JP2012190624A - Fuel cell unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell unit which has two electrolyte membrane/electrode structures, can be positioned and retained easily and correctly, and has an effectively-improved assembly workability with simple and compact structure.SOLUTION: In a fuel cell unit 12 configuring a fuel cell 10, a first electrolyte membrane/electrode structure 14a in which a frame 28 is provided on its outer periphery, a first separator 16, a second electrolyte membrane/electrode structure 14b in which a frame 28 is provided on its outer periphery, a second separator 18 and a third separator 20 are laminated successively, and they are held integrally by a unit holding mechanism 21. Outer peripheries of the second separator 18 and the third separator 20 are bonded each other.

Description

本発明は、電解質膜の両側に一対の電極を設けた第1電解質膜・電極構造体及び第2電解質膜・電極構造体と第1セパレータ、第2セパレータ及び第3セパレータとを有する燃料電池ユニットに関する。   The present invention relates to a fuel cell unit having a first electrolyte membrane / electrode structure and a second electrolyte membrane / electrode structure provided with a pair of electrodes on both sides of the electrolyte membrane, a first separator, a second separator, and a third separator. About.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体(MEA)を、セパレータによって挟持している。この燃料電池は、通常、所定の数だけ積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode electrode and a cathode electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. ing. This fuel cell is usually used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack by being stacked in a predetermined number.

燃料電池では、通常、数十〜数百の燃料電池を積層して燃料電池スタックを構成している。その際、燃料電池自体及び前記燃料電池同士を正確に位置決めする必要があり、例えば、特許文献1に開示されている固体高分子電解質膜型燃料電池が知られている。   In a fuel cell, normally, several tens to several hundreds of fuel cells are stacked to constitute a fuel cell stack. At that time, it is necessary to accurately position the fuel cell itself and the fuel cells. For example, a solid polymer electrolyte membrane fuel cell disclosed in Patent Document 1 is known.

この燃料電池は、図10に示すように、電解質層1Aの両面に、燃料電極1Bと酸化剤電極1Cが配設される燃料電池セル1を、セパレータ2A、2Bにより挟持して構成される単電池3を備えている。セパレータ2A及び2Bには、保持ピン挿入側保持孔4a及び止め輪挿入側保持孔4bが形成されるとともに、電解質層1Aには、これらに同軸的に孔部5が形成されている。   As shown in FIG. 10, this fuel cell has a structure in which a fuel cell 1 in which a fuel electrode 1B and an oxidant electrode 1C are disposed on both surfaces of an electrolyte layer 1A is sandwiched between separators 2A and 2B. A battery 3 is provided. In the separators 2A and 2B, a holding pin insertion side holding hole 4a and a retaining ring insertion side holding hole 4b are formed, and in the electrolyte layer 1A, a hole 5 is formed coaxially.

保持ピン6は、保持ピン挿入側保持孔4a、孔部5及び止め輪挿入側保持孔4bに向かって挿入されるとともに、先端部には、止め輪7が装着されることにより、単電池3が一体的に保持されている。   The holding pin 6 is inserted toward the holding pin insertion side holding hole 4a, the hole portion 5 and the retaining ring insertion side holding hole 4b, and a retaining ring 7 is attached to the distal end portion of the unit cell 3. Are integrally held.

特開2000−12067号公報JP 2000-12067 A

ところで、上記の単電池3では、燃料電池セル1を挟んでセパレータ2A、2Bを重ね合わせる際に、特に電解質層1Aが薄膜状である。このため、電解質層1Aに形成されている孔部5を、保持ピン挿入側保持孔4a及び止め輪挿入側保持孔4bに同軸上に位置合わせする作業が、煩雑なものとなってしまう。   By the way, in the above unit cell 3, when the separators 2A and 2B are overlapped with the fuel cell 1 interposed therebetween, the electrolyte layer 1A is particularly thin. For this reason, the operation of coaxially aligning the hole 5 formed in the electrolyte layer 1A with the holding pin insertion side holding hole 4a and the retaining ring insertion side holding hole 4b becomes complicated.

特に、複数、例えば、2枚の燃料電池セル1を含む単電池を、保持ピン6により一体化させる際には、各燃料電池セル1の各電解質層1Aに形成されている孔部5の位置合わせ作業が、相当に煩雑なものになるという問題がある。   In particular, when unit cells including a plurality of, for example, two fuel cells 1 are integrated by the holding pins 6, the positions of the holes 5 formed in each electrolyte layer 1 </ b> A of each fuel cell 1. There is a problem that the alignment work becomes considerably complicated.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、2つの電解質膜・電極構造体を有する燃料電池ユニットを、容易且つ確実に位置決め保持することができ、組み立て作業性を有効に向上させることが可能な燃料電池ユニットを提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and can easily and reliably position and hold a fuel cell unit having two electrolyte membrane / electrode structures, thereby effectively improving assembly workability. An object of the present invention is to provide a fuel cell unit capable of satisfying the requirements.

本発明に係る燃料電池ユニットは、電解質膜の両側に一対の電極を設け、外周部に額縁状枠部材が設けられる第1電解質膜・電極構造体及び第2電解質膜・電極構造体と、前記第1電解質膜・電極構造体と前記第2電解質膜・電極構造体との間に配置されるとともに、前記第1電解質膜・電極構造体に対向する面に一方の反応ガスを流通させる第1反応ガス流路が形成され、且つ前記第2電解質膜・電極構造体に対向する面に他方の反応ガスを流通させる第2反応ガス流路が形成される第1セパレータと、前記第2電解質膜・電極構造体の前記第1セパレータとは反対側に配置され、該第2電解質膜・電極構造体に対向する面に前記第1反応ガス流路が形成される第2セパレータと、前記第2セパレータに重なり合って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を形成する第3セパレータと、前記第1電解質膜・電極構造体、前記第1セパレータ、前記第2電解質膜・電極構造体、前記第2セパレータ及び前記第3セパレータの順に積層し、これらを一体的に保持するユニット保持機構とを備えている。   A fuel cell unit according to the present invention includes a first electrolyte membrane / electrode structure and a second electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are provided on both sides of an electrolyte membrane, and a frame-shaped frame member is provided on an outer peripheral portion; The first electrolyte membrane / electrode structure and the second electrolyte membrane / electrode structure are disposed between the first electrolyte membrane / electrode structure and one reactive gas is allowed to flow through a surface facing the first electrolyte membrane / electrode structure. A first separator in which a reaction gas flow path is formed and a second reaction gas flow path for allowing the other reaction gas to flow through a surface facing the second electrolyte membrane / electrode structure; and the second electrolyte membrane A second separator disposed on the opposite side of the electrode structure from the first separator and having the first reaction gas flow path formed on a surface facing the second electrolyte membrane / electrode structure; Allow the cooling medium to circulate over the separator A third separator that forms a rejection medium flow path, the first electrolyte membrane / electrode structure, the first separator, the second electrolyte membrane / electrode structure, the second separator, and the third separator are stacked in this order. And a unit holding mechanism for holding them integrally.

また、この燃料電池ユニットでは、額縁状枠部材は、樹脂製部材であり、ユニット保持機構は、一方の前記額縁状枠部材に一体で形成されるかしめピン部材と、他方の前記額縁状枠部材、第1セパレータ、第2セパレータ及び第3セパレータにそれぞれ形成され、前記かしめピン部材が一体に挿入される孔部とを備えることが好ましい。   In this fuel cell unit, the frame-shaped frame member is a resin member, and the unit holding mechanism includes a caulking pin member formed integrally with one of the frame-shaped frame members, and the other frame-shaped frame member. Preferably, the first separator, the second separator, and the third separator are each formed with a hole portion into which the caulking pin member is integrally inserted.

さらに、この燃料電池ユニットでは、第2セパレータと第3セパレータとは、それぞれの外周部が一体に接合されることが好ましい。   Furthermore, in this fuel cell unit, it is preferable that the outer peripheral portions of the second separator and the third separator are joined together.

本発明に係る燃料電池ユニットでは、第1電解質膜・電極構造体、第1セパレータ、第2電解質膜・電極構造体、第2セパレータ及び第3セパレータの順に積層されるとともに、これらは、ユニット保持機構により一体的に保持されている。   In the fuel cell unit according to the present invention, the first electrolyte membrane / electrode structure, the first separator, the second electrolyte membrane / electrode structure, the second separator, and the third separator are stacked in this order, It is integrally held by the mechanism.

その際、第1電解質膜・電極構造体及び第2電解質膜・電極構造体は、外周部に額縁状枠部材が設けられており、燃料電池ユニット全体の位置決め作業が容易に簡素化される。このため、燃料電池ユニット毎に取り扱うことができ、複数の前記燃料電池ユニットが積層される燃料電池スタックの製造工程の簡素化を図るとともに、前記燃料電池ユニット及び前記燃料電池スタックの組み立て作業性が良好に向上する。   At that time, the first electrolyte membrane / electrode structure and the second electrolyte membrane / electrode structure are provided with a frame-shaped frame member on the outer peripheral portion, so that the positioning operation of the entire fuel cell unit is easily simplified. Therefore, each fuel cell unit can be handled, the manufacturing process of the fuel cell stack in which a plurality of the fuel cell units are stacked is simplified, and the assembly workability of the fuel cell unit and the fuel cell stack is improved. Improves well.

本発明の実施形態に係る燃料電池を構成する燃料電池ユニットの要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory drawing of the fuel cell unit which comprises the fuel cell which concerns on embodiment of this invention. 前記燃料電池の、図1中、II−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of the said fuel cell in FIG. 前記燃料電池を構成する第3セパレータの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 3rd separator which comprises the said fuel cell. 前記燃料電池を構成する第1セパレータの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 1st separator which comprises the said fuel cell. 前記燃料電池を構成する第2セパレータの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 2nd separator which comprises the said fuel cell. 前記燃料電池を構成する第1電解質膜・電極構造体の正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 1st electrolyte membrane and electrode structure which comprises the said fuel cell. 前記燃料電池を構成する第2電解質膜・電極構造体の正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 2nd electrolyte membrane and electrode structure which comprises the said fuel cell. 前記燃料電池の、図7中、VIII−VIII線断面図である。It is the VIII-VIII sectional view taken on the line of the said fuel cell in FIG. 前記燃料電池の、図7中、IX−IX線断面図である。It is the IX-IX sectional view taken on the line of the said fuel cell in FIG. 特許文献1に開示されている燃料電池の分解説明図である。2 is an exploded explanatory view of a fuel cell disclosed in Patent Document 1. FIG.

図1に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池10は、燃料電池ユニット12を備えるとともに、複数の前記燃料電池ユニット12が水平方向(矢印A方向)又は重力方向(矢印C方向)に積層されてスタックが構成される。   As shown in FIG. 1, a fuel cell 10 according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell unit 12, and the plurality of fuel cell units 12 are in a horizontal direction (arrow A direction) or a gravitational direction (arrow C direction). Are stacked to form a stack.

燃料電池ユニット12は、第1電解質膜・電極構造体(MEA)14a、第1セパレータ16、第2電解質膜・電極構造体(MEA)14b、第2セパレータ18及び第3セパレータ20の順に積層されるとともに、これらは、ユニット保持機構21により一体的に保持される。   The fuel cell unit 12 is laminated in the order of a first electrolyte membrane / electrode structure (MEA) 14a, a first separator 16, a second electrolyte membrane / electrode structure (MEA) 14b, a second separator 18 and a third separator 20. In addition, these are integrally held by the unit holding mechanism 21.

第1セパレータ16、第2セパレータ18及び第3セパレータ20は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第1セパレータ16、第2セパレータ18及び第3セパレータ20は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有する。   The 1st separator 16, the 2nd separator 18, and the 3rd separator 20 are comprised by the metal plate which gave the surface treatment for anticorrosion to the metal surface, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plating treatment steel plate. The 1st separator 16, the 2nd separator 18, and the 3rd separator 20 have cross-sectional uneven | corrugated shape by pressing a metal thin plate into a waveform.

第2セパレータ18の外周部と第3セパレータ20の外周部とは、溶接、接着、ロウ付け又はかしめ等の接合手段により接合され、内部である冷却媒体流路52(後述する)が気密に密閉される。なお、第1セパレータ16、第2セパレータ18及び第3セパレータ20は、金属セパレータに換えて、カーボンセパレータ等を使用してもよい。   The outer peripheral portion of the second separator 18 and the outer peripheral portion of the third separator 20 are joined by a joining means such as welding, adhesion, brazing, or caulking, and the cooling medium flow path 52 (described later) is hermetically sealed. Is done. The first separator 16, the second separator 18, and the third separator 20 may be carbon separators instead of metal separators.

第1電解質膜・電極構造体14a及び第2電解質膜・電極構造体14bは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜22と、前記固体高分子電解質膜22を挟持するアノード側電極24及びカソード側電極26とを備える(図2参照)。   The first electrolyte membrane / electrode structure 14a and the second electrolyte membrane / electrode structure 14b include, for example, a solid polymer electrolyte membrane 22 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and the solid polymer electrolyte membrane 22. Are provided with an anode side electrode 24 and a cathode side electrode 26 (see FIG. 2).

アノード側電極24及びカソード側電極26は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層(図示せず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層(図示せず)とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜22の両面に形成される。   The anode side electrode 24 and the cathode side electrode 26 are uniformly coated on the surface of the gas diffusion layer with a gas diffusion layer (not shown) made of carbon paper or the like and porous carbon particles carrying a platinum alloy on the surface. And an electrode catalyst layer (not shown) formed. The electrode catalyst layers are formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 22.

固体高分子電解質膜22は、アノード側電極24及びカソード側電極26よりも大きな表面積に設定される。この固体高分子電解質膜22の外周端縁部には、樹脂製の額縁部(額縁状枠部材)28が、例えば、射出成形により一体成形される。樹脂材としては、汎用プラスチックの他、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等が採用される。   The solid polymer electrolyte membrane 22 is set to have a larger surface area than the anode side electrode 24 and the cathode side electrode 26. A resin frame portion (frame-shaped frame member) 28 is integrally formed on the outer peripheral edge portion of the solid polymer electrolyte membrane 22 by, for example, injection molding. As the resin material, engineering plastics, super engineering plastics, etc. are adopted in addition to general-purpose plastics.

図1に示すように、額縁部28の矢印B方向の一端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔34b及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔32bが、矢印C方向(鉛直方向)に配列して設けられる。   As shown in FIG. 1, an oxidant gas inlet communication hole for supplying an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas, communicates with each other in the arrow A direction at one end edge of the frame part 28 in the arrow B direction. 30a, a cooling medium outlet communication hole 34b for discharging the cooling medium and a fuel gas outlet communication hole 32b for discharging a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas, are arranged in the direction of arrow C (vertical direction). .

額縁部28の矢印B方向の他端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔32a、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔34a及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔30bが、矢印C方向に配列して設けられる。   The other end edge of the frame portion 28 in the direction of arrow B communicates with each other in the direction of arrow A, a fuel gas inlet communication hole 32a for supplying fuel gas, and a cooling medium inlet communication hole for supplying a cooling medium. 34a and an oxidizing gas outlet communication hole 30b for discharging the oxidizing gas are arranged in the direction of arrow C.

第1セパレータ16、第2セパレータ18及び第3セパレータ20の外周部は、酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔34a、燃料ガス出口連通孔32b、燃料ガス入口連通孔32a、冷却媒体出口連通孔34b及び酸化剤ガス出口連通孔30b(以下、単に流体連通孔ともいう)の内側に配置される。   The outer peripheries of the first separator 16, the second separator 18, and the third separator 20 are an oxidant gas inlet communication hole 30a, a cooling medium inlet communication hole 34a, a fuel gas outlet communication hole 32b, a fuel gas inlet communication hole 32a, and a cooling medium. They are disposed inside the outlet communication hole 34b and the oxidant gas outlet communication hole 30b (hereinafter also simply referred to as a fluid communication hole).

図1及び図3に示すように、第3セパレータ20の第1電解質膜・電極構造体14aに対向する面20aには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとを連通する第1酸化剤ガス流路36が形成される。第1酸化剤ガス流路36は、矢印B方向に延在する複数の波状流路溝を有するとともに、前記第1酸化剤ガス流路36の入口及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部38及び出口バッファ部40が設けられる。入口バッファ部38及び出口バッファ部40は、酸化剤ガス入口連通孔30aから面内に酸化剤ガスを均一に分配する機能を有する。   As shown in FIGS. 1 and 3, an oxidant gas inlet communication hole 30a and an oxidant gas outlet communication hole 30b are communicated with the surface 20a of the third separator 20 facing the first electrolyte membrane / electrode structure 14a. A first oxidant gas flow path 36 is formed. The first oxidant gas flow channel 36 has a plurality of wave-shaped flow channel grooves extending in the direction of arrow B, and has a plurality of embossments near the inlet and the outlet of the first oxidant gas flow channel 36, respectively. An inlet buffer unit 38 and an outlet buffer unit 40 are provided. The inlet buffer section 38 and the outlet buffer section 40 have a function of uniformly distributing the oxidant gas in the plane from the oxidant gas inlet communication hole 30a.

第3セパレータ20の矢印B方向両端には、酸化剤ガス入口連通孔30a及び酸化剤ガス出口連通孔30bに対応して突出する突起部42a、42bが設けられる。突起部42aには、酸化剤ガス入口連通孔30aを第1酸化剤ガス流路36に連通する入口流路44aが波状に形成される一方、突起部42bには、酸化剤ガス出口連通孔30bを前記第1酸化剤ガス流路36に連通する出口流路44bが波状に形成される。   At both ends of the third separator 20 in the direction of arrow B, protrusions 42a and 42b projecting corresponding to the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet communication hole 30b are provided. The protrusion 42a is formed with an undulating inlet channel 44a that connects the oxidant gas inlet communication hole 30a to the first oxidant gas channel 36, while the oxidant gas outlet communication hole 30b is formed in the protrusion 42b. Is formed in a wave shape in the outlet channel 44b communicating with the first oxidant gas channel 36.

第3セパレータ20の矢印B方向両端部中央には、外方に突出する突出部46a、46bが対向する辺に形成される。突出部46aには、ノック孔48aと、前記ノック孔48aを挟んで両側にユニット保持機構21を構成する一対の孔部50aとが貫通形成される。突出部46bには、ノック孔48bと、前記ノック孔48bの両側に位置してユニット保持機構21を構成する一対の孔部50bとが貫通形成される。   Protruding portions 46a and 46b projecting outward are formed on opposite sides in the center of both end portions in the arrow B direction of the third separator 20. The protrusion 46a is formed with a knock hole 48a and a pair of holes 50a constituting the unit holding mechanism 21 on both sides of the knock hole 48a. The protrusion 46b is formed with a knock hole 48b and a pair of holes 50b that are located on both sides of the knock hole 48b and that constitute the unit holding mechanism 21.

第3セパレータ20の面20bには、冷却媒体入口連通孔34aと冷却媒体出口連通孔34bとを連通する冷却媒体流路52が形成される。この冷却媒体流路52は、第1酸化剤ガス流路36の裏面形状である。   A cooling medium flow path 52 that connects the cooling medium inlet communication hole 34 a and the cooling medium outlet communication hole 34 b is formed on the surface 20 b of the third separator 20. The cooling medium flow path 52 has a back surface shape of the first oxidant gas flow path 36.

図4に示すように、第1セパレータ16の第1電解質膜・電極構造体14aに対向する面16aには、図4に示すように燃料ガス入口連通孔32aと燃料ガス出口連通孔32bとを連通する第1燃料ガス流路54が形成される。第1燃料ガス流路54は、矢印B方向に延在する複数の波状流路溝を有する。第1燃料ガス流路54の入口及び出口近傍には、入口バッファ部56及び出口バッファ部58が設けられる。   As shown in FIG. 4, the surface 16a of the first separator 16 facing the first electrolyte membrane / electrode structure 14a has a fuel gas inlet communication hole 32a and a fuel gas outlet communication hole 32b as shown in FIG. A first fuel gas channel 54 that communicates is formed. The first fuel gas channel 54 has a plurality of wave-shaped channel grooves extending in the direction of arrow B. In the vicinity of the inlet and outlet of the first fuel gas channel 54, an inlet buffer 56 and an outlet buffer 58 are provided.

第1セパレータ16の矢印B方向両端には、燃料ガス入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔32bに対応して突出する突起部58a、58bと、酸化剤ガス入口連通孔30a及び酸化剤ガス出口連通孔30bに対応して突出する突起部60a、60bとが設けられる。面16aにおいて、突起部58aには、燃料ガス入口連通孔32aを第1燃料ガス流路54に連通する入口流路62aが波状に形成される一方、突起部58bには、燃料ガス出口連通孔32bを前記第1燃料ガス流路54に連通する出口流路62bが波状に形成される。   At both ends of the first separator 16 in the direction of arrow B, protrusions 58a and 58b projecting corresponding to the fuel gas inlet communication hole 32a and the fuel gas outlet communication hole 32b, and the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet. Protrusions 60a and 60b projecting corresponding to the communication holes 30b are provided. In the surface 16a, the protrusion 58a is formed with an inlet channel 62a that communicates the fuel gas inlet communication hole 32a with the first fuel gas channel 54, while the protrusion 58b has a fuel gas outlet communication hole. An outlet channel 62b that communicates 32b with the first fuel gas channel 54 is formed in a wave shape.

図1に示すように、第1セパレータ16の第2電解質膜・電極構造体14bに対向する面16bには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとを連通する第2酸化剤ガス流路64が形成される。第2酸化剤ガス流路64は、矢印B方向に延在する複数の波状流路溝を有するとともに、前記第2酸化剤ガス流路64の入口及び出口近傍には、入口バッファ部66及び出口バッファ部68が設けられる。   As shown in FIG. 1, the surface 16b of the first separator 16 facing the second electrolyte membrane / electrode structure 14b is connected to an oxidant gas inlet communication hole 30a and an oxidant gas outlet communication hole 30b. An oxidant gas flow path 64 is formed. The second oxidant gas channel 64 has a plurality of undulating channel grooves extending in the direction of arrow B, and an inlet buffer 66 and an outlet are provided near the inlet and outlet of the second oxidant gas channel 64. A buffer unit 68 is provided.

面16bにおいて、突起部60aには、酸化剤ガス入口連通孔30aを第2酸化剤ガス流路64に連通する入口流路70aに波状に形成される一方、突起部60bには、酸化剤ガス出口連通孔30bを前記第2酸化剤ガス流路64に連通する出口流路70bが波状に形成される。   On the surface 16b, the protrusion 60a has an oxidant gas inlet communication hole 30a formed in a wave shape in the inlet flow path 70a communicating with the second oxidant gas flow path 64, while the protrusion 60b has an oxidant gas An outlet channel 70b that communicates the outlet communication hole 30b with the second oxidant gas channel 64 is formed in a wave shape.

第1セパレータ16の矢印B方向両端部中央には、外方に突出する突出部72a、72bが対向する辺に形成される。図4に示すように、突出部72aには、ノック孔74aと前記ノック孔74aの両側に位置して一対の孔部76aとが貫通形成される。突出部72bには、ノック孔74bと、前記ノック孔74bの両側に位置して一対の孔部76bとが貫通形成される。   Protruding portions 72a and 72b protruding outward are formed at opposite sides at the center of both end portions in the arrow B direction of the first separator 16. As shown in FIG. 4, the projecting portion 72a is formed with a knock hole 74a and a pair of hole portions 76a located on both sides of the knock hole 74a. The projecting portion 72b is formed with a knock hole 74b and a pair of hole portions 76b located on both sides of the knock hole 74b.

図5に示すように、第2セパレータ18の第2電解質膜・電極構造体14bに対向する面18aには、燃料ガス入口連通孔32aと燃料ガス出口連通孔32bとを連通する第2燃料ガス流路78が形成される。第2燃料ガス流路78は、矢印B方向に延在する複数の波状流路溝を有する。第2燃料ガス流路78の入口及び出口近傍には、入口バッファ部80及び出口バッファ部82が設けられる。   As shown in FIG. 5, the second fuel gas that connects the fuel gas inlet communication hole 32a and the fuel gas outlet communication hole 32b to the surface 18a of the second separator 18 facing the second electrolyte membrane / electrode structure 14b. A channel 78 is formed. The second fuel gas channel 78 has a plurality of wavy channel grooves extending in the direction of arrow B. In the vicinity of the inlet and outlet of the second fuel gas channel 78, an inlet buffer portion 80 and an outlet buffer portion 82 are provided.

第2セパレータ18の矢印B方向両端には、燃料ガス入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔32bに対応して突出する突起部84a、84bと、冷却媒体入口連通孔34a及び冷却媒体出口連通孔34bに対応して突出する突起部86a、86bとが設けられる。   At both ends of the second separator 18 in the direction of arrow B, protrusions 84a and 84b projecting corresponding to the fuel gas inlet communication hole 32a and the fuel gas outlet communication hole 32b, and the cooling medium inlet communication hole 34a and the cooling medium outlet communication hole. Projection portions 86a and 86b projecting corresponding to 34b are provided.

面18aにおいて、突起部84aには、燃料ガス入口連通孔32aを第2燃料ガス流路78に連通する入口流路88aが波状に形成される一方、突起部84bには、燃料ガス出口連通孔32bを前記第2燃料ガス流路78に連通する出口流路88bが波状に形成される。   On the surface 18a, the protrusion 84a is formed with a wave-like inlet passage 88a that connects the fuel gas inlet communication hole 32a to the second fuel gas passage 78, while the protrusion 84b has a fuel gas outlet communication hole. An outlet channel 88 b that communicates 32 b with the second fuel gas channel 78 is formed in a wave shape.

図1に示すように、面18bにおいて、突起部86aには、冷却媒体入口連通孔34aを冷却媒体流路52に連通する入口流路90aが波状に形成される一方、突起部86bには、冷却媒体出口連通孔34bを前記冷却媒体流路52に連通する出口流路90bが波状に形成される。   As shown in FIG. 1, on the surface 18b, the protrusion 86a is formed with an inlet channel 90a that communicates the cooling medium inlet communication hole 34a with the cooling medium channel 52, while the protrusion 86b includes An outlet channel 90b that communicates the cooling medium outlet communication hole 34b with the cooling medium channel 52 is formed in a wave shape.

面18bは、面18a側の第2燃料ガス流路78の裏面形状である。この面18bと第3セパレータ20の面20bとが重なり合うことにより、冷却媒体流路52が形成される。冷却媒体流路52の入口及び出口近傍には、入口バッファ部92及び出口バッファ部94が設けられる。   The surface 18b is a back surface shape of the second fuel gas channel 78 on the surface 18a side. The surface 18b and the surface 20b of the third separator 20 are overlapped to form the cooling medium flow path 52. An inlet buffer unit 92 and an outlet buffer unit 94 are provided in the vicinity of the inlet and outlet of the cooling medium flow path 52.

図1及び図5に示すように、第2セパレータ18の矢印B方向両端中央には、外方に突出する突出部96a、96bが対向する辺に形成される。突出部96aには、ノック孔98aと、前記ノック孔98aの両側に位置して一対の孔部100aとが貫通形成される。突出部96bには、ノック孔98bと、前記ノック孔98bの両側に位置して一対の孔部100bとが貫通形成される。   As shown in FIGS. 1 and 5, outwardly projecting portions 96 a and 96 b are formed on opposite sides at the center of both ends in the arrow B direction of the second separator 18. The projecting portion 96a is formed with a knock hole 98a and a pair of hole portions 100a located on both sides of the knock hole 98a. The protrusion 96b is formed with a knock hole 98b and a pair of holes 100b located on both sides of the knock hole 98b.

第1電解質膜・電極構造体14aの額縁部28には、第1シール部材102が一体成形される。第1シール部材102としては、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。なお、以下に説明する第2シール部材は、同様の材料が使用される。   A first seal member 102 is integrally formed on the frame portion 28 of the first electrolyte membrane / electrode structure 14a. As the first seal member 102, for example, a seal material such as EPDM, NBR, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroplane or acrylic rubber, a cushion material, or a packing material is used. It is done. In addition, the same material is used for the 2nd seal member demonstrated below.

この第1シール部材102は、図2に示すように、第3セパレータ20側の面に、前記第3セパレータ20の外周縁部を周回して摺接する第1シール部102aを有する。   As shown in FIG. 2, the first seal member 102 has a first seal portion 102 a that slidably contacts around the outer peripheral edge of the third separator 20 on the surface on the third separator 20 side.

図2及び図6に示すように、第1シール部材102の第1セパレータ16側の面には、前記第1セパレータ16の外周部縁部を周回して摺接する第2シール部102bと、前記第1セパレータ16の外周部外方に位置し、隣接する第2電解質膜・電極構造体14bの額縁部28に摺接する第3シール部102cとが設けられる。   As shown in FIGS. 2 and 6, the surface of the first seal member 102 on the side of the first separator 16 has a second seal portion 102b that slidably contacts the periphery of the outer peripheral portion of the first separator 16; A third seal portion 102c that is located outside the outer peripheral portion of the first separator 16 and that is in sliding contact with the frame portion 28 of the adjacent second electrolyte membrane / electrode structure 14b is provided.

図6に示すように、第3シール部102cは、第1電解質膜・電極構造体14aの矢印C方向両端側中央で、それぞれ外方に迂回するように形成される。第3シール部102cの迂回部と第2シール部102bとの間には、ノック孔104a、104bが対辺に貫通形成される。   As shown in FIG. 6, the third seal portion 102c is formed so as to be detoured outward at the center on both ends in the direction of arrow C of the first electrolyte membrane / electrode structure 14a. Knock holes 104a and 104b are formed through the opposite side between the detour portion of the third seal portion 102c and the second seal portion 102b.

ノック孔104aの両側には、第3シール部102cの迂回部と第2シール部102bとの間に位置して、ユニット保持機構21を構成するかしめピン部材106aが設けられる。ノック孔104bの両側には、第3シール部102cの迂回部と第2シール部102bとの間に位置して、ユニット保持機構21を構成するかしめピン部材106bが設けられる。かしめピン部材106a、106bは、額縁部28と一体成形されるとともに、第2電解質膜・電極構造体14b側に突出する(図1参照)。   On both sides of the knock hole 104a, a caulking pin member 106a that constitutes the unit holding mechanism 21 is provided between the bypass portion of the third seal portion 102c and the second seal portion 102b. On both sides of the knock hole 104b, a caulking pin member 106b that constitutes the unit holding mechanism 21 is provided between the bypass portion of the third seal portion 102c and the second seal portion 102b. The caulking pin members 106a and 106b are integrally formed with the frame portion 28 and project toward the second electrolyte membrane / electrode structure 14b (see FIG. 1).

第1電解膜・電極構造体14aの各長辺には、ノック孔104a、104bの両側に樹脂製ガイド部材108aが額縁部28と一体成形される。なお、樹脂製ガイド部材108aは、額縁部28と別体に構成することもできる。樹脂製ガイド部材108aの外周端部110aには、前記外周端部110aから内方に離間する凹状の逃げ部112が形成される。   On each long side of the first electrolytic membrane / electrode structure 14a, resin guide members 108a are integrally formed with the frame portion 28 on both sides of the knock holes 104a, 104b. The resin guide member 108a can be configured separately from the frame portion 28. A concave relief portion 112 that is spaced inward from the outer peripheral end portion 110a is formed at the outer peripheral end portion 110a of the resin guide member 108a.

図2及び図7に示すように、第2電解質膜・電極構造体14bの額縁部28には、第2シール部材114が一体成形される。この第2シール部材114は、第2セパレータ18側の面に、前記第2セパレータ18の外周縁部を周回して周接する第1シール部114aと、前記第2セパレータ18の外周部外方に位置し、隣接する第1電解質膜・電極構造体14aの額縁部28に周接する第2シール部114bとを有する。   As shown in FIGS. 2 and 7, a second seal member 114 is integrally formed on the frame portion 28 of the second electrolyte membrane / electrode structure 14b. The second seal member 114 has a first seal portion 114a that circulates around the outer peripheral edge of the second separator 18 on the surface on the second separator 18 side, and an outer periphery of the second separator 18 outward. A second seal portion 114b that is positioned and circumscribes the frame portion 28 of the adjacent first electrolyte membrane / electrode structure 14a.

図7に示すように、第2シール部114bは、額縁部28の矢印B方向両端中央で外方に迂回するように形成されるとともに、前記第2シール部114bの迂回部と第1シール部114aとの間には、ノック部材116が前記額縁部28と一体成形される。   As shown in FIG. 7, the second seal portion 114b is formed so as to be detoured outward at the center of both ends in the arrow B direction of the frame portion 28, and the detour portion and the first seal portion of the second seal portion 114b. A knock member 116 is integrally formed with the frame portion 28 between the frame member 114a and the frame 114a.

図8に示すように、ノック部材116は、第1セパレータ16側に膨出する外側膨出部118aを備え、前記外側膨出部118aは、前記第1セパレータ16のノック孔74a、第1電解質膜・電極構造体14aのノック孔104a及び第3セパレータ20のノック孔48aに一体に挿入される。外側膨出部118aの内周側には、段状部118bを介して孔部118cが形成される。   As shown in FIG. 8, the knock member 116 includes an outer bulging portion 118 a that bulges toward the first separator 16, and the outer bulging portion 118 a includes the knock hole 74 a of the first separator 16 and the first electrolyte. The membrane electrode assembly 14a is inserted into the knock hole 104a and the knock hole 48a of the third separator 20 integrally. A hole 118c is formed on the inner peripheral side of the outer bulging portion 118a via a stepped portion 118b.

ノック部材116は、外側膨出部118aとは反対側に膨出する内側膨出部118dを有する。内側膨出部118dは、隣接する第2電解質膜・電極構造体14bのノック部材116の段状部118bに配置される。   The knock member 116 has an inner bulging portion 118d that bulges on the opposite side to the outer bulging portion 118a. The inner bulging portion 118d is disposed on the stepped portion 118b of the knock member 116 of the adjacent second electrolyte membrane / electrode structure 14b.

図7に示すように、第2電解質膜・電極構造体14bの額縁部28には、樹脂製ガイド部材108bが一体成形される。樹脂製ガイド部材108bは、外周端部110bを設けるとともに、この外周端部110bは、第1電解質膜・電極構造体14aの樹脂製ガイド部材108aに設けられた逃げ部112から外方に露呈している。   As shown in FIG. 7, a resin guide member 108b is integrally formed on the frame portion 28 of the second electrolyte membrane / electrode structure 14b. The resin guide member 108b is provided with an outer peripheral end portion 110b, and the outer peripheral end portion 110b is exposed outward from the escape portion 112 provided in the resin guide member 108a of the first electrolyte membrane / electrode structure 14a. ing.

ノック部材116の両側には、第2シール部114bの迂回部と第1シール部114aとの間に位置して、ユニット保持機構21を構成する一対の孔部120aが形成される。ノック部材116の両側には、第2シール部114bの迂回部と第1シール部114aとの間に位置して、ユニット保持機構21を構成する一対の孔部120bが形成される。   On both sides of the knock member 116, a pair of hole portions 120a constituting the unit holding mechanism 21 are formed between the bypass portion of the second seal portion 114b and the first seal portion 114a. On both sides of the knock member 116, a pair of hole portions 120b constituting the unit holding mechanism 21 are formed between the bypass portion of the second seal portion 114b and the first seal portion 114a.

図9に示すように、第1電解質膜・電極構造体14aの額縁部28に設けられているかしめピン部材106aは、第1セパレータ16の孔部76a、第2電解質膜・電極構造体14bの孔部120a、第2セパレータ18の孔部100a及び第3セパレータ20の孔部50aに一体に挿入される。かしめピン部材106aの先端には、図示しない溶着チップが所定温度に加熱された状態で押圧されることにより、大径な頭部122が形成される。   As shown in FIG. 9, the caulking pin member 106 a provided in the frame portion 28 of the first electrolyte membrane / electrode structure 14 a includes the hole 76 a of the first separator 16 and the second electrolyte membrane / electrode structure 14 b. The hole 120a, the hole 100a of the second separator 18 and the hole 50a of the third separator 20 are inserted integrally. A large-diameter head 122 is formed at the tip of the caulking pin member 106a by pressing a welding tip (not shown) while being heated to a predetermined temperature.

このように構成される燃料電池10の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell 10 configured as described above will be described below.

図1に示すように、酸化剤ガス入口連通孔30aに供給された酸素含有ガス等の酸化剤ガスは、第3セパレータ20の突起部42aに形成されている入口流路44を介して第1酸化剤ガス流路36に供給される。同様に、酸化剤ガスは、第1セパレータ16の突起部60aに形成されている入口流路70aを介して第2酸化剤ガス流路64に供給される。   As shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas supplied to the oxidant gas inlet communication hole 30 a passes through a first inlet channel 44 formed in a protrusion 42 a of the third separator 20. The oxidant gas flow path 36 is supplied. Similarly, the oxidant gas is supplied to the second oxidant gas flow path 64 via the inlet flow path 70 a formed in the protrusion 60 a of the first separator 16.

第1酸化剤ガス流路36を流通した酸化剤ガスは、第3セパレータ20の突起部42bに形成されている出口流路44bから酸化剤ガス出口連通孔30bに排出される。同様に、第2酸化剤ガス流路64を流通した酸化剤ガスは、第1セパレータ16の突起部60bに形成されている出口流路70bから酸化剤ガス出口連通孔30bに排出される。   The oxidant gas that has flowed through the first oxidant gas flow path 36 is discharged from the outlet flow path 44b formed in the protrusion 42b of the third separator 20 to the oxidant gas outlet communication hole 30b. Similarly, the oxidant gas flowing through the second oxidant gas flow path 64 is discharged from the outlet flow path 70b formed in the protrusion 60b of the first separator 16 to the oxidant gas outlet communication hole 30b.

一方、燃料ガス入口連通孔32aに供給された水素含有ガス等の燃料ガスは、第1セパレータ16の突起部58aに形成されている入口流路62aから第1燃料ガス流路54に供給される。同様に、燃料ガスは、第2セパレータ18の突起部84aに形成されている入口流路88aから第2燃料ガス流路78に供給される。   On the other hand, the fuel gas such as the hydrogen-containing gas supplied to the fuel gas inlet communication hole 32a is supplied to the first fuel gas channel 54 from the inlet channel 62a formed in the protrusion 58a of the first separator 16. . Similarly, the fuel gas is supplied to the second fuel gas channel 78 from the inlet channel 88 a formed in the protrusion 84 a of the second separator 18.

第1燃料ガス流路54を流通した燃料ガスは、第1セパレータ16の突起部58bに形成されている出口流路62bから燃料ガス出口連通孔32bに排出される。同様に、第2燃料ガス流路78を流通した燃料ガスは、第2セパレータ18の突起部84bに形成されている出口流路88bから燃料ガス出口連通孔32bに排出される。   The fuel gas flowing through the first fuel gas channel 54 is discharged from the outlet channel 62b formed in the protrusion 58b of the first separator 16 to the fuel gas outlet communication hole 32b. Similarly, the fuel gas flowing through the second fuel gas channel 78 is discharged from the outlet channel 88b formed in the protrusion 84b of the second separator 18 to the fuel gas outlet communication hole 32b.

また、冷却媒体入口連通孔34aに供給された純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体は、第2セパレータ18の突起部86aに形成されている入口流路90aから冷却媒体流路52に供給される。この冷却媒体は、冷却媒体流路52を流通した後、突起部86bに形成されている出口流路90bから冷却媒体出口連通孔34bに排出される。   In addition, the cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil supplied to the cooling medium inlet communication hole 34 a is supplied to the cooling medium flow path 52 from the inlet flow path 90 a formed in the protrusion 86 a of the second separator 18. Is done. This cooling medium flows through the cooling medium flow path 52, and then is discharged from the outlet flow path 90b formed in the protrusion 86b to the cooling medium outlet communication hole 34b.

この場合、第1の実施形態では、燃料電池ユニット12は、図9に示すように、第1電解質膜・電極構造体14a、第1セパレータ16、第2電解質膜・電極構造体14b、第2セパレータ18及び第3セパレータ20の順に積層されるとともに、これらは、ユニット保持機構21により一体的に保持されている。   In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 9, the fuel cell unit 12 includes the first electrolyte membrane / electrode structure 14a, the first separator 16, the second electrolyte membrane / electrode structure 14b, the second The separator 18 and the third separator 20 are stacked in this order, and these are integrally held by the unit holding mechanism 21.

具体的には、第1電解質膜・電極構造体14aの額縁部28には、かしめピン部材106aが一体成形されている。このかしめピン部材106aは、第1セパレータ16の孔部76a、第2電解質膜・電極構造体14bの孔部120a、第2セパレータ18の孔部100a及び第3セパレータ20の孔部50aに一体的に挿入された後、溶着処理により大径な頭部122が形成されている。   Specifically, a caulking pin member 106a is integrally formed on the frame portion 28 of the first electrolyte membrane / electrode structure 14a. The caulking pin member 106a is integrated with the hole 76a of the first separator 16, the hole 120a of the second electrolyte membrane / electrode structure 14b, the hole 100a of the second separator 18, and the hole 50a of the third separator 20. After the insertion, the large-diameter head 122 is formed by a welding process.

これにより、第1電解質膜・電極構造体14a、第1セパレータ16、第2電解質膜・電極構造体14b、第2セパレータ18及び第3セパレータ20を、一体のユニットとして取り扱うことができ、燃料電池ユニット12の取り扱い作業性が良好に向上する。従って、複数の燃料電池ユニット12が積層される燃料電池10(燃料電池スタック)の製造工程の簡素化を図るとともに、前記燃料電池ユニット12及び前記燃料電池10の組み立て作業性が良好に向上するという効果が得られる。   Thus, the first electrolyte membrane / electrode structure 14a, the first separator 16, the second electrolyte membrane / electrode structure 14b, the second separator 18 and the third separator 20 can be handled as an integral unit, and the fuel cell The handling workability of the unit 12 is improved satisfactorily. Therefore, the manufacturing process of the fuel cell 10 (fuel cell stack) in which a plurality of fuel cell units 12 are stacked is simplified, and the assembly workability of the fuel cell unit 12 and the fuel cell 10 is improved satisfactorily. An effect is obtained.

特に、第1電解質膜・電極構造体14a及び第2電解質膜・電極構造体14bは、樹脂製の額縁部28を用いており、燃料電池ユニット12全体の位置決め作業が容易に簡素化される。   In particular, the first electrolyte membrane / electrode structure 14a and the second electrolyte membrane / electrode structure 14b use a resin frame 28, and the positioning operation of the entire fuel cell unit 12 is easily simplified.

さらに、第2セパレータ18と第3セパレータ20とは、外周が溶接等により接合されている。このため、冷却媒体流路52を第1セパレータ18と第2セパレータ20との内部に液密に構成することができ、冷媒面用のシールが不要になり、シール構造の簡素化が容易に図られる。   Furthermore, the outer periphery of the second separator 18 and the third separator 20 is joined by welding or the like. For this reason, the cooling medium flow path 52 can be liquid-tightly configured inside the first separator 18 and the second separator 20, so that a seal for the refrigerant surface is not required, and the simplification of the seal structure is facilitated. It is done.

なお、本実施形態では、かしめピン部材106a、106bが額縁部28に一体成形されているが、これに限定されるものではなく、前記かしめピン部材106a、106bを前記額縁部28とは別体に構成してもよい。   In this embodiment, the caulking pin members 106a and 106b are integrally formed with the frame portion 28. However, the present invention is not limited to this, and the caulking pin members 106a and 106b are separated from the frame portion 28. You may comprise.

10…燃料電池 12…燃料電池ユニット
14a、14b…電解質膜・電極構造体 16、18、20…セパレータ
21…ユニット保持機構 22…固体高分子電解質膜
24…アノード側電極 26…カソード側電極
28…額縁部 30a…酸化剤ガス入口連通孔
30b…酸化剤ガス出口連通孔 32a…燃料ガス入口連通孔
32b…燃料ガス出口連通孔 34a…冷却媒体入口連通孔
34b…冷却媒体出口連通孔 36、64…酸化剤ガス流路
50a、50b、76a、76b、100a、100b…孔部
52…冷却媒体流路 54、78…燃料ガス流路
102、114…シール部材 106a、106b…かしめピン部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell 12 ... Fuel cell unit 14a, 14b ... Electrolyte membrane and electrode structure 16, 18, 20 ... Separator 21 ... Unit holding mechanism 22 ... Solid polymer electrolyte membrane 24 ... Anode side electrode 26 ... Cathode side electrode 28 ... Frame portion 30a ... Oxidant gas inlet communication hole 30b ... Oxidant gas outlet communication hole 32a ... Fuel gas inlet communication hole 32b ... Fuel gas outlet communication hole 34a ... Cooling medium inlet communication hole 34b ... Cooling medium outlet communication hole 36, 64 ... Oxidant gas flow paths 50a, 50b, 76a, 76b, 100a, 100b ... hole 52 ... cooling medium flow paths 54, 78 ... fuel gas flow paths 102, 114 ... sealing members 106a, 106b ... caulking pin members

Claims (3)

電解質膜の両側に一対の電極を設け、外周部に額縁状枠部材が設けられる第1電解質膜・電極構造体及び第2電解質膜・電極構造体と、
前記第1電解質膜・電極構造体と前記第2電解質膜・電極構造体との間に配置されるとともに、前記第1電解質膜・電極構造体に対向する面に一方の反応ガスを流通させる第1反応ガス流路が形成され、且つ前記第2電解質膜・電極構造体に対向する面に他方の反応ガスを流通させる第2反応ガス流路が形成される第1セパレータと、
前記第2電解質膜・電極構造体の前記第1セパレータとは反対側に配置され、該第2電解質膜・電極構造体に対向する面に前記第1反応ガス流路が形成される第2セパレータと、
前記第2セパレータに重なり合って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を形成する第3セパレータと、
前記第1電解質膜・電極構造体、前記第1セパレータ、前記第2電解質膜・電極構造体、前記第2セパレータ及び前記第3セパレータの順に積層し、これらを一体的に保持するユニット保持機構と、
を備えることを特徴とする燃料電池ユニット。
A first electrolyte membrane / electrode structure and a second electrolyte membrane / electrode structure in which a pair of electrodes are provided on both sides of the electrolyte membrane, and a frame-like frame member is provided on the outer periphery;
The first electrolyte membrane / electrode structure and the second electrolyte membrane / electrode structure are disposed between the first electrolyte membrane / electrode structure and one reactive gas is allowed to flow through a surface facing the first electrolyte membrane / electrode structure. A first separator in which one reactive gas flow path is formed and a second reactive gas flow path is formed to flow the other reactive gas on a surface facing the second electrolyte membrane / electrode structure;
A second separator disposed on the opposite side of the second electrolyte membrane / electrode structure from the first separator and having the first reactive gas flow path formed on a surface facing the second electrolyte membrane / electrode structure. When,
A third separator that forms a cooling medium flow path that circulates the cooling medium so as to overlap the second separator;
A unit holding mechanism for laminating the first electrolyte membrane / electrode structure, the first separator, the second electrolyte membrane / electrode structure, the second separator, and the third separator in this order and holding them together; ,
A fuel cell unit comprising:
請求項1記載の燃料電池ユニットにおいて、前記額縁状枠部材は、樹脂製部材であり、
前記ユニット保持機構は、一方の前記額縁状枠部材に一体で形成されるかしめピン部材と、
他方の前記額縁状枠部材、前記第1セパレータ、前記第2セパレータ及び前記第3セパレータにそれぞれ形成され、前記かしめピン部材が一体に挿入される孔部と、
を備えることを特徴とする燃料電池ユニット。
The fuel cell unit according to claim 1, wherein the frame-shaped frame member is a resin member,
The unit holding mechanism is a caulking pin member formed integrally with one of the frame-shaped frame members,
Holes formed in the other frame-shaped frame member, the first separator, the second separator, and the third separator, respectively, into which the caulking pin member is integrally inserted;
A fuel cell unit comprising:
請求項1又は2記載の燃料電池ユニットにおいて、前記第2セパレータと前記第3セパレータとは、それぞれの外周部が一体に接合されることを特徴とする燃料電池ユニット。   3. The fuel cell unit according to claim 1, wherein the second separator and the third separator are integrally joined to each other at an outer peripheral portion thereof. 4.
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