CN113299938B - 燃料电池用隔板构件以及燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池用隔板构件以及燃料电池。形成发电单电池(12)的燃料电池用隔板构件(11)具有：第一隔板(36)；以及载荷承受构件(82a)，其以从第一隔板(36)向外方突出的方式配置。在第一隔板(36)的外周部中的与接合部(96a)相邻的部分，设置沿着载荷承受构件(82a)的突出方向延伸的用于增强的增强肋(113)。

Description

燃料电池用隔板构件以及燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池用隔板构件以及燃料电池。
背景技术
例如，专利文献1公开了如下燃料电池用隔板构件，其具备隔板、以从隔板向外方突出的方式接合的载荷承受构件。载荷承受构件在其宽方向(与隔板厚度方向和突片的突出方向正交的方向)的外部载荷施加于隔板时，因与外部支承构件接触而受到所述外部载荷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-3830号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在载荷承受构件受到外部载荷时，应力容易集中在隔板的外周部与载荷承受构件的接合部。因此，需要提高隔板的外周部与载荷承受构件的接合强度。
本发明是考虑这样的问题而做出的，目的在于提供能够实现提高隔板的外周部与载荷承受构件的接合强度的燃料电池用隔板构件以及燃料电池。
用于解决问题的方案
本发明的一方式为燃料电池用隔板构件，具备：隔板；载荷承受构件，其以从所述隔板向外方突出的方式配置；以及接合部，其将所述隔板的外周部与所述载荷承受构件相互接合，在所述燃料电池用隔板构件中，在所述隔板的外周部中的与所述接合部相邻的部分，设置沿着所述载荷承受构件的突出方向延伸的增强肋。
本发明的其它方式为燃料电池，具备：在电解质膜的两侧配设电极而形成的电解质膜-电极结构体；以及在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的一组隔板，在所述燃料电池中，在所述一组隔板中的至少一方形成上述的燃料电池用隔板构件。
发明的效果
根据本发明，在隔板的外周部中的与接合部相邻的部位，设置沿载荷承受构件的突出方向延伸的增强肋。因此，能够利用该增强肋来提高隔板的外周部与载荷承受构件的接合强度。另外，增强肋沿与载荷承受构件的宽方向垂直的方向延伸。因而，在对隔板施加外部载荷时，能够有效果地抑制隔板的外周部中的支承载荷承受构件的部分变形。
参照附图来说明以下的实施方式，从而能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是具备本发明的一实施方式涉及的燃料电池用隔板构件的燃料电池堆的一部分的分解立体图。
图2是图1的燃料电池堆的示意性的横剖视图。
图3是构成图1的燃料电池堆的层叠体的主要部分分解立体图。
图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。
图5是沿着图2的V-V线的剖视图。
图6是图3的载荷承受构件的平面说明图。
具体实施方式
以下，例举优选的实施方式并参照附图来说明本发明涉及的燃料电池用隔板构件以及燃料电池。
如图1所示，本实施方式涉及的燃料电池堆10具备多个发电单电池12(燃料电池)层叠而成的层叠体14。燃料电池堆10例如以多个发电单电池12的层叠方向(箭头符号A方向)沿着燃料电池汽车的水平方向(车宽方向或者车长方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。但也可以是，燃料电池堆10以多个发电单电池12的层叠方向沿着燃料电池汽车的铅垂方向(车高方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。
在层叠体14的层叠方向的一端，朝向外方依次配设接线板16a、绝缘件18a以及端板20a。在层叠体14的层叠方向的另一端，朝向外方依次配设接线板16b、绝缘件18b以及端板20b。
在接线板16a电连接有输出端子22a。在接线板16b电连接有输出端子22b。各绝缘件18a、18b是具有电绝缘性的绝缘板。
各个端板20a、20b具有横长的长方形状。如图1和图2所示，在端板20a、20b的各个边之间配置连结构件24a～24d(连结杆)。各个连结构件24a～24d的两端被螺栓26固定在端板20a、20b的内表面(参照图1)。由此，连结构件24a～24d对燃料电池堆10(层叠体14)施加层叠方向(箭头符号A方向)的紧固载荷(压缩载荷)。
在图2中，连结构件24a位于端板20a、20b的一方的长边的从中央向一端侧(箭头符号B1方向)偏离的位置。连结构件24b位于端板20a、20b的另一方的长边的从中央向另一端侧(箭头符号B2方向)偏离的位置。连结构件24c、24d位于端板20a、20b的各个短边的中央的位置。
如图1以及图2所示，燃料电池堆10具备盖部28，该盖部28从与层叠方向正交的方向(箭头符号B方向以及箭头符号C方向)覆盖层叠体14。盖部28具有：横长板形状的一组侧板30a、30b，其构成端板20a、20b的宽度方向(箭头符号C方向)的两端的两面；以及横长板形状的一组侧板30c、30d，其构成端板20a、20b的长度方向(箭头符号B方向)的两端的两面。
各个侧板30a～30d被螺栓32固定于端板20a、20b的侧面。根据需要使用盖部28即可，也能够设为不要盖部28。盖部28也可以是，用一体的铸件或者一体的挤压材料来将侧板30a～30d形成为筒状。
如图3所示，发电单电池12具有：带树脂框的MEA 34；以及从箭头符号A方向夹持带树脂框的MEA34的第一隔板36和第二隔板38。
在发电单电池12的长边方向、即箭头符号B方向的一端缘部(箭头符号B1方向的端缘部)，沿箭头符号C方向排列设置氧化剂气体入口连通孔42a、冷却介质入口连通孔44a以及燃料气体出口连通孔46b。各发电单电池12的氧化剂气体入口连通孔42a在多个发电单电池12的层叠方向(箭头符号A方向)相互连通，供给氧化剂气体(例如，含氧气体)。各发电单电池12的冷却介质入口连通孔44a在箭头符号A方向相互连通，供给冷却介质(例如，纯水、乙二醇、油等)。各发电单电池12的燃料气体出口连通孔46b在箭头符号A方向相互连通，排出燃料气体(例如，含氢气体)。
在发电单电池12的箭头符号B方向的另一端缘部(箭头符号B2方向的端缘部)，沿箭头符号C方向排列设置燃料气体入口连通孔46a、冷却介质出口连通孔44b以及氧化剂气体出口连通孔42b。各发电单电池12的燃料气体入口连通孔46a在箭头符号A方向相互连通，供给燃料气体。各发电单电池12的冷却介质出口连通孔44b在箭头符号A方向相互连通，排出冷却介质。各发电单电池12的氧化剂气体出口连通孔42b在箭头符号A方向相互连通，排出氧化剂气体。
此外，氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b、燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b、冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b也分别形成于端板20a(参照图1)。
氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b以及燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b以及冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b各自的大小、位置、形状以及数量不限定于本实施方式，根据要求的规格适当地设定即可。
如图3以及图4所示，带树脂框的MEA 34具备：电解质膜-电极结构体(以下，称为“MEA 48”)；以及树脂框构件50(树脂框部、树脂膜)，其在MEA 48的外周部设置重叠部来接合并且围绕该外周部。在图4中，MEA 48具有：电解质膜52；在电解质膜52的一方的面52a设置的阴极电极54；以及在电解质膜52的另一方的面52b设置的阳极电极56。
电解质膜52例如为固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜52除了能够使用氟系电解质以外，还能够使用HC(烃)类电解质。电解质膜52被阴极电极54和阳极电极56夹持。
虽未详细图示，阴极电极54具有：第一电极催化剂层，其与电解质膜52的一方的面52a接合；以及第一气体扩散层，其层叠于该第一电极催化剂层。第一电极催化剂层是在第一气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。
阳极电极56具有：第二电极催化剂层，其与电解质膜52的另一方的面52b接合；以及第二气体扩散层，其层叠于该第二电极催化剂层。第二电极催化剂层是在第二气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。第一气体扩散层以及第二气体扩散层分别由碳纸、碳布等形成。
电解质膜52的平面尺寸小于阴极电极54以及阳极电极56各自的平面尺寸。阴极电极54的外周缘部与阳极电极56的外周缘部夹持树脂框构件50的内周缘部。树脂框构件50构成为不透过反应气体(氧化剂气体以及燃料气体)。树脂框构件50设置于MEA 48的外周侧。
也可以是，不使用树脂框构件50，而以使电解质膜52向外方突出的方式形成带树脂框的MEA 34。另外也可以是，以在向外方突出的电解质膜52的两侧设置框形状的膜的方式形成带树脂框的MEA 34。
在图3中，第一隔板36以及第二隔板38是金属制的，形成为长方形(四边形)。第一隔板36和第二隔板38例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或在其金属表面上施加了用于防腐蚀的表面处理的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。第一隔板36与第二隔板38在相互重叠的状态下通过焊接、钎焊、嵌塞(日文：かしめ)等将外周接合为一体，构成接合隔板39。第一隔板36形成后述的燃料电池用隔板构件11。
如图3以及图4所示，在第一隔板36的朝向MEA 48的面36a，设置与氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b连通的氧化剂气体流路58。氧化剂气体流路58具有在箭头符号B方向呈直线状地延伸的多个氧化剂气体流路槽60。各氧化剂气体流路槽60也可以在箭头符号B方向呈波状地延伸。
在第一隔板36设置第一密封部62，该第一密封部62防止流体(氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质)从带树脂框的MEA 34与第一隔板36之间向外部泄漏。第一密封部62围绕第一隔板36的外周部，围绕各连通孔(氧化剂气体入口连通孔42a等)。从隔板厚度方向(箭头符号A方向)观察时，第一密封部62呈直线状地延伸。但也可以是，从隔板厚度方向观察时，第一密封部62呈波状地延伸。
在图4中，第一密封部62具有：第一金属凸起部64，其与第一隔板36一体成形；以及第一树脂件66，其设置于第一金属凸起部64。第一金属凸起部64从第一隔板36朝向树脂框构件50突出。第一金属凸起部64的横截面形状为朝向第一金属凸起部64的突出方向而成为前端变细形状的梯形形状。第一树脂件66是通过印刷或者涂布等被固定于第一金属凸起部64的突出端面的弹性构件。第一树脂件66例如由聚酯纤维构成。
如图3以及图4所示，在第二隔板38的朝向MEA 48的面38a，设置与燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b连通的燃料气体流路68。燃料气体流路68具有在箭头符号B方向延伸的多个燃料气体流路槽70。各燃料气体流路槽70也可以是在箭头符号B方向呈波状地延伸。
在第二隔板38设置第二密封部72，该第二密封部72防止流体(氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质)从带树脂框的MEA 34与第二隔板38之间向外部泄漏。第二密封部72围绕第二隔板38的外周部，围绕各连通孔(氧化剂气体入口连通孔42a等)。从隔板厚度方向(箭头符号A方向)观察时，第二密封部72呈直线状地延伸。但也可以是，从隔板厚度方向观察时第二密封部72呈波状地延伸。
在图4中，第二密封部72具有：第二金属凸起部74，其与第二隔板38一体成形；以及第二树脂件76，其设置于第二金属凸起部74。第二金属凸起部74从第二隔板38朝向树脂框构件50突出。第二金属凸起部74的横截面形状为朝向第二金属凸起部74的突出方向而成为前端变细形状的梯形形状。第二树脂件76是通过印刷或者涂布等被固定于第二金属凸起部74的突出端面的弹性构件。第二树脂件76例如由聚酯纤维构成。
第一密封部62与第二密封部72以从隔板厚度方向观察时相互重叠的方式配置。因此，在对燃料电池堆10施加紧固载荷(压缩载荷)的状态下，第一金属凸起部64以及第二金属凸起部74分别弹性变形(压缩变形)。另外，在该状态下，第一密封部62的突出端面(第一树脂材66)与树脂框构件50的一方的面50a气密且液密地接触，并且第二密封部72的突出端面(第二树脂材76)与树脂框构件50的另一方的面50b气密且液密地接触。
也可以是，第一树脂件66不设置于第一金属凸起部64，而设置于树脂框构件50的一方的面50a。也可以是，第二树脂件76不设置于第二金属凸起部74，而设置于树脂框构件50的另一方的面50b。另外，也可以是，省略第一树脂件66以及第二树脂件76中的至少一者。也可以是，第一密封部62以及第二密封部72不是金属凸起密封件，而由具有弹性的橡胶密封构件形成。
在图3以及图4中，在第一隔板36的面36b与第二隔板38的面38b之间，设置与冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b连通的冷却介质流路78。冷却介质流路78具有沿着箭头符号B方向呈直线状地延伸的多个冷却介质流路槽80。冷却介质流路78由氧化剂气体流路58的背面形状与燃料气体流路68的背面形状形成。
如图2以及图3所示，燃料电池用隔板构件11具备：第一隔板36；以及在第一隔板36设置的两个载荷承受构件82a、82b。
在图2、图3以及图5中，在第一隔板36设置两个第一支承部84a、84b。第一支承部84a从第一隔板36的一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号C1方向)突出。第一支承部84a以与连结构件24a相向的方式位于第一隔板36的一方的长边的从中央向第一隔板36的一端侧(箭头符号B1方向)偏离的位置。第一支承部84a通过冲压成型来与第一隔板36的外周部设置为一体。第一支承部84a支承载荷承受构件82a。
在图2以及图3中，第一支承部84b从第一隔板36的另一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号C2方向)突出。第一支承部84b以与连结构件24b相向的方式位于第一隔板36的另一方的长边的从中央向第一隔板36的另一端侧(箭头符号B2方向)偏离的位置。第一支承部84b通过冲压成型来与第一隔板36的外周部设置为一体。
也可以是，在燃料电池用隔板构件11中，将第一支承部84a、84b与第一隔板36形成为分别的构件，将第一支承部84a、84b接合于第一隔板36。也可以是，第一支承部84a、84b不从第一隔板36的外周部向外方突出。
在图5以及图6中，载荷承受构件82a以从第一隔板36的外周部朝向箭头符号C1方向而向外方突出的方式设置于第一隔板36的外周部(第一支承部84a)。载荷承受构件82a具有：金属板88(芯材)；以及树脂构件90，其覆盖金属板88的一部分。通过嵌入成形来形成载荷承受构件82a。
作为金属板88的构成材料，能够举出与构成第一隔板36以及第二隔板38的材料同样的材料。金属板88包括：安装部92，其固定于第一支承部84a；以及基底部94，其与安装部92连结并向第一隔板36的外方突出。
安装部92形成为大致长方形，并且在箭头符号B方向延伸。安装部92从树脂构件90露出。安装部92配置在第一支承部84a中的带树脂框的MEA 34所处位置侧的面(与第二支承部86a相反侧的面)。安装部92经由接合部96a被接合于第一支承部84a。接合部96a沿箭头符号B方向延伸。接合部96a是通过点焊、激光焊接、MIG焊接、TIG焊接、钎焊等形成的。
在图6中，基底部94的整面被树脂构件90覆盖。基底部94和树脂构件90形成从第一隔板36的外周部(第一支承部84a)朝向箭头符号C1方向而向外方突出的突片98。载荷承受构件82a的突片98插入在连结构件24a形成的凹部100a内(参照图5)。而且也可以是，连结构件24a与盖部28一体地形成。关于连结构件24b也是同样的。
如图5所示，在突片98的中央部形成圆形的定位孔108，在制造燃料电池堆10时用于将各燃料电池用隔板构件11定位的杆106插通所述定位孔108。而且，在各燃料电池用隔板构件11的定位完成之后，既可以将杆106从定位孔108拔出，也可以留在定位孔108中。
树脂构件90阻断基底部94与连结构件24a之间的电连接。作为树脂构件90，例如能举出热可塑性树脂、热固化性树脂以及热可塑性弹性体等。
如图2以及图3所示，载荷承受构件82b与上述的载荷承受构件82a同样地构成。换言之，载荷承受构件82b具有将载荷承受构件82a沿箭头符号C2方向反转而成的形状。因此，省略关于载荷承受构件82b的详细结构的说明。而且，载荷承受构件82b的突片98插入在连结构件24b形成的凹部100b内(参照图2)。
另外，载荷承受构件82b的安装部92配置于第一支承部84b中的带树脂框的MEA 34所处位置侧的面(与第二支承部86b相反侧的面)。载荷承受构件82b的安装部92经由接合部96b被接合于第一支承部84b。接合部96b与接合部96a同样地形成。
在图3、图5以及图6中，在第一隔板36设置肋构造110a、110b。通过对第一隔板36进行冲压成型来形成肋构造110a、110b。肋构造110a、110b从第一隔板36的外周部向隔板厚度方向(树脂框构件50所处位置的方向)一体地突出成形。肋构造110a、110b沿着第一金属凸起部64的突出方向突出。肋构造110a位于第一密封部62与载荷承受构件82a的安装部92之间的位置。
如图5以及图6所示，肋构造110a包括宽方向肋112以及增强肋113。宽方向肋112沿着载荷承受构件82a(突片98)的宽方向(箭头符号B方向)延伸。宽方向肋112沿着接合部96a的延伸方向(箭头符号B方向)呈直线状地延伸。宽方向肋112沿着载荷承受构件82a的安装部92在箭头符号B方向延伸与安装部92大致相同的长度。
宽方向肋112具有：第一周壁部118，其从第一隔板36朝向树脂框构件50突出；以及第一顶部120，其设置于第一周壁部118的突出端。第一周壁部118包括：在箭头符号C方向彼此相向的一对侧壁部122a、122b；以及在箭头符号B方向彼此相向的一对端壁部124a、124b。
侧壁部122a相比于侧壁部122b而位于第一隔板36的外侧的位置。一对侧壁部122a、122b分别沿箭头符号B方向延伸。一对侧壁部122a、122b以朝向侧壁部122a、122b的突出方向而相互靠近的方式，相对于隔板厚度方向(箭头符号A方向)呈梯形倾斜(参照图5)。
端壁部124a将一对侧壁部122a、122b的一端彼此相连结。端壁部124b将一对侧壁部122a、122b的另一端彼此相连结。各端壁部124a、124b朝向侧壁部122a、122b的延伸方向的外方突出为圆弧状。
第一顶部120沿着箭头符号B方向延伸。宽方向肋112的突出端面形成为平坦状。但是，宽方向肋112的突出端面也可以是鼓出为圆弧状。宽方向肋112的突出端面与树脂框构件50的一方的面50a接触。
增强肋113包括多个第一延伸肋114以及多个第二延伸肋116。多个第一延伸肋114从宽方向肋112的侧壁部122a朝向第一隔板36的外方(载荷承受构件82a的突出方向)延伸。第一延伸肋114的延伸端部形成为圆弧状。
多个第一延伸肋114在箭头符号B方向设置为等间隔。多个第一延伸肋114具有相互相同的形状以及大小。但是，多个第一延伸肋114也可以是在箭头符号B方向以相互不同的间隔设置。另外，多个第一延伸肋114也可以具有相互不同的形状以及大小。
各第一延伸肋114具有：第二周壁部126，其从第一隔板36朝向树脂框构件50突出；第二顶部128，其设置于第二周壁部126的突出端。第二周壁部126以及第二顶部128分别与宽方向肋112的侧壁部122a连结。第一延伸肋114的突出高度H2比宽方向肋112的突出高度H1低(参照图5)。也就是说，第二顶部128相比于第一顶部120而位于第一隔板36侧的位置。
沿着载荷承受构件82a的突出方向的各第一延伸肋114的长度L2(箭头符号C方向的长度)比沿着载荷承受构件82a的宽方向的宽方向肋112的长度L1(箭头符号B方向的长度)短。沿着载荷承受构件82a的宽方向的第一延伸肋114的宽度W2(沿着箭头符号B方向的立起部的宽度)比沿着载荷承受构件82a的突出方向的宽方向肋112的宽度W1(沿着箭头符号C方向的立起部的宽度)窄。
各第一延伸肋114分别配置于在安装部92形成的多个切缺部130。切缺部130设置为与第一延伸肋114的数量相同的数量。各切缺部130向与安装部92的突片98相反侧的侧面92a开口。换言之，各切缺部130从安装部92的侧面92a朝向接合部96a延伸。在图6中，各切缺部130具有使U字上下反转而成的形状。多个第一延伸肋114设置于第一隔板36的外周部中的与接合部96a相邻的部分。
多个第二延伸肋116从宽方向肋112的侧壁部122b朝向第一隔板36的内方(与载荷承受构件82a的突出方向相反的方向)延伸。多个第二延伸肋116在箭头符号B方向设置为等间隔。多个第二延伸肋116具有相互相同的形状以及大小。但是，多个第二延伸肋116也可以是在箭头符号B方向以相互不同的间隔设置。另外，多个第二延伸肋116也可以具有相互不同的形状以及大小。
第二延伸肋116位于第一延伸肋114的中心线CL1上。第一延伸肋114的中心线CL1是通过第一延伸肋114的宽方向(箭头符号B方向)的中心并且与箭头符号C方向平行的线。详细来说，第二延伸肋116的中心线CL2位于第一延伸肋114的中心线CL1的延长线上。第二延伸肋116的中心线CL2是通过第二延伸肋116的宽方向(箭头符号B方向)的中心并且与箭头符号C方向平行的线。
各第二延伸肋116具有：第三周壁部132，其从第一隔板36朝向树脂框构件50突出；以及第三顶部134，其设置于第三周壁部132的突出端。第三周壁部132以及第三顶部134分别与宽方向肋112的侧壁部122b连结。在图5中，第二延伸肋116的突出高度H3比宽方向肋112的突出高度H1低。也就是说，第三顶部134相比于第一顶部120而位于第一隔板36侧的位置。第二延伸肋116的突出高度H3与第一延伸肋114的突出高度H2相同。但是，第二延伸肋116的突出高度H3既可以低于也可以高于第一延伸肋114的突出高度H2。
沿着载荷承受构件82a的突出方向的各第二延伸肋116的长度L3(箭头符号C方向的长度)比沿着载荷承受构件82a的宽方向的宽方向肋112的长度L1(箭头符号B方向的长度)短。具体来说，第二延伸肋116的长度L3与第一延伸肋114的长度L2相同。但是，长度L2与长度L3也可以相互不同。
沿着载荷承受构件82a的宽方向的第二延伸肋116的宽度W3(沿着箭头符号B方向的立起部的宽度)比沿着载荷承受构件82a的突出方向的宽方向肋112的宽度W1(沿着箭头符号C方向的立起部的宽度)窄。具体来说，第二延伸肋116的宽度W3与第一延伸肋114的宽度W2相同。但是，宽度W2与宽度W3也可以相互不同。
如图5以及图6所示，各第二延伸肋116与上述的第一延伸肋114同样地形成。但是，第二延伸肋116的数量、大小以及形状也可以与第一延伸肋114的数量、大小以及形状不同。第二延伸肋116也可以设置于从第一延伸肋114的中心线CL1向箭头符号B方向偏离的位置(与中心线CL1不重叠的位置)。第一延伸肋114的数量也可以是一个。第二延伸肋116的数量也可以是一个。也可以省略第二延伸肋116。
如图2以及图3所示，肋构造110b位于第一密封部62与载荷承受构件82b的安装部92之间的位置。肋构造110b与上述的肋构造110a同样地构成。因此，省略肋构造110b的详细结构的说明。
在第二隔板38设置两个第二支承部86a、86b。第二支承部86a从第二隔板38的一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号C1方向)突出。第二支承部86a与第一支承部84a相向。第二支承部86a通过冲压成型来与第二隔板38的外周部设置为一体。第二支承部86a与第一支承部84a接触并支承载荷承受构件82a。
在图3中，第二支承部86b从第二隔板38的另一方的长边(外周部)朝向外方(箭头符号C2方向)突出。第二支承部86b与第一支承部84b相向。第二支承部86b通过冲压成型来与第二隔板38的外周部设置为一体。第二支承部86b接触第一支承部84b并支承载荷承受构件82b。
而且，也可以是，将第二支承部86a、86b与第二隔板38形成为分别的构件，将第二支承部86a、86b接合于第二隔板38。也可以是，第二支承部86a、86b不从第二隔板38的外周部向外方突出。
在第二隔板38设置肋构造136a、136b。肋构造136a、136b与上述的肋构造110a、110b同样地构成。因此，省略肋构造136a、136b的详细结构的说明。肋构造110a与肋构造136a位于从隔板厚度方向观察时相互重叠的位置。肋构造110b与肋构造136b位于从隔板厚度方向观察时相互重叠的位置。
在对燃料电池堆10施加紧固载荷(压缩载荷)的状态下，形成肋构造110a、110b的宽方向肋112的突出端面与树脂框构件50的一方的面50a接触，并且形成肋构造136a、136b的宽方向肋112的突出端面与树脂框构件50的另一方的面50b接触。这时，紧固载荷没有作用于各肋构造110a、110b、136a、136b。即，各肋构造110a、110b、136a、136b不会弹性变形。因此，不会因肋构造110a、110b、136a、136b而减弱第一密封部62以及第二密封部72的表面压力。而且，在对燃料电池堆10施加紧固载荷的状态下，形成肋构造110a、110b、136a、136b的增强肋113的突出端面与树脂框构件50分离。
然后，说明这样构成的燃料电池堆10的动作。
首先，如图1所示，向端板20a的氧化剂气体入口连通孔42a供给氧化剂气体。向端板20a的燃料气体入口连通孔46a供给燃料气体。向端板20a的冷却介质入口连通孔44a供给冷却介质。
如图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体入口连通孔42a被导入至第一隔板36的氧化剂气体流路58。氧化剂气体沿着氧化剂气体流路58在箭头符号B方向移动，被供给到MEA 48的阴极电极54。
另一方面，从燃料气体入口连通孔46a向第二隔板38的燃料气体流路68导入燃料气体。燃料气体沿着燃料气体流路68在箭头符号B方向移动，被供给到MEA 48的阳极电极56。
因而，在各MEA 48中，被供给到阴极电极54的氧化剂气体与被供给到阳极电极56的燃料气体通过电化学反应被消耗，来进行发电。
接着，被供给到阴极电极54并被消耗了的氧化剂气体沿着氧化剂气体出口连通孔42b在箭头符号A方向被排出。同样地，被供给到阳极电极56并被消耗了的燃料气体沿着燃料气体出口连通孔46b在箭头符号A方向被排出。
另外，被供给到冷却介质入口连通孔44a的冷却介质在被导入至在第一隔板36与第二隔板38之间形成的冷却介质流路78之后，在箭头符号B方向流通。该冷却介质将MEA 48冷却后，从冷却介质出口连通孔44b被排出。
本实施方式中，当从外部对燃料电池堆10施加箭头符号B方向的外部载荷时，载荷承受构件82a的突片98与形成连结构件24a的凹部100a的壁面接触，并且载荷承受构件82b的突片98与形成连结构件24b的凹部92b的壁面接触。即，载荷承受构件82a、82b受到箭头符号B方向的外部载荷。由此，能抑制燃料电池用隔板构件11在箭头符号B方向发生位置偏差。
本实施方式涉及的燃料电池用隔板构件11以及发电单电池12(燃料电池)实现以下的效果。
在第一隔板36的外周部中的与接合部96a、96b相邻的部分，设置沿着载荷承受构件82a、82b的突出方向延伸的增强肋113。
根据这样的结构，能够利用增强肋113来提高第一隔板36的外周部与载荷承受构件82a、82b的接合强度。另外，增强肋113在与针对载荷承受构件82a、82b的外部载荷的输入方向(箭头符号B方向)垂直的方向(箭头符号C方向)延伸。因而，在对燃料电池堆10施加外部载荷时，能够有效果地抑制第一隔板36的外周部中的支承载荷承受构件82a、82b的部分(第一支承部84a、84b)变形。
增强肋113从第一隔板36的外周部向隔板厚度方向一体地突出成形。
根据这样的结构，能够进一步提高第一隔板36的外周部与载荷承受构件82a、82b的接合强度。
在第一隔板36的外周部设置沿着载荷承受构件82a、82b的宽方向延伸的宽方向肋112，增强肋113从宽方向肋112沿着载荷承受构件82a、82b的突出方向延伸。
根据这样的结构，能够进一步提高第一隔板36的外周部与载荷承受构件82a、82b的接合强度。
增强肋113具有：第一延伸肋114，其从宽方向肋112朝向接合部96a(接合部96b)延伸；以及第二延伸肋116，其从宽方向肋112向与第一延伸肋114的延伸方向相反的方向延伸。
根据这样的结构，能够有效果地提高第一隔板36的外周部与载荷承受构件82a、82b的接合强度。
在载荷承受构件82a、82b的宽方向分别设置多个第一延伸肋114以及多个第二延伸肋116。
根据这样的结构，能够进一步有效果地提高第一隔板36的外周部与载荷承受构件82a、82b的接合强度。
增强肋113的突出高度H2、H3比宽方向肋112的突出高度H1低。
根据这样的结构，在宽方向肋112与增强肋113之间形成台阶，因而能够有效果地提高肋构造110a、110b的刚性。
在载荷承受构件82a、82b形成用于配置增强肋113的切缺部130。
根据这样的结构，能够容易将增强肋113配置在接合部96a、96b的附近。换言之，能够将载荷承受构件82a、82b中的从安装部92的接合部96a、96b至安装部92的侧面92a的距离设得比较长。由此，能够抑制载荷承受构件82a、82b在隔板厚度方向的倒斜。
本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种的改变。
也可以是，载荷承受构件82a、82b不设置于第一隔板36，而设置于第二隔板38的第二支承部86a、86b。另外也可以是，载荷承受构件82a、82b除了设置于第一隔板36的第一支承部84a、84b以外，还设置于第二隔板38的第二支承部86a、86b。也可以是，载荷承受构件82a、82b位于第一隔板36的外周部(第一支承部84a、84b)与第二隔板38的外周部(第二支承部86a、86b)之间的位置。
将以上的实施方式总结如下。
上述实施方式公开了一种燃料电池用隔板构件，具备：隔板36；载荷承受构件82a、82b，其以从所述隔板向外方突出的方式配置；以及接合部96a、96b，其将所述隔板的外周部与所述载荷承受构件相互接合，在所述燃料电池用隔板构件11中，在所述隔板的外周部中的与所述接合部相邻的部分，设置沿着所述载荷承受构件的突出方向延伸的增强肋113。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述增强肋从所述隔板的外周部向隔板厚度方向一体地突出成形。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，在所述隔板的外周部设置宽方向肋112，所述宽方向肋112沿着与所述隔板厚度方向和所述载荷承受构件的突出方向正交的方向、即所述载荷承受构件的宽方向延伸，所述增强肋从所述宽方向肋延伸。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述增强肋具有：第一延伸肋114，其从所述宽方向肋朝向所述接合部延伸；以及第二延伸肋116，其从所述宽方向肋向与所述第一延伸肋的延伸方向相反的方向延伸。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，在所述载荷承受构件的所述宽方向分别设置多个所述第一延伸肋以及多个所述第二延伸肋。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述增强肋的突出高度H2、H3比所述宽方向肋的突出高度H1低。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，沿着所述载荷承受构件的所述突出方向的所述增强肋的长度L2、L3比沿着所述载荷承受构件的所述宽方向的所述宽方向肋的长度L1短。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，沿着所述载荷承受构件的所述宽方向的所述增强肋的宽度W2、W3比沿着所述载荷承受构件的所述突出方向的所述宽方向肋的宽度W1窄。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，在所述载荷承受构件形成用于配置所述增强肋的切缺部130。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述增强肋的延伸端部形成为圆弧状。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述第二延伸肋位于通过所述第一延伸肋的宽方向的中心的中心线CL1上。
上述实施方式公开了一种燃料电池，具备：在电解质膜52的两侧配设电极54、56而形成的电解质膜-电极结构体48；以及在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的一组隔板36、38，在所述燃料电池12中，所述一组隔板中的至少一方形成上述的燃料电池用隔板构件。

Claims (9)

1.一种燃料电池用隔板构件，具备：隔板(36)；载荷承受构件(82a、82b)，其以从所述隔板向外方突出的方式配置；以及接合部(96a、96b)，其将所述隔板的外周部与所述载荷承受构件相互接合，在燃料电池用隔板构件(11)中，
在所述隔板的外周部中的与所述接合部相邻的部分，设置沿着所述载荷承受构件的突出方向延伸的增强肋(113)，
在所述隔板的外周部设置宽方向肋(112)，所述宽方向肋(112)沿着与所述隔板厚度方向和所述突出方向正交的方向、即所述载荷承受构件的宽方向延伸，
所述增强肋的突出高度(H2、H3)比所述宽方向肋的突出高度(H1)低。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述增强肋从所述隔板的外周部向隔板厚度方向一体地突出成形。
3.根据权利要求2所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述增强肋从所述宽方向肋延伸。
4.根据权利要求3所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述增强肋具有：
第一延伸肋(114)，其从所述宽方向肋朝向所述接合部延伸；以及
第二延伸肋(116)，其从所述宽方向肋向与所述第一延伸肋的延伸方向相反的方向延伸。
5.根据权利要求4所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
在所述载荷承受构件的所述宽方向分别设置多个所述第一延伸肋以及多个所述第二延伸肋。
6.根据权利要求3所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
沿着所述载荷承受构件的所述突出方向的所述增强肋的长度(L2、L3)比沿着所述载荷承受构件的所述宽方向的所述宽方向肋的长度(L1)短。
7.根据权利要求3所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
沿着所述载荷承受构件的所述宽方向的所述增强肋的宽度(W2、W3)比沿着所述载荷承受构件的所述突出方向的所述宽方向肋的宽度(W1)窄。
8.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
在所述载荷承受构件形成用于配置所述增强肋的切缺部(130)。
9.一种燃料电池，具备：
在电解质膜(52)的两侧配设电极(54、56)而形成的电解质膜-电极结构体(48)；以及
在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的一组隔板(36、38)，在所述燃料电池(12)中，
所述一组隔板中的至少一方形成根据权利要求1～8中的任一项所述的燃料电池用隔板构件。
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