JP2023097975A - Leak inspection device of separator - Google Patents

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Abstract

To provide a technique for accurately detecting whether or not a pin hole exists in a separator.SOLUTION: A leak inspection device of a separator for fuel cell comprises: a pair of jigs which sandwiches the separator; a rubber-made seal member which is provided in one of the pair of jigs, and forms a sealed space between one of the pair of jigs and the separator by contacting the separator; a gas supply unit which supplies gas to the sealed space; and a pressure measuring unit which monitors the pressure in the sealed space. The seal member includes a seal part for manifold hole which is arranged along the periphery of a manifold hole and contacts over a plurality of grooves. The seal part for manifold hole has the rectangular cross-sectional shape in the unloaded condition and has the rubber hardness of 40-80 degrees.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本明細書が開示する技術は、燃料電池用のセパレータのリーク検査装置に関する。 TECHNICAL FIELD The technology disclosed in the present specification relates to a separator leak inspection device for a fuel cell.

燃料電池は、複数の燃料電池セルが積層されて構成されている。各々の燃料電池セルは、一対のセパレータ(即ち、アノード側セパレータとカソード側セパレータ)と、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)と、アノード側ガス拡散層と、カソード側ガス拡散層とを備える。 A fuel cell is configured by stacking a plurality of fuel cells. Each fuel cell includes a pair of separators (that is, an anode-side separator and a cathode-side separator), a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly), an anode-side gas diffusion layer, and a cathode-side gas diffusion layer. Prepare.

セパレータには、アノードガス、カソードガス及び冷却媒体といった、流体を供給又は排出するためのマニホールド孔が設けられている。マニホールド孔は、複数の燃料電池セルが積層されたときに、一連に連結されて連結流路を形成する。そして、各燃料電池セルでは、前述した各種の流体が連結流路から供給され、あるいは連結流路へ排出される。各々のセパレータには、例えばマニホールド孔を取り囲むようにガスケットが設けられており、連結流路から流体が漏洩することが防止される。 The separator is provided with manifold holes for supplying or discharging fluids such as anode gas, cathode gas and cooling medium. The manifold holes are connected in series to form a connecting channel when a plurality of fuel cells are stacked. In each fuel cell, the various fluids described above are supplied to or discharged from the connecting flow path. Each separator is provided with, for example, a gasket surrounding the manifold hole to prevent fluid from leaking from the connecting channel.

燃料電池のセパレータには、ピンホールが存在しないことが求められる。これに関連して、特許文献1には、燃料電池用のセパレータの検査装置が記載されている。この検査装置は、セパレータの一方の面に向けて光を照射する投光部と、セパレータのピンホールを透過した光を、セパレータの他方の面側で検出する受光部と、を備える。このような構成によると、光透過により、セパレータにピンホールが存在するのか否かを検査することができる。 Separators of fuel cells are required to be free of pinholes. In relation to this, Patent Literature 1 describes an inspection device for separators for fuel cells. This inspection device includes a light projecting section that emits light toward one surface of the separator, and a light receiving section that detects the light transmitted through the pinholes of the separator on the other surface side of the separator. According to such a configuration, it is possible to inspect whether or not there is a pinhole in the separator by light transmission.

特開2019-087385号公報JP 2019-087385 A

近年、燃料電池用のセパレータとして、従来の金属製のセパレータに代えて、樹脂製のセパレータを採用することが検討されている。樹脂製のセパレータでは、金属製のセパレータの同等の性能を確保するために、セパレータの厚みが大きくなる場合がある。そのため、樹脂製のセパレータについて、光透過によってピンホールの有無を検査する場合には、セパレータの厚みが大きいために、セパレータにピンホールが存在していても、そのピンホールを光が透過できないおそれがある。その結果、ピンホールの検出精度が低下するおそれがある。 In recent years, as a separator for fuel cells, adoption of a resin separator instead of a conventional metal separator has been studied. A separator made of resin may have a larger thickness in order to ensure performance equivalent to that of a separator made of metal. Therefore, when inspecting the presence or absence of pinholes in a resin separator by light transmission, even if there are pinholes in the separator due to the thickness of the separator, light may not be able to pass through the pinholes. There is As a result, the pinhole detection accuracy may be degraded.

上記の実情を鑑み、本明細書は、セパレータにピンホールが存在するのか否かを、精度よく検出するための技術を提供する。 In view of the above circumstances, the present specification provides a technique for accurately detecting whether pinholes are present in the separator.

本明細書が開示する技術は、燃料電池用のセパレータのリーク検査装置に具現化される。セパレータは、ガスを供給又は排出するマニホールド孔と、前記マニホールド孔から放射状に延びる複数の溝と、を備える。リーク検査装置は、前記セパレータを挟持する一対の治具と、前記一対の治具の一方に設けられ、前記セパレータに当接することによって、前記一対の治具の前記一方と前記セパレータとの間に密閉空間を形成するゴム製のシール部材と、前記密閉空間にガスを供給するガス供給器と、前記密閉空間の圧力を監視する圧力測定器と、を備える。前記シール部材は、前記マニホールド孔の周囲に沿って配置され、前記複数の溝に亘って当接する前記マニホールド孔用のシール部を含む。前記マニホールド孔用のシール部は、無負荷状態において矩形の断面形状を有するととともに、そのゴム硬度は40度~80度である。 The technology disclosed in this specification is embodied in a fuel cell separator leak inspection device. The separator has a manifold hole for supplying or discharging gas, and a plurality of grooves radially extending from the manifold hole. The leak inspection device includes a pair of jigs that sandwich the separator, and one of the jigs that is provided in the pair of jigs. It comprises a rubber seal member forming a closed space, a gas supply device for supplying gas to the closed space, and a pressure measuring device for monitoring the pressure in the closed space. The sealing member includes a sealing portion for the manifold hole that is arranged along the periphery of the manifold hole and abuts across the plurality of grooves. The manifold hole sealing portion has a rectangular cross-sectional shape in an unloaded state and has a rubber hardness of 40 to 80 degrees.

上記のリーク検査装置では、一対の治具の一方にシール部材が設けられている。シール部材は、セパレータに当接することによって、一対の治具の一方とセパレータとの間に密閉空間を形成する。言い換えると、密閉空間は、一対の治具の一方と、セパレータの一方の面と、シール部材とによって画定される。このとき、シール部材に含まれるマニホールド孔用のシール部は、マニホールド孔の周囲に沿って配置され、マニホールド孔から放射状に延びる複数の溝をそれぞれシールする必要がある。この点に関して、当該シール部は、無負荷状態において矩形の断面形状を有していることから、複数の溝のそれぞれに広く当接することができ、複数の溝を確実にシールすることができる。これにより、リーク検査装置は、当該密閉空間にガスを供給するとともに、密閉空間の圧力を監視することによって、密閉空間からガス漏れが発生しているのか否かを判断することができる。即ち、セパレータにピンホールが存在するといった不具合が生じていると判断することができる。このようなリーク検査は、光透過による検査と異なり、セパレータの厚みにかかわらず、ピンホールが存在するのか否かを精度よく検出することができる。 In the leak inspection device described above, one of the pair of jigs is provided with a sealing member. The sealing member forms a closed space between one of the pair of jigs and the separator by contacting the separator. In other words, the closed space is defined by one of the pair of jigs, one surface of the separator, and the sealing member. At this time, the manifold hole sealing portion included in the sealing member is arranged along the periphery of the manifold hole, and needs to seal each of the plurality of grooves radially extending from the manifold hole. In this regard, since the seal portion has a rectangular cross-sectional shape in an unloaded state, it can widely contact each of the plurality of grooves, and can reliably seal the plurality of grooves. Accordingly, the leak inspection device supplies gas to the sealed space and monitors the pressure in the sealed space, thereby determining whether or not gas is leaking from the sealed space. That is, it can be determined that there is a problem such as the presence of pinholes in the separator. Such a leak inspection can accurately detect the presence or absence of pinholes regardless of the thickness of the separator, unlike inspection using light transmission.

セパレータ100を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the separator 100; リーク検査装置10の概略的な構成を示す図。ここで、セパレータ100は下側治具16のステージ上に配置されている。1 is a diagram showing a schematic configuration of a leak inspection device 10; FIG. Here, the separator 100 is arranged on the stage of the lower jig 16 . シール部材20を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a sealing member 20; 図3のIV-IV線における断面図。Sectional drawing in the IV-IV line of FIG. 実施例2のリーク検査装置200の概略的な構成を示す図。ここで、セパレータ100は下側治具16のステージ上に配置されている。FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a leak inspection device 200 according to a second embodiment; FIG. Here, the separator 100 is arranged on the stage of the lower jig 16 . 実施例3のリーク検査装置300の概略的な構成を示す図。ここで、セパレータ100は下側治具16のステージ上に配置されている。The figure which shows the schematic structure of the leak test apparatus 300 of Example 3. FIG. Here, the separator 100 is arranged on the stage of the lower jig 16 .

本技術の一実施形態において、シール部材は、エチレンプロピレンジエンゴムで構成されていてもよい。但し、シール部材は、必ずしもエチレンプロピレンジエンゴムで構成されている必要はない。即ち、シール部材としては、ゴム硬度が40度~80度である任意のゴム材料を採用することができる。 In one embodiment of the present technology, the sealing member may be composed of ethylene propylene diene rubber. However, the sealing member does not necessarily have to be made of ethylene propylene diene rubber. That is, any rubber material having a rubber hardness of 40 to 80 degrees can be used as the sealing member.

(実施例1)図面を参照して、実施例1のリーク検査装置10について説明する。本実施例のリーク検査装置10は、燃料電池用のセパレータ100を検査する装置である。特に、このリーク検査装置10では、セパレータ100にピンホールといった不良箇所の存在を検出することができる。最初に、図1を参照して、本実施例の検査対象であるセパレータ100について説明する。ここでは、セパレータ100がアノード側セパレータである場合について説明する。但し、セパレータ100は、カソード側セパレータであってもよい。図1に示すように、セパレータ100は、板形状を有する部材である。セパレータ100は、例えば、チタンを含む基材、又はカーボンを含む基材といった、ガス不透性の導電性材料により構成されている。 (Embodiment 1) A leak inspection apparatus 10 of Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. A leak inspection apparatus 10 of this embodiment is an apparatus for inspecting a separator 100 for a fuel cell. In particular, the leak inspection device 10 can detect the presence of a defective portion such as a pinhole in the separator 100 . First, with reference to FIG. 1, a separator 100 to be inspected in this embodiment will be described. Here, the case where the separator 100 is the anode-side separator will be described. However, the separator 100 may be a cathode-side separator. As shown in FIG. 1, the separator 100 is a plate-shaped member. The separator 100 is made of a gas-impermeable conductive material such as a titanium-containing base material or a carbon-containing base material.

図1に示すように、セパレータ100は、六つのマニホールド孔102a-102fを備える。六つのマニホールド孔102a-102fには、三つの供給孔102a-102cと、三つの排出孔102d-102fとが含まれる。三つの供給孔102a-102cは、発電領域PGに流体を供給するための孔である。三つの排出孔102d-102fは、発電領域PGを通過した流体を排出するための孔である。三つの供給孔102a-102c及び三つの排出孔102d-102fの各々は、セパレータ100の長手方向における両端部に配置されている。一例ではあるが、第1供給孔102aはアノードガス供給孔であり、第1排出孔102bはアノードガス排出孔であり、第2供給孔102cはカソードガス供給孔であり、第2排出孔102dはカソードガス排出孔であり、第3供給孔102eは冷却媒体供給孔であり、第3排出孔102fは冷却媒体排出孔である。 As shown in FIG. 1, separator 100 includes six manifold holes 102a-102f. The six manifold holes 102a-102f include three supply holes 102a-102c and three exhaust holes 102d-102f. The three supply holes 102a-102c are holes for supplying fluid to the power generation region PG. The three discharge holes 102d-102f are holes for discharging fluid that has passed through the power generation region PG. Each of the three supply holes 102a-102c and the three discharge holes 102d-102f are arranged at both ends of the separator 100 in the longitudinal direction. As an example, the first supply hole 102a is an anode gas supply hole, the first discharge hole 102b is an anode gas discharge hole, the second supply hole 102c is a cathode gas supply hole, and the second discharge hole 102d is These are cathode gas discharge holes, the third supply holes 102e are cooling medium supply holes, and the third discharge holes 102f are cooling medium discharge holes.

図1に示すように、セパレータ100は、流路104と、複数の溝106とをさらに備える。流路104は、セパレータ100の中央部に設けられている。本実施例では、セパレータ100はアノード側セパレータであるため、セパレータ100の一方の面(以下、「ガス面」と称することがある)には、第1供給孔102aからアノードガスが通過する流路104に向かって、放射状に延びる複数の溝106が設けられている。加えて、セパレータ100のガス面には、第1排出孔102bからアノードガスが通過する流路104に向かって、放射状に延びる複数の溝106がさらに設けられている。これにより、アノードガスは、第1供給孔102a、複数の溝106、流路104を順に通過して、発電領域PGに供給された後、流路104、複数の溝106を順に通過して、第1排出孔102bへ排出されることができる。 As shown in FIG. 1, separator 100 further comprises channel 104 and a plurality of grooves 106 . Channel 104 is provided in the central portion of separator 100 . In this embodiment, since the separator 100 is an anode-side separator, one surface of the separator 100 (hereinafter sometimes referred to as a "gas surface") has a channel through which the anode gas passes from the first supply holes 102a. A plurality of radially extending grooves 106 are provided toward 104 . In addition, the gas side of the separator 100 is further provided with a plurality of grooves 106 radially extending from the first discharge holes 102b toward the flow path 104 through which the anode gas passes. As a result, the anode gas sequentially passes through the first supply hole 102a, the plurality of grooves 106, and the flow path 104, is supplied to the power generation region PG, and then passes through the flow path 104 and the plurality of grooves 106 in this order. It can be discharged to the first discharge hole 102b.

特に限定されないが、セパレータ100の他方の面(不図示)には、第3供給孔102eから冷却媒体が通過する流路104に向かって放射状に延びる複数の溝106と、第3排出孔102fから冷却媒体が通過する流路104に向かって放射状に延びる複数の溝106とが設けられていてもよい。これにより、冷却媒体は、第3供給孔102e、複数の溝106、流路104を順に通過して、発電領域PGを冷却した後、流路104及び複数の溝106を順に通過して、第3排出孔102fへ排出されることができる。 Although not particularly limited, the other surface (not shown) of the separator 100 has a plurality of grooves 106 radially extending from the third supply holes 102e toward the flow path 104 through which the cooling medium passes, A plurality of grooves 106 extending radially toward a flow path 104 through which the cooling medium passes may be provided. As a result, the cooling medium sequentially passes through the third supply hole 102e, the plurality of grooves 106, and the flow path 104, cools the power generation region PG, and then passes through the flow path 104 and the plurality of grooves 106 in this order. 3 can be discharged to the discharge hole 102f.

次に、図2を参照して、リーク検査装置10について説明する。図2に示すように、リーク検査装置10は、メインフレーム12と、一対の治具14、16とを備える。メインフレーム12は、一対の治具14、16といった構成部品を支持するための部材である。一対の治具14、16には、上側治具14と、下側治具16とが含まれる。上側治具14と下側治具16とは、互いに対向するように配置されている。上側治具14の下側治具16に対向する部分と、下側治具16の上側治具14に対向する部分とは、いずれも所定の厚さを有する金属板によって構成されている。これにより、下側治具16の上側治具14に対向する部分は、検査対象であるセパレータ100を配置するためのステージとして機能することができる。 Next, the leak inspection device 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the leak test apparatus 10 includes a main frame 12 and a pair of jigs 14 and 16. As shown in FIG. The main frame 12 is a member for supporting components such as a pair of jigs 14 and 16 . The pair of jigs 14 , 16 includes an upper jig 14 and a lower jig 16 . The upper jig 14 and the lower jig 16 are arranged so as to face each other. A portion of the upper jig 14 facing the lower jig 16 and a portion of the lower jig 16 facing the upper jig 14 are both made of a metal plate having a predetermined thickness. Thereby, the portion of the lower jig 16 facing the upper jig 14 can function as a stage for arranging the separator 100 to be inspected.

図2に示すように、リーク検査装置10は、プレス機構18をさらに備える。プレス機構18は、油圧シリンダやエアシリンダ等のアクチュエータである。例えば、プレス機構18は、上側治具14に設けられており、上側治具14を上下方向に移動することができる。これにより、検査対象であるセパレータ100が下側治具16のステージに配置された状態で、プレス機構18を用いて上側治具14を下方に移動させることにより、上側治具14と下側治具16とによって、セパレータ100を挟持することができる。このとき、セパレータ100は、セパレータ100のガス面が下側となるように、下側治具16のステージに配置されている。 As shown in FIG. 2 , the leak test device 10 further includes a press mechanism 18 . The press mechanism 18 is an actuator such as a hydraulic cylinder or an air cylinder. For example, the press mechanism 18 is provided on the upper jig 14 and can move the upper jig 14 in the vertical direction. With the separator 100 to be inspected placed on the stage of the lower jig 16, the press mechanism 18 is used to move the upper jig 14 downward. The separator 100 can be sandwiched by the tool 16 . At this time, the separator 100 is placed on the stage of the lower jig 16 so that the gas surface of the separator 100 faces downward.

図3に示すように、リーク検査装置10は、シール部材20をさらに備える。シール部材20は、下側治具16に設けられている。シール部材20は、マニホールド孔用の複数のシール部20a-20dと、全体シール部20eとを含む。マニホールド孔用の複数のシール部20a-20dは、第1シール部20aと、第2シール部20bと、第3シール部20cと、第4シール部20dとを含む。第1シール部20aは第1供給孔102aに対応するシール部であり、第2シール部20bは第1排出孔102bに対応するシール部であり、第3シール部20cは第2供給孔102cに対応するシール部であり、第4シール部20dは第2排出孔102dに対応するシール部である。上側治具14と下側治具16とによってセパレータ100が挟持されると、マニホールド孔用の複数のシール部20a-20dの各々は、対応するマニホールド孔102a-102dの周囲に沿って配置される。このとき、第1シール部20aと第2シール部20bとの各々は、対応するマニホールド孔(即ち、第1供給孔102aと第1排出孔102bとの各々)から放射状に形成された複数の溝106に亘って当接することができる。 As shown in FIG. 3 , the leak test device 10 further includes a seal member 20 . The sealing member 20 is provided on the lower jig 16 . Seal member 20 includes a plurality of manifold hole seal portions 20a-20d and an overall seal portion 20e. The plurality of manifold hole seals 20a-20d includes a first seal 20a, a second seal 20b, a third seal 20c and a fourth seal 20d. The first seal portion 20a is a seal portion corresponding to the first supply hole 102a, the second seal portion 20b is a seal portion corresponding to the first discharge hole 102b, and the third seal portion 20c is a seal portion corresponding to the second supply hole 102c. They are corresponding seal portions, and the fourth seal portion 20d is a seal portion corresponding to the second discharge hole 102d. When the separator 100 is sandwiched between the upper jig 14 and the lower jig 16, each of the plurality of manifold hole seal portions 20a-20d is arranged along the periphery of the corresponding manifold hole 102a-102d. . At this time, each of the first seal portion 20a and the second seal portion 20b has a plurality of grooves radially formed from the corresponding manifold hole (that is, each of the first supply hole 102a and the first discharge hole 102b). 106 can be abutted.

全体シール部20eは、第3供給孔102eと、第3排出孔102fと、発電領域PGとに対応するシール部である。上側治具14と下側治具16とによってセパレータ100が挟持されると、全体シール部20eは、セパレータ100のガス面と当接することができる。以上により、シール部材20は全体として、セパレータ100に当接することにより、下側治具16とセパレータ100との間に密閉空間を形成することができる。 The overall seal portion 20e is a seal portion corresponding to the third supply hole 102e, the third discharge hole 102f, and the power generation region PG. When the separator 100 is sandwiched between the upper jig 14 and the lower jig 16, the entire seal portion 20e can come into contact with the gas surface of the separator 100. As shown in FIG. As described above, the sealing member 20 as a whole contacts the separator 100 , thereby forming a sealed space between the lower jig 16 and the separator 100 .

図4に示すように、シール部材20は、無負荷状態において矩形の断面形状を有する。一例ではあるが、下側治具16には、シール部材20を配置するための溝が形成されており、シール部材20は、その溝に収容されるように配置されている。シール部材20の厚みは、例えば2mmである。また、シール部材20は、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムといった、ゴム材料により構成されており、ゴム硬度は40度~80度である。ここで、ゴム硬度とは、JIS K 6253に準拠したタイプAデュロメータ高度計によって測定される硬度を意味する。なお、シール部材20は、必ずしもエチレンプロピレンジエンゴムで構成されている必要はない。即ち、シール部材20として、ゴム硬度が40度~80度である任意のゴム材料を採用することができる。 As shown in FIG. 4, the seal member 20 has a rectangular cross-sectional shape in the unloaded state. As an example, the lower jig 16 is formed with a groove for arranging the seal member 20, and the seal member 20 is arranged so as to be accommodated in the groove. The thickness of the sealing member 20 is, for example, 2 mm. The sealing member 20 is made of a rubber material such as ethylene propylene diene rubber, and has a rubber hardness of 40 degrees to 80 degrees. Here, the rubber hardness means hardness measured by a type A durometer altimeter conforming to JIS K 6253. Note that the seal member 20 does not necessarily have to be made of ethylene propylene diene rubber. That is, any rubber material having a rubber hardness of 40 degrees to 80 degrees can be used as the sealing member 20 .

特に限定されないが、上側治具14についても、下側治具16と同様に、シール部材20が設けられていてもよい。 Although not particularly limited, the upper jig 14 may also be provided with the sealing member 20 in the same manner as the lower jig 16 .

図2に示すように、リーク検査装置10は、ガス供給器22と、圧力測定器24とをさらに備える。ガス供給器22は、ガス供給源22aと、バルブ22bとを備える。ガス供給源22aは、下側治具16(及びメインフレーム12)に設けられたガス供給経路Rに接続されており、前述した密閉空間にガスを供給することができる。一例ではあるが、ガス供給源22aは、ガスが貯留されたタンク及びコンプレッサを備えており、所定の圧力に昇圧させたガスを密閉空間へ供給することができる。バルブ22bは、ガス供給経路Rに設けられており、ガス供給源22aから密閉空間へのガスの供給状態を切り替えることができる。バルブ22bが開放状態のときには、ガス供給源22aから密閉空間へガスが供給され、バルブ22bが閉鎖状態のときには、ガス供給源22aから密閉空間へのガスの供給が休止される。また、バルブ22bが閉鎖状態のときには、シール部材20及びバルブ22bによって、下側治具16とセパレータ100との間に形成される密閉空間が密閉される。なお、特に限定されないが、ガス供給源22aから供給されるガスは、空気、窒素、水素、ヘリウム等である。 As shown in FIG. 2 , the leak test device 10 further includes a gas supplier 22 and a pressure measuring device 24 . The gas supplier 22 includes a gas supply source 22a and a valve 22b. The gas supply source 22a is connected to a gas supply path R provided in the lower jig 16 (and the main frame 12), and can supply gas to the sealed space described above. As an example, the gas supply source 22a includes a tank in which gas is stored and a compressor, and can supply gas pressurized to a predetermined pressure to the sealed space. The valve 22b is provided in the gas supply path R, and can switch the gas supply state from the gas supply source 22a to the closed space. When the valve 22b is open, gas is supplied from the gas supply source 22a to the closed space, and when the valve 22b is closed, the supply of gas from the gas supply source 22a to the closed space is stopped. Further, when the valve 22b is closed, the sealed space formed between the lower jig 16 and the separator 100 is sealed by the sealing member 20 and the valve 22b. Although not particularly limited, the gas supplied from the gas supply source 22a is air, nitrogen, hydrogen, helium, or the like.

圧力測定器24は、ガス供給経路Rに接続されており、密閉空間とガス供給器22との間に位置する。ガス供給経路Rは、前述した密閉空間に連通しているため、圧力測定器24は、密閉空間内のガスの圧力を監視することができる。例えば、ガス供給器22からのガス供給が休止されたときの圧力と、その後、所定の時間を経過したときの圧力との圧力差が許容範囲内であれば、密閉空間からガス漏れが生じていないと判定することができる。一例ではあるが、圧力測定器24は差圧式リークテスタである。 A pressure measuring device 24 is connected to the gas supply path R and positioned between the closed space and the gas supplier 22 . Since the gas supply path R communicates with the sealed space described above, the pressure measuring device 24 can monitor the pressure of the gas in the sealed space. For example, if the pressure difference between the pressure when the gas supply from the gas supply device 22 is stopped and the pressure after a predetermined time has passed is within an allowable range, gas leakage from the sealed space has occurred. It can be determined that no As an example, the pressure measuring device 24 is a differential pressure leak tester.

以上により、リーク検査装置10は、当該密閉空間にガスを供給するとともに、密閉空間の圧力を監視することによって、密閉空間からガス漏れが発生しているのか否かを判断することができる。即ち、セパレータ100にピンホールが存在するといった不具合が生じていると判断することができる。このようなリーク検査は、光透過による検査と異なり、セパレータ100の厚みにかかわらず、ピンホールが存在するのか否かを精度よく検出することができる。 As described above, the leak test apparatus 10 can determine whether or not gas is leaking from the sealed space by supplying gas to the sealed space and monitoring the pressure in the sealed space. In other words, it can be determined that there is a problem such as the presence of pinholes in the separator 100 . Unlike an inspection using light transmission, such a leak inspection can accurately detect whether or not a pinhole exists regardless of the thickness of the separator 100 .

本実施例のリーク検査装置10では、シール部材20によって、下側治具16とセパレータ100との間に密閉空間が形成される。このとき、第1供給孔102aの周囲に沿って配置される第1シール部20aは、当該第1供給孔102aから放射状に延びる複数の溝106をシールする必要がある。同様に、第1排出孔102bの周囲に沿って配置される第2シール部20bは、当該第1排出孔102bから放射状に延びる複数の溝106をシールする必要がある。この点に関して、第1シール部20a及び第2シール部20bは、無負荷状態において矩形の断面形状を有していることから、複数の溝106のそれぞれに広く当接することができ、複数の溝106を確実にシールすることができる。 In the leak test apparatus 10 of this embodiment, the seal member 20 forms a closed space between the lower jig 16 and the separator 100 . At this time, the first seal portion 20a arranged along the periphery of the first supply hole 102a needs to seal the plurality of grooves 106 radially extending from the first supply hole 102a. Similarly, the second sealing portion 20b arranged along the periphery of the first discharge hole 102b must seal the plurality of grooves 106 radially extending from the first discharge hole 102b. In this regard, since the first seal portion 20a and the second seal portion 20b have a rectangular cross-sectional shape in an unloaded state, they can widely contact each of the plurality of grooves 106, and the plurality of grooves 106 can be reliably sealed.

(実施例2)次に、実施例2のリーク検査装置200について説明する。本実施例は、実施例1の各構成要素の配置を変更したものであり、各構成要素の機能は共通する。そのため、共通する構成要素については同一の符号を付すことによって、ここでは重複する説明を省略する。図5に示すように、実施例1のリーク検査装置10と比較して、本実施例のリーク検査装置200では、シール部材20が上側治具14に設けられており、上側治具14のシール部材20がセパレータ100に当接することによって、密閉空間は、上側治具14とセパレータ100との間に形成される。詳しくは、リーク検査装置200では、下側治具16に代えて、上側治具14に、シール部材20と、ガス供給器22と、圧力測定器24とが設けられている。加えて、リーク検査装置200では、上側治具14に代えて、下側治具16に、プレス機構18が設けられている。これにより、検査対象であるセパレータ100が下側治具16のステージに配置された状態で、プレス機構18を用いて下側治具16を上方に移動させることにより、上側治具14と下側治具16とによって、セパレータ100を挟持することができる。このように、シール部材20は全体として、セパレータ100に当接することにより、上側治具14とセパレータ100との間に密閉空間を形成することができる。なお、実施例2のリーク検査装置200では、実施例1のリーク検査装置10と異なり、セパレータ100のガス面が上側となるように、下側治具16のステージにセパレータ100が配置される。 (Embodiment 2) Next, a leak inspection apparatus 200 of Embodiment 2 will be described. The present embodiment is obtained by changing the arrangement of each component of the first embodiment, and the function of each component is common. Therefore, overlapping description is omitted here by attaching the same reference numerals to the common components. As shown in FIG. 5, in the leak test apparatus 200 of the present embodiment, the sealing member 20 is provided on the upper jig 14, and the sealing of the upper jig 14 is performed as compared with the leak test apparatus 10 of the first embodiment. A closed space is formed between the upper jig 14 and the separator 100 by the contact of the member 20 with the separator 100 . Specifically, in the leak test apparatus 200 , instead of the lower jig 16 , the upper jig 14 is provided with a sealing member 20 , a gas supplier 22 , and a pressure measuring device 24 . In addition, in leak test apparatus 200 , press mechanism 18 is provided in lower jig 16 instead of upper jig 14 . With the separator 100 to be inspected placed on the stage of the lower jig 16, the press mechanism 18 is used to move the lower jig 16 upward. The separator 100 can be sandwiched by the jig 16 . Thus, the sealing member 20 as a whole can form a closed space between the upper jig 14 and the separator 100 by contacting the separator 100 . In addition, in the leak test apparatus 200 of the second embodiment, unlike the leak test apparatus 10 of the first embodiment, the separator 100 is arranged on the stage of the lower jig 16 so that the gas surface of the separator 100 faces upward.

特に限定されないが、リーク検査装置10は、傾き防止ガイド(不図示)をさらに備えてもよい。傾き防止ガイドを下側治具16に設けることにより、プレス機構18によって下側治具16が上下方向に移動する際に、下側治具16のステージに配置されたセパレータ100が傾くことを防止することができる。また、他の実施形態として、本実施例のリーク検査装置200は、上側治具14と下側治具16との両方に、プレス機構18を設けていてもよい。 Although not particularly limited, the leak test apparatus 10 may further include a tilt prevention guide (not shown). By providing the tilt prevention guide on the lower jig 16, the separator 100 placed on the stage of the lower jig 16 is prevented from tilting when the lower jig 16 is moved vertically by the press mechanism 18. can do. Moreover, as another embodiment, the leak test apparatus 200 of this embodiment may be provided with the press mechanism 18 on both the upper jig 14 and the lower jig 16 .

以上の構成によっても、当該密閉空間にガスを供給するとともに、密閉空間の圧力を監視することによって、密閉空間からガス漏れが発生しているのか否かを判断することができる。即ち、セパレータ100にピンホールが存在するといった不具合が生じていると判断することができる。 With the above configuration as well, it is possible to determine whether gas is leaking from the sealed space by supplying gas to the sealed space and monitoring the pressure in the sealed space. In other words, it can be determined that there is a problem such as the presence of pinholes in the separator 100 .

(実施例3)次に、実施例3のリーク検査装置300について説明する。本実施例では、実施例1、2のプレス機構18に代えて、作業者等が、上側治具14と下側治具16とを用いてセパレータ100を挟持する。そのため、リーク検査装置300では、実施例1と比較して、プレス機構18によって上側治具14が上下方向に移動する代わりに、作業者等によって、上側治具14が上下方向に移動されるように構成されている。詳しくは、リーク検査装置300は、プレス機構18に代えて、持ち手26と、ガイドピン28と、ガイド孔30とをさらに備える。なお、その他の共通する構成要素については同一の符号を付すことによって、ここでは重複する説明を省略する。持ち手26は、上側治具14に設けられている。作業者等は、持ち手26を掴むことにより、上側治具14を簡便に移動させることができる。一例ではあるが、ガイドピン28は下側治具16に設けられており、ガイド孔30は上側治具14に設けられている。作業者等は、ガイドピン28をガイド孔30に挿入することで、上側治具14を傾けることなく、上下方向に移動することができる。図示省略するが、ボルト、ワッシャー、ナット等を用いて、上側治具14を下側治具16に対して固定することにより、実施例1、2と同様に、上側治具14と下側治具16とによってセパレータ100を挟持することができる。 (Embodiment 3) Next, a leak inspection apparatus 300 of Embodiment 3 will be described. In this embodiment, instead of the press mechanism 18 of the first and second embodiments, an operator or the like uses an upper jig 14 and a lower jig 16 to clamp the separator 100 . Therefore, in the leak test apparatus 300, unlike the first embodiment, the upper jig 14 is moved vertically by the operator or the like instead of being vertically moved by the press mechanism 18. is configured to Specifically, the leak test apparatus 300 further includes a handle 26 , a guide pin 28 and a guide hole 30 instead of the press mechanism 18 . By attaching the same reference numerals to other common constituent elements, overlapping descriptions will be omitted here. A handle 26 is provided on the upper jig 14 . A worker or the like can easily move the upper jig 14 by grasping the handle 26 . As an example, the guide pins 28 are provided in the lower jig 16 and the guide holes 30 are provided in the upper jig 14 . By inserting the guide pin 28 into the guide hole 30, the operator or the like can move the upper jig 14 vertically without tilting it. Although not shown, by fixing the upper jig 14 to the lower jig 16 using bolts, washers, nuts, etc., the upper jig 14 and the lower jig can be connected in the same manner as in the first and second embodiments. The separator 100 can be sandwiched between the members 16 .

以上の構成によっても、当該密閉空間にガスを供給するとともに、密閉空間の圧力を監視することによって、密閉空間からガス漏れが発生しているのか否かを判断することができる。即ち、セパレータ100にピンホールが存在するといった不具合が生じていると判断することができる。 With the above configuration as well, it is possible to determine whether gas is leaking from the sealed space by supplying gas to the sealed space and monitoring the pressure in the sealed space. In other words, it can be determined that there is a problem such as the presence of pinholes in the separator 100 .

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。 Although several specific examples have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or drawings exhibit technical usefulness either singly or in combination.

10、200、300:リーク検査装置
12 :メインフレーム
14 :上側治具
16 :下側治具
18 :プレス機構
20 :シール部材
20a-20d :シール部
20e :全体シール部
22 :ガス供給器
22a :ガス供給源
22b :バルブ
24 :圧力測定器
26 :持ち手
28 :ガイドピン
30 :ガイド孔
100 :セパレータ
102a-102f :マニホールド孔
104 :流路
106 :溝
PG :発電領域
R :ガス供給経路
10, 200, 300: Leak inspection device 12: Main frame 14: Upper jig 16: Lower jig 18: Press mechanism 20: Seal members 20a to 20d: Seal portion 20e: Overall seal portion 22: Gas supplier 22a: Gas supply source 22b : Valve 24 : Pressure measuring device 26 : Handle 28 : Guide pin 30 : Guide hole 100 : Separator 102a-102f : Manifold hole 104 : Channel 106 : Groove PG : Power generation region R : Gas supply route

Claims (2)

ガスを供給又は排出するマニホールド孔と、前記マニホールド孔から放射状に延びる複数の溝と、を備える燃料電池用のセパレータのリーク検査装置であって、
前記セパレータを挟持する一対の治具と、
前記一対の治具の一方に設けられ、前記セパレータに当接することによって、前記一対の治具の前記一方と前記セパレータとの間に密閉空間を形成するゴム製のシール部材と、
前記密閉空間にガスを供給するガス供給器と、
前記密閉空間の圧力を監視する圧力測定器と、
を備え、
前記シール部材は、前記マニホールド孔の周囲に沿って配置され、前記複数の溝に亘って当接する前記マニホールド孔用のシール部を含み、
前記マニホールド孔用のシール部は、無負荷状態において矩形の断面形状を有するととともに、そのゴム硬度は40度~80度である、
リーク検査装置。
A fuel cell separator leak inspection device comprising a manifold hole for supplying or discharging gas and a plurality of grooves radially extending from the manifold hole,
a pair of jigs that sandwich the separator;
a rubber sealing member that is provided on one of the pair of jigs and forms a sealed space between the one of the pair of jigs and the separator by coming into contact with the separator;
a gas supplier that supplies gas to the closed space;
a pressure measuring device for monitoring the pressure in the closed space;
with
The sealing member includes a sealing portion for the manifold hole disposed along the periphery of the manifold hole and abutting across the plurality of grooves,
The sealing portion for the manifold hole has a rectangular cross-sectional shape in an unloaded state and has a rubber hardness of 40 degrees to 80 degrees.
Leak inspection device.
前記シール部材は、エチレンプロピレンジエンゴムで構成されている、請求項1に記載のリーク検査装置。
2. The leak inspection device according to claim 1, wherein said seal member is made of ethylene propylene diene rubber.
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