JP2005268080A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、絶縁性筒部材の変形や脱落等を阻止するとともに、所望のシール性及び絶縁性を確保することを可能にする。
【解決手段】第１絶縁グロメット７４のフランジ部７８には、突部８６と前記突部８６とは反対側に突出するリップ状シール部８２とが設けられる。エンドプレート２０ａには、矩形状の周回溝部９０が形成され、この溝部９０と突部８６との間には、隙間９３が設けられ、且つ、リップ状シール部８２が前記溝部９０から外部に突出する。リップ状シール部８２が平坦な対向部材に当接する際に、このリップ状シール部８２が突部８６側に変形して隙間９３に収容される。
【選択図】図６

Description

本発明は、電解質の両側に一対の電極を設けた電解質・電極構造体を有し、前記電解質・電極構造体とセパレータとを複数積層した積層体を備える燃料電池スタックに関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒と多孔質カーボンからなるアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持する単位セルにより構成されている。通常、燃料電池では、この単位セルを所定の数だけ積層したスタックが使用されている。

この種の燃料電池において、アノード側電極には、燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）が供給される一方、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されている。アノード側電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。

上記の燃料電池は、通常、数十〜数百の単位セルを積層して積層体を構成している。この積層体の両端には、各燃料電池により発電された電力を集電するためのターミナルプレートと、前記積層体及び前記ターミナルプレートを積層方向に押圧保持するためのエンドプレートと、前記ターミナルプレート及び前記エンドプレート間を絶縁するための絶縁プレートとが配設され、燃料電池スタックが構成されている。

ところで、燃料電池スタックには、積層方向に貫通して燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を流すための連通孔が設けられている。その際、ターミナルプレートとエンドプレートとの間には、発電により発生した生成水や冷却媒体等による液絡が発生するという問題がある。そこで、例えば、特許文献１には、プレートの反応ガス連通孔に絶縁性ゴム等のグロメット（筒部材）を挿入する技術が開示されている。

具体的には、図８に示すように、バイポーラ板１には、マニホールド２が積層方向に貫通形成されており、このマニホールド２にグロメットボディ３が装填されている。グロメットボディ３の軸方向両端には、フランジ４、５が形成されるとともに、前記フランジ５には、前記フランジ４に向かってリップ６が膨出形成されている。

バイポーラ板１には、フランジ４を収容する凹部７と、フランジ５を収容する凹部８とが設けられており、この凹部８には、リップ６を配置するための周回溝９が連通している。

米国特許第４，３７１，４３３号公報（図２）

しかしながら、上記の特許文献１では、グロメットボディ３には、マニホールド２と反応ガスや冷却媒体の通路とを連通する複雑形状の連通孔が形成されるとともに、このマニホールド２が多角形状等の複雑形状を有するため、前記グロメットボディ３自体の形状が相当に複雑化している。

従って、グロメットボディ３をバイポーラ板１のマニホールド２に組み付けたスタック締結後に、発電中、さらに発電時間が経過することによって、前記グロメットボディ３の倒れや変形が発生し易い。これにより、マニホールド２の開口断面積が減少して流路閉塞が発生したり、グロメットボディ３がこのマニホールド２から脱落して、シール機能が低下したり、あるいは、冷却媒体の洩れによる絶縁機能が低下したりするという問題が指摘されている。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、絶縁性筒部材の変形や脱落等を阻止するとともに、所望のシール性及び絶縁性を確保することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。

本発明は、電解質の両側に一対の電極を設けた電解質・電極構造体を有し、前記電解質・電極構造体とセパレータとを複数積層した積層体を備えるとともに、積層方向に貫通して、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかを流す連通孔が設けられる燃料電池スタックである。

燃料電池スタックは、連通孔の内周面に配設される絶縁性筒部材と、前記連通孔を周回して設けられ、前記絶縁性筒部材のフランジ部を取り付ける周回溝部とを備えている。さらに、フランジ部は、周回溝部に隙間を設けて収容される突部と、前記突部とは反対側に設けられ、前記周回溝部から外部に突出するリップ状シール部とを有している。

また、周回溝部の深さＷと、絶縁性筒部材の突部の端部からリップ状シール部の端部に至るシール高さＨとは、Ｗ／Ｈ≧０．１の関係に設定されることが好ましい。これにより、周回溝部は、比較的深溝に構成され、絶縁性筒部材は、前記周回溝部からの脱落が良好に阻止される。

さらに、絶縁性筒部材は、連通孔を構成する内壁部に５０ｋｐａ以上の接着力で接着されることが好ましい。従って、絶縁性筒部材は、連通孔の内壁部に確実に接着され、反応ガス、冷却媒体又は生成水の透過を防止して前記絶縁性筒部材が連通孔側に変形することが阻止される。このため、連通孔が絶縁性筒部材により閉塞されることがなく、反応ガスや冷却媒体を安定して供給することが可能になる。

さらにまた、絶縁性筒部材は、連通孔を被覆する円筒部及びフランジ部の厚さが０．１ｍｍ以上に設定されることが好ましい。これにより、スタック締め付け時に、絶縁性筒部材が膨らむことがなく、連通孔の流路断面積を有効に保持することができる。

本発明では、リップ状シール部が平坦な対向部材に当接すると、このリップ状シール部が突部側に変形して周回溝部と突部との隙間に収容される。このため、絶縁性筒部材は、突部及びリップ状シール部が周回溝部内に強固且つ確実に保持され、前記絶縁性筒部材の変形や脱落を良好に阻止することが可能になる。これにより、簡単な構成で、絶縁性筒部材を連通孔の内周面に確実に配設することができ、所望のシール性及び絶縁性を確保することが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０の一部分解概略斜視図であり、図２は、前記燃料電池スタック１０の一部断面側面図である。

図１に示すように、燃料電池スタック１０は、複数の単位セル１２が矢印Ａ方向に積層された積層体１４を備える。積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁性スペーサ部材２２及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。燃料電池スタック１０は、エンドプレート２０ａ、２０ｂを含むケーシング２４を介して一体的に保持される。

図２及び図３に示すように、各単位セル１２は、電解質膜（電解質）・電極構造体３０と、前記電解質膜・電極構造体３０を挟持する第１及び第２セパレータ３２、３４とを備える。第１及び第２セパレータ３２、３４は、例えば、金属製プレート（金属セパレータ）により構成されている。なお、第１及び第２セパレータ３２、３４は、カーボン材等により構成してもよい。

単位セル１２の長辺（図３中、矢印Ｂ方向）側の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔３６ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔３８ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４０ｂが設けられる。

単位セル１２の長辺側の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔４０ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔３８ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔３６ｂが設けられる。

電解質膜・電極構造体３０は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜４２と、該固体高分子電解質膜４２を挟持するアノード側電極４４及びカソード側電極４６とを備える。

アノード側電極４４及びカソード側電極４６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布された電極触媒層とをそれぞれ有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜４２の両面に接合されている。

第１セパレータ３２の電解質膜・電極構造体３０側の面３２ａには、燃料ガス供給連通孔４０ａと燃料ガス排出連通孔４０ｂとを連通する燃料ガス流路４８が形成される。この燃料ガス流路４８は、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部により構成されている。第１セパレータ３２の面３２ｂには、冷却媒体供給連通孔３８ａと冷却媒体排出連通孔３８ｂとを連通する冷却媒体流路５０が形成される。この冷却媒体流路５０は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部により構成されている。

第１セパレータ３２の面３２ａ、３２ｂには、この第１セパレータ３２の外周端部を周回して、第１シール部材５１が射出成形等により一体化される。第１シール部材５１は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材を使用する。

第１シール部材５１は、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が存在する部位に対する接着力が５０ｋｐａ以上に設定されるとともに、前記部位に対する被覆厚さが０．１ｍｍ以上に設定される。

第２セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３０側の面３４ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部からなる酸化剤ガス流路５２が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路５２は、酸化剤ガス供給連通孔３６ａと酸化剤ガス排出連通孔３６ｂとに連通する。第２セパレータ３４の両面３４ａ、３４ｂには、第２シール部材５５が射出成形等により一体化される。第２シール部材５５は、上記の第１シール部材５１と同様に構成される。

図１に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの端部には、面方向に突出する板状の端子部５４ａ、５４ｂが形成される。

ケーシング２４は、エンドプレート２０ａ、２０ｂと、下板５６と、上板５８と側板６０ａ、６０ｂとを備える。エンドプレート２０ａ、２０ｂの上下各辺には、それぞれ２つのタブ部６２ａ、６２ｂが突出形成されるとともに、両側の各辺には、それぞれ１つのタブ部６２ａ、６２ｂが突出形成される。

エンドプレート２０ａ、２０ｂの両側の各辺下端には、マウント用ボス部６４ａ、６４ｂが形成される。このボス部６４ａ、６４ｂは、図示しない搭載部位にボルト等により固定されることにより、燃料電池スタック１０を、例えば、燃料電池車両に搭載する。

下板５６及び上板５８は、断面コ字状に屈曲形成され、それぞれの長手方向両端には、タブ部６６ａ、６６ｂが３つずつ形成される。側板６０ａ、６０ｂの長手方向両端には、タブ部６８ａ、６８ｂが２つずつ形成される。

下板５６のタブ部６６ａとエンドプレート２０ａ、２０ｂの下辺のタブ部６２ａ、６２ｂは、交互に配置されるとともに、これらにピン７０が一体的に挿入されて、前記下板５６が前記エンドプレート２０ａ、２０ｂに組み付けられる。同様に、上板５８のタブ部６６ｂがエンドプレート２０ａ、２０ｂの上辺のタブ部６２ａと交互に配置されるとともに、これらにピン７０が一体的に挿入されて、前記上板５８が前記エンドプレート２０ａ、２０ｂに取り付けられる。

側板６０ａ、６０ｂのそれぞれのタブ部６８ａ、６８ｂは、エンドプレート２０ａ、２０ｂの両側の各辺のタブ部６２ａと同軸状に配置され、これらにピン７２が一体的に挿入されることによって、前記側板６０ａ、６０ｂが前記エンドプレート２０ａ、２０ｂに取り付けられる。これにより、ケーシング２４が構成される。

図４及び図５に示すように、酸化剤ガス供給連通孔３６ａ、酸化剤ガス排出連通孔３６ｂ、冷却媒体供給連通孔３８ａ、冷却媒体排出連通孔３８ｂ、燃料ガス供給連通孔４０ａ及び燃料ガス排出連通孔４０ｂの各矩形状内周面には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８及びエンドプレート２０ａを一体的に跨いで第１絶縁グロメット（絶縁性筒部材）７４が配設される。各矩形状内周面は、四隅に０．５ｍｍ以上のＲを設けている。

第１絶縁グロメット７４は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材で構成されており、連通孔嵌合部であるボディ７６の両端にフランジ部７８、８０が一体的に形成される。

フランジ部７８、８０には、外方に向かって突出するリップ状シール部８２、８４が設けられるとともに、内方に膨出して突部８６、８８がそれぞれ所定の形状に形成される。リップ状シール部８２、８４の先端には、０．１ｍｍ以上のＲが設けられる。エンドプレート２０ａは、フランジ部７８の突部８６が配置される矩形状の周回溝部９０を設ける一方、ターミナルプレート１６ａは、フランジ部８０の突部８８が嵌合する矩形状の周回溝部９２を設ける。

図６に示すように、リップ状シール部８２に外部から力が作用していない状態では、このリップ状シール部８２とは逆方向に突出する突部８６と溝部９０との間に隙間９３が設けられる。この隙間９３は、例えば、突部８６の両側部を切り欠くことにより所定の容積に設定される。溝部９０の深さＷと、突部８６の端部からリップ状シール部８２の端部に至るシール高さＨとは、Ｗ／Ｈ≧０．１の関係に設定される。

リップ状シール部８２に平坦な対向部材（図示せず）が当接すると、このリップ状シール部８２は、突部８６側に変形し、溝部９０の隙間９３に収容されるとともに、エンドプレート２０ａの表面は、第１絶縁グロメット７４の表面と同一位置に配置される。

第１絶縁グロメット７４では、ボディ７６の被覆厚さＳ１及びフランジ部７８の被覆厚さＳ２は、それぞれ０．１ｍｍ以上に設定されるとともに、エンドプレート２０ａ、絶縁プレート１８及びターミナルプレート１６ａに対して５０ｋＰａ以上の接着力で接着される。リップ状シール部８４及び突部８８は、上記のリップ状シール部８２及び突部８６と同様に構成されている。

同様に、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁性スペーサ部材２２及びエンドプレート２０ｂを一体的に跨いで、第２絶縁グロメット（絶縁性筒部材）９４が装着される。なお、第２絶縁グロメット９４は、第１絶縁グロメット７４と同様に構成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１及び図２に示すように、スペーサ部材２２は、ケーシング２４の内周で位置決めされるように所定の寸法に設定された矩形状を有する。このスペーサ部材２２は、積層体１４の積層方向の長さ変動を吸収して前記積層体１４に所望の締め付け荷重を付与可能にするために、厚さＴが調整される。このスペーサ部材２２は、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂で形成されている。

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１に示すように、燃料電池スタック１０では、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス供給連通孔３６ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔４０ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔３８ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。このため、積層体１４では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数の単位セル１２に対し、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体が矢印Ａ方向に供給される。

図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３６ａから第２セパレータ３４の酸化剤ガス流路５２に導入され、電解質膜・電極構造体３０のカソード側電極４６に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４０ａから第１セパレータ３２の燃料ガス流路４８に導入され、電解質膜・電極構造体３０のアノード側電極４４に沿って移動する。

従って、各電解質膜・電極構造体３０では、カソード側電極４６に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極４４に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。

次いで、カソード側電極４６に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３６ｂに沿って流動した後、エンドプレート２０ａから排出される。同様に、アノード側電極４４に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔４０ｂに排出されて流動し、エンドプレート２０ａから排出される。

また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔３８ａから第１及び第２セパレータ３２、３４の冷却媒体流路５０に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体３０を冷却した後、冷却媒体排出連通孔３８ｂを移動してエンドプレート２０ａから排出される。

この場合、第１の実施形態では、図６に示すように、第１絶縁グロメット７４を構成するフランジ部７８に設けられている突部８６は、エンドプレート２０ａの溝部９０に隙間９３を設けて収容される一方、前記突部８６とは反対側に設けられているリップ状シール部８２は、前記溝部９０から外部に突出している。

このため、リップ状シール部８２に平坦な対向部材（図示せず）が当接する際、このリップ状シール部８２は、突部８６側に変形して溝部９０と前記突部８６との隙間９３に収容され、該リップ状シール部８２がエンドプレート２０ａと同一面上に配置される。従って、第１絶縁グロメット７４は、突部８６及びリップ状シール部８２が溝部９０内に強固且つ確実に保持され、前記第１絶縁グロメット７４の変形や脱落を良好に阻止することが可能になる。

その際、溝部９０の深さＷと、第１絶縁グロメット７４のシール高さ（突部８６の端部からリップ状シール部８２の端部に至るシール高さ）Ｈとは、Ｗ／Ｈ＞０．１の関係に設定されている。これにより、第１絶縁グロメット７４の突部８６が、溝部９０から離脱することを一層確実に防止することができる。

さらに、ボディ７６の被覆厚さＳ１及びフランジ部７８の被覆厚さＳ２は、０．１ｍｍ以上に設定されている。このため、燃料電池スタック１０の締め付け時に第１絶縁グロメット７４が圧縮される際、前記第１絶縁グロメット７４の被覆部の膨らみによる流路断面積の減少を良好に阻止することが可能になる。一方、突部８８及びリップ状シール部８４が設けられているフランジ部８０においても、上記のフランジ部７８と同様である。

これにより、第１の実施形態では、簡単な構成で、第１絶縁グロメット７４を各矩形状内周面に確実に配設することができ、所望のシール性及び絶縁性を確保することが可能なるという効果が得られる。なお、第２絶縁グロメット９４は、上記の第１絶縁グロメット７４と同様の効果が得られる。

また、第１及び第２絶縁グロメット７４、９４は、それぞれの矩形状内周面に対して５０ｋＰａ以上の接着力で接着されるとともに、連通孔構成部の被覆厚さが０．１ｍｍ以上に設定されている。従って、第１及び第２絶縁グロメット７４、９４は、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体の安定供給を図るとともに、生成水の排水性が向上する等の効果が得られる。

さらにまた、第１及び第２シール部材５１、５５は、第１及び第２セパレータ３２、３４に対して５０ｋＰａ以上の接着力で接着されるとともに、被覆厚さが０．１ｍｍ以上に設定されている。

このため、第１及び第２シール部材５１、５５の良好な接着力を維持するとともに、燃料ガス、酸化剤ガス、冷却媒体及び生成水の透過を防止し、且つシール変形を抑制することが可能になる。これにより、第１及び第２絶縁グロメット７４、９４と同様に、第１及び第２シール部材５１、５５による流路閉塞を防止して、燃料ガス、酸化剤ガス及び冷却媒体を安定した流量で確実供給することができ、しかも、生成水の排水性の向上を図ることが可能になる。

なお、第１の実施形態では、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート１８及びエンドプレート２０ａを一体的に跨いで第１絶縁グロメット７４が配設される一方、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁性スペーサ部材２２及びエンドプレート２０ｂを一体的に跨いで第２絶縁グロメット９４が配設されているが、これに限定されるものではない。例えば、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁性スペーサ部材２２及びエンドプレート２０ｂに連通孔が設けられていない構造では、第２絶縁グロメット９４が不要になり、第１絶縁グロメット７４のみが使用される。これは、以下に説明する第２の実施形態でも同様である。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック１００の要部拡大断面図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この燃料電池スタック１００は、エンドプレート２０ａに装着される第１絶縁グロメット１０２ａと、ターミナルプレート１６ａ及び絶縁プレート１８に一体的に跨って装着される第１絶縁グロメット１０４ａと、エンドプレート２０ｂに装着される第２絶縁グロメット１０２ｂと、ターミナルプレート１６ｂ及び絶縁性スペーサ部材２２に一体的に装着される第２絶縁グロメット１０４ｂとを備える。

エンドプレート２０ａは、第１絶縁グロメット１０２ａの突部８６、８６ａを収容するために両面に矩形状の周回溝部９０、９０ａを備え、絶縁プレート１８は、第１絶縁グロメット１０４ａの突部８８ａを挿入するための矩形状の周回溝部９２ａを設ける。エンドプレート２０ｂ側は、上記のエンドプレート２０ａ側と同様に構成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

このように構成される第２の実施形態では、簡単な構成で、第１絶縁グロメット１０２ａ、１０４ａ及び第２絶縁グロメット１０２ｂ、１０４ｂを各矩形状内周面に確実に配設することができ、所望のシール性及び絶縁性を確保することが可能なる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第２の実施形態では、第１絶縁グロメット１０４ａがターミナルプレート１６ａ及び絶縁プレート１８に一体的に装着されるとともに、第２絶縁グロメット１０４ｂがターミナルプレート１６ｂ及び絶縁性スペーサ部材２２に一体的に装着されているが、これに限定されるものでない。

例えば、エンドプレート２０ａと絶縁プレート１８とに一体的に跨って絶縁グロメットを装着する一方、エンドプレート２０ｂと絶縁性スペーサ部材２２とに一体的に跨って絶縁グロメットを装着してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。 前記燃料電池スタックの一部断面側面図である。 前記燃料電池スタックを構成する単位セルの分解斜視説明図である。 各プレートに絶縁グロメットが装着された状態の斜視説明図である。 燃料電池スタックの要部拡大断面図である。 前記絶縁グロメットの要部拡大説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの要部拡大断面図である。 特許文献１のグロメットが挿入されたプレートの説明図である。

符号の説明

１０、１００…燃料電池スタック １２…単位セル
１４…積層体 １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８…絶縁プレート ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２２…絶縁性スペーサ部材 ２４…ケーシング
３０…電解質膜・電極構造体 ３２、３４…セパレータ
３６ａ…酸化剤ガス供給連通孔 ３６ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
３８ａ…冷却媒体供給連通孔 ３８ｂ…冷却媒体排出連通孔
４０ａ…燃料ガス供給連通孔 ４０ｂ…燃料ガス排出連通孔
４２…固体高分子電解質膜 ４４…アノード側電極
４６…カソード側電極 ４８…燃料ガス流路
５０…冷却媒体流路 ５１、５５…シール部材
５２…酸化剤ガス流路
７４、９４、１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…絶縁グロメット
７６…ボディ ７８、８０…フランジ部
８２、８４…リップ状シール部 ８６、８６ａ、８８、８８ａ…突部
９０、９０ａ、９２、９２ａ…溝部 ９３…隙間

Claims (4)

1. 電解質の両側に一対の電極を設けた電解質・電極構造体を有し、前記電解質・電極構造体とセパレータとを複数積層した積層体を備えるとともに、積層方向に貫通して、少なくとも燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体のいずれかを流す連通孔が設けられる燃料電池スタックであって、
   前記連通孔の内周面に配設される絶縁性筒部材と、
   前記連通孔を周回して設けられ、前記絶縁性筒部材のフランジ部を取り付ける周回溝部と、
   を備え、
   前記フランジ部は、前記周回溝部に隙間を設けて収容される突部と、
   前記突部とは反対側に設けられ、前記周回溝部から外部に突出するリップ状シール部と、
   を有することを特徴とする燃料電池スタック。
2. 請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記周回溝部の深さＷと、前記突部の端部から前記リップ状シール部の端部に至るシール高さＨとは、
   Ｗ／Ｈ≧０．１の関係に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
3. 請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記絶縁性筒部材は、前記連通孔を構成する内壁部に５０ｋｐａ以上の接着力で接着されることを特徴とする燃料電池スタック。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記絶縁性筒部材は、前記連通孔を被覆する円筒部及び前記フランジ部の厚さが０．１ｍｍ以上に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
   
   

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