特許 6149781 燃料電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6149781

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】燃料電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/02 20160101AFI20170612BHJP

   H01M 8/0271 20160101ALI20170612BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20170612BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/02 R

   H01M8/02 C

   H01M8/02 E

   H01M8/02 S

   !H01M8/10

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-73424(P2014-73424)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-195153(P2015-195153A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2016年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】橋本 圭二

(72)【発明者】

【氏名】二見 諭

(72)【発明者】

【氏名】杉野 祐記

【審査官】 太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７４４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２１０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９１５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４９４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４８９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１０９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１３５００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７１８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３５３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３０３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９２５５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／００ − ８／０２９７

Ｈ０１Ｍ ８／０８ − ８／２４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

膜電極接合体と同膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを備えるセルが積層されてなる燃料電池において、
前記セルには、冷却水及び反応ガスがそれぞれ流通される複数のマニホルド孔と反応ガスの電気化学反応による発電が行なわれる発電部とを接続して同マニホルド孔と同発電部との間で反応ガス及び冷却水を流通させる接続部が形成され、
前記セパレータは、一方の面に溝状のガス流路が形成され、同一方の面とは反対側の面に前記ガス流路に沿って延びる溝状の冷却水流路が形成された溝流路セパレータを含み、
前記溝流路セパレータの片方の面にはプレートが設けられ、
前記プレートの前記接続部に対応する部位には、前記溝流路セパレータの各流路の側方に位置する前記マニホルド孔と、前記溝流路セパレータの前記片方の面の流路とを連通する連通部が形成され、
前記プレートを第１プレートとし、前記連通部を第１連通部とするとき、
前記第１プレートにおける前記溝流路セパレータとは反対側には第２プレートが設けられ、
前記第２プレートの前記接続部に対応する部位には、前記溝流路セパレータの各流路の側方に位置する前記マニホルド孔と前記第１連通部とを連通する第２連通部が形成されている、
燃料電池。

【請求項2】

前記第１プレートの前記第１連通部が形成された部位及び前記第２プレートの前記第２連通部が形成された部位の少なくとも一方は格子状をなしている、
請求項１に記載の燃料電池。

【請求項3】

前記第１プレートは、当該溝流路セパレータを含む前記セルに隣接する他のセルを構成するセパレータである、
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池。

【請求項4】

前記膜電極接合体における前記溝流路セパレータとは反対側には、反応ガス及び冷却水の流路である多孔体流路板と、同多孔体流路板の周縁を囲むフレームとが設けられ、
前記多孔体流路板における前記膜電極接合体とは反対側にはフラットセパレータが設けられ、
前記第１プレートは前記フラットセパレータであり、
前記第２プレートは前記フレームである、
請求項３に記載の燃料電池。

【請求項5】

前記第１プレートは、同第１プレートを含む前記セルの前記膜電極接合体の周縁を囲むフレームである、
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池。

【請求項6】

前記膜電極接合体における前記溝流路セパレータとは反対側には、反応ガス及び生成水の流路である多孔体流路板と、同多孔体流路板の周縁を囲むフレームとが設けられ、
前記第２プレートは、前記多孔体流路板の周縁を囲む前記フレームである、
請求項５に記載の燃料電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体高分子形燃料電池に関する。

【背景技術】

【0002】

固体高分子形燃料電池（以下、燃料電池と略称する。）は、多数のセルを積層することによって構成されている（例えば特許文献１参照）。１つのセルは、固体高分子膜からなる電解質膜を燃料極と空気極とによって挟むことにより形成された膜電極接合体と、同膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを備えている。

【0003】

また従来、図１４及び図１５に示す燃料電池のセル３２０がある。
図１４に示すように、セル３２０は、フラットセパレータ３８０、その上側に設けられ、多孔体流路板の周縁を囲む樹脂フレーム３７０、その上側に設けられ、膜電極接合体を囲む樹脂フレーム３５０、及びその上側に設けられた溝流路セパレータ３３０を備えている。

【0004】

また、セル３２０には、前記膜電極接合体からなる発電部が設けられており、燃料ガス（例えば水素ガス）、酸化剤ガス（例えば空気）、及び冷却水が、燃料ガス供給用のマニホルド孔、冷却水供給用のマニホルド孔３２２、及び酸化剤ガス供給用のマニホルド孔から接続部３２４を通じて発電部に供給されるようになっている。そして、発電部において燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応が生じることにより発電が行なわれる。

【0005】

溝流路セパレータ３３０の下面には、溝状の燃料ガス流路３３１が形成されている。溝流路セパレータ３３０の上面における互いに隣接する燃料ガス流路３３１の間には溝状の冷却水流路３３４が形成されている。また、接続部３２４においては、溝流路セパレータ３３０の各流路３３１，３３４の上流端が同図の紙面手前側に位置する燃料ガス供給用のマニホルド孔を指向している。

【0006】

接続部３２４における燃料ガス流路３３１の上底部３３２には、図１５に併せ示すように、高さが低くされた複数の凹部３３３が燃料ガス流路３３１の延びる方向において間隔をおいて形成されている。このことにより、図１４に示すように、燃料ガス流路３３１の上底部３３２とフラットセパレータ３８０との間に隙間が形成され、冷却水供給用のマニホルド孔３２２からの冷却水が、この間隙を通じて上記冷却水流路３３４に導入されるようになっている。なお、溝流路セパレータ３３０は例えば金属板材をプレス成形することにより形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２―１２３９４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、前記溝流路セパレータ３３０の場合、前記凹部３３３を形成することに起因して燃料ガス流路３３１の上底部３３２が段差形状を有することとなる。そのため、溝流路セパレータ３３０をプレス成形するための金型の構造が複雑になり、溝流路セパレータ３３０の製造が難しいものとなっている。

【0009】

本発明の目的は、溝流路セパレータの構造を簡易なものとすることができる燃料電池を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための燃料電池は、膜電極接合体と同膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを備えるセルが積層されてなる。前記セルには、冷却水及び反応ガスがそれぞれ流通される複数のマニホルド孔と反応ガスの電気化学反応による発電が行なわれる発電部とを接続して同マニホルド孔と同発電部との間で反応ガス及び冷却水を流通させる接続部が形成され、前記セパレータは、一方の面に溝状のガス流路が形成され、同一方の面とは反対側の面に前記ガス流路に沿って延びる溝状の冷却水流路が形成された溝流路セパレータを含み、前記溝流路セパレータの片方の面にはプレートが設けられ、前記プレートの前記接続部に対応する部位には、前記溝流路セパレータの各流路の側方に位置する前記マニホルド孔と、前記溝流路セパレータの前記片方の面の流路とを連通する連通部が形成され、前記プレートを第１プレートとし、前記連通部を第１連通部とするとき、前記第１プレートにおける前記溝流路セパレータとは反対側には第２プレートが設けられ、前記第２プレートの前記接続部に対応する部位には、前記溝流路セパレータの各流路の側方に位置する前記マニホルド孔と前記第１連通部とを連通する第２連通部が形成されている。

【0011】

同構成によれば、セルの接続部において、溝流路セパレータの各流路の側方に位置するマニホルド孔と溝流路セパレータの片方の面の流路との間で連通部を通じて冷却水或いは反応ガスの流通が可能となる。このため、溝流路セパレータの流路に段差を形成する必要がなくなる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、溝流路セパレータの構造を簡易なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態の燃料電池を構成するセルの斜視図。

【図2】同実施形態のセルの分解斜視図。

【図3】図１の３−３線に沿った断面図。

【図4】図１の４−４線に沿った断面図。

【図5】図１の５−５線に沿った断面図。

【図6】同実施形態の作用を説明するための斜視断面図。

【図7】第２実施形態の燃料電池を構成するセルの斜視図。

【図8】同実施形態の燃料電池を構成するセルの分解平面図。

【図9】同実施形態の第２樹脂フレームについて。第２連通孔を中心とした平面図。

【図10】図９の１０−１０線に沿った断面図。

【図11】図７の１１−１１線に沿った断面図。

【図12】変形例の燃料電池を構成するセルの平面図。

【図13】変形例の溝流路セパレータにおける図１２のＡ部の斜視断面図。

【図14】従来の燃料電池のセルについて、冷却水供給用マニホルドと発電部とを接続する接続部における断面図。

【図15】従来のセルの接続部における溝流路セパレータの部分斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して、第１実施形態について説明する。なお、図１におけるセル２０の上下方向を単に上下方向とし、図１における左右方向を単に左右方向として説明する。

【0015】

図１及び図２に示すように、固体高分子形燃料電池は、多数のセル２０を積層することによって構成されている。
図２に示すように、セル２０は、フラットセパレータ８０と、第２樹脂フレーム７０によって周縁を囲まれるとともに同セパレータ８０の上側に設けられた多孔体流路板６０とを備えている。また、セル２０は、第１樹脂フレーム５０によって周縁を囲まれるとともに多孔体流路板６０の上側に設けられた膜電極接合体４０と、同膜電極接合体４０の上側に設けられた溝流路セパレータ３０とを備えている。膜電極接合体４０は、固体高分子膜からなる電解質膜を燃料極と空気極とによって挟むことにより形成されている。また、フラットセパレータ８０及び溝流路セパレータ３０は、金属板材をプレス成形することにより形成されている。また、多孔体流路板６０はエキスパンドメタルや金属焼結体などによって形成されている。

【0016】

図１に示すように、セル２０の左下側周縁部には、中央部の発電部２５に向けて燃料ガス（例えば水素ガス）を供給するためのマニホルド孔２１が形成されている。また、セル２０の右上側周縁部には、発電部２５からの未反応の燃料ガスを排出するためのマニホルド孔２７が形成されている。

【0017】

セル２０の右下側周縁部には、酸化剤ガス（例えば空気）を発電部２５に向けて供給するためのマニホルド孔２９が形成されている。また、セル２０の左上側周縁部には、発電部２５からの未反応の酸化剤ガスを排出するためのマニホルド孔２３が形成されている。

【0018】

燃料ガス供給用のマニホルド孔２１と酸化剤ガス供給用のマニホルド孔２３との間には、発電部２５に向けて冷却水を供給するためのマニホルド孔２２が形成されている。また、燃料ガス排出用のマニホルド孔２７と酸化剤ガス排出用のマニホルド孔２９との間には、発電部２５からの冷却水を排出するためのマニホルド孔２８が形成されている。

【0019】

図１及び図２に併せ示すように、燃料ガス給排用のマニホルド孔２１，２７は、フラットセパレータ８０の周縁部に形成された孔８１，８７、第２樹脂フレーム７０の周縁部に形成された孔７１，７７、第１樹脂フレーム５０の周縁部に形成された孔５１，５７、及び溝流路セパレータ３０の周縁部に形成された孔３１，３７によって構成されている。

【0020】

また、冷却水給排用のマニホルド孔２２，２８は、フラットセパレータ８０の周縁部に形成された孔８２，８８、第２樹脂フレーム７０の周縁部に形成された孔７２，７８、第１樹脂フレーム５０の周縁部に形成された孔５２，５８、及び溝流路セパレータ３０の周縁部に形成された孔３２，３８によって構成されている。

【0021】

また、酸化剤ガス給排用のマニホルド孔２９，２３は、フラットセパレータ８０の周縁部に形成された孔８９，８３、第２樹脂フレーム７０の周縁部に形成された孔７９，７３、第１樹脂フレーム５０の周縁部に形成された孔５９，５３、及び溝流路セパレータ３０の周縁部に形成された孔３９，３３によって構成されている。

【0022】

図１に示すように、燃料ガス供給用のマニホルド孔２１及び冷却水供給用のマニホルド孔２２と発電部２５との間には、燃料ガス及び冷却水を発電部２５に供給するための接続部２４が設けられている。また、発電部２５と、燃料ガス排出用のマニホルド孔２７及び冷却水排出用のマニホルド孔２８との間には、未反応の燃料ガス、及び冷却水を各孔２７，２８に排出するための接続部２６が設けられている。

【0023】

図３〜図５に示すように、接続部２４及び発電部２５における溝流路セパレータ３０の下面には、溝状の燃料ガス流路３０ａが形成されている。また、溝流路セパレータ３０の上面における互いに隣接する燃料ガス流路３０ａの間には、燃料ガス流路３０ａに沿って延びる溝状の冷却水流路３０ｂが形成されている。

【0024】

図１に示すように、発電部２５においては、溝流路セパレータ３０の各流路３０ａ，３０ｂが左右方向に沿って延びている。また、接続部２４においては、各流路３０ａ，３０ｂが燃料ガス供給用のマニホルド孔２１から右上方の発電部２５に向けて延びるとともに屈曲して発電部２５に接続されている。また、接続部２６においては、各流路３０ａ，３０ｂが発電部２５から屈曲して右上方の燃料ガス排出用のマニホルド孔２７に向けて延びている。すなわち、接続部２４，２６においては、溝流路セパレータ３０の各流路３０ａ，３０ｂの上流端及び下流端が、燃料ガス給排用のマニホルド孔２１，２７を指向している。また、冷却水のマニホルド孔２２，２８は、溝流路セパレータ３０の各流路３０ａ，３０ｂの側方に位置している。

【0025】

図２〜図４に示すように、溝流路セパレータ３０の上面には、当該溝流路セパレータ３０を含むセル２０に隣接する他のセル２０を構成するフラットセパレータ８０が位置している。また、フラットセパレータ８０の上面には、前記他のセル２０の第２樹脂フレーム７０及び多孔体流路板６０が位置している。

【0026】

ただし、図２及び図５に示すように、フラットセパレータ８０の接続部２４に対応する部位には、冷却水供給用のマニホルド孔２２を構成する孔８２から延びる第１連通孔８４が形成されている。第１連通孔８４は、図１に二点鎖線にて示す範囲、すなわち冷却水供給用のマニホルド孔２２と発電部２５との間に形成されている。従って、図５に示すように、第１連通孔８４は前記マニホルド孔２２と冷却水流路３０ｂとを連通している。また、第２樹脂フレーム７０の接続部２４に対応する部位には、冷却水供給用のマニホルド孔７２を構成する孔７２から延びる第２連通孔７４が形成されている。第２連通孔７４は第１連通孔８４に対応した形状を有している。

【0027】

なお、図１及び図２に示すように、フラットセパレータ８０及び第２樹脂フレーム７０の接続部２６にそれぞれ対応する部位には、冷却水排出用のマニホルド孔２８と冷却水流路３０ｂとを連通する第１連通孔８６及び第２連通孔７６が、接続部２４における第１連通孔８４及び第２連通孔７４と同様にしてそれぞれ形成されている。

【0028】

なお、図示を省略するが、酸化剤ガス供給用のマニホルド孔２３と発電部２５との間には、多孔体流路板６０が延設されており、発電部２５に対して酸化剤ガスが供給されるようになっている。

【0029】

また、図４に示すように、酸化剤ガス排出用のマニホルド孔２３と発電部２５（図示略）との間には、多孔体流路板６０が延設されており、発電部２５からの未反応の酸化剤ガスが排出されるようになっている。

【0030】

次に、本実施形態の作用について説明する。
図５及び図６に示すように、本実施形態の燃料電池においては、燃料ガスが、燃料ガス供給用のマニホルド孔２１、及び接続部２４における燃料ガス流路３０ａを通じて発電部２５に供給される。

【0031】

一方、冷却水が、冷却水供給用のマニホルド孔２２、第２連通孔７４、及び第１連通孔８４を通じて接続部２４における冷却水流路３０ｂに導入され、同冷却水流路３０ｂを通じて発電部２５に供給される。なお、酸化剤ガスは、酸化ガス供給用のマニホルド孔２９、及び多孔体流路板６０を通じて発電部２５に供給される。

【0032】

そして、発電部２５において燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応が生じることにより発電が行なわれる。なお、実際には、発電部２５に隣接する接続部２４，２６においても電気化学反応が生じることにより発電が行なわれる。

【0033】

また、発電部２５に供給された後の未反応の燃料ガスは、接続部２６における燃料ガス流路３０ａを通じて燃料ガス排出用のマニホルド孔２７へ排出される。一方、発電部２５に供給された後の冷却水は、接続部２６における冷却水流路３０ｂ、第１連通孔８６、及び第２連通孔７６を通じて冷却水排出用のマニホルド孔２８へ排出される。なお、図４に示すように、発電部２５に供給された後の未反応の酸化剤ガスは、多孔体流路板６０を通じて酸化剤ガス排出用のマニホルド孔２３へ排出される。

【0034】

これらのことから、本実施形態においては、図１４及び図１５に示した構成とは異なり、接続部２４，２６における溝流路セパレータ３０の燃料ガス流路３０ａに段差を形成する必要がなくなる。

【0035】

また、図１４及び図１５に示した構成の場合、燃料ガス流路３３１の上底部３３２が段差形状を有しているため、発電部２５での電気化学反応により生成され、同燃料ガス流路３３１に浸入した水が滞留しやすくなる。そのため、こうして水が滞留したところでは燃料ガスが流れにくくなり、燃料ガスの流れやすさに燃料ガス流路３３１の位置によるばらつきが生じることとなる。その結果、発電部での発電効率に位置によるばらつきが生じるおそれがある。

【0036】

これに対して、本実施形態の燃料電池の燃料ガス流路３０ａには前述したような段差形状が設けられていない。このため、燃料ガス流路３０ａでの水の滞留が生じにくくなり、燃料ガスが流れやすくなる。従って、燃料ガスの流れやすさに燃料ガス流路３３１の位置によるばらつきが生じにくくなる。よって、発電部２５での発電効率に位置によるばらつきが生じにくくなる。

【0037】

以上説明した本実施形態に係る燃料電池によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）フラットセパレータ８０の接続部２４，２６に対応する部位には、溝流路セパレータ３０の各流路３０ａ，３０ｂの側方に位置する冷却水給排用のマニホルド孔２２，２８と、冷却水流路３０ｂとを連通する第１連通孔８４，８６が形成されている。

【0038】

こうした構成によれば、セル２０の接続部２４，２６において、溝流路セパレータ３０の燃料ガス流路３０ａに、冷却水給排用のマニホルド孔２２，２８と冷却水流路３０ｂとを連通するための段差を形成する必要がなくなる。従って、溝流路セパレータ３０の構造を簡易なものとすることができ、これを容易に製造することができる。

【0039】

また、燃料ガス流路３０ａには段差形状がないため、燃料ガス流路３０ａでの水の滞留が生じにくくなり、燃料ガスが流れやすくなる。従って、燃料ガスの流れやすさに燃料ガス流路３０ａの位置によるばらつきが生じにくくなる。よって、発電部２５での発電効率に位置によるばらつきが生じにくくなる。

【0040】

（２）第２樹脂フレーム７０の接続部２４，２６に対応する部位には、冷却水給排用のマニホルド孔２２，２８と第１連通孔８４，８６とを連通する第２連通孔７４，７６が形成されている。

【0041】

こうした構成によれば、冷却水給排用のマニホルド孔２２，２８と冷却水流路３０ｂとを連通する連通路の流路断面積を大きくすることができる。従って、同連通路を冷却水が流れやすくなり、セル２０の接続部２４において、溝流路セパレータ３０の冷却水流路３０ｂに対して冷却水を好適に導入することができる。また、接続部２６における溝流路セパレータ３０の冷却水流路３０ｂから冷却水を好適に排出することができる。

【0042】

＜第２実施形態＞
以下、図７〜１０を参照して、第２実施形態について説明する。なお、図７及び図８におけるセル１２０の上下方向を単に上下方向とし、図７及び図８における左右方向を単に左右方向として説明する。

【0043】

図７に示すように、セル１２０の左上側周縁部には、中央部の発電部１２５に向けて燃料ガスを供給するためのマニホルド孔１２１が形成されている。また、セル１２０の右下側周縁部には、発電部１２５からの未反応の燃料ガスを排出するためのマニホルド孔１２７が形成されている。

【0044】

セル１２０の下側周縁部には、酸化剤ガスを発電部１２５に向けて供給するための複数のマニホルド孔１２９が左右方向に沿って形成されている。また、セル１２０の上側周縁部には、発電部１２５からの未反応の酸化剤ガスを排出するための複数のマニホルド孔１２３が左右方向に沿って形成されている。

【0045】

燃料ガス供給用のマニホルド孔１２１の下側には、発電部１２５に向けて冷却水を供給するためのマニホルド孔１２２が形成されている。また、燃料ガス排出用のマニホルド孔１２７の上側には、発電部１２５からの冷却水を排出するためのマニホルド孔１２８が形成されている。

【0046】

図７及び図８に示すように、マニホルド孔１２１，１２２と発電部１２５とを接続する接続部１２４においては、溝流路セパレータ１３０の各流路１３０ａ，１３０ｂが冷却水供給用のマニホルド孔１２２から上方に向けて延びるとともに屈曲して右側に位置する発電部１２５に向けて延びている。また、接続部１２６においては、溝流路セパレータ１３０の各流路１３０ａ，１３０ｂが発電部１２５から右方に向けて延びるとともに屈曲して同図の上方の冷却水排出用のマニホルド孔１２８に向けて延びている。すなわち、接続部２４，２６においては、溝流路セパレータ１３０の各流路１３０ａ，１３０ｂの上流端及び下流端が、冷却水のマニホルド孔１２２，１２８を指向している。また、燃料ガスのマニホルド孔１２１，１２７は、溝流路セパレータ１３０の各流路１３０ａ，１３０ｂの側方に位置している。

【0047】

また、図８に示すように、溝流路セパレータ１３０の下面には、当該溝流路セパレータ１３０を含むセル１２０の第１樹脂フレーム１５０が位置している。また、第１樹脂フレーム１５０の下面には、前記セル１２０の第２樹脂フレーム１７０が位置している。

【0048】

ただし、図８に示すように、第１樹脂フレーム１５０の接続部１２４に対応する部位、より詳しくは、各流路１３０ａ，１３０ｂの屈曲部に対応する部位には、第１連通孔１５４が形成されている。また、第２樹脂フレーム１７０の接続部１２４に対応する部位は、図８及び図９に示すように、孔１７１において開放端を有する格子状をなしており、同部位には第２樹脂フレーム１７０の孔１７１（マニホルド孔１２１）と第１連通孔１５４とを連通する第２連通孔１７４が形成されている。第２連通孔１７４は各流路１３０ａ，１３０ｂの前記屈曲部から前記孔１７１に向けて延びている。

【0049】

なお、図７及び図８に示すように、第１樹脂フレーム１５０及び第２樹脂フレーム１７０の接続部１２６にそれぞれ対応する部位には、燃料ガス排出用のマニホルド孔１２７と燃料ガス流路１３０ａとを連通する第１連通孔１５６及び第２連通孔１７６が、第１連通孔１５４及び第２連通孔１７４と同様にしてそれぞれ形成されている。

【0050】

次に、本実施形態の作用について説明する。
図１１に示すように、本実施形態の燃料電池においては、燃料ガスが、燃料ガス供給用のマニホルド孔１２１、第２連通孔１７４、及び第１連通孔１５４を通じて溝流路セパレータ１３０の燃料ガス流路１３０ａに導入され、同燃料ガス流路１３０ａを通じて発電部１２５に供給される。

【0051】

また、発電部１２５に供給された後の未反応の燃料ガスは、第１連通孔１５６及び第２連通孔１７６を通じて燃料ガス排出用のマニホルド孔１２７へ排出される。
以上説明した本実施形態に係る燃料電池によれば、先の第１実施形態の効果（１）に加えて、新たに以下に示す効果が得られるようになる。

【0052】

（３）第１樹脂フレーム１５０の接続部１２４，１２６に対応する部位には第１連通孔１５４が形成されている。また、第２樹脂フレーム１７０の接続部１２４，１２６に対応する部位には、溝流路セパレータ１３０の冷却水流路１３０ｂの側方に位置する燃料ガス給排用のマニホルド孔１２１，１２７と第１連通孔１５４，１５６とを連通する第２連通孔１７４，１７６が形成されている。第２樹脂フレーム１７０における第２連通孔１７４，１７６が形成された部位は格子状をなしている。

【0053】

また、上記構成によれば、図１０に示すように、第２樹脂フレーム１７０の第２連通孔１７６を構成する格子状の部位の上面及び下面が第１樹脂フレーム１５０とフラットセパレータ１８０とにそれぞれ支持される。このため、第２樹脂フレーム１７０と第１樹脂フレーム１５０及び溝流路セパレータ１３０との間でシール圧が不足することを抑制することができる。

【0054】

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図１２に示すように、セル２２０の左下側の周縁部に、燃料ガス供給用のマニホルド孔２２１を形成し、同マニホルド孔２２１の上側に、冷却水供給用のマニホルド孔２２２を形成し、同マニホルド孔２２２の上側に、酸化剤ガス排出用のマニホルド孔２２３を設け、これらマニホルド孔２１，２２，２３を直線状に配置してもよい。この場合、マニホルド孔２２１，２２２とセル２２０の中央部の発電部２２５とを接続する接続部２２４においては、溝流路セパレータ２３０の各流路２３１，２３４が燃料ガス供給用のマニホルド孔２２１から右方に向けて延びるとともに屈曲して上方に向けて延びている。すなわち、溝流路セパレータ２３０の各流路２３１，２３４の上流端が燃料ガス供給用のマニホルド孔２２１を指向している。また、冷却水供給用のマニホルド孔２２２は溝流路セパレータ２３０の同図の上下方向に延びる各流路２３１，２３４の側方に位置している。さらに、図１３に示すように、溝流路セパレータ２３０は、燃料ガス流路２３１が途中で３つの流路２３１ａ〜２３１ｃに分岐して下流側に向けて延びている。そして、第１実施形態と同様にして、フラットセパレータ及び第２樹脂フレームの接続部２２４に対応する部位に、冷却水供給用のマニホルド孔２２２と、冷却水流路２３４とを連通する連通孔（図示略）を形成する場合には、図１２に二点鎖線にて示す範囲、すなわち燃料ガス流路２３１の分岐部よりも下流側まで形成すればよい。このことにより、冷却水が、マニホルド孔２２２、連通孔（図示略）を通じて、燃料ガス流路２３１の分岐部よりも下流側の冷却水流路２３４、すなわち流路数が増加された部分に導入される。

【0055】

・溝流路セパレータを炭素材料によって形成することもできる。
・第１施形態において、第２樹脂フレーム７０の第２連通孔７４を省略することもできる。すなわち、フラットセパレータ８０のみに冷却水のマニホルド孔２２と溝流路セパレータ３０の冷却水流路３０ｂとを連通する第１連通孔８４を形成することもできる。

【0056】

・第２実施形態の第１樹脂フレーム１５０の第１連通孔１５４（１５６）及び第２樹脂フレーム１７０の第２連通孔１７４（１７６）を、第１実施形態のフラットセパレータ８０及び第２樹脂フレーム７０に対してそれぞれ適用することもできる。

【0057】

・第１実施形態のフラットセパレータ８０の第１連通孔８４（８６）及び第２樹脂フレーム７０の第２連通孔７４（７６）を、第２実施形態の第１樹脂フレーム１５０及び第２樹脂フレーム１７０に対して適用することもできる。

【0058】

・本発明を供給用の接続部のみ、或いは排出用の接続部のみに適用することもできる。
・酸化剤ガス流路として溝流路セパレータを用いることもできる。

【符号の説明】

【0059】

２０，１２０，２２０…セル、２１〜２３，２７〜２９，１２１〜１２３，１２７〜１２９，２２１〜２２３…マニホルド孔、２４，１２４，２２４…接続部、２５，１２５，２２５…発電部、２６，１２６…接続部、３０，１３０，２３０…溝流路セパレータ、３０ａ，１３０ａ，２３１，２３１ａ〜２３１ｃ…燃料ガス流路、３０ｂ，１３０ｂ，２３４…冷却水流路、３１，３２，３３，３７，３８，３９，１３１，１３２，１３３，１３７，１３８，１３９…孔、４０，１４０…膜電極接合体、５０，１５０…第１樹脂フレーム、５１，５２，５３，５７，５８，５９，１５１，１５２，１５３，１５７，１５８，１５９…孔、６０，１６０…多孔体流路板、７０，１７０…第２樹脂フレーム（第２プレート）、７１，７２，７３，７７，７８，７９，１７１，１７２，１７３，１７７，１７８，１７９…孔、７４…第２連通孔（第２連通部）、７６…第２連通孔（第２連通部）、８０，１８０…フラットセパレータ（第１プレート）、８１，８２，８３，８７，８８，８９，１８１，１８２，１８３，１８７，１８８，１８９…孔、８４，８６…第１連通孔（第１連通部）、１５４，１５６…第１連通孔、１７４，１７６…第２連通孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】