JP2005243559A - Separator for fuel cell, parallel type unit cell using it, and parallel type fuel cell - Google Patents

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Yoshinori Nagai
美憲 長井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for a fuel cell which is low in manufacturing cost and improved in performance required for a separator, and also provide the fuel cell using the same. <P>SOLUTION: The separators for the fuel cell arranged respectively on both sides of MEA 33 comprise a partition plate 1 made of a conductive metal sheet and a counter-base 17 made similarly of a conductive metal sheet overlapped each other. On the partition plate 1, a plurality of generation/current collection parts 2 which have a plurality of long holes 3 arranged in parallel, vertical walls 7 which are formed on both sides of the each long holes 3 and are bent toward the surface of the partition plate 1, and a bottom wall 10 formed between the adjoining long holes 3, are installed in parallel with intervals. On the counter-base plate 17, a plurality of housing parts 19 which house the vertical walls 7 of the generation/ current collection parts 2 and contact the tip part of the vertical walls 7 are installed in parallel with spacings, and a passage 30 which supplies fuel to the above MEA 33 is respectively formed in the space surrounded by the vertical walls 7 and the housing parts 19. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池に用いられるセパレータ及びそれを用いた単位セル並びに燃料電池に関するものである。   The present invention relates to a separator used in a fuel cell, a unit cell using the separator, and a fuel cell.

燃料電池とは、化学エネルギを直接電気エネルギに変換する電池であり、電気自動車等の車両の動力源又は電源としてや、住宅用の発電機としてなど、様々な分野において実用化が進められている。特に、固体高分子型燃料電池(PEFC)は他の燃料電池システムと比較して低温で動作し、出力密度が高いことから自動車用、可搬用の動力源などとしての適用が期待されている。   A fuel cell is a battery that directly converts chemical energy into electric energy, and is being put to practical use in various fields such as a power source or power source of a vehicle such as an electric vehicle or a generator for a house. . In particular, the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) operates at a lower temperature than other fuel cell systems and has a high output density, so that it is expected to be applied as a power source for automobiles and portables.

係る固体高分子型燃料電池は、MEA(Membrane Electrolyte Assembly:電解質膜と電極との接合体)と、そのMEAの両側にそれぞれ配置されたセパレータとからなる「単位セル」を、必要な電圧を得るべく複数積層してスタックとしたものである。   Such a polymer electrolyte fuel cell obtains a necessary voltage from a “unit cell” composed of MEA (Membrane Electrolyte Assembly) and separators disposed on both sides of the MEA. As many as possible are stacked to form a stack.

上記セパレータは主に、MEAに燃料(水素、及び空気又は酸素(以下単に空気と言う))を供給する流路を形成する役割と、MEAと接触して、発生した電気を集電する役割とを有している。   The separator mainly has a role of forming a flow path for supplying fuel (hydrogen and air or oxygen (hereinafter simply referred to as air)) to the MEA, and a role of collecting generated electricity in contact with the MEA. have.

現在開発されているセパレータは、主に以下の3種類に大別できる。   Currently developed separators can be roughly divided into the following three types.

1)金属薄板セパレータ:金属板をプレス加工等により凹凸状に折り曲げて燃料流路及び集電部を形成したもの(特許文献1及び2参照)。   1) Metal thin plate separator: A metal plate is bent into a concavo-convex shape by pressing or the like to form a fuel flow path and a current collector (see Patent Documents 1 and 2).

2)樹脂セパレータ:黒鉛粉末を熱硬化性樹脂バインダ等で固めて形成した板材を切削加工することにより、燃料流路および集電部を形成したもの(特許文献3参照)。   2) Resin separator: A fuel channel and a current collecting part formed by cutting a plate material formed by solidifying graphite powder with a thermosetting resin binder or the like (see Patent Document 3).

3)カーボンセパレータ:高強度カーボン材からなる板材を切削加工することにより、燃料流路および集電部を形成したもの。   3) Carbon separator: A fuel separator and a current collector formed by cutting a plate made of a high-strength carbon material.

特開平10−302814号公報JP-A-10-302814 特開2001−325969号公報JP 2001-325969 A 特開平8−162131号公報JP-A-8-162131

しかしながら、これら各セパレータはそれぞれ、以下に示すような問題点を抱えていた。   However, each of these separators has the following problems.

1)金属薄板セパレータの問題点:集電部を形成する凸部の角(コーナ)がR形状になってしまうため、集電効率が悪い。形状が複雑であり、製造が困難である。   1) Problems of the thin metal plate separator: Since the corners of the convex portions forming the current collecting portion have an R shape, the current collecting efficiency is poor. The shape is complex and difficult to manufacture.

2)樹脂セパレータの問題点:製造コストが高い。薄板化が困難である。金属と比べて強度が低い。導電性を高めるために黒鉛の含有量を増やすと成形性が悪化してしまう。   2) Problems of resin separator: Manufacturing cost is high. Thinning is difficult. Low strength compared to metal. If the graphite content is increased in order to increase the electrical conductivity, the moldability is deteriorated.

3)カーボンセパレータの問題点:製造コストが高い。薄板化が困難である。金属と比べて強度が低い。   3) Problem of carbon separator: production cost is high. Thinning is difficult. Low strength compared to metal.

そこで本発明の目的は、上記課題を解決し、製造コストが低く、かつセパレータに要求される性能の向上を図った燃料電池用セパレータ及びそれを用いた単位セル並びに燃料電池を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell separator, a unit cell using the same, and a fuel cell, which solve the above-mentioned problems, have a low manufacturing cost, and improve the performance required of the separator. .

上記目的を達成するために請求項1に係る発明は、MEAの両側にそれぞれ配置される燃料電池用セパレータであって、導電性金属板からなる仕切板と、同じく導電性金属板からなる受け板とを重ね合わせて構成され、上記仕切板には、複数並列に配置された長穴と、各長穴の両側に形成され、仕切板の表面に対して屈曲した縦壁と、隣接する上記長穴間に形成された底壁とを備えた発電・集電部が間隔を隔てて複数並設され、上記受け板には、各発電・集電部の上記縦壁を収容すると共に、その縦壁の先端部と当接する収容部が間隔を隔てて複数並設され、上記各発電・集電部の上記縦壁と上記各収容部とで囲まれた空間に、上記MEAに供給する燃料の流路がそれぞれ形成されるようにしたものである。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a fuel cell separator disposed on each side of an MEA, and includes a partition plate made of a conductive metal plate and a receiving plate made of the same conductive metal plate. In the partition plate, a plurality of elongated holes arranged in parallel, a vertical wall formed on both sides of each elongated hole and bent with respect to the surface of the partition plate, and the adjacent length A plurality of power generation / collection units having a bottom wall formed between the holes are arranged in parallel at intervals, and the receiving plate accommodates the vertical wall of each power generation / collection unit, and the vertical wall thereof. A plurality of accommodating portions that are in contact with the tip of the wall are arranged in parallel at intervals, and the fuel supplied to the MEA is placed in a space surrounded by the vertical walls and the accommodating portions of the power generation / collecting portions. Each channel is formed.

請求項2に係る発明は、上記縦壁が、上記仕切板の表面に対してほぼ90°の角度で屈曲するようにしたものである。   According to a second aspect of the present invention, the vertical wall is bent at an angle of approximately 90 ° with respect to the surface of the partition plate.

請求項3に係る発明は、上記縦壁の長手方向の端部位置が、一本又は複数本おきに異なるように形成され、隣接する燃料流路が、上記縦壁の端部位置の違いにより形成される隙間を介して連通されるようにしたものである。   According to a third aspect of the present invention, the end positions in the longitudinal direction of the vertical walls are formed so as to be different every other or plural, and the adjacent fuel flow paths are formed by the difference in the end positions of the vertical walls. It is made to communicate through the gap formed.

請求項4に係る発明は、上記隙間が、燃料流路の長手方向の両端部に交互に形成されるようにしたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the gap is formed alternately at both ends in the longitudinal direction of the fuel flow path.

請求項5に係る発明は、上記受け板が、上記各収容部に連続してそれぞれ形成された張出部を備えると共に、上記仕切板が上記張出部と対応する位置に形成された連通穴と、上記張出部と対応する位置外に設けられた隔離穴とを備え、上記連通穴から供給された燃料は、上記受け板の張出部と上記仕切板とで区画された連通通路を通って上記燃料流路へと流れ、上記隔離穴から供給された燃料は上記燃料流路へは流れずに厚さ方向に流出するようにしたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, the receiving plate includes a protruding portion formed continuously from each of the housing portions, and the communication plate is formed at a position corresponding to the protruding portion. And an isolation hole provided outside the position corresponding to the overhang portion, and the fuel supplied from the communication hole passes through a communication passage partitioned by the overhang portion of the receiving plate and the partition plate. The fuel flows through the fuel flow path and is supplied from the isolation hole, and flows out in the thickness direction without flowing into the fuel flow path.

請求項6に係る発明は、上記仕切板及び受け板を、厚さ0.2mm以下の導電性金属板をプレス成形して形成するようにしたものである。   According to a sixth aspect of the present invention, the partition plate and the receiving plate are formed by press-molding a conductive metal plate having a thickness of 0.2 mm or less.

請求項7に係る発明は、請求項1〜6いずれかに記載のセパレータを、上記仕切板の上記底壁がMEAと接触するようにして、MEAの両側にそれぞれ配置して並列型単位セルとしたものである。   According to a seventh aspect of the present invention, the separator according to any one of the first to sixth aspects is disposed on each side of the MEA such that the bottom wall of the partition plate is in contact with the MEA. It is a thing.

請求項8に係る発明は、請求項5に記載のセパレータを、上記仕切板の上記底壁がMEAと接触するようにして、MEAの両側にそれぞれ配置すると共に、一方のセパレータの上記連通穴と他方のセパレータの上記隔離穴とを整合させて配置し、かつ一方のセパレータの上記隔離穴と他方のセパレータの上記連通穴とを整合させて配置して並列型単位セルとしたものである。   According to an eighth aspect of the present invention, the separator according to the fifth aspect is disposed on each side of the MEA so that the bottom wall of the partition plate is in contact with the MEA, and the communication hole of one separator The separation holes of the other separator are aligned and arranged, and the separation holes of one separator and the communication holes of the other separator are aligned and arranged to form a parallel unit cell.

請求項9に係る発明は、請求項8に記載の単位セルを複数積層してなる並列型燃料電池としたものである。   The invention according to claim 9 is a parallel fuel cell in which a plurality of unit cells according to claim 8 are stacked.

請求項10に係る発明は、上記セパレータを構成する受け板が、受け板の表面に対して突出した凸部を有し、上記単位セルを複数積層すると、隣接する上記セパレータの上記受け板の凸部同士の間、及び上記受け板の凸部と張出部との間に冷却液流路が形成されるようにしたものである。   According to a tenth aspect of the present invention, the receiving plate constituting the separator has a protruding portion that protrudes with respect to the surface of the receiving plate, and when the unit cell is stacked in a plurality, the protruding portion of the receiving plate of the adjacent separator is formed. A coolant flow path is formed between the portions and between the convex portion and the overhang portion of the backing plate.

請求項11に係る発明は、上記凸部が上記収容部を囲むように形成されるようにしたものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, the convex portion is formed so as to surround the accommodating portion.

本発明によれば、製造コストが低く、かつセパレータに要求される性能の向上が図れるという優れた効果を発揮するものである。   According to the present invention, an excellent effect is exhibited that the manufacturing cost is low and the performance required for the separator can be improved.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施形態のセパレータは固体高分子型燃料電池用のセパレータであり、導電性金属板からなる2つの部材(仕切板と受け板)を重ね合わせて構成したことを特徴とする。   The separator of this embodiment is a separator for a polymer electrolyte fuel cell, and is characterized in that two members (partition plate and receiving plate) made of a conductive metal plate are overlapped.

また、本実施形態のセパレータの第二の特徴は、単位セル又は燃料電池を構成するために必要な要素が間隔を隔てて複数並設されていることである。つまり、本実施形態のセパレータを用いることにより、間隔を隔てて配置された複数の単位セル又は燃料電池を一体的に有する、並列型の単位セル又は燃料電池を構成することができる。   The second feature of the separator of the present embodiment is that a plurality of elements necessary for constituting a unit cell or a fuel cell are arranged in parallel at intervals. That is, by using the separator of the present embodiment, it is possible to configure a parallel type unit cell or fuel cell that integrally includes a plurality of unit cells or fuel cells that are arranged at intervals.

図1が仕切板と称される部材の正面図であり、図2が受け板と称される部材の正面図である。   FIG. 1 is a front view of a member called a partition plate, and FIG. 2 is a front view of a member called a receiving plate.

図1に示すように、仕切板100は導電性金属板(例えば厚さ0.2mm以下のステンレス)のプレス成形品からなり、単位セル又は燃料電池を構成するために必要な構成要素が三個、間隔を隔てて形成されている。ここでは、図中左側からそれぞれ、第一構成要素100a、第二構成要素100b、第三構成要素100cという。これら構成要素100a,100b,100cは全て同一の構造を有する。   As shown in FIG. 1, the partition plate 100 is made of a press-formed product of a conductive metal plate (for example, stainless steel having a thickness of 0.2 mm or less), and has three components necessary for constituting a unit cell or a fuel cell. Are formed at intervals. Here, they are referred to as a first component 100a, a second component 100b, and a third component 100c, respectively, from the left side in the figure. These components 100a, 100b, 100c all have the same structure.

図2に示すように、受け板101も同様に導電性金属板(例えば厚さ0.2mm以下のステンレス)のプレス成形品からなり、単位セル又は燃料電池を構成するために必要な構成要素が三個、間隔を隔てて形成されている。ここでは、図中左側からそれぞれ、第一構成要素101a、第二構成要素101b、第三構成要素101cという。これら構成要素101a,101b,101cは全て同一の構造を有する。   As shown in FIG. 2, the receiving plate 101 is similarly made of a press-formed product of a conductive metal plate (for example, stainless steel having a thickness of 0.2 mm or less), and there are constituent elements necessary for configuring a unit cell or a fuel cell. Three are formed at intervals. Here, they are referred to as the first component 101a, the second component 101b, and the third component 101c, respectively, from the left side in the figure. These constituent elements 101a, 101b, and 101c all have the same structure.

これら、仕切板100と受け板101とを重ね合わせて接合することにより、仕切板100の第一構成要素100a,第二構成要素100b及び第三構成要素100cがそれぞれ、受け板101の第一構成要素101a、第二構成要素101b及び第三構成要素101cと協働し、セパレータとして必要な機能を果たす要素が三個並設されることになる。   By overlapping and joining the partition plate 100 and the receiving plate 101, the first component 100a, the second component 100b, and the third component 100c of the partition plate 100 are respectively the first configuration of the receiving plate 101. In cooperation with the element 101a, the second component 101b, and the third component 101c, three elements that perform a necessary function as a separator are arranged side by side.

最初に、図3〜図5を用いて仕切板100の構造を説明する。以下の説明においては、構成要素100a,100b,100cの代表として、第一構成要素100aのみを説明する。   First, the structure of the partition plate 100 will be described with reference to FIGS. In the following description, only the first component 100a will be described as a representative of the components 100a, 100b, and 100c.

図3は第一構成要素100aの拡大正面図、図4は図3のA部拡大図、図5は図4のV−V線断面図である。なお、図4は、明瞭化のために図3のA部をほぼ90°回転させた状態を示している。   3 is an enlarged front view of the first component 100a, FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. FIG. 4 shows a state in which the portion A in FIG. 3 is rotated by approximately 90 ° for the sake of clarity.

図に示すように、仕切板100の第一構成要素100aのほぼ中央部に、発電・集電部2が形成される。発電・集電部2は、仕切板100の側縁1aとほぼ直交する方向に延出すると共に、仕切板100の上下縁1bとほぼ直交する方向(図3の上下方向)に所定間隔を隔てて複数並列された長穴3を備える。各長穴3の長手方向(図3の左右方向)両端部には、長穴3の幅よりも大きな直径を有する円穴5がそれぞれ形成されており、その円穴5の一側(図4中左側下部)には長穴3の長手方向に所定距離延出する切り欠き6が連続的に形成される。この切り欠き6は、一つの長穴3の両端部において異なる側部に形成される。つまり、図3では、各長穴3の左側端部では下部に、右側端部では上部に切り欠き6が形成される。   As shown in the figure, the power generation / collection unit 2 is formed at substantially the center of the first component 100a of the partition plate 100. The power generation / collection unit 2 extends in a direction substantially orthogonal to the side edge 1a of the partition plate 100, and is spaced at a predetermined interval in a direction (vertical direction in FIG. 3) substantially orthogonal to the upper and lower edges 1b of the partition plate 100. A plurality of elongated holes 3 arranged in parallel. A circular hole 5 having a diameter larger than the width of the long hole 3 is formed at both ends in the longitudinal direction (left and right direction in FIG. 3) of each long hole 3, and one side of the circular hole 5 (FIG. 4). A notch 6 extending continuously a predetermined distance in the longitudinal direction of the long hole 3 is continuously formed in the lower left part of the middle left). The notches 6 are formed on different side portions at both ends of the single long hole 3. That is, in FIG. 3, a notch 6 is formed in the lower part at the left end of each slot 3 and in the upper part at the right end.

図4及び図5から分かるように、各長穴3の両側には仕切板100の表面に対してほぼ90°の角度で屈曲した縦壁7がそれぞれ形成される。上述したように、長穴3の端部の一側(図4中左側下部)には切り欠き6が形成されているため、長穴3の両側に位置する縦壁7の端部位置k1,k2が一本おきに異なる(図4参照)。   As can be seen from FIGS. 4 and 5, the vertical walls 7 bent at an angle of approximately 90 ° with respect to the surface of the partition plate 100 are formed on both sides of each slot 3. As described above, since the notch 6 is formed on one side of the end portion of the elongated hole 3 (lower left portion in FIG. 4), the end position k1 of the vertical wall 7 located on both sides of the elongated hole 3 is formed. k2 is different every other line (see FIG. 4).

各長穴3とその長穴3の両側に位置する縦壁7とで区画された空間に溝9(図4及び図5参照)が形成される。また、隣接する二つの長穴3,3間に位置する底壁10と、その底壁10の両側に位置する二つの縦壁7とで断面ほぼコ字状の桟11が形成される。つまり、発電・集電部2は、仕切板100の上下縁1bとほぼ直交する方向(図3の上下方向)に沿って交互に形成された溝9及び桟11とを備える。   A groove 9 (see FIGS. 4 and 5) is formed in a space defined by each elongated hole 3 and a vertical wall 7 positioned on both sides of the elongated hole 3. Further, a cross wall 11 having a substantially U-shaped cross section is formed by a bottom wall 10 positioned between two adjacent elongated holes 3 and 3 and two vertical walls 7 positioned on both sides of the bottom wall 10. That is, the power generation / collection unit 2 includes the grooves 9 and the crosspieces 11 that are alternately formed along a direction (vertical direction in FIG. 3) substantially orthogonal to the upper and lower edges 1 b of the partition plate 100.

溝9は、燃料(水素又は空気)をMEA(図示せず)の電極と接触させるための燃料流路として機能するものであり、発電部と言い換えることもできる。一方、桟11は、その内側部分が燃料流路として機能すると共に、底壁10が、MEAと接触して発生した電子を集電する集電部として機能する。   The groove 9 functions as a fuel flow path for bringing fuel (hydrogen or air) into contact with an electrode of an MEA (not shown), and can also be called a power generation unit. On the other hand, the crosspiece 11 functions as a fuel flow path at the inner portion thereof, and the bottom wall 10 functions as a current collector that collects electrons generated in contact with the MEA.

このような溝9及び桟11は、導電性金属薄板をプレス加工することにより成形できる。例えば、金属薄板に円穴5及び切り欠き6をピアス加工により打ち抜いた後、成形すべき長穴3の幅方向中央部に沿ってスリットを形成して、上下に位置する長穴5及び切り欠き6をスリットで連結する。その後、スリットの両側部に位置する部分を折り曲げて縦壁7及び長穴3を形成する。最後にリストライクを行って底壁10と縦壁7との角部Rをシャープ(エッジ)にする。このような工程により、溝9及び桟11を成形することができる。   Such grooves 9 and crosspieces 11 can be formed by pressing a conductive metal thin plate. For example, after punching the circular hole 5 and the notch 6 in a thin metal plate by piercing, a slit is formed along the center in the width direction of the elongated hole 3 to be formed, and the elongated hole 5 and the notch positioned above and below are formed. 6 is connected with a slit. Then, the part located in the both sides of a slit is bent, and the vertical wall 7 and the long hole 3 are formed. Lastly, re-striking is performed to make the corner R of the bottom wall 10 and the vertical wall 7 sharp (edge). By such a process, the groove 9 and the crosspiece 11 can be formed.

本実施形態では、溝9及び桟11の流路断面積がそれぞれ長手方向全域に亘って一定となり、かつ溝9の流路断面積と桟11内の流路断面積とが互いに等しくなるように形成される。こうすることで、溝9及び桟11内を流れる燃料の流速を全ての位置でほぼ一定にできる。ここで、縦壁7の高さ(溝9の深さ)をh、仕切板1の板厚をtとすると、溝9の幅w1は、w1=2(h−t−0.1)で表すことができる。なお、この式中の数値0.1は、曲げR部の材料余りを加味した係数である。そして、溝9の流路断面積(=w1×h)と桟11内の流路断面積(=(w2−2t)×(h−t))とを同一にするために必要な桟11の幅W2は、w2={h・w1/(h−t)}+2tとなる。このように、縦壁7の高さh、仕切板1の板厚t等に基づいて溝9及び桟11の幅w1,w2が決定される。   In the present embodiment, the cross-sectional area of the groove 9 and the crosspiece 11 is constant over the entire longitudinal direction, and the cross-sectional area of the groove 9 and the cross-sectional area of the crosspiece 11 are equal to each other. It is formed. By doing so, the flow velocity of the fuel flowing in the groove 9 and the crosspiece 11 can be made almost constant at all positions. Here, if the height of the vertical wall 7 (depth of the groove 9) is h and the plate thickness of the partition plate 1 is t, the width w1 of the groove 9 is w1 = 2 (ht−0.1). Can be represented. In addition, the numerical value 0.1 in this formula is a coefficient which considered the material surplus of the bending R part. And the cross-sectional area (= w1 × h) of the groove 9 and the cross-sectional area (= (w2-2t) × (ht)) in the crosspiece 11 of the crosspiece 11 necessary to make the same. The width W2 is w2 = {h · w1 / (ht)} + 2t. Thus, the widths w1 and w2 of the groove 9 and the crosspiece 11 are determined based on the height h of the vertical wall 7, the plate thickness t of the partition plate 1, and the like.

さて、図3に示すように、仕切板100の第一構成要素100aにおいて、発電・集電部2よりも外側の部分には、平坦状のフランジ部12が形成される。このフランジ部12は、後述する受け板101と仕切板100とが接合されたときに、発電・集電部2(溝9及び桟11)に供給された燃料が外部に漏れるのを防ぐ役割を果たす。フランジ部12には、第一〜第四燃料供給・排出穴13a,13b,15a,15bがそれぞれ形成される。第一燃料供給・排出穴13aと第二燃料供給・排出穴13b、および第三燃料供給・排出穴15aと第四燃料供給・排出穴15bとはそれぞれ、第一構成要素100aの中央部に対して対象に(発電・集電部2を挟んで斜めに対向するように)配置される。また、第一燃料供給・排出穴13a及び第三燃料供給・排出穴15aは発電・集電部2の上部に配置され、第二燃料供給・排出穴13b及び第四燃料供給・排出穴15bは発電・集電部2の下部に配置される。更に、フランジ部12には冷却液の供給・排出穴16a,16bが形成される。冷却液供給・排出穴16a,16bは発電・集電部2を上下に跨ぐように配置される。   Now, as shown in FIG. 3, in the first component 100 a of the partition plate 100, a flat flange portion 12 is formed at a portion outside the power generation / collection unit 2. The flange portion 12 serves to prevent the fuel supplied to the power generation / current collection portion 2 (the groove 9 and the crosspiece 11) from leaking to the outside when a receiving plate 101 and a partition plate 100 described later are joined. Fulfill. First to fourth fuel supply / discharge holes 13a, 13b, 15a, 15b are formed in the flange portion 12, respectively. The first fuel supply / discharge hole 13a and the second fuel supply / discharge hole 13b, and the third fuel supply / discharge hole 15a and the fourth fuel supply / discharge hole 15b are respectively located with respect to the central portion of the first component 100a. To the target (so as to face diagonally across the power generation / collection unit 2). Further, the first fuel supply / discharge hole 13a and the third fuel supply / discharge hole 15a are arranged at the upper part of the power generation / collection unit 2, and the second fuel supply / discharge hole 13b and the fourth fuel supply / discharge hole 15b are It is arranged at the lower part of the power generation / collection unit 2. Furthermore, coolant supply / discharge holes 16 a and 16 b are formed in the flange portion 12. The coolant supply / discharge holes 16a and 16b are disposed so as to straddle the power generation / collection unit 2 vertically.

以上が第一構成要素100aの構造であり、本実施形態の仕切板100には、この第一構成要素100aと同様のものが3個並設されている。なお、図1から分かるように、各構成要素100a,100b,100cの隣接部分ではフランジ部12が共用される。こうすることで、各構成要素100a,100b,100c同士の間隔を狭めることができ、仕切板100の長さ(図1の左右方向長さ)を短くできる。   The above is the structure of the first component 100a. In the partition plate 100 of this embodiment, three components similar to the first component 100a are arranged in parallel. As can be seen from FIG. 1, the flange portion 12 is shared by adjacent portions of the constituent elements 100a, 100b, and 100c. By doing so, the interval between the constituent elements 100a, 100b, 100c can be reduced, and the length of the partition plate 100 (the length in the left-right direction in FIG. 1) can be shortened.

次に、図6及び図7を用いて受け板101の構造を説明する。以下の説明においては、構成要素101a,101b,101cの代表として、第一構成要素101aのみを説明する。   Next, the structure of the backing plate 101 will be described with reference to FIGS. In the following description, only the first component 101a will be described as a representative of the components 101a, 101b, and 101c.

図6は受け板101の第一構成要素101aの拡大正面図、図7(a)は図6のVIIa−VIIa線断面図、図7(b)は図6のVIIb−VIIb線断面図、図7(c)は図6のVIIc−VIIc線断面図である。なお、図6中、二点鎖線で示すラインは、受け板101の折り曲げ(屈曲)ラインを示している。   6 is an enlarged front view of the first component 101a of the backing plate 101, FIG. 7A is a sectional view taken along line VIIa-VIIa in FIG. 6, and FIG. 7B is a sectional view taken along line VIIb-VIIb in FIG. 7 (c) is a sectional view taken along line VIIc-VIIc in FIG. In FIG. 6, a line indicated by a two-dot chain line indicates a bending (bending) line of the receiving plate 101.

図に示すように、受け板101の第一構成要素101aのほぼ中央部に、仕切板100の第一構成要素100aの発電・集電部2(縦壁7)を収容するための収容部19が形成される。収容部19はほぼ矩形状であり、その外側には他のセパレータと重ね合わされたときに、互いの間に冷却液流路を形成するための凸部20が形成され、凸部20の外側には平坦状のフランジ部21が形成される。図7から分かるように、フランジ部21と収容部19とは、ほぼ同一平面上に位置し、凸部20はそれらフランジ部21及び収容部19よりも下方に突出している。図6に示すように、凸部20は収容部19を囲むように形成される。つまり、凸部20の内側の領域に収容部19が、外側の領域にフランジ部21がそれぞれ形成される。収容部19の高さd(凸部20の深さ、図7(b)参照)は、仕切板1の縦壁7の高さh(図5参照)から仕切板1の板厚tを減じた寸法(h−t)とほぼ等しく形成される。   As shown in the figure, the accommodating portion 19 for accommodating the power generation / current collecting portion 2 (vertical wall 7) of the first component 100a of the partition plate 100 at the substantially central portion of the first component 101a of the backing plate 101. Is formed. The accommodating part 19 has a substantially rectangular shape, and when it is overlapped with another separator, a convex part 20 for forming a coolant flow path is formed between the accommodating part 19 and outside the convex part 20. A flat flange portion 21 is formed. As can be seen from FIG. 7, the flange portion 21 and the accommodating portion 19 are located on substantially the same plane, and the convex portion 20 protrudes below the flange portion 21 and the accommodating portion 19. As shown in FIG. 6, the convex portion 20 is formed so as to surround the accommodating portion 19. That is, the accommodating part 19 is formed in the area | region inside the convex part 20, and the flange part 21 is each formed in the area | region outside. The height d of the accommodating portion 19 (the depth of the convex portion 20, see FIG. 7B) is obtained by subtracting the plate thickness t of the partition plate 1 from the height h (see FIG. 5) of the vertical wall 7 of the partition plate 1. It is formed approximately equal to the dimension (ht).

また、受け板101の第一構成要素101aは、第一及び第二連通穴22a,22bと、第一及び第二隔離穴23a,23bとを備える。これら連通穴22a,22b及び隔離穴23a,23bは、仕切板100と受け板101とが重ね合わされたときに、仕切板100の第一構成要素100aの第一〜第四燃料供給・排出穴13a,13b,15a,15bと各々整合するように形成される。   The first component 101a of the receiving plate 101 includes first and second communication holes 22a and 22b and first and second isolation holes 23a and 23b. The communication holes 22a and 22b and the isolation holes 23a and 23b are formed in the first to fourth fuel supply / discharge holes 13a of the first component 100a of the partition plate 100 when the partition plate 100 and the receiving plate 101 are overlapped. , 13b, 15a, and 15b.

受け板101の第一構成要素101aは、収容部19の一部に連続し、かつ収容部19とほぼ同一平面上に位置する張出部25を有しており、第一及び第二連通穴22a,22bはこの張出部25に形成される。従って、第一及び第二連通穴22a,22bの一方から供給される燃料(水素又は空気)は張出部25を通って収容部19へと流れ、他方の張出部25を通って第一及び第二連通穴22a,22bの他方から排出される。   The first component 101a of the receiving plate 101 has a projecting portion 25 that is continuous with a part of the housing portion 19 and is located on the same plane as the housing portion 19, and has first and second communication holes. 22 a and 22 b are formed in the overhang portion 25. Accordingly, the fuel (hydrogen or air) supplied from one of the first and second communication holes 22a and 22b flows to the accommodating portion 19 through the overhang portion 25 and passes through the other overhang portion 25 to the first. And it is discharged | emitted from the other of 2nd communicating hole 22a, 22b.

これに対して、第一及び第二隔離穴23a,23bは、収容部19とほぼ同一平面上に位置するものの、その周囲が凸部20により囲まれた隔離部26に形成される。従って、第一及び第二隔離穴23a,23bから供給される燃料(空気又は水素)は収容部19へは流れずに受け板101の厚さ方向に流出する。   On the other hand, the first and second isolation holes 23 a and 23 b are formed in the isolation part 26 surrounded by the convex part 20, although the first and second isolation holes 23 a and 23 b are located on substantially the same plane as the accommodating part 19. Therefore, the fuel (air or hydrogen) supplied from the first and second separation holes 23 a and 23 b flows out in the thickness direction of the receiving plate 101 without flowing into the accommodating portion 19.

凸部20には、冷却液の供給・排出穴27a,27bが形成される。冷却液供給・排出穴27a,27bは、仕切板100と受け板101とが重ね合わされたときに、仕切板100の第一構成要素100aの冷却液供給・排出穴16a,16bと整合するように形成される。   Cooling liquid supply / discharge holes 27 a and 27 b are formed in the convex portion 20. The coolant supply / discharge holes 27a, 27b are aligned with the coolant supply / discharge holes 16a, 16b of the first component 100a of the partition plate 100 when the partition plate 100 and the receiving plate 101 are overlapped. It is formed.

以上が第一構成要素101aの構造であり、本実施形態の受け板101には、この第一構成要素101aと同様のものが3個並設されている。なお、図2から分かるように、各構成要素101a,101b,101cの隣接部分では凸部20が共用され、フランジ部21は全ての構成要素101a,101b,101cの収容部19及び凸部20を囲むように環状に形成される。こうすることで、各構成要素101a,101b,101c同士の間隔を狭めることができ、受け板101の長さ(図2の左右方向長さ)を短くできる。   The above is the structure of the first component 101a. The receiving plate 101 of the present embodiment is provided with three similar components to the first component 101a. As can be seen from FIG. 2, the convex portion 20 is shared by the adjacent portions of the constituent elements 101 a, 101 b, and 101 c, and the flange portion 21 includes the accommodating portions 19 and convex portions 20 of all the constituent elements 101 a, 101 b, and 101 c. It is formed in an annular shape so as to surround it. By doing so, the interval between the constituent elements 101a, 101b, 101c can be narrowed, and the length of the receiving plate 101 (the length in the left-right direction in FIG. 2) can be shortened.

以上説明した仕切板100及び受け板101には、酸化被膜の発生防止や、腐食防止、金属イオンの溶出防止、撥水性の付与などを目的として、金属メッキなどの表面処理を施すことが好ましい。しかしながら、現在、金属材料の開発が急ピッチで進められているため、上述したような特性を予め有する材料が開発されたならば、勿論、表面処理は不要となる。   The partition plate 100 and the receiving plate 101 described above are preferably subjected to a surface treatment such as metal plating for the purpose of preventing generation of an oxide film, preventing corrosion, preventing elution of metal ions, and imparting water repellency. However, at present, the development of metal materials is proceeding at a rapid pace. Therefore, if a material having the above-described characteristics is developed, of course, the surface treatment is unnecessary.

次に、図8及び図9を用いて、これら仕切板100と受け板101とを重ね合わせてなるセパレータを説明する。図8は、仕切板100の第一構成要素100aと受け板101の第一構成要素101aとの重ね合わせ部分を示す正面透視図であり、図9は図8のIX−IX線断面図である。   Next, a separator formed by superposing the partition plate 100 and the receiving plate 101 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a front perspective view showing an overlapping portion of the first component 100a of the partition plate 100 and the first component 101a of the receiving plate 101, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. .

図に示すように、仕切板100の各構成要素100a,100b,100cの縦壁7の先端部(底壁10と反対側の端部)を受け板101側に向けた状態で、仕切板100と受け板101とを重ね合わせてセパレータ29を構成する。このとき、仕切板100の各構成要素100a,100b,100cの発電・集電部2を受け板101の各構成要素101a,101b,101cの収容部19内に収容する。上述したように、受け板101の収容部19の深さdが、仕切板100の縦壁7の高さhから板厚tを減じた寸法と等しいため、縦壁7の先端部が収容部19と当接すると、仕切板100のフランジ部12と受け板101の凸部20とが当接する。従って、フランジ部12と凸部20とを接合することによって、発電・集電部2(収容部19)の周囲を全域に亘ってシールでき、燃料が外部に漏れることを防止できる。また、図8に示すように、仕切板100の縦壁7における外側端部k1が収容部19の左右の側壁19aと当接する。これによって、収容部19内に各縦壁7で区画された燃料流路30が複数形成される。より具体的には、燃料流路30は、仕切板100の溝9により形成された流路30aと、桟11内に形成された流路30bとからなり、これら流路30a,30bが上下方向に交互に形成される。   As shown in the drawing, the partition plate 100 in a state in which the distal end portion (the end portion opposite to the bottom wall 10) of the vertical wall 7 of each component 100a, 100b, 100c of the partition plate 100 faces the receiving plate 101 side. And the receiving plate 101 are overlapped to form the separator 29. At this time, the power generation / collection unit 2 of each component 100a, 100b, 100c of the partition plate 100 is received in the storage unit 19 of each component 101a, 101b, 101c of the plate 101. As described above, since the depth d of the receiving portion 19 of the receiving plate 101 is equal to the dimension obtained by subtracting the plate thickness t from the height h of the vertical wall 7 of the partition plate 100, the distal end portion of the vertical wall 7 is the receiving portion. When abutting 19, the flange portion 12 of the partition plate 100 and the convex portion 20 of the receiving plate 101 abut. Therefore, by joining the flange part 12 and the convex part 20, the circumference | surroundings of the electric power generation and current collection part 2 (accommodating part 19) can be sealed over the whole area, and it can prevent that a fuel leaks outside. Further, as shown in FIG. 8, the outer end k <b> 1 of the vertical wall 7 of the partition plate 100 contacts the left and right side walls 19 a of the housing portion 19. As a result, a plurality of fuel flow paths 30 defined by the vertical walls 7 are formed in the accommodating portion 19. More specifically, the fuel flow path 30 includes a flow path 30a formed by the groove 9 of the partition plate 100 and a flow path 30b formed in the crosspiece 11, and these flow paths 30a and 30b are in the vertical direction. Are alternately formed.

図4に示すように、縦壁7の内側端部k2は、収容部19の側壁19aと当接しないため、収容部19の側壁19aと内側端部k2との間に隙間が形成される。この隙間により隣接する燃料流路30同士が連通される。この隙間は各燃料流路30の左右端部に交互に形成される。   As shown in FIG. 4, the inner end k <b> 2 of the vertical wall 7 does not come into contact with the side wall 19 a of the housing part 19, so that a gap is formed between the side wall 19 a of the housing part 19 and the inner end k <b> 2. Adjacent fuel flow paths 30 communicate with each other through this gap. This gap is formed alternately at the left and right ends of each fuel flow path 30.

図8及び図9に戻り、仕切板100と受け板101とを重ね合わせると、仕切板100の第一燃料供給・排出穴13aと受け板101の第一連通穴22a、仕切板100の第2燃料供給・排出穴13bと受け板101の第二連通穴22b、仕切板100の第三燃料供給・排出穴15aと受け板101の第一隔離穴23a、仕切板100の第四燃料供給・排出穴15bと受け板101の第二隔離穴23bとがそれぞれ整合する。また、仕切板100のフランジ部12と受け板101の張出部25とで区画された空間には、第一燃料供給・排出穴13a及び第一連通穴22aと収容部19(発電・集電部2)とを連通する連通通路31と、収容部19と第二燃料供給・排出穴13b及び第二連通穴22bとを連通する連通通路32とが形成される。   Returning to FIGS. 8 and 9, when the partition plate 100 and the receiving plate 101 are overlapped, the first fuel supply / discharge hole 13 a of the partition plate 100, the first through-hole 22 a of the receiving plate 101, and the first of the partition plate 100. 2 Fuel supply / discharge hole 13 b and second communication hole 22 b of receiving plate 101, third fuel supply / discharge hole 15 a of partition plate 100 and first isolation hole 23 a of receiving plate 101, fourth fuel supply of partition plate 100 The discharge hole 15b and the second isolation hole 23b of the receiving plate 101 are aligned with each other. Further, in the space defined by the flange portion 12 of the partition plate 100 and the overhang portion 25 of the receiving plate 101, the first fuel supply / discharge hole 13a and the first series of through holes 22a and the accommodating portion 19 (power generation / collection) are provided. A communication passage 31 that communicates with the electric part 2) and a communication passage 32 that communicates the housing part 19 with the second fuel supply / discharge hole 13b and the second communication hole 22b are formed.

このように、仕切板100と受け板101とを重ね合わせることにより、発電・集電部2を複数個(ここでは3個)備えたセパレータが構成される。本実施形態では、仕切板100と受け板101とは導電性を有する接着剤により接合される。しかしながら、本発明はこの点において限定されず、他の手段を用いても良い。   In this way, by separating the partition plate 100 and the receiving plate 101, a separator provided with a plurality (three in this case) of the power generation / collection units 2 is configured. In this embodiment, the partition plate 100 and the receiving plate 101 are joined by an adhesive having conductivity. However, the present invention is not limited in this respect, and other means may be used.

ここで、本出願人は、仕切板100の板厚を受け板101の板厚よりも厚くするなどして、仕切板100の剛性を受け板101よりも大きくすることが好ましいことを見いだした。これは、受け板101が仕切板100と比較して形状が複雑であり、成形ひずみが発生しやすいことに関係している。つまり、仕切板100の剛性を受け板101よりも大きくすることにより、仕切板100と受け板101とを重ね合わせて接合するときに、仕切板100の形状に受け板101がなじみやすくなるため、成形ひずみを吸収して適切に重ね合わせることが可能となる。なお、受け板101の成形ひずみを若干残すことによって、そのスプリング効果により燃料流路30等のシール性が向上するというメリットもある。   Here, the present applicant has found that it is preferable to make the rigidity of the partition plate 100 larger than the plate 101 by making the plate thickness of the partition plate 100 larger than the plate thickness of the plate 101. This is related to the fact that the receiving plate 101 has a more complicated shape than the partition plate 100, and molding distortion is likely to occur. In other words, by making the rigidity of the partition plate 100 larger than that of the receiving plate 101, when the partition plate 100 and the receiving plate 101 are overlapped and joined, the receiving plate 101 is easily adapted to the shape of the partition plate 100. It becomes possible to absorb the molding strain and properly overlap. In addition, there is also an advantage that the sealing performance of the fuel flow path 30 and the like is improved by the spring effect by leaving a little molding distortion of the receiving plate 101.

次に、図10及び図11を用いて、上述したセパレータ29を用いて構成される並列型単位セルの構造を説明する。図10は並列型単位セルのうち一つの単位セル(仕切板100及び受け板101の第一構成要素100a,101aにより構成される単位セル)の展開図であり、図11は図10のXI−XI線に沿った断面図である。なお、図11は展開図ではなく、図10における仕切板100−1,100−2、受け板101−1,101−2及びMEA33を全て接合した状態を示している。以下の説明においても、仕切板100及び受け板101の第一構成要素100a,101aにより構成される部分のみを説明する。   Next, the structure of the parallel unit cell configured using the separator 29 described above will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a development view of one unit cell (unit cell constituted by the first components 100a and 101a of the partition plate 100 and the receiving plate 101) among the parallel type unit cells, and FIG. It is sectional drawing along the XI line. FIG. 11 is not a development view, but shows a state where all of the partition plates 100-1 and 100-2, the receiving plates 101-1 and 101-2, and the MEA 33 in FIG. 10 are joined. Also in the following description, only the part comprised by the 1st components 100a and 101a of the partition plate 100 and the receiving plate 101 is demonstrated.

さて、図10及び図11に示すように、MEA33の両側面にセパレータ29−1,29−2を配置することで単位セル37が形成される。このとき、各セパレータ29−1,29−2はそれぞれ、仕切板100の底壁10がMEA33の側面の電極と接触するように配置される。   Now, as shown in FIGS. 10 and 11, unit cells 37 are formed by disposing separators 29-1 and 29-2 on both sides of the MEA 33. At this time, each separator 29-1, 29-2 is arrange | positioned so that the bottom wall 10 of the partition plate 100 may contact the electrode of the side surface of MEA33.

具体的に説明すると、図10及び図11においてMEA33の上側に位置するセパレータ29−1は、その受け板101−1が上方に、仕切板100−1が下方に位置するように、即ち、仕切板100−1の縦壁7が上方に向かって延出するように配置される。   More specifically, in FIG. 10 and FIG. 11, the separator 29-1 positioned above the MEA 33 is arranged so that the receiving plate 101-1 is positioned upward and the partition plate 100-1 is positioned downward. It arrange | positions so that the vertical wall 7 of the board 100-1 may extend toward upper direction.

一方、MEA33の下側に位置するセパレータ29−2は、上側のセパレータ29−1を図10において左右方向に反転させた状態で配置される。即ち、下側のセパレータ29−2は、その受け板101−2が下方に、仕切板100−2が上方に位置するように、即ち、仕切板100−2の縦壁7が下方に向かって延出するように配置される。   On the other hand, the separator 29-2 located on the lower side of the MEA 33 is disposed in a state where the upper separator 29-1 is reversed in the left-right direction in FIG. That is, the lower separator 29-2 is arranged such that the receiving plate 101-2 is positioned downward and the partition plate 100-2 is positioned upward, that is, the vertical wall 7 of the partition plate 100-2 is directed downward. It is arranged to extend.

このように二つのセパレータ29−1,29−2を、MEA33を挟んで仕切板100−1,100−2同士が向かい合うように配置することで、両セパレータ29−1,29−2の仕切板100−1,100−2の底壁10がMEA33の側面とそれぞれ接触する。この結果、図11に示すように、各仕切板100−1,100−2の溝9(燃料流路30a)の開口部がMEA33の側面により蓋される。   Thus, the two separators 29-1, 29-2 are arranged so that the partition plates 100-1, 100-2 face each other across the MEA 33, so that the partition plates of both the separators 29-1, 29-2. The bottom walls 10 of 100-1 and 100-2 are in contact with the side surfaces of the MEA 33, respectively. As a result, as shown in FIG. 11, the openings of the grooves 9 (fuel flow paths 30 a) of the partition plates 100-1 and 100-2 are covered with the side surfaces of the MEA 33.

二つのセパレータ29−1,29−2をMEA33の両側に配置すると、図10に示すように、一方(図中上側)のセパレータ29−1の第一連通穴22a及び第一燃料供給・排出穴13a(連通通路31により発電・集電部2と連通された穴)と、他方(図中下側)のセパレータ29−2の第四燃料供給・排出穴15b及び第二隔離穴23b(凸部20により発電・集電部2と隔離された穴)とが整合する。同様に、一方のセパレータ29−1の第二連通穴22b及び第二燃料供給・排出穴13bと他方のセパレータ29−2の第三燃料供給・排出穴15a及び第一隔離穴23aとが整合し、一方のセパレータ29−1の第一隔離穴23a及び第三燃料供給・排出穴15aと他方のセパレータ29−2の第二燃料供給・排出穴13b及び第二連通穴22bとが整合し、一方のセパレータ29−1の第二隔離穴23b及び第四燃料供給・排出穴15bと他方のセパレータ29−2の第一燃料供給・排出穴13a及び第一連通穴22aとが整合する。   When the two separators 29-1 and 29-2 are arranged on both sides of the MEA 33, as shown in FIG. 10, the first series of through holes 22a and the first fuel supply / discharge of one separator 29-1 (upper side in the figure). The hole 13a (the hole communicated with the power generation / collection unit 2 by the communication passage 31), the fourth fuel supply / discharge hole 15b and the second separation hole 23b (convex) of the other (lower side in the figure) separator 29-2. The holes separated from the power generation / collection unit 2 by the unit 20 are aligned. Similarly, the second communication hole 22b and the second fuel supply / discharge hole 13b of one separator 29-1 are aligned with the third fuel supply / discharge hole 15a and the first isolation hole 23a of the other separator 29-2. The first separation hole 23a and the third fuel supply / discharge hole 15a of one separator 29-1 are aligned with the second fuel supply / discharge hole 13b and the second communication hole 22b of the other separator 29-2. The second separation hole 23b and the fourth fuel supply / discharge hole 15b of the separator 29-1 are aligned with the first fuel supply / discharge hole 13a and the first series of through holes 22a of the other separator 29-2.

この並列型単位セル37においては、両燃料(水素及び空気)は一方のセパレータ29−1の受け板101−1の第一連通穴22a及び第一隔離穴23aから供給される。   In this parallel unit cell 37, both fuels (hydrogen and air) are supplied from the first through hole 22a and the first isolation hole 23a of the receiving plate 101-1 of one separator 29-1.

第一連通穴22aから供給された一方の燃料(ここでは水素とする)は連通通路31を通ってそのセパレータ29−1の発電・集電部2側へと流れ、各燃料流路30を流れる。水素は燃料流路30をその長手方向に流れ、その端部にて上述した隙間から隣接する燃料流路30へと流れ込み、その燃料流路30を逆向きに流れる(図4参照)。つまり、水素は溝9により形成された燃料流路30aと桟11により形成された燃料流路30bとを交互に折り返して流れる。このとき、溝9により形成された燃料流路30aを流れる水素の方向は全ての流路30aで同一となり、桟11により形成された燃料流路30bを流れる水素の方向も全ての流路30bで同一となる。   One fuel (in this case, hydrogen) supplied from the first series of through holes 22a flows through the communication passage 31 to the power generation / collection unit 2 side of the separator 29-1, and passes through each fuel passage 30. Flowing. Hydrogen flows in the longitudinal direction of the fuel flow path 30 and flows into the adjacent fuel flow path 30 from the gap described above at the end thereof, and flows in the reverse direction in the fuel flow path 30 (see FIG. 4). That is, hydrogen flows by alternately turning back the fuel flow path 30 a formed by the groove 9 and the fuel flow path 30 b formed by the crosspiece 11. At this time, the direction of hydrogen flowing in the fuel flow path 30a formed by the groove 9 is the same in all the flow paths 30a, and the direction of hydrogen flowing in the fuel flow path 30b formed by the crosspiece 11 is also in all the flow paths 30b. It will be the same.

溝9により形成された燃料流路30a内を流れる水素はMEA33の一側(負極)と接触して発電に寄与し、桟11内を流れる水素はMEA33とは接触しない。この領域は、発生した電気を桟11(底壁10)により集電するための領域だからである。燃料流路30を流れた燃料は、連通通路32を通って仕切板100−1の第二燃料供給・排出穴13bへと流れ込み、MEA33に形成された穴35、他方のセパレータ29−2の仕切板100−2の第三燃料供給・排出穴15a、受け板101−2の第一隔離穴23aを通って厚さ方向に排出される。   Hydrogen flowing in the fuel flow path 30 a formed by the groove 9 contacts one side (negative electrode) of the MEA 33 and contributes to power generation, and hydrogen flowing in the crosspiece 11 does not contact the MEA 33. This is because this region is a region for collecting generated electricity by the crosspiece 11 (bottom wall 10). The fuel that has flowed through the fuel flow path 30 flows into the second fuel supply / discharge hole 13b of the partition plate 100-1 through the communication path 32, the hole 35 formed in the MEA 33, and the partition of the other separator 29-2. It is discharged in the thickness direction through the third fuel supply / discharge hole 15a of the plate 100-2 and the first isolation hole 23a of the receiving plate 101-2.

また、セパレータ29−1の受け板101−1の第一連通穴22aから供給された水素の一部は、仕切板100−1の第一燃料供給・排出穴13a及びMEA33に形成された穴35を通って、他方のセパレータ29−2へと流れる。上述したようにセパレータ29−1の第一燃料供給・排出穴13aと他方のセパレータ29−2の第四燃料供給・排出穴15b及び第二隔離穴23b(凸部20により発電・集電部2と隔離された穴)とが整合しているため、セパレータ29−2に流れた水素は、このセパレータ29−2の発電・集電部2へは流れずに、第四燃料供給・排出穴15b及び第二隔離穴23bから厚さ方向に流出する。   In addition, a part of the hydrogen supplied from the first through hole 22a of the receiving plate 101-1 of the separator 29-1 is a hole formed in the first fuel supply / discharge hole 13a and the MEA 33 of the partition plate 100-1. Flows through the other separator 29-2. As described above, the first fuel supply / discharge hole 13a of the separator 29-1 and the fourth fuel supply / discharge hole 15b and the second isolation hole 23b of the other separator 29-2 (the power generation / collection unit 2 by the convex portion 20). Therefore, the hydrogen flowing into the separator 29-2 does not flow into the power generation / collection unit 2 of the separator 29-2, but the fourth fuel supply / discharge hole 15b. And it flows out in the thickness direction from the second isolation hole 23b.

一方、上側のセパレータ29−1の受け板101−1の第二隔離穴23aから供給された燃料(ここでは空気)はそのセパレータ29−1の発電・集電部2側へは流れずに、仕切板100−1の第三燃料供給・排出穴15a及びMEA33に形成された穴35を通って下側のセパレータ29−2の仕切板100−2の第二燃料供給・排出穴13bへと流れる。第二燃料供給・排出穴13bへと流れた空気の一部は連通通路32を通って発電・集電部2(燃料流路30)へと流れ、燃料流路30a内でMEA33の他側(正極)と接触して発電に寄与する。その後、連通通路31を通って受け板101−2の第一連通穴22aから厚さ方向に排出される。また、仕切板100−2の第二燃料供給・排出穴13bへと流れた空気の一部は受け板101−2の第二連通穴22bを通って厚さ方向に流出する。   On the other hand, the fuel (in this case, air) supplied from the second separation hole 23a of the receiving plate 101-1 of the upper separator 29-1 does not flow to the power generation / collection unit 2 side of the separator 29-1, It flows through the third fuel supply / discharge hole 15a of the partition plate 100-1 and the hole 35 formed in the MEA 33 to the second fuel supply / discharge hole 13b of the partition plate 100-2 of the lower separator 29-2. . Part of the air that has flowed into the second fuel supply / discharge hole 13b flows through the communication passage 32 to the power generation / collection unit 2 (fuel flow path 30), and the other side of the MEA 33 ( Contact the positive electrode) to contribute to power generation. After that, it is discharged in the thickness direction from the first through hole 22a of the receiving plate 101-2 through the communication passage 31. Further, part of the air that has flowed into the second fuel supply / discharge hole 13b of the partition plate 100-2 flows out in the thickness direction through the second communication hole 22b of the receiving plate 101-2.

以上が単位セルの単体構造であり、本実施形態の仕切板100と受け板101とからなるセパレータ29をMEA33の両側に配置することで、同様の構造を有する単位セルが3個並設される。   The above is the unit structure of the unit cell, and by arranging the separator 29 composed of the partition plate 100 and the receiving plate 101 of this embodiment on both sides of the MEA 33, three unit cells having the same structure are arranged side by side. .

図12及び図13を用いて、上記並列型単位セルを複数積層して構成した並列型燃料電池を説明する。以下の説明においても、仕切板100及び受け板101の第一構成要素100a,101aにより構成される部分のみを説明する。   A parallel fuel cell constructed by stacking a plurality of the parallel unit cells will be described with reference to FIGS. Also in the following description, only the part comprised by the 1st components 100a and 101a of the partition plate 100 and the receiving plate 101 is demonstrated.

図12は並列型燃料電池の部分側面断面図であり、図13は図12のB部拡大図である。   FIG. 12 is a partial side cross-sectional view of a parallel fuel cell, and FIG. 13 is an enlarged view of part B of FIG.

この燃料電池36は、図11に示したものと同様の単位セル37を複数積層し、その積層体の上下面に冷却液流路形成用のセパレータ29’と押さえ板39とを配置し、それら全体をボルト締めなどにより一体的に固定したものである。   In this fuel cell 36, a plurality of unit cells 37 similar to those shown in FIG. 11 are stacked, and a separator 29 ′ for forming a coolant flow path and a pressing plate 39 are disposed on the upper and lower surfaces of the stacked body. The whole is integrally fixed by bolting or the like.

この燃料電池36において、最上部に積層された単位セル37の上側のセパレータ29の受け板101の第一連通穴22aから供給された燃料(ここでは水素とする)はそのセパレータ29の連通通路31を通って発電・集電部2へと流れて発電に寄与し、仕切板100の第二燃料供給・排出穴13bから厚さ方向に排出される。また、受け板101の第一連通穴22aから供給された水素の一部は、MEA33の穴35及び下側のセパレータ29の仕切板100の第三燃料供給・排出穴15b及び受け板101の第二隔離穴23bを通って、隣接する単位セル37の上側のセパレータ29の受け板101の第一連通穴22aへと流れる。そしてそのセパレータ29の連通通路31を通って発電・集電部2へと流れる。つまり、水素は全ての単位セル37の上側のセパレータ29(MEA33の負極側に配置されたセパレータ29)の発電・集電部2にのみ供給される。   In this fuel cell 36, the fuel (here, hydrogen) supplied from the first through hole 22 a of the receiving plate 101 of the separator 29 on the upper side of the unit cell 37 stacked on the uppermost portion is a communication path of the separator 29. It flows to the power generation / collection unit 2 through 31 and contributes to power generation, and is discharged from the second fuel supply / discharge hole 13b of the partition plate 100 in the thickness direction. Further, a part of the hydrogen supplied from the first series of through holes 22 a of the receiving plate 101 is supplied to the holes 35 of the MEA 33 and the third fuel supply / discharge holes 15 b of the partition plate 100 of the lower separator 29 and the receiving plate 101. It flows through the second isolation hole 23b to the first through hole 22a of the receiving plate 101 of the separator 29 on the upper side of the adjacent unit cell 37. Then, it flows to the power generation / collection unit 2 through the communication passage 31 of the separator 29. That is, hydrogen is supplied only to the power generation / collection unit 2 of the upper separators 29 of all the unit cells 37 (the separators 29 disposed on the negative electrode side of the MEA 33).

一方、最上部に積層された単位セル37の上側のセパレータ29の受け板101の第一隔離穴23aから供給された空気は、全ての単位セル33の下側のセパレータ29(MEA33の正極側に配置されたセパレータ29)の発電・集電部2にのみ供給される。   On the other hand, the air supplied from the first isolation holes 23a of the receiving plate 101 of the separator 29 on the upper side of the unit cell 37 stacked on the top is separated from the separators 29 on the lower side of all the unit cells 33 (on the positive side of the MEA 33). It is supplied only to the power generation / collection unit 2 of the separator 29) arranged.

この結果、全ての単位セル37のMEA33の負極に水素が、正極に空気が供給され、発電が遂行される。各単位セル37で発生した電気は、セパレータ29の集電部(桟11)により集電され、外部に取り出される。また、隣接する単位セル37間の電気的繋がり(結線)は、隣接する単位セル37において、セパレータ29の受け板101同士がその裏面(仕切板100と対向する側と反対の面)で接触することにより確保される。より詳しくは、図13に示すように、一方の受け板101の隔離部26と他方の受け板101の張出部25とが接触することにより確保される。   As a result, hydrogen is supplied to the negative electrodes of the MEAs 33 of all the unit cells 37 and air is supplied to the positive electrodes, and power generation is performed. The electricity generated in each unit cell 37 is collected by the current collector (crosspiece 11) of the separator 29 and taken out to the outside. Further, the electrical connection (connection) between the adjacent unit cells 37 is such that the receiving plates 101 of the separators 29 are in contact with each other on the back surface (the surface opposite to the side facing the partition plate 100) in the adjacent unit cells 37. Is ensured by More specifically, as shown in FIG. 13, the separation portion 26 of one receiving plate 101 and the projecting portion 25 of the other receiving plate 101 come into contact with each other.

また、係る燃料電池36では、上下に重ね合わせて接合された二つのセパレータ29(29’)間に、冷却液流路40が形成される。この冷却液流路40は、セパレータ29(29’)の受け板101の凸部20同士の間、及び凸部20と張出部25との間に形成される。各セパレータ29の冷却液供給・排出穴27a,16a及び冷却液供給・排出穴27b,16b(図8参照)の一方から供給された冷却液は、冷却液流路40(凸部20)に沿って各セパレータ29の発電・集電部2の周囲を流れて、冷却液供給・排出穴27b,16b及び冷却液供給・排出穴27a,16aの他方から排出される。   Further, in the fuel cell 36, the coolant flow path 40 is formed between the two separators 29 (29 ′) that are overlapped and joined together. The coolant channel 40 is formed between the convex portions 20 of the receiving plate 101 of the separator 29 (29 ′) and between the convex portion 20 and the overhang portion 25. The coolant supplied from one of the coolant supply / discharge holes 27a, 16a and the coolant supply / discharge holes 27b, 16b (see FIG. 8) of each separator 29 extends along the coolant channel 40 (convex portion 20). The separator 29 flows around the power generation / collection unit 2 and is discharged from the other of the coolant supply / discharge holes 27b, 16b and the coolant supply / discharge holes 27a, 16a.

図13に示すように、各セパレータ29における仕切板100の端縁(フランジ部12)と受け板101の端縁(フランジ部21)との間に、スペーサ41が介設される。このスペーサ41を設けることで、単位セル37を積層して締め付けたときに、セパレータ29(仕切板100及び受け板101)及びMEA33を均一な面圧で締め付けることができ、応力集中を防止できる。なお、上述したように、燃料及び冷却液のシールは仕切板100と受け板101および受け板101同士の接合により達成されるため、スペーサ41にシール機能を持たせる必要はない。従って、スペーサ41は比較的低コストで製造することが可能である。   As shown in FIG. 13, a spacer 41 is interposed between the end edge (flange portion 12) of the partition plate 100 and the end edge (flange portion 21) of the receiving plate 101 in each separator 29. By providing the spacer 41, when the unit cells 37 are stacked and tightened, the separator 29 (partition plate 100 and receiving plate 101) and the MEA 33 can be tightened with uniform surface pressure, and stress concentration can be prevented. As described above, since the sealing of the fuel and the coolant is achieved by joining the partition plate 100, the receiving plate 101, and the receiving plate 101, it is not necessary for the spacer 41 to have a sealing function. Therefore, the spacer 41 can be manufactured at a relatively low cost.

以上が燃料電池の単体構造であり、本実施形態の仕切板100と受け板101とからなるセパレータ29を用いた単位セルを積層することで、同様の構造を有する燃料電池が3個並設される。各燃料電池から独立して電力を取り出すことも、全ての燃料電池の電力をまとめて取り出すことも可能である。   The above is the single structure of the fuel cell, and by stacking unit cells using the separator 29 composed of the partition plate 100 and the receiving plate 101 of this embodiment, three fuel cells having the same structure are arranged side by side. The It is possible to take out the power independently from each fuel cell or to take out the power of all the fuel cells collectively.

この燃料電池を例えば車両等に搭載する際には、各セパレータ29の燃料流路30が水平方向(横方向)に延出し、かつ燃料を供給する穴が上部に位置するように配置される。従って、供給された燃料は各単位セル37のセパレータ29の燃料流路30を横方向に、かつ上段から下段へと流れることになる。   For example, when the fuel cell is mounted on a vehicle or the like, the fuel flow path 30 of each separator 29 extends in the horizontal direction (lateral direction), and the hole for supplying fuel is positioned at the top. Therefore, the supplied fuel flows in the fuel flow path 30 of the separator 29 of each unit cell 37 in the lateral direction and from the upper stage to the lower stage.

以上説明してきたような本実施形態のセパレータ及びそれを用いた単位セル並びに燃料電池によれば、以下に述べるような効果を得ることができる。   According to the separator of the present embodiment as described above, the unit cell using the separator, and the fuel cell, the following effects can be obtained.

1)セパレータ29を仕切板100と受け板101とに分割したため、各部材100,101の形状がシンプルであり、製造が容易である。また、製造コストが低い。   1) Since the separator 29 is divided into the partition plate 100 and the receiving plate 101, the shape of each member 100, 101 is simple and easy to manufacture. Moreover, the manufacturing cost is low.

2)仕切板100の構造がシンプルであり、製造が容易であるため、縦壁7と底壁10(集電部)との角部Rをシャープにできる。従って、集電効率が良い。   2) Since the structure of the partition plate 100 is simple and manufacture is easy, the corner | angular part R of the vertical wall 7 and the bottom wall 10 (current collection part) can be sharpened. Therefore, current collection efficiency is good.

3)金属薄板のプレス成形品であるため、樹脂製及びカーボン製のセパレータと比較して薄くできる。例えば、現在開発されている樹脂セパレータでは最も厚さが薄いものでも2mm程度であるが、本実施形態のセパレータでは1mm以下にすることも容易である。   3) Since it is a press-molded product of a thin metal plate, it can be made thinner than resin and carbon separators. For example, even the thinnest resin separator currently developed is about 2 mm, but in the separator of this embodiment, it can be easily made 1 mm or less.

4)冷却液が発電・集電部2の周部を環状に流れるため、発電により生じる熱を効果的に吸収でき、温度上昇抑制効果が高い。   4) Since the coolant flows annularly around the power generation / collection unit 2, heat generated by power generation can be effectively absorbed, and the temperature rise suppression effect is high.

5)セパレータ29を重ねることにより冷却液流路40が形成されるため、冷却液流路40を形成するための部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減、製造コスト低減、セパレータの薄板化が図れる。   5) Since the coolant channel 40 is formed by stacking the separators 29, it is not necessary to separately provide a member for forming the coolant channel 40, reducing the number of parts, reducing the manufacturing cost, and reducing the thickness of the separator. Can be planned.

更に、本実施形態では仕切板100に発電・集電部2を、受け板101に収容部19を、それぞれ複数個並設し、複数個の単位セル又は燃料電池を一体的に構成することができるようにしたため、以下の効果をも得ることができる。   Furthermore, in this embodiment, a plurality of unit cells or fuel cells can be integrally configured by arranging a plurality of power generation / collection units 2 on the partition plate 100 and a plurality of accommodating units 19 on the receiving plate 101, respectively. Since it was made possible, the following effects can also be obtained.

1)燃料電池を複数並設することにより、同一の電力を得るために必要な積層高さ(厚さ)を小さくできる。従って、車両のボディ床下など、スペースが少ない箇所にも搭載することが可能となり、搭載位置の自由度が増す。   1) By arranging a plurality of fuel cells in parallel, the stack height (thickness) necessary for obtaining the same power can be reduced. Therefore, it can be mounted in a place where there is little space, such as under the vehicle body floor, and the degree of freedom of the mounting position is increased.

2)同一の電力を得る場合、単体の燃料電池と比較して仕切板100及び受け板101の各部位(発電・集電部2、収容部19など)のサイズを小さくできる。従って、金型の各部品を小さくでき、金型製造コストを抑えることができる。   2) When the same electric power is obtained, the size of each part of the partition plate 100 and the receiving plate 101 (the power generation / current collection unit 2, the storage unit 19, etc.) can be reduced as compared with a single fuel cell. Therefore, each part of the mold can be reduced, and the mold manufacturing cost can be suppressed.

3)燃料電池の積層高さを小さくすることにより、個々の燃料電池における冷却水流路が短くなり、冷却水の排出性が向上する。   3) By reducing the stack height of the fuel cell, the cooling water flow path in each fuel cell is shortened, and the cooling water discharge performance is improved.

4)複数の燃料電池を並設することにより、ある一つの燃料電池が使用不能となった場合でも、残りの燃料電池により電力供給を確保できる。   4) By arranging a plurality of fuel cells in parallel, even when a certain fuel cell becomes unusable, power supply can be secured by the remaining fuel cells.

5)隣接する燃料電池間にも冷却水を対流させることができるため、発電時に生じる熱の冷却効率が高い。   5) Since cooling water can be convected between adjacent fuel cells, the cooling efficiency of heat generated during power generation is high.

6)燃料流路が水平方向(横方向)に延出し、かつ燃料が各燃料流路を上段から下段へと流れるため、空気極側で生成された反応水の排出性が良い。つまり、燃料流路が上下方向に延出していると、水が重力に逆らって下方から上方へと移動しなければならない燃料流路が存在することになるため、排出性が悪くなってしまう。また、燃料を下段から上段へと流すようにした場合も同様の問題が生じる。このことを考慮すると、少なくとも空気(又は酸素)が燃料流路を上段から下段へと流れるように設計することが好ましい。   6) Since the fuel flow path extends in the horizontal direction (lateral direction) and the fuel flows through each fuel flow path from the upper stage to the lower stage, the discharge performance of the reaction water generated on the air electrode side is good. In other words, when the fuel flow path extends in the vertical direction, there is a fuel flow path in which water must move from the lower side to the upper side against gravity, so that the discharge performance is deteriorated. The same problem occurs when fuel is allowed to flow from the lower stage to the upper stage. Considering this, it is preferable to design at least air (or oxygen) to flow from the upper stage to the lower stage in the fuel flow path.

本発明は以上説明した実施形態に限定はされない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、仕切板100及び受け板101に形成する発電・集電部2及び収容部19の数は3個に限定されず、2個以下でも4個以上でも良い。   For example, the number of the power generation / collection units 2 and the accommodating units 19 formed on the partition plate 100 and the receiving plate 101 is not limited to three, and may be two or less or four or more.

また、各単位セル及び燃料電池において、燃料流路30の個数や長さなどは図示したものに限定されない。   In each unit cell and fuel cell, the number and length of the fuel flow paths 30 are not limited to those shown in the figure.

更に、上記実施形態では、燃料流路30を形成する縦壁7の端部位置k1,k2が交互に異なり、燃料が各燃料流路30を交互に折り返すとして説明したが、本発明はこの点において限定されず、縦壁7の端部位置を複数本おきに異ならせるようにしても良い。例えば、燃料が隣接する複数本の燃料流路を同方向に流れた後、その端部で折り返して1本又は複数本の燃料流路内に流れるようにしても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the end positions k1 and k2 of the vertical wall 7 forming the fuel flow path 30 are alternately different, and the fuel is described as alternately turning back the fuel flow paths 30. However, the position of the end portion of the vertical wall 7 may be varied every plurality. For example, the fuel may flow in a plurality of adjacent fuel flow paths in the same direction, and then turn back at the end portion to flow into one or a plurality of fuel flow paths.

また、上記実施形態では、燃料流路30の流路断面積が全ての位置で同一であると説明したが、本発明はこの点において限定されない。例えば、各燃料流路30の流路断面積が長手方向において異なるようにしても良いし、溝9により形成される燃料流路30aの断面積と、桟11により形成される燃料流路30bの断面積とが異なるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the flow path cross-sectional area of the fuel flow path 30 is the same at all positions, but the present invention is not limited in this respect. For example, the cross-sectional area of each fuel flow path 30 may be different in the longitudinal direction, or the cross-sectional area of the fuel flow path 30a formed by the groove 9 and the fuel flow path 30b formed by the crosspiece 11 The cross-sectional area may be different.

本発明の一実施形態に係るセパレータの構成部材の一つである仕切板の正面図である。It is a front view of the partition plate which is one of the structural members of the separator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るセパレータの構成部材の一つである受け板の正面図である。It is a front view of the receiving plate which is one of the structural members of the separator which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の仕切板の第一構成要素の拡大正面図である。It is an enlarged front view of the 1st component of the partition plate of FIG. 図3のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 図4のV−V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 図2の受け板の第一構成要素の拡大正面図である。It is an enlarged front view of the 1st component of the receiving plate of FIG. (a)は図6のVIIa−VIIa線断面図であり、(b)は図6のVIIb−VIIb線断面図であり、(c)は図6のVIIc−VIIc線断面図である。(A) is the VIIa-VIIa sectional view taken on the line of FIG. 6, (b) is the VIIb-VIIb sectional view of FIG. 6, (c) is the VIIc-VIIc sectional view of FIG. 仕切板と受け板とを重ねた状態を示す正面透視図である。It is a front perspective view which shows the state which piled up the partition plate and the receiving plate. 図8のIX−IX線断面図である。It is the IX-IX sectional view taken on the line of FIG. 並列型単位セルのうち一つの単位セルを示す展開図である。It is an expanded view which shows one unit cell among parallel type | mold unit cells. 図10のXI−XI線に沿った断面図であり、セパレータ及びMEAを接合した状態を示している。It is sectional drawing along the XI-XI line of FIG. 10, and has shown the state which joined the separator and MEA. 並列型単位セルを積層して構成した並列型燃料電池の部分側面断面図である。It is a partial side sectional view of a parallel type fuel cell configured by stacking parallel type unit cells. 図12のB部拡大図である。It is the B section enlarged view of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 発電・集電部
3 長穴
7 縦壁
9 溝
10 底壁
11 桟
13a 第一燃料供給・排出穴
13b 第二燃料供給・排出穴
15a 第三燃料供給・排出穴
15b 第四燃料供給・排出穴
19 収容部
20 凸部
22a 第一連通穴
22b 第二連通穴
23a 第一隔離穴
23b 第二隔離穴
25 張出部
29 セパレータ
30 燃料流路
31 連通通路
32 連通通路
33 MEA
36 燃料電池
37 単位セル
40 冷却液流路
100 仕切板
101 受け板
2 Power generation / collection section 3 Long hole 7 Vertical wall 9 Groove 10 Bottom wall 11 Cross 13a First fuel supply / discharge hole 13b Second fuel supply / discharge hole 15a Third fuel supply / discharge hole 15b Fourth fuel supply / discharge Hole 19 Accommodating part 20 Protruding part 22a First communication hole 22b Second communication hole 23a First isolation hole 23b Second isolation hole 25 Overhang part 29 Separator 30 Fuel flow path 31 Communication path 32 Communication path 33 MEA
36 Fuel cell 37 Unit cell 40 Coolant flow path 100 Partition plate 101 Back plate

Claims (11)

MEAの両側にそれぞれ配置される燃料電池用セパレータであって、
導電性金属板からなる仕切板と、同じく導電性金属板からなる受け板とを重ね合わせて構成され、
上記仕切板には、複数並列に配置された長穴と、各長穴の両側に形成され、仕切板の表面に対して屈曲した縦壁と、隣接する上記長穴間に形成された底壁とを備えた発電・集電部が間隔を隔てて複数並設され、
上記受け板には、上記各発電・集電部の上記縦壁を収容すると共に、その縦壁の先端部と当接する収容部が間隔を隔てて複数並設され、
上記各発電・集電部の上記縦壁と上記各収容部とで囲まれた空間に、上記MEAに供給する燃料の流路がそれぞれ形成されることを特徴とする燃料電池用セパレータ。
Fuel cell separators disposed on both sides of the MEA,
Constructed by overlapping a partition plate made of a conductive metal plate and a receiving plate made of the same conductive metal plate,
The partition plate includes a plurality of elongated holes arranged in parallel, a vertical wall formed on both sides of each elongated hole and bent with respect to the surface of the partition plate, and a bottom wall formed between the adjacent elongated holes. A plurality of power generation / collection units equipped with
The receiving plate accommodates the vertical wall of each of the power generation / collection units, and a plurality of accommodating units that come into contact with the front end of the vertical wall are arranged in parallel at intervals.
A fuel cell separator, wherein a flow path for fuel to be supplied to the MEA is formed in a space surrounded by the vertical wall of the power generation / collection unit and the storage unit.
上記縦壁が、上記仕切板の表面に対してほぼ90°の角度で屈曲した請求項1記載の燃料電池用セパレータ。   2. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the vertical wall is bent at an angle of approximately 90 [deg.] With respect to the surface of the partition plate. 上記縦壁の長手方向の端部位置が、一本又は複数本おきに異なるように形成され、
隣接する燃料流路が、上記縦壁の端部位置の違いにより形成される隙間を介して連通される請求項1又は2記載の燃料電池用セパレータ。
The longitudinal position of the vertical wall is formed so that every other or every other position is different,
The fuel cell separator according to claim 1 or 2, wherein adjacent fuel flow paths communicate with each other through a gap formed by a difference in end position of the vertical wall.
上記隙間が、燃料流路の長手方向の両端部に交互に形成される請求項3記載の燃料電池用セパレータ。   The fuel cell separator according to claim 3, wherein the gap is formed alternately at both ends in the longitudinal direction of the fuel flow path. 上記受け板が、上記各収容部に連続してそれぞれ形成された張出部を備えると共に、上記仕切板が上記張出部と対応する位置に形成された連通穴と、上記張出部と対応する位置外に設けられた隔離穴とを備え、
上記連通穴から供給された燃料は、上記受け板の張出部と上記仕切板とで区画された連通通路を通って上記燃料流路へと流れ、上記隔離穴から供給された燃料は上記燃料流路へは流れずに厚さ方向に流出する請求項1〜4いずれかに記載の燃料電池用セパレータ。
The receiving plate includes an overhang portion formed continuously with each of the accommodating portions, and the partition plate corresponds to the overhang portion formed in a position corresponding to the overhang portion. An isolation hole provided outside the position to be
The fuel supplied from the communication hole flows to the fuel flow path through the communication passage defined by the protruding portion of the receiving plate and the partition plate, and the fuel supplied from the isolation hole is the fuel. The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 4, which flows out in the thickness direction without flowing into the flow path.
上記仕切板及び受け板が、厚さ0.2mm以下の導電性金属板をプレス成形して形成したものである請求項1〜5いずれかに記載の燃料電池用セパレータ。   The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 5, wherein the partition plate and the receiving plate are formed by press-molding a conductive metal plate having a thickness of 0.2 mm or less. 請求項1〜6いずれかに記載のセパレータを、上記仕切板の上記底壁がMEAと接触するようにして、MEAの両側にそれぞれ配置してなる並列型単位セル。   A parallel unit cell, wherein the separator according to any one of claims 1 to 6 is disposed on both sides of the MEA so that the bottom wall of the partition plate is in contact with the MEA. 請求項5に記載のセパレータを、上記仕切板の上記底壁がMEAと接触するようにして、MEAの両側にそれぞれ配置すると共に、一方のセパレータの上記連通穴と他方のセパレータの上記隔離穴とを整合させて配置し、かつ一方のセパレータの上記隔離穴と他方のセパレータの上記連通穴とを整合させて配置してなる並列型単位セル。   The separator according to claim 5 is disposed on each side of the MEA so that the bottom wall of the partition plate is in contact with the MEA, and the communication hole of one separator and the isolation hole of the other separator A parallel type unit cell in which the separation holes of one separator and the communication holes of the other separator are aligned and arranged. 請求項8に記載の単位セルを複数積層してなる並列型燃料電池。   A parallel fuel cell comprising a plurality of unit cells according to claim 8 stacked. 上記セパレータを構成する受け板が、受け板の表面に対して突出した凸部を有し、
上記単位セルを複数積層すると、隣接する上記セパレータの上記受け板の凸部同士の間、及び上記受け板の凸部と張出部との間に冷却液流路が形成される請求項9記載の並列型燃料電池。
The receiving plate that constitutes the separator has a protruding portion that protrudes with respect to the surface of the receiving plate,
The cooling liquid flow path is formed between the convex portions of the receiving plates of the separators adjacent to each other and between the convex portions and the projecting portions of the receiving plates when the unit cells are stacked in plurality. Parallel type fuel cell.
上記凸部が上記収容部を囲むように形成される請求項10記載の並列型燃料電池。
The parallel fuel cell according to claim 10, wherein the convex portion is formed so as to surround the accommodating portion.
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