JP4773615B2 - Gasket for fuel cell - Google Patents
Gasket for fuel cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP4773615B2 JP4773615B2 JP2000394014A JP2000394014A JP4773615B2 JP 4773615 B2 JP4773615 B2 JP 4773615B2 JP 2000394014 A JP2000394014 A JP 2000394014A JP 2000394014 A JP2000394014 A JP 2000394014A JP 4773615 B2 JP4773615 B2 JP 4773615B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gasket
- exchange membrane
- separator
- ion exchange
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置の一種であるガスケットに係り、更に詳しくは、燃料電池にその構成要素の一つとして組み込まれる燃料電池用ガスケットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ガスケットは、弾性体を圧縮する際に発生する反発力を一箇所ないし数箇所に集中させ、比較的小さなガスケット反力で、必要な大きさの面圧を得ることができるような断面形状に形成されている。
【0003】
また、燃料電池のイオン交換膜側に使用されるガスケットにおいて、イオン交換膜をガスケットによって保持させる場合には、この保持に必要とされる大きさのガスケット反力を発生させる必要がある。
【0004】
しかしながら、従来技術に係るこの種用途に用いられるガスケット51は、その断面形状が、図5に示すように断面山形ないし断面三角形状に形成されているために、このような形状でガスケット反力をイオン交換膜52を保持し得る水準まで増大させると、これに伴って上昇する面圧を使用可能範囲内に抑えることが困難である。したがって、この従来技術では、ガスケット51のイオン交換膜52またはセパレータ53に対する面圧が過大となるために、イオン交換膜52にダメージを与えたり、イオン交換膜52またはカーボン製セパレータ53を破損させたりすることがある。
【0005】
また、その他のガスケット形状として、図6に示すように平板状のものが存在するが、この平板状のガスケット51においては、ガスケット51の圧縮量に対して反力および面圧が急激に上昇する。したがって、適正な反力および面圧範囲で使用するためには、ガスケット51の圧縮量を厳しく管理する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、イオン交換膜を保持し得る反力を有する一方で、イオン交換膜またはセパレータに対する面圧の過上昇を抑えることができ、もってイオン交換膜またはセパレータが破損するのを防止することが可能な燃料電池用ガスケットを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池用ガスケットは、燃料電池におけるセパレータとイオン交換膜との間に介装されるガスケットにおいて、その断面形状を、セパレータとの接触幅よりもイオン交換膜との接触幅の方を大きく設定した形状で、かつ、圧縮時にセパレータとの接触幅が圧縮量の増加に伴って徐々に大きくなる形状とし、当該ガスケットのセパレータ側接触面およびイオン交換膜側接触面は何れも断面円弧状の凸面であることを特徴とするものである。
【0008】
上記構成を備えた本発明の燃料電池用ガスケットにおいては、当該ガスケットとイオン交換膜との接触面積が比較的大きく形成されているために、イオン交換膜を保持するのに必要とされる大きさのガスケット反力を発生させても、当該ガスケットのイオン交換膜に対する面圧の大きさを小さく抑えることが可能となる。また、圧縮量の増加に伴って当該ガスケットとセパレータとの接触面積が徐々に増加するために、圧縮量に対するガスケット反力および面圧の上昇勾配を低く抑えることが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0010】
図1は、本発明の実施例に係る燃料電池用ガスケット1の自由状態における断面を示しており、図2に示すように、このガスケット1、セパレータ2およびイオン交換膜3によりスタック4を組み立てて、通しボルト(図示せず)を用いて図上上下方向に締め付けることにより、ガスケット1は圧縮されて、図1に鎖線で示すように弾性変形する。スタック4は、上下一対のセパレータ2の間にイオン交換膜3を配置するとともに、各セパレータ2とイオン交換膜3の間にそれぞれガスケット1を対称的に配置したものである。セパレータ2は通常、カーボンの焼成品によって形成されており、イオン交換膜3は厚さ約0.05mm程度に形成されている。
【0011】
ガスケット1は、その断面形状において、セパレータ2に接触する平面状のセパレータ側接触面1aと、イオン交換膜3に接触する平面状のイオン交換膜側接触面1bと、セパレータ側接触面1aからイオン交換膜側接触面1bへかけてその間隔が徐々に拡大するように傾斜した内外の側面1cとを有して、断面略台形状に形成されており、更に詳しくは、セパレータ側接触面1aを短辺とするとともにイオン交換膜側接触面1bを長辺とする台形状に形成されている。台形の四隅はそれぞれ断面円弧状に丸みが付けられている。
【0012】
また、このガスケット1は、シリコーンゴム、EPDMまたはフッ素ゴム等のゴム状弾性材を成形材料として成形されている。
【0013】
このガスケット1は、上記構成によりその断面形状が、セパレータ2との接触幅Aよりもイオン交換膜3との接触幅Bの方が大きく設定された形状に形成されており、かつ、圧縮時にセパレータ2との接触幅Aが圧縮量の増加に伴って、AからA'(=1.2〜2×A)へと徐々に大きくなる形状に形成されている。セパレータ2との接触幅Aは通常、1〜5mm程度、好ましくは、1.5〜3mm程度に設定される。
【0014】
このガスケット1を用いて、図2に示したようにスタック4を組み立てて、通しボルトを締め付けることにより、ガスケット1は圧縮されて、図1に鎖線で示したように弾性変形する。このとき、ガスケット1の反力が0.5〜5N/mmにて発生するが、セパレータ2との接触幅がAからA'へと大きくなるために、発生する面圧の大きさを0.25〜2.5MPa程度に抑制することが可能である。
【0015】
したがって、上記構成のガスケット1によれば、イオン交換膜3を保持するのに必要とされる大きさのガスケット反力を発生させても、当該ガスケット1のイオン交換膜3に対する面圧の大きさを小さく抑えることができ、また、圧縮量の増加に伴って当該ガスケット1とセパレータ2との接触面積が徐々に増加するために、圧縮量に対するガスケット反力および面圧の上昇勾配を低く抑えることができる。したがって、面圧の過上昇によりセパレータ2またはイオン交換膜3が破損するのを防止することができる。
【0016】
尚、ガスケット1の断面形状について、上記実施例では、セパレータ側接触面1aおよびイオン交換膜側接触面1bを何れも平面状(直線状)としたが、図3に示すように、これらの面1a,1bは断面円弧状の凸面であり、同様の作用効果を奏することが可能である。
【0017】
また、上記実施例では、図2に示したように、上下一対のガスケット1を何れも実施例形状としたが、図4に示すように、一の実施例形状のガスケット1を他の形状のガスケット5と組み合わせて使用するようにしても良い。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0019】
すなわち、上記構成を備えた本発明の燃料電池用ガスケットにおいては、当該ガスケットとイオン交換膜との接触面積が比較的大きく形成されているために、イオン交換膜を保持するのに必要とされる大きさのガスケット反力を発生させても、当該ガスケットのイオン交換膜に対する面圧の大きさを小さく抑えることができ、また、圧縮量の増加に伴って当該ガスケットとセパレータとの接触面積が徐々に増加するために、圧縮量に対するガスケット反力および面圧の上昇勾配を低く抑えることができる。したがって、面圧の過上昇によりセパレータまたはイオン交換膜が破損するのを防止することができる。また、セパレータによるガスケット圧縮量のバラツキを吸収することができることから、スタックの組付精度を緩和することができる。
【0020】
また、本発明の燃料電池用ガスケットによってイオン交換膜を保持することが可能であるために、イオン交換膜を固定するための部材を省略することができるとともに、高価なイオン交換膜の面積を縮小することができることから、材料費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る燃料電池用ガスケットの断面図
【図2】同燃料電池用ガスケットの組付状態(締付前)を示す断面図
【図3】燃料電池用ガスケットの断面形状の他の例を示す断面図
【図4】燃料電池用ガスケットの組付状態(締付前)の他の例を示す断面図
【図5】従来例に係る燃料電池用ガスケットの組付状態(締付後)を示す断面図
【図6】他の従来例に係る燃料電池用ガスケットの組付状態(締付後)を示す断面図
【符号の説明】
1 燃料電池用ガスケット
1a セパレータ側接触面
1b イオン交換膜側接触面
1c 側面
2 セパレータ
3 イオン交換膜
4 スタック
5 ガスケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gasket that is a kind of sealing device, and more particularly to a fuel cell gasket that is incorporated into a fuel cell as one of its components.
[0002]
[Prior art]
Generally, a gasket has a cross-sectional shape that concentrates the repulsive force generated when compressing an elastic body in one place or several places, and can obtain the required surface pressure with a relatively small gasket reaction force. Is formed.
[0003]
Further, in the gasket used on the ion exchange membrane side of the fuel cell, when the ion exchange membrane is held by the gasket, it is necessary to generate a gasket reaction force having a size required for the holding.
[0004]
However, the
[0005]
Further, as another gasket shape, there is a flat plate shape as shown in FIG. 6. In this flat plate gasket 51, the reaction force and the surface pressure rapidly increase with respect to the compression amount of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above points, the present invention has a reaction force that can hold an ion exchange membrane, while suppressing an excessive increase in surface pressure with respect to the ion exchange membrane or separator, and thus the ion exchange membrane or separator is damaged. It is an object of the present invention to provide a fuel cell gasket capable of preventing the above-described problem.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a gasket for a fuel cell according to the present invention is a gasket interposed between a separator and an ion exchange membrane in a fuel cell, the cross-sectional shape of which is larger than the contact width with the separator. in large set shape towards the contact width with, and the contact width of the separator is gradually larger shape with increasing amount of compression during compression, the separator-side contact surface of the gasket and the ion-exchange membrane side contact Each of the surfaces is a convex surface having an arcuate cross section .
[0008]
In the fuel cell gasket of the present invention having the above-described configuration, the contact area between the gasket and the ion exchange membrane is formed to be relatively large, so that the size required to hold the ion exchange membrane is large. Even if this gasket reaction force is generated, it is possible to keep the surface pressure of the gasket against the ion exchange membrane small. Further, since the contact area between the gasket and the separator gradually increases as the compression amount increases, it is possible to keep the gasket reaction force against the compression amount and the rising gradient of the surface pressure low.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 shows a cross section of a
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
By using the
[0015]
Therefore, according to the
[0016]
In addition, regarding the cross-sectional shape of the
[0017]
Moreover, in the said Example, as shown in FIG. 2, although the upper and lower paired
[0018]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0019]
That is, in the fuel cell gasket of the present invention having the above-described configuration, the contact area between the gasket and the ion exchange membrane is formed to be relatively large, so that it is required to hold the ion exchange membrane. Even if a large gasket reaction force is generated, the surface pressure of the gasket against the ion exchange membrane can be kept small, and the contact area between the gasket and the separator gradually increases as the amount of compression increases. Therefore, the gasket reaction force against the compression amount and the rising gradient of the surface pressure can be kept low. Therefore, it is possible to prevent the separator or the ion exchange membrane from being damaged due to excessive increase in the surface pressure. Moreover, since the variation of the gasket compression amount by a separator can be absorbed, the assembly | attachment precision of a stack can be eased.
[0020]
Further, since the ion exchange membrane can be held by the fuel cell gasket of the present invention, a member for fixing the ion exchange membrane can be omitted and the area of the expensive ion exchange membrane can be reduced. Material costs can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuel cell gasket according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an assembled state (before tightening) of the fuel cell gasket. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the shape. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the assembled state of the fuel cell gasket (before tightening). FIG. 5 is an assembled state of the fuel cell gasket according to the conventional example. Sectional view showing (after tightening) [FIG. 6] Cross-sectional view showing the assembled state (after tightening) of a fuel cell gasket according to another conventional example [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
その断面形状を、セパレータ(2)との接触幅(A)よりもイオン交換膜(3)との接触幅(B)の方を大きく設定した形状で、かつ、圧縮時にセパレータ(2)との接触幅(A)が圧縮量の増加に伴って徐々に大きくなる形状とし、
当該ガスケット(1)のセパレータ側接触面(1a)およびイオン交換膜側接触面(1b)は何れも断面円弧状の凸面であることを特徴とする燃料電池用ガスケット。In the gasket (1) interposed between the separator (2) and the ion exchange membrane (3) in the fuel cell,
The cross-sectional shape is a shape in which the contact width (B) with the ion exchange membrane (3) is set larger than the contact width (A) with the separator (2), and with the separator (2) during compression The contact width (A) is gradually increased as the amount of compression increases ,
A separator for a fuel cell, wherein the separator-side contact surface (1a) and the ion-exchange membrane-side contact surface (1b) of the gasket (1) are both convex surfaces having an arcuate cross section .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000394014A JP4773615B2 (en) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | Gasket for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000394014A JP4773615B2 (en) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | Gasket for fuel cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002198071A JP2002198071A (en) | 2002-07-12 |
JP4773615B2 true JP4773615B2 (en) | 2011-09-14 |
Family
ID=18859709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000394014A Expired - Fee Related JP4773615B2 (en) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | Gasket for fuel cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4773615B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3658391B2 (en) | 2002-12-25 | 2005-06-08 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell |
JP4109570B2 (en) | 2003-05-08 | 2008-07-02 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell |
JP2005243327A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Nichias Corp | Gasket for fuel cell |
JP6612816B2 (en) * | 2017-07-14 | 2019-11-27 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell separator and power generation cell |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000133290A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-12 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | Solid polymer fuel cell |
DE19908555A1 (en) * | 1999-02-27 | 2000-09-28 | Freudenberg Carl Fa | Sealing arrangement for large thin parts |
JP4481423B2 (en) * | 2000-03-31 | 2010-06-16 | 株式会社東芝 | Polymer electrolyte fuel cell stack |
JP3940920B2 (en) * | 2000-11-21 | 2007-07-04 | Nok株式会社 | Fuel cell components |
-
2000
- 2000-12-26 JP JP2000394014A patent/JP4773615B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002198071A (en) | 2002-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6231053B1 (en) | Gasket for fuel cell | |
JP5066519B2 (en) | Manifold gasket assembly | |
JP4031860B2 (en) | Fuel cell having a clamping structure | |
US20120122010A1 (en) | Seal structure for fuel cell and method for producing same | |
JP4968505B2 (en) | Fuel cell separator | |
US9470314B2 (en) | Rubber gasket for fuel cell | |
US9318767B2 (en) | Laminate assembly sealing method and arrangement | |
JP4773615B2 (en) | Gasket for fuel cell | |
KR102493226B1 (en) | Gasket for fuel battery | |
JP4099648B2 (en) | Gasket for fuel cell | |
US6267386B1 (en) | Ring seal | |
JP2005108565A (en) | Sealing structure for fuel cell | |
JP2004360717A (en) | Gasket | |
JP4337394B2 (en) | Fuel cell | |
JP2009054378A (en) | Fuel cell | |
CA2631439A1 (en) | Sealing structure for fuel cell | |
JP4360132B2 (en) | Gasket for fuel cell | |
JP2003217616A (en) | Gasket for fuel cell | |
WO2017154651A1 (en) | Gasket mounting structure | |
JP6573772B2 (en) | Sealing device | |
CA3170929A1 (en) | Fuel cell and gas sealing structure thereof | |
JP2005166508A (en) | Gasket for fuel cell | |
JP2003229145A (en) | Fuel cell gasket | |
JP2004146282A (en) | Separator gasket | |
JP2020047472A (en) | Gasket for fuel cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070724 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100630 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100820 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110525 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110624 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |