JP2019133874A - Leak inspection device for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用リーク検査装置に関し、特にガスケットを備えた燃料電池用リーク検査装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell leak inspection apparatus, and more particularly to a fuel cell leak inspection apparatus provided with a gasket.
ガスケットを備えた燃料電池用リーク検査装置として、燃料電池セルを載置するための下側治具と、該下側治具と載置される燃料電池セルとの間のシール性を確保するためのガスケットと、載置される燃料電池セルに加圧するための上側治具とを備えるものが知られている。このような構造を有する燃料電池用リーク検査装置では、メンテナンス性向上の観点から、特許文献1に記載のように溝に嵌め込み可能なガスケット構造を採用することが検討されている。 As a fuel cell leak inspection apparatus equipped with a gasket, in order to ensure a sealing property between a lower jig for placing a fuel cell and the lower jig and the placed fuel cell And a gasket having an upper jig for pressurizing a fuel cell to be placed are known. In the fuel cell leak inspection apparatus having such a structure, it has been studied to employ a gasket structure that can be fitted into a groove as described in Patent Document 1 from the viewpoint of improving maintainability.
しかし、上述した溝に嵌め込み可能なガスケット構造をそのまま採用した場合、かかる圧力の強さ、検査回数の多さ等の原因でガスケットの位置ずれ及び局所伸びが発生し、リークの誤検知等の不具合が生じる可能性がある。 However, if the gasket structure that can be fitted in the groove is adopted as it is, the gasket is displaced and the local elongation occurs due to the strength of the pressure, the number of inspections, etc. May occur.
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制できる燃料電池用リーク検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a technical problem, and an object of the present invention is to provide a fuel cell leak inspection apparatus capable of suppressing the occurrence of gasket displacement and local elongation.
本発明に係る燃料電池用リーク検査装置は、燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池のシール性を検査するための燃料電池用リーク検査装置であって、前記燃料電池セルを載置する載置面を有する下側治具と、前記下側治具の前記載置面に設けられた周溝に嵌め込まれ、載置される前記燃料電池セルと前記下側治具と間のシール性を確保する環状のガスケットと、を少なくとも備え、前記周溝は、所定の幅を有する入口部と、前記入口部の下方に配置されるとともに前記入口部よりも拡幅された内部空間部と、前記内部空間部の下方において前記周溝の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部と、を有し、前記ガスケットは、前記入口部の幅よりも広く且つ前記内部空間部の幅よりも狭い本体部と、前記本体部から上方に突出するとともに先端部分が前記入口部から外部に露出して前記燃料電池と当接する当接部と、前記本体部から下方に突出して前記周溝の前記凹部に嵌合可能な複数の嵌合凸部とを有することを特徴としている。 A fuel cell leak inspection apparatus according to the present invention is a fuel cell leak inspection apparatus for inspecting the sealing performance of a fuel cell in which a plurality of fuel cells are stacked, and the fuel cell is mounted thereon. A lower jig having a placement surface, and a sealing property between the fuel cell and the lower jig, which is fitted in a circumferential groove provided on the placement surface of the lower jig, and is placed An annular gasket to be secured, and the circumferential groove has an inlet portion having a predetermined width, an inner space portion disposed below the inlet portion and wider than the inlet portion, and the inner portion A plurality of recesses provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the circumferential groove below the space portion, and the gasket is wider than the inlet portion and narrower than the inner space portion. When the main body and the main body protrude upward, A front end portion exposed to the outside from the inlet portion and abutted against the fuel cell; a plurality of fitting convex portions protruding downward from the main body portion and capable of fitting into the concave portion of the circumferential groove; It is characterized by having.
本発明に係る燃料電池用リーク検査装置では、周溝は該周溝の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部を有し、ガスケットは該周溝の凹部に嵌合可能な嵌合凸部を複数有するので、ガスケットの嵌合凸部を周溝の凹部に嵌合することにより、ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制することができる。 In the fuel cell leak inspection apparatus according to the present invention, the circumferential groove has a plurality of recesses provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the circumferential groove, and the gasket can be fitted into the recesses of the circumferential groove. Since there are a plurality of convex portions, it is possible to suppress the occurrence of misalignment and local elongation of the gasket by fitting the fitting convex portion of the gasket into the concave portion of the circumferential groove.
本発明によれば、ガスケットの位置ずれ及び局所伸びの発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of misalignment and local elongation of the gasket.
以下、図面に基づき本発明に係る燃料電池用リーク検査装置の実施形態について説明する。各図において、長さ方向をX、幅方向をY、上下方向(高さ方向ともいう)をZとする。 Hereinafter, embodiments of a fuel cell leak inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the length direction is X, the width direction is Y, and the vertical direction (also referred to as the height direction) is Z.
まず、図1及び図2を参照して検査対象である燃料電池セルの構造を簡単に説明する。燃料電池セル10は、固体高分子電解質型燃料電池を構成する単セルであり、薄板状に形成されている。この燃料電池セル10は、膜電極ガス拡散層接合体11と、膜電極ガス拡散層接合体11の外周に配置された樹脂枠12と、膜電極ガス拡散層接合体11及び樹脂枠12とを挟持する一対のセパレータ(上側セパレータ13、下側セパレータ14)とを備えている(図2参照)。固体高分子電解質型燃料電池は、このような構造を有する燃料電池セル10を一方向に沿って複数積層することにより形成されている。
First, the structure of the fuel cell to be inspected will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2. The
燃料電池セル10の上面(すなわち、上側セパレータ13の上面)の中央領域、及び燃料電池セル10の底面(すなわち、下側セパレータ14の底面)の中央領域には、冷却媒体が流れる冷却媒体流路15がそれぞれ配置されている。また、上側セパレータ13と膜電極ガス拡散層接合体11との間、下側セパレータ14と膜電極ガス拡散層接合体11との間には、反応ガス流路がそれぞれ配置されている。なお、ここでの反応ガスは、酸化ガス又は燃料ガスを指す。
A cooling medium flow path through which a cooling medium flows in the central region of the upper surface of the fuel cell 10 (ie, the upper surface of the upper separator 13) and the central region of the bottom surface of the fuel cell 10 (ie, the bottom surface of the lower separator 14). 15 are arranged respectively. Further, reaction gas flow paths are arranged between the
また、燃料電池セル10の長さ方向における左側縁部及び右側縁部のうち、一方には酸化ガス供給口、燃料ガス供給口及び冷却媒体供給口を構成するマニホールド孔16、他方には酸化ガス排出口、燃料ガス排出口及び冷却媒体排出口を構成するマニホールド孔16が、それぞれ3つずつ設けられている。
Of the left edge and the right edge in the length direction of the
続いて、本実施形態の燃料電池用リーク検査装置を説明する。本実施形態の燃料電池用リーク検査装置1は、燃料電池のシール性(すなわち、気密性及び液密性)を検査するための装置であり、燃料電池セル10を載置するための下側治具2と、下側治具2と該下側治具2に載置される燃料電池セル10との間のシール性を確保する複数の下側ガスケット3と、燃料電池セル10の上方に配置される上側治具4と、上側治具4と燃料電池セル10との間のシール性を確保する複数の上側ガスケット5とを備えている。
Next, the fuel cell leak inspection apparatus of this embodiment will be described. The fuel cell leak inspection apparatus 1 according to this embodiment is an apparatus for inspecting the sealing performance (that is, air tightness and liquid tightness) of a fuel cell, and a lower side treatment for mounting the
下側治具2及び上側治具4は、一定の厚さを有する金属板によってそれぞれ形成されている。そして、上側治具4は、下側治具2に載置される燃料電池セル10に加圧できるように、下側治具2に対して上下移動可能に設けられている。
The
下側治具2は、燃料電池セル10を載置するための載置面21を有する。下側治具2の内部には、リーク検査用ガスを供給するための検査用ガス供給経路24が設けられている。検査用ガスとしては、空気、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられる。
The
載置面21において、燃料電池セル10における反応ガス流路の配置領域に対応する位置には、環状の第1周溝22が周設されている。図1に示すように、第1周溝22は、平面視で矩形枠状を呈しており、その枠内に燃料電池セル10における反応ガス流路の配置領域が入るように、反応ガス流路の配置領域より大きく形成されている。第1周溝22には、平面視で環状の第1下側ガスケット31が嵌め込まれている。
On the
また、載置面21において、燃料電池セル10の各マニホールド孔16に対応する位置には、環状の第2周溝23がそれぞれ周設されている。上述したように、燃料電池セル10は6つのマニホールド孔16を有するため、それに対応する下側治具2には、6つの第2周溝23が形成されている。6つの第2周溝23は、第1周溝22を挟んでその左右両側にそれぞれ3つずつ配置されている。そして、各第2周溝23には、平面視で環状の第2下側ガスケット32が嵌め込まれている。
In addition, on the
第1周溝22及び第2周溝23は、特許請求の範囲に記載の「周溝」に該当するものである。第1下側ガスケット31及び第2下側ガスケット32は、下側ガスケット3を構成しており、特許請求の範囲に記載の「ガスケット」に該当するものである。なお、第1下側ガスケット31及び第2下側ガスケット32は、例えばゴム弾性材料によってそれぞれ形成されている。
The first
以下、図3〜図5を参照して第2周溝23及びそれに嵌め込まれた第2下側ガスケット32の構造を詳細に説明する。図5において、第1周溝22及び第2周溝23の凹部(後述する)、第1下側ガスケット31及び第2下側ガスケット32の嵌合凸部(後述する)の配置位置を黒丸で示す。そして、第1周溝22及びそれに嵌め込まれた第1下側ガスケット31の構造については、それぞれ第2周溝23、第2下側ガスケット32と同様であるので、その説明を省略する。
Hereinafter, the structure of the second
第2周溝23は、例えば載置面21から下側治具2の内部に向けて所定の深さまで抉り抜くことにより形成されている。図3に示す断面視において、第2周溝23は、上方に開口して所定の幅を有する入口部23aと、入口部23aと連通するとともに該入口部23aの下方に配置される内部空間部23bとを有する。内部空間部23bは、入口部23aとの間で段差部23dを形成するように、該入口部23aよりも拡幅されている。形成された段差部23dは、すなわち、内部空間部23bの天井部である。この段差部23dは、第2周溝23に嵌め込まれた第2下側ガスケット32の本体部32a(後述する)と当接し、第2下側ガスケット32が第2周溝23から抜けるのを防止する。
The second
また、第2周溝23は、内部空間部23bの下方に設けられた複数の凹部23cを更に有する。これらの複数の凹部23cは、第2周溝23の周方向に沿って所定の間隔で設けられている。本実施形態では、凹部23cは8つである。図4及び図5に示すように、8つの凹部23cは、隣接する2つの凹部23cを一組とし、矩形枠状の第2周溝23の四辺の中央位置にそれぞれ一組ずつ配置されている。なお、一組を構成する凹部23cの数は2つに限定されずに、必要に応じて3つ以上であっても良く、1つであっても良い。
The second
一方、第2下側ガスケット32は、第2周溝23の入口部23aの幅よりも広く且つ内部空間部23bの幅よりも狭い本体部32aと、本体部32aから上方に突出するとともに先端部分が入口部23aから外部に露出して燃料電池セル10と当接する当接部32bとを有する。
On the other hand, the second
本体部32aは、幅が比較的に大きく形成されており、第2周溝23の内部空間部23bに嵌め込まれている。本体部32aの上面は、第2周溝23の入口部23aと内部空間部23bとの間で形成された段差部23dと当接する。一方、当接部32bは、本体部32aの幅よりも小さく、且つ第2周溝23の入口部23aの幅よりも小さく形成されている。当接部32bの高さは、第2下側ガスケット32が第2周溝23に嵌め込まれた状態で、その先端部分が下側治具2の載置面21から上方に突出し、燃料電池セル10の底面(ここでは、下側セパレータ14の底面)と当接可能に設定されている。
The
また、第2下側ガスケット32は、本体部32aから下方に突出して第2周溝23の凹部23cに嵌合可能な嵌合凸部32cを複数有する。これらの嵌合凸部32cは、第2周溝23の凹部23cの配置位置と対応するように設けられており、2つの嵌合凸部32cを一組とし、第2下側ガスケット32の周方向に沿って4箇所に亘って配置されている。すなわち、第2下側ガスケット32は、第1周溝22の凹部23cと対応する嵌合凸部32cを8つ有する。
Further, the second
第1周溝22の凹部は、第2周溝23の凹部23cと同じ構造を有するように複数形成されており、例えば図5に示すように、長辺に三組ずつ、短辺に二組ずつ配置されている。隣接する組同士の間隔は、第1周溝22の周方向に沿って等しくても良く、異なっても良い。そして、該第1周溝22に嵌め込まれた第1下側ガスケット31の嵌合凸部は、第1周溝22の凹部と対応して、長辺に三組ずつ、短辺に二組ずつ配置されている。
A plurality of recesses in the first
一方、上側ガスケット5は、上側治具4と燃料電池セル10の上側セパレータ13との間に配置されている。上側ガスケット5は、燃料電池セル10における反応ガス流路の配置領域に対応する位置に配置された第1上側ガスケット51と、燃料電池セル10の各マニホールド孔16に対応する位置に配置された第2上側ガスケット52とを有する。第1上側ガスケット51及び第2上側ガスケット52は、例えばゴム弾性材料によってそれぞれ環状に形成されている。
On the other hand, the
本実施形態において、上側ガスケット5は、下側ガスケット3と異なって上側治具4に嵌め込まれる構造を有さずに、接着等で上側治具4の底面に直接固定されているが、必要に応じて、下側ガスケット3と同じ嵌め込み構造を有するように形成されても良い。
In the present embodiment, the
以上のように構成された燃料電池用リーク検査装置1によれば、第2周溝23はその周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部23cを有し、該第2周溝23に嵌め込まれる第2下側ガスケット32は凹部23cに嵌合可能な嵌合凸部32cを複数有するので、嵌合凸部32cを第2周溝23の凹部23cに嵌合することにより、第2下側ガスケット32の位置ずれ及び局所伸びの発生を確実に抑制することができる。そして、第1周溝22及び該第1周溝22に嵌め込まれる第1下側ガスケット31は、それぞれ第2周溝23、第2下側ガスケット32と同様な構造を有するので、同じ作用効果を得られる。
According to the fuel cell leak inspection apparatus 1 configured as described above, the second
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed.
1 燃料電池用リーク検査装置
2 下側治具
3 下側ガスケット
4 上側治具
5 上側ガスケット
10 燃料電池セル
11 膜電極ガス拡散層接合体
12 樹脂枠
13 上側セパレータ
14 下側セパレータ
16 マニホールド孔
21 載置面
22 第1周溝
23 第2周溝
23a 入口部
23b 内部空間部
23c 凹部
24 検査用ガス供給経路
31 第1下側ガスケット
32 第2下側ガスケット
32a 本体部
32b 当接部
32c 嵌合凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell
Claims (1)
前記燃料電池セルを載置する載置面を有する下側治具と、
前記下側治具の前記載置面に設けられた周溝に嵌め込まれ、載置される前記燃料電池セルと前記下側治具と間のシール性を確保する環状のガスケットと、
を少なくとも備え、
前記周溝は、所定の幅を有する入口部と、前記入口部の下方に配置されるとともに前記入口部よりも拡幅された内部空間部と、前記内部空間部の下方において前記周溝の周方向に所定の間隔で設けられた複数の凹部と、を有し、
前記ガスケットは、前記入口部の幅よりも広く且つ前記内部空間部の幅よりも狭い本体部と、前記本体部から上方に突出するとともに先端部分が前記入口部から外部に露出して前記燃料電池と当接する当接部と、前記本体部から下方に突出して前記周溝の前記凹部に嵌合可能な複数の嵌合凸部とを有することを特徴とする燃料電池用リーク検査装置。 A fuel cell leak inspection device for inspecting a sealing property of a fuel cell formed by laminating a plurality of fuel cells,
A lower jig having a placement surface on which the fuel cell is placed;
An annular gasket that is fitted in a circumferential groove provided on the placement surface of the lower jig and ensures sealing performance between the fuel cell to be placed and the lower jig;
Comprising at least
The circumferential groove includes an inlet portion having a predetermined width, an inner space portion that is disposed below the inlet portion and is wider than the inlet portion, and a circumferential direction of the circumferential groove below the inner space portion A plurality of recesses provided at predetermined intervals, and
The fuel cell has a main body portion that is wider than the inlet portion and narrower than the inner space portion, protrudes upward from the main body portion, and has a tip portion exposed to the outside from the inlet portion. And a plurality of fitting projections protruding downward from the main body portion and fitting into the recesses of the circumferential groove.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018016581A JP2019133874A (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Leak inspection device for fuel cell |
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Cited By (1)
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JP7518790B2 (en) | 2021-03-30 | 2024-07-18 | 住友理工株式会社 | Seal inspection device and seal inspection method |
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