JP2569361Y2 - 燃料電池セパレータ - Google Patents
燃料電池セパレータInfo
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- JP2569361Y2 JP2569361Y2 JP1991110450U JP11045091U JP2569361Y2 JP 2569361 Y2 JP2569361 Y2 JP 2569361Y2 JP 1991110450 U JP1991110450 U JP 1991110450U JP 11045091 U JP11045091 U JP 11045091U JP 2569361 Y2 JP2569361 Y2 JP 2569361Y2
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- Japan
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- gas
- separator
- fuel cell
- fuel
- groove
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、反応ガスが漏洩するこ
となく、シール材の面内横ずれを防止する燃料電池セパ
レータに関する。
となく、シール材の面内横ずれを防止する燃料電池セパ
レータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４〜５に示すように、２種類の反応ガ
スを使用する燃料電池Ａは、アノード電極基材０３とカ
ソード電極基材０４とに挟持された高分子固体電解質膜
０２により分割した燃料ガス区域０５ａと酸化剤ガス区
域０６ａとをそれぞれ備え、同形同大の正方形に形成さ
れた２枚のマニホールド板０５、０６を重ね合わせてな
る単位電池０１複数個をセパレータ０８を介して積層し
たセルスタック０９とし、マニホールドを兼ねる１組の
エンドプレート１０、１０でボルト締めにより圧縮挟持
して構成されている。
スを使用する燃料電池Ａは、アノード電極基材０３とカ
ソード電極基材０４とに挟持された高分子固体電解質膜
０２により分割した燃料ガス区域０５ａと酸化剤ガス区
域０６ａとをそれぞれ備え、同形同大の正方形に形成さ
れた２枚のマニホールド板０５、０６を重ね合わせてな
る単位電池０１複数個をセパレータ０８を介して積層し
たセルスタック０９とし、マニホールドを兼ねる１組の
エンドプレート１０、１０でボルト締めにより圧縮挟持
して構成されている。
【０００３】また、反応ガスは、燃料ガスと酸化剤ガス
とからなり、アノード電極基材０３を備える燃料ガス区
域０５ａには燃料ガスが、一方カソード電極基材０４を
備える酸化剤ガス区域０６ａには、酸化剤ガスがそれぞ
れ同時に導入され排出される。その結果、高分子固体電
解質膜０２において、両ガスは化学反応を行い、その進
行に伴って電子が発生し、この電子をアノード電極基材
０３、カソード電極基材０４により外部回路に取り出す
ことで電気エネルギーが発生する。
とからなり、アノード電極基材０３を備える燃料ガス区
域０５ａには燃料ガスが、一方カソード電極基材０４を
備える酸化剤ガス区域０６ａには、酸化剤ガスがそれぞ
れ同時に導入され排出される。その結果、高分子固体電
解質膜０２において、両ガスは化学反応を行い、その進
行に伴って電子が発生し、この電子をアノード電極基材
０３、カソード電極基材０４により外部回路に取り出す
ことで電気エネルギーが発生する。
【０００４】ところで、この種の燃料電池における単位
電池は、マニホールド板２枚を、例えば位相を９０度変
えた姿勢で重ね合わせ、これらの外面にシール材とシー
ル材用溝は有しないセパレータとを積層しただけの構造
としていた。
電池は、マニホールド板２枚を、例えば位相を９０度変
えた姿勢で重ね合わせ、これらの外面にシール材とシー
ル材用溝は有しないセパレータとを積層しただけの構造
としていた。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】このような従来の構造
では、セルスタックを１組のエンドプレートで圧縮して
組み立てる際の締めつけ圧力によって、シール材０７が
面内横ずれしたり、あるいは流通孔内へのはみ出し０７
ａが生じてその断面積を縮小させ、反応ガスの流通に障
害を与えるという不都合が生ずる〔図３（ｂ）参照〕。
また、ガス流通部から反応ガスが漏洩することもある。
では、セルスタックを１組のエンドプレートで圧縮して
組み立てる際の締めつけ圧力によって、シール材０７が
面内横ずれしたり、あるいは流通孔内へのはみ出し０７
ａが生じてその断面積を縮小させ、反応ガスの流通に障
害を与えるという不都合が生ずる〔図３（ｂ）参照〕。
また、ガス流通部から反応ガスが漏洩することもある。
【０００６】本考案は、このような従来技術の問題点を
背景になされたもので、セルスタックの圧接組立て時の
シール材の面内横ずれやガス流通孔からのガス漏洩など
が発生しない燃料電池セパレータを提供することを目的
とする。
背景になされたもので、セルスタックの圧接組立て時の
シール材の面内横ずれやガス流通孔からのガス漏洩など
が発生しない燃料電池セパレータを提供することを目的
とする。
【０００７】本考案は、アノードとカソードとで挾持さ
れた高分子固体電解質膜により分割した燃料ガス区域と
酸化剤ガス区域とをそれぞれ備える２枚のマニホールド
板を重ね合わせてなる複数個の単位電池を、シール材お
よびセパレータを介して積層したセルスタックとし、マ
ニホールドを兼ねる１組のエンドプレートで圧縮挟持し
てなる燃料電池において、前記セパレータ表裏の対称位
置に、燃料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を
囲む溝を設けるとともに、前記セパレータの流通孔周囲
の溝を被うシート状のシール材を積層圧接させたガスシ
ール構造を有する燃料電池セパレータを提供するもので
ある。
れた高分子固体電解質膜により分割した燃料ガス区域と
酸化剤ガス区域とをそれぞれ備える２枚のマニホールド
板を重ね合わせてなる複数個の単位電池を、シール材お
よびセパレータを介して積層したセルスタックとし、マ
ニホールドを兼ねる１組のエンドプレートで圧縮挟持し
てなる燃料電池において、前記セパレータ表裏の対称位
置に、燃料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を
囲む溝を設けるとともに、前記セパレータの流通孔周囲
の溝を被うシート状のシール材を積層圧接させたガスシ
ール構造を有する燃料電池セパレータを提供するもので
ある。
【０００８】
【作用】本考案では、セパレータ表裏の対称位置に、燃
料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝を
設けるとともに、セパレータの流通孔周囲の溝を被うシ
ート状のシート状のシール材を積層圧接させたガスシー
ル構造を有するので、セルスタックをエンドプレートの
ボルト締めにより圧縮挟持する場合、その押圧力により
締めつけられるシール材は、平面的に空間側へ展張し逃
げようとするが、その逃げ部分はセパレータに刻設され
た前記溝に嵌まり込み、この溝を充填するように動作し
て前記押圧力を吸収する。従って、流通孔内へシール材
がはみ出たりすることはなく、密封性も向上し、かつ反
応ガスの流通を阻害しない。また、シール材が溝に嵌入
することにより、その正しい設定位置が確保される。す
なわち、本考案の燃料電池セパレータによれば、燃料電
池のガス漏洩や流通孔の狭まることを防止するため、極
めて順調にその発電規模を発揮することができる。
料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝を
設けるとともに、セパレータの流通孔周囲の溝を被うシ
ート状のシート状のシール材を積層圧接させたガスシー
ル構造を有するので、セルスタックをエンドプレートの
ボルト締めにより圧縮挟持する場合、その押圧力により
締めつけられるシール材は、平面的に空間側へ展張し逃
げようとするが、その逃げ部分はセパレータに刻設され
た前記溝に嵌まり込み、この溝を充填するように動作し
て前記押圧力を吸収する。従って、流通孔内へシール材
がはみ出たりすることはなく、密封性も向上し、かつ反
応ガスの流通を阻害しない。また、シール材が溝に嵌入
することにより、その正しい設定位置が確保される。す
なわち、本考案の燃料電池セパレータによれば、燃料電
池のガス漏洩や流通孔の狭まることを防止するため、極
めて順調にその発電規模を発揮することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本考案の実施例を図１〜３に基づいて
説明する。なお、図４〜５と同一の部材などは、同一の
符号を用い、その説明は省略する。図１〜３に示すよう
に、本考案の実施例の燃料電池セパレータ２２は、不銹
鋼を用いたもので、外形をマニホールド板０５と同一に
し、その四周縁に穿設さされた流通孔（図示せず）それ
ぞれに合致する燃料ガス導入用流通孔２３、２３、燃料
ガス排出用流通孔２４、２４、酸化剤ガス導入用流通孔
２５、２５および酸化剤排出用流通孔２６、２６を穿設
している。
説明する。なお、図４〜５と同一の部材などは、同一の
符号を用い、その説明は省略する。図１〜３に示すよう
に、本考案の実施例の燃料電池セパレータ２２は、不銹
鋼を用いたもので、外形をマニホールド板０５と同一に
し、その四周縁に穿設さされた流通孔（図示せず）それ
ぞれに合致する燃料ガス導入用流通孔２３、２３、燃料
ガス排出用流通孔２４、２４、酸化剤ガス導入用流通孔
２５、２５および酸化剤排出用流通孔２６、２６を穿設
している。
【００１０】また、セパレータ２２に重合するシート状
のシール材としてのフッ素ゴム（例えば、バイトン）製
ゴムガスケット３２にも、図２に示すように燃料ガス導
入用流通孔３３、３３、燃料ガス排出用流通孔３４、３
４、酸化剤ガス導入用流通孔３５、３５および酸化剤ガ
ス排出用流通孔３６、３６を穿設しており、さらに中央
には、マニホールド板０５または０６の燃料ガス区域０
５ａまたは酸化剤ガス区域０６ａに該当する空隙３７を
設けている。
のシール材としてのフッ素ゴム（例えば、バイトン）製
ゴムガスケット３２にも、図２に示すように燃料ガス導
入用流通孔３３、３３、燃料ガス排出用流通孔３４、３
４、酸化剤ガス導入用流通孔３５、３５および酸化剤ガ
ス排出用流通孔３６、３６を穿設しており、さらに中央
には、マニホールド板０５または０６の燃料ガス区域０
５ａまたは酸化剤ガス区域０６ａに該当する空隙３７を
設けている。
【００１１】そして、前記セパレータ２２の表裏には各
流通孔２３、２４、２５、２６の周囲にそれぞれガスシ
ール用Ｖ溝２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ、および２
７ｂ、２８ｂ、２９ｂ、３０ｂを刻設している。このよ
うに、セパレータ２２の表裏の対称位置に、燃料ガス、
酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝が設けられ
ている。
流通孔２３、２４、２５、２６の周囲にそれぞれガスシ
ール用Ｖ溝２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ、および２
７ｂ、２８ｂ、２９ｂ、３０ｂを刻設している。このよ
うに、セパレータ２２の表裏の対称位置に、燃料ガス、
酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝が設けられ
ている。
【００１２】上記構成となっているので、図３（ａ）に
示すように、複数個の単位電池２１を積層して圧接しセ
ルスタック０９とする場合、エンドプレート１０、１０
の締めつけによる押圧力Ｆが前記ガスケット３２、３２
の上下面に加えられると、両ガスケット３２は厚み縮小
されるため面に沿った方向へ展張しで逃げようとする。
そのとき、この展張した逃げ部分３２ａ、３２ａは、図
３（ａ）に示すようにセパレータ２２、２２に刻設され
たガスシール用Ｖ溝２７ａ、２７ｂ嵌まり込み、このＶ
溝を充填するように動作するため、前記押圧力Ｆは吸収
され、ガスケット３２がガス流通孔２３の中やセパレー
タ２２の外へはみ出すことはない。いうまでもなく、他
の流通孔近辺においても同様である。すなわち、この逃
げ部分３２ａは、ガス流路のシール性を高め、ガス漏洩
防止を図るだけでなく、ガスケット３２の面内横ずれを
生ずることなく確実に位置決めされ、また各流通孔の断
面積に悪影響を与えることもない。
示すように、複数個の単位電池２１を積層して圧接しセ
ルスタック０９とする場合、エンドプレート１０、１０
の締めつけによる押圧力Ｆが前記ガスケット３２、３２
の上下面に加えられると、両ガスケット３２は厚み縮小
されるため面に沿った方向へ展張しで逃げようとする。
そのとき、この展張した逃げ部分３２ａ、３２ａは、図
３（ａ）に示すようにセパレータ２２、２２に刻設され
たガスシール用Ｖ溝２７ａ、２７ｂ嵌まり込み、このＶ
溝を充填するように動作するため、前記押圧力Ｆは吸収
され、ガスケット３２がガス流通孔２３の中やセパレー
タ２２の外へはみ出すことはない。いうまでもなく、他
の流通孔近辺においても同様である。すなわち、この逃
げ部分３２ａは、ガス流路のシール性を高め、ガス漏洩
防止を図るだけでなく、ガスケット３２の面内横ずれを
生ずることなく確実に位置決めされ、また各流通孔の断
面積に悪影響を与えることもない。
【００１３】以上、本考案の実施例を説明したが、本考
案は、この実施例に必ずしも限定されることはなく、要
旨を逸脱しない範囲での設計変更などがあっても本考案
に含まれる。例えば、実施例では、セパレータ板の溝を
Ｖ溝としたが、Ｕ字溝としてもよく、またセパレータに
不銹鋼を用いたが、炭素焼結板、ステンレスなど、ガス
緻密性電子導電材であれば他の材質を使用してもよい。
案は、この実施例に必ずしも限定されることはなく、要
旨を逸脱しない範囲での設計変更などがあっても本考案
に含まれる。例えば、実施例では、セパレータ板の溝を
Ｖ溝としたが、Ｕ字溝としてもよく、またセパレータに
不銹鋼を用いたが、炭素焼結板、ステンレスなど、ガス
緻密性電子導電材であれば他の材質を使用してもよい。
【００１４】
【考案の効果】本考案の燃料電池セパレータは、このよ
うに前記セパレータ表裏の対称位置に、燃料ガス、酸化
剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝を設け、これら
の溝を被うシート状のシール材を積層圧接させるガスシ
ール構造としたため、セルスタック圧接組立て時のシー
ル材の面内横ずれを防ぎ、またガス流通孔内へのはみ出
しも生じないばかりか、密閉性も向上するので、反応ガ
スの流通量を減少させたり、漏洩させたりすることがな
く、充分に電池としての機能を発揮することができる。
うに前記セパレータ表裏の対称位置に、燃料ガス、酸化
剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝を設け、これら
の溝を被うシート状のシール材を積層圧接させるガスシ
ール構造としたため、セルスタック圧接組立て時のシー
ル材の面内横ずれを防ぎ、またガス流通孔内へのはみ出
しも生じないばかりか、密閉性も向上するので、反応ガ
スの流通量を減少させたり、漏洩させたりすることがな
く、充分に電池としての機能を発揮することができる。
【図１】本考案の実施例の燃料電池セパレータの平面図
である。
である。
【図２】本考案の実施例のシート状のシール材の平面図
である。
である。
【図３】本考案と従来技術の積層締めつけ時におけるシ
ール材の変形状態を示す説明断面図で、同図（ａ）は本
考案の場合の図、同図（ｂ）は従来の場合の図である。
ール材の変形状態を示す説明断面図で、同図（ａ）は本
考案の場合の図、同図（ｂ）は従来の場合の図である。
【図４】高分子固体電解質膜を用いた燃料電池の原理を
説明するための単位電池の基本構成を示す縦断面図であ
る。
説明するための単位電池の基本構成を示す縦断面図であ
る。
【図５】燃料電池の全体の構成を示す部分分解斜視図で
ある。
ある。
Ａ 燃料電池 ０２ 高分子固体電解質膜 ０３ アノード電極基材 ０４ カソード電極基材 ０５ マニホールド ０５ａ 燃料ガス区域 ０６ マニホールド板 ０６ａ 酸化剤ガス区域 ０７ シート状のシール材 ０８ セパレータ ０９ セルスタック １０ エンドプレート ２１ 単位電池 ２２ セパレータ ２３ 燃料ガス導入用流通孔 ２４ 燃料ガス排出用流通孔 ２５ 酸化剤ガス導入用流通孔 ２６ 酸化剤ガス排出用流通孔 ２６ 排出孔 ２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ ガスシール用Ｖ溝 ２７ｂ、２８ｂ、２９ｂ、３０ｂ ガスシール用Ｖ溝
Claims (1)
- 【請求項１】 アノードとカソードとで挟持された高分
子固体電解質膜により分割した燃料ガス区域と酸化剤ガ
ス区域とをそれぞれ備える２枚のマニホールド板を重ね
合わせてなる複数個の単位電池を、シール材およびセパ
レータを介して積層したセルスタックとし、マニホール
ドを兼ねる１組のエンドプレートで圧縮挟持してなる燃
料電池において、前記セパレータ表裏の対称位置に、燃
料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝を
設けるとともに、前記セパレータの流通孔周囲の溝を被
うシート状のシール材を積層圧接させたガスシール構造
を有する燃料電池セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991110450U JP2569361Y2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 燃料電池セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991110450U JP2569361Y2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 燃料電池セパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566876U JPH0566876U (ja) | 1993-09-03 |
| JP2569361Y2 true JP2569361Y2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=14536029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991110450U Expired - Fee Related JP2569361Y2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 燃料電池セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569361Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1416554B1 (en) * | 2001-07-06 | 2010-06-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for coating a sealant on a fuel cell separator |
| JP2003031234A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-31 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータのシール材塗布方法 |
| CN1276534C (zh) * | 2001-07-11 | 2006-09-20 | 本田技研工业株式会社 | 用于在燃料电池用的隔板上涂覆密封剂的方法 |
| JP5291613B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2013-09-18 | 三菱重工業株式会社 | 固体高分子形燃料電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62193065A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| JPH01173576A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池セパレータ |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP1991110450U patent/JP2569361Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566876U (ja) | 1993-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971216 |
|
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