專利名稱：燃料電池用隔板以及具備該隔板的燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池用隔板以及具備該隔板的燃料電池，特別是 涉及燃料電池用隔板的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
高分電解質(zhì)型燃料電池(以下稱之為PE-FC)是通過使含有氫的燃 料氣體和空氣等的含有氧的氧化劑氣體發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)從而同時(shí)產(chǎn)生 電力和熱能的裝置。PEFC的單電池(cell)具有由高分子電解質(zhì)膜以 及一對(duì)氣體擴(kuò)散電極(陽極以及陰極)構(gòu)成的MEA (Membrance-Electrode-Assembly:膜電極組件)、密封墊圈以及導(dǎo)電性的板狀隔板。 而且，PEFC—般是通過層疊多個(gè)上述單電池，并以端板夾持被層疊的 單電池的兩端，并通過由緊固器具緊固該端板和單電池而加以形成。
但是，在隔板的主面設(shè)置有用于提供以及排出燃料氣體或者氧化 劑氣體(將這些稱之為"反應(yīng)氣體")的形成歧管(manifold)的歧管 孔(反應(yīng)氣體供給用歧管孔和反應(yīng)氣體排出用歧管孔)，反應(yīng)氣體所貫 穿流經(jīng)的溝槽狀的反應(yīng)氣體通道以與這些歧管孔相連通的形式被設(shè)置 于與氣體擴(kuò)散電極相接觸的主面。
而且，在反應(yīng)氣體貫穿流經(jīng)這個(gè)反應(yīng)氣體通道的期間，反應(yīng)氣體 被提供給MEA并在MEA的內(nèi)部通過電化學(xué)反應(yīng)而被消耗。為此，在 反應(yīng)氣體通道的下游部由于氣體被消耗因而氫或者氧濃度會(huì)下降。其 結(jié)果會(huì)出現(xiàn)如下問題，即，在低氣體濃度的反應(yīng)氣體通道的下游部區(qū) 域，發(fā)電量降低，且在單電池面內(nèi)形成對(duì)應(yīng)于氣體濃度的發(fā)電分布。
對(duì)于這樣的問題，在氣體通道的形狀上下功夫并通過謀求在單電 池面內(nèi)的氣體濃度的均一化而提高發(fā)電效率的燃料電池是眾所周知的 (例如參照專利文獻(xiàn)1)。圖22是表示由專利文獻(xiàn)1所公開的燃料電池 中的隔板的主面的概略構(gòu)成的模式圖。
如圖22所示，由專利文獻(xiàn)1所公開的燃料電池中的隔板200上，多條(在圖22中為3條)流體通道201 203 (反應(yīng)氣體通道)由入口 (反應(yīng)氣體供給用歧管孔)211與其上游端進(jìn)行連通的大致L字狀的上 游部、出口 (反應(yīng)氣體排出用歧管孔)212與其下游端進(jìn)行連通的下游 部、以及連接上游部的下游端和下游部的上游端的中游部構(gòu)成，并且 作為整體被形成為漩渦狀。由此，在隔板200的特定的部分不會(huì)集中 流體通道的上游部或者下游部，所以電極面內(nèi)上的反應(yīng)氣體的濃度被 均一化。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-284094號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，即使是專利文獻(xiàn)1所公開的隔板200，從 改善貫穿流經(jīng)多條流體通道的反應(yīng)氣體的利用效率的觀點(diǎn)出發(fā)，仍還 有可以改善的余地。
本發(fā)明就是鑒于上述問題而悉心研究的結(jié)果，其目的在于提供一 種能夠改善貫穿流經(jīng)反應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體的利用效率的燃料電池 用隔板以及燃料電池。
本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述現(xiàn)有技術(shù)中的課題而作了無數(shù)次悉心研 究，其結(jié)果終于發(fā)現(xiàn)了一下幾個(gè)要點(diǎn)。
艮P，在由上述專利文獻(xiàn)1所公開的燃料電池中的隔板200上，貫 穿流經(jīng)流體通道201 203中的上游部的上游端附近部分的反應(yīng)氣體的 一部分在與該上游部相接近的下游部的上游端附近部分發(fā)生短路，由 此，在流動(dòng)于流體通道201 203中的反應(yīng)氣體當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生對(duì)于反應(yīng)不 作貢獻(xiàn)而被排出的反應(yīng)氣體，從而降低了反應(yīng)氣體的利用效率。
具體而言，流體通道201 203以與氣體擴(kuò)散電極的氣體擴(kuò)散層相 鄰接的形式(以由氣體擴(kuò)散層覆蓋隔板200的開放面(上面)的形式) 配設(shè)，所以貫穿流經(jīng)流體通道201 203的反應(yīng)氣體的一部分貫穿流經(jīng) 氣體擴(kuò)散層(以下將貫穿流經(jīng)氣體擴(kuò)散層的氣體稱之為"伏流氣體")。 為此，在3條流體通道201 203當(dāng)中，貫穿流經(jīng)于最下側(cè)的流體通道 201的上游部的反應(yīng)氣體與流體通道201的下游部上的貫穿流經(jīng)與流 體通道201的上游部最為接近的部分204的反應(yīng)氣體的壓力差較大， 另外，因?yàn)槠渫ǖ乐g的距離較小(因?yàn)閴毫Σ畹奶荻容^大)，所以貫穿流經(jīng)流體通道201的上游部的反應(yīng)氣體的一部分經(jīng)由氣體擴(kuò)散層而 流入到流體通道201的下游部(發(fā)生短路)。于是，流入到流體通道201 的下游部的反應(yīng)氣體就直接貫穿流經(jīng)下游部并從出口 212排出。為此， 貫穿流經(jīng)流體通道201的反應(yīng)氣體的一部分對(duì)反應(yīng)不作貢獻(xiàn)而被排出， 因而降低了反應(yīng)氣體的利用效率。
另外，在3條流體通道201 203當(dāng)中，因?yàn)樨灤┝鹘?jīng)在最下側(cè)的 流體通道201的上游部的反應(yīng)氣體會(huì)發(fā)生短路，所以在貫穿流經(jīng)剩余 的2條流體通道202、203的上游部的反應(yīng)氣體和貫穿流經(jīng)流體通道201 的上游部的反應(yīng)氣體之間會(huì)產(chǎn)生壓力差。由于該壓力差，貫穿流經(jīng)剩 余的2條流體通道202、 203的上游部的反應(yīng)氣體的一部分將流入到流 體通道201的上游部。于是，流入到流體通道201的上游部的反應(yīng)氣 體的一部分與流體通道201的下游部發(fā)生短路。為此，貫穿流經(jīng)流體 通道201 203的反應(yīng)氣體的對(duì)反應(yīng)不作貢獻(xiàn)而被排出的反應(yīng)氣體的量 將會(huì)變得更大，從而進(jìn)一步降低反應(yīng)氣體的利用效率。
再有，貫穿流經(jīng)流體通道203的上游部中的與流體通道203的下 游端最為接近的部分205的反應(yīng)氣體和貫穿流經(jīng)流體通道203下游部 的反應(yīng)氣體的壓力差較大，另外，因?yàn)槠渫ǖ乐g的距離較小(因?yàn)?壓力差的梯度較大)，所以貫穿流經(jīng)流體通道203的部分205附近的反 應(yīng)氣體的一部分經(jīng)由氣體擴(kuò)散層而流入到流體通道203的下游部(發(fā) 生短路)。于是，流入到流體通道203的下游部的反應(yīng)氣體就直接貫穿 流經(jīng)下游部并從出口 212排出。為此，貫穿流經(jīng)流體通道203的反應(yīng) 氣體的一部分對(duì)反應(yīng)不作貢獻(xiàn)而被排出，因而降低了反應(yīng)氣體的利用 效率。
對(duì)于這樣的問題，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)如果采用以下所記載的構(gòu)成會(huì) 對(duì)達(dá)到上述本發(fā)明的目的極為有效，從而想到了本發(fā)明。
艮P，本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板是板狀的燃料電池用隔板， 其具備在厚度方向上貫通的反應(yīng)氣體供給用歧管孔；在厚度方向上 貫通的反應(yīng)氣體排出用歧管孔；以彎曲的形式形成的溝槽狀的第一反 應(yīng)氣體通道，其上游端至少在一方的主面上連接于所述反應(yīng)氣體供給 用歧管孔，而其下游端則連接于所述反應(yīng)氣體排出用歧管孔；以與所 述第一反應(yīng)氣體通道并行且彎曲的形式形成的1條以上的溝槽狀的第二反應(yīng)氣體通道，至少其上游端連接于所述反應(yīng)氣體供給用歧管孔。 所述第一反應(yīng)氣體通道被形成為具有第一部分和比該第一部分位于 上游側(cè)的第二部分；所述第一部分在所述第一反應(yīng)氣體通道的所述第 二部分和所述下游端之間的部分當(dāng)中最接近于所述上游端；所述第二 部分在所述第一反應(yīng)氣體通道的所述上游端和所述第一部分之間的部 分當(dāng)中最接近于所述下游端；所述第二反應(yīng)氣體通道不介于所述第一 部分和所述上游端之間，所述第二反應(yīng)氣體通道介于所述第二部分和 所述下游端之間；并且，所述第一反應(yīng)氣體通道被形成為，在所述第 一部分和所述下游端之間的部分(以下稱之為"特定部分")中與所述 1條以上的第二反應(yīng)氣體通道中的至少1條反應(yīng)氣體通道(以下稱之為 "特定通道")相連通。
根據(jù)該構(gòu)成，在第一反應(yīng)氣體通道的上游端部和第一部分之間雖 然會(huì)發(fā)生反應(yīng)氣體的短路，但是即使是在這樣的情況下，短路的反應(yīng) 氣體也會(huì)通過貫穿流經(jīng)第二反應(yīng)氣體通道的至少1個(gè)反應(yīng)氣體通道而 被分流到該反應(yīng)氣體通道。為此，就能夠降低貫穿流經(jīng)第一以及第二 反應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體的濃度的不均勻性。
另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述特定通道的下 游端可以連接于所述反應(yīng)氣體供給用歧管孔。
另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述特定通道也可 以以其下游端在所述特定部分中連接于所述第一反應(yīng)氣體通道的形式 與該第一反應(yīng)氣體通道相連通。
另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述第一反應(yīng)氣體 通道也可以以由溝槽狀的連通通道進(jìn)行連接的形式與所述特定通道相 連通。
另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，也可以是在所述 特定部分中形成有由將多個(gè)突起設(shè)立于其底面的凹部構(gòu)成的反應(yīng)氣體 混合部，所述第一反應(yīng)氣體通道和所述特定通道在所述反應(yīng)氣體混合 部進(jìn)行合流，由此，第一反應(yīng)氣體通道與所述特定通道相連通。
另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述第一反應(yīng)氣體 通道和所述特定通道也可以在所述反應(yīng)氣體混合部朝著所述反應(yīng)氣體 排出用歧管孔進(jìn)行分流。另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述第一反應(yīng)氣體 通道的所述第二部分和所述第一部分之間、以及所述1條以上的第二 反應(yīng)氣體通道的對(duì)應(yīng)于所述第一反應(yīng)氣體通道的所述第二部分和所述 第一部分之間的部分也可以被形成為漩渦狀。
另外，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述第一反應(yīng)氣體 通道的所述第二部分和所述第一部分之間、以及所述1個(gè)以上的第二 反應(yīng)氣體通道的對(duì)應(yīng)于所述第一反應(yīng)氣體通道的所述第二部分和所述 第一部分之間的部分也可以被形成為盤蛇狀。
再有，在本發(fā)明所涉及的燃料電池用隔板上，所述反應(yīng)氣體供給 用歧管孔和所述反應(yīng)氣體排出用歧管孔也可以以隔著所述燃料電池用 隔板的中心部而互相相對(duì)的形式進(jìn)行配置。
另外，本發(fā)明所涉及的燃料電池具備 一對(duì)燃料電池用隔板，其 中包括所述燃料電池用隔板；電解質(zhì)層-電極組件，其具有電解質(zhì)層和 夾持該電解質(zhì)層的一對(duì)電極；所述電解質(zhì)層-電極組件被一對(duì)所述燃料 電池用隔板夾持。
根據(jù)該構(gòu)成，在第一反應(yīng)氣體通道的上游端部和第一部分之間雖 然會(huì)發(fā)生反應(yīng)氣體的短路，但是即使是在這樣情況下，短路的反應(yīng)氣 體也會(huì)通過貫穿流經(jīng)第二反應(yīng)氣體通道的至少1個(gè)反應(yīng)氣體通道而被 分流到該反應(yīng)氣體通道。為此，就能夠降低貫穿流經(jīng)第一以及第二反 應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體的供給量的不均勻性。
本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在參照附圖的 條件下并由以下優(yōu)選的實(shí)施方式的詳細(xì)說明變得明了。
根據(jù)本發(fā)明的燃料電池用隔板以及燃料電池，能夠降低貫穿流經(jīng) 反應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體的供給量的不均勻性，從而也就能夠改善反 應(yīng)氣體的利用效率。另外，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池用隔板以及燃料電 池，通過減少不沿著反應(yīng)氣體通道流動(dòng)而發(fā)生短路的反應(yīng)氣體，從而 能夠減少貫穿流經(jīng)反應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體中的對(duì)反應(yīng)不作貢獻(xiàn)而被 排出的反應(yīng)氣體，因而也就能夠改善反應(yīng)氣體的利用效率。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的燃料電池的概略構(gòu)成的截面圖。
圖2是表示由圖1所表示的燃料電池的陰極隔板的概略構(gòu)成的模 式圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式10所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式11所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式13所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式15所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式16所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式17所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式18所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式19所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式20所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
圖22是表示由專利文獻(xiàn)1所公開的燃料電池中的隔板的主面的概 略構(gòu)成的模式圖。
符號(hào)說明
I. 高分子電解質(zhì)膜 2a.陽極催化劑層 2b.陰極催化劑層 3a.陽極氣體擴(kuò)散層 3b.陰極氣體擴(kuò)散層 4a.陽極
5. MEA ( Membrance-Electrode-Assembly:電解質(zhì)層-電極組件)
6. 密封墊圈
9. 冷卻介質(zhì)通道
10. 陽極隔板
II. 陰極隔板
21. 氧化劑氣體供給用歧管孔(反應(yīng)氣體供給用歧管孔)
22. 氧化劑氣體排出用歧管孔(反應(yīng)氣體排出用歧管孔)
23. 燃料氣體供給用歧管孔(反應(yīng)氣體供給用歧管孔)
24. 燃料氣體排出用歧管孔(反應(yīng)氣體排出用歧管孔)
25. 冷卻介質(zhì)供給用歧管孔26.冷卻介質(zhì)排出用歧管孔 31a.第一上游直線部 31b.第一上游轉(zhuǎn)彎部 31c.第二上游直線部 31d.第二上游轉(zhuǎn)彎部 31e.第三上游直線部 31f.第三上游轉(zhuǎn)彎部 31g.第一下游轉(zhuǎn)彎部 31h.第一下游直線部 31i.第二下游轉(zhuǎn)彎部 31j.第二下游直線部 31k.第三下游轉(zhuǎn)彎部 31m.第三下游轉(zhuǎn)彎部 31n.第四下游轉(zhuǎn)彎部 31p.第四下游直線部 33a.第一上游直線部 33b.第一上游轉(zhuǎn)彎部 33c.第二上游直線部 33d.第二上游轉(zhuǎn)彎部 33e.第三上游直線部 33f.第三上游轉(zhuǎn)彎部 33g.第一下游轉(zhuǎn)彎部 33h.第一下游直線部 33i.第二下游轉(zhuǎn)彎部 33j.第二下游直線部 33k.第三下游轉(zhuǎn)彎部 33m.第三下游轉(zhuǎn)彎部 33n.第四下游轉(zhuǎn)彎部 33p.第四下游直線部 41.第一部分 51.第二部分52. 第三部分
53. 第四部分
61. 連通用通道
62. 凹部部
63. 突起
64. 第一反應(yīng)氣體混合部
65. 第二反應(yīng)氣體混合部
100. 燃料電池
101. 中心軸
131. 氧化劑氣體通道(第一反應(yīng)氣體通道、溝槽) 131a.上游部
131b.中游部 131c.下游部
132. 第二氧化劑氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道、溝槽)
133. 第二氧化劑氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道、溝槽)、第三氧 化劑氣體通道(第三反應(yīng)氣體通道)
134.第二氧化劑氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道)
135.第二氧化劑氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道)
141.第一燃料氣體通道(第一反應(yīng)氣體通道)
142.第二燃料氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道)
143.第二燃料氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道)
200.隔板
201.流體通道
202.流體通道
203.流體通道
211.入口
212.出口
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，在所有的附 圖上，對(duì)相同或者相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的符號(hào)，從而省略重復(fù)說明。另外，在圖2至圖21中，將隔板的上下方向作為圖中的上下方向進(jìn)行 表示，另外，為了明確第一反應(yīng)氣體通道而標(biāo)注影陰線。
(實(shí)施方式1) [燃料電池的構(gòu)成]
圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的燃料電池的概 略構(gòu)成的截面圖。另外，在圖1中省略了燃料電池構(gòu)成的一部分。
如圖1所示，本實(shí)施方式1所涉及的燃料電池lOO為單電池(cell)， 具備MEA (Membrance-Electrode-Assembly:電解質(zhì)層-電極組件)5、 密封墊圈6、陽極隔板10以及陰極隔板11。
MEA5具有選擇性地輸送氫離子的高分子電解質(zhì)膜[電解質(zhì)層例 如美國杜邦公司制的Nafion (商品名)]1、陽極4a以及陰極4b。
高分子電解質(zhì)膜1具有大致四邊形(這里是矩形)的形狀。在高 分子電解質(zhì)膜1的兩面上，以比其周邊部靠近內(nèi)側(cè)的形式，分別配置 有陽極4a以及陰極4b (將這些稱之為氣體擴(kuò)散電極)。另外，在高分 子電解質(zhì)膜1的周邊部，以在其厚度方向上進(jìn)行貫通的形式設(shè)置有后 述的反應(yīng)氣體供給用歧管孔等的各個(gè)歧管孔(沒有圖示)。
陽極4a具有被設(shè)置于高分子電解質(zhì)膜1的一方的主面上，由擔(dān) 載電極催化劑(例如鉑等貴金屬)的導(dǎo)電性碳粒子和具有氫離子傳導(dǎo) 性的高分子電解質(zhì)的混合物構(gòu)成的陽極催化劑層2a;被設(shè)置于陽極催 化劑層2a的主面上，兼具通氣性和導(dǎo)電性的陽極氣體擴(kuò)散層3a。同樣， 陰極4b具有被設(shè)置于高分子電解質(zhì)膜l的另一方的主面上，由擔(dān)載 電極催化劑(例如鉑等貴金屬)的導(dǎo)電性碳粒子和具有氫離子傳導(dǎo)性 的高分子電解質(zhì)的混合物構(gòu)成的陰極催化劑層2b;被設(shè)置于陰極催化 劑層2b的主面上，兼具通氣性和導(dǎo)電性的陰極氣體擴(kuò)散層3b。
另外，陽極催化劑層2a以及陰極催化劑層2b可通過使用包含導(dǎo) 電性碳粒子(該導(dǎo)電性碳粒子上擔(dān)載有由貴金屬構(gòu)成的電極催化劑)、 高分子電解質(zhì)以及分散介質(zhì)的催化劑層形成用油墨，并由該領(lǐng)域中公 知的方法來形成。另外，作為構(gòu)成陽極氣體擴(kuò)散層3a以及陰極氣體擴(kuò) 散層3b的材料并沒有特別的限定，可以使用在該領(lǐng)域中公知的材料， 例如可以使用碳布或者碳紙等的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材。另外，也可以在該導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材上以現(xiàn)有公知的方法施以撥水處理。
另外，在MEA5的陽極4a以及陰極4b的周圍，以夾持高分子電 解質(zhì)膜1并以一對(duì)環(huán)狀的方式配設(shè)有基本上為矩形的氟橡膠制的密封 墊圈6。由此，就能夠防止燃料氣體、空氣或者氧化劑氣體泄漏至電池 外，另外，也能夠防止在燃料電池100內(nèi)這些氣體發(fā)生互相混合的情 況。另外，在密封墊圈6的周邊部，以在其厚度方向進(jìn)行貫通的形式 設(shè)置有后述的反應(yīng)氣體供給用歧管孔等的各個(gè)歧管孔。
另外，以夾持MEA5和密封墊圈6的形式配設(shè)具有導(dǎo)電性的板狀 陽極隔板(燃料電池用隔板)IO和陰極隔板(燃料電池用隔板)11。 由此，MEA5被機(jī)械性地固定，并在其厚度方向上層疊多個(gè)燃料電池 100的時(shí)候MEA5被電連接。另外，這些隔板IO、 ll可以使用在熱傳 導(dǎo)性以及導(dǎo)電性方面表現(xiàn)卓越的金屬、石墨或者石墨與樹脂的混合物， 例如可以使用通過將碳粉末和膠粘劑(溶劑)的混合物進(jìn)行注射成型 而制作的隔板，或者在鈦制或不銹鋼制的板表面上施以鍍金的隔板。
在陽極隔板10的與陽極4a相接觸的一方的主面上，配設(shè)有用于 流通燃料氣體的溝槽狀的第一燃料氣體通道(第一反應(yīng)氣體通道)141 和并行于第一燃料氣體通道141的溝槽狀的第二燃料氣體通道(第二 反應(yīng)氣體通道)142、 143，另外，在另一方的主面上配設(shè)有用于流通 冷卻介質(zhì)的溝槽狀的冷卻介質(zhì)通道9。同樣，在與陰極隔板ll的陰極 4b相接觸的一方的主面上，配設(shè)有用于流通氧化劑氣體的溝槽狀的第 一氧化劑氣體通道(第一反應(yīng)氣體通道)131和并行于第一氧化劑氣體 通道131的第二氧化劑氣體通道(第二反應(yīng)氣體通道)132、 133，另 外，在另一方的主面上配設(shè)有用于流通冷卻介質(zhì)的溝槽狀的冷卻介質(zhì) 通道9。
由此，將燃料氣體以及氧化劑氣體分別提供給陽極4a以及陰極4b， 并使這些氣體發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生電和熱。另外，通過使冷卻水等的 冷卻介質(zhì)貫穿流通于冷卻介質(zhì)通道9中，將所產(chǎn)生的熱予以回收。
另夕卜，可以將上述構(gòu)成的燃料電池IOO作為單電池(cell)來使用， 也可以將多個(gè)燃料電池100層疊并作為電池堆來使用。另外，在層疊 燃料電池100的情況下，也可以是對(duì)每2 3個(gè)單電池設(shè)置一個(gè)冷卻介 質(zhì)通道9的構(gòu)成。進(jìn)一步，在單電池之間不設(shè)置冷卻介質(zhì)通道9的情況下，對(duì)于被夾持于2個(gè)MEA5之間的隔板，也可以使用在一方的主 面設(shè)置第一燃料氣體通道141以及第二燃料氣體通道142、 143且在另 一方的主面設(shè)置第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道 132、 133的兼作陽極隔板IO和陰極隔板11的隔板。
接著，參照?qǐng)D1以及圖2就有關(guān)陰極隔板11作如下的詳細(xì)說明。 另外，關(guān)于陽極隔板IO，因?yàn)槠浠緲?gòu)成與陰極隔板ll相同，所以在 此省略對(duì)其作詳細(xì)說明。
圖2是表示由圖1所表示的燃料電池100的陰極隔板(本發(fā)明的 實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板)11的概略構(gòu)成的模式圖。
如圖2所示，本實(shí)施方式1所涉及的陰極隔板11為板狀并且被構(gòu) 成為大致矩形。在陰極隔板ll的主面的周邊部，形成有在厚度方向上 進(jìn)行貫通的多個(gè)貫通孔，這些貫通孔構(gòu)成了用于提供氧化劑氣體的 氧化劑氣體供給用歧管孔(反應(yīng)氣體供給用歧管孔)21、用于排出氧 化劑氣體的氧化劑氣體排出用歧管孔(反應(yīng)氣體排出用歧管孔)22、 用于提供燃料氣體的燃料氣體供給用歧管孔(反應(yīng)氣體供給用歧管孔) 23、用于排出燃料氣體的燃料氣體排出用歧管孔(反應(yīng)氣體排出用歧 管孔)24、用于提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)供給用歧管孔25、以及用于 排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)排出用歧管孔26。
氧化劑氣體供給用歧管孔21配置在陰極隔板11的一方的側(cè)部(圖 面左側(cè)的側(cè)部以下稱之為"第一側(cè)部")的上部，氧化劑氣體排出用 歧管孔22配置在燃料電池用隔板的另一方的側(cè)部(圖面右側(cè)的側(cè)部 以下稱之為"第二側(cè)部")的下部。另外，燃料氣體供給用歧管孔23 配置在第二側(cè)部的上部，燃料氣體排出用歧管孔24配置在第一側(cè)部的 下部。進(jìn)一步，冷卻介質(zhì)供給用歧管孔25配置在氧化劑氣體供給用歧 管孔21的上部的第二側(cè)部一側(cè)，冷卻介質(zhì)排出用歧管孔26配置在氧 化劑氣體排出用歧管孔22的下部的第一側(cè)部一側(cè)。
另外，氧化劑氣體供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔22 以夾持陰極隔板ll的中央部而互相相對(duì)的形式配置，并且，燃料氣體 供給用歧管孔23和燃料氣體排出用歧管孔24以夾持陰極隔板11的中央部而互相相對(duì)的形式配置。在此，所謂"陰極隔板ll的中央部"是 指，相對(duì)于陰極隔板11的外周而言的中央部分。
然后，在陰極隔板ll的一方的主面上，以連通氧化劑氣體供給用
歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔22的形式以及以將氧化劑氣體 提供給陰極4b的主面的全領(lǐng)域的形式，配設(shè)有溝槽狀的第一氧化劑氣 體通道131和多個(gè)(這里是2個(gè))溝槽狀的第二氧化劑氣體通道132、 133。第一氧化劑氣體通道131和第二氧化劑氣體通道132、 133以互 相并行的形式形成。在此，所謂"并行"是指多條氧化劑氣體通道被 并排設(shè)置。另外，第二氧化劑氣體通道132、 133的構(gòu)成與第一氧化劑 氣體通道131的構(gòu)成相同，所以在以下的說明中，就有關(guān)第一氧化劑 氣體通道131加以說明。
第一氧化劑氣體通道131由上游部131a、下游部131c以及中游部 131b構(gòu)成，其中，上游部131a是其上游端與氧化劑氣體供給用歧管孔 21相連通的大致L字狀的部分(圖2中所示的一點(diǎn)劃線內(nèi)的通道)；下 游部131c是其下游端與氧化劑氣體排出用歧管孔22相連通的部分(圖 2中所示的二點(diǎn)劃線內(nèi)的通道)；中游部131b是漩渦狀的部分(圖2 中所示的虛線內(nèi)的通道)，其上游端連接于上游部131a的下游端，且 其下游端連接于下游部131c的上游端。第一氧化劑氣體通道131以圍 繞上游部131a、下游部131c以及中游部131b的方式形成。
在此，在第一氧化劑氣體通道131當(dāng)中，將第一氧化劑氣體通道 131的上游端即氧化劑氣體供給用歧管孔21的連接端作為一端，并將 滿足式L1《L2的部分作為另一端時(shí)，將該兩端之間的部分稱作上游 部131a。另外，在上述式中，Ll表示第一氧化劑氣體通道131的上游 部131a的通道的長度，L2則表示第一氧化劑氣體通道131的整個(gè)通道 的長度。另外，上游部131a的另一端更優(yōu)選是滿足式Ll《[(1/3) XL2]的部分。
另外，在第一氧化劑氣體通道131當(dāng)中，下游部131c是以下兩端 之間的部分， 一端是第一氧化劑氣體通道131的下游端即氧化劑氣體 排出用歧管孔22的連接端，而另一端是滿足式L3《L2的部分。另 外，在上述式中，L3表示第一氧化劑氣體通道131的下游部131c的通 道的長度。另夕卜，下游部131c的另一端更優(yōu)選是滿足式L3《[(1/3)XL2]的部分。
上游部131a由下列各部構(gòu)成以從陰極隔板11的第一側(cè)部朝著 第二側(cè)部進(jìn)行延伸的形式(以在水平方向上進(jìn)行延伸的形式)形成的 第一上游直線部31a、其上游端與第一上游直線部31a的下游端相連接 并從水平方向?qū)⑼ǖ老蜿帢O隔板11的上下方向進(jìn)行彎曲的第一上游轉(zhuǎn) 彎部31b、連接于該第一上游轉(zhuǎn)彎部31b的下游端并且以從陰極隔板 11的上部向下部進(jìn)行延伸的形式(以在垂直方向上進(jìn)行延伸的形式) 形成的第二上游直線端31c、其上游端與第二上游直線部31c的下游端 相連接并從垂直方向?qū)⑼ǖ老蛩椒较蜻M(jìn)行彎曲的第二上游轉(zhuǎn)彎部 31d。
中游部131b被形成為漩渦狀，具體而言以從陰極隔板11的周 邊部向中央部匯聚的形式順時(shí)針地形成通道，并在陰極隔板ll的中央 部折回，再以朝著陰極隔板ll的周邊部進(jìn)行發(fā)散的形式反時(shí)針地形成
有通道。更加詳細(xì)地說中游部131b從上游部131a的第二上游轉(zhuǎn)彎 部31d的下游端開始，從第二側(cè)部向第一側(cè)部(以下稱之為"第一側(cè) 部方向")在水平方向上延伸一定距離，從該處開始，從陰極隔板11 的下部向上部(以下稱之為"上方向")在垂直方向上延伸一定距離， 從該處開始，從第一側(cè)部向第二側(cè)部(以下稱之為"第二側(cè)部方向") 在水平方向上延伸一定距離，從該處開始，從陰極隔板ll的上部向下 部(以下稱之為"下方向")在垂直方向上延伸一定距離，從該處開始， 在第一側(cè)部方向上水平延伸一定距離，直到陰極隔板ll的中央部。然 后，在陰極隔板ll的中央部折回，從該處開始，在第二側(cè)部方向上水 平延伸一定距離，從該處開始，在陰極隔板ll的上方向上垂直延伸一 定距離，從該處開始，在第一側(cè)部方向上水平延伸一定距離，從該處 開始，在下方向上垂直延伸一定距離，從該處開始，在第二側(cè)部方向 上水平延伸一定距離，從該處開始，在上方向上垂直延伸一定距離， 從該處開始，在第一側(cè)部方向上水平延伸一定距離，直到下游部131c 的上游端。
下游部131c由下列各部構(gòu)成其上游端連接于中游部131b的下 游端并將通道從水平方向彎曲為垂直方向的第一下游轉(zhuǎn)彎部31g、連接 于該第一下游轉(zhuǎn)彎部31g的下游端并以向下方向垂直延伸的形式形成的第一下游直線部31h、連接于該第一下游直線部31h的下游端并將通 道從垂直方向彎曲為水平方向的第二下游轉(zhuǎn)彎部31i、連接于該第二下 游轉(zhuǎn)彎部31i的下游端并以在第二側(cè)部方向上水平延伸的形式形成且 其下游端與氧化劑氣體排出用歧管孔22相連通的第二下游直線部31j。
如以上所述，第一氧化劑氣體通道131由直線部和轉(zhuǎn)彎部形成， 直線部在垂直方向或者水平方向上進(jìn)行延伸，轉(zhuǎn)彎部從垂直方向彎曲 為水平方向或者從水平方向彎曲為垂直方向，第一氧化劑氣體通道131 作為全體為彎曲形式。第二氧化劑氣體通道132、 133以并排于第一氧 化劑氣體通道131的形式設(shè)置。另外，第二氧化劑氣體通道132、 133 不介于第一氧化劑氣體通道131中的后述的第一部分41和第一氧化劑 氣體通道131的上游端之間，另外，第二氧化劑氣體通道132、 133介 于第一氧化劑氣體通道131中的后述的第二部分51和第一氧化劑氣體 通道131的下游端之間。
另外，第一氧化劑氣體通道131的下游部131c具有第一部分41 而上游部131a則具有第二部分51。第一部分41是，在第一氧化劑氣 體通道131中的第二部分51和下游端之間的部分當(dāng)中，最接近于第一 氧化劑氣體通道131的上游端的部分。換言之，第一部分41是在第一 氧化劑氣體通道131的下游部131c當(dāng)中與上游部131a之間的壓力梯 度最大的部分(從上游部131a發(fā)生短路的反應(yīng)氣體的量為最多的部 分)。具體而言，在本實(shí)施方式中，在下游部131c的第一下游轉(zhuǎn)彎部 31g當(dāng)中與第一氧化劑氣體通道131的上游端最接近的部分構(gòu)成第一 部分41。另外，第一氧化劑氣體通道131的第一部分41和下游端之間 的部分構(gòu)成特定部分。
然后，在第一氧化劑氣體通道131的第一部分41配設(shè)有用于與第 一氧化劑氣體通道131和第二氧化劑氣體通道132、 133相連通的溝槽 狀的連通用通道61。連通用通道61以連通第一氧化劑氣體通道131 的第一部分41、第二氧化劑氣體通道132的下游部(正確地來說是其 第一下游轉(zhuǎn)彎部)以及第二氧化劑氣體通道133的下游部(正確地來 說是其下游部)的形式形成。由此，即使是在第一氧化劑氣體通道131 的第一部分41上發(fā)生短路的情況下，因?yàn)榘l(fā)生短路的氧化劑氣體會(huì)流 通于連通用通道61中，因此，流通于第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132、 133的上游部的氧化劑氣體的一部分會(huì)被分流 到第二氧化劑氣體通道132、 133。另外，在本實(shí)施方式中，第二氧化 劑氣體通道132、 133分別構(gòu)成了特定通道。
另外，第二部分51是，在第一氧化劑氣體通道131中的上游端和 第一部分41之間的部分當(dāng)中，最接近于第一氧化劑氣體通道131的下 游端的部分。換言之，第二部分51是，在第一氧化劑氣體通道131中 的上游端和第一部分41之間的部分當(dāng)中，在第一氧化劑氣體通道131 中從上游端朝下游端的方向上離該上游端最遠(yuǎn)的部分。
接著，參照?qǐng)D1以及圖2就有關(guān)本實(shí)施方式1所涉及的燃料電池 100的作用效果作如下說明。
如以上所述，由于貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的上游部131a 的氧化劑氣體與貫穿流經(jīng)該第一氧化劑氣體通道Bl的下游部131c的 氧化劑氣體的壓力差，貫穿流經(jīng)上游部131a的氧化劑氣體的一部分經(jīng) 由陰極氣體擴(kuò)散層3b流入到第一氧化劑氣體通道131的第一部分41 。 在貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的上游部131a的氧化劑氣體與貫 穿流經(jīng)該第一氧化劑氣體通道131的下游部131c的氧化劑氣體的壓力 梯度為較大的情況下，就容易引起氧化劑氣體的短路。
另外，在貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的上游部131a的氧化 劑氣體發(fā)生短路并流入到第一氧化劑氣體通道131的第一部分41的情 況下，在貫穿流經(jīng)第二氧化劑氣體通道132、 133的上游部的氧化劑氣 體與貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的上游部131a的氧化劑氣體之 間就會(huì)產(chǎn)生壓力差。由于該壓力差，貫穿流經(jīng)第二氧化劑氣體通道132、 133的上游部的氧化劑氣體的一部分就會(huì)流入到第一氧化劑氣體通道 131的上游部131a。于是，從第二氧化劑氣體通道132、 133流入到第 一氧化劑氣體通道131的氧化劑氣體的一部分流入到第一部分41，作 為全體，貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道 132、 133的氧化劑氣體的一部分流入到第一部分41。如此，就會(huì)產(chǎn)生 貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132、 133 的氧化劑氣體的供給量的不均勻性，由于該不均勻性而降低了反應(yīng)氣然而，在本實(shí)施方式1所涉及的燃料電池100中，因?yàn)樵诘谝徊?分41配設(shè)有連通用通道61，所以發(fā)生短路的氧化劑氣體貫穿流經(jīng)連通 用通道61。由此，發(fā)生短路的氧化劑氣體就會(huì)基本均勻地被分流到第 一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132、 133。為此，就 能夠降低貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道 132、 133的氧化劑氣體的供給量的不均勻性。
另外，發(fā)生短路的氧化劑氣體被分流到第二氧化劑氣體通道132、 133的下游部，所以貫穿流經(jīng)該第二氧化劑氣體通道132、 133的下游 部的氧化劑氣體的供給量與沒有配設(shè)連通用通道61的情況相比較會(huì)有 所增加。為此，不僅是與陰極4b上的第一氧化劑氣體通道131的下游 部131c相對(duì)的部分，就連與第二氧化劑氣體通道132、 133的下游部 相對(duì)的部分也能作為反應(yīng)氣體進(jìn)行反應(yīng)的場所，所以能夠改善氧化劑 氣體的利用效率。
如以上所述，在本實(shí)施方式1所涉及的燃料電池100中，能夠降 低貫穿流經(jīng)反應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體的供給量的不均勻性，并能夠改 善反應(yīng)氣體的利用效率。
(實(shí)施方式2)
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的燃料電池用隔板(陰 極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極 隔板)ll相同，不同點(diǎn)在于在第一氧化劑氣體通道131的特定部分 當(dāng)中，從第一部分41到下游部131c中的第一下游直線部31h的下游 端之間，多條連通用通道61以規(guī)定的間隔互相連通第一氧化劑氣體通 道131、第二氧化劑氣體通道132、第二氧化劑氣體通道133的形式配 射。
在具備如以上所述方式構(gòu)成的本實(shí)施方式2所涉及的燃料電池用 隔板11的燃料電池100中，能夠進(jìn)一步降低貫穿流經(jīng)反應(yīng)氣體通道的 反應(yīng)氣體的供給量的不均勻性，并且能夠進(jìn)一步改善反應(yīng)氣體的利用效率。
(實(shí)施方式3)
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
如圖4所示，本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的燃料電池用隔板(陰 極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極 隔板)ll相同，不同點(diǎn)在于在第一氧化劑氣體通道131的特定部分 即從第一部分41到第一氧化劑氣體通道131的下游端之間，多條連通 用通道61以規(guī)定的間隔互相連通第一氧化劑氣體通道131、第二氧化 劑氣體通道132、第二氧化劑氣體通道133的形式設(shè)置。
在具備如以上所述方式構(gòu)成的本實(shí)施方式3所涉及的燃料電池用 隔板11的燃料電池100中，能夠進(jìn)一步降低貫穿流經(jīng)反應(yīng)氣體通道的 反應(yīng)氣體的供給量的不均勻性，并且能夠進(jìn)一步改善反應(yīng)氣體的利用 效率。
(實(shí)施方式4)
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
如圖5所示，本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料電池用隔板(陰 極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極 隔板)ll相同，不同點(diǎn)在于在第一氧化劑氣體通道131的特定部分 形成有凹部部62和從該凹部部62的底面設(shè)立的多個(gè)突起63。
具體而言對(duì)于凹部部62來說，從陰極隔板11的厚度方向進(jìn)行 時(shí)其被形成為大致梯形狀，并且其上游端連接于第一氧化劑氣體通道 131的第一部分41，另外，其下游端連接于第一氧化劑氣體通道131 的下游部131c中的第一下游直線部31h。而且，凹部部62的上游端以 及下游端分別是以與第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通 道132、 133相連通的形式形成的。
另外，凹部部62被形成為與第一氧化劑氣體通道131以及第二氧 化劑氣體通道132、 133具有相同的深度，在其底面上設(shè)置有從該底面在厚度方向上突出的多個(gè)島狀(在此為大致圓柱狀，更加正確地說是
大致正圓柱形)的突起63。以相同的間隔形成有多個(gè)(在此為ll個(gè)) 突起63。另外，雖然在此突起63被形成為大致圓柱形，但是并不限定 于此，也可以是大致圓柱形、大致三角柱形以及大致四角柱形。另外， 在此，垂直于突起63的設(shè)立方向的圓切片截面雖然做成了大致正圓柱 形，但是并不限定于此，也可以是橢圓柱形。
由此，從第一氧化劑氣體通道131的上游部131a到凹部部62 (第 一部分41)發(fā)生短路的氧化劑氣體(以下稱之為短路氣體)、和貫穿流 經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132、 133中的凹 部部62的上游側(cè)(中游部)的氧化劑氣體(貫穿流經(jīng)氣體)在凹部部 62合流。由于在凹部部62被配置成條紋狀的多個(gè)突起63而使在凹部 部62進(jìn)行合流的短路氣體和貫穿流經(jīng)氣體發(fā)生流動(dòng)紊亂，從而促進(jìn)了 這些氣體的混合并可以降低氧化劑氣體供給量的不均勻性。于是，被 混合的氧化劑氣體從凹部部62的下游端被分流到第一氧化劑氣體通道 131以及第二氧化劑氣體通道132、 133。
為此，就能夠降低貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧 化劑氣體通道132、 133的下游部的氧化劑氣體的供給量的不均勻性， 并且能夠改善氧化劑氣體的利用效率。
(實(shí)施方式5)
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
如圖6所示，本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的燃料電池用隔板(陰 極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極 隔板)ll相同，但是不同點(diǎn)在于，在第一氧化劑氣體通道131以及第 二氧化劑氣體通道132、 133的中游部被形成為盤蛇狀。以下就有關(guān)第 一氧化劑氣體通道131的中游部131b的構(gòu)成加以說明。
第一氧化劑氣體通道131的中游部131b從其上游部131a的下游 端按第一側(cè)部方向并在水平方向上延伸一定的距離，從該處開始，使 通道向上方向延伸并且轉(zhuǎn)彎180度，從該處開始，按第二側(cè)部方向并 在水平方向上延伸一定的距離，從該處開始，按上方向并在垂直方向上延伸一定的距離。然后，將該延伸線路圖形重復(fù)2次，再從該處開 始，按第一側(cè)部方向并在水平方向上延伸一定的距離，到達(dá)下游部131c 的上游端。
在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式5所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池 IOO相同的作用效果。
(實(shí)施方式6)
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。另外，在圖7中只表示了氧化劑氣體供給用歧管孔21 和氧化劑氣體排出用歧管孔22，省略了其它的歧管孔的圖示。
如圖7所示，本實(shí)施方式6所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) 11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板)11 相同，但是在氧化劑氣體供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔 22的設(shè)置位置和第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道 132、 133的下游部的構(gòu)成上有所不同。
具體而言，氧化劑氣體排出用歧管孔22設(shè)置在第二側(cè)部的上部。 另外，第一氧化劑氣體通道131的下游部131c被形成為U字狀。更具 體而言，下游部131c從其上游端到第二下游直線部31j與實(shí)施方式1 所涉及的陰極隔板11的第一氧化劑氣體通道131相同，在第二下游直 線部31j的下游端連接有將通道從水平方向彎曲為垂直方向的第三下 游轉(zhuǎn)彎部31k的上游端，在其下游端連接有按上方向在垂直方向上進(jìn) 行延伸的第三下游直線部31m的上游端，其下游端連通于氧化劑氣體 排出用歧管孔22。
另外，第二氧化劑氣體通道132、 133的構(gòu)成與第一氧化劑氣體通 道131相同，所以在此省略對(duì)其作詳細(xì)的說明。另外，第一氧化劑氣 體通道131的下游部131c的構(gòu)成如上所述，所以在第一氧化劑氣體通 道131的上游端與第一部分41之間的部分當(dāng)中，最接近于第一氧化劑 氣體通道131的下游端的部分即第二部分51成為上游部131a中的第 一上游轉(zhuǎn)彎部31b。
在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式6所涉及的燃料電池用隔板11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池
ioo相同的作用效果。
(實(shí)施方式7)
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。另外，在圖8中只表示氧化劑氣體供給用歧管孔21和 氧化劑氣體排出用歧管孔22，省略其它的歧管孔的圖示。
如圖8所示，本實(shí)施方式7所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) 11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板)11 相同，但是在氧化劑氣體供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔 22的配置位置和第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道 132、 133的上游部的構(gòu)成上有所不同。
具體而言，氧化劑氣體排出用歧管孔22設(shè)置在第一側(cè)部的下部。 另外，第一氧化劑氣體通道131的上游部131a被形成為U字狀。更具 體而言，上游部131a從其上游端到第二上游轉(zhuǎn)彎部31d與實(shí)施方式1 所涉及的陰極隔板11的第一氧化劑氣體通道131相同，在第二上游轉(zhuǎn) 彎部31d的下游端連接有按第一側(cè)部方向在水平方向上進(jìn)行延伸的第 三上游直線部31e的上游端，在其下游端連接有將通道從水平方向彎 曲為垂直方向的第三上游轉(zhuǎn)彎部31f的上游端，其下游端與中游部131b
相連接。
另外，第二氧化劑氣體通道132、 133的構(gòu)成與第一氧化劑氣體通 道131相同，所以在此省略對(duì)其作詳細(xì)的說明。另外，第一氧化劑氣 體通道131的上游部131a的構(gòu)成如上所述，所以在第一氧化劑氣體通 道131的上游端與第一部分41之間的部分當(dāng)中，最接近于第一氧化劑 氣體通道131的下游端的部分即第二部分51成為上游部131a中的第 三上游轉(zhuǎn)彎部31f。
在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式7所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池 100相同的作用效果。
(實(shí)施方式8)圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。
如圖9所示，本實(shí)施方式8所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) 11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板)11 相同，但是在第二氧化劑氣體通道132的下游端連接于連通用通道61 的這一點(diǎn)上有所不同。
在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式8所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池 100相同的作用效果。
另外，在本實(shí)施方式中，雖然制成了將第二氧化劑氣體通道132 的下游端連接于連通用通道61的構(gòu)成，但是并不限定于此，也可以是 將第二氧化劑氣體通道133的下游端連接于連通用通道61的構(gòu)成。
(實(shí)施方式9)
圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的燃料電池用隔板的概略 構(gòu)成的模式圖。另外，在圖10中只表示氧化劑氣體供給用歧管孔21 和氧化劑氣體排出用歧管孔22，省略其它的歧管孔的圖示。
如圖IO所示，本實(shí)施方式9所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) 11被形成為圓板狀，另外，在其主面上形成有并行的第一氧化劑氣體 通道131和4條第二氧化劑氣體通道。氧化劑氣體供給用歧管孔21和 氧化劑氣體排出用歧管孔22以夾持陰極隔板11的中心部(中心軸101) 而彼此相對(duì)的形式設(shè)置。
第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132 135作為 全體被形成為漩渦狀，具體而言以從其上游端向陰極隔板11的中心 部匯聚的形式并以順時(shí)針地畫出弧線的形式形成通道，并在陰極隔板 11的中央部折回，從而以朝著陰極隔板11的周邊部進(jìn)行發(fā)散的形式以 及以反時(shí)針地畫出弧線的形式形成通道。
另外，第一氧化劑氣體通道131具有第一部分41和第二部分51。 如以上所述，第一部分41是，在第一氧化劑氣體通道131中的第二部 分51和下游端之間的部分當(dāng)中，最接近于第一氧化劑氣體通道131的 上游端的部分，在此，在第一氧化劑氣體通道131中的與連接第一氧化劑氣體通道131的上游端和中心軸101的線相交的部分當(dāng)中，最接 近于隔板ll的外周的部分構(gòu)成了第一部分41。另外，第二部分51是， 在第一氧化劑氣體通道131中的上游端和第一部分41之間的部分當(dāng) 中，最接近于第一氧化劑氣體通道131的下游端的部分，在此，在第 一氧化劑氣體通道131中的與連接第一氧化劑氣體通道131的下游端 和中心軸101的線相交的部分當(dāng)中，最接近于隔板11的外周的部分構(gòu) 成了第二部分51。
然后，在第一氧化劑氣體通道131的第一部分41和下游端之間的 部分(特定部分)，多條溝槽狀的連通用通道61以按照規(guī)定的間隔分 別連通第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132 135的 形式設(shè)置。
在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式9所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池 100相同的作用效果。
另外，在本實(shí)施方式1 9中，雖然是在第一氧化劑氣體通道131 的特定部分配設(shè)連通用通道61而使短路的氧化劑氣體進(jìn)行分流的構(gòu) 成，但是并不限定于此，也可以是以實(shí)施方式4的所述方式設(shè)置凹部 部62和突起63來混合短路的氧化劑氣體并分流混合后的氧化劑氣體 的構(gòu)成。
另外，在本實(shí)施方式1 9中，雖然是將多條氧化劑氣體通道131 135的下游端連通于氧化劑氣體排出用歧管孔22的構(gòu)成，但是并不限 定于此，也可以制成將多條第二氧化劑氣體通道132 135當(dāng)中的至少 1條氧化劑氣體通道的下游端連接于連通用通道61的構(gòu)成。
(實(shí)施方式IO)
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式10所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式IO所涉及的燃料電池用隔板是具備下列部分的 板狀的燃料電池用隔板，這些部分為在厚度方向上貫通的反應(yīng)氣體 供給用歧管孔；在厚度方向上貫通的反應(yīng)氣體排出用歧管孔；由以并 行且彎曲的形式形成的溝槽群構(gòu)成的多條反應(yīng)氣體通道，其上游端在該燃料電池用隔板的至少一方的主面上連接于所述反應(yīng)氣體供給用歧 管孔，而其下游端連接于所述反應(yīng)氣體排出用歧管孔。所述多條反應(yīng) 氣體通道當(dāng)中位于最外側(cè)的一對(duì)反應(yīng)氣體通道的一方構(gòu)成第一反應(yīng)氣
體通道，其另一方則構(gòu)成第三反應(yīng)氣體通道；所述第一反應(yīng)氣體通道 具有第一部分和比該第一部分位于上游側(cè)的第二部分；在所述第一反 應(yīng)氣體通道中的所述第二部分和所述下游端之間的部分當(dāng)中，所述第 一部分最接近于所述上游端；在所述第一反應(yīng)氣體通道中的所述上游 端和所述第一部分之間的部分當(dāng)中，所述第二部分最接近于所述下游 端；所述第三反應(yīng)氣體通道不介于所述第一部分和所述上游端之間， 并且，所述第三反應(yīng)氣體通道介于所述第二部分和所述下游端之間； 在鄰接的所述溝槽之間的多根肋條當(dāng)中，僅由構(gòu)成所述第一反應(yīng)氣體 通道的溝槽形成的肋條或者僅由所述第三反應(yīng)氣體通道形成的肋條當(dāng) 中的至少任意一方的肋條(以下稱之為"特定肋條")的寬度，比該特 定肋條以外的任意肋條的寬度都寬。另外，所述特定肋條為僅由構(gòu)成 所述第一反應(yīng)氣體通道的溝槽所形成的第一肋條。
具體而言，如圖11所示，在陰極隔板11的一方的主面上連通氧 化劑氣體供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔22，并以將氧化 劑氣體提供給陰極4b的主面的全領(lǐng)域的形式形成溝槽131 133。在該 陰極隔板11的一方的主面上的這些溝槽與溝槽之間的部分形成與陰極 4b相接觸的肋條。另外，溝槽131 135分別構(gòu)成第一氧化劑氣體通道 131以及第二氧化劑氣體通道132、 133。第一氧化劑氣體通道131和 第二氧化劑氣體通道132、 133以互相并行的形式形成。在此，所謂"并
行"是指多條氧化劑氣體通道以互相并排的方式設(shè)置。另外，在最外 側(cè)的一對(duì)溝槽131、 133當(dāng)中， 一方的溝槽131構(gòu)成第一氧化劑氣體通 道131，其另一方的溝槽133則構(gòu)成第三氧化劑氣體通道(第三反應(yīng)氣 體通道)133。即，在第二氧化劑氣體通道132、 133當(dāng)中，位于最外 側(cè)的溝槽133構(gòu)成第三氧化劑氣體通道133。另夕卜，第二氧化劑氣體通 道132的構(gòu)成與第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133相同，所以在 以下的說明中，就有關(guān)第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133加以說 明。
第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133分別由以下部分構(gòu)成其上游端與氧化劑氣體供給用歧管孔21相連通的大致呈U字狀的上游部 131a、 133a(由圖11所表示的一點(diǎn)劃線內(nèi)的通道)；其下游端與氧化劑 氣體排出用歧管孔22相連通的大致呈U字狀的下游部131c、 133c (由 圖11所表示的二點(diǎn)劃線內(nèi)的通道)；漩渦狀的中游部131b、 133b，其 上游端連接于上游部131a、 133a的下游端，而其下游端連接于下游部 131c、 133c的上游端。并且，以由上游部131a、 133a和下游部131c、 133c圍繞中游部131b、 133b的形式構(gòu)成。
上游部131a、 133a分別由第一上游直線部31a、 33a、第一上游轉(zhuǎn) 彎部31b、 33b、第二上游直線部31c、 33c、第二上游轉(zhuǎn)彎部31d、 33d、 第三上游直線部31e、 33e、第三上游轉(zhuǎn)彎部31f、 33f構(gòu)成。
第一上游直線部31a、 33a分別以其上游端連通于氧化劑氣體供給 用歧管孔21的形式形成，并且以從陰極隔板11的第一側(cè)部向第二側(cè) 部進(jìn)行延伸的形式(以在水平方向上進(jìn)行延伸的形式)形成。第一上 游轉(zhuǎn)彎部31b、 33b分別以其上游端連接于第一上游直線部31a、 33a 的下游端的方式形成，并且以將通道從水平方向彎曲為陰極隔板ll的 上下方向的形式形成。第二上游直線部31c、 33c分別以其上游端連接 于第一上游轉(zhuǎn)彎部31b、 33b的下游端的方式形成，并且以從陰極隔板 11的上部向下部進(jìn)行延伸的形式(以在垂直方向上進(jìn)行延伸的形式) 形成。第二上游轉(zhuǎn)彎部31d、 33d分別以其上游端連接于第二上游直線 部31c、 33c的下游端的方式形成，并且將通道從垂直方向彎曲為水平 方向的形式形成。第三上游直線部31e、 33e分別以其上游端連接于第 二上游轉(zhuǎn)彎部31d、 33d的下游端的方式形成，并且在水平方向上從第 二側(cè)部向第一側(cè)部進(jìn)行延伸的形式形成。另外，第三上游轉(zhuǎn)彎部31f、 33f分別以其上游端連接于第三上游直線部31e、 33e的下游端的方式 形成，并且將通道從水平方向彎曲為陰極隔板ll的上下方向的形式形 成。
中游部131b、 133b被形成為漩渦狀，具體而言以從陰極隔板ll 的周邊部向中央部匯聚的形式順時(shí)針地形成通道并在陰極隔板11的中 央部折回，再以朝著陰極隔板ll的周邊部進(jìn)行發(fā)散的形式逆時(shí)針地形
更具體而言中游部131b、 133b分別從上游部131a、 133a的第三上游轉(zhuǎn)彎部31f、 33f的下游端，從陰極隔板ll的下部向上部(以下 稱之為"上方向")垂直延伸一定距離，從該處開始，從第一側(cè)部向第 二側(cè)部(以下稱之為"第二側(cè)部方向")水平延伸一定距離，從該處開 始，從陰極隔板11的上部向下部(以下稱之為"下方向")垂直延伸 一定距離，從該處開始，在第一側(cè)部方向上水平延伸一定距離，直到 陰極隔板11的中央部。然后，在陰極隔板11的中央部折回，從該處 開始，在第二側(cè)部方向上水平延伸一定距離，從該處開始，在陰極隔 板11的上方向上垂直延伸一定距離，從該處開始，在第一側(cè)部方向上 水平延伸一定距離，從該處開始，在下方向上垂直延伸一定距離，從 該處開始，在第二側(cè)部方向上水平延伸一定距離，從該處開始，在上 方向上垂直延伸一定距離，直到下游部131c、 133c的上游端。
下游部131c、 133c分別由第一下游轉(zhuǎn)彎部31g、 33g、第一下游直 線部31h、 33h、第二下游轉(zhuǎn)彎部31i、 33i、第二下游直線部31j、 33j、 第三下游轉(zhuǎn)彎部31k、 33k、第三下游直線部31m、 33m構(gòu)成。
第一下游轉(zhuǎn)彎部31g、 33g分別以其上游端連接于中游部131b、 133b的下游端的方式形成，并以將通道從垂直方向彎曲為水平方向的 形式形成。第一下游直線部31h、 33h分別以其上游端連接于第一下游 轉(zhuǎn)彎部31g、 33g的下游端的方式形成，并且在第一側(cè)部方向上水平延 伸的形式形成。第二下游轉(zhuǎn)彎部31i、 33i分別以其上游端連接于第一 下游直線部31h、 33h的下游端的方式形成，并且以將通道從水平方向 彎曲為垂直方向的形式形成。第二下游直線部31j、 33j分別以其上游 端連接于第二下游轉(zhuǎn)彎部31i、 33i的方式形成，并且以在下方向上垂 直延伸的形式形成。第二下游轉(zhuǎn)彎部31k、 33k分別以其上游端連接于 第二下游直線部31j、 33j并將通道從垂直方向彎曲為水平方向的形式 形成。第三下游直線部31m、 33m分別以其上游端連接于第二下游轉(zhuǎn) 彎部31k、 33k的下游端，并且以在第二側(cè)部方向上水平延伸的形式形 成，其下游端以與氧化劑氣體排出用歧管孔22相連通的形式形成。
如以上所述，第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133由直線部和 轉(zhuǎn)彎部形成，直線部在垂直方向或者水平方向上進(jìn)行延伸，轉(zhuǎn)彎部從 垂直方向彎曲為水平方向或者從水平方向彎曲為垂直方向，第一以及 第三氧化劑氣體通道131、 133作為整體為彎曲形式。氧化劑氣體通道132以與第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133相并排的形式設(shè)置。 另外，在與陰極隔板ll的主面相平行的方向上，第二氧化劑氣體通道 132以及第三氧化劑氣體通道133不介于第一氧化劑氣體通道131中的 后述的第一部分41和第一氧化劑氣體通道131的上游端之間，另外， 在與陰極隔板11的主面相平行的方向上，第二氧化劑氣體通道132以 及第三氧化劑氣體通道133介于第一氧化劑氣體通道131中的后述的 第二部分51和第一氧化劑氣體通道131的下游端之間。
另外，第一氧化劑氣體通道131的下游部131c具有第一部分41， 上游部131a則具有第二部分51。第一部分41是，在第一氧化劑氣體 通道131中的第二部分51和下游端之間的部分當(dāng)中，最接近于第一氧 化劑氣體通道131的上游端的部分。換言之，第一部分41是在第一氧 化劑氣體通道131的下游部131c當(dāng)中與上游部131a之間的壓力梯度 為最大的部分(從第一氧化劑氣體通道131的上游部131a發(fā)生短路的 反應(yīng)氣體的量為最多的部分)。具體而言，在本實(shí)施方式中，下游部131c 的第一下游轉(zhuǎn)彎部31i當(dāng)中與第一氧化劑氣體通道131的上游端最接近 的部分構(gòu)成第一部分41。
另外，第二部分51是，在第一氧化劑氣體通道131中的上游端和 第一部分41之間的部分當(dāng)中，最接近于第一氧化劑氣體通道131的下 游端的部分。換言之，第二部分51是，在第一氧化劑氣體通道131中 的上游端和第一部分41之間的部分當(dāng)中，在從第一氧化劑氣體通道 131中的上游端向下游端的方向上離該上游端最遠(yuǎn)的部分，并且是在第 一氧化劑氣體通道131的上游部131a之中與下游部131c的壓力梯度 大的部分。具體而言，在本實(shí)施方式中，上游部131a的第二上游轉(zhuǎn)彎 部31d構(gòu)成第二部分51。
再有，第三氧化劑氣體通道133的下游部133c具有第三部分52， 上游部133a則具有第四部分53。第三部分52是對(duì)應(yīng)于第三氧化劑氣 體通道133中的第一氧化劑氣體通道131的第一部分41的部分，是在 第四部分53和下游端之間的部分當(dāng)中最接近于第三氧化劑氣體通道 133的上游端的第二下游轉(zhuǎn)彎部33i。另外，第四部分53是對(duì)應(yīng)于第三 氧化劑氣體通道133中的第一氧化劑氣體通道131的第二部分51的部 分，是在第三氧化劑氣體通道133中的上游端和第三部分52之間的部分當(dāng)中在最接近于第三氧化劑氣體通道133的下游端的第二上游轉(zhuǎn)彎 部33d的上下方向上進(jìn)行延伸的通道的下游端部分。
然后，在形成在鄰接的溝槽131 133之間的多根肋條當(dāng)中，僅僅 由構(gòu)成第一氧化劑氣體通道131的溝槽131形成的肋條構(gòu)成第一肋條 71，僅僅由構(gòu)成第三氧化劑氣體通道133的溝槽133形成的肋條構(gòu)成 第二肋條72。在實(shí)施方式1中，從第一肋條71上的第一氧化劑氣體通 道131的上游端到第一上游直線部31a的下游端之間的部分(即與第 一上游直線部31a相并行的部分)的寬度被形成為比第一肋條71之外 的肋條的寬度寬，該第一肋條71構(gòu)成特定肋條。另外，除了與第一肋 條71的第一上游直線部31a相并行的部分之外的部分被形成為，具有 與其它肋條實(shí)質(zhì)上相同的寬度。
由此，就能夠減小由于與貫穿流經(jīng)和第一氧化劑氣體通道131的 第一上游直線部31a最為接近的通道31z (第一下游轉(zhuǎn)彎部31g的在水 平方向上進(jìn)行延伸的部分、第一下游直線部31h、第二下游轉(zhuǎn)彎部31i 的在水平方向上進(jìn)行延伸的部分)的氧化劑氣體的壓力差而產(chǎn)生的該 通道之間的壓力梯度。換言之，就能夠增加氧化劑氣體貫穿流經(jīng)陰極 氣體擴(kuò)散層3b (正確地來說應(yīng)該是，陰極氣體擴(kuò)散層3b中的從燃料電 池100的厚度方向進(jìn)行觀察時(shí)和與第一肋條71的第一上游直線部31a 并行的部分相一致的部分)的時(shí)候的流體阻力。為此，就能夠降低從 第一氧化劑氣體通道131的第一上游直線部31a到通道31z發(fā)生短路 的氧化劑氣體的流量。
接著，參照?qǐng)D1以及圖11就有關(guān)本實(shí)施方式10所涉及的燃料電 池100的作用效果作如下說明。
如以上所述，因?yàn)樨灤┝鹘?jīng)第一氧化劑氣體通道131中的上游部 131a的第一上游直線部31a的氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)與第一氧化劑氣 體通道131的該第一上游直線部31a最為接近的通道31z的氧化劑氣 體的壓力差為較大，所以貫穿流經(jīng)上游部Bla的氧化劑氣體的一部分 經(jīng)由陰極氣體擴(kuò)散層3b而流入到通道31z (特別是第一氧化劑氣體通 道131的第一部分41)。另外，因?yàn)樨灤┝鹘?jīng)第一氧化劑氣體通道131的上游部131a的氧 化劑氣體會(huì)發(fā)生短路，所以在貫穿流經(jīng)第二氧化劑氣體通道132以及 第三氧化劑氣體通道133的上游部的氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)第一氧化 劑氣體通道131的上游部131a的氧化劑氣體之間會(huì)產(chǎn)生壓力差。由于 該壓力差，貫穿流經(jīng)第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通 道133的上游部的氧化劑氣體的一部分就會(huì)流入到第一氧化劑氣體通 道131的上游部131a。于是，從第二氧化劑氣體通道132以及第三氧 化劑氣體通道133流入到第一氧化劑氣體通道131的氧化劑氣體的一 部分會(huì)流入到第一氧化劑氣體通道131的通道31z(特別是第一氧化劑 氣體通道131的第一部分41)，作為整體，貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通 道131以及第2第三氧化劑氣體通道132、 133的氧化劑氣體的一部分 將會(huì)流入到第一氧化劑氣體通道131的通道31z(特別是第一部分41)。
為此，貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131、第二氧化劑氣體通道 132以及第三氧化劑氣體通道133的氧化劑氣體的一部分，通過在第一 氧化劑氣體通道131的通道31z (特別是第一部分41)發(fā)生短路，從 而就這樣在不參與反應(yīng)的情況下被排出至氧化劑氣體排出用歧管孔 22，因而降低了反應(yīng)氣體的利用效率。
然而，在實(shí)施方式1所涉及的燃料電池100中，在形成于鄰接的 溝槽131 133之間的肋條當(dāng)中，與僅僅由構(gòu)成第一氧化劑氣體通道 131的溝槽131形成的第一肋條71的第一上游直線部31a相并行的部 分(形成于第一肋條71的第一上游直線部31a和通道31z之間的部分) 的寬度被形成為比其它肋條的寬度寬。由此，就能夠降低由于貫穿流 經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的第一上游直線部31a的氧化劑氣體和貫 穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的通道31z的氧化劑氣體之間的壓力 差而產(chǎn)生的該通道之間的壓力梯度。換言之，就能夠增加氧化劑氣體 貫穿流經(jīng)陰極氣體擴(kuò)散層3b (正確地來說是，在陰極氣體擴(kuò)散層3b 中的從燃料電池100的厚度方向進(jìn)行觀察時(shí)和與第一肋條71的第一上 游直線部31a并行的部分相一致的部分)的時(shí)候的阻力。為此，就能 夠降低從第一氧化劑氣體通道131的第一上游直線部31a到通道31z 發(fā)生短路的氧化劑氣體的流量。
另外，因?yàn)槟軌驕p少從第一氧化劑氣體通道131的第一上游直線部131a到通道31z發(fā)生短路的氧化劑氣體，所以就能夠降低在貫穿流 經(jīng)第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133的上游部的 氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131的上游部131a的氧化 劑氣體之間所產(chǎn)生的壓力差，同時(shí)也能夠減少從第二第三氧化劑氣體 通道132、 133的上游部經(jīng)由第一氧化劑氣體通道131的上游部131a 到通道31z所發(fā)生短路的氧化劑氣體。
為此，就能夠減少在貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131、第二氧化 劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133的氧化劑氣體當(dāng)中沒有 被使用于與燃料氣體的反應(yīng)而從氧化劑氣體排出用歧管孔22排出的氧 化劑氣體，因而也就能夠改善反應(yīng)氣體的利用效率。
如以上所述，以本實(shí)施方式10所涉及的燃料電池100就能夠減少 反應(yīng)氣體的短路并能夠減少不對(duì)反應(yīng)作貢獻(xiàn)而排出的反應(yīng)氣體，從而 也就能夠改善反應(yīng)氣體的利用效率。
(實(shí)施方式ll)
圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式11所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
如圖12所示，本實(shí)施方式11所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔 板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) ll相同，但是在第一肋條71的構(gòu)成上有所不同。具體而言第一肋條 71上的與從第一氧化劑氣體通道131的上游端到第二部分51的部分相 并行的部分(以下簡稱為"部分")的寬度被形成為比其它的肋條的寬 度寬。目卩，在本發(fā)明的實(shí)施方式ll所涉及的燃料電池用隔板中，所述 第一肋條被形成為，從所述第一氧化劑氣體通道的所述上游端到所述 第二部分為止的部分的寬度比其以外的部分的寬度寬。
具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式ll所涉及的燃料電池用隔板ll 的燃料電池同樣也能取得與實(shí)施方式IO所涉及的燃料電池100相同的 作用效果。
(實(shí)施方式12)
圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板的概略構(gòu)成的模式圖。
在本發(fā)明的實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板中，所述特定肋 條是僅僅由構(gòu)成所述第三反應(yīng)氣體通道的溝槽形成的第二肋條。
艮P，如圖13所示，本實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板(陰 極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式IO所涉及的燃料電池用隔板(陰極 隔板)ll相同，但是不同點(diǎn)在于用第二肋條72取代第一肋條71， 僅僅由構(gòu)成第三氧化劑氣體通道133的溝槽133形成的第二肋條72被 形成為其寬度比其以外的肋條(包含第一肋條71)的寬度寬。
具體而言第二肋條72上的與第三氧化劑氣體通道133的第三下 游直線部33m相并行的部分[形成于第二上游轉(zhuǎn)彎部33d的在水平方向 上進(jìn)行延伸的部分、第三上游直線部33e以及第三上游轉(zhuǎn)彎部33f的在 水平方向上進(jìn)行延伸的部分(以下稱之為通道33y)和第三下游直線部 33m之間的部分]的寬度被形成為比該部分之外的肋條的寬度寬，從而 由第二肋條72構(gòu)成了特定肋條。由此，就能夠減少從第三氧化劑氣體 通道133的通道33y (特別是第四部分53)到第三氧化劑氣體通道133 的第三下游直線部33m所發(fā)生短路的氧化劑氣體。
接著，就有關(guān)具備本實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板11的 燃料電池100的作用效果作如下說明。
如以上所述，因?yàn)樨灤┝鹘?jīng)第三氧化劑氣體通道133的通道33y 的氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)第三氧化劑氣體通道133的下游部133c (正 確地來說應(yīng)該是第三下游直線部33m)的氧化劑氣體的壓力差較大， 所以貫穿流經(jīng)上游部133a (特別是第三氧化劑氣體通道133的第四部 分53)的氧化劑氣體的一部分會(huì)經(jīng)由陰極氣體擴(kuò)散層3b流入到通道 33y。
另外，因?yàn)樨灤┝鹘?jīng)第三氧化劑氣體通道133的上游部B3a的氧 化劑氣體會(huì)發(fā)生短路，所以在貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及 第二氧化劑氣體通道132的上游部的氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)第三氧化 劑氣體通道133的上游部133a的氧化劑氣體之間會(huì)產(chǎn)生壓力差。由于 該壓力差，貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通 道132的上游部的氧化劑氣體的一部分就會(huì)流入到第三氧化劑氣體通 道133的上游部133a。于是，從第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132流入到第三氧化劑氣體通道133的氧化劑氣體的一 部分就會(huì)流入到第三氧化劑氣體通道133的通道33y，作為整體，貫穿 流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二第三氧化劑氣體通道132、 133 的氧化劑氣體的一部分將會(huì)流入到第一氧化劑氣體通道131的通道 33y。
為此，貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131、第二氧化劑氣體通道 132以及第三氧化劑氣體通道133的氧化劑氣體的一部分通過與第一 氧化劑氣體通道131的通道33y發(fā)生短路，從而在不參與反應(yīng)的情況 下被排出至氧化劑氣體排出用歧管孔22，因而降低了反應(yīng)氣體的利用 效率。
然而，在具備本實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板11的燃料 電池100中，在形成于鄰接的溝槽131 133之間的肋條當(dāng)中，僅僅由 構(gòu)成第三氧化劑氣體通道133的溝槽133形成的第二肋條72的與第三 下游直線部33m相并行的部分(第二肋條72的形成于第三下游直線部 33m和通道33y之間的部分)的寬度被形成為比其它肋條的寬度寬。 由此，就能夠降低由于貫穿流經(jīng)第三氧化劑氣體通道133的通道33y 的氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)第三氧化劑氣體通道131的第三下游直線部 33m的氧化劑氣體的壓力差而產(chǎn)生的該通道之間的壓力梯度。換言之， 能夠增加氧化劑氣體貫穿流經(jīng)陰極氣體擴(kuò)散層3b(正確地來說應(yīng)該是， 陰極氣體擴(kuò)散層3b中的從燃料電池100的厚度方向進(jìn)行觀察時(shí)和與第 二肋條72的第三下游直線部33m并行的部分相一致的部分)的時(shí)候的 流體阻力。為此，就能夠降低從第三氧化劑氣體通道133的通道33y 到下游部133c的第三下游直線部33m發(fā)生短路的氧化劑氣體的流量。
另外，因?yàn)槟軌驕p少從第三氧化劑氣體通道133的通道33y到第 三下游直線部33m發(fā)生短路的氧化劑氣體，所以就能夠降低在貫穿流 經(jīng)第一氧化劑氣體通道131以及第二氧化劑氣體通道132的上游部的 氧化劑氣體和貫穿流經(jīng)第三氧化劑氣體通道133的上游部133a的氧化 劑氣體之間所產(chǎn)生的壓力差，同時(shí)也能夠減少從第一氧化劑氣體通道 131以及第二氧化劑氣體通道132的上游部經(jīng)由第三氧化劑氣體通道 133的上游部133a到第三下游直線部33m所發(fā)生短路的氧化劑氣體。
為此，就能夠減少在貫穿流經(jīng)第一氧化劑氣體通道131、第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133的氧化劑氣體當(dāng)中沒有 被使用于與燃料氣體的反應(yīng)而從氧化劑氣體排出用歧管孔22排出的氧 化劑氣體，因而也就能夠改善反應(yīng)氣體的利用效率。
如以上所述，以具備本實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板11 的燃料電池100就能夠減少反應(yīng)氣體的短路并能夠減少不對(duì)反應(yīng)作貢 獻(xiàn)而排出的反應(yīng)氣體，從而也就能夠改善反應(yīng)氣體的利用效率。
(實(shí)施方式13)
圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式13所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
如圖14所示，本實(shí)施方式13所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔 板)ll的基本構(gòu)成與實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) ll相同，但是在第二肋條72的構(gòu)成上有所不同。具體而言第二肋條 72上的從第三氧化劑氣體通道133的第三部分52到下游端為止的部分 的寬度被形成為比其它的肋條的寬度寬。即，在本發(fā)明的實(shí)施方式13 所涉及的燃料電池用隔板中，所述第三反應(yīng)氣體通道具有第三部分和 比該第三部分位于上游側(cè)的第四部分，所述第三部分以在所述第三反 應(yīng)氣體通道中的所述第四部分和所述下游端之間的部分當(dāng)中最接近于 所述上游端的形式形成，所述第四部分以在所述第三反應(yīng)氣體通道中 的所述上游端和所述第三部分之間的部分當(dāng)中最接近于所述下游端的 形式形成，所述第二肋條被形成為，從所述第三反應(yīng)氣體通道的所述 第三部分到所述下游端為止的部分的寬度比其以外的部分的寬度寬。
具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式13所涉及的燃料電池用隔板11 的燃料電池100，同樣也能取得與具備實(shí)施方式12所涉及的燃料電池 用隔板11的燃料電池100相同的作用效果。
(實(shí)施方式14)
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。
在本發(fā)明的實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔板中，所述特定肋 條由第一肋條以及第二肋條構(gòu)成，其中，第一肋條僅僅由構(gòu)成所述第一反應(yīng)氣體通道的溝槽形成，第二肋條僅僅由構(gòu)成所述第三反應(yīng)氣體 通道的溝槽形成。
具體而言，如圖15所示，本實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔 板(陰極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式IO所涉及的燃料電池用隔板
(陰極隔板)11相同，但是在以下方面有所不同。所不同之處在于
除了第一肋條71之外，與實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板11相 同，第二肋條72上的與第三氧化劑氣體通道133的第三下游直線部 33m相并行的部分被形成為，其寬度比其以外的肋條(第一肋條71上 的除了與第一上游直線部31a相并行的部分)的寬度寬。即，在本實(shí) 施方式中，第一肋條71以及第二肋條72構(gòu)成了特定肋條。
具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔板11 的燃料電池100，能夠取得與實(shí)施方式10所涉及的燃料電池100相同 的作用效果，并且，因?yàn)橐材軌蛉〉门c具備實(shí)施方式12所涉及的燃料 電池用隔板11的燃料電池100相同的作用效果，所以能夠更加減少反 應(yīng)氣體的短路并減少?zèng)]有對(duì)反應(yīng)作貢獻(xiàn)而被排出的反應(yīng)氣體，從而也 就能夠進(jìn)一步改善反應(yīng)氣體的利用效率。
(實(shí)施方式15)
圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式15所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。另外，在圖16中只表示了氧化劑氣體供給用歧管孔 21和氧化劑氣體排出用歧管孔22，省略了其它歧管孔的的圖示。
如圖16所示，本實(shí)施方式15所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔 板)ll的基本構(gòu)成與實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) 11相同，但是在氧化劑氣體排出用歧管孔22的設(shè)置位置、第一氧化劑 氣體通道131和第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133 的下游部的構(gòu)成、第二肋條72的構(gòu)成上有所不同。
具體而言，氧化劑氣體排出用歧管孔22設(shè)置在第二側(cè)部的上部。 另外，第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133的下游部131c、 133c 分別由第一下游轉(zhuǎn)彎部31g、 33g、第一下游直線部31h、 33h、第二下 游轉(zhuǎn)彎部31i、 33i、第二下游直線部31j、 33j、第三下游轉(zhuǎn)彎部31k、 33k、第三下游直線部31m、 33m、第四下游轉(zhuǎn)彎部31n、 33n、第四下游直線部31p、 33p構(gòu)成，從其上游端至第三下游直線部31m、 33m為 止，以與實(shí)施方式14所涉及的陰極隔板11的第一以及第三氧化劑氣 體通道131、 133的下游部131c、 133c相同的形式形成。而且，第一 以及第三氧化劑氣體通道131、 133的下游部131c、 133c分別被形成 為在第三下游直線部31m、 33m的下游端連接將通道從水平方向彎 曲為垂直方向的第四下游部轉(zhuǎn)彎部31n、 33n的上游端，在其下游端連 接按上方向垂直延伸的第四下游直線部31p、 33p的上游端，其下游端 連通于氧化劑氣體排出用歧管孔22。另外，第二肋條72上的與第三下游直線部33m、第四下游轉(zhuǎn)彎部 33n以及第四下游直線部33p相并行的部分的寬度被形成為比其以外 的肋條(除了第一肋條71上的與第一上游直線部31a相并行的部分) 的寬度寬。另外，第二氧化劑氣體通道132的構(gòu)成與第一以及第三氧化劑氣 體通道131、 133相同，所以在此省略對(duì)其作詳細(xì)的說明。另外，第一 氧化劑氣體通道131的下游部131c的構(gòu)成如上所述，所以在第一氧化 劑氣體通道131的上游端和第一部分41之間的部分當(dāng)中最接近于第一 氧化劑氣體通道131的下游端的部分即第二部分51成為上游部131a 中的第一上游轉(zhuǎn)彎部31b。另外，第三氧化劑氣體通道133的下游部 133c的構(gòu)成如上所述，所以第四部分53成為第一上游轉(zhuǎn)彎部33b的在 水平方向上進(jìn)行延伸的部分的下游端。在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式15所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與具備實(shí)施方式14所涉及的燃料 電池用隔板11的燃料電池ioo相同的作用效果。(實(shí)施方式16)圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式16所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。另外，在圖17中只表示了氧化劑氣體供給用歧管孔 21和氧化劑氣體排出用歧管孔22,省略了其它的歧管孔的圖示。如圖17所示，本實(shí)施方式16所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔 板)ll的基本構(gòu)成與實(shí)施方式14所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) ll相同，但是在氧化劑氣體排出用歧管孔22的配置位置、第一氧化劑氣體通道131以及第三氧化劑氣體通道132、 133的下游部的構(gòu)成、以 及第二肋條72的構(gòu)成方面有所不同。具體而言，氧化劑氣體排出用歧管孔22設(shè)置在第一側(cè)部的下部。 另外，第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133的下部131c、 133c分 別被形成為大致L字狀，并由第一下游轉(zhuǎn)彎部31g、 33g、第一下游直 線部31h、 33h、第二下游轉(zhuǎn)彎部31i、 33i、第二下游直線部31j、 33j 構(gòu)成。再有，第二肋條72上的與第二下游直線部33j相并行的部分的 寬度被形成為比其以外的肋條(除了第一肋條71上的與第一上游直線 部31a相并行的部分)的寬度寬。另外，第二氧化劑氣體通道132的構(gòu)成與第一以及第三氧化劑氣 體通道131、 133相同，所以在此省略對(duì)其作詳細(xì)的說明。另外，第一 氧化劑氣體通道131的下游部131c的構(gòu)成如上所述，所以在第一氧化 劑氣體通道131的上游端和第一部分41之間的部分當(dāng)中，最接近于第 一氧化劑氣體通道131的下游端的部分即第二部分51成為上游部131a 中的第三上游轉(zhuǎn)彎部3lf。再有，第三氧化劑氣體通道133的下游部133c 的構(gòu)成如上所述，所以第四部分53成為第三上游轉(zhuǎn)彎部33f的在水平 方向上進(jìn)行延伸的部分的下游端。在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式16所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與具備實(shí)施方式14所涉及的燃料 電池用隔板11的燃料電池100相同的作用效果。(實(shí)施方式17)圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式17所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。在本發(fā)明的實(shí)施方式17所涉及的燃料電池用隔板中，在所述第一 反應(yīng)氣體通道中的所述上游端和所述第二部分之間形成有由將多個(gè)突 起設(shè)立于其底面的凹部構(gòu)成的第一反應(yīng)氣體混合部，所述第一反應(yīng)氣 體混合部使貫穿流經(jīng)于比該第一反應(yīng)氣混合部位于上游側(cè)的所述第一 反應(yīng)氣體通道以及該第一反應(yīng)氣體通道以外的所述多條反應(yīng)氣體通道 當(dāng)中的至少1條所述反應(yīng)氣體通道中的所述反應(yīng)氣體進(jìn)行合流，將合 流之后的所述反應(yīng)氣體分流到比該第1反應(yīng)氣混合部位于下游側(cè)的所39述第一反應(yīng)氣體通道以及該第一反應(yīng)氣體通道以外的所述多條反應(yīng)氣 體通道當(dāng)中的至少1條所述反應(yīng)氣體通道，比所述第1反應(yīng)氣混合部 位于上游側(cè)的所述反應(yīng)氣體通道的數(shù)量，少于比所述第1反應(yīng)氣混合 部位于下游側(cè)的所述反應(yīng)氣體通道的數(shù)量。艮P，如圖18所示，本發(fā)明的實(shí)施方式17所涉及的燃料電池用隔 板(陰極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式IO所涉及的燃料電池用隔板 (陰極隔板)ll相同，但是不同點(diǎn)在于，將第一反應(yīng)氣體混合部64配 設(shè)于第一氧化劑氣體通道131以及第三氧化劑氣體通道133的上游部 131a、 133a的途中的這一點(diǎn)，和第二氧化劑氣體通道132的上游端的 位置。具體而言，第一反應(yīng)氣體混合部64被設(shè)置于第一氧化劑氣體通道 131的上游端和第二部分51之間，在此，被配設(shè)于連接第一上游直線 部31a的下游端和第二上游直線部31c的上游端的部分(在實(shí)施方式 10中相當(dāng)于第一上游轉(zhuǎn)彎部31b的部分)。第一反應(yīng)氣體混合部64由 凹部部62和在該凹部部62的底面設(shè)立的多個(gè)突起63構(gòu)成。凹部部62從陰極隔板11的厚度方向進(jìn)行觀察時(shí)被形成為大致矩 形形狀，其上游端連通于第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133的第 一上游直線部31a、 33a，另外，其下游端連通于第一以及第三氧化劑 氣體通道131、 133的第二上游直線部31c、 33c和第二氧化劑氣體通 道132。 g卩，第二氧化劑氣體通道132的上游端成為凹部部62。另外，凹部部62被形成為與第一氧化劑氣體通道131、第二氧化 劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133具有相同的深度，在其 底面上設(shè)置有從該底面向厚度方向突出的多個(gè)島狀(在這里為大致圓 柱狀，更加正確地來說的話應(yīng)該是大致正圓柱狀)的突起63。以等間 隔形成有多個(gè)(在這里為2個(gè))突起63。另外，雖然突起63在這里形 成為大致圓柱形，但是并不限定于此，例如也可以是大致圓柱形、大 致三角柱形以及大致四角柱形。另外，在這里，垂直于突起63的設(shè)立 方向的圓切片截面是大致正圓柱形，但是并不限定于此，也可以是橢 圓柱形。由此，貫穿流經(jīng)第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133的第一上 游直線部31a、 33a的氧化劑氣體在第一反應(yīng)氣體混合部64的凹部部62合流。在凹部部62被配置成條紋狀的多個(gè)突起63使在凹部部62 合流的氧化劑氣體的流動(dòng)發(fā)生紊亂，從而促進(jìn)這些氣體的混合，被混 合的氧化劑氣體從凹部部62的下游端被分流到第一氧化劑氣體通道 131、第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133。在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式17所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與具備實(shí)施方式IO所涉及的燃料 電池用隔板11的燃料電池ioo相同的作用效果。另外，在本實(shí)施方式17中，雖然將第一反應(yīng)氣體混合部64配設(shè) 在連接第一上游直線部31a的下游端和第二上游直線部31b的上游端 的部分，但是并不限定于此，只要配置在第一氧化劑氣體通道131的 上游端和第二部分51之間的部分即可。另外，在本實(shí)施方式中，雖然 由凹部部62和突起63構(gòu)成第一反應(yīng)氣體混合部64，但是并不限定于 此，也可以通過配設(shè)將各個(gè)通道互相連通的連通用通道來加以構(gòu)成。(實(shí)施方式18)圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式18所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。在本發(fā)明的實(shí)施方式18所涉及的燃料電池用隔板中，在所述第三 反應(yīng)氣體通道中的所述第三部分和所述下游端之間形成有由將多個(gè)突 起設(shè)立于其底面的凹部構(gòu)成的第二反應(yīng)氣體混合部，所述第二反應(yīng)氣 體混合部使貫穿流經(jīng)于比該第二反應(yīng)氣混合部位于上游側(cè)的所述第三 反應(yīng)氣體通道以及該第三反應(yīng)氣體通道以外的所述多條反應(yīng)氣體通道 當(dāng)中的至少1條所述反應(yīng)氣體通道中的所述反應(yīng)氣體進(jìn)行合流，將合 流之后的所述反應(yīng)氣體分流到比該第二反應(yīng)氣混合部位于下游側(cè)的所 述第三反應(yīng)氣體通道以及該第一反應(yīng)氣體通道以外的所述多條反應(yīng)氣 體通道當(dāng)中的至少1條所述反應(yīng)氣體通道，比所述第2反應(yīng)氣混合部 位于上游側(cè)的所述反應(yīng)氣體通道的數(shù)量，多于比所述第2反應(yīng)氣混合 部位于下游側(cè)的所述反應(yīng)氣體通道的數(shù)量。艮卩，如圖19所示，本發(fā)明的實(shí)施方式18所涉及的燃料電池用隔 板(陰極隔板)11的基本構(gòu)成與實(shí)施方式12所涉及的燃料電池用隔板 (陰極隔板)ll相同，但是不同點(diǎn)在于，將第二反應(yīng)氣體混合部65配設(shè)于第一氧化劑氣體通道131以及第三氧化劑氣體通道133的下游部 131c、 133c的途中的這一點(diǎn)，和第二氧化劑氣體通道132的下游端的 位置。具體而言，第二反應(yīng)氣體混合部65被設(shè)置于第三氧化劑氣體通道 133的第三部分52和下游端之間，在此，被配設(shè)于連接第二下游直線 部33j的下游端和第三下游直線部33m的上游端的部分(在實(shí)施方式 12中相當(dāng)于第三上游轉(zhuǎn)彎部33k的部分)，從而成為第二氧化劑氣體通 道132的下游端。與第一反應(yīng)氣體混合部64相同，第二反應(yīng)氣體混合 部65由凹部部62和在該凹部部62的底面設(shè)立的多個(gè)突起63構(gòu)成。凹部部62從陰極隔板11的厚度方向進(jìn)行觀察時(shí)被形成為大致矩 形形狀，其上游端連通有第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133的第 二下游直線部31j、 33j，另外，其下游端連通有第一以及第三氧化劑氣 體通道131、 133的第三下游直線部31m、 33m。另外，凹部部62連通 于氧化劑氣體通道132的下游端。另外，凹部部62被形成為與第一氧化劑氣體通道131、第二氧化 劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133具有相同的深度，在其 底面上設(shè)置有從該底面向厚度方向突出的多個(gè)島狀(在這里為大致圓 柱狀，更加正確地來說的話應(yīng)該是大致正圓柱狀)的突起63。以等間 隔形成有多個(gè)(在這里為2個(gè))突起63。另外，在此，突起63被形成 為大致圓柱形，但是并不限定于此，例如也可以是大致圓柱形、大致 三角柱形以及大致四角柱形。另外，在此，垂直于突起63的設(shè)立方向 的圓切片截面為大致正圓柱形，但是并不限定于此，也可以是橢圓柱 形。由此，貫穿流經(jīng)第一以及第三氧化劑氣體通道131、 133的第二下 游直線部31j、 33j以及第二氧化劑氣體通道132的下游部的氧化劑氣 體在第二反應(yīng)氣體混合部65的凹部部62合流。在凹部部62被配置成 條紋狀的多個(gè)突起63使在凹部部62合流的氧化劑氣體的流動(dòng)發(fā)生紊 亂，從而促進(jìn)這些氣體的混合，被混合的氧化劑氣體從凹部部62的下 游端被分流到第一氧化劑氣體通道131以及第三氧化劑氣體通道133。在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式18所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與具備實(shí)施方式12所涉及的燃料部65配設(shè) 于連接第二下游直線部33j的下游端和第三下游直線部33m的上游端 的部分，但是并不限定于此，只要設(shè)置在第三氧化劑氣體通道133的 第三部分52和下游端之間的部分即可。另外，在本實(shí)施方式18中， 由凹部部62和突起63構(gòu)成第二反應(yīng)氣體混合部65，但是并不限定于 此，也可以通過配設(shè)將各個(gè)通道互相連通的連通用通道來加以構(gòu)成。(實(shí)施方式19)圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式19所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。如圖20所示，本實(shí)施方式19所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔 板)ll的基本構(gòu)成與實(shí)施方式IO所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板) 11相同，但是在第1和第三氧化劑氣體通道131、 133以及第二氧化劑 氣體通道132的中游部被形成為盤蛇狀的這一點(diǎn)上有所不同。以下就 有關(guān)第一氧化劑氣體通道131的中游部131b的構(gòu)成加以說明。第一氧化劑氣體通道131的中游部131b從其上游部131a的下游 端以第一側(cè)部方向在水平方向上延伸一定距離，從該處開始，通道按 上方向延伸并彎曲180度，從該處開始，以第二側(cè)部方向在水平方向 上延伸一定距離，從該處開始，以上方向垂直延伸一定距離。然后， 重復(fù)2次該延伸圖案，從該處開始，以第一側(cè)部方向水平延伸一定距 離，直到下游部131c的上游端。在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式19所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與具備實(shí)施方式IO所涉及的燃料 電池用隔板11的燃料電池IOO相同的作用效果。(實(shí)施方式20)圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式20所涉及的燃料電池用隔板的概 略構(gòu)成的模式圖。另外，在圖21中只表示了氧化劑氣體供給用歧管孔 21和氧化劑氣體排出用歧管孔22，省略了其它的歧管孔的圖示。如圖21所示，本實(shí)施方式20所涉及的燃料電池用隔板(陰極隔板)11被形成為圓板狀，另外，在其主面上并行地形成有第一氧化劑氣體通道131、第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化劑氣體通道133。 氧化劑氣體供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔22以夾持陰 極隔板11的中心部(中心軸101)而相對(duì)的形式進(jìn)行配設(shè)。另外，在 這里雖然是以夾持陰極隔板11的中心軸而相對(duì)的形式配設(shè)氧化劑氣體 供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔22，但是并不限定于此， 只要這些歧管孔被配置于陰極隔板11的周邊部，那么被配置于哪個(gè)位 置都是可以的。第一氧化劑氣體通道131、第二氧化劑氣體通道132以及第三氧化 劑氣體通道133作為整體被形成為漩渦狀，具體而言以從其上游端 向陰極隔板11的中心部匯聚的形式并以順時(shí)針地畫出弧線的形式形成 通道，并在陰極隔板11的中央部折回，并以朝著陰極隔板11的周邊 部進(jìn)行發(fā)散的形式以及以逆時(shí)針地畫出弧線的形式形成通道。另外，第一氧化劑氣體通道131具有第一部分41和第二部分51。 如以上所述，第一部分41是在第一氧化劑氣體通道131中的第二部分 51和下游端之間的部分當(dāng)中最接近于第一氧化劑氣體通道131的上游 端的部分，在此，在第一氧化劑氣體通道131中的與連接第一氧化劑 氣體通道131的上游端和中心軸101的線相交的部分當(dāng)中最接近于隔 板ll的外周的部分構(gòu)成了第一部分41。另外，第二部分51是在第一 氧化劑氣體通道131中的上游端和第一部分41之間的部分當(dāng)中最接近 于第一氧化劑氣體通道131的下游端的部分，在此，在第一氧化劑氣 體通道131中的與連接第一氧化劑氣體通道131的下游端和中心軸101 的線相交的部分當(dāng)中最接近于隔板11的外周的部分構(gòu)成第二部分51。再有，第三氧化劑氣體通道133具有第三部分52和第四部分53。 如以上所述，第三部分52是在第三氧化劑氣體通道133中對(duì)應(yīng)于第一 氧化劑氣體通道131的第一部分41的部分，是在第四部分53和下游 端之間的部分當(dāng)中最接近于第三氧化劑氣體通道133的上游端的部分。 在此，在第三氧化劑氣體通道133中的與連接第三氧化劑氣體通道133 的上游端和中心軸101的線相交的部分當(dāng)中最接近于隔板11的外周的 部分構(gòu)成第三部分52。另外，第四部分53是在第三氧化劑氣體通道 133中對(duì)應(yīng)于第一氧化劑氣體通道131的第二部分51的部分，是在第三氧化劑氣體通道133中的上游端和第三部分52之間的部分當(dāng)中最接 近于第三氧化劑氣體通道133的下游端的部分。在此，在第三氧化劑 氣體通道133中的與連接第三氧化劑氣體通道133的下游端和中心軸 101的線相交的部分當(dāng)中最接近于隔板11的外周的部分構(gòu)成第四部分 53。然后，僅僅由構(gòu)成第一氧化劑氣體通道131的溝槽131形成的肋 條構(gòu)成第一肋條71，僅僅由構(gòu)成第三氧化劑氣體通道133的溝槽133 形成的肋條構(gòu)成第二肋條72。另外，在本實(shí)施方式中，第一肋條71 上的與從第一氧化劑氣體通道131的上游端到第二部分51為止的部分 相并行的部分的寬度和第二肋條72上的與從第三氧化劑氣體通道133 的第三部分52到下游端為止的部分相并行的部分的寬度被形成為，比 這些以外的肋條的寬度寬。在具備如以上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式20所涉及的燃料電池用隔板 11的燃料電池100中，同樣也會(huì)取得與具備實(shí)施方式14所涉及的燃料 電池用隔板11的燃料電池100相同的作用效果。以上就有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明并不 限定于上述實(shí)施方式。例如，在上述的本發(fā)明的實(shí)施方式中，從第一肋條71的上游端到 第一部分為止的部分的寬度以及/或者從第二肋條72的第三部分到下 游端為止的部分的寬度被形成為比這些以外的部分的寬度寬，但是并 不限定于此，也可以被形成為從第一肋條71的上游端到下游端為止的 寬度以及/或者從第二肋條72的上游端到下游端為止的寬度比其他的 肋條的寬度寬。另外，上述實(shí)施方式中，除了從第一肋條71的上游端 到第一部分為止的部分以及/或者從第二肋條72的第三部分到下游端 為止的部分之外的寬度被形成為實(shí)質(zhì)上相同，但是并不限定于此，也 可以以分別不同的形式形成肋條的寬度。再有，在能夠獲得本發(fā)明的 作用效果的范圍內(nèi)，除了第一以及第二肋條71、 72之外的肋條的一部 分的寬度也可以以下列形式形成，即，從第一肋條71的上游端到第一 部分為止的部分的寬度以及/或者從第二肋條72的第三部分到下游端 為止的部分的寬度被形成為比這些以外的部分的寬度寬。另外，在本實(shí)施方式中，以夾持陰極隔板ll的中心軸而相對(duì)的形式配設(shè)氧化劑氣體供給用歧管孔21和氧化劑氣體排出用歧管孔22，但 是并不限定于此，這些歧管孔只要被配置于陰極隔板ll的周邊部那么 被設(shè)置于哪個(gè)位置都可以。接著，就有關(guān)通過模擬解析本發(fā)明所涉及的燃料電池100來驗(yàn)證 其效果的結(jié)果作如下說明。[試驗(yàn)例1]將使用本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的燃料電池用隔板11的燃料電 池100作為實(shí)施例1，將使用由圖22所表示的隔板200的燃料電池100 作為比較例1，從而由模擬解析來驗(yàn)證其效果。為了方便進(jìn)行評(píng)價(jià)而僅 僅將電極面作為解析對(duì)象。在解析過程中使用了 ANSYS Japan株式會(huì)社制的FLUENT、 PEM 模塊。發(fā)電條件為電流密度為0.24A/cm2、燃料利用率為75%、氧利 用率為55%、燃料氣體是含氫75%和二氧化碳25%的混合氣體、氧化 劑氣體是空氣、燃料氣體的露點(diǎn)是65"C、氧化劑氣體的露點(diǎn)是35X:、 電池溫度調(diào)整在90°C。其結(jié)果為由高分子電解質(zhì)膜1的含水量而發(fā)生變化的質(zhì)子導(dǎo)電 率在實(shí)施例1中是0.816S/m，在比較例1中則成為0.771S/m，從而能 夠證實(shí)本發(fā)明的構(gòu)成提高了對(duì)于電池性能產(chǎn)生影響的質(zhì)子導(dǎo)電率。本發(fā)明人研究考察了該現(xiàn)象是由以下的理由所決定的。在以低加 濕的條件運(yùn)轉(zhuǎn)燃料電池100的情況下，高分子電解質(zhì)膜1因?yàn)楦稍锒?導(dǎo)致質(zhì)子導(dǎo)電率變小，特別是，如果發(fā)電集中在單電池內(nèi)(隔板的主 面)的某個(gè)部分(這里是第一氧化劑氣體通道的下游部)，那么由于伴 隨著發(fā)電而發(fā)熱，對(duì)應(yīng)于該部分的高分子電解質(zhì)膜1就會(huì)變得更加干 燥，質(zhì)子導(dǎo)電率也就會(huì)變得更小。然而，研究發(fā)現(xiàn)在使用本實(shí)施方 式1所涉及的燃料電池用隔板11的燃料電池100中，在第一氧化劑氣 體通道131以及第二氧化劑氣體通道132、 133之間通過氧化劑氣體被 均勻分配而緩和了發(fā)電的集中性，并通過增加高分子電解質(zhì)膜1的含 水量而提高了質(zhì)子導(dǎo)電率。接著，表示實(shí)施本發(fā)明所涉及的燃料電池100的發(fā)電實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。[試驗(yàn)例2]將使用本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的燃料電池用隔板11的燃料電 池(單電池)100作為實(shí)施例2，與試驗(yàn)例1相同地，將使用由圖22 所表示的隔板200的燃料電池100作為比較例1，從而測定燃料電池 100的電動(dòng)勢(電壓)。另夕卜，發(fā)電條件為電流密度為0.16A/cm2、燃 料利用率為75%、氧利用率為85%、燃料氣體是含氫75%和二氧化碳 25%的混合氣體、氧化劑氣體是空氣、燃料氣體的露點(diǎn)是65°C、氧化 劑氣體的露點(diǎn)是35"C、電池溫度調(diào)整在90'C。其結(jié)果在實(shí)施例2中電壓是693mV，在比較例1中電壓則成為 689mV，因而證實(shí)了由本發(fā)明的構(gòu)成其電動(dòng)勢得到了增加且電池性能 也得到了提高。如以上所述，根據(jù)試驗(yàn)例1以及試驗(yàn)例2可知，使用本發(fā)明所涉 及的燃料電池用隔板11的燃料電池IOO與以往的燃料電池100相比， 前者的質(zhì)子傳導(dǎo)率以及電動(dòng)勢得到了提高，且其性能也得到了提高。對(duì)于本行業(yè)者來說，根據(jù)上述說明可知本發(fā)明的各種改良和其他 的實(shí)施方式。因此，上述說明只能被解釋為是例示，是為了向本行業(yè) 者例示并說明如何實(shí)施本發(fā)明的最佳方式而提供的。在不脫離本發(fā)明 的精神的前提下，能夠?qū)嵸|(zhì)性地變更其構(gòu)造以及/或者功能的細(xì)節(jié)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的燃料電池用隔板以及具備該隔板的燃料電池，能夠降低 貫穿流經(jīng)反應(yīng)氣體通道的反應(yīng)氣體的供給量的不均勻性，并且因?yàn)槟?夠改善反應(yīng)氣體的利用效率而能夠高效率地進(jìn)行發(fā)電，所以在燃料電 池的技術(shù)領(lǐng)域是有用的。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池用隔板，其特征在于是板狀的燃料電池用隔板，具備在厚度方向上貫通的反應(yīng)氣體供給用歧管孔；在厚度方向上貫通的反應(yīng)氣體排出用歧管孔；以彎曲的形式形成在至少在一方的主面上的溝槽狀的第一反應(yīng)氣體通道，其上游端連接于所述反應(yīng)氣體供給用歧管孔，而其下游端則連接于所述反應(yīng)氣體排出用歧管孔；以與所述第一反應(yīng)氣體通道并行且彎曲的形式形成的1條以上的溝槽狀的第二反應(yīng)氣體通道，至少其上游端連接于所述反應(yīng)氣體供給用歧管孔；所述第一反應(yīng)氣體通道被形成為具有第一部分和比該第一部分位于上游側(cè)的第二部分，所述第一部分在所述第一反應(yīng)氣體通道的所述第二部分和所述下游端之間的部分當(dāng)中最接近于所述上游端，所述第二部分在所述第一反應(yīng)氣體通道的所述上游端和所述第一部分之間的部分當(dāng)中最接近于所述下游端，所述第二反應(yīng)氣體通道不介于所述第一部分和所述上游端之間，所述第二反應(yīng)氣體通道介于所述第二部分和所述下游端之間，并且，所述第一反應(yīng)氣體通道被形成為，在所述第一部分和所述下游端之間的部分(以下稱之為“特定部分”)中與所述1條以上的第二反應(yīng)氣體通道中的至少1條反應(yīng)氣體通道(以下稱之為“特定通道”)相連通。
2. 如權(quán)利要求l所記載的燃料電池用隔板，其特征在于-所述特定通道的下游端連接于所述反應(yīng)氣體供給用歧管孔。
3. 如權(quán)利要求l所記載的燃料電池用隔板，其特征在于 所述特定通道以其下游端在所述特定部分中連接于所述第一反應(yīng)氣體通道的形式與該第一反應(yīng)氣體通道相連通。
4. 如權(quán)利要求l所記載的燃料電池用隔板，其特征在于-所述第一反應(yīng)氣體通道以由溝槽狀的連通通道進(jìn)行連接的形式與所述特定通道相連通。
5. 如權(quán)利要求1所記載的燃料電池用隔板，其特征在于 在所述特定部分中形成有由將多個(gè)突起設(shè)立于其底面的凹部構(gòu)成的反應(yīng)氣體混合部，所述第一反應(yīng)氣體通道和所述特定通道在所述反 應(yīng)氣體混合部進(jìn)行合流，由此，第一反應(yīng)氣體通道與所述特定通道相 連通。
6. 如權(quán)利要求5所記載的燃料電池用隔板，其特征在于 所述第一反應(yīng)氣體通道和所述特定通道在所述反應(yīng)氣體混合部朝著所述反應(yīng)氣體排出用歧管孔進(jìn)行分流。
7. 如權(quán)利要求l所記載的燃料電池用隔板，其特征在于 所述第一反應(yīng)氣體通道的所述第二部分和所述第一部分之間、以及所述1條以上的第二反應(yīng)氣體通道的對(duì)應(yīng)于所述第一反應(yīng)氣體通道 的所述第二部分和所述第一部分之間的部分被形成為漩渦狀。
8. 如權(quán)利要求1所記載的燃料電池用隔板，其特征在于 所述第一反應(yīng)氣體通道的所述第二部分和所述第一部分之間、以及所述1條以上的第二反應(yīng)氣體通道的對(duì)應(yīng)于所述第一反應(yīng)氣體通道 的所述第二部分和所述第一部分之間的部分被形成為盤蛇狀。
9. 如權(quán)利要求l所記載的燃料電池用隔板，其特征在于 所述反應(yīng)氣體供給用歧管孔和所述反應(yīng)氣體排出用歧管孔以隔著所述燃料電池用隔板的中心部而互相相對(duì)的形式進(jìn)行配置。
10. —種燃料電池，其特征在于 具備一對(duì)燃料電池用隔板，其中包括權(quán)利要求1所記載的燃料電池用 隔板；電解質(zhì)層-電極組件，具有電解質(zhì)層和夾持該電解質(zhì)層的一對(duì)電極; 所述電解質(zhì)層-電極組件被一對(duì)所述燃料電池用隔板夾持。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料電池用隔板，其特征在于，第一反應(yīng)氣體通道(131)具有第一部分(41)和比該第一部分(41)位于上游側(cè)的第二部分(51)；第一部分(41)在第一反應(yīng)氣體通道(131)的第二部分(51)和下游端之間的部分當(dāng)中最接近于上游端；第二部分(51)在第一反應(yīng)氣體通道(131)的上游端和第一部分(41)之間的部分當(dāng)中最接近于下游端；第二反應(yīng)氣體通道(132、133)不介于第一部分(41)和上游端之間，第二反應(yīng)氣體通道(132、133)介于第二部分(51)和下游端之間；并且第一反應(yīng)氣體通道(131)在第一部分(41)和下游端之間的部分(以下稱作“特定部分”)中與第二反應(yīng)氣體通道(132、133)中的至少1條反應(yīng)氣體通道(以下稱作“特定通道”)相連通。
文檔編號(hào)H01M8/02GK101622744SQ20088000657
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者中川貴嗣, 竹口伸介, 辻庸一郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社