DE112007002542B4

DE112007002542B4 - Ansaugvorrichtung für einen Separator einer Brennstoffzelle

Info

Publication number: DE112007002542B4
Application number: DE112007002542T
Authority: DE
Inventors: Shigemitsu Nomoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: CA2665977C; DE112007002542B8; CA2665977A1; US8394554B2; DE112007002542T5; JP2008108593A; US20100099004A1; JP4281781B2; WO2008050811A1; CN101529630B; CN101529630A

Abstract

Ansaugvorrichtung (10) für einen Separator (12) einer Brennstoffzelle, die, mittels Saugwirkung, einen Brennstoffzellenseparator anzieht, der einen Strömungsweg mit einem Nutbereich (14) und einem Kammbereich (16), die auf einer Oberfläche des Brennstoffzellenseparators ausgebildet sind, und ein Dichtungselement (18) beinhaltet, das um den Strömungsweg herum angeordnet ist, wobei der Brennstoffzellenseparator auf der Separatoransaugvorrichtung anordenbar ist,
wobei die Ansaugvorrichtung aufweist:
einen Saugabschnitt (26, 28), der zumindest eine Saugöffnung (36, 38), die in einem Bereich ausgebildet ist, der dem Strömungsweg entspricht, und eine Saugnut (40) zum Aufnehmen des Dichtungselements beinhaltet,
wobei die Saugnut zumindest eine darin ausgebildete Saugöffnung (36, 38) aufweist, und
wobei der Saugabschnitt eine Oberfläche des Brennstoffzellenseparators, auf dem der Strömungsweg und das Dichtungselement angeordnet sind, durch Saugwirkung anzieht;
einen Hohlbereich (30), der auf einer Seite des Saugabschnitts gegenüber dem Brennstoffzellenseparator ausgebildet ist; und
eine Saugvorrichtung (22), die den Brennstoffzellenseparator durch den Hohlbereich und die Saugöffnung ansaugt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Separatoransaugvorrichtung bzw. eine Ansaugvorrichtung für einen Separator einer Brennstoffzelle, die einen Zellenseparator ansaugt, der Strömungswege aufweist, die als Nuten und Kämme auf einer Seite desselben ausgebildet sind, und der ein Dichtungselement aufweist, das um die Strömungswege herum angeordnet ist.
Technischer Hintergrund
In den letzten Jahren ist Brennstoffzellen als Batterien mit einer hohen Effizienz und hervorragenden umweltverträglichen Eigenschaften besondere Aufmerksamkeit zuteil geworden. Im Allgemeinen erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie infolge einer chemischen Reaktion zwischen einem Wasserstoff, bei dem es sich um das Brenngas handelt, und einem Sauerstoff in der Luft, bei dem es sich um das Oxidationsgas handelt. Brennstoffzellen können als Phosphorsäure-Brennstoffzellen, Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen, Festelektrolyt-Brennstoffzellen, Alkalibrennstoffzellen, Festpolymer-Brennstoffzellen und so weiter ausgeführt sein. Von diesen Brennstoffzellenarten gilt den Festpolymer-Brennstoffzellen besondere Aufmerksamkeit, das sie dahingehend von Vorteil sind, weil die Brennstoffzelle bei Raumtemperatur im Hochdrehzahlstartbetrieb gestartet werden kann.
Eine in einer Festpolymer-Brennstoffzelle verwendete Einzelzelle beinhaltet eine Elektrolytmembran, eine Katalysatorschicht, eine Gasdiffusionsschicht und einen Separator. Eine Anordnung, in der eine Elektrolytmembran, eine Katalysatorschicht und eine Gasdiffusionsschicht integriert sind, wird im Allgemeinen als eine Membranelektrodenanordnung (MEA) bezeichnet.
Eine Oberflächenbehandlungsbearbeitung, wie z. B. eine Plasmabehandlung, eine Grundierungsbeschichtung, eine Haftmittelbeschichtung usw., wird im Allgemeinen auf eine Oberfläche eines Brennstoffzellenseparators angewendet, der die Einzelzelle ausbildet. In der japanischen Patentschrift JP 2003-22817 A ist beispielsweise ein Verfahren zum Auftragen eines Dichtungsmaterials auf einen Separator beschrieben, der an einer Dichtungsmaterial-Beschichtungsstation positioniert wird, während der Separator mit einem bei der Erzeugung von Druckluft entstehenden Unterdruck angesogen wird.
In diesem Fall kann es zu einer lokalen Verwerfung oder Welligkeit des Brennstoffzellenseparators, z. B. eines aus Titan usw. gebildeten Metallseparators, kommen. 5 stellt einen Brennstoffzellenseparator 42 dar, der eine Verwerfung aufweist. Wie in 5 gezeigt ist, verstärkt sich die Verwerfung des Brennstoffzellenseparators 42 im Allgemeinen an den Endbereichen des Brennstoffzellenseparators 42. Das Ausmaß der Verwerfung des Brennstoffzellenseparators 42, der eine Dicke von 0,1 mm aufweist, beträgt beispielsweise 5 mm.
Wenn auf die Oberfläche des Brennstoffzellenseparators 42 ein Haftmittel oder ähnliches aufgetragen wird, kann dazu beispielsweise eine Haftmittelauftragpistole verwendet werden. 6 stellt ein Verfahren zum Auftragen eines Haftmittels 44 auf eine Oberfläche des Brennstoffzellenseparators 42 unter Verwendung einer Haftmittelauftragpistole oder dergleichen dar. Um dafür zu sorgen, dass das Haftmittel 44 auf der Oberfläche des Brennstoffzellenseparators 42 in einer im Wesentlichen konstanten Menge aufgetragen bleibt, wird zwischen der Oberfläche des Brennstoffzellenseparators 42 und einer Düse 46 der Haftmittelauftragpistole ein Zwischenraum innerhalb eines Bereichs zwischen beispielsweise 0,9 mm oder mehr und 1,2 mm oder weniger im Wesentlichen konstant beibehalten.
Wenn der Brennstoffzellenseparator 42 jedoch beispielweise eine Verwerfung aufweist, wie in 5 gezeigt ist, variiert die Menge des aufgetragenen Haftmittels zwischen dem im Wesentlichen mittleren Bereich und den End- bzw. Abschlussbereichen des Brennstoffzellenseparators 42. Dies kann zur Folge haben, dass das Haftmittel 44 nicht in einer vorbestimmten Menge aufgetragen werden kann. Wenn zudem ein Haftmittel auf den Brennstoffzellenseparator aufgetragen wird, indem das Dichtungsmaterial-Auftragverfahren angewendet wird, das in der vorstehend beschriebenen japanischen Patentschrift JP 2003-22817 A erläutert wurde, kann sich die Begradigung einer Verwerfung eines Brennstoffzellenseparators aufgrund eines durch den Ausstoß von Druckluft erzeugten Unterdrucks als schwierig erweisen.
Es ist daher ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine Separatoransaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle zu schaffen, die in der Lage ist eine Verwerfung oder dergleichen eines Brennstoffzellenseparators auf einfache Art und Weise zu begradigen und den Brennstoffzellenseparator zu halten.
Offenbarung der Erfindung
Eine Ansaugvorrichtung für einen Separator einer Brennstoffzelle gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Saugabschnitt, der, durch Saugwirkung, einen Brennstoffzellenseparator mit einem auf einer Oberfläche desselben ausgebildeten Strömungsweg und einem um den Strömungsweg herum angeordneten Dichtungselement anzieht, wobei der Brennstoffzellenseparator auf dem Ansaugabschnitt platziert wird, und eine Ansaugvorrichtung, die den Brennstoffzellenseparator durch eine in dem Saugabschnitt angeordnete Saugöffnung ansaugt, wobei die Ansaugvorrichtung eine Saugnut zum Aufnehmen des Dichtungselements beinhaltet, wobei die Saugnut eine darin ausgebildet Saugöffnung aufweist.
In der Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle gemäß der vorlegenden Erfindung ist in dem Saugabschnitt eine Saugöffnung an einer Position angeordnet, die einer Position eines Kammbereichs des Brennstoffzellenseparators entspricht.
In der Ansaugvorrichtung fair eine Brennstoffzelle gemäß der vorlegenden Erfindung ist der Saugabschnitt aus einem elastischen Element gebildet.
Wie vorstehend beschrieben, besteht gemäß der erfindungsgemäßen Ansaugvorrichtung für einen Separator einer Brennstoffzelle die Möglichkeit, eine Verwerfung oder dergleichen des Brennstoffzellenseparators auf einfache Art und Weise zu begradigen und den Brennstoffzellenseparator zu halten, indem der Brennstoffzellenseparator durch die Saugöffnungen angesogen wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht, die eine Struktur einer Ansaugvorrichtung für einen Separator einer Brennstoffzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Ansicht, die eine Struktur einer Ansaugvorrichtung für einen Separator einer Brennstoffzelle darstellt, in der für eine Saughalterung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein poröses Material verwendet wird;
3 eine Ansicht, die einen Betrieb der Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle zum Zeitpunkt des Ansaugens des Brennstoffzellenseparators gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Ansicht, die einen Betrieb der Brennstoffzellenseparator-Ansaugvorrichtung zum Zeitpunkt des Entfernens des Brennstoffzellenseparators gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 eine Ansicht, die einen Brennstoffzellenseparator darstellt, in dem eine Verwerfung verursacht wird; und
6 eine Ansicht, die ein Verfahren zum Auftragen eines Haftmittels auf eine Oberfläche eines Brennstoffzellenseparators unter Verwendung einer Haftmittelauftragpistole und dergleichen darstellt.
Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Ansicht, die eine Struktur einer Ansaugvorrichtung für einen Separator 12 einer Brennstoffzelle 10 (nachfolgend einfach als Ansaugvorrichtung bezeichnet) darstellt. Die Beschreibung eines Brennstoffzellenseparators 12 erfolgt als erstes.
Der Brennstoffzellenseparator 12 weist eine Funktion zum Trennen eines Brenngases, wie z. B. eines Wasserstoffgases, und eines Oxidationsgases, wie z. B. Luft, zwischen benachbarten Einzelzellen, eine Funktion zum elektrischen Verbinden der Einzelzellen und so weiter auf. Für den Brennstoffzellenseparator 12 können ein Metallseparator, der aus einem Metallmaterial, wie z. B. Titan, rostfreier Stahl usw., gebildet ist, ein Kohlenstoffseparator, der aus einem Kohlenstoffmaterial gebildet ist, und andere Separatoren verendet werden. Der Metallseparator kann durch Pressformen von beispielsweise einer Metallfolie hergestellt werden. Ferner kann der Kohlenstoffseparator beispielsweise durch Spritzgießen eines Harzes hergestellt werden, das ein Kohlenstoffmaterial beinhaltet, bei dem es sich um ein elektrisch leitfähiges Material handelt. Selbstverständlich ist die Wahl des Brennstoffzellenseparators 12 nicht auf den vorstehend beschriebenen Metaliseparator und Kohlenstoffseparator beschränkt.
Die Strömungswege für das Brenngas, wie z. B. Wasserstoffgas, das Oxidationsgas, wie z. B. Luft, oder ein langlebiges Kühlmittel (LLC) können in der Form von Nuten und Kämmen auf zumindest einer Oberfläche des Brennstoffzellenseparators 12 ausgebildet sein. Derartige Strömungswege mit Nutbereichen 14 und Kammbereichen 16 können beispielsweise durch mechanische Bearbeitung ausgebildet werden. Eine Dichtung 18 oder dergleichen, bei des es sich um ein Dichtungselement zum Abdichten des Brenngases, des Oxidationsgases und so weiter handelt, kann um den unebenen Bereich herum angeordnet sein, in dem die Strömungswege für das Brenngas, das Oxidationsgas oder das LLC ausgebildet sind. Die Dichtung 18 weist eine Breite von beispielsweise 4 mm bis 5 mm und eine Dicke von beispielsweise 0,6 mm bis 0,7 mm auf. Für die Dichtung 18 können Silizium, Polytetrafluorethylen (PTFE) und so weiter verwendet werden.
Es erfolgt nun die Beschreibung der Ansaugvorrichtung für einen Separator 12 einer Brennstoffzelle 10. Die Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle 10 beinhaltet ein Gehäuse 20, eine Saugpumpe 22, ein Ventil 24, eine Saughalterung 26 und eine Saugplatte 28.
Das Gehäuse 20 beinhaltet einen Hohlraum, an dem die Saughalterung 26 befestigt sein kann, so dass ein Hohlbereich 30 gebildet wird. Das Gehäuse 20 kann aus einem Metallmaterial, wie z. B. einem rostfreien Stahl, gefertigt sein. Natürlich ist das Material für das Gehäuse 20 nicht auf ein Metallmaterial beschränkt, und es kann sich dabei um ein synthetisches Harzmaterial usw. handeln.
Die Saugpumpe 22 kann mit dem Gehäuse 20 über eine Leitung 32 verbunden sein und funktioniert als eine Ansaugvorrichtung, die den Brennstoffzellenseparator 12 mittels Saugwirkung anzieht. Indem die Saugpumpe 22 angesteuert wird, kann eine Luft oder dergleichen im Hohlbereich, der durch das Gehäuse 20 und die Saughalterung 26 ausgebildet ist, durch die Leitung 32 eingesogen werden. Eine zum Ansaugen eines Gases, wie z. B. Luft, verwendete Pumpe kann im Allgemeinen als die Saugpumpe 22 verwendet werden. In diesem Fall ist die Ansaugvorrichtung nicht auf die Saugpumpe 22 beschränkt und kann auch ein Gebläse oder ähnliches sein. Die Leitung 32, die einen größeren Durchmesser und eine kürzere Abmessung aufweist, wird vorzugsweise zum Verbinden der Saugpumpe 22 mit dem Gehäuse 20 verwendet. Wird die derart geformte Leitung 32 verwendet, kann ein sich zum Zeitpunkt des Ansaugens ereignender Druckabfall reduziert werden.
Das Ventil 24 kann auf einer Umgehungsleitung 34 angeordnet sein, die so ausgebildet ist, dass sie die Leitung 32 umgeht, und weist eine Funktion zum EIN- und AUS-Schalten des Ansaugvorgangs des Brennstoffzellenseparators 12 auf. Indem das Ventil 24 geöffnet oder geschlossen wird, während die Saugpumpe 22 angesteuert wird, um dadurch den Ansaugvorgangs des Brennstoffzellenseparators 12 EIN- oder AUSzuschalten, kann der Brennstoffzellenseparator 12 an der Saugplatte 28 befestigt oder von derselben gelöst werden. Indem das Ventil 24 z. B. geschlossen wird, während die Saugpumpe 22 angesteuert wird, kann ein Unterdruck innerhalb des Hohlbereichs 30 oder dergleichen so erhöht werden, dass der Brennstoffzellenseparator 12 durch die Saugwirkung an die Saugplatte 28 gezogen wird. Indem das Ventil 24 hingegen geöffnet wird, um so den Unterdruck innerhalb des Hohlbereichs 20 oder dergleichen zu senken, kann der Brennstoffzellenseparator 12 von der Saugplatte 28 entfernt werden. Als das Ventil 24 kann ein allgemein verwendetes Handventil, ein elektromagnetisches Ventil und so weiter als das Ventil 24 verwendet werden.
Die Saughalterung 26 kann an dem Gehäuse 20 angebracht sein, und die Saugplatte 28 kann auf der Saughalterung 26 platziert sein. Ein Dichtungselement, wie z. B. ein O-Ring, ist vorzugsweise auf der Oberfläche der Saughalterung 26 angeordnet, die das Gehäuse 20 kontaktiert, so dass ein Ausströmen der Luft aus der Kontaktoberfläche zum Zeitpunkt des Ansaugvorgangs verhindert wird. Natürlich können das Gehäuse 20 und die Saughalterung 26 einstückig ausgebildet sein. Die Saughalterung 26 kann aus einem Metallmaterial, wie z. B. rostfreiem Stahl, gefertigt sein. Natürlich ist die Wahl des Materials der Saughalterung 26 nicht auf ein Metallmaterial beschränkt und kann unter anderen Bedingungen auch ein synthetisches Harzmaterial usw. sein.
Die Saughalterung 26 kann eine Mehrzahl von Sauglöchern 36 zum Anziehen des Brennstoffzellenseparators 12 mittels Saugkraft beinhalten. Die Querschnittform des Sauglochs 36 unterliegt keiner speziellen Beschränkung und kann im Wesentlichen kreisförmig oder polygonal sein, wie z. B. eine im Wesentlichen rechteckige Form. Die Sauglöcher 36 können durch Stanzen einer Metallplatte, wie z. B. einer Metallplatte aus rostfreiem Stahl, durch mechanische Bearbeitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Die Saughalterung 26 kann aus einem porösen Material oder einem honigwabenartigen Material gebildet sein. 2 stellt eine Struktur einer Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle dar, in der für eine Saughalterung 35 ein poröses Material verwendet worden ist. Durch die Verwendung eines porösen Materials für die Saughalterung 35 kann der Brennstoffzellenseparator 12 mittels Saugkraft durch eine Mehrzahl von in dem porösen Material ausgebildeten Löchern angezogen werden. Als das poröse Material kann beispielsweise ein poröses Metallmaterial, an anorganisches poröses Material usw. verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann die Saugplatte 28 auf der Saughalterung 26 angeordnet sein und als eine Saugeinheit funktionieren, die den Brennstoffzellenseparator 12 durch Saugwirkung anzieht. Die Saugplatte 28 kann an der Saughalterung 26 unter Verwendung eines Haftmittels usw. angebracht oder an der Saughalterung 26 durch ein Befestigungselement, wie z. B. eine Schraube, befestigt sein. Die Saugplatte 28 kann auf der Saughalterung 26 derart angeordnet sein, dass eine Saugöffnung 38, die in der Saugplatte 28 ausgebildet ist und auf die nachstehend eingegangen wird, und die Sauglöcher 36, die in der Saughalterung 26 ausgebildet sind, aufeinander ausgerichtet sind.
Die Saugplatte 28 beinhaltet die Saugöffnungen 38, die entsprechend den Kammbereichen 16 der Strömungswege ausgebildet sind, die in Form von Nuten und Kämmen auf dem Brennstoffzellenseparator 12 ausgebildet sind. Die Saugöffnung 38 kann kleiner ausgebildet sein als die Breite des Kammbereichs 16, denn, wenn die Saugöffnung 38 größer ausgebildet ist als die Breite des Kammbereichs 16, kann Luft aus den Nutbereichen 14 der Strömungswege, die in Form von Nuten und Kämmen auf dem Brennstoffzellenseparator 12 ausgebildet sind, ausströmen, so dass dadurch die Saugkraft reduziert wird, durch die der Brennstoffzellenseparator 12 angezogen wird. Ferner ist es zu bevorzugen, dass die Saugöffnungen 38 mehrzählig entlang der Kammbereiche 16 ausgebildet sind, weil eine Mehrzahl von Saugöffnungen 38 dem Brennstoffzellenseparator 12 ermöglichen kann, einheitlicher an die Saugplatte 28 angezogen zu werden. Die Querschnittform der Saugöffnung 38 unterliegt keiner speziellen Beschränkung und kann im Wesentlichen kreisförmig oder polygonal sein, wie z. B. eine im Wesentlichen rechteckige Form.
Die Saugplatte 28 ist vorzugsweise aus einem elastischen Element, wie z. B. einem Gummimaterial usw., gebildet. Indem bewirkt wird, dass sich die Saugplatte 28 zum Zeitpunkt des Ansaugvorgangs des Brennstoffzellenseparators 12 elastisch verformt und sich der Zwischenraum zwischen der Saugplatte 28 und dem Brennstoffzellenseparator 12 reduziert, kann der Brennstoffzellenseparator 12 mit noch höherer Haftwirkung an der Saugplatte 28 befestigt werden. Indem zudem bewirkt wird, dass sich die Saugplatte 28 zum Zeitpunkt des Ansaugvorgangs des Brennstoffzellenseparators 12 elastisch verformt, kann eine Verformung, Beschädigung usw. des Brennstoffzellenseparators 12 verhindert werden. Als das Gummimaterial kann beispielsweise ein Silikonkautschuk verwendet werden. Natürlich ist die Ausführung der Saugplatte 28 unter anderen Umständen nicht auf einen elastischen Körper beschränkt. Die Saugöffnungen 38 können ferner mittels eines mechanischen Bearbeitungsvorgangs durch Ausstanzen des Gummimaterials oder dergleichen gebildet werden.
Die Saugplatte 28 kann eine Saugnut 40 beinhalten, in der ein Dichtungselement aufgenommen ist, wie z. B. die Dichtung 18, die um die Strömungswege des Brennstoffzellenseparators 12 herum angeordnet ist und die ebenfalls eine darin ausgebildete Saugöffnung 38 aufweist. Mit der Dichtung 18, die innerhalb der Saugnut 40 aufgenommen ist, kann eine Verformung, Beschädigung oder dergleichen an der Dichtung 18 zum Zeitpunkt des Ansaugvorgangs des Brennstoffzellenseparators 12 verhindert werden. Ferner kann dadurch, dass die Dichtung 18 im Ganzen angesogen wird, der Bereich des Brennstoffzellenseparators 12, wo die Dichtung 18 angeordnet ist, einheitlicher angezogen werden.
Die Saugnut 40 kann entlang einer Leitung für die Dichtung 18 ausgebildet sein, in der die Dichtung 18 angeordnet ist. Die Saugnut 40 kann derart ausgebildet sein, dass die Breite und die Dicke der Saugnut 40 größer sind als die der Dichtung 18 ist, so dass die Dichtung 18 darin aufgenommen werden kann. Wenn die Breite der Dichtung 18 z. B. 5 mm beträgt, kann die Saugnut 40 so ausgebildet sein, dass sie eine Breite aufweist, die größer als 5 mm ist. Wenn die Dicke der Dichtung 18 beispielsweise 0,5 mm beträgt, kann die Saugnut 40 so ausgebildet sein, dass sie eine Tiefe aufweist, die viel größer als 0,5 mm ist. Wie vorstehend beschrieben, wird verhindert, dass die seitlichen Oberflächen und die untere Oberfläche der Saugnut 40 mit der Dichtung 18 in Kontakt gelangen, so dass eine Verformung, Beschädigung oder dergleichen an der Dichtung 18 zum Zeitpunkt des Ansaugens des Brennstoffzellenseparators 12 verhindert werden kann. Die Querschnittform der Saugnut 40 unterliegt keiner speziellen Einschränkung und kann eine polygonale Form, beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form, aufweisen. Die Saugnut 40 kann durch mechanische Bearbeitung beispielsweise eines Gummimaterials gebildet werden.
Die Saugöffnung 38 zum Anziehen des Bereichs des Brennstoffzellenseparators 12, wo die Dichtung 18 angeordnet ist, kann in der Saugnut 40 ausgebildet sein. In diesem Fall ist es zu bevorzugen, dass eine Mehrzahl von Saugöffnungen 38 in einer Leitung entlang der Dichtung 18 ausgebildet sind. Bei einer Mehrzahl von Saugöffnungen 38 kann der Bereich des Brennstoffzellenseparators 12, wo die Dichtung 18 angeordnet ist, einheitlicher an die Saugplatte 28 angezogen werden. Die Querschnittform der Saugöffnung 38 unterliegt keiner speziellen Beschränkung und kann im Wesentlichen kreisförmig oder polygonal sein, wie z. B. eine im Wesentlichen rechteckige Form.
Es erfolgt nun die Beschreibung des Betriebs der Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle 10. Zuallererst wird auf den Betrieb der Ansaugvorrichtung zum Zeitpunkt des Anziehens des Brennstoffzellenseparators 12 eingegangen. 3 ist eine Ansicht, die den Betrieb der Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle 10 zum Zeitpunkt des Anziehens des Brennstoffzellenseparators 12 darstellt.
Der Brennstoffzellenseparator 12 kann zunächst in Beziehung zur Saugplatte 28 derart ausgerichtet werden, dass die Positionen der Kämme 16 des Brennstoffzellenseparators 12 den Positionen der Saugöffnungen 38 der Saugplatte 28 entsprechen. Ferner kann die Dichtung 18 innerhalb der Saugnut 40 aufgenommen werden, die in der Saugplatte 28 angeordnet ist. Indem das Ventil 24 geschlossen wird, nachdem die Saugpumpe 22 angesteuert worden ist, kann dann Luft durch die in der Saugplatte 28 ausgebildeten Saugöffnungen 38 eingesogen werden, um zu bewirken, dass der Brennstoffzellenseparator 12 mittels Saugkraft von der Saugplatte 28 angezogen wird. In ähnlicher Weise kann Luft aus der Saugnut 40, die die Dichtung 18 enthält, durch die Saugöffnung 38 gesogen werden, wodurch bewirkt wird, dass der Endbereich des Brennstoffzellenseparators 12 an die Saugplatte 28 gezogen wird. Somit kann bei einer zu begradigenden Verwerfung oder dergleichen des Brennstoffzellenseparators 12 eben dieser Brennstoffzellenseparator 12 an die Saugplatte 28 gezogen und durch die Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle 10 gehalten werden.
Indem der Brennstoffzellenseparator 12 durch Saugwirkung angezogen wird, kann die Auftragung eines Haftmittels, einer Grundierung usw. in einem Zustand erfolgen, in dem der Brennstoffzellenseparator 12 an der Saugplatte 28 angebracht ist. In diesem Fall kann, da eine Verwerfung oder dergleichen in dem an die Saugplatte 28 angezogenen Brennstoffzellenseparator 28 begradigt werden kann, ein Haftmittel oder dergleichen einheitlicher auf den Brennstoffzellenseparator 12 aufgetragen werden.
Nachstehend erfolgt nun eine Beschreibung des Betriebs der Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle zum Zeitpunkt des Entfernens bzw. Abnehmens des Brennstoffzellenseparators 12. 4 ist eine Ansicht, die den Betrieb der Ansaugvorrichtung für eine Brennstoffzelle 10 zum Entfernen bzw. Abnehmen des Brennstoffzellenseparators 12 darstellt. Nachdem beispielsweise der Auftrag eines Haftmittels oder dergleichen abgeschlossen worden ist, kann das Ventil 24 geöffnet werden, um einen Ansaugvorgang von Luft durch die Saugöffnungen 38, die in der Saugplatte 28 ausgebildet sind, zu beenden, so dass die Saugöffnungen 38 und der Hohlbereich 30 für eine Luftzufuhr geöffnet werden können. Dadurch kann der Brennstoffzellenseparator 12 von der Saugplatte 28 entfernt werden.
Mit der vorstehend beschriebenen Struktur kann durch Ansaugen des Brennstoffzellenseparators 12, so dass der Brennstoffzellenseparator 12 durch die Saugwirkung an die Saugplatte gezogen wird, eine Verwerfung oder dergleichen des Brennstoffzellenseparators 12 ohne Weiteres begradigt und der Brennstoffzellenseparator 12 gehalten werden. Wenn somit z. B. ein Haftmittel oder dergleichen auf den Brennstoffzellenseparator 12 aufgetragen wird, kann die Dicke der Haftmittelauftragungsschicht einheitlicher gestaltet werden, da die Verwerfung des Brennstoffzellenseparators 12 begradigt werden kann.
Mit der vorstehend beschriebenen Struktur kann durch Ansaugen des Brennstoff zellenseparators 12, um den Brennstoffzellenseparator 12 mittels Saugwirkung an die Saugplatte zu ziehen, der Brennstoffzellenseparator 12 gehalten werden, während eine Verformung, Beschädigung am Brennstoffzellenseparator 12 im Vergleich dazu verhindert werden kann, wenn der Brennstoffzellenseparator unter Verwendung eines Gewichts, eines äußeren Rahmens usw. gehalten wird. Ferner kann eine Verbesserung der Produktivität erreicht werden, da auf den zum Anbringen und Loslösen des Gewichts oder des äußeren Rahmens notwendigen Arbeitsschritt verzichtet werden kann, so dass die Anzahl der Arbeitsschritte reduziert wird.
Zudem können mit der vorstehend beschriebenen Struktur, in der die Saugplatte eine Saugnut beinhaltet, in der eine Dichtung oder dergleichen aufgenommen ist, und die eine darin ausgebildete Saugöffnung aufweist, Endbereiche des Brennstoffzellenseparators, die eine größere Verwerfung oder dergleichen als in dem im Wesentlichen mittleren Bereich aufweisen, durch eine Saugwirkung angezogen werden, während eine Verformung, Beschädigung an der Dichtung oder dergleichen verhindert wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Struktur, kann sich darüber hinaus, da die Saugplatte aus einem elastischen Element, wie z. B. einem Gummimaterial, gebildet sein kann, die Saugplatte zum Zeitpunkt des Anziehens des Brennstoffzellenseparators mittels Saugwirkung elastisch verformen, so dass der Brennstoffzellenseparator und die Saugplatte enger aneinander haften können, so dass dadurch die Saugeffizienz weiter verstärkt wird. Da sich ferner die Saugplatte zum Zeitpunkt des Anziehens des Brennstoffzellenseparators mittels Saugwirkung elastisch verformen kann, kann eine Verformung, Beschädigung oder dergleichen am Brennstoffzellenseparator verhindert werden.

Claims

Ansaugvorrichtung (10) für einen Separator (12) einer Brennstoffzelle, die, mittels Saugwirkung, einen Brennstoffzellenseparator anzieht, der einen Strömungsweg mit einem Nutbereich (14) und einem Kammbereich (16), die auf einer Oberfläche des Brennstoffzellenseparators ausgebildet sind, und ein Dichtungselement (18) beinhaltet, das um den Strömungsweg herum angeordnet ist, wobei der Brennstoffzellenseparator auf der Separatoransaugvorrichtung anordenbar ist, wobei die Ansaugvorrichtung aufweist: einen Saugabschnitt (26, 28), der zumindest eine Saugöffnung (36, 38), die in einem Bereich ausgebildet ist, der dem Strömungsweg entspricht, und eine Saugnut (40) zum Aufnehmen des Dichtungselements beinhaltet, wobei die Saugnut zumindest eine darin ausgebildete Saugöffnung (36, 38) aufweist, und wobei der Saugabschnitt eine Oberfläche des Brennstoffzellenseparators, auf dem der Strömungsweg und das Dichtungselement angeordnet sind, durch Saugwirkung anzieht; einen Hohlbereich (30), der auf einer Seite des Saugabschnitts gegenüber dem Brennstoffzellenseparator ausgebildet ist; und eine Saugvorrichtung (22), die den Brennstoffzellenseparator durch den Hohlbereich und die Saugöffnung ansaugt.
Ansaugvorrichtung (10) für einen Separator (12) einer Brennstoffzelle, die, mittels Saugwirkung, einen Brennstoffzellenseparator anzieht, der einen Strömungsweg mit einem Nutbereich (14) und einem Kammbereich (16), die auf einer Oberfläche des Brennstoffzellenseparators ausgebildet sind, und ein Dichtungselement (18) beinhaltet, das um den Strömungsweg herum angeordnet ist und aus einer Separatoroberfläche herausragt, wobei der Brennstoffzellenseparator auf der Separatoransaugvorrichtung anordenbar ist, wobei die Ansaugvorrichtung aufweist: einen Saugabschnitt (26, 28), der zumindest eine Saugöffnung (36, 38), die in einem Bereich ausgebildet ist, der dem Strömungsweg entspricht, und eine Saugnut (40) zum Aufnehmen des Dichtungselement beinhaltet, wobei die Saugnut eine Einkerbung in Bezug auf eine Saugoberfläche bildet und zumindest eine Saugöffnung aufweist, die auf einer unteren Oberfläche derselben ausgebildet ist, und wobei der Saugabschnitt eine Oberfläche des Brennstoffzellenseparators, auf dem der Strömungsweg und das Dichtungselement angeordnet sind, mittels Saugwirkung anzieht; und eine Saugvorrichtung (22), die den Brennstoffzellenseparator durch die Saugöffnung ansaugt.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Saugnut eine Einkerbung in Bezug auf eine Saugoberfläche bildet und die zumindest eine Saugöffnung der Saugnut auf einer unteren Oberfläche der Saugnut ausgebildet ist.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Saugabschnitt, die Saugöffnung, die in dem Bereich ausgebildet ist, der dem Strömungsweg entspricht, an einer Position angeordnet ist, wo der Kammbereich des Brennstoffzellenseparators angeordnet werden soll.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Saugabschnitt aus einem elastischen Element gebildet ist.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Brennstoffzellenseparator, der auf einer oberen Seite des Saugabschnitts angeordnet ist, mittels Saugwirkung an den Saugabschnitt ansaugbar und anziehbar ist.
Ansaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ansaugvorrichtung geeignet ist, einen Brennstoffzellenseparator aus Metall anzuziehen.