流通
溝213mおよび酸化剤ガス加湿水第二流路板214の
酸化剤ガス連絡溝214sを介して酸化剤ガス加湿水第
三流路板215の酸化剤ガス−水流通溝215uに送り
込まれ、当該酸化剤ガス加湿水第三流路板215に隣接
して配設される発電セルの酸化剤ガス極に供給されて使
用された後、上記酸化剤ガス加湿水第二流路板214の
酸化剤ガス連絡溝214tを介して酸化剤ガス加湿水第
一流路板213の酸化剤ガス流通溝213nに流入し、
当該流路板213の酸化剤ガス流通穴213bから昇温
・冷却水流路板212の酸化剤ガス流通穴212bを介
して端板211の酸化剤ガス流通穴211bから外部へ
送り出される。
【0123】燃料ガスは、例えば、各発電セルで使用さ
れた後、酸化剤ガス加湿水第一〜三流路板213〜21
5および昇温・冷却水流路板212の燃料ガス流通穴2
12d〜215dを介して端板211の燃料ガス流通穴
211dに流入して外部へ送り出される。
【0124】加湿水は、例えば、端板211の加湿水流
通穴211e,211gから内部に供給され、昇温・冷
却水流路板212の加湿水流通穴212e,212gを
介して酸化剤ガス加湿水第一流路板213の加湿水流通
穴213e,213gに流入し、酸化剤ガス加湿水第
二、三流路板214、215の加湿水流通穴214e,
214g、215e,215gを介して前記中間セパレ
ータ230へ送給されると共に、上記酸化剤ガス加湿水
流路板213の前記連絡溝213i,213jを介して
前記酸化剤ガス加湿水流通溝213kに流れ込み、酸化
剤ガス加湿水第二流路板214の前記酸化剤ガス加湿水
流通溝214kを介して酸化剤ガス加湿水第三流路板2
15の酸化剤ガス−水流通溝215uに流れ込み、当該
流通溝215uを流通する酸化剤ガスを加湿する。
【0125】昇温・冷却水は、例えば、端板211の昇
温・冷却水流通穴211fから内部に供給され、昇温・
冷却水流路板212の昇温・冷却水流通穴212fに流
入し、酸化剤ガス加湿水第一〜三流路板213〜215
の昇温・冷却水流通穴212f〜215fを介して前記
中間セパレータ230へ送給されると共に、上記昇温・
冷却水流路板212の前記昇温・冷却水流通溝212v
を流通し、端板211および酸化剤ガス加湿水流路板2
13を昇温・冷却することにより発電セル等を昇温・冷
却しながら昇温・冷却水流通穴212hに流入し、端板
211の昇温・冷却水流通穴211hから外部へ送り出
される。
【0126】つまり、第一のエンドセパレータ210
は、前述した従来の第一のエンドセパレータ410と同
様な機能を発現しながらも、その構成板の枚数が少なく
(5枚)て済むのである。
【0127】一方、第二のエンドセパレータ220は、
図5(b)および図7に示すように、端板221と、昇
温・冷却水流路板222と、燃料ガス加湿水第一流路板
226と、燃料ガス加湿水第二流路板227と、燃料ガ
ス加湿水第三流路板228とからなっており、ステンレ
スの薄板にレーザカット加工で後述する各種の溝や穴等
を形成し、これら板221、222、226〜228を
ニッケルろう付することで一体化させたものである。
【0128】前記端板221は、前記他端の最外部に配
設され、前記エンドセパレータ210の前記端板211
と同様な構造をなしている。
【0129】前記昇温・冷却水流路板222は、上記端
板221に隣接して配設され、前記エンドセパレータ2
10の前記昇温・冷却水流路板212と同様な構造をな
している。
【0130】前記燃料ガス加湿水第一流路板226は、
上記昇温・冷却水流路板222に隣接して配設され、当
該昇温・冷却水流路板222の酸化剤ガス流通穴222
a,222b、燃料ガス流通穴222c,222d、加
湿水流通穴222e,222g、昇温・冷却水流通穴2
22f,222hに各々対応して接続する酸化剤ガス流
通穴226a,226b、燃料ガス流通穴226c,2
26d、加湿水流通穴226e,226g、昇温・冷却
水流通穴226f,226hが上記昇温・冷却水流路板
222と同様にして形成される一方、上記燃料ガス流通
穴226c,226dに燃料ガス流通溝226p,22
6qが形成されると共に、上記燃料ガス流通穴226
c,226dの近傍に上記酸化剤ガス流通穴226a,
226b間を結ぶ線に沿って長手方向を向けた燃料ガス
加湿水流通溝226kが対をなすようにして形成され、
燃料ガス流通穴226c近傍の上記燃料ガス加湿水流通
溝226kと上記加湿水流通穴226eとを連絡する連
絡溝226iおよび燃料ガス流通穴226d近傍の上記
燃料ガス加湿水流通溝226kと上記加湿水流通穴22
6gとを連絡する連絡溝226jが形成されている。
【0131】前記燃料ガス加湿水第二流路板227は、
上記燃料ガス加湿水第一流路板226に隣接して配設さ
れ、当該燃料ガス加湿水第一流路板226の上記酸化剤
ガス流通穴226a,226b、上記燃料ガス流通穴2
26c,226d、上記加湿水流通穴226e,226
g、上記昇温・冷却水流通穴226f,226h、上記
燃料ガス加湿水流通溝226kに各々対応して接続する
酸化剤ガス流通穴227a,227b、燃料ガス流通穴
227c,227d、加湿水流通穴227e,227
g、加湿水流通穴227f,227h、燃料ガス加湿水
流通溝227kが上記燃料ガス加湿水第一流路板226
と同様にして形成されると共に、当該燃料ガス加湿水第
一流路板226の前記酸化剤ガス流通溝226p,22
6qと接続する酸化剤ガス連絡溝227s,227tが
形成されている。
【0132】前記燃料ガス加湿水第三流路板228は、
上記燃料ガス加湿水第二流路板227に隣接して配設さ
れ、当該第二流路板227の上記酸化剤ガス流通穴22
7a,227b、上記燃料ガス流通穴227c,227
d、上記加湿水流通穴227e,227g、上記昇温・
冷却水流通穴227f,227hに各々対応して接続す
る酸化剤ガス流通穴228a,228b、燃料ガス流通
穴228c,228d、加湿水流通穴228e,228
g、昇温・冷却水流通穴228f,228hが上記第二
流路板227と同様にして形成されると共に、当該第二
流路板227の対をなす前記加湿水流通溝227k間お
よび前記燃料ガス連絡溝227s,227t間を連絡す
る燃料ガス−水流通溝228uが複数形成されている。
【0133】このような第二のエンドセパレータ220
において、燃料ガス、酸化剤ガス、加湿水、昇温・冷却
水は、以下のようにして流通する。
【0134】燃料ガスは、例えば、端板221の燃料ガ
ス流通穴221cから内部に供給され、昇温・冷却水流
路板222の燃料ガス流通穴222cを介して燃料ガス
加湿水第一流路板226の燃料ガス流通穴226cに流
入し、燃料ガス加湿水第二、三流路板227,228の
燃料ガス流通穴227c,228cを介して前記中間セ
パレータ230へ送給されると共に、上記燃料ガス加湿
水第一流路板226の燃料ガス流通溝226pおよび燃
料ガス加湿水第二流路板227の燃料ガス連絡溝227
sを介して燃料ガス加湿水第三流路板228の燃料ガス
−水流通溝228uに送り込まれ、当該燃料ガス加湿水
第四流路板228に隣接して配設される発電セルの燃料
ガス極に供給されて使用された後、上記燃料ガス加湿水
第二流路板227の酸化剤ガス連絡溝227tを介して
燃料ガス加湿水第一流路板226の燃料ガス流通溝22
6qに流入し、当該流路板226の燃料ガス流通穴22
6dから昇温・冷却水流路板222の燃料ガス流通穴2
22dを介して端板221の燃料ガス流通穴221dか
ら外部へ送り出される。
【0135】酸化剤ガスは、各発電セルで使用された
後、例えば、燃料ガス加湿水第一〜三流路板226〜2
28の酸化剤ガス流通穴226b〜228bおよび昇温
・冷却水流路板222の酸化剤ガス流通穴222bを介
して端板221の酸化剤ガス流通穴221bに流入して
外部へ送り出される。
【0136】加湿水は、例えば、端板221の加湿水流
通穴221e,221gから内部に供給され、昇温・冷
却水流路板222の加湿水流通穴222e,222gを
介して燃料ガス加湿水第一流路板226の加湿水流通穴
226e,226gに流入し、燃料ガス加湿水第二、三
流路板227、228の加湿水流通穴227e,227
g、228e,228gを介して前記中間セパレータ2
30へ送給されると共に、上記燃料ガス加湿水第一流路
板226の前記連絡溝226i,226jを介して前記
燃料ガス加湿水流通溝226kに流れ込み、燃料ガス加
湿水第二流路板227の前記燃料ガス加湿水流通溝22
7kを介して燃料ガス加湿水第三流路板228の燃料ガ
ス−水流通溝228uに流れ込み、当該流通溝228u
を流通する燃料ガスを加湿する。
【0137】昇温・冷却水は、例えば、端板221の昇
温・冷却水流通穴221fから内部に供給され、昇温・
冷却水流路板222の昇温・冷却水流通穴222fに流
入し、燃料ガス加湿水第一〜三流路板226〜228の
昇温・冷却水流通穴226f〜228fを介して前記中
間セパレータ230へ送給されると共に、上記昇温・冷
却水流路板222の前記昇温・冷却水流通溝222vを
流通し、端板221および燃料ガス加湿水第一流路板2
26を昇温・冷却することにより発電セル等を昇温・冷
却しながら昇温・冷却水流通穴222hに流入し、端板
221の昇温・冷却水流通穴221hから外部へ送り出
される。
【0138】つまり、第二のエンドセパレータ220
は、前述した従来の第二のエンドセパレータ420と同
様な機能を発現しながらも、その構成板の枚数が少なく
(5枚)て済むのである。
【0139】また、中間セパレータ230は、図5
(c)および図8に示すように、昇温・冷却水流路板2
32と、酸化剤ガス加湿水第一流路板233と、酸化剤
ガス加湿水第二流路板234と、酸化剤ガス加湿水第三
流路板235と、燃料ガス加湿水第一流路板236と、
燃料ガス加湿水第二流路板237と、燃料ガス加湿水第
三流路板238とからなっており、ステンレスの薄板に
レーザカット加工で後述する各種の溝や穴等を形成し、
これら板232〜238をニッケルろう付することで一
体化させたものである。
【0140】前記昇温・冷却水流路板232は、前記エ
ンドセパレータ210,220の昇温・冷却水流路板2
12,222と同様な構造をなしている。
【0141】前記酸化剤ガス加湿水第一流路板233
は、上記昇温・冷却水流路板232の一端面に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ210の酸化剤ガス加
湿水第一流路板213と同様な構造をなしている。
【0142】前記酸化剤ガス加湿水第二流路板234
は、上記酸化剤ガス加湿水第一流路板233に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ210の酸化剤ガス加
湿水第二流路板214と同様な構造をなしている。
【0143】前記酸化剤ガス加湿水第三流路板235
は、上記酸化剤ガス加湿水第二流路板234に隣接して
配設され、前記エンドセパレータ210の酸化剤ガス加
湿水第三流路板215と同様な構造をなしている。
【0144】前記燃料ガス加湿水第一流路板236は、
上記昇温・冷却水流路板232の他端面に隣接して配設
され、前記エンドセパレータ220の燃料ガス加湿水第
一流路板226と同様な構造をなしている。
【0145】前記燃料ガス加湿水第二流路板237は、
上記燃料ガス加湿水第一流路板236に隣接して配設さ
れ、前記エンドセパレータ220の燃料ガス加湿水第二
流路板227と同様な構造をなしている。
【0146】前記燃料ガス加湿水第三流路板238は、
上記燃料ガス加湿水第二流路板237に隣接して配設さ
れ、前記エンドセパレータ220の燃料ガス加湿水第三
流路板228と同様な構造をなしている。
【0147】上述したような中間セパレータ230にお
いて、酸化剤ガス、燃料ガス、加湿水、昇温・冷却水
は、以下のようにして流通する。
【0148】酸化剤ガスは、例えば、前記エンドセパレ
ータ210の酸化剤ガス加湿水第三流路板215の酸化
剤ガス流通穴215aから供給され、前記各板232〜
238の酸化剤ガス流通穴232a〜238aを流通
し、隣接する他の中間セパレータ230または前記エン
ドセパレータ220に流れ込むと共に、上記酸化剤ガス
加湿水第一流路板233の酸化剤ガス流通溝233mお
よび酸化剤ガス加湿水第二流路板234の酸化剤ガス連
絡溝234sを介して酸化剤ガス加湿水第三流路板23
5の酸化剤ガス−水流通溝235uに送り込まれ、当該
酸化剤ガス加湿水第三流路板235に隣接して配設され
る発電セルの酸化剤ガス極に供給されて使用された後、
上記酸化剤ガス加湿水第二流路板234の酸化剤ガス連
絡溝234tを介して酸化剤ガス加湿水第一流路板23
3の酸化剤ガス流通溝233nに流入し、当該流路板2
33の酸化剤ガス流通穴233bから上記各板232,
234〜238の各酸化剤ガス流通穴232b,234
b〜238bを流れ、隣接する他の中間セパレータ23
0または前記エンドセパレータ220に流れ込む。
【0149】燃料ガスは、例えば、前記エンドセパレー
タ220の燃料ガス加湿水第三流路板228の燃料ガス
流通穴228cから供給され、前記各板232〜238
の燃料ガス流通穴232c〜238cを流通し、隣接す
る他の中間セパレータ230または前記エンドセパレー
タ210に流れ込むと共に、上記燃料ガス加湿水第一流
路板236の燃料ガス流通溝236pおよび燃料ガス加
湿水第二流路板237の燃料ガス連絡溝237sを介し
て燃料ガス加湿水第三流路板238の燃料ガス−水流通
溝238uに送り込まれ、当該燃料ガス加湿水第三流路
板238に隣接して配設される発電セルの燃料ガス極に
供給されて使用された後、上記燃料ガス加湿水第二流路
板237の燃料ガス連絡溝237tを介して燃料ガス加
湿水第一流路板236の燃料ガス流通溝236qに流入
し、当該流路板236の燃料ガス流通穴236dから上
記各板232〜235,237,238の各燃料ガス流
通穴232d〜235d,237d,238dを流れ、
隣接する他の中間セパレータ230または前記エンドセ
パレータ210に流れ込む。
【0150】加湿水は、例えば、前記エンドセパレータ
210の酸化剤ガス加湿水第三流路板215の加湿水流
通穴215e,215gから供給され、前記各板232
〜238の加湿水流通穴232e〜238e,232g
〜238gを流通して、隣接する他の中間セパレータ2
30または前記エンドセパレータ220に流れ込む一
方、酸化剤ガス加湿水第一流路板233の前記連絡溝2
33i,233jを介して前記酸化剤ガス加湿水流通溝
233kに流入し、酸化剤ガス加湿水第二流路板234
の酸化剤ガス加湿水流通溝234kを介して酸化剤ガス
加湿水第三流路板235の酸化剤ガス−水流通溝235
uに流れ込み、当該流通溝235uを流通する酸化剤ガ
スを加湿すると共に、燃料ガス加湿水第一流路板236
の前記連絡溝236i,236jを介して前記燃料ガス
加湿水流通溝236kに流入し、燃料ガス加湿水第二流
路板237の燃料ガス加湿水流通溝237kを介して燃
料ガス加湿水第三流路板238の燃料ガス−水流通溝2
38uに流れ込み、当該流通溝238uを流通する燃料
ガスを加湿する。
【0151】昇温・冷却水は、例えば、前記エンドセパ
レータ220の燃料ガス加湿水第三流路板228の昇温
・冷却水流通穴228fから供給され、前記各板232
〜238の昇温・冷却水流通穴232f〜238fを流
通して、隣接する他の中間セパレータ230または前記
エンドセパレータ210に流れ込む一方、昇温・冷却水
流路板232の昇温・冷却水流通溝232vを流通して
酸化剤ガス加湿水第一流路板233および燃料ガス加湿
水第一流路板236を昇温・冷却することにより発電セ
ル等を昇温・冷却しながら昇温・冷却水流通穴232h
に流入し、上記各板233〜338の昇温・冷却水流通
穴233h〜238hを流れ、隣接する他の中間セパレ
ータ230または前記エンドセパレータ210へ流れ込
む。
【0152】つまり、中間セパレータ230は、前述し
た従来の中間セパレータ430と同様な機能を発現しな
がらも、その構成板の枚数が少なく(7枚)て済むので
ある。
【0153】このような上記中間セパレータ230で発
電セルを挟みながら複数積層し、これらを前記エンドセ
パレータ210,220で挟んでセルスタックを構成し
て、酸化剤ガス、燃料ガス、加湿水、昇温・冷却水を供
給することにより、酸化剤ガスおよび燃料ガスが前述し
たようにして各セパレータ210,220,230内を
流通し、発電セルで化学反応を起こして電力を発生させ
ることができる一方、加湿水が前述したようにして各セ
パレータ210,220,230内を流通し、発電セル
での発電に伴う熱を吸収して当該発電セルを冷却すると
同時に上記吸熱により気化して上記ガスを加湿し、発電
セルの固体高分子電解質を加湿して発電効率の低下を防
ぐことができると共に、昇温・冷却水が前述したように
して各セパレータ210,220,230内を流通し、
当該セパレータ210,220,230を所定の温度に
保つことができる。
【0154】したがって、このような固体高分子電解質
燃料電池の水−ガス型のセパレータによれば、従来の水
−ガス型のセパレータと同様な機能を有しながらも、そ
の構成枚数を少なくすることができる(エンドセパレー
タで1枚、中間セパレータで4枚)ので、燃料電池の製
造コストを低減することができると共に、燃料電池の体
積および重量を小さくすることができる。また、中間セ
パレータ230を構成する板の枚数が上述のように少な
いだけでなく、中間セパレータ230の内部中央に昇温
・冷却水流路板232を配設したので、中間セパレータ
230を迅速に温度調整することができる。
【0155】
【発明の効果】本発明の固体高分子電解質燃料電池のセ
パレータによれば、板の構成枚数が少ないので、以下の
ような効果を得ることができる。 (1)燃料電池の製造コストを低減することができる。 (2)燃料電池の体積および重量を小さくすることがで
きる。 (3)温度調整を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一番目の発明による固体高分子電解質燃料電
池のメッシュ組込型のセパレータの概略構造を表す分解
斜視図である。
【図2】図1(a)の分解平面図である。
【図3】図1(b)の分解平面図である。
【図4】図1(c)の分解平面図である。
【図5】第二番目の発明による固体高分子電解質燃料電
池の水−ガス型のセパレータの概略構造を表す分解斜視
図である。
【図6】図5(a)の分解平面図である。
【図7】図5(b)の分解平面図である。
【図8】図5(c)の分解平面図である。
【図9】固体高分子電解質燃料電池の主要部の構成説明
図である。
【図10】従来の固体高分子電解質燃料電池のメッシュ
組込型のセパレータの概略構造を表す分解斜視図であ
る。
【図11】図10(a)の分解平面図である。
【図12】図10(b)の分解平面図である。
【図13】図10(c)の分解平面図である。
【図14】従来の固体高分子電解質燃料電池の水−ガス
型のセパレータの概略構造を表す分解斜視図である。
【図15】図14(a)の分解平面図である。
【図16】図14(b)の分解平面図である。
【図17】図14(c)の分解平面図である。
【符号の説明】
110,120 エンドセパレータ 130 中間セパレータ 111,121 端板 112,122,132 昇温・冷却水流路板 113,133 酸化剤ガス流路板 124,134 燃料ガス流路板 115,125,135 組込板 210,220 エンドセパレータ 230 中間セパレータ 211,221 端板 212,222,232 昇温・冷却水流路板 213,233 酸化剤ガス加湿水第一流路板 214,234 酸化剤ガス加湿水第二流路板 215,235 酸化剤ガス加湿水第三流路板 226,236 燃料ガス加湿水第一流路板 227,237 燃料ガス加湿水第二流路板 228,238 燃料ガス加湿水第三流路板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流通
    穴と、燃料ガスを流通させる燃料ガス流通穴と、昇温・
    冷却を行う昇温・冷却水を流通させる昇温・冷却水流通
    穴とが形成された端板と、 この端板に隣接して配設され、当該端板の上記酸化剤ガ
    ス流通穴と連通する酸化剤ガス流通穴と、当該端板の上
    記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該端
    板の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流
    通穴と、この昇温・冷却水流通穴に繋がって上記昇温・
    冷却水を表面全体に蛇行させながら流通させる昇温・冷
    却水流通溝とが形成された昇温・冷却水流路板と、 この昇温・冷却水流路板に隣接して配設され、当該昇温
    ・冷却水流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガ
    ス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の上記昇温・冷却
    水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該昇温・
    冷却水流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤
    ガス流通穴と、この酸化剤ガス流通穴に繋がって上記酸
    化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流通溝とが形成された
    酸化剤ガス流路板と、 この酸化剤ガス流路板に隣接して配設され、当該酸化剤
    ガス流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガ
    ス流通穴と、当該酸化剤ガス流路板の上記燃料ガス流通
    穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該酸化剤ガス流路板
    の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通
    穴と、当該酸化剤ガス流路板の上記酸化剤ガス流通溝と
    連絡し且つ発電セルを保持する組込穴とが形成された組
    込板とからなる第一エンドセパレータと、 前記第一エンドセパレータの前記端板と同様な構造をな
    す端板と、 この端板に隣接して配設され、前記第一エンドセパレー
    タの前記昇温・冷却水流路板と同様な構造をなす昇温・
    冷却水流路板と、 この昇温・冷却水流路板に隣接して配設され、当該昇温
    ・冷却水流路板の酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガ
    ス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の昇温・冷却水流
    通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該昇温・冷却
    水流路板の燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴
    と、この燃料ガス流通穴に繋がって前記燃料ガスを流通
    させる燃料ガス流通溝とが形成された燃料ガス流路板
    と、 この燃料ガス流路板に隣接して配設され、当該燃料ガス
    流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤ガス流
    通穴と、当該燃料ガス流路板の上記燃料ガス流通穴と連
    通する燃料ガス流通穴と、当該燃料ガス流路板の上記昇
    温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当
    該燃料ガス流路板の上記燃料ガス流通溝と連絡し且つ発
    電セルを保持する組込穴とが形成された組込板とからな
    る第二エンドセパレータと、 前記第一エンドセパレータまたは前記第二エンドセパレ
    ータの前記昇温・冷却水流路板と同様な構造をなす昇温
    ・冷却水流路板と、 この昇温・冷却水流路板の一端面に隣接して配設され、
    前記第一エンドセパレータの前記酸化剤ガス流路板と同
    様な構造をなす酸化剤ガス流路板と、 この酸化剤ガス流路板に隣接して配設され、前記第一エ
    ンドセパレータの前記組込板と同様な構造をなす組込板
    と、 上記昇温・冷却水流路板の他端面に隣接して配設され、
    前記第二エンドセパレータの前記燃料ガス流路板と同様
    な構造をなす燃料ガス流路板と、 この燃料ガス流路板に隣接して配設され、前記第二エン
    ドセパレータの前記組込板と同様な構造をなす組込板と
    からなる中間セパレータとを備えてなることを特徴とす
    る固体高分子電解質燃料電池のセパレータ。
  2. 【請求項2】 酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流通
    穴と、燃料ガスを流通させる燃料ガス流通穴と、昇温・
    冷却を行う昇温・冷却水を流通させる昇温・冷却水流通
    穴と、上記酸化剤ガスおよび上記燃料ガスを加湿する加
    湿水を流通させる加湿水流通穴とが形成された端板と、 この端板に隣接して配設され、当該端板の上記酸化剤ガ
    ス流通穴と連通する酸化剤ガス流通穴と、当該端板の上
    記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴と、当該端
    板の上記加湿水流通穴と連通する加湿水流通穴と、当該
    端板の上記昇温・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水
    流通穴と、この昇温・冷却水流通穴に繋がって上記昇温
    ・冷却水を表面全体に蛇行させながら流通させる昇温・
    冷却水流通溝とが形成された昇温・冷却水流路板と、 この昇温・冷却水流路板に隣接して配設され、当該昇温
    ・冷却水流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガ
    ス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の上記昇温・冷却
    水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該昇温・
    冷却水流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化剤
    ガス流通穴と、この酸化剤ガス流通穴に繋がって上記酸
    化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流通溝と、上記昇温・
    冷却水流路板の上記加湿水流通穴と連通する加湿水流通
    穴と、この加湿水流通穴と繋がって上記加湿水を流通さ
    せる酸化剤ガス加湿水流通溝とが形成された酸化剤ガス
    加湿水第一流路板と、 この酸化剤ガス加湿水第一流路板に隣接して配設され、
    当該酸化剤ガス加湿水第一流路板の上記酸化剤ガス流通
    穴と連通する酸化剤ガス流通穴と、当該酸化剤ガス加湿
    水第一流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス
    流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板の上記昇温
    ・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該
    酸化剤ガス加湿水第一流路板の上記加湿水流通穴と連通
    する加湿水流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板
    の上記酸化剤ガス流通溝と連通する酸化剤ガス流通溝
    と、当該酸化剤ガス加湿水第一流路板の上記酸化剤ガス
    加湿水流通溝と連通する酸化剤ガス加湿水流通溝とが形
    成された酸化剤ガス加湿水第二流路板と、 この酸化剤ガス加湿水第二流路板に隣接して配設され、
    当該酸化剤ガス加湿水第二流路板の上記酸化剤ガス流通
    穴と連通する酸化剤ガス流通穴と、当該酸化剤ガス加湿
    水第二流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス
    流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水第二流路板の上記昇温
    ・冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該
    酸化剤ガス加湿水第二流路板の上記加湿水流通穴と連通
    する加湿水流通穴と、当該酸化剤ガス加湿水第二流路板
    の上記酸化剤ガス流通溝および上記酸化剤ガス加湿水流
    通溝と連絡する酸化剤ガス−加湿水流通溝とが形成され
    た酸化剤ガス加湿水第三流路板とからなる第一エンドセ
    パレータと、 前記第一エンドセパレータの前記端板と同様な構造をな
    す端板と、 この端板に隣接して配設され、前記第一エンドセパレー
    タの前記昇温・冷却水流路板と同様な構造をなす昇温・
    冷却水流路板と、 この昇温・冷却水流路板に隣接して配設され、当該昇温
    ・冷却水流路板の上記酸化剤ガス流通穴と連通する酸化
    剤ガス流通穴と、当該昇温・冷却水流路板の上記昇温・
    冷却水流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該昇
    温・冷却水流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料
    ガス流通穴と、この燃料ガス流通穴に繋がって上記燃料
    ガスを流通させる燃料ガス流通溝と、上記昇温・冷却水
    流路板の上記加湿水流通穴と連通する加湿水流通穴と、
    この加湿水流通穴と繋がって上記加湿水を流通させる燃
    料ガス加湿水流通溝とが形成された燃料ガス加湿水第一
    流路板と、 この燃料ガス加湿水第一流路板に隣接して配設され、当
    該燃料ガス加湿水第一流路板の上記酸化剤ガス流通穴と
    連通する酸化剤ガス流通穴と、当該燃料ガス加湿水第一
    流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴
    と、当該燃料ガス加湿水第一流路板の上記昇温・冷却水
    流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該燃料ガス
    加湿水第一流路板の上記加湿水流通穴と連通する加湿水
    流通穴と、当該燃料ガス加湿水第一流路板の上記燃料ガ
    ス流通溝と連通する燃料ガス流通溝と、当該燃料ガス加
    湿水第一流路板の上記燃料ガス加湿水流通溝と連通する
    燃料ガス加湿水流通溝とが形成された燃料ガス加湿水第
    二流路板と、 この燃料ガス加湿水第二流路板に隣接して配設され、当
    該燃料ガス加湿水第二流路板の上記酸化剤ガス流通穴と
    連通する酸化剤ガス流通穴と、当該燃料ガス加湿水第二
    流路板の上記燃料ガス流通穴と連通する燃料ガス流通穴
    と、当該燃料ガス加湿水第二流路板の上記昇温・冷却水
    流通穴と連通する昇温・冷却水流通穴と、当該燃料ガス
    加湿水第二流路板の上記加湿水流通穴と連通する加湿水
    流通穴と、当該燃料ガス加湿水第二流路板の上記燃料ガ
    ス流通溝および上記燃料ガス加湿水流通溝と連絡する燃
    料ガス−加湿水流通溝とが形成された燃料ガス第三流路
    板とからなる第二エンドセパレータと、 前記第一エンドセパレータまたは前記第二エンドセパレ
    ータの前記昇温・冷却水流路板と同様な構造をなす昇温
    ・冷却水流路板と、 この昇温・冷却水流路板の一端面に隣接して配設され、
    前記第一エンドセパレータの前記酸化剤ガス加湿水第一
    流路板と同様な構造をなす酸化剤ガス加湿水第一流路板
    と、 この酸化剤ガス加湿水第一流路板に隣接して配設され、
    前記第一エンドセパレータの前記酸化剤ガス加湿水第二
    流路板と同様な構造をなす酸化剤ガス加湿水第二流路板
    と、 この酸化剤ガス加湿水第二流路板に隣接して配設され、
    前記第一エンドセパレータの前記酸化剤ガス加湿水第三
    流路板と同様な構造をなす酸化剤ガス加湿水第三流路板
    と、 上記昇温・冷却水流路板の他端面に隣接して配設され、
    前記第二エンドセパレータの前記燃料ガス加湿水第一流
    路板と同様な構造をなす燃料ガス加湿水第一流路板と、 この燃料ガス加湿水第一流路板に隣接して配設され、前
    記第二エンドセパレータの前記燃料ガス加湿水第二流路
    板と同様な構造をなす燃料ガス加湿水第二流路板と、 この燃料ガス加湿水第二流路板に隣接して配設され、前
    記第二エンドセパレータの前記燃料ガス加湿水第三流路
    板と同様な構造をなす燃料ガス加湿水第三流路板とから
    なる中間セパレータとを備えてなることを特徴とする固
    体高分子電解質燃料電池のセパレータ。
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