JP2000123857A - Solid polymer fuel cell - Google Patents

Solid polymer fuel cell

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JP2000123857A
JP2000123857A JP10291828A JP29182898A JP2000123857A JP 2000123857 A JP2000123857 A JP 2000123857A JP 10291828 A JP10291828 A JP 10291828A JP 29182898 A JP29182898 A JP 29182898A JP 2000123857 A JP2000123857 A JP 2000123857A
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JP
Japan
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fuel cell
polymer electrolyte
electrolyte fuel
tie rod
gas
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JP10291828A
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Japanese (ja)
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Yoshinori Nishihara
西原  啓徳
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make lightweight and compact, and heighten electric insulation and gas tightness. SOLUTION: Tie rods 2 for fastening fastening plates 3A, 3B arranged opposite ends of a cell stack 1, on which an electric insulation treatment film 6 is formed, are housed in gas manifolds 4, 5 on the inside of the cell stack 1, a fastening component 7 is assembled through an electric insulating seal gasket 8 in the end of the tie rod 2 arranged in a counterbore part 10, and a gas sealing member 9 is assembled in an opening part of the counterbore part 10, and held in an airtight state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、イオン交換膜を
電解質層として用い、電気化学反応により電気エネルギ
ーを得る固体高分子型燃料電池に係わり、特にその締め
付け構造およびシール構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell using an ion exchange membrane as an electrolyte layer to obtain electric energy by an electrochemical reaction, and more particularly to a fastening structure and a sealing structure thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の代表的な固体高分子型燃料
電池の基本構成を示す正面図である。本図において、2
1は電池積層体、22はタイロッド、23は締め付け
板、24は集電板、25は絶縁板である。電池積層体2
1は、固体高分子膜(メンブラン)とアノード、カソー
ドからなる単電池をセパレータを介して複数個積層し、
発電に伴い発生する熱を除去するための冷却板を必要に
応じて挿入して構成されている。この電池積層体21の
両端には電流を外部に取り出すための集電板24が配さ
れ、さらにその外側に絶縁板25を介して締め付け板2
3が配されており、締め付け板23を外周部に配した複
数のタイロッド22によって締め付けることにより、電
池積層体21が締め付けて保持されている。タイロッド
22による締め付けは、締め付け板23の外面にワッシ
ャ29、皿バネ28、ワッシャ27を介して配したナッ
ト26で固定することにより行われている。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a front view showing the basic structure of a typical conventional polymer electrolyte fuel cell. In this figure, 2
1 is a battery stack, 22 is a tie rod, 23 is a fastening plate, 24 is a current collector, and 25 is an insulating plate. Battery stack 2
1 is to stack a plurality of unit cells each composed of a solid polymer membrane (membrane), an anode and a cathode via a separator,
A cooling plate for removing heat generated by power generation is inserted as needed. At both ends of the battery stack 21, current collecting plates 24 for extracting current to the outside are arranged.
The battery stack 21 is fastened and held by fastening the fastening plate 23 with a plurality of tie rods 22 arranged on the outer periphery. Tightening by the tie rods 22 is performed by fixing to the outer surface of the tightening plate 23 with a nut 26 disposed via a washer 29, a disc spring 28, and a washer 27.

【0003】なお、図に示した酸化剤ガス入口31は、
電池積層体21を構成する各単電池のカソードに供給す
る酸化剤ガスの供給口であり、酸化剤ガス出口32は、
反応に寄与しなかった酸化剤ガスの排出口である。ま
た、燃料ガス入口35は、電池積層体21を構成する各
単電池のアノードに供給する燃料ガスの供給口、燃料ガ
ス出口36は、反応に寄与しなかった燃料ガスの排出口
である。また、冷却水入口33、冷却水出口34は、電
池積層体21に介装された冷却板へ供給される冷却水の
供給口と排出口である。
The oxidizing gas inlet 31 shown in FIG.
The oxidant gas supply port is a supply port for an oxidant gas supplied to the cathode of each cell constituting the battery stack 21.
This is the outlet for the oxidizing gas that did not contribute to the reaction. Further, the fuel gas inlet 35 is a supply port of a fuel gas supplied to the anode of each of the cells constituting the cell stack 21, and the fuel gas outlet 36 is a discharge port of a fuel gas which has not contributed to the reaction. The cooling water inlet 33 and the cooling water outlet 34 are a supply port and a discharge port of the cooling water supplied to the cooling plate interposed in the battery stack 21.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく複数の単
電池を積層して締め付ける構成の固体高分子型燃料電池
においては、締め付け圧力が面内で不均一になると、単
電池の内部抵抗や単電池間の接触抵抗が大きくなって電
池の性能低下を引き起こしたり、場合によっては、気密
性能が不十分となってガス漏れや冷却水漏れを生じる危
険性がある。したがって、本構成の固体高分子型燃料電
池においては、締め付け圧力が面内で均一となるよう配
慮する必要がある。
As described above, in a polymer electrolyte fuel cell having a configuration in which a plurality of cells are stacked and tightened, if the tightening pressure becomes non-uniform in the plane, the internal resistance of the cells and the cell resistance are reduced. There is a danger that the contact resistance between the batteries will increase to cause a decrease in the performance of the batteries, or, in some cases, the hermeticity will be insufficient and gas leakage or cooling water leakage will occur. Therefore, in the polymer electrolyte fuel cell of the present configuration, it is necessary to consider that the tightening pressure is uniform in the plane.

【0005】図3に示した従来の構成では、外周に配し
た複数のタイロッド22によって電池積層体21を締め
付ける方式を採っており、締め付け板23の厚さが薄い
と、タイロッド22による締め付けとともに締め付け板
23に反りが生じ、締め付け圧力が面内で不均一とな
る。したがって、従来の固体高分子型燃料電池では、反
りを生じないように締め付け板23にはかなり厚さの厚
い板が用いられている。このため、本構成の固体高分子
型燃料電池は重量が重くなり、例えば自動車搭載用の燃
料電池としては重量が過大となるとの難点がある。
The conventional structure shown in FIG. 3 employs a method in which the battery stack 21 is fastened by a plurality of tie rods 22 arranged on the outer periphery. The plate 23 is warped, and the clamping pressure becomes non-uniform in the plane. Therefore, in the conventional polymer electrolyte fuel cell, a considerably thick plate is used as the clamping plate 23 so as not to cause warpage. For this reason, the polymer electrolyte fuel cell of this configuration becomes heavy, and for example, there is a problem that the weight becomes excessive for a fuel cell mounted on an automobile.

【0006】また、上記の構成ではタイロッド22を外
周に配しているので、電池積層体21より一回り大きい
締め付け板23を用いる必要があるので、電池の外周部
にデッドスペースが生じる。また、タイロッド22を締
め付けるためのナット26、ワッシャ27、皿バネ2
8、ワッシャ29等の締め付け部品が締め付け板23の
外側へと突出するので、積層方向の両端にもデッドスペ
ースが生じる。したがって、本構成の固体高分子型燃料
電池は所要スペースが大きくなるという問題点がある。
Further, in the above configuration, since the tie rods 22 are arranged on the outer periphery, it is necessary to use the tightening plate 23 which is slightly larger than the battery stack 21, so that a dead space is generated on the outer periphery of the battery. Also, a nut 26 for fastening the tie rod 22, a washer 27, a disc spring 2
8. Since fastening parts such as washers 29 protrude outside the fastening plate 23, dead spaces also occur at both ends in the stacking direction. Therefore, the polymer electrolyte fuel cell of this configuration has a problem that the required space is large.

【0007】これに対して最近では、US Patent No.
5,484,666に開示されているように、電池積層体の締め
付け用のタイロッドを電池積層体の内部に設けた燃料ガ
スや酸化剤ガスのマニホールドの中に通す方式とするこ
とにより、固体高分子型燃料電池のコンパクト化を図る
試みがなされている。この方式では、図3に示した構成
で用いられているような厚い締め付け板を必要とせず、
軽量化、コンパクト化が図れるという利点があるが、一
方で、タイロッドと電池積層体との間の電気的な絶縁
や、ガスのシール方法が問題となる。
On the other hand, recently, US Patent No.
As disclosed in US Pat. No. 5,484,666, by using a system in which a tie rod for tightening a battery stack is passed through a fuel gas or oxidizing gas manifold provided inside the battery stack, a polymer electrolyte fuel cell Attempts have been made to reduce the size. This method does not require a thick clamping plate as used in the configuration shown in FIG.
There is an advantage that the weight and size can be reduced, but on the other hand, there are problems in electrical insulation between the tie rod and the battery stack and a gas sealing method.

【0008】すなわち、例えば、代表的なものとしてデ
ュポン社製商品名ナフィオン117を電解質膜として用
いて構成した固体高分子型燃料電池の場合、上記の膜は
十分に湿潤状態でないと高いイオン伝導性が得られない
という特徴があり、この種のイオン交換膜を電解質膜と
して用いる場合には、燃料ガスあるいは酸化剤ガス、条
件によってはその両方のガスを予め加湿し、これを電池
積層体に供給することによって、電解質膜の乾燥を防ぐ
方法を採るのが一般的である。ところが、このように加
湿したガスを電池積層体に設けたマニホールドに供給す
ると、マニホールドの中には締め付け用のタイロッドが
貫通しているので、タイロッドと電池積層体の間の隙間
に水が凝縮して短絡する危険性がある。また、上記のU
S Patent No.5,484,666では開示されていないが、締め
付け板とタイロッドとの間を電気的に絶縁する必要があ
り、同時にガス気密構成とする必要がある。
That is, for example, in the case of a polymer electrolyte fuel cell using Nafion 117 (trade name, manufactured by DuPont) as an electrolyte membrane, the above membrane has high ionic conductivity unless it is in a sufficiently wet state. When this type of ion exchange membrane is used as an electrolyte membrane, a fuel gas or an oxidizing gas, and depending on conditions, both gases are humidified beforehand and supplied to the battery stack. In general, a method for preventing the electrolyte membrane from drying is adopted. However, when the humidified gas is supplied to the manifold provided in the battery stack, water is condensed in a gap between the tie rod and the battery stack because a fastening tie rod penetrates the manifold. Risk of short circuit. In addition, the above U
Although not disclosed in S Patent No. 5,484,666, it is necessary to electrically insulate the clamping plate and the tie rod, and at the same time, it is necessary to provide a gas-tight structure.

【0009】本発明は、上記のごとき従来技術の問題点
を考慮してなされたもので、本発明の目的は、従来より
軽量、コンパクトで、かつ電気絶縁性、ガス気密性に優
れ、信頼性高く安定して運転できる固体高分子型燃料電
池を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a lighter, more compact, more electrically insulating, gas-tight, and more reliable device than before. An object of the present invention is to provide a polymer electrolyte fuel cell which can be operated stably at high speed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、イオン交換膜の両面にアノー
ドとカソードを配して構成される複数個の単電池をセパ
レータを介して積層し、形成した電池積層体を、該スタ
ック電池の積層方向の両端に配された締め付け板と該締
め付け板を固定するタイロッドとを用いて締め付けて支
持し、電池積層体の内部に積層方向に貫通して設けられ
たガスマニホールドへ反応ガスを供給し、電気化学反応
により電気エネルギーを得る固体高分子型燃料電池にお
いて、 (1)上記のタイロッドをガスマニホールドの内部に貫
通して配し、かつ、このタイロッドのガスマニホールド
の内部貫通部分の表面に電気絶縁処理層、例えば、電気
絶縁性樹脂をコーティングして形成した電気絶縁処理
層、あるいは電気絶縁性の熱収縮性チューブで形成した
電気絶縁処理層を備えることとする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of unit cells each having an anode and a cathode disposed on both surfaces of an ion exchange membrane are stacked with a separator interposed therebetween. Then, the formed battery stack is fastened and supported by using the fastening plates arranged at both ends in the stacking direction of the stack batteries and tie rods for fixing the fastening plates, and penetrates inside the battery stack in the stacking direction. In a polymer electrolyte fuel cell that supplies a reaction gas to a gas manifold provided as described above and obtains electric energy by an electrochemical reaction, (1) the above-mentioned tie rods are disposed so as to penetrate inside the gas manifold, and An electrically insulating layer, for example, an electrically insulating layer formed by coating an electrically insulating resin on the surface of the inner penetrating portion of the gas manifold of the tie rod, or An electrically insulating layer formed of an electrically insulating heat-shrinkable tube is provided.

【0011】(2)さらに、締め付け板に、ガスマニホ
ールドと連通する貫通孔の外側の面に座ぐり部を備え、
この座ぐり部の内部に、タイロッドを締め付け板に固定
支持するナット、皿バネ等の締め付け部品を、電気絶縁
性のシールパッキング、例えばポリエチレン樹脂、ある
いはポリテトラフロロエチレン(PTFE)樹脂よりな
るシールパッキングにより締め付け板との間の電気絶縁
性を保持して配することとする。
(2) The clamping plate further includes a counterbore on the outer surface of the through hole communicating with the gas manifold,
Inside the counterbore, fastening parts such as nuts and disc springs for fixing and supporting the tie rods to the fastening plate are sealed with an electrically insulating seal packing, for example, a seal packing made of polyethylene resin or polytetrafluoroethylene (PTFE) resin. To maintain electrical insulation between the plate and the clamping plate.

【0012】(3)さらに、上記(2)において、締め
付け板に備えられた座ぐり部に、座ぐり部の内部を外部
と気密に保持するガスシール部材を配することとする。
(3) Further, in the above (2), a gas seal member for keeping the inside of the counterbore portion airtight with the outside is arranged in the counterbore portion provided on the fastening plate.

【0013】上記(1)のごとく、電池積層体の内部に
配されたガスマニホールドの内部にタイロッドを組み込
んで締め付けることとすれば、締め付け板の厚さが薄く
ても電池積層体は面内でより均一に加圧されることとな
る。また、締め付け板の外寸法は電池積層体の外寸法以
下でよいので、デッドスペースの少ないコンパクトな構
成にすることができる。また、電気絶縁処理層をタイロ
ッドの表面に配したことによって、タイロッドと電池積
層体との間の電気的短絡が防止されることとなる。
As described in (1) above, if the tie rods are incorporated into the gas manifold disposed inside the battery stack and tightened, the battery stack can be in-plane even if the fastening plate is thin. Pressurization will be more uniform. In addition, since the outer dimensions of the fastening plate may be smaller than the outer dimensions of the battery stack, a compact configuration with less dead space can be provided. In addition, by disposing the electric insulation treatment layer on the surface of the tie rod, an electric short circuit between the tie rod and the battery stack is prevented.

【0014】また、上記(2)のごとくとすれば、締め
付け板に設けた座ぐり部の内部に締め付け部品が収納さ
れるので、従来のように側面へ突出することがなく、デ
ッドスペースが小さく抑えられる。また、電気絶縁性の
シールパッキングを配したことにより、タイロッドと締
め付け板との間の電気絶縁が確保される。
Further, according to the above (2), since the fastening parts are housed inside the counterbore portion provided on the fastening plate, they do not protrude to the side as in the conventional case, and the dead space is small. Can be suppressed. Further, by providing the electrically insulating seal packing, electrical insulation between the tie rod and the fastening plate is ensured.

【0015】また、上記(3)のごとく座ぐり部にガス
シール部材を配すれば、マニホールド内のガスの外部へ
の漏洩が防止される。
Further, if a gas seal member is provided in the counterbore portion as described in (3) above, leakage of the gas in the manifold to the outside can be prevented.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の固体高分子型燃
料電池の実施例の基本構成を示す摸式断面図で、1は電
池積層体、2はタイロッド、3A,3Bは締め付け板、
4,5はガスマニホールドである。本図の構成では、締
め付け板3A,3Bが集電板の機能も果たしており、図
3の従来例で用いられていた集電板24および絶縁板2
5は組み込まれていない。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a basic structure of an embodiment of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention, wherein 1 is a cell stack, 2 is a tie rod, and 3A and 3B are clamping plates. ,
Reference numerals 4 and 5 denote gas manifolds. In the configuration of this drawing, the fastening plates 3A and 3B also fulfill the function of a current collector, and the current collector 24 and the insulating plate 2 used in the conventional example of FIG.
5 is not incorporated.

【0017】本実施例の構成では、タイロッド2を、燃
料ガス用のガスマニホールド4と空気用のガスマニホー
ルド5の内部を貫通させて組み込み、締め付け板3A,
3Bの座ぐり部10に配したタイロッド2の両端に締め
付け部品7を装着することにより電池積層体を所定の圧
力で締め付けている。締め付け部品7と座ぐり部10の
底部との間には電気絶縁性のシールパッキング8が配さ
れており、このシールパッキング8によりタイロッド2
と締め付け板3A,3Bとの間が電気的に絶縁されてい
る。また、座ぐり部10の開口部にはガスシール部材9
が組み込まれ、座ぐり部10の内部と外部との気密を保
持している。
In the configuration of this embodiment, the tie rods 2 are inserted into the gas manifold 4 for the fuel gas and the gas manifold 5 for the air, and the tie rods 2 are installed therein.
The battery stack is fastened at a predetermined pressure by attaching fastening parts 7 to both ends of the tie rod 2 arranged in the counterbore portion 10 of 3B. An electrically insulating seal packing 8 is arranged between the fastening component 7 and the bottom of the counterbore 10, and the seal packing 8 allows the tie rod 2
And the clamping plates 3A and 3B are electrically insulated. The gas seal member 9 is provided in the opening of the counterbore portion 10.
Is incorporated to maintain airtightness between the inside and the outside of the spot facing portion 10.

【0018】燃料ガスは、締め付け板3Aに設けられた
燃料ガス入口11より供給され、ガスマニホールド4に
導入されて各単電池へ供給される。また反応空気は、空
気入口13より供給され、ガスマニホールド5に導入さ
れて各単電池へ供給される。反応に寄与しなかった燃料
ガスと反応空気は、それぞれ、燃料ガス出口12および
空気出口14より排出される。すでに述べたように、固
体高分子型燃料電池では、電解質膜の乾燥を防止するた
め燃料ガスあるいは空気、条件によってはその両方のガ
スを予め加湿して供給する方法が採られ、このため、マ
ニホールドの中に水が凝縮する可能性が大きいが、本実
施例の構成においては、タイロッド2の表面にフッ素樹
脂系の熱収縮チューブを装着して電気絶縁処理層6を形
成しているので、マニホールドの中に水が凝縮しても、
タイロッド2と電池積層体1が電気的に短絡する恐れは
ない。
The fuel gas is supplied from a fuel gas inlet 11 provided in the clamping plate 3A, introduced into the gas manifold 4, and supplied to each unit cell. The reaction air is supplied from the air inlet 13, is introduced into the gas manifold 5, and is supplied to each cell. The fuel gas and the reaction air that have not contributed to the reaction are discharged from the fuel gas outlet 12 and the air outlet 14, respectively. As described above, in the polymer electrolyte fuel cell, a method is employed in which the fuel gas or the air, and depending on the conditions, both gases are humidified and supplied in advance in order to prevent the drying of the electrolyte membrane. Although there is a high possibility that water will condense in the inside, in the configuration of the present embodiment, since the electrically insulating treatment layer 6 is formed by mounting a fluororesin-based heat-shrinkable tube on the surface of the tie rod 2, the manifold Even if water condenses inside
There is no fear that the tie rod 2 and the battery stack 1 are electrically short-circuited.

【0019】図2は、本実施例の図1に示したA部の拡
大図である。図に見られるように、締め付け板3Aの座
ぐり部10において、タイロッド2の両端に組み込まれ
た締め付け部品7は、ナット7aおよびワッシャ7b,
皿バネ7c、ワッシャ7dより構成されており、タイロ
ッド2の先端にナット7aをねじ込んで皿バネ7cを圧
縮し、ナット7aと締め付け板3Aの座ぐり部10の底
部との間に皿バネ7cの拡張力を加えることによって、
電池積層体1に圧縮力を加えて保持している。ワッシャ
7dと座ぐり部10の底部との間には、すでに述べたよ
うにPTFE製のシールパッキング8が組み込まれてお
り、このシールパッキング8によりタイロッド2と締め
付け板3Aの間の電気絶縁が保たれている。
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 1 of this embodiment. As shown in the figure, in the counterbore portion 10 of the fastening plate 3A, the fastening components 7 incorporated at both ends of the tie rod 2 include nuts 7a and washers 7b,
The disc spring 7c includes a disc spring 7c and a washer 7d. The nut 7a is screwed into the tip of the tie rod 2 to compress the disc spring 7c. By adding expansion power,
The battery stack 1 is held by applying a compressive force. As described above, the seal packing 8 made of PTFE is incorporated between the washer 7d and the bottom of the counterbore portion 10, and the seal packing 8 maintains electrical insulation between the tie rod 2 and the clamping plate 3A. I'm dripping.

【0020】また、図1に示したガスシール部材9は、
ガスシール用ネジ9aとPTFE製のパッキング9bよ
りなり、座ぐり部10の中間の棚部にパッキング9bを
配置し、ガスシール用ネジ9aを座ぐり部10の開口部
にねじ込むことにより、座ぐり部10の内部を外部に対
して気密に保持している。したがって、ガスマニホール
ド4に導入された燃料ガスが、タイロッド2とシールパ
ッキング8との隙間を通して座ぐり部10の内部へと漏
洩しても、座ぐり部10の外部へ漏れ出すことはなく、
ガスマニホールド4は気密に保持される。
Further, the gas seal member 9 shown in FIG.
A gasket screw 9a and a packing 9b made of PTFE are provided. The packing 9b is arranged on a shelf in the middle of the counterbore portion 10. By screwing the gas seal screw 9a into the opening of the counterbore portion 10, the counterbore is formed. The inside of the part 10 is kept airtight to the outside. Therefore, even if the fuel gas introduced into the gas manifold 4 leaks through the gap between the tie rod 2 and the seal packing 8 to the inside of the counterbore 10, it does not leak out of the counterbore 10.
The gas manifold 4 is kept airtight.

【0021】[0021]

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、表面に
電気絶縁処理層を施したタイロッドを電池積層体の内部
のガスマニホールド内に貫通して配置し、締め付け板と
の間に電気絶縁性のパッキングを挿入してネジ、皿バネ
を用いた締め付け部品により締め付ける構造とし、さら
に、締め付け板に座ぐり部を設けて締め付け部品を収納
し、その開口部をガスシール部材でシールする構成とし
たので、従来より軽量、コンパクトで、かつ電気絶縁
性、ガス気密性に優れ、信頼性高く安定して運転できる
固体高分子型燃料電池が得られることとなった。
As described above, according to the present invention, a tie rod having an electric insulation treatment layer on its surface is disposed so as to penetrate into a gas manifold inside a battery stack, and is electrically connected to a clamping plate. A structure in which insulating packing is inserted and tightened with tightening parts using screws and disc springs. Further, a counterbore portion is provided on the tightening plate to house the tightening parts, and the opening thereof is sealed with a gas seal member. As a result, a polymer electrolyte fuel cell which is lighter and more compact than before, and has excellent electric insulation and gas tightness, and can be operated stably with high reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の固体高分子型燃料電池の実施例の基本
構成を示す摸式断面図
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a basic configuration of an embodiment of a polymer electrolyte fuel cell according to the present invention.

【図2】図1に示した実施例のA部の拡大図FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of the embodiment shown in FIG.

【図3】従来の代表的な固体高分子型燃料電池の基本構
成を示す正面図
FIG. 3 is a front view showing the basic configuration of a typical conventional polymer electrolyte fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池積層体 2 タイロッド 3A,3B 締め付け板 4 ガスマニホールド 5 ガスマニホールド 6 電気絶縁処理層 7 締め付け部品 7a ナット 7b ワッシャ 7c 皿バネ 7d ワッシャ 8 シールパッキング 9 ガスシール部材 9a ガスシール用ネジ 9b パッキング 10 座ぐり部 11 燃料ガス入口 12 燃料ガス出口 13 空気入口 14 空気出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery laminated body 2 Tie rod 3A, 3B Clamping plate 4 Gas manifold 5 Gas manifold 6 Electric insulation treatment layer 7 Fastening parts 7a Nut 7b Washer 7c Disc spring 7d Washer 8 Seal packing 9 Gas seal member 9a Gas seal screw 9b Packing 10 Counterbore 11 Fuel gas inlet 12 Fuel gas outlet 13 Air inlet 14 Air outlet

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオン交換膜の両面にアノードとカソード
を配して構成される複数個の単電池をセパレータを介し
て積層し形成した電池積層体を、該電池積層体の積層方
向の両端に配された締め付け板と該締め付け板を固定す
るタイロッドとを用いて締め付けて支持し、電池積層体
の内部に積層方向に貫通して設けられたガスマニホール
ドへ反応ガスを供給し、電気化学反応により電気エネル
ギーを得る固体高分子型燃料電池において、 前記タイロッドが、ガスマニホールドの内部に貫通して
配され、かつ、該タイロッドのガスマニホールドの内部
貫通部分の表面に電気絶縁処理層が備えられていること
を特徴とする固体高分子型燃料電池。
1. A battery stack formed by stacking a plurality of unit cells each having an anode and a cathode on both sides of an ion exchange membrane with a separator interposed therebetween, at both ends in the stacking direction of the battery stack. The clamped plate and the tie rod for fixing the clamped plate are used to fasten and support the clamped plate, and to supply a reaction gas to a gas manifold provided to penetrate in the stacking direction inside the battery stack, and perform an electrochemical reaction. In a polymer electrolyte fuel cell for obtaining electric energy, the tie rod is disposed so as to penetrate inside a gas manifold, and an electric insulation treatment layer is provided on a surface of a part of the tie rod which penetrates inside the gas manifold. A polymer electrolyte fuel cell characterized by the above-mentioned.
【請求項2】請求項1記載の固体高分子型燃料電池にお
いて、タイロッドの表面に備えられた前記電気絶縁処理
層が、電気絶縁性樹脂をコーティングすることにより形
成されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
2. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the electrically insulating layer provided on the surface of the tie rod is formed by coating an electrically insulating resin. Solid polymer fuel cell.
【請求項3】請求項1記載の固体高分子型燃料電池にお
いて、タイロッドの表面に備えられた前記電気絶縁処理
層が、電気絶縁性の熱収縮性チューブにより形成されて
いることを特徴とする固体高分子型燃料電池。
3. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the electrically insulating layer provided on the surface of the tie rod is formed of an electrically insulating heat-shrinkable tube. Solid polymer fuel cell.
【請求項4】請求項1記載の固体高分子型燃料電池にお
いて、前記締め付け板がガスマニホールドと連通する貫
通孔の外側の面に座ぐり部を備え、かつ、該座ぐり部の
内部に、タイロッドを締め付け板に固定支持する締め付
け部品が、電気絶縁性のシールパッキングにより締め付
け板との間の電気絶縁性を保持して配されていることを
特徴とする固体高分子型燃料電池。
4. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the fastening plate has a counterbore on an outer surface of a through hole communicating with the gas manifold, and inside the counterbore, A polymer electrolyte fuel cell, wherein a tightening part for fixedly supporting the tie rod on the tightening plate is arranged while maintaining electrical insulation between the tightening plate and the sealing plate by an electrically insulating seal packing.
【請求項5】請求項4記載の固体高分子型燃料電池にお
いて、タイロッドを締め付け板に固定支持する締め付け
部品と締め付け板との間の電気絶縁性を保持する電気絶
縁性の前記シールパッキングが、ポリエチレン樹脂、あ
るいはポリテトラフロロエチレン樹脂よりなることを特
徴とする固体高分子型燃料電池。
5. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 4, wherein the electrically insulating seal packing for maintaining electrical insulation between the fastening plate and a fastening component for fixing and supporting the tie rod to the fastening plate comprises: A polymer electrolyte fuel cell comprising a polyethylene resin or a polytetrafluoroethylene resin.
【請求項6】請求項4または5記載の固体高分子型燃料
電池において、締め付け板に備えられた前記座ぐり部
に、座ぐり部の内部を外部と気密に保持するガスシール
部材が配されていることを特徴とする固体高分子型燃料
電池。
6. The polymer electrolyte fuel cell according to claim 4, wherein a gas seal member is provided at the counterbore portion provided on the fastening plate to keep the inside of the counterbore portion airtight from the outside. A polymer electrolyte fuel cell.
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