JP2007026737A - Fuel cell and manufacturing method of fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for suppressing leakage of a liquid to be supplied to a fuel cell in the fuel cell in which a membrane electrode assembly having a separator and a seal line constituted of a plurality of welded metal plates are laminated. <P>SOLUTION: This is the fuel cell, in which separators constituted of a plurality of metal plates welded along a prescribed welding line and the membrane electrode assembly contacted with the separators are alternately laminated and which has a sealing part. The sealing part has the seal line that is constituted to suppress the leakage of the prescribed liquid to be supplied to the fuel cell by being contacted with the separator, while the seal line and the prescribed welding line are arranged to have a prescribed positional relationship, and the prescribed positional relationship is the one that is arranged so that a line obtained by the seal line projected to a projection surface orthogonal to the laminating direction of the separator and the membrane electrode assembly and a line obtained by projecting the prescribed welding line on the projection surface are not mutually overlapped. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池に関し、特に、セパレータが複数の金属プレートを溶接した構成である場合において、燃料電池に供給される流体の漏れを抑制する技術に関する。   The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a technique for suppressing leakage of fluid supplied to a fuel cell when a separator has a configuration in which a plurality of metal plates are welded.

従来から、略平板状の膜電極複合体(MEA:Membrane-Electrode Assembly )及びセパレータを主要な構成要素とし、これら膜電極複合体及びセパレータを積層して、積層方向に締結する、いわゆるスタック構造の燃料電池が開発されている。かかるセパレータとして、複数の金属プレートが積層された構成のセパレータが提案されている(下記特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a substantially flat membrane electrode assembly (MEA) and a separator are used as main components, and these membrane electrode assemblies and separators are stacked and fastened in the stacking direction. Fuel cells are being developed. As such a separator, a separator having a configuration in which a plurality of metal plates are stacked has been proposed (see Patent Document 1 below).

特開平2004−6104号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-6104

このようなスタック構造のセパレータにおいて、複数の金属プレート間の接合に接着剤を用いる場合がある。この場合、接着剤によりセパレータの厚みが増したり、金属プレート同士を直接接触させた場合に比べて熱伝導率が低下するといった問題があった。   In such a separator having a stack structure, an adhesive may be used for joining between a plurality of metal plates. In this case, there has been a problem that the thickness of the separator is increased by the adhesive, and the thermal conductivity is reduced as compared with the case where the metal plates are brought into direct contact with each other.

かかる問題を解決するために、複数の金属プレート間を溶接により接合する方法が考えられる。しかしながら、溶接により接合する場合には、レーザ光や電子ビーム等を照射した部分が歪むために、シール性が低下して、燃料電池に供給される燃料ガスや酸化剤ガス等の流体が漏れるという問題が発生し得る。   In order to solve such a problem, a method of joining a plurality of metal plates by welding is conceivable. However, when joining by welding, a portion irradiated with a laser beam, an electron beam or the like is distorted, so that the sealing performance is deteriorated and a fluid such as fuel gas or oxidant gas supplied to the fuel cell leaks. Can occur.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、複数の金属プレートを溶接して構成されたセパレータを備える燃料電池において、燃料電池に供給される流体の漏れを抑制する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve at least a part of the above-described problems, and in a fuel cell including a separator configured by welding a plurality of metal plates, leakage of fluid supplied to the fuel cell is prevented. It aims at providing the technology which controls.

前述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の燃料電池は、セパレータと膜電極複合体とが交互に積層されると共に、前記セパレータの前記膜電極複合体と対向する面に当接するシール部を有する燃料電池であって、前記セパレータは、複数の金属プレートを所定の溶接ラインに沿って溶接することにより構成されており、前記シール部は、前記セパレータに当接することにより前記燃料電池に供給される所定の流体の漏れを抑制するように構成されたシールラインを有し、前記シールライン及び前記所定の溶接ラインは、所定の位置関係となるように配置されており、前記所定の位置関係は、前記セパレータ及び前記膜電極複合体の積層方向と直交する射影面に対し前記シールラインを射影して得られるラインと、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係であることを要旨とする。   In order to solve at least a part of the above-described problem, a fuel cell according to the present invention has separators and membrane electrode composites alternately stacked and abuts against a surface of the separator facing the membrane electrode composite. A fuel cell having a seal portion, wherein the separator is formed by welding a plurality of metal plates along a predetermined welding line, and the fuel cell by contacting the separator with the separator. A seal line configured to suppress leakage of a predetermined fluid supplied to the seal line, and the seal line and the predetermined weld line are arranged in a predetermined positional relationship, The positional relationship includes a line obtained by projecting the seal line to a projection plane orthogonal to the stacking direction of the separator and the membrane electrode assembly, and the projection plane. A line obtained by projecting the predetermined welding line and, and summarized in that but a positional relationship so as not to overlap each other.

このように、本発明の燃料電池では、シールライン及び所定の溶接ラインは、セパレータ及び膜電極複合体の積層方向と直交する射影面に対してシールラインを射影して得られるラインと、この射影面に対して溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係となるように配置されているので、このような重なりに起因する、燃料電池に供給される所定の流体の漏れを抑制することができる。   As described above, in the fuel cell of the present invention, the seal line and the predetermined welding line are obtained by projecting the seal line onto the projection plane orthogonal to the stacking direction of the separator and the membrane electrode assembly, and this projection. Since the line obtained by projecting the welding line to the surface is arranged so as not to overlap each other, the predetermined fluid supplied to the fuel cell due to such overlap Leakage can be suppressed.

このような重なりに起因する漏れは、溶接によるセパレータの変形に起因して生じる。すなわち、セパレータは、溶接によって所定の溶接ラインに対応するラインで変形することになるので、シールラインは、上記の重なり部分に相当する、所定の溶接ラインに対応するラインにおいてセパレータと当接しなくなる。その結果、シールの気密性が低下して所定の流体の漏れが生じる。   Leakage due to such overlapping occurs due to deformation of the separator due to welding. That is, since the separator is deformed by a line corresponding to a predetermined welding line by welding, the seal line does not come into contact with the separator in a line corresponding to the predetermined welding line corresponding to the overlapping portion. As a result, the hermeticity of the seal is lowered and a predetermined fluid leaks.

また、本発明の燃料電池において、前記複数の金属プレートは、前記膜電極複合体の第1の電極との対向面を有する第1の電極対向プレートと、前記膜電極複合体の第2の電極との対向面を有する第2の電極対向プレートと、前記第1の電極対向プレート及び前記第2の電極対向プレートに挟持される中間プレートと、であってもよい。   In the fuel cell of the present invention, the plurality of metal plates may include a first electrode facing plate having a surface facing the first electrode of the membrane electrode assembly, and a second electrode of the membrane electrode assembly. And a second electrode facing plate having a facing surface, and an intermediate plate sandwiched between the first electrode facing plate and the second electrode facing plate.

このように、本発明の燃料電池において、複数の金属プレートは、膜電極複合体の第1の電極との対向面を有する第1の電極対向プレートと、膜電極複合体の第2の電極との対向面を有する第2の電極対向プレートと、第1の電極対向プレート及び第2の電極対向プレートに挟持される中間プレートと、である。従って、例えば、膜電極複合体のアノードに燃料ガスを供給するための金属プレートと、カソードに酸化剤ガスを供給するための金属プレートと、これら2つの金属プレート間に配置され、内部を通る冷却媒体により燃料電池を冷却するための金属プレートと、から成る3層型セパレータを備える燃料電池として、本発明の燃料電池を適用することができる。   As described above, in the fuel cell of the present invention, the plurality of metal plates include the first electrode facing plate having a surface facing the first electrode of the membrane electrode assembly, the second electrode of the membrane electrode assembly, A second electrode facing plate having a facing surface, and an intermediate plate sandwiched between the first electrode facing plate and the second electrode facing plate. Thus, for example, a metal plate for supplying fuel gas to the anode of the membrane electrode assembly, a metal plate for supplying oxidant gas to the cathode, and cooling between these two metal plates and passing through the inside. The fuel cell of the present invention can be applied as a fuel cell comprising a three-layer separator comprising a metal plate for cooling the fuel cell with a medium.

また、本発明の燃料電池において、さらに、前記膜電極複合体と前記セパレータとを厚さ方向に連通する、前記流体の供給口と、前記膜電極複合体と前記セパレータとを厚さ方向に連通する、前記流体の排出口と、を備え、前記中間プレートは、厚さ方向に貫通し、前記供給口と連通する供給流路形成部と、厚さ方向に貫通し、前記排出口と連通する排出流路形成部と、を有し、前記第1の電極対向プレート及び前記第2の電極対向プレートは、それぞれ、前記供給口の一部を形成する第1の供給口形成部と、前記排出口の一部を形成する第1の排出口形成部と、厚さ方向に貫通し、前記供給流路形成部と連通する流体供給孔と、厚さ方向に貫通し、前記排出流路形成部と連通する流体排出孔と、を有し、前記膜電極複合体は、前記供給口の一部を形成する第2の供給口形成部と、前記排出口の一部を形成する第2の排出口形成部と、を有し、
前記所定の溶接ラインは、前記第1の供給口形成部または前記第1の排出口形成部のうち、少なくともいずれか一方を囲むように配置され、前記シールラインは、少なくとも、前記第2の供給口形成部と前記第2の排出口形成部とを、それぞれ囲むように配置された第1のシールラインと、当接する前記第1の電極プレート又は前記第2の電極プレートの有する、前記流体供給孔及び前記流体排出孔をいずれも囲むように配置された第2のシールラインと、を有し、
前記所定の位置関係は、前記射影面に対し前記第1のシールラインを射影して得られるラインが、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されると共に、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインが、前記射影面に対し前記第2のシールラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されるような位置関係であってもよい。
In the fuel cell of the present invention, the fluid electrode, the membrane electrode composite, and the separator are communicated in the thickness direction. The fluid supply port communicates the membrane electrode complex and the separator in the thickness direction. The fluid discharge port, and the intermediate plate penetrates in the thickness direction and communicates with the supply port, and penetrates in the thickness direction and communicates with the discharge port. A discharge channel forming portion, wherein the first electrode facing plate and the second electrode facing plate are respectively a first supply port forming portion that forms part of the supply port, and the discharge A first discharge port forming part that forms a part of the outlet; a fluid supply hole that penetrates in the thickness direction and communicates with the supply flow path forming part; A fluid discharge hole in communication with the membrane electrode assembly. And a second supply port forming portion for forming a part, a second outlet forming portion which forms part of the discharge port, and
The predetermined welding line is disposed so as to surround at least one of the first supply port forming portion or the first discharge port forming portion, and the seal line is at least the second supply. The fluid supply having the first seal line arranged so as to surround the mouth forming portion and the second discharge port forming portion, and the first electrode plate or the second electrode plate in contact with each other. A second seal line disposed so as to surround both the hole and the fluid discharge hole,
The predetermined positional relationship is such that a line obtained by projecting the first seal line onto the projection surface is surrounded by a line obtained by projecting the predetermined weld line onto the projection surface. And a line obtained by projecting the predetermined welding line onto the projection surface is contained in a region surrounded by a line obtained by projecting the second seal line onto the projection surface. Such a positional relationship may be used.

このような構成とすることで、本発明の燃料電池では、所定の溶接ラインは、第1の供給口形成部または第1の排出口形成部のうち、すくなくともいずれか一方を囲むように配置されているので、この所定の溶接ラインに囲まれた第1の供給口形成部または第1の排出口形成部からの、流体の漏れを抑制することができる。また、シールラインは、少なくとも、第2の供給口形成部及び第2の排出口形成部を、それぞれ囲む第1のシールラインと、当接する第1の電極プレート又は第2の電極プレートの有する、流体供給孔及び流体排出孔をいずれも囲むように配置された第2のシールラインと、から成る。従って、この第1のシールラインにより、第2の供給口生成部及び第2の排出口形成部からの、流体の漏れを抑制することができると共に、第2のシールラインにより、流体供給孔から供給されて流体排出孔から排出される流体の、燃料電池外部への漏れを抑制することができる。   By adopting such a configuration, in the fuel cell of the present invention, the predetermined welding line is arranged so as to surround at least one of the first supply port forming portion and the first discharge port forming portion. Therefore, fluid leakage from the first supply port forming portion or the first discharge port forming portion surrounded by the predetermined welding line can be suppressed. In addition, the seal line has at least the first supply line and the second electrode plate that are in contact with the first seal line that surrounds the second supply port formation unit and the second discharge port formation unit, respectively. And a second seal line arranged so as to surround both the fluid supply hole and the fluid discharge hole. Therefore, the first seal line can suppress the leakage of fluid from the second supply port generation unit and the second discharge port formation unit, and the second seal line can prevent the fluid supply hole. The leakage of the fluid supplied and discharged from the fluid discharge hole to the outside of the fuel cell can be suppressed.

さらに、このような構成とすることで、シールライン及び所定の溶接ラインの所定の位置関係は、上記射影面に対し第1のシールラインを射影して得られるラインが、この射影面に対し所定の溶接ラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されると共に、この射影面に対して所定の溶接ラインを射影して得られるラインが、この射影面に対し第2のシールラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されるような位置関係である。従って、シールライン及び所定の溶接ラインの位置関係を、射影面に対しシールラインを射影して得られるラインと、この射影面に対し所定の溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係にすることができる。   Further, by adopting such a configuration, the predetermined positional relationship between the seal line and the predetermined welding line is such that a line obtained by projecting the first seal line onto the projection surface is predetermined with respect to the projection surface. A line obtained by projecting a predetermined weld line to the projection surface is included in a region surrounded by a line obtained by projecting the welding line of the second seal line to the projection surface. The positional relationship is included in the area surrounded by the line obtained by projecting. Therefore, the positional relationship between the seal line and the predetermined welding line is such that the line obtained by projecting the seal line on the projection surface and the line obtained by projecting the predetermined weld line on the projection surface overlap each other. It can be in a positional relationship that does not become necessary.

また、本発明の燃料電池において、前記第2のシールラインは、前記膜電極複合体の略縁部分において、前記膜電極複合体の外周に沿って配置されていてもよい。   In the fuel cell of the present invention, the second seal line may be disposed along the outer periphery of the membrane electrode assembly at a substantially edge portion of the membrane electrode assembly.

このような構成とすることで、本発明の燃料電池では、第2のシールラインは、膜電極複合体の縁に近い部分(略縁部分)において、前記膜電極複合体の外周に沿って配置されている。従って、所定の溶接ラインをセパレータの略縁部分よりも内側に配置することにより、射影面に対し所定の溶接ラインを射影して得られるラインが、射影面に対し第2のシールラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されるような位置関係にすることができる。   With such a configuration, in the fuel cell of the present invention, the second seal line is disposed along the outer periphery of the membrane electrode assembly in a portion (substantially edge portion) near the edge of the membrane electrode assembly. Has been. Therefore, by arranging the predetermined welding line inside the substantially edge portion of the separator, the line obtained by projecting the predetermined welding line onto the projection surface projects the second seal line onto the projection surface. Thus, the positional relationship can be such that it is included in the area surrounded by the line.

本発明の膜電極複合体は、複数の金属プレートを所定の溶接ラインに沿って溶接することにより構成されたセパレータと交互に積層されることで、燃料電池を構成することが可能な膜電極複合体であって、前記セパレータに当接することにより前記燃料電池に供給される所定の流体の漏れを抑制するように構成されたシールラインを有するシール部を備え、前記シールラインの少なくとも一部は、前記膜電極複合体の略縁部分において、前記膜電極複合体の外周に沿って配置されていることを要旨とする。   The membrane electrode composite of the present invention is a membrane electrode composite capable of constituting a fuel cell by alternately laminating a separator constituted by welding a plurality of metal plates along a predetermined welding line. A seal portion having a seal line configured to suppress leakage of a predetermined fluid supplied to the fuel cell by contacting the separator, and at least a part of the seal line includes: The gist is that the membrane electrode assembly is disposed along the outer periphery of the membrane electrode assembly at a substantially edge portion.

このような構成とすることで、本発明の膜電極複合体では、シールラインの少なくとも一部は、膜電極複合体の縁に近い部分(略縁部分)において、前記膜電極複合体の外周に沿って配置されている。従って、燃料電池を構成する際に交互に積層されるセパレータの所定の溶接ラインを、セパレータの略縁部分よりも内側に配置することにより、シールライン及び所定の溶接ラインの位置関係を、セパレータ及び膜電極複合体の積層方向に直交する射影面に対しシールラインを射影して得られるラインと、この射影面に対し所定の溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係とすることができる。その結果、このような重なりに起因する、所定の流体の漏れを抑制することができる。   With such a configuration, in the membrane electrode assembly of the present invention, at least a part of the seal line is on the outer periphery of the membrane electrode assembly in a portion (substantially edge portion) near the edge of the membrane electrode assembly. Are arranged along. Therefore, by disposing the predetermined welding lines of the separators that are alternately stacked when the fuel cell is configured inside the substantially edge portion of the separator, the positional relationship between the seal line and the predetermined welding lines can be changed. A position where a line obtained by projecting a seal line onto a projection surface orthogonal to the stacking direction of the membrane electrode assembly and a line obtained by projecting a predetermined welding line onto this projection surface do not overlap each other. Relationship can be. As a result, it is possible to suppress leakage of a predetermined fluid due to such overlapping.

このような重なりに起因する漏れは、溶接によるセパレータの変形に起因して生じる。すなわち、セパレータは、溶接によって所定の溶接ラインに対応するラインで変形することになるので、シールラインは、上記の重なり部分に相当する、所定の溶接ラインに対応するラインにおいてセパレータと当接しなくなる。その結果、シールの気密性が低下して所定の流体の漏れが生じる。   Leakage due to such overlapping occurs due to deformation of the separator due to welding. That is, since the separator is deformed by a line corresponding to a predetermined welding line by welding, the seal line does not come into contact with the separator in a line corresponding to the predetermined welding line corresponding to the overlapping portion. As a result, the hermeticity of the seal is lowered and a predetermined fluid leaks.

なお、本発明は、上記した燃料電池及び膜電極複合体といった装置発明の態様に限ることなく、燃料電池製造方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described aspects of the device invention such as the fuel cell and the membrane electrode assembly, and can also be realized as a method invention such as a fuel cell manufacturing method.

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.実施例:
A1.燃料電池の構成:
A2.燃料電池の動作:
A3.比較例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係:
A4.本実施例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係:
A5.実施例の効果:
B.変形例:
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Example:
A1. Fuel cell configuration:
A2. Fuel cell operation:
A3. Positional relationship between the seal line and the welding line in the comparative example:
A4. Positional relationship between seal line and welding line in this embodiment:
A5. Effects of the embodiment:
B. Variation:

A.実施例:
A1.燃料電池の構成:
図1は、本発明の一実施例としての燃料電池の概要構成を示す説明図である。図1に示す燃料電池10は、複数の燃料電池モジュール20と、エンドプレート30と、テンションプレート31と、インシュレータ33と、ターミナル34と、を備えている。燃料電池10は、燃料電池モジュール20が、図1に示す積層方向に複数個積層された層状構造を有している。積層された燃料電池モジュール20は、インシュレータ33およびターミナル34を挟んで、2枚のエンドプレート30によって挟持される。そして、これらの2枚のエンドプレート30が、ボルト32によってテンションプレート31と結合することにより、各燃料電池モジュール20は、積層方向に所定の圧縮力で締結する。
A. Example:
A1. Fuel cell configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell as one embodiment of the present invention. A fuel cell 10 shown in FIG. 1 includes a plurality of fuel cell modules 20, an end plate 30, a tension plate 31, an insulator 33, and a terminal 34. The fuel cell 10 has a layered structure in which a plurality of fuel cell modules 20 are stacked in the stacking direction shown in FIG. The stacked fuel cell modules 20 are sandwiched between the two end plates 30 with the insulator 33 and the terminal 34 interposed therebetween. Then, these two end plates 30 are coupled to the tension plate 31 by bolts 32, whereby each fuel cell module 20 is fastened with a predetermined compressive force in the stacking direction.

燃料電池10には、電池反応に供される反応ガス(燃料ガスと酸化剤ガス)と、燃料電池10を冷却する冷却媒体が供給される。簡単に説明すると、燃料電池10のアノード電極側には、高圧水素を貯蔵した水素タンク210から、配管250を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。この配管250には、水素の供給を調整するため、シャットバルブ220および調圧バルブ230が配置されている。燃料電池10のアノード電極側から排出された水素は、配管260を介して配管250に戻され、再び燃料電池10に循環される。配管260上には、循環のための循環ポンプ240が配置されている。   The fuel cell 10 is supplied with a reaction gas (fuel gas and oxidant gas) used for the cell reaction and a cooling medium for cooling the fuel cell 10. Briefly, hydrogen as fuel gas is supplied to the anode electrode side of the fuel cell 10 from a hydrogen tank 210 storing high-pressure hydrogen via a pipe 250. The piping 250 is provided with a shut valve 220 and a pressure regulating valve 230 for adjusting the supply of hydrogen. The hydrogen discharged from the anode electrode side of the fuel cell 10 is returned to the pipe 250 through the pipe 260 and is circulated again to the fuel cell 10. A circulation pump 240 for circulation is disposed on the pipe 260.

燃料電池10のカソード電極側には、エアポンプ310から、配管350を介して、酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃料電池10のカソード電極側から排出された空気は、配管360を介して大気中に放出される。燃料電池10には、さらに、ラジエータ420から、配管450を介して、冷却媒体としての水が供給される。一方、燃料電池10から排出された水は、配管460を介して、ラジエータ420に送られ、再び燃料電池10に循環される。配管460上には、循環のための循環ポンプ410が配置されている。   Air as an oxidant gas is supplied from the air pump 310 to the cathode electrode side of the fuel cell 10 via the pipe 350. The air discharged from the cathode electrode side of the fuel cell 10 is released into the atmosphere through the pipe 360. The fuel cell 10 is further supplied with water as a cooling medium from the radiator 420 via the pipe 450. On the other hand, the water discharged from the fuel cell 10 is sent to the radiator 420 via the pipe 460 and circulated to the fuel cell 10 again. A circulation pump 410 for circulation is arranged on the pipe 460.

なお、前述の水素タンク210の代わりに、アルコール、炭化水素などを原料とする改質反応によって水素を生成しても良い。また、冷却媒体として、水の代わりに、エチレングリコール等の不凍水や空気等を用いてもよい。   Instead of the hydrogen tank 210 described above, hydrogen may be generated by a reforming reaction using alcohol, hydrocarbon or the like as a raw material. Further, as the cooling medium, non-freezing water such as ethylene glycol, air, or the like may be used instead of water.

図2は、図1における燃料電池モジュール20の詳細構成を示す分解斜視図である。図2に示す積層方向は、図1に示す積層方向と同じである。図1に示すように、燃料電池モジュール20は、シール一体型膜電極複合体(以下、シール一体型MEAと呼ぶ。)21及びセパレータ25を備えている。そして、燃料電池モジュール20は、これらシール一体型MEA21及びセパレータ25交互に積層されて構成されている。なお、図2では、それぞれ1つずつ示している。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing a detailed configuration of the fuel cell module 20 in FIG. The stacking direction shown in FIG. 2 is the same as the stacking direction shown in FIG. As shown in FIG. 1, the fuel cell module 20 includes a seal-integrated membrane electrode assembly (hereinafter referred to as a seal-integrated MEA) 21 and a separator 25. The fuel cell module 20 is configured by alternately laminating these seal-integrated MEAs 21 and separators 25. FIG. 2 shows one each.

このうち、セパレータ25は、アノード対向プレート22,中間プレート23,カソード対向プレート24を備えている。アノード対向プレート22は、シール一体型MEA21のアノード電極側に対向し、カソード対向プレート24は、図面下方において隣接するシール一体型MEA(図示省略)のカソード電極に対向する。中間プレート23は、これらアノード対向プレート22及びカソード対向プレート24に挟持されている。   Among these, the separator 25 includes an anode facing plate 22, an intermediate plate 23, and a cathode facing plate 24. The anode facing plate 22 faces the anode electrode side of the seal-integrated MEA 21 and the cathode facing plate 24 faces the cathode electrode of the adjacent seal-integrated MEA (not shown) in the lower part of the drawing. The intermediate plate 23 is sandwiched between the anode facing plate 22 and the cathode facing plate 24.

これらの各プレート22,23,24のうち、アノード対向プレート22は、燃料ガス供給マニホールド形成部221a,燃料ガス排出マニホールド形成部221b,酸化剤ガス供給マニホールド形成部222a,酸化剤ガス排出マニホールド形成部222b,冷却媒体供給マニホールド形成部223a,冷却媒体排出マニホールド形成部223bを有している。これらの各マニホールド形成部221a,221b,222a,222b,223a,223bは、アノード対向プレート22を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。   Of these plates 22, 23, and 24, the anode facing plate 22 includes a fuel gas supply manifold forming portion 221 a, a fuel gas discharge manifold forming portion 221 b, an oxidant gas supply manifold forming portion 222 a, and an oxidant gas discharge manifold forming portion. 222b, a cooling medium supply manifold forming portion 223a, and a cooling medium discharge manifold forming portion 223b. Each of these manifold forming portions 221a, 221b, 222a, 222b, 223a, and 223b is formed as a through portion that penetrates the anode facing plate 22 in the thickness direction.

さらに、アノード対向プレート22は、後述するシール一体型MEA21のMEA部50に対向する部分(以下、「発電部」と呼ぶ。)DAに、複数個の燃料ガス供給孔225と、複数個の燃料ガス排出孔226と、を有している。これら燃料ガス供給孔225及び燃料ガス排出孔226は、アノード対向プレート22を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。   Further, the anode facing plate 22 has a plurality of fuel gas supply holes 225 and a plurality of fuels in a portion DA (hereinafter referred to as “power generation unit”) DA of the seal-integrated MEA 21 described later. A gas exhaust hole 226. The fuel gas supply hole 225 and the fuel gas discharge hole 226 are formed as through portions that penetrate the anode facing plate 22 in the thickness direction.

カソード対向プレート24は、アノード対向プレート22と同じ位置に、燃料ガス供給マニホールド形成部241a,燃料ガス排出マニホールド形成部241b,酸化剤ガス供給マニホールド形成部242a,酸化剤ガス排出マニホールド形成部242b,冷却媒体供給形成部マニホールド243a,冷却媒体排出マニホールド形成部243bを有している。これらの各マニホールド形成部241a,241b,242a,242b,243a,243bは、カソード対向プレート24を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。   The cathode facing plate 24 is disposed at the same position as the anode facing plate 22 at a fuel gas supply manifold forming portion 241a, a fuel gas discharge manifold forming portion 241b, an oxidant gas supply manifold forming portion 242a, an oxidant gas discharge manifold forming portion 242b, and a cooling device. It has a medium supply forming part manifold 243a and a cooling medium discharge manifold forming part 243b. Each of these manifold forming portions 241a, 241b, 242a, 242b, 243a, 243b is formed as a through portion that penetrates the cathode facing plate 24 in the thickness direction.

さらに、カソード対向プレート24は、複数個の酸化剤ガス供給孔245と、複数個の酸化剤ガス排出孔246と、を有している。これら酸化剤ガス供給孔245及び複数個の酸化剤ガス排出孔246はカソード対向プレート24を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。   Further, the cathode facing plate 24 has a plurality of oxidant gas supply holes 245 and a plurality of oxidant gas discharge holes 246. The oxidant gas supply hole 245 and the plurality of oxidant gas discharge holes 246 are formed as through portions that penetrate the cathode facing plate 24 in the thickness direction.

中間プレート23は、アノード対向プレート22及びカソード対向プレート24と同じ位置に、燃料ガス供給マニホールド形成部231a,燃料ガス排出マニホールド形成部231b,酸化剤ガス供給マニホールド形成部232a,酸化剤ガス排出マニホールド形成部232bを有している。これらの各マニホールド形成部231a,231b,232a,232bは、中間プレート23を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。   The intermediate plate 23 is formed at the same position as the anode facing plate 22 and the cathode facing plate 24 at a fuel gas supply manifold formation portion 231a, a fuel gas discharge manifold formation portion 231b, an oxidant gas supply manifold formation portion 232a, and an oxidant gas discharge manifold. Part 232b. Each of these manifold forming portions 231a, 231b, 232a, 232b is formed as a through portion that penetrates the intermediate plate 23 in the thickness direction.

さらに、中間プレート23は、複数の長孔である、燃料ガス供給流路形成部235,燃料ガス排出流路形成部236,酸化剤ガス供給流路形成部237,酸化剤ガス排出流路形成部238を備えている。これらの各流路形成部235〜238の一端は、それぞれ、各マニホールド形成部231a,231b,232a,232bと連通している。また、燃料ガス供給流路形成部235及び燃料ガス排出流路形成部236の他端は、それぞれ、アノード対向プレート22に形成された燃料ガス供給孔225及び燃料ガス排出孔226と連通している。同様にして、酸化剤ガス供給流路形成部237及び酸化剤ガス排出流路形成部238の他端は、それぞれ、カソード対向プレート24に形成された酸化剤ガス供給孔245及び酸化剤ガス排出孔246に連通している。   Further, the intermediate plate 23 has a plurality of long holes, which are a fuel gas supply flow path forming part 235, a fuel gas discharge flow path forming part 236, an oxidant gas supply flow path forming part 237, and an oxidant gas discharge flow path forming part. 238. One end of each of these flow path forming portions 235 to 238 communicates with each of the manifold forming portions 231a, 231b, 232a, and 232b. Further, the other ends of the fuel gas supply flow path forming part 235 and the fuel gas discharge flow path forming part 236 communicate with the fuel gas supply hole 225 and the fuel gas discharge hole 226 formed in the anode facing plate 22, respectively. . Similarly, the other ends of the oxidant gas supply channel forming part 237 and the oxidant gas discharge channel forming part 238 are respectively connected to the oxidant gas supply hole 245 and the oxidant gas discharge hole formed in the cathode facing plate 24. 246.

また、中間プレート23は、中間プレートを縦断する長孔の冷却媒体流路形成部239を複数個有している。そして、上述した中間プレート23における各流路形成部235〜239は、中間プレート23を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。   In addition, the intermediate plate 23 has a plurality of long hole cooling medium flow path forming portions 239 that vertically cut the intermediate plate. And each flow path formation part 235-239 in the intermediate | middle plate 23 mentioned above is formed as a penetration part which penetrates the intermediate | middle plate 23 in thickness direction.

以上説明した各プレート22,23,24は、いずれもチタン製の薄板に上述した各貫通部を形成することにより製作されている。従って、各プレート22,23,24は、いずれも表裏対称の構造となっている。そして、各プレート22,23,24は、互いに所定の溶接ラインに沿って溶接されて接合されている。なお、各プレート22,23,24として、チタン製の薄板に代えて、例えば、チタン合金やステンレス製の薄板の表面に腐食防止のためのメッキを施したもの等、金属製の薄板を用いてもよい。   Each of the plates 22, 23, and 24 described above is manufactured by forming the above-described through portions in a titanium thin plate. Accordingly, each of the plates 22, 23, and 24 has a symmetrical structure. The plates 22, 23, and 24 are welded and joined together along a predetermined welding line. As each of the plates 22, 23, and 24, instead of a titanium thin plate, for example, a metal thin plate such as a titanium alloy or a stainless steel thin plate surface plated to prevent corrosion is used. Also good.

一方、シール一体型MEA21は、MEA部50と、MEA部50を囲むシール部51と、を備えている。これらのうち、シール部51はシリコンゴムから成る。また、シール部51は、上述したアノード対向プレート22及びカソード対向プレート24と同じ位置に、燃料ガス供給マニホールド形成部211a,燃料ガス排出マニホールド形成部211b,酸化剤ガス供給マニホールド形成部212a,酸化剤ガス排出マニホールド形成部212b,冷却媒体供給マニホールド形成部213a,冷却媒体排出マニホールド形成部213bを有している。なお、このシール一体型MEA21は、後述するMEA部50における電極方向(アノード電極側又はカソード電極側)以外は、表裏対称の構造となっている。また、前述のシール部51は、シリコンゴムに代えて、ブチルゴムやフッ素ゴム等の他の樹脂材料を用いて構成するようにしてもよい。   On the other hand, the seal-integrated MEA 21 includes an MEA portion 50 and a seal portion 51 that surrounds the MEA portion 50. Of these, the seal portion 51 is made of silicon rubber. Further, the seal portion 51 is disposed at the same position as the anode facing plate 22 and the cathode facing plate 24 described above, at a fuel gas supply manifold forming portion 211a, a fuel gas discharge manifold forming portion 211b, an oxidant gas supply manifold forming portion 212a, and an oxidant. A gas discharge manifold forming portion 212b, a cooling medium supply manifold forming portion 213a, and a cooling medium discharge manifold forming portion 213b are provided. The seal-integrated MEA 21 has a symmetrical structure except for the electrode direction (the anode electrode side or the cathode electrode side) in the MEA portion 50 described later. Further, the sealing portion 51 described above may be configured using other resin materials such as butyl rubber and fluoro rubber instead of silicon rubber.

これらの各マニホールド形成部211a,211b,212a,212b,213a,213bは、シール一体型MEA21(シール部51)を厚さ方向に貫通する貫通部として形成されている。さらに、シール部51は、後述するシールライン(図示省略)を有している。このシールラインについては後述する。   Each of these manifold forming portions 211a, 211b, 212a, 212b, 213a, and 213b is formed as a through portion that penetrates the seal-integrated MEA 21 (seal portion 51) in the thickness direction. Furthermore, the seal part 51 has a seal line (not shown) to be described later. This seal line will be described later.

図3は、図2のシール一体型MEA21及びセパレータ25を積層した状態での、図2に示すA−A断面を示す断面図である。図3に示すように、シール一体型MEA21においてMEA部50は、電解質膜21c,アノード電極側拡散層21a,カソード電極側拡散層21bを備えている。なお、MEA部50は、その他に触媒層から成るアノード電極及びカソード電極等を備えているが、説明の便宜上省略している。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the AA cross section shown in FIG. 2 in a state where the seal-integrated MEA 21 and the separator 25 shown in FIG. 2 are stacked. As shown in FIG. 3, in the seal-integrated MEA 21, the MEA unit 50 includes an electrolyte membrane 21c, an anode electrode side diffusion layer 21a, and a cathode electrode side diffusion layer 21b. The MEA unit 50 is further provided with an anode electrode and a cathode electrode made of a catalyst layer, but is omitted for convenience of explanation.

アノード電極側拡散層21aはセパレータ25との対向面に配置され、カソード電極側拡散層21bは、シール一体型MEA21の上方において隣接するセパレータ(図示省略)との対向面に配置されている。   The anode electrode side diffusion layer 21a is disposed on the surface facing the separator 25, and the cathode electrode side diffusion layer 21b is disposed on the surface facing the adjacent separator (not shown) above the seal-integrated MEA 21.

一方、シール一体型MEA21においてシール部51は、他の部分に比べて厚みを持たせるように形成された部分を備え、この部分の稜線としてシールラインを有している。このシールラインは、図3に示すようにセパレータ25に当接している。   On the other hand, in the seal-integrated MEA 21, the seal portion 51 includes a portion formed so as to have a thickness as compared with other portions, and has a seal line as a ridgeline of this portion. The seal line is in contact with the separator 25 as shown in FIG.

図3に示すように、燃料ガス供給マニホールド形成部211a,221a,231a,241aにより燃料供給マニホールドが、また、酸化剤ガス供給マニホールド212a,222a,232a,242aにより酸化剤ガス供給マニホールドが、それぞれ形成されている。   As shown in FIG. 3, a fuel supply manifold is formed by the fuel gas supply manifold forming portions 211a, 221a, 231a, and 241a, and an oxidant gas supply manifold is formed by the oxidant gas supply manifolds 212a, 222a, 232a, and 242a. Has been.

また、中間プレート23における貫通部である冷却媒体流路形成部239と、アノード対向プレート22と、カソード対向プレート24と、で囲まれた空間(以下、「冷却媒体流路」と呼ぶ。)が複数形成されている。   In addition, a space (hereinafter referred to as “cooling medium flow path”) surrounded by the cooling medium flow path forming portion 239 that is a through portion in the intermediate plate 23, the anode facing plate 22, and the cathode facing plate 24. A plurality are formed.

また、中間プレート23における貫通部である燃料ガス供給流路形成部235と、アノード対向プレート22と、カソード対向プレート24と、で囲まれた空間(以下、「燃料ガス供給流路」と呼ぶ。)が形成されている。この燃料ガス供給流路の一端は、燃料ガス供給孔225に連通し、他端は燃料ガス供給マニホールドに連通している。   Further, a space surrounded by the fuel gas supply flow path forming part 235, which is a through-hole in the intermediate plate 23, the anode facing plate 22 and the cathode facing plate 24 (hereinafter referred to as “fuel gas supply flow path”). ) Is formed. One end of the fuel gas supply channel communicates with the fuel gas supply hole 225, and the other end communicates with the fuel gas supply manifold.

同様にして、酸化剤ガス供給流路形成部237と、アノード対向プレート22と、カソード対向プレート24と、で囲まれた空間(以下、「酸化剤ガス供給流路」と呼ぶ。)が形成されている。この酸化剤ガス供給流路の一端は、酸化剤ガス供給孔245に連通し、他端は酸化剤ガス供給マニホールドに連通している。   Similarly, a space (hereinafter referred to as “oxidant gas supply flow path”) surrounded by the oxidant gas supply flow path forming portion 237, the anode facing plate 22 and the cathode facing plate 24 is formed. ing. One end of the oxidant gas supply channel communicates with the oxidant gas supply hole 245 and the other end communicates with the oxidant gas supply manifold.

図4は、図2のシール一体型MEA21及びセパレータ25を積層した状態での、図2に示すB−B断面を示す断面図である。図4に示すように、燃料ガス排出マニホールド形成部211b,221b,231b,241bにより燃料ガス排出マニホールドが、また、酸化剤ガス排出マニホールド形成部212b,222b,232b,242bにより酸化剤ガス排出マニホールドが、それぞれ形成されている。   4 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line B-B shown in FIG. 2 in a state where the seal-integrated MEA 21 and the separator 25 shown in FIG. 2 are stacked. As shown in FIG. 4, the fuel gas discharge manifold forming portions 211b, 221b, 231b, and 241b provide the fuel gas discharge manifold, and the oxidant gas discharge manifold forming portions 212b, 222b, 232b, and 242b provide the oxidant gas discharge manifold. , Each is formed.

また、中間プレート23における貫通部である燃料ガス排出流路形成部236と、アノード対向プレート22と、カソード対向プレート24と、で囲まれた空間(以下、「燃料ガス排出流路」と呼ぶ。)が形成されている。この燃料ガス排出流路の一端は、燃料ガス排出孔226に連通し、他端は燃料ガス排出マニホールドに連通している。   Further, a space surrounded by the fuel gas discharge flow path forming portion 236 that is a through portion in the intermediate plate 23, the anode facing plate 22, and the cathode facing plate 24 (hereinafter referred to as “fuel gas discharge flow path”). ) Is formed. One end of the fuel gas discharge channel communicates with the fuel gas discharge hole 226, and the other end communicates with the fuel gas discharge manifold.

同様にして、酸化剤ガス排出流路形成部238と、アノード対向プレート22と、カソード対向プレート24と、で囲まれた空間(以下、「酸化剤ガス排出流路」と呼ぶ。)が形成されている。この酸化剤ガス排出流路の一端は、酸化剤ガス排出孔246に連通し、他端は酸化剤ガス排出マニホールドに連通している。   Similarly, a space (hereinafter referred to as “oxidant gas discharge flow path”) surrounded by the oxidant gas discharge flow path forming portion 238, the anode facing plate 22 and the cathode facing plate 24 is formed. ing. One end of the oxidant gas discharge channel communicates with the oxidant gas discharge hole 246, and the other end communicates with the oxidant gas discharge manifold.

A2.燃料電池の動作:
燃料電池10に供給された燃料ガスとしての水素は、図3に示す燃料供給マニホールドを、図面上方から下方に流れる。一方、燃料電池10から排出される水素は、図4に示す燃料ガス排出マニホールドを図面下方から上方に流れる。
A2. Fuel cell operation:
Hydrogen as a fuel gas supplied to the fuel cell 10 flows from the upper side to the lower side of the fuel supply manifold shown in FIG. On the other hand, the hydrogen discharged from the fuel cell 10 flows from the lower side to the upper side of the fuel gas discharge manifold shown in FIG.

ここで、図3に示す中間プレート23において、燃料ガス供給マニホールド形成部231aを通過する水素の一部は、燃料ガス供給流路に流入し、燃料ガス供給孔225を通ってアノード対向プレート22に対向するシール一体型MEA21のアノード電極側拡散層21a(図示省略)に供給される。そして、この供給された水素は、発電部DA全体に亘って拡散し、アノード電極において電気化学反応に供される。   Here, in the intermediate plate 23 shown in FIG. 3, part of the hydrogen that passes through the fuel gas supply manifold forming portion 231 a flows into the fuel gas supply flow path and passes through the fuel gas supply hole 225 to the anode facing plate 22. It is supplied to the anode electrode side diffusion layer 21a (not shown) of the opposed seal-integrated MEA 21. The supplied hydrogen diffuses throughout the power generation unit DA and is subjected to an electrochemical reaction at the anode electrode.

電気化学反応後、水素は、図4に示すアノード対向プレート22の燃料ガス排出孔226を通って、燃料ガス排出流路に流入し、燃料ガス排出マニホールドを通って燃料電池10から排出される。   After the electrochemical reaction, hydrogen flows into the fuel gas discharge passage through the fuel gas discharge hole 226 of the anode facing plate 22 shown in FIG. 4 and is discharged from the fuel cell 10 through the fuel gas discharge manifold.

上述した水素とは逆に、燃料電池10供給された酸化剤ガスとしての空気は、図3に示す酸化剤ガス供給マニホールドを、図面下方から上方に流れる。一方、燃料電池10から排出される空気は、図4に示す酸化剤ガス排出マニホールドを図面上方から下方に流れる。   Contrary to the hydrogen described above, the air as the oxidant gas supplied to the fuel cell 10 flows through the oxidant gas supply manifold shown in FIG. On the other hand, the air discharged from the fuel cell 10 flows from the upper side to the lower side of the oxidant gas discharge manifold shown in FIG.

ここで、図3に示す中間プレート23において、酸化剤ガス供給マニホールド形成部232aを通過する空気の一部は、酸化剤ガス供給流路に流入し、酸化剤ガス供給孔245を通ってカソード対向プレート24に対向するシール一体型MEA(図示省略)のカソード電極側拡散層に供給される。そして、この供給された空気は、発電部全体に亘って拡散し、アノード電極において電気化学反応に供される。   Here, in the intermediate plate 23 shown in FIG. 3, a part of the air passing through the oxidant gas supply manifold forming portion 232a flows into the oxidant gas supply flow path, passes through the oxidant gas supply hole 245, and faces the cathode. It is supplied to the diffusion layer on the cathode electrode side of the seal-integrated MEA (not shown) facing the plate 24. The supplied air diffuses over the entire power generation unit and is subjected to an electrochemical reaction at the anode electrode.

電気化学反応後、空気は、図4に示すカソード対向プレート24の酸化剤ガス排出孔246を通って、酸化剤排出流路に流入し、酸化剤ガス排出マニホールドを通って燃料電池10から排出される。   After the electrochemical reaction, the air flows through the oxidant gas discharge hole 246 of the cathode facing plate 24 shown in FIG. 4 and flows into the oxidant discharge passage, and is discharged from the fuel cell 10 through the oxidant gas discharge manifold. The

燃料電池10に供給された冷却媒体としての水は、図2に示す冷却媒体供給マニホールド形成部213a,223a,243aを、この順序に通過しながら図面上方から下方に流れる。そして、中間プレート23において、水の一部は、冷却媒体流路形成部239の片端側(図面奥側)から、図3及び図4に示す冷却媒体流路に流入する。この流入した水は、冷却媒体流路を通って中間プレート23を縦断し、冷却媒体流路形成部239の他端側(図面手前側)から、カソード対向プレート24の冷却媒体排出マニホールド形成部243bに流れ、燃料電池10から排出される。   The water as the cooling medium supplied to the fuel cell 10 flows from the upper side to the lower side of the drawing while passing through the cooling medium supply manifold forming portions 213a, 223a, and 243a shown in FIG. In the intermediate plate 23, part of the water flows into the cooling medium flow path shown in FIGS. 3 and 4 from one end side (the back side of the drawing) of the cooling medium flow path forming portion 239. The inflowing water passes through the cooling medium flow path and passes through the intermediate plate 23, and from the other end side (front side of the drawing) of the cooling medium flow path forming portion 239, the cooling medium discharge manifold forming portion 243 b of the cathode facing plate 24. And discharged from the fuel cell 10.

A3.比較例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係:
次に、本発明の特徴部分であるシールライン及び溶接ラインの位置関係を説明する前に、本実施例と対比するために、従来技術の比較例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係を説明する。
A3. Positional relationship between the seal line and the welding line in the comparative example:
Next, before describing the positional relationship between the seal line and the welding line, which is a characteristic part of the present invention, the positional relationship between the seal line and the welding line in the comparative example of the prior art will be described for comparison with the present embodiment. .

なお、以下の比較例における燃料電池の構成は、上述した実施例における燃料電池10の構成に対して、各プレート22,23,24間が接着剤を用いて所定のライン(以下、「接着ライン」と呼ぶ。)で接合されている点が異なる。なお、比較例における燃料電池の動作は、上述した実施例における動作と同じであるので説明を省略する。また、比較例の燃料電池において、上述した実施例の燃料電池10と同じ部分については、説明の便宜上、同じ符号を付して説明する。   In addition, the configuration of the fuel cell in the following comparative example is different from the configuration of the fuel cell 10 in the above-described embodiment in that a predetermined line (hereinafter referred to as an “adhesion line”) is used between the plates 22, 23, and 24 using an adhesive. The point of joining is different. Note that the operation of the fuel cell in the comparative example is the same as the operation in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted. Further, in the fuel cell of the comparative example, the same portions as those of the fuel cell 10 of the above-described embodiment will be described with the same reference numerals for convenience of explanation.

図5は、比較例における接着ラインを示す説明図である。なお、図4に示す2点鎖線は、中間プレート23のアノード対向プレート22と対向する面における接着ラインを示す。なお、中間プレート23の裏面(カソード対向プレート24と対向する面)にも同じ位置に接着ラインが配置されている。   FIG. 5 is an explanatory view showing an adhesive line in a comparative example. A two-dot chain line shown in FIG. 4 indicates an adhesion line on the surface of the intermediate plate 23 facing the anode facing plate 22. An adhesive line is also arranged at the same position on the back surface of the intermediate plate 23 (the surface facing the cathode facing plate 24).

図5に示すように、比較例における接着ラインは、接着ラインA1,A2,B1,B2,C1,C2から成る。これらのうち、接着ラインA1は、燃料ガス供給マニホールド形成部231a及び燃料ガス供給流路形成部235を囲んでいる。また同様にして、接着ラインA2は燃料ガス排出マニホールド形成部231b及び燃料ガス排出流路形成部236を、接着ラインB1は酸化剤ガス供給マニホールド形成部232a及び酸化剤ガス供給流路形成部237を、接着ラインB2は酸化剤ガス排出マニホールド形成部232b及び酸化剤ガス排出流路形成部238を、それぞれ囲んでいる。   As shown in FIG. 5, the adhesion line in the comparative example is composed of adhesion lines A1, A2, B1, B2, C1, and C2. Among these, the bonding line A1 surrounds the fuel gas supply manifold forming portion 231a and the fuel gas supply flow path forming portion 235. Similarly, the bonding line A2 includes the fuel gas discharge manifold formation portion 231b and the fuel gas discharge flow path formation portion 236, and the bonding line B1 includes the oxidant gas supply manifold formation portion 232a and the oxidant gas supply flow passage formation portion 237. The adhesive line B2 surrounds the oxidant gas discharge manifold forming part 232b and the oxidant gas discharge flow path forming part 238, respectively.

また、接着ラインC1は、複数の冷却媒体流路形成部239の一端を囲むようにして接着ラインA1及び接着ラインB1と接し、接着ラインC2は、複数の冷却媒体流路形成部239の他端を囲むようにして接着ラインA2及び接着ラインB2と接している。   The bonding line C1 is in contact with the bonding line A1 and the bonding line B1 so as to surround one end of the plurality of cooling medium flow path forming portions 239, and the bonding line C2 surrounds the other end of the plurality of cooling medium flow path forming portions 239. In this way, it is in contact with the bonding line A2 and the bonding line B2.

これらの接着ラインの効果として、例えば、接着ラインA1は、中間プレート23における燃料ガス供給マニホールド形成部231a及び燃料ガス供給流路形成部235からの水素の漏れを抑制する。さらに、この接着ラインA1は、燃料ガス供給マニホールド形成部231a及び燃料ガス供給流路形成部235に対向する、アノード対向プレート22における燃料ガス供給マニホールド形成部221a及び燃料ガス供給孔225からの水素の漏れを抑制する。   As an effect of these bonding lines, for example, the bonding line A <b> 1 suppresses hydrogen leakage from the fuel gas supply manifold forming portion 231 a and the fuel gas supply flow path forming portion 235 in the intermediate plate 23. Further, the adhesion line A1 is formed so that the hydrogen gas from the fuel gas supply manifold formation portion 221a and the fuel gas supply hole 225 in the anode facing plate 22 faces the fuel gas supply manifold formation portion 231a and the fuel gas supply flow path formation portion 235. Control leaks.

同様にして、接着ラインA2,B1,B2は、中間プレート23において、それぞれが囲む各マニホールド形成部231b,232a,232b及び各流路形成部236〜238からの、水素または空気の漏れを抑制する。さらに、これら接着ラインA2,B1,B2は、それぞれが囲むマニホールド形成部231b,232a,232b及び流路形成部236〜238に対向する、アノード対向プレート22におけるマニホールド形成部221b,222a,222b及び供給孔226からの水素または空気の漏れを抑制する。   Similarly, the bonding lines A2, B1, and B2 suppress leakage of hydrogen or air from the manifold forming portions 231b, 232a, and 232b and the flow path forming portions 236 to 238 that are surrounded by the intermediate plate 23, respectively. . Further, these adhesive lines A2, B1, B2 are respectively connected to the manifold forming portions 221b, 222a, 222b and the supply in the anode facing plate 22 facing the manifold forming portions 231b, 232a, 232b and the flow path forming portions 236 to 238 that are surrounded by them. The leakage of hydrogen or air from the hole 226 is suppressed.

また、接着ラインC1,C2は、接着ラインA1,A2,B1,B2と共に、これら接着ラインで囲まれる上述した冷却媒体流路からの水の漏れを抑制する。   In addition, the bonding lines C1 and C2, together with the bonding lines A1, A2, B1, and B2, suppress water leakage from the above-described cooling medium flow path surrounded by the bonding lines.

なお、図5に示す中間プレート23の裏面においても同じ位置に接着ラインが配置されているので、カソード対向プレート24においても同様にして、水素,空気,水の漏れを抑制する。   In addition, since the adhesion line is arrange | positioned in the same position also on the back surface of the intermediate | middle plate 23 shown in FIG. 5, leaking of hydrogen, air, and water is suppressed similarly also in the cathode opposing plate 24. FIG.

一方、シール一体型MEA21においても、前述の各マニホールド形成部211a,211b,212a,212b,213a,213bやMEA部50を流体が流れるので、これら各マニホールド形成部211a,211b,212a,212b,213a,213bやMEA部50から流体が漏れないようにする必要がある。そこで、シール一体型MEA21では、シール部51において、シールラインがセパレータ25に当接することにより、流体の漏れを抑制するように構成されている。   On the other hand, also in the seal-integrated MEA 21, fluid flows through the manifold forming portions 211a, 211b, 212a, 212b, 213a, 213b and the MEA portion 50, so that these manifold forming portions 211a, 211b, 212a, 212b, 213a. , 213b and the MEA section 50 need not be leaked. Therefore, the seal-integrated MEA 21 is configured to suppress fluid leakage by bringing the seal line into contact with the separator 25 in the seal portion 51.

図6は、比較例におけるシール一体型MEA21のシールラインを示す説明図である。図6に示す破線は、シール一体型MEA21のアノード対向プレート22と対向する面におけるシールラインを示す。なお、シール一体型MEA21の裏面(図示せざるカソード対向プレートと対向する面)にも同じ位置にシールラインが配置されている。   FIG. 6 is an explanatory view showing a seal line of the seal-integrated MEA 21 in the comparative example. The broken line shown in FIG. 6 shows the seal line in the surface facing the anode facing plate 22 of the seal-integrated MEA 21. A seal line is also arranged at the same position on the back surface of the seal-integrated MEA 21 (the surface facing a cathode facing plate (not shown)).

図6に示すように、比較例におけるシールラインは、シールラインM,X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2から成る。これらのうち、シールラインMは、MEA部50を囲んでいる。また同様にして、シールラインX1は燃料ガス供給マニホールド形成部211aを、シールラインX2は燃料ガス排出マニホールド形成部211bを、シールランY1は酸化剤ガス供給マニホールド形成部212aを、シールラインY2は酸化剤ガス排出マニホールド形成部212bを、シールラインZ1は冷却媒体供給マニホールド形成部213aを、シールラインZ2は冷却媒体排出マニホールド形成部213bを、それぞれ囲んでいる。   As shown in FIG. 6, the seal line in the comparative example is composed of seal lines M, X1, X2, Y1, Y2, Z1, and Z2. Among these, the seal line M surrounds the MEA unit 50. Similarly, the seal line X1 is the fuel gas supply manifold forming portion 211a, the seal line X2 is the fuel gas discharge manifold forming portion 211b, the seal run Y1 is the oxidant gas supply manifold forming portion 212a, and the seal line Y2 is the oxidant. The gas discharge manifold forming portion 212b, the seal line Z1 surrounds the cooling medium supply manifold forming portion 213a, and the seal line Z2 surrounds the cooling medium discharge manifold forming portion 213b.

これらのシールラインの効果として、例えば、シールラインX1は、シール一体型MEA21における燃料ガス供給マニホールド形成部211aからの水素の漏れを抑制する。さらに、このシールラインX1は、燃料ガス供給マニホールド形成部211aに対向する、アノード対向プレート22における燃料ガス供給マニホールド形成部221aからの水素の漏れを抑制する。   As an effect of these seal lines, for example, the seal line X1 suppresses the leakage of hydrogen from the fuel gas supply manifold forming portion 211a in the seal-integrated MEA 21. Further, the seal line X1 suppresses leakage of hydrogen from the fuel gas supply manifold forming portion 221a in the anode facing plate 22 facing the fuel gas supply manifold forming portion 211a.

同様にして、シールラインX2,Y1,Y2,Z1,Z2は、シール一体型MEA21において、それぞれが囲むマニホールド形成部211b,212a,212b,213a,213bからの、水素または空気または水の漏れを抑制する。さらに、これらシールラインX2,Y1,Y2,Z1,Z2は、それぞれが囲むマニホールド形成部211b,212a,212b,213a,213bに対向する、アノード対向プレート22におけるマニホールド形成部221b,222a,222b,223a,223bからの水素または空気または水の漏れを抑制する。   Similarly, the seal lines X2, Y1, Y2, Z1, and Z2 suppress leakage of hydrogen, air, or water from the manifold forming portions 211b, 212a, 212b, 213a, and 213b that are respectively surrounded by the seal-integrated MEA 21. To do. Further, these seal lines X2, Y1, Y2, Z1, and Z2 are respectively opposed to the manifold forming portions 211b, 212a, 212b, 213a, and 213b that are surrounded by the manifold forming portions 221b, 222a, 222b, and 223a in the anode facing plate 22. , 223b to suppress leakage of hydrogen, air or water.

また、シールラインMは、このシールラインMで囲まれたMEA部50から水素が漏れるのを防ぐ。さらに、対向するアノード対向プレート22における燃料ガス供給孔225及び燃料ガス排出孔226をいずれも囲むので、発電部DAに拡散された水素が、燃料電池10の外部へ漏れるのを抑制する。   Further, the seal line M prevents hydrogen from leaking from the MEA portion 50 surrounded by the seal line M. Further, since both the fuel gas supply hole 225 and the fuel gas discharge hole 226 in the anode facing plate 22 facing each other are surrounded, the hydrogen diffused in the power generation unit DA is prevented from leaking outside the fuel cell 10.

なお、図6に示すシール一体型MEA21の裏面において同じ位置にシールラインが配置されているので、カソード対向プレート(図示省略)において、上述したアノード対向プレート22の各部分に対応する部分から、水素,空気,水が漏れるのを抑制する。   Since the seal line is arranged at the same position on the back surface of the seal-integrated MEA 21 shown in FIG. 6, hydrogen is supplied from portions corresponding to the portions of the anode facing plate 22 described above in the cathode facing plate (not shown). , Suppresses leakage of air and water.

以上説明したように、比較例における燃料電池10は、上述した接着ラインにおいて各プレート22,23,24間が接着剤で接合することにより、また、前述のシールラインにおいてシール一体型MEA21とセパレータ25とが当接することにより、燃料電池10を流れる水素,空気,水の漏れを抑制している。   As described above, in the fuel cell 10 in the comparative example, the plates 22, 23, and 24 are joined with the adhesive in the above-described adhesion line, and the seal-integrated MEA 21 and the separator 25 in the above-described seal line. , The leakage of hydrogen, air and water flowing through the fuel cell 10 is suppressed.

ここで、上述した比較例において、セパレータの厚みを減らしたり、熱伝導率を向上させるために、接着剤に代えて、溶接によって各プレート22,23,24間を接合する場合について、以下説明する。なお、各プレート22,23,24間の溶接ラインは、図5に示す接着ラインと同じであり、シール一体型MEA21におけるシールラインは、図6に示すシールラインと同じである。   Here, in the comparative example described above, in order to reduce the thickness of the separator or improve the thermal conductivity, a case where the plates 22, 23 and 24 are joined by welding instead of the adhesive will be described below. . In addition, the welding line between each plate 22,23,24 is the same as the adhesion line shown in FIG. 5, and the seal line in seal-integrated MEA 21 is the same as the seal line shown in FIG.

各プレート22,23,24間を溶接により接合する場合、各プレート22,23,24を重ね合わせた上で、アノード対向プレート22の溶接面(中間プレート23と対向する面)とは反対側、すなわち、シール一体型MEA21と対向することとなる面(以下、「MEA対向面」と呼ぶ。)において、レーザ光を照射する。   When joining between each plate 22,23,24 by welding, after overlapping each plate 22,23,24, on the opposite side to the welding surface (surface facing the intermediate plate 23) of the anode facing plate 22, That is, laser light is irradiated on a surface (hereinafter referred to as “MEA facing surface”) that faces the seal-integrated MEA 21.

このとき、このレーザ光は、このMEA対向面に対して溶接ラインを射影して得られるライン(以下、「対応ライン」と呼ぶ。)に沿って照射される。その結果、溶接面において、溶接ラインで金属が融解/凝固してアノード対向プレート22と中間プレート23とが接合する。同様にして、カソード対向プレート24のMEA対応面において、対応ラインに沿ってレーザ光が照射されてカソード対向プレート24と中間プレート23とが溶接ラインで接合する。   At this time, the laser light is irradiated along a line obtained by projecting a welding line onto the MEA facing surface (hereinafter referred to as “corresponding line”). As a result, the metal is melted / solidified in the welding line on the welding surface, and the anode facing plate 22 and the intermediate plate 23 are joined. Similarly, on the MEA-corresponding surface of the cathode facing plate 24, laser light is irradiated along the corresponding line, and the cathode facing plate 24 and the intermediate plate 23 are joined by the welding line.

図7は、各プレート22,23,24間を溶接により接合する場合の、比較例における対応ラインを示す説明図である。なお、図7に示す2点鎖線は、各プレートを重ね合わせて溶接した後のアノード対向プレート22のMEA対向面における対応ラインを示す。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing corresponding lines in the comparative example when the plates 22, 23, 24 are joined by welding. In addition, the dashed-two dotted line shown in FIG. 7 shows the corresponding line in the MEA opposing surface of the anode opposing plate 22 after overlapping and welding each plate.

図7に示すように、各プレート22,23,24間を溶接により接合する場合の、比較例における対応ラインは、図5に示す接着ライン(溶接ライン)と同じ位置となる。以下、図5に示す溶接ラインA1,A2,B1,B2,C1,C2に、それぞれ対応する対応ラインを、対応ラインA11,A21,B11,B21,C11,C21と呼ぶ。なお、カソード対向プレート24側における対応ラインも同じ位置となる。   As shown in FIG. 7, the corresponding line in the comparative example when the plates 22, 23, 24 are joined by welding is at the same position as the bonding line (welding line) shown in FIG. 5. Hereinafter, the corresponding lines respectively corresponding to the welding lines A1, A2, B1, B2, C1, and C2 shown in FIG. 5 are referred to as corresponding lines A11, A21, B11, B21, C11, and C21. The corresponding line on the cathode facing plate 24 side is also at the same position.

そして、これらの対応ラインにおいて、アノード対向プレート22のMEA対向面は、レーザ光の熱により歪みや反りが生じて変形する。このように、対応ラインにおいて変形したアノード対向プレート22とシール一体型MEA21とが重ねられると、シールライン及び溶接ラインの位置関係により水素の漏れが生じるおそれがある。   In these corresponding lines, the MEA facing surface of the anode facing plate 22 is deformed due to distortion or warpage caused by the heat of the laser light. As described above, when the anode facing plate 22 deformed in the corresponding line and the seal-integrated MEA 21 are overlapped, hydrogen may leak due to the positional relationship between the seal line and the welding line.

図8は、各プレート22,23,24間を溶接により接合する場合の、比較例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係を示す説明図である。図8において、破線は、アノード対向プレート22のMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるライン(すなわち、積層された場合にシールラインが当接することになるライン)を示す。また、2点鎖線は、アノード対向プレート22のMEA対向面に対して溶接ラインを射影して得られるライン(すなわち対応ライン)を示す。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the seal line and the welding line in the comparative example when the plates 22, 23, 24 are joined together by welding. In FIG. 8, a broken line indicates a line obtained by projecting a seal line to the MEA facing surface of the anode facing plate 22 (that is, a line on which the seal line comes into contact when stacked). A two-dot chain line indicates a line obtained by projecting a welding line to the MEA facing surface of the anode facing plate 22 (that is, a corresponding line).

図8に示すように、シールライン及び溶接ラインの位置関係が、アノード対向プレート22のMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるラインと、アノード対向プレート22のMEA対向面に対して溶接ラインを射影して得られるラインと、が重なる部分があるような位置関係である場合には、シールラインと対応ラインとが重なる部分(以下、「重なり部分」と呼ぶ。)が生じることとなる。   As shown in FIG. 8, the positional relationship between the seal line and the welding line is obtained by projecting the seal line onto the MEA facing surface of the anode facing plate 22 and the MEA facing surface of the anode facing plate 22. When the positional relationship is such that there is a portion where the line obtained by projecting the welding line overlaps, a portion where the seal line and the corresponding line overlap (hereinafter referred to as “overlap portion”) occurs. Become.

具体的には、図8に示すように、シールラインM及び対応ラインA11は、重なり部分q1,q5において、シールラインM及び対応ラインB11は重なり部分q2,q6において、シールラインM及び対応ラインB21は重なり部分q3,q5において、シールラインM及び対応ラインA21は重なり部分q4,q6において、それぞれ重なることとなる。   Specifically, as shown in FIG. 8, the seal line M and the corresponding line A11 are in the overlapping portions q1 and q5, and the seal line M and the corresponding line B11 are in the overlapping portions q2 and q6. In the overlapping portions q3 and q5, the seal line M and the corresponding line A21 overlap in the overlapping portions q4 and q6, respectively.

そして、シールライン及び溶接ラインが前述のような位置関係にある場合には、重なり部分q1〜q6から水素が漏れることになる。かかる水素の漏れについて、重なり部分q5を例として、図9を用いて説明する。   And when a seal line and a welding line are in the above positional relationship, hydrogen will leak from the overlapping parts q1-q6. Such hydrogen leakage will be described with reference to FIG. 9, taking the overlapping portion q5 as an example.

図9は、図8におけるL−L断面の一部を示す断面図である。図9において、点P1,P2及び重なり部分q5は、それぞれ、図8に示す点P1,P2及び重なり部分q5と同じである。なお、L−L断面には、燃料ガス供給マニホールド,アノード対向プレート22における燃料ガス供給孔225,中間プレート23における燃料ガス供給流路形成部235は含まれないが、説明の便宜上、図示している。   9 is a cross-sectional view showing a part of the LL cross section in FIG. In FIG. 9, points P1 and P2 and overlapping portion q5 are the same as points P1 and P2 and overlapping portion q5 shown in FIG. 8, respectively. The LL cross section does not include the fuel gas supply manifold, the fuel gas supply hole 225 in the anode facing plate 22, and the fuel gas supply flow path forming portion 235 in the intermediate plate 23, but is illustrated for convenience of explanation. Yes.

点P1〜点P2の領域(ライン)は、図8に示すように、対応ラインA11及び対応ラインB21の一部であるので、図9に示すように、点P1〜点P2の領域において、アノード対向プレート22は、変形している。その結果、重なり部分q5では、シールラインMは、アノード対向プレート22に当接しなくなっている。   As shown in FIG. 8, the region (line) of the points P1 and P2 is a part of the corresponding line A11 and the corresponding line B21. Therefore, as shown in FIG. The counter plate 22 is deformed. As a result, the seal line M does not contact the anode facing plate 22 in the overlapping portion q5.

ここで、図9において太い実線で示すように、燃料電池10に供給される水素の一部は、中間プレート23において、燃料ガス供給マニホールド形成部231aから燃料ガス供給流路に流入し、燃料ガス供給孔225を通ってシール一体型MEA21のアノード電極側拡散層21aに供給される。このとき、重なり部分q5において、シールラインMがアノード対向プレート22に当接しなくなるため、アノード電極側拡散層21aに供給された水素の一部は、この部分からシールラインMの外側に漏れて燃料電池10の外部へと漏れることとなる。   Here, as shown by a thick solid line in FIG. 9, a part of the hydrogen supplied to the fuel cell 10 flows into the fuel gas supply flow path from the fuel gas supply manifold forming portion 231 a in the intermediate plate 23, and the fuel gas It is supplied to the anode electrode side diffusion layer 21 a of the seal-integrated MEA 21 through the supply hole 225. At this time, since the seal line M does not come into contact with the anode facing plate 22 in the overlapping portion q5, a part of the hydrogen supplied to the anode electrode side diffusion layer 21a leaks out of the seal line M from this portion. It will leak out of the battery 10.

なお、このような水素の漏れは、図9に示す重なり部分q5以外にも、重なり部分q1〜q4,q6においても発生することになる。さらに、カソード対向プレート24の対応ラインについても、重なり部分q1〜q6と同じ部分において対応ラインと重なることとなるため、上述した水素の漏れと同様に、これら重なり部分から空気が漏れることになる。   Such hydrogen leakage occurs not only in the overlapping portion q5 shown in FIG. 9 but also in the overlapping portions q1 to q4 and q6. Furthermore, since the corresponding lines of the cathode facing plate 24 also overlap with the corresponding lines in the same portions as the overlapping portions q1 to q6, air leaks from these overlapping portions in the same manner as the hydrogen leakage described above.

以上説明した比較例の燃料電池に対し、本実施例の燃料電池10は、前述の水素や空気の漏れを抑制しつつ、各プレート間を溶接により接合した構成となっている。以下、本発明の特徴部分である、シールライン及び溶接ラインの位置関係について説明する。   Compared to the fuel cell of the comparative example described above, the fuel cell 10 of the present embodiment has a configuration in which the plates are joined by welding while suppressing the leakage of hydrogen and air described above. Hereinafter, the positional relationship between the seal line and the welding line, which is a characteristic part of the present invention, will be described.

A4.本実施例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係:
図10は、本発明の一実施例としてのシール一体型MEA21におけるシールラインを示す説明図である。図10に示す破線は、シール一体型MEA21のアノード対向プレート22と対向する面におけるシールラインを示す。なお、シール一体型MEA21の裏面(図示せざるカソード対向プレートと対向する面)にも同じ位置にシールラインが配置されている。
A4. Positional relationship between seal line and welding line in this embodiment:
FIG. 10 is an explanatory view showing a seal line in the seal-integrated MEA 21 as an embodiment of the present invention. The broken line shown in FIG. 10 shows the seal line in the surface facing the anode facing plate 22 of the seal-integrated MEA 21. A seal line is also arranged at the same position on the back surface of the seal-integrated MEA 21 (the surface facing a cathode facing plate (not shown)).

図10に示すように、本実施例におけるシールラインは、シールラインN,X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2から成る。   As shown in FIG. 10, the seal line in the present embodiment is composed of seal lines N, X1, X2, Y1, Y2, Z1, and Z2.

図10に示すように、シール一体型MEA21におけるシールラインには、図6に示す比較例におけるシールラインMが含まれていない。しかしながら、シールラインNが、シール一体型MEA21の縁に近い部分において外周に沿って配置されているので、このシールラインNが、アノード対向プレート22における燃料ガス供給孔225及び燃料ガス排出孔226をいずれも囲むこととなる。その結果、MEA部50に供給され、アノード対向プレート22の発電部DAに亘って拡散された水素が、燃料電池の外部へ漏れるのを抑制することができる。   As shown in FIG. 10, the seal line in the seal-integrated MEA 21 does not include the seal line M in the comparative example shown in FIG. However, since the seal line N is disposed along the outer periphery in a portion near the edge of the seal-integrated MEA 21, the seal line N passes through the fuel gas supply hole 225 and the fuel gas discharge hole 226 in the anode facing plate 22. Both will be enclosed. As a result, hydrogen supplied to the MEA unit 50 and diffused over the power generation unit DA of the anode facing plate 22 can be prevented from leaking outside the fuel cell.

同様に、裏面においても、カソード対向プレート(図示省略)の酸化剤ガス供給孔及び酸化剤ガス排出孔をいずれも囲むこととなり、MEA部50に供給され、カソード対向プレートの発電部に亘って拡散された空気が、燃料電池の外部へ漏れるのを抑制することができる。   Similarly, also on the back surface, both the oxidant gas supply hole and the oxidant gas discharge hole of the cathode facing plate (not shown) are surrounded, supplied to the MEA unit 50, and diffused across the power generation unit of the cathode facing plate. It is possible to suppress the leaked air from leaking outside the fuel cell.

一方、本実施例における溶接ラインは、図5に示す比較例における溶接ライン(接着ライン)と同じであるものとする。従って、本実施例における対応ラインは、図7に示す比較例における対応ラインと同じとなる。   On the other hand, the welding line in a present Example shall be the same as the welding line (adhesion line) in the comparative example shown in FIG. Therefore, the corresponding line in the present embodiment is the same as the corresponding line in the comparative example shown in FIG.

図11は、本実施例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係を示す説明図である。図11において、破線は、アノード対向プレート22のMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるライン(すなわち、積層された場合にシールラインが当接することになるライン)を示す。また、2点鎖線は、アノード対向プレート22のMEA対向面に対して溶接ラインを射影して得られるライン(すなわち対応ライン)を示す。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the seal line and the welding line in the present embodiment. In FIG. 11, a broken line indicates a line obtained by projecting a seal line to the MEA facing surface of the anode facing plate 22 (that is, a line where the seal line abuts when stacked). A two-dot chain line indicates a line obtained by projecting a welding line to the MEA facing surface of the anode facing plate 22 (that is, a corresponding line).

なお、このアノード対向プレート22のMEA対向面は、請求項における射影面に相当する。   The MEA facing surface of the anode facing plate 22 corresponds to a projection surface in the claims.

図11に示すように、アノード対向プレート22のMEA対向面に対して、シールラインX1を射影して得られるラインは、対応ラインA11に囲まれた領域に包含されている。同様にして、アノード対向プレート22のMEA対向面に対して、シールラインX2,Y1,Y2を射影して得られるラインは、それぞれ、対応ラインA21,B11,B21に囲まれた領域に包含されている。また、アノード対向プレート22のMEA対向面に対して、シールラインZ1,Z2を射影して得られるラインは、対応ラインC11,C21及びA11,A21,B11,B21に囲まれた領域に包含されている。   As shown in FIG. 11, the line obtained by projecting the seal line X1 onto the MEA facing surface of the anode facing plate 22 is included in a region surrounded by the corresponding line A11. Similarly, the lines obtained by projecting the seal lines X2, Y1, and Y2 onto the MEA facing surface of the anode facing plate 22 are included in the regions surrounded by the corresponding lines A21, B11, and B21, respectively. Yes. Further, the lines obtained by projecting the seal lines Z1 and Z2 to the MEA facing surface of the anode facing plate 22 are included in a region surrounded by the corresponding lines C11 and C21 and A11, A21, B11 and B21. Yes.

さらに、全ての対応ラインが、アノード対向プレート22のMEA対向面に対してシールラインMを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されている。   Further, all the corresponding lines are included in a region surrounded by a line obtained by projecting the seal line M onto the MEA facing surface of the anode facing plate 22.

従って、アノード対向プレート22のMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるラインと対応ラインとの重なり部分が生じていない。   Therefore, there is no overlap between the line obtained by projecting the seal line on the MEA facing surface of the anode facing plate 22 and the corresponding line.

このように、本実施例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係は、アノード対向プレート22のMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるラインと、対向ライン(アノード対向プレート22のMEA対向面に対して溶接ラインを射影して得られるライン)と、が互いに重ならないような位置関係にある。   Thus, the positional relationship between the seal line and the welding line in the present embodiment is such that the line obtained by projecting the seal line onto the MEA facing surface of the anode facing plate 22 and the facing line (the MEA facing of the anode facing plate 22). And a line obtained by projecting the welding line to the surface) so that they do not overlap each other.

そして、シールライン及び溶接ラインがこのような位置関係にある場合には、シールラインは、変形部分である対応ライン以外の部分でアノード対向プレート22に当接するので、供給された水素が燃料電池の外部へ漏れるのを抑制することができる。   When the seal line and the welding line are in such a positional relationship, the seal line contacts the anode facing plate 22 at a portion other than the corresponding line that is a deformed portion, so that the supplied hydrogen is supplied to the fuel cell. Leakage to the outside can be suppressed.

カソード対向プレート(図示省略)についても同様に、カソード対向プレートのMEA対向面における対応ラインとシール一体型MEAのシールラインとは重ならないこととなる。従って、シールラインは、供給された空気が燃料電池の外部へ漏れるのを抑制することができる。   Similarly, for the cathode facing plate (not shown), the corresponding line on the MEA facing surface of the cathode facing plate and the seal line of the seal-integrated MEA do not overlap. Therefore, the seal line can suppress leakage of supplied air to the outside of the fuel cell.

このようにして、本実施例の燃料電池10では、各プレート22,23,24間を溶接により接合しつつも、水素,空気,水の漏れを抑制することができる。   Thus, in the fuel cell 10 of the present embodiment, leakage of hydrogen, air, and water can be suppressed while the plates 22, 23, and 24 are joined by welding.

A5.実施例の効果:
以上説明したように、本実施例の燃料電池では、シール一体型MEA21におけるシールライン及びアノード対向プレート22における溶接ラインの位置関係は、アノード対向プレートのMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるラインと、アノード対向プレートのMEA対向面に対して溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係としている。
A5. Effects of the embodiment:
As described above, in the fuel cell of the present embodiment, the positional relationship between the seal line in the seal-integrated MEA 21 and the weld line in the anode facing plate 22 is projected onto the MEA facing surface of the anode facing plate. The obtained line and the line obtained by projecting the welding line to the MEA facing surface of the anode facing plate are in a positional relationship such that they do not overlap each other.

それ故、シールラインは、溶接により変形した対応ラインとは重ならず、この対応ライン以外の部分において対向するプレートと当接することになる。その結果、対応ラインとシールラインとの重なりに起因する水素の漏れを抑制することができる。同様にして、カソード対向プレート24についても、溶接ラインとシールラインとの位置関係が同様な位置関係となり、対応ラインとシールラインとの重なりに起因する空気の漏れを抑制することができる。   Therefore, the seal line does not overlap with the corresponding line deformed by welding, and comes into contact with the opposing plate at a portion other than the corresponding line. As a result, hydrogen leakage due to the overlap between the corresponding line and the seal line can be suppressed. Similarly, with respect to the cathode facing plate 24, the positional relationship between the welding line and the seal line is similar, and air leakage due to the overlap between the corresponding line and the seal line can be suppressed.

また、シール一体型MEAは、シールラインとして、シール一体型MEAの縁に近い部分において外周に沿って配置されたシールラインNを両面に備えている。従って、アノード対向プレート22に対向する面におけるシールラインNは、アノード対向プレート22における燃料ガス供給孔225及び燃料ガス排出孔226をいずれも囲むこととなる。   In addition, the seal-integrated MEA includes a seal line N disposed on both sides as a seal line along the outer periphery in a portion near the edge of the seal-integrated MEA. Therefore, the seal line N on the surface facing the anode facing plate 22 surrounds both the fuel gas supply hole 225 and the fuel gas discharge hole 226 in the anode facing plate 22.

その結果、MEA部に供給され、アノード対向プレート22の発電部DAに亘って拡散された水素が、燃料電池の外部へ漏れるのを抑制することができる。同様にして、カソード対向プレートに対向する面におけるシールラインNは、カソード対向プレートにおける酸化剤ガス供給孔及び酸化剤ガス排出孔をいずれも囲むこととなるので、空気が燃料電池の外部に漏れるのを抑制することができる。   As a result, hydrogen supplied to the MEA unit and diffused over the power generation unit DA of the anode facing plate 22 can be prevented from leaking outside the fuel cell. Similarly, since the seal line N on the surface facing the cathode facing plate surrounds both the oxidant gas supply hole and the oxidant gas discharge hole in the cathode facing plate, air leaks to the outside of the fuel cell. Can be suppressed.

B.変形例:
なお、本発明は、前述の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
B. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible. .

B1.変形例1:
上述した実施例では、セパレータ25は、アノード対向プレート22,中間プレート23,カソード対向プレート24の合計3枚の金属プレートで構成されるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、2枚の金属プレートで構成されるもの、または、4枚以上の金属プレートで構成されるものであってもよい。複数の金属プレートを備え、各々の金属プレート間が溶接ラインで溶接される構成のセパレータであれば、本発明を適用することにより、このセパレータを備えた燃料電池において、燃料ガス,酸化剤ガス,冷却媒体が漏れるのを抑制することが可能となる。
B1. Modification 1:
In the embodiment described above, the separator 25 is composed of a total of three metal plates including the anode facing plate 22, the intermediate plate 23, and the cathode facing plate 24. However, the present invention is not limited to this. It may be composed of two metal plates, or may be composed of four or more metal plates. If the separator includes a plurality of metal plates, and each metal plate is welded by a welding line, by applying the present invention, in a fuel cell including the separator, a fuel gas, an oxidant gas, It is possible to suppress leakage of the cooling medium.

B2.変形例2:
上述した実施例におけるシール一体型MEA21において、シールラインは、図10に示す位置に配置されるものとしたが、これらの部分に加えて、従来におけるシールラインと同様に、MEA部50を囲む部分に配置するようにしてもよい。さらに、MEA部50を囲む部分の他にも、対向するプレートの対応ラインと重なる部分にも、加えて配置するようにしてもよい。
B2. Modification 2:
In the seal-integrated MEA 21 in the embodiment described above, the seal line is arranged at the position shown in FIG. 10, but in addition to these portions, a portion surrounding the MEA portion 50 as in the conventional seal line. You may make it arrange | position to. Further, in addition to the portion surrounding the MEA portion 50, it may be arranged in addition to the portion overlapping the corresponding line of the opposing plate.

これらの部分にシールラインを加えて配置した場合においても、図10に示すように、シール一体型MEAの縁に近い部分と、各マニホールド形成部211a,211b,212a,212b,213a,213bを囲む部分と、にシールラインが配置されているので、燃料ガス,酸化剤ガス,冷却媒体が漏れるのを防ぐことが可能となる。   Even when the seal lines are added to these portions, as shown in FIG. 10, the portions near the edge of the seal-integrated MEA and the manifold forming portions 211a, 211b, 212a, 212b, 213a, and 213b are surrounded. Since the seal line is arranged in the part, it is possible to prevent the fuel gas, the oxidant gas, and the cooling medium from leaking.

B3.変形例3:
上述した実施例におけるセパレータ25では、溶接ラインは、図4に示す部分に配置する構成であるものとしたが、図4に示す部分に加えて、他の部分に溶接ラインを配置する構成であっても構わない。このような構成であっても、溶接ライン及びシールラインの位置関係を、アノード対向プレートのMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるラインと、この面に対して溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係にすれば、シールライン及び対応ラインが互いに重ないようにすることが可能となる。その結果、燃料ガスの漏れを抑制することができる。
B3. Modification 3:
In the separator 25 in the embodiment described above, the welding line is configured to be disposed in the portion illustrated in FIG. 4. However, in addition to the portion illustrated in FIG. 4, the welding line is configured to be disposed in another portion. It doesn't matter. Even in such a configuration, the positional relationship between the welding line and the seal line is obtained by projecting the seal line onto the MEA facing surface of the anode facing plate and the welding line onto this surface. If the positional relationship is such that the obtained line does not overlap with each other, the seal line and the corresponding line can be prevented from overlapping each other. As a result, fuel gas leakage can be suppressed.

また、カソード対向プレートのMEA対向面においても同様にして、酸化剤ガスの漏れを抑制することができる。なお、このように他の部分にも溶接ラインを加えることにより、セパレータにおけるシール性を増すことができると共に、各プレート間の結合を強めることができる。   Similarly, leakage of the oxidant gas can be suppressed on the MEA facing surface of the cathode facing plate. In addition, by adding a welding line to other portions in this way, the sealing performance in the separator can be increased and the coupling between the plates can be strengthened.

B4.変形例4:
上述した実施例における燃料電池は、膜電極複合体として、シール一体型MEAを用いる構成であったが、シール一体型MEAに代えて、シール部とは別体のMEAを用いる構成であってもよい。例えば、上記特許文献1に記載されている燃料電池のように、セパレータとMEAとの間にシール部材を介装するようにして積層することにより、MEAとシール部材とが一体となるような構成とすればよい。この場合、このシール部材におけるシールラインを、上述した実施例におけるシール部のシールラインと同様な位置に配置するようにすればよい。
B4. Modification 4:
The fuel cell in the above-described embodiment is configured to use the seal-integrated MEA as the membrane electrode assembly. However, instead of the seal-integrated MEA, the fuel cell may be configured to use a separate MEA from the seal portion. Good. For example, like the fuel cell described in Patent Document 1, the MEA and the seal member are integrated by laminating the separator and the MEA so as to interpose the seal member. And it is sufficient. In this case, the seal line in the seal member may be arranged at the same position as the seal line of the seal portion in the above-described embodiment.

このような構成であっても、シール部材におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係を、アノード対向プレートのMEA対向面に対してシールラインを射影して得られるラインと、この面に対して溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係にすることができる。その結果、燃料ガスの漏れを抑制することができる。また、カソード対向プレートのMEA対向面においても同様にして、酸化剤ガスの漏れを抑制することができる。   Even in such a configuration, the positional relationship between the seal line and the weld line in the seal member is obtained by projecting the seal line to the MEA facing surface of the anode facing plate, and the weld line with respect to this surface. And the line obtained by projecting can be positioned so as not to overlap each other. As a result, fuel gas leakage can be suppressed. Similarly, leakage of the oxidant gas can be suppressed on the MEA facing surface of the cathode facing plate.

本発明の一実施例としての燃料電池の概要構成を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows schematic structure of the fuel cell as one Example of this invention. 図1における燃料電池モジュール20の詳細構成を示す分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a detailed configuration of the fuel cell module 20 in FIG. 1. 図2のシール一体型MEA21及びセパレータ25を積層した状態での、図2に示すA−A断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the AA cross section shown in FIG. 2 in the state which laminated | stacked the seal integrated MEA21 and separator 25 of FIG. 図2のシール一体型MEA21及びセパレータ25を積層した状態での、図2に示すB−B断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the BB cross section shown in FIG. 2 in the state which laminated | stacked the seal integrated MEA21 and separator 25 of FIG. 比較例における接着ラインを示す説明図。Explanatory drawing which shows the adhesion line in a comparative example. 比較例におけるシール一体型MEA21のシールラインを示す説明図。Explanatory drawing which shows the seal line of seal integrated MEA21 in a comparative example. 各プレート22,23,24間を溶接により接合する場合の、比較例における対応ラインを示す説明図。Explanatory drawing which shows the corresponding line in a comparative example in the case of joining between each plate 22,23,24 by welding. 各プレート22,23,24間を溶接により接合する場合の、比較例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the positional relationship of the seal line and welding line in a comparative example when joining between each plate 22,23,24 by welding. 図8におけるL−L断面の一部を示す断面図。Sectional drawing which shows a part of LL cross section in FIG. 本発明の一実施例としてのシール一体型MEA21におけるシールラインを示す説明図。Explanatory drawing which shows the seal line in the seal integrated MEA21 as one Example of this invention. 本実施例におけるシールライン及び溶接ラインの位置関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the positional relationship of the seal line and welding line in a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

10...燃料電池
20...燃料電池モジュール
30...エンドプレート
31...テンションプレート
32...ボルト
33...インシュレータ
34...ターミナル
210...水素タンク
220...シャットバルブ
230...調圧バルブ
240...循環ポンプ
250...配管
260...配管
310...エアポンプ
350...配管
360...配管
410...循環ポンプ
420...ラジエータ
450...配管
460...配管
21...シール一体型MEA
21a...アノード電極側拡散層
21b...カソード電極側拡散層
21c...電解質膜
22...アノード対向プレート
23...中間プレート
24...カソード対向プレート
25...セパレータ
211a,221a,231a,241a,...燃料ガス供給マニホールド形成部
211b,221b,231b,241b,...燃料ガス排出マニホールド形成部
212a,222a,232a,242a,...酸化剤ガス供給マニホールド形成部
212b,222b,232b,242b,...酸化剤ガス排出マニホールド形成部
213a,223a,243a...冷却媒体供給マニホールド
213b,223b,243b...冷却媒体排出マニホールド
225...燃料ガス供給孔
226...燃料ガス排出孔
DA...発電部
239...冷却媒体流路形成部
235...燃料ガス供給流路形成部
236...燃料ガス排出流路形成部
237...酸化剤ガス供給流路形成部
238...酸化剤ガス排出流路形成部
245...酸化剤ガス供給孔
246...酸化剤ガス排出孔
A1,A2,B1,B2,C1,C2...接着ライン
X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2,M,N...シールライン
A11,A21,B11,B21,C11,C21...対応ライン
P1,P2...点
q1〜q6...重なり部分
10 ... Fuel cell 20 ... Fuel cell module 30 ... End plate 31 ... Tension plate 32 ... Bolt 33 ... Insulator 34 ... Terminal 210 ... Hydrogen tank 220 ... Shut valve 230 ... Pressure control valve 240 ... Circulating pump 250 ... Piping 260 ... Piping 310 ... Air pump 350 ... Piping 360 ... Piping 410 ... Circulating pump 420 ... Radiator 450 ... Piping 460 ... Piping 21 ... Seal integrated MEA
21a ... Anode electrode side diffusion layer 21b ... Cathode electrode side diffusion layer 21c ... Electrolyte membrane 22 ... Anode facing plate 23 ... Intermediate plate 24 ... Cathode facing plate 25 ... Separator 211a , 221a, 231a, 241a, ... Fuel gas supply manifold formation part 211b, 221b, 231b, 241b, ... Fuel gas discharge manifold formation part 212a, 222a, 232a, 242a, ... Oxidant gas supply manifold formation Portions 212b, 222b, 232b, 242b,... Oxidant gas discharge manifold forming portions 213a, 223a, 243a ... Cooling medium supply manifold 213b, 223b, 243b ... Cooling medium discharge manifold 225 ... Fuel gas supply Hole 226 ... Fuel gas discharge hole DA ... Power generation part 239 ... Cooling medium flow path forming part 235 ... Fuel gas Supply channel formation unit 236 ... Fuel gas discharge channel formation unit 237 ... Oxidant gas supply channel formation unit 238 ... Oxidant gas discharge channel formation unit 245 ... Oxidant gas supply hole 246 ... Oxidant gas discharge holes A1, A2, B1, B2, C1, C2 ... Adhesion lines X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2, M, N ... Seal lines A11, A21, B11, B21, C11, C21 ... corresponding line P1, P2 ... point q1-q6 ... overlapping part

Claims (6)

セパレータと膜電極複合体とが交互に積層されると共に、前記セパレータの前記膜電極複合体と対向する面に当接するシール部を有する燃料電池であって、
前記セパレータは、複数の金属プレートを所定の溶接ラインに沿って溶接することにより構成されており、
前記シール部は、前記セパレータに当接することにより前記燃料電池に供給される所定の流体の漏れを抑制するように構成されたシールラインを有し、
前記シールライン及び前記所定の溶接ラインは、所定の位置関係となるように配置されており、
前記所定の位置関係は、前記セパレータ及び前記膜電極複合体の積層方向と直交する射影面に対し前記シールラインを射影して得られるラインと、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係であることを特徴とする燃料電池。
A separator and a membrane electrode assembly are alternately stacked, and a fuel cell having a seal portion in contact with a surface of the separator facing the membrane electrode assembly,
The separator is configured by welding a plurality of metal plates along a predetermined welding line,
The seal portion has a seal line configured to suppress leakage of a predetermined fluid supplied to the fuel cell by contacting the separator.
The seal line and the predetermined welding line are arranged to have a predetermined positional relationship,
The predetermined positional relationship is obtained by projecting the seal line to a projection surface orthogonal to the stacking direction of the separator and the membrane electrode assembly, and projecting the predetermined welding line to the projection surface. The fuel cell is characterized in that it is in a positional relationship such that the lines obtained in this way do not overlap each other.
請求項1に記載の燃料電池において、
前記複数の金属プレートは、
前記膜電極複合体の第1の電極との対向面を有する第1の電極対向プレートと、
前記膜電極複合体の第2の電極との対向面を有する第2の電極対向プレートと、
前記第1の電極対向プレート及び前記第2の電極対向プレートに挟持される中間プレートと、
であることを特徴する燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The plurality of metal plates are:
A first electrode facing plate having a surface facing the first electrode of the membrane electrode assembly;
A second electrode facing plate having a surface facing the second electrode of the membrane electrode assembly;
An intermediate plate sandwiched between the first electrode facing plate and the second electrode facing plate;
A fuel cell characterized by being.
請求項2に記載の燃料電池であって、さらに、
前記膜電極複合体と前記セパレータとを厚さ方向に連通する、前記流体の供給口と、
前記膜電極複合体と前記セパレータとを厚さ方向に連通する、前記流体の排出口と、
を備え、
前記中間プレートは、厚さ方向に貫通し、前記供給口と連通する供給流路形成部と、厚さ方向に貫通し、前記排出口と連通する排出流路形成部と、を有し、
前記第1の電極対向プレート及び前記第2の電極対向プレートは、それぞれ、前記供給口の一部を形成する第1の供給口形成部と、前記排出口の一部を形成する第1の排出口形成部と、厚さ方向に貫通し、前記供給流路形成部と連通する流体供給孔と、厚さ方向に貫通し、前記排出流路形成部と連通する流体排出孔と、を有し、
前記膜電極複合体は、前記供給口の一部を形成する第2の供給口形成部と、前記排出口の一部を形成する第2の排出口形成部と、を有し、
前記所定の溶接ラインは、前記第1の供給口形成部または前記第1の排出口形成部のうち、少なくともいずれか一方を囲むように配置され、
前記シールラインは、少なくとも、
前記第2の供給口形成部と前記第2の排出口形成部とを、それぞれ囲むように配置された第1のシールラインと、
当接する前記第1の電極プレート又は前記第2の電極プレートの有する、前記流体供給孔及び前記流体排出孔をいずれも囲むように配置された第2のシールラインと、
を有し、
前記所定の位置関係は、前記射影面に対し前記第1のシールラインを射影して得られるラインが、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されると共に、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインが、前記射影面に対し前記第2のシールラインを射影して得られるラインで囲まれた領域に包含されるような位置関係であることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 2, further comprising:
A fluid supply port for communicating the membrane electrode assembly and the separator in a thickness direction;
A fluid discharge port that communicates the membrane electrode assembly and the separator in a thickness direction; and
With
The intermediate plate has a supply flow passage forming portion that penetrates in the thickness direction and communicates with the supply port, and a discharge flow passage formation portion that penetrates in the thickness direction and communicates with the discharge port,
The first electrode facing plate and the second electrode facing plate include a first supply port forming portion that forms part of the supply port and a first exhaust that forms part of the discharge port, respectively. An outlet forming portion, a fluid supply hole penetrating in the thickness direction and communicating with the supply flow path forming portion, and a fluid discharge hole penetrating in the thickness direction and communicating with the discharge flow path forming portion. ,
The membrane electrode assembly includes a second supply port forming part that forms a part of the supply port, and a second discharge port forming part that forms a part of the discharge port,
The predetermined welding line is disposed so as to surround at least one of the first supply port forming portion or the first discharge port forming portion,
The seal line is at least
A first seal line disposed so as to surround the second supply port forming part and the second discharge port forming part,
A second seal line disposed so as to surround both the fluid supply hole and the fluid discharge hole of the first electrode plate or the second electrode plate that is in contact with each other;
Have
The predetermined positional relationship is such that a line obtained by projecting the first seal line onto the projection surface is surrounded by a line obtained by projecting the predetermined weld line onto the projection surface. And a line obtained by projecting the predetermined welding line onto the projection surface is contained in a region surrounded by a line obtained by projecting the second seal line onto the projection surface. A fuel cell having a positional relationship as described above.
請求項3に記載の燃料電池において、
前記第2のシールラインは、前記膜電極複合体の略縁部分において、前記膜電極複合体の外周に沿って配置されていることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 3, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the second seal line is disposed along an outer periphery of the membrane electrode assembly at a substantially edge portion of the membrane electrode assembly.
複数の金属プレートを所定の溶接ラインに沿って溶接することにより構成されたセパレータと交互に積層されることで、燃料電池を構成することが可能な膜電極複合体であって、
前記セパレータに当接することにより前記燃料電池に供給される所定の流体の漏れを抑制するように構成されたシールラインを有するシール部を備え、
前記シールラインの少なくとも一部は、前記膜電極複合体の略縁部分において、前記膜電極複合体の外周に沿って配置されていることを特徴とする膜電極複合体。
A membrane electrode assembly capable of constituting a fuel cell by alternately laminating with a separator constituted by welding a plurality of metal plates along a predetermined welding line,
A seal portion having a seal line configured to suppress leakage of a predetermined fluid supplied to the fuel cell by contacting the separator;
At least a part of the seal line is disposed along the outer periphery of the membrane electrode assembly at a substantially edge portion of the membrane electrode assembly.
複数の金属プレートを所定の溶接ラインに沿って溶接することにより構成されたセパレータと、前記セパレータに当接することにより燃料電池に供給される所定の流体の漏れを抑制するように構成されたシールラインが配置されたシール部を有する膜電極複合体と、を備える前記燃料電池を製造するための製造方法であって、
前記シールライン及び前記溶接ラインが所定の位置関係となるように、前記膜電極複合体と、前記セパレータと、を交互に積層する工程を備え、
前記所定の位置関係は、前記セパレータ及び前記膜電極複合体の積層方向と直交する射影面に対し前記シールラインを射影して得られるラインと、前記射影面に対し前記所定の溶接ラインを射影して得られるラインと、が互いに重ならないような位置関係であることを特徴とする燃料電池製造方法。
A separator configured by welding a plurality of metal plates along a predetermined welding line, and a seal line configured to suppress leakage of a predetermined fluid supplied to the fuel cell by contacting the separator. A membrane electrode assembly having a seal portion disposed, and a manufacturing method for manufacturing the fuel cell,
A step of alternately laminating the membrane electrode assembly and the separator so that the seal line and the welding line have a predetermined positional relationship;
The predetermined positional relationship is obtained by projecting the seal line to a projection surface orthogonal to the stacking direction of the separator and the membrane electrode assembly, and projecting the predetermined welding line to the projection surface. The fuel cell manufacturing method is characterized by being in a positional relationship such that the obtained line does not overlap with each other.
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