JP4381887B2 - 燃料電池セル - Google Patents
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Description
日経メカニカル別冊「燃料電池開発最前線」発行日2001年6月29日、発行所:日経BP社、第3章PEFC、3.1原理と特徴p46
板状の固体高分子電解質と、この固体高分子電解質の両側に配置される一対の電極板と、この一対の電極板の更に両側に配置される一対の金属板と、電極板と金属板の間に形成される一対の流路とを有する燃料電池セルであって、
前記一対の金属板のうちの少なくとも一方の金属板については、その表面に第1流体注入部材および第1流体排出部材を取り付け、これら第1流体注入部材および第1流体排出部材は、
金属板の表面に露出する第1円筒部と、
金属板に形成された穴に嵌入され、金属板に対してカシメ結合される第2円筒部と、
第2円筒部側から形成され、セル内部の一方の流路と連通する第1垂直流路と、
第1円筒部の側面部から袋穴状に形成され、外部の流路管が嵌入されるとともに、前記第1垂直流路と連通する第1水平流路とを備えていることを特徴とするものである。
金属板の表面に露出する第3円筒部と、
金属板および固体高分子電解質に形成された穴に嵌入され、固体高分子電解質に対してカシメ結合される第4円筒部と、
第4円筒部側から袋穴状に形成され、セル内部の他方の流路と連通する第2垂直流路と、
第3円筒部の側面部から形成され、外部の流路管が結合されるとともに、前記第2垂直流路と連通する第2水平流路とを備えていることが好ましい。
本発明の燃料電池は、図1〜図3に示すように、板状の固体高分子電解質1と、その固体高分子電解質1の両側に配置され外面に流路溝2a,3aが形成された一対の電極板2,3とを備えるものである。
次に、ガスや空気を注入する注入部と排出部の詳細な構成を図1〜4を利用して説明する。一方の金属板4に形成された開口4c,4dには、注入部材10(第1流体注入部材に相当)と排出部材11(第1流体排出部材に相当)がそれぞれ金属板4に対してカシメ結合される。他方の金属板5にも注入部材20と排出部材21がカシメ結合される。注入部材10には、ガス(又は空気)注入するための注入パイプ12が圧入され、排出部材11にも同様に排出パイプ13が圧入される。注入部材20と排出部材21にも同様にパイプ22,23が圧入される。
次に、第2実施形態に係る単位セルの構成を説明する。図5は、その外観図を示す。図6は、図5の単位セルの組み立て斜視図、図7は図5の単位セルの正面視断面図を示す。図1と異なるのは、すべての注入部材10,30・排出部材11,31が一方の金属板4にカシメ結合で取り付けられている。このうち、注入部材10と排出部材11の構成については、図1〜4で説明したのと同じなので説明を省略する。また、第1実施形態と同じ機能をする部分については、同じ図番を付すこととして説明を省略する。図7は寸法比をデフォルメしており、実際の寸法比とは異なる(図3も同じ)。
単位セルの構成は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変形例が可能である。流路溝9をエッチングではなく、プレス加工により形成してもよい。流路溝9は、電極板2,3に形成してもよい。
2,3 電極板
4,5 金属板
9 流路溝
10,20,30 注入部材
10a,30a 第1円筒部
10b,30b 第2円筒部
10c,30c 垂直流路
10d,30d 水平流路
11,31 排出部材
12,22,32 注入パイプ
13,23,33 排出パイプ
Claims (6)
- 板状の固体高分子電解質と、この固体高分子電解質の両側に配置される一対の電極板と、この一対の電極板の更に両側に配置される一対の金属板と、電極板と金属板の間に形成される一対の流路とを有する燃料電池セルであって、
前記一対の金属板のうちの少なくとも一方の金属板については、その表面に第1流体注入部材および第1流体排出部材を取り付け、これら第1流体注入部材および第1流体排出部材は、
金属板の表面に露出する第1円筒部と、
金属板に形成された穴に嵌入され、金属板に対してカシメ結合される第2円筒部と、
第2円筒部側から袋穴状に形成され、セル内部の一方の流路と連通する第1垂直流路と、
第1円筒部の側面部から形成され、外部の流路管が嵌入されるとともに、前記第1垂直流路と連通する第1水平流路とを備えていることを特徴とする燃料電池セル。 - 前記一方の金属板の表面には、更に、第2流体注入部材および第2流体排出部材が取り付けられ、これら第2流体注入部材および第2流体排出部材は、
金属板の表面に露出する第3円筒部と、
金属板および固体高分子電解質に形成された穴に嵌入され、固体高分子電解質に対してカシメ結合される第4円筒部と、
第4円筒部側から袋穴状に形成され、セル内部の他方の流路と連通する第2垂直流路と、
第3円筒部の側面部から形成され、外部の流路管が嵌入されるとともに、前記第2垂直流路と連通する第2水平流路とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池セル。 - 垂直流路の内径寸法よりも、水平流路の内径寸法を大きく設定していることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池セル。
- 前記金属板の裏面と固体高分子電解質の表面との間に金属ワッシャーと弾性体ワッシャーを介在させていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
- 固体高分子電解質の裏面側に弾性体ワッシャーと金属ワッシャーを介在させてカシメ結合を行うようにしたことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
- 前記一対の金属板の周縁を電気的に絶縁した状態でカシメにより封止してあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
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