WO2008132896A1 - 燃料電池のセパレータおよび燃料電池 - Google Patents

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Kazunori Shibata
Masaaki Kondo
Syo Usami
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell separator and a fuel cell.
  • the separator 1 includes a fuel gas plate 3, an oxidant gas plate 4, and an intermediate plate 5.
  • the gas delivery flow path 30 provided in the intermediate plate 5 includes a plurality of slits.
  • the delivery channel 30 receives the oxidant gas 23 used in the reaction via the through hole 22 provided in the oxidant gas plate 4.
  • the transfer channel 30 discharges the oxidant gas 23 to the gas communication holes 19 provided in the oxidant gas plate 4 and the fuel gas plate 3. Since the gas delivery channel 30 is formed of a plurality of slits, the rigidity of the intermediate plate 5 can be increased.
  • the water generated in the force sword electrode (oxygen electrode) and contained in the oxidant gas 23 after flowing through the cathode electrode is liquid in the slit of the gas delivery channel 30. May stay and block the slit.
  • the flow of the oxidant gas 23 in the gas delivery flow path 30 is hindered, and power generation may be hindered.
  • Such a problem is not limited to the gas flow path for exhausting used oxidizing gas, but is a gas flow path for allowing reaction gas (including oxidizing gas and fuel gas) to flow in the fuel cell. Consists of a flow path part, water It can occur widely in gas flow paths for circulating gas that can contain water.
  • the present invention deals with at least a part of the above-described conventional problems, and water is accumulated in a gas flow path in a fuel cell that is configured of a plurality of flow path portions and circulates a gas that can contain moisture. The purpose is to make it difficult to do.
  • the disclosure of Japanese Patent Application No. 2 0 7-7 1 1 1 0 8 6 is incorporated into this specification for reference.
  • DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to deal with at least a part of the above-described problems, a fuel cell separator as one embodiment of the present invention employs the following configuration.
  • the separator is a first plate having a first hole for allowing a reaction gas to flow therethrough, and a second plate that is overlapped with the first plate, and a reaction gas between the first hole and the first plate.
  • a second plate having a second hole for circulating the gas.
  • the second hole has a first portion that overlaps with the first hole, and a second portion that does not overlap with the first hole.
  • the second plate has a partition part that divides the second part into a plurality of flow path parts through which the reaction gas flows.
  • the separator is further a vibration part that is connected to the partition part or another inner wall part that constitutes the flow path part, and at least a part of which is arranged at a position overlapping the first hole of the first plate, A vibration part is provided so as to be swayed by the reaction gas flowing through the first hole during operation of the fuel cell.
  • the vibrating portion is shaken by the reaction gas flowing through the first hole.
  • the vibration effectively drains the water in the channel part out of the channel part. Therefore, it is difficult for water to stay in the plurality of flow path portions.
  • at least a part of the vibration part is provided with rigidity enough to bend by the flow of the reaction gas.
  • the vibrating part is a partition part or another inner wall part constituting the flow path part on the second part side of the second part side and the second part side of the second hole. It is possible to adopt a mode in which the first portion side is not connected to the portion constituting the first or second plate on the first portion side. In such an aspect, the vibration part is supported on one side (the second part side). As a result, when the fuel cell is operated, the vibration part can be shaken by the reaction gas flowing in the first hole and the first part of the second hole.
  • the plurality of partition parts may be connected to a single vibration part. In this manner, even when there is a local variation in the flow rate per unit time of the gas flowing through the first hole when the fuel cell is operating, the flow passages are evenly distributed. Water can be discharged.
  • the plurality of partition portions are: It can also be set as the aspect connected to a respectively different vibration part. In such an embodiment, when the gas flow is intense in a part of the first hole, the vibration part located in that part vibrates vigorously. As a result, it is possible to efficiently drain the water in the flow path portion in the vicinity of the vibrating portion.
  • the vibration unit can be generated as a part of the second plate when the second plate is generated.
  • the separator can have a simple structure.
  • a fuel cell including a plurality of the above-described separators and a membrane electrode assembly disposed between the plurality of separators can be employed.
  • the plurality of separators are preferably stacked such that at least a part of the first holes overlap each other. In one of such modes, during operation of the fuel cell, the reaction discharged from the membrane electrode assembly through the second hole of the separator in the first hole of the plurality of stacked separators Gas flows in a predetermined direction along the direction of lamination.
  • the first separator of the plurality of separators has a larger area when projected in the stacking direction than the second separator of the plurality of separators located upstream of the first separator in the flow of the reaction gas. It is preferable to provide a small vibration part.
  • a vibrating portion with a small projected area is provided on the downstream side where the flow rate of the reaction gas per unit time is large, and the reaction gas per unit time
  • a vibrating part with a large projected area is provided on the upstream side where the flow rate is small. Therefore, on the upstream side, a gentle gas flow can be received by a large vibration part, and on the downstream side, a violent gas flow can be received by a small vibration part.
  • the reaction gas supplied to the membrane electrode assembly via the second hole of the separator is stacked in the first hole of the plurality of stacked separators. It circulates in a predetermined direction along the direction.
  • the first separator of the plurality of separators is more than the second separator of the plurality of separators located on the upstream side of the flow of the reaction gas from the first separator. It is preferable to provide a vibration part having a large area when projected in the direction.
  • a vibration portion with a small projected area is provided on the upstream side where the flow rate of the reactive gas per unit time is large, and vibration with a large projected area is provided on the downstream side where the flow rate of the reactive gas per unit time is small. Parts are provided. For this reason, on the upstream side, a violent gas flow can be received by a small vibration part, and on the downstream side, a gentle gas flow can be received by a large vibration part. As a result, it is possible to reduce the difference in the vibration amount of the torsional part between the upstream and downstream, and hence the variation in the water discharge of the plurality of flow path parts. Furthermore, as an aspect of the present invention, the following separator may be employed. it can.
  • the separator is a separator for a fuel cell, which is a first plate having first and second holes for circulating a reaction gas, and a second plate that is overlapped with the first plate.
  • a second plate having a third hole for receiving the reaction gas from the second hole and passing it to the first hole.
  • the third hole has a first portion that overlaps the first hole, and a second portion that does not overlap the first hole but partially overlaps the second hole.
  • At least one of the first plate and the second plate has a partition portion.
  • the partition section divides at least a part of the second portion into a plurality of flow path portions through which the reaction gas flows, in a state where the first plate and the second plate are overlapped.
  • the tip of the compartment is in a position that overlaps the first hole.
  • the water in the second part of the third hole adheres to the partition part. And the water adhering to the tip of the partition is taken away by the reaction gas flowing through the first part of the first hole and the third hole. As a result, the water in the channel portion is efficiently discharged out of the channel portion. Therefore, according to the above aspect, water hardly stays in the plurality of flow path portions.
  • a plurality of the separators including the first plate having the first and second holes and the second plate having the third holes, and the plurality of separators.
  • a fuel cell comprising: a membrane electrode assembly disposed between them can be employed.
  • the present invention can be realized in various forms other than those described above, for example, a fuel cell including a fuel cell separator separator, a fuel cell system, and a production thereof. It can be realized in the form of a manufacturing method or the like.
  • a fuel cell including a fuel cell separator separator, a fuel cell system, and a production thereof. It can be realized in the form of a manufacturing method or the like.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel cell 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the M E A—body seal 20.
  • FIG. 3 is a plan view showing the force sword side plate 31.
  • FIG. 4 is a plan view showing the intermediate plate 32.
  • FIG. 5 is a plan view showing the anode side plate 33.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2.
  • FIG. 7 is an enlarged view near the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the second embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view near the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the third embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the modified example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel cell 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the fuel cell 1 is configured by alternately stacking membrane electrode assembly-integrated seal portions 20 and separators 30. Between the membrane electrode assembly-integrated seal portion 20 and the separator 30, a gas flow path portion 26 or 27 is disposed.
  • the membrane electrode assembly integrated seal portion 20 is referred to as “M EA (Membrane Electrode Assembly) integrated seal portion 20”. End plates (not shown) are arranged at both ends in the stacking direction of the stacked body including these M EA-body type seal part 20, gas flow path parts 26, 27, and separator 30.
  • the MEA—body-shaped seal part 20, the gas flow path parts 26, 27, and the separator 30 are pressurized in the stacking direction As, and the cell stack of the fuel cell Is formed.
  • a fuel gas supply unit 2 such as a hydrogen tank that supplies fuel gas to the fuel cell stack
  • an oxidant gas supply unit 3 such as an air pump that supplies oxidant gas to the fuel cell stack
  • a fuel cell A fuel cell system is configured using a refrigerant circulation unit 4 such as a circulation pump that supplies refrigerant to the stack, and a refrigerant cooling unit 5 such as a radiator that cools the refrigerant to be supplied to the fuel cell stack. Can do.
  • the MEA—body-shaped seal portion 20 is a rectangular substantially plate-shaped member.
  • MEA—Body seal 20 is composed of a membrane electrode assembly 22, gas diffusion layers 2 4, 2 5 formed on both sides of the membrane electrode assembly 22, a membrane electrode assembly 22, and gas diffusion The outer peripheral portions of the layers 24 and 25 have seal portions 28 formed integrally therewith.
  • the membrane electrode assembly 22 is referred to as “MEA (Membrane Electrode Assembly)”.
  • FIG. 2 is a plan view of the ME A—body seal 20.
  • the cross-sectional view of the ME A—body-shaped seal portion 20 shown in FIG. 1 corresponds to the cross-sectional view of the A—A cross section of FIG.
  • a seal portion 28 is formed on the outer periphery of each of the ME A 22 and the gas diffusion layers 24 and 25 which are each formed in a rectangular shape and are stacked on each other.
  • the seal portion 28 is formed of an insulating resin material such as silicon rubber or fluorine rubber, for example.
  • the seal portion 28 is formed integrally with the ME A22 by injection molding.
  • the seal portion 28 is provided with holes 40 to 45 penetrating the sheath portion 28 in the stacking direction of the ME A 22 and the gas diffusion layers 24 and 25.
  • Hole 40 and hole 41 are on the opposite side across MEA 22.
  • the hole 40 and the hole 41 are provided in the vicinity of the two opposing sides in the rectangular ME A—body-shaped seal portion 20.
  • Hole 43 and hole 44 are also provided on the opposite side across ME A 22. However, the hole 43 and the hole 44 are respectively provided in the vicinity of a side different from the two sides in which the hole 40 and the hole 41 are provided in the vicinity of the rectangular ME A—body-shaped seal portion 20. .
  • Holes 42 and 45 are also on the opposite side of MEA22. However, the hole 42 and the hole 45 are provided in the vicinity of the same side as the two sides in which the hole 43 and the hole 44 are provided in the vicinity of the rectangular ME A—body-type seal portion 20.
  • holes 40 to 45 are each surrounded on the outer periphery by a ridge portion 2 81 which is a part of the seal portion 28.
  • the ridge portion 2 8 1 protrudes on both sides in the stacking direction of the MEA—body-shaped seal portion 20 and the separator 30 at the seal portion 2 8 (the direction toward the back in the direction of the paper in FIG. 2). .
  • the holes 40 to 45 are sealed independently between the separator 30 and the separator 30 (see FIGS. 1 and 2).
  • the portion of the gas diffusion layer 24, 25 that is exposed to the outer surface in the central portion of the MEA body seal portion 20 is also surrounded by the ridge portion 281.
  • the gas diffusion layers 24, 25 are also sealed independently between the separator 30 and the separator 30.
  • the gas flow paths 26, 27 are porous bodies having voids communicating with each other.
  • the gas flow path portions 2 6 and 2 7 can be made of, for example, a porous metal having high corrosion resistance.
  • the gas flow paths 2 6 and 2 7 are arranged on both sides of the MEA 2 2 so as to be in contact with the gas diffusion layers 2 4 and 2 5.
  • the gas flow path portions 26 and 27 are sandwiched between the MEA-body type seal portion 20 and the separator 30. These gas flow paths 2 6 and 2 7 can pass the oxidizing gas and the fuel gas, respectively.
  • the gas flow path part 26 transmits the oxidizing gas to the gas diffusion layer 24.
  • the gas flow path part 27 transmits the fuel gas to the gas diffusion layer 25. (refer graph1).
  • the separator 30 is a plate-like member whose shape and size are almost equal to those of the ME A—body-type seal part 20.
  • the separator 30 includes a force sword side plate 31, an anode side plate 33, and an intermediate plate 32 positioned between the force sword side plate 31 and the anode side plate 33 ( refer graph1).
  • Each plate is made of a material that does not transmit oxidizing gas and reaction gas, for example, stainless steel.
  • Each plate has a hole at a position where it overlaps with the holes 40 to 45 of the ME A—body seal 20 when the separator 30 is laminated with the ME A—body seal 20.
  • the holes in the cathode side plate 31 at positions corresponding to the holes 40 to 45 of the ME A—body seal 20 are called holes 3 1 40 to 3 145, respectively.
  • FIG. 3 is a plan view showing the force sword side plate 31.
  • FIG. 4 is a plan view showing the intermediate plate 32.
  • FIG. 5 is a plan view showing the anode side plate 33.
  • the cross-sectional views of the force sword side plate 31, intermediate plate 32, and anode side plate 33 shown in FIG. 1 are the cross-sectional views of FIGS. Equivalent to.
  • the force sword side plate 3 1 has holes 3 1 40 to 3 1 45 and holes 50 and 5 1.
  • the intermediate plate 3 2 has holes 3 240 to 3 244 and holes 34.
  • the anode side plate 33 has holes 3 340 to 3345 and holes 53 and 54.
  • the hole 3 140 provided in the cathode side plate 31 and the hole 3 340 provided in the anode side plate 33 are projected in the stacking direction of the ME A body seal 20 and the separator 30.
  • the ME A-type body seal part is positioned so that it overlaps the hole 40 in the 2 ° hole.
  • the hole 3240 provided in the intermediate plate 3 2 is a part (hereinafter referred to as “first part 3 2 30”) when projected in the stacking direction.
  • ME A—Body seal 20 holes 40, a hole 3140 in the force sword side plate 3 1, and a hole 3340 in the anode side plate 3 3 are provided so as to overlap each other.
  • ME A—body seal 20 hole 40, force sword side plate 3 1 hole 3 140, intermediate plate 3 2 hole 3240, and fan side plate 3 3 hole 3 340 It forms part of the oxidizing gas supply manifold MOp for supplying the oxidizing gas for the electrochemical reaction to MEA 22 (see Fig. 1).
  • arrow AO i indicates the flow of the oxidizing gas supplied to MEA 22.
  • the hole 3 1 4 1 provided in the force sword side plate 3 1 and the hole 3 34 1 provided in the anode side plate 3 3 It is provided in a position and shape that overlaps with the hole 41 of the MEA—body-shaped seal portion 20 when projected in the stacking direction with the pallet 30.
  • the hole 3 2 4 1 provided in the intermediate plate 3 2 is part of it (hereinafter referred to as “first part 3 2 3 1”) when projected in the stacking direction. It is provided in a position and shape that overlaps the hole 4 1 of the part 20, the hole 3 1 4 1 of the force sword side plate 3 1, and the hole 3 3 4 1 of the anode side plate 3 3.
  • MEA body seal 2 0 hole 4 1
  • intermediate plate 3 2 hole 3 2 4 1 1
  • anode side plate 3 3 hole 3 3 4 1 forms a part of the oxidizing gas discharge manifold MOe for discharging the oxidizing gas after being subjected to the electrochemical reaction out of the fuel cell 1 (see Fig. 1).
  • the arrow AO o indicates the flow of the oxidizing gas discharged from MEA 22.
  • the hole 3 1 4 2 provided on the force sword side plate 3 1 and the hole 3 3 4 2 provided on the anode side plate 3 3 are the MEA body seals when projected in the stacking direction.
  • These holes form a part of the refrigerant supply manifold for supplying the refrigerant flowing through the refrigerant flow path in the separator 30 in the fuel cell 1.
  • the hole 3 1 4 5 provided in the cathode side plate 3 1 and the hole 3 3 4 5 provided in the anode side plate 3 3 are MEA-body seal part 2 when projected in the stacking direction. Positioned to overlap the 0 holes 4 and 5 in a rounded shape.
  • these holes form a part of a refrigerant discharge mall for discharging the refrigerant flowing through the refrigerant flow path in the separator 30 to the outside of the fuel cell 1.
  • second part 3 2 4 6 As shown in the upper part of Figure 4, holes 3 2 4 0 in the intermediate plate 3 2, holes 3 1 4 0 in the cathode side plate 3 1 and holes in the 3rd side plate 3 3 4 Part of the part that does not overlap with 0 (hereinafter referred to as “second part 3 2 4 6”) is provided in a comb-like shape. That is, the second portion 3 2 4 6 of the hole 3 2 40 is divided into a plurality of flow path portions 55 by the plurality of partition portions 3 2 2 of the intermediate plate 32. The tip of each flow path portion 55 is positioned so as to overlap the hole 50 of the cathode side plate 31 when projected in the stacking direction. As shown by the lower arrow AO i in FIG.
  • the flow path portion 5 5 of the intermediate plate 3 2 is composed of the oxidizing gas supply manifold MO p (ME A—the hole 40 of the body seal portion 20, the cathode side plate 3 1 hole 3 1 4 0, intermediate plate 3 2 hole 3 2 4 0, opto anode plate 3 3 hole 3 3 4 0 etc.) is received. Then, the oxidizing gas is supplied to the gas flow path portion 26 through the hole 50 of the force sword side plate 31.
  • MO p the oxidizing gas supply manifold MO p
  • second part 3 2 4 7 holes 3 2 4 1 in the intermediate plate 3 2, holes in the cathode side plate 3 1 and holes in the plate 1 3 on the cathode side and 3 3 Part of the part that does not overlap with 3 3 4 1 (hereinafter referred to as “second part 3 2 4 7”) is provided in a comb-like shape. That is, the second part 3 2 4 7 of the hole 3 2 4 1 is divided into a plurality of flow path parts 5 6 by a plurality of partition parts 3 2 3 of the intermediate plate 3 2. The tip of each flow path portion 56 is positioned so as to overlap with the hole 51 of the force sword side plate 31 when projected in the stacking direction. As shown by the lower arrow AO o in FIG.
  • the flow path portion 5 6 of the intermediate plate 3 2 allows the oxidizing gas after being subjected to the electrochemical reaction to pass through the hole 5 1 of the force sword side plate 3 1. And received from the gas flow path section 26. Then, the oxidizing gas is oxidized gas outlet MOe (MEA—body-shaped seal part 2 0 hole 4 1, cathode side plate 3 1 hole 3 1 4 1, intermediate plate 3 2 hole 3 2 4 1 and the hole 3 3 4 1 etc. of the anode side plate 3 3).
  • MOe oxidized gas outlet MOe
  • second part 3 2 4 8 As shown in the upper right of Figure 4, holes 3 2 4 in the intermediate plate 3 2, the holes 3 1 4 4 in the sword side plate 3 1 and the holes 3 in the 3rd side plate 3 3
  • the part that does not overlap with 3 4 4 (hereinafter referred to as “second part 3 2 4 8”) is also provided in a comb shape.
  • the second part 3 2 4 8 of the hole 3 2 4 4 is divided into a plurality of flow path parts 5 7 by a plurality of partition parts 3 2 6 of the intermediate plate 3 2.
  • the tip of each flow path portion 57 is positioned so as to overlap with the hole 54 of the anode side plate 33 when projected in the stacking direction.
  • the flow path part 5 7 of the intermediate plate 3 2 is the fuel gas supply manifold (MEA integrated seal part 2 0 hole 4 4, force sword side plate 3 1 hole 3 1 4 4, intermediate plate 3 2 hole 3 2 4 4 and the hole 3 3 4 4 etc. of the anode side plate 3 3) is received. Then, the fuel gas is supplied to the gas flow path portion 27 through the hole 54 of the anode side plate 33. The fuel gas circulates in the gas flow path portion 27 from the front to the back along the direction perpendicular to the paper surface of FIG. As shown in the lower left of Fig.
  • second part 3 2 4 9 it is a part of hole 3 2 4 3 in the intermediate plate 3 2, and the hole 3 1 4 3 in the force sword side plate 3 1 and the hole 3 3 4 3 in the third plate 3 3 4 3
  • the part that does not overlap (hereinafter referred to as “second part 3 2 4 9”) is provided in a comb-like shape. That is, the second portion 3 2 4 7 of the hole 3 2 4 3 is divided into a plurality of flow path portions 5 8 by the plurality of partition portions 3 2 7 of the intermediate plate 3 2.
  • the tip of each flow path portion 58 is positioned so as to overlap with the hole 53 of the anode side plate 33 when projected in the stacking direction.
  • the flow path portion 58 of the intermediate plate 32 receives the fuel gas after being subjected to the electrochemical reaction from the gas flow path portion 27 through the hole 53 of the anode side plate 33.
  • the fuel gas is the fuel gas discharge manifold (MEA-type Hole 43 in the control plate 20, hole 3 143 in the force sword side plate 3 1, hole 3 243 in the intermediate plate 3 2, hole 3 343 in the anode side plate 3 3, etc.
  • the plurality of holes 34 provided in the intermediate plate 3 2 are, when projected in the stacking direction, the hole 42 of the ME A—body seal 20, the hole 3 142 of the force sword side plate 3 1, and the anode side plate 3 3 hole 342 and one end overlap each other and shape (see Figure 4).
  • the hole 34 provided in the intermediate plate 32 is, when projected in the stacking direction, the hole 45 of the ME A—body seal 20, the hole 3 145 of the cathode side plate 31, and the anode side.
  • Plate 33 has a hole 3345 and the other end overlaps with the shape of the hole.
  • the hole 34 in the intermediate plate 32 forms a refrigerant flow path 34 in a state where it is sandwiched between the force sword side plate 31 and the anode side plate 33 (see FIG. 1).
  • the refrigerant flow path 34 of the intermediate plate 3 2 is composed of a refrigerant supply manifold (ME A—hole 42 of the body seal 20, hole 3 1 42 of the cathode side plate 3 1, hole 3342 of the anode side plate 33, etc.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 24 1 of the intermediate plate 3 2 shown in the lower part of FIG. In FIG. 6, the intermediate plate 3 2 is overlaid from the lower side of the page. A part of the power anode side plate 33 is also shown.
  • the hole 51 of the cathode side plate 31 to be overlapped with the intermediate plate 32 from the upper side of the drawing is indicated by a broken line.
  • Fig. 6 mark the circle with an X in the part where the oxidizing gas flows in the direction from the front to the back of the page.
  • a mark with a dot on the circle is marked at the location where the oxidizing gas flows in the direction from the back to the front of the page.
  • the second part 3 2 4 7 that does not overlap with the holes 3 3 4 1 of the anode side plate 3 3 is a plurality of flow path parts by the plurality of partitions 3 2 3 of the intermediate plate 3 2 It is divided into 5-6.
  • a common vibrating portion 3 2 5 is provided at the tip of the plurality of partition portions 3 2 3.
  • the vibration part 3 2 5 is provided in such a position and shape that a part thereof overlaps with the hole 3 3 4 1 of the anode side plate 33 (see FIG. 6). Further, the vibrating part 3 2 5 is provided thinner than the partition part 3 2 3 and other parts of the intermediate plate 3 2. For this reason, even when the intermediate plate 3 2 is disposed between the anode side plate 3 3 and the force sword side plate 31 and laminated, the vibrating portion 3 2 5 It can be in a direction perpendicular to the page of FIG. In FIG. 6, portions of the intermediate plate 32 having the same thickness are shown with the same hatching.
  • the vibrating portion 3 2 5 can be formed by press working when forming the intermediate plate 3 2. Further, the intermediate plate 32 can be formed by stacking a plurality of plate members. In such an embodiment, the vibrating part 3 2 5 is It can be formed by reducing the number of stacked plate members compared to the other parts of the intermediate plate 32.
  • the oxidizing gas that has flowed through the gas flow path portion 26 in the fuel cell 1 passes through the hole 51 (shown by a broken line in FIG. 6) of the cathode side plate 31 in the direction toward the back of the page, and the intermediate plate 3 2 (See the arrow AO o in the lower left part of Fig. 1).
  • the oxidizing gas passes through the flow path portion 56 and passes through the hole 63 2 of the intermediate plate 32 and the hole 3 3 4 1 of the hole plate 3 3 and the oxidation gas discharge marker. Hold towards MO e.
  • MO e In the oxidizing gas exhaust manifold MO e, the oxidizing gas circulates in the direction from the back to the front of the page in FIG. In FIG. 6, only one intermediate plate 32 and one anode side plate 33 of the separator 30 are shown. However, in the fuel cell 1, large number of separators 3 0 and the MEA- type seal portion 2 0 are stacked (see FIG.
  • the oxidant gas coming from the upstream hits.
  • the vibrating part 3 2 5 is shaken by the flow of the oxidizing gas.
  • the oxidizing gas that has flowed through the gas flow path portion 26 in the fuel cell 1 contains moisture. Part of the water is water produced by the electrochemical reaction in MEA 22.
  • the oxidizing gas supplied to the oxidizing gas supply manifold MOp may be pre-humidified. Moisture contained in the oxidizing gas may be liquefied in the gas flow path portion 26. Such liquefied water is indicated by LW in Fig. 6.
  • the water liquefied in the gas flow path section 26 is moved by the vibration of the vibration section 3 25 and discharged from the flow path section 56 to the oxidizing gas discharge manifold MO e. . Further, the water adhering to the vibration part 3 2 5 is peeled off from the vibration part 3 2 5 by the vibration of the vibration part 3 2 5 and is blown downstream in the oxidant gas discharge mall MO e. At that time, the water existing in the gas flow path portion 26 and part of the water connected to the vibration portion 3 25 is also drawn out from the gas flow path portion 26 at the same time. In the oxidizing gas exhaust manifold MOe, it is blown downstream.
  • the channel portion 56 is less likely to be clogged with the liquefied water as compared with the embodiment without the vibrating portion 3 25. In other words, it is unlikely that the flow of oxidizing gas will be hindered. Therefore, in this embodiment, it is less likely that the power generation in the fuel cell 1 is hindered as compared with the aspect without the vibrating portion 3 2 5.
  • a common vibrating portion 3 25 is provided at the tip of the plurality of partition portions 3 2 3.
  • the vibrating portion 3 2 4 provided at the tip of the plurality of partition portions 3 2 2 that divides the second portion 3 2 4 6 of the hole 3 2 4 0 into the plurality of flow passage portions 5 5 (see FIG. 4 top row ), And is oscillated by the oxidizing gas that flows in the direction from the front of the page of FIG.
  • the fuel cell of the second embodiment has holes 3 2 4 h and 3 2 5 h in the vibrating parts 3 2 4 and 3 2 5 (see FIG. 4), respectively.
  • the other points of the fuel cell of the second embodiment are the same as the fuel cell 1 of the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the second embodiment.
  • the vibration part 3 2 5 provided at the tip of the plurality of partition parts 3 2 3 has a plurality of holes 3 2 5 h.
  • the number of holes 3 2 5 h in the vibrating part 3 2 5 is the same in each separator.
  • each hole 3 25 h is as small as the separator 30 positioned upstream of the flow of the oxidizing gas in the oxidizing gas discharge manifold MOe and as large as the separator 30 positioned downstream.
  • the area of the vibrating portion 3 25 when projected in the stacking direction of the MEA-body type seal portion 20 and the separator 30 is as large as the upstream separator 30 and as small as the downstream separator 30.
  • the oxidizing gas exhaust manifold MOe more oxidizing gas from the separator 30 flows downstream. For this reason, the flow rate of the oxidizing gas per unit time increases in the downstream in the oxidizing gas discharge manifold MOe.
  • the intermediate plate 3 2 of the upstream separator 30 has a lower gas flow rate than that of the downstream.
  • the vibration part 3 2 5 can be shaken to the same extent as. That is, by setting the size of the hole 3 25 h in each separator 30 to an appropriate value, the magnitude of the vibration of the vibrating portion 3 25 of each separator 30 can be made substantially equal. As a result, the clogging of the oxidizing gas discharge path in each separator 30 can be prevented to the same extent.
  • the vibration part 3 2 4 provided at the tip of the plurality of partition parts 3 2 2 also has a plurality of holes 3 2 4 h, like the vibration part 3 2 5.
  • the number and area of the holes 3 2 4 h that the vibration part 3 2 4 has are the same in each separator.
  • the area of each hole 3 2 4 h is as large as the intermediate plate 3 2 of the separator 30 located upstream of the flow of the oxidizing gas in the oxidizing gas supply manifold MO p, and the area of the separator 30 located downstream Intermediate plate 3 2 is smaller.
  • the area of the vibrating part 3 25 when projected in the stacking direction of the MEA—body-shaped seal part 20 and the separator 30 is as small as the upstream separator 30 and as large as the downstream separator 30.
  • the oxidizing gas supply manifold MO p the oxidizing gas supply manifold An oxidizing gas is supplied to each separator 30 in contact with the node MOp. For this reason, in the oxidizing gas supply manifold MOp, a smaller amount of oxidized gas circulates downstream. In other words, the flow rate of the oxidizing gas per unit time decreases in the downstream in the oxidizing gas supply manifold MOp. For this reason, in the second embodiment, in the intermediate plate 3 2 of the downstream separator 30, the intermediate plate 3 2 of the upstream separator 30 has a lower gas flow rate than the upstream. The vibration part 3 2 4 can be shaken to the same extent as.
  • each separator 30 by setting the size of the hole 3 24 h in each separator 30 to an appropriate value, the magnitude of the vibration of the vibrating portion 3 24 of each separator 30 can be made substantially equal. As a result, clogging of the oxidizing gas supply path in each separator 30 can be prevented to the same extent.
  • the vibrating portions 3 2 4 a and 3 2 5 a are individually provided for the plurality of partition portions 3 2 2 and 3 2 3 of the intermediate plate 3 2.
  • the other points of the fuel cell of the third embodiment are the same as the fuel cell 1 of the first embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the third embodiment.
  • an independent vibration part 3 2 5 a is provided at the tip of each partition part 3 2 3.
  • the area of each vibration part 3 2 5 a when projected in the stacking direction of the MEA—body-shaped seal part 20 and the separator 30 is the same in each separator.
  • the area of the vibrating section 3 25 is as large as the upstream separator 30 and as small as the downstream separator 30. Also in the embodiment as in the third embodiment, the upstream separator 30 can swing the vibrating section 3 25 as much as the downstream separator 30 with a gas flow rate lower than that of the downstream separator. For this reason, the magnitude of the vibration of the vibration part 3 2 5 of each separator 30 can be made substantially equal by setting the magnitude of the vibration part 3 25 of each separator 30 to an appropriate value. As a result, clogging of the oxidizing gas discharge path in each separator 30 can be prevented to the same extent.
  • the vibrating sections 3 2 4 provided at the tips of the plurality of partition sections 3 2 2 are also individually provided for each partition section 3 2 2, as with the vibrating sections 3 2 5. It is installed.
  • the area of each vibration part 3 25 when projected in the stacking direction of the MEA-body seal part 20 and the separator 30 is the same in each separator.
  • the area of the vibrating portion 3 25 is as small as the upstream separator 30 and as large as the downstream separator 30.
  • the magnitude of the vibration of the vibration part 3 2 4 of each separator 30 can be set by setting the magnitude of the vibration part 3 2 4 of each separator 30 to an appropriate value. Can be approximately equal.
  • each vibration part is provided independently. For this reason, when the gas flow is intense in a part of the oxidizing gas supply manifold MOp or the oxidizing gas discharge manifold MOe, the vibration part located in or near that part vibrates vigorously. As a result, the energy of the vibration can be effectively utilized, and the water in the flow path adjacent to the partition connected to the vibration part can be efficiently discharged.
  • the common vibration part as in the first and second embodiments In the embodiment having the, when the vibration can be used from the portion of the vibrating portion where the gas flow is intense to the other portion, a part of the energy is lost due to the damping.
  • the third embodiment since such loss is small, water can be efficiently discharged from the flow path portion.
  • the fuel cell of the fourth embodiment has an auxiliary vibrating portion 3 28 on the anode side plate 33 that forms the inner wall of the flow path portion 55.
  • the fuel cell of the fourth embodiment has the auxiliary vibrating portion 3 29 on the anode side plate 33 that forms the inner wall of the flow path portion 56.
  • the fuel cell of the fourth embodiment is different from the fuel cell 1 of the first embodiment in the configuration of the partition portions 3 2 2 b and 3 2 3 b and the vibrating portions 3 2 4 b and 3 2 5 b.
  • the other points of the fuel cell of the fourth embodiment are the same as those of the fuel cell 1 of the first embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the fourth embodiment.
  • each partition 3 2 3 b reaches a position where it overlaps with the hole 3 3 4 1 of the anode side plate 3 3.
  • the vibration part 3 2 5b is provided in the front-end
  • the partition part 3 2 2 b and the vibration part 3 2 4 b are also provided in the same manner.
  • An auxiliary vibrating portion 3 29 is provided on the anode side plate 33 constituting the inner wall of the flow path portion 56.
  • the auxiliary vibration part 3 29 is composed of a wire-like member having a predetermined elasticity.
  • the auxiliary vibration part 3 2 9 has a curved shape at two points. ing. The direction of bending at these two points is the direction in which the sides sandwiching the bending point are included in the same plane.
  • the auxiliary vibration part 3 2 9 is fixed to the anode side plate 3 3 constituting the inner wall of the flow path part 5 6 at one end 3 2 9 a and one point 3 2 9 b between the two bending points. Has been.
  • the other part can move relative to the anode side plate 33 by elastic deformation.
  • the other end 3 2 9 c of the auxiliary vibration part 3 2 9 reaches a position where it overlaps with the hole 3 3 4 1 of the anode side plate 3 3.
  • the auxiliary vibration part 3 29 is configured to have elasticity to the extent that it vibrates due to the flow of the oxidizing gas flowing through the flow path part 56.
  • the liquid water in the flow path part 56 is efficiently oxidized by the vibration of the vibration part 3 2 5 and also by the vibration of the auxiliary vibration part 3 2 9 MO e To be discharged.
  • the anode-side plate 33 that constitutes the inner wall of the flow path portion 55 is also provided with the auxiliary vibration portion 3 2 8 having the same configuration as the auxiliary vibration portion 3 2 9. ing.
  • the liquid water in the flow path part 55 is efficiently discharged out of the flow path part 55 by the vibration of the vibration part 3 24 and the vibration of the auxiliary vibration part 3 28.
  • FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in the fifth embodiment.
  • the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 of the fifth embodiment is the hole 3 1 4 1 of the cathode side plate 3 1 (in FIG.
  • the first part 3 2 3 1 that overlaps with the hole 3 3 4 1 does not overlap with the hole 3 1 4 1 of the cathode side plate 3 1 and part of the cathode side plate 3 1
  • Each partition 3 2 3 c has a hole 3 1 4 1 in the force sword side plate 3 1 when the cathode side plate 3 1, the intermediate plate 3 2 and the anode side plate 3 3 are stacked.
  • Plate 3 2 hole 3 2 4 1 first part 3 2 3 1 and anode side plate 3 3 3 4 1 It consists of the length where the part 3 2 3 t is located (see Fig. 1 and Fig. 10).
  • each partition part 3 2 3 c is configured such that its tip part 3 2 3 t is positioned so as to overlap with the holes 3 1 4 1 and 3 3 4 1.
  • the partition 3 2 3 c is provided with the same thickness as that of the other part 3 2 4 1 p constituting the outer periphery of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 up to the tip 3 2 3 t. It has been.
  • the water liquefied in the gas flow path portion 2 6 adheres to the partition portion 3 2 3 c in the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2. Then, the water travels on the partition 3 2 3 c and moves to the tip 3 2 3 t in the oxidizing gas exhaust manifold MO e.
  • water in the gas flow path 2 6 (see Fig. 1) and the holes 3 2 4 1 adhered to the partition 3 2 3 c Water is a continuous partition 3 2 3 c
  • the water adhering to the tip 3 2 3 t is moved from the tip 3 2 3 t by the flow of the oxidizing gas in the oxidizing gas exhaust manifold MOe. Stripped and blown downstream in oxidizing gas exhaust manifold MOe. At that time, a part of the water existing in the gas flow path portion 26 and connected to the water adhering to the tip end portion 3 2 3 t is also drawn out from the gas flow path portion 26 at the same time. Then, it is blown downstream in the oxidizing gas exhaust manifold MOe.
  • the mode without the partition part 3 2 3 c and the tip part 3 2 3 t of the partition part 3 2 3 c are not in the oxidizing gas discharge manifold MO e.
  • the channel portion 56 is not easily clogged with liquefied water. In other words, it is unlikely that the flow of oxidant gas will be hindered. Therefore, in the present embodiment, compared with the embodiment in which the partition portion 3 2 3 c is not provided, and the embodiment in which the tip portion 3 2 3 t of the partition portion 3 2 3 c is not in the oxidizing gas discharge mould MOe. Therefore, it is unlikely that power generation in fuel cell 1 will be hindered.
  • the partition part 3 2 3 c is not configured to partition the first part 3 2 3 1 constituting the oxidizing gas discharge manifold MOe.
  • the tip of the partition part 3 2 3 c does not reach the part 3 2 4 1 pf constituting the outer peripheral part of the intermediate plate 3 2 facing the hole 3 2 4 1.
  • the flow path is configured to prevent the flow of the oxidizing gas in the oxidizing gas discharge manifold as compared with the aspect in which the tip of the partition part reaches the other part of the outer periphery of the oxidizing gas discharge manifold.
  • the projected area in the direction is small. Therefore, the pressure loss in the oxide gas exhaust manifold can be reduced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof.
  • the following modifications are possible.
  • the vibrating portions 3 2 5, 3 2 4, etc. are provided thinner than the partition portions 3 2 3, 3 2 2 and other portions of the intermediate plate 3 2.
  • the vibrating portion can be provided with the same thickness as the partition portions 3 2 3 and 3 2 2 and other portions of the intermediate plate 3 2.
  • the portion overlapping the hole 3 3 4 1 of the anode side plate 3 3 and the hole 3 1 4 1 of the cathode side plate 3 1 may be provided thicker than the partition part.
  • the vibration part may have a part from which thickness differs mutually. However, it is preferable that at least a part has a rigidity and a shape that can be elastically deformed by the flow of the reaction gas during operation of the fuel cell.
  • the vibrating parts 3 2 4 and 3 2 5 are connected to and supported by the tips of the partition parts 3 2 2 and 3 2 3.
  • the vibrating portions 3 2 4 and 3 2 5 may be connected to the intermediate plate via wire-like auxiliary vibrating portions 3 2 8 and 3 2 9 having predetermined elasticity.
  • the vibrating parts 3 24 and 3 25 have a plate shape.
  • the vibrating parts 3 2 4 and 3 2 5 have a three-dimensional shape.
  • the wire-like auxiliary vibrating portions 3 2 8 and 3 29 are provided in the separator 30 together with the plate-like vibrating portions 3 2 4 and 3 2 5.
  • the separator 30 may be configured to include only a wire-shaped assisting vibration part without including a plate-like vibration part. That is, the name of the auxiliary vibration part is used for convenience in the embodiment of the fourth embodiment, and does not mean that it is always used with other vibration parts.
  • the fuel cell 1 has the gas flow path portions 26 and 27 that are formed using a porous metal.
  • the fuel cell 1 may be configured without the gas flow path portions 2 6 or 2 7.
  • a fuel cell may have a mode in which a separator has a pentane flow path and MEA is directly stacked on the separator.
  • the present invention can be applied not only to the oxidizing gas flow path but also to the fuel gas flow path.
  • fuel gas may be used after being humidified before being supplied to the MEA. Therefore, by applying the present invention to the flow path of the fuel gas, it is possible to reduce the possibility that water added to the fuel gas is liquefied and the flow path of the fuel gas is blocked.
  • the trapping vibration portion 3 29 is provided on the anode side plate 33 that constitutes the inner wall of the flow path portion 56.
  • the auxiliary oscillating portion or the oscillating portion provided to vibrate by the gas flow can also be provided on the force sword side plate that constitutes the inner wall of the flow path portion. That is, the auxiliary vibration part or the vibration part can be provided on the inner wall part of the flow path part.
  • the auxiliary vibration part or the vibration part can be provided in a part of the partition part that does not constitute the inner wall part of the flow path part, such as a tip part of the partition part.
  • FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 in Modification 7.
  • the partition portions 3 2 3, 3 2 3 b and 3 2 3 c have a structure provided on the intermediate plate 3 2 (see FIGS. 6 to 10).
  • the partitioning portion can be structured to be provided on the force-side plate 31 and the node-side plate 33.
  • the configuration of Modification Example 7 other than the partition portion is the same as that of Example 5.
  • the partition 3 1 3 has a structure provided on the force sword side plate 3 1.
  • the partition part 3 1 3 protrudes on the force sword side plate 3 1 in the direction of the intermediate plate 3 2 and the anode side plate 3 3 stacked on the cathode side plate 3 1.
  • the partition part 3 1 3 is in the state where the force sword side plate 3 1, the intermediate plate 3 2, and the anode side plate 3 3 are stacked, and the second part of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2 Divide the parts 3 2 4 7 into a plurality of channel parts 5 6 through which the oxidizing gas flows.
  • the portion included in the cross section of FIG. 11 in the configuration of the cathode side plate 31 is only the partition portion 31 3 indicated by a cross hatch.
  • the water liquefied in the gas flow path part 2 6 adheres to the partition part 3 1 3 in the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate 3 2.
  • the water travels on the partition 3 1 3 and moves to the tip 3 1 3 t of the partition 3 1 3 in the oxidizing gas discharge manifold MOe. Thereafter, the water is peeled off from the tip portion 3 13 t by the flow of the oxidizing gas in the oxidizing gas discharge manifold Me, and is blown downstream in the oxidizing gas discharge manifold MO e. At that time, a part of the water that was present in the gas flow path portion 26 and connected to the water attached to the tip end portion 3 1 3 t was also removed from the gas flow path portion 26 at the same time. Pulled out and blown downstream in the oxidizing gas exhaust manifold MOe.
  • the flow path portion 56 is not easily clogged with the liquid water. In other words, it is unlikely that the flow of oxidizing gas will be hindered. As a result, there is a low possibility that power generation in the fuel cell 1 is hindered.
  • the tip of the partition 3 1 3 is the part of the force sword side plate 3 1 that constitutes the outer peripheral part of the hole 3 1 4 1 facing the hole 3 2 4 of the intermediate plate 3 2. The part of the outer periphery of 1 facing 3 2 4 1 pf is not reached. For this reason, the projected area in the direction of the flow path is small because it prevents the flow of the oxidizing gas in the oxidizing gas discharge manifold. Therefore, the pressure loss in the oxidizing gas exhaust manifold can be reduced. ⁇
  • the partition 3 2 3 c extends to the tip 3 2 3 t, and the other part of the intermediate plate 3 2 that forms the outer periphery of the hole 3 2 4 1 3 2 4 1 p Same as One thickness is provided.
  • at least a part of the partition section that divides the second part 3 2 3 1 of the hole 3 2 4 1 of the intermediate plate is at least part of the other part that forms the outer periphery of the hole 3 2 4 1 3 2 4 1
  • the portion between the partition portion and the first plate 3 1 has a channel having a thickness smaller than that of the other portion of the second portion 3 2 4 7 of the hole 3 2 4 1. Will be constructed.
  • the partition portion may be configured to independently divide the plurality of flow path portions, or the second portion may be configured to be a plurality of flow path portions in a mode in which the plurality of flow path portions are at least partially communicated with each other. It can also be set as the aspect divided into.
  • the separator may have a mode in which a plurality of flow path parts are independent from each other, or a mode in which at least a part of the plurality of flow path parts are in communication with each other.

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Abstract

このセパレータは、反応ガスを流通させるための第１の穴３３４１を有する第１のプレート３３と、第１のプレート３３と重ねられる第２のプレート３２あって、第１の部分３２３１において第１の穴３３４１と重なり反応ガスを流通させる第２の穴３２４１を有する第２のプレート３２と、を備える。第２のプレート３２は、第２の穴３２４１のうち第１の穴３３４１と重ならない第２の部分の一部３２４７を、複数の流路部分５６に分ける区画部３２３を有する。セパレータ３０は、さらに、区画部３２３に接続され、かつ一部が第１のプレート３３の第１の穴３３４１と重なる位置に配され、第１の穴３３４１内を流通する反応ガスによって揺れるように設けられる振動部３２５を備える。

Description

明細書
燃料電池のセパレータおよぴ燃料電池 技術分野
この発明は、 燃料電池のセパレータおよび燃料電池に関する。 背景技術
従来より、 燃料電池においては、 3枚のプレートを重ね合わせて反応ガスの 流路を形成した 3層構造のセパレータが使用されている。 たとえば、 ある従来 技術においては、 セパレータ 1は、 燃料ガスプレート 3と、 酸化剤ガスプレー ト 4と、 中間プレート 5とを備える。 中間プレート 5に設けられたガス受け渡 し流路 3 0は、 複数のスリットからなる。 受け渡し流路 3 0は、 酸化剤ガスプ レート 4に設けられた貫通孔 2 2を介して反応に使用された酸化剤ガス 2 3を 受け取る。 そして、 受け渡し流路 3 0は、 酸化剤ガスプレート 4および燃料ガ スプレート 3に設けられたガス連通孔 1 9に、 酸化剤ガス 2 3を排出する。 ガ ス受け渡し流路 3 0が複数のスリットから形成されていることにより、 中間プ レート 5の剛性を高めることができる。 しかし、 上記の態様においては、 力ソード電極 （酸素極） で生成され、 カソ —ド電極を流通した後の酸化剤ガス 2 3に含まれる水が、 ガス受け渡し流路 3 0のスリツト内で液体となって滞留して、 スリツトを塞いでしまうおそれがあ る。 その結果、 ガス受け渡し流路 3 0内の酸化剤ガス 2 3の流通が妨げられ、 発電が阻害されるおそれがある。 このような問題は、 使用済みの酸化ガスを排 出するガス流路に限らず、 燃料電池内において反応ガス （酸化ガスと燃料ガス とを含む） を流通させるガス流路であって、 複数の流路部分から構成され、 水 分を含有しうるガスを流通させるガス流路について、 広く生じうる。 本発明は、 上述した従来の課題の少なくとも一部を取り扱うものであり、 複 数の流路部分から構成され、 水分を含有しうるガスを流通させる燃料電池内の ガス流路において、 水が滞留しにくくすることを目的とする。 なお、 日本国特許出願、 2 0 0 7— 1 1 1 0 8 6号の開示内容は、 参考のた めに、 この明細書に組み込まれる。 発明の開示 上記課題の少なくとも一部を取り扱うために、 本発明の一実施態様としての 燃料電池のセパレータにおいては、 以下のような構成を採用する。 このセパレ ータは、 反応ガスを流通させるための第 1の穴を有する第 1のプレートと、 第 1のプレートと重ねられる第 2のプレートであって、 第 1の穴との間で反応ガ スを流通させるための第 2の穴を有する第 2のプレートと、 を備える。 第 2の穴は、 第 1の穴と重なる第 1の部分と、 第 1の穴と重ならない第 2の 部分と、 を有する。 第 2のプレートは、 第 2の部分を、 それぞれが反応ガスを 流通させる複数の流路部分に分ける区画部を有する。 セパレータは、 さらに、 区画部、 または流路部分を構成する他の内壁部に接続され、 かつ少なくとも一 部が第 1のプレートの第 1の穴と重なる位置に配される振動部であって、 燃料 電池の運転時に第 1の穴内を流通する反応ガスによって揺れるように設けられ る振動部を備える。 このような態様とすれば、 燃料電池を運転している際、 第 1の穴内を流通す る反応ガスによって振動部が揺すられる。 その振動によって流路部分内の水が 効率的に流路部分外に排出される。 よって、 複数の流路部分内において水が滞 留しにくい。 なお、 振動部は、 たとえば、 少なくとも一部を、 反応ガスの流れ によってたわむ程度の剛性で設けることが好ましい。また、第 2の穴において、 第 1の穴と重ならない部分のうち、 少なくとも一部が複数の流路部分に分けら れていればよい。 なお、 振動部は、 第 2の穴の第 1の部分の側と第 2の部分の側とのうち、 第 2の部分の側において、 区画部、 または流路部分を構成する他の内壁部に接続 されており、 第 1の部分の側において、 第 1または第 2のプレートを構成する 部分と接続されていない態様とすることができる。 このような態様においては、 振動部は、 片側 （第 2の部分の側） で支持され る。 その結果、 振動部は、 燃料電池が運転されている際、 第 1の穴内、 および 第 2の穴の第 1の部分を流通する反応ガスによって、揺すられることができる。 第 2のプレート力 複数の区画部を有する態様においては、複数の区画部は、 一個の振動部に接続されている態様とすることができる。 このような態様とすれば、 燃料電池を運転している際、 第 1の穴内を流通す るガスの単位時間あたりの流量に局所的なばらつきがある場合にも、 各流路部 分について均等に水を排出することができる。 第 2のプレートカ S、複数の区画部を有する態様においては、複数の区画部は、 それぞれ異なる振動部に接続されている態様とすることもできる。 このような態様においては、 第 1の穴内の一部においてガスの流れが激しい 場合に、 その部分に位置する振動部が激しく振動する。 その結果、 その振動部 の近傍の流路部分の水を効率的に排出することができる。 なお、 振動部は、 第 2のプレートを生成する際に、 第 2のプレートの一部と して生成することができる。 このような態様とすれば、 セパレータを単純な構 造とすることができる。 また、 本発明の一態様として、 複数の上記のセパレータと、 それら複数のセ パレータの間に配される膜電極接合体と、 を備える燃料電池を採用することが できる。 . 上記の態様において、 複数のセパレータは、 互いの第 1の穴の少なくとも一 部が重なるように積層されていることが好ましい。 そのような態様のうちのあ る態様においては、 燃料電池の運転時には、 積層された複数のセパレータの第 1の穴内において、 セパレータの第 2の穴を介して膜電極接合体から排出され る反応ガスが、 積層の方向に沿った所定の向きに流通する。 複数のセパレータ のうちの第 1のセパレータは、 複数のセパレータのうち第 1のセパレータより も反応ガスの流れの上流側に位置する第 2のセパレータよりも、 積層の方向に 投影したときの面積が小さい振動部を備えることが好ましい。 このような態様においては、 単位時間当たりの反応ガスの流量が大きい下流 側において、 投影面積の小さい振動部が備えられ、 単位時間当たりの反応ガス の流量が小さい上流側において、 投影面積の大きい振動部が備えられる。 この ため、 上流側においては、 ゆるやかなガスの流れを大きな振動部で受け止める ことができ、 下流側においては、 激しいガスの流れを小さい振動部で受け止め ることができる。 その結果、 上流と下流における振動部の振動量の違い、 ひい ては、 複数の流路部分の水の排出のしゃすさのばらつきを、 小さくすることが できる。 また、 他の態様においては、 燃料電池の運転時には、 積層された複数のセパ レータの第 1の穴内において、 セパレータの第 2の穴を介して膜電極接合体に 供給される反応ガスが、 積層の方向に沿った所定の向きに流通する。 そのよう な態様において、 複数のセパレータのうちの第 1のセパレータは、 複数のセパ レータのうち第 1のセパレータよりも反応ガスの流れの上流側に位置する第 2 のセパレータよりも.、 積層の方向に投影したときの面積が大きい振動部を備え ることが好ましい。 このような態様においては、 単位時間当たりの反応ガスの流量が大きい上流 側において、 投影面積の小さい振動部が備えられ、 単位時間当たりの反応ガス の流量が小さい下流側において、 投影面積の大きい振動部が備えられる。 この ため、 上流側においては、 激しいガスの流れを小さい振動部で受け止めること ができ、 下流側においては、 ゆるやかなガスの流れを大きな振動部で受け止め ることができる。 その結果、 上流と下流における捩動部の振動量の違い、 ひい ては、 複数の流路部分の水の排出のしゃすさのばらつきを、 小さくすることが できる。 さらに、 本発明の一態様として、 以下のようなセパレータを採用することも できる。 すなわち、 そのセパレータは、 燃料電池のセパレータであって、 反応 ガスを流通させるための第 1および第 2の穴を有する第 1のプレートと、 第 1 のプレートと重ねられる第 2のプレートであって、 第 2の穴から反応ガスを受 け取って第 1の穴に渡すための第 3の穴を有する第 2のプレートと、を備える。 第 3の穴は、 第 1の穴と重なる第 1の部分と、 第 1の穴と重ならず一部が第 2の穴と重なる第 2の部分と、 を有する。 第 1のプレートと第 2のプレートの 少なくとも一方は、 区画部を有する。 区画部は、 第 1のプレートと第 2のプレ ートとが重ねられた状態において、 第 2の部分の少なくとも一部を、 それぞれ が反応ガスを流通させる複数の流路部分に分ける。 区画部の先端は、 第 1の穴 と重なる位置にある。 このような態様とすれば、 燃料電池を運転している際、 第 3の穴の第 2の部 分内の水は、 区画部に付着する。 そして、 区画部の先端に付着した水は、 第 1 の穴おょぴ第 3の穴の第 1の部分を流通する反応ガスによって持ち去られる。 その結果、 流路部分内の水が効率的に流路部分外に排出される。 よって、 上記 の態様によれば、 複数の流路部分内において水が滞留しにくレ、。 なお、 本発明の一態様として、 第 1および第 2の穴を有する第 1のプレート と、第 3の穴を有する第 2のプレートと、を有する複数の上記のセパレータと、 それら複数のセパレータの間に配される膜電極接合体と、 を備える燃料電池を 採用することができる。 本発明は、 上記以外の種々の形態で実現可能であり、 例えば、 燃料電池のセ パレータセパレータを備えた燃料電池、 燃料電池システム、 およびそれらの製 造方法などの形態で実現することが可能である。 以下では、 図面を参照して、 本願発明の好ましい実施例の詳細が説明され、 本願発明の上述の目的およびその他の目的、 構成、 効果が明らかにされる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施例である燃料電池 1の断面図である。
図 2は、 M E A—体型シール部 2 0の平面図である。
図 3は、 力ソード側プレート 3 1を示す平面図である。
図 4は、 中間プレート 3 2を示す平面図である。
図 5は、 アノード側プレート 3 3を示す平面図である。
図 6は、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図である。
図 7は、 第 2実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図で める。
図 8は、 第 3実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図で める。
図 9は、 第 4実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図で ある。
図 1 0は、 第 5実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図 である。
図 1 1は、 変形例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図であ る。 発明を実施するための最良の形態 A. 第 1実施例：
図 1は、 本発明の一実施例である燃料電池 1の断面図である。 この燃料電 池 1は、 膜電極接合体一体型シール部 2 0と、 セパレータ 3 0とを交互に積 層して構成される。 膜電極接合体一体型シール部 2 0とセパレータ 3 0 との 間には、 ガス流路部 2 6または 2 7が配される。 なお、 以下では、 膜電極接 合体一体型シール部 2 0を 「M E A (Membrane Electrode Assembly) 一体 型シール部 2 0」 と表記する。 これら M E A—体型シール部 2 0、 ガス流路部 2 6， 2 7、 ならびにセパ レータ 3 0を含む積層体の積層方向の両端には、 エンドプレート （図示せず） が配される。 その両端のェンドプレートが互いに締結されることによって、 M E A—体型シール部 2 0、 ガス流路部 2 6， 2 7、 ならびにセパレータ 3 0は、 積層方向 A sに加圧され、 燃料電池のセルスタックが形成される。 この燃料電池 1と'、 燃料電池スタックに燃料ガスを供給する水素タンクな どの燃料ガス供給部 2と、 燃料電池スタックに酸化ガスを供給する空気ボン プなどの酸化ガス供給部 3と、 燃料電池スタックに冷媒を供給する循環ボン プなどの冷媒循環部 4と、 燃料電池スタックに供給すべき冷媒を冷却するラ ジエータなどの冷媒冷却部 5と、 を使用して、 燃料電池システムを構成する ことができる。
M E A—体型シール部 2 0は、 長方形の略板状の部材である。 M E A—体 型シール部 2 0は、 膜電極接合体 2 2と、 膜電極接合体 2 2の両側に構成さ れたガス拡散層 2 4 , 2 5と、 膜電極接合体 2 2ならびにガス拡散層 2 4， 2 5の外周部にそれらと一体で構成されたシール部 2 8と、を有する。なお、 以下では、 膜電極接合体 22を、 「MEA (Membrane Electrode Assembly)
22」 と表記する。 図 2は、 ME A—体型シール部 20の平面図である。 図 1に示される ME A—体型シール部 20の断面図は、 図 2の A— A断面の断面図に相当する。 それぞれ長方形に構成され、 互いに積層される ME A 22とガス拡散層 24, 25の外周には、 シール部 28が構成される。 シール部 28は、 例えば、 シ リコンゴム、 フッ素ゴムなどの絶縁性樹脂材料によつて形成される。 シール 部 28は、 射出成形により、 ME A22と一体で形成される。 シール部 28には、 ME A 22とガス拡散層 24， 25の積層方向にシー ノレ部 28を貫通する穴 40〜45が設けられている。 穴 40と穴 4 1は、 M E A 22をはさんで逆の側に設けられている。 そして、 穴 40と穴 4 1は、 長方形の ME A—体型シール部 20において、 向かい合う 2辺の近傍に設け られている。 穴 43と穴 44も、 ME A 22をはさんで逆の側に設けられている。 ただ し、 穴 43と穴 44はそれぞれ、 長方形の ME A—体型シール部 20におい て、 穴 40と穴 4 1がその近傍に設けられている 2辺とは異なる辺の近傍に 設けられている。 穴 42と穴 45も、 MEA22をはさんで逆の側に設けられている。 ただ し、 穴 42と穴 45はそれぞれ、 長方形の ME A—体型シール部 20におい て、 穴 43と穴 44がその近傍に設けられている 2辺と同じ辺の近傍に設け られている。 これらの穴 4 0〜4 5は、 シール部 2 8の一部である尾根部 2 8 1によつ てそれぞれ外周を囲まれている。 尾根部 2 8 1は、 シール部 2 8において、 M E A—体型シール部 2 0とセパレータ 3 0との積層方向の両側 （図 2の紙 面方向の手前おょぴ奥の向き） に突出している。 その結果、 セパレータ 3 0 とセパレータ 3 0の間においては、 穴 4 0〜4 5は、 それぞれ独立にシール されている （図 1および図 2参照）。 同様に、 ガス拡散層 2 4， 2 5のうち M E A—体型シール部 2 0の中央部 分において外面に露出している部分も、 その外周を尾根部 2 8 1によって囲 まれている。 その結果、 セパレータ 3 0とセパレータ 3 0の間においては、 ガス拡散層 2 4， 2 5もそれぞれ独立にシールされている。 ガス流路部 2 6， 2 7 (図 1参照） は、 互いに連通した空隙を有する多孔 体である。 ガス流路部 2 6， 2 7は、 たとえば、 耐食性の高い多孔質金属で 構成することができる。 ガス流路部 2 6， 2 7は、 M E A 2 2の両側におい て、 ガス拡散層 2 4 , 2 5に接して配される。 そして、 ガス流路部 2 6， 2 7は、 M E A—体型シール部 2 0とセパレータ 3 0とに挟まれる。 これらのガス流路部 2 6， 2 7は、 それぞれ酸化ガスと、 燃料ガスとを透 過することができる。 ガス流路部 2 6は、 酸化ガスをガス拡散層 2 4に伝え る。 ガス流路部 2 7は、 燃料ガスをガス拡散層 2 5に伝える。 （図 1参照）。
M E A—体型シール部 2 0とセパレータ 3 0との間において、 ガス流路部 2 6 , 2 7のうち M E A—体型シール部 2 0またはセパレータ 3 0と接触し ない部分 （たとえば外周端部 26 e , 27 e) は、 充填材 6 0によって密閉 される。 その結果、 燃料電池 1において、 セパレータ 30から供給される燃 料ガスおよび酸化ガスは、 シール部 28とガス流路部 26， 2 7との間の隙 間を流通することなく、 ガス流路部 26， 2 7内を流通する （図 1の矢印 A O i参照）。 セパレータ 30は、 形状および大きさが ME A—体型シール部 20とほぼ 等しい板状部材である。 セパレータ 30は、 力ソード側プレート 3 1と、 ァ ノ一ド側プレート 3 3と、 力ソード側プレート 3 1およびァノ一ド側プレー ト 33の間に位置する中間プレート 32と、 を備える （図 1参照）。 各プレートは、 酸化ガスおよび反応ガスを透過しない素材、 例えばステン レスで構成される。 各プレートは、 セパレータ 30が ME A—体型シール部 20と積層された際に ME A—体型シール部 20の穴 40〜45と重なる位 置に.、 穴を有している。 ME A—体型シール部 20の穴 40〜45にそれぞ れ対応する位置にあるカソード側プレート 3 1の穴を穴 3 1 40〜 3 145 と呼ぶ。 ME A—体型シール部 20の穴 40〜 45にそれぞれ対応する位置 にある中間プレート 32の穴を穴 3240〜 3 244と呼ぶ。 ME A—体型 シール部 20の穴 40〜45にそれぞれ対応する位置にあるアノード側プレ ート 33の穴を穴 3340〜3 345と呼ぶ。 図 3は、 力ソード側プレート 3 1を示す平面図である。 図 4は、 中間プレ ート 3 2を示す平面図である。 図 5は、 アノード側プレート 3 3を示す平面 図である。 図 1に示される力ソード側プレート 3 1、 中間プレート 32およ ぴアノード側プレート 3 3の断面図は、 図 3〜図 5の A— A断面の断面図に 相当する。 力ソード側プレート 3 1は、 穴 3 1 40〜 3 1 45および穴 50， 5 1を 有している。 中間プレート 3 2は、 穴 3 240〜3 244およぴ穴 34を有 している。ァノード側プレート 33は、穴 3 340〜 3345および穴 53, 54を有している。 カソード側プレート 3 1に設けられている穴 3 140と、 ァノード側プレ ート 3 3に設けられている穴 3 340とは、 ME A—体型シール部 20とセ パレータ 30との積層方向に投影したときに ME A—体型シール部 2◦の穴 40と重なる位置おょぴ形状で設けられている。 中間プレート 3 2に設けら れている穴 3240は、 同様に積層方向に投影したときに、 その一部 （以下、 「第 1の部分 3 2 30」 と表記する） 力 ME A—体型シール部 20の穴 4 0、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 140、 およびアノード側プレート 3 3 の穴 3340と重なる位置おょぴ形状で設けられている。 燃料電池 1において、 ME A—体型シール部 20の穴 40、 力ソード側プ レート 3 1の穴 3 140、 中間プレート 3 2の穴 3240、 およぴァノード 側プレート 3 3の穴 3 340は、 電気化学反応に供するための酸化ガスを M E A 22に供給するための酸化ガス供給マ二ホールド MO pの一部を形成す る （図 1参照）。 なお、 図 1において、 矢印 AO iは、 MEA22に供給され る酸化ガスの流れを示す。 力ソード側プレート 3 1に設けられている穴 3 1 4 1と、 アノード側プレ ート 3 3に設けられている穴 3 34 1とは、 ME A—体型シール部 20とセ パレータ 3 0との積層方向に投影したときに M E A—体型シール部 2 0の穴 4 1と重なる位置および形状で設けられている。 中間プレート 3 2に設けら れている穴 3 2 4 1は、 積層方向に投影したときに、 その一部 （以下、 「第 1 の部分 3 2 3 1」 と表記する） 、 M E A—体型シール部 2 0の穴 4 1、 力 ソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 1、 およぴァノ一ド側プレート 3 3の穴 3 3 4 1と重なる位置および形状で設けられている。 燃料電池 1において、 M E A—体型シール部 2 0の穴 4 1、 力ソード側プ レート 3 1の穴 3 1 4 1、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1、 およびアノード 側プレート 3 3の穴 3 3 4 1は、 電気化学反応に供された後の酸化ガスを燃 料電池 1外に排出するための酸化ガス排出マ二ホールド M O eの一部を形成 する （図 1参照）。 なお、 図 1において、 矢印 A O oは、 M E A 2 2から排出 される酸化ガスの流れを示す。 力ソード側プレート 3 1に設けられている穴 3 1 4 4と、 中間プレート 3 2に設けられている穴 3 2 4 4の一部 （以下、 「第 1の部分 3 2 3 4」 と表記 する） と、 アノード側プレート 3 3に設けられている穴 3 3 4 4とは、 積層 方向に投影したときに M E A—体型シール部 2 0の穴 4 4と重なる位置およ ぴ形状で設けられている。 これらの穴は、 燃料電池 1において、 電気化学反 応に供するための燃料ガスを M E A 2 2に供給するための燃料ガス供給マ二 ホールドの一部を形成する。 力ソード側プレート 3 1に設けられている穴 3 1 4 3と、 中間プレート 3 2に設けられている穴 3 2 4 3の一部 （以下、 「第 1の部分 3 2 3 3」 と表記 する） と、 アノード側プレート 3 3に設けられている穴 3 3 4 3とは、 積層 方向に投影したときに M E A—体型シール部 2 0の穴 4 3と重なる位置およ び形状で設けられている。 これらの穴は、 燃料電池 1において、 電気化学反 応に供された後の燃料ガスを燃料電池 1外に排出するための燃料ガス排出マ 二ホールドの一部を形成する。 力ソード側プレート 3 1に設けられている穴 3 1 4 2と、 ァノード側プレ ート 3 3に設けられている穴 3 3 4 2とは、 積層方向に投影したときに M E A—体型シール部 2 0の穴 4 2と重なる位置および形状で設けられている。 これらの穴は、 燃料電池 1において、 セパレータ 3 0内の冷媒流路を流通す る冷媒を供給するための冷媒供給マ二ホールドの一部を形成する。 カソード側プレート 3 1に設けられている穴 3 1 4 5と、 ァノード側プレ ート 3 3に設けられている穴 3 3 4 5とは、 積層方向に投影したときに M E A—体型シール部 2 0の穴 4 5と重なる位置おょぴ形状で設けられている。 これらの穴は、 燃料電池 1において、 セパレータ 3 0内の冷媒流路を流通し た冷媒を燃料電池 1外に排出するための冷媒排出マ-ホールドの一部を形成 する。 図 4の上段に示すように、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 0の一部であって、 カソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 0およぴァノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 0と重ならない部分の一部 （以下 「第 2の部分 3 2 4 6」 と表記する） は、櫛歯状に設けられてる。すなわち、穴 3 2 4 0の第 2の部分 3 2 4 6は、 中間プレート 3 2の複数の区画部 3 2 2によって複数の流路部分 5 5に分け られている。 各流路部分 5 5の先端は、 積層方向に投影したときに、 カソー ド側プレート 3 1の穴 5 0と重なる位置にある。 図 1の下段の矢印 A O iで示すように、 中間プレート 3 2の流路部分 5 5 は、酸化ガス供給マ二ホールド MO p (ME A—体型シール部 2 0の穴 4 0、 カソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 0、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 0、 お ょぴアノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 0等で構成される） を流通する酸化 ガスを受け取る。 そして、 その酸化ガスは、 力ソード側プレート 3 1の穴 5 0を介してガス流路部 2 6に供給される。 図 4の下段に示すように、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1の一部であって、 カソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 1およぴァノ一ド側プレート 3 3の穴 3 3 4 1と重ならない部分の一部 （以下 「第 2の部分 3 2 4 7」 と表記する） は、 櫛歯状に設けられている。 すなわち、 穴 3 2 4 1の第 2の部分 3 2 4 7 は、 中間プレート 3 2の複数の区画部 3 2 3によって複数の流路部分 5 6に 分けられている。 各流路部分 5 6の先端は、 積層方向に投影したときに、 力 ソード側プレート 3 1の穴 5 1と重なる位置にある。 図 1の下段の矢印 A O oで示すように、 中間プレート 3 2の流路部分 5 6 は、 電気化学反応に供された後の酸化ガスを、 力ソード側プレート 3 1の穴 5 1を介してガス流路部 2 6から受け取る。 そして、 その酸化ガスは、 酸化 ガス 出マ-ホールド M O e (M E A—体型シール部 2 0の穴 4 1、 カソー ド側プレート 3 1の穴 3 1 4 1、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1、 およびァ ノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1等で構成される） に排出される。 図 4の右上に示すように、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 4の一部であって、 ソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 4およびァノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 4と重ならない部分 （以下 「第 2の部分 3 2 4 8」 と表記する） も、 櫛 歯状に設けられている。 穴 3 2 4 4の第 2の部分 3 2 4 8は、 中間プレート 3 2の複数の区画部 3 2 6によって複数の流路部分 5 7に分けられている。 各流路部分 5 7の先端は、 積層方向に投影したときに、 アノード側プレート 3 3の穴 5 4と重なる位置にある。 中間プレート 3 2の流路部分 5 7は、 燃料ガス供給マ二ホールド （M E A 一体型シール部 2 0の穴 4 4、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 4、 中間 プレート 3 2の穴 3 2 4 4、 およびァノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 4等 で構成される） を流通する燃料ガスを、 受け取る。 そして、 その燃料ガスは、 ァノード側プレート 3 3の穴 5 4を介してガス流路部 2 7に供給される。 燃 料ガスは、 ガス流路部 2 7内を、 図 1の紙面に垂直な方向に沿って手前から 奥に向かって流通する。 図 4の左下に示すように、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 3の一部であって、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 3およびァノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 3と重ならない部分 （以下 「第 2の部分 3 2 4 9」 と表記する） は、 櫛 歯状に設けられてる。 すなわち、 穴 3 2 4 3の第 2の部分 3 2 4 7は、 中間 プレート 3 2の複数の区画部 3 2 7によって複数の流路部分 5 8に分けられ ている。 各流路部分 5 8の先端は、 積層方向に投影したときに、 アノード側 プレート 3 3の穴 5 3と重なる位置にある。 中間プレート 3 2の流路部分 5 8は、 電気化学反応に供された後の燃料ガ スを、 ァノード側プレート 3 3の穴 5 3を介してガス流路部 2 7から受け取 る。 そして、 その燃料ガスは、 燃料ガス排出マ二ホールド （M E A—体型シ ール部 20の穴 43、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 143、 中間プレート 3 2の穴 3 243、 およびアノード側プレート 3 3の穴 3 343等で構成さ れる） に 出される。 中間プレート 3 2に設けられている複数の穴 34は、 積層方向に投影した ときに、 ME A—体型シール部 20の穴 42、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 142、 およびァノード側プレート 3 3の穴 3 342と、 一端が重なる位 置および形状で設けられている （図 4参照）。 そして、 中間プレート 32に設 けられている穴 34は、 積層方向に投影したときに、 ME A—体型シール部 20の穴 45、 カソード側プレート 3 1の穴 3 145、 およびァノ一ド側プ レート 33の穴 3345と、他端が重なる位置おょぴ形状で設けられている。 中間プレート 32に穴 34は、 力ソード側プレート 3 1とァノード側プレー ト 33とに挟まれた状態において、 冷媒流路 34を形成する （図 1参照）。 中間プレート 3 2の冷媒流路 34は、 冷媒供給マ二ホールド （ME A—体 型シール部 20の穴 42、 カソード側プレート 3 1の穴 3 1 42、 アノード 側プレート 33の穴 3342等で構成される） を流通する冷却水を受け取る。 そして、 その冷却水は、 冷媒流路 34内を流通する間、 ガス流路部 26， 2 7を介して ME A—体型シール部 20から熱を受け取って、 ME A—体型シ ール部 20を冷却する。 その後、 冷却水は、 冷媒排出マ二ホールド （MEA —体型シール部 20の穴 45、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 145、 ァノ 一ド側プレート 3 3の穴 3345等で構成される） に排出される。 図 6は、 図 4の下段に示す中間プレート 3 2の穴 3 24 1近傍の拡大図で ある。 図 6においては、 中間プレート 3 2に対して紙面下側から重ねられる べきアノード側プレート 3 3の一部も同時に示す。 また、 中間プレート 3 2 に対して紙面上側から重ねられるべきカソード側プレート 3 1の穴 5 1を破 線で示す。 図 6において、 酸化ガスが紙面の手前から奥に向かう方向に流通する箇所 には、 丸に Xを付したマークを記す。 そして、 酸化ガスが紙面の奥から手前 に向かう方向に流通する箇所には、 丸にドットを付したマークを記す。 穴 3 2 4 1のうち、 アノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1と重ならない第 2の部分 3 2 4 7は、 中間プレート 3 2の複数の区画部 3 2 3によって複数 の流路部分 5 6に分けられている。そして、複数の区画部 3 2 3の先端には、 共通の振動部 3 2 5が設けられている。 振動部 3 2 5は、 一部がァノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1と重なる位 置および形状に設けられている （図 6参照）。 また、 振動部 3 2 5は、 区画部 3 2 3および中間プレート 3 2の他の部分よりも薄く設けられている。 この ため、 中間プレート 3 2が、 アノード側プレート 3 3と力ソード側プレート 3 1の間に配されて積層された状態においても、 振動部 3 2 5は、 外力を加 えられた場合に、 図 6の紙面に垂直な方向にしなることができる。 なお、 図 6においては、中間プレート 3 2のうち、同じ厚みで設けられている部分を、 同じハッチを付して示す。 振動部 3 2 5は、 中間プレート 3 2を形成する際に、 プレス加工によって 形成することができる。 また、 複数のプレート部材を重ねて中間プレート 3 2を形成することもできる。 そのような態様においては、 振動部 3 2 5は、 中間プレート 3 2の他の部分よりもプレ ト部材の積層枚数を少なくするこ とで、 形成することが.できる。 燃料電池 1においてガス流路部 2 6を流通した酸化ガスは、 カソード側プ レート 3 1の穴 5 1 (図 6において破線で示す） を紙面の奥に向かう方向に 通って、 中間プレート 3 2の流路部分 5 6に流入する （図 1の左下部分の矢 印 A O o参照）。 そして、 その酸化ガスは、 流路部分 5 6を通って、 中間プレ ート 3 2の穴 3 2 4 1およぴァノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1を含む酸 化ガス排出マ-ホールド M O eに向かう。 酸化ガス排出マ二ホールド M O e 内においては、 酸化ガスは、 図 6の紙面の奥から手前に向かう向きに流通す る。 図 6においては、 セパレータ 3 0の 1枚の中間プレート 3 2と 1枚のァノ ード側プレート 3 3のみを示している。 しかし、 燃料電池 1においては、 多 数のセパレータ 3 0と M E A—体型シール部 2 0とが積層される （図 1参照） t したがって、 酸化ガス排出マユホールド MO e内において、 振動部 3 2 5に は、 より上流 （図 6の紙面のより奥） からくる酸化ガスが当たる。 その結果、 振動部 3 2 5は、 酸化ガスの流れによって揺すられる。 燃料電池 1においてガス流路部 2 6を流通した酸化ガスは、 水分を含む。 水分の一部は、 M E A 2 2における電気化学反応によって生成された水であ る。 また、 酸化ガス供給マ二ホールド M O pに供給される酸化ガスがあらか じめ加湿されている場合もある。 酸化ガスが含む水分は、 ガス流路部 2 6内 において液化することがある。 そのような液化された水を図 6において L W で示す。 本実施例においては、 ガス流路部 2 6内において液化された水は、 振動部 3 2 5の振動によって動かされ、 流路部分 5 6から酸化ガス排出マ二ホール ド M O eに排出される。 また、 振動部 3 2 5に付着した水は振動部 3 2 5の 振動によって振動部 3 2 5から剥離され、 酸化ガス排出マ-ホールド M O e 内において下流に飛ばされる。 その際、 ガス流路部 2 6内に存在した水であ つて、 振動部 3 2 5に付着した水とつながつていた水の一部も、 同時に、 ガ ス流路部 2 6内から引き出され、 酸化ガス排出マ二ホールド M O e内におい て下流に飛ばされる。 このため、 本実施例においては、 振動部 3 2 5を有さない態様に比べて、 流路部分 5 6が液化した水によって詰まりにくい。 すなわち、 酸化ガスの流 通が妨げられる可能性が低い。 よって、 本実施例においては、 振動部 3 2 5 を有さない態様に比べて、 燃料電池 1における発電が阻害される可能性が低 い。 また、 本実施例においては、 複数の区画部 3 2 3の先端に、 共通の振動部 3 2 5が設けられている。 このため、 酸化ガス排出マ二ホールド M O eの一 部においてガスの流れが速く、 他の一部においてガスの流れが遅い場合にも、 各流路部分 5 6に接する振動部 3 2 5の振動量のばらつきを小さくすること ができる。 このため、 複数の流路部分 5 6における液体の水の排出効率を同 程度にすることができる。 同様に、 穴 3 2 4 0の第 2の部分 3 2 4 6を複数の流路部分 5 5に分けて いる複数の区画部 3 2 2の先端に設けられた振動部 3 2 4も （図 4の上段参 照）、 図 4の紙面の手前から奥に向かう向きに流れる酸化ガスによって振動さ れる。 その結果、 流路部分 5 5内において水分が液化した場合にも、 その水 は、 振動部 3 2 4の振動によって効率的に流路部分 5 5の外部に排出される。 このため、 流路部分 5 5が目詰まりしにくく、 酸化ガスの流通が妨げられる 可能性が低い。 よって、 本実施例においては、 振動部 3 2 4を有さない態様 に比べて、 燃料電池 1における発電が阻害される可能性が低い。 また、 複数の区画部 3 2 2の先端に、 共通の振動部 3 2 4が設けられてい るため、 複数の流路部分 5 6における液体の水の排出効率を同程度にするこ とができる。
B . 第 2実施例：
第 2実施例の燃料電池は、 振動部 3 2 4 , 3 2 5 (図 4参照） にそれぞれ 穴 3 2 4 h、 3 2 5 hを有している。 第 2実施例の燃料電池の他の点は、 第 1実施例の燃料電池 1と同じである。 図 7は、 第 2実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図 である。 第 2実施例においては、 複数の区画部 3 2 3の先端に設けられた振 動部 3 2 5は、 複数の穴 3 2 5 hを有している。 振動部 3 2 5が有する穴 3 2 5 hの数おょぴ面積は、 各セパレータ内において同じである。 そして、 各 穴 3 2 5 hの面積は、 酸化ガス排出マ二ホールド M O eにおける酸化ガスの 流れの上流に位置するセパレータ 3 0ほど小さく、 下流に位置するセパレー タ 3 0ほど大きい。 その結果、 M E A—体型シール部 2 0とセパレータ 3 0 との積層方向に投影したときの振動部 3 2 5の面積は、 上流のセパレータ 3 0ほど大きく、 下流のセパレータ 3 0ほど小さい。 酸化ガス排出マ二ホールド M O e内においては、 下流ほど、 より多くのセ パレータ 3 0からの酸化ガスが流入する。 このため、 単位時間当たりの酸化 ガスの流量は、 酸化ガス排出マ二ホールド MO e内においては、 下流ほど大 きくなる。 このため、 第 2実施例のような態様とすれば、 上流のセパレータ 3 0の中 間プレート 3 2においては、 下流よりも少ないガスの流量で、 下流のセパレ ータ 3 0の中間プレート 3 2と同程度に振動部 3 2 5を揺らすことができる。 すなわち、 各セパレータ 3 0における穴 3 2 5 hの大きさを適当な値に設定 することで、 各セパレータ 3 0の振動部 3 2 5の振動の大きさをほぼ等しく することができる。 その結果、 各セパレータ 3 0における酸化ガスの排出経 路の目詰まりを同程度に防止することができる。 第 2実施例においては、 複数の区画部 3 2 2の先端に設けられた振動部 3 2 4も、 振動部 3 2 5と同様に、 複数の穴 3 2 4 hを有している。 振動部 3 2 4が有する穴 3 2 4 hの数および面積は、 各セパレータ内において同じで ある。 そして、 各穴 3 2 4 hの面積は、 酸化ガス供給マ二ホールド MO pに おける酸化ガスの流れの上流に位置するセパレータ 3 0の中間プレート 3 2 ほど大きく、 下流に位置するセパレータ 3 0の中間プレート 3 2ほど小さい。 その結果、 M E A—体型シール部 2 0 とセパレータ 3 0との積層方向に投影 したときの振動部 3 2 5の面積は、 上流のセパレータ 3 0ほど小さく、 下流 のセパレータ 3 0ほど大きレ、。 酸化ガス供給マ-ホールド M O p内においては、 酸化ガス供給マ二ホール ド M O pに接する各セパレータ 3 0に酸化ガスが供給される。 このため、 酸 化ガス供給マ二ホールド M O p内においては、 下流ほど、 より少量の酸化ガ スが流通する。 すなわち、 単位時間当たりの酸化ガスの流量は、 酸化ガス供 給マ二ホールド MO p内においては、 下流ほど小さくなる。 このため、 第 2実施例のような態様とすれば、 下流のセパレータ 3 0の中 間プレート 3 2においては、 上流よりも少ないガスの流量で、 上流のセパレ ータ 3 0の中間プレート 3 2と同程度に振動部 3 2 4を揺らすことができる。 すなわち、 各セパレータ 3 0における穴 3 2 4 hの大きさを適当な値に設定 することで、 各セパレータ 3 0の振動部 3 2 4の振動の大きさをほぼ等しく することができる。 その結果、 各セパレータ 3 0における酸化ガスの供給経 路の目詰まりを同程度に防止することができる。
C . 第 3実施例：
第 3実施例の燃料電池においては、 振動部 3 2 4 a , 3 2 5 aは、 中間プ レート 3 2の複数の区画部 3 2 2， 3 2 3に対して個別に設けられている。 第 3実施例の燃料電池の他の点は、 第 1実施例の燃料電池 1と同じである。 図 8は、 第 3実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図 である。 第 3実施例においては、 各区画部 3 2 3の先端に独立の振動部 3 2 5 aが設けられている。 M E A—体型シール部 2 0とセパレータ 3 0との積 層方向に投影したときの各振動部 3 2 5 aの面積は、 各セパレータ内におい て同じである。 そして、 振動部 3 2 5の面積は、 上流のセパレータ 3 0ほど 大きく、 下流のセパレータ 3 0ほど小さい。 第 3実施例のような態様としても、 上流のセパレータ 3 0においては、 下 流よりも少ないガスの流量で、 下流のセパレータ 3 0と同程度に振動部 3 2 5を揺らすことができる。 このため、 各セパレータ 3 0における振動部 3 2 5の大きさを適当な値に設定することで、 各セパレータ 3 0の振動部 3 2 5 の振動の大きさをほぼ等しくすることができる。 その結果、 各セパレータ 3 0における酸化ガスの排出経路の目詰まりを同程度に防止することができる。 第 3実施例においては、 複数の区画部 3 2 2の先端に設けられた振動部 3 2 4も、 振動部 3 2 5と同様に、 各区画部 3 2 2に対して一つづつ個別に設 けられている。 M E A—体型シール部 2 0とセパレータ 3 0との積層方向に 投影したときの各振動部 3 2 5の面積は、 各セパレータ内において同じであ る。 そして、 振動部 3 2 5の面積は、 上流のセパレータ 3 0ほど小さく、 下 流のセパレータ 3 0ほど大きい。 第 3実施例のような態様としても、 各セパレータ 3 0における振動部 3 2 4の大きさを適当な値に設定することで、 各セパレータ 3 0の振動部 3 2 4 の振動の大きさをほぼ等しくすることができる。 その結果、 各セパレータ 3 0における酸化ガスの供給経路の目詰まりを同程度に防止することができる。 また、 第 3実施例においては、 各振動部が独立に設けられている。 このた め、 酸化ガス供給マ二ホールド M O pや酸化ガス排出マ二ホールド MO e内 の一部においてガスの流れが激しい場合に、 その部分またはその近傍に位置 する振動部が激しく振動する。 その結果、 その振動のエネルギーを有効に活 用して、 その振動部に接続されている区画部に隣接する流路の水を効率的に 排出することができる。 すなわち、 第 1、 第 2実施例のように共通の振動部 を有する態様においては、 振動部のうちガスの流れが激しい位置にある部分 から他の部分に振動を使える際に、 減衰によって一部のエネルギーが失われ てしまう。 しかし、 第 3実施例においては、 そのような損失が少ないため、 流路部分から効率よく水を排出することができる。
D . 第 4実施例：
第 4実施例の燃料電池は、 流路部分 5 5の内壁を構成するアノード側プレ ート 3 3に、 補助振動部 3 2 8を有する。 また、 第 4実施例の燃料電池は、 流路部分 5 6の内壁を構成するアノード側プレート 3 3に、 補助振動部 3 2 9を有する。 さらに、 第 4実施例の燃料電池は、 区画部 3 2 2 b， 3 2 3 b ならびに振動部 3 2 4 b， 3 2 5 bに構成が、 第 1実施例の燃料電池 1とは 異なる。 第 4実施例の燃料電池の他の点は、 第 1実施例の燃料電池 1と同じ である。 図 9は、 第 4実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図 である。 第 4実施例においては、 各区画部 3 2 3 bの先端は、 アノード側プ レート 3 3の穴 3 3 4 1と重なる位置にまで達している。 そして、 それら複 数の区画部 3 2 3 bの先端に振動部 3 2 5 bが設けられている。 すなわち、 各区画部 3 2 3 bよりも薄く設けられている振動部 3 2 5 bは、 全体がァノ ード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1と重なる位置に設けられている。 区画部 3 2 2 bおよび振動部 3 2 4 bも同様に設けられている。 流路部分 5 6の内壁を構成するアノード側プレート 3 3には、 補助振動部 3 2 9が設けられている。 補助振動部 3 2 9は、 所定の弾性を有する針金状 の部材で構成される。 補助振動部 3 2 9は、 2点において曲がった形状をし ている。 それら 2点における屈曲の向きは、 屈曲点をはさむ各辺が同一面内 に含まれる向きである。 補助振動部 3 2 9は、 一端 3 2 9 aと、 二つの屈曲点の間の 1点 3 2 9 b と、 において、 流路部分 5 6の内壁を構成するアノード側プレート 3 3に固 定されている。 他の部分は、 弾性変形することによって、 アノード側プレー ト 3 3に対して動くことが可能である。 補助振動部 3 2 9の他端 3 2 9 cは、 アノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1と重なる位置に達している。 補助振動部 3 2 9は、 流路部分 5 6を流れる酸化ガスの流れによって振動 する程度の弾性を有するように構成されている。 その結果、 流路部分 5 6内 の液体の水は、 振動部 3 2 5の振動に加え、 補助振動部 3 2 9の振動によつ ても、 効率的に酸化ガス排出マ二ホールド M O eに排出される。 第 4実施例の燃料電池は、 流路部分 5 5の内壁を構成するアノード側プレ ート 3 3にも、 補助振動部 3 2 9と同様の構成を有する補助振動部 3 2 8が 設けられている。 その結果、 流路部分 5 5内の液体の水は、 振動部 3 2 4の 振動に加え、 補助振動部 3 2 8の振動によっても、 効率的に流路部分 5 5外 に排出される。
E . 第 5実施例：
第 5実施例の燃料電池においては、 中間プレート 3 2の複数の区画部 3 2 3 cの先端には振動部が設けられていない。 また、 区画部 3 2 3 cは、 先端 に至るまで同一の厚みで設けられている。 第 5実施例の燃料電池の他の点は、 第 1実施例の燃料電池 1と同じである。 図 1 0は、 第 5実施例における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大 図である。 第 1実施例の中間プレート 3 2と同様に、 第 5実施例の中間プレ ート 3 2の穴 3 2 4 1は、 カソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 1 (図 1 0に おいて穴 3 3 4 1と重なる範囲に存在する） と重なる第 1の部分 3 2 3 1と、 カソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 1と重ならず、 かつ一部がカソード側プ レート 3 1の穴 5 1と重なる第 2の部分 3 2 4 7と、 を有する。 各区画部 3 2 3 cは、 カソード側プレート 3 1と中間プレート 3 2とァノ —ド側プレート 3 3とが重ねられたとき、 力ソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 1 と、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1の第 1の部分 3 2 3 1と、 アノード 側プレート 3 3の穴 3 3 4 1 と、 で構成される酸化ガス排出マ二ホールド M O e内に、 その先端部 3 2 3 tが位置する長さで構成される （図 1および図 1 0参照）。 すなわち、 各区画部 3 2 3 cは、 その先端部 3 2 3 tが穴 3 1 4 1 , 3 3 4 1と重なる位置となるように構成されている。 また、 区画部 3 2 3 cは、 先端部 3 2 3 tに至るまで、 中間プレート 3 2 のうち穴 3 2 4 1の外周を構成する他の部分 3 2 4 1 pと同一の厚みで設け られている。 第 5実施例においては、 ガス流路部 2 6 (図 1参照） 内において液化され た水は、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1内において区画部 3 2 3 cに付着す る。 そして、 その水は、 区画部 3 2 3 c上を伝って酸化ガス排出マ二ホール ド M O e内の先端部 3 2 3 tまで移動する。 なお、 多くの場合、 ガス流路部 2 6 (図 1参照） 内の水と穴 3 2 4 1内において区画部 3 2 3 cに付着した 水とは、 連続している 区画部 3 2 3 cの先端部 3 2 3 tに付着した水は、 酸化ガス排出マ二ホー ルド M O e内の酸化ガスの流れによって先端部 3 2 3 tから剥離され、 酸化 ガス排出マ二ホールド M O e内において下流に飛ばされる。 その際、 ガス流 路部 2 6内に存在した水であって、 先端部 3 2 3 tに付着した水とつながつ ていた水の一部も、 同時に、 ガス流路部 2 6内から引き出され、 酸化ガス排 出マ二ホールド MO e内において下流に飛ばされる。 このため、 第 5実施例においては、 区画部 3 2 3 cを有さない態様、 およ ぴ区画部 3 2 3 cの先端部 3 2 3 tが酸化ガス排出マ二ホールド M O e内に ない態様に比べて、 流路部分 5 6が液化した水によって詰まりにくレ、。 すな わち、 酸化ガスの流通が妨げられる可能性が低い。 よって、 本実施例におい ては、 区画部 3 2 3 cを有さない態様、 および区画部 3 2 3 cの先端部 3 2 3 tが酸化ガス排出マ-ホールド M O e内にない態様に比べて、 燃料電池 1 における発電が阻害される可能性が低い。 また、 第 5実施例においては、 区画部 3 2 3 cは、 酸化ガス排出マ二ホー ルド MO eを構成する第 1の部分 3 2 3 1を区分するように構成されていな い。 言い換えれば、 区画部 3 2 3 cの先端は、 中間プレート 3 2のうち穴 3 2 4 1の向かい合う外周部分を構成する部分 3 2 4 1 p f に達してはいない。 このため、 区画部の先端が酸化ガス排出マ二ホールドの外周を構成する他の 部分に達している態様に比べて、 酸化ガス排出マ二ホールド内において酸化 ガスの流通を妨げる構成の、 流路方向の投影面積が小さい。 よって、 酸化ガ ス排出マ二ホールド内の圧力損失を小さくすることができる。 F . 変形例：
この発明は上記の実施例に限られるものではなく、 その要旨を逸脱しない 範囲において種々の態様において実施することが可能であり、 例えば次のよ うな変形も可能である。
F 1 . 変形例 1 ：
上記第 1〜第 4実施例では、 振動部 3 2 5， 3 2 4等は、 区画部 3 2 3， 3 2 2や、 中間プレート 3 2の他の部分に比べて薄く設けられている。 しか し、 振動部は、 区画部 3 2 3， 3 2 2や、 中間プレート 3 2の他の部分と同 じ厚さで設けることもできる。 また、 アノード側プレート 3 3の穴 3 3 4 1 やカソード側プレート 3 1の穴 3 1 4 1と重なる部分は、 区画部よりも厚く 設けられていてもよい。 さらに、 振動部は、 互いに厚みが異なる部分を有し ていてもよい。 ただし、 少なくとも一部において、 燃料電池の運転中の反応 ガスの流れによって弾性変形する程度の剛性およぴ形状を有していることが 好ましい。
F 2 . 変形例 2 ：
上記第 1〜第 4実施例においては、 振動部 3 2 4 , 3 2 5は、 区画部 3 2 2， 3 2 3の先端に接続され支持されている。 しかし、 振動部 3 2 4 , 3 2 5は、 所定の弾性を有する針金状の補助振動部 3 2 8， 3 2 9を介して中間 プレートに接続されていてもよい。 また、 上記第 1〜第 4実施例においては、 振動部 3 2 4， 3 2 5は、 板状 の形状を有している。 しかし、 振動部 3 2 4 , 3 2 5は、 3次元的な形状を 有していてもょレ
F 3 . 変形例 3 ：
上記第 4実施例においては、 針金状の補助振動部 3 2 8 , 3 2 9は、 板状 の振動部 3 2 4 , 3 2 5とともにセパレータ 3 0に備えられている。 しかし、 セパレータ 3 0は、 板状の振動部を備えず、 針金状の捕助振動部のみを備え る態様とすることもできる。 すなわち、 補助振動部の名前は、 第 4実施例の 態様において便宜的に使用されるものであり、 常に他の振動部とともに使用 されることを意味するものではない。
F 4 . 変形例 4 ：
上記実施例では、 燃料電池 1は、 多孔体金属を使用して構成されるガス流 路部 2 6， 2 7を有している。 しかし、 燃料電池 1は、 ガス流路部 2 6また は 2 7を有さない態様とすることもできる。 たとえば、 燃料電池は、 セパレ 一タにサ一ペンタイン流路を有し、 そのセパレータに M E Aが直接、 重ねら れる態様とすることもできる。
F 5 . 変形例 5 ：
上記実施例では、 酸化ガスの流路について本発明を適用した例を示した。 しかし、 本発明は、 酸化ガスの流路に限らず、 燃料ガスの流路に適用するこ ともできる。 燃料電池システムにおいては、 燃料ガスも M E Aに供給される 前に、 あらかじめ加湿されて使用される場合がある。 よって、 燃料ガスの流 路に本発明を適用することで、 燃料ガスに加えられた水が液化して燃料ガス の流路がふさがれてしまう可能性を低減することができる。 F 6 . 変形例 6 ：
上記第 4実施例では、 捕助振動部 3 2 9は、 流路部分 5 6の内壁を構成す るアノード側プレート 3 3に設けられている。 しかし、 ガスの流れによって 振動するように設けられる補助振動部または振動部は、 流路部分の内壁を構 成する力ソード側プレートに設けることもできる。 すなわち、 補助振動部ま たは振動部は、 流路部分の内壁部に設けることができる。 また、 補助振動部 または振動部は、 区画部の先端部など、 区画部のうち流路部分の内壁部を構 成しない部分に設けることもできる。 F 7 . 変形例 7 ：
図 1 1は、 変形例 7における中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1近傍の拡大図で ある。 上記各実施例では、 区画部 3 2 3， 3 2 3 b , 3 2 3 cは、 中間プレー ト 3 2に設けられた構造である （図 6〜図 1 0参照）。 しかし、 区画部は、 力 ソ一ド側プレート 3 1ゃァノード側プレート 3 3に設けられた構造とすること もできる。 区画部以外の変形例 7の構成は、 実施例 5と同じである。 図 1 1において、 区画部 3 1 3は、 力ソード側プレート 3 1上に設けられた 構造である。 区画部 3 1 3は、 力ソード側プレート 3 1上において、 そのカソ 一ド側プレート 3 1に積層される中間プレート 3 2およびアノード側プレート 3 3の向きに突出している。 その結果、 区画部 3 1 3は、 力ソード側プレート 3 1、 中間プレート 3 2およびアノード側プレート 3 3が重ねられた状態にお いて、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1の第 2の部分 3 2 4 7を、 それぞれが 酸化ガスを流通させる複数の流路部分 5 6に分ける。 なお、 変形例 7におい て、 カソード側プレート 3 1の構成のうち図 1 1の断面に含まれる部分は、 ク ロスハッチで示す区画部 3 1 3のみである。 変形例 7においても、 ガス流路部 2 6 (図 1参照） 内において液化された 水は、 中間プレート 3 2の穴 3 2 4 1内において区画部 3 1 3に付着する。 そして、 その水は、 区画部 3 1 3上を伝って酸化ガス排出マ二ホールド MO e内の区画部 3 1 3の先端部 3 1 3 tまで移動する。 その後、 その水は、 酸 化ガス排出マ二ホールド M〇 e内の酸化ガスの流れによって先端部 3 1 3 t から剥離され、 酸化ガス排出マ二ホールド MO e内において下流に飛ばされ る。 その際、 ガス流路部 2 6内に存在した水であって、 先端部 3 1 3 tに付 着した水とつながつていた水の一部も、 同時に、 ガス流路部 2 6内から引き 出され、 酸化ガス排出マ二ホールド MO e内において下流に飛ばされる。 このため、 変形例 7においても、 第 5実施例と同様に、 流路部分 5 6が液 ィ匕した水によって詰まりにくい。 すなわち、 酸化ガスの流通が妨げられる可 能性が低い。その結果、燃料電池 1における発電が阻害される可能性が低い。 また、 変形例 7においても、 区画部 3 1 3の先端は、 力ソード側プレート 3 1のうち穴 3 1 4 1の向かい合う外周部分を構成する部分や、中間プレート 3 2のうち穴 3 2 4 1の向かい合う外周部分を構成する部分 3 2 4 1 p f に達 してはいない。 このため、 酸化ガス排出マ二ホールド内において酸化ガスの 流通を妨げる構成の、 流路方向の投影面積が小さい。 よって、 酸化ガス排出 マ二ホールド内の圧力損失を小さくすることができる。 ·
F 8 . 変形例 8 ：
上記第 5実施例では、 区画部 3 2 3 cは、 先端部 3 2 3 tに至るまで、 中 間プレート 3 2のうち穴 3 2 4 1の外周を構成する他の部分 3 2 4 1 pと同 一の厚みで設けられている。 しかし、 中間プレートの穴 3 2 4 1の第 2の部 分 3 2 3 1を区分する区画部は、 少なくとも一部が、 穴 3 2 4 1の外周を構 成する他の部分 3 2 4 1 pよりも薄く設けられた態様とすることもできる。 そのような態様においては、 区画部と第 1のプレート 3 1との間の部分は、 穴 3 2 4 1の第 2の部分 3 2 4 7のうちの他の部分よりも厚みが薄い流路を 構成することとなる。 穴 3 2 4 1の第 2の部分 3 2 4 7のうち、 区画部と第 1のプレート 3 1との間の部分よりも厚い流路を構成する部分力 区画部によ つて区分される流路部分である。 すなわち、 区画部は、 複数の流路部分を独立に区分する態様とすることもで き、 複数の流路部分が少なくとも一部で互いに連通する態様で第 2の部分を複 数の流路部分に分ける態様とすることもできる。 そして、 セパレータは、 複数 の流路部分が互いに独立している態様とすることもでき、 複数の流路部分が少 なくとも一部で互いに連通している態様とすることもできる。 以上では、 本願発明をその好ましい例示的な実施例を参照して詳細に説明し た。 しかし、 本願発明は、 以上で説明した実施例や構成に限定されるものでは ない。 そして、 本願発明は、 様々な変形や均等な構成を含むものである。 さら に、 開示された発明の様々な要素は、 様々な組み合わせおよぴ構成で開示され たが、 それらは例示的な物であり、 各要素はより多くてもよく、 また少なくて もよい。 そして、 要素は一つであってもよい。 それらの態様は本願発明の範囲 に含まれるものである。

Claims

請求の範囲
1 . 燃料電池のセパレータであって、
反応ガスを流通させるための第 1の穴を有する第 1のプレートと、 前記第 1のプレートと重ねられる第 2のプレートであって、 前記第 1の穴 との間で前記反応ガスを流通させるための第 2の穴を有する第 2のプレート と、 を備え、
前記第 2の穴は、 前記第 1の穴と重なる第 1の部分と、 前記第 1の穴と重 ならない第 2の部分と、 を有し、
前記第 2のプレートは、 前記第 2の部分を、 それぞれが前記反応ガスを流 通させる複数の流路部分に分ける区画部を有し、
前記セパレータは、 さらに、 前記区画部、 または前記流路部分を構成する 他の内壁部に接続され、 かつ少なくとも一部が前記第 1のプレートの前記第 1の穴と重なる位置に配される振動部であって、 前記燃料電池の運転時に前 記第 1の穴内を流通する前記反応ガスによって揺れるように設けられる振動 部を備える、 セパレータ。
2 . 請求項 1記載の燃料電池のセパレータであって、
前記振動部は、 前記第 2の穴の前記第 1の部分の側と前記第 2の部分の側 とのうち、 前記第 2の部分の側において、 前記区画部、 または前記流路部分 を構成する他の内壁部に接続されており、 前記第 1の部分の側において、 前 記第 1または第 2のプレートを構成する部分と接続されていない、 セパレー タ。
3 . 請求項 1記載の燃料電池のセパレータであって、
前記第 2のプレートは、 複数の前記区画部を有し、 前記複数の区画部は、 一個の前記振動部に接続されている、 セパレータ。
4 . 請求項 1記載の燃料電池のセパレータであって、
前記第 2のプレートは、 複数の前記区画部を有し、
前記複数の区画部は、 それぞれ異なる前記振動部に接続されている、 セパ レータ。
5 . 燃料電池のセパレータであって、
反応ガスを流通させるための第 1およぴ第 2の穴を有する第 1のプレート と、
前記第 1のプレートと重ねられる第 2のプレートであって、 前記反応ガス を流通させるための第 3の穴を有する第 2のプレートと、 を備え、
前記第 3の穴は、 前記第 1の穴と重なる第 1の部分と、 前記第 1の穴と重 ならず一部が前記第 2の穴と重なる第 2の部分と、 を有し、
前記第 1のプレートと前記第 2のプレートの少なくとも一方は、 前記第 1 のプレートと前記第 2のプレートとが重ねられた状態において、 前記第 2の 部分の少なく とも一部を、 それぞれが前記反応ガスを流通させる複数の流路 部分に分ける区画部を有し、
前記区画部の先端は、 前記第 1の穴と重なる位置にある、 セパレータ。
6 . 複数のセパレータと、 前記複数のセパレータの間に配される膜電極 接合体と、 を備える燃料電池であって、
前記セパレータは、
反応ガスを流通させるための第 1の穴を有する第 1のプレートと、 前記第 1のプレートと重ねられる第 2のプレートであって、 前記第 1 の穴との間で前記反応ガスを流通させるための第 2の穴を有する第 2のプレ ートと、 を備え、
前記第 2の穴は、 前記第 1の穴と重なる第 1の部分と、 前記第 1の穴と重 ならない第 2の部分と、 を有し、
前記第 2のプレートは、 前記第 2の部分を、 それぞれが前記反応ガスを流 通させる複数の流.路部分に分ける区画部を有し、
前記セパレータは、 さらに、 前記区画部、 または前記流路部分を構成する 他の内壁部に接続され、 かつ少なくとも一部が前記第 1のプレートの前記第 1の穴と重なる位置に配される振動部であって、 前記燃料電池の運転時に前 記第 1の穴内を流通する前記反応ガスによって揺れるように設けられる振動 部を備える、 燃料電池。
7 . 請求項 6記載の燃料電池であって、
前記複数のセパレータは、 互いの前記第 1の穴の少なくとも一部が重なる ように積層されており、
前記燃料電池の運転時には、 前記積層された複数のセパレータの前記第 1 の穴内において、 前記セパレータの前記第 2の穴を介して前記膜電極接合体 から排出される反応ガスが、 前記積層の方向に沿った所定の向きに流通し、 前記複数のセパレータのうちの第 1のセパレータは、 前記複数のセパレー タのうち前記第 1のセパレータょりも前記反応ガスの流れの上流側に位置す る第 2のセパレータよりも、 前記積層の方向に投影したときの面積が小さい 前記振動部を備える、 燃料電池。
8 . 請求項 6記載の燃料電池であって、
前記複数のセパレータは、 互いの前記第 1の穴の少なくとも一部が重なる ように積層されており、
前記燃料電池の運転時には、 前記積層された複数のセパレータの前記第 1 の穴内において、 前記セパレータの前記第 2の穴を介して前記膜電極接合体 に供給される反応ガスが、 前記積層の方向に沿った所定の向きに流通し、 前記複数のセパレータのうちの第 1のセパレータは、 前記複数のセパレー タのうち前記第 1のセパレータよりも前記反応ガスの流れの上流側に位置す る第 2のセパレータよりも、 前記積層の方向に投影したときの面積が大きい 前記振動部を備える、 燃料電池。
9 . 複数のセパレータと、 前記複数のセパレータの間に配される膜電極 接合体と、 を備える燃料電池であって、
前記セパレータは、
反応ガスを流通させるための第 1およぴ第 2の穴を有する第 1のプレ ートと、
前記第 1のプレートと重ねられる第 2のプレートであって、 前記反応 ガスを流通させるための第 3の穴を有する第 2のプレートと、 を備え、 前記第 3の穴は、 前記第 1の穴と重なる第 1の部分と、 前記第 1の穴と重 ならず一部が前記第 2の穴と重なる第 2の部分と、 を有し、
前記第 1のプレートと前記第 2のプレートの少なく とも一方は、 前記第 1 のプレートと前記第 2のプレートとが重ねられた状態において、 前記第 2の 部分の少なくとも一部を、 それぞれが前記反応ガスを流通させる複数の流路 部分に分ける区画部を有し、
前記区画部の先端は、 前記第 1の穴と重なる位置にある、 燃料電池。
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