JP2010129249A - Fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress flowing out of steam produced in a fuel cell to the outside. <P>SOLUTION: A single cell of a fuel cell is constituted by arranging an anode gas diffusion electrode 3 and a cathode gas diffusion electrode 5 on each side of an electrolyte membrane 1 to form a reaction region, and interposing them between a pair of separators 7, 9. Sealing materials 17, 19 are arranged between the separators 7, 9 on the outer side than the reaction region and the electrolyte membrane 1, and cooling water passages 25, 27 are formed between the pair of separators 7, 9 and separators 9A, 7A of each single cell adjoined to the separators 7, 9. The cooling water passages 25, 27 have outside cooling water passages 25a, 27a in the positions corresponding to spaces 21, 23 between the reaction region and the sealing materials 17, 19, and steam produced in the reaction region is cooled and condensed by cooling water flowing through the outside cooling water passages 25a, 27a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、両面に電極を備えた電解質膜を、冷却媒体通路を備えた一対のセパレータで挟持するとともに、電解質膜及び各セパレータの外周部相互間にシール材を設けた燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell in which an electrolyte membrane provided with electrodes on both sides is sandwiched between a pair of separators provided with cooling medium passages, and a sealing material is provided between the electrolyte membrane and the outer periphery of each separator.

燃料電池の一般的な構造としては、電解質膜の両面に一対の電極を配置し、これらを一対のセパレータで挟持して単電池を構成し、この際、各セパレータと対向する各電極との間に反応ガス流路を形成するとともに、該反応ガス流路を形成した反応領域に対応する位置のセパレータの背面に冷却水通路を形成している。   As a general structure of a fuel cell, a pair of electrodes are arranged on both surfaces of an electrolyte membrane, and these are sandwiched between a pair of separators to form a unit cell. At this time, between each electrode facing each separator, In addition, a reaction gas flow path is formed, and a cooling water passage is formed on the back surface of the separator at a position corresponding to the reaction region where the reaction gas flow path is formed.

そして、外周縁部側において、一対のセパレータと電解質膜との間には反応ガスなどの流体の漏れを防ぐためのシール材を介在させている(例えば下記特許文献1参照)。
特開2005−190706号公報
On the outer peripheral edge side, a seal material for preventing leakage of a fluid such as a reaction gas is interposed between the pair of separators and the electrolyte membrane (see, for example, Patent Document 1 below).
JP 2005-190706 A

ところで、上記した従来の燃料電池では、発電時に反応領域で発生した水蒸気が、シール材と電解質膜との接合界面から外部に流出したり、あるいはシール材を透過して外部に流出する恐れがあり、外部に流出した水蒸気は結露水となって一対のセパレータ相互間の電気的短絡を引き起こす要因となっている。   By the way, in the conventional fuel cell described above, water vapor generated in the reaction region during power generation may flow out from the joint interface between the sealing material and the electrolyte membrane, or may flow out through the sealing material. The water vapor flowing out to the outside becomes condensed water and causes an electrical short circuit between the pair of separators.

そこで、本発明は、燃料電池内で発生した水蒸気の外部への流出を抑えることを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress the outflow of water vapor generated in the fuel cell to the outside.

本発明は、両面に電極を備えた電解質膜を、冷却媒体通路を備えた一対のセパレータで挟持するとともに、電解質膜及び各セパレータの外周部相互間にシール材を設け、冷却媒体通路の一部を、電極を設けた部位の反応領域よりもシール材側に位置させ、該一部の冷却媒体通路を流れる冷却水によって反応領域で発生した水蒸気を結露させることを特徴とする。   According to the present invention, an electrolyte membrane having electrodes on both sides is sandwiched between a pair of separators having a cooling medium passage, and a sealing material is provided between the outer periphery of the electrolyte membrane and each separator, and a part of the cooling medium passage Is located closer to the sealing material than the reaction region of the portion where the electrode is provided, and the water vapor generated in the reaction region is condensed by the cooling water flowing through the part of the cooling medium passage.

本発明によれば、反応領域よりも外側のシール材側に位置する冷却媒体通路の一部を流れる冷却水により、反応領域で発生した水蒸気を冷却して結露水を発生させるようにしている。このため、発生した結露水は、水蒸気に比較して、シール材と電解質膜との接合界面から外部に流出しにくく、またシール材を透過しにくく、したがって、結露水の外部への流出を抑えることができ、一対のセパレータ相互間の電気的短絡を抑えることができる。   According to the present invention, the water generated in the reaction region is cooled by the cooling water flowing through a part of the cooling medium passage located on the sealing material side outside the reaction region to generate dew condensation water. For this reason, the generated dew condensation water is less likely to flow out from the joint interface between the sealing material and the electrolyte membrane than the water vapor, and is less likely to permeate the sealing material, thus preventing the dew condensation water from flowing out. It is possible to suppress an electrical short circuit between the pair of separators.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態に係わる燃料電池の断面図である。この燃料電池は、イオン交換膜からななる固体高分子電解質膜(以下、単に電解質膜と呼ぶ)1の一方の面に燃料極となるアノードガス拡散電極3を設け、他方の面に酸化剤極(空気極)となるカソードガス拡散電極5を設けている。これらアノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5は、いずれも電解質膜1側に触媒層を備えている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel cell according to the first embodiment of the present invention. In this fuel cell, an anode gas diffusion electrode 3 serving as a fuel electrode is provided on one surface of a solid polymer electrolyte membrane (hereinafter simply referred to as an electrolyte membrane) 1 made of an ion exchange membrane, and an oxidant electrode is provided on the other surface. A cathode gas diffusion electrode 5 serving as an (air electrode) is provided. Each of the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5 includes a catalyst layer on the electrolyte membrane 1 side.

そして、これら電解質膜1及び各電極3,5を両側から一対のセパレータ7,9で挟持して単電池11を構成する。なお、上記したアノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5を設けた部位が反応領域(発電領域)となる。   The electrolyte membrane 1 and the electrodes 3 and 5 are sandwiched by a pair of separators 7 and 9 from both sides to constitute a unit cell 11. The portion where the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5 are provided is a reaction region (power generation region).

セパレータ7のアノードガス拡散電極3側の面にはアノードガスである水素ガスが流れるアノードガス通路13を複数設けてあり、セパレータ9のカソードガス拡散電極5側の面にはカソードガスである酸化剤ガス(空気)が流れるカソードガス通路15を複数設けてある。これらアノード,カソード各ガス通路13,15は、図1中で紙面に直交する方向に延びている。   A plurality of anode gas passages 13 through which hydrogen gas as an anode gas flows are provided on the surface of the separator 7 on the anode gas diffusion electrode 3 side, and an oxidant as a cathode gas is provided on the surface of the separator 9 on the cathode gas diffusion electrode 5 side. A plurality of cathode gas passages 15 through which gas (air) flows are provided. These anode and cathode gas passages 13 and 15 extend in a direction perpendicular to the paper surface in FIG.

また、電解質膜1と一対のセパレータ7,9は、外周縁部を各電極3,5の外周縁部よりも外側に突出させてあり、これらの突出部相互間に、シール材17,19を介在させている。このとき、シール材17,19と各電極3,5の外周端部との間には環状の空間21,23が形成される。   Further, the electrolyte membrane 1 and the pair of separators 7 and 9 have their outer peripheral edge portions protruding outward from the outer peripheral edge portions of the electrodes 3 and 5, and the sealing materials 17 and 19 are interposed between these protruding portions. Intervene. At this time, annular spaces 21 and 23 are formed between the sealing materials 17 and 19 and the outer peripheral ends of the electrodes 3 and 5.

また、アノード側のセパレータ7と、該セパレータ7に隣接する単電池のカソード側のセパレータ9Aとの間には冷却水通路25を形成し、カソード側のセパレータ9と、該セパレータ9に隣接する他の単電池のアノード側のセパレータ7Aとの間には冷却水通路27を形成している。これら各冷却水通路25,27は、冷却水としての冷却媒体が流れる冷却媒体通路を構成している。   Further, a cooling water passage 25 is formed between the anode-side separator 7 and the cathode-side separator 9 A of the unit cell adjacent to the separator 7, and the cathode-side separator 9 and the others adjacent to the separator 9 are formed. A cooling water passage 27 is formed between the unit cell and the anode-side separator 7A. Each of these cooling water passages 25 and 27 constitutes a cooling medium passage through which a cooling medium as cooling water flows.

冷却水通路25は、上記したアノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5を設けた反応領域よりも外側のシール材17側に対応する位置に、冷却媒体通路の一部となる外側冷却水通路25aを備えている。同様にして、冷却水通路27も、上記した反応領域よりも外側のシール材19側に対応する位置に、冷却媒体通路の一部となる外側冷却水通路27aを備えている。すなわち、これら各外側冷却水通路25a,27aは、前記した環状の空間21,23に対応する位置にある。   The cooling water passage 25 is an outer cooling water passage which is a part of the cooling medium passage at a position corresponding to the sealing material 17 side outside the reaction region where the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5 are provided. 25a. Similarly, the cooling water passage 27 is also provided with an outer cooling water passage 27a that becomes a part of the cooling medium passage at a position corresponding to the sealing material 19 side outside the reaction region. That is, these outer cooling water passages 25a and 27a are at positions corresponding to the annular spaces 21 and 23 described above.

図2は、図1のセパレータ7の平面図であり、図1は、この図2のA―A断面に相当する単電池を含む断面図である。セパレータ7,9及びセパレータ7A,9Aは、すべて同形状であるので、図2に示すセパレータ7を用いて説明する。セパレータ7は、図2中で下部側の端部の左右両側に冷却水の供給部である入口マニホールド孔29を一対設け、上部側の端部の左右方向中央部に冷却水の排出部である出口マニホールド孔31を一対設けている。   FIG. 2 is a plan view of the separator 7 of FIG. 1, and FIG. 1 is a cross-sectional view including a unit cell corresponding to the AA cross section of FIG. Since all the separators 7 and 9 and the separators 7A and 9A have the same shape, description will be made using the separator 7 shown in FIG. In FIG. 2, the separator 7 is provided with a pair of inlet manifold holes 29 as cooling water supply portions on both the left and right sides of the lower end portion in FIG. 2, and is a cooling water discharge portion at the central portion in the left and right direction of the upper end portion. A pair of outlet manifold holes 31 are provided.

一対の入口マニホールド孔29相互間には、カソードガスの入口マニホールド孔35とアノードガスの入口マニホールド孔37とを設け、一対の出口マニホールド孔31の左右方向両側には、カソードガスの出口マニホールド孔39とアノードガスの出口マニホールド孔41とを設けている。   A cathode gas inlet manifold hole 35 and an anode gas inlet manifold hole 37 are provided between the pair of inlet manifold holes 29, and the cathode gas outlet manifold holes 39 are provided on both sides of the pair of outlet manifold holes 31 in the left-right direction. And an anode gas outlet manifold hole 41.

これら図2中で下部側の各マニホールド孔29,35,37を設けた部位と、上部側の各マニホールド孔31,39,41を設けた部位との間に、前記図1に示した冷却水通路25を構成する凹部43を形成している。すなわち、セパレータ7とセパレータ9Aとを、凹部43が形成された側同士を対向させて重ね合わせることで、冷却水通路25が形成され、セパレータ9とセパレータ7Aとを、凹部43が形成された側同士を対向させて重ね合わせることで、冷却水通路27が形成される。   In FIG. 2, the cooling water shown in FIG. 1 is provided between the portion where the lower manifold holes 29, 35 and 37 are provided and the portion where the upper manifold holes 31, 39 and 41 are provided. A recess 43 constituting the passage 25 is formed. That is, the separator 7 and the separator 9A are overlapped with the sides where the recesses 43 are formed facing each other, whereby the cooling water passage 25 is formed, and the separator 9 and the separator 7A are connected to the side where the recesses 43 are formed. The cooling water passage 27 is formed by overlapping each other so as to face each other.

凹部43は、セパレータ7の図2中で左右方向両側の縁部45に沿って延設した、前記外側冷却水通路25a(27a)に対応する外側通路部43aと、この外側通路部43aに一端(上流側の端部)が連通して出口マニホールド孔31側に向けて傾斜する傾斜通路部43bとを備えている。   The concave portion 43 extends along the edge 45 on both sides in the left-right direction in FIG. 2 of the separator 7, and an outer passage portion 43 a corresponding to the outer cooling water passage 25 a (27 a), and one end of the outer passage portion 43 a. (Upstream end) communicates with an inclined passage portion 43b that inclines toward the outlet manifold hole 31 side.

これら左右一対の傾斜通路部43bは、入口マニホールド孔29側から出口マニホールド孔31側に向けて、外側通路部43aと平行に延びる中央通路部43cに他端(下流側の端部)が連通している。この中央通路部43cと傾斜通路部43bは、冷却水通路25の前記反応領域に対応する位置に設けた内側冷却水通路25b(27b)に対応している。また、上記中央通路部43cは、図1における左右方向中央に位置する合流部としての合流冷却水通路25c(27c)に対応している。   The pair of right and left inclined passage portions 43b has the other end (downstream end portion) communicated with the central passage portion 43c extending in parallel with the outer passage portion 43a from the inlet manifold hole 29 side toward the outlet manifold hole 31 side. ing. The central passage portion 43c and the inclined passage portion 43b correspond to an inner cooling water passage 25b (27b) provided at a position corresponding to the reaction region of the cooling water passage 25. Further, the central passage portion 43c corresponds to a merged coolant passage 25c (27c) as a merge portion located at the center in the left-right direction in FIG.

内側冷却水通路25b(27b)は、合流冷却水通路25c(27c)を含んでおり、冷却媒体通路の他の部位を構成している。すなわち、外側冷却水通路25a(27a)が冷却媒体通路の一部を構成し、内側冷却水通路25b(27b)が冷却媒体通路の他の部位を構成していることになる。   The inner cooling water passage 25b (27b) includes a merged cooling water passage 25c (27c) and constitutes another part of the cooling medium passage. That is, the outer cooling water passage 25a (27a) constitutes a part of the cooling medium passage, and the inner cooling water passage 25b (27b) constitutes another part of the cooling medium passage.

なお、上記した図2に示してある傾斜通路部43bは、互いに平行となるよう複数形成している傾斜凸部47相互間に形成されることになる。この傾斜凸部47は、最も入口マニホールド孔29側に位置する一つを除き図2のように平面視で長方形状としているが、最も入口マニホールド孔29側に位置する一つの傾斜凸部47a(左右で二つ)については、外側通路部43a側が幅広で中央通路部43cに向かうに従って先細となる三角形状とし、幅広側の角部を入口マニホールド孔29に近接させている。   Note that the inclined passage portions 43b shown in FIG. 2 described above are formed between the inclined convex portions 47 that are formed in plural so as to be parallel to each other. The inclined convex portion 47 has a rectangular shape in a plan view as shown in FIG. 2 except for the one located closest to the inlet manifold hole 29 side. However, the inclined convex portion 47a ( For the left and right two), the outer passage portion 43a side is wide and has a triangular shape that tapers toward the central passage portion 43c, and the corner portion on the wide side is close to the inlet manifold hole 29.

図3は、図1のセパレータ9上のカソードガス拡散電極5でのカソードガスの流れを示している。入口マニホールド孔35から流出したカソードガスは、図1に示してあるカソードガス通路15を流れつつカソードガス拡散電極5で拡散し、発電に供しながら余剰のガスが出口マニホールド孔39から排出される。   FIG. 3 shows the flow of the cathode gas at the cathode gas diffusion electrode 5 on the separator 9 of FIG. The cathode gas flowing out from the inlet manifold hole 35 is diffused by the cathode gas diffusion electrode 5 while flowing through the cathode gas passage 15 shown in FIG. 1, and surplus gas is discharged from the outlet manifold hole 39 while being used for power generation.

セパレータ7上のアノードガス拡散電極3でのアノードガスの流れについても、特に図示しないが、前記図2のアノードガスの入口マニホールド孔37から図2中で紙面裏側に向けて流出するアノードガスが、図1に示してあるアノードガス通路13を流れつつアノードガス拡散電極3で拡散し、発電に供しながら余剰のガスが出口マニホールド孔41から排出される。   The anode gas flow at the anode gas diffusion electrode 3 on the separator 7 is not particularly shown, but the anode gas flowing out from the inlet manifold hole 37 of the anode gas in FIG. 1 is diffused by the anode gas diffusion electrode 3 while flowing through the anode gas passage 13 shown in FIG. 1, and surplus gas is discharged from the outlet manifold hole 41 while being used for power generation.

このような燃料電池においては、図1に示すように、発電時に反応領域で発生した水蒸気49が、アノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5を透過して環状の空間21,23に流出する。一方、この燃料電池の発電時には、冷却水が図2の矢印で示すように、入口マニホールド孔29から出口マニホールド孔31に向けて図1の冷却水通路25,27を流れて本燃料電池を冷却する。   In such a fuel cell, as shown in FIG. 1, water vapor 49 generated in the reaction region during power generation passes through the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5 and flows out into the annular spaces 21 and 23. . On the other hand, at the time of power generation of this fuel cell, the cooling water flows through the cooling water passages 25 and 27 in FIG. 1 from the inlet manifold hole 29 toward the outlet manifold hole 31 as shown by the arrows in FIG. To do.

このとき本実施形態では、上記環状の空間21,23内に流出した水蒸気49が、外側冷却水通路25a,27aに対応する外側通路部43aを流れる冷却水によって冷却され、結露水51となる。この外側冷却水通路25a,27a(外側通路部43a)は、反応領域よりも外側のシール材17,19側の空間21,23に対応する位置にあるので、空間21,23内の水蒸気49を効率よく冷却して結露水51を速やかに発生させることになる。   At this time, in this embodiment, the water vapor 49 flowing out into the annular spaces 21 and 23 is cooled by the cooling water flowing through the outer passage portions 43a corresponding to the outer cooling water passages 25a and 27a, and becomes condensed water 51. Since the outer cooling water passages 25a and 27a (outer passage portions 43a) are located at positions corresponding to the spaces 21 and 23 on the seal materials 17 and 19 side outside the reaction region, the water vapor 49 in the spaces 21 and 23 is removed. It cools efficiently and the dew condensation water 51 is generated rapidly.

なお、水蒸気49をさらに効率よく冷却して結露水51を速やかに発生させるには、空間21,23の体積をできる限り小さくしたほうがよい。   In addition, in order to cool the water vapor 49 more efficiently and to generate the dew condensation water 51 quickly, it is better to make the volume of the spaces 21 and 23 as small as possible.

この発生した液体である結露水は、水蒸気に比較して、シール材17,19と電解質膜1との接合界面から外部に流出しにくく、またシール材17,19を透過しにくいので、結露水(水蒸気)の外部への流出を抑えることができる。この結果、一対のセパレータ7,9相互間の電気的短絡を抑えることができ、信頼性のある燃料電池とすることができる。   The generated condensed water, which is a liquid, is less likely to flow out from the joint interface between the sealing materials 17 and 19 and the electrolyte membrane 1 and more difficult to pass through the sealing materials 17 and 19 as compared to water vapor. The outflow of (water vapor) to the outside can be suppressed. As a result, an electrical short circuit between the pair of separators 7 and 9 can be suppressed, and a reliable fuel cell can be obtained.

その際、本実施形態では、一対のセパレータ7,9相互間の電気的短絡を抑えるために、燃料電池外側に絶縁体を設ける必要がないので、その分部品点数の増加を抑えることができるとともに、組み付け作業の煩雑化も抑えることができる。   In this case, in this embodiment, since it is not necessary to provide an insulator outside the fuel cell in order to suppress an electrical short circuit between the pair of separators 7 and 9, an increase in the number of parts can be suppressed accordingly. Also, complication of the assembly work can be suppressed.

さらに、本実施形態では、一対のセパレータ7,9相互間の電気的短絡を抑えるために、外部に流出した場合の水蒸気もしくは結露水を大気中に放出するシステムを採用していないので、水素ガスの大気中への流出を抑制することができる。   Furthermore, in this embodiment, in order to suppress an electrical short circuit between the pair of separators 7 and 9, a system that releases water vapor or condensed water when it flows to the outside to the atmosphere is not employed. Can be prevented from flowing into the atmosphere.

また、図2に示すように、外側通路部43aを流れる冷却水の一部は、複数の傾斜通路部43bを順次流れてから中央通路部43cで合流した後、外側通路部43aを流れる冷却水とともに、出口マニホールド孔31に達する。このとき最上流側の一つの傾斜凸部47aは、外側通路部43a側を幅広とすることで、入口マニホールド孔29から流出した冷却水がそのまま直接中央通路部43cへ流出するのを制限している。これにより、入口マニホールド孔29から外側通路部43aへ流れる冷却水の量を確保している。   In addition, as shown in FIG. 2, a part of the cooling water flowing through the outer passage portion 43a sequentially flows through the plurality of inclined passage portions 43b and then merges at the central passage portion 43c, and then flows through the outer passage portion 43a. At the same time, it reaches the outlet manifold hole 31. At this time, one inclined convex portion 47a on the most upstream side restricts the cooling water flowing out from the inlet manifold hole 29 from flowing out directly to the central passage portion 43c by widening the outer passage portion 43a side. Yes. Thereby, the quantity of the cooling water which flows into the outer channel | path part 43a from the inlet manifold hole 29 is ensured.

このように、実施形態では、外側通路部43aから、下流端が出口マニホールド孔31側となるよう傾斜している傾斜通路部43bを流れることで、冷却水の流れがスムーズになり、冷却効果向上に寄与することができる。   As described above, in the embodiment, the flow of the cooling water is made smooth by flowing from the outer passage portion 43a through the inclined passage portion 43b inclined so that the downstream end is on the outlet manifold hole 31 side, and the cooling effect is improved. Can contribute.

また、傾斜通路部43bを流れた冷却水は、中央通路部43cで合流した後、該中央冷却水通路部43cの下流側端部に設けてある出口マニホールド孔31に直接流出するので、冷却水の排出効率を高めることができる。   Further, the cooling water that has flowed through the inclined passage portion 43b joins at the central passage portion 43c, and then directly flows out to the outlet manifold hole 31 provided at the downstream end of the central cooling water passage portion 43c. The discharge efficiency can be increased.

図4は、上記した冷却水の流れる領域を電解質膜1上で二点鎖線53の内側として示しており、この二点鎖線53の内側には、上記したアノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5に対応する反応領域55及び、前記したセパレータ7の入口,出口マニホールド孔29,31に対応する冷却水入口,出口マニホールド孔57,59を含んでいる。   FIG. 4 shows the region in which the cooling water flows as an inner side of the two-dot chain line 53 on the electrolyte membrane 1, and the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode described above are inside the two-dot chain line 53. 5, and a cooling water inlet and outlet manifold holes 57 and 59 corresponding to the inlet and outlet manifold holes 29 and 31 of the separator 7 described above.

なお、図4中の符号61,63は、図3のカソードガスの入口マニホールド孔35,アノードガスの入口マニホールド孔37にそれぞれ対応するカソードガスの入口マニホールド孔,アノードガスの入口マニホールド孔であり、符号65,67は、図3のカソードガスの出口マニホールド孔39,アノードガスの出口マニホールド孔41にそれぞれ対応するカソードガスの出口マニホールド孔,アノードガスの出口マニホールド孔である。   4 are cathode gas inlet manifold holes and anode gas inlet manifold holes 37 corresponding to the cathode gas inlet manifold hole 35 and anode gas inlet manifold hole 37, respectively. Reference numerals 65 and 67 denote a cathode gas outlet manifold hole and an anode gas outlet manifold hole respectively corresponding to the cathode gas outlet manifold hole 39 and the anode gas outlet manifold hole 41 shown in FIG.

図5(a)は、本発明の第2の実施形態に係わる燃料電池の一部を示す断面図である。第2の実施形態では、図1に示した第1の実施形態と同一部分には、同一符号を付してある。第2の実施形態の燃料電池は、電解質膜1の両面にアノードガス拡散電極3とカソードガス拡散電極5とをそれぞれ設けた点は前記図1に示した第1の実施形態と同様である。   FIG. 5A is a cross-sectional view showing a part of a fuel cell according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. The fuel cell according to the second embodiment is the same as the first embodiment shown in FIG. 1 in that the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5 are provided on both surfaces of the electrolyte membrane 1, respectively.

第2の実施形態では、セパレータ7,9をステンレス製としており、第1の実施形態の導電性樹脂製と異なっている。ステンレス製のセパレータ7,9は凹凸状に屈曲成形することで、第1の実施形態と同様に、セパレータ7と、該セパレータ7に隣接する単電池のセパレータ9Aとの間に冷却水通路25を形成し、セパレータ9と、該セパレータ9に隣接する他の単電池のセパレータ7Aとの間に冷却水通路27を形成している。   In the second embodiment, the separators 7 and 9 are made of stainless steel, which is different from that of the conductive resin of the first embodiment. The stainless steel separators 7 and 9 are bent and formed into a concavo-convex shape so that the cooling water passage 25 is formed between the separator 7 and the separator 9A of the unit cell adjacent to the separator 7 as in the first embodiment. The cooling water passage 27 is formed between the separator 9 and the separator 7 </ b> A of another unit cell adjacent to the separator 9.

そして、本実施形態にあっても、外側冷却水通路25a,27aは、上記したアノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5を設けた反応領域よりも外側のシール材17,19側の空間21,23に対応する位置にある。   Even in this embodiment, the outer cooling water passages 25a and 27a are formed in the space 21 on the side of the sealing material 17 and 19 outside the reaction region where the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5 are provided. , 23.

また、シール材17,19は、板状の支持部材としてのキャリアシール69,71を介して電解質膜1上に配置している。このうち、本実施形態では、カソードガス拡散電極5側のキャリアシール71の外周縁部を、図5(b)に拡大して示すように、シール材19よりも外側に突出させ、かつ電解質膜1の外周縁部より外側に突出させて突出部位71aを設け、この突出部位71a上に、シール材19と連続部73を介して一体となる外側シールリップ75を設けている。   Moreover, the sealing materials 17 and 19 are arrange | positioned on the electrolyte membrane 1 through the carrier seals 69 and 71 as a plate-shaped support member. Among these, in this embodiment, the outer peripheral edge portion of the carrier seal 71 on the cathode gas diffusion electrode 5 side is projected outward from the sealing material 19 and enlarged as shown in FIG. A projecting portion 71 a is provided so as to project outward from the outer peripheral edge portion 1, and an outer seal lip 75 integrated with the sealing material 19 via a continuous portion 73 is provided on the projecting portion 71 a.

この外側シールリップ75は、隣接する単電池のキャリアシール71の突出部位71aと、電解質膜1及びキャリアシール69の外周縁部付近に弾性的に接触し、これにより外側シール部を構成している。したがって、この外側シール部の内側に位置するシール材17,19は内側シール部を構成することになり、これら内側シール部と外側シール部とで二重シール構造を構成することになる。   The outer seal lip 75 elastically contacts the protruding portion 71a of the carrier seal 71 of the adjacent unit cell and the vicinity of the outer peripheral edge of the electrolyte membrane 1 and the carrier seal 69, thereby constituting the outer seal portion. . Therefore, the sealing materials 17 and 19 positioned inside the outer seal portion constitute an inner seal portion, and the inner seal portion and the outer seal portion constitute a double seal structure.

以上より、第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、環状の空間21,23内に流出した水蒸気が、外側冷却水通路25a,27aを流れる冷却水により冷却されて結露水となるので、該結露水(水蒸気)の外部への流出を抑えることができ、一対のセパレータ7,9相互間の電気的短絡を抑えることができる。   As described above, in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the water vapor flowing into the annular spaces 21 and 23 is cooled by the cooling water flowing through the outer cooling water passages 25a and 27a, and the condensed water and Therefore, the outflow of the condensed water (water vapor) can be suppressed, and an electrical short circuit between the pair of separators 7 and 9 can be suppressed.

この際、第2の実施形態では、セパレータ7,9を薄板のステンレス製としているので、冷却水による冷却効果が、第1の実施形態における樹脂製のセパレータ7,9に比較して高く、水蒸気をより速やかに結露水にすることができる。   At this time, since the separators 7 and 9 are made of thin stainless steel in the second embodiment, the cooling effect by the cooling water is higher than that of the resin separators 7 and 9 in the first embodiment. Can be condensed into water more quickly.

また、第2の実施形態では、内側シール部と外側シール部とで二重構造としているので、結露水の外部への流出をより確実に抑えることができる。ここで、外側シール部の外側シールリップ75は、内側シール部のシール材19と連続部73を介して一体としているので、部品点数の増加を抑えることができる。   Moreover, in 2nd Embodiment, since it is set as the double structure by the inner side seal part and the outer side seal part, the outflow to the exterior of dew condensation water can be suppressed more reliably. Here, since the outer seal lip 75 of the outer seal portion is integrated with the seal material 19 of the inner seal portion via the continuous portion 73, an increase in the number of parts can be suppressed.

なお、二重シール構造ではない第1の実施形態におけるセパレータ7,9を薄板のステンレス製としてもよく、また、第1の実施形態のシール構造を第2の実施形態のように二重シール構造としても構わない。   The separators 7 and 9 in the first embodiment which are not of the double seal structure may be made of thin stainless steel, and the seal structure of the first embodiment is a double seal structure as in the second embodiment. It does not matter.

図6(a)は、本発明の第3の実施形態に係わる燃料電池の一部を示す断面図である。なお、第3の実施形態では、図5に示した第2の実施形態と同一部分には、同一符号を付してある。この燃料電池は、前記図5に示した第2の実施形態の燃料電池に対し、カソードガス拡散電極5側の一方のキャリアシール71における突出部位71aに、他方のキャリアシール69側に隣接する単電池に向けて延出する延出部71bを一体的に設けている。   FIG. 6A is a cross-sectional view showing a part of a fuel cell according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the same parts as those in the second embodiment shown in FIG. This fuel cell is different from the fuel cell of the second embodiment shown in FIG. 5 in that a single portion adjacent to the protruding portion 71a of one carrier seal 71 on the cathode gas diffusion electrode 5 side and adjacent to the other carrier seal 69 side. An extending portion 71b extending toward the battery is integrally provided.

上記した延出部71bの先端の中心部には凹部71c設け、この凹部71cに、隣接する単電池の外側シールリップ75の先端75aを入り込ませた状態で、外側シールリップ75を弾性的に圧縮させつつキャリアシール71に接触させている。そして、外側シールリップ75による面圧は、延出部71bを設けることによって外側シールリップ75の圧縮変形が大きくなるので、内側シール部におけるシール材17,19での面圧より高くなっている。   A concave portion 71c is provided at the center of the distal end of the extending portion 71b, and the outer seal lip 75 is elastically compressed in a state where the distal end 75a of the outer seal lip 75 of the adjacent unit cell is inserted into the concave portion 71c. The carrier seal 71 is in contact with the carrier seal 71. The surface pressure by the outer seal lip 75 is higher than the surface pressure at the seal materials 17 and 19 in the inner seal portion because the compression deformation of the outer seal lip 75 is increased by providing the extending portion 71b.

また、電解質膜1,セパレータ7及び他方のキャリアシール69のそれぞれの外周側の端縁部を揃えた状態で、これらの各端縁部を延出部71bの内側面71eに当接させている。   In addition, in a state where the outer peripheral edge portions of the electrolyte membrane 1, the separator 7 and the other carrier seal 69 are aligned, these respective edge portions are brought into contact with the inner side surface 71e of the extending portion 71b. .

以上のように構成した第3の実施形態による燃料電池では、第2の実施形態と同様の効果を奏するほかに、キャリアシール71に延出部71bを設けることで、外側シールリップ75の圧縮代が大きくなり、その結果外側シールリップ75の面圧が内側シール部よりも高くなって、より一層結露水の外部への流出を抑えることができる。   In the fuel cell according to the third embodiment configured as described above, in addition to the same effects as those of the second embodiment, the extension portion 71b is provided on the carrier seal 71, so that the compression margin of the outer seal lip 75 is provided. As a result, the surface pressure of the outer seal lip 75 becomes higher than that of the inner seal portion, and the outflow of condensed water to the outside can be further suppressed.

また、第3の実施形態では、キャリアシール71の延出部71bの内側面71eに、セパレータ7の外周側の端縁部を当接させている。これにより、図6(b)に示す、電解質膜1,アノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5,キャリアシール69,71,シール材17,19及び外側シールリップ75からなる積層単一部品と、セパレータ7,9とを積層する際の両者間の位置出しが容易となり、燃料電池の組立作業性向上に寄与することができる。   In the third embodiment, the outer peripheral edge of the separator 7 is brought into contact with the inner surface 71 e of the extending portion 71 b of the carrier seal 71. 6B, the laminated single component comprising the electrolyte membrane 1, the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5, the carrier seals 69 and 71, the sealing materials 17 and 19 and the outer seal lip 75, and In addition, positioning between the separators 7 and 9 can be facilitated, which contributes to an improvement in assembly workability of the fuel cell.

なお、セパレータ7,9は、あらかじめ互いに接合して一体化してあるものとする。   The separators 7 and 9 are previously joined and integrated with each other.

さらに、第3の実施形態では、キャリアシール71の延出部71bの先端に凹部71cを設け、この凹部71cに外側シールリップ75の先端75aを入り込ませて接触させている。これにより、複数の単電池を積層して燃料電池スタックを構成する際に、互いに隣接する単電池相互の位置合わせが容易かつ高精度に行え、燃料電池の組立作業性向上に寄与することができる。   Furthermore, in the third embodiment, a recess 71c is provided at the tip of the extending portion 71b of the carrier seal 71, and the tip 75a of the outer seal lip 75 is inserted into and brought into contact with the recess 71c. Thus, when a fuel cell stack is configured by stacking a plurality of unit cells, it is possible to easily and highly accurately position the adjacent unit cells, thereby contributing to improvement in assembly workability of the fuel cell. .

図7は、本発明の第4の実施形態に係わる燃料電池の一部を示す断面図である。なお、第4の実施形態では、図6に示した第3の実施形態と同一部分には、同一符号を付してある。この燃料電池は、電解質膜1と上下両キャリアシール69,71の各外周側縁部を、セパレータ7,9の外周側縁部よりも外側に突出させている。さらに、この突出した突出部69f,71fから、互いに離反する方向に延出する延出部69g,71gを設けている。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of a fuel cell according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the same parts as those in the third embodiment shown in FIG. In this fuel cell, the outer peripheral side edges of the electrolyte membrane 1 and the upper and lower carrier seals 69 and 71 are projected outward from the outer peripheral side edges of the separators 7 and 9. Furthermore, extending portions 69g and 71g extending in directions away from each other are provided from the protruding portions 69f and 71f.

一方、上下のシール材17,19は、それぞれ連続部77,73を介してシール材17,19と一体となる外側シールリップ79,81を設けている。これら外側シールリップ79,81は、キャリアシール69,71の突出部69f,71f及び延出部69g,71gを覆うとともに、電解質膜1の外周側の端部を覆うようにして互いに一体化している。   On the other hand, the upper and lower sealing materials 17 and 19 are provided with outer seal lips 79 and 81 that are integrated with the sealing materials 17 and 19 through continuous portions 77 and 73, respectively. These outer seal lips 79 and 81 are integrated with each other so as to cover the projecting portions 69f and 71f and the extending portions 69g and 71g of the carrier seals 69 and 71 and to cover the outer peripheral end of the electrolyte membrane 1. .

この際、外側シールリップ79の先端には凹部79aを、外側シールリップ81の先端には凸部81aをそれぞれ設け、これら凹部79aと凸部81aとを互いに隣接する単電池同士で嵌合させる。また、このとき、セパレータ7の外周側端部を外側シールリップ79の内側面79bに当接させ、セパレータ9の外周側端部を外側シールリップ81の内側面81bに当接させせる。   At this time, the concave portion 79a is provided at the tip of the outer seal lip 79, and the convex portion 81a is provided at the tip of the outer seal lip 81. At this time, the outer peripheral side end portion of the separator 7 is brought into contact with the inner side surface 79 b of the outer seal lip 79, and the outer peripheral side end portion of the separator 9 is brought into contact with the inner side surface 81 b of the outer seal lip 81.

以上のように構成した第4の実施形態の燃料電池では、第2の実施形態と同様の効果を奏するほかに、外側シールリップ79,81の内側面79b,81bに、セパレータ7,9の外周側の端部を当接させている。これにより、図7(b)に示す、電解質膜1,アノードガス拡散電極3及びカソードガス拡散電極5,キャリアシール69,71,シール材17,19及び外側シールリップ79,81からなる積層単一部品と、互いに一体化してあるセパレータ7,9とを積層する際の両者間の位置出しが容易となり、燃料電池の組立作業性向上に寄与することができる。   In the fuel cell of the fourth embodiment configured as described above, in addition to the same effects as those of the second embodiment, the outer surfaces of the separators 7 and 9 are provided on the inner side surfaces 79b and 81b of the outer seal lips 79 and 81. The end on the side is in contact. Accordingly, the laminated single unit comprising the electrolyte membrane 1, the anode gas diffusion electrode 3 and the cathode gas diffusion electrode 5, the carrier seals 69 and 71, the sealing materials 17 and 19 and the outer seal lips 79 and 81 shown in FIG. Positioning between the parts and the separators 7 and 9 integrated with each other is facilitated, which contributes to an improvement in assembly workability of the fuel cell.

さらに、第4の実施形態では、外側シールリップ79の先端に凹部79aを設け、この凹部79aに、隣接する単電池における外側シールリップ81の凸部81aを入り込ませて接触させている。これにより、複数の単電池を積層して燃料電池スタックを構成する際に、互いに隣接する単電池相互の位置合わせが容易かつ高精度に行え、燃料電池の組立作業性向上に寄与することができる。   Furthermore, in 4th Embodiment, the recessed part 79a is provided in the front-end | tip of the outer side seal lip 79, and the convex part 81a of the outer side seal lip 81 in an adjacent cell is penetrated and made to contact with this recessed part 79a. Thus, when a fuel cell stack is configured by stacking a plurality of unit cells, it is possible to easily and highly accurately position the adjacent unit cells, thereby contributing to improvement in assembly workability of the fuel cell. .

また、第4の実施形態では、上下のシール材17,19を連続部77,73及び外側シールリップ79,81によって一体化している。これにより図6に示した第3の実施形態に対し部品点数の削減を達成することができ、部品管理がより容易となる。   In the fourth embodiment, the upper and lower sealing materials 17 and 19 are integrated by the continuous portions 77 and 73 and the outer seal lips 79 and 81. Thereby, a reduction in the number of parts can be achieved with respect to the third embodiment shown in FIG. 6, and parts management becomes easier.

本発明の第1の実施形態に係わる燃料電池の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fuel cell according to a first embodiment of the present invention. 図1の燃料電池で使用するセパレータの平面図である。It is a top view of the separator used with the fuel cell of FIG. 図1のセパレータ上のカソードガス拡散電極でのカソードガスの流れを示す作用説明図である。It is action | operation explanatory drawing which shows the flow of the cathode gas in the cathode gas diffusion electrode on the separator of FIG. 図1のセパレータにおける冷却水の流れる領域を電解質膜上で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the area | region where the cooling water flows in the separator of FIG. 1 on an electrolyte membrane. (a)は、本発明の第2の実施形態に係わる燃料電池の一部を示す断面図、(b)は(a)の要部の拡大した断面図である。(A) is sectional drawing which shows a part of fuel cell concerning the 2nd Embodiment of this invention, (b) is expanded sectional drawing of the principal part of (a). (a)は、本発明の第3の実施形態に係わる燃料電池の一部を示す断面図、(b)は、(a)における電解質膜などからなる積層単一部品の断面図である。(A) is sectional drawing which shows a part of fuel cell concerning the 3rd Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the lamination | stacking single component which consists of an electrolyte membrane etc. in (a). (a)は、本発明の第4の実施形態に係わる燃料電池の一部を示す断面図、(b)は、(a)における電解質膜などからなる積層単一部品とセパレータ単体とを示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows a part of fuel cell concerning the 4th Embodiment of this invention, (b) is a cross section which shows the lamination | stacking single component which consists of electrolyte membrane etc. in (a), and a separator single-piece | unit. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 電解質膜
3 アノードガス拡散電極(電極)
5 カソードガス拡散電極(電極)
7,9 セパレータ
17,19 シール材
25,27 冷却水通路(冷却媒体通路)
25a,27a 外側冷却水通路(冷却媒体通路の一部)
25b,27b 内側冷却水通路(冷却媒体通路の他の部位)
25c,27c 合流冷却水通路(合流部)
29 冷却水の入口マニホールド孔(冷却媒体の供給部)
31 冷却水の出口マニホールド孔(冷却媒体の排出部)
49 水蒸気
51 結露水
55 反応領域
69,71 キャリアシール(支持部材)
71a キャリアシールの突出部位
71b キャリアシールの延出部
71c 延出部の先端に設けた凹部
71e 延出部の内側面
75,79,81 外側シールリップ
75a 外側シールリップの先端
1 Electrolyte membrane 3 Anode gas diffusion electrode (electrode)
5 Cathode gas diffusion electrode (electrode)
7, 9 Separator 17, 19 Sealing material 25, 27 Cooling water passage (cooling medium passage)
25a, 27a Outer cooling water passage (part of cooling medium passage)
25b, 27b Inner cooling water passage (other parts of cooling medium passage)
25c, 27c Merged coolant passage (Merge)
29 Cooling water inlet manifold hole (cooling medium supply part)
31 Cooling water outlet manifold hole (cooling medium outlet)
49 Water vapor 51 Condensed water 55 Reaction area 69, 71 Carrier seal (support member)
71a Carrier seal protrusion 71b Carrier seal extension 71c Recess provided at the tip of the extension 71e Inner side surface of the extension 75, 79, 81 Outer seal lip 75a Tip of the outer seal lip

Claims (8)

電解質膜の中央部分の両面に電極を設けて反応領域を形成し、これら電解質膜及び電極を、冷却媒体が流れる冷却媒体通路を備えた一対のセパレータによって挟持するとともに、前記電解質膜及び各セパレータの前記反応領域よりも外側の外周部相互間にシール材を設けた燃料電池であって、前記冷却媒体通路の一部は、前記反応領域よりも前記シール材側に位置し、該一部の冷却媒体通路を流れる冷却水によって前記反応領域で発生した水蒸気を結露させることを特徴とする燃料電池。   Electrodes are provided on both surfaces of the central portion of the electrolyte membrane to form reaction regions. The electrolyte membrane and the electrode are sandwiched by a pair of separators having cooling medium passages through which a cooling medium flows, and the electrolyte membrane and each separator A fuel cell in which a sealing material is provided between outer peripheral portions outside the reaction region, wherein a part of the cooling medium passage is located on the sealing material side of the reaction region, and the cooling of the part A fuel cell characterized in that water vapor generated in the reaction region is condensed by cooling water flowing through a medium passage. 前記一部の冷却媒体通路を、前記セパレータの縁部に沿って延設し、この縁部に沿って延設した前記一部の冷却媒体通路の一方の端部に冷却媒体の供給部を設ける一方、他方の端部に冷却媒体の排出部を設け、前記冷却媒体通路の前記反応領域に対応する位置に設けた冷却媒体通路の他の部位は、前記一部の冷却媒体通路に一端が連通して前記排出部に向けて冷却媒体が流れるように、前記一端が連通した部位から前記排出部側に向けて傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池。   The partial cooling medium passage extends along an edge of the separator, and a cooling medium supply section is provided at one end of the partial cooling medium passage extending along the edge. On the other hand, a cooling medium discharge portion is provided at the other end, and one end of the other part of the cooling medium passage provided at a position corresponding to the reaction region of the cooling medium passage is in communication with the part of the cooling medium passage. 2. The fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell is inclined from the portion where the one end communicates toward the discharge portion so that the cooling medium flows toward the discharge portion. 前記一部の冷却媒体通路を、前記セパレータの互いに対向する両縁部に沿って延設し、この両縁部に設けた前記一部の冷却媒体通路に一端がそれぞれ連通する前記他の部位相互間に、該他の部位の下流側が合流する合流部を設け、この合流部の下流側端部に前記排出部を設けたことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池。   The part of the cooling medium passage is extended along both opposing edges of the separator, and the other part is connected to the part of the cooling medium passage provided at both edges. The fuel cell according to claim 2, wherein a joining portion where the downstream side of the other part joins is provided in between, and the discharge portion is provided at a downstream end portion of the joining portion. 前記電解質膜及び電極を前記一対のセパレータによって挟持して構成した単電池を複数積層し、前記シール材による内側シール部の外側に外側シール部を設けて二重シール構造とし、前記内側シール部を、前記電解質膜上に設けた支持部材に前記シール材を設けた構造とし、前記支持部材の前記シール材よりも外側に突出した突出部位に、前記シール材と一体の外側シールリップを設け、この外側シールリップを隣接する前記単電池に接触させて前記外側シール部を構成したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の燃料電池。   A plurality of unit cells configured by sandwiching the electrolyte membrane and the electrode by the pair of separators are stacked, an outer seal portion is provided outside the inner seal portion by the seal material to form a double seal structure, and the inner seal portion is The support member provided on the electrolyte membrane has a structure in which the seal material is provided, and an outer seal lip integral with the seal material is provided at a protruding portion of the support member that protrudes outward from the seal material. 4. The fuel cell according to claim 1, wherein an outer seal lip is brought into contact with the adjacent unit cell to constitute the outer seal portion. 5. 前記電解質膜の両面に設けた前記支持部材のうち一方の支持部材の外周縁部を、前記電解質膜,他方の支持部材及びセパレータの各外周縁部よりも外側に突出させた突出部位を設け、この突出部位に、隣接する単電池に向けて延出する延出部を一体的に設け、この延出部の先端を隣接する単電池の前記外側シールリップに接触させたことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池。   Providing a projecting portion in which the outer peripheral edge of one of the support members provided on both surfaces of the electrolyte membrane protrudes outward from the outer peripheral edges of the electrolyte membrane, the other support member, and the separator; An extension part extending toward an adjacent unit cell is integrally provided at the projecting portion, and a tip of the extension part is brought into contact with the outer seal lip of the adjacent unit cell. Item 5. The fuel cell according to Item 4. 前記支持部材の延出部の内側面に、前記セパレータの端部を当接させたことを特徴とする請求項5に記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 5, wherein an end portion of the separator is brought into contact with an inner surface of the extending portion of the support member. 前記支持部材の延出部の先端に凹部を設け、この凹部に、隣接する単電池の前記外側シールリップの先端を入り込ませて接触させたことを特徴とする請求項5または6に記載の燃料電池。   The fuel according to claim 5 or 6, wherein a recess is provided at a tip of the extending portion of the support member, and a tip of the outer seal lip of an adjacent unit cell is inserted into and contacted with the recess. battery. 前記電解質膜の両面に設けた各支持部材の外周縁部を、前記セパレータの外周縁部よりも外側に突出させるとともに、前記電解質膜の両面に設けた各シール材とそれぞれ一体となる外側シールリップを設け、この各外側シールリップを外周端部側で互いに連続させて一体化し、該外側シールリップを隣接する前記単電池同士で接触させたことを特徴とする請求項4に記載の燃料電池。   The outer peripheral lip of each support member provided on both surfaces of the electrolyte membrane protrudes outward from the outer peripheral edge of the separator, and is an outer seal lip that is integral with each sealing material provided on both surfaces of the electrolyte membrane. The fuel cell according to claim 4, wherein the outer seal lips are continuously integrated with each other on the outer peripheral end portion side, and the unit cells adjacent to each other are brought into contact with each other.
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