CN114902457A - 燃料电池用隔板 - Google Patents

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Abstract

燃料电池用隔板(20)具有:多个突条(31、41),构成为相互隔开间隔地并列延伸,并且抵接于发电部;和气体流路部(32、42),构成为在相互相邻的两个突条之间沿着突条延伸并且反应气体在气体流路部(32、42)流动。在气体流路部设置有多个肋(50),朝向发电部突出,并且沿着气体流路部的延伸方向延伸。多个肋包括:多个第1肋(60),在突条的排列方向上相互隔开间隔地并列;和第2肋(70),位于在排列方向上相互相邻的第1肋彼此之间。在第1肋的下游侧端部设置有与发电部分离的分离部(63)。在第2肋的上游侧端部设置有倾斜部(72),该倾斜部(72)以越往下游侧与发电部分离得越远的方式倾斜。倾斜部的至少一部分比分离部的至少一部分位于下游侧。

Description

燃料电池用隔板
技术领域
本公开涉及燃料电池用隔板。
背景技术
以往,固体高分子形燃料电池具备电池堆,该电池堆通过多个单电池层积而成(例如,参照专利文献1)。各单电池具备:发电部,具有膜电极接合体;和一对金属制的隔板,夹持发电部。在各隔板交替地形成有多个凸部以及凹部。
在构成单电池的各隔板与发电部之间形成有气体流路,该气体流路由凸部以及凹部划定,反应气体在气体流路流通。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-204659号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在燃料电池中,气体流路内的反应气体到达发电部从而进行发电,因此,优选的是,气体流路内的发电部附近的反应气体的流量多。因此,期望使气体流路内的反应气体在发电部附近的流速增加。
但是,气体流路内的反应气体的流速在发电部附近的区域比凸部的突出方向的中央的区域变小。因此,在燃料电池的发电性能提高,还有改善的余地。
本公开的目的在于提供能够使发电部附近的反应气体的流速增加的燃料电池用隔板。
用于解决课题的方案
用于达成上述目的的第1方式的燃料电池用隔板,构成为抵接于燃料电池的发电部,所述燃料电池用隔板具有:多个突条,多个所述突条构成为相互隔开间隔地并列延伸并且抵接于所述发电部;和气体流路部,所述气体流路部构成为在相互相邻的两个所述突条之间沿着所述突条延伸并且反应气体在所述气体流路部流动,在将在所述气体流路部流动的所述反应气体的流动方向的上游侧以及下游侧分别作为上游侧以及下游侧时,在所述气体流路部设置有多个肋,多个所述肋朝向所述发电部突出,并且沿着所述气体流路部的延伸方向延伸,所述多个肋包括:多个第1肋,多个所述第1肋在所述突条的排列方向相互隔开间隔地并列;和第2肋,所述第2肋位于在所述排列方向上相互相邻的第1肋彼此之间,在所述第1肋的下游侧端部设置有与所述发电部分离的分离部,在所述第2肋的上游侧端部设置有倾斜部,该倾斜部以越往下游侧越接近发电部的方式倾斜,所述倾斜部的至少一部分比所述分离部的至少一部分位于下游侧。
根据该构成,反应气体在气体流路部中的第1肋彼此之间流动,从而其流速增加。并且,流速增加的反应气体比分离部向下游侧移动。在此,倾斜部的至少一部分比分离部的至少一部分位于下游侧,因此上述流速增加的反应气体沿着倾斜部流动,从而容易向发电部流动。因此,能够使发电部附近的反应气体的流速增加。
在上述燃料电池用隔板中,优选的是,所述分离部以越往下游侧与所述发电部分离得越远的方式倾斜。
根据该构成,由于分离部以越往下游侧与发电部分离得越远的方式倾斜,所以气体流路部中设置有分离部的部分的流路截面积越往下游侧越逐渐增大。并且,这样的流路截面积的增大从发电部侧逐渐发生。
综上所述,当在第1肋彼此之间流动的反应气体通过分离部彼此之间时,容易朝向流路截面积增大的一侧、即发电部流动。因此,通过伴随流路截面积的变化而朝向发电部的反应气体的流动和沿着倾斜部朝向发电部的反应气体的流动的相乗效果,能够使发电部附近的反应气体的流速进一步增加。
在上述燃料电池用隔板中,优选的是,所述分离部与所述倾斜部在所述排列方向上重叠。
根据该构成,在分离部彼此之间流动的反应气体的一部分在通过分离部之前沿着倾斜部朝向发电部流动。因此,反应气体容易朝向发电部流动。因此,能够使发电部附近的反应气体的流速进一步增加。
在上述燃料电池用隔板中,优选的是,各第1肋的突端面与各突条的顶面位于同一平面上。
根据该构成,第1肋的突端面与各突条的顶面一起抵接于发电部。因此,与第1肋没有与发电部抵接的情况相比,气体流路部中的第1肋彼此之间的部分与紧靠该部分的下游侧的部分之间的流路截面积的变化率变大,在它们之间的反应气体的压力差变大。由此,反应气体更加容易朝向发电部流动。因此,能够使发电部附近的反应气体的流速进一步增加。
在上述燃料电池用隔板中,优选的是,各肋的整个突端面在所述突条的突出方向上位于各突条的顶面与所述气体流路部的底部之间。
根据该构成,由于肋不与发电部抵接,所以能够抑制发电部被肋封闭。因此,能够抑制燃料电池的发电性能的下降。
另外,用于达成上述目的的第2方式的燃料电池用隔板,构成为抵接于燃料电池的发电部,所述燃料电池用隔板具有:多个突条,多个所述突条构成为相互隔开间隔地并列延伸并且抵接于所述发电部;和气体流路部,所述气体流路部构成为在相互相邻的两个所述突条之间沿着所述突条延伸并且反应气体在所述气体流路部流动,在将在所述气体流路部流动的所述反应气体的流动方向的上游侧以及下游侧分别作为上游侧以及下游侧时,所述多个突条包括:多个第1突条,多个所述第1突条相互隔开间隔地并列;和第2突条,所述第2突条位于在所述第1突条的排列方向上相互相邻的第1突条彼此之间,在所述第1突条的下游侧端部设置有与所述发电部分离的分离部,在所述第2突条的上游侧端部设置有倾斜部,该倾斜部以越往下游侧越接近所述发电部的方式倾斜,所述倾斜部的至少一部分比所述分离部的至少一部分位于下游侧。
根据该构成,在气体流路部流动的反应气体比分离部向下游侧移动。在此,倾斜部的至少一部分比分离部的至少一部分位于下游侧,因此上述反应气体沿着倾斜部流动,能够容易朝向发电部流动。因此,能够使发电部附近的反应气体的流速增加。
在上述燃料电池用隔板中,优选的是,所述分离部以越往下游侧与所述发电部分离得越远的方式倾斜。
根据该构成,分离部以越往下游侧与发电部分离得越远的方式倾斜,因此气体流路部中设置有分离部的部分的流路截面积越朝向下游侧越逐渐增大。并且,这样的流路截面积的增大从发电部侧逐渐发生。
综上所述,在气体流路部流动的反应气体在通过分离部彼此之间时,容易朝向流路截面积增大的一侧、即发电部流动。因此,通过伴随流路截面积的变化而朝向发电部的反应气体的流动和沿着倾斜部朝向发电部的反应气体的流动的相乗效果,能够使发电部附近的反应气体的流速进一步增加。
在上述燃料电池用隔板中,优选的是,所述分离部与所述倾斜部在所述排列方向上重叠。
根据该构成,在分离部彼此之间流动的反应气体的一部分在通过分离部之前沿着倾斜部朝向发电部流动。因此,反应气体容易朝向发电部流动。因此,能够使发电部附近的反应气体的流速进一步增加。
发明效果
根据本公开,能够使发电部附近的反应气体的流速增大。
附图说明
图1是关于燃料电池用隔板的第1实施方式的、以具有该隔板的单电池为中心的燃料电池堆的剖视图。
图2是该实施方式的燃料电池用隔板的立体图。
图3是该实施方式的燃料电池用隔板的剖视图。
图4是该同实施方式的燃料电池用隔板的俯视图。
图5是第2实施方式的燃料电池用隔板的立体图。
图6是第2实施方式的燃料电池用隔板的剖视图。
图7是第2实施方式的燃料电池用隔板的俯视图。
图8是第1变形例的燃料电池用隔板的剖视图。
图9是第2变形例的燃料电池用隔板的俯视图。
图10是第3变形例的燃料电池用隔板的立体图。
图11是第4变形例的燃料电池用隔板的立体图。
图12是第5变形例的燃料电池用隔板的立体图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,参照图1~图4,对燃料电池用隔板的第1实施方式进行说明。
在各图中,为了便于说明,有时将构成的一部分放大或者简化。另外,关于各部分的尺寸比率,有时与实际不同。
如图1所示,本实施方式的燃料电池用隔板(以下称为隔板20)使用于固体高分子形燃料电池的电池堆100。另外,隔板20是后述的第1隔板30以及第2隔板40的总称。
电池堆100具有将多个单电池10层积的结构。各单电池10具备:阳极侧的第1隔板30;阴极侧的第2隔板40;和发电部11,被这些隔板30,40夹持。
发电部11通过膜电极接合体12和夹持膜电极接合体12的阳极侧气体扩散层15及阴极侧气体扩散层16构成。阳极侧气体扩散层15设置于膜电极接合体12与第1隔板30之间。阴极侧气体扩散层16设置于膜电极接合体12与第2隔板40之间。阳极侧气体扩散层15以及阴极侧气体扩散层16均通过碳纤维形成。
膜电极接合体12具备:电解质膜13,由在湿润状态下具有良好的质子传导性的固体高分子材料构成;和一对电极催化剂层14,夹持电解质膜13。为了促进燃料电池中的反应气体的电化学反应,在各电极催化剂层14载持有例如铂等催化剂。
第1隔板30例如通过一边对包括黑鉛等炭原料和作为聚丙烯等粘合剂的树脂材料的复合材料进行加热一边对该复合材料进行冲压成形而形成。第1隔板30具有:多个突条31,构成为相互隔开间隔地并列延伸,并且抵接于发电部11;和气体流路部32,构成为在相互相邻的两个突条31之间沿着突条31延伸,并且反应气体在气体流路部32流动。各突条31与阳极侧气体扩散层15抵接。另外,突条31以及气体流路部32在与图1的纸面正交的方向延伸。
第2隔板40例如通过一边对包括黑鉛等炭原料和聚丙烯等树脂材料的复合材料进行加热一边对该复合材料进行冲压成形而形成。第2隔板40具有:多个突条41,构成为相互隔开间隔地并列延伸,并且抵接于发电部11;和气体流路部42,构成为在相互相邻的两个突条41之间沿着突条41延伸,并且反应气体在气体流路部42流动。各突条41与阴极侧气体扩散层16抵接。另外,突条41以及气体流路部42在与图1的纸面正交的方向延伸。
在由第1隔板30的气体流路部32和阳极侧气体扩散层15划定的部分形成作为反应气体的燃料气体流通的燃料气体流路。在由第2隔板40的气体流路部42和阴极侧气体扩散层16划定的部分形成有作为反应气体的氧化气体流通的氧化气体流路。在本实施方式中,在燃料气体流路流通的燃料气体是氢,在氧化气体流路流通的氧化气体是空气。
第1隔板30中的气体流路部32的底部的背面和与该第1隔板30相邻的第2隔板40中的气体流路部42的底部的背面通过激光焊接等相互接合。在由第1隔板30的突条31的背面和第2隔板40中的突条41的背面划定的部分形成有冷却水流通的冷却水流路。
如图2所示,在本实施方式中,在第1隔板30的气体流路部32设置有多个肋50,肋50从气体流路部32的底部朝向发电部11突出,并且沿着延伸方向延伸。另外,虽然省略了图示,但是在第2隔板40的气体流路部42设置有肋50,肋50从气体流路部42的底部朝向发电部11突出,并且沿着延伸方向延伸。本实施方式的第1隔板30和第2隔板40具有同样的构成,因此以下对第1隔板30的肋50进行说明,省略对第2隔板40的肋50的说明。
以下,将突条31的排列方向简称为排列方向。另外,将气体流路部32的延伸方向简称为延伸方向。另外,在本实施方式中,排列方向与延伸方向正交。另外,在气体流路部32流动的反应气体的流动方向的上游侧简称为上游侧,将该流动方向的下游侧简称为下游侧。
如图2以及图3所示,多个肋50包括:一对第1肋60,在排列方向相互隔开间隔地并列;和第2肋70,位于在排列方向上相互相邻的第1肋60彼此之间。各肋60,70呈板状。另外,在图2中,为了示出第1肋60和第2肋70的位置关系,将一部分的第1肋60用双点划线示出。
第1肋60具有:延伸部61,与发电部11抵接并延伸;上游侧倾斜部62,与延伸部61的上游端相连;和下游侧倾斜部63,与延伸部61的下游端相连。上游侧倾斜部62设置于第1肋60的上游侧端部,下游侧倾斜部63设置于第1肋60的下游侧端部。另外,第1肋60的下游侧倾斜部63是分离部的一个例子。
如图3所示,延伸部61的突端面61a与各突条31的顶面31a位于同一平面上。也就是说,延伸部61在整个延伸方向上与发电部11抵接。更详细地讲,第1隔板30中的第1肋60的延伸部61在整个延伸方向上与阳极侧气体扩散层15抵接。另外,虽然省略了图示,但是第2隔板40中的第1肋60的延伸部61在整个延伸方向上与阴极侧气体扩散层16抵接。
上游侧倾斜部62以越往下游侧越接近发电部11的方式倾斜。换句话讲,上游侧倾斜部62以越往上游侧从气体流路部32的底部突出的突出量越小的方式倾斜。本实施方式的上游侧倾斜部62在从排列方向观察时呈三角形状。
优选的是,上游侧倾斜部62相对于气体流路部32的底部的倾角例如为15度至45度之间。本实施方式中的上游侧倾斜部62的倾角为15度。
下游侧倾斜部63以越往下游侧与发电部11分离得越远的方式倾斜。换句话讲,下游侧倾斜部63以越往下游侧从气体流路部32的底部突出的突出量越小的方式倾斜。本实施方式的下游侧倾斜部63在从排列方向观察时呈三角形状。
优选的是,下游侧倾斜部63相对于气体流路部32的底部的倾角例如为15度至45度之间。本实施方式中的下游侧倾斜部63的倾角为15度。
如图4所示,各第1肋60设置于从相邻的突条31在排列方向分离的位置。也就是说,各第1肋60和与该第1肋60相邻的突条31之间设置有间隙。
在本实施方式的气体流路部32设置有在延伸方向相互隔开间隔地设置有多对第1肋60。另外,在图2~图4中,示出在延伸方向相互隔开间隔地设置的两对第1肋60。以下,为了便于说明,将图2~图4中的上游侧的一对第1肋60称为第1肋60A,将下游侧的一对第1肋60称为第1肋60B。
一对第1肋60在延伸方向上设置于相同的位置。各第1肋60形成为相同的形状,因此在一对第1肋60中,各上游侧倾斜部62在延伸方向设置于相同的位置,在各下游侧倾斜部63在延伸方向设置于相同的位置。
本实施方式的第2肋70形成为与第1肋60相同的形状。因此,关于第2肋70的构成,通过附上在第1肋60的符号“6*”加上“10”的符号“7*”来省略重复的说明。另外,第2肋70的上游侧倾斜部72是倾斜部的一个例子。
如图3以及图4所示,第2肋70的上游侧倾斜部72的至少一部分比第1肋60的下游侧倾斜部63的至少一部分位于下游侧。在本实施方式中,第1肋60A的下游侧倾斜部63与第2肋70的上游侧倾斜部72在排列方向上重叠。也就是说,第1肋60A的下游侧倾斜部63与第2肋70的上游侧倾斜部72在排列方向上相互抵接。
同样,第1肋60B的上游侧倾斜部62与第2肋70的下游侧倾斜部73在排列方向上重叠。也就是说,第1肋60B的上游侧倾斜部62与第2肋70的下游侧倾斜部73在排列方向上相互抵接。
如图4所示,第2肋70的上游侧倾斜部72的上游缘72a比第1肋60A的下游侧倾斜部63的上游缘63a位于下游侧。另外,第2肋70的上游侧倾斜部72的下游缘72b比第1肋60A的下游侧倾斜部63的下游缘63b位于下游侧。
同样,第2肋70的下游侧倾斜部73的下游缘73b比第1肋60B的上游侧倾斜部62的下游缘62b位于上游侧。另外,第2肋70的下游侧倾斜部73的上游缘73a比第1肋60B的上游侧倾斜部62的上游缘62a位于上游侧。
另外,本实施方式中的各倾斜部62,63,72,73的“缘”构成各倾斜部62,63,72,73和与该倾斜部62,63,72,73相连的气体流路部32的底部或者各延伸部61,71的边界。
对本实施方式的作用进行说明。
反应气体在气体流路部32中的第1肋60彼此之间流动,从而其流速增加。并且,流速增加的反应气体比第1肋60的下游侧倾斜部63向下游侧移动。在此,由于第2肋70的上游侧倾斜部72的至少一部分比下游侧倾斜部63的至少一部分位于下游侧,所以上述流速增加的反应气体沿着上游侧倾斜部72流动,容易向发电部11流动。
另外,由于下游侧倾斜部63以越往下游侧与发电部11分离得越远的方式倾斜,气体流路部32中设置有下游侧倾斜部63的部分的流路截面积越向下游侧越渐渐地增大。并且,这样的流路截面积的增大从发电部11侧渐渐地发生。
综上所述,在第1肋60彼此之间流动的反应气体在通过下游侧倾斜部63彼此之间时,容易向流路截面积增大的一侧、即发电部11流动。
如在图3中用箭头所示,上述的反应气体朝向发电部11的流动方向与下游侧倾斜部63的斜边大致正交。因此,例如下游侧倾斜部63的倾角为15度的情况与倾角为45度的情况相比,倾角为15度时,反应气体在上游侧更加容易到达发电部11。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在气体流路部32设置有多个肋50,朝向发电部11突出,并且沿着气体流路部32的延伸方向延伸。多个肋50包括:多个第1肋60,在突条31的排列方向上相互隔开间隔地并列;和第2肋70,在排列方向上位于相互相邻的第1肋60彼此之间。在第1肋60的下游侧端部设置有下游侧倾斜部63,下游侧倾斜部63以越往下游侧与发电部11分离得越远的方式倾斜。在第2肋70的上游侧端部设置有上游侧倾斜部72,上游侧倾斜部72以越往下游侧越接近发电部11的方式倾斜。上游侧倾斜部72的至少一部分比下游侧倾斜部63的至少一部分位于下游侧。
根据这样的构成,由于能够得到上述的作用,所以通过反应气体伴随流路截面积的变化而向发电部11的流动和反应气体沿着第2肋70的上游侧倾斜部72向发电部11的流动的相乘效果,能够使发电部11附近的反应气体的流速增加。
(2)第1肋60A的下游侧倾斜部63和第2肋70的上游侧倾斜部72在排列方向上重叠。
根据这样的构成,在第1肋60A的下游侧倾斜部63彼此之间流动的反应气体的一部分在通过下游侧倾斜部63之前沿着第2肋70的上游侧倾斜部72向发电部11流动。因此,反应气体容易向发电部11流动。因此,能够使发电部11附近的反应气体的流速进一步增加。
(3)第1肋60的突端面61a与各突条31的顶面31a位于同一平面上。
根据这样的构成,第1肋60的突端面61a与各突条31的顶面31a一起抵接于发电部11。因此,与第1肋60没有抵接到发电部11的情况相比,气体流路部32中的第1肋60彼此之间的部分与紧靠该部分的下游侧的部分之间的流路截面积的变化率变大,它们之间的反应气体的压力差变大。由此,反应气体更容易向发电部11流动。因此,能够使发电部11附近的反应气体的流速进一步增加。
(4)第1肋60B的上游侧倾斜部62与第2肋70的下游侧倾斜部73在排列方向上重叠。
根据这样的构成,在第2肋70和与该第2肋70相邻的突条31之间流动的反应气体的一部分在通过第2肋70的下游侧倾斜部73之前沿着第1肋60的上游侧倾斜部62朝向发电部11流动。因此,反应气体容易朝向发电部11流动。因此,能够在发电部11附近的更广的范围使反应气体的流速增加。
(5)一对第1肋60的下游侧倾斜部63在延伸方向上设置于相同的位置。
根据这样的构成,在相互相邻的两个第1肋60之间通过的反应气体通过各下游侧倾斜部63容易向发电部11流动,并且容易向排列方向的两侧流动。由此,能够在发电部11附近的更广的范围使反应气体的流速增加。
<第2实施方式>
以下,参照图5~图7,针对燃料电池用隔板的第2实施方式,以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
另外,在第2实施方式中,关于与第1实施方式同样的构成,附上相同的符号,并且关于与第1实施方式相对应的构成,附上在第1实施方式的符号“**”加上“100”的“1**”的符号,来省略重复的说明。
另外,本实施方式的阳极侧的隔板120和阴极侧的隔板120具有同样的形状,因此以下,对阳极侧的隔板120、即第1隔板130进行说明,省略针对阴极侧的隔板120的说明。
如图5以及图6所示,第1隔板130具有:多个突条131,构成为相互隔开间隔地并列延伸,并且抵接于发电部11;和气体流路部132,构成为在相互相邻的两个突条131之间沿着突条131延伸,并且反应气体在气体流路部132流动。
突条131从气体流路部132的底部朝向第1隔板130的板厚方向的一侧、即发电部11突出。另外,在第1隔板130中设置有突条131和气体流路部132的部分、即在与发电部11对置的部分,板厚方向的一侧的面不与另一侧的面连通。
以下,将突条131的排列方向简称为排列方向。另外,将气体流路部132的延伸方向简称为延伸方向。另外,在本实施方式中,排列方向与延伸方向正交。另外,将反应气体在气体流路部132流动的流动方向的上游侧简称为上游侧,将该流动方向的下游侧简称为下游侧。
多个突条131包括:多个第1突条180,在排列方向上相互隔开间隔地并列;和第2突条190,在排列方向上位于相互相邻的第1突条180彼此之间。
第1突条180具有:延伸部181,与发电部11抵接并延伸;上游侧倾斜部182,与延伸部181的上游端相连;和下游侧倾斜部183,与延伸部181的下游端相连。上游侧倾斜部182设置于第1突条180的上游侧端部,下游侧倾斜部183设置于第1突条180的下游侧端部。另外,第1突条180的下游侧倾斜部183是分离部的一个例子。
如图6所示,延伸部181的突端面181a在整个延伸方向上与发电部11抵接。更详细地讲,第1隔板130中的第1突条180地延伸部181在整个延伸方向上与阳极侧气体扩散层15抵接。
上游侧倾斜部182以越往下游侧越接近发电部11的方式倾斜。换句话讲,上游侧倾斜部182以越往上游侧从气体流路部132的底部突出的突出量越变小的方式倾斜。本实施方式的上游侧倾斜部182在从排列方向观察时呈三角形状。
优选的是,上游侧倾斜部182相对于气体流路部132的底部的倾角例如为15度至45度之间。本实施方式中的上游侧倾斜部182的倾角为15度。
下游侧倾斜部183以越往下游侧与发电部11分离得越远的方式倾斜。换句话讲,下游侧倾斜部183以越往下游侧从气体流路部132的底部突出的突出量越小的方式倾斜。本实施方式的下游侧倾斜部183在从排列方向观察时呈三角形状。
优选的是,下游侧倾斜部183相对于气体流路部132的底部的倾角例如为15度至45度之间。本实施方式中的下游侧倾斜部183的倾角为15度。
在本实施方式中,多个第1突条180在排列方向上相互隔开间隔地设置,并且在延伸方向上相互隔开间隔地设置。同样,多个第2突条190在排列方向上相互隔开间隔地设置,并且在延伸方向上相互隔开间隔地设置。以下,为了便于说明,有时将图5~图7中的上游侧的第1突条180称为第1突条180A,将下游侧的第1突条180称为第1突条180B。
第2突条190形成为与第1突条180相同的形状。因此,关于第2突条190的构成,附上在第1突条180的构成的符号“18*”加上“10”的“19*”的符号,来省略重叠的说明。另外,第2突条190的上游侧倾斜部192是倾斜部的一个例子。
如图6以及图7所示,第2突条190的上游侧倾斜部192的至少一部分比第1突条180A的下游侧倾斜部183的至少一部位于下游侧。更详细地讲,第1突条180A的下游侧倾斜部183与第2突条190的上游侧倾斜部192在排列方向上重叠。也就是说,第1突条180A的下游侧倾斜部183和第2突条190的上游侧倾斜部192在排列方向上相互抵接。
同样,第1突条180B的上游侧倾斜部182与第2突条190的下游侧倾斜部193在排列方向上重叠。也就是说,第1突条180B的上游侧倾斜部182与第2突条190的下游侧倾斜部193在排列方向上相互抵接。
如图7所示,第2突条190的上游侧倾斜部192的上游缘192a比第1突条180A的下游侧倾斜部183的上游缘183a位于下游侧。另外,第2突条190的上游侧倾斜部192的下游缘192b比第1突条180A的下游侧倾斜部183的下游缘183b位于下游侧。
同样,第2突条190的下游侧倾斜部193的下游缘193b比第1突条180B的上游侧倾斜部182的下游缘182b位于上游侧。另外,第2突条190的下游侧倾斜部193的上游缘193a比第1突条180B的上游侧倾斜部182的上游缘182a位于上游侧。
对本实施方式的作用进行说明。
在气体流路部132流动的反应气体比第1突条180的下游侧倾斜部183向下游侧移动。在此,第2突条190的上游侧倾斜部192的至少一部分比第1突条180的下游侧倾斜部183的至少一部分位于下游侧,因此上述反应气体沿着上游侧倾斜部192流动而容易朝向发电部11流动。因此,能够使发电部11附近的反应气体的流速增加。
另外,下游侧倾斜部183以越往下游侧与发电部11分离得越远的方式倾斜,因此气体流路部132中设置有下游侧倾斜部183的部分的流路截面积越向下游侧越渐渐地增大。并且,这样的流路截面积的增大从发电部11侧渐渐地发生。
综上所述,在气体流路部132流动的反应气体在通过下游侧倾斜部183彼此之间时,容易向流路截面积增大的一侧、即向发电部11流动。
如在图6中用箭头所示,上述的反应气体朝向发电部11的流动方向与下游侧倾斜部183的斜边大致正交。因此,例如下游侧倾斜部183的倾角为15度的情况与倾角为45度的相比,在倾角为15度的情况下,反应气体在上游侧更容易到达发电部11。
对本实施方式的效果进行说明。
(6)第1隔板130具有:多个突条131,构成为相互隔开间隔地并列延伸,并且抵接于发电部11;和气体流路部132,构成为在相互相邻地两个突条131之间沿着突条131延伸,并且反应气体在气体流路部132流动。多个突条131包括:多个第1突条180,相互隔开间隔地并列;和第2突条190,位于在排列方向上相互相邻的第1突条180彼此之间。在第1突条180的下游侧端部设置有下游侧倾斜部183,下游侧倾斜部183以越往下游侧与发电部11分离得越远的方式倾斜。在第2突条190的上游侧端部设置有上游侧倾斜部192,上游侧倾斜部192以越往下游侧越接近发电部11的方式倾斜。上游侧倾斜部192的至少一部分比下游侧倾斜部183的至少一部分位于下游侧。
根据这样的构成,由于能够得到上述的作用,所以通过伴随气体流路部132的流路截面积的变化而向发电部11的反应气体的流动和沿着上游侧倾斜部192向发电部11的反应气体的流动的相乘效果,能够使发电部11附近的反应气体的流速增加。
(7)第1突条180的下游侧倾斜部183与第2突条190的上游侧倾斜部192在排列方向上重叠。
根据这样的构成,在下游侧倾斜部183彼此之间流动的反应气体的一部分在通过下游侧倾斜部183之前沿着上游侧倾斜部192向发电部11流动。因此,反应气体容易向发电部11流动。因此,能够使反应气体在发电部11附近的流速进一步增加。
<变形例>
本实施方式可以变更为如下的方式并实施。本实施方式以及以下的变形例在技术上不矛盾的范围能够相互组合来实施。
另外,在以下的图8~图12分别示出的第1变形例~第5变形例中,关于与上述实施方式相同的构成,附上相同的符号,并且关于相对应的构成,分别附上加上“200”、“300”、“400”、“500”、以及“600”的符号,来省略重复的说明。
·如图8所示,第1肋260的延伸部261的整个突端面261a以及第2肋270的延伸部271的整个突端面271a可以在突条31的突出方向(图8的上方向)上位于各突条31的顶面31a与气体流路部32的底部之间。也就是说,在第1肋260与发电部11之间、以及第2肋270与发电部11之间可以设置遍及气体流路部32的整个延伸方向的间隙G。根据这样的构成,由于第1肋260以及第2肋270不与发电部11抵接,所以能够抑制发电部11被第1肋260以及第2肋270封闭。因此,能够抑制燃料电池的发电性能的下降。另外,延伸部261的突端面261a以及延伸部271的突端面271a中的任一方的整个突端面可以在突条31的突出方向上位于各突条31的顶面31a与气体流路部32的底部之间。
·可以设置为只有第1肋60的延伸部61中的延伸方向上的一部分与发电部11抵接。另外,还可以设置为只有第2肋70的延伸部71中的延伸方向上的一部分与发电部11抵接。
·如图9所示,一对第1肋60可以设置于在延伸方向上相互不同的位置。
·如图10所示,第1肋460的上游侧倾斜部462以及下游侧倾斜部463可以具有与延伸方向正交的顶端面。另外,第2肋470的上游侧倾斜部472以及下游侧倾斜部473可以具有与延伸方向正交的顶端面。在这样的情况下,各倾斜部462,463,472,473在从排列方向观察时呈梯形。在本变形例中,第1肋460的下游侧倾斜部463的顶端面和第2肋70的上游侧倾斜部472的顶端面位于同一平面上。即使在该情况下,也可以得到上述的效果(1)。
·第1肋60的下游侧倾斜部63与第2肋70的上游侧倾斜部72可以不在排列方向上重叠。此时,如图11所示,宽幅部32a也可以以与下游侧倾斜部63相邻的方式设置于第1肋60与第2肋70之间,宽幅部32a的流路截面积比气体流路部32中设置有下游侧倾斜部63的部分大。另外,本变形例的宽幅部32a由气体流路部32中没有设置第1肋60以及第2肋70的部分构成。
·如图12所示,可以采用省略了下游侧倾斜部63的第1肋660。在这种情况下,设置于延伸部661的下游侧端部,并与延伸方向正交的顶端面661b相当于分离部。即使在该情况下,也可以得到上述的效果(1)。
·只要第2肋70的上游侧倾斜部72的下游缘72b比第1肋60A的下游侧倾斜部63的上游缘63a位于下游侧,该下游缘72b可以比第1肋60A的下游侧倾斜部63的下游缘63b位于上游侧。即使在该情况下,第2肋70的上游侧倾斜部72的至少一部分比第1肋60的下游侧倾斜部63的至少一部分位于下游侧,因此也能够得到上述的效果(1)。
·第1肋60A的下游侧倾斜部63可以是由多个台阶构成,在从排列方向观察时呈台阶状。即使在该情况下,下游侧倾斜部63随着朝向下游侧从发电部11渐渐地分离,因此也能够得到上述的效果(1)。
·设置于气体流路部32的肋50的数量可以适当变更。
·各倾斜部62,63,72,73的相对于气体流路部32的底部的倾角可以适当变更。
·第1肋60和第2肋70可以形成为相互不同的形状。
·在第1实施方式中,在第1隔板30和第2隔板40双方设置肋50,但是可以仅在第1隔板30设置肋50,还可以仅在第2隔板40设置肋50。
·第2实施方式的隔板120可以仅适用于阳极侧的隔板120,还可以仅适用于阴极侧的隔板120。
·隔板20可以由例如不锈钢等的金属材料构成。
·上述第1实施方式的各变形例还可以作为第2实施方式的变形例适用。在这种情况下,第1实施方式的构成可以理解为与第2实施方式的构成相对应,例如,上述第1实施方式的各变形例的“肋”替换为“突条”等。但是,关于第1变形例,不限于此。
附图标记说明
11…发电部
20,120…隔板
30,130,230,330,430,530,630,…第1隔板
31,131…突条
31a…顶面
32,132…气体流路部
50…肋
60,60A,60B,260,460,660…第1肋
61a,261a…突端面
61,261,461,661…延伸部
62,262,462…上游侧倾斜部
63,263,463…下游侧倾斜部
70,270,470…第2肋
71a,271a…突端面
71,271,471…延伸部
72,272,472…上游侧倾斜部
73,273,473…下游侧倾斜部
180,180A,180B…第1突条
181…延伸部
181a…突端面
182…上游侧倾斜部
183…下游侧倾斜部
190…第2突条
191…延伸部
191a…突端面
192…上游侧倾斜部
193…下游侧倾斜部

Claims (8)

1.一种燃料电池用隔板,构成为抵接于燃料电池的发电部,所述燃料电池用隔板具有:
多个突条,多个所述突条构成为相互隔开间隔地并列延伸并且抵接于所述发电部;和气体流路部,所述气体流路部构成为在相互相邻的两个所述突条之间沿着所述突条延伸并且反应气体在所述气体流路部流动,
在将在所述气体流路部流动的所述反应气体的流动方向的上游侧以及下游侧分别作为上游侧以及下游侧时,
在所述气体流路部设置有多个肋,多个所述肋朝向所述发电部突出并且沿着所述气体流路部的延伸方向延伸,
所述多个肋包括:多个第1肋,多个所述第1肋在所述突条的排列方向相互隔开间隔地并列;和第2肋,所述第2肋位于在所述排列方向上相互相邻的第1肋彼此之间,
在所述第1肋的下游侧端部设置有与所述发电部分离的分离部,
在所述第2肋的上游侧端部设置有倾斜部,该倾斜部以越往下游侧越接近发电部的方式倾斜,
所述倾斜部的至少一部分比所述分离部的至少一部分位于下游侧。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板,其中,
所述分离部以越往下游侧与所述发电部分离得越远的方式倾斜。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的燃料电池用隔板,其中,
所述分离部与所述倾斜部在所述排列方向上重叠。
4.根据权利要求1~权利要求3中任意一项所述的燃料电池用隔板,其中,
各第1肋的突端面与各突条的顶面位于同一平面上。
5.根据权利要求1~权利要求3中任意一项所述的燃料电池用隔板,其中,
各肋的整个突端面在所述突条的突出方向上位于各突条的顶面与所述气体流路部的底部之间。
6.一种燃料电池用隔板,构成为抵接于燃料电池的发电部,所述燃料电池用隔板具有:
多个突条,多个所述突条构成为相互隔开间隔地并列延伸并且抵接于所述发电部;和气体流路部,所述气体流路部构成为在相互相邻的两个所述突条之间沿着所述突条延伸并且反应气体在所述气体流路部流动,
在将在所述气体流路部流动的所述反应气体的流动方向的上游侧以及下游侧分别作为上游侧以及下游侧时,
所述多个突条包括:多个第1突条,多个所述第1突条相互隔开间隔地并列;和第2突条,所述第2突条位于在所述第1突条的排列方向上相互相邻的第1突条彼此之间,
在所述第1突条的下游侧端部设置有与所述发电部分离的分离部,
在所述第2突条的上游侧端部设置有倾斜部,该倾斜部以越往下游侧越接近所述发电部的方式倾斜,
所述倾斜部的至少一部分比所述分离部的至少一部分位于下游侧。
7.根据权利要求6所述的燃料电池用隔板,其中,
所述分离部以越往下游侧与所述发电部分离得越远的方式倾斜。
8.根据权利要求6或者权利要求7所述的燃料电池用隔板,其中,
所述分离部与所述倾斜部在所述排列方向上重叠。
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