专利名称：：燃料电池的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及燃料电池，特别是高分子电解质型燃料电池。技术背景高分子电解质型燃料电池是在作为气体扩散电极的阳极以及阴极中分别使氢等的燃料气体和空气等的氧化剂气体进行电化学反应并且同时产生电和热的电池。在图10中表示这样的高分子电解质燃料电池的一般的基本构成的主要部分截面分解示意图。如图10所示，燃料电池100至少包括一个单电池，该单电池的构成为主要包括膜电极组件(MEA)105和夹持膜电极组件105的一对板状的隔板，即阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b。膜电极组件105具有配置了在阳极104a以及阴极104b之间选择性地输送阳离子(氢离子)的高分子电解质膜101的构成。而且，阳极104a至少含有以紧密接合于高分子电解质膜101侧的状态所配置的催化剂层102a以及在该催化剂层102a和阳极侧隔板106a之间所配置的气体扩散层103a，阴极104b至少含有以紧密接合于高分子电解质膜101侧的状态所配置的催化剂层102b以及在该催化剂层102b和阴极侧隔板106b之间所配置的气体扩散层103b。催化剂层102a、102b是将担载了电极催化剂(比如铂系金属)的导电性碳粉末作为主成分的层。另外，气体扩散层103a、103b是兼备透气性和导电性的层。该气体扩散层103a、103b是比如在由碳形成的导电性多孔质基材之上形成由导电性碳粉末和氟树脂形成的导电性拨水层而获得的。在此，如图10所示，从为防止气体泄漏而配置垫圈109a、109b的观点出发，在MEA104中具有如下结构高分子电解质膜101的主面的大小大于阳极104a以及阴极104b的主面的大小，并且高分子电解质膜101的整个外缘部比阳极衡以及阴极104b的外缘部更加向外侧突出。还有，在本说明书中，也比这些阳极104a以及阴极104b的外缘部更加向外侧突出的高分子电解质膜101的外缘部称作为"露出部"(图10中的P)。阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b具有导电性，机械性地固定MEA104，同时在层叠多个MEA104的情况下将邻接的MEA104彼此之间互相电串联连接。另外，在阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b中，在一个面(即阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b的分别与阳极104a以及阴极104b接触的一侧的主面)上形成有燃料气体用流路107a以及氧化剂气体用流路107b，该燃料气体用流路107a以及氧化剂气体用流路107b用于将反应气体供给阳极104a以及阴极104b并把含有由电极反应生成的生成物和未反应的反应物的气体运往MEA104的外部。还有，在阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b的另一面上形成了用于导入用于将电池温度调节至大致一定的冷却流体(冷却水等)的冷却流体流路108a、108b。通过形成使冷却流体在燃料电池和配置于外部的热交换器之间循环的构成，能够以温水等形式利用由反应而产生的热能。从能够简化制造工序等优点出发，一般的方式是在阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b的分别与阳极104a以及阴极104b接触的一侧的主面上设置沟槽而形成燃料气体用流路107a以及氧化剂气体用流路107b。另外，一般的方式是在阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b的外侧的主面上设置沟槽而形成冷却流体流路108a、108b。另外，在阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b介于多个MEA105之间并且电串联层叠多个MEA105而得到的所谓的层叠型的燃料电池(燃料电池堆)中，设置有用于使供给燃料电池的反应气体分支从而供给各个MEA105的歧管(manifold)(通过将设置于阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b上的反应气体供给用歧管孔以及反应气体排出用歧管孔在连续地层叠的状态下组合而形成的歧管(未图示))。此外，设置有用于使供给燃料电池的冷却流体分支从而供给各个MEA105的歧管(使设置于阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板106b上的冷却流体用歧管孔以及冷却流体排出用歧管孔在连续地层叠的状态下组而形成的歧管(未图示))。把如上所述形成于燃料电池内部的歧管称之为内部歧管，这样的"内部歧管型"的燃料电池是一般的。在此，图11是表示图IO所示的III-III线截面的图(即，从燃料气体用流路107a侧看现有的燃料电池100中的阳极侧隔板106a得到的主视图)，阳极侧垫圈109a所接触的部分以剖面线表示。虽然未图示，但从氧化剂气体用流路107b侧看现有的燃料电池100中的阴极侧隔板106b所得到的主视图也是同样的。如图11所示，在阳极侧隔板109a上设置了燃料气体供给用歧管孔114、燃料气体排出用歧管孔115、冷却流体用歧管孔118、冷却流体排出用歧管孔119、氧化剂气体供给用歧管孔116以及氧化剂气体排出用歧管孔117。同样，在阴极侧隔板106b上也设置了各个歧管孔。接着，图12是表示在图IO中的IV-IV线截面的图(即，从图10的燃料电池IOO拆去阳极侧隔板106a，从该阳极侧隔板106a侧(拆去前)所看到的主视图)。在此虽然未图示，但是从图10的燃料电池100中拆去阴极侧隔板106b，从该阴极侧隔板106b侧(拆去前)所看到的主视图也是同样的。在现有的燃料电池100中，为了防止反应气体的气体泄漏(燃料气体向阴极104b侧的泄漏、氧化剂气体向阳极104a侧的泄漏、反应气体向MEA105外部的泄漏等)，在互相相对的阳极侧隔板106a以及阴极侧隔板賜b之间，在MEA105的外缘部(在阳极104a以及阴极104b的外部的高分子电解质膜101的露出部P)上配置了具有气体密封功能的一对相对的垫圈，即阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈109b。这些阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈10%具有比如截面形状为大致矩形的连续环状体构造，可以使用比如O型环、橡胶状片、弹性树脂与刚性树脂的复合片等利用现有公知的方法来进行制作，并夹住如前所述的高分子电解质膜的全部的露出部P。从MEA105的操作性的观点出发，使具有一定程度刚性的复合材料类的垫圈与MEA105—体化而使用的情况较多。而且，通过将这样的阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈10%以夹住如前所述的高分子电解质膜101的全部的露出部的方式进行配置，据此，由阳极侧隔板106a、高分子电解质膜101以及阳极侧垫圈109a形成把阳极104a包进去的一个密闭空间，由阴极侧隔板106b、高分子电解质膜101以及阴极侧垫圈10%形成了把阴极104b包进去的另外一个密闭空间。由这些密闭空间，谋求防止供给阳极104a以及阴极104b的反应气体的气体泄漏。在此，在将阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈10%配置于上述的位置的时候，无论如何都会产生部件的加工公差和组装公差等。因此，分别使阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈109b与阳极104a以及阴极104b的端面充分紧密接合是极其困难的。因此，如图10图12所示，将阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈109b配置于上述的位置的时候，在阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈109b与阳极104a以及阴极104b之间容易分别形成间隙(即阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙llOb)。形成这样的阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙llOb后，反应气体就会泄漏到阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙110b中。另夕卜，反应气体的一部分不在阳极104a以及阴极104b的内部流动而在该阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙110b内行进而排出到MEA105之外，会有非常难以维持有效的发电性能。另外，在制作层叠型的燃料电池堆的时候，为了防止阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈109b与阳极104a以及阴极104b相互重叠，从设计阶段开始必设置阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙110b,这有实现生产率提高的一方面，由于这一点也难以消除阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙110b。
发明内容但是，根据将另外的密封部件配置于阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙110b的上述现有技术，会由于另外的密封部件而使催化剂层102a、102b和阳极侧垫圈109a以及阴极侧垫圈109b发生形变的现象，要解决上述的问题还有改善的余地。而且，在该现有技术中，因为也不能够避免产生部件的加工公差和组装公差等，所以要把另外的密封部件与阳极104a以及阴极104b的端面充分紧密接合是极其困难的，将阳极侧间隙110a以及阴极侧间隙110b完全密封也是极其困难的。本发明是鉴于上述的问题而做出的，目的在于提供一种燃料电池，即使在阳极侧垫圈以及阴极侧垫圈与阳极以及阴极的端面之间分别形成像上述那样的间隙的情况下，也能够防止反应气体流入该间隙，相对于电极反应能够有效地利用反应气体，并以简单的构造能够确保充分的发电性能。为了达到上述的目的，本发明提供一种燃料电池含有单电池，该单电池具有膜电极组件，含有具有氢离子传导性的高分子电解质膜以及夹持着高分子电解质膜的阳极和阴极；阳极侧隔板，含有用于向阳极供给及排出燃料气体的燃料气体用流路，并具有导电性；阴极侧隔板，含有用于向阴极供给及排出氧化剂气体的氧化剂气体用流路，并具有导电性；位于膜电极组件的外周部的阳极侧垫圈和阴极侧垫圈，阳极侧垫圈面对膜电极组件侧的阳极侧隔板，阴极侧垫圈面对膜电极组件侧的阴极侧隔板，其分别用于密封所述燃料气体和所述氧化剂气体，燃料电池具有下述结构在阳极侧，阳极侧垫圈与膜电极组件之间形成有基本为矩形的阳极侧间隙；在阴极侧，阴极侧垫圈与膜电极组件之间形成有基本为矩形的阴极侧间隙，阳极侧垫圈和阴极侧垫圈中的至少一个具有环状的主体部，该环状的主体部沿着膜电极组件的外周部分配置；和增加密封部，该增加密封部与主体部连接成使得，在阳极侧间隙以及阴极侧间隙中互相相对的两对间隙部分中，增加密封部与一对间隙部分相交叉，所述一对所述间隙部分是从燃料气体用流路以及氧化剂气体用流路的上流侧向下流侧的方向上燃料气体以及氧化剂气体的压力梯度较大的一对间隙部分。如果有这样的本发明的构成，那么即使反应气体流入形成于阳极侦IJ垫圈以及阴极侧垫圈与膜电极组件之间的阳极侦lj间隙以及阴极侦lj间隙中，也能够由增加密封部阻断其流动，并且能够有效地抑制反应气体从反应气体供给用歧管至反应气体排出用歧管不被用于电极反应而被直接排出。因此，本发明能够提供一种燃料电池，即使在反应气体供给用歧管的附近，反应气体流入阳极侧间隙或阴极侧间隙，也可以由增加密封部分可靠地将该反应气体导向阳极或阴极面内，可以由电极反应有效地使用反应气体并较好地提高发电性能。艮P，根据本发明，相对于电极反应能够有效地利用反应气体，并由简单的构成能够容易并且可靠地实现能确保充分的发电性能的高分子电解质型燃料电池。另外，在本说明书中的"反应气体"中，原本是燃料气体以及氧化剂气体，然而该燃料气体以及氧化剂气体也包括了含有由电极反应生成的生成物和未反应的反应物的情况。根据本发明，作为垫圈的构造设置用于将MEA分成多个的增加密封部，从而由该密封部阻断流入了形成于垫圈和MEA之间的间隙中的反应气体。其结果是，流入间隙的反应气体不会直接从供给用歧管流向排出用歧管，即使在供给用歧管附近反应气体流入间隙，也可以由增加密封部可靠地导入阳极或阴极的面内。因此，能够提供一种即使存在在燃料电池制作时为了实现其组装性提高的垫圈与MEA之间的空隙(间隙)也能够在燃料电池的发电中有效地使用反应气体并使发电性能较好地提高的燃料电池。还有，根据本发明，反应气体用流路为蛇行形状，在反应气体用流路的长度方向上设置增加密封部，由此可以由增加密封部可靠地阻断流入垫圈和MEA之间的间隙中的反应气体。如果反应气体用流路从供给用歧管到排出用歧管为止以直线构成流路的话，那么与蛇行形状相比较，反应气体用流路的流路长度变短了，所以反应气体在流动时的压力损失相对于蛇行形状变小。其结果是，如果是直线性的流路构成，那么反应气体流入垫圈和MEA之间的间隙的可能性变小。假如用直线流路且是大纵横比的长流路构成来增大压力损失，则不能够忽视阳极侧间隙以及阴极侧间隙相对于反应气体用流路的比例，所以虽然使用本发明并在电极面内设置增加密封部会变得有效，但是燃料电池的整体状可能会失去平衡。图1是表示本发明的高分子电解质型燃料电池的第一实施方式的基本构造的主要部分的截面分解示意图。图2是表示图1所表示的I-I线截面的图(即，从燃料气体用流路7a侧看第一实施方式的燃料电池10中的阳极侧隔板6a的主视图)。图3是表示图1中的II-II线截面的图(即，从图1的燃料电池10上拆除阳极侧隔板6a，从该阳极侧隔板6a侧(拆除前)看的主视图)。图4是表示图3中的X-X线截面的阳极4a侧的主要部分的截面分解示意图。图5是表示图3中的X-X线截面的阳极4a侧的主要部分(变形例)的截面分解示意图。图6是表示在第二实施方式中图1中的II-II线截面的图(从图1的燃料电池10上拆除阳极侧隔板6a，从该阳极侧隔板6a侧(拆除前)看的主视图)。图7是表示第二实施方式的图3中的&-&线截面的阳极4a侧的主要部分的截面分解示意图。图8是表示在第三实施方式中图1中的I-I线截面的图(即，从燃料气体用流路7a侧看第三实施方式的燃料电池10中的阳极侧隔板6a的主视图)。图9是表示从燃料气体用流路7a侧看第一实施方式的燃料电池10的变形例中的阳极侧隔板6a的主视图。图IO是表示现有的高分子电解质型燃料电池的主要部分的一般基本构成的主要部分的截面分解示意图。图11是表示图IO所表示的III-III线截面的图(即，从燃料气体用流路107a侧看现有的燃料电池100中的阳极侧隔板106a的主视图)。图12是表示图IO中的IV-IV线截面的图(即，从图10的燃料电池100上拆除阳极侧隔板106a，从该阳极侧隔板106a侧(拆除前)看的主视图)。具体实施方式以下参照附图就本发明的优选的实施方式加以说明。另外，在以下的说明中，对相同或相当的部分标注相同的符号，省略重复的说明。[第一实施方式]图1是表示本发明的高分子电解质型燃料电池的第一实施方式的基本构成的主要部分的截面分解示意图。本发明的燃料电池io是通过以虚线表示的位置关系组合图1所示的构成要素而构成，至少具备1个单电池，该单电池的构成中主要包括膜电极组件(MEA)5和夹持膜电极组件5的一对板状隔板，即阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b。膜电极组件5所具有的构成中配置有在阳极4a以及阴极4b之间选择性地输送阳离子(氢离子)的高分子电解质膜(比如美国杜邦(DuPont)公司制的由全氟化碳磺酸形成的Nafionl12膜(商品名))1。而且，阳极4a至少含有以紧密接合于高分子电解质膜1侧的状态配置的催化剂层2a和配置在该催化剂层2a与阳极侧隔板6a之间的气体扩散层3a，阴极4b至少含有以紧密接合于高分子电解质膜1侧的状态配置的催化剂层2b和配置在该催化剂层2b与阳极侧隔板6b之间的气体扩散层3b。催化剂层2a、2b是将担载了电极催化剂(比如白金类金属)的导电性碳粉末(比如炭黑)作为主要成份的层。可以使用包含担载了电极催化剂的导电性碳颗粒、具有阳离子(氢离子)传导性的高分子电解质和分散介质的催化剂层形成用油墨，以在该领域公知的方法形成这样的催化剂层2a、2b。另外，气体扩散层3a、3b是兼备了透气性和导电性的层。该气体扩散层3a、3b通过比如在由碳形成的导电性多孔基材上形成由导电性碳粉末(例如炭黑)和氟树脂形成的导电性拨水层而得到。作为上述导电性多孔基材，可以使用比如碳纸、织布以及毛毡等的一般的材料。在此，如图1所示，从为了防止气体泄漏而配置垫圈9a、9b的观点出发，在MEA4中具有如下结构高分子电解质膜1的主面的大小大于阳极4a以及阴极4b的主面的大小，并且高分子电解质膜1的全部外缘部(露出部P)比阳极4a以及阴极4b的外缘部更加向外侧突出。阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b具有导电性，在将MEA4机械性地固定的同时，在层叠多个MEA4的情况下将邻接的MEA4彼此之间互相电串联连接。另外，在阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b上的一个面(即，阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b的分别与阳极4a以及阴极4b相接的一侧的主面)上形成有燃料气体用流路7a、7b，用于向阳极4a以及阴极4b提供反应气体，并将含有由电极反应生成的生成物和未反应的反应物的气体输送至MEA4的外部。另外，在阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b的另一个面上形成有用于导入用于将电池温度调节至基本一定的冷却流体(冷却水等)的冷却流体流路8a、8b。通过形成使冷却流体在燃料电池与配置于外部的热交换器之间循环的构成，可以将由反应所产生的热能以温水等的形式进行利用。从能够简化制造工序等的优点出发，一般的方式是在阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b的分别与阳极4a以及阴极4b相接的一侧的主面上设置沟槽而形成燃料气体用流路7a、7b。另外，冷却流体流路8a、8b是通过在阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b的外侧的主面上设置沟槽而形成的。本发明的燃料电池10可以用作使阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b介于多个MEA5之间并电串联层叠多个MEA5而得到的所谓层叠型的燃料电池(燃料电池堆)。此时，设置有用于使供给燃料电池的反应气体进行分支并供给各个MEA5的歧管(通过使设置于阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b的反应气体供给用歧管孔以及反应气体排出用歧管孔在连续性地层叠的状态下进行组合而形成的歧管(未图示))。另外，设置了用于使供给燃料电池的冷却流体进行分支并供给各个MEA5的歧管(通过使设置于阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b的冷却流体用歧管孔以及冷却流体排出用歧管孔在连续性地层叠的状态下进行组合而形成的歧管(未图示))。在此，图2是表示图1所示的I-I线截面的图(即，从燃料气体用流路7a侧看本实施方式的燃料电池10中的阳极侧隔板6a的主视图)，阳极侧垫圈9a所接触的部分用剖面线表示。另外，虽然未图示，但是从氧化剂气体用流路7b侧看燃料电池10中的阴极侧隔板6b的主视图也是同样的。如图2所示，在阳极侧隔板9a上设置着燃料气体供给用歧管孔14、燃料气体排出用歧管孔15、冷却流体用歧管孔18、冷却流体排出用歧管孔19、氧化剂气体供给用歧管孔16以及氧化剂气体排出用歧管孔17。同样在阴极侧隔板6b上也设置着各个歧管孔。接着，图3是表示图1中的II-II线截面图(即，从图1的燃料电池10中拆除阳极侧隔板6a并从该阳极侧隔板6a侧(拆除前)所看到的主视图)。还有，虽然未图示，从燃料电池10中拆除阴极侧隔板6b并从该阴极侧隔板6b侧(拆除前)所看到的主视图也是同样的。如图1图3所示，在本实施方式的燃料电池10中，为了防止反应气体的气体泄漏(燃料气体向阴极4b侧的泄漏、氧化剂气体向阳极4a侧的泄漏以及反应气体向MEA5外部的泄漏等)，在互相相对的阳极侧隔板6a以及阴极侧隔板6b之间，在MEA5的外缘部(阳极4a以及阴极4b的外部的高分子电解质膜1的露出部P)配置了具有气体密封功能的一对相对的垫圈，即阳极侧垫圈9a以及阴极侧垫圈9b。在此，以阳极侧垫圈9a作为代表来加以说明，阳极侧垫圈9a具有比如具有截面形状为大致矩形的连续环状体构造的环状主体部(密封部)12a，该环状主体部12a可以使用比如0型圈、橡胶状片、弹性树脂与刚性树脂的复合片等利用现有公知的方法来进行制作，并将如前所述的高分子电解质膜的全部露出部P夹入。从MEA5的操作性的观点出发，较多把具有一定程度的刚性的复合材料类的垫圈与MEA5形成一体来使用。并且，通过以夹入如前所述的高分子电解质膜1的全部露出部的方式配置这样的阳极侧垫圈9a的环状主体部12a，从而由阳极侧隔板6a、高分子电解质膜1以及环状主体部12a形成了包入阳极4a的一个密闭空间。由这些密闭空间即阳极侧间隙10a实现防止供给阳极4a的反应气体的气体泄漏。虽然未图示，但与阳极侧同样，阴极侧垫圈9b也具有环状的主体部，由阴极侧垫圈9b、阴极侧隔板6b、高分子电解质膜l以及该环状主体部形成了把阴极4b包入的另外的密闭空间，即阴极侧间隙10b(参照图1)。与上述现有的垫圈同样，在将仅仅由环状主体部12a形成的阳极侧垫圈9a以及仅仅由环状主体部(未图示)形成的阴极侧垫圈9b配置在上述位置的时候，由于部件的加工公差和组装公差等形成阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b，反应气体泄漏向阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b泄漏，反应气体的一部分不流入阳极4a以及阴极4b的内部而在该阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b内行进并排出至MEA5的外部，因此，存在维持有效的发电性能变得极其困难等的问题。在此，在本实施方式中，如图2以及图3所示，以环状主体部12a和增加密封部lla构成阳极侧垫圈9a。更加具体的是，在阳极侧垫圈9a的环状主体部12a上设置增加密封部lla，以使得在阳极侧间隙10a中互相相对的二对间隙部分之中，增加密封部与从燃料气体的上流侧向下流侧的方向上燃料气体的压力梯度较大的一对间隙部分相交叉。艮口，设置增加密封部12a，在环状主体部12a上互相相对的二对边中，密封部12a连接与如上述的压力梯度较大的一对间隙部分相邻接的一对边。该增加密封部lla可以与环状主体部12a独立而形成并将两者粘结使用，但是从制造工序上的问题等出发，优选两者一体形成。如图3所示，从燃料气体供给用歧管孔14连接至燃料气体排出用歧管孔15的燃料气体用的燃料气体用流路7a由2条并行的沟槽所构成，但是自上流侧向下流侧产生燃料气体的压力梯度。因此，在大致矩形的阳极侧间隙10a中，也包含与箭头D2的方向大致平行的压力梯度较小的一对间隙部分和与箭头D,的方向大致平行的压力梯度较大的--对间隙部分(在图3中的一对剖面线部分10ai、10a2)。因此，在本实施方式中，以与因如上述的压力梯度而使燃料气体更加容易行进的与箭头D,方向大致平行的压力梯度较大的一对间隙部分(在图3中的一对剖面线部分10a,、10a2)相交叉的方式，设置连接于环状主体部12a的增加密封部lla。另外，在图4中表示显示图3中的X-X线截面的阳极4a侧的主要部分的截面分解示意图。如图4所示，在本实施方式中的阳极侧垫圈9a具有环状主体部12a和增加密封部lla，在增加密封部lla的截面上，与阳极4a嵌合的部分R,在环状主体部12a与增加密封部lla之间存在着高低差并有直角形状。由此得到如下效果在可靠地阻断阳极侧间隙10a的同时，阳极4a不被增加密封部lla挤破并且被可靠地固定(定位)。还有，在增加密封部11a与燃料气体用的燃料气体用流路7a相接触的部分上设置隔离板57a来防止燃料气体的泄漏即可。虽然未图示，但是在阴极侧也设置了与阳极侧垫圈9a同样的增加密封部以及隔离板。根据本实施方式，通过设置如上述的增加密封部，即使反应气体流入了在阳极侧垫圈9a以及阴极侧垫圈9b与膜电极组件5之间所形成的阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b中，也能够由增加密封部阻断其流动，并能够有效地抑制反应气体不用于电极反应而直接从反应气体供给用歧管排出到反应气体排出用歧管。因此，可以提供一种燃料电池，即使在反应气体供给用歧管的附近反应气体流入阳极侧间隙10a或阴极侧间隙10b，也可以由增加密封部可靠地把该反应气体导入阳极4a或阴极4b的面内，从而能够在电极反应中有效地使用反应气体并良好地提高发电性能。如图2所示，在本实施方式中的燃料气体用的燃料气体用流路7a为自燃料气体供给用歧管孔14连接至燃料气体排出用歧管孔15的燃料气体用的燃料气体用流路7a由2条并行的沟槽所构成，该沟槽具有包含多个直线部27a和连接邻接的直线部27a的曲线部37a的蛇行形状，虽然未图示，但是氧化剂气体用的氧化剂气体用流路7b也具有同样的形状。并且，增加密封部12a设置成位于多个直线部27a之间的棱47a处。还有，阴极侧也是同样。由这样的构成，在阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b各二对间隙部分中能够可靠地形成压力梯度较大的一对组合和压力梯度较小的一对组合，可以不妨碍燃料气体用流路7a、7b中的燃料气体以及氧化剂气体的流动而能够更加可靠地获得如上所述的本发明的效果。再则，如图2所示，优选增加密封部12a位于相对于燃料气体用的燃料气体用流路7a的出口侧(即，燃料气体排出用歧管孔15侧)而言更靠近入口侧(即，燃料气体供给用歧管孔14侧)的位置。流向阳极侧垫圈9a与膜电极组件5之间的阳极侧间隙10a的燃料气体的量是到增加密封部12a为止的阳极侧间隙10a的压力损失与同样到增加密封部12a为止的燃料气体用流路7a的压力损失相等时的气体量。另外，通过设置增加密封部12a，在其上流侧，在阳极侧间隙10a中流动的燃料气体与在燃料气体用流路7a中流动的燃料气体在增加密封部12a处混合，流向其下流侧。因此，在增加密封部12a之后的电极(阳极4a)面上，因燃料气体流入阳极侧间隙10a而引起的损失被抵消了。例如，如果允许燃料气体的10%流入阳极侧垫圈9a与膜电极组件5之间的阳极侧间隙10a，那么在燃料气体的10%流向至增加密封部12a为止的阳极侧间隙10a的时候的压力损失与在燃料气体用流路7a中流动其余的90%时的至增加密封部12a为止的压力损失相等的位置上，设置增加密封部12a。因此，根据电极面上需要的燃料气体量决定设置增加密封部12a的位置。在发电时，由于燃料气体消耗，所以自燃料气体用流路7a的入口侧开始气体压力急剧下降。因此，从结果来说，在以增加密封部12a分隔的2个阳极4a面上，燃料气体用流路7a的入口侧的面积变小而设置增加密封部12a，由此能够抑制因燃料气体流入阳极侧间隙10a而引起的对燃料电池性能的影响。关于氧化剂气体流动的阴极侧也是这样，由与上述同样的理由，优选位于相对于氧化剂气体用氧化剂气体用流路7b的出口侧(即，氧化剂气体排出用歧管孔17侧)而言更加靠近入口侧(即，氧化剂气体供给用歧管孔16侧)的位置。另外，阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b中的至少一个的宽度优选为大于0.3mm小于1.5mm。在本发明中，确保同时积极利用现有技术中因发生反应气体绕入现象而不优选的阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b，起到如上述那样的效果，间隙的宽度如果在上述的范围内，那么就能够更可靠地获得本发明的效果。图5是表示本实施方式的增加密封部lla的变形例。图5是表示在图3中的X-X线截面的阳极4a侧的主要部分(变形例)的截面分解示意图。如图5所示，在本变形例中的阳极侧垫圈9a具有环状的主体部12a和增加密封部lla，在增加密封部lla的截面上，与阳极4a的角部相接触的部分R2有着斜的形状。由此，阳极侧间隙10a可靠地被阻断，同时能够减少阳极4a被增加密封部lla挤坏的程度，并且能够获得可靠固定的效果。[第二实施方式]以下就本发明的燃料电池的第二实施方式加以说明。该第二实施方式的燃料电池(未图示)用不同的构成代替图1所示的第一实施方式的燃料电池10中的阳极4a、阴极4b以及增加密封部12a，除阳极4a、阴极4b以及增加密封部12a以外的构成均和第一实施方式的燃料电池10相同。以下就第二实施方式的燃料电池中所具备的阳极4a、阴极4b以及增加密封部12a加以说明。图6相当于第一实施方式中的图3，是表示图1中的II-II线截面的图(从图1的燃料电池10中拆除阳极侧隔板6a，从该阳极侧隔板6a侧(拆除前)所看到的主视图)。还有，虽然未图示，但是从燃料电池10中拆除阴极侧隔板6b，从该阴极侧隔板6b侧(拆除前)所看到的主视图也是同样的。如图6所示，本实施方式中的阳极4a由增加密封部12a的一部分分成具有大致相同的面积，利用这样分割的部分，增加密封部12a不会挤坏阳极4a。并且，在图7中表示显示本实施方式的图6中的&-&线截面的阳极4a侧的主要部分的截面分解示意图。如图7所示，本实施方式中的阳极侧垫圈9a具有环状的主体部12a和增加密封部lla，但是可以与第一实施方式不同，不设置具有直角形状的部分Rp而使环状主体部12a的高度与增加密封部lla的高度大致相同。由此得到阳极侧间隙10a可靠地被阻断的同时阳极4a不被增加密封部lla挤坏的效果。另外，虽然未图示，但是在阴极侧也设置了与阳极侧垫圈9a同样的增加密封部。根据本实施方式，通过设置如上述那样的增加密封部，即使反应气体流入了形成于阳极侧垫圈9a以及阴极侧垫圈9b和膜电极组件5之间的阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b中，也能够由增加密封部阻断其流动，从而能够有效地抑制反应气体不被用于电极反应而被直接从反应气体供给用歧管排出至反应气体排出用歧管。因此，本发明提供的燃料电池，即使在反应气体供给用歧管的附近反应气体流入阳极侧间隙10a或者阴极侧间隙10b，也能够由增加密封部可靠地将该反应气体导入阳极4a或者阴极4b的面内，从而能够由电极反应有效地使用反应气体并良好地提高发电性能。[第三实施方式]以下就本发明的燃料电池的第三实施方式加以说明。该第三实施方式的燃料电池(未图示)，将图1所示的第一实施方式的燃料电池10中的增加密封部12a取代成不同的构成，除增加密封部12a以外的构成均和第一实施方式的燃料电池IO相同。以下就第三实施方式的燃料电池中所具备的增加密封部12a加以说明。图8相当于第一实施方式中的图2，在第三实施方式中是表示图1中的I-I线截面的图(即，从燃料气体用流路7a侧看本实施方式的燃料电池10中的阳极侧隔板6a得到的主视图)，阳极侧垫圈9a所接触的部分用剖面线表示。还有，虽然未图示，但是从氧化剂气体用流路7b侧看燃料电池10中的阴极侧隔板6b的主视图也是同样的。在本实施方式中的增加密封部由第一增加密封部lla,以及第二增加密封部lla2构成。g卩，如在上述第一实施方式中所说明的那样，在大致矩形的阳极侧间隙10a中，包括了与箭头D2的方向大致平行的压力梯度较小的一对间隙部分和与箭头D,的方向大致平行的压力梯度较大的一对间隙部分(图3中的剖面线部分)，所以设置连接环状的主体部12a的第一增加密封部lla,以及第二增加密封部lla2，以使其与因上述那样的压力梯度而使燃料气体更加容易行进的与箭头D,的方向大致平行的压力梯度较大的一对间隙部分(图3中的剖面线部分)相交叉。虽然未图示，但是在阴极侧也同样设置2个增加密封部。根据本实施方式，通过设置如同上述的2个增加密封部，即使反应气体流入在阳极侧垫圈9a以及阴极侧垫圈9b和膜电极组件5之间所形成的阳极侧间隙10a以及阴极侧间隙10b中，也可以由增加密封部可靠地阻断其流动，并且能够有效地抑制反应气体不被用于电极反应而被直接从反应气体供给用歧管排出至反应气体排出用歧管。因此，即使在反应气体供给用歧管的附近反应气体流入阳极侧间隙10a或者阴极侧间隙10b中，也可以由2个增加密封部将该反应气体更加可靠地导入阳极4a或者阴极4b的面内，从而能够提供可以由电极反应有效地使用反应气体并良好地提高发电性能的燃料电池。以上就本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式。另外，在各个实施方式中也可以采用其他实施方式的构成的一部分。例如，在上述实施方式中，说明了设置增加密封部12a，在环状的主体部12a中互相相对的二对边中，该增加密封部12a连接与如上所述的压力梯度较大的一对间隙部分相邻接的一对边，但是比如在第一实施方式中，增加密封部12a只要与如同上述的压力梯度较大的一对间隙部分上交叉即可，也可以在中途被切断(参照图9)，在图9中，在增加密封部11a在中途设置了切断部S。在第二实施方式以及第三实施方式中同样也可以在增加密封部中设置切断部。另外，在第三实施方式中，也可以采用具有在第一实施方式中说明的图4以及图5中所表示的任何一个截面构造的增加密封部lla，另外，也可以采用具有在第二实施方式中说明的图7所示的截面构造的增加密封部lla，同时将阳极4a以及阴极4b分别分成3份来进行配置。还有，比如如果考虑氢和氧的化学计量反应，需要氢为氧的2倍体积，但是当将空气使用于氧化剂气体的时候，因为空气中的氧浓度约为20体积％，往阴极去的空气流量多于往阳极去的燃料气体的流量。再则，从提高燃料利用率的观点出发，也需要减少燃料气体的流量。因此，燃料气体用流路比氧化剂气体用流路的蛇行部分更多而且更长，燃料气体用流路的长度与阳极侧间隙的长度之差大于氧化剂气体用流路的长度与阴极侧间隙的长度之差，所以形成了相对于阴极侧间隙而言反应气体更容易流入阳极侧间隙的环境。因此，在阳极侧优选设置增加密封部更加有效。另外，如上述实施方式所述，在燃料气体用气体流路以及氧化剂气体用流路由多条沟槽形成的情况下，在多条沟槽之间因弯曲方向的数目的不同而在流路长度(行程长度)上产生差异。此时，优选在多条沟槽内，使自反应气体供给用歧管孔至反应气体排出用歧管孔的距离较长的沟槽的截面积大于自反应气体供给用歧管孔至反应气体排出用歧管孔的距离较短的沟槽的截面积。根据该构成，能够消除在不同流路长的沟槽之间的压力损失差，并能够使反应气体的流动稳定。而且，优选在上流侧的燃料气体用流路以及氧化剂气体用流路与下流侧的燃料气体用流路以及氧化剂气体用流路相邻接的领域中，加粗流路之间的宽度(即，棱部的宽度)。由此，能够防止反应气体直接自上流侧的流路流入至下流侧的流路。从防止燃料气体与氧化剂气体的交叉泄漏同时有效防止两者在气体流路的一部分中流动的观点出发，优选在阳极侧隔板6a上将燃料气体供给用歧管孔14的位置和燃料气体排出用歧管孔15的位置分开，在阴极侧隔板6b上将氧化剂气体供给用歧管孔18的位置和氧化剂气体排出用歧管孔19的位置分开。假如在让歧管孔彼此接近的情况下，优选在歧管孔附近将与该歧管孔连通的流路之间的棱部的宽度设定得较厚。在本发明中，可以适当变更阳极侧隔板上的燃料气体用流路的构成和阴极侧隔板上的氧化剂气体用流路的构成，两者的构成可以为相同的构成也可以为不同的构成。另外，上述的直线部的数目以及曲线部分的数目也没有特别的限定，可以在不损害本发明的效果的范围内进行适当的设定。此外，作为在阳极侧隔板上的冷却流体流路以及在阴极侧隔板上的冷却流体流路的形状没有特别的限定，可以采用将冷却流体供给用歧管孔和冷却流体排出用歧管孔连通的与现有技术同样的构成。比如，冷却流体流路设置于阳极侧隔板以及阴极侧隔板中的至少一方即可，不必在双方上都设置。再则，在将单电池作多个层叠的时候，也可以每2个单电池形成1个冷却流体流路。此时，比如可以在阳极侧隔板的一个面上形成燃料气体用流路，同时在另一个面上形成冷却流体流路；在阴极侧隔板的一个面上形成氧化剂气体用流路，另一个面做成平面状。实施例以下使用实施例来更加详细地说明本发明，但是本发明不仅仅限定于这些实施例。实施例1作为MEA，准备具有图1所示的构成的JapanGore-TexInc.制的"PRJMEA(商品名)"，通过热压将垫圈接合于高分子电解质膜的外周部以形成图1所示的构成。在此，在本实施例中，将3mm宽的维通(Viton)密封部件嵌入阴极侧的气体扩散层和垫圈之间，从而制成图2图4所示的增加密封部lla。其具体的设置位置是设置成横穿氧化剂气体的压力损失增大的一对边，设置于上流与下流部的正中的位置。将MEA配置于阳极侧隔板与阴极侧隔板之间，将各个集电板以及绝缘板重叠于其两端，把该层叠体配置于一对端板之间，使用弹簧以及固结用具将层叠体固定于一对端板之间，从而得到本实施例的燃料电池。另外，在符合上述MEA的大小的导电性的平板的一个主面上通过切削加工气体流路而形成阳极侧隔板和阴极侧隔板。在此，在该实施例1中，除了代替2条气体流路而形成3条气体流路之外，以与图2所示的气体流路同样的几何学的条件形成阳极侧隔板的燃料气体的气体流路。另外，在该实施例l中，除了代替2条气体流路而形成7条气体流路之外，以与图2所示的气体流路同样的几何学的条件形成阴极侧隔板的氧化剂气体的气体流路。比较例1除了与实施例1的燃料电池相比较没有增加密封部以外，做成具有和实施例1相同的构成的燃料电池。[评价试验]使用实施例1的燃料电池以及比较例1的燃料电池堆，以以下的工作条件测定了极限氧气利用率。结果如表l所示。在该评价试验中，求得实施例1的燃料电池堆以及比较例1的燃料电池每一个的极限氧气利用率，算出相加平均值并将该值作为极限氧气利用率。另外，所谓的"极限氧气利用率"是燃料电池电压不发生压降而能够稳定发电的最大氧气利用率。燃料电池温度62°C燃料气体(H2)利用率75%氧化剂气体(02)利用率5098%燃料气体以及氧化剂气体加湿温度66°C[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>而，在比较例中，氧气利用率一旦超过87%，电压就会开始下降。由表1所示的结果明显显示，确认了本发明的燃料电池具有高极限氧气利用率并发挥充分的发电性能。产业上的可利用性本发明的固体高分子型燃料电池能够抑制反应气体利用效率的降低，可以适用于使用高分子型固体电解质膜的燃料电池，特别适用于安置型热电联供系统和电动汽车。权利要求1.一种燃料电池，其特征在于含有单电池，该单电池具有膜电极组件，含有具有氢离子传导性的高分子电解质膜以及夹持着所述高分子电解质膜的阳极和阴极；阳极侧隔板，含有用于向所述阳极供给及排出燃料气体的燃料气体用流路，并具有导电性；阴极侧隔板，含有用于向所述阴极供给及排出氧化剂气体的氧化剂气体用流路，并具有导电性；位于所述膜电极组件的外周部的阳极侧垫圈和阴极侧垫圈，所述阳极侧垫圈面对所述膜电极组件侧的所述阳极侧隔板，所述阴极侧垫圈面对所述膜电极组件侧的所述阴极侧隔板，其分别用于密封所述燃料气体和所述氧化剂气体，所述燃料电池具有下述结构在所述阳极侧，所述阳极侧垫圈与所述膜电极组件之间形成有基本为矩形的阳极侧间隙；在所述阴极侧，所述阴极侧垫圈与所述膜电极组件之间形成有基本为矩形的阴极侧间隙，所述阳极侧垫圈和所述阴极侧垫圈中的至少一个具有环状的主体部，该环状的主体部沿着所述膜电极组件的外周部配置；和增加密封部，该增加密封部与所述主体部连接成使得，在所述阳极侧间隙以及所述阴极侧间隙中互相相对的两对间隙部分中，所述增加密封部与一对所述间隙部分相交叉，所述一对所述间隙部分是从所述燃料气体用流路以及所述氧化剂气体用流路的上流侧向下流侧的方向上所述燃料气体以及所述氧化剂气体的压力梯度较大的一对所述间隙部分。2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于所述燃料气体用流路以及所述氧化剂气体用流路中的至少一个具有蛇行形状，所述蛇行形状包括多个直线部和将相邻的所述直线部连接的曲线部。3.如权利要求2所述的燃料电池，其特征在于所述增加密封部位于所述多个直线部之间的棱处。4.如权利要求l所述的燃料电池，其特征在于所述增加密封部在中途被切断。5.如权利要求l所述的燃料电池，其特征在于所述阳极侦lj间隙以及所述阴极侦U间隙中的至少一个的宽度超过0.3mm且不至U1.5mm。6.如权利要求l所述的燃料电池，其特征在于所述增加密封部位于相对于所述燃料气体用流路以及所述氧化剂气体用流路的出口侧而言更靠近入口侧的位置。全文摘要本发明提供一种燃料电池，在燃料电池阳极侧以及阴极侧，即使反应气体分别流入在环状的主体部分和膜电极组件之间所形成的大致矩形的阳极侧间隙以及阴极侧间隙中，也能够防止该反应气体不通过电极而直接流向出口从而造成发电效率降低的问题。在燃料电池中的阳极侧垫圈以及阴极侧垫圈中的至少一个中设置连接于环状的主体部的增加密封部，以使得在阳极侧间隙以及阴极侧间隙中互相相对的两对间隙部分中，增加密封部与一对间隙部分相交叉，该一对间隙部分是从燃料气体用流路以及氧化剂气体用流路的上流侧向下流侧的方向上燃料气体以及氧化剂气体的压力梯度较大的一对间隙部分。文档编号H01M8/02GK101233639SQ20068002767公开日2008年7月30日申请日期2006年7月11日优先权日2005年7月27日发明者日下部弘树,松本敏宏,竹口伸介,羽藤一仁申请人:松下电器产业株式会社