JP2550482Y2 - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JP2550482Y2
JP2550482Y2 JP1988002731U JP273188U JP2550482Y2 JP 2550482 Y2 JP2550482 Y2 JP 2550482Y2 JP 1988002731 U JP1988002731 U JP 1988002731U JP 273188 U JP273188 U JP 273188U JP 2550482 Y2 JP2550482 Y2 JP 2550482Y2
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isolation
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cathode
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利明 小貫
洋一 野村
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Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、複数の枠を積層して電池枠体を構成してな
る燃料電池に関するものである。
[従来の技術] 従来のこの種の燃料電池は、第2図に示したように、
単電池保持枠1内でその両面に陰極部材2と陽極部材3
が存在するようにしてこれら両部材2,3間に電解質4を
介在して枠付単電池5が構成され、該枠付単電池がその
両面に隔離枠6を当てて複数個積層されている。隣接す
る枠付単電池5間に介在された各隔離枠6内には、該枠
6内を仕切る隔離壁部6Aによって区画されて燃料室6Bと
酸化剤室6Cとが左右に開口してそれぞれ設けられてい
る。各隔離枠6の燃料室6Bにはそれぞれ剛体からなる陰
極集電体7がその一方の面を隔離壁部6Aに当接して収容
されている。各陰極集電体7にはその他方の面側に複数
の凹部7Aと複数の凸部7Bとが交互に形成されている。同
様に各隔離枠6の酸化剤室6Cにはそれぞれ剛体からなる
陽極集電体8が隔離壁部6Aに当接して収容されている。
各陽極集電体8にはその他方の面側に複数の凹部8Aと複
数の凸部8Bとが交互に形成されている。各隔離枠6の燃
料室6Bの開口部側端面6Dには、燃料供給通路aを構成す
る溝部6Eが形成されている。各隔離枠6の酸化剤室6Cの
開口部側端面6Fには、酸化剤供給通路bを構成する溝部
6Gが形成されている。このように構成された複数の単電
池保持枠1と各隔離枠6とはそれぞれ積層され、各枠1,
6により電池枠体9が構成されている。電池枠体9の積
層方向の外側にはそれぞれ平板状の加圧板10が配置され
ていて、両方の加圧板10は複数のボルト・ナット11によ
って電池枠体9を締め付けて各枠1,6を加圧するように
なっている。このように各枠1,6が加圧されて、各隔離
枠6の燃料室6B内に収容された陰極集電体7の各凸部7B
はそれぞれ陰極部材1に当接され、各隔離枠6の酸化剤
室6C内に収容された陽極集電体8の各凸部8Bはそれぞれ
陽極部材2に当接されている。
[考案が解決しようとする課題] このように電池枠体9を該電池枠体9の両端外側に位
置する各加圧板10とボルト・ナット11により締め付ける
ことにより、各枠1,6を加圧させて燃料室6B,酸化剤室6
C,燃料供給通路a及び酸化剤供給通路bをシールし、且
つ陰極部材2に陰極集電体7を押圧すると共に陽極部材
3に陽極集電体8を押圧するようにしたので、双方の加
圧力を最適値にするには各隔離枠6の燃料室6B,酸化剤
室6Cの深さ寸法及び各極部材2,3と各電解質4と各集電
体7,8との厚み寸法の精度を高くする必要がある。この
寸法精度の許容範囲は狭く、この範囲を越えて各枠体1,
6の加圧力が不足すると燃料や酸化剤が漏れ、また各極
部材2,3に対する集電体7,8の加圧力が不足すると性能の
低下が起こり、さらに該加圧力が大きすぎると極部材2,
3等が破損する。従って、電池の組み立てが面倒で、し
かも各部材の寸法精度を高くする必要があってコスト高
になる問題点があった。
本考案の目的は、電池の組立の簡略化が図れ各部材の
寸法精度を低くできてコストの低減を図れる燃料電池を
提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するための本考案の構成を、実施例
に対応する第1図及び第2図を参照して説明すると、本
考案は、単電池保持枠1内でその両面に陰極部材2と陽
極部材3が存在するようにしてこれら両部材2,3が電解
質4を介して積層されてなる枠付単電池5がその両面に
隔離枠6を当てて複数個積層され、陰極部材2と隔離枠
6との間に陰極集電体7が介在され、陽極部材3と隔離
枠6との間に陽極集電体8が介在され、各枠付単電池5
の中間に存在する隔離枠6内には一方の側の陰極集電体
7を収容する燃料室6Bと他方の側の陽極集電体8を収容
する酸化剤室6Cとが各一端側を開口させ他端側を隔離壁
部6Aで仕切って形成され、積層方向の一端に存在する隔
離枠6内には陰極集電体7を収容する燃料室6Bが一端側
を開口させ他端側を隔離壁部6Aで仕切って形成され、積
層方向の他端に存在する隔離枠6内には陽極集電体8を
収容する酸化剤室6Cが一端側を開口させ他端側を隔離壁
部6Aで仕切って形成され、各構成部材が積層方向から加
圧されてなる燃料電池を対象にする。
請求項1の考案では、少なくとも各単電池5間の隔離
枠6の隔離壁部6Aを、弾性体によって構成し、積層方向
の一方に凸となるように湾曲させる。
請求項2の考案では、少なくとも各単電池5間の隔離
枠6の隔離壁部6Aと集電体7,8との間に隔離壁部6Aより
も弾性変形の大きな部材を加圧手段として配置する。
[作用] 請求項1の考案のように、各単電池5間の隔離枠6の
隔離壁部6Aを弾性体によって構成し、積層方向の一方に
凸となるように湾曲させると、隔離壁部6Aそれ自体が加
圧手段12を構成することになる。具体的には、各構成部
材を積層方向に加圧した際に、湾曲した隔離枠6の隔離
壁部6Aが略平板状に変形し、この変形により隔離壁部6A
に蓄勢されたバネ力によって各集電体7,8が対向する極
部材2,3に押圧されて各集電体7,8と各極部材2,3と各電
解質4とが相互に密着する。したがって各枠1,6の相互
間の加圧力とは無関係に、各集電体7,8が対向する極部
材2,3に押圧されるので、各部材の寸法精度を従来のよ
うに高くする必要がなく、燃料や酸化剤の漏れ、集電体
の極部材に対する加圧力の不足による性能の低下及び極
部材等の破損を防止することができる。
請求項2の考案では、各単電池5間の隔離枠6の隔離
壁部6Aは従来と同様にして、隔離壁部6Aと集電体7,8と
の間に隔離壁部6Aよりも弾性変形の大きな部材を加圧手
段として別に配置する。各構成部材を積層方向に加圧す
ると、加圧手段として配置した弾性変形の大きな部材が
弾性変形して蓄勢されてバネ力が発生する。このバネ力
により各集電体7,8が対向する極部材2,3に押圧されて各
集電体7,8と各極部材2,3と各電解質4とが相互に密着す
る。
[実施例] 以下、本考案の一実施例を第1図及び第2図を参照し
て詳細に説明する。なお、第2図は本考案の燃料電池及
び従来の燃料電池の組み立てた状態を示す共通図面であ
る。また、第2図と同一部分又は相当部分には同一符号
を付けて示している。
本実施例の燃料電池においては、各隔離枠6の隔離壁
部6Aそれ自体が少なくとも一方の側の集電体7,8を加圧
する加圧手段12を兼ねている。すなわち、各隔壁枠6は
合成樹脂等の弾性体で構成されていて、各隔離枠6の隔
離壁部6Aはそれぞれ矢印X1方向に凸となるように湾曲さ
れて加圧手段12が構成されている。該加圧手段12は各枠
1,6を加圧した際に、各陽極集電体8をそれぞれ陽極部
材3に押圧することにより集電体7,8と極部材2,3と電解
質4とを密着するようになっている。この場合、矢印X1
側の端部側に存在する隔離枠6の隔離壁部6Aは平板状に
形成されている。
各隔離枠6の隔離壁部6Aがこのような加圧手段12を構
成すると、各枠1,6を積層して各加圧板10と各ボルト・
ナット11とで各枠1,6を加圧すことにより、燃料室6B,酸
化剤室6C,燃料供給通路a,酸化剤供給通路bがシールさ
れると共に、各隔離枠6の隔離壁部6Aが略平板状に変形
し、この変形により蓄勢されたそれらのバネ力により各
集電体7,8が対向する極部材2,3に押圧されて各集電体7,
8と各極部材2,3と各電解質4とが相互に密着される。し
たがって、各枠1,6の相互間の加圧力とは無関係に各集
電体7,8が対向する極部材2,3に押圧されるので、各部材
の寸法精度を従来のように高くする必要がなく、燃料や
酸化剤の漏れ、集電体の極部材に対する加圧力の不足に
よる性能の低下及び極部材等の破損を防止することがで
きる。
上記実施例における電解質4がイオン交換膜等のイオ
ン導電性を有する膜、または電解質を含浸させた不織
布、織布等の柔軟性を有する膜であれば、加圧手段12に
より得られる加圧力が大きくても、特に電解質4が破損
することはない。しかしながら電解質4として固体電解
質のように柔軟性の劣る電解質を用いる場合には、加圧
手段12により発生する加圧力を固体電解質自身に割れを
生じさせない程度に定める必要がある。
なお、上記実施例においては、矢印X2方向の端部側に
存在する隔離枠6の隔離壁部を矢印X1方向に凸となるよ
うに湾曲させているが、本考案はこれに限定されるもの
ではなく、各枠1,6の積層方向の両端に存在する隔離枠
6の隔離壁部6Aをそれぞれ内側に凸となるように湾曲さ
せてもよい。このようにすると、各枠1,6の積層方向の
両端から各枠1,6を加圧することができる。
また、上記実施例においては、各隔離枠6の隔離壁部
6Aを同一方向に凸となるように湾曲させて該隔離壁部6A
により加圧手段12を構成しているが、本考案はこれに限
定されるものではなく、各隔離枠6の隔離壁部6Aを従来
と同様に平板状として各隔離壁部6Aの両側表面に隔離壁
部よりも弾性変形の大きなゴム等の材質の部材を加圧手
段として密着するか、配置してもよい。このようにすれ
ば、各枠1,6を弾性体で形成する必要はない。
さらに、上記実施例においては、各枠1,6の積層方向
の端部の隔離枠6の隔離壁部6Aも湾曲させているが、本
考案はこれに限定されるものではなく、積層方向の両端
に存在する隔離枠6の隔離壁部6Aを平板状として、一端
に存在する加圧板10に各枠付単電池5内に存在する隔離
枠6の隔離壁部6Aの湾曲方向と同一方向に湾曲する湾曲
凸部を設けて加圧板10の加圧手段を設けてもよい。この
場合、加圧板10の湾曲凸部によって該加圧板に隣接する
隔離枠6の隔離壁部6Aを変形させて集電体7,8を加圧す
る。
[考案の効果] 請求項1の考案によれば、各構成部材を積層方向に加
圧した際に、湾曲した隔離枠の隔離壁部が略平板状に変
形し、この変形により隔離壁部に蓄勢されたバネ力によ
って各集電体が対向する極部材に押圧されて各集電体と
各極部材と各電解質とを相互に密着させることができ
る。また、請求項2の考案によれば、各構成部材を積層
方向に加圧すると、加圧手段として配置した弾性変形の
大きな部材が弾性変形して蓄勢されてバネ力が発生す
る。このバネ力により各集電体が対向する極部材に押圧
されて各集電体と各極部材と各電解質とが相互に密着す
る。
したがって、請求項1及び2の考案によれば、従来の
ように各枠の燃料室,酸化剤室の深さ寸法及び各極部
材,各電解質、各集電体の厚み寸法の精度を高くしなく
ても、燃料や酸化剤の漏れ、集電体の極部材に対する加
圧力の不足による性能の低下及び加圧力が大きすぎるこ
とによる極部材等の破損を防止することができる。ま
た、電池の組立の簡略化が図れ、各部材の寸法精度を低
くできてコストの低減を図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本考案の燃料電池の一実施例を示す電池枠体の
分解断面図、第2図は本考案の燃料電池及び従来の燃料
電池の組み立てた状態を示す断面図である。 1…単電池保持枠、2…陰極部材、3…陽極部材、4…
電解質、5…枠付単電池、6…室構成枠、6A…隔離壁
部、6B…燃料室、6C…酸化剤室、7…陰極集電体、8…
陽極集電体。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】単電池保持枠内でその両面に陰極部材と陽
    極部材が存在するようにしてこれら両部材が電解質を介
    して積層されてなる枠付単電池がその両面に隔離枠を当
    てて複数個積層され、前記陰極部材と前記隔離枠との間
    に陰極集電体が介在され、前記陽極部材と前記隔離枠と
    の間に陽極集電体が介在され、前記各枠付単電池の中間
    に存在する前記隔離枠内には一方の側の前記陰極集電体
    を収容する燃料室と他方の側の前記陽極集電体を収容す
    る酸化剤室とが各一端側を開口させ他端側を隔離壁部で
    仕切って形成され、積層方向の一端に存在する前記隔離
    枠内には前記陰極集電体を収容する燃料室が一端側を開
    口させ他端側を隔離壁部で仕切って形成され、積層方向
    の他端に存在する前記隔離枠内には前記陽極集電体を収
    容する酸化剤室が一端側を開口させ他端側を隔離壁部で
    仕切って形成され、前記各構成部材が積層方向から加圧
    されてなる燃料電池において、 少なくとも前記各単電池間の前記隔離枠の前記隔離壁部
    は、弾性体によって構成されて、前記積層方向の一方に
    凸となるように湾曲していることを特徴とする燃料電
    池。
  2. 【請求項2】単電池保持枠内でその両面に陰極部材と陽
    極部材が存在するようにしてこれら両部材が電解質を介
    して積層されてなる枠付単電池がその両面に隔離枠を当
    てて複数個積層され、前記陰極部材と前記隔離枠との間
    に陰極集電体が介在され、前記陽極部材と前記隔離枠と
    の間に陽極集電体が介在され、前記各枠付単電池の中間
    に存在する前記隔離枠内には一方の側の前記陰極集電体
    を収容する燃料室と他方の側の前記陽極集電体を収容す
    る酸化剤室とが各一端側を開口させ他端側を隔離壁部で
    仕切って形成され、積層方向の一端に存在する前記隔離
    枠内には前記陰極集電体を収容する燃料室が一端側を開
    口させ他端側を隔離壁部で仕切って形成され、積層方向
    の他端に存在する前記隔離枠内には前記陽極集電体を収
    容する酸化剤室が一端側を開口させ他端側を隔離壁部で
    仕切って形成され、前記各構成部材が積層方向から加圧
    されてなる燃料電池において、 少なくとも前記各単電池間の前記隔離枠の前記隔離壁部
    と前記集電体との間に前記隔離壁部よりも弾性変形の大
    きな部材が加圧手段として配置されていることを特徴と
    する燃料電池。
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