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
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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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |