JP5298658B2 - 燃料電池セパレータ及びその製造方法並びに燃料電池 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、本発明による燃料電池の外観を示す図であり、図1(A)は斜視図、図1(B)は側面図である。
以下ではスペーサ15を設けた理由を述べる。
図7は、本発明による燃料電池セパレータの第2実施形態を示す断面図である。
図8は、本発明による燃料電池セパレータの第3実施形態を示す断面図である。
図9は、本発明による燃料電池セパレータの第4実施形態を示す断面図である。
図11は、本発明による燃料電池セパレータの第5実施形態を示す断面図である。
図12は本発明による燃料電池セパレータの第6実施形態を示す図であり、図12(A)は燃料電池セパレータの平面図、図12(B)は図12(A)のB−B断面図、図12(C)は図12(A)のC−C断面図である。なお発明構造が明瞭になるように、図12(A)は燃料電池セパレータの基体を単品で、すなわちシール成形前の状態で図示した。
図13は本発明による燃料電池セパレータの第7実施形態を示す図であり、図13(A)は燃料電池セパレータの平面図、図13(B1)は図13(A)のB1−B1断面図、図13(B2)は図13(A)のB2−B2断面図、図13(C)は図13(A)のC−C断面図である。
図14は、本発明による燃料電池セパレータの製造方法を示す図である。
11 膜電極接合体
111 電解質膜
113 ガス拡散層
114 補強フィルム層
12 セパレータ
121 幅広冷却水流路
122 幅狭冷却水流路
14 シール
15 スペーサ(断面積縮小部材)
Claims (12)
- 電解質膜の表裏両面に形成されたガス拡散層とその外側に形成された補強フィルム層とを備える膜電極接合体に当接する燃料電池セパレータであって、
片面に形成され、膜電極接合体に反応ガスを供給する反応ガス流路と、
その反対面に前記反応ガス流路と交互に並ぶように形成され、冷却水が流れる冷却水流路と、
を備え、
前記冷却水流路のうち、裏側でガス拡散層及び補強フィルム層の両方に当接する冷却水流路の幅が、発電面に当接する冷却水流路の幅よりも広い幅広冷却水流路と、
前記幅広冷却水流路に設けられ、その幅広冷却水流路の流路断面積が幅狭冷却水流路の流路断面積と等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材を有する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記幅広冷却水流路を形成する壁面のうち外側の壁面に形成された貫通孔を備え、
前記断面積縮小部材は、前記貫通孔を介して、シール領域に設けられて前記補強フィルム層に当接して反応ガスが外部に漏れることを防止するシールと一体に形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1又は請求項2に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記断面積縮小部材は、セパレータ基体の外周を回り込んで外周を覆うように延設されたシールと一体に形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記シール領域に前記シールと反対側に突設され、積層状態で隣設するセパレータと互いに当接する当接部をさらに備え、
前記断面積縮小部材は、前記シール領域まで延設形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項4に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記当接部は、セパレータ基体と一体形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項4又は請求項5に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記シールは中心軸が前記当接部の中心軸と一致する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項4から請求項6までのいずれか1項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記当接部は、前記シール領域の長手方向に沿って所定間隔ごとに形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項7に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記シールは、前記当接部に位置する部分の高さが、それ以外の部分に位置する部分の高さよりも高い、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記断面積縮小部材は、前記幅広冷却水流路の片壁面にのみ沿って形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記断面積縮小部材は、前記幅広冷却水流路の両壁面に沿って形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。 - 請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の燃料電池セパレータを製造する燃料電池セパレータ製造方法において、
反応ガス流路及び冷却水流路になる凹凸が形成されたセパレータ基体を上型及び下型で固定する基体固定工程と、
前記セパレータ基体の外周側からシール材料を注入する材料注入工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池セパレータ製造方法。 - 電解質膜の表裏両面に形成されたガス拡散層とその外側に形成された補強フィルム層とを備える膜電極接合体と、
前記膜電極接合体に当接するように配置され、片面に形成されて膜電極接合体に反応ガスを供給する反応ガス流路と、その反対面に前記反応ガス流路と交互に並ぶように形成されて冷却水が流れる冷却水流路と、を有し、前記冷却水流路のうち、裏側でガス拡散層及び補強フィルム層の両方に当接する冷却水流路の幅が、発電面に当接する冷却水流路の幅よりも広い幅広冷却水流路と、前記幅広冷却水流路に設けられ、その幅広冷却水流路の流路断面積が幅狭冷却水流路の流路断面積と等しくなるように、幅広冷却水流路の流路断面積を縮小する断面積縮小部材を有する燃料電池セパレータと、
を含む燃料電池。
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