JP2002334713A - Fluid leak inspecting method for fuel cell - Google Patents

Fluid leak inspecting method for fuel cell

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JP2002334713A JP2001204486A JP2001204486A JP2002334713A JP 2002334713 A JP2002334713 A JP 2002334713A JP 2001204486 A JP2001204486 A JP 2001204486A JP 2001204486 A JP2001204486 A JP 2001204486A JP 2002334713 A JP2002334713 A JP 2002334713A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid leak inspecting method for fuel cells capable of determining from which fluid passage to which fluid passage or from which fluid passage to the exterior a fluid leaks. SOLUTION: According to this fluid leak inspecting method for a fuel cell 10, an inspection fluid, such as gaseous helium, is sequentially injected into fluid passages 27, 28, and 26, for a fuel gas, oxidation gas, and a coolant, respectively, used for the fuel cell 10 and a leak of the inspection fluid is detected each time the inspection fluid is injected into the respective passages. A process for detecting a leak from a hydrogen chamber 27 is divided into a process for detecting a leak into an oxygen chamber 28 and a process for detecting a leak into portions other than the oxygen chamber 28. The process for detecting a leak into the oxygen chamber 28 is carried out prior to the process for detecting a leak into the portions other than the oxygen chamber 28.

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】本発明は、燃料電池、とくに
固体高分子電解質型燃料電池の、燃料ガス、酸化ガス、
冷媒のそれぞれの流体のもれを検出する、燃料電池の流
体もれ検査方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell, and more particularly, to a fuel gas, an oxidizing gas,
The present invention relates to a method for detecting fluid leakage of a fuel cell, which detects leakage of each fluid of a refrigerant.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は、イオン
交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置さ
れた触媒層および拡散層からなる電極(アノード、燃料
極)および電解質膜の他面に配置された触媒層および拡
散層からなる電極(カソード、空気極)とからなる膜−
電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assem
bly )と、アノード、カソードに燃料ガス(水素)およ
び酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給するための流体
通路を形成するセパレータとからセルを構成し、複数の
セルを積層してモジュールとし、モジュールを積層して
モジュール群を構成し、モジュール群のセル積層方向両
端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを
配置してスタックを構成し、スタックをセル積層方向に
締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締
結部材(たとえば、テンションプレート)にて固定した
ものからなる。固体高分子電解質型燃料電池では、アノ
ード側では、水素を水素イオンと電子にする反応が行わ
れ、水素イオンは電解質膜中をカソード側に移動し、カ
ソード側では酸素と水素イオンおよび電子(隣りのME
Aのアノードで生成した電子がセパレータを通してく
る)から水を生成する反応が行われる。 アノード側:H2 →2H+ +2e- カソード側:2H+ +2e- +(1/2)O2 →H2 O ジュール熱およびカソードでの水生成反応で出る熱を冷
却するために、セパレータ間には、各セル毎にあるいは
複数個のセル毎に、冷却媒体(通常は冷却水)が流れる
冷媒流路が形成されており、燃料電池を冷却している。
また、燃料ガス流路、酸化ガス流路、冷媒流路は、互い
から、かつ外部から、シールされている。燃料電池は組
立過程の途中で、および製品となった段階で、燃料ガス
流路、酸化ガス流路、冷媒流路のシールの良否が検査さ
れる。特開平5−205762号公報は、燃料電池の単
セルのガスもれを検知し、シール特性を評価できる評価
装置を開示している。そこでは、燃料ガス流路と反応空
気ガス流路に窒素ガスを供給するとともに差圧をもたせ
て、燃料ガス流路から反応空気ガス流路にもれるガス流
量を検出している。
2. Description of the Related Art A solid polymer electrolyte fuel cell comprises an electrolyte membrane comprising an ion exchange membrane, electrodes (anode and fuel electrode) comprising a catalyst layer and a diffusion layer disposed on one surface of the electrolyte membrane, and an electrolyte membrane. Membrane consisting of catalyst layer and diffusion layer electrodes (cathode, air electrode) arranged on the surface
Electrode assembly (MEA: Membrane-Electrode Assem
bly) and a separator that forms a fluid passage for supplying fuel gas (hydrogen) and oxidizing gas (oxygen, usually air) to the anode and cathode, and a plurality of cells are stacked to form a module. A module is formed by stacking the modules, and a terminal, an insulator, and an end plate are arranged at both ends of the module group in the cell stacking direction to form a stack. It is fixed by a fastening member (for example, a tension plate) extending in the cell stacking direction. In a solid polymer electrolyte fuel cell, on the anode side, a reaction is performed to convert hydrogen into hydrogen ions and electrons. The hydrogen ions move through the electrolyte membrane to the cathode side, and oxygen, hydrogen ions and electrons (neighboring atoms) move on the cathode side. ME
(Electrons generated at the anode of A pass through the separator) to produce water. Anode side: H 2 → 2H + + 2e Cathode side: 2H + + 2e + (1 /) O 2 → H 2 O To cool the Joule heat and the heat generated in the water generation reaction at the cathode, a space between the separators is used. In each of the cells, a coolant flow path through which a cooling medium (normally, cooling water) flows is formed for each cell or for each of a plurality of cells, thereby cooling the fuel cell.
Further, the fuel gas flow path, the oxidizing gas flow path, and the refrigerant flow path are sealed from each other and from the outside. During the assembly process and at the stage when the fuel cell becomes a product, the seal of the fuel gas passage, the oxidizing gas passage, and the coolant passage is inspected for quality. Japanese Patent Laying-Open No. 5-205762 discloses an evaluation device capable of detecting gas leakage of a single cell of a fuel cell and evaluating sealing characteristics. Here, nitrogen gas is supplied to the fuel gas flow path and the reaction air gas flow path and a differential pressure is applied to detect a gas flow rate flowing from the fuel gas flow path to the reaction air gas flow path.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、本来は、燃料
ガス流路、酸化ガス流路、冷媒流路のそれぞれの間で
の、あるいは燃料ガス流路、酸化ガス流路、冷媒流路と
外部への、流体もれが検査されなければならいのにかか
わらず、上記従来方法による場合は、燃料ガス流路から
酸化ガス流路へのガスもれしか検出できないこと、ま
た、上記従来方法を全流体流路に同時に適用しても、ど
の流路からどの流路へ、またはどの流路から外部へ、も
れているのかが判断できないこと、等の問題があり、ど
こをどう補修あるいは設計変更すればよいのかがわから
ない。また、各流体流路間の検出値または各流体流路か
ら外部への検出値に差がある場合は、もれ量の小(たと
えば、燃料ガス流路と酸化ガス流路の一方から冷媒流路
および外部へのもれ)の検出値が、もれ量の大(たとえ
ば、燃料ガス流路と酸化ガス流路の一方から他方へのも
れ)の検出値の誤差範囲に含まれてしまってもれ量の小
のもれを精度よく検出することが難しいという問題もあ
る。本発明の目的は、燃料ガス流路、酸化ガス流路、冷
媒流路、外部との間の流体もれが検査でき、どの流体流
路からどの流体流路へ、またはどの流体流路から外部
へ、もれているのかが判断できる、燃料電池の流体もれ
検査方法を提供することにある。本発明のもう一つの目
的は、上記目的に加うるに、各流体流路間のもれ量に差
があっても精度よく各もれ量を検出できる、燃料電池の
流体もれ検査方法を提供することにある。
However, originally, the fuel gas flow path, the oxidizing gas flow path, and the refrigerant flow path, or the fuel gas flow path, the oxidizing gas flow path, the refrigerant flow path, and the external However, in the case of the above-described conventional method, it is possible to detect only gas leakage from the fuel gas flow path to the oxidizing gas flow path, regardless of whether the fluid leakage must be inspected. Even if it is applied to the fluid flow path at the same time, there is a problem that it is not possible to judge which flow path is leaking from which flow path or from which flow path to the outside. I don't know what to do. If there is a difference in the detected value between the fluid flow paths or the detected value from each fluid flow path to the outside, the leakage amount is small (for example, the refrigerant flow from one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path). The detected value of the leakage to the road and the outside is included in the error range of the detection value of the large leakage amount (for example, leakage from one of the fuel gas passage and the oxidizing gas passage to the other). There is also a problem that it is difficult to accurately detect small leaks. An object of the present invention is to inspect fluid leakage between a fuel gas passage, an oxidizing gas passage, a refrigerant passage, and the outside, and from any fluid passage to any fluid passage or from any fluid passage to the outside. Another object of the present invention is to provide a method for inspecting fluid leakage of a fuel cell, which can determine whether or not the fluid leaks. Another object of the present invention is to provide a fuel cell fluid leakage inspection method capable of accurately detecting each leakage amount even if there is a difference in leakage amount between the fluid flow paths, in addition to the above object. To provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 燃料電池に用いられる燃料ガス、酸化ガス、冷
媒のそれぞれの流体流路に対し順に検査流体を注入し、
それぞれの検査流体の注入時点毎に検査流体のもれを検
出する燃料電池の流体もれ検査方法。 (2) 燃料ガス、酸化ガス、冷媒のそれぞれの流体流
路のうち燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何
れか一方の流体流路からのもれを検出する工程を、前記
燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方
の流体流路から他方の流体流路へのもれを検出する工程
と、前記燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何
れか一方の流体流路から冷媒流路および外部へのもれを
検出する工程とに分ける(1)記載の燃料電池の流体も
れ検査方法。 (3) 前記燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路
の何れか一方の流体流路から他方の流体流路へのもれを
検出する工程を、前記燃料ガスの流体流路と酸化ガスの
流体流路の何れか一方の流体流路から冷媒流路および外
部へのもれを検出する工程より先に実施する(2)記載
の燃料電池の流体もれ検査方法。
The present invention to achieve the above object is as follows. (1) Inject a test fluid into each fluid flow path of fuel gas, oxidizing gas, and refrigerant used in the fuel cell in order,
A fluid leakage inspection method for a fuel cell, which detects leakage of a test fluid at each injection time of each test fluid. (2) detecting the leakage from one of the fuel gas flow channel and the oxidizing gas fluid flow channel among the fuel gas, oxidizing gas, and refrigerant fluid flow channels; A step of detecting leakage from one of the fluid flow path of the fuel gas and the fluid flow path of the oxidizing gas to the other fluid flow path; and (1) The method for detecting fluid leakage in a fuel cell according to (1), wherein the method includes detecting a leakage from one of the fluid flow paths to the refrigerant flow path and the outside. (3) The step of detecting leakage from one of the fluid flow path of the fuel gas and the fluid flow path of the oxidizing gas to the other fluid flow path includes the steps of: (2) The method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to (2), which is performed prior to the step of detecting leakage from one of the gas fluid passages to the refrigerant passage and the outside.

【0005】上記(1)の燃料電池の流体もれ検査方法
では、燃料ガス、酸化ガス、冷媒のそれぞれの流体流路
に対し順に検査流体を注入し、それぞれの検査流体の注
入時点毎に検査流体のもれを検出するので、燃料ガス流
路、酸化ガス流路、冷媒流路、外部との間の流体もれが
検査でき、どの流体流路からどの流体流路へ、またはど
の流体流路から外部へ、もれているのかが判断できる。
上記(2)の燃料電池の流体もれ検査方法では、燃料ガ
スの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体
流路からのもれを検出する工程を、燃料ガスの流体流路
と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から他方
の流体流路へのもれを検出する工程と、燃料ガスの流体
流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から
冷媒流路および外部へのもれを検出する工程とに分けた
ので、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れ
か一方の流体流路から他方の流体流路へのもれ量と燃料
ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流
体流路から冷媒流路および外部へのもれ量との間に大小
があるにもかかわらず、もれ量小のもれがもれ量大のも
れの誤差範囲に含まれてしまうことがなく、各もれを精
度よく検出することができる。上記(3)の燃料電池の
流体もれ検査方法では、燃料ガスの流体流路と酸化ガス
の流体流路の何れか一方の流体流路から他方の流体流路
へのもれを検出する工程を、燃料ガスの流体流路と酸化
ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から冷媒流路お
よび外部へのもれを検出する工程より先に実施するの
で、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか
一方の流体流路から他方の流体流路へのもれを検出する
時間を短くすることにより、検査ガスの配管への付着量
が少なくなって、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体
流路の何れか一方の流体流路から冷媒流路および外部へ
のもれを検出する工程でノイズをひろうことが少なくな
り、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか
一方の流体流路から冷媒流路および外部へのもれを高精
度に検査できることを維持したまま、燃料ガスの流体流
路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から他
方の流体流路へのもれを検出する時間を短くした分、検
査時間を短縮することができる。
In the fluid leakage inspection method for a fuel cell of the above (1), the inspection fluid is injected into each of the fluid flow paths of the fuel gas, the oxidizing gas, and the refrigerant in order, and the inspection is performed at each injection time of each inspection fluid. Since fluid leakage is detected, fluid leakage between the fuel gas flow path, oxidizing gas flow path, refrigerant flow path, and the outside can be inspected, and which fluid flow path to which fluid flow path or which fluid flow path It is possible to determine whether there is leakage from the road to the outside.
In the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to the above (2), the step of detecting leakage from one of the fluid flow path of the fuel gas and the fluid flow path of the oxidizing gas includes the step of detecting the leakage of the fuel gas. A step of detecting leakage from one of the flow path and the fluid flow path of the oxidizing gas to the other fluid flow path; and one of the flow path of the fuel gas and the flow path of the oxidizing gas And a step of detecting leakage from the fluid flow path to the refrigerant flow path and the outside, so that the flow path from either one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path to the other fluid flow path Despite the amount of leakage to the passage and the amount of leakage from either one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path to the refrigerant flow path and outside, It is possible to detect each leak with high accuracy without causing the small leak to be included in the error range of the large leak. Can. In the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to the above (3), a step of detecting leakage from one of the fuel gas fluid passage and the oxidizing gas fluid passage to the other fluid passage. Is performed prior to the step of detecting leakage from the fluid flow path of either the fuel gas flow path or the oxidizing gas flow path to the refrigerant flow path and the outside, so that the fuel gas flow path By reducing the time for detecting leakage from one of the fluid flow paths of the gas and the oxidizing gas to the other fluid flow path, the amount of test gas adhering to the pipe is reduced, and fuel gas is reduced. In the process of detecting leakage from one of the fluid flow path of the oxidizing gas and the fluid flow path of the oxidizing gas to the refrigerant flow path and the outside, noise is less reduced, and the fuel gas flow path and the oxidizing gas Leakage from one of the gas flow paths to the refrigerant flow path and the outside While maintaining that the inspection can be performed with high accuracy, the amount of time required to detect leakage from either one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path to the other fluid flow path has been reduced. Time can be reduced.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下に、本発明実施例の燃料電池
の流体もれ検査方法を図1〜図16を参照して、説明す
る。図中、図1〜図8は本発明の実施例1を示し、図1
0〜図14は本発明の実施例2を示し、図9、図15、
図16は本発明の実施例1と実施例2の何れにも適用可
能である。まず、本発明の何れの実施例にも適用可能な
部分を説明する。本発明の方法が適用される燃料電池は
固体高分子電解質型燃料電池10である。本発明の燃料
電池10は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。た
だし、自動車以外に用いられてもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8 show a first embodiment of the present invention.
FIGS. 0 to 14 show a second embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 16 is applicable to both Embodiment 1 and Embodiment 2 of the present invention. First, portions applicable to any of the embodiments of the present invention will be described. The fuel cell to which the method of the present invention is applied is a solid polymer electrolyte fuel cell 10. The fuel cell 10 of the present invention is mounted on, for example, a fuel cell vehicle. However, it may be used other than a car.

【0007】固体高分子電解質型燃料電池10は、図1
5、図16に示すように、イオン交換膜からなる電解質
膜11とこの電解質膜11の一面に配置された触媒層1
2および拡散層13からなる電極14(アノード、燃料
極)および電解質膜11の他面に配置された触媒層15
および拡散層16からなる電極17(カソード、空気
極)とからなる膜−電極アッセンブリ(MEA:Membra
ne-Electrode Assembly)と、電極14、17に燃料ガ
ス(水素)および酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給
するための反応ガス流路27、28(燃料ガス流路2
7、酸化ガス流路28)および燃料電池冷却用の冷媒
(冷却水)が流れる冷媒流路26を形成するセパレータ
18とを重ねてセルを形成し、該セルを複数積層してモ
ジュール19とし、モジュール19を積層してモジュー
ル群を構成し、モジュール19群のセル積層方向(燃料
電池積層方向)両端に、ターミナル20、インシュレー
タ21、エンドプレート22を配置してスタック23を
構成し、スタック23をセル積層方向に締め付けセル積
層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材24(たと
えば、テンションプレート)とボルト25で固定したも
のからなる。燃料ガス流路27、酸化ガス流路28、冷
媒流路26は、それぞれ、流体流路を構成する。
A solid polymer electrolyte fuel cell 10 is shown in FIG.
5. As shown in FIG. 16, an electrolyte membrane 11 composed of an ion exchange membrane and a catalyst layer 1 disposed on one surface of the electrolyte membrane 11
Electrode 14 (anode, fuel electrode) composed of metal 2 and diffusion layer 13 and catalyst layer 15 arranged on the other surface of electrolyte membrane 11
-Electrode assembly (MEA: Membra) composed of a diffusion layer 16 and an electrode 17 (cathode, air electrode)
ne-Electrode Assembly) and reaction gas passages 27 and 28 (fuel gas passage 2) for supplying fuel gas (hydrogen) and oxidizing gas (oxygen, usually air) to the electrodes 14 and 17.
7, an oxidizing gas flow path 28) and a separator 18 forming a refrigerant flow path 26 through which a fuel cell cooling refrigerant (cooling water) flows, to form a cell, and a plurality of the cells are stacked to form a module 19; Modules 19 are stacked to form a module group, and terminals 20, insulators 21, and end plates 22 are arranged at both ends of the module 19 group in the cell stacking direction (fuel cell stacking direction) to form a stack 23. It consists of a fastening member 24 (for example, a tension plate) that extends in the cell stacking direction outside the cell stack and is fixed with bolts 25 in the cell stacking direction. The fuel gas passage 27, the oxidizing gas passage 28, and the refrigerant passage 26 each constitute a fluid passage.

【0008】セパレータ18は、燃料ガスと酸化ガス、
燃料ガスと冷却水、酸化ガスと冷却水、の何れかを区画
するとともに、隣り合うセルのアノードからカソードに
電子が流れる電気の通路を形成している。冷媒流路26
はセル毎に、または複数のセル毎(たとえば、モジュー
ル毎)に、設けられる。たとえば、2つのセル毎に1つ
の冷媒流路26が設けられる。セパレータ18は、カー
ボン板に冷媒流路26や燃料ガス流路27、酸化ガス流
路28を形成したもの、または、冷媒流路26や燃料ガ
ス流路27、酸化ガス流路28を形成する凹凸のある金
属板を複数枚重ね合わせたもの、または、導電性粒子を
混入して導電性をもたせた樹脂板に冷媒流路26や燃料
ガス流路27、酸化ガス流路28を形成したもの、等の
何れかからなる。燃料ガス流路27、酸化ガス流路2
8、冷媒流路26は、それぞれから、また外部からシー
ルされなければならない。そのシール性は、燃料電池の
組立の途中段階(単セルの段階、モジュールの段階、
等)や組立完了時点(スタックの段階)で検査される。
The separator 18 comprises a fuel gas and an oxidizing gas,
Either the fuel gas or the cooling water or the oxidizing gas and the cooling water is partitioned, and an electric passage for electrons to flow from the anode to the cathode of an adjacent cell is formed. Refrigerant channel 26
Is provided for each cell or for a plurality of cells (for example, for each module). For example, one coolant channel 26 is provided for every two cells. The separator 18 is formed by forming a refrigerant channel 26, a fuel gas channel 27, and an oxidizing gas channel 28 on a carbon plate, or an uneven portion forming the refrigerant channel 26, the fuel gas channel 27, and the oxidizing gas channel 28. A plurality of superposed metal plates, or a resin plate mixed with conductive particles and made conductive to form a refrigerant channel 26, a fuel gas channel 27, and an oxidizing gas channel 28; And so on. Fuel gas passage 27, oxidizing gas passage 2
8. The coolant passage 26 must be sealed from each and from the outside. The sealing properties are determined during the fuel cell assembly stage (single cell stage, module stage,
Etc.) and at the time of assembly completion (stack stage).

【0009】本発明の燃料電池の流体もれ検査方法の実
施例1、実施例2に共通する部分を、たとえば図1〜図
9を参照して、説明する。図1は本発明の燃料電池の流
体もれ検査方法の工程をフローチャートで示しており、
図2は該燃料電池の流体もれ検査方法を実施するもれ検
査装置をシステムで示しており、図3〜図8は図1の流
体もれ検査方法の各工程での各流体流路の検査状態を示
している。図1、図2に示すように、本発明実施例の燃
料電池の流体もれ検査方法は、燃料ガス流路27、酸化
ガス流路28、冷媒流路26のそれぞれの流体流路に対
し順に検査流体を注入し、それぞれの検査流体の注入時
点毎に検査流体のもれを検出する流体もれ検査方法から
なる。検査流体は、 流体流路を真空にしておきそこに検査流体を注入し
てその流体流路からもれ出た検査流体をディテクタによ
って検知する方法による場合は、そのディテクタが検知
できるガス、たとえばヘリウム、アルゴンガス、水素な
どであり、 流体流路に圧力をかけ時間の経過とともに低下する
圧力を検知する方法による場合は、何れのガス(たとえ
ば窒素、空気など)であってもよい。 以下の説明では、流体流路を真空にしておきそこに検査
流体としてヘリウムガスを注入してその流体流路からも
れ出たヘリウムガスをヘリウムディテクタによって検知
する方法による場合を例にとる。ただし、これに限るも
のではない。
A portion common to the first and second embodiments of the method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to the present invention will be described with reference to, for example, FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing steps of a method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to the present invention.
FIG. 2 shows a system for inspecting the leakage of the fluid of the fuel cell, and FIGS. 3 to 8 show the flow paths of the respective fluid passages in the respective steps of the method of inspecting the leakage of the fluid shown in FIG. This shows the inspection state. As shown in FIGS. 1 and 2, the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to the embodiment of the present invention is performed on the fuel gas flow path 27, the oxidizing gas flow path 28, and the refrigerant flow path 26 in order. The method comprises a fluid leak inspection method for injecting a test fluid and detecting a leak of the test fluid at each injection time of the test fluid. The test fluid is a gas that can be detected by a detector, such as helium, when the fluid flow path is evacuated, the test fluid is injected into the fluid flow path, and the test fluid leaking from the fluid flow path is detected by the detector. , Argon gas, hydrogen, and the like. When a method is used in which a pressure is applied to the fluid flow path to detect a pressure that decreases with the passage of time, any gas (for example, nitrogen or air) may be used. In the following description, an example is given in which the helium gas is injected as a test fluid into the fluid flow path under a vacuum, and the helium gas leaking from the fluid flow path is detected by a helium detector. However, it is not limited to this.

【0010】流体流路27、28、26に対する検査流
体の注入順序は、どの順でもよい。図1には、燃料ガス
流路27、酸素ガス流路28、冷媒流路26の順とした
場合を示してある。ただし、酸素ガス流路28、燃料ガ
ス流路27、冷媒流路26の順でもよいし、あるいは冷
媒流路26、燃料ガス流路27、酸素ガス流路28の順
でもいし、あるいは冷媒流路26、酸素ガス流路28、
燃料ガス流路27の順でもよい。
The test fluid may be injected into the fluid flow paths 27, 28, 26 in any order. FIG. 1 shows a case where the fuel gas flow path 27, the oxygen gas flow path 28, and the refrigerant flow path 26 are arranged in this order. However, the order may be the oxygen gas flow path 28, the fuel gas flow path 27, and the refrigerant flow path 26, or may be the refrigerant flow path 26, the fuel gas flow path 27, the oxygen gas flow path 28, or the refrigerant flow path. 26, oxygen gas passage 28,
The order of the fuel gas flow path 27 may be used.

【0011】図1、図2に示すように、リーク検査され
る燃料電池(単セルの状態でもよいし、モジュールの状
態でもよいし、スタックの状態でもよい)をリーク試験
容器内のチャンバー29に入れ、チャンバー内全体を真
空引きして、酸素ガス流路28、燃料ガス流路27、冷
媒流路26を真空にし、酸素ガス流路28、燃料ガス流
路27、冷媒流路26に順に検査流体(たとえば、ヘリ
ウムガス)を注入し、それらからもれる検査流体をディ
テクタ(検査流体がヘリウムガスの場合は、ディテクタ
はヘリウムディテクタ)30にて検出する。各流体流路
27、28、26とディテクタ30とを結ぶ配管には、
その流路を開閉するバルブ31が設けられており、その
開閉を選定することにより、流体流路27、28、26
を選択的にもれ検査する。ディテクタ30による検出の
ため、もれ量が定量的に検出される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a fuel cell (in a single cell state, in a module state, or in a stack state) to be subjected to a leak test is placed in a chamber 29 in a leak test container. Then, the entire inside of the chamber is evacuated, and the oxygen gas flow path 28, the fuel gas flow path 27, and the refrigerant flow path 26 are evacuated, and the oxygen gas flow path 28, the fuel gas flow path 27, and the refrigerant flow path 26 are sequentially inspected. Fluids (for example, helium gas) are injected, and the test fluid leaking from them is detected by a detector (when the test fluid is helium gas, the detector is a helium detector) 30. The piping connecting each of the fluid flow paths 27, 28, 26 and the detector 30 includes:
A valve 31 for opening and closing the flow path is provided, and by selecting the opening and closing thereof, the fluid flow paths 27, 28, 26
Is selectively inspected for leakage. For the detection by the detector 30, the amount of leakage is quantitatively detected.

【0012】図1〜図8において、各表示はそれぞれつ
ぎのことを示す。 「水素」:水素(燃料ガス)が注入される室(流体流
路) 「酸素」:酸素(酸化ガス)が注入される室(流体流
路) 「冷却水」:冷却水が通る室(流体流路) 「外部」:リーク検査される燃料電池外でチャンバー内 「→」 :から・・・へ
In FIGS. 1 to 8, each display indicates the following. “Hydrogen”: A chamber (fluid flow path) into which hydrogen (fuel gas) is injected “Oxygen”: A chamber (fluid flow path) into which oxygen (oxidizing gas) is injected “Cooling water”: A chamber (fluid) through which cooling water passes Flow path) "External": Outside the fuel cell to be leak-tested, inside the chamber "→": From ...

【0013】上記の燃料電池の流体もれ検査方法では、
燃料ガス、酸化ガス、冷媒のそれぞれの流体流路26、
27、28に対し順に検査流体(たとえば、ヘリウムガ
ス)を注入し、それぞれの検査流体の注入時点毎に検査
流体のもれを検出するので、燃料ガス流路27、酸化ガ
ス流路28、冷媒流路26、外部(チャンバー)29と
の間の流体もれが検査でき、どの流体流路からどの流体
流路へ、またはどの流体流路から外部へ、もれているの
か、そのもれ量はいくらか、がわかり、どこを補修すれ
ばよいか、あるいはどの部品を取り替えればよいか、が
わかる。また、あるいは、もれが多くの燃料電池で出る
ようであればどこを設計変更すべきか、もわかるので、
補修、交換、設計変更が従来に比べて格段に効率アップ
する。
[0013] In the above-described method for inspecting fluid leakage of a fuel cell,
Fuel fluid, oxidizing gas, and respective fluid flow paths 26 of the refrigerant,
Inspection fluid (for example, helium gas) is sequentially injected into 27 and 28, and leakage of the inspection fluid is detected at each injection time of each inspection fluid, so that fuel gas flow path 27, oxidizing gas flow path 28, refrigerant Fluid leakage between the flow path 26 and the outside (chamber) 29 can be inspected, and from which fluid flow path to which fluid flow path or from which fluid flow path to the outside, the leakage amount You'll know how much and where to repair or what parts to replace. Also, or if leaks appear in many fuel cells, you will know where to change the design,
Repair, replacement, and design changes are much more efficient than before.

【0014】なお、図1、図2の例は、全流体流路2
7、28、26と外部29に対してディテクタ30が1
個設けられ、それぞれの配管をディテクタ30に接続し
ている場合であったが、図9に示すように、室27、2
8、26の各々の配管にディテクタ30を設けることに
より、バルブの切り換えをすることなく、同時に各室ま
たは外部へへのリークを求めることもでき、さらに効率
よくもれ検査することができる。図9では、水素室に検
査ガスを注入した場合を示しているが、各室に順に検査
ガスを注入していくことは、図1の例と同じである。
The examples of FIGS. 1 and 2 show the entire fluid flow path 2.
7, 28, 26 and the outside 29, one detector 30
In this case, the individual pipes are connected to the detector 30. However, as shown in FIG.
By providing the detector 30 in each of the pipes 8 and 26, it is possible to simultaneously determine leaks to each room or to the outside without switching valves, and it is possible to perform leak inspection more efficiently. FIG. 9 shows a case where the test gas is injected into the hydrogen chamber, but the injection of the test gas into each chamber in order is the same as in the example of FIG.

【0015】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を
説明する。 〔実施例1〕本発明の実施例1の検査用法では、図1〜
図9に示すように、図1の工程101で、水素室(燃料
ガス流路27)に検査流体(たとえば、ヘリウムガスと
する)を注入して図3の状態とし、酸素室(酸化ガス流
路28)、冷却水室(冷媒流路26)、外部(チャンバ
ー29)へのもれを、ディテクタ30により検査する。
工程101で、もれが検出できない場合(OK)は、水
素室27からのもれはないとして、工程102に進み、
酸素室28、冷却水室26からのもれがあるか否かをさ
らに検討する。工程101で、もれが検出された場合
(NG)は、水素室から酸素室、冷却水室、外部へのい
ずれかへのもれがあるとして、工程104に進み、どこ
へもれているかを更に検討する。
Next, parts unique to each embodiment of the present invention will be described. Embodiment 1 In the inspection method according to Embodiment 1 of the present invention, FIGS.
As shown in FIG. 9, in step 101 of FIG. 1, a test fluid (for example, helium gas) is injected into a hydrogen chamber (fuel gas flow path 27) to obtain the state of FIG. The leak to the passage 28), the cooling water chamber (the refrigerant passage 26), and the outside (the chamber 29) is inspected by the detector 30.
If no leakage is detected in step 101 (OK), it is determined that there is no leakage from the hydrogen chamber 27, and the process proceeds to step 102.
It is further examined whether or not there is a leak from the oxygen chamber 28 and the cooling water chamber 26. If a leak is detected in step 101 (NG), it is determined that there is a leak from the hydrogen chamber to any of the oxygen chamber, the cooling water chamber, and the outside. Consider further.

【0016】工程102では、水素室(燃料ガス流路2
7)にヘリウムガスを充填したまま、さらに酸素室(酸
化ガス流路28)にヘリウムガスを注入して図4の状態
とし、冷却水室(冷媒流路29)、外部(チャンバー2
9)へのもれをディテクタ30により検査する。工程1
02で、もれが検出できない場合(OK)は、水素室、
酸素室からのもれはないとして、工程103に進み、冷
却室からのもれがあるか否かをさらに検討する。工程1
02で、もれが検出された場合(NG)は、酸素室から
冷却水室、外部へのいずれかへのもれがあるとして、工
程106に進み、どこへもれているかを更に検討する。
In step 102, the hydrogen chamber (fuel gas flow path 2)
7) While the helium gas is being filled, the helium gas is further injected into the oxygen chamber (oxidizing gas flow path 28) to obtain the state shown in FIG. 4, and the cooling water chamber (refrigerant flow path 29) and the outside (chamber 2)
9) The leakage to the detector 30 is inspected by the detector 30. Step 1
02, if no leakage is detected (OK), the hydrogen chamber
Since there is no leakage from the oxygen chamber, the process proceeds to step 103, and it is further examined whether or not there is leakage from the cooling chamber. Step 1
If a leak is detected at 02 (NG), it is determined that there is a leak from the oxygen chamber to the cooling water chamber or to the outside, and the process proceeds to step 106 to further examine where the leak has occurred. .

【0017】工程103では、水素室(燃料ガス流路2
7)と酸素室(酸化ガス流路28)にヘリウムガスを充
填したまま、さらに冷却水室(冷媒流路29)にヘリウ
ムガスを注入して図5の状態とし、外部(チャンバー2
9)へのもれをディテクタ30により検査する。工程1
03で、もれが検出できない場合(OK)は、水素室、
酸素室、冷却水室からのもれはないとして、合格とす
る。工程103で、もれが検出された場合(NG)は、
冷却水室から外部へのもれがあると判定する。その場合
のガス量を検出し、許容値以上であれば、冷却水室から
外部へのもれ部を修復するか欠陥部を取り替える。
In step 103, the hydrogen chamber (fuel gas passage 2)
7) While the helium gas is being filled in the oxygen chamber (oxidizing gas flow path 28), helium gas is further injected into the cooling water chamber (refrigerant flow path 29) to obtain the state shown in FIG.
9) The leakage to the detector 30 is inspected by the detector 30. Step 1
03, if no leakage is detected (OK), the hydrogen chamber
The test passed since there was no leakage from the oxygen chamber and cooling water chamber. If a leak is detected in step 103 (NG),
It is determined that there is leakage from the cooling water chamber to the outside. In this case, the gas amount is detected, and if the gas amount is equal to or larger than the allowable value, the leaked portion from the cooling water chamber to the outside is repaired or the defective portion is replaced.

【0018】工程104では、水素室(燃料ガス流路2
7)からのもれがあることが既にわかっているので、水
素室から酸素室、冷却水室、外部のいずれにもれている
のかを検査する。そのために、酸素室に検査ガスを注入
することなく、酸素室(酸化ガス流路28)とディテク
タ30とを結ぶ配管を開にして酸素室に水素室からのヘ
リウムガスのリークがあるか否かを検査する。工程10
4で酸素室へのヘリウムガスのリークがあると判定され
た場合(NG)は、水素室から酸素室へリークしている
と判定してそのリーク経路(たとえば、電解質膜に穴が
あいているような場合)を修復するか、欠陥部を取り替
える。工程104で酸素室へのヘリウムガスのリークが
ないと判定された場合(OK)は、工程105に進み、
さらに水素室から冷却水室と外部の何れにもれているか
を検査する。
In step 104, the hydrogen chamber (fuel gas flow path 2)
Since it is already known that there is a leak from 7), it is checked whether there is any leak from the hydrogen chamber to the oxygen chamber, the cooling water chamber, or the outside. Therefore, without injecting the inspection gas into the oxygen chamber, the pipe connecting the oxygen chamber (oxidizing gas flow path 28) and the detector 30 is opened to determine whether the oxygen chamber has a helium gas leak from the hydrogen chamber. To inspect. Step 10
If it is determined in Step 4 that helium gas leaks into the oxygen chamber (NG), it is determined that the gas leaks from the hydrogen chamber to the oxygen chamber, and the leak path (for example, a hole is formed in the electrolyte membrane). Repair) or replace the defective part. If it is determined in step 104 that the helium gas does not leak to the oxygen chamber (OK), the process proceeds to step 105,
Further, it is inspected whether the hydrogen chamber is leaked into the cooling water chamber or the outside.

【0019】工程105では、水素室(燃料ガス流路2
7)からのもれがあること、および酸素室(酸化ガス流
路28)からのもれがないこと、が既にわかっているの
で、水素室から冷却水室、外部のいずれにもれているの
かを検査する。そのために、酸素室、冷却水室に検査ガ
スを注入することなく、冷却水室(冷媒流路26)とデ
ィテクタ30とを結ぶ配管を開にして冷却水室に水素室
からのヘリウムガスのリークがあるか否かを検査する。
工程105で冷却水室へのヘリウムガスのリークがある
と判定された場合(NG)は、水素室から冷却水室へリ
ークしていると判定してそのリーク経路を修復するか、
欠陥部を取り替える。工程105で冷却水室へのヘリウ
ムガスのリークがないと判定された場合(OK)は、水
素室から外部にもれていると判定して、リーク部を補修
するか、欠陥部を取り替える。
In step 105, the hydrogen chamber (fuel gas flow path 2)
Since it is already known that there is a leak from 7) and that there is no leak from the oxygen chamber (oxidizing gas flow path 28), the hydrogen chamber leaks into either the cooling water chamber or the outside. Inspect whether or not. Therefore, without injecting the inspection gas into the oxygen chamber and the cooling water chamber, the pipe connecting the cooling water chamber (the refrigerant flow path 26) and the detector 30 is opened, and the helium gas leaks from the hydrogen chamber into the cooling water chamber. Check if there are any.
If it is determined in step 105 that the helium gas leaks to the cooling water chamber (NG), it is determined that the gas leaks from the hydrogen chamber to the cooling water chamber, and the leak path is repaired.
Replace defective part. If it is determined in step 105 that the helium gas does not leak into the cooling water chamber (OK), it is determined that the gas leaks from the hydrogen chamber to the outside, and the leak is repaired or the defective part is replaced.

【0020】工程106では、水素室からのもれがない
こと、および酸素室からのもれがあること、が既にわか
っているので、酸素室から冷却水室、外部のいずれにも
れているのかを検査する。そのために、冷却水室に検査
ガスを注入することなく、冷却水室(冷媒流路26)と
ディテクタ30とを結ぶ配管を開にして冷却水室に酸素
室からのヘリウムガスのリークがあるか否かを検査す
る。工程106で冷却水室へのヘリウムガスのリークが
あると判定された場合(NG)は、酸素室から冷却水室
へリークしていると判定してそのリーク経路を修復する
か、欠陥部を取り替える。工程106で冷却水室へのヘ
リウムガスのリークがないと判定された場合(OK)
は、酸素室から外部にもれていると判定して、リーク部
を補修するか、欠陥部を取り替える。以上で全ての流体
流路のもれ検査が完了し、どこからどこへもれがある
か、そのもれ量はいくらか、がわかり、どこを補修すれ
ばよいか、あるいはどの部品を取り替えればよいか、が
わかる。
In step 106, since it is already known that there is no leakage from the hydrogen chamber and that there is leakage from the oxygen chamber, the oxygen chamber has leaked to either the cooling water chamber or the outside. Inspect whether or not. Therefore, without injecting the test gas into the cooling water chamber, the pipe connecting the cooling water chamber (refrigerant flow path 26) and the detector 30 is opened to check whether there is a leak of helium gas from the oxygen chamber in the cooling water chamber. Check for no. If it is determined in step 106 that the helium gas leaks into the cooling water chamber (NG), it is determined that the gas leaks from the oxygen chamber to the cooling water chamber, and the leak path is repaired or a defective portion is removed. replace. When it is determined that there is no helium gas leak to the cooling water chamber in step 106 (OK)
Determines that the gas leaks from the oxygen chamber to the outside, and repairs the leaked part or replaces the defective part. This completes the leak inspection of all the fluid flow paths, knows where the leak is from, where the leak is and how much it should be repaired, or what parts should be replaced I understand.

【0021】〔実施例2〕本発明の実施例2の方法は本
発明の実施例1の方法をさらに改良した方法である。本
発明の実施例1の方法には、なおつぎの問題が残ってい
る。 ガス透過性膜である電解質膜11で隔てられた水素
室27から酸素室28へのガス透過量が他のリーク量に
比べ、検出値が大きいため、水素室27から冷却水室2
6、外部29へのリークが発見しずらい。 検出値が大きい水素室27からのリーク量を検出し
た後、酸素室28からのリーク量を検出するとノイズを
多くひろってしまい検出時間を長く要する。 本発明の実施例2は、本発明の実施例1の目的を保持し
たまま、本発明の実施例1の問題、すなわち水素室27
から冷却水室26、外部29へのリークを高精度に検出
でき、かつ検出時間を短くすることができる燃料電池の
流体もれ検査方法を提供することを目的とする。
[Embodiment 2] The method of Embodiment 2 of the present invention is a further improvement of the method of Embodiment 1 of the present invention. The following problem still remains in the method of the first embodiment of the present invention. Since the amount of gas permeated from the hydrogen chamber 27 to the oxygen chamber 28 separated by the electrolyte membrane 11, which is a gas permeable membrane, is larger than other leaked values, the gas permeated from the hydrogen chamber 27 to the cooling water chamber 2
6. It is difficult to find leaks to the outside 29. If the amount of leak from the oxygen chamber 28 is detected after the amount of leak from the hydrogen chamber 27 having a large detection value is detected, a lot of noise is spread and the detection time is long. In the second embodiment of the present invention, while maintaining the object of the first embodiment of the present invention, the problem of the first embodiment of the present invention, that is, the hydrogen chamber 27
It is an object of the present invention to provide a method for inspecting fluid leakage of a fuel cell, which can detect a leak from the fuel cell to the cooling water chamber 26 and the outside 29 with high accuracy and can shorten the detection time.

【0022】本発明の実施例2の燃料電池の流体もれ検
査方法は、本発明の実施例1の方法において、燃料ガ
ス、酸化ガス、冷媒のそれぞれの流体流路27、28、
26のうち燃料ガスの流体流路27と酸化ガスの流体流
路28の何れか一方の流体流路(たとえば、燃料ガス流
路27)からのもれを検出する工程を、図10〜図14
に示すように、燃料ガスの流体流路27と酸化ガスの流
体流路28の何れか一方の流体流路(たとえば、燃料ガ
ス流路27)から他方の流体流路(たとえば、酸化ガス
流路28)へのもれを検出する工程201と、燃料ガス
の流体流路27と酸化ガスの流体流路28の何れか一方
の流体流路(たとえば、燃料ガス流路27)から冷媒流
路26および外部29へのもれを検出する工程202と
に分けた流体もれ検査方法からなる。
The method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to the second embodiment of the present invention is the same as the method of the first embodiment of the present invention, except that the fluid flow paths 27, 28,
The step of detecting leakage from any one of the fuel gas flow path 27 and the oxidizing gas flow path 28 (e.g., the fuel gas flow path 27) in FIGS.
As shown in FIG. 7, one of the fuel gas flow path 27 and the oxidizing gas flow path 28 (for example, the fuel gas flow path 27) is connected to the other fluid flow path (for example, the oxidizing gas flow path). 28), a step 201 for detecting leakage to the refrigerant flow path 27 (for example, the fuel gas flow path 27) and the refrigerant flow path 26 And a step 202 of detecting a leak to the outside 29.

【0023】本発明の実施例2の燃料電池の流体もれ検
査方法において、望ましくは、燃料ガスの流体流路27
と酸化ガスの流体流路28の何れか一方の流体流路(た
とえば、燃料ガス流路27)から他方の流体流路(たと
えば、酸化ガス流路28)へのもれを検出する工程20
1を、燃料ガスの流体流路27と酸化ガスの流体流路2
8の何れか一方の流体流路(たとえば、燃料ガス流路2
7)から冷媒流路26および外部29へのもれを検出す
る工程202より先に実施する。その他は、本発明の実
施例1に準じる。
In the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to the second embodiment of the present invention, the fuel gas
20: detecting leakage from one of the fluid flow paths (for example, the fuel gas flow path 27) of the fluid flow path 28 of the oxidizing gas to the other fluid flow path (for example, the oxidizing gas flow path 28).
1 is a flow path 27 for the fuel gas and a flow path 2 for the oxidizing gas.
8 (for example, the fuel gas passage 2
7) is performed prior to the step 202 of detecting leakage to the refrigerant flow path 26 and the outside 29. Others are the same as in the first embodiment of the present invention.

【0024】さらに詳しくは、本発明の実施例2の燃料
電池の流体もれ検査方法において、工程201では、図
11に示すように、水素室27に検査ガスを封入し、水
素室27から酸素室28へのガス透過量を定量的に出力
する。ガス透過量は他のリーク量に比べて大きな検出値
を示すため、配管にガスが付着し、次工程の測定ノイズ
となるので、工程201の検出は短時間で行う。そし
て、予め定めた所定規格値に対し検出値が小でOKが出
た場合、工程202に移る、工程201でNG判定が出
た場合、水素室27から酸素室28へのリークNG、も
しくは電解質膜11の劣化などにより何らかの欠陥があ
るものとしてNG判定を出す。
More specifically, in the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to the second embodiment of the present invention, in step 201, as shown in FIG. The amount of gas permeated into the chamber 28 is output quantitatively. Since the gas permeation amount shows a larger detection value than the other leak amounts, the gas adheres to the pipe and causes measurement noise in the next process, so that the detection in the process 201 is performed in a short time. When the detection value is smaller than the predetermined standard value and the result is OK, the process proceeds to step 202. When the result of the process 201 is NG, the leak NG from the hydrogen chamber 27 to the oxygen chamber 28 or the electrolyte An NG determination is made on the assumption that there is some defect due to deterioration of the film 11 or the like.

【0025】工程202では、図12に示すように、水
素室27に検査ガスを封入したまま、冷却水室26、外
部(チャンバー)29から検知される検査ガス量を定量
的に検知する。工程202では、水素室27から冷却水
室26、外部(チャンバー)29へのリーク量をみてい
ることになり、規格に対しOK判定が出た場合、工程2
03に移り、NG判定が出た場合工程205に移る。
In step 202, as shown in FIG. 12, while the inspection gas is sealed in the hydrogen chamber 27, the amount of the inspection gas detected from the cooling water chamber 26 and the outside (chamber) 29 is quantitatively detected. In step 202, the amount of leakage from the hydrogen chamber 27 to the cooling water chamber 26 and the outside (chamber) 29 is monitored.
03, and if an NG determination is made, the process proceeds to step 205.

【0026】工程203では、図13に示すように、水
素室27の他に酸素室28にもガスを封入し、冷却水室
26、外部(チャンバー)29から検知されるガス量を
検知する。工程203では、酸素室28からのリーク量
をみていることになり、規格に対しOK判定が出た場
合、工程204に移る。NG判定が出た場合、工程20
6に移る。
In step 203, as shown in FIG. 13, gas is sealed not only in the hydrogen chamber 27 but also in the oxygen chamber 28, and the amount of gas detected from the cooling water chamber 26 and the outside (chamber) 29 is detected. In step 203, the amount of leakage from the oxygen chamber 28 is monitored, and if an OK determination is made with respect to the standard, the process proceeds to step 204. If an NG decision is made, step 20
Move to 6.

【0027】工程204では、図14に示すように、水
素室27、酸素室28の他に冷却水室26にもガスを封
入し、外部(チャンバー)29から検知されるガス量を
検知する。工程204では、冷却水室26からのリーク
量をみていることになり、規格に対しOK判定が出た場
合、合格判定とする。NG判定が出た場合、冷却水室2
6から外部29へのリークNGと判定される。
In step 204, as shown in FIG. 14, gas is sealed not only in the hydrogen chamber 27 and the oxygen chamber 28 but also in the cooling water chamber 26, and the amount of gas detected from the outside (chamber) 29 is detected. In step 204, the amount of leakage from the cooling water chamber 26 is monitored, and if OK is determined for the standard, it is determined to be acceptable. If an NG determination is made, the cooling water chamber 2
It is determined that leak NG from 6 to the outside 29 has occurred.

【0028】工程205では、水素室27からのリーク
NGが判定されているため、どこの室28、26または
外部29にリークしているかの判定を行う工程である。
もれ部位を特定する工程であるため、サイクルタイムな
どの問題で量産時に採用するか否かは、ユーザーの判断
で決定することができる。工程206では、酸素室28
からのリークNGが判定されているため、どこの室26
または外部29にリークしているかの判定を行う工程で
ある。もれ部位を特定する工程であるため、サイクルタ
イムなどの問題で量産時に採用するか否かは、ユーザー
の判断で決定することができる。上記の検査工程を経る
ことによりガス透過量の大小による電解質膜11の劣
化、損失を判定できるだけでなく、決してあってはなら
ない各室から外部へのもれを見落としなく、かつ1つの
設備、ガスディテクタで判定でき、安価で効率的なリー
ク検査が可能となる。
In step 205, since the leak NG from the hydrogen chamber 27 has been determined, it is a step of determining which chamber 28, 26 or the outside 29 is leaking.
Since this is a process of specifying a leaked portion, whether or not to adopt the mass production due to a problem such as cycle time can be determined by a user's judgment. In step 206, the oxygen chamber 28
Room 26 because the leak NG from
Alternatively, it is a step of determining whether or not leakage has occurred to the outside 29. Since this is a process of specifying a leaked portion, whether or not to adopt the mass production due to a problem such as cycle time can be determined by a user's judgment. Through the above inspection process, not only can the deterioration and loss of the electrolyte membrane 11 due to the magnitude of the gas permeation amount be determined, but also the leakage to the outside from each chamber, which should never be present, is not overlooked. It can be determined by the detector, and an inexpensive and efficient leak test can be performed.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1の燃料電池の流体もれ検査方法
によれば、燃料ガス、酸化ガス、冷媒のそれぞれの流体
流路に対し順に検査流体を注入し、それぞれの検査流体
の注入時点毎に検査流体のもれを検出するので、燃料ガ
ス流路、酸化ガス流路、冷媒流路、外部との間の流体も
れが検査でき、どの流体流路からどの流体流路へ、また
はどの流体流路から外部へ、もれているのかが判断でき
る。請求項2の燃料電池の流体もれ検査方法によれば、
燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方
の流体流路からのもれを検出する工程を、燃料ガスの流
体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路か
ら他方の流体流路へのもれを検出する工程と、燃料ガス
の流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流
路から冷媒流路および外部へのもれを検出する工程とに
分けたので、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路
の何れか一方の流体流路から他方の流体流路へのもれ量
と燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一
方の流体流路から冷媒流路および外部へのもれ量との間
に大小があるにもかかわらず、もれ量小のもれがもれ量
大のもれの誤差範囲に含まれてしまうことがなく、各も
れを精度よく検出することができる。請求項3の燃料電
池の流体もれ検査方法によれば、燃料ガスの流体流路と
酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から他方の
流体流路へのもれを検出する工程を、燃料ガスの流体流
路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から冷
媒流路および外部へのもれを検出する工程より先に実施
するので、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の
何れか一方の流体流路から他方の流体流路へのもれを検
出する時間を短くすることにより、検査ガスの配管への
付着量が少なくなって、燃料ガスの流体流路と酸化ガス
の流体流路の何れか一方の流体流路から冷媒流路および
外部へのもれを検出する工程でノイズをひろうことが少
なくなり、燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の
何れか一方の流体流路から冷媒流路および外部へのもれ
を高精度に検査できることを維持したまま、燃料ガスの
流体流路と酸化ガスの流体流路の何れか一方の流体流路
から他方の流体流路へのもれを検出する時間を短くした
分、検査時間を短縮することができる。
According to the first aspect of the present invention, the test fluid is injected into each of the fluid flow paths of the fuel gas, the oxidizing gas, and the refrigerant in order, and the injection time of each test fluid is determined. Since the leak of the test fluid is detected every time, the fluid leak between the fuel gas channel, the oxidizing gas channel, the coolant channel, and the outside can be inspected, and from which fluid channel to which fluid channel, or It is possible to determine which fluid flow path is leaking to the outside. According to the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to claim 2,
The step of detecting leakage from any one of the fluid flow path of the fuel gas and the fluid flow path of the oxidizing gas includes the step of detecting any one of the fluid flow path of the fuel gas and the oxidizing gas. A step of detecting leakage from the flow path to the other fluid flow path, and leakage from one of the fuel flow path and the oxidizing gas flow path to the refrigerant flow path and the outside. The leakage flow from one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path to the other fluid flow path and the fuel gas flow path Despite the magnitude of the leakage from either one of the fluid flow paths of the gas to the refrigerant flow path and the amount of leakage to the outside, the leakage of the leakage is small. Each leak can be accurately detected without being included in these error ranges. According to the fluid leakage inspection method for a fuel cell according to the third aspect, leakage from one of the fluid flow path of the fuel gas and the fluid flow path of the oxidizing gas to the other fluid flow path is detected. Since the step is performed prior to the step of detecting leakage from either one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path to the refrigerant flow path and the outside, the fuel gas flow path By reducing the time for detecting leakage from one of the flow path and the fluid flow path of the oxidizing gas to the other fluid flow path, the amount of test gas adhering to the piping is reduced, In the step of detecting leakage from the fluid flow path of the gas and the flow path of the oxidizing gas to the refrigerant flow path and the outside, less noise is generated, and the flow path of the fuel gas and the flow path of the fuel gas are reduced. Leakage from one of the oxidizing gas fluid channels to the coolant channel and the outside While maintaining that it can be inspected with high accuracy, the amount of time required to detect leakage from any one of the fuel gas fluid channel and the oxidizing gas fluid channel to the other fluid channel is reduced, Inspection time can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例1の燃料電池の流体もれ検査方
法の工程を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing steps of a method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の燃料電池の流体もれ検査方
法を実施する装置の系統図である。
FIG. 2 is a system diagram of an apparatus for performing a method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention.

【図3】図1の工程101での各室の検査ガス注入状態
とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 3 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 101 of FIG. 1;

【図4】図1の工程102での各室の検査ガス注入状態
とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 4 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in a step 102 of FIG. 1;

【図5】図1の工程103での各室の検査ガス注入状態
とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 5 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 103 of FIG. 1;

【図6】図1の工程104での各室の検査ガス注入状態
とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 6 is a system diagram showing an inspection gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 104 of FIG. 1;

【図7】図1の工程105での各室の検査ガス注入状態
とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 7 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 105 of FIG. 1;

【図8】図1の工程106での各室の検査ガス注入状態
とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 8 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 106 of FIG. 1;

【図9】本発明の実施例1、2の燃料電池の流体もれ検
査方法を実施するもう一つの装置の系統図である。
FIG. 9 is a system diagram of another apparatus for performing the fluid leakage inspection method for the fuel cell according to the first and second embodiments of the present invention.

【図10】本発明の実施例2の燃料電池の流体もれ検査
方法の工程を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing steps of a method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to Embodiment 2 of the present invention.

【図11】図10の工程201での各室の検査ガス注入
状態とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
11 is a system diagram showing a state of injection of a test gas into each chamber and a state of communication with a detector in step 201 of FIG.

【図12】図10の工程202での各室の検査ガス注入
状態とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 12 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 202 of FIG. 10;

【図13】図10の工程203での各室の検査ガス注入
状態とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 13 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a communication state to a detector in step 203 of FIG.

【図14】図10の工程204での各室の検査ガス注入
状態とディテクタへの連通状態を示す系統図である。
FIG. 14 is a system diagram showing a test gas injection state of each chamber and a state of communication with a detector in step 204 of FIG. 10;

【図15】本発明の燃料電池の流体もれ検査方法が適用
される燃料電池の全体概略図である。
FIG. 15 is an overall schematic view of a fuel cell to which the method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to the present invention is applied.

【図16】図15の燃料電池の一部拡大断面図である。16 is a partially enlarged cross-sectional view of the fuel cell of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 (固体高分子電解質型)燃料電池 11 電解質膜 12 触媒層 13 拡散層 14 電極(アノード、燃料極) 15 触媒層 16 拡散層 17 電極(カソード、空気極) 18 セパレータ 19 モジュール 20 ターミナル 21 インシュレータ 22 エンドプレート 23 スタック 24 テンションプレート 25 ボルト 26 冷却水流路(冷却水室) 27 燃料ガス流路(燃料ガス室) 28 酸化ガス流路(酸化ガス室) 29 チャンバー 30 ディテクタ 101、102、103、104、105、106 実
施例1の工程 201、202、203、204、205、206 実
施例2の工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (Solid polymer electrolyte type) fuel cell 11 Electrolyte membrane 12 Catalyst layer 13 Diffusion layer 14 Electrode (anode, fuel electrode) 15 Catalyst layer 16 Diffusion layer 17 Electrode (cathode, air electrode) 18 Separator 19 Module 20 Terminal 21 Insulator 22 End plate 23 Stack 24 Tension plate 25 Bolt 26 Cooling water flow path (Cooling water chamber) 27 Fuel gas flow path (Fuel gas chamber) 28 Oxidizing gas flow path (Oxidizing gas chamber) 29 Chamber 30 Detectors 101, 102, 103, 104, 105, 106 Steps of Example 1 201, 202, 203, 204, 205, 206 Steps of Example 2

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸田 直行 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田口 雅康 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK00 KK31  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Naoyuki Maruta 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Masayasu Taguchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F Terms (reference) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK00 KK31

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池に用いられる燃料ガス、酸化ガ
ス、冷媒のそれぞれの流体流路に対し順に検査流体を注
入し、それぞれの検査流体の注入時点毎に検査流体のも
れを検出する燃料電池の流体もれ検査方法。
1. A fuel for injecting a test fluid into respective fluid flow paths of a fuel gas, an oxidizing gas, and a refrigerant used in a fuel cell in order, and detecting leakage of the test fluid at each injection time of the test fluid. Battery fluid leakage inspection method.
【請求項2】 燃料ガス、酸化ガス、冷媒のそれぞれの
流体流路のうち燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流
路の何れか一方の流体流路からのもれを検出する工程
を、前記燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体流路の何
れか一方の流体流路から他方の流体流路へのもれを検出
する工程と、前記燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流体
流路の何れか一方の流体流路から冷媒流路および外部へ
のもれを検出する工程とに分ける請求項1記載の燃料電
池の流体もれ検査方法。
2. A step of detecting leakage from one of the fuel gas flow channel and the oxidizing gas fluid flow channel among the fuel gas, oxidizing gas, and refrigerant fluid flow channels. Detecting a leak from one of the fluid flow path of the fuel gas and the fluid flow path of the oxidizing gas to the other fluid flow path; and 2. The method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to claim 1, wherein the method further comprises a step of detecting leakage from one of the fluid passages to the coolant passage and the outside.
【請求項3】 前記燃料ガスの流体流路と酸化ガスの流
体流路の何れか一方の流体流路から他方の流体流路への
もれを検出する工程を、前記燃料ガスの流体流路と酸化
ガスの流体流路の何れか一方の流体流路から冷媒流路お
よび外部へのもれを検出する工程より先に実施する請求
項2記載の燃料電池の流体もれ検査方法。
3. The step of detecting leakage from one of the fuel gas flow path and the oxidizing gas flow path to the other of the fuel gas flow path and the fuel gas flow path. 3. The method for inspecting fluid leakage of a fuel cell according to claim 2, wherein the method is carried out prior to the step of detecting leakage from one of the fluid flow paths of the gas and the oxidizing gas to the refrigerant flow path and the outside.
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