JP2008210531A - Gasket, and fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池構成部品に関し、特に、気密性を向上するガスケットの構造に関する。 The present invention relates to a fuel cell component, and more particularly, to a gasket structure that improves airtightness.
燃料電池には、例えば、固体高分子型燃料電池がある。固体高分子型燃料電池は、電解質膜、電解質膜の両側に配置された1対の電極層(アノード、カソード)、電極層の両側に配置された多孔質のガス拡散層、および、電解質膜、電極層を狭持するセパレータを有するセルを複数積層して構成されている。燃料ガスや酸化ガスなどの燃料電池の発電に用いられる反応ガスは、セパレータを積層することにより燃料電池内部に形成されるマニホールドを流れ、ガス拡散層を介して膜電極接合体へ供給される。このような燃料電池において、セパレータ間の、膜電極接合体および拡散層の外周にガスケットを配置して、膜電極接合体およびガス拡散層からの反応ガスの、セパレータとガスケットの境界面からの漏洩を抑制している。 Examples of the fuel cell include a polymer electrolyte fuel cell. The polymer electrolyte fuel cell includes an electrolyte membrane, a pair of electrode layers (anode, cathode) disposed on both sides of the electrolyte membrane, a porous gas diffusion layer disposed on both sides of the electrode layer, and an electrolyte membrane. A plurality of cells each having a separator for sandwiching an electrode layer are stacked. A reactive gas used for power generation of a fuel cell, such as a fuel gas or an oxidizing gas, flows through a manifold formed inside the fuel cell by stacking separators, and is supplied to the membrane electrode assembly through the gas diffusion layer. In such a fuel cell, a gasket is disposed on the outer periphery of the membrane electrode assembly and the diffusion layer between the separators, and the reaction gas from the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer leaks from the interface between the separator and the gasket. Is suppressed.
ガスケットは、例えば、樹脂により形成され、外部からの圧力を受けてセパレータに粘着して、ガスケットとセパレータ間を封止している。ガスケットは、燃料電池の動作時に、膜電極接合体やガス拡散層の膨張収縮に追従して伸縮し、セパレータとガスケットの境界面を封止するとともに、膜電極接合体やガス拡散層の損傷を抑制する。 The gasket is formed of, for example, a resin and adheres to the separator under pressure from the outside to seal between the gasket and the separator. The gasket expands and contracts following the expansion and contraction of the membrane electrode assembly and gas diffusion layer during operation of the fuel cell, sealing the interface between the separator and the gasket, and damaging the membrane electrode assembly and gas diffusion layer. Suppress.
しかしながら、膜電極接合体やガス拡散層の膨張収縮により、ガスケットとセパレータとの接触面積が変化することがある。そのため、ガスケットとセパレータとの間の粘着力が増加して、膜電極接合体やガス拡散層の膨張収縮への追従性が低下することにより、膜電極接合体やガス拡散層の損傷の虞がある。 However, the contact area between the gasket and the separator may change due to expansion and contraction of the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer. Therefore, the adhesive force between the gasket and the separator is increased, and the followability to expansion and contraction of the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer is reduced, which may cause damage to the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer. is there.
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、燃料電池構成部品の損傷の抑制を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and aims to suppress damage to fuel cell components.
上述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第1の態様は、内容物を挟んで配置された第1の板材と第2の板材の間に、内容物を囲むように配置され、内容物の膨張および収縮に応じて伸縮し、2つの板材の間を封止するガスケットを提供する。第1の態様のガスケットは、内容物の伸縮に関わらず一定の第1の接触面積で第1の板材と接触する第1の接触部と、内容物の伸縮に関わらず一定の第2の接触面積で第2の板材と接触する第2の接触部と、前記第1の接触部および前記第2の接触部と一体的に形成されている中間部であって、第1の接触部および第2の接触部の厚みに比べて厚い所定の厚みを有し、断面積が第1の接触面積および第2の接触面積よりも小さい小断面積部を有する中間部とを備えることを要旨とする。 In order to solve at least a part of the problems described above, the first aspect of the present invention is arranged so as to surround the contents between the first plate and the second plate arranged with the contents sandwiched therebetween. And a gasket that expands and contracts according to the expansion and contraction of the contents and seals between the two plates. The gasket according to the first aspect includes a first contact portion that contacts the first plate member with a constant first contact area regardless of expansion and contraction of the contents, and a constant second contact regardless of expansion and contraction of the contents. A second contact portion that contacts the second plate member in area, and an intermediate portion formed integrally with the first contact portion and the second contact portion, wherein the first contact portion and the second contact portion And an intermediate portion having a predetermined thickness that is thicker than the thickness of the second contact portion and having a cross-sectional area smaller than the first contact area and the second contact area. .
第1の態様のガスケットによれば、内容物の膨張もしくは収縮にかかわらず、第1の板材と第1の接触部、および第2の板材と第2の接触部の接触面積を一定に保持できる。また、中間部は第1の接続部および第2の接続部に対して厚いため、クリアランスの拡大縮小方向への圧力に対して中間部が主として伸縮する。よって、第1の接触部および第2の接触部の変形を抑制できる。また、中間部は、第1の接触部と第2の接触部との境界部分に小断面積部を備えるためガスケットの他の部分に比してクリアランスの拡大縮小方向への圧力に対して脆弱である。よって、ガスケットの伸縮性を向上でき、内容物の膨張収縮に対する追従性を向上できる。よって、内容物は円滑に膨張縮でき、気密性を維持しながら、内容物の損傷を抑制できる。 According to the gasket of the first aspect, the contact area between the first plate member and the first contact portion and between the second plate member and the second contact portion can be kept constant regardless of the expansion or contraction of the contents. . Further, since the intermediate part is thicker than the first connection part and the second connection part, the intermediate part mainly expands and contracts with respect to the pressure in the direction of enlargement / reduction of the clearance. Therefore, deformation of the first contact portion and the second contact portion can be suppressed. In addition, since the intermediate portion includes a small cross-sectional area portion at the boundary portion between the first contact portion and the second contact portion, the intermediate portion is more vulnerable to pressure in the direction of expansion / contraction of the clearance than other portions of the gasket. It is. Therefore, the stretchability of the gasket can be improved, and the followability to the expansion and contraction of the contents can be improved. Therefore, the contents can be smoothly expanded and contracted, and damage to the contents can be suppressed while maintaining airtightness.
第1の態様のガスケットにおいて、第1の接触部および第2の接触部は、中間部の厚みに比べて薄い所定の厚みを有する平板状に形成されていてもよい。 In the gasket of the first aspect, the first contact portion and the second contact portion may be formed in a flat plate shape having a predetermined thickness that is thinner than the thickness of the intermediate portion.
第1の態様のガスケットによれば、接触部の厚みは中間部の厚みに対して十分薄いため、第1の接触部および第2の接触部の変形量を低減でき、第1の接触部と第1の板材、および、第2の接触部と第2の板材との接触面積の増加を抑制できる。従って、内容物の膨張収縮に対する追従性を向上できる。 According to the gasket of the first aspect, since the thickness of the contact portion is sufficiently thinner than the thickness of the intermediate portion, the deformation amount of the first contact portion and the second contact portion can be reduced, and the first contact portion and An increase in the contact area between the first plate member and the second contact portion and the second plate member can be suppressed. Accordingly, it is possible to improve the followability to the expansion and contraction of the contents.
第1の態様のガスケットにおいて、変形時における中間部の断面積の最大値は、第1の接触面および第2の接触面より小さくてもよい。 In the gasket according to the first aspect, the maximum value of the cross-sectional area of the intermediate portion at the time of deformation may be smaller than that of the first contact surface and the second contact surface.
第1の態様のガスケットによれば、中間部が最大限変形した場合にも、第1の接触面および第2の接触面と中間部との接触を高い精度で抑制できる。 According to the gasket of the first aspect, even when the intermediate portion is deformed to the maximum extent, the contact between the first contact surface and the second contact surface and the intermediate portion can be suppressed with high accuracy.
第1の態様のガスケットにおいて、第1の接触面と第1の板材、および、第2の接触面と第2の板材少なくとも一方の接触界面は、接着手段により接着されていてもよい。 In the gasket according to the first aspect, the first contact surface and the first plate member, and the contact interface of at least one of the second contact surface and the second plate member may be bonded by an adhesive means.
第1の態様のガスケットによれば、第1の接触面と第1の板材との間の気密性、および、第2の接触面と第2の板材との間の気密性を向上できるとともに、製造過程における負荷を軽減できる。 According to the gasket of the first aspect, the airtightness between the first contact surface and the first plate member, and the airtightness between the second contact surface and the second plate member can be improved, The load in the manufacturing process can be reduced.
本発明の第2の態様は、燃料電池を提供する。第2の態様の燃料電池は、電解質膜の両側に電極が形成された膜電極接合体と、膜電極接合体を狭持するように配置され、膜電極接合体に対向する部分に、反応ガスを供給するための流路が形成された一対のセパレータと、一対のセパレータの間、かつ、膜電極接合体の外周に配置され、一対のセパレータに当接して反応ガスを封止するガスケットとを備える。ガスケットは、内容物の伸縮に関わらず一定の第1の接触面積で第1の板材と接触する第1の接触部と、内容物の伸縮に関わらず一定の第2の接触面積で第2の板材と接触する第2の接触部と、第1の接触部および前記第2の接触部と一体的に、第1の接触部および第2の接触部の厚みに比べて厚い所定の厚さに形成され、断面積が第1の接触面積および第2の接触面積よりも小さい小断面積部を有し、第1の板材および第2の板材の間隔の変化に追従して変形する中間部を備えることを要旨とする。 A second aspect of the present invention provides a fuel cell. The fuel cell according to the second aspect includes a membrane electrode assembly in which electrodes are formed on both sides of an electrolyte membrane, a membrane electrode assembly arranged so as to sandwich the membrane electrode assembly, and a reactive gas at a portion facing the membrane electrode assembly. A pair of separators formed with a flow path for supplying gas, and a gasket that is disposed between the pair of separators and on the outer periphery of the membrane electrode assembly and seals the reaction gas in contact with the pair of separators. Prepare. The gasket includes a first contact portion that contacts the first plate member with a constant first contact area regardless of the expansion and contraction of the contents, and a second contact area with a constant second contact area regardless of the expansion and contraction of the contents. The second contact portion that contacts the plate material, the first contact portion, and the second contact portion are integrated with the first contact portion and the second contact portion to a predetermined thickness that is thicker than the first contact portion and the second contact portion. An intermediate portion that is formed and has a small cross-sectional area portion whose cross-sectional area is smaller than the first contact area and the second contact area, and deforms following the change in the interval between the first plate member and the second plate member. The gist is to provide.
第2の態様の燃料電池は、膜電極接合体の膨張収縮にかかわらず、セパレータと第1の接触面、およびセパレータと第2の接触面の接触面積を一定に保持できるガスケットを備える。従って、第2の態様の燃料電池によれば、膜電極接合体の膨張収縮に対するガスケットの追従性を向上できる。よって、膜電極接合体は膨張収縮を円滑に行えるため、膜電極接合体の損傷を抑制できる。 The fuel cell according to the second aspect includes a gasket that can maintain a constant contact area between the separator and the first contact surface and between the separator and the second contact surface regardless of the expansion and contraction of the membrane electrode assembly. Therefore, according to the fuel cell of the second aspect, the followability of the gasket with respect to the expansion and contraction of the membrane electrode assembly can be improved. Therefore, since the membrane / electrode assembly can smoothly expand and contract, damage to the membrane / electrode assembly can be suppressed.
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりできる。 In the present invention, the various aspects described above can be appropriately combined or partially omitted.
A.第1実施例
A1.燃料電池概略構成
第1実施例の燃料電池の概略構成について、図1および図2を参照して説明する。図1は、第1実施例における燃料電池の概略構成を例示する斜視図である。図2は、第1実施例における燃料電池の断面図を例示する説明図である。第1実施例の燃料電池1000は、水素ガスと空気との供給を受け、水素と酸素との電気化学反応により発電する固体高分子型の燃料電池である。
A. First Example A1. Schematic Configuration of Fuel Cell A schematic configuration of the fuel cell according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a fuel cell in the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory view illustrating a cross-sectional view of the fuel cell in the first embodiment. The
図1に示すように、燃料電池1000は、電解質膜を有する中間部材20、電気化学反応により生ずる電気を集電する隔壁としてのセパレータ40を備える。セパレータ40および中間部材20は順に繰り返し積層され、その両端からエンドプレート85,86により狭持されている。
As shown in FIG. 1, the
エンドプレート85には、アノードガスを供給する供給孔85a、カソードガスを供給する供給孔85b、アノードオフガスを排出する排出孔85c、カソードオフガスを排出する排出孔85d、冷却水を供給する供給孔85e、冷却水を排出する排出孔85fが形成されている。アノードガスは、図示しない水素タンクから供給孔85aを介して燃料電池1000内部に供給される。カソードガスは、図示しないコンプレッサで圧縮され供給孔85bを介して燃料電池1000内部に供給される。冷却水は、図示しないラジエータで冷却され供給孔85eを介して燃料電池1000に供給される。
The
中間部材20は、図2に示すように、膜電極接合体24(MEA:Membrane Electrode Assembly)、ガス拡散層23a、23b、ガスケット100、および、樹脂部30を備える。ガス拡散層23a、23bはMEA24の両面に配置されている。第1実施例では、MEA24、ガス拡散層23aおよびガス拡散層23bから構成される部材をMEGA25と呼ぶ。
As shown in FIG. 2, the
MEA24は、電解質膜21の一方の面上に、カソード電極触媒層22aを備え,電解質膜21の他方の面上にアノード電極触媒層22bを備える。電解質膜21は、例えば、ナフィオンにより形成される。電解質膜21の表面上に形成されたカソード電極触媒層22a,アノード電極触媒層22bは、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金が担持されて形成されている。
The
ガス拡散層23a,23bは、気孔率が約20%程度のカーボン製の多孔体であり、例えば、カーボンクロスやカーボンペーパによって形成されている。ガス拡散層23a,23bは、接合によりMEA24と一体化されてMEGA25となる。ガス拡散層23a,23bは、その厚み方向に反応ガスを拡散する。
The
MEGA25は、外周がガスケット100で囲まれており、MEGA25とガスケット100と一体的に形成されている。ガスケット100の外周には樹脂部30が形成されており、図1に示すように中間部材20の4辺に沿って樹脂部30にマニホールド用の連通孔20a〜20fが形成されている。
The outer periphery of the
ガスケット100は、シリコーンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなど、弾性を有するゴム製の絶縁性樹脂材料からなり、MEGA25の外周に射出成形することでMEGA25と一体的に形成されている。本実施例では、ガスケット100の材料として、シリコーンゴムが用いられている。ガスケット100は、接触部101,102および中間部103を備える。接触部101は、接触面101aでセパレータ40と接触し、接触部102は、接触面102aでセパレータ40と接触する。中間部103は、接触部101と102との間に形成されており、接触部101,102との境界部分103aの断面積が接触部101および102とセパレータ40との接触面積よりも小さくなるように形成されている。かかる境界部分103aを、以降、第1実施例では、小断面積部103aと呼ぶ。ガスケットの中間部103は、MEGA25の膨張収縮に伴って伸縮する。従って、セパレータ40間の間隔はMEGA25の膨張収縮に追従して変化する。MEGA25の膨張収縮に対するガスケットの追従性については後述する。
The
次に電気化学反応により生ずる電気を集電するセパレータ40について説明する。セパレータ40は、三つの金属の薄板を積層して形成される三層積層型のセパレータ40である。具体的には、ガス拡散層23aと接触するカソードプレート41と、ガス拡散層23bと接触するアノードプレート43と、両プレートの中間に挟まれ、主に冷却水の流路となる中間プレート42とから構成されている。三つのプレートは、その厚み方向に、流路用の凹凸形状のない平坦な表面を有し(つまり、ガス拡散層23a,23bとの接触面が平坦であり)、ステンレス鋼やチタン,チタン合金など、導電性の金属材料から構成されている。また、三つのプレートには、上述の各種マニホールドを構成する貫通孔が設けられている。こうした構造の三つのプレートを積層して接合することで、セパレータ40の内部には、各種流体の流路が形成される。
Next, the
燃料電池1000は、所定の締結圧で締結されている。所定の締結力での締結時にセパレータ40間に形成される隙間をクリアランスと呼ぶ。第1実施例では、所定の締結力での締結時のクリアランスはLである。
The
A2.ガスケット詳細構成:
ガスケットの詳細構成について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、第1実施例におけるガスケットとセパレータ40との接触面積について説明する模式図である。図4は、従来技術におけるガスケットとセパレータ40との接触面積について説明する模式図である。図3および図4では、説明を簡易にするために、ガスケットとMEGA25とが一体的に形成されていないように示している。
A2. Gasket details:
A detailed configuration of the gasket will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the contact area between the gasket and the
図3および図4に示すように、従来技術の燃料電池および第1実施例の燃料電池において、所定の締結圧での締結時(通常時)、ガスケットはセパレータ40と接触面積d1で接触している。この際のガスケットの弾性力は従来技術および第1実施例ともに、弾性力F1である。ガスケットは樹脂製であるため、燃料電池の締結時に加えられる締結圧によりセパレータ40に粘着する。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the fuel cell of the prior art and the fuel cell of the first embodiment, the gasket is in contact with the
MEGA25の膨張時、クリアランスはLから拡大する。従来技術では、ガスケット200のセパレータ40との接触面201は略球形であるため、クリアランスの拡大により、ガスケットがセパレータ40から剥離し始め、ガスケット200とセパレータ40との接触面積が減少し始める。例えば、図4に示すように、ガスケット200とセパレータ40との接触面積がd1からd2となる(d1>d2)。この際、ガスケット200のセパレータ40に対する粘着力F2が、セパレータ40との粘着を維持するために、言い換えれば、セパレータ40との接触面積減少を抑制するために、クリアランスの拡大を妨げる方向に作用する。
When the
弾性力F1と粘着力F2との関係が以下の(式1)の場合には、ガスケット200による気密性が確保されるとともに、MEGA25の膨張に伴ってセパレータ40間のクリアランスが円滑に拡大する。従って、MEGA25の膨張に対するガスケット200の追従性は維持される。
When the relationship between the elastic force F <b> 1 and the adhesive force F <b> 2 is (Formula 1) below, airtightness by the
弾性力F1−粘着力F2>0 …(式1) Elastic force F1-Adhesive force F2> 0 (Formula 1)
しかし、弾性力F1と粘着力F2が(式2)の関係の場合、すなわち、粘着力F2が弾性力F1よりも大きくなると、セパレータ40間のクリアランスは弾性力F1と粘着力F2とがほぼ等しくなった状態から拡大できない。従って、MEGA25の膨張に対するガスケット200の追従性が維持されない。この結果、MEGA25の膨張によりMEA24やガス拡散層に負荷がかかって損傷し、燃料電池1000の発電効率が低下する。
However, when the elastic force F1 and the adhesive force F2 are in the relationship of (Equation 2), that is, when the adhesive force F2 is larger than the elastic force F1, the clearance between the
弾性力F1−粘着力F2<0 …(式2) Elastic force F1-Adhesive force F2 <0 (Formula 2)
粘着力F2は、ガスケット200とセパレータ40との接触時間が長くなるに伴い、また、ガスケット200とセパレータ40との接触圧力が高くなるにつれて大きくなる。係る場合に、追従性低下という問題が生じやすい。また、ガスケット200の弾性力F1は、低温環境下では低下するため、相対的に粘着力F2の影響が増大する。よって、低温環境下においても追従性低下という問題が生じやすい。
The adhesive force F2 increases as the contact time between the
一方、第1実施例のガスケット100は、接触部101が所定の厚みを有する平板状に形成され、中間部103は、中間部103と接触部101との境界部分103aの断面積が小さくなるように形成されている小断面積部103aを備える。接触部101の厚みは中間部の厚みに対して十分薄く、また、小断面積部103aは他の部分に比してクリアランスの拡大縮小方向への圧力に対して脆弱であるため、クリアランスの拡大縮小方向への圧力に対して中間部103が主として伸縮する。従って、ガスケット100の接触部101は、伸縮によって接触面101aとセパレータ40との接触面積が変化しないように、すなわち、常に一定となるように形成されている。また、変形時におけるガスケットの中間部103の断面積の最大値が、第1の接触面とセパレータとの接触面積、および、第2の接触面102aとセパレータとの接触面積より小さくなるように形成されている。こうすれば、変形時に中間部がセパレータに接触することを抑制できる。
On the other hand, in the
よって、MEGA25の膨張時、クリアランスが変化しても、ガスケット100の接触面101aとセパレータ40との接触面積が変化しないため、粘着力F2は、弾性力F1に対向する方向には作用せず、クリアランスの拡大は妨げられない。従って、ガスケット100による気密性が確保されるとともに、MEGA25の膨張に伴ってセパレータ40間のクリアランスが円滑に拡大する。従って、MEGA25の膨張に対するガスケット100の追従性は維持される。
Therefore, when the
第1実施例のガスケット100によれば、接触部と中間部との境界の断面積を接触部とセパレータ40との接触面積より小さくなるように形成しているため、セパレータ40間のクリアランスの拡大にかかわらず接触部とセパレータ40との接触面積を一定に維持できる。従って、ガスケットとセパレータ40間の気密性を維持しつつ、MEGA25の膨張に対するガスケットの追従性を維持できる。よって、MEAやガス拡散層の損傷を抑制でき、燃料電池の発電効率を向上できる。
According to the
また、第1実施例の燃料電池によれば、ガスケットとセパレータ40との接触面のうち、少なくとも一方は接着剤により接着されている。従って、気密性の向上を図ることができるとともに、製造過程の負荷を軽減できる。
Further, according to the fuel cell of the first embodiment, at least one of the contact surfaces between the gasket and the
B.変形例:
(1)図5は、変形例におけるガスケットの構成を例示する模式図である。図6に示すように、ガスケット400の中間部は、中間部の他の部分よりも断面積が小さくなる部位401を含んでいてもよい。こうすれば、低反力でガスケットの伸縮幅を増加でき、追従性を向上できる。
B. Variation:
(1) FIG. 5 is a schematic view illustrating the configuration of a gasket in a modified example. As shown in FIG. 6, the intermediate portion of the
(2)図6は、変形例におけるガスケット410の構成を例示する模式図である。図7に示すように、ガスケット410の中間部415は、上下方向(クリアランス拡大方向)に対して非対称に形成されていてもよい。また、同様に、ガスケットは、左右方向(クリアランス拡大方向に交差する方向)に対称的に形成されていなくてもよい。
(2) FIG. 6 is a schematic view illustrating the configuration of the
(3)第1実施例のガスケットは、ガスケットの上側接触面および下側接触面のセパレータ40との接触面積をほぼ同一となるように形成されているが、上側接触面と下側接触面のセパレータ40との接触面積は異なっていてもよい。図7は、変形例におけるガスケット420の構成を例示する模式図である。図8に示すように、例えば、ガスケット420の上側接触面の接触面積(X)が下側接触面の接触面積(Y)よりも大きくてもよい。また、その逆に下側接触面の接触面積が上側接触面の接触面積よりも大きくてもよい。
(3) The gasket of the first embodiment is formed so that the contact areas of the upper contact surface and the lower contact surface of the gasket with the
(4)第1実施例のガスケットは、下側接触面とセパレータ40とを接着剤により接着しているが、締結時にかかる締結圧により接触面とセパレータ40と間には粘着力が生じるため接着剤による接着をしなくてもよい。ただし、接着することにより、製造過程の負荷を軽減でき、気密性を向上できるという利点がある。
(4) In the gasket of the first embodiment, the lower contact surface and the
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができることは言うまでもない。 Although various embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can take various configurations without departing from the spirit of the present invention.
20…中間部材
21…電解質膜
22a…カソード電極触媒層
22b…アノード電極触媒層
23a…ガス拡散層
23b…ガス拡散層
24…膜電極接合体
25…MEGA
30…樹脂部
40…セパレータ
41…カソードプレート
42…中間プレート
43…アノードプレート
85…エンドプレート
85a、85b、85e…供給孔
85c、85d、85f…排出孔
100…ガスケット
101…接触部
101a…接触面
102…接触部
102a…接触面
103…中間部
103a…小断面積部
200、400、410,420…ガスケット
201…接触面
415…中間部
1000…燃料電池
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記内容物の伸縮に関わらず一定の第1の接触面積で前記第1の板材と接触する第1の接触部と、
前記内容物の伸縮に関わらず一定の第2の接触面積で前記第2の板材と接触する第2の接触部と、
前記第1の接触部および前記第2の接触部と一体的に形成されている中間部であって、前記第1の接触部および前記第2の接触部の厚みに比べて厚い所定の厚みを有し、断面積が前記第1の接触面積および前記第2の接触面積よりも小さい小断面積部を有する中間部と、を備えるガスケット。 Between the first plate member and the second plate member arranged with the contents sandwiched therebetween, it is arranged so as to surround the contents, expands and contracts according to the expansion and contraction of the contents, and between the two plate members A gasket for sealing,
A first contact portion that contacts the first plate member at a constant first contact area regardless of expansion and contraction of the contents;
A second contact portion in contact with the second plate member at a constant second contact area regardless of expansion and contraction of the contents;
An intermediate portion formed integrally with the first contact portion and the second contact portion, and having a predetermined thickness that is thicker than the thicknesses of the first contact portion and the second contact portion. And a middle portion having a small cross-sectional area portion having a cross-sectional area smaller than the first contact area and the second contact area.
前記第1の接触部および前記第2の接触部は、前記中間部の厚みに比べて薄い所定の厚みを有する平板状に形成されている、ガスケット。 The gasket according to claim 1,
The gasket in which the first contact portion and the second contact portion are formed in a flat plate shape having a predetermined thickness that is thinner than the thickness of the intermediate portion.
変形時における前記中間部の断面積の最大値は、前記第1の接触面積および前記第2の接触面積より小さい、ガスケット。 The gasket according to claim 1,
The gasket having a maximum cross-sectional area of the intermediate portion at the time of deformation smaller than the first contact area and the second contact area.
前記第1の接触面と前記第1の板材、および、第2の接触面と前記第2の板材の少なくとも一方の接触界面は、接着手段により接着されている、ガスケット。 The gasket according to claim 1,
A gasket in which at least one contact interface between the first contact surface and the first plate member and between the second contact surface and the second plate member is bonded by an adhesive means.
電解質膜の両側に電極が形成された膜電極接合体と、
前記膜電極接合体を狭持するように配置され、前記膜電極接合体に対向する部分に、反応ガスを供給するための流路が形成された一対のセパレータと、
前記一対のセパレータの間、かつ、前記膜電極接合体の外周に配置され、前記一対のセパレータに当接して前記反応ガスを封止するガスケットと、を備え、
前記ガスケットは、
前記内容物の伸縮に関わらず一定の第1の接触面積で前記第1の板材と接触する第1の接触部と、
前記内容物の伸縮に関わらず一定の第2の接触面積で前記第2の板材と接触する第2の接触部と、
前記第1の接触部および前記第2の接触部と一体的に形成されている中間部であって、前記第1の接触部および前記第2の接触部の厚みに比べて厚い所定の厚みを有し、断面積が前記第1の接触面積および前記第2の接触面積よりも小さい小断面積部を有する中間部と、を備える燃料電池。 A fuel cell,
A membrane electrode assembly in which electrodes are formed on both sides of the electrolyte membrane;
A pair of separators arranged so as to sandwich the membrane electrode assembly and having a flow path for supplying a reaction gas to a portion facing the membrane electrode assembly;
A gasket that is disposed between the pair of separators and on the outer periphery of the membrane electrode assembly and seals the reaction gas in contact with the pair of separators,
The gasket is
A first contact portion that contacts the first plate member at a constant first contact area regardless of expansion and contraction of the contents;
A second contact portion in contact with the second plate member at a constant second contact area regardless of expansion and contraction of the contents;
An intermediate portion formed integrally with the first contact portion and the second contact portion, and having a predetermined thickness that is thicker than the thicknesses of the first contact portion and the second contact portion. And an intermediate portion having a small cross-sectional area portion having a cross-sectional area smaller than the first contact area and the second contact area.
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JP2007043212A JP2008210531A (en) | 2007-02-23 | 2007-02-23 | Gasket, and fuel cell |
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