JP2000294261A - Fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質をアノード
側電極とカソード側電極で挟んで構成される単位燃料電
池セルを、セパレータを介して複数個積層した燃料電池
スタックに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell stack in which a plurality of unit fuel cells each having an electrolyte sandwiched between an anode and a cathode are stacked with a separator interposed therebetween.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池は、高分
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成された単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されている。この固体高分
子型燃料電池は、通常、単位燃料電池セルおよびセパレ
ータを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタッ
クとして使用されている。2. Description of the Related Art For example, a solid polymer fuel cell is a unit fuel comprising an electrolyte comprising a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane) and an anode electrode and a cathode electrode provided on both sides of an electrolyte. It is constituted by sandwiching the battery cells by the separator. This polymer electrolyte fuel cell is usually used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of unit fuel cells and separators.
【０００３】この種の燃料電池において、アノード側電
極に供給された燃料ガス、例えば、水素ガスは、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
および酸素ガスが反応して水が生成される。In this type of fuel cell, a fuel gas, for example, hydrogen gas, supplied to an anode electrode is hydrogen-ionized on a catalyst electrode and moves to a cathode electrode via a moderately humidified electrolyte. I do. The electrons generated during that time are taken out to an external circuit and used as DC electric energy. Since an oxidant gas, for example, oxygen gas or air is supplied to the cathode side electrode, the hydrogen ions, the electrons, and the oxygen gas react with each other to generate water at the cathode side electrode.
【０００４】ところで、アノード側電極およびカソード
側電極にそれぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給する
ために、通常、触媒電極層（電極面）に導電性を有する
多孔質層、例えば、多孔質カーボンペーパがセパレータ
により挟持されるとともに、各セパレータの互いに対向
する面には、均一な幅寸法に設定された１本または複数
本のガス流路が設けられている。In order to supply a fuel gas and an oxidizing gas to the anode electrode and the cathode electrode, respectively, a conductive porous layer such as a porous carbon paper is usually provided on the catalyst electrode layer (electrode surface). Are sandwiched by the separators, and one or a plurality of gas passages having a uniform width are provided on the surfaces of the separators facing each other.
【０００５】この場合、ガス流路内には、凝結水分や反
応によって生成された水分が、液体（水）の状態で存在
することがある。この水が多孔質層に蓄積されると、燃
料ガスおよび酸化剤ガスの触媒電極層への拡散性が低下
してしまい、セル性能が著しく悪くなるおそれがある。[0005] In this case, condensed water or water produced by the reaction may exist in the gas flow path in a liquid (water) state. If the water accumulates in the porous layer, the diffusivity of the fuel gas and the oxidizing gas into the catalyst electrode layer is reduced, and the cell performance may be significantly deteriorated.
【０００６】そこで、例えば、特開平６−２６７５６４
号公報に開示されているように、アノード極に燃料を供
給する燃料流路を有した燃料配流板と、カソード極に酸
化剤を供給する酸化剤流路を有した酸化剤配流板とを具
備し、前記酸化剤配流板の酸化剤流路の深さあるいは幅
のうち、少なくともいずれか一方を酸化剤の上流流路域
から下流流路域に沿って徐々に小さくした燃料電池が知
られている。Accordingly, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-267564 describes
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication, a fuel distribution plate having a fuel flow path for supplying fuel to the anode and an oxidant distribution plate having an oxidant flow path for supplying oxidant to the cathode are provided. A fuel cell has been known in which at least one of the depth and width of the oxidant flow path of the oxidant distribution plate is gradually reduced from the upstream flow area to the downstream flow area of the oxidant. I have.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、燃料ガスお
よび酸化剤ガスをそれぞれ電極面に十分に供給するため
に、ガス流路がセパレータの面方向に蛇行して、あるい
は周回して設けられている。このため、ガス流路がセパ
レータの面内で相当に長尺化しており、上記の従来技術
では、酸化剤流路の上流流路域の深さが大きくなって前
記セパレータ自体が相当に肉厚なものとなってしまう。
これにより、燃料電池全体の小型化が容易に遂行されな
いという問題が指摘されている。しかも、ガス流路の上
流から下流に向かって深さを徐々に小さくする加工作業
が、極めて煩雑なものとなるという問題がある。However, in order to supply the fuel gas and the oxidizing gas to the electrode surfaces sufficiently, the gas flow path is provided meandering or circling in the surface direction of the separator. . For this reason, the gas flow path is considerably elongated in the plane of the separator, and in the above-described conventional technology, the depth of the upstream flow path area of the oxidizing agent flow path is increased, so that the separator itself is considerably thick. It will be something.
As a result, it has been pointed out that the size of the entire fuel cell cannot be easily reduced. Moreover, there is a problem that the processing operation for gradually decreasing the depth from the upstream to the downstream of the gas flow path becomes extremely complicated.
【０００８】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、良好なガス拡散性および排水性を確保するととも
に、有効に小型化することが可能な燃料電池スタックを
提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a fuel cell stack capable of ensuring good gas diffusibility and drainage and effectively reducing the size. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
燃料電池スタックでは、セパレータの面内に燃料ガスま
たは酸化剤ガスの少なくともいずれかを含む流体を流す
流体用通路を設けるとともに、この流体用通路は、ガス
入口側からガス出口に向かって溝本数が減少する第１お
よび第２ガス流路溝を備え、複数本の前記第１および第
２ガス流路溝が一体的に合流する集合部が設けられてい
る。このため、セパレータの面内で流体が消費される
際、第１ガス流路溝から第２ガス流路溝に溝本数が減少
することにより、ガス出口側の単位面積当たりの反応分
子数がガス入口側に比べて減少することがなく、電極面
内での反応の均一化を図ることができる。In a fuel cell stack according to a first aspect of the present invention, a fluid passage for flowing a fluid containing at least one of a fuel gas and an oxidizing gas is provided in a plane of a separator. The fluid passage includes first and second gas flow grooves in which the number of grooves decreases from the gas inlet side to the gas outlet, and a plurality of the first and second gas flow grooves merge together. An assembly is provided. For this reason, when the fluid is consumed in the plane of the separator, the number of grooves decreases from the first gas passage groove to the second gas passage groove, so that the number of reactive molecules per unit area on the gas outlet side becomes smaller. The reaction can be made uniform within the electrode surface without being reduced as compared with the inlet side.
【００１０】しかも、複数本の第１および第２ガス流路
溝の合流部位に集合部が設けられている。従って、集合
部で流体に乱流が惹起され、電極面に対する燃料ガスお
よび／または酸化剤ガスのガス拡散性を向上させること
が可能になる。[0010] In addition, an aggregation portion is provided at a confluence of the plurality of first and second gas flow grooves. Therefore, turbulence is generated in the fluid at the collecting portion, and it becomes possible to improve the gas diffusibility of the fuel gas and / or the oxidizing gas to the electrode surface.
【００１１】さらに、複数本の第１ガス流路溝から排出
された燃料ガスおよび／または酸化剤ガスを集合部で合
流させた後、複数本の第２ガス流路溝に分配している。
このため、複数本の第２ガス流路溝間のガスの分配が均
一に行われる。Further, the fuel gas and / or the oxidizing gas discharged from the plurality of first gas flow grooves are combined at the collecting portion, and then distributed to the plurality of second gas flow grooves.
For this reason, the distribution of gas between the plurality of second gas passage grooves is performed uniformly.
【００１２】また、請求項２に係る燃料電池スタックで
は、第２ガス流路溝が２本以上に設定されているため、
一方の第２ガス流路溝が生成水の結露等により閉塞して
も、別の第２ガス流路溝に流体を流すことができる。こ
れにより、セパレータの面内でガスの供給不足による濃
度過電圧の増加を防止することができ、セル電圧を安定
して得ることが可能になる。Further, in the fuel cell stack according to the second aspect, the number of the second gas passage grooves is set to two or more.
Even if one of the second gas passage grooves is closed due to condensation of the generated water or the like, the fluid can flow through another second gas passage groove. As a result, it is possible to prevent an increase in concentration overvoltage due to insufficient gas supply in the plane of the separator, and to stably obtain a cell voltage.
【００１３】さらにまた、請求項３に係る燃料電池スタ
ックでは、第１ガス流路溝と第２ガス流路溝とが集合部
を介して流れ方向を反転させている。このため、セパレ
ータの面内には、発電面に対して隙間なく流体用通路を
配置することができ、発電性能を有効に維持することが
可能になる。Further, in the fuel cell stack according to the third aspect, the flow direction of the first gas flow channel and the flow direction of the second gas flow channel are reversed through the collecting portion. For this reason, in the surface of the separator, the fluid passage can be arranged without any gap from the power generation surface, and the power generation performance can be effectively maintained.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る燃料電池スタック１０の要部分解斜視図であり、
図２は、前記燃料電池スタック１０の概略縦断面説明図
である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell stack 10 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the fuel cell stack 10.
【００１５】燃料電池スタック１０は、単位燃料電池セ
ル１２と、この単位燃料電池セル１２を挟持する第１お
よび第２セパレータ１４、１６とを備え、必要に応じて
これらが複数組だけ積層されている。燃料電池スタック
１０は、全体として直方体状を有しており、例えば、短
辺方向（矢印Ａ方向）が重力方向に指向するとともに、
長辺方向（矢印Ｂ方向）が水平方向に指向して配置され
る。The fuel cell stack 10 includes a unit fuel cell 12 and first and second separators 14 and 16 sandwiching the unit fuel cell 12, and a plurality of these units are stacked as needed. I have. The fuel cell stack 10 has a rectangular parallelepiped shape as a whole. For example, the short side direction (the direction of arrow A) is directed in the direction of gravity,
The long side direction (arrow B direction) is arranged to be oriented in the horizontal direction.
【００１６】単位燃料電池セル１２は、固体高分子電解
質膜１８と、この電解質膜１８を挟んで配設されるアノ
ード側電極２０およびカソード側電極２２とを有すると
ともに、前記アノード側電極２０および前記カソード側
電極２２には、例えば、多孔質層である多孔質カーボン
ペーパ等からなる第１および第２ガス拡散層２４、２６
が配設される。The unit fuel cell 12 has a solid polymer electrolyte membrane 18, an anode 20 and a cathode 22 disposed with the electrolyte membrane 18 interposed therebetween. The cathode-side electrode 22 has first and second gas diffusion layers 24 and 26 made of, for example, porous carbon paper as a porous layer.
Is arranged.
【００１７】単位燃料電池セル１２の両側には、第１お
よび第２ガスケット２８、３０が設けられ、前記第１ガ
スケット２８は、アノード側電極２０および第１ガス拡
散層２４を収納するための大きな開口部３２を有する一
方、前記第２ガスケット３０は、カソード側電極２２お
よび第２ガス拡散層２６を収納するための大きな開口部
３４を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第２
ガスケット２８、３０とが、第１および第２セパレータ
１４、１６によって挟持される。First and second gaskets 28, 30 are provided on both sides of the unit fuel cell 12, and the first gasket 28 is large for accommodating the anode 20 and the first gas diffusion layer 24. While having an opening 32, the second gasket 30 has a large opening 34 for accommodating the cathode-side electrode 22 and the second gas diffusion layer 26. Unit fuel cell 12 and first and second units
The gaskets 28, 30 are sandwiched between the first and second separators 14, 16.
【００１８】図１および図３に示すように、第１セパレ
ータ１４は、アノード側電極２０に対向する面１４ａお
よび反対側の面１４ｂが長方形状に設定されており、例
えば、長辺３５ａが水平方向に指向するとともに、短辺
３５ｂが重力方向に指向して配置される。長辺３５ａと
短辺３５ｂとの比は、例えば、１．５〜３：１程度に設
定されている。As shown in FIGS. 1 and 3, in the first separator 14, a surface 14a facing the anode 20 and a surface 14b on the opposite side are set in a rectangular shape. And the short side 35b is arranged to be directed in the direction of gravity. The ratio between the long side 35a and the short side 35b is set to, for example, about 1.5 to 3: 1.
【００１９】第１セパレータ１４の短辺３５ｂ側の両端
縁部上部側には、水素ガス等の燃料ガスを通過させるた
めの燃料ガス入口３６ａと、酸素ガスまたは空気である
酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス入口３８ａと
が設けられる。第１セパレータ１４の短辺３５ｂ側の両
端縁部略中央側には、純水やエチレングリコールやオイ
ル等の冷却媒体を通過させるための冷却媒体入口４０ａ
および冷却媒体出口４０ｂが設けられるとともに、前記
第１セパレータ１４の短辺３５ｂ側の両端縁部下部側に
は、燃料ガス出口３６ｂと酸化剤ガス出口３８ｂとが燃
料ガス入口３６ａおよび酸化剤ガス入口３８ａとは対角
の位置に設けられている。A fuel gas inlet 36a for passing a fuel gas such as hydrogen gas, and an oxidizing gas such as oxygen gas or air are passed through the first separator 14 on the upper side of both edges on the short side 35b side. And an oxidizing gas inlet 38a. A cooling medium inlet 40a for allowing a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil to pass therethrough is provided substantially at the center of both ends of the first separator 14 on the short side 35b side.
And a cooling medium outlet 40b, and a fuel gas outlet 36b and an oxidizing gas outlet 38b are provided at the lower part of both ends on the short side 35b side of the first separator 14 at a fuel gas inlet 36a and an oxidizing gas inlet. 38a is provided at a diagonal position.
【００２０】第１セパレータ１４の面１４ａには、燃料
ガス入口３６ａと燃料ガス出口３６ｂとに連通する燃料
ガス流路（流体用通路）４２が形成される。燃料ガス流
路４２は、複数本、例えば、６本（２ｍ本）の第１ガス
流路溝４４ａ〜４４ｆを備えており、前記第１ガス流路
溝４４ａ〜４４ｆの一端側が燃料ガス入口３６ａに連通
する。A fuel gas passage (fluid passage) 42 communicating with the fuel gas inlet 36a and the fuel gas outlet 36b is formed on the surface 14a of the first separator 14. The fuel gas flow channel 42 includes a plurality of, for example, six (2 m) first gas flow channels 44a to 44f, and one end of the first gas flow channels 44a to 44f has a fuel gas inlet 36a. Communicate with
【００２１】第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆは、燃料ガ
ス入口３６ａ側から酸化剤ガス入口３８ａ側に向かって
水平方向（矢印Ｂ方向）に延在した後、下方向（矢印Ａ
方向）に屈曲し、さらに冷却媒体入口４０ａ側から冷却
媒体出口４０ｂ側に向かって水平方向に延在する。冷却
媒体出口４０ｂの近傍では３本（ｍ本）の第１ガス流路
溝４４ａ〜４４ｃが第１集合部４６に合流するととも
に、残り３本（ｍ本）の第１ガス流路溝４４ｄ〜４４ｆ
が第２集合部４８に合流する。The first gas flow grooves 44a-44f extend in the horizontal direction (arrow B direction) from the fuel gas inlet 36a toward the oxidizing gas inlet 38a, and then extend downward (arrow A).
), And further extends horizontally from the cooling medium inlet 40a toward the cooling medium outlet 40b. In the vicinity of the cooling medium outlet 40b, three (m) first gas passage grooves 44a to 44c join the first collecting portion 46, and the remaining three (m) first gas passage grooves 44d to 44d. 44f
Merges into the second collecting part 48.
【００２２】第１および第２集合部４６、４８には、そ
れぞれ２本（ｎ本）の第２ガス流路溝５０ａ、５０ｂお
よび５０ｃ、５０ｄが連通し、前記第２ガス流路溝５０
ａ〜５０ｄが水平方向に延在して燃料ガス出口３６ｂに
連通する。第１および第２集合部４６、４８の流路断面
積は、それぞれ第２ガス流路溝５０ａ、５０ｂおよび５
０ｃ、５０ｄの合計流路断面積と同等に設定されてい
る。Two (n) second gas flow grooves 50a, 50b and 50c, 50d communicate with the first and second collecting portions 46, 48, respectively.
a to 50d extend in the horizontal direction and communicate with the fuel gas outlet 36b. The flow path cross-sectional areas of the first and second collecting portions 46 and 48 are respectively equal to the second gas flow path grooves 50a, 50b and 5
It is set to be equal to the total flow path cross-sectional area of 0c and 50d.
【００２３】図４に示すように、セパレータ１４の面１
４ａとは反対側の面１４ｂには、冷却媒体入口４０ａと
冷却媒体出口４０ｂとに連通して冷却媒体流路（流体用
通路）５２ａ〜５２ｄが設けられる。冷却媒体流路５２
ａ〜５２ｄは、冷却媒体入口４０ａおよび冷却媒体出口
４０ｂに連通するそれぞれ１本の主流路溝５４ａ、５４
ｂと、前記主流路溝５４ａ、５４ｂ間に設けられる複数
本、例えば、４本の分岐流路溝５６とを備える。As shown in FIG.
Cooling medium flow paths (fluid passages) 52a to 52d are provided on the surface 14b opposite to 4a so as to communicate with the cooling medium inlet 40a and the cooling medium outlet 40b. Cooling medium channel 52
a to 52d are one main flow channel 54a, 54d communicating with the cooling medium inlet 40a and the cooling medium outlet 40b, respectively.
b, and a plurality of, for example, four branch flow grooves 56 provided between the main flow grooves 54a and 54b.
【００２４】図１に示すように、第２セパレータ１６は
長方形状に形成されており、この第２セパレータ１６の
短辺側の両端縁部上部側には、燃料ガス入口５８ａおよ
び酸化剤ガス入口６０ａが貫通形成されるとともに、そ
の両端縁部略中央部には、冷却媒体入口６２ａおよび冷
却媒体出口６２ｂが貫通形成される。第２セパレータ１
６の短辺側の両端縁部下部側には、燃料ガス出口５８ｂ
および酸化剤ガス出口６０ｂが燃料ガス入口５８ａおよ
び酸化剤ガス入口６０ａと対角位置になるように貫通形
成されている。As shown in FIG. 1, the second separator 16 is formed in a rectangular shape, and a fuel gas inlet 58a and an oxidizing gas inlet are provided at upper ends of both short edges of the second separator 16. A cooling medium inlet 62a and a cooling medium outlet 62b are formed through the center of both ends of the cooling medium 60a. Second separator 1
The fuel gas outlet 58b
The oxidizing gas outlet 60b is formed so as to penetrate the fuel gas inlet 58a and the oxidizing gas inlet 60a in a diagonal position.
【００２５】第２セパレータ１６のカソード側電極２２
に対向する面１６ａには、図２に示すように、酸化剤ガ
ス入口６０ａと酸化剤ガス出口６０ｂとを連通する酸化
剤ガス流路（流体用通路）６４が形成される。酸化剤ガ
ス流路６４では、燃料ガス流路４２と同様に、第１ガス
流路溝６６ａ〜６６ｆと第２ガス流路溝６８ａ〜６８ｄ
とが図示しない第１および第２集合部を介して連通形成
されており、その詳細な説明は省略する。The cathode electrode 22 of the second separator 16
As shown in FIG. 2, an oxidizing gas passage (fluid passage) 64 that connects the oxidizing gas inlet 60a and the oxidizing gas outlet 60b is formed on the surface 16a facing the oxidizing gas. In the oxidizing gas passage 64, similarly to the fuel gas passage 42, the first gas passage grooves 66 a to 66 f and the second gas passage grooves 68 a to 68 d
Are formed to communicate with each other via first and second collecting portions (not shown), and detailed description thereof will be omitted.
【００２６】第２セパレータ１６の面１６ａとは反対側
の面１６ｂには、図１に示すように、冷却媒体入口６２
ａと冷却媒体出口６２ｂとを連通する冷却媒体流路７０
ａ〜７０ｄが形成される。冷却媒体流路７０ａ〜７０ｄ
は、第１セパレータ１４に設けられている冷却媒体流路
５２ａ〜５２ｄと同様に構成されており、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。As shown in FIG. 1, a cooling medium inlet 62 is provided on a surface 16b of the second separator 16 opposite to the surface 16a.
a and a cooling medium passage 70 communicating the cooling medium outlet 62b.
a to 70d are formed. Cooling medium passages 70a to 70d
Are configured in the same manner as the cooling medium channels 52a to 52d provided in the first separator 14, the same components are denoted by the same reference characters, and detailed description thereof will be omitted.
【００２７】このように構成される第１の実施形態に係
る燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明す
る。The operation of the fuel cell stack 10 according to the first embodiment configured as described above will be described below.
【００２８】燃料電池スタック１０内には、燃料ガス
（例えば、炭化水素を改質した水素を含むガス）が供給
されるとともに、酸化剤ガスとして空気（または酸素ガ
ス）が供給され、この燃料ガスが第１セパレータ１４の
燃料ガス入口３６ａから燃料ガス流路４２に導入され
る。図３に示すように、燃料ガス流路４２に供給された
燃料ガスは、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆに導入され
て第１セパレータ１４の面１４ａの長辺方向（矢印Ｂ方
向）に沿って蛇行しながら重力方向に移動する。A fuel gas (for example, a gas containing hydrogen obtained by reforming a hydrocarbon) is supplied into the fuel cell stack 10, and air (or oxygen gas) is supplied as an oxidant gas. Is introduced from the fuel gas inlet 36 a of the first separator 14 into the fuel gas flow channel 42. As shown in FIG. 3, the fuel gas supplied to the fuel gas flow channel 42 is introduced into the first gas flow channel grooves 44 a to 44 f and extends in the long side direction (the direction of the arrow B) of the surface 14 a of the first separator 14. It moves in the direction of gravity while meandering along.
【００２９】その際、燃料ガス中の水素ガスは、第１ガ
ス拡散層２４を通って単位燃料電池セル１２のアノード
側電極２０に供給される。そして、未使用の燃料ガス
は、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆを通って第１および
第２集合部４６、４８に一旦導入された後、第２ガス流
路溝５０ａ〜５０ｄに分配されて矢印Ｂ方向に移動しな
がらアノード側電極２０に供給される一方、残余の燃料
ガスが燃料ガス出口３６ｂから排出される。At this time, the hydrogen gas in the fuel gas is supplied to the anode 20 of the unit fuel cell 12 through the first gas diffusion layer 24. The unused fuel gas is first introduced into the first and second collecting portions 46 and 48 through the first gas flow grooves 44a to 44f, and then distributed to the second gas flow grooves 50a to 50d. The fuel gas is supplied to the anode 20 while moving in the direction of arrow B, while the remaining fuel gas is exhausted from the fuel gas outlet 36b.
【００３０】この場合、第１の実施形態では、燃料ガス
入口３６ａに６本（２ｍ本）の第１ガス流路溝４４ａ〜
４４ｆが連通し、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆがその
途上で４本（２ｎ本）の第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄ
に連通した後、燃料ガス出口３６ｂに連通している。従
って、第１セパレータ１４の面１４ａ内において、燃料
ガス入口３６ａから燃料ガス出口３６ｂに向かって溝本
数が削減され、ガス消費による単位面積当たりの分子数
の減少を阻止するとともに、前記燃料ガス出口３６ｂ側
のガス流速を増加させることができる。このため、燃料
ガス出口３６ｂ近傍に発生する反応生成水をガス流速の
増加によって有効に前記燃料ガス出口３６ｂに排出させ
ることが可能になり、排水性の向上を図ることができ
る。In this case, in the first embodiment, six (2 m) first gas passage grooves 44a to 44m are provided at the fuel gas inlet 36a.
44f communicate with each other, and the first gas passage grooves 44a to 44f are provided with four (2n) second gas passage grooves 50a to 50d on the way.
And then to the fuel gas outlet 36b. Accordingly, in the surface 14a of the first separator 14, the number of grooves is reduced from the fuel gas inlet 36a toward the fuel gas outlet 36b, thereby preventing a decrease in the number of molecules per unit area due to gas consumption. The gas flow velocity on the 36b side can be increased. For this reason, the reaction water generated near the fuel gas outlet 36b can be effectively discharged to the fuel gas outlet 36b by increasing the gas flow rate, and drainage can be improved.
【００３１】また、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆと第
２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄとの合流部位に、第１およ
び第２集合部４６、４８が設けられている。これによ
り、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｃおよび４４ｄ〜４４
ｆに沿って供給される燃料ガスは、一旦、第１および第
２集合部４６、４８に導入されるため、前記第１および
第２集合部４６、４８でガスの乱流が惹起され、燃料ガ
ス中の水素ガスをアノード側電極２０に対して有効に拡
散供給することが可能になるという効果が得られる。し
かも、３本の第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｃから排出さ
れた燃料ガスを第１集合部４６で合流させた後、２本の
第２ガス流路溝５０ａ、５０ｂに分配している。このた
め、２本の第２ガス流路溝５０ａ、５０ｂ間の燃料ガス
の分配が均一に行われるという利点がある。なお、他の
２本の第２ガス流路溝５０ｃ、５０ｄにおいても、同様
である。The first and second collecting portions 46 and 48 are provided at the junction of the first gas flow grooves 44a to 44f and the second gas flow grooves 50a to 50d. As a result, the first gas passage grooves 44a to 44c and 44d to 44d
Since the fuel gas supplied along f is once introduced into the first and second collecting portions 46 and 48, a turbulent gas flow is induced in the first and second collecting portions 46 and 48, and the fuel gas is supplied. The effect is obtained that the hydrogen gas in the gas can be effectively diffused and supplied to the anode 20. In addition, after the fuel gas discharged from the three first gas passage grooves 44a to 44c is combined at the first collecting part 46, the fuel gas is distributed to the two second gas passage grooves 50a and 50b. Therefore, there is an advantage that the fuel gas is uniformly distributed between the two second gas flow grooves 50a and 50b. The same applies to the other two second gas passage grooves 50c and 50d.
【００３２】さらに、第１および第２集合部４６、４８
には、それぞれ２本ずつの流路溝（第２ガス流路溝５０
ａ、５０ｂと５０ｃ、５４ｄ）が連通している。従っ
て、一方の流路溝が生成水の結露等により閉塞したとし
ても、他の流路溝を介して燃料ガスの円滑な流れが許容
される。これにより、第１セパレータ１４の面１４ａ内
において、ガス供給不足による濃度過電圧の増加を防止
することができ、燃料電池スタック１０を安定して運転
することが可能になるという利点がある。Further, the first and second collecting parts 46, 48
Are provided with two flow grooves (the second gas flow grooves 50, respectively).
a, 50b and 50c, 54d) are in communication. Therefore, even if one of the flow grooves is closed due to dew condensation or the like of the produced water, a smooth flow of the fuel gas is allowed through the other flow groove. Thereby, in the surface 14a of the first separator 14, an increase in concentration overvoltage due to insufficient gas supply can be prevented, and there is an advantage that the fuel cell stack 10 can be operated stably.
【００３３】ここで、第１および第２集合部４６、４８
の流路断面積は、分配部である第２ガス流路溝５０ａ、
５０ｂおよび５０ｃ、５０ｄのそれぞれの合計流路断面
積と同等に設定されている。このため、第１および第２
集合部４６、４８から第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄに
燃料ガスを円滑に送り出すことが可能になる。Here, the first and second collecting parts 46 and 48
The flow path cross-sectional area of the second gas flow path groove 50a, which is a distribution part,
The total flow path cross-sectional area of each of 50b, 50c, and 50d is set to be equal. For this reason, the first and second
The fuel gas can be smoothly sent out from the collecting portions 46 and 48 to the second gas passage grooves 50a to 50d.
【００３４】さらにまた、第１ガス流路溝４４ａ〜４４
ｆと第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄとは、第１および第
２集合部４６、４８を介して流れ方向が反転されてい
る。従って、第１セパレータ１４の面１４ａ内におい
て、発電面に対して隙間なく流路を配置することができ
るという効果がある。Further, the first gas passage grooves 44a to 44a
The flow directions of f and the second gas flow grooves 50a to 50d are reversed via the first and second collecting portions 46 and 48. Therefore, there is an effect that the flow path can be arranged in the surface 14a of the first separator 14 without any gap from the power generation surface.
【００３５】ところで、第２セパレータ１６では、酸化
剤ガス入口６０ａから酸化剤ガス流路６４に供給された
空気が、面１６ａに沿って水平方向に蛇行しながら重力
方向に移動する。その際、燃料ガス流路４２に供給され
た燃料ガスと同様に、空気中の酸素ガスが第２ガス拡散
層２６からカソード側電極２２に供給される一方、未使
用の空気が酸化剤ガス出口６０ｂから排出される。In the second separator 16, the air supplied from the oxidizing gas inlet 60a to the oxidizing gas flow path 64 moves in the gravity direction while meandering horizontally along the surface 16a. At this time, the oxygen gas in the air is supplied from the second gas diffusion layer 26 to the cathode 22 in the same manner as the fuel gas supplied to the fuel gas flow path 42, while the unused air is supplied to the oxidant gas outlet. Discharged from 60b.
【００３６】また、燃料電池スタック１０には冷却媒体
が供給されており、この冷却媒体は、第１および第２セ
パレータ１４、１６の冷却媒体入口４０ａ、６２ａに供
給される。図４に示すように、第１セパレータ１４の冷
却媒体入口４０ａに供給された冷却媒体は、冷却媒体流
路５２ａ〜５２ｄを構成する各主流路溝５４ａに導入さ
れ、前記主流路溝５４ａに沿って上方向、水平方向およ
び下方向に向かって流れる。冷却媒体は、それぞれの主
流路溝５４ａから分岐された複数の分岐流路溝５６に導
入され、前記分岐流路溝５６に沿って面１４ｂ内の略全
面にわたり水平方向に流れた後、前記分岐流路溝５６が
合流する主流路溝５４ｂを通って冷却媒体出口４０ｂか
ら排出される。Further, a cooling medium is supplied to the fuel cell stack 10, and the cooling medium is supplied to cooling medium inlets 40 a and 62 a of the first and second separators 14 and 16. As shown in FIG. 4, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet 40a of the first separator 14 is introduced into each of the main flow grooves 54a that form the cooling medium flow paths 52a to 52d, and flows along the main flow grooves 54a. Flows upward, horizontally and downward. The cooling medium is introduced into the plurality of branch flow grooves 56 branched from the respective main flow grooves 54a, and flows in the horizontal direction over substantially the entire surface 14b along the branch flow grooves 56. The cooling medium is discharged from the cooling medium outlet 40b through the main channel groove 54b where the channel groove 56 joins.
【００３７】一方、図１に示すように、第２セパレータ
１６の冷却媒体入口６２ａに供給された冷却媒体は、冷
却媒体流路７０ａ〜７０ｄを通り、面１６ｂの略全面に
わたって直線的に移動した後、冷却媒体出口６２ｂから
排出される。On the other hand, as shown in FIG. 1, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet 62a of the second separator 16 moves linearly over substantially the entire surface 16b through the cooling medium passages 70a to 70d. Thereafter, the air is discharged from the cooling medium outlet 62b.
【００３８】図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃
料電池スタックを構成する第１セパレータ８０の一方の
面の正面説明図であり、図６は、本発明の第３の実施形
態に係る燃料電池スタックを構成する第１セパレータ９
０の一方の面の正面説明図である。なお、上述した第１
の実施形態に係る燃料電池スタック１０を構成する第１
セパレータ１４と同一の構成要素には同一の参照符号を
付して、その詳細な説明は省略する。FIG. 5 is an explanatory front view of one surface of a first separator 80 constituting a fuel cell stack according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a third embodiment of the present invention. First separator 9 constituting a fuel cell stack according to the present invention
FIG. 7 is an explanatory front view of one surface of a zero. Note that the first
Of the fuel cell stack 10 according to the first embodiment.
The same components as those of the separator 14 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
【００３９】図５に示すように、第２の実施形態に係る
第１セパレータ８０の面８０ａには、燃料ガス入口３６
ａに連通する第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆと、燃料ガ
ス出口３６ｂに連通する第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄ
とが設けられるとともに、前記第１ガス流路溝４４ａ〜
４４ｆと前記第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄとの合流部
位に第１および第２集合部８２、８４が形成されてい
る。As shown in FIG. 5, the fuel gas inlet 36 is provided on the surface 80a of the first separator 80 according to the second embodiment.
a, and second gas passage grooves 50a-50d communicating with the fuel gas outlet 36b.
And the first gas flow channel grooves 44a to 44a
First and second gathering portions 82 and 84 are formed at the confluence of the 44f and the second gas passage grooves 50a to 50d.
【００４０】第１集合部８２は、第１ガス流路溝４４ｃ
が連通する部位から第１ガス流路溝４４ｂおよび４４ａ
が連通する部位に向かって（下方向に向かって）徐々に
流路断面積が増加する第１三角形状部８６を有し、この
第１三角形状部８６の下部側には、第２ガス流路溝５０
ａ、５０ｂに向かうに従って流路断面積が徐々に減少す
る第２三角形状部８８が設けられている。なお、第２集
合部８４は、上記した第１集合部８２と同様に構成され
ており、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。The first collecting portion 82 is formed with the first gas passage groove 44c.
Communicate with the first gas passage grooves 44b and 44a
Has a first triangular portion 86 whose flow path cross-sectional area gradually increases toward a portion where the flow path communicates (downward), and a second gas flow is provided below the first triangular portion 86. Road groove 50
A second triangular portion 88 is provided in which the cross-sectional area of the flow channel gradually decreases toward a and 50b. The second collecting unit 84 is configured similarly to the first collecting unit 82 described above, and the same components are denoted by the same reference numerals, and
Detailed description is omitted.
【００４１】このように構成される第１セパレータ８０
では、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆに供給された燃料
ガスが第１および第２集合部８２、８４に導入される
際、前記第１および第２集合部８２、８４に合流する燃
料ガスが増加するに従って流路断面積が増加する。一
方、第１および第２集合部８２、８４から第２ガス流路
溝５０ａ〜５０ｄに燃料ガスが分配されるに従ってこの
第１および第２集合部８２、８４の流路断面積が減少し
ている。The first separator 80 thus configured
Then, when the fuel gas supplied to the first gas flow grooves 44a to 44f is introduced into the first and second collecting parts 82 and 84, the fuel gas which joins the first and second collecting parts 82 and 84 Increases, the cross-sectional area of the flow path increases. On the other hand, as the fuel gas is distributed from the first and second collecting portions 82 and 84 to the second gas flow grooves 50a to 50d, the flow path cross-sectional areas of the first and second collecting portions 82 and 84 decrease. I have.
【００４２】これにより、燃料ガスは、第１ガス流路溝
４４ａ〜４４ｆから第１および第２集合部８２、８４に
均等かつ円滑に集合するとともに、この第１および第２
集合部８２、８４から第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄに
円滑かつ均等に分配される。このため、燃料ガスの流通
が効率的に遂行されるという効果が得られる。As a result, the fuel gas is uniformly and smoothly gathered from the first gas passage grooves 44a to 44f into the first and second gathering portions 82, 84, and the first and second gathering portions 82, 84 are formed.
The gas is smoothly and uniformly distributed from the collecting portions 82 and 84 to the second gas flow grooves 50a to 50d. For this reason, there is an effect that the flow of the fuel gas is efficiently performed.
【００４３】図６に示すように、第３の実施形態に係る
第１セパレータ９０の面９０ａには、第１ガス流路溝４
４ａ〜４４ｆと第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄの合流部
位に対応して第１および第２集合部９２、９４が設けら
れている。第１および第２集合部９２、９４は略三角形
状を有しており、第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆが合流
するに従って（下方に向かって）流路断面積が増加して
いる。As shown in FIG. 6, the surface 90a of the first separator 90 according to the third embodiment has the first gas flow channel 4
First and second collecting portions 92 and 94 are provided corresponding to the confluence of the 4a to 44f and the second gas flow grooves 50a to 50d. The first and second collecting portions 92 and 94 have a substantially triangular shape, and the cross-sectional area of the flow path increases as the first gas flow grooves 44a to 44f merge (downward).
【００４４】このため、第３の実施形態では、燃料ガス
が第１ガス流路溝４４ａ〜４４ｆを通って第１および第
２集合部９２、９４に円滑かつ均等に合流される等、第
２の実施形態と同様の効果が得られる。For this reason, in the third embodiment, the fuel gas is smoothly and uniformly merged into the first and second collecting portions 92 and 94 through the first gas flow grooves 44a to 44f. The same effect as that of the embodiment can be obtained.
【００４５】ところで、第１乃至第３の実施形態では、
燃料ガス流路４２を構成する第１ガス流路溝４４ａ〜４
４ｆと第２ガス流路溝５０ａ〜５０ｄとが流れ方向を反
転させるように構成されているが、図７および図８に示
すように、同一の流れ方向を有する燃料ガス流路１０
０、１１０を用いてもよい。By the way, in the first to third embodiments,
First gas flow channel grooves 44a to 44a constituting fuel gas flow channel 42
4f and the second gas passage grooves 50a to 50d are configured to reverse the flow direction, but as shown in FIGS. 7 and 8, the fuel gas passages 10 having the same flow direction
0, 110 may be used.
【００４６】この燃料ガス流路１００では、図７に示す
ように、第１ガス流路溝１０２ａ〜１０２ｃと第２ガス
流路溝１０４ａ、１０４ｂとが集合部１０６で合流して
いる。この集合部１０６は、第１ガス流路溝１０２ａ〜
１０２ｃを一旦合流させた後に同一の流れ方向に向かっ
て両側が幅狭となり、第２ガス流路溝１０４ａ、１０４
ｂに燃料ガスを分配するように構成されている。As shown in FIG. 7, in the fuel gas flow path 100, the first gas flow grooves 102a to 102c and the second gas flow grooves 104a and 104b join at the collecting portion 106. The collecting portion 106 includes the first gas passage grooves 102a to 102a.
102c once merged, the sides become narrower in the same flow direction, and the second gas flow grooves 104a, 104
b is configured to distribute fuel gas.
【００４７】図８に示すように、燃料ガス流路１１０で
は、第１ガス流路溝１１２ａ〜１１２ｃと第２ガス流路
溝１１４ａ、１１４ｂとの合流部位に集合部１１６が設
けられるとともに、前記第１ガス流路溝１１２ｂ、１１
２ｃと前記第２ガス流路溝１１４ａ、１１４ｂとが同一
直線上に配置されている。As shown in FIG. 8, in the fuel gas flow channel 110, an aggregating portion 116 is provided at a confluence of the first gas flow channels 112a to 112c and the second gas flow channels 114a and 114b. First gas channel grooves 112b, 11
2c and the second gas channel grooves 114a and 114b are arranged on the same straight line.
【００４８】このように構成される燃料ガス流路１０
０、１１０では、それぞれ３本（ｍ本）の第１ガス流路
溝１０２ａ〜１０２ｃおよび１１２ａ〜１１２ｃがそれ
ぞれ２本（ｎ本）の第２ガス流路溝１０４ａ、１０４ｂ
および１１４ａ、１１４ｂに絞られる際、一旦、単一の
集合部１０６、１１６に集合される。このため、燃料ガ
スに乱流を発生させることができ、電極面への反応ガス
の拡散性を有効に向上させることが可能になる。しか
も、それぞれ３本の第１ガス流路溝１０２ａ〜１０２
ｃ、１１２ａ〜１１２ｃから排出された燃料ガスを集合
部１０６、１１６で合流させた後、それぞれ２本の第２
ガス流路溝１０４ａ、１０４ｂ、１１４ａ、１１４ｂに
分配している。このため、それぞれ２本の第２ガス流路
溝１０４ａ、１０４ｂ、１１４ａ、１１４ｂ間の燃料ガ
スの分配が均一に行われるという利点がある。The fuel gas flow path 10 thus configured
At 0 and 110, three (m) first gas passage grooves 102a to 102c and 112a to 112c are respectively two (n) second gas passage grooves 104a and 104b.
And 114a, 114b are once collected into a single collecting unit 106, 116. For this reason, turbulence can be generated in the fuel gas, and the diffusivity of the reaction gas to the electrode surface can be effectively improved. In addition, each of the three first gas passage grooves 102a-102
c, after the fuel gas discharged from 112a to 112c is merged at the collecting portions 106 and 116, two fuel gas
The gas is distributed to the gas flow grooves 104a, 104b, 114a, and 114b. Therefore, there is an advantage that the fuel gas is uniformly distributed between the two second gas flow grooves 104a, 104b, 114a, and 114b.
【００４９】以上の説明では、基本的に３本の流路溝を
２本の流路溝に絞る場合について説明したが、セパレー
タ面内で３本から２本への絞りを二段階に行う場合があ
る。これを、図９を用いて説明すると、入口側にそれぞ
れ第１ガス流路溝１２０ａ〜１２０ｉが設けられ、前記
第１ガス流路溝１２０ａ〜１２０ｃが第２ガス流路溝１
２２ａ、１２２ｂに絞られ、前記第１ガス流路溝１２０
ｄ〜１２０ｆが第２ガス流路溝１２２ｃ、１２２ｄに絞
られ、前記第１ガス流路溝１２０ｇ〜１２０ｉが第２ガ
ス流路溝１２２ｅ、１２２ｆに絞られる。In the above description, the case where three flow grooves are narrowed down to two flow grooves basically has been described. However, the case where narrowing down from three to two in the separator surface is performed in two stages. There is. This will be described with reference to FIG. 9. First gas flow grooves 120 a to 120 i are provided on the inlet side, respectively, and the first gas flow grooves 120 a to 120 c are connected to the second gas flow grooves 1.
22a, 122b, and the first gas flow channel 120
d to 120f are narrowed to the second gas flow grooves 122c and 122d, and the first gas flow grooves 120g to 120i are narrowed to the second gas flow grooves 122e and 122f.
【００５０】さらに、第２ガス流路溝１２２ａ〜１２２
ｃが第３ガス流路溝１２４ａ、１２４ｂに絞られるとと
もに、第２ガス流路溝１２２ｄ〜１２２ｆが第３ガス流
路溝１２４ｃ、１２４ｄに絞られる。Further, the second gas passage grooves 122a-122
c is narrowed to the third gas flow grooves 124a and 124b, and the second gas flow grooves 122d to 122f are narrowed to the third gas flow grooves 124c and 124d.
【００５１】なお、溝本数は３本から２本への絞り方の
他、４本、３本および２本に絞る方法や、６本、４本お
よび３本に絞る方法等、種々の絞り方が採用される。こ
れにより、セパレータ面内での圧損を自由に調整するこ
とが可能になり、水の排出性やスタック内の流体分配の
設計自由度が向上することになる。The number of grooves may be reduced from three to two, besides four, three or two, or six, four or three. Is adopted. As a result, it is possible to freely adjust the pressure loss in the separator surface, thereby improving the water discharge performance and the degree of freedom in designing the fluid distribution in the stack.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明に係る燃料電池スタックでは、燃
料ガスおよび／または酸化剤ガスを含む流体を流す流体
用通路が、ガス入口側にｍ本の第１ガス流路溝を有しか
つガス出口側にｎ本（ｍ＞ｎ）の第２ガス流路溝を有
し、前記第１および第２ガス流路溝全体の合流部位に集
合部が設けられている。このため、ガス入口側からガス
出口側に向かって流れる流体が消費される際にガス流速
が低下することを有効に阻止するとともに、集合部でガ
ス乱流が惹起されて電極面へのガス拡散性を向上させる
ことができる。しかも、流速の低下が阻止されるため、
水の排出性が有効に向上することになり、電極反応面で
の水の凝結による発電性能の低下を防止することができ
る。さらに、複数本の第１ガス流路溝から排出された燃
料ガスおよび／または酸化剤ガスを集合部で合流させた
後、複数本の第２ガス流路溝に分配するようにしたた
め、前記複数本の第２ガス流路溝間のガスの分配が均一
に行われる。In the fuel cell stack according to the present invention, the fluid passage through which the fluid containing the fuel gas and / or the oxidizing gas flows has m first gas passage grooves on the gas inlet side, and The outlet side has n (m> n) second gas flow grooves, and an aggregation portion is provided at a confluence of the entire first and second gas flow grooves. Therefore, when the fluid flowing from the gas inlet side to the gas outlet side is consumed, the gas flow velocity is effectively prevented from decreasing, and gas turbulence is generated in the collecting part, and gas diffusion to the electrode surface is performed. Performance can be improved. In addition, since a decrease in flow velocity is prevented,
The water dischargeability is effectively improved, and it is possible to prevent a decrease in power generation performance due to condensation of water on the electrode reaction surface. Further, after the fuel gas and / or the oxidizing gas discharged from the plurality of first gas flow grooves are combined at the collecting portion, the fuel gas and / or the oxidizing gas are distributed to the plurality of second gas flow grooves. The distribution of gas between the second gas passage grooves is performed uniformly.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタッ
クの要部分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention.
【図２】前記燃料電池スタックの概略縦断面説明図であ
る。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional explanatory view of the fuel cell stack.
【図３】前記燃料電池スタックを構成する第１セパレー
タの一方の面の正面説明図である。FIG. 3 is an explanatory front view of one surface of a first separator constituting the fuel cell stack.
【図４】前記第１セパレータの他方の面の正面説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory front view of the other surface of the first separator.
【図５】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタッ
クを構成する第１セパレータの一方の面の正面説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory front view of one surface of a first separator constituting a fuel cell stack according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタッ
クを構成する第１セパレータの一方の面の正面説明図で
ある。FIG. 6 is an explanatory front view of one surface of a first separator constituting a fuel cell stack according to a third embodiment of the present invention.
【図７】流れ方向が同一である場合の燃料ガス流路の一
部説明図である。FIG. 7 is a partial explanatory view of a fuel gas flow path when the flow directions are the same.
【図８】流れ方向が同一である場合の他の燃料ガス流路
の一部説明図である。FIG. 8 is a partial explanatory view of another fuel gas flow path when the flow directions are the same.
【図９】流路溝を３本から２本に二段階に絞る場合の説
明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram in the case where the number of flow channel grooves is reduced from three to two in two stages.
１０…燃料電池スタック １２…単位燃料電
池セル １４、１６…セパレータ １４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、８０ａ、９０ａ…面 １８…電解質膜 ２０…アノード側
電極 ２２…カソード側電極 ２４、２６…拡散
層 ３６ａ、５８ａ…燃料ガス入口 ３６ｂ、５８ｂ…
燃料ガス出口 ３８ａ、６０ａ…酸化剤ガス入口 ３８ｂ、６０ｂ…
酸化剤ガス出口 ４０ａ、６２ａ、…冷却媒体入口 ４０ｂ、６２ｂ…
冷却媒体出口 ４２、１００、１１０…燃料ガス流路 ４４ａ〜４４ｆ、５０ａ〜５０ｄ、６６ａ〜６６ｆ、６
８ａ〜６８ｄ、１０２ａ、１０２ｂ、１１２ａ〜１１２
ｃ、１１４ａ、１１４ｂ…ガス流路溝 ４６、４８、８２、８４、９２、９４、１０６、１１６
…集合部 ５２ａ〜５２ｄ、７０ａ〜７０ｄ…冷却媒体流路 ６４…酸化剤ガス流路 ８０、９０…セパレータDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell stack 12 ... Unit fuel cell cell 14, 16 ... Separator 14a, 14b, 16a, 16b, 80a, 90a ... Surface 18 ... Electrolyte membrane 20 ... Anode side electrode 22 ... Cathode side electrode 24, 26 ... Diffusion layer 36a , 58a ... fuel gas inlet 36b, 58b ...
Fuel gas outlets 38a, 60a ... Oxidant gas inlets 38b, 60b ...
Oxidant gas outlets 40a, 62a, ... Cooling medium inlets 40b, 62b ...
Cooling medium outlets 42, 100, 110 ... fuel gas flow paths 44a to 44f, 50a to 50d, 66a to 66f, 6
8a-68d, 102a, 102b, 112a-112
c, 114a, 114b ... gas flow grooves 46, 48, 82, 84, 92, 94, 106, 116
... Collecting parts 52a to 52d, 70a to 70d... Cooling medium flow path 64. Oxidizing gas flow path 80, 90.
Claims (3)
で挟んで構成される単位燃料電池セルを、セパレータを
介して複数個積層した燃料電池スタックであって、 前記セパレータの面内には、前記アノード側電極に供給
される燃料ガスまたは前記カソード側電極に供給される
酸化剤ガスのうち、少なくともいずれか一方を含む流体
を流す流体用通路が設けられるとともに、 前記流体用通路は、ガス入口側に形成されるｍ本（ｍは
自然数）の第１ガス流路溝と、 ガス出口側に形成されるｎ本（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の
第２ガス流路溝と、 前記第１ガス流路溝と前記第２ガス流路溝との合流部位
に設けられ、ｍ本の該第１ガス流路溝とｎ本の該第２ガ
ス流路溝とを一体的に連通する集合部と、 を備えることを特徴とする燃料電池スタック。1. A fuel cell stack in which a plurality of unit fuel cells each comprising an electrolyte sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode are stacked with a separator interposed therebetween. A fluid passage is provided for flowing a fluid containing at least one of a fuel gas supplied to the anode electrode and an oxidizing gas supplied to the cathode electrode, and the fluid passage is provided on the gas inlet side. M (m is a natural number) first gas flow grooves formed in the gas outlet; n (n is a natural number, m> n) second gas flow grooves formed on the gas outlet side; An aggregation portion provided at a confluence of the gas flow channel and the second gas flow channel and integrally communicating the m first gas flow channels and the n second gas flow channels. A fuel cell stack comprising:
て、前記第２ガス流路溝は、２本以上に設定されること
を特徴とする燃料電池スタック。2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the number of the second gas passage grooves is two or more.
において、前記第１ガス流路溝と前記第２ガス流路溝と
は、前記集合部を介して流れ方向が反転されることを特
徴とする燃料電池スタック。3. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the flow direction of the first gas flow channel and the flow direction of the second gas flow channel are reversed via the collecting portion. And a fuel cell stack.
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