JP2008091104A - Plate for fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate for a fuel cell which is arranged so that gas leakage does not occur between neighboring reaction gas flow passages in tunnel like reaction gas flow passages formed by mounting a flat plate on the plate. <P>SOLUTION: By, for example, interposing a sheet material 13 serving as sealing means in a recessed part 6h installed at an anode side plate 6 corresponding to a shape of the flat plate 12, the flat plate 12 is mounted, and by covering an inlet region of a fuel introduction passage 6d, an inlet side manifold 6e, and fuel gas flow passages 6a, the tunnel like gas flow passages are formed. At this time, the upper face of the flat plate 12 is made to be flush with the upper face of the anode side plate 6. The sheet material 13 is formed into a double sided adhesive sheet, mounted together with the flat plate 12 by an adhesive means, and adhered closely to the upper faces of ribs 6i positioned between the respective fuel gas flow passages 6a. By this, at the inlet region of the fuel gas flow passages 6a, the gas leakage can be prevented from occurring between the fuel gas flow passages 6a neighboring under the flat plate 12, and a nearly uniform fuel gas becomes enabled to be supplied to a reaction part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池用プレートに係るもので、特にプレートに平板を取り付けて形成されたトンネル状のガス流路において、平板下での隣接するガス流路間で反応ガスのガスリークが生じないようにした燃料電池用プレートに関する。   The present invention relates to a plate for a fuel cell. In particular, in a tunnel-like gas flow path formed by attaching a flat plate to the plate, there is no reaction gas leak between adjacent gas flow paths under the flat plate. The present invention relates to a fuel cell plate.

固体高分子形燃料電池は、高分子電解質膜の片面にアノード電極、他面にカソード電極を設けて膜電極接合体(MEA)を形成し、この膜電極接合体をプレートで挟着して単セルを構成すると共に、多数の単セルを積層一体化することにより電池スタックを形成する。
又、前記2つのプレートは膜電極接合体に接する面にそれぞれ凹溝状のガス流路が設けられ、このうちアノード電極側のプレートのガス流路には燃料ガスが流通し、カソード電極側のプレートのガス流路には酸化剤ガスが流通する。そして、この燃料ガスと酸化剤ガスとが前記高分子電解質膜を介して電気化学的反応を生じることにより発電するように構成されている。
In a polymer electrolyte fuel cell, an anode electrode is provided on one side of a polymer electrolyte membrane and a cathode electrode is provided on the other side to form a membrane electrode assembly (MEA). A battery stack is formed by constituting a cell and stacking and integrating a large number of single cells.
The two plates are each provided with a groove-shaped gas flow path on the surface in contact with the membrane electrode assembly. Of these, fuel gas flows through the gas flow path of the plate on the anode electrode side, and on the cathode electrode side. Oxidant gas flows through the gas flow path of the plate. The fuel gas and the oxidant gas are configured to generate electric power by causing an electrochemical reaction through the polymer electrolyte membrane.

上記固体高分子形燃料電池においては、発電性能を高めるために反応ガス(燃料ガス及び酸化剤ガス)がプレートの各ガス流路を均一に流れるようにする必要がある。このため、複数のガス流路の入口領域に平板(ブリッジ板又はカバープレート等と称される)を橋渡し状態に取り付けてトンネル状のガス流路を形成し、このトンネル状のガス流路部分でガスケットが流路に落ち込むことを防止することにより、各ガス流路を流れる反応ガス量を平均化して反応部へ供給することが行われている。   In the polymer electrolyte fuel cell, it is necessary to allow the reaction gas (fuel gas and oxidant gas) to flow uniformly through the gas flow paths of the plate in order to improve the power generation performance. For this reason, a flat plate (referred to as a bridge plate or a cover plate) is attached to the inlet region of a plurality of gas passages in a bridging state to form a tunnel-like gas passage. By preventing the gasket from dropping into the flow path, the amount of reaction gas flowing through each gas flow path is averaged and supplied to the reaction section.

前記平板は、例えば特許文献1に開示されているように溶着又は接着手段により取り付けられている。又、平板を取り付けたトンネル状の流路領域から外部にガスリークしないように、平板の上に粘着剤を介して樹脂フィルムとゴムからなるガスケットを貼り付ける技術が開示されている。
特開2005−56584
The flat plate is attached by welding or bonding means as disclosed in Patent Document 1, for example. In addition, a technique is disclosed in which a gasket made of a resin film and rubber is attached to a flat plate via an adhesive so as not to leak gas from the tunnel-shaped flow path region to which the flat plate is attached.
JP 2005-56584 A

上記のような従来技術によると、セパレータにおける複数のガス流路領域の両側に溶着リブを設け、この溶着リブに平板を溶着してセパレータと平板(ブリッジ板)との間の隙間を埋めつつ、セパレータと平板とを一体化している。この場合、平板は両側部のみが溶着リブに溶着されているため、熱等の影響により当該平板の下面とガス流路間に位置するリブの上面との間に隙間が生じることがある。このような隙間が生じると、ガス流路を流れる反応ガスの一部が、隣接するガス流路にガスリークする現象が発生する。このため、トンネル状の各ガス流路を流れる反応ガスの流量が不均一となり、発電性能の低下を招くことになる。又、前記のように平板の上にガスケットを貼り付けても、トンネル状のガス流路領域における隣接ガス流路間のガスリークを防ぐことはできない。   According to the prior art as described above, welding ribs are provided on both sides of a plurality of gas flow path regions in the separator, and a flat plate is welded to the welding ribs to fill a gap between the separator and the flat plate (bridge plate), The separator and the flat plate are integrated. In this case, since both sides of the flat plate are welded to the welding rib, a gap may be generated between the lower surface of the flat plate and the upper surface of the rib located between the gas flow paths due to the influence of heat or the like. When such a gap is generated, a phenomenon occurs in which a part of the reaction gas flowing through the gas flow channel leaks into the adjacent gas flow channel. For this reason, the flow rate of the reaction gas flowing through each tunnel-like gas flow path becomes non-uniform, leading to a decrease in power generation performance. Moreover, even if a gasket is affixed on a flat plate as described above, it is not possible to prevent gas leakage between adjacent gas passages in the tunnel-like gas passage region.

本発明は、このような従来技術の難点を解消するために成されたものであり、プレートに平板を取り付けて形成したトンネル状の反応ガス流路において、平板下での隣接する反応ガス流路間でガスリークが生じないようにした燃料電池用プレートを提供することを目的とする。   The present invention was made in order to eliminate the disadvantages of the prior art, and in a tunnel-like reaction gas channel formed by attaching a flat plate to a plate, an adjacent reaction gas flow channel under a flat plate is provided. An object of the present invention is to provide a plate for a fuel cell in which no gas leak occurs between them.

上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、複数本並行に配設されたガス流路の端部に平板を取り付けてトンネル状のガス流路を形成した燃料電池用プレートにおいて、前記平板と当該平板により覆われるガス流路領域との間にシール手段を介在させ、このシール手段により前記各ガス流路内を流通する反応ガスの、平板下での隣接ガス流路へのガスリークを防止することを特徴とする。   As a means for achieving the above object, the invention of claim 1 is directed to a fuel cell plate in which a flat plate is attached to an end of a plurality of gas passages arranged in parallel to form a tunnel-like gas passage. In this case, a sealing means is interposed between the flat plate and the gas flow path region covered by the flat plate, and the reaction gas flowing through each gas flow path is transferred to the adjacent gas flow path under the flat plate by the sealing means. It is characterized by preventing gas leakage.

請求項2の発明は、請求項1の燃料電池用プレートにおいて、前記シール手段はシート材から構成され、このシート材を平板とガス流路間に位置する各リブの上面に密着したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell plate according to the first aspect, the sealing means is composed of a sheet material, and the sheet material is closely attached to the upper surface of each rib located between the flat plate and the gas flow path. And

請求項3の発明は、請求項2の燃料電池用プレートにおいて、前記シート材は、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)共重合体、スチレン−ブチレン−エチレン−スチレン(SEBS)共重合体等を主成分としたゴム、又はエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(HNBR)、シリコンゴム、フッ素ゴム等を主成分とし、粘着付与剤を配合した材料から成る両面接着シートであることを特徴とする。   The invention of claim 3 is the fuel cell plate according to claim 2, wherein the sheet material is a styrene-isoprene-styrene (SIS) copolymer, a styrene-butadiene-styrene (SBS) copolymer, or a styrene-butylene- Rubber with ethylene-styrene (SEBS) copolymer as the main component, or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), silicon rubber, fluorine rubber, etc. It is a double-sided adhesive sheet made of a material mixed with an agent.

請求項4の発明は、請求項2又は請求項3の燃料電池用プレートにおいて、前記ガス流路の全圧力損失のうち、平板下でのガス流路の圧力損失が30%以内であるとき、前記シート材による各ガス流路への突出による流路断面積の減少は、流路断面積の20%以下に抑えることを特徴とする。   In the fuel cell plate according to claim 2 or 3, when the pressure loss of the gas flow path under the flat plate is within 30% of the total pressure loss of the gas flow path, The reduction in the cross-sectional area of the flow path due to the projection of the sheet material into each gas flow path is suppressed to 20% or less of the cross-sectional area of the flow path.

上記請求項1の発明によれば、複数本並行に配設されたガス流路の端部に平板を取り付けてトンネル状のガス流路を形成する際に、平板とセパレータとの間にシール手段を介在させる構成であるから、トンネル状の各ガス流路間を確実にガスシールすることができる。これにより、トンネル状の各ガス流路を流通する反応ガスが、平板下での隣接するガス流路へガスリークするのを防ぎ、各ガス流路を流れる反応ガスの流量をほぼ均一とすることにより発電性能の低下を抑えることができる。   According to the first aspect of the invention, when a flat plate is attached to the end of a plurality of gas flow paths arranged in parallel to form a tunnel-like gas flow path, a sealing means is provided between the flat plate and the separator. Therefore, it is possible to securely seal between the tunnel-like gas flow paths. This prevents the reaction gas flowing through each tunnel-shaped gas flow path from leaking into the adjacent gas flow path under the flat plate, and makes the flow rate of the reaction gas flowing through each gas flow path substantially uniform. A decrease in power generation performance can be suppressed.

請求項2の発明によれば、前記シール手段はシート材から構成され、このシート材をガス流路間に位置する各リブの上面に密着するので、このシート材を介して平板と各ガス流路間に位置するリブとの間に隙間が生じることはない。これにより、トンネル状の各ガス流路を流通する反応ガスが、平板下での隣接するガス流路へガスリークするのを確実に防止することができる。   According to the invention of claim 2, the sealing means is composed of a sheet material, and the sheet material is in close contact with the upper surface of each rib located between the gas flow paths. There is no gap between the ribs located between the roads. Thereby, it is possible to reliably prevent the reaction gas flowing through each tunnel-like gas flow path from leaking into the adjacent gas flow path under the flat plate.

請求項3の発明によれば、前記シート材は、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)共重合体、スチレン−ブチレン−エチレン−スチレン(SEBS)共重合体等を主成分としたゴム、又はエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(HNBR)、シリコンゴム、フッ素ゴム等を主成分とし、粘着付与剤を配合した材料から成る両面接着シートで構成することができる。   According to the invention of claim 3, the sheet material is made of styrene-isoprene-styrene (SIS) copolymer, styrene-butadiene-styrene (SBS) copolymer, styrene-butylene-ethylene-styrene (SEBS) copolymer. Double-sided rubber consisting mainly of coalesce, etc., or made of a material that contains ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), silicon rubber, fluorine rubber, etc., and a tackifier. It can be composed of an adhesive sheet.

請求項4の発明によれば、前記ガス流路の全圧力損失のうち、平板下でのガス流路の圧力損失が30%以内である時、前記シート材による各ガス流路への突出による流路断面積の減少を流路断面積の20%以下に抑えることにより、トンネル状の各ガス流路を流通する反応ガスの流れを阻害することはない。   According to invention of Claim 4, when the pressure loss of the gas flow path under a flat plate is less than 30% among the total pressure loss of the said gas flow path, it is by the protrusion to each gas flow path by the said sheet | seat material. By suppressing the decrease in the cross-sectional area of the flow path to 20% or less of the cross-sectional area of the flow path, the flow of the reaction gas flowing through each tunnel-shaped gas flow path is not hindered.

次に、本発明に係る燃料電池用プレートの実施形態に付いて添付図面を参照しながら説明する。
図1は、燃料電池スタックの構成を示す概略分解断面図であり、この場合は単セルを3個積層するものを示している。本図において、単セル1は高分子電解質膜2の片面にアノード電極3、他面にカソード電極4を接合一体化してなる膜電極接合体5を、アノード側プレート6とカソード側プレート7とで挟着して成る構成になっている。
Next, an embodiment of a fuel cell plate according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic exploded cross-sectional view showing the configuration of a fuel cell stack. In this case, three unit cells are stacked. In this figure, a single cell 1 includes a membrane electrode assembly 5 formed by joining and integrating an anode electrode 3 on one side of a polymer electrolyte membrane 2 and a cathode electrode 4 on the other side, with an anode side plate 6 and a cathode side plate 7. It is configured to be sandwiched.

アノード側プレート6は、アノード電極3に接触する面側に燃料ガス流通用の複数本の凹溝状燃料ガス流路6aが並行して設けられ、アノード電極3に接触しない面側には冷却水流通用の複数本の凹溝状冷却水流路6bが並行して設けられている。複数本の凹溝状燃料ガス流路6aのうち、後記する平板12により覆われる入口領域の部分は、それぞれ他の領域部分に比して流路幅が若干狭く形成され、ノズル機能を持たせている。前記カソード側プレート7は、カソード電極4に接触する面側に酸化剤ガス流通用の複数本の凹溝状酸化剤ガス流路7aが並行して設けられ、カソード電極4に接触しない面側は平面7bに形成されている。カソード側プレート7における酸化剤ガス流路7aの入口領域部分も、流路幅を若干狭く形成してノズル機能を持たせている。   The anode side plate 6 is provided with a plurality of concave groove-like fuel gas flow paths 6a for flowing fuel gas in parallel on the surface side in contact with the anode electrode 3, and the cooling water flow on the surface side not in contact with the anode electrode 3 A plurality of common groove-shaped cooling water flow paths 6b are provided in parallel. Of the plurality of concave groove-like fuel gas flow paths 6a, the portions of the inlet region covered by the flat plate 12 to be described later are formed so that the flow channel width is slightly narrower than the other region portions, and the nozzle function is provided. ing. The cathode side plate 7 is provided with a plurality of concave groove-like oxidant gas flow paths 7a for flowing the oxidant gas in parallel on the surface side in contact with the cathode electrode 4, and the surface side not in contact with the cathode electrode 4 is It is formed on the flat surface 7b. The inlet region portion of the oxidant gas flow path 7a in the cathode side plate 7 is also formed with a slightly narrow flow path width to provide a nozzle function.

8は第1冷却プレートであり、カソード側プレート7の平面7bに接触する面側に冷却水流通用の複数本の凹溝状冷却水流路8aが並行して設けられ、カソード側プレート7の平面7bに接触しない面側は平面8bに形成されている。9は第2冷却プレートであり、前記アノード側プレート6における冷却水流路6bの形成面に接触する面側、及びその反対の面側はいずれも平面9a、9bに形成されている。   Reference numeral 8 denotes a first cooling plate, and a plurality of recessed groove-shaped cooling water flow paths 8a for circulating cooling water are provided in parallel on the surface side contacting the flat surface 7b of the cathode side plate 7, and the flat surface 7b of the cathode side plate 7 is provided. The surface side that does not contact is formed on the flat surface 8b. 9 is a 2nd cooling plate, The surface side which contacts the formation surface of the cooling water flow path 6b in the said anode side plate 6, and the opposite surface side are all formed in the planes 9a and 9b.

そして、図1に示すように3個の単セル1を間に挟んで両側に前記第1冷却プレート8と、第2冷却プレート9とを配置し、更に内面側に集電板10aを取り付けた第1締付板10と、内面側に集電板11aを取り付けた第2締付板11とを両側に配置して積層し、図示を省略した通しボルトとナットにより締め付け一体化することにより電池スタックが形成される。   Then, as shown in FIG. 1, the first cooling plate 8 and the second cooling plate 9 are arranged on both sides with three unit cells 1 interposed therebetween, and a current collector plate 10a is further attached to the inner surface side. The first clamping plate 10 and the second clamping plate 11 having the current collector plate 11a attached to the inner surface side are arranged and laminated on both sides, and are tightened and integrated with through bolts and nuts (not shown) to integrate the battery. A stack is formed.

図2は、前記アノード側プレート6の平面図であり、(a)は燃料ガス流路6aの形成されている面側、(b)は冷却水流路6bの形成されている面側をそれぞれ示している。本図(a)において、12は平板であり、燃料ガス流路6aの入口領域と、燃料供給用孔6cに連通して凹溝状に形成された燃料導入路6dと、この燃料導入口6dの出口及び複数の燃料ガス流路6aの入口に連通して凹溝状に形成された入口側マニホールド6eとを同時に覆うことができる形状に形成されている。尚、燃料導入路6dのほぼ前半部には、燃料供給用孔6cから供給される燃料ガスの流入量を規制する突条6fが、燃料導入路6dに沿って当該燃料導入路6dの中央部分に設けられ、入口側マニホールド6eのほぼ中央部分には、燃料導入路6dから入口側マニホールド6eに流入する燃料ガスを各燃料ガス流路6aの入口に分散させる突条6gが設けられている。   FIG. 2 is a plan view of the anode side plate 6, where (a) shows the surface side where the fuel gas flow path 6 a is formed, and (b) shows the surface side where the cooling water flow path 6 b is formed. ing. In this figure (a), 12 is a flat plate, the inlet area | region of the fuel gas flow path 6a, the fuel introduction path 6d formed in the shape of a concave groove connected to the fuel supply hole 6c, and this fuel introduction opening 6d It is formed in a shape that can simultaneously cover the outlet side manifold 6e that communicates with the outlets of the plurality of fuel gas passages 6a and is formed in a concave groove shape. Note that a protrusion 6f that regulates the inflow amount of the fuel gas supplied from the fuel supply hole 6c is provided in a substantially central portion of the fuel introduction path 6d along the fuel introduction path 6d in substantially the first half of the fuel introduction path 6d. In the substantially central portion of the inlet side manifold 6e, a protrusion 6g is provided for dispersing the fuel gas flowing into the inlet side manifold 6e from the fuel introduction path 6d to the inlets of the fuel gas flow paths 6a.

上記平板12は例えば薄い金属板又は樹脂板からなり、図3(b)のように平板12の形状に対応させてアノード側プレート6に設けた凹部6hに、シール手段であるシート材13を介在させて取り付ける。   The flat plate 12 is made of, for example, a thin metal plate or resin plate, and a sheet material 13 as a sealing means is interposed in a recess 6h provided in the anode side plate 6 corresponding to the shape of the flat plate 12 as shown in FIG. Let it attach.

シート材13は、例えばSIS共重合体、SBS共重合体、SEBS等を主成分としたゴムシート、又はエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(HNBR)、シリコンゴム、フッ素ゴム等の非接着シートを用いることもできるが、好ましくはSIS共重合体、SBS共重合体、SEBS等を主成分としたゴム、又はエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(HNBR)、シリコンゴム、フッ素ゴム等を主成分とし、粘着付与剤を配合した材料から成る両面接着シートとする。前記平板12下での隣接ガス流路へのガスリークを、両面接着シート材と、平板12下のガス流路面積以下の押圧面積である後記複数本の線状ガスケット(図6参照)とで防止するのに適するからである。   The sheet material 13 is, for example, a rubber sheet mainly composed of SIS copolymer, SBS copolymer, SEBS or the like, or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), silicon rubber, fluorine. Non-adhesive sheets such as rubber can also be used, but preferably rubber mainly composed of SIS copolymer, SBS copolymer, SEBS, etc., or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber A double-sided adhesive sheet made of a material in which (HNBR), silicon rubber, fluororubber or the like is a main component and a tackifier is blended. Gas leakage to the adjacent gas flow path under the flat plate 12 is prevented by a double-sided adhesive sheet material and a plurality of linear gaskets (see FIG. 6) which are described later and have a pressing area equal to or smaller than the gas flow path area under the flat plate 12. It is suitable for doing.

シート材13が両面接着シートである場合は、前記アノード側プレート6に設けた凹部6hに落とし込むと共に、その上に平板12を被せ、適度の圧力を掛けて平板12と共にアノード側プレート6に接着する。この時、平板12の上面とアノード側プレート6の上面とが面一となるようにする。   When the sheet material 13 is a double-sided adhesive sheet, the sheet material 13 is dropped into the recess 6h provided in the anode side plate 6 and is covered with the flat plate 12, and is applied to the anode side plate 6 together with the flat plate 12 by applying an appropriate pressure. . At this time, the upper surface of the flat plate 12 and the upper surface of the anode side plate 6 are made to be flush with each other.

この接着によって、シート材13の下面側は図3(b)のように各燃料ガス流路6a間に位置するリブ6iの上面にそれぞれ密着し、且つ凹部6hの外周部底面及び側面に密着する。これにより、各燃料ガス流路6aの入口領域を通過する燃料ガスが、平板12下での隣接する燃料ガス流路6aにガスリークするのを防止することができる。尚、プレート及び平板(シート材は不要)を、熱可塑性樹脂を主成分とする材料で形成し、当該平板を溶着手段によりプレートに取り付けて、ガスリークを防止したトンネル状のガス流路を構成することも可能である。熱可塑性樹脂としては、例えばポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリアミド、非結晶ポリエステル、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルファイド、液晶ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド等を挙げることができる。又、溶着手段としては、例えば熱板溶着、レーザー溶着、超音波溶着、赤外線溶着等を用いることができる。   By this bonding, the lower surface side of the sheet material 13 is in close contact with the upper surfaces of the ribs 6i located between the fuel gas flow paths 6a as shown in FIG. . Thereby, it is possible to prevent the fuel gas passing through the inlet region of each fuel gas passage 6a from leaking into the adjacent fuel gas passage 6a under the flat plate 12. In addition, a plate and a flat plate (sheet material is unnecessary) are formed of a material mainly composed of a thermoplastic resin, and the flat plate is attached to the plate by welding means to constitute a tunnel-like gas flow path that prevents gas leakage. It is also possible. Examples of the thermoplastic resin include polymethylpentene, polypropylene, polyolefin, polyamide, amorphous polyester, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, liquid crystal polyester, polyether ketone, polyether ether ketone, polysulfone, polyether sulfone, and polyetherimide. Can be mentioned. As the welding means, for example, hot plate welding, laser welding, ultrasonic welding, infrared welding, or the like can be used.

前記取り付け時の適度の加圧によって、シート材13の下面側のうち各燃料ガス流路6aに対向する部分が図4(b)のように各燃料ガス流路6a内にほぼ均一に突出する。このシート材13の突出量は、図4(a)のように燃料ガス流路6aの流路断面積Wの20%以下に抑える。ガス流路の全圧力損失のうち、平板下でのガス流路の圧力損失が30%以内である時、シート材13の突出量が20%を超えると、突出量のばらつきによる影響が大きくなるため、ガス流量を平均化して供給することが困難になる。ここでガス流路の全圧力損失のうち、平板下でのガス流路の圧力損失が30%である時、突出による流路断面積の減少が0%の場合の圧力損失Pを100とした場合、
=(平板下でのガス流路の圧力損失)+(その他部分でのガス流路の圧力損失)
=30+70
=100
平板下でのガス流路の突出による流路断面積の減少が20%生じた時の圧力損失Pは、
≒(平板下でのガス流路の圧力損失)+(その他部分でのガス流路の圧力損失)
≒30×{100/(100−20)}+70
≒117
大よそ17%圧力損失が上昇することになる。
圧力損失が17%上昇した時の、燃料電池の燃料利用率及び空気利用率を考えると、
通常の燃料利用率70%⇒圧力損失が17%上昇した場合70%×1.17=82%
通常の空気利用率50%⇒圧力損失が17%上昇した場合50%×1.17=59%
になり約10%の誤差が生じる。この約10%の振れは安定した発電上、限界の数値であるので突出量は20%に抑える必要がある。
Due to appropriate pressurization at the time of attachment, a portion of the lower surface side of the sheet material 13 that faces each fuel gas flow channel 6a protrudes substantially uniformly into each fuel gas flow channel 6a as shown in FIG. 4B. . The protruding amount of the sheet material 13 is suppressed to 20% or less of the flow path sectional area W of the fuel gas flow path 6a as shown in FIG. Of the total pressure loss of the gas flow path, when the pressure loss of the gas flow path under the flat plate is within 30%, if the protruding amount of the sheet material 13 exceeds 20%, the influence due to the variation of the protruding amount becomes large. For this reason, it is difficult to average and supply the gas flow rate. Here, out of the total pressure loss of the gas flow path, when the pressure loss of the gas flow path under the flat plate is 30%, the pressure loss P 0 when the decrease in the flow path cross-sectional area due to the protrusion is 0% is 100. if you did this,
P 0 = (pressure loss of gas flow path under flat plate) + (pressure loss of gas flow path in other part)
= 30 + 70
= 100
Pressure loss P 1 when the reduction of the flow path cross-sectional area by the projection of the gas flow passage under a flat plate occurs 20%,
P 1 ≈ (pressure loss of the gas flow path under the flat plate) + (pressure loss of the gas flow path at the other part)
≈30 × {100 / (100−20)} 2 +70
≒ 117
Approximately 17% pressure loss will increase.
Considering the fuel utilization rate and air utilization rate of the fuel cell when the pressure loss increases by 17%,
70% x 1.17 = 82% when the fuel loss is increased by 17%.
Normal air utilization 50% ⇒ If pressure loss increases 17% 50% x 1.17 = 59%
And an error of about 10% occurs. Since the fluctuation of about 10% is a limit value in terms of stable power generation, the protruding amount needs to be suppressed to 20%.

図2(a)において、各燃料ガス流路6aの入口領域から反応部へ供給される燃料ガスは、反応部において電気化学的反応に使用される。一部の燃料ガスは未反応のままアノード側プレート6の出口領域に形成された出口側マニホールド6jに流入すると共に、合流してその下の燃料導出路6kを通って燃料排出用孔6lに排出される。各燃料ガス流路6aの出口領域、出口側マニホールド6j及び燃料導出路6kを覆う平板14を前記と同様のシート材(図略)を介在させて取り付けることが、ガスリークの防止にとって好ましい。尚、出口側マニホールド6j及び燃料導出路6kにも、ガス整流用の突起6r及び突条6sがそれぞれ形成されている。   In FIG. 2A, the fuel gas supplied from the inlet region of each fuel gas channel 6a to the reaction unit is used for the electrochemical reaction in the reaction unit. A part of the fuel gas flows into the outlet side manifold 6j formed in the outlet region of the anode side plate 6 without being reacted, and joins and is discharged to the fuel discharge hole 6l through the fuel lead-out path 6k therebelow. Is done. It is preferable for preventing gas leakage that the flat plate 14 covering the outlet region of each fuel gas flow path 6a, the outlet side manifold 6j, and the fuel outlet path 6k is attached with the same sheet material (not shown) interposed therebetween. A gas rectifying protrusion 6r and a protrusion 6s are also formed on the outlet side manifold 6j and the fuel outlet path 6k, respectively.

又、アノード側プレート6の上部には酸化剤供給用孔6mと冷却水供給用孔6nが形成され、下部には酸化剤排出用孔6pと冷却水排出用孔6qが形成されている。   An oxidant supply hole 6m and a cooling water supply hole 6n are formed in the upper part of the anode side plate 6, and an oxidant discharge hole 6p and a cooling water discharge hole 6q are formed in the lower part.

図2(b)はアノード側プレート6の反対側の面を示す平面図であり、前記冷却水供給用孔6nから供給される冷却水を流通する前記複数の冷却水流路6bが並設されている。
そして、各冷却水流路6bを流れた冷却水は、前記冷却水排出用孔6qに排出される。
FIG. 2B is a plan view showing the surface on the opposite side of the anode side plate 6, in which the plurality of cooling water flow paths 6 b that circulate the cooling water supplied from the cooling water supply holes 6 n are arranged in parallel. Yes.
And the cooling water which flowed through each cooling water flow path 6b is discharged | emitted by the said cooling water discharge hole 6q.

図5は、前記カソード側プレート7の平面図であり、(a)酸化剤ガス流路7aの形成されている面側、(b)はその反対の平面7b側をそれぞれ示している。本図(a)において、15は平板であり、酸化剤ガス流路7aの入口領域と、酸化剤供給用孔7cに連通して凹溝状に形成された酸化剤導入路7dと、この酸化剤導入口7dの出口及び複数の酸化剤ガス流路7aの入口に連通して凹溝状に形成された入口側マニホールド7eとを同時に覆うことができる形状に形成されている。尚、酸化剤導入路7dのほぼ前半部には、酸化剤供給用孔7cから供給される酸化剤ガスの流入量を規制する複数の突条7fが、酸化剤導入路7dに沿って間隔をあけて並設され、入口側マニホールド7eのほぼ中央部分には、酸化剤導入路7dから入口側マニホールド7eに流入する酸化剤ガスを各酸化剤ガス流路7aの入口に分散させる突条7gが設けられている。   5A and 5B are plan views of the cathode side plate 7, wherein FIG. 5A shows the surface side where the oxidant gas flow path 7a is formed, and FIG. 5B shows the opposite plane 7b side. In this figure (a), 15 is a flat plate, the entrance area | region of the oxidant gas flow path 7a, the oxidant introduction path 7d formed in the shape of a concave groove communicating with the oxidant supply hole 7c, and this oxidation The inlet side manifold 7e that is communicated with the outlet of the agent introduction port 7d and the inlets of the plurality of oxidant gas flow paths 7a and that is formed in a concave groove shape can be covered at the same time. A plurality of ridges 7f that regulate the inflow amount of the oxidant gas supplied from the oxidant supply hole 7c are spaced substantially along the oxidant introduction path 7d in the almost first half of the oxidant introduction path 7d. A protrusion 7g that is arranged in parallel with each other and distributes the oxidant gas flowing into the inlet side manifold 7e from the oxidant introduction passage 7d to the inlets of the respective oxidant gas flow paths 7a at the substantially central portion of the inlet side manifold 7e. Is provided.

上記平板15は前記平板12、14と同様に薄い金属板又は樹脂板からなり、図示は省略したが平板15の形状に対応させてカソード側プレート7に設けた凹部に、シール手段である両面接着シートからなるシート材13を介在させて接着手段により取り付ける。この時、平板15の上面はカソード側プレート7の上面と面一となるようにする。   The flat plate 15 is made of a thin metal plate or resin plate similar to the flat plates 12 and 14, and although not shown, double-sided adhesive as a sealing means is attached to a recess provided in the cathode side plate 7 corresponding to the shape of the flat plate 15. A sheet material 13 made of a sheet is interposed and attached by an adhesive means. At this time, the upper surface of the flat plate 15 is flush with the upper surface of the cathode side plate 7.

前記と同様に、接着によってシート材13の下面側は各酸化剤ガス流路7a間に位置するリブの上面にそれぞれ密着し、且つ凹部の外周部底面及び側面に密着する。これにより、各酸化剤ガス流路7aの入口領域を通過する酸化剤ガスが、平板下での隣接する酸化剤ガス流路7aにガスリークするのを防止することができる。   Similarly to the above, the lower surface side of the sheet material 13 is brought into close contact with the upper surface of the rib located between the oxidant gas flow paths 7a, and in close contact with the bottom and side surfaces of the outer peripheral portion of the recess. Thereby, it is possible to prevent the oxidant gas passing through the inlet region of each oxidant gas flow path 7a from leaking into the adjacent oxidant gas flow path 7a under the flat plate.

この場合も、接着時の適度の加圧によって、シート材13の下面側のうち各酸化剤ガス流路7aに対向する部分が各酸化剤ガス流路7a内にほぼ均一に突出する。ガス流路の全圧力損失のうち、平板下でのガス流路の圧力損失が30%以内である時、シート材13の突出量は、酸化剤ガス流路7aの流路断面積の20%以下に抑える。シート材13の突出量が20%を超えると、突出量のばらつきによる影響が大きくなるため、ガス流量を平均化して供給することが困難になる。   Also in this case, the portion facing the oxidant gas flow paths 7a on the lower surface side of the sheet material 13 protrudes substantially uniformly into the oxidant gas flow paths 7a by moderate pressurization during bonding. When the pressure loss of the gas flow path under the flat plate is within 30% of the total pressure loss of the gas flow path, the protruding amount of the sheet material 13 is 20% of the cross-sectional area of the oxidant gas flow path 7a. Keep it below. When the protruding amount of the sheet material 13 exceeds 20%, the influence due to the variation in the protruding amount becomes large, so that it becomes difficult to average and supply the gas flow rate.

図5(a)において、各酸化剤ガス流路7aの入口領域から反応部へ供給される酸化剤ガスは、反応部において電気化学的反応に使用される。一部の酸化剤ガスは未反応のままカソード側プレート7の出口領域に形成された出口側マニホールド7hに流入すると共に、合流してその下の酸化剤導出路7iを通って酸化剤排出用孔7jに排出される。各酸化剤ガス流路7aの出口領域、出口側マニホールド7h及び酸化剤導出路7iを覆う平板16を前記と同様のシート材13を介在させて取り付けることが、ガスリークの防止にとって好ましい。   In FIG. 5A, the oxidant gas supplied from the inlet region of each oxidant gas flow path 7a to the reaction part is used for an electrochemical reaction in the reaction part. A part of the oxidant gas flows into an outlet side manifold 7h formed in the outlet region of the cathode side plate 7 without being reacted, and merges and passes through the oxidant outlet passage 7i below to oxidant discharge holes. 7j is discharged. It is preferable for preventing gas leakage that the flat plate 16 covering the outlet region of each oxidant gas flow path 7a, the outlet side manifold 7h, and the oxidant outlet path 7i is attached with the same sheet material 13 interposed therebetween.

又、カソード側プレート7の上部には燃料供給用孔7kと冷却水供給用孔7lが形成され、これらは前記アノード側プレート6の燃料供給用孔6cと冷却水供給用孔6nにそれぞれ位置が対応しており、下部には燃料排出用孔7mと冷却水排出用7nが形成され、これらは前記アノード側プレート6の燃料排出用孔6lと冷却水排出用孔6qにそれぞれ位置が対応している。   Further, a fuel supply hole 7k and a cooling water supply hole 7l are formed in the upper part of the cathode side plate 7, and these positions are respectively located in the fuel supply hole 6c and the cooling water supply hole 6n of the anode side plate 6. A fuel discharge hole 7m and a cooling water discharge 7n are formed in the lower part, and these positions correspond to the fuel discharge hole 6l and the cooling water discharge hole 6q of the anode side plate 6, respectively. Yes.

図5(b)はカソード側プレート7の反対側の面を示す平面図であり、この面は平面7bに形成されて前記第1冷却プレート8の冷却水流路8a面、又はアノード側プレート6の冷却水流路6b面が接面する。   FIG. 5B is a plan view showing an opposite surface of the cathode side plate 7, and this surface is formed on the plane 7 b and is the surface of the cooling water flow path 8 a of the first cooling plate 8 or the anode side plate 6. The surface of the cooling water channel 6b is in contact.

前記第2冷却プレート9は、前記のように両面とも平面9a、9bに形成され、一方の平面9aに対して前記アノード側プレート3の冷却水流路6b面が接面する。図示は省略したが、第1冷却プレート8及び第2冷却プレート9は、いずれも燃料供給用孔、燃料排出用孔、酸化剤供給用孔、酸化剤排出用孔、冷却水供給用孔及び冷却水排出用孔がそれぞれ前記アノード側プレート3及びカソード側プレート7の各孔に対応する位置に形成されている。又、これらの各孔は、前記第1の締付板10及び第2の締付板11においても同様に形成されている。これにより、電池スタックが形成されると、燃料供給用孔、燃料排出用孔、酸化剤供給用孔、酸化剤排出用孔、冷却水供給用孔及び冷却水排出用孔は、それぞれ電池スタックの積層方向に連結してトンネル状の流通孔が構成される。   As described above, both surfaces of the second cooling plate 9 are formed on the flat surfaces 9a and 9b, and the surface of the cooling water flow path 6b of the anode side plate 3 is in contact with one flat surface 9a. Although not shown, each of the first cooling plate 8 and the second cooling plate 9 includes a fuel supply hole, a fuel discharge hole, an oxidant supply hole, an oxidant discharge hole, a cooling water supply hole, and a cooling. Water discharge holes are formed at positions corresponding to the holes of the anode side plate 3 and the cathode side plate 7, respectively. These holes are also formed in the first fastening plate 10 and the second fastening plate 11 in the same manner. Thus, when the battery stack is formed, the fuel supply hole, the fuel discharge hole, the oxidant supply hole, the oxidant discharge hole, the cooling water supply hole, and the cooling water discharge hole are respectively provided in the battery stack. A tunnel-like flow hole is formed by connecting in the stacking direction.

電池スタックを構成する際に、各プレート間には反応ガス及び冷却水が電池スタックの外部に漏れ出ないようにするためガスケットを介在して締め付けられる。図6は、ガスケットの一例を示すもので、(a)は前記アノード側プレート6の燃料ガス流路6a面側に介在されるガスケット17、(b)はアノード側プレート6の冷却水流路6b面側に介在されるガスケット18を示している。   When the battery stack is configured, the gas is interposed between the plates so that the reaction gas and the cooling water do not leak out of the battery stack. 6A and 6B show an example of the gasket. FIG. 6A shows the gasket 17 interposed on the surface of the fuel gas flow path 6a of the anode side plate 6, and FIG. 6B shows the surface of the cooling water flow path 6b of the anode side plate 6. FIG. The gasket 18 interposed in the side is shown.

ガスケット17は、燃料供給用孔6c、平板12、14の外周輪郭部、燃料ガス流路6a、燃料排出用孔6l、酸化剤供給用孔6m、酸化剤排出用孔6p、冷却水供給用孔6n、冷却水排出用孔6qをそれぞれ取り囲むようにして設けられている。又、平板12、14の上面に位置させて複数の横線部17a、17bが設けられているため、これらの横線部17a、17bによって平板12、14が押圧される。これにより、薄い平板12、14に対する締め付け保持力を維持することができる。平板12下での隣接ガス流路へのガスリークを、両面接着シートと平板12下のガス流路面積以下の押圧面積である複数本の線状ガスケットである横線部17aにて防止することができる。   The gasket 17 includes a fuel supply hole 6c, outer peripheral contour portions of the flat plates 12 and 14, a fuel gas flow path 6a, a fuel discharge hole 61, an oxidant supply hole 6m, an oxidant discharge hole 6p, and a cooling water supply hole. 6n is provided so as to surround each of the cooling water discharge holes 6q. In addition, since a plurality of horizontal line portions 17a and 17b are provided on the upper surfaces of the flat plates 12 and 14, the flat plates 12 and 14 are pressed by these horizontal line portions 17a and 17b. Thereby, the clamping holding force with respect to the thin flat plates 12 and 14 can be maintained. Gas leakage to the adjacent gas flow path under the flat plate 12 can be prevented by the double-sided adhesive sheet and the horizontal line portions 17a that are a plurality of linear gaskets having a pressing area equal to or smaller than the gas flow path area under the flat plate 12. .

又、ガスケット18は、冷却水供給用孔6n、冷却水導入路、冷却水流路6b、冷却水出口側マニホールド、冷却水排出用孔6q、燃料供給用孔6c、燃料排出用孔6l、酸化剤供給用孔6m、酸化剤排出用孔6pそれぞれ取り囲むようにして設けられている。   The gasket 18 includes a cooling water supply hole 6n, a cooling water introduction path, a cooling water flow path 6b, a cooling water outlet side manifold, a cooling water discharge hole 6q, a fuel supply hole 6c, a fuel discharge hole 6l, and an oxidant. The supply hole 6m and the oxidant discharge hole 6p are provided so as to surround them.

ガスケット17、18は電池スタックを締め付けて形成する際に、位置ずれが生じないように予めアノード側プレート6の面にそれぞれ接着しておくことが好ましい。このうち、ガスケット18はアノード側プレート6の冷却水流路6b面側に接着しないで、図7に示すように冷却水流路6b面側に接面する前記アノード側プレート7の平面7b側、又は前記第2冷却プレート9の平面9a側に接着するようにしても良い。又、図1に示すように各プレートの間には、プレートの外周縁部に沿って突条のシール材19を介在させることが好ましい。   The gaskets 17 and 18 are preferably bonded to the surface of the anode side plate 6 in advance so as not to be displaced when the battery stack is tightened. Among them, the gasket 18 is not bonded to the surface of the cooling water flow path 6b of the anode side plate 6, but the flat surface 7b of the anode side plate 7 contacting the surface of the cooling water flow path 6b as shown in FIG. You may make it adhere | attach to the plane 9a side of the 2nd cooling plate 9. FIG. Moreover, as shown in FIG. 1, it is preferable to interpose the seal material 19 of a protrusion along the outer peripheral edge part of each plate between each plate.

本発明に係る燃料電池用プレートは上記のように構成され、これらのプレートを包含する電池スタックに反応ガスが供給され、各単セル1において電気化学的反応が生じて発電され、前記第1締付板10の集電板10a及び第2締付板11の集電板11aから直流電力を取り出すことができる。即ち、電池スタックに供給される反応ガスは各単セル1に分配供給され、燃料ガスは前記アノード側プレート6の燃料ガス流路6aを流通すると共に、酸化剤ガスはカソード側プレート7の酸化剤ガス流路7aを流通し、前記高分子電解質膜2を介して電気化学的反応により発電が行われる。又、電池スタックには冷却水が供給され、発電に伴う電池スタックの温度上昇を抑え、これにより電池スタックを適温に保持する。   The plate for a fuel cell according to the present invention is configured as described above. A reactive gas is supplied to a battery stack including these plates, and an electrochemical reaction occurs in each single cell 1 to generate electric power. DC power can be taken out from the current collecting plate 10 a of the attached plate 10 and the current collecting plate 11 a of the second fastening plate 11. That is, the reaction gas supplied to the battery stack is distributed and supplied to each single cell 1, the fuel gas flows through the fuel gas flow path 6 a of the anode side plate 6, and the oxidant gas is the oxidant of the cathode side plate 7. Electricity is generated by an electrochemical reaction through the gas passage 7a and through the polymer electrolyte membrane 2. In addition, cooling water is supplied to the battery stack to suppress an increase in the temperature of the battery stack accompanying power generation, thereby maintaining the battery stack at an appropriate temperature.

この発電において、アノード側プレート6の燃料ガス入口領域は、前記のようにシート材13及び平板12を取り付けることでトンネル状に形成され、シート材13が各燃料ガス流路6a間に位置するリブ6iの上面に密着固定されているため、隣接する燃料ガス流路6aにガスリークすることはない。これにより、各燃料ガス流路6aを流れる燃料ガス量を平均化することができる。又、燃料ガス入口領域は燃料ガス流路6aの開口断面積が狭小に形成されているため、ノズル機能によって燃料ガスの流れを速くする。これにより、燃料ガス入口領域から反応部に対して燃料ガスの供給をほぼ均一に且つ円滑に流すことができる。   In this power generation, the fuel gas inlet region of the anode side plate 6 is formed into a tunnel shape by attaching the sheet material 13 and the flat plate 12 as described above, and the sheet material 13 is a rib positioned between the fuel gas flow paths 6a. Since it is firmly fixed to the upper surface of 6i, no gas leaks into the adjacent fuel gas flow path 6a. Thereby, the fuel gas quantity which flows through each fuel gas flow path 6a can be averaged. Further, since the fuel gas inlet region is formed with a narrow opening cross-sectional area of the fuel gas flow path 6a, the flow of the fuel gas is accelerated by the nozzle function. As a result, the supply of the fuel gas from the fuel gas inlet region can flow almost uniformly and smoothly to the reaction section.

又、カソード側プレート7の酸化剤ガス入口領域も同様に、シート材13及び平板15を取り付けることでトンネル状に形成され、シート材が各酸化剤ガス流路7a間に位置するリブの上面に密着固定されているため、隣接する酸化剤ガス流路7aにガスリークすることはない。これにより、各酸化剤ガス流路7aを流れる酸化剤ガス量を平均化することができる。又、酸化剤ガス入口領域は酸化剤ガス流路7aの開口断面積が狭小に形成されているため、ノズル機能によって酸化剤ガスの流れを速くする。これにより、酸化剤ガス入口領域から反応部に対して酸化剤ガスの供給をほぼ均一に且つ円滑に流すことができる。   Similarly, the oxidant gas inlet region of the cathode side plate 7 is formed in a tunnel shape by attaching the sheet material 13 and the flat plate 15, and the sheet material is formed on the upper surface of the rib located between the oxidant gas flow paths 7a. Since they are tightly fixed, no gas leaks into the adjacent oxidant gas flow path 7a. Thereby, the amount of oxidant gas flowing through each oxidant gas flow path 7a can be averaged. Moreover, since the opening cross-sectional area of the oxidant gas flow path 7a is formed narrow in the oxidant gas inlet region, the flow of the oxidant gas is accelerated by the nozzle function. As a result, the supply of the oxidant gas from the oxidant gas inlet region can flow almost uniformly and smoothly to the reaction section.

このようにして、各単セル1での反応部には燃料ガス及び酸化剤ガスが均一に且つ円滑に供給されるため、発電性能の低下を抑えることが可能となる。   In this way, since the fuel gas and the oxidant gas are uniformly and smoothly supplied to the reaction section in each single cell 1, it is possible to suppress a decrease in power generation performance.

本発明は、燃料電池用プレートに適用することができ、この燃料電池用プレートを用いた燃料電池スタックを構成することで発電性能の優れた燃料電池を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a fuel cell plate, and a fuel cell excellent in power generation performance can be provided by configuring a fuel cell stack using the fuel cell plate.

燃料電池スタックの構成を示す概略分解断面図であり、この場合は単セルを3個積層するものを示している。1 is a schematic exploded cross-sectional view showing a configuration of a fuel cell stack, in which three single cells are stacked. 本発明に係る燃料電池用プレートの実施形態を示すアノード側プレートの平面図であり、(a)は燃料ガス流路の形成されている面側、(b)は冷却水流路の形成されている面側をそれぞれ示している。1 is a plan view of an anode side plate showing an embodiment of a fuel cell plate according to the present invention, wherein (a) is a surface side where a fuel gas flow path is formed, and (b) is a cooling water flow path formed. Each side is shown. (a)は図2における燃料ガス入口領域を拡大して示す概略平面図であり、(b)はそのA−A線に沿った概略断面図である。(A) is a schematic plan view which expands and shows the fuel gas inlet_port | entrance area | region in FIG. 2, (b) is a schematic sectional drawing along the AA line. (a)はシール材を接着する前の状態を示す概略断面図、(b)は平板と共にシール材を接着した後の状態を示す概略断面図である。(A) is a schematic sectional drawing which shows the state before adhering a sealing material, (b) is a schematic sectional drawing which shows the state after adhering a sealing material with a flat plate. 本発明に係る燃料電池用プレートの実施形態を示すカソード側プレートの平面図であり、(a)は酸化剤ガス流路の形成されている面側、(b)はその反対の平面側をそれぞれ示している。It is a top view of the cathode side plate which shows embodiment of the plate for fuel cells which concerns on this invention, (a) is the surface side in which the oxidant gas flow path is formed, (b) is the opposite plane side, respectively. Show. プレート間に介在させるガスケットの一例を示す平面図であり、(a)はアノード側プレートの燃料ガス流路面側に介在されるガスケット、(b)はアノード側プレートの冷却水流路面側に介在されるガスケットを示している。It is a top view which shows an example of the gasket interposed between plates, (a) is a gasket interposed in the fuel gas flow-path surface side of an anode side plate, (b) is interposed in the cooling water flow-path surface side of an anode side plate. The gasket is shown. プレート間に介在させるガスケットの他例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the gasket interposed between plates.

符号の説明Explanation of symbols

1 単セル
2 高分子電解質膜
3 アノード電極
4 カソード電極
5 膜電極接合体
6 アノード側プレート
6a 燃料ガス流路
6b 冷却水流路
7 カソード側プレート
7a 酸化剤ガス流路
7b 平面
8 第1冷却プレート
8a 冷却水流路
8b 平面
9 第2冷却プレート
10 第1締付板
10a 集電板
11 第2締付板
11a 集電板
12、14、15、16 平板
13 シート材
17、18 ガスケット
19 シール材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single cell 2 Polymer electrolyte membrane 3 Anode electrode 4 Cathode electrode 5 Membrane electrode assembly 6 Anode side plate 6a Fuel gas flow path 6b Cooling water flow path 7 Cathode side plate 7a Oxidant gas flow path 7b Plane 8 1st cooling plate 8a Cooling water flow path 8b Plane 9 Second cooling plate 10 First fastening plate 10a Current collecting plate 11 Second fastening plate 11a Current collecting plates 12, 14, 15, 16 Flat plate 13 Sheet material 17, 18 Gasket 19 Sealing material

Claims (4)

複数本並行に配設されたガス流路の端部に平板を取り付けてトンネル状のガス流路を形成した燃料電池用プレートにおいて、前記平板と当該平板により覆われるガス流路領域との間にシール手段を介在させ、このシール手段により前記各ガス流路内を流通する反応ガスの、平板下での隣接ガス流路へのガスリークを防止することを特徴とする燃料電池用プレート。   In a plate for a fuel cell in which a flat plate is attached to the end of a plurality of gas flow paths arranged in parallel to form a tunnel-shaped gas flow path, between the flat plate and the gas flow path region covered by the flat plate. A fuel cell plate characterized in that a sealing means is interposed, and gas leakage to the adjacent gas flow path under the flat plate of the reaction gas flowing through each gas flow path is prevented by the sealing means. 前記シール手段はシート材から構成され、このシート材を平板とガス流路間に位置する各リブの上面に密着したことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用プレート。   2. The fuel cell plate according to claim 1, wherein the sealing means is made of a sheet material, and the sheet material is closely attached to the upper surface of each rib located between the flat plate and the gas flow path. 前記シート材は、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)共重合体、スチレン−ブチレン−エチレン−スチレン(SEBS)共重合体等を主成分としたゴム、又はエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(HNBR)、シリコンゴム、フッ素ゴム等を主成分とし、粘着付与剤を配合した材料から成る両面接着シートであることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池用プレート。   The sheet material is a rubber mainly composed of a styrene-isoprene-styrene (SIS) copolymer, a styrene-butadiene-styrene (SBS) copolymer, a styrene-butylene-ethylene-styrene (SEBS) copolymer, Alternatively, it is a double-sided adhesive sheet made of a material mainly composed of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), silicon rubber, fluorine rubber, etc., and a tackifier. The fuel cell plate according to claim 2. 前記ガス流路の全圧力損失のうち、平板下でのガス流路の圧力損失が30%以内であるとき、前記シート材による各ガス流路への突出による流路断面積の減少は、流路断面積の20%以下に抑えることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の燃料電池用プレート。   When the pressure loss of the gas flow path under the flat plate is less than 30% of the total pressure loss of the gas flow path, the reduction of the flow path cross-sectional area due to the protrusion of the sheet material to each gas flow path is 4. The fuel cell plate according to claim 2, wherein the plate is suppressed to 20% or less of a road cross-sectional area.
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