JPH1064575A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で燃料電池構造体に部分的な温度差
が発生することを阻止するとともに、前記燃料電池構造
体を強固かつ確実に挟持することを可能にする。 【解決手段】燃料電池１０の内部に、燃料電池セル２０
の冷却に使用された冷却水を該燃料電池セル２０の発電
機能部２８の両側にかつその積層方向に沿って巡回させ
る巡回通路２９ａ、２９ｂが設けられる。燃料電池１０
の両端には、冷却水の流れ方向を転換させるための第１
および第２エンドプレート８６、９０が第１および第２
剛性板８４、８８を介して配設される。

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
膜をアノード側電極とカソード側電極で挟んで構成され
る燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体高分子電解質膜型燃料電池は、高分
子イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の両側
にそれぞれ配置される触媒電極および多孔質カーボン電
極とからなる燃料電池構造体（単位セル）をセパレータ
によって挟持して複数個積層することにより構成され
る。

【０００３】この種の燃料電池において、アノード側電
極に供給された水素は、触媒電極上で水素イオン化さ
れ、適度に加湿された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。カソー
ド側電極には、酸化剤ガス、例えば、酸素ガスあるいは
空気が供給されているために、このカソード側電極にお
いて、前記水素イオン、前記電子および酸素が反応して
水が生成される。

【０００４】ところで、この種の燃料電池においては、
例えば、図１３に示すように、燃料電池構造体２とセパ
レータ４とが交互に積層されるとともに、前記燃料電池
構造体２の発電機能部（電極部）２ａに燃料ガス（例え
ば、水素ガス）と酸化剤ガス（例えば、酸素ガス）の流
れ方向に平行して冷却水が供給される構造が知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構造では、発電機能部２ａの上下方向に冷却水が流れる
ため、熱の放散によってこの発電機能部２ａの中央部分
と該発電機能部２ａの両側とで比較的大きな温度差が生
ずる。これにより、発電機能部２ａの両側で温度低下に
起因して水の凝集結露が惹起し、この発電機能部２ａに
作動しない部分が発生してしまう。しかも、発電機能部
２ａには、低温のために性能が低下している部分が生じ
易い。これによって、発電機能部２ａの有効作動面積お
よび性能が著しく低下するという問題が指摘されてい
る。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、簡単な構成で燃料電池構造体に部分的な温度差が
発生することを阻止するとともに、前記燃料電池構造体
を強固かつ確実に挟持することが可能な燃料電池を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、燃料電池構造体の発電機能部を冷却す
るために使用された冷却媒体を、この発電機能部の外方
にかつその積層方向に沿って巡回させている。従って、
発電機能部の外方には、前記発電機能部で熱交換が行わ
れて温度が高くなった冷却媒体が流れることになる。こ
れにより、発電機能部の中央部と該発電機能部の外方端
部との温度差が小さくなるとともに、結露を防止するこ
とができ、前記発電機能部の有効作動面積および性能の
向上が図られる。

【０００８】しかも、冷却媒体の流れ方向を転換させる
連通路を有したエンドプレートに対向して剛性板が配設
されている。このため、エンドプレートの連通路、すな
わち空間部に対応する部分で燃料電池構造体の挟持不良
（押圧力不足）が発生することがなく、例えば、水通路
とガス通路との間でリークが生ずるという不具合を有効
に阻止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
燃料電池１０の概略斜視図であり、図２は、前記燃料電
池１０の分解斜視説明図である。

【００１０】燃料電池１０は、燃料電池セル（燃料電池
構造体）２０を水平方向に多数積層して構成される。こ
の燃料電池セル２０は、固体高分子電解質膜２２を挟ん
でアノード側電極２６とカソード側電極２４とから構成
される発電機能部２８を有する。

【００１１】図３に示すように、電解質膜２２の上部側
には、水素等の燃料ガスを１つの方向へと通過させるた
めの長円状の孔部２２ａと、冷却水を通過させるための
孔部２２ｂと、酸化剤ガス、例えば、酸素ガスを通過さ
せるための孔部２２ｃとが設けられる。電解質膜２２の
下部側には、燃料ガスを通過させるための孔部２２ｄ
と、冷却水を通過させるための孔部２２ｅと、酸化剤ガ
スを通過させるための孔部２２ｆとが設けられる。電解
質膜２２の両側部側には、発電機能部２８の冷却に使用
された冷却水（冷却媒体）を、この発電機能部２８の外
方にかつその積層方向に沿って巡回させる巡回通路２９
ａ、２９ｂを構成する孔部２３ａ〜２３ｃ、２３ｄ〜２
３ｆが形成される。

【００１２】このように構成される発電機能部２８の両
側に第１ガスケット３０と第２ガスケット３２とが設け
られる。図４に示すように、第１ガスケット３０は、カ
ソード側電極２４を収納するための大きな開口部３４を
有し、一方、第２ガスケット３２は、アノード側電極２
６を収納するための開口部３６を有する。第１ガスケッ
ト３０には、電解質膜２２と同様に、燃料ガスを通過さ
せるための孔部３０ａと３０ｄ、冷却水を通過させるた
めの孔部３０ｂと３０ｅ、酸化剤ガスを通過させるため
の孔部３０ｃと３０ｆが、それぞれ上部側と下部側に設
けられる。この第１ガスケット３０の両側部側には、巡
回通路２９ａ、２９ｂを構成する孔部３１ａ〜３１ｃ、
３１ｄ〜３１ｆが形成されており、第２ガスケット３２
は、この第１ガスケット３０と同様に構成される。

【００１３】燃料電池セル２０は、セパレータ４０によ
り挟持される。図２に示すように、セパレータ４０は、
第１マニホールド板４２と、この第１マニホールド板４
２に当接する第１面圧発生板４４と第２面圧発生板４６
との間で挟持されるセパレータ本体４８と、前記第２面
圧発生板４６に当接する第２マニホールド板５０とから
構成される。

【００１４】図５に示すように、第１マニホールド板４
２は、矩形状の平板で構成され、その右上隅角部に燃料
ガスを供給するための燃料ガス供給用凹部４２ａが設け
られ、これに隣接して冷却水を排出するための冷却水排
出用孔部４２ｂが設けられる。第１マニホールド板４２
の左上隅角部には酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガ
ス供給用孔部４２ｃが設けられるとともに、この第１マ
ニホールド板４２の左下隅角部には、燃料ガスを排出す
るための燃料ガス排出用凹部４２ｄが設けられ、この燃
料ガス排出用凹部４２ｄから右下隅角部に向かって冷却
水供給用孔部４２ｅと酸化剤ガス排出用孔部４２ｆとが
順次設けられる。前記燃料ガス供給用凹部４２ａと燃料
ガス排出用凹部４２ｄとは、後述する燃料ガス用整流板
８０を収納する開口部４５によって連通状態にある。第
１マニホールド板４２の両側部側には、巡回通路２９
ａ、２９ｂを構成する孔部４３ａ〜４３ｃ、４３ｄ〜４
３ｆが形成される。

【００１５】第１マニホールド板４２と第２マニホール
ド板５０とは基本的に対称に構成されており、これを図
６に示す。第２マニホールド板５０についてはその詳細
な説明を省略するが、その上部側に燃料ガス供給用孔部
５０ａと冷却水排出用孔部５０ｂと酸化剤ガス供給用凹
部５０ｃとが設けられる一方、その下部側には燃料ガス
排出用孔部５０ｄと冷却水供給用孔部５０ｅと酸化剤ガ
ス排出用凹部５０ｆとが設けられる。前記酸化剤ガス供
給用凹部５０ｃと酸化剤ガス排出用凹部５０ｆとは、後
述する酸化剤ガス用整流板８２を収納する開口部５２に
よって連通状態にある。第２マニホールド板５０の両側
部側には、巡回通路２９ａ、２９ｂを構成する孔部５１
ａ〜５１ｃ、５１ｄ〜５１ｆが形成される。

【００１６】第１マニホールド板４２に当接する第１面
圧発生板４４は、図７に示すように、電子導電材で構成
された平板または後述する燃料ガス用整流板８０と一体
化、または同一材で加工製造されたものからなり、その
上部側には、第１マニホールド板４２の燃料ガス供給用
凹部４２ａに連通する燃料ガス供給用連通孔４４ａと、
冷却水排出用孔部４２ｂに連通する冷却水排出用連通孔
４４ｂと、酸化剤ガス供給用孔部４２ｃに連通する連通
孔４４ｃとが設けられる。第１面圧発生板４４の下部側
には、第１マニホールド板４２の燃料ガス排出用凹部４
２ｄに連通する連通孔４４ｄと、冷却水供給用孔部４２
ｅに連通する連通孔４４ｅと、酸化剤ガス排出用孔部４
２ｆに連通する連通孔４４ｆとが設けられる。第１面圧
発生板４４の両側部側には、第１マニホールド板４２の
孔部４３ａ〜４３ｃ、４３ｄ〜４３ｆに連通する孔部５
７ａ〜５７ｃ、５７ｄ〜５７ｆが形成される。なお、第
２面圧発生板４６は、この第１面圧発生板４４と実質的
に同一構成であり、その詳細な説明を省略する。

【００１７】第３のマニホールド板であるセパレータ本
体４８は、冷却水を下方から上方に供給して発電機能部
２８を冷却するためのものである。図８に示すように、
比較的厚めのセパレータ本体４８は、好ましくは導電性
緻密材（中実体）で構成され、第１マニホールド板４２
の燃料ガス供給用凹部４２ａ、第１面圧発生板４４の連
通孔４４ａに連通して燃料ガスを供給するための燃料ガ
ス供給用孔部４８ａをその右上隅角部に有する。第１マ
ニホールド板４２の冷却水排出用孔部４２ｂ、第１面圧
発生板４４の連通孔４４ｂに連通する冷却水排出用凹部
４８ｂが前記孔部４８ａに隣接し、かつこのセパレータ
本体４８の略中央上部に設けられるとともに、左上隅角
部には第１マニホールド板４２の酸化剤ガス供給用孔部
４２ｃ、第１面圧発生板４４の連通孔４４ｃに連通する
酸化剤ガス供給用孔部４８ｃが設けられる。

【００１８】セパレータ本体４８の左下隅角部には、第
１マニホールド板４２の燃料ガス排出用凹部４２ｄ、第
１面圧発生板４４の連通孔４４ｄに連通する孔部４８ｄ
が設けられ、冷却水排出用凹部４８ｂの直下に冷却水供
給用凹部４８ｅが設けられている。セパレータ本体４８
の右下隅角部には、酸化剤ガス排出用孔部４８ｆが設け
られる。凹部４８ｂと凹部４８ｅは、大きく画成された
開口部６２によって連通状態にある。セパレータ本体４
８の両側部側には、第１マニホールド板４２の孔部４３
ａ〜４３ｃ、４３ｄ〜４３ｆおよび第１面圧発生板４４
の孔部５７ａ〜５７ｃ、５７ｄ〜５７ｆに連通する孔部
４９ａ〜４９ｃ、４９ｄ〜４９ｆが形成される。

【００１９】セパレータ本体４８の開口部６２に冷却水
用整流板７０、７２が嵌合固定される。冷却水用整流板
７０、７２が接合されると、前記セパレータ本体４８の
厚さと略同じ厚さになる。冷却水用整流板７０は、図２
において、垂直方向へと延在する複数本の並列な溝７０
ａを有し、同様に、冷却水用整流板７２も平行な溝７２
ａを複数本並設している。これらの冷却水用整流板７
０、７２を合わせると、溝７０ａ、７２ａはそれぞれ大
きな冷却水整流用通路（冷却通路）を互いに画成するこ
とになり、それぞれの冷却水整流用通路は、前記冷却水
排出用凹部４８ｂ、冷却水供給用凹部４８ｅとの連通状
態を確保する。

【００２０】図２に示すように、第１マニホールド板４
２の開口部４５に燃料ガス用整流板８０が嵌合される。
前記燃料ガス用整流板８０の一面は平坦に構成され、他
面には垂直方向へと延在する複数本の平行な溝８０ａが
画成される。この平行な溝８０ａによって燃料ガス供給
用凹部４２ａと燃料ガス排出用凹部４２ｄとが連通す
る。

【００２１】第２マニホールド板５０の開口部５２に、
酸化剤ガス用整流板８２が嵌合される。前記酸化剤ガス
用整流板８２の一面は平坦に構成され、他面には垂直方
向へと延在する複数本の平行な溝８２ａを画成してい
る。この平行な溝８２ａによって酸化剤ガス供給用凹部
５０ｃと酸化剤ガス排出用凹部５０ｆとが連通する。な
お、第１マニホールド板４２と整流板８０の厚さと、第
２マニホールド板５０と整流板８２の厚さは、実質的に
同一である。

【００２２】このように構成されるセパレータ本体４８
は、第１面圧発生板４４、第２面圧発生板４６で挟持さ
れ、さらにこれらが第１マニホールド板４２、第２マニ
ホールド板５０で挟持される。第１マニホールド板４２
に第２ガスケット３２が当接し、第２マニホールド板５
０に第１ガスケット３０が当接し、それぞれのガスケッ
ト３０、３２の間に発電機能部２８が挟持される。

【００２３】図２に示す矢印方向に沿って説明すると、
整流板８０を組み込んだ第１マニホールド板４２、第２
ガスケット３２、アノード側電極２６、電解質膜２２、
カソード側電極２４、第１ガスケット３０、整流板８２
を組み込んだ第２マニホールド板５０、第２面圧発生板
４６、整流板７０、７２を組み込んだセパレータ本体４
８、第１面圧発生板４４の如く、これらの組を多数積層
し、一方の積層端部を第１剛性板８４を介して第１エン
ドプレート８６に当接させ、他方の積層端部を第２剛性
板８８を介して第２エンドプレート９０に当接させ、該
第１および第２のエンドプレート８６、９０が図示しな
いスタッドボルト等で一体的に緊締される（図１参
照）。

【００２４】第１剛性板８４は、ステンレス鋼製の板状
を有しており、図９に示すように、燃料ガスを通過させ
るための孔部８４ａと８４ｄ、冷却水を通過させるため
の孔部８４ｂと８４ｅ、酸化剤ガスを通過させるための
孔部８４ｃと８４ｆが、それぞれ上部側と下部側に設け
られる。この第１剛性板８４の両側部には、巡回通路２
９ａ、２９ｂを構成する孔部８５ａ〜８５ｃ、８５ｄ〜
８５ｆが形成される。第２剛性板８８は、上記第１剛性
板８４と実質的に同一構成であり、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。

【００２５】図１０に示すように、第１エンドプレート
８６には、第１マニホールド板４２の燃料ガス供給用凹
部４２ａ、冷却水排出用孔部４２ｂおよび酸化剤ガス供
給用孔部４２ｃに連通する貫通孔８６ａ〜８６ｃが上部
側に設けられる一方、この第１マニホールド板４２の燃
料ガス排出用凹部４２ｄ、冷却水供給用孔部４２ｅおよ
び酸化剤ガス排出用孔部４２ｆに連通する貫通孔８６ｄ
〜８６ｆが下部側に設けられる。

【００２６】貫通孔８６ｂは、溝部９２を介して通路部
９４に連通する。この通路部９４は、第１エンドプレー
ト８６の一方の面側に広範囲にわたって形成されてお
り、上部側には、面方向両端側に突出して第１マニホー
ルド板４２の孔部４３ａ、４３ｄに連通する第１連通路
９６ａ、９６ｂが設けられる。この通路部９４には、第
１エンドプレート８６の一方の面と同一面上に位置して
複数の面圧維持用リブ部９８が設けられる。

【００２７】第１エンドプレート８６の両側には、第１
連通路９６ａ、９６ｂの下方に位置し、かつ第１マニホ
ールド板４２の孔部４３ｂ、４３ｃおよび孔部４３ｅ、
４３ｆに連通して冷却水の流れ方向を１８０°転換させ
る第２連通路１００ａ、１００ｂが設けられる。

【００２８】第２エンドプレート９０には、図１１に示
すように、第２マニホールド板５０の燃料ガス供給用孔
部５０ａに連通する貫通孔９０ａと、冷却水供給用孔部
５０ｅに連通する貫通孔９０ｂと、酸化剤ガス供給用凹
部５０ｃに連通する貫通孔９０ｃとが上部側に設けられ
る一方、前記第２マニホールド板５０の燃料ガス排出用
孔部５０ｄに連通する連通孔９０ｄと、冷却水供給用孔
部５０ｅに連通する連通孔９０ｅと、酸化剤ガス排出用
凹部５０ｆに連通する連通孔９０ｆとが下部側に設けら
れる。

【００２９】第２エンドプレート９０の両側には、第２
マニホールド板５０の孔部５１ａ、５１ｂおよび孔部５
１ｄ、５１ｅに連通して冷却水の流れ方向を１８０°転
換させる第３連通路１０２ａ、１０２ｂが設けられる。
第２エンドプレート９０の一方の面側には、通路部１０
４が広範囲にわたって形成されており、この通路部１０
４には、第２エンドプレート９０の一方の面と同一面上
に位置して複数のリブ部１０６が設けられる。

【００３０】通路部１０４の下部には、面方向両端側に
突出して第４連通路１０８ａ、１０８ｂが設けられる。
この第４連通路１０８ａ、１０８ｂは、第３連通路１０
２ａ、１０２ｂの下方に位置しかつ第２マニホールド板
５０の孔部５１ｃ、５１ｆに連通する。

【００３１】このように構成される燃料電池１０の動作
について、以下に説明する。

【００３２】先ず、複数の燃料電池セル２０がセパレー
タ４０に挟持され、それぞれの連通孔、孔部および凹部
が連通するように積層されるとともに、両端側に配設さ
れる第１および第２剛性板８４、８８を介して第１およ
び第２エンドプレート８６、９０により固定される。

【００３３】そこで、燃料ガス（水素ガス）が第２エン
ドプレート９０の貫通孔９０ａから燃料電池１０内に供
給されると、この燃料ガスは、第２剛性板８８の孔部８
４ａ、第２マニホールド板５０の燃料ガス供給用孔部５
０ａから第１マニホールド板４２の燃料ガス供給用凹部
４２ａに供給され、この燃料ガス供給用凹部４２ａに連
通する開口部４５に配設された燃料ガス用整流板８０の
溝８０ａを介して発電機能部２８を構成するアノード側
電極２６に供給される。

【００３４】一方、酸化剤ガス（空気）は、第１エンド
プレート８６の貫通孔８６ｃから燃料電池１０に供給さ
れ、第１剛性板８４の孔部８４ｃ、第１マニホールド板
４２の酸化剤ガス供給用孔部４２ｃおよびセパレータ本
体４８の酸化剤ガス供給用孔部４８ｃを介して第２マニ
ホールド板５０の酸化剤ガス供給用凹部５０ｃに至る。
酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給用凹部５０ｃから酸化剤
ガス用整流板８２の溝８２ａを通ってカソード側電極２
４に供給される。

【００３５】なお、未使用の燃料ガスは、第１マニホー
ルド板４２の燃料ガス排出用凹部４２ｄ等を介して第２
エンドプレート９０の連通孔９０ｄから外部に排出さ
れ、未使用の酸化剤ガスは、第２マニホールド板５０の
酸化剤ガス排出用凹部５０ｆ等を介して第１エンドプレ
ート８６の貫通孔８６ｆから外部に排出される。

【００３６】また、冷却水は、第２エンドプレート９０
の連通孔９０ｅから燃料電池１０内に供給され、第２マ
ニホールド板５０の冷却水供給用孔部５０ｅ等を介して
セパレータ本体４８の冷却水供給用凹部４８ｅに至る。
冷却水は、セパレータ本体４８の開口部６２に嵌合固定
されている冷却水用整流板７０、７２間に画成された冷
却水整流用通路に沿って上方へと流動し、発電機能部２
８で発生する熱を吸収してこの発電機能部２８を冷却し
た後、セパレータ本体４８の冷却水排出用凹部４８ｂか
ら第１エンドプレート８６の貫通孔８６ｂ側に流動す
る。

【００３７】発電機能部２８の除熱に使用された冷却水
は、図１０中、二点鎖線の矢印で示すように、第１エン
ドプレート８６に設けられた溝部９２から通路部９４に
至り、さらにこの通路部９４に連通する第１連通路９６
ａ、９６ｂから巡回通路２９ａ、２９ｂを構成する第１
マニホールド板４２の孔部４３ａ、４３ｄに流れ方向を
１８０°転換されて供給される。

【００３８】第１マニホールド板４２の孔部４３ａに供
給された冷却水は、セパレータ本体４８の孔部４９ａお
よび第２マニホールド板５０の孔部５１ａ等を介して第
２エンドプレート９０の第３連通路１０２ａに至る。冷
却水は、図１１中、二点鎖線の矢印で示すように、第３
連通路１０２ａで流れ方向を１８０°転換されてこの第
３連通路１０２ａに連通する第２マニホールド板５０の
孔部５１ｂ、セパレータ本体４８の孔部４９ｂおよび第
１マニホールド板４２の孔部４３ｂ等を介し第１エンド
プレート８６の第２連通路１００ａに導入される。

【００３９】冷却水は、さらに第２連通路１００ａで流
れ方向を１８０°転換されてこの第２連通路１００ａか
ら第１マニホールド板４２の孔部４３ｃ、セパレータ本
体４８の孔部４９ｃおよび第２マニホールド板５０の孔
部５１ｃ等を介して第２エンドプレート９０の第４連通
路１０８ａに至る。冷却水は、この第４連通路１０８ａ
に連通する通路部１０４から外部に排出される。

【００４０】一方、第１エンドプレート８６の第２連通
路１００ｂから巡回通路２９ｂに供給された冷却水は、
同様に、第１マニホールド板４２、セパレータ本体４８
および第２マニホールド板５０において、孔部４３ｄ、
４９ｄおよび５１ｄを介して第２エンドプレート９０の
第３連通路１０２ｂに至った後、この第３連通路１０２
ｂで流れ方向を１８０°転換されて孔部５１ｅ、４９ｅ
および４３ｅを介して第１エンドプレート８６の第２連
通路１００ｂに戻される。さらに、冷却水は、この第２
連通路１００ｂに連通する孔部４３ｆ、４９ｆおよび５
１ｆを介して第２エンドプレート９０の第４連通路１０
８ｂに至り、通路部１０４から外部に排出される。

【００４１】この場合、本実施形態では、燃料電池１０
に供給されて発電機能部２８の除熱を行った冷却水を、
巡回通路２９ａ、２９ｂを介して前記発電機能部２８の
両側にかつその積層方向に沿って巡回させている。この
ため、発電機能部２８の両側には、この発電機能部２８
で熱交換が行われて温度が高くなった冷却水が巡回通路
２９ａ、２９ｂに沿って流れることになり、該発電機能
部２８の両端部近傍の温度低下を阻止することができる
（図１２参照）。

【００４２】これにより、発電機能部２８の中央部とこ
の発電機能部２８の両端縁部との温度差を可及的に小さ
くすることができるとともに、該発電機能部２８の両端
縁部に温度低下により結露が発生することを確実に阻止
することが可能になる。従って、発電機能部２８に結露
によって作動しない部分が発生することがなく、しか
も、低温による性能低下部分が削減される。このため、
前記発電機能部２８の有効作動面積および性能の向上が
有効に図られるという効果が得られる。

【００４３】さらに、本実施形態では、燃料電池１０内
に熱交換後の冷却水を発電機能部２８の両外方に沿って
巡回させる巡回通路２９ａ、２９ｂを設けるだけであ
り、この燃料電池１０全体の構造が複雑化することがな
く、容易かつ経済的に対応することが可能になる。

【００４４】さらにまた、本実施形態では、第１および
第２エンドプレート８６、９０の内側に対向して第１お
よび第２剛性板８４、８８が配設されている。これによ
り、複数の燃料電池セル２０がセパレータ４０に挟持さ
れた状態で、第１および第２エンドプレート８６、９０
を介して固定される際、この第１および第２エンドプレ
ート８６、９０に設けられた第１〜第４連通路９６ａ、
９６ｂ、１００ａ、１００ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１
０８ａ、１０８ｂや通路部９４、１０４等の空間部分に
影響されることがない。

【００４５】すなわち、通常、第１および第２エンドプ
レート８６、９０を強固に固定したとしても、この第１
および第２エンドプレート８６、９０に設けられた上記
空間部分の存在により、燃料電池セル２０に押圧力不足
による挟持不良部分が発生し易い。

【００４６】そこで、本実施形態では、第１および第２
エンドプレート８６、９０に対向して第１および第２剛
性板８４、８８を配設することにより、前記第１および
第２剛性板８４、８８全体の押圧力を介して燃料電池セ
ル２０を強固かつ確実に挟持することができる。これに
より、上記空間部分に対応する部分で燃料電池セル２０
に挟持不良部分が発生することがなく、例えば、冷却水
用通路と燃料ガスや酸化剤ガス用通路との間でリークが
生ずることを有効に阻止することが可能になるという効
果が得られる。

【００４７】しかも、第１および第２エンドプレート８
６、９０には、広範囲にわたって通路部９４、１０４が
形成されており、比較的温度の高くなった冷却水がこの
通路部９４、１０４に供給される。従って、第１および
第２エンドプレート８６、９０自体の温度が低下するこ
とがなく、燃料電池セル２０の性能低下を有効に阻止す
ることができる。

【００４８】なお、本実施形態では、巡回通路２９ａ、
２９ｂが発電機能部２８の両側をそれぞれ３回（１往復
半）ずつ通過するように構成しているが、鉛直方向に長
尺な長孔からなる巡回通路で前記発電機能部２８の両側
をそれぞれ１回ずつ通過するように構成してもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係る燃料電池では、発電機能部
で熱交換された比較的温度の高い冷却媒体をこの発電機
能部の外方にかつその積層方向に沿って巡回させること
により、前記発電機能部に部分的な温度差が惹起するこ
とがない。これによって、結露の発生を防止することが
でき、発電機能部の有効作動面積および性能の向上が可
能になる。

【００５０】しかも、冷却媒体の流れ方向を転換させる
連通路を有したエンドプレートの内側に対向して剛性板
が設けられる。このため、エンドプレートの連通路に対
応する部分で燃料電池構造体の挟持不良が発生すること
がなく、例えば、水通路とガス通路との間でリークが生
ずるという不具合を有効に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料電池の概略斜視説明図であ
る。

【図２】前記燃料電池の一部省略分解斜視説明図であ
る。

【図３】前記燃料電池を構成する発電機能部の正面説明
図である。

【図４】前記燃料電池を構成するガスケットの正面説明
図である。

【図５】前記燃料電池を構成するマニホールド板の正面
説明図である。

【図６】前記燃料電池を構成するマニホールド板の正面
説明図である。

【図７】前記燃料電池を構成する面圧発生板の正面説明
図である。

【図８】前記燃料電池を構成するセパレータ本体の正面
説明図である。

【図９】前記燃料電池を構成する剛性板の正面説明図で
ある。

【図１０】前記燃料電池を構成する第１エンドプレート
の斜視説明図である。

【図１１】前記燃料電池を構成する第２エンドプレート
の斜視説明図である。

【図１２】前記燃料電池を構成する前記発電機能部の横
方向の温度説明図である。

【図１３】従来技術に係る発電機能部の横方向の温度説
明図である。

【符号の説明】

１０…燃料電池 ２０…燃料電池セル ２２…固体高分子電解質膜 ２３ａ〜２３ｆ、３１ａ〜３１ｆ、４３ａ〜４３ｆ、４
９ａ〜４９ｆ、５１ａ〜５１ｆ、５７ａ〜５７ｆ…孔部 ２４…カソード側電極 ２６…アノード側電極 ２８…発電機能部 ２９ａ、２９ｂ…巡回
通路 ４０…セパレータ ４２、５０…マニホー
ルド板 ８４、８８…剛性板 ８６、９０…エンドプ
レート ９２…溝部 ９４、１０４…通路部 ９６ａ、９６ｂ、１００ａ、１００ｂ、１０２ａ、１０
２ｂ、１０８ａ、１０８ｂ…連通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体高分子電解質膜をアノード側電極とカ
   ソード側電極で挟んで構成される燃料電池構造体と、前
   記燃料電池構造体を挟持するセパレータとを交互に積層
   する燃料電池であって、 前記燃料電池内には、前記燃料電池構造体の発電機能部
   を冷却するために使用された冷却媒体を、該発電機能部
   の外方にかつその積層方向に沿って巡回させる巡回通路
   が設けられるとともに、 該燃料電池は、前記巡回通路に連通し、前記冷却媒体の
   流れ方向を転換させる連通路を有するエンドプレート
   と、 前記エンドプレートの内側に対向して設けられる剛性板
   と、を備えることを特徴とする燃料電池。