JP2022088029A - Separator for fuel cell - Google Patents

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Abstract

To provide a separator for a fuel cell that can prevent retention of generated water.SOLUTION: A separator 30 as a separator for a fuel cell comprises: a first inlet manifold 50; a first outlet manifold 60; a power generation part 70; an inlet buffer part 75; and an outlet buffer part 80. The outlet buffer part 80 has a third inclined wall 82A that is provided inclined in a first direction and guides gas derived from a gas passage 40 to the first outlet manifold 60, and terminals 37 of a plurality of ribs 35 on the first outlet manifold 60 side are arranged in accordance with the inclination of the third inclined wall 82A.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃料電池用セパレータに関する。 The present invention relates to a separator for a fuel cell.

特許文献1には、燃料電池の一部を構成する燃料電池用セパレータが開示されている。この燃料電池用セパレータには、長手方向の一端部に設けられていてガスが流入する入口マニホールドと、上記長手方向の他端部に設けられていてガスが流出する出口マニホールドとが設けられている。また、燃焼電池用セパレータには、入口マニホールドと出口マニホールドとの間に発電部が設けられている。発電部は、互いに間隔をあけて延びる複数のリブを有しており、各リブによって複数のガス流路が構成されている。入口マニホールドから流入したガスは、入口マニホールドと発電部との間に設けられている入口バッファ部に流れる。入口バッファ部では、流れてきたガスを分散させて発電部の各ガス流路へガスを導入する。また、各ガス流路へ導入されたガスは、発電部と出口マニホールドとの間に設けられている出口バッファ部へ導出される。出口バッファ部では、各ガス流路から導出されたガスが合流する。合流したガスは、出口バッファ部を通じて出口マニホールドへ流動する。 Patent Document 1 discloses a fuel cell separator that constitutes a part of the fuel cell. The fuel cell separator is provided with an inlet manifold provided at one end in the longitudinal direction to allow gas to flow in, and an outlet manifold provided at the other end in the longitudinal direction to allow gas to flow out. .. Further, the fuel cell separator is provided with a power generation unit between the inlet manifold and the outlet manifold. The power generation unit has a plurality of ribs extending at intervals from each other, and each rib constitutes a plurality of gas flow paths. The gas flowing in from the inlet manifold flows to the inlet buffer section provided between the inlet manifold and the power generation section. In the inlet buffer section, the flowing gas is dispersed and gas is introduced into each gas flow path of the power generation section. Further, the gas introduced into each gas flow path is led out to the outlet buffer section provided between the power generation section and the outlet manifold. At the outlet buffer section, the gas derived from each gas flow path merges. The combined gas flows to the outlet manifold through the outlet buffer portion.

特開2015-76385号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-76385

燃料電池では、発電に伴い水が生成される、こうした生成水は燃料電池用セパレータの発電部に流れる。発電部では、各ガス流路内を流れるガスによって生成水を出口バッファ部側へ押し流す。これにより、生成水は各リブの終端へ向けて流動する。ところで、出口バッファ部の容積は各ガス流路の流路断面積に比して大きいことから、発電部のガス流路から出口バッファ部にガスが排出される際にガスの流速が大きく低下することがある。この場合、ガスの流れによって生成水を流動させる力が弱くなるため、発電部内の生成水は各リブの終端から出口バッファ部へと排水されずに、各リブの終端に付着して滞留した状態となる。特許文献1に記載の燃料電池用セパレータでは、こうした点については考慮されておらず改善の余地がある。 In a fuel cell, water is generated by power generation, and such generated water flows to the power generation section of the fuel cell separator. In the power generation section, the generated water is pushed toward the outlet buffer section by the gas flowing in each gas flow path. As a result, the generated water flows toward the end of each rib. By the way, since the volume of the outlet buffer portion is large compared to the flow path cross-sectional area of each gas flow path, the flow velocity of the gas greatly decreases when the gas is discharged from the gas flow path of the power generation section to the outlet buffer section. Sometimes. In this case, since the force to flow the generated water is weakened by the gas flow, the generated water in the power generation section is not drained from the end of each rib to the outlet buffer section, but adheres to the end of each rib and stays there. It becomes. In the fuel cell separator described in Patent Document 1, such a point is not taken into consideration and there is room for improvement.

本発明の目的は、生成水の滞留を抑制できる燃料電池用セパレータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell capable of suppressing the retention of generated water.

上記課題を解決するための燃料電池用セパレータは、第1方向における一端部に設けられていてガスが流入する入口マニホールドと、前記第1方向における他端部に設けられていてガスが流出する出口マニホールドと、互いに間隔をあけて延びる複数のリブによって構成された複数のガス流路を有する発電部と、前記入口マニホールドから流入したガスを前記発電部の各ガス流路へ分散させて導入する入口バッファ部と、前記発電部の前記各ガス流路から導出されたガスを合流させて前記出口マニホールドへ流出させる出口バッファ部とを備える燃料電池用セパレータであって、前記出口バッファ部は、前記第1方向に対して傾斜して設けられていて該ガス流路から導出されたガスを前記出口マニホールドへ誘導する傾斜壁を有しており、前記複数のリブにおける前記出口マニホールド側の終端は、前記傾斜壁の傾斜に合わせて配置されている。 Fuel cell separators for solving the above problems are provided at one end in the first direction and an inlet manifold through which gas flows in, and at the other end in the first direction and an outlet through which gas flows out. A power generation unit having a manifold, a power generation unit having a plurality of gas flow paths composed of a plurality of ribs extending at intervals from each other, and an inlet in which gas flowing in from the inlet manifold is dispersed and introduced into each gas flow path of the power generation unit. A fuel cell separator including a buffer unit and an outlet buffer unit that merges gas drawn from each gas flow path of the power generation unit and flows out to the outlet manifold, wherein the outlet buffer unit is the first. It has an inclined wall that is inclined with respect to one direction and guides the gas led out from the gas flow path to the outlet manifold, and the end of the plurality of ribs on the outlet manifold side is the above. It is arranged according to the slope of the sloping wall.

上記構成では、各リブの終端を出口バッファ部の傾斜壁の傾斜に合わせて配置している。そのため、出口バッファ部に傾斜壁が設けられている場合であっても、各リブの終端と傾斜壁との隙間が過度に大きくなることを抑えることができる。これにより、ガス流路から出口バッファ部に導出されたガスに一様の流れを生じさせて、各リブの終端と傾斜壁との間で該傾斜壁に沿ってガスを流動させることができる。このようにガスが各リブの終端に沿って流動することで、各リブの終端に集められた生成水を出口マニホールドへ向けて流すことが可能になる。したがって、上記構成によれば、リブの終端部に付着した生成水を出口マニホールドへ排水しやすくできるため、生成水が滞留することを抑制することが可能になる。 In the above configuration, the end of each rib is arranged according to the inclination of the inclined wall of the outlet buffer portion. Therefore, even when the outlet buffer portion is provided with an inclined wall, it is possible to prevent the gap between the end of each rib and the inclined wall from becoming excessively large. As a result, a uniform flow can be generated in the gas led out from the gas flow path to the outlet buffer portion, and the gas can flow along the inclined wall between the end of each rib and the inclined wall. By flowing the gas along the end of each rib in this way, it becomes possible to flow the generated water collected at the end of each rib toward the outlet manifold. Therefore, according to the above configuration, the generated water adhering to the end portion of the rib can be easily drained to the outlet manifold, and it is possible to suppress the retention of the generated water.

一実施形態の燃料電池用セパレータが設けられる燃料電池の概略構成を示す断面図。The cross-sectional view which shows the schematic structure of the fuel cell provided with the separator for a fuel cell of one Embodiment. 燃料電池用セパレータの斜視図。Perspective view of the separator for a fuel cell. 第1リブから第5リブの終端部を拡大して示す平面図。The plan view which shows the end part of the 5th rib enlarged from the 1st rib. リブの終端部の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the end part of a rib. 燃料電池用セパレータにおけるガスの流れを示す平面図。The plan view which shows the gas flow in the separator for a fuel cell.

燃料電池用セパレータの一実施形態について、図1~図5を参照して説明する。以下では、まず燃料電池用セパレータが設けられる燃料電池の構成について説明する。
図1に示すように、燃料電池は、複数の発電セル11が積層されたセルスタック10を有している。各発電セル11には、シート状の膜電極ガス拡散層接合体20と、その膜電極ガス拡散層接合体20を厚さ方向に挟む燃料電池用セパレータとしての一対のセパレータ30とが設けられている。
An embodiment of the fuel cell separator will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Hereinafter, the configuration of the fuel cell provided with the fuel cell separator will be described first.
As shown in FIG. 1, the fuel cell has a cell stack 10 in which a plurality of power generation cells 11 are stacked. Each power generation cell 11 is provided with a sheet-shaped membrane electrode gas diffusion layer junction 20 and a pair of separators 30 as fuel cell separators that sandwich the membrane electrode gas diffusion layer junction 20 in the thickness direction. There is.

膜電極ガス拡散層接合体20は、例えば固体高分子膜によって形成された電解質層21を有している。電解質層21は、厚さ方向の一方側にアノード電極層22が接合されており、厚さ方向の他方側にカソード電極層23が接合されている。アノード電極層22は、電解質層21と反対側の面が第1ガス拡散層24によって覆われている。カソード電極層23は、電解質層21と反対側の面が第2ガス拡散層25によって覆われている。これら電解質層21、アノード電極層22、カソード電極層23、第1ガス拡散層24、及び第2ガス拡散層25によって、膜電極ガス拡散層接合体20が構成されている。 The membrane electrode gas diffusion layer junction 20 has, for example, an electrolyte layer 21 formed of a solid polymer membrane. In the electrolyte layer 21, the anode electrode layer 22 is bonded to one side in the thickness direction, and the cathode electrode layer 23 is bonded to the other side in the thickness direction. The surface of the anode electrode layer 22 opposite to the electrolyte layer 21 is covered with the first gas diffusion layer 24. The surface of the cathode electrode layer 23 opposite to the electrolyte layer 21 is covered with the second gas diffusion layer 25. The membrane electrode gas diffusion layer junction 20 is composed of the electrolyte layer 21, the anode electrode layer 22, the cathode electrode layer 23, the first gas diffusion layer 24, and the second gas diffusion layer 25.

一対のセパレータ30のうち、膜電極ガス拡散層接合体20のアノード電極層22側に位置するセパレータ30を第1セパレータ31といい、膜電極ガス拡散層接合体20のカソード電極層23側に位置するセパレータ30を第2セパレータ90という。膜電極ガス拡散層接合体20に対して、第1セパレータ31の構成と第2セパレータ90の構成とは対称である。そのため、以下では、第1セパレータ31の構成について説明し、第2セパレータ90の構成については共通の符号を付して詳細な説明を省略する。 Of the pair of separators 30, the separator 30 located on the anode electrode layer 22 side of the membrane electrode gas diffusion layer junction 20 is called the first separator 31, and is located on the cathode electrode layer 23 side of the membrane electrode gas diffusion layer junction 20. The separator 30 is referred to as a second separator 90. The configuration of the first separator 31 and the configuration of the second separator 90 are symmetrical with respect to the membrane electrode gas diffusion layer junction 20. Therefore, in the following, the configuration of the first separator 31 will be described, and the configuration of the second separator 90 will be designated by a common reference numeral and detailed description thereof will be omitted.

図2に示すように、第1セパレータ31は、長方形の薄板形状に形成されている。第1セパレータ31は、例えばチタン等の金属などによって構成されており、凹凸形状に形成されている。そのため、第1セパレータ31は、本体板部32と、該本体板部32に対して厚さ方向に一段下がった底板部33と、厚さ方向に延びて本体板部32及び底板部33を繋ぐ周壁34とを有している。なお、第1セパレータ31において長辺が延びる長手方向を第1方向とし、短辺が延びる短手方向を第2方向とする。 As shown in FIG. 2, the first separator 31 is formed in the shape of a rectangular thin plate. The first separator 31 is made of, for example, a metal such as titanium, and is formed in an uneven shape. Therefore, the first separator 31 connects the main body plate portion 32, the bottom plate portion 33 one step lower in the thickness direction with respect to the main body plate portion 32, and the main body plate portion 32 and the bottom plate portion 33 extending in the thickness direction. It has a peripheral wall 34. In the first separator 31, the longitudinal direction in which the long side extends is the first direction, and the lateral direction in which the short side extends is the second direction.

第1セパレータ31には、第1方向における一方側に位置する一端部に、水素ガスが流入する第1入口マニホールド50が設けられている。また、第1セパレータ31における一端部には、空気が流入する第2入口マニホールド51と、冷却液が流入する第3入口マニホールド52とが設けられている。第1入口マニホールド50、第2入口マニホールド51、及び第3入口マニホールド52は、第2方向に並んで配置されている。第1入口マニホールド50は、第2方向において一方側に配置されている。 The first separator 31 is provided with a first inlet manifold 50 into which hydrogen gas flows into one end portion located on one side in the first direction. Further, at one end of the first separator 31, a second inlet manifold 51 into which air flows in and a third inlet manifold 52 in which cooling liquid flows in are provided. The first inlet manifold 50, the second inlet manifold 51, and the third inlet manifold 52 are arranged side by side in the second direction. The first inlet manifold 50 is arranged on one side in the second direction.

第1セパレータ31には、第1方向における他方側に位置する他端部に、水素ガスを流出する第1出口マニホールド60が設けられている。また、第1セパレータ31における他端部には、空気が流出する第2出口マニホールド61と、冷却液が流出する第3出口マニホールド62とが設けられている。第1出口マニホールド60、第2出口マニホールド61、及び第3出口マニホールド62は、第2方向に並んで配置されている。第1出口マニホールド60は、第2方向において他方側に配置されている。 The first separator 31 is provided with a first outlet manifold 60 through which hydrogen gas flows out at the other end portion located on the other side in the first direction. Further, at the other end of the first separator 31, a second outlet manifold 61 through which air flows out and a third outlet manifold 62 through which cooling liquid flows out are provided. The first outlet manifold 60, the second outlet manifold 61, and the third outlet manifold 62 are arranged side by side in the second direction. The first outlet manifold 60 is arranged on the other side in the second direction.

第1セパレータ31には、第1入口マニホールド50と第1出口マニホールド60との間に設けられた発電部70が設けられている。発電部70は、底板部33と、該底板部33に設けられた複数のリブ35と、周壁34とによって構成されている。複数のリブ35は、互いに間隔をあけて第1方向に平行に延びている。複数のリブ35によって、発電部70には第1方向に延びる複数のガス流路40が構成されている。 The first separator 31 is provided with a power generation unit 70 provided between the first inlet manifold 50 and the first outlet manifold 60. The power generation unit 70 is composed of a bottom plate portion 33, a plurality of ribs 35 provided on the bottom plate portion 33, and a peripheral wall 34. The plurality of ribs 35 extend in parallel in the first direction at intervals from each other. The plurality of ribs 35 constitute a plurality of gas flow paths 40 extending in the first direction in the power generation unit 70.

第1セパレータ31には、第1入口マニホールド50と発電部70とを繋ぐ入口バッファ部75が設けられている。入口バッファ部75は、底板部33と周壁34とによって構成されている。入口バッファ部75は、第1入口マニホールド50に接続されていて該第1入口マニホールド50と同じ幅で延びる第1導入部76と、第1導入部76と発電部70とを接続する第2導入部77とを有している。第1導入部76には、複数の入口凸部76Aが設けられている。各入口凸部76Aは、底板部33から立設されていて第1方向に平行に延びている。 The first separator 31 is provided with an inlet buffer unit 75 that connects the first inlet manifold 50 and the power generation unit 70. The inlet buffer portion 75 is composed of a bottom plate portion 33 and a peripheral wall 34. The inlet buffer portion 75 is connected to the first inlet manifold 50 and extends with the same width as the first inlet manifold 50, and the second introduction portion 76 is connected to the first introduction portion 76 and the power generation unit 70. It has a unit 77. The first introduction portion 76 is provided with a plurality of entrance convex portions 76A. Each inlet convex portion 76A is erected from the bottom plate portion 33 and extends in parallel with the first direction.

第2導入部77は、発電部70側ほど徐々に空間が拡がる形状に形成されている。そのため、第2導入部77を構成する周壁34は、第1方向に対して傾斜して設けられた第1傾斜壁77Aと第2傾斜壁77Bとを有している。第1傾斜壁77A及び第2傾斜壁77Bは、発電部70を構成している周壁34と繋がっている。第1傾斜壁77Aは、第1方向における他方側ほど第2方向における一方側に位置するように傾斜している。また、第2傾斜壁77Bは、第1方向における他方側ほど第2方向における他方側に位置するように傾斜している。第2傾斜壁77Bは、第1傾斜壁77Aに比して第2方向における長さが長い。第2傾斜壁77Bの第1方向に対する傾斜角度θ2は、第1傾斜壁77Aの第1方向に対する傾斜角度θ1よりも大きい。なお、周壁34は、第2傾斜壁77Bの一端から第2方向に延びる導入壁77Cも有している。入口バッファ部75は、第1入口マニホールド50に流入した水素ガスを第1導入部76及び第2導入部77を順に通過させることで分散させて発電部70の各ガス流路40へ導入する。 The second introduction unit 77 is formed in a shape in which the space gradually expands toward the power generation unit 70 side. Therefore, the peripheral wall 34 constituting the second introduction portion 77 has a first inclined wall 77A and a second inclined wall 77B provided so as to be inclined with respect to the first direction. The first inclined wall 77A and the second inclined wall 77B are connected to the peripheral wall 34 constituting the power generation unit 70. The first inclined wall 77A is inclined so that the other side in the first direction is located on one side in the second direction. Further, the second inclined wall 77B is inclined so that the other side in the first direction is located on the other side in the second direction. The second inclined wall 77B has a longer length in the second direction than the first inclined wall 77A. The inclination angle θ2 of the second inclined wall 77B with respect to the first direction is larger than the inclination angle θ1 of the first inclined wall 77A with respect to the first direction. The peripheral wall 34 also has an introduction wall 77C extending in the second direction from one end of the second inclined wall 77B. The inlet buffer unit 75 disperses the hydrogen gas flowing into the first inlet manifold 50 by passing through the first introduction unit 76 and the second introduction unit 77 in order, and introduces the hydrogen gas into each gas flow path 40 of the power generation unit 70.

また、第1セパレータ31には、発電部70と第1出口マニホールド60とを繋ぐ出口バッファ部80が設けられている。出口バッファ部80は、底板部33と周壁34とによって構成されている。出口バッファ部80は、第1出口マニホールド60に接続されていて該第1出口マニホールド60と同じ幅で延びる第1導出部81と、第1導出部81と発電部70とを接続する第2導出部82とを有している。第1導出部81には、複数の出口凸部81Aが設けられている。各出口凸部81Aは、底板部33から立設されていて第1方向に平行に延びている。 Further, the first separator 31 is provided with an outlet buffer unit 80 that connects the power generation unit 70 and the first outlet manifold 60. The outlet buffer portion 80 is composed of a bottom plate portion 33 and a peripheral wall 34. The outlet buffer unit 80 is connected to the first outlet manifold 60 and extends with the same width as the first outlet manifold 60. The first outlet unit 81 and the second outlet unit 81 and the power generation unit 70 are connected to each other. It has a part 82. The first out-licensing unit 81 is provided with a plurality of outlet convex portions 81A. Each outlet convex portion 81A is erected from the bottom plate portion 33 and extends in parallel with the first direction.

第2導出部82は、発電部70側ほど徐々に空間が拡がる形状に形成されている。そのため、第2導出部82を構成する周壁34は、第1方向に対して傾斜して設けられた第3傾斜壁82Aと第4傾斜壁82Bとを有している。第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bは、発電部70を構成している周壁34と繋がっている。第3傾斜壁82Aは、第1方向における他方側ほど第2方向における他方側に位置するように傾斜している。また、第4傾斜壁82Bは、第1方向における他方側ほど第2方向における一方側に位置するように傾斜している。第3傾斜壁82Aは、第4傾斜壁82Bに比して第2方向における長さが長い。第3傾斜壁82Aの第1方向に対する傾斜角度θ3は、第4傾斜壁82Bの第1方向に対する傾斜角度θ4よりも大きい。なお、第3傾斜壁82Aの傾斜角度θ3は第2傾斜壁77Bの傾斜角度θ2と同じであり、第4傾斜壁82Bの傾斜角度θ4は第1傾斜壁77Aの傾斜角度θ1と同じである(θ2=θ3>θ1=θ4)。 The second out-licensing unit 82 is formed in a shape in which the space gradually expands toward the power generation unit 70 side. Therefore, the peripheral wall 34 constituting the second lead-out portion 82 has a third inclined wall 82A and a fourth inclined wall 82B provided so as to be inclined with respect to the first direction. The third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B are connected to the peripheral wall 34 constituting the power generation unit 70. The third inclined wall 82A is inclined so that the other side in the first direction is located on the other side in the second direction. Further, the fourth inclined wall 82B is inclined so that the other side in the first direction is located on one side in the second direction. The third inclined wall 82A has a longer length in the second direction than the fourth inclined wall 82B. The inclination angle θ3 of the third inclined wall 82A with respect to the first direction is larger than the inclination angle θ4 of the fourth inclined wall 82B with respect to the first direction. The inclination angle θ3 of the third inclined wall 82A is the same as the inclination angle θ2 of the second inclined wall 77B, and the inclination angle θ4 of the fourth inclined wall 82B is the same as the inclination angle θ1 of the first inclined wall 77A ( θ2 = θ3> θ1 = θ4).

また、周壁34は、第3傾斜壁82Aの一端から第2方向に延びる導出壁82Cも有している。出口バッファ部80は、発電部70の各ガス流路40から導出された水素ガスを、第2導出部82及び第1導出部81の順で通過させることで合流させて第1出口マニホールド60へ流出させる。なお、第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bは、第1方向に対して傾斜して設けられていることから、発電部70におけるガス流路40に対しても傾斜して設けられている。そのため、第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bは、ガス流路40から導出されたガスを第1出口マニホールド60へ誘導する機能を有する。 The peripheral wall 34 also has a lead-out wall 82C extending in the second direction from one end of the third inclined wall 82A. The outlet buffer unit 80 joins the hydrogen gas derived from each gas flow path 40 of the power generation unit 70 by passing the second outlet unit 82 and the first outlet unit 81 in this order to the first outlet manifold 60. Let it leak. Since the third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B are provided so as to be inclined with respect to the first direction, they are also provided so as to be inclined with respect to the gas flow path 40 in the power generation unit 70. .. Therefore, the third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B have a function of guiding the gas led out from the gas flow path 40 to the first outlet manifold 60.

図1に示すように、各発電セル11において、第1セパレータ31は、発電部70に設けられている各リブ35の頂面が膜電極ガス拡散層接合体20の第1ガス拡散層24と接触するように配置されている。これにより、第1セパレータ31のガス流路40を流れる水素ガスは、第1ガス拡散層24を通じてアノード電極層22に導入される。 As shown in FIG. 1, in each power generation cell 11, the first separator 31 has a top surface of each rib 35 provided in the power generation unit 70 with the first gas diffusion layer 24 of the membrane electrode gas diffusion layer junction 20. Arranged to touch. As a result, the hydrogen gas flowing through the gas flow path 40 of the first separator 31 is introduced into the anode electrode layer 22 through the first gas diffusion layer 24.

また、第2セパレータ90は、発電部70に設けられている各リブ35の頂面が膜電極ガス拡散層接合体20の第2ガス拡散層25と接触するように配置されている。なお、第2セパレータ90は、第1セパレータ31とは異なり、ガス流路40に空気が流れる。すなわち、第2セパレータ90では、第2入口マニホールド51と第2出口マニホールド61とが、入口バッファ部75、発電部70、及び出口バッファ部80を通じて連通している。第2セパレータ90の各ガス流路40を流れる空気は、第2ガス拡散層25を通じてカソード電極層23に導入される。 Further, the second separator 90 is arranged so that the top surface of each rib 35 provided in the power generation unit 70 is in contact with the second gas diffusion layer 25 of the membrane electrode gas diffusion layer junction 20. In the second separator 90, unlike the first separator 31, air flows in the gas flow path 40. That is, in the second separator 90, the second inlet manifold 51 and the second outlet manifold 61 communicate with each other through the inlet buffer section 75, the power generation section 70, and the outlet buffer section 80. The air flowing through each gas flow path 40 of the second separator 90 is introduced into the cathode electrode layer 23 through the second gas diffusion layer 25.

各発電セル11において、膜電極ガス拡散層接合体20のアノード電極層22に水素ガスが供給されるとともに、膜電極ガス拡散層接合体20のカソード電極層23に空気が供給されると、それら水素ガス及び空気の膜電極ガス拡散層接合体20での反応に基づき発電が行われる。各発電セル11では、発電時に発熱が伴う。そのため、各発電セル11を積層した状態では、一方の発電セル11における第1セパレータ31と他方の発電セル11における第2セパレータ90とを重ねて冷却液が流れる冷却液通路95を形成している。冷却液通路95は、第1セパレータ31と第2セパレータ90との各リブ35によって構成されている。冷却液通路95を流れる冷却液によって各発電セル11の冷却が行われる。 In each power generation cell 11, when hydrogen gas is supplied to the anode electrode layer 22 of the membrane electrode gas diffusion layer junction 20 and air is supplied to the cathode electrode layer 23 of the membrane electrode gas diffusion layer junction 20, they are supplied. Power is generated based on the reaction of the hydrogen gas and the air film electrode gas diffusion layer junction 20. In each power generation cell 11, heat is generated during power generation. Therefore, in a state where the power generation cells 11 are stacked, the first separator 31 in one power generation cell 11 and the second separator 90 in the other power generation cell 11 are overlapped to form a coolant passage 95 through which the coolant flows. .. The coolant passage 95 is composed of ribs 35 of a first separator 31 and a second separator 90. Each power generation cell 11 is cooled by the coolant flowing through the coolant passage 95.

次に、第1セパレータ31に設けられている各リブ35の構成について詳細に説明する。
図2に示すように、複数のリブ35は、第1入口マニホールド50側の先端36が第1方向において同じ位置に配置されている。一方で、複数のリブ35は、第1出口マニホールド60側の終端37の位置が第3傾斜壁82Aの傾斜、及び第4傾斜壁82Bの傾斜に合わせて配置されている。
Next, the configuration of each rib 35 provided in the first separator 31 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, in the plurality of ribs 35, the tip 36 on the first inlet manifold 50 side is arranged at the same position in the first direction. On the other hand, the plurality of ribs 35 are arranged so that the position of the end 37 on the first outlet manifold 60 side is aligned with the inclination of the third inclined wall 82A and the inclination of the fourth inclined wall 82B.

すなわち、図2及び図3に示すように、複数のリブ35を、第2方向における一方側から順に第1リブ35A、第2リブ35B、第3リブ35C、第4リブ35D、第5リブ35E、第6リブ35F、第7リブ35G、及び第8リブ35Hとする。第1リブ35Aから第5リブ35Eの終端37は、第1方向において第3傾斜壁82Aに対向している。これら第1リブ35Aから第5リブ35Eでは、第3傾斜壁82Aの傾斜に合わせて第5リブ35E側ほど第1方向における他方側(図3の右側)に位置するように各リブ35の長さが設定されている。 That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of ribs 35 are, in order from one side in the second direction, the first rib 35A, the second rib 35B, the third rib 35C, the fourth rib 35D, and the fifth rib 35E. , 6th rib 35F, 7th rib 35G, and 8th rib 35H. The end 37 of the first rib 35A to the fifth rib 35E faces the third inclined wall 82A in the first direction. In these first ribs 35A to fifth ribs 35E, the length of each rib 35 is located on the other side (right side in FIG. 3) in the first direction toward the fifth rib 35E side according to the inclination of the third inclined wall 82A. Is set.

より詳細には、図3に示すように、第2リブ35Bの終端37は第1リブ35Aの終端37よりも第3傾斜壁82A側に位置しているとともに、第2リブ35Bにおける終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離d2は第1リブ35Aにおける終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離d1よりも長い。また、第3リブ35Cの終端37は第2リブ35Bの終端37よりも第3傾斜壁82A側に位置しているとともに、第3リブ35Cにおける終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離d3は第2リブ35Bにおける上記距離d2よりも長い。また、第4リブ35Dの終端37は第3リブ35Cの終端37よりも第3傾斜壁82A側に位置しているとともに、第4リブ35Dにおける終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離d4は第3リブ35Cにおける上記距離d3よりも長い。また、第5リブ35Eの終端37は第4リブ35Dの終端37よりも第3傾斜壁82A側に位置しているとともに、第5リブ35Eにおける終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離d5は上記距離d4よりも長い。 More specifically, as shown in FIG. 3, the end 37 of the second rib 35B is located closer to the third inclined wall 82A than the end 37 of the first rib 35A, and from the end 37 of the second rib 35B. The distance d2 to the third inclined wall 82A is longer than the distance d1 from the end 37 to the third inclined wall 82A in the first rib 35A. Further, the end 37 of the third rib 35C is located closer to the third inclined wall 82A than the end 37 of the second rib 35B, and the distance d3 from the end 37 of the third rib 35C to the third inclined wall 82A is It is longer than the above distance d2 in the second rib 35B. Further, the end 37 of the fourth rib 35D is located closer to the third inclined wall 82A than the end 37 of the third rib 35C, and the distance d4 from the end 37 to the third inclined wall 82A in the fourth rib 35D is It is longer than the above distance d3 at the third rib 35C. Further, the end 37 of the fifth rib 35E is located closer to the third inclined wall 82A than the end 37 of the fourth rib 35D, and the distance d5 from the end 37 of the fifth rib 35E to the third inclined wall 82A is It is longer than the above distance d4.

このように、第3傾斜壁82Aに対向する第1リブ35Aから第5リブ35Eは、それらの終端37が第3傾斜壁82Aの傾斜に合うように、第5リブ35E側ほど徐々に長くなるように設定されている。これにより、第1リブ35Aから第5リブ35Eのうち最も外側に配置されている第1リブ35Aから最も内側に配置されている第5リブ35Eにかけては、各リブ35の終端37が第1方向における他方側に位置するものほど第2方向における他方側に位置するように配置されている。また、本実施形態では、終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離は、第1リブ35Aから第5リブ35Eにいくほど長くなっている(d1<d2<d3<d4<d5)。 In this way, the first ribs 35A to the fifth ribs 35E facing the third inclined wall 82A gradually become longer toward the fifth rib 35E so that their ends 37 match the inclination of the third inclined wall 82A. Is set to. As a result, from the first rib 35A to the fifth rib 35E arranged on the outermost side of the fifth rib 35E to the fifth rib 35E arranged on the innermost side, the end 37 of each rib 35 is in the first direction. Those located on the other side of the above are arranged so as to be located on the other side in the second direction. Further, in the present embodiment, the distance from the terminal 37 to the third inclined wall 82A becomes longer from the first rib 35A to the fifth rib 35E (d1 <d2 <d3 <d4 <d5).

なお、図2に示すように、本実施形態では、第1出口マニホールド60の中心Cまでの第2方向における距離が最も短い第7リブ35Gを、各リブ35のうちで最も内側に位置するリブ35とする。そのため、第7リブ35Gを基準として、第2方向における一方側で最も外側に位置するリブ35は第1リブ35Aとなり、第2方向における他方側で最も外側に位置するリブ35は第8リブ35Hとなる。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the seventh rib 35G having the shortest distance in the second direction to the center C of the first outlet manifold 60 is the rib located on the innermost side of each rib 35. It is set to 35. Therefore, with respect to the 7th rib 35G, the rib 35 located on the outermost side on one side in the second direction is the first rib 35A, and the rib 35 located on the outermost side on the other side in the second direction is the 8th rib 35H. Will be.

また、各リブ35のうち、導出壁82Cに対向している第6リブ35Fと、最も内側に位置する第7リブ35Gとは、それらの長さが第5リブ35Eの長さと同一である。そのため、第1方向において、第5リブ35E、第6リブ35F、及び第7リブ35Gの各終端37の位置は同じであり、導出壁82Cに沿って配置されている。 Further, among the ribs 35, the sixth rib 35F facing the lead-out wall 82C and the seventh rib 35G located on the innermost side have the same length as the length of the fifth rib 35E. Therefore, in the first direction, the positions of the ends 37 of the fifth rib 35E, the sixth rib 35F, and the seventh rib 35G are the same, and are arranged along the lead-out wall 82C.

また、第7リブ35Gよりも外側に位置する第8リブ35Hの終端37は、第4傾斜壁82Bに対向している。第8リブ35Hの終端37は、第7リブ35Gの終端37よりも第1方向における一方側に位置している。すなわち、第7リブ35Gと第8リブ35Hでは、各終端37が第1方向における他方側に位置するものほど第2方向における一方側に位置するように配置されており、第4傾斜壁82Bの傾斜に合わせた配置となっている。なお、第8リブ35Hの長さは、第1リブ35Aの長さと同一である。そのため、第1方向において、第1リブ35A及び第8リブ35Hの各終端37の位置は同じである。 Further, the end 37 of the eighth rib 35H located outside the seventh rib 35G faces the fourth inclined wall 82B. The end 37 of the eighth rib 35H is located on one side in the first direction with respect to the end 37 of the seventh rib 35G. That is, in the 7th rib 35G and the 8th rib 35H, the terminal 37 located on the other side in the first direction is arranged so as to be located on the one side in the second direction, and the fourth inclined wall 82B. It is arranged according to the inclination. The length of the 8th rib 35H is the same as the length of the 1st rib 35A. Therefore, in the first direction, the positions of the ends 37 of the first rib 35A and the eighth rib 35H are the same.

このように、複数のリブ35における終端37の位置が傾斜壁の傾斜に合わせて配置されているとは、各リブ35の終端37の位置が傾斜壁に沿って配置されていて各終端37から傾斜壁までの距離が同一となる配置態様のみを示すのではない。すなわち、本実施形態のように各リブ35の終端37から傾斜壁までの距離は各リブ35において異なるものの各終端37の配置が傾斜壁の傾斜方向と同じ傾斜方向を示すような配置態様も含む。本実施形態では、第3傾斜壁82Aに対向する第1リブ35Aから第5リブ35Eでは、第3傾斜壁82Aの傾斜方向と同様に、第1方向における他方側ほど第2方向における他方側に位置するような終端37の配置となっており、第3傾斜壁82Aの傾斜に合わせて第1リブ35Aから第5リブ35Eの終端37が配置されている。 In this way, the position of the end 37 in the plurality of ribs 35 is arranged according to the inclination of the inclined wall, that the position of the end 37 of each rib 35 is arranged along the inclined wall from each end 37. It does not show only the arrangement mode in which the distances to the inclined walls are the same. That is, as in the present embodiment, the distance from the end 37 of each rib 35 to the inclined wall is different in each rib 35, but the arrangement of each end 37 includes an arrangement mode in which the arrangement of each end 37 shows the same inclined direction as the inclined direction of the inclined wall. .. In the present embodiment, in the first rib 35A to the fifth rib 35E facing the third inclined wall 82A, the other side in the first direction becomes the other side in the second direction as in the inclined direction of the third inclined wall 82A. The terminal 37 is arranged so as to be located, and the terminal 37 of the first rib 35A to the fifth rib 35E is arranged according to the inclination of the third inclined wall 82A.

各リブ35のうち第1リブ35A及び第8リブ35Hは、各終端37が発電部70に位置している。また、各リブ35のうち第2リブ35Bから第7リブ35Gは、発電部70から出口バッファ部80に跨がって延びており、各終端37は出口バッファ部80に位置している。 Of the ribs 35, the terminal 37s of the first rib 35A and the eighth rib 35H are located at the power generation unit 70. Further, of the ribs 35, the second rib 35B to the seventh rib 35G extend from the power generation unit 70 across the outlet buffer unit 80, and each end 37 is located at the outlet buffer unit 80.

また、図2に示すように、各リブ35の間隔は、第1リブ35Aから第7リブ35Gにかけて徐々に広くなっており、第7リブ35Gから第8リブ35Hにかけて徐々に狭くなっている。すなわち、周壁34と第1リブ35Aとの第2方向における間隔g1よりも、第1リブ35Aと第2リブ35Bとの第2方向における間隔g2の方が広い。また、第2リブ35Bと第3リブ35Cとの第2方向における間隔g3は、上記間隔g2よりも広い。また、第3リブ35Cと第4リブ35Dとの第2方向における間隔g4は、上記間隔g3よりも広い。また、第4リブ35Dと第5リブ35Eとの第2方向における間隔g5は、上記間隔g4よりも広い。また、第5リブ35Eと第6リブ35Fとの第2方向における間隔g6は、上記間隔g5よりも広い。また、第6リブ35Fと第7リブ35Gとの第2方向における間隔g7は、上記間隔g6よりも広い。 Further, as shown in FIG. 2, the distance between the ribs 35 is gradually widened from the first rib 35A to the seventh rib 35G, and gradually narrowed from the seventh rib 35G to the eighth rib 35H. That is, the distance g2 between the first rib 35A and the second rib 35B in the second direction is wider than the distance g1 between the peripheral wall 34 and the first rib 35A in the second direction. Further, the distance g3 between the second rib 35B and the third rib 35C in the second direction is wider than the above distance g2. Further, the distance g4 between the third rib 35C and the fourth rib 35D in the second direction is wider than the above distance g3. Further, the distance g5 between the fourth rib 35D and the fifth rib 35E in the second direction is wider than the above distance g4. Further, the distance g6 between the fifth rib 35E and the sixth rib 35F in the second direction is wider than the above distance g5. Further, the distance g7 between the 6th rib 35F and the 7th rib 35G in the second direction is wider than the above distance g6.

一方で、第7リブ35Gと第8リブ35Hとの第2方向における間隔g8は、上記間隔g7よりも狭く、第8リブ35Hと周壁34との第2方向における間隔g9は、上記間隔g8よりも狭い。このように、発電部70に形成されていて平行に延びる複数のガス流路40のうち、第6リブ35Fと第7リブ35Gとによって構成されるガス流路40の流路幅(g7)を基準として外側に位置するガス流路40ほど流路幅が小さくなっている(g1<g2<g3<g4<g5<g6<g7、g9<g8<g7)。そのため、複数のガス流路40のうち、外側に位置するガス流路40の流路幅は、それよりも内側に位置するガス流路40の流路幅よりも狭い。なお、各ガス流路40の幅は、発電部70を流れる水素ガスの圧力損失が等しくなるように設定してもよい。 On the other hand, the distance g8 between the 7th rib 35G and the 8th rib 35H in the second direction is narrower than the distance g7, and the distance g9 between the 8th rib 35H and the peripheral wall 34 in the second direction is larger than the distance g8. Is also narrow. In this way, among the plurality of gas flow paths 40 formed in the power generation unit 70 and extending in parallel, the flow path width (g7) of the gas flow path 40 composed of the sixth rib 35F and the seventh rib 35G is defined. As a reference, the gas flow path 40 located on the outer side has a smaller flow path width (g1 <g2 <g3 <g4 <g5 <g6 <g7, g9 <g8 <g7). Therefore, among the plurality of gas flow paths 40, the flow path width of the gas flow path 40 located on the outer side is narrower than the flow path width of the gas flow path 40 located on the inner side of the gas flow path 40. The width of each gas flow path 40 may be set so that the pressure loss of the hydrogen gas flowing through the power generation unit 70 is equal.

図4に示すように、各リブ35の終端37を有する終端部38は、先細り形状に形成されている。すなわち、終端部38は四角錐状に形成されており、リブ35の頂面と底板部33とを繋ぐ三角形状の上斜面38A、及びリブ35の側面と上斜面38Aと底板部33とを繋ぐ三角形状の一対の側斜面38Bからなる。終端37は、これら上斜面38A、一対の側斜面38B、及び底板部33の接続点である四角錐の頭頂点に対応している。 As shown in FIG. 4, the end portion 38 having the end 37 of each rib 35 is formed in a tapered shape. That is, the end portion 38 is formed in a quadrangular pyramid shape, and connects the triangular upper slope 38A connecting the top surface of the rib 35 and the bottom plate portion 33, and the side surface of the rib 35, the upper slope 38A, and the bottom plate portion 33. It consists of a pair of triangular side slopes 38B. The termination 37 corresponds to the apex of the quadrangular pyramid which is the connection point of the upper slope 38A, the pair of side slopes 38B, and the bottom plate portion 33.

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)図5に実線の矢印で示すように、第1入口マニホールド50に流入した水素ガスは、入口バッファ部75において分散され発電部70の各ガス流路40に導入される。各ガス流路40では、発電に伴い発生した生成水が水素ガスによって出口バッファ部80側へ押し流される。これにより、生成水は各リブ35の終端37へ向けて流動する。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
(1) As shown by the solid arrow in FIG. 5, the hydrogen gas flowing into the first inlet manifold 50 is dispersed in the inlet buffer section 75 and introduced into each gas flow path 40 of the power generation section 70. In each gas flow path 40, the generated water generated by power generation is swept toward the outlet buffer portion 80 by hydrogen gas. As a result, the generated water flows toward the end 37 of each rib 35.

本実施形態では、複数のリブ35における終端37を第3傾斜壁82Aの傾斜または第4傾斜壁82Bの傾斜に合わせて配置している。そのため、出口バッファ部80における第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bと各リブ35の終端37との隙間が過度に大きくなることが抑えられる。これにより、図5に一点鎖線の矢印で示すように、各ガス流路40から出口バッファ部80に導出された水素ガスに第1出口マニホールド60へ向かう一様の流れを生じさせて、各リブ35の終端37と第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bとの間で第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bに沿って水素ガスを流動させることができる。このように水素ガスが各リブ35の終端37に沿って流動することで、各リブ35の終端37に集められた生成水を第1出口マニホールド60へ向けて流すことが可能になる。したがって、リブ35の終端部38に付着した生成水を第1出口マニホールド60へ排水しやすくなるため、生成水が滞留することを抑制することができる。 In the present embodiment, the end 37s of the plurality of ribs 35 are arranged according to the inclination of the third inclined wall 82A or the inclination of the fourth inclined wall 82B. Therefore, it is possible to prevent the gap between the third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B and the end 37 of each rib 35 in the outlet buffer portion 80 from becoming excessively large. As a result, as shown by the alternate long and short dash line arrow in FIG. 5, the hydrogen gas led out from each gas flow path 40 to the outlet buffer portion 80 is caused to generate a uniform flow toward the first outlet manifold 60, and each rib is generated. Hydrogen gas can flow along the third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B between the terminal 37 of 35 and the third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B. As the hydrogen gas flows along the end 37 of each rib 35 in this way, the generated water collected at the end 37 of each rib 35 can flow toward the first outlet manifold 60. Therefore, the generated water adhering to the terminal portion 38 of the rib 35 can be easily drained to the first outlet manifold 60, so that the generated water can be suppressed from staying.

なお、本実施形態のように、各ガス流路40から導出された水素ガスを合流させる出口バッファ部80をセパレータ30に設けていることで、各ガス流路40を第1出口マニホールド60に直接繋げる構成に比して、圧力損失を低減しつつ排水性を向上させることが可能になる。 As in the present embodiment, the separator 30 is provided with an outlet buffer portion 80 for merging hydrogen gas derived from each gas flow path 40, so that each gas flow path 40 is directly connected to the first outlet manifold 60. Compared to the connected configuration, it is possible to improve drainage while reducing pressure loss.

(2)本実施形態では、複数のガス流路40のうち、第6リブ35Fと第7リブ35Gとによって構成されるガス流路40の流路幅(g7)を基準として外側に位置するガス流路40ほど流路幅を徐々に狭くしている。これにより、複数のガス流路40のうち、外側に位置するガス流路40の流路幅をそれよりも内側に位置するガス流路40の流路幅よりも狭くしている。そのため、外側に位置するガス流路40ほど、水素ガスの流速は速くなる。その結果、第1出口マニホールド60から遠い位置にあり、終端37に沿って流れる水素ガスの流量が少ない第1リブ35Aや第8リブ35Hにおいても、終端37に付着した生成水を水素ガスの流れによって第1出口マニホールド60に向けて流すことが可能になる。したがって、生成水の滞留を一層抑制することが可能になる。 (2) In the present embodiment, among the plurality of gas flow paths 40, the gas located outside with respect to the flow path width (g7) of the gas flow path 40 composed of the sixth rib 35F and the seventh rib 35G. The flow path width is gradually narrowed by the flow path 40. As a result, among the plurality of gas flow paths 40, the flow path width of the gas flow path 40 located on the outside is narrower than the flow path width of the gas flow path 40 located on the inner side. Therefore, the gas flow path 40 located on the outer side has a higher flow velocity of hydrogen gas. As a result, even in the first rib 35A and the eighth rib 35H, which are located far from the first outlet manifold 60 and the flow rate of the hydrogen gas flowing along the terminal 37 is small, the generated water adhering to the terminal 37 flows through the hydrogen gas. Allows flow toward the first outlet manifold 60. Therefore, it becomes possible to further suppress the retention of the generated water.

(3)本実施形態では、各リブ35における終端37から第3傾斜壁82Aまたは第4傾斜壁82Bまでの距離を、外側に配置されているリブ35よりも内側に配置されているリブ35の方が長くなるようにした。これにより、各リブ35の終端37と第3傾斜壁82Aまたは第4傾斜壁82Bとの間に形成される水素ガスの流路において、第1出口マニホールド60から遠い側ほど流路幅を狭くすることができる。こうした構成によれば、各リブ35の終端37と第3傾斜壁82Aまたは第4傾斜壁82Bとの間に形成される水素ガスの流路において、第1出口マニホールド60から遠い側に位置する第1リブ35Aや第8リブ35Hの終端37付近において、ガスの流速を増大させることが可能になる。したがって、終端37に沿って流れる水素ガスの流量が少なく生成水が滞留しやすい第1リブ35Aや第8リブ35Hなどの外側に位置するリブ35において、生成水の排水を促進することが可能になる。 (3) In the present embodiment, the distance from the end 37 of each rib 35 to the third inclined wall 82A or the fourth inclined wall 82B of the rib 35 arranged inside the rib 35 arranged outside is set. I tried to make it longer. As a result, in the hydrogen gas flow path formed between the end 37 of each rib 35 and the third inclined wall 82A or the fourth inclined wall 82B, the flow path width is narrowed toward the side farther from the first outlet manifold 60. be able to. According to such a configuration, in the hydrogen gas flow path formed between the end 37 of each rib 35 and the third inclined wall 82A or the fourth inclined wall 82B, the second outlet manifold 60 is located on the far side. It is possible to increase the flow velocity of the gas near the end 37 of the 1st rib 35A and the 8th rib 35H. Therefore, it is possible to promote the drainage of the generated water at the ribs 35 located on the outside such as the first rib 35A and the eighth rib 35H where the flow rate of the hydrogen gas flowing along the terminal 37 is small and the generated water tends to stay. Become.

(4)各リブ35において、終端部38を先細り形状とした。そのため、各リブ35に付着した生成水を、水素ガスの流れによって第1出口マニホールド60側へ流動させたときに、生成水が終端部38の終端37に集まりやすくなる。こうして生成水を集めることで、生成水の液滴を大径化して水素ガスが流れた際の排水性を向上させることができる。したがって、リブ35の終端37から第1出口マニホールド60側への生成水の流動を促進することが可能になる。 (4) In each rib 35, the end portion 38 has a tapered shape. Therefore, when the generated water adhering to each rib 35 is made to flow toward the first outlet manifold 60 by the flow of hydrogen gas, the generated water tends to collect at the end 37 of the end portion 38. By collecting the generated water in this way, it is possible to increase the diameter of the droplets of the generated water and improve the drainage property when the hydrogen gas flows. Therefore, it is possible to promote the flow of generated water from the end 37 of the rib 35 to the first outlet manifold 60 side.

なお、上記(1)~(4)の作用及び効果と同様の作用及び効果が第2セパレータ90においても得られる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
It should be noted that the same actions and effects as those of the above (1) to (4) can be obtained in the second separator 90.
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・終端部38を四角錐形状に形成して先細り形状としたが、先細り形状はこうした形状に限らない。例えば、三角錐や五角錐などの他の角錐形状であってもよいし、円錐形状であってもよい。また、終端37を底板部33に接続する構成としたが、終端37を底板部33から浮かせた形状としてもよい。なお、終端部38を必ずしも先細り形状とする必要なく、こうした構成を省略してもよい。 -The end portion 38 is formed into a quadrangular pyramid shape to form a tapered shape, but the tapered shape is not limited to such a shape. For example, it may be another pyramid shape such as a triangular pyramid or a pentagonal pyramid, or it may be a conical shape. Further, although the terminal 37 is connected to the bottom plate portion 33, the terminal 37 may be floated from the bottom plate portion 33. It should be noted that the end portion 38 does not necessarily have to have a tapered shape, and such a configuration may be omitted.

・上記実施形態では、第5リブ35E、第6リブ35F、及び第7リブ35Gにおいて、各終端37の位置が第1方向において同じ位置になるようにした。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、第5リブ35Eから第7リブ35Gにかけて徐々に長さを長くすることで、第5リブ35Eから第7リブ35Gにかけて終端37が第1方向における他方側に配置されるようにしてもよい。 -In the above embodiment, in the 5th rib 35E, the 6th rib 35F, and the 7th rib 35G, the positions of the terminal 37s are the same in the first direction. Such a configuration can be changed as appropriate. For example, the end 37 may be arranged on the other side in the first direction from the 5th rib 35E to the 7th rib 35G by gradually increasing the length from the 5th rib 35E to the 7th rib 35G. ..

・上記実施形態では、第1リブ35Aから第5リブ35Eにかけて各リブ35における終端37から第3傾斜壁82Aまでの距離が長くなるようにした(d1<d2<d3<d4<d5)。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、第2リブ35Bから第5リブ35Eにかけては上記距離を一定とし、第1リブ35Aにおける距離d1のみを第2リブ35Bにおける距離よりも短くする(d1<d2=d3=d4=d5)等してもよい。また、第1リブ35Aから第3リブ35Cにおける上記距離を同一にし、第4リブ35D及び第5リブ35Eにおける上記距離を第1リブ35Aから第3リブ35Cにおける上記距離よりも長くしつつも同じにする(d1=d2=d3<d4=d5)等してもよい。 In the above embodiment, the distance from the end 37 of each rib 35 to the third inclined wall 82A is increased from the first rib 35A to the fifth rib 35E (d1 <d2 <d3 <d4 <d5). Such a configuration can be changed as appropriate. For example, the distance is constant from the second rib 35B to the fifth rib 35E, and only the distance d1 in the first rib 35A is shorter than the distance in the second rib 35B (d1 <d2 = d3 = d4 = d5). You may. Further, the distances from the first rib 35A to the third rib 35C are the same, and the distances between the fourth rib 35D and the fifth rib 35E are the same while being longer than the distances from the first rib 35A to the third rib 35C. (D1 = d2 = d3 <d4 = d5) and the like.

また、こうした構成に変えて、各リブ35における終端37から傾斜壁までの距離を一定にしてもよい(d1=d2=d3=d4=d5)。この場合、各リブ35の終端37は傾斜壁に沿って配置されることとなる。また、各リブ35における終端37から傾斜壁までの距離を、内側に配置されているリブ35よりも外側に配置されているリブ35の方が長くなるようにしてもよい。例えば、第1リブ35Aにおける距離d1を第2リブ35Bにおける距離よりも長くしてもよい(d1>d2)。こうした構成であっても、各リブ35の終端37を傾斜壁の傾斜に合わせて配置すればよい。 Further, instead of such a configuration, the distance from the end 37 of each rib 35 to the inclined wall may be constant (d1 = d2 = d3 = d4 = d5). In this case, the end 37 of each rib 35 will be arranged along the inclined wall. Further, the distance from the end 37 of each rib 35 to the inclined wall may be longer for the rib 35 arranged on the outside than for the rib 35 arranged on the inside. For example, the distance d1 in the first rib 35A may be longer than the distance in the second rib 35B (d1> d2). Even with such a configuration, the end 37 of each rib 35 may be arranged according to the inclination of the inclined wall.

・上記実施形態では、各ガス流路40の各々の流路幅を、第1方向において一定となるようにした。こうした構成に変えて、各ガス流路40の各々の流路幅が終端部38側において部分的に狭くなるようにしてもよい。こうした構成であっても、上記実施形態のように、外側に位置するガス流路40において部分的に狭くなっている終端部38側の流路幅を、それよりも内側に位置するガス流路40において部分的に狭くなっている終端部38側の流路幅よりも狭くすることが望ましい。 -In the above embodiment, the width of each of the gas flow paths 40 is made constant in the first direction. Instead of such a configuration, the width of each flow path of each gas flow path 40 may be partially narrowed on the end portion 38 side. Even with such a configuration, as in the above embodiment, the width of the flow path on the end portion 38 side, which is partially narrowed in the gas flow path 40 located on the outside, is the gas flow path located on the inner side. It is desirable that the width of the flow path on the end portion 38 side, which is partially narrowed in 40, is narrower.

・上記実施形態では、複数のガス流路40において外側に位置するガス流路40ほど徐々に流路幅が小さくするようにした。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、外側に位置するガス流路40と内側に位置するガス流路40との流路幅を同じにしてもよいし、外側に位置するガス流路40の流路幅をそれよりも内側に位置するガス流路40の流路幅よりも広くするようにしてもよい。 -In the above embodiment, the width of the gas flow path 40 located on the outer side of the plurality of gas flow paths 40 is gradually reduced. Such a configuration can be changed as appropriate. For example, the flow path width of the gas flow path 40 located on the outside and the gas flow path 40 located on the inside may be the same, or the flow path width of the gas flow path 40 located on the outside may be made inward. It may be made wider than the flow path width of the located gas flow path 40.

・上記実施形態では、リブ35を8つ設けた例を示したが、リブ35の数は適宜変更が可能である。
・上記実施形態では、複数のリブ35が第1方向に直線状に延びる例を示したが、リブ35の形状はこうしたものに限らない。例えば、リブ35は、互いに間隔をあけて波状に延びていてもよいし、複数回折り返された流路を構成するものであってもよい。
-In the above embodiment, an example in which eight ribs 35 are provided is shown, but the number of ribs 35 can be changed as appropriate.
-In the above embodiment, an example in which a plurality of ribs 35 extend linearly in the first direction is shown, but the shape of the ribs 35 is not limited to these. For example, the ribs 35 may extend in a wavy shape at intervals from each other, or may form a plurality of folded flow paths.

・上記実施形態では、各リブ35の先端36を第1方向において同一の位置となるように配置したが、各リブ35の先端36を第1方向において異なる位置となるように配置してもよい。 -In the above embodiment, the tip 36 of each rib 35 is arranged at the same position in the first direction, but the tip 36 of each rib 35 may be arranged at a different position in the first direction. ..

・上記実施形態において、入口バッファ部75及び出口バッファ部80の形状は適宜変更である。すなわち、第1傾斜壁77A及び第2傾斜壁77Bの何れか一方を省略してもよいし、第3傾斜壁82A及び第4傾斜壁82Bの何れか一方を省略してもよい。また、第1傾斜壁77Aから第4傾斜壁82Bの各傾斜角度を適宜変更してもよい。要は、第1入口マニホールド50や第1出口マニホールド60の位置に合わせて、発電部70へガスを導入したり、発電部70からガスを導出したりできるよう入口バッファ部75及び出口バッファ部80の形状を設定すればよい。こうした場合であっても、出口バッファ部80に設けられる傾斜壁の傾斜に合わせて、各リブ35の終端を配置することで上記(1)と同様の作用効果を得ることは可能である。 -In the above embodiment, the shapes of the inlet buffer portion 75 and the outlet buffer portion 80 are appropriately changed. That is, either one of the first inclined wall 77A and the second inclined wall 77B may be omitted, or either one of the third inclined wall 82A and the fourth inclined wall 82B may be omitted. Further, each inclination angle of the first inclined wall 77A to the fourth inclined wall 82B may be appropriately changed. In short, the inlet buffer unit 75 and the outlet buffer unit 80 are capable of introducing gas into the power generation unit 70 and deriving gas from the power generation unit 70 according to the positions of the first inlet manifold 50 and the first outlet manifold 60. The shape of is set. Even in such a case, it is possible to obtain the same effect as in (1) above by arranging the end of each rib 35 according to the inclination of the inclined wall provided in the outlet buffer portion 80.

・上記実施形態では、セパレータ30の長手方向を第1方向としたが、短手方向を第1方向とすることも可能である。 -In the above embodiment, the longitudinal direction of the separator 30 is set as the first direction, but the lateral direction may be set as the first direction.

10…セルスタック
11…発電セル
20…膜電極ガス拡散層接合体
21…電解質層
22…アノード電極層
23…カソード電極層
24…第1ガス拡散層
25…第2ガス拡散層
30…セパレータ
31…第1セパレータ
32…本体板部
33…底板部
34…周壁
35…リブ
35A…第1リブ
35B…第2リブ
35C…第3リブ
35D…第4リブ
35E…第5リブ
35F…第6リブ
35G…第7リブ
35H…第8リブ
36…先端
37…終端
38…終端部
38A…上斜面
38B…側斜面
40…ガス流路
50…第1入口マニホールド
51…第2入口マニホールド
52…第3入口マニホールド
60…第1出口マニホールド
61…第2出口マニホールド
62…第3出口マニホールド
70…発電部
75…入口バッファ部
76…第1導入部
76A…入口凸部
77…第2導入部
77A…第1傾斜壁
77B…第2傾斜壁
77C…導入壁
80…出口バッファ部
81…第1導出部
81A…出口凸部
82…第2導出部
82A…第3傾斜壁
82B…第4傾斜壁
82C…導出壁
90…第2セパレータ
95…冷却液通路
10 ... Cell stack 11 ... Power generation cell 20 ... Membrane electrode gas diffusion layer Bonded body 21 ... Electrode layer 22 ... Anode electrode layer 23 ... Cathode electrode layer 24 ... First gas diffusion layer 25 ... Second gas diffusion layer 30 ... Separator 31 ... 1st separator 32 ... Main body plate 33 ... Bottom plate 34 ... Circumferential wall 35 ... Rib 35A ... 1st rib 35B ... 2nd rib 35C ... 3rd rib 35D ... 4th rib 35E ... 5th rib 35F ... 6th rib 35G ... 7th rib 35H ... 8th rib 36 ... Tip 37 ... Terminal 38 ... Terminal 38A ... Upper slope 38B ... Side slope 40 ... Gas flow path 50 ... 1st inlet manifold 51 ... 2nd inlet manifold 52 ... 3rd inlet manifold 60 ... 1st outlet manifold 61 ... 2nd outlet manifold 62 ... 3rd outlet manifold 70 ... Power generation unit 75 ... Inlet buffer part 76 ... 1st introduction part 76A ... Inlet convex part 77 ... 2nd introduction part 77A ... 1st inclined wall 77B ... 2nd sloping wall 77C ... Introductory wall 80 ... Exit buffer part 81 ... 1st sloping part 81A ... Exit convex part 82 ... 2nd sloping part 82A ... 3rd sloping wall 82B ... 4th sloping wall 82C ... Derived wall 90 ... 2 separator 95 ... Coolant passage

Claims (4)

第1方向における一端部に設けられていてガスが流入する入口マニホールドと、前記第1方向における他端部に設けられていてガスが流出する出口マニホールドと、互いに間隔をあけて延びる複数のリブによって構成された複数のガス流路を有する発電部と、前記入口マニホールドから流入したガスを前記発電部の各ガス流路へ分散させて導入する入口バッファ部と、前記発電部の前記各ガス流路から導出されたガスを合流させて前記出口マニホールドへ流出させる出口バッファ部とを備える燃料電池用セパレータであって、
前記出口バッファ部は、前記第1方向に対して傾斜して設けられていて該ガス流路から導出されたガスを前記出口マニホールドへ誘導する傾斜壁を有しており、
前記複数のリブにおける前記出口マニホールド側の終端は、前記傾斜壁の傾斜に合わせて配置されている燃料電池用セパレータ。
An inlet manifold provided at one end in the first direction for gas to flow in, an outlet manifold provided at the other end in the first direction for gas outflow, and a plurality of ribs extending at intervals from each other. A power generation unit having a plurality of configured gas flow paths, an inlet buffer unit that disperses and introduces gas flowing from the inlet manifold into each gas flow path of the power generation unit, and each gas flow path of the power generation unit. A fuel cell separator provided with an outlet buffer portion for merging the gas derived from the fuel cell and discharging the gas to the outlet manifold.
The outlet buffer portion is provided so as to be inclined with respect to the first direction, and has an inclined wall for guiding the gas derived from the gas flow path to the outlet manifold.
The end of the plurality of ribs on the outlet manifold side is a fuel cell separator arranged according to the inclination of the inclined wall.
前記複数のガス流路のうち、外側に位置するガス流路の流路幅は、それよりも内側に位置するガス流路の流路幅よりも狭い
請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
The fuel cell separator according to claim 1, wherein the flow path width of the gas flow path located on the outer side of the plurality of gas flow paths is narrower than the flow path width of the gas flow path located on the inner side thereof.
前記複数のリブにおける前記終端から前記傾斜壁までの距離は、外側に配置されているリブよりも内側に配置されているリブの方が長い
請求項1または2に記載の燃料電池用セパレータ。
The fuel cell separator according to claim 1 or 2, wherein the distance from the end of the plurality of ribs to the inclined wall is longer in the ribs arranged inside than in the ribs arranged outside.
前記リブは、前記終端を有する終端部が先細り形状である
請求項1~3のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレータ。
The fuel cell separator according to any one of claims 1 to 3, wherein the rib has a tapered end portion having the end.
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