JP2006236611A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】積層体をケーシング内に収容して軽量化及び小型化を図るとともに、前記ケーシング内を外部から確実にシールすることを可能にする。
【解決手段】ケーシング２４は、エンドプレート２０ａ、２０ｂと側部パネル６０ａ〜６０ｄとを備える。側部パネル６０ａ〜６０ｄは、プレート部６４ａ〜６４ｄと、前記プレート部６４ａ〜６４ｄの角部に配設される連結部６６ａ〜６６ｄとを備える。エンドプレート２０ａ、２０ｂと側部パネル６０ａ〜６０ｄの両端部との合わせ面には、第１シール部材７０ａ、７０ｂが介装される。プレート部６４ａ〜６４ｄと連結部６６ａ〜６６ｄとの合わせ面には、第２シール部材７２ａ、７２ｂが介装されるとともに、第２シール部材７２ａ、７２ｂには、第１シール部材７０ａ、７０ｂに当接する端部近傍に、前記第２シール部材７２ａ、７２ｂの変形を阻止するための係止用突起部７８が設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが複数積層された積層体を、箱状ケーシング内に収容す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電解質膜（電解質）を採用している。この電解質膜の両側にアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持することにより燃料電池が構成されている。

通常、この燃料電池は、所望の発電力を得るために、所定数（例えば、数十〜数百）だけ積層した燃料電池スタックとして使用されている。この燃料電池スタックは、燃料電池の内部抵抗の増大や反応ガスのシール性の低下等を阻止するために、積層されている各燃料電池同士を確実に加圧保持する必要がある。

そこで、例えば、特許文献１の燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックは、図１２に示すように、複数の単位セル１を積層した積層体２を備えるとともに、この積層体２の積層方向両端にエンドプレート３、３を介装して補助プレート４ａ、４ｂが配設されている。

積層体２の両側部に沿って、一対の締結バンド５、５が配置されている。締結バンド５、５及び補助プレート４ａ、４ｂの端部には、円筒状の連結部６がそれぞれの孔部が一直線上に並ぶように設けられている。そして、各連結部６に金属ピン７が挿入されることにより、締結バンド５、５及び補助プレート４ａ、４ｂが一体的に連結されている。

補助プレート４ａには、複数のボルト８が螺合する一方、補助プレート４ｂには、複数の皿ばね９が配設されている。従って、ボルト８が螺入されると、補助プレート４ａが下方に押圧されるとともに、補助プレート４ｂに配置された皿ばね９が圧縮され、エンドプレート３を介して積層体２に必要な締結圧が付与される、としている。

特開２００１−１３５３４４号公報（図５）

しかしながら、上記の特許文献１では、燃料電池スタックの締め付け荷重を調整するために、専用部品である複数のボルト８を備えている。従って、専用部品の追加によって燃料電池スタックの重量が増加するとともに、前記燃料電池スタックは、単位セル１の積層方向に大型化するという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、積層体をケーシング内に収容して軽量化及び小型化を図るとともに、前記ケーシング内を外部から確実にシール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、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが複数積層された積層体を、箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックである。ケーシングは、積層体の積層方向両端部に配置される端部パネルと、前記積層体の側部に配置される複数の側部パネルとを備えている。

少なくとも２つの側部パネルと一方の端部パネルとの合わせ面には、第１シール部材が配設されるとともに、前記２つの側部パネル間には、前記第１シール部材に当接する第２シール部材が配設され、前記第２のシール部材には、前記第１シール部材を介して積層方向に押圧力を受ける際に該第２シール部材が変形することを阻止するための係止用突起部が設けられている。

また、係止用突起部は、第２シール部材の幅方向に突出する幅広形状部を構成することが好ましい。例えば、側部パネル間に係止用突起部が挟持される際、この係止用突起部の摩擦力が増大して第２シール部材の変形が阻止されるからである。

さらに、２つの側部パネルの少なくとも一方には、第２シール部材が収容される溝部が形成されることが好ましい。第２シール部材は、係止用突起部と共に溝部に収容されることにより、良好且つ容易に位置決め保持されるからである。

さらにまた、端部パネルと側部パネル、又は前記側部パネル同士は、互いに接触する端部がテーパ形状部に構成されるとともに、各テーパ形状部は、互いに平行なテーパ面を有し且つ前記テーパ面間に第１シール部材又は第２シール部材を保持するシール保持部を形成することが好ましい。積層体に対して積層方向に荷重が付与された状態で、端部パネル及び側部パネルが組み付けられる際、各テーパ形状部に設けられたシール保持部によって第１シール部材又は第２シール部材が良好且つ確実に保持されるからである。

また、側部パネルは、積層体の各側部に対応するプレート部と、前記積層体の角部に配置され、前記プレート部同士を連結する連結部とを備え、前記連結部又は前記プレート部には、前記第２シール部材が収容される溝部が形成されることが好ましい。簡単且つ経済的な構成で、第２シール部材を確実に保持することができるからである。

さらに、プレート部と連結部とは、互いに接触する端部がテーパ形状部に構成されるとともに、各テーパ形状部は、互いに平行なテーパ面を有し且つ前記テーパ面間に前記第２のシール部材を保持するシール保持部を形成することが好ましい。プレート部と連結部とを組み付ける際に、第２のシール部材に捲れが惹起されることを有効に阻止することが可能になるからである。

本発明では、２つの側部パネルと一方の端部パネルとの合わせ面に配設される第１シール部材が、前記２つの側部パネル間に配設される第２シール部材に当接することにより、前記第２シール部材には、積層方向に反力が発生する。

その際、第２シール部材には、係止用突起部が設けられており、前記第２シール部材は、第１シール部材からの押圧力を確実に受けることができ、該第２シール部材が変形することを阻止することが可能になる。このため、ケーシング内のシール性が良好に向上し、例えば、前記ケーシング内に水が浸入することを確実に阻止することができるとともに、燃料電池スタック全体の軽量化及び小型化が図られる。

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が水平方向（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、略四角形に構成されるエンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング２４により一体的に保持される（図２参照）。なお、エンドプレート２０ａ、２０ｂは、多角形状に構成されていればよく、例えば、略六角形や略八角形等、種々の形状に設定することができる。

図３及び図４に示すように、各単位セル１２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）３０と、前記電解質膜・電極構造体３０を挟持する薄板波形状の第１及び第２金属セパレータ３２、３４とを備える。

単位セル１２の水平方向（図４中、矢印Ｂ方向）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の水平方向の他端縁部には、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、前記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（図示せず）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て形成された電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜４２の両面に形成される。

第１金属セパレータ３２の電解質膜・電極構造体３０に向かう面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る。第１金属セパレータ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る。

第２金属セパレータ３４の電解質膜・電極構造体３０に向かう面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金属セパレータ３４の面３４ｂには、第１金属セパレータ３２の面３２ｂと重なり合って冷却媒体流路５０が一体的に形成される。

第１金属セパレータ３２の面３２ａ、３２ｂには、この第１金属セパレータ３２の外周端部を周回して第１シール部材５４が一体成形される。第２金属セパレータ３４の面３４ａ、３４ｂには、この第２金属セパレータ３４の外周端部を周回して第２シール部材５６が一体成形される。

図３に示すように、第１及び第２シール部材５４、５６間には、固体高分子電解質膜４２の外周が直接ケーシング２４に接触することを阻止すべく、シール５７が介装される。

ケーシング２４は、図１及び図２に示すように、端部パネルであるエンドプレート２０ａ、２０ｂと、積層体１４の側部に配置される複数の側部パネル６０ａ〜６０ｄと、前記エンドプレート２０ａ、２０ｂと前記側部パネル６０ａ〜６０ｄとを連結するボルト６２とを備える。側部パネル６０ａ〜６０ｄは、積層体１４の各側部に対応するプレート部６４ａ〜６４ｄと、前記積層体１４の角部に配置され、前記プレート部６４ａ〜６４ｄ同士を連結する連結部（アングル部材）６６ａ〜６６ｄとを備える。

エンドプレート２０ａ、２０ｂには、外周端縁に沿って複数の孔部６８ａ、６８ｂが形成される。少なくとも２つの側部パネル６０ａ、６０ｂ、第１の実施形態では、全ての側部パネル６０ａ〜６０ｄとエンドプレート２０ａ、２０ｂとの合わせ面には、第１シール部材７０ａ、７０ｂが配設されるとともに、前記側部パネル６０ａ〜６０ｄ間には、前記第１シール部材７０ａ、７０ｂに当接する第２シール部材７２ａ、７２ａが配設される（図２参照）。

第１シール部材７０ａ、７０ｂは、例えば、フッ素系ゴムにより形成される。この第１シール部材７０ａ、７０ｂは、略矩形状に連続成形されるとともに、エンドプレート２０ａ、２０ｂの孔部６８ａ、６８ｂに対応する位置には、ボルト６２を挿通するためのリング部７４が設けられる。

第２シール部材７２ａ、７２ｂは、例えば、フッ素系ゴムにより形成されており、略直線状を有する。第２シール部材７２ａ、７２ｂは、それぞれ後述するボルト６２の挿入位置に対応してリング部７６を設けるとともに、長手方向両端縁部には、第１シール部材７０ａ、７０ｂを介して積層方向に押圧力を受ける際に前記第２シール部材７２ａ、７２ｂが変形することを阻止するための係止用突起部７８が形成される。この突起部７８は、第２シール部材７２ａ、７２ｂの軸方向に直交し且つ互いに逆方向に膨出する２つの突片（幅広形状部）により構成される。

なお、突起部７８は、図２及び図５に示すように、第２シール部材７２ａ、７２ｂの両端近傍に設けられることが好ましい。第２シール部材７２ａ、７２ｂの端部の変形を阻止するためである。また、突起部７８は、２つの突片に代えて、いずれか１つの突片で構成してもよい。

エンドプレート２０ａ、２０ｂの互いに対向する内面には、図２に示すように、それぞれ第１シール部材７０ａ、７０ｂを収容するための溝部８０ａ、８０ｂが設けられる。溝部８０ａ、８０ｂには、第１シール部材７０ａ、７０ｂのリング部７４に対応して円形状の逃げ部８２ａ、８２ｂが設けられる。なお、エンドプレート２０ａ、２０ｂに溝部８０ａ、８０ｂを設ける代わりに、側部パネル６０ａ〜６０ｄの長手方向両端面に前記溝部８０ａ、８０ｂを一体的に設けてもよい。

プレート部６４ａ〜６４ｄの矢印Ａ方向両端面には、エンドプレート２０ａ、２０ｂの孔部６８ａ、６８ｂと同軸的にねじ穴８４が形成される。プレート部６４ａ〜６４ｄの幅狭な側面には、複数のねじ穴８６が所定の間隔ずつ離間して形成される。

図５に示すように、連結部６６ａには、プレート部６４ｂ、６４ａとの合わせ面にそれぞれ第２シール部材７２ａ、７２ｂを収容するための溝部８８ａ、８８ｂが形成される。溝部８８ａ、８８ｂには、第２シール部材７２ａ、７２ｂの突起部７８、７８に対応する突起溝９０ａ、９０ｂが長手方向両端縁部に連通する。この突起溝９０ａ、９０ｂに第２シール部材７２ａ、７２ｂの各突起部７８が嵌合することにより、前記第２シール部材７２ａ、７２ｂは、第１シール部材７０ａ、７０ｂからの積層方向の押圧力を受けても、変位（変形）の発生を有効に防止することができる。なお、各リング部７６に対応して逃げ部９２ａ、９２ｂが連通する。

各逃げ部９２ａ、９２ｂには、孔部９４ａ、９４ｂが形成されるとともに、各孔部９４ａ、９４ｂ同士は、矢印Ａ方向に対して互いに位置をずらして形成される。なお、連結部６６ｂ〜６６ｄは、上記の連結部６６ａと同様に構成されており、その詳細な説明は省略する。また、連結部６６ａ〜６６ｄに溝部８８ａ、８８ｂを設ける代わりに、プレート部６４ａ〜６４ｄの端面に前記溝部８８ａ、８８ｂを設けてもよい。

図１及び図３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、厚さが調整されており、必要に応じて用いられている。

このように構成される燃料電池スタック１０を組み立てる作業について、以下に説明する。

先ず、例えば、エンドプレート２０ａ側に絶縁プレート１８及びターミナルプレート１６ａが積層されるとともに、このターミナルプレート１６ａに積層して複数の単位セル１２が配設される。そして、所定数の単位セル１２が積層された後、ターミナルプレート１６ｂ、スペーサ部材２２及びエンドプレート２０ｂが積層される。さらに、エンドプレート２０ａ、２０ｂ間に、積層方向に締め付け荷重が付与された状態で、側部パネル６０ａ〜６０ｄが積層体１４の側部に配置される。

その際、図２に示すように、エンドプレート２０ａ、２０ｂの内面側には、それぞれ溝部８０ａ、８０ｂが形成されており、前記溝部８０ａ、８０ｂには、第１シール部材７０ａ、７０ｂが収容されている。一方、連結部６６ａ〜６６ｄには、それぞれ溝部８８ａ、８８ｂが形成されるとともに、前記溝部８８ａ、８８ｂには、第２シール部材７２ａ、７２ｂが収容されている。

このため、側部パネル６０ａ〜６０ｄの矢印Ａ方向両端面とエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面との合わせ面には、第１シール部材７０ａ、７０ｂが配設される。さらに、側部パネル６０ａ〜６０ｄでは、プレート部６４ａ〜６４ｄと連結部６６ａ〜６６ｄとの合わせ面に、第２シール部材７２ａ、７２ｂが配設される。

次いで、側部パネル６０ａ〜６０ｄの両端面とエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面との合わせ面では、孔部６８ａ、６８ｂとねじ穴８４とが同軸的に配設されており、ボルト６２を前記孔部６８ａ、６８ｂに挿入して先端部が前記ねじ穴８４に螺合される。これにより、側部パネル６０ａ〜６０ｄの両端部とエンドプレート２０ａ、２０ｂとは、ねじ止めにより固定される。

一方、側部パネル６０ａ〜６０ｄでは、プレート部６４ａ〜６４ｄのねじ穴８６と連結部６６ａ〜６６ｄの孔部９４ａ、９４ｂとが同軸的に配置されており、ボルト６２を前記孔部９４ａ、９４ｂに挿入して先端部が前記ねじ穴８６に螺合される。従って、プレート部６４ａ〜６４ｄと連結部６６ａ〜６６ｄとがねじ止めされ、側部パネル６０ａ〜６０ｄが固定されることにより、燃料電池スタック１０が組み付けられる（図６参照）。

上記のように、エンドプレート２０ａと側部パネル６０ａ〜６０ｄとの合わせ面には、第１シール部材７０ａが配設されるとともに、前記側部パネル６０ａ〜６０ｄを構成するプレート部６４ａ〜６４ｄと連結部６６ａ〜６６ｄとの合わせ面には、第２シール部材７２ａ、７２ｂが配設されている。このため、図７に示すように、エンドプレート２０ａに積層方向の締め付け荷重（矢印Ａ１方向参照）が作用すると、第１シール部材７０ａが第２シール部材７２ａ、７２ｂの端部に当接し、前記第２シール部材７２ａ、７２ｂには、積層方向に反力が発生する。

この場合、第１の実施形態では、第２シール部材７２ａ、７２ｂには、第１シール部材７０ａに当接する端部近傍に位置して幅方向に膨出する突起部７８が設けられている。従って、第２シール部材７２ａ、７２ｂは、突起部７８により第１シール部材７０ａ、７０ｂからの押圧力を確実に受けることができ、前記第２シール部材７２ａ、７２ｂが変形することを阻止することが可能になる。

これにより、燃料電池スタック１０全体の軽量化及び小型化が図られるとともに、ケーシング２４内のシール性が良好に向上し、例えば、前記ケーシング２４内に水が浸入することを確実に阻止することができるという効果が得られる。

しかも、第２シール部材７２ａ、７２ｂには、突起部７８が設けられるだけでよく、構成が簡素化するとともに、経済的であるという利点がある。さらに、第２シール部材７２ａ、７２ｂは、連結部６６ａ〜６６ｄに形成された溝部８８ａ、８８ｂに収容されている。このため、第２シール部材７２ａ、７２ｂは、容易且つ良好に位置決めされるとともに、確実に保持される。

次に、燃料電池スタック１０の動作について、説明する。

この燃料電池スタック１０では、先ず、図６に示すように、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。これにより、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、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が矢印Ａ方向に供給される。

図４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金属セパレータ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金属セパレータ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から外部に排出される。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から外部に排出される。

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金属セパレータ３２、３４間の冷却媒体流路５０に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。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。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック１００の一部分解概略斜視図であり、図９は、前記燃料電池スタック１００の一部断面説明図である。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て、その詳細な説明は省略する。

図８及び図９に示すように、燃料電池スタック１００を構成するケーシング１０２では、プレート部６４ａ〜６４ｄと連結部６６ａ〜６６ｄとの互いに接触する端部が、テーパ形状部１０４に構成される。各テーパ形状部１０４は、互いに平行なテーパ面１０４ａ、１０４ｂを有し且つ前記テーパ面１０４ａ、１０４ｂ間には、第２シール部材７２ａ、７２ｂを保持する溝部（シール保持部）８８ａ、８８ｂが形成される。

図８及び図１０に示すように、エンドプレート２０ａ、２０ｂとプレート部６４ａ〜６４ｄとの互いに接触する端部が、テーパ形状部１０６に構成される。各テーパ形状部１０６は、互いに平行なテーパ面１０６ａ、１０６ｂを有し且つ前記テーパ面１０６ａ、１０６ｂ間には、第１シール部材７０ａ、７０ｂを保持する溝部（シール保持部）８０ａ、８０ｂが形成される。

このように構成される第２の実施形態では、積層体１４を挟んでエンドプレート２０ａ、２０ｂ間に積層方向に荷重が付与された状態で、側部パネル６０ａ〜６０ｄとエンドプレート２０ａ、２０ｂとが組み付けられる際、各テーパ形状部１０４、１０６に第２シール部材７２ａ、７２ｂと第１シール部材７０ａ、７０ｂとが保持されている。

ここで、テーパ形状部１０４は、図９に示すように、互いに平行なテーパ面１０４ａ、１０４ｂを有する一方、テーパ形状部１０６は、図１０に示すように、同様に互いに平行なテーパ面１０６ａ、１０６ｂを有している。従って、図８及び図９に示すように、側部パネル６０ａ〜６０ｄを組み付ける際に、各溝部８８ａ、８８ｂに配設されている第２シール部材７２ａ、７２ｂに捲くれ等が惹起することがない。これにより、第２シール部材７２ａ、７２ｂを介して、側部パネル６０ａ〜６０ｄ間を良好且つ確実にシールすることができる。

同様に、図８及び図１０に示すように、エンドプレート２０ａ、２０ｂと側部パネル６０ａ〜６０ｄとの合わせ面には、それぞれ互いに平行なテーパ面１０６ａ、１０６ｂが設けられている。このため、側部パネル６０ａ〜６０ｄの組み付け時に、第１シール部材７０ａ、７０ｂが溝部８０ａ、８０ｂから捲くれることがなく、良好なシールが行われる。

これにより第２の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、第１シール部材７０ａ、７０ｂ及び第２シール部材７２ａ、７２ｂを良好に保持することができ、所望のシール性を確保することが可能になるという効果が得られる。

図１１は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するケーシング１１０の分解斜視図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０を構成するケーシング２４と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。

ケーシング１１０を構成する側部パネル６０ａ〜６０ｄは、連結部（アングル部材）１１２ａ〜１１２ｄを備えるとともに、プレート部６４ａ〜６４ｄ及び前記連結部１１２ａ〜１１２ｄには、溝部（溝部８８ａ、８８ｂに相当する）が設けられていない。

従って、第３の実施形態では、プレート部６４ａ〜６４ｄの平面部と連結部１１２ａ〜１１２ｄの平面部とにより、第２シール部材７２ａ、７２ｂが挟持されている。その際、第２シール部材７２ａ、７２ｂには、幅方向に突出する幅広形状部を構成する突起部７８が設けられており、前記突起部７８の摩擦力が増大する。

これにより、第２シール部材７２ａ、７２ｂの端部に第１シール部材７０ａ、７０ｂが当接しても、前記第２シール部材７２ａ、７２ｂが変形することを確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。

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を構成するケーシングの分解斜視図である。 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。 前記燃料電池スタックを構成する連結部の斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの斜視説明図である。 前記ケーシングを構成するエンドプレートと前記連結部との一部拡大断面説明図である。 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説明図である。 前記ケーシングの、図９中、Ｘ−Ｘ線断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するケーシングの分解斜視図である。 特許文献１の燃料電池の概略説明図である。

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…スペーサ部材 ２４、１０２、１１０…ケーシング
３０…電解質膜・電極構造体 ３２、３４…金属セパレータ
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 ５２…酸化剤ガス流路
５４、５６…シール部材 ６０ａ〜６０ｄ…側部パネル
６２…ボルト ６４ａ〜６４ｄ…プレート部
６６ａ〜６６ｄ、１１２ａ〜１１２ｄ…連結部
７０ａ、７０ｂ、７２ａ、７２ｂ…シール部材
７８…突起部
８０ａ、８０ｂ、８８ａ、８８ｂ…溝部 ９０ａ、９０ｂ…突起溝
１０４、１０６…テーパ形状部
１０４ａ、１０４ｂ、１０６ａ、１０６ｂ…テーパ面

Claims (6)

1. 一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが複数積層された積層体を、箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックであって、
   前記ケーシングは、前記積層体の積層方向両端部に配置される端部パネルと、
   前記積層体の側部に配置される複数の側部パネルと、
   を備え、
   少なくとも２つの側部パネルと一方の端部パネルとの合わせ面には、第１シール部材が配設されるとともに、
   前記２つの側部パネル間には、前記第１シール部材に当接する第２シール部材が配設され、
   前記第２シール部材には、前記第１シール部材を介して前記積層方向に押圧力を受ける際に該第２シール部材が変形することを阻止するための係止用突起部が設けられ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、前記係止用突起部は、前記第２シール部材の幅方向に突出する幅広形状部を構成す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２つの側部パネルの少なくとも一方には、前記第２シール部材が収容される溝部が形成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、前記端部パネルと前記側部パネル、又は前記側部パネル同士は、互いに接触する端部がテーパ形状部に構成されるとともに、
   各テーパ形状部は、互いに平行なテーパ面を有し且つ前記テーパ面間に前記第１シール部材又は前記第２シール部材を保持するシール保持部を形成することを特徴とする燃料電池スタック。
5. 請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記側部パネルは、前記積層体の各側部に対応するプレート部と、
   前記積層体の角部に配置され、前記プレート部同士を連結する連結部と、
   を備え、
   前記連結部又は前記プレート部には、前記第２シール部材が収容される溝部が形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
6. 請求項５記載の燃料電池スタックにおいて、前記プレート部と前記連結部とは、互いに接触する端部がテーパ形状部に構成されるとともに、
   各テーパ形状部は、互いに平行なテーパ面を有し且つ前記テーパ面間に前記第２シール部材を保持するシール保持部を形成することを特徴とする燃料電池スタック。

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