JP2001110434A - 燃料電池用冷却板 - Google Patents
燃料電池用冷却板Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層に伴い冷却液通路に付加される応力に
対する十分な構造強度を備えると共に、圧力損失の少な
い冷却板を提供する。 【解決手段】セパレータ２０の冷却液通路２７は、冷却
液供給口２１と連通する導入部２７１、冷却液排出口２
４と連通する導出部２７２、導入部２７１と導出部２７
２とをつなぐ中間部２７３とを有している。中間部２７
３にはその全長にわたって２本の第１リブ４０が形成さ
れている。導入部２７１にはそのほぼ中心に第１リブ４
０とは異なる独立した１本の第２リブ５０が形成されて
いる。第１リブ４０の第２リブ対向側と第２リブ５０の
第１リブ４０対向側との間には隙間が形成されている。
対する十分な構造強度を備えると共に、圧力損失の少な
い冷却板を提供する。 【解決手段】セパレータ２０の冷却液通路２７は、冷却
液供給口２１と連通する導入部２７１、冷却液排出口２
４と連通する導出部２７２、導入部２７１と導出部２７
２とをつなぐ中間部２７３とを有している。中間部２７
３にはその全長にわたって２本の第１リブ４０が形成さ
れている。導入部２７１にはそのほぼ中心に第１リブ４
０とは異なる独立した１本の第２リブ５０が形成されて
いる。第１リブ４０の第２リブ対向側と第２リブ５０の
第１リブ４０対向側との間には隙間が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の冷却に
用いられる冷却板、およびその冷却板を備える単電池に
関し、さらに詳細には、冷却板の冷却液通路構造に関す
る。
用いられる冷却板、およびその冷却板を備える単電池に
関し、さらに詳細には、冷却板の冷却液通路構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】燃料ガスと酸化ガスとの化学反応によっ
て起電する燃料電池では、化学反応に伴う発熱によって
燃料電池の温度が所望温度を超えないように冷却回路を
用いて冷却が実施されている。冷却回路の一部を構成す
る冷却板は、冷却板単体として、あるいは、単電池の一
部を構成するセパレータに冷却機能を持たせるように形
成されている。一般的な冷却板について図８を参照して
説明する。冷却板２００は、冷却液が流動する冷却液通
路２１０を有しており、冷却液通路２１０には、冷却液
通路内における冷却液の流動分布を均一にするために、
また、冷却液通路２１０の強度を確保するためにリブ２
２０が形成されている。
て起電する燃料電池では、化学反応に伴う発熱によって
燃料電池の温度が所望温度を超えないように冷却回路を
用いて冷却が実施されている。冷却回路の一部を構成す
る冷却板は、冷却板単体として、あるいは、単電池の一
部を構成するセパレータに冷却機能を持たせるように形
成されている。一般的な冷却板について図８を参照して
説明する。冷却板２００は、冷却液が流動する冷却液通
路２１０を有しており、冷却液通路２１０には、冷却液
通路内における冷却液の流動分布を均一にするために、
また、冷却液通路２１０の強度を確保するためにリブ２
２０が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図示す
るようにリブ２２０が冷却液供給口２２１と連通する導
入部２１１にまで及んで形成されている場合には、リブ
２２０によって区画されている冷却液通路２１０に対す
る冷却液の分配が一旦なされると、その後、分配の偏り
が是正される機会はない。この結果、各々の区画された
冷却通路間において流動特性にばらつきが生じてしま
い、均一な冷却を実施することができないことがある。
また、冷却液流の分配設計の自由度に欠けてしまう。さ
らに、小型の燃料電池では、スペース上の制約から導入
部の幅を十分に採ることができないことがあり、リブ２
２０を形成することによって導入部２１１における流動
断面積が減少し圧力損失が増大してしまう問題があっ
た。
るようにリブ２２０が冷却液供給口２２１と連通する導
入部２１１にまで及んで形成されている場合には、リブ
２２０によって区画されている冷却液通路２１０に対す
る冷却液の分配が一旦なされると、その後、分配の偏り
が是正される機会はない。この結果、各々の区画された
冷却通路間において流動特性にばらつきが生じてしま
い、均一な冷却を実施することができないことがある。
また、冷却液流の分配設計の自由度に欠けてしまう。さ
らに、小型の燃料電池では、スペース上の制約から導入
部の幅を十分に採ることができないことがあり、リブ２
２０を形成することによって導入部２１１における流動
断面積が減少し圧力損失が増大してしまう問題があっ
た。
【０００４】一方、導入部２１１におけるリブ２２０を
除去した場合には、燃料電池組み立て時（積層時）に冷
却板２００に対して付加される応力に対して十分な強度
を確保できないという問題があった。さらに、セパレー
タが冷却板機能を有する燃料電池では、セパレータと膜
電極とを組み合わせてモジュール化する際に、導入部２
１１に対応する裏側部分に対して十分な押圧を加えるこ
とができず、当該部分におけるセパレータと膜電極とを
十分にシールできない場合があった。
除去した場合には、燃料電池組み立て時（積層時）に冷
却板２００に対して付加される応力に対して十分な強度
を確保できないという問題があった。さらに、セパレー
タが冷却板機能を有する燃料電池では、セパレータと膜
電極とを組み合わせてモジュール化する際に、導入部２
１１に対応する裏側部分に対して十分な押圧を加えるこ
とができず、当該部分におけるセパレータと膜電極とを
十分にシールできない場合があった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、積層に伴い冷却液通路に付加される応力
に対する十分な構造強度を有すると共に、圧力損失の少
ない冷却板を提供することを目的とする。また、単電池
組み立て時において優れたシール特性をもたらす冷却板
を提供することを目的とする。
たものであり、積層に伴い冷却液通路に付加される応力
に対する十分な構造強度を有すると共に、圧力損失の少
ない冷却板を提供することを目的とする。また、単電池
組み立て時において優れたシール特性をもたらす冷却板
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃料電
池に用いられる冷却板を提供する。この冷却板は、前記
冷却板の第１の面に形成されていると共に、端部と中間
部とを有する冷却液通路と、前記冷却液通路の前記中間
部に形成されている第１リブと、前記第１リブとは別個
に前記冷却液通路の前記端部に形成さえている第２リブ
とを備えることを特徴とする。
記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃料電
池に用いられる冷却板を提供する。この冷却板は、前記
冷却板の第１の面に形成されていると共に、端部と中間
部とを有する冷却液通路と、前記冷却液通路の前記中間
部に形成されている第１リブと、前記第１リブとは別個
に前記冷却液通路の前記端部に形成さえている第２リブ
とを備えることを特徴とする。
【０００７】このような構成を備えることにより、本発
明の第１の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第１の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【０００８】本発明の第１の態様において、前記冷却液
通路は前記中間部の両端に前記端部を有し、前記両端の
端部には前記第１リブとは別個に第２リブが形成されて
いても良い。また、前記第２リブは前記冷却液通路の前
記端部の略全長にわたり形成されていても良い。さら
に、少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に形成さ
れていても良い。いずれの場合においても、端部に第２
リブが形成されるので、冷却液通路（端部）の構造強度
を確保することができる。
通路は前記中間部の両端に前記端部を有し、前記両端の
端部には前記第１リブとは別個に第２リブが形成されて
いても良い。また、前記第２リブは前記冷却液通路の前
記端部の略全長にわたり形成されていても良い。さら
に、少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に形成さ
れていても良い。いずれの場合においても、端部に第２
リブが形成されるので、冷却液通路（端部）の構造強度
を確保することができる。
【０００９】本発明の第１の態様において、前記冷却液
通路の前記端部の幅は前記冷却液通路の前記中間部の幅
よりも狭く、前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路
の前記端部とによって区画される流路の幅が前記第１リ
ブと前記冷却液通路の前記中間部とによって区画される
流路幅と略一致するように形成されていても良い。かか
る構成を備える場合には、第２リブの形成に起因する圧
力損失の増加を回避することができる。
通路の前記端部の幅は前記冷却液通路の前記中間部の幅
よりも狭く、前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路
の前記端部とによって区画される流路の幅が前記第１リ
ブと前記冷却液通路の前記中間部とによって区画される
流路幅と略一致するように形成されていても良い。かか
る構成を備える場合には、第２リブの形成に起因する圧
力損失の増加を回避することができる。
【００１０】また、本発明の第１の態様は、前記第１の
面の裏面をなすと共にガス流路を有する第２の面と、前
記ガス流路にガスを供給するガス供給口と、前記ガス流
路を流れた前記ガスを排出するガス排出口とを備えるこ
とができる。かかる構成を備える場合には、冷却板とセ
パレータとを一体化することが可能となり、燃料電池を
小型化することができる。
面の裏面をなすと共にガス流路を有する第２の面と、前
記ガス流路にガスを供給するガス供給口と、前記ガス流
路を流れた前記ガスを排出するガス排出口とを備えるこ
とができる。かかる構成を備える場合には、冷却板とセ
パレータとを一体化することが可能となり、燃料電池を
小型化することができる。
【００１１】本発明の第２の態様は、燃料電池に用いら
れるセパレータを提供する。このセパレータは、その第
１の面に形成されていると共に、端部と中間部とを有す
る冷却液通路と、前記第１の面の裏面をなす第２の面に
形成されているガス流路と、前記冷却液通路の前記中間
部に形成されている第１リブと、前記第１リブとは別個
に前記冷却液通路の前記端部に形成さえている第２リブ
とを備えることを特徴とする。
れるセパレータを提供する。このセパレータは、その第
１の面に形成されていると共に、端部と中間部とを有す
る冷却液通路と、前記第１の面の裏面をなす第２の面に
形成されているガス流路と、前記冷却液通路の前記中間
部に形成されている第１リブと、前記第１リブとは別個
に前記冷却液通路の前記端部に形成さえている第２リブ
とを備えることを特徴とする。
【００１２】このような構成を備えることにより、本発
明の第２の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第２の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【００１３】本発明の第２の態様において、前記第２リ
ブは前記導入部の略全長にわたり形成されていても良
く、また、少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に
形成されているても良い。さらに、前記冷却液通路の前
記端部の幅は前記冷却液通路の前記中間部の幅よりも狭
く、前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路の前記端
部とによって区画される流路の幅が前記第１リブと前記
冷却液通路の前記中間部とによって区画される流路幅と
略一致するように形成されていることができる。セパレ
ータ。
ブは前記導入部の略全長にわたり形成されていても良
く、また、少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に
形成されているても良い。さらに、前記冷却液通路の前
記端部の幅は前記冷却液通路の前記中間部の幅よりも狭
く、前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路の前記端
部とによって区画される流路の幅が前記第１リブと前記
冷却液通路の前記中間部とによって区画される流路幅と
略一致するように形成されていることができる。セパレ
ータ。
【００１４】かかる構成を備える場合には、端部に第２
リブが形成されるので、冷却液通路（端部）の構造強度
を確保することができる。また、第２リブの形成に起因
する圧力損失の増加を回避することができる。
リブが形成されるので、冷却液通路（端部）の構造強度
を確保することができる。また、第２リブの形成に起因
する圧力損失の増加を回避することができる。
【００１５】本発明の第３の態様は、燃料電池に用いら
れる冷却板を提供する。この冷却板は、前記冷却板の第
１の面に形成されていると共に、導入部と中間部とを有
する冷却液通路と、前記冷却液通路の前記導入部と連通
されていると共に前記冷却液通路に冷却液を供給する冷
却液供給口と、前記冷却液通路に沿って前記冷却液通路
の前記中間部に形成されている第１リブと、前記第１リ
ブとは別個に、前記冷却液通路の前記導入部に形成され
ている第２リブとを備えることを特徴とする。
れる冷却板を提供する。この冷却板は、前記冷却板の第
１の面に形成されていると共に、導入部と中間部とを有
する冷却液通路と、前記冷却液通路の前記導入部と連通
されていると共に前記冷却液通路に冷却液を供給する冷
却液供給口と、前記冷却液通路に沿って前記冷却液通路
の前記中間部に形成されている第１リブと、前記第１リ
ブとは別個に、前記冷却液通路の前記導入部に形成され
ている第２リブとを備えることを特徴とする。
【００１６】このような構成を備えることにより、本発
明の第３の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第３の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【００１７】本発明の第３の態様において、前記第２リ
ブは前記導入部の略全長にわたり形成されているても良
い。また、少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に
形成されていても良い。いずれの場合においても、導入
部に第２リブが形成されるので、冷却液通路（導入部）
の構造強度を確保することができる。
ブは前記導入部の略全長にわたり形成されているても良
い。また、少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に
形成されていても良い。いずれの場合においても、導入
部に第２リブが形成されるので、冷却液通路（導入部）
の構造強度を確保することができる。
【００１８】本発明の第３の態様において、前記冷却液
通路の前記導入部の幅は前記冷却液通路の前記中間部の
幅よりも狭く、前記第２リブは第２リブと前記冷却液通
路の前記導入部とによって区画される流路の幅が前記第
１リブと前記冷却液通路の前記中間部とによって区画さ
れる流路幅と略一致するように形成されていても良い。
かかる構成を備える場合には、第２リブの形成に起因す
る圧力損失の増加を回避することができる。
通路の前記導入部の幅は前記冷却液通路の前記中間部の
幅よりも狭く、前記第２リブは第２リブと前記冷却液通
路の前記導入部とによって区画される流路の幅が前記第
１リブと前記冷却液通路の前記中間部とによって区画さ
れる流路幅と略一致するように形成されていても良い。
かかる構成を備える場合には、第２リブの形成に起因す
る圧力損失の増加を回避することができる。
【００１９】本発明の第３の態様において、前記第１リ
ブは少なくとも２つ形成されており、前記第２リブは少
なくとも１つ形成されていても良い。また、本発明の第
３の態様は更に、前記冷却液通路は導出部を有すると共
に、その導出部と連通されていると共に前記冷却液通路
を流れた前記冷却液を排出する冷却液排出口と、前記第
１リブとは別個に、前記冷却液通路の前記導出部に形成
されている第３リブとを備えることができる。かかる構
成を備える場合には、冷却液通路の導出部における強度
も確保することができる。
ブは少なくとも２つ形成されており、前記第２リブは少
なくとも１つ形成されていても良い。また、本発明の第
３の態様は更に、前記冷却液通路は導出部を有すると共
に、その導出部と連通されていると共に前記冷却液通路
を流れた前記冷却液を排出する冷却液排出口と、前記第
１リブとは別個に、前記冷却液通路の前記導出部に形成
されている第３リブとを備えることができる。かかる構
成を備える場合には、冷却液通路の導出部における強度
も確保することができる。
【００２０】本発明の第３の態様は更に、前記第１の面
の裏面をなすと共にガス流路を有する第２の面と、前記
ガス流路にガスを供給するガス供給口と、前記ガス流路
を流れた前記ガスを排出するガス排出口とを備えること
ができる。かかる構成を備える場合には、冷却板とセパ
レータとを一体化することが可能となり、燃料電池を小
型化することができる。
の裏面をなすと共にガス流路を有する第２の面と、前記
ガス流路にガスを供給するガス供給口と、前記ガス流路
を流れた前記ガスを排出するガス排出口とを備えること
ができる。かかる構成を備える場合には、冷却板とセパ
レータとを一体化することが可能となり、燃料電池を小
型化することができる。
【００２１】本発明の第４の態様は、燃料電池を形成す
る単電池を提供する。この単電池は、本発明の第１また
は第２の態様に係る冷却板と、その冷却板の前記第１の
面の裏面をなす第２の面と接合されている一対のセパレ
ータと、その一対のセパレータの間に介在されている膜
電極を備えることを特徴とする。
る単電池を提供する。この単電池は、本発明の第１また
は第２の態様に係る冷却板と、その冷却板の前記第１の
面の裏面をなす第２の面と接合されている一対のセパレ
ータと、その一対のセパレータの間に介在されている膜
電極を備えることを特徴とする。
【００２２】このような構成を備えることにより、本発
明の第４の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第４の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【００２３】本発明の第５の態様は、燃料電池を形成す
る単電池を提供する。この単電池は、本発明の第１また
は第３の態様に係る冷却板を一対のセパレータとして備
え、あるいは、第２の態様に係るセパレータを備え、そ
の一対のセパレータの間に介在されている膜電極を備え
ることを特徴とする。
る単電池を提供する。この単電池は、本発明の第１また
は第３の態様に係る冷却板を一対のセパレータとして備
え、あるいは、第２の態様に係るセパレータを備え、そ
の一対のセパレータの間に介在されている膜電極を備え
ることを特徴とする。
【００２４】このような構成を備えることにより、本発
明の第５の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第５の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【００２５】本発明の第６の態様は、燃料電池に用いら
れる冷却板の冷却液通路構造を提供する。この冷却液通
路構造は、冷却液導入部と、その冷却液導入部に続く中
間部と、その中間部に続く冷却液導出部と、前記中間部
に形成されている第１リブと、その第１リブとは別に前
記冷却液導入部に形成されている第２リブとを備えるこ
とを特徴とする。
れる冷却板の冷却液通路構造を提供する。この冷却液通
路構造は、冷却液導入部と、その冷却液導入部に続く中
間部と、その中間部に続く冷却液導出部と、前記中間部
に形成されている第１リブと、その第１リブとは別に前
記冷却液導入部に形成されている第２リブとを備えるこ
とを特徴とする。
【００２６】このような構成を備えることにより、本発
明の第６の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第６の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【００２７】本発明の第６の態様において、前記導入部
の幅は前記中間部の幅よりも狭く、前記第２リブは第２
リブと前記導入部とによって区画される流路の幅が前記
第１リブと前記中間部とによって区画される流路幅と略
一致するように形成され得る。かかる構成を備える場合
には、第２リブの形成に起因する圧力損失の増加を回避
しつつ、冷却液通路の強度およびシール特性を確保する
ことができる。
の幅は前記中間部の幅よりも狭く、前記第２リブは第２
リブと前記導入部とによって区画される流路の幅が前記
第１リブと前記中間部とによって区画される流路幅と略
一致するように形成され得る。かかる構成を備える場合
には、第２リブの形成に起因する圧力損失の増加を回避
しつつ、冷却液通路の強度およびシール特性を確保する
ことができる。
【００２８】本発明の第７の態様は、その一の面に冷却
液通路を有し、他の面にガス流路を有する燃料電池用セ
パレータの冷却液通路構造を提供する。この冷却液通路
構造は、冷却液導入部と、その冷却液導入部に続く中間
部と、その中間部に続く冷却液導出部と、前記中間部に
形成されている第１リブと、その第１リブとは別個に前
記冷却液導入部に形成されている第２リブとを備えるこ
とを特徴とする。
液通路を有し、他の面にガス流路を有する燃料電池用セ
パレータの冷却液通路構造を提供する。この冷却液通路
構造は、冷却液導入部と、その冷却液導入部に続く中間
部と、その中間部に続く冷却液導出部と、前記中間部に
形成されている第１リブと、その第１リブとは別個に前
記冷却液導入部に形成されている第２リブとを備えるこ
とを特徴とする。
【００２９】このような構成を備えることにより、本発
明の第７の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
明の第７の態様は、燃料電池組み立て時に冷却液通路に
加えられる応力に対して十分な強度を有すると共に、単
電池組み立て時（モジュール化時）におけるシール特性
を向上させることができる。
【００３０】本発明の第７の態様において、前記導入部
の幅は前記中間部の幅よりも狭く、前記第２リブは第２
リブと前記導入部とによって区画される流路の幅が前記
第１リブと前記中間部とによって区画される流路幅と略
一致するように形成されているても良い。かかる構成を
備える場合には、第２リブの形成に起因する圧力損失の
増加を回避しつつ、冷却液通路の強度およびシール特性
を確保することができる。
の幅は前記中間部の幅よりも狭く、前記第２リブは第２
リブと前記導入部とによって区画される流路の幅が前記
第１リブと前記中間部とによって区画される流路幅と略
一致するように形成されているても良い。かかる構成を
備える場合には、第２リブの形成に起因する圧力損失の
増加を回避しつつ、冷却液通路の強度およびシール特性
を確保することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷却板につい
て、好適な実施例を図面を参照して基づき説明する。
て、好適な実施例を図面を参照して基づき説明する。
【００３２】・第１実施例：本実施例においては、単電
池を構成するセパレータが冷却板の機能を兼ね備えてお
り、その一面には冷却液通路が形成されている。本実施
例における燃料電池１０の概略構成について図１を参照
して説明する。図１は第１実施例に係る燃料電池１０の
概略構成を示す説明図である。燃料電池１０は、複数の
単電池１１、積層された複数の単電池１１の両端に配置
される集電板１２、集電板１２の外側側面に配置される
絶縁板１３、および絶縁板１３の外側側面に配置される
エンドプレート１４、１５を備えている。これら各構成
要素は、積層方向に所定圧力で押圧された状態で保持さ
れる。なお、押圧する機構については図示を省略する。
池を構成するセパレータが冷却板の機能を兼ね備えてお
り、その一面には冷却液通路が形成されている。本実施
例における燃料電池１０の概略構成について図１を参照
して説明する。図１は第１実施例に係る燃料電池１０の
概略構成を示す説明図である。燃料電池１０は、複数の
単電池１１、積層された複数の単電池１１の両端に配置
される集電板１２、集電板１２の外側側面に配置される
絶縁板１３、および絶縁板１３の外側側面に配置される
エンドプレート１４、１５を備えている。これら各構成
要素は、積層方向に所定圧力で押圧された状態で保持さ
れる。なお、押圧する機構については図示を省略する。
【００３３】単電池１１の構成について図２を参照して
説明する。図２は図１に示す燃料電池１０を切断線２−
２で切断し、単電池１１の一部を断面で示す断面図であ
る。図２に示すように、膜電極３０と、膜電極３０の両
側面に接合されているセパレータ２０（２１０、２２
０、２３０）とを備えている。セパレータ２０と膜電極
３０、セパレータ２１０、セパレータ２２０、セパレー
タ２３０とはシール剤４５を介して互いに接合されてい
る。セパレータ２０は、例えば、ステンレス材料、炭素
材料等から形成される。膜電極３０は、電解質膜３１、
電解質膜３１の両側面にそれぞれ配置されるアノード３
２およびカソード３３を備えている。電解質膜３１は、
フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン
交換膜等の固体高分子材料からなり、湿潤状態で良好な
電気伝導性を示す。アノード３２およびカソード３３
は、例えば、炭素繊維から形成されている。単電池１１
は、後述するようにセパレータ２１０、２３０と膜電極
３０とによって区画形成された燃料ガス通路に導入され
る燃料ガスと、セパレータ２２０、２３０と膜電極３０
とによって形成された酸化ガス通路に導入される酸化ガ
スとが電解質膜３１を介して引き起こす化学反応を通じ
て起電する。
説明する。図２は図１に示す燃料電池１０を切断線２−
２で切断し、単電池１１の一部を断面で示す断面図であ
る。図２に示すように、膜電極３０と、膜電極３０の両
側面に接合されているセパレータ２０（２１０、２２
０、２３０）とを備えている。セパレータ２０と膜電極
３０、セパレータ２１０、セパレータ２２０、セパレー
タ２３０とはシール剤４５を介して互いに接合されてい
る。セパレータ２０は、例えば、ステンレス材料、炭素
材料等から形成される。膜電極３０は、電解質膜３１、
電解質膜３１の両側面にそれぞれ配置されるアノード３
２およびカソード３３を備えている。電解質膜３１は、
フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン
交換膜等の固体高分子材料からなり、湿潤状態で良好な
電気伝導性を示す。アノード３２およびカソード３３
は、例えば、炭素繊維から形成されている。単電池１１
は、後述するようにセパレータ２１０、２３０と膜電極
３０とによって区画形成された燃料ガス通路に導入され
る燃料ガスと、セパレータ２２０、２３０と膜電極３０
とによって形成された酸化ガス通路に導入される酸化ガ
スとが電解質膜３１を介して引き起こす化学反応を通じ
て起電する。
【００３４】集電板１２は、複数の単電池１１が積層さ
れることにより形成された積層体（スタック）の両端に
配置され、各単電池１１によって生成された電力を収集
する。収集された電力は、集電板１２形成された出力端
子１２１を介して外部に出力される。
れることにより形成された積層体（スタック）の両端に
配置され、各単電池１１によって生成された電力を収集
する。収集された電力は、集電板１２形成された出力端
子１２１を介して外部に出力される。
【００３５】エンドプレート１４には、冷却液を供給す
るための冷却液供給口１４１、燃料ガスを供給するため
の燃料ガス供給口１４２、酸化ガスを供給するための酸
化ガス供給口１４３が形成されている。エンドプレート
１５には、燃料電池１０を循環した冷却液を排出するた
めの冷却液排出口（図示しない）、未反応燃料ガスを排
出するための燃料ガス排出口（図示しない）、未反応酸
化ガスを排出するための酸化ガス排出口（図示しない）
が形成されている。
るための冷却液供給口１４１、燃料ガスを供給するため
の燃料ガス供給口１４２、酸化ガスを供給するための酸
化ガス供給口１４３が形成されている。エンドプレート
１５には、燃料電池１０を循環した冷却液を排出するた
めの冷却液排出口（図示しない）、未反応燃料ガスを排
出するための燃料ガス排出口（図示しない）、未反応酸
化ガスを排出するための酸化ガス排出口（図示しない）
が形成されている。
【００３６】次に、図３〜図６を参照して、セパレータ
２０（２１０、２２０、２３０）の構成、特に冷却液通
路の構成を中心に詳述する。図３はセパレータ２０（２
１０、２２０）の第１面（冷却液通路形成側）を示す正
面図である。図４はセパレータ２１０の第２面（燃料ガ
ス通路形成側）を示す背面図である。図５はセパレータ
２２０の第２面（酸化ガス通路形成側）を示す背面図で
ある。図６は図３に示すセパレータ2０の導入部２７１
を切断線６−６で切断した断面図である。なお、セパレ
ータ２１０とセパレータ２２０の構成上の差異は、燃料
ガス通路を有するか、酸化ガス通路を有するかにあるの
で、以下の説明では、特にこれらガス通路について述べ
る場合を除いてセパレータ２０として説明する。また、
セパレータ２３０は冷却液通路２７を備えず、さらに、
セパレータ２３０の各ガス通路の構成は、セパレータ２
１０、２２０がそれぞれ備える各ガス通路の構成と同様
なので、セパレータ２１０、２２０について説明するこ
とでその説明を省略する。
２０（２１０、２２０、２３０）の構成、特に冷却液通
路の構成を中心に詳述する。図３はセパレータ２０（２
１０、２２０）の第１面（冷却液通路形成側）を示す正
面図である。図４はセパレータ２１０の第２面（燃料ガ
ス通路形成側）を示す背面図である。図５はセパレータ
２２０の第２面（酸化ガス通路形成側）を示す背面図で
ある。図６は図３に示すセパレータ2０の導入部２７１
を切断線６−６で切断した断面図である。なお、セパレ
ータ２１０とセパレータ２２０の構成上の差異は、燃料
ガス通路を有するか、酸化ガス通路を有するかにあるの
で、以下の説明では、特にこれらガス通路について述べ
る場合を除いてセパレータ２０として説明する。また、
セパレータ２３０は冷却液通路２７を備えず、さらに、
セパレータ２３０の各ガス通路の構成は、セパレータ２
１０、２２０がそれぞれ備える各ガス通路の構成と同様
なので、セパレータ２１０、２２０について説明するこ
とでその説明を省略する。
【００３７】セパレータ２０は、その周縁部に図３にお
いて右上角から反時計回りに、冷却液供給口２１、燃料
ガス供給口２２、酸化ガス供給口２３、冷却液排出口２
４、燃料ガス排出口２５、および酸化ガス排出口２６を
備えている。セパレータ２０は、その第１面に、周縁部
を除いて形成されている冷却液循環用の冷却液通路２７
を備えている。セパレータ２０はその第２面に複数のリ
ブを有する燃料ガス通路６０（セパレータ２１０）、同
様に複数のリブを有する酸化ガス通路６１（セパレータ
２２０）を備えている。
いて右上角から反時計回りに、冷却液供給口２１、燃料
ガス供給口２２、酸化ガス供給口２３、冷却液排出口２
４、燃料ガス排出口２５、および酸化ガス排出口２６を
備えている。セパレータ２０は、その第１面に、周縁部
を除いて形成されている冷却液循環用の冷却液通路２７
を備えている。セパレータ２０はその第２面に複数のリ
ブを有する燃料ガス通路６０（セパレータ２１０）、同
様に複数のリブを有する酸化ガス通路６１（セパレータ
２２０）を備えている。
【００３８】各供給口２１、２２、２３は、単電池１１
が積層された際にそれぞれ供給路を形成し、エンドプレ
ート１４の各供給口１４１、１４２、１４３から供給さ
れる冷却液、燃料ガス、酸化ガスを各セパレータ２０の
冷却液通路２７、燃料ガス通路６０、酸化ガス通路６１
に対して供給する。また、各排出口２４、２５、２６
は、単電池１１が積層された際にそれぞれ排出路を形成
し、各セパレータ２０の冷却液通路２７、燃料ガス通路
６０、酸化ガス通路６１を流れ終わった冷却液、燃料ガ
ス、酸化ガスをエンドプレート１５の各排出口から燃料
電池１０の外部に向けて排出する。各供給路はシール剤
４５によって互いに区画されていると共に、外部に対し
て遮断されている。
が積層された際にそれぞれ供給路を形成し、エンドプレ
ート１４の各供給口１４１、１４２、１４３から供給さ
れる冷却液、燃料ガス、酸化ガスを各セパレータ２０の
冷却液通路２７、燃料ガス通路６０、酸化ガス通路６１
に対して供給する。また、各排出口２４、２５、２６
は、単電池１１が積層された際にそれぞれ排出路を形成
し、各セパレータ２０の冷却液通路２７、燃料ガス通路
６０、酸化ガス通路６１を流れ終わった冷却液、燃料ガ
ス、酸化ガスをエンドプレート１５の各排出口から燃料
電池１０の外部に向けて排出する。各供給路はシール剤
４５によって互いに区画されていると共に、外部に対し
て遮断されている。
【００３９】図３を参照して冷却液通路２７について説
明する。冷却液通路２７は、冷却液供給口２１と連通す
る導入部２７１（端部）、冷却液排出口２４と連通する
導出部２７２（端部）、導入部２７１と導出部２７２と
をつなぐ中間部２７３とを有している。中間部２７３に
はその全長にわたって２本の第１リブ４０が形成されて
いる。第１リブ４０は冷却液通路２７の強度を補強する
とともに、冷却液通路２７を流れる冷却液の分布を均一
化する機能を果たしている。
明する。冷却液通路２７は、冷却液供給口２１と連通す
る導入部２７１（端部）、冷却液排出口２４と連通する
導出部２７２（端部）、導入部２７１と導出部２７２と
をつなぐ中間部２７３とを有している。中間部２７３に
はその全長にわたって２本の第１リブ４０が形成されて
いる。第１リブ４０は冷却液通路２７の強度を補強する
とともに、冷却液通路２７を流れる冷却液の分布を均一
化する機能を果たしている。
【００４０】導入部２７１にはそのほぼ中心に第１リブ
４０とは異なる独立した１本の第２リブ５０が形成され
ている。導入部２７１は図６に図示するような断面を有
している。第１リブ４０の第２リブ対向側と第２リブ５
０の第１リブ４０対向側との間には隙間が形成されてい
る。第２リブ５０が導入部２７１に形成されていること
によって、セパレータ２０と膜電極３０、セパレータ２
１０とセパレータ２２０とをシール剤４５によって接合
して単電池１１を組み立てるモジュール化作業時に、導
入部２７１の形成位置に対応するセパレータ２０の第２
面には十分な面圧が付加される。したがって、モジュー
ル化作業時に、膜電極３０と導入部２７１の形成位置に
対応するセパレータ２０の第２面とが確実に接合され、
良好なシール特性を確保することができる。
４０とは異なる独立した１本の第２リブ５０が形成され
ている。導入部２７１は図６に図示するような断面を有
している。第１リブ４０の第２リブ対向側と第２リブ５
０の第１リブ４０対向側との間には隙間が形成されてい
る。第２リブ５０が導入部２７１に形成されていること
によって、セパレータ２０と膜電極３０、セパレータ２
１０とセパレータ２２０とをシール剤４５によって接合
して単電池１１を組み立てるモジュール化作業時に、導
入部２７１の形成位置に対応するセパレータ２０の第２
面には十分な面圧が付加される。したがって、モジュー
ル化作業時に、膜電極３０と導入部２７１の形成位置に
対応するセパレータ２０の第２面とが確実に接合され、
良好なシール特性を確保することができる。
【００４１】また、第２リブ５０によって導入部２７１
の構造強度（断面係数）が向上されているので、組み立
てによって導入部２７１に押圧力が付加されてもたわ
み、損傷等のおそれがない。なお、この第２リブ５０と
導入部２７１とによって区画される冷却液の流路の幅
は、図２、図３および図６に示すように第１リブ４０と
冷却液通路２７とによって区画される冷却液の流路の幅
とほぼ同一であることが好ましい。
の構造強度（断面係数）が向上されているので、組み立
てによって導入部２７１に押圧力が付加されてもたわ
み、損傷等のおそれがない。なお、この第２リブ５０と
導入部２７１とによって区画される冷却液の流路の幅
は、図２、図３および図６に示すように第１リブ４０と
冷却液通路２７とによって区画される冷却液の流路の幅
とほぼ同一であることが好ましい。
【００４２】導出部２７２にはそのほぼ中心に第１リブ
４０とは異なる独立した１本の第３リブ５５が形成され
ている。第１リブ４０の第３リブ５５対向側と第３リブ
５５の第１リブ４０対向側との間には隙間が形成されて
いる。第３リブ５５が導出部２７２に形成されているこ
とによって、モジュール化作業時に、導出部２７２の形
成位置に対応するセパレータ２０の第２面には十分な面
圧が付加される。したがって、モジュール化作業時に、
膜電極３０と導出部２７２の形成位置に対応するセパレ
ータ２０の第２面とが確実に接合され、良好なシール特
性を確保することができる。この第３リブ５５と導出部
２７２とによって区画される冷却液の流路の幅は、第１
リブ４０と冷却液通路２７とによって区画される冷却液
の流路の幅とほぼ同一であることが好ましい。また、第
３リブ５５によって導出部２７２の強度が確保されてい
るため、積層時においてもたわみ、破損等のおそれがな
い。
４０とは異なる独立した１本の第３リブ５５が形成され
ている。第１リブ４０の第３リブ５５対向側と第３リブ
５５の第１リブ４０対向側との間には隙間が形成されて
いる。第３リブ５５が導出部２７２に形成されているこ
とによって、モジュール化作業時に、導出部２７２の形
成位置に対応するセパレータ２０の第２面には十分な面
圧が付加される。したがって、モジュール化作業時に、
膜電極３０と導出部２７２の形成位置に対応するセパレ
ータ２０の第２面とが確実に接合され、良好なシール特
性を確保することができる。この第３リブ５５と導出部
２７２とによって区画される冷却液の流路の幅は、第１
リブ４０と冷却液通路２７とによって区画される冷却液
の流路の幅とほぼ同一であることが好ましい。また、第
３リブ５５によって導出部２７２の強度が確保されてい
るため、積層時においてもたわみ、破損等のおそれがな
い。
【００４３】各ガス流路６０、６１はセパレータの第２
面に形成されており、対をなすセパレータのうちセパレ
ータ２１０には燃料ガス通路６０が、セパレータ２２０
には酸化ガス通路６１がそれぞれ形成されている。燃料
ガス通路６０は、例えば、図４に示す構造を備えてお
り、セパレータ２１０の燃料ガス供給口２２から供給さ
れた燃料ガスは燃料ガス通路６０を流れ、燃料ガス排出
口２５から排出される。同様に、酸化ガス通路６１は、
例えば、図５に示す構造を備えており、セパレータ２２
０の酸化ガス供給口２３から供給された酸化ガスは酸化
ガス通路６１を流れた後、酸化ガス排出口２６から排出
される。
面に形成されており、対をなすセパレータのうちセパレ
ータ２１０には燃料ガス通路６０が、セパレータ２２０
には酸化ガス通路６１がそれぞれ形成されている。燃料
ガス通路６０は、例えば、図４に示す構造を備えてお
り、セパレータ２１０の燃料ガス供給口２２から供給さ
れた燃料ガスは燃料ガス通路６０を流れ、燃料ガス排出
口２５から排出される。同様に、酸化ガス通路６１は、
例えば、図５に示す構造を備えており、セパレータ２２
０の酸化ガス供給口２３から供給された酸化ガスは酸化
ガス通路６１を流れた後、酸化ガス排出口２６から排出
される。
【００４４】次に、冷却液通路を流れる冷却液の流れを
説明する。エンドプレート１４の冷却液供給口１４１か
ら燃料電池１０内に供給された冷却液は、各セパレータ
２０の冷却液供給口２１が積層されることにより形成さ
れた冷却液供給通路を介して各セパレータ２０に分配供
給される。各セパレータ２０に分配された冷却液は、冷
却液供給口２１を介して冷却液通路２７の導入部２７１
に供給される。導入部２７１に供給された冷却液は、第
２リブ５０によって２方向へと分配される。第２リブ５
０によって分配された冷却液は、冷却液通路２７の中間
部２７３に供給され、中間部２７３に形成されている第
１リブ４０によって３方向に分配される。ここで、第１
リブ４０と第２リブ５０とは別個に形成されており、両
者の間には隙間が存在する。したがって、第２リブ５０
によって分配された冷却液間に圧力差が生じている場合
には、この隙間を介して圧力の高い冷却液側から圧力の
低い冷却液側へと冷却液が流動する。この結果、冷却液
が中間部２７３に流入する段階では第２リブ５０によっ
て分配された冷却液間の圧力差は解消されていることと
なり、冷却液の均一な流動を実現することができる。
説明する。エンドプレート１４の冷却液供給口１４１か
ら燃料電池１０内に供給された冷却液は、各セパレータ
２０の冷却液供給口２１が積層されることにより形成さ
れた冷却液供給通路を介して各セパレータ２０に分配供
給される。各セパレータ２０に分配された冷却液は、冷
却液供給口２１を介して冷却液通路２７の導入部２７１
に供給される。導入部２７１に供給された冷却液は、第
２リブ５０によって２方向へと分配される。第２リブ５
０によって分配された冷却液は、冷却液通路２７の中間
部２７３に供給され、中間部２７３に形成されている第
１リブ４０によって３方向に分配される。ここで、第１
リブ４０と第２リブ５０とは別個に形成されており、両
者の間には隙間が存在する。したがって、第２リブ５０
によって分配された冷却液間に圧力差が生じている場合
には、この隙間を介して圧力の高い冷却液側から圧力の
低い冷却液側へと冷却液が流動する。この結果、冷却液
が中間部２７３に流入する段階では第２リブ５０によっ
て分配された冷却液間の圧力差は解消されていることと
なり、冷却液の均一な流動を実現することができる。
【００４５】また、第２リブ５０と導入部２７１とによ
って区画されている冷却液の通路の幅は、第１リブ４０
と中間部２７３とによって区画されている冷却液の通路
の幅とほぼ同一の幅を有している。したがって、冷却液
通路幅が狭小となることに起因する圧力損失の増大は生
じない。
って区画されている冷却液の通路の幅は、第１リブ４０
と中間部２７３とによって区画されている冷却液の通路
の幅とほぼ同一の幅を有している。したがって、冷却液
通路幅が狭小となることに起因する圧力損失の増大は生
じない。
【００４６】中間部２７３に流入した冷却液はその通路
形状に従って流動し、中間部２７３と導出部２７２に流
入する。導出部２７２に流入した冷却液は、第３リブ５
５によって２方向に集約され、冷却液排出口２４に排出
される。冷却液排出口２４に排出された冷却液は、セパ
レータ２０が積層されることにより形成される冷却液排
出通路を介してエンドプレート１４の冷却液排出口から
熱交換器等を含む外部冷却回路（図示しない）へと流動
する。外部冷却回路に流入した冷却液は、例えば、熱交
換器を介して冷却された後、再度、エンドプレート１４
の冷却液供給口１４１から燃料電池１０内に供給され
る。また、導出部２７２に形成されている第３リブ５５
と導出部２７２とによって区画された冷却液通路の幅
と、第１リブ４０と中間部２７３とによって区画されて
いる冷却液の通路の幅とほぼ同一の幅を有しているの
で、冷却液通路幅が狭小となることに起因する圧力損失
の増大は生じない。
形状に従って流動し、中間部２７３と導出部２７２に流
入する。導出部２７２に流入した冷却液は、第３リブ５
５によって２方向に集約され、冷却液排出口２４に排出
される。冷却液排出口２４に排出された冷却液は、セパ
レータ２０が積層されることにより形成される冷却液排
出通路を介してエンドプレート１４の冷却液排出口から
熱交換器等を含む外部冷却回路（図示しない）へと流動
する。外部冷却回路に流入した冷却液は、例えば、熱交
換器を介して冷却された後、再度、エンドプレート１４
の冷却液供給口１４１から燃料電池１０内に供給され
る。また、導出部２７２に形成されている第３リブ５５
と導出部２７２とによって区画された冷却液通路の幅
と、第１リブ４０と中間部２７３とによって区画されて
いる冷却液の通路の幅とほぼ同一の幅を有しているの
で、冷却液通路幅が狭小となることに起因する圧力損失
の増大は生じない。
【００４７】以上説明したように、第１実施例に従うセ
パレータ２０は、第２リブ５０を導入部２７１に、第３
リブを導出部２７２にそれぞれ備えるので、燃料電池１
０として組み立てられた際（積層時）、組み立てに伴い
冷却液通路（導入部２７１、導出部２７２）に付加され
る応力に対して十分な強度を確保することができる。ま
た、セパレータ２０と膜電極３０とを組み合わせて単電
池１１を製造するモジュール化時には、第２リブ５０の
形成位置に対応するセパレータ２０の第２の面に対して
十分な面圧を付与することができる。したがって、セパ
レータ２０の第２の面を膜電極３０に対して十分に押圧
することができ、セパレータ２０の第２の面と膜電極３
０とのシール特性を向上させることができる。
パレータ２０は、第２リブ５０を導入部２７１に、第３
リブを導出部２７２にそれぞれ備えるので、燃料電池１
０として組み立てられた際（積層時）、組み立てに伴い
冷却液通路（導入部２７１、導出部２７２）に付加され
る応力に対して十分な強度を確保することができる。ま
た、セパレータ２０と膜電極３０とを組み合わせて単電
池１１を製造するモジュール化時には、第２リブ５０の
形成位置に対応するセパレータ２０の第２の面に対して
十分な面圧を付与することができる。したがって、セパ
レータ２０の第２の面を膜電極３０に対して十分に押圧
することができ、セパレータ２０の第２の面と膜電極３
０とのシール特性を向上させることができる。
【００４８】さらに、第１リブ４０と第２リブ５０とは
別個独立に形成されているので、一旦、導入部２７１に
おいて第２リブ５０によって分配された冷却液も、分配
された冷却液間に圧力差が存在する場合には、第１リブ
４０と第２リブ５０との隙間を介して再分配され得る。
この結果、中間部２７３を流れる冷却液の流動特性を均
一化することができる。またさらに、第２リブ５０と導
入部２７１とによって区画形成される流動通路幅と、第
１リブ４０と中間部２７３とによって区画形成される流
動通路幅とが実質的に同一なので、圧力損失を増大させ
ることなく導入部２７１の強度を確保することができ
る。
別個独立に形成されているので、一旦、導入部２７１に
おいて第２リブ５０によって分配された冷却液も、分配
された冷却液間に圧力差が存在する場合には、第１リブ
４０と第２リブ５０との隙間を介して再分配され得る。
この結果、中間部２７３を流れる冷却液の流動特性を均
一化することができる。またさらに、第２リブ５０と導
入部２７１とによって区画形成される流動通路幅と、第
１リブ４０と中間部２７３とによって区画形成される流
動通路幅とが実質的に同一なので、圧力損失を増大させ
ることなく導入部２７１の強度を確保することができ
る。
【００４９】特に、燃料電池の小型化に伴ってセパレー
タ２０を含む構成部材は薄層化される傾向にあり、薄層
化に伴って撓みが生じると共に強度が低下する。これら
第１実施例の効果はセパレータ２０が薄層化される場合
にあっても有効である。
タ２０を含む構成部材は薄層化される傾向にあり、薄層
化に伴って撓みが生じると共に強度が低下する。これら
第１実施例の効果はセパレータ２０が薄層化される場合
にあっても有効である。
【００５０】以上、第１実施例に基づき本発明に係る冷
却板を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、
本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を
限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許
請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると
共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろん
である。
却板を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、
本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を
限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許
請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると
共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろん
である。
【００５１】例えば、第１実施例では、第２リブ５０と
して導入部２７１に沿って形成されたリブを用いて説明
したが、第２リブは第１リブと別個独立に形成されてい
ればよく、図７に示すように島状の第２リブ５１であっ
ても良い。このような島状の第２リブ５１であっても、
積層時における応力を受け止めることができると共に導
入部２７１の断面強度を向上させることができる。ま
た、モジュール化時におけるシール特性についても向上
させることができる。このことは、同様にして第３リブ
５５の形状についても当てはまり、図示するような島状
の第３リブ５６を備えても良い。
して導入部２７１に沿って形成されたリブを用いて説明
したが、第２リブは第１リブと別個独立に形成されてい
ればよく、図７に示すように島状の第２リブ５１であっ
ても良い。このような島状の第２リブ５１であっても、
積層時における応力を受け止めることができると共に導
入部２７１の断面強度を向上させることができる。ま
た、モジュール化時におけるシール特性についても向上
させることができる。このことは、同様にして第３リブ
５５の形状についても当てはまり、図示するような島状
の第３リブ５６を備えても良い。
【００５２】さらに、第１実施例では、冷却板機能を有
するセパレータ２０を用いて説明したが、冷却液通路２
７を有するセパレータ２０ではなく、冷却液通路２７を
有する独立した冷却板であっても良い。これらの選択
は、要求される仕様に合わせて適宜変更される設計事項
である。単体の冷却板の場合であっても、冷却板の構造
強度の向上、冷却液通路の圧力損失の抑制といった利点
を得ることができる。
するセパレータ２０を用いて説明したが、冷却液通路２
７を有するセパレータ２０ではなく、冷却液通路２７を
有する独立した冷却板であっても良い。これらの選択
は、要求される仕様に合わせて適宜変更される設計事項
である。単体の冷却板の場合であっても、冷却板の構造
強度の向上、冷却液通路の圧力損失の抑制といった利点
を得ることができる。
【００５３】また、第１実施例では２本の第１リブ４０
と１本の第１リブ５０を有するセパレータ２０を用いて
説明したが、これら第１および第２リブ４０，５０の数
はこれに限られるものではない。さらに、各セパレータ
２０が備える冷却液供給口２１の配置および冷却液通路
２７の形状は一例であり、本発明はこの他の冷却液供給
口の配置および冷却液通路構造を備える冷却板およびセ
パレータに対しても同様に適用し得る。またさらに、ガ
ス供給口および排出口の配置、各ガス通路は例示であ
り、本発明はこれら配置および形状に限られるものでは
ない。
と１本の第１リブ５０を有するセパレータ２０を用いて
説明したが、これら第１および第２リブ４０，５０の数
はこれに限られるものではない。さらに、各セパレータ
２０が備える冷却液供給口２１の配置および冷却液通路
２７の形状は一例であり、本発明はこの他の冷却液供給
口の配置および冷却液通路構造を備える冷却板およびセ
パレータに対しても同様に適用し得る。またさらに、ガ
ス供給口および排出口の配置、各ガス通路は例示であ
り、本発明はこれら配置および形状に限られるものでは
ない。
【００５４】さらに、第１実施例では、冷却液通路２７
を備えるセパレータ２１０、２２０と、その両面に燃料
ガス通路６０および酸化ガス通路６１を備えるセパレー
タ２３０とを組み合わせて、複数単電池毎に冷却液通路
２７を備えるセパレータ２１０、２２０を配置したが、
各セパレータ２３０を用いずに全ての単電池をセパレー
タ２１０、２２０で構成しても良い。要求される冷却能
力が高い場合には有効である。
を備えるセパレータ２１０、２２０と、その両面に燃料
ガス通路６０および酸化ガス通路６１を備えるセパレー
タ２３０とを組み合わせて、複数単電池毎に冷却液通路
２７を備えるセパレータ２１０、２２０を配置したが、
各セパレータ２３０を用いずに全ての単電池をセパレー
タ２１０、２２０で構成しても良い。要求される冷却能
力が高い場合には有効である。
【図１】本発明に係る第１実施例に従う燃料電池の概略
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す燃料電池を切断線２−２で切断し、
単電池の一部を断面で示す断面図である。
単電池の一部を断面で示す断面図である。
【図３】セパレータ２０（２１０、２２０）の第１面
（冷却液通路形成側）を示す正面図である。
（冷却液通路形成側）を示す正面図である。
【図４】セパレータ２１０の第２面（燃料ガス通路形成
側）を示す背面図である。
側）を示す背面図である。
【図５】セパレータ２２０の第２面（酸化ガス通路形成
側）を示す背面図である。
側）を示す背面図である。
【図６】図３に示すセパレータ2０の導入部２７１を切
断線６−６で切断した断面図である。
断線６−６で切断した断面図である。
【図７】他の実施例に従う第２リブを有するセパレータ
の第１面を示す正面図である。
の第１面を示す正面図である。
【図８】従来の冷却板における冷却液通路の構造を示す
説明図である。
説明図である。
１０…燃料電池 １１…単電池 １２…集電板 １３…絶縁板 １４，１５…エンドプレート ２０、２１０、２２０、２３０…セパレータ ２１…冷却液供給口 ２２…燃料ガス供給口 ２３…酸化ガス供給口 ２４…冷却液排出口 ２５…燃料ガス排出口 ２６…酸化ガス排出口 ２７…冷却液通路 ２７１…導入部（端部） ２７２…導出部（端部） ２７３…中間部 ４０…第１リブ ５０、５１…第２リブ ５５、５６…第３リブ ６０…燃料ガス通路 ６１…酸化ガス通路 １２１…出力端子 １４１…冷却液供給口 １４２…燃料ガス供給口 １４３…酸化ガス供給口 ２００…冷却板 ２１０…冷却液通路 ２１１…導入部 ２２０…リブ ２２１…冷却液供給口
Claims (24)
- 【請求項１】 燃料電池に用いられる冷却板であって、 前記冷却板の第１の面に形成されていると共に、端部と
中間部とを有する冷却液通路と、 前記冷却液通路の前記中間部に形成されている第１リブ
と、 前記第１リブとは別個に前記冷却液通路の前記端部に形
成さえている第２リブとを備える冷却板。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷却板において、 前記冷却液通路は前記中間部の両端に前記端部を有し、 前記両端の端部には前記第１リブとは別個に第２リブが
形成されている冷却板。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の冷却板
において、 前記第２リブは前記冷却液通路の前記端部の略全長にわ
たり形成されている冷却板。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかの請
求項に記載の冷却板において、 少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に形成されて
いる冷却板。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかの請
求項に記載の冷却板において、 前記冷却液通路の前記端部の幅は前記冷却液通路の前記
中間部の幅よりも狭く、 前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路の前記端部と
によって区画される流路の幅が前記第１リブと前記冷却
液通路の前記中間部とによって区画される流路幅と略一
致するように形成されている冷却板。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかの請
求項に記載の冷却板であって、更に、 前記第１の面の裏面をなすと共にガス流路を有する第２
の面と、 前記ガス流路にガスを供給するガス供給口と、 前記ガス流路を流れた前記ガスを排出するガス排出口と
を備える冷却板。 - 【請求項７】 燃料電池に用いられるセパレータであっ
て、 前記セパレータの第１の面に形成されていると共に、端
部と中間部とを有する冷却液通路と、 前記第１の面の裏面をなす第２の面に形成されているガ
ス流路と、 前記冷却液通路の前記中間部に形成されている第１リブ
と、 前記第１リブとは別個に前記冷却液通路の前記端部に形
成さえている第２リブとを備えるセパレータ。 - 【請求項８】 請求項７に記載のセパレータにおいて、 前記第２リブは前記導入部の略全長にわたり形成されて
いるセパレータ。 - 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載のセパレ
ータにおいて、 少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に形成されて
いるセパレータ。 - 【請求項１０】 請求項７ないし請求項９のいずれかの
請求項に記載のセパレータにおいて、 前記冷却液通路の前記端部の幅は前記冷却液通路の前記
中間部の幅よりも狭く、 前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路の前記端部と
によって区画される流路の幅が前記第１リブと前記冷却
液通路の前記中間部とによって区画される流路幅と略一
致するように形成されているセパレータ。 - 【請求項１１】 燃料電池に用いられる冷却板であっ
て、 前記冷却板の第１の面に形成されていると共に、導入部
と中間部とを有する冷却液通路と、 前記冷却液通路の前記導入部と連通されていると共に前
記冷却液通路に冷却液を供給する冷却液供給口と、 前記冷却液通路に沿って前記冷却液通路の前記中間部に
形成されている第１リブと、 前記第１リブとは別個に、前記冷却液通路の前記導入部
に形成されている第２リブとを備える冷却板。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の冷却板において、 前記第２リブは前記導入部の略全長にわたり形成されて
いる冷却板。 - 【請求項１３】 請求項１１または請求項１２に記載の
冷却板において、 少なくとも１つ以上の前記第２リブが島状に形成されて
いる冷却板。 - 【請求項１４】 請求項１１ないし請求項１３のいずれ
かの請求項に記載の冷却板において、 前記冷却液通路の前記導入部の幅は前記冷却液通路の前
記中間部の幅よりも狭く、 前記第２リブは第２リブと前記冷却液通路の前記導入部
とによって区画される流路の幅が前記第１リブと前記冷
却液通路の前記中間部とによって区画される流路幅と略
一致するように形成されている冷却板。 - 【請求項１５】 請求項１１ないし請求項１４のいずれ
かの請求項に記載の冷却板において、 前記第１リブは少なくとも２つ形成されており、 前記第２リブは少なくとも１つ形成されている冷却板。 - 【請求項１６】 請求項１１ないし請求項１５のいずれ
かの請求項に記載の冷却板であって、更に、 前記冷却液通路は導出部を有すると共に、 その導出部と連通されていると共に前記冷却液通路を流
れた前記冷却液を排出する冷却液排出口と、 前記第１リブとは別個に、前記冷却液通路の前記導出部
に形成されている第３リブとを備える冷却板。 - 【請求項１７】 請求項１１ないし請求項１６のいずれ
かの請求項に記載の冷却板であって、更に、 前記第１の面の裏面をなすと共にガス流路を有する第２
の面と、 前記ガス流路にガスを供給するガス供給口と、 前記ガス流路を流れた前記ガスを排出するガス排出口と
を備える冷却板。 - 【請求項１８】 燃料電池を形成する単電池であって、 請求項１ないし請求項５、請求項１１ないし請求項１６
のいずれかの請求項に記載の冷却板と、 その冷却板の前記第１の面の裏面をなす第２の面と接合
されている一対のセパレータと、 その一対のセパレータの間に介在されている膜電極とを
備える単電池。 - 【請求項１９】 燃料電池を形成する単電池であって、 請求項６または請求項１７に記載の冷却板を一対のセパ
レータとして備えると共に、 その一対のセパレータの間に介在されている膜電極を備
える単電池。 - 【請求項２０】 燃料電池を形成する単電池であって、 請求項７ないし請求項１０に記載のセパレータと、 その一対のセパレータの間に介在されている膜電極とを
備える単電池。 - 【請求項２１】燃料電池に用いられる冷却板の冷却液通
路構造であって、 冷却液導入部と、 その冷却液導入部に続く中間部と、 その中間部に続く冷却液導出部と、 前記中間部に形成されている第１リブと、 その第１リブとは別個に前記冷却液導入部に形成されて
いる第２リブとを備える冷却液通路構造。 - 【請求項２２】請求項１６に記載の冷却液通路構造であ
って、 前記導入部の幅は前記中間部の幅よりも狭く、 前記第２リブは第２リブと前記導入部とによって区画さ
れる流路の幅が前記第１リブと前記中間部とによって区
画される流路幅と略一致するように形成されている冷却
液通路構造。 - 【請求項２３】その一の面に冷却液通路を有し、他の面
にガス流路を有する燃料電池用セパレータの冷却液通路
構造であって、 冷却液導入部と、 その冷却液導入部に続く中間部と、 その中間部に続く冷却液導出部と、 前記中間部に形成されている第１リブと、 その第１リブとは別個に前記冷却液導入部に形成されて
いる第２リブとを備える冷却液通路構造。 - 【請求項２４】請求項２３に記載の冷却液通路構造であ
って、 前記導入部の幅は前記中間部の幅よりも狭く、 前記第２リブは第２リブと前記導入部とによって区画さ
れる流路の幅が前記第１リブと前記中間部とによって区
画される流路幅と略一致するように形成されている冷却
液通路構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28816899A JP4277387B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 燃料電池用冷却板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28816899A JP4277387B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 燃料電池用冷却板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001110434A true JP2001110434A (ja) | 2001-04-20 |
| JP4277387B2 JP4277387B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=17726698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28816899A Expired - Lifetime JP4277387B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 燃料電池用冷却板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4277387B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2006101260A1 (ja) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池及び燃料電池用セパレータ |
| JP2006331829A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| JP2007533067A (ja) * | 2004-04-01 | 2007-11-15 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 平面図形利用率を最大限にする燃料電池反応物流れ区域 |
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| JP2010218973A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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| JP2010282868A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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| JP2011510449A (ja) * | 2008-01-18 | 2011-03-31 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーセルアセンブリー及び前記バッテリーセルアセンブリーをアセンブリングする方法 |
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-
1999
- 1999-10-08 JP JP28816899A patent/JP4277387B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2011009062A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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| US9601785B2 (en) | 2009-06-25 | 2017-03-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| KR101141495B1 (ko) * | 2009-07-31 | 2012-05-03 | 현대하이스코 주식회사 | 돌출형 냉각수 가이드라인을 구비하는 연료전지 스택 |
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