JP5665900B2 - Fuel cell separator - Google Patents

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Description

この発明は、電気化学的反応によって起電力を生じる単電池を積層して構成される燃料電池に関し、特にそれらの単電池の間に配置されるセパレータに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell configured by stacking single cells that generate an electromotive force by an electrochemical reaction, and more particularly to a separator disposed between the single cells.

燃料電池は、要は、燃料をプロトン(水素イオン)と電子とに分離させ、その電子を電流として外部の電気負荷に取り出し、プロトンは電解質を透過させた後に酸化させる発電手段である。この種の燃料電池としてダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)が知られている。DMFCは、メタノールを燃料とするから取り扱いが容易であり、また低温で動作し、さらに燃料のエネルギ密度が高いなどの利点があり、その反応は、下記の式で表される。
CHOH + HO → CO+ 6H 十 6e …(1)
3/2O + 6H + 6e → 3HO …(2)
The fuel cell is, in essence, power generation means for separating fuel into protons (hydrogen ions) and electrons, taking the electrons as an electric current to an external electric load, and oxidizing the protons after permeating the electrolyte. As this type of fuel cell, a direct methanol fuel cell (DMFC) is known. Since DMFC uses methanol as a fuel, it is easy to handle, operates at a low temperature, and has advantages such as high energy density of the fuel. The reaction is represented by the following equation.
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + plus 6e (1)
3 / 2O 2 + 6H + + 6e → 3H 2 O (2)

この反応は電解質膜を介して行われ、そのための原理的な構成を図5に模式的に示してある。図5で符号1は電解質膜を示し、この電解質膜1は従来知られているナフィオン(Nafion:登録商標)などから構成されている。この電解質膜1を挟んで一方の面側に燃料供給側の触媒層2fが設けられ、他方の面側に酸化剤としての空気を供給する側の触媒層2oが設けられている。これらの触媒層2f,2oは、一例として白金とルテニウムとの混合物によって構成されている。それぞれの触媒層2f,2oの外側(電解質膜1とは反対側)に多孔質材によって構成されたガス拡散層3f,3oが配置され、そして最も外側に電極4f,4oがそれぞれ配置されている。これらの電解質膜1および触媒層2f,2oならびにガス拡散層3f,3oおよび電極4f,4oは互いに密着した状態に重ね合わされて一体化されている。このように一体化された構成体は、膜・電極構成体(Membran Electrod Assemby:MEA)5と称せられ、発電のための最少の構成を備えたもの(単電池)となっている。   This reaction is carried out via an electrolyte membrane, and the principle configuration for this is schematically shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes an electrolyte membrane, and the electrolyte membrane 1 is made of a conventionally known Nafion (registered trademark) or the like. A fuel supply side catalyst layer 2f is provided on one side of the electrolyte membrane 1, and a catalyst layer 2o on the side of supplying air as an oxidant is provided on the other side. These catalyst layers 2f and 2o are composed of a mixture of platinum and ruthenium as an example. Gas diffusion layers 3f and 3o made of a porous material are arranged outside the catalyst layers 2f and 2o (opposite the electrolyte membrane 1), and electrodes 4f and 4o are arranged on the outermost sides, respectively. . The electrolyte membrane 1, the catalyst layers 2f and 2o, the gas diffusion layers 3f and 3o, and the electrodes 4f and 4o are overlapped and integrated with each other. The integrated structure is referred to as a membrane / electrode assembly (MEA) 5 and has a minimum structure for generating electricity (unit cell).

DMFCは上記の利点を有しているが、発生する電力が少ないため、スマートフォンなどの携帯用電子機器のための電源以外の携帯型電源もしくは定置式の電源として使用するためには多数の単電池を積層し、それらの単電池を直並列に接続して一つの燃料電池を構成することになる。多数の単電池を積層する場合、各単電池の間にセパレータを挟み込み、そのセパレータを介して燃料や空気を単電池に供給し、また二酸化炭素や水などの反応生成物あるいは余剰の燃料や空気をセパレータを介して排出する。その供給および排出のための流路となるマニホールドをセパレータによって構成することが従来行われており、その一例が特許文献1に記載されている。   Although DMFC has the above advantages, it generates a lot of single cells for use as a portable power source or a stationary power source other than a power source for portable electronic devices such as smartphones because it generates less power. Are stacked, and the unit cells are connected in series and parallel to form one fuel cell. When stacking a large number of single cells, a separator is sandwiched between the single cells, and fuel and air are supplied to the single cells via the separators. Also, reaction products such as carbon dioxide and water, or surplus fuel and air Is discharged through a separator. Conventionally, a manifold serving as a flow path for supply and discharge is configured by a separator, and an example thereof is described in Patent Document 1.

特許文献1に記載されているセパレータは、全体としてほぼ矩形状の平板体であって、一方の面に互いに平行な多条の細溝が形成されていて、これが陽極側流域とされ、また他方の面に互いに平行な多条の細溝が形成されていて、これが陰極側流域とされている。これらの細溝は、六箇所で直角に屈曲して全体としてジグザグに折れ曲がっており、一群をなす陽極側細溝は、矩形状のセパレータにおける例えば一方の面(正面)で上辺側の右端側の部分と下辺側の左端側の部分に開口している。これに対して、一群をなす陰極側細溝は、上記の陽極側細溝に対して90度回転した向きになっていて、例えば他方の面(背面)で左辺側(正面で右辺側)の上端部の部分と右辺側(正面で左辺側)の下端側の部分とに開口している。そして、これらの細溝の端部に対応する四箇所、すなわち正面で上辺側の右端部側の部分と下辺側の左端側の部分と正面で右辺側の上端側の部分(背面で左辺側の上端側の部分)と正面で左辺側の下端側の部分(背面で右辺側の下端側の部分)とに板厚方向に貫通しかつ開口形状が長孔状のマニホールドが形成されている。さらに、上下左右の各辺の部分(セパレータにおける縁の部分もしくは耳の部分)には、それぞれに形成されているマニホールドと同一形状でかつ左右対称もしくは上下対称となる位置(左右もしくは上下に反転させた場合に重なる位置)に他の四つのマニホールドが形成されている。   The separator described in Patent Document 1 is a flat plate having a substantially rectangular shape as a whole, and is formed with a plurality of narrow grooves parallel to each other on one surface, which serves as an anode-side flow area, and the other A plurality of narrow grooves parallel to each other are formed on this surface, and this is the cathode side flow area. These narrow grooves are bent at right angles at six locations and bent in a zigzag as a whole, and a group of anode-side narrow grooves are formed on the right side of the upper side on one side (front surface) of a rectangular separator, for example. Open to the left end of the part and the lower side. On the other hand, the cathode side narrow grooves forming a group are in a direction rotated by 90 degrees with respect to the anode side narrow grooves, for example, on the left side (the right side on the front side) on the other side (rear side). It opens to the upper end portion and the lower end portion on the right side (the left side in the front). And the four locations corresponding to the ends of these narrow grooves, that is, the right end portion on the upper side and the left end portion on the lower side and the upper end portion on the right side on the front side (the left side side on the back side) A manifold that penetrates in the plate thickness direction and has an oblong opening shape is formed in the upper end portion) and the lower end portion on the left side in the front (lower end portion on the right side in the rear surface). In addition, each side of the upper, lower, left, and right sides (edge portion or ear portion of the separator) has the same shape as the manifold formed on each side and is symmetric or vertically symmetrical (inverted horizontally or vertically). The other four manifolds are formed at positions that overlap.

したがって、特許文献1に記載されているセパレータによれば、二枚のセパレータをその正面と背面とを対向させてその間にMEAを挟み込んで一つのユニットを構成する。ついで、そのユニットを構成している一方のセパレータに他のMEAを対面させる。その場合、当該他のMEAが密着させられるセパレータの面が正面であれば、第三のセパレータを90度回転させた状態でその背面が前記他のMEAに密着するように配置する。こうすることにより、前記ユニットでは細溝に連通していない他のマニホールドが、第三のセパレータにおける細溝に連通しているマニホールドと繋がる。このように、特許文献1に記載されているセパレータでは、複数のユニットを積層した構造になっている電池を貫通するように各セパレータのマニホールドが繋がり、燃料の供給および排出用の二対の管路と、空気の供給および排出用の二対の管路が形成される。そして、いずれか一対の管路は一つおきのユニットに連通し、他の一対の管路は他の一つおきのユニットに連通する。すなわち、二系統の供給路と二系統の排出路とを形成するように構成されている。   Therefore, according to the separator described in Patent Document 1, the front and back surfaces of two separators are opposed to each other, and the MEA is sandwiched therebetween to form one unit. Next, the other MEA is made to face one separator constituting the unit. In that case, if the surface of the separator to which the other MEA is in close contact is the front, the third separator is disposed so that the back of the third separator is in close contact with the other MEA. By doing so, the other manifold that is not in communication with the narrow groove in the unit is connected to the manifold that is in communication with the narrow groove in the third separator. As described above, in the separator described in Patent Document 1, the manifolds of the separators are connected so as to pass through the battery having a structure in which a plurality of units are stacked, and two pairs of tubes for supplying and discharging fuel are provided. A channel and two pairs of channels for supplying and discharging air are formed. Any one pair of conduits communicates with every other unit, and the other pair of conduits communicates with every other unit. That is, it is configured to form two supply paths and two discharge paths.

燃料の供給および排出のためのマニホールドと空気の供給および排出のためのマニホールドをセパレータに形成した場合、燃料や空気は単電池の積層方向に流すことになる。そのため流路長が長くなることにより下流側への燃料や空気の供給が十分に行われなくなる可能性がある。そこで、例えば特許文献2にはマニホールドに対する燃料ガスの放出孔の開口径を上流側より下流側で大きくした構造が記載されている。また、特許文献3には、セパレータに形成された流路がマニホールドに対して開口している箇所の総流路断面積を単電池の位置に応じて変化させた構成が記載されている。   When a manifold for supplying and discharging fuel and a manifold for supplying and discharging air are formed in the separator, the fuel and air flow in the stacking direction of the single cells. Therefore, there is a possibility that fuel or air is not sufficiently supplied to the downstream side by increasing the flow path length. Thus, for example, Patent Document 2 describes a structure in which the opening diameter of the fuel gas discharge hole with respect to the manifold is larger on the downstream side than on the upstream side. Patent Document 3 describes a configuration in which the total flow path cross-sectional area where the flow path formed in the separator is open to the manifold is changed according to the position of the unit cell.

米国特許第7615308号明細書U.S. Pat. No. 7,615,308 特開2009−187689号公報JP 2009-187689 A 特開昭62−237678号公報JP-A-62-237678

DMFCにおける燃料の供給方式として、気化させたメタノールを供給する気化供給型と液体燃料をそのまま供給する液体供給型とが知られているが、後者の液体供給型は定置式などの比較的大型で容量の大きい電池に好適である。しかしながら、液体燃料(メタノール溶液)は蒸気に比較して流動抵抗が大きく、しかも比較的大型の電池では、多数の単電池およびセパレータを積層して形成される流路が長くなるから、下流側の単電池に対する液体燃料の供給不足が生じやすい。例えば上述した特許文献1に記載されている構成では、各セパレータが燃料の供給や排出のためのマニホールドを二対備えているが、一方の一対のマニホールドは偶数番目の単電池に液体燃料を給排するためのものであり、他方の一対のマニホールドは奇数番目の単電池に給排するためのものであって、供給路は要は二本設けられている。そのため、各供給路の長さが単電池の積層数に応じて長くなるものの、その断面積(流路の開口面積)が流路長に対して相対的に小さくならざるを得ない。このような事情は排出側のマニホールドあるいは流路についても同様である。その結果、下流側の単電池に対する燃料の供給が不足し、発電量の少ない単電池が燃料電池全体の抵抗となって、結局は、発電効率が低下して所期どおりの発電量を得られなくなる可能性がある。   As a fuel supply method in DMFC, a vaporization supply type that supplies vaporized methanol and a liquid supply type that supplies liquid fuel as they are are known, but the latter liquid supply type is relatively large such as a stationary type. It is suitable for a battery having a large capacity. However, liquid fuel (methanol solution) has a large flow resistance compared to steam, and a relatively large battery has a long flow path formed by stacking a large number of single cells and separators. Insufficient supply of liquid fuel to single cells is likely to occur. For example, in the configuration described in Patent Document 1 described above, each separator has two pairs of manifolds for supplying and discharging fuel, but one pair of manifolds supplies liquid fuel to even-numbered cells. The other pair of manifolds is for supplying and discharging odd-numbered cells, and two supply paths are provided. Therefore, although the length of each supply path becomes longer according to the number of stacked single cells, the cross-sectional area (open area of the flow path) must be relatively small with respect to the flow path length. The same situation applies to the discharge side manifold or flow path. As a result, the supply of fuel to the downstream unit cell is insufficient, and the unit cell with a small amount of power generation becomes the resistance of the whole fuel cell, eventually reducing the power generation efficiency and obtaining the expected amount of power generation. There is a possibility of disappearing.

一方、特許文献2や特許文献3に記載された構成では、下流側での流路抵抗を低減することができるので、上流側と下流側とにおける各単電池に対する流量を均等化することができる。しかしながら、特許文献2や特許文献3に記載された構造は、全体としての構成を大型化することなく流路の開口径を増大させるものではないから下流側の単電池に対する燃料の供給量を十分確保するためには改善の余地があり、また燃料ガスの放出孔の開口径や流路断面積を積層方向での位置に応じて異ならせなければならないので、構成部品の共通化を図れずに部品の種類が多くなってしまい、それに伴い組立性が悪化する問題がある。   On the other hand, in the configurations described in Patent Document 2 and Patent Document 3, since the flow path resistance on the downstream side can be reduced, the flow rate for each unit cell on the upstream side and the downstream side can be equalized. . However, since the structures described in Patent Document 2 and Patent Document 3 do not increase the opening diameter of the flow path without increasing the size of the entire structure, a sufficient amount of fuel is supplied to the downstream unit cell. In order to ensure this, there is room for improvement, and the opening diameter of the fuel gas discharge hole and the cross-sectional area of the flow path must be made different according to the position in the stacking direction. There is a problem that the types of parts increase, and as a result, the assemblability deteriorates.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、燃料や空気あるいは反応生成物を流通させる流路の開口径を電池の全体としての構成を特には大型化することなく十分に広くすることができ、ひいては燃料電池の発電効率を向上させることのできる燃料電池用セパレータを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and the opening diameter of the flow path through which fuel, air, or reaction products are circulated is sufficient without particularly increasing the overall configuration of the battery. It is an object of the present invention to provide a separator for a fuel cell that can be widened and thus can improve the power generation efficiency of the fuel cell.

上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、電解質膜を主体とする単電池の間に配置されるように矩形もしくは方形の平板状をなすとともに、燃料もしくは空気を流通させる多条の細い正面溝が単電池に密着させられる一方の第1面に形成され、かつ燃料もしくは空気を流通させる多条の細い背面溝が他の単電池に密着させられる他方の第2面に形成され、前記正面溝の一方の端部が連通する第1供給用マニホールドと前記正面溝の他方の端部が連通する第1排出用マニホールドとが前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となるように周辺部に該周辺部の板厚方向に貫通して形成され、さらに前記背面溝の一方の端部が連通する第2供給用マニホールドと前記背面溝の他方の端部が連通する第2排出用マニホールドとが前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となるように周辺部に該周辺部の板厚方向に貫通して形成されている燃料電池用セパレータにおいて、前記第1供給用マニホールドは前記矩形もしくは方形の一つのコーナー部に該コーナー部に沿って直角に曲がって形成され、前記第1排出用マニホールドは前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部に対して対角線上の他のコーナー部に該他のコーナー部に沿って直角に曲がって形成され、前記第2供給用マニホールドは前記第1供給用マニホールドと左右対称となるように前記第1供給用マニホールドを表裏反転させた形状をなし、かつ前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部に隣り合っている更に他のコーナー部に形成され、前記第2排出用マニホールドは前記第1排出用マニホールドと左右対称となるように前記第1排出用マニホールドを表裏反転させた形状をなし、かつ前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部に隣り合っているまた更に他のコーナー部に形成され、前記正面溝の一方の端部は前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部を構成している二辺のうちの一方の辺に向けて開口し、かつ前記正面溝の他方の端部は前記一方の端部とは前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となる位置に位置するように前記第1排出用マニホールドが形成されている前記他のコーナー部を構成している二辺のうちの一方の辺に向けて開口し、前記背面溝の一方の端部は前記第2供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部を構成している前記二辺のうちの他方の辺に向けて開口し、かつ前記背面溝の他方の端部は前記背面溝における前記一方の端部とは前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となる位置に位置するように前記第2排出用マニホールドが形成されている前記他のコーナー部を構成している前記二辺のうちの他方の辺に向けて開口していることを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 has a rectangular or rectangular flat plate shape so as to be disposed between the unit cells mainly composed of an electrolyte membrane, and allows multiple passages of fuel or air. The narrow front groove is formed on one first surface that is in close contact with the unit cell, and the multiple thin back groove that allows fuel or air to flow is formed on the other second surface that is in close contact with the other unit cell. one end of the front groove is a manual point symmetry with respect to a first discharge manifold is the rectangular or the center of the square to the other end portion of the front groove and first supply manifold are communicated communicating The second supply manifold is formed in the peripheral portion so as to penetrate in the thickness direction of the peripheral portion, and the one end of the back surface groove communicates with the second end of the back surface groove. The discharge manifold and the rectangle Properly in the fuel cell separator in the peripheral portion is formed to pass through in the thickness direction of the peripheral portion so that the hands point symmetry with respect to the center of the square, the first supply manifold are the rectangular or square The first discharge manifold is formed at one corner portion of the first discharge manifold so as to be bent at a right angle along the corner portion, and the other corner portion diagonally with respect to the corner portion on which the first supply manifold is formed. the formed bent at right angles along the said other corner portion, the second supply manifold has a first supply manifold is reversed so that the left and right symmetrical to the first supply manifold shape None and the second supply manifold is formed in a further corner portion adjacent to the corner portion where the first supply manifold is formed. None the serial was the first discharge manifold is reversed such that the right and left symmetrical with the first discharge manifold shapes, and are adjacent to the corners first supply manifold are formed also Furthermore, it is formed in another corner portion, and one end portion of the front groove is opened toward one of the two sides constituting the corner portion where the first supply manifold is formed. The first discharge manifold is formed such that the other end of the front groove is located at a position symmetrical with respect to the center of the rectangle or square with respect to the one end. Opening toward one of the two sides constituting the other corner portion, one end of the back groove constitutes the corner portion where the second supply manifold is formed. The two sides The other end of the back groove is located at a position that is point-symmetric with respect to the center of the rectangle or the rectangle with respect to the one end of the back groove. The second discharge manifold is formed to open toward the other side of the two sides constituting the other corner portion .

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記正面溝の前記一方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した供給側スリットと、その供給側スリットを前記第1供給用マニホールドに連通させるように前記第2面に形成された供給用連通部と、前記正面溝の前記他方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した排出側スリットと、その排出側スリットを前記第1排出用マニホールドに連通させるように前記第2面に形成された排出用連通部と、前記背面溝の前記一方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した他の供給側スリットと、該他の供給側スリットを前記第2供給用マニホールドに連通させるように前記第1面に形成された他の供給用連通部と、前記背面溝の前記他方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した他の排出側スリットと、該他の排出側スリットを前記第2排出用マニホールドに連通させるように前記第1面に形成された排出用連通部とを備えていることを特徴とする燃料電池用セパレータである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the supply-side slit in which the one end of the front groove communicates and penetrates in the plate thickness direction, and the supply-side slit is formed in the first supply manifold. The supply communication portion formed on the second surface so as to communicate, the discharge-side slit in which the other end portion of the front groove communicates and penetrates in the plate thickness direction, and the discharge-side slit is the first an exhaust Deyoma in manifold discharge communicating portion formed on the second surface so as to communicate with the, with other supply-side slit the one end penetrates the communicating and the thickness direction of the rear groove, The other supply communication portion formed on the first surface so as to communicate the other supply side slit with the second supply manifold and the other end of the back groove communicate with each other, and the thickness direction The other discharge side slits penetrating into the A fuel cell separator, characterized in that it comprises a said discharge communicating portion formed on the first surface so as to communicate the side slits in said second discharge the manifold.

請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記第1面における前記正面溝および前記供給側スリットならびに排出側スリットを一つの領域としてその領域の外周側を取り囲むガスケット用溝と、対角線方向で互いに対向する位置にある第1供給用マニホールドの開口部および第1排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む他のガスケット用溝、もしくは対角線方向で互いに対向する位置にある第2供給用マニホールドの開口部および第2排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む他のガスケット用溝のいずれか一方と、前記第2面における前記背面溝およびその背面溝に連通している前記供給側スリットならびに前記背面溝に連通している前記排出側スリットを一つの領域としてその領域の外周側を取り囲む更に他のガスケット用溝と、対角線方向で互いに対向する位置にある第1供給用マニホールドの開口部および第1排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む又更に他のガスケット用溝、もしくは対角線方向で互いに対向する位置にある第2供給用マニホールドの開口部および第2排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む又更に他のガスケット用溝のいずれか一方とを備えていることを特徴する燃料電池用セパレータである。 A third aspect of the present invention is the gasket of the first or second aspect, wherein the front groove, the supply side slit, and the discharge side slit in the first surface are defined as one region and the gasket groove surrounding the outer peripheral side of the region, Another gasket groove surrounding each of the opening of the first supply manifold and the opening of the first discharge manifold that are opposite to each other in the diagonal direction, or the second groove that is opposite to each other in the diagonal direction. Any one of the other gasket grooves individually surrounding each of the opening of the supply manifold and the opening of the second discharge manifold, and the back surface groove on the second surface and the back surface groove communicated with the back surface groove. The supply-side slit and the discharge-side slit communicating with the back groove are regarded as one region and the outer peripheral side of the region. Yet another gasket groove that surrounds and individually surrounds each of the opening of the first supply manifold and the opening of the first discharge manifold that are diagonally opposed to each other, or another gasket groove, or A second supply manifold opening and a second discharge manifold opening that are diagonally opposed to each other and individually surrounding each of the openings and another gasket groove. This is a feature of a fuel cell separator.

請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、前記直角に曲がっている前記各マニホールドの長さ方向の中間部に、互いに対向する内側縁を連結する補強用のブリッジ部が形成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the reinforcing bridge according to any one of the first to third aspects, wherein the inner edges facing each other are connected to an intermediate portion in the longitudinal direction of each of the manifolds bent at a right angle. A separator for a fuel cell, characterized in that a portion is formed.

請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記第1面同士を対向させ、かつ前記第2面同士を対向させて積層する際の相対位置を決めるための位置決め部が形成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, positioning is performed for determining a relative position when the first surfaces are opposed to each other and the second surfaces are opposed to each other. A separator for a fuel cell, characterized in that a portion is formed.

請求項6は、請求項1ないし5のいずれかの発明において、前記単電池を挟んで前記第1面同士を対向させ、かつ前記単電池を挟んで前記第2面同士を対向させることにより、前記第1供給用マニホールドと第2供給用マニホールドとが対向して連通するとともに、前記第1排出用マニホールドと前記第2排出用マニホールドとが互いに対向して連通するように構成されていることを特徴とする燃料電池用セパレータである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the first surfaces are opposed to each other with the unit cell interposed therebetween, and the second surfaces are opposed to each other with the unit cell interposed therebetween. The first supply manifold and the second supply manifold are configured to face each other and communicate with each other, and the first discharge manifold and the second discharge manifold are configured to face each other and communicate with each other. A separator for a fuel cell.

この発明によれば、コーナー部に形成されているマニホールドが、燃料や空気を供給し、あるいは余剰の燃料や空気もしくは反応生成物を排出するための流路を形成する。そのマニホールドはコーナー部に沿って直角に曲がっていてその全体が正面溝あるいは背面溝に対する流路を形成するので、周辺部分を有効に利用して開口面積の広い流路を形成することができ、そのために単電池を多数積層して液体供給型の燃料電池として構成したとしても下流側の単電池に対して必要十分な量の燃料を確実に供給し、発電効率を向上させることができる。   According to this invention, the manifold formed at the corner portion forms a flow path for supplying fuel or air or discharging excess fuel, air or reaction products. The manifold is bent at right angles along the corner and the whole forms a flow path for the front groove or the back groove, so that the peripheral portion can be used effectively to form a flow path with a wide opening area. Therefore, even if a large number of single cells are stacked to constitute a liquid supply type fuel cell, a necessary and sufficient amount of fuel can be reliably supplied to the downstream single cell, and the power generation efficiency can be improved.

また、この発明のセパレータは、第1面同士および第2面同士を対向させ、それらの間に単電池を挟みつけて積層すればよく、同一の構成のものを使用することができるので、部品の種類を少なくでき、また組立が容易になる。その場合、位置決め部を設けることにより、組立性を一層向上させることができる。   Moreover, the separator of this invention should just laminate | stack by laminating | stacking a single cell between them by making 1st surfaces and 2nd surfaces oppose, and can use the thing of the same structure, The number of types can be reduced, and assembly is facilitated. In that case, the assembling property can be further improved by providing the positioning portion.

さらに、この発明では、第1面と第2面との構成が、表裏を反転しかつ90度向きを変えたものとなるので、それぞれの面に二対形成されているマニホールドの開口部のうちいずれか一対の開口部の周囲にガスケットを配置することにより、向かい合わせることにより流路を形成するマニホールド同士の間をそのガスケットによってシールすることができる。すなわち、一方の面で合計四箇所の開口部の全てにガスケットを設けずに、その半分の二箇所にガスケットを設ければよく、必要部品を少なくし、組立性を向上させることができる。   Further, according to the present invention, the configuration of the first surface and the second surface is such that the front and back are reversed and the direction is changed by 90 degrees. Therefore, out of the openings of the manifold formed in two pairs on each surface By disposing a gasket around any one of the pair of openings, it is possible to seal between the manifolds that form the flow path by facing each other by the gasket. That is, it is only necessary to provide gaskets at two half locations without providing gaskets at all four openings on one side, and it is possible to reduce the number of necessary parts and improve assembly.

この発明に係るセパレータの一例を示し、(a)は正面図、(b)は背面図である。An example of the separator which concerns on this invention is shown, (a) is a front view, (b) is a rear view. 正面における供給用マニホールドの一部および供給側スリットを示す部分図である。It is a fragmentary figure which shows a part of supply manifold and supply side slit in a front. 他の供給用マニホールドの一部および供給側スリットを示す図であって、(a)は部分正面図、(b)は(a)のb−b線に沿う断面図である。It is a figure which shows a part of other manifold for supply, and a supply side slit, Comprising: (a) is a partial front view, (b) is sectional drawing which follows the bb line of (a). 単電池とセパレータを積層する場合の配列パターンを模式的に示す図であって、(a)は奇数の単電池を配列する場合のパターンを示し、(b)は偶数の単電池を発明する場合のパターンを示す。It is a figure which shows typically the arrangement | sequence pattern in the case of laminating | stacking a cell and a separator, Comprising: (a) shows the pattern in the case of arranging an odd-numbered unit cell, (b) When inventing an even-numbered cell Shows the pattern. DMFCの原理的な構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fundamental structure of DMFC.

つぎにこの発明を図に示す例によって具体的に説明する。図1はこの発明に係るセパレータを示し、(a)は正面図であり、(b)は背面図(裏面図)である。ここに示すセパレータ10は、全体として矩形もしくは方形(以下、単に矩形と記す)をなす平板状の部材であって、カーボンや、カーボンと合成樹脂との合成材、あるいは金属などによって構成され、したがって導電性を有している。このセパレータ10は、電解質膜を主体として構成された単電池を挟み込んだ状態で多数積層されるから、セパレータ10自体を電極として機能させることも可能であり、そのように構成した場合には、単電池は電極を備えていなくてもよい。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples shown in the drawings. 1A and 1B show a separator according to the present invention, in which FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a rear view (back view). The separator 10 shown here is a flat plate-like member having a rectangular or square shape (hereinafter simply referred to as a rectangle), and is made of carbon, a synthetic material of carbon and a synthetic resin, or a metal. It has conductivity. Since a large number of the separators 10 are stacked with a single cell mainly composed of an electrolyte membrane being sandwiched, the separator 10 itself can also function as an electrode. The battery may not include an electrode.

セパレータ10の一方の面(仮に正面とする)には、図1の(a)に示すように、メタノール水溶液などの燃料もしくは空気などの酸化剤を流通させるために細溝11が形成されている。すなわち、正面の中央部における大半の領域は、矩形状の反応領域12とされており、その反応領域12の全体を埋め尽くすように、互いに密着しかつ平行な多数条の細溝(以下、仮に正面溝とする)11が四箇所で直角に屈曲して全体としてジグザグ状に形成されている。この正面溝11は、セパレータ10が単電池を挟み込んで単電池に密着した状態で燃料を流通させるための流路となる部分であり、したがってその本数や幅、屈曲パターンなどは、単電池の燃料極側の全体に燃料を均等かつ十分に分散させて流す目的を達成する範囲で適宜に設定することができる。   As shown in FIG. 1 (a), a narrow groove 11 is formed on one surface of the separator 10 (assumed to be the front surface) to allow a fuel such as an aqueous methanol solution or an oxidant such as air to flow therethrough. . That is, most of the region in the front central portion is a rectangular reaction region 12, and a plurality of narrow grooves (hereinafter, tentatively referred to as being in close contact with each other so as to fill the entire reaction region 12). 11 is formed in a zigzag shape as a whole by bending at right angles at four locations. The front groove 11 is a portion serving as a flow path for circulating the fuel in a state where the separator 10 sandwiches the unit cell and is in close contact with the unit cell. Therefore, the number, width, bent pattern, etc. It can be set appropriately within a range that achieves the purpose of flowing the fuel evenly and sufficiently dispersed throughout the pole side.

図1に示す例では、多数本の一群の正面溝11の幅は、反応領域12の幅の1/3程度であり、一方の端部は所定のコーナー部(図1の(a)では左上のコーナー部)を構成している二辺のうちの一方の辺(図1の(a)では上辺)側に向けて開口している。また他方の端部は、セパレータ10の中心に対して点対称となる位置に位置している。具体的には、前記コーナー部に対して対角線上のある他のコーナー部を構成している二辺のうち一方の辺(図1の(a)では下辺)側に向けて開口している。そして、正面溝11におけるこれらの端部のそれぞれに対応してスリット13,14が形成されている。図2に一方のスリット13を示してある。これらのスリット13,14は、上記の多数条の一群の正面溝11の幅とほぼ等しい長さを有し、セパレータ10の表裏両面に開口するように貫通して形成されている。   In the example shown in FIG. 1, the width of the group of front grooves 11 is about 1/3 of the width of the reaction region 12, and one end is a predetermined corner (upper left in FIG. 1A). Is opened toward one side (upper side in FIG. 1A) of the two sides constituting the corner portion. The other end is located at a position that is point-symmetric with respect to the center of the separator 10. Specifically, an opening is made toward one side (the lower side in FIG. 1A) of two sides constituting another corner portion diagonally with respect to the corner portion. Then, slits 13 and 14 are formed corresponding to each of these end portions in the front groove 11. FIG. 2 shows one slit 13. These slits 13 and 14 have a length substantially equal to the width of the group of front grooves 11 of the above-mentioned multiple strips, and are formed so as to open on both the front and back surfaces of the separator 10.

各スリット13,14に対応してマニホールド15,16が形成されている。その構成を具体的に説明すると、図1の(a)における左上のコーナー部で上記の反応領域12の外側には、そのコーナー部に沿って直角に曲がったマニホールド(以下、仮に供給用マニホールドと記す)15が形成されている。この供給用マニホールド15は、多数のセパレータ10を積層した場合に各セパレータ10の供給用マニホールド15が互いに連通して供給路を形成するためのものであって、セパレータ10の表裏両面側に開口するようにセパレータ10を貫通して形成されている。なお、その長さは、セパレータ10の各辺の中央部にまでは到らない長さに設定されている。また、この供給用マニホールド15における長さ方向での中央部(図1の(a)に示す例では90度に曲がっている箇所)に、供給用マニホールド15の互いに対向する内側縁を連結する補強用のブリッジ部17が形成されている。このブリッジ部17は、供給用マニホールド15を横切っているが、その厚さがセパレータ10の厚さより薄くなっていて、供給用マニホールド15におけるブリッジ部17の両側の部分が互いに連通しており、供給用マニホールド15は二分割されてはいない。   Manifolds 15 and 16 are formed corresponding to the slits 13 and 14, respectively. Specifically, the structure is described in the upper left corner in FIG. 1A, on the outside of the reaction region 12 is a manifold bent at a right angle along the corner (hereinafter referred to as a supply manifold). 15) is formed. The supply manifold 15 is used to form a supply path by connecting the supply manifolds 15 of the separators 10 when a large number of separators 10 are stacked. The supply manifolds 15 are open on both sides of the separator 10. Thus, the separator 10 is formed so as to penetrate therethrough. The length is set to a length that does not reach the center of each side of the separator 10. In addition, a reinforcement that connects the inner edges of the supply manifold 15 facing each other to the central portion in the length direction of the supply manifold 15 (a portion bent at 90 degrees in the example shown in FIG. 1A). A bridge portion 17 is formed. The bridge portion 17 crosses the supply manifold 15, but its thickness is smaller than the thickness of the separator 10, and the portions on both sides of the bridge portion 17 in the supply manifold 15 are in communication with each other. The manifold 15 for use is not divided into two.

この供給用マニホールド15とこれに対応しているスリット(以下、仮に供給側スリットとする)13とは互いに連通しており、その連通構造について説明すると、図3の(a)および(b)は、セパレータ10の他方の面(以下、仮に背面とする)における供給側スリット13の開口部の周囲の部分を示しており、セパレータ10の背面における供給側スリット13と、供給用マニホールド15における供給側スリット13と平行になっている部分との間は、供給側スリット13の長さと同じ幅で窪んでいる。この窪んでいる部分は、セパレータ10の背面に単電池が密着した場合に単電池との間に隙間ができる部分であり、したがってこの窪んだ部分が供給用マニホールド15と供給側スリット13とを連通する連通部(以下、仮に供給用連通部とする)18となっている。   The supply manifold 15 and the corresponding slit (hereinafter referred to as supply-side slit) 13 communicate with each other. The communication structure will be described below. (A) and (b) of FIG. 2 shows a portion around the opening of the supply-side slit 13 on the other surface of the separator 10 (hereinafter referred to as the back surface), and the supply-side slit 13 on the back surface of the separator 10 and the supply side of the supply manifold 15. Between the part parallel to the slit 13, it is recessed with the same width as the length of the supply side slit 13. This recessed portion is a portion where a gap is formed between the unit cells when the unit cells are in close contact with the back surface of the separator 10, and thus the recessed portion communicates the supply manifold 15 and the supply side slit 13. The communication part 18 (hereinafter referred to as a supply communication part).

他方のスリット(以下、仮に排出側スリットとする)14とこれに対応するマニホールド(以下、仮に排出用マニホールド)16とは、上述した供給側スリット13およびこれに対応する供給用マニホールド15と同様の関係で構成され、またこれら供給側スリット13および供給用マニホールド15に対して、セパレータ10の中心について点対称となる位置に設けられている。具体的に説明すると、排出側スリット14は図1の(a)における下辺の右側に寄った位置に形成され、多数条の一群の正面溝11の他方の端部が連通している。   The other slit (hereinafter referred to as a discharge side slit) 14 and a corresponding manifold (hereinafter referred to as a discharge manifold) 16 are the same as the supply side slit 13 and the corresponding supply manifold 15 described above. Further, they are provided at positions that are point-symmetric with respect to the center of the separator 10 with respect to the supply side slit 13 and the supply manifold 15. More specifically, the discharge-side slit 14 is formed at a position close to the right side of the lower side in FIG. 1A, and the other end of the front groove 11 of the group of multiple strips communicates.

また、図1の(a)における右下のコーナー部で上記の反応領域12の外側には、そのコーナー部に沿って直角に曲がった排出用マニホールド16が形成されている。この排出用マニホールド16は、多数のセパレータ10を積層した場合に各セパレータ10の排出用マニホールド16が互いに連通して排出路を形成するためのものであって、セパレータ10の表裏両面側に開口するようにセパレータ10を貫通して形成されている。なお、その長さは、セパレータ10の各辺の中央部にまでは到らない長さに設定されている。また、この排出用マニホールド16における長さ方向での中央部(図1の(a)に示す例では90度に曲がっている箇所)に、排出用マニホールド16の互いに対向する内側縁を連結する補強用のブリッジ部19が形成されている。このブリッジ部19は、排出用マニホールド16を横切っているが、その厚さがセパレータ10の厚さより薄くなっていて、排出用マニホールド16におけるブリッジ部19の両側の部分が互いに連通しており、排出用マニホールド16は二分割されてはいない。   Further, a discharge manifold 16 that is bent at a right angle along the corner portion is formed outside the reaction region 12 in the lower right corner portion in FIG. The discharge manifold 16 is used for forming discharge paths by connecting the discharge manifolds 16 of the separators 10 to each other when a large number of separators 10 are stacked. Thus, the separator 10 is formed so as to penetrate therethrough. The length is set to a length that does not reach the center of each side of the separator 10. In addition, a reinforcement that connects the inner edges of the discharge manifold 16 facing each other to the central portion in the length direction of the discharge manifold 16 (a portion bent at 90 degrees in the example shown in FIG. 1A). A bridge portion 19 is formed. The bridge portion 19 crosses the discharge manifold 16, but its thickness is smaller than the thickness of the separator 10, and the portions on both sides of the bridge portion 19 in the discharge manifold 16 communicate with each other. The manifold 16 for use is not divided into two.

この排出用マニホールド16とこれに対応している排出側スリット14とは互いに連通しており、その連通構造は前述した図3に示す供給側スリット13と供給用マニホールド15との連通構造と同様であり、セパレータ10の背面における排出側スリット14と、排出用マニホールド16における排出側スリット14と平行になっている部分との間は、排出側スリット14の長さと同じ幅で窪んでいる。この窪んでいる部分は、セパレータ10の背面に単電池が密着した場合に単電池との間に隙間ができる部分であり、したがってこの窪んだ部分が排出用マニホールド16と排出側スリット14とを連通する連通部(以下、仮に排出用連通部とする)20となっている。   The discharge manifold 16 and the corresponding discharge side slit 14 communicate with each other, and the communication structure is the same as the communication structure between the supply side slit 13 and the supply manifold 15 shown in FIG. In addition, a space between the discharge side slit 14 on the back surface of the separator 10 and a portion of the discharge manifold 16 parallel to the discharge side slit 14 is recessed with the same width as the length of the discharge side slit 14. This recessed portion is a portion where a gap is formed between the unit cells when the unit cells are in close contact with the back surface of the separator 10, and thus the recessed portion communicates the discharge manifold 16 and the discharge side slit 14. The communication part 20 (hereinafter referred to as a discharge communication part).

そして、上述した正面溝11およびこれが連通している各スリット13,14を一つの領域としてその外側を取り囲むようにガスケット用溝21が形成されている。また、上記の供給用マニホールド15を取り囲む他のガスケット用溝22と、上記の排出用マニホールド16を取り囲む更に他のガスケット用溝23とが形成されている。   And the groove | channel 21 for gaskets is formed so that the front groove | channel 11 mentioned above and each slit 13 and 14 which this may communicate may be made into one area | region, and the outer side may be surrounded. Further, another gasket groove 22 surrounding the supply manifold 15 and still another gasket groove 23 surrounding the discharge manifold 16 are formed.

つぎに背面の構造について説明すると、背面は上述した構造の正面を表裏反転させるとともに90度回転させた構造になっている。具体的に説明すると、図1の(b)に示すように、メタノール水溶液などの燃料もしくは空気などの酸化剤を流通させるために細溝24が形成されている。すなわち、背面の中央部における大半の領域は、矩形状の反応領域25とされており、その反応領域25の全体を埋め尽くすように、互いに密着しかつ平行な多数条の細溝(仮に背面溝とする)24が四箇所で直角に屈曲して全体としてジグザグ状に形成されている。この背面溝24は、セパレータ10が単電池を挟み込んで単電池に密着した状態で空気を流通させるための流路となる部分であり、したがってその本数や幅、屈曲パターンなどは、単電池の空気極側の全体に空気を均等かつ十分に分散させて流す目的を達成する範囲で適宜に設定することができる。   Next, the structure of the back surface will be described. The back surface has a structure in which the front surface of the structure described above is reversed and rotated 90 degrees. More specifically, as shown in FIG. 1 (b), a narrow groove 24 is formed to circulate a fuel such as an aqueous methanol solution or an oxidant such as air. That is, most of the region in the center of the back surface is a rectangular reaction region 25, and a plurality of narrow grooves (assuming that the back surface groove is in close contact with each other so as to fill the entire reaction region 25). 24) are bent at right angles at four locations and formed in a zigzag shape as a whole. The back surface groove 24 is a portion that becomes a flow path for circulating air in a state where the separator 10 sandwiches the unit cell and is in close contact with the unit cell. Therefore, the number, width, bent pattern, etc. It can be set appropriately within a range that achieves the purpose of distributing air evenly and sufficiently over the entire pole side.

図1に示す例では、多数本の一群の背面溝24の幅は、反応領域25の幅の1/3程度であり、一方の端部は所定のコーナー部(図1の(b)では左上のコーナー部)を構成している二辺のうちの一方の辺(図1の(b)では左辺)側に向けて開口している。また他方の端部は、セパレータ10の中心に対して点対称となる位置に位置している。具体的には、前記コーナー部に対して対角線上のある他のコーナー部を構成している二辺のうち一方の辺(図1の(b)では右辺)側に向けて開口している。そして、背面溝24におけるこれらの端部のそれぞれに対応してスリット26,27が形成されている。これらのスリット26,27は前述した燃料用のスリット13,14と同様の構成であって、上記の多数条の一群の背面溝24の幅とほぼ等しい長さを有し、セパレータ10の表裏両面に開口するように貫通して形成されている。   In the example shown in FIG. 1, the width of the group of many rear grooves 24 is about 1/3 of the width of the reaction region 25, and one end portion is a predetermined corner portion (upper left in FIG. 1B). Is open toward one side (the left side in FIG. 1B) of the two sides constituting the corner portion. The other end is located at a position that is point-symmetric with respect to the center of the separator 10. Specifically, it opens toward one side (the right side in FIG. 1B) of two sides constituting another corner portion diagonal to the corner portion. Then, slits 26 and 27 are formed corresponding to each of these end portions in the back surface groove 24. These slits 26 and 27 have the same configuration as the above-described fuel slits 13 and 14, have a length substantially equal to the width of the group of back surface grooves 24, and both surfaces of the separator 10. It is formed so as to penetrate through.

各スリット26,27に対応してマニホールド28,29が形成されている。一方のマニホールド28は供給用のマニホールドであり、他方のマニホールド29は排出用のマニホールドであって、供給用マニホールド28は、前述した燃料の供給のための供給用マニホールド15と長さおよび幅ならびに曲がり角度が同じで向きが異なる形状であり、燃料の供給のための供給用マニホールド15と左右対称となるように形成されている。具体的に説明すると、図1の(b)における左上(図1の(a)では右上)のコーナー部で上記の反応領域25の外側には、そのコーナー部に沿って直角に曲がった供給用マニホールド28が形成されている。この供給用マニホールド28は、多数のセパレータ10を積層した場合に各セパレータ10の供給用マニホールド28が互いに連通して供給路を形成するためのものであって、セパレータ10の表裏両面側に開口するようにセパレータ10を貫通して形成されている。なお、その長さは、セパレータ10の各辺の中央部にまでは到らない長さに設定されている。また、この供給用マニホールド28における長さ方向での中央部(図1の(b)に示す例では90度に曲がっている箇所)に、供給用マニホールド28の互いに対向する内側縁を連結する補強用のブリッジ部30が形成されている。このブリッジ部30は、供給用マニホールド28を横切っているが、その厚さがセパレータ10の厚さより薄くなっていて、供給用マニホールド28におけるブリッジ部30の両側の部分が互いに連通しており、供給用マニホールド28は二分割されてはいない。   Manifolds 28 and 29 are formed corresponding to the slits 26 and 27, respectively. One manifold 28 is a supply manifold, and the other manifold 29 is a discharge manifold. The supply manifold 28 is the same as the supply manifold 15 for supplying fuel described above, and its length, width, and bending angle. They have the same degree and different orientations, and are symmetrical to the supply manifold 15 for supplying fuel. Specifically, in the upper left corner of FIG. 1B (upper right in FIG. 1A), the outside of the reaction region 25 is bent at a right angle along the corner. A manifold 28 is formed. The supply manifold 28 is used for forming a supply path by connecting the supply manifolds 28 of the separators 10 when a large number of separators 10 are stacked, and is open on both the front and back sides of the separators 10. Thus, the separator 10 is formed so as to penetrate therethrough. The length is set to a length that does not reach the center of each side of the separator 10. In addition, the reinforcing manifold 28 connects the inner edges of the supply manifold 28 facing each other at the center in the length direction (a portion bent at 90 degrees in the example shown in FIG. 1B). A bridge portion 30 is formed. The bridge portion 30 crosses the supply manifold 28, but the thickness thereof is smaller than the thickness of the separator 10, and the portions on both sides of the bridge portion 30 in the supply manifold 28 are in communication with each other. The manifold 28 is not divided into two.

この供給用マニホールド28とこれに対応している供給側スリット26とは互いに連通しており、その連通構造は前述した図3に示す供給側スリット13と供給用マニホールド15との連通構造と同様であり、セパレータ10の正面における供給側スリット26と、供給用マニホールド28における供給側スリット26と平行になっている部分との間は、供給側スリット26の長さと同じ幅で窪んでいる。この窪んでいる部分は、セパレータ10の背面に単電池が密着した場合に単電池との間に隙間ができる部分であり、したがってこの窪んだ部分が供給用マニホールド28と供給側スリット26とを連通する連通部(以下、仮に供給用連通部とする)31となっている。   The supply manifold 28 and the corresponding supply-side slit 26 communicate with each other, and the communication structure is the same as the communication structure between the supply-side slit 13 and the supply manifold 15 shown in FIG. The gap between the supply side slit 26 on the front face of the separator 10 and the portion of the supply manifold 28 that is parallel to the supply side slit 26 is recessed with the same width as the length of the supply side slit 26. This recessed portion is a portion where a gap is formed between the unit cells when the unit cells are in close contact with the back surface of the separator 10, and thus the recessed portion communicates the supply manifold 28 and the supply side slit 26. The communication part 31 (hereinafter referred to as a supply communication part).

他方の排出側スリット27とこれに対応する排出用マニホールド29とは、上述した供給側スリット26およびこれに対応する供給用マニホールド28と同様の関係で構成され、またこれら供給側スリット26および供給用マニホールド28に対して、セパレータ10の中心について点対称となる位置に設けられている。具体的に説明すると、排出側スリット27は図1の(b)における右辺の下側によった位置に形成され、多数条の一群の背面溝24の他方の端部が連通している。   The other discharge-side slit 27 and the discharge manifold 29 corresponding thereto are configured in the same relationship as the above-described supply-side slit 26 and the corresponding supply manifold 28, and the supply-side slit 26 and the supply manifold 29 are also provided. It is provided at a position that is point-symmetric with respect to the manifold 28 with respect to the center of the separator 10. More specifically, the discharge-side slit 27 is formed at a position according to the lower side of the right side in FIG. 1B, and the other end of the group of back surface grooves 24 communicates with a plurality of strips.

また、図1の(b)における右下のコーナー部で上記の反応領域25の外側には、そのコーナー部に沿って直角に曲がった排出用マニホールド29が形成されている。この排出用マニホールド29は、多数のセパレータ10を積層した場合に各セパレータ10の排出用マニホールド29が互いに連通して排出路を形成するためのものであって、セパレータ10の表裏両面側に開口するようにセパレータ10を貫通して形成されている。なお、その長さは、セパレータ10の各辺の中央部にまでは到らない長さに設定されている。また、この排出用マニホールド29における長さ方向での中央部(図1の(b)に示す例では90度に曲がっている箇所)に、排出用マニホールド29の互いに対向する内側縁を連結する補強用のブリッジ部32が形成されている。このブリッジ部32は、排出用マニホールド29を横切っているが、その厚さがセパレータ10の厚さより薄くなっていて、排出用マニホールド29におけるブリッジ部32の両側の部分が互いに連通しており、排出用マニホールド29は二分割されてはいない。   In addition, a discharge manifold 29 that is bent at a right angle along the corner portion is formed outside the reaction region 25 in the lower right corner portion in FIG. The discharge manifold 29 is used to form a discharge path by connecting the discharge manifolds 29 of the separators 10 when a large number of separators 10 are stacked, and is open on both front and back sides of the separators 10. Thus, the separator 10 is formed so as to penetrate therethrough. The length is set to a length that does not reach the center of each side of the separator 10. Further, a reinforcement that connects the inner edges of the discharge manifold 29 facing each other to the central portion in the length direction of the discharge manifold 29 (a portion bent at 90 degrees in the example shown in FIG. 1B). A bridge portion 32 is formed. The bridge portion 32 crosses the discharge manifold 29, but the thickness thereof is smaller than the thickness of the separator 10, and the portions on both sides of the bridge portion 32 in the discharge manifold 29 are in communication with each other. The manifold 29 for use is not divided into two.

この排出用マニホールド29とこれに対応している排出側スリット27とは互いに連通しており、その連通構造は前述した図3に示す供給側スリット13と供給用マニホールド15との連通構造と同様であり、セパレータ10の背面における排出側スリット27と、排出用マニホールド29における排出側スリット27と平行になっている部分との間は、排出側スリット27の長さと同じ幅で窪んでいる。この窪んでいる部分は、セパレータ10の背面に単電池が密着した場合に単電池との間に隙間ができる部分であり、したがってこの窪んだ部分が排出用マニホールド29と排出側スリット27とを連通する連通部(以下、仮に排出用連通部とする)33となっている。   The discharge manifold 29 and the discharge side slit 27 corresponding to the discharge manifold 29 communicate with each other, and the communication structure is the same as the communication structure between the supply side slit 13 and the supply manifold 15 shown in FIG. In addition, a space between the discharge side slit 27 on the back surface of the separator 10 and a portion of the discharge manifold 29 parallel to the discharge side slit 27 is recessed with the same width as the length of the discharge side slit 27. This recessed portion is a portion where a gap is formed between the unit cells when the unit cells are in close contact with the back surface of the separator 10, and thus the recessed portion communicates with the discharge manifold 29 and the discharge side slit 27. The communication part 33 (hereinafter referred to as a discharge communication part).

そして、上述した背面溝24およびこれが連通している各スリット26,27を一つの領域としてその外側を取り囲むようにガスケット用溝34が形成されている。また、上記の供給用マニホールド15を取り囲む他のガスケット用溝35と、上記の排出用マニホールド16を取り囲む更に他のガスケット用溝36とが形成されている。   And the groove | channel 34 for gaskets is formed so that the back surface groove | channel 24 mentioned above and each slit 26 and 27 which this may communicate may be made into one area | region, and the outer side may be surrounded. Further, another gasket groove 35 surrounding the supply manifold 15 and still another gasket groove 36 surrounding the discharge manifold 16 are formed.

そして、セパレータ10の外周四辺の中央部には、積層した場合の各セパレータ10の相対位置を決めるための位置決め用凹部(この発明における位置決め部)37がそれぞれ形成されている。   Further, positioning concave portions (positioning portions in the present invention) 37 for determining the relative positions of the separators 10 when stacked are formed in the central portions of the outer peripheral four sides of the separator 10.

つぎに上述した構成のセパレータ10の作用について説明する。この発明に係る上記のセパレータ10は、正面同士を対向させてその間に単電池を挟み込み、そのセパレータ10の背面側に更に他のセパレータ10を背面同士を対向させて配置し、かつそれらの背面同士の間に単電池を挟み込み、以下同様にして多数のセパレータ10および単電池が積層されて、単電池を直列に接続した燃料電池(スタック)が構成される。図4にはセパレータ10および単電池38の配列パターンを模式的に示してあり、「正」は正面側、「背」は背面側をそれぞれ示す。スタックの両端部には、一方の面にのみ上述した正面の構造を形成したエンドプレート39A、もしくは背面の構造を形成したエンドプレート39Bが配置される。図4の(a)は単電池38を奇数枚積層した場合の配列パターンを示し、この場合はスタックの両端部に、上述した正面の構造を一面にのみ形成したエンドプレート39Aが配置される。これに対して単電池38を偶数枚積層した場合には、図4の(b)に示すように、スタックの一方の端部には上述した正面の構造を一面にのみ形成したエンドプレート39Aが配置され、他方の端部には上述した背面の構造を一面にのみ形成したエンドプレート39Bが配置される。なお、隣接するセパレータ10同士は、前述した各ガスケット用溝22,23,35,36に嵌め込んだガスケット(図示せず)を挟み付けて対向し、セパレータ同士は非接触となり、電気的には絶縁されている。   Next, the operation of the separator 10 having the above-described configuration will be described. In the separator 10 according to the present invention, the front surfaces are opposed to each other, the unit cell is sandwiched therebetween, and another separator 10 is disposed on the back surface side of the separator 10 with the back surfaces opposed to each other, and the back surfaces thereof. A single battery is sandwiched between them, and a number of separators 10 and single batteries are stacked in the same manner to form a fuel cell (stack) in which the single cells are connected in series. FIG. 4 schematically shows the arrangement pattern of the separators 10 and the single cells 38, where “positive” indicates the front side and “back” indicates the back side. At both ends of the stack, an end plate 39A having the above-described front structure formed on only one surface or an end plate 39B having the back structure is disposed. FIG. 4A shows an arrangement pattern in the case where an odd number of unit cells 38 are stacked. In this case, end plates 39A in which the above-described front structure is formed on only one surface are arranged at both ends of the stack. On the other hand, when an even number of unit cells 38 are stacked, as shown in FIG. 4B, at one end of the stack, an end plate 39A in which the above-described front structure is formed only on one surface is provided. Arranged at the other end is an end plate 39B in which the structure of the back surface described above is formed only on one surface. Adjacent separators 10 face each other by sandwiching gaskets (not shown) fitted in the gasket grooves 22, 23, 35, and 36 described above, and the separators are not in contact with each other. Insulated.

正面同士を互いに対向させて単電池38を挟み付けることにより、各正面に形成されている正面溝11は単電池38が密着し、その結果、正面溝11が管路となる。そして、一方の正面に形成されている正面溝11のパターンは図1の(a)に示すパターンとなるのに対して、これに対向している他方の面の正面溝11のパターンは、図1の(a)に示すパターンとは左右が反対になる。したがって、図1の(a)における左上の供給用マニホールド15に、図1の(a)の右上(図1の(b)では左上)の供給用マニホールド28が重なり合い、同様に左下の排出用マニホールド16に右下(図1の(b)では左下)の排出用マニホールド29が重なり合う。背面同士を対向させてそれらの背面同士の間に単電池38を挟み込んだ場合も同様であって、図1の(b)に示す背面には、これを左右反転させた背面が対向させられ、各マニホールドが上記のように重なり合う。そして、四つのコーナー部に積層方向に連通した管路が形成される。その場合、互いに重なり合うマニホールドのいずれか一方の外周側にガスケット用溝が形成され、そのガスケット用溝に嵌め込まれたガスケット(図示せず)によって各マニホールドあるいは管路の液密性が維持される。同様に、反応領域12や反応領域25の外周側にもガスケット用溝が形成されていて、ここに嵌め込まれたガスケット(図示せず)によって各領域12,25の液密性が維持される。   By sandwiching the unit cells 38 with the fronts facing each other, the unit cells 38 are brought into close contact with the front grooves 11 formed on the respective front surfaces. As a result, the front grooves 11 become pipes. And while the pattern of the front groove 11 formed on one front surface is the pattern shown in FIG. 1A, the pattern of the front groove 11 on the other surface facing this is shown in FIG. The left and right are opposite to the pattern shown in 1 (a). Accordingly, the upper left supply manifold 15 in FIG. 1A overlaps the upper right supply manifold 28 in FIG. 1A (the upper left in FIG. 1B), and similarly the lower left discharge manifold. 16 is overlapped with a discharge manifold 29 at the lower right (lower left in FIG. 1B). The same applies to the case where the back surfaces are opposed to each other and the unit cell 38 is sandwiched between the back surfaces, and the back surface shown in FIG. Each manifold overlaps as described above. And the pipe line connected in the lamination direction is formed in four corner parts. In that case, a gasket groove is formed on the outer peripheral side of one of the manifolds that overlap each other, and the liquid tightness of each manifold or pipe line is maintained by a gasket (not shown) fitted in the gasket groove. Similarly, gasket grooves are also formed on the outer peripheral sides of the reaction region 12 and the reaction region 25, and the liquid tightness of the regions 12 and 25 is maintained by a gasket (not shown) fitted therein.

上記の四つのマニホールド15,16,28,29のうち例えば図1の(a)における左上の供給用マニホールド15が燃料供給部とされ、これに対して例えば図1の(a)における右上の供給用マニホールド28が空気供給部とされ、こうした場合には図1の(a)における右下の排出用マニホールド16が燃料排出部とされ、これに対して図1の(a)における左下の排出用マニホールド29が空気や反応生成物の排出部とされる。図1の(a)における左上の供給用マニホールド15に供給された燃料は、図1の(a)に示す正面においては、前述した供給用連通部18を経て供給側スリット13に到り、ここから各正面溝11に分配されて供給される。メタノール水溶液などの燃料は正面溝11を流れる間に分解して電子およびプロトンならびに二酸化炭素を生じ、その二酸化炭素と余剰の燃料とが排出側スリット14および排出用連通部33を介して排出用マニホールド29に流れ出る。すなわち燃料は図1の(a)における左上から右下に向けてジグザグに流れる。   Among the four manifolds 15, 16, 28, and 29, for example, the upper left supply manifold 15 in FIG. 1A serves as a fuel supply unit, while the upper right supply in FIG. In this case, the lower right discharge manifold 16 in FIG. 1A is used as a fuel discharge portion, whereas the lower left discharge manifold in FIG. The manifold 29 serves as a discharge part for air and reaction products. The fuel supplied to the upper left supply manifold 15 in FIG. 1A reaches the supply side slit 13 through the supply communication portion 18 described above in the front shown in FIG. Are distributed and supplied to each front groove 11. A fuel such as an aqueous methanol solution is decomposed while flowing through the front groove 11 to generate electrons, protons, and carbon dioxide, and the carbon dioxide and excess fuel are discharged through the discharge slit 14 and the discharge communication portion 33. It flows out to 29. That is, the fuel flows zigzag from the upper left to the lower right in FIG.

他方、図1の(a)における右上の供給用マニホールド28と左下の排出用マニホールド29とは、図1の(a)における正面溝11には連通していないが、これらのマニホールド28,29には、積層された他のセパレータ10の正面に開口している供給用マニホールド15と排出用マニホールド16とが重なり合って連通している。したがって、図1の(a)における右上の供給用マニホールド28に空気を供給すれば、これに重なり合っている他のセパレータ10における供給用マニホールド15から前述した供給用連通部18ならびに供給側スリット13を経て、当該他のセパレータ10の正面に形成されている正面溝11に分配されて供給される。正面溝11を流れる空気中の酸素は、電解質膜を透過してきたプロトンの酸化の用に供されて水を生じ、その水と余剰の空気とが、前記他のセパレータ10における排出側スリット14から排出用連通部20を経て排出用マニホールド29に流れ出る。すなわち、空気は図1の(a)における右上から左下に向けてジグザグに流れる。   On the other hand, the upper right supply manifold 28 and the lower left discharge manifold 29 in FIG. 1A do not communicate with the front groove 11 in FIG. The supply manifold 15 and the discharge manifold 16 that are open on the front surface of the other stacked separators 10 overlap and communicate with each other. Therefore, if air is supplied to the supply manifold 28 at the upper right in FIG. 1A, the supply communication portion 18 and the supply-side slit 13 described above are supplied from the supply manifold 15 in the other separator 10 overlapping therewith. Then, it is distributed and supplied to the front groove 11 formed on the front surface of the other separator 10. Oxygen in the air flowing through the front groove 11 is used for oxidation of protons that have permeated through the electrolyte membrane to produce water, and the water and excess air are discharged from the discharge-side slit 14 in the other separator 10. It flows out to the discharge manifold 29 through the discharge communication portion 20. That is, air flows in a zigzag from the upper right to the lower left in FIG.

さらに、図1の(b)に示す背面での挙動について説明すると、図1の(b)における左上の供給用マニホールド28は、図1の(a)における左上の供給用マニホールド15に重なり合って互いに連通しており、したがってここを流れる燃料がその供給用マニホールド28から正面側の供給用連通部31を経て供給側スリット26に流れ、ここから背面に形成されている背面溝24に分配されて供給される。その燃料は背面溝24を流れる間に分解して電子およびプロトンならびに二酸化炭素を生じ、その二酸化炭素と余剰の燃料とが排出側スリット27および排出用連通部33を介して排出用マニホールド29に流れ出る。すなわち、燃料は図1の(b)における左上から右下に向けてジグザグに流れる。   Further, the behavior on the back surface shown in FIG. 1B will be described. The upper left supply manifold 28 in FIG. 1B overlaps with the upper left supply manifold 15 in FIG. Therefore, the fuel flowing therethrough flows from the supply manifold 28 to the supply side slit 26 through the supply communication portion 31 on the front side, and is distributed and supplied from here to the back groove 24 formed on the back side. Is done. The fuel decomposes while flowing through the back groove 24 to generate electrons, protons, and carbon dioxide, and the carbon dioxide and excess fuel flow out to the discharge manifold 29 through the discharge slit 27 and the discharge communication portion 33. . That is, the fuel flows in a zigzag from the upper left to the lower right in FIG.

他方、図1の(b)における右上の供給用マニホールド15と左下の排出用マニホールド16とは、図1の(b)における背面溝24には連通していないが、これらのマニホールド15,16には、積層された他のセパレータ10の背面に開口している供給用マニホールド28と排出用マニホールド29とが重なり合って連通している。したがって、図1の(b)における右上の供給用マニホールド15に空気を供給すれば、これに重なり合っている他のセパレータ10における供給用マニホールド28から前述した供給用連通部31および供給側スリット26を経て、当該他のセパレータ10の背面に形成されている背面溝24に分配されて供給される。背面溝24を流れる空気中の酸素は、電解質膜を透過してきたプロトンの酸化の用に供されて水を生じ、その水と余剰の空気とが、前記他のセパレータ10における排出側スリット27から排出用連通部20を経て排出用マニホールド29に流れ出る。すなわち、空気は図1の(b)における右上から左下に向けてジグザグに流れる。   On the other hand, the upper right supply manifold 15 and the lower left discharge manifold 16 in FIG. 1B do not communicate with the rear groove 24 in FIG. The supply manifold 28 and the discharge manifold 29 that are open on the back surface of the other stacked separators 10 overlap and communicate with each other. Therefore, if air is supplied to the supply manifold 15 at the upper right in FIG. 1B, the supply communication portion 31 and the supply-side slit 26 described above are supplied from the supply manifold 28 in the other separator 10 overlapping therewith. Then, it is distributed and supplied to the back surface groove 24 formed on the back surface of the other separator 10. Oxygen in the air flowing through the back groove 24 is used for oxidation of protons that have permeated through the electrolyte membrane to generate water, and the water and excess air are discharged from the discharge-side slit 27 in the other separator 10. It flows out to the discharge manifold 29 through the discharge communication portion 20. That is, air flows in a zigzag from the upper right to the lower left in FIG.

上述したように、正面においてガスケット用溝22,23によって囲まれたマニホールド15,16を、燃料と空気とのいずれか一方のための流路とし、背面においてガスケット用溝3,36によって囲まれたマニホールド28,29を、燃料と空気とのいずれか他方のための流路とすることができ、その流路の開口形状は、前述したコーナー部に沿って直角に曲がった細長い形状であって、いずれか一辺のコーナー部に近い箇所に直線的に形成した場合よりも開口面積が大きくなる。したがって、この発明に係るセパレータ10によれば、積層数が多くなって流路長が長くなった場合であっても、下流側の単電池に対して十分に燃料や空気を供給することができ、それに伴って燃料電池の全体としての発電効率あるいは発電量を向上させることができる。   As described above, the manifolds 15 and 16 surrounded by the gasket grooves 22 and 23 on the front surface are used as flow paths for either fuel or air, and the rear surface is surrounded by the gasket grooves 3 and 36. The manifolds 28 and 29 can be a flow path for either the fuel or the air, and the opening shape of the flow path is an elongated shape bent at a right angle along the aforementioned corner portion, The opening area becomes larger than when the linear portion is formed at a location close to the corner portion on any one side. Therefore, according to the separator 10 according to the present invention, fuel and air can be sufficiently supplied to the downstream unit cell even when the number of layers is increased and the flow path length is increased. Accordingly, the power generation efficiency or power generation amount of the fuel cell as a whole can be improved.

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、いずれのマニホールドを燃料用のマニホールドとし、また空気用のマニホールドとするかは適宜に決めればよい。また、細溝のパターンは、それぞれの領域の全体に燃料もしくは空気を可及的に均一に分散させることのできるパターンであればよく、上述したジグザグのパターンに限定されない。   Note that the present invention is not limited to the above-described specific example, and it is only necessary to appropriately determine which manifold is the fuel manifold and which is the air manifold. The narrow groove pattern is not limited to the zigzag pattern described above as long as it can disperse fuel or air as uniformly as possible in the entire region.

10…セパレータ、 11…正面溝、 12…反応領域、 13…供給側スリット、 14…排出側スリット、 15…供給用マニホールド、 16…排出用マニホールド、 17…ブリッジ部、 18…供給用連通部、 19…ブリッジ部、 20…排出用連通部、 21…ガスケット用溝、 22…ガスケット用溝、 23…ガスケット用溝、 24…背面溝、 25…反応領域、 26,27…スリット、 28…供給用マニホールド、 29…排出用マニホールド、 30…ブリッジ部、 31…供給用連通部、 32…ブリッジ部、 33…排出用連通部、 34…ガスケット用溝、 35…ガスケット用溝、 36…ガスケット用溝、 37…位置決め用凹部、 38…単電池、 39A,39B…エンドプレート。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Separator, 11 ... Front groove, 12 ... Reaction area | region, 13 ... Supply side slit, 14 ... Discharge side slit, 15 ... Supply manifold, 16 ... Discharge manifold, 17 ... Bridge part, 18 ... Supply communication part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Bridge part, 20 ... Discharge communication part, 21 ... Gasket groove, 22 ... Gasket groove, 23 ... Gasket groove, 24 ... Back surface groove, 25 ... Reaction area, 26, 27 ... Slit, 28 ... Supply Manifold, 29 ... Discharge manifold, 30 ... Bridge part, 31 ... Supply communication part, 32 ... Bridge part, 33 ... Discharge communication part, 34 ... Gasket groove, 35 ... Gasket groove, 36 ... Gasket groove, 37: Recess for positioning 38: Single cell 39A, 39B: End plate

Claims (6)

電解質膜を主体とする単電池の間に配置されるように矩形もしくは方形の平板状をなすとともに、燃料もしくは空気を流通させる多条の細い正面溝が単電池に密着させられる一方の第1面に形成され、かつ燃料もしくは空気を流通させる多条の細い背面溝が他の単電池に密着させられる他方の第2面に形成され、前記正面溝の一方の端部が連通する第1供給用マニホールドと前記正面溝の他方の端部が連通する第1排出用マニホールドとが前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となるように周辺部に該周辺部の板厚方向に貫通して形成され、さらに前記背面溝の一方の端部が連通する第2供給用マニホールドと前記背面溝の他方の端部が連通する第2排出用マニホールドとが前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となるように周辺部に該周辺部の板厚方向に貫通して形成されている燃料電池用セパレータにおいて、
前記第1供給用マニホールドは前記矩形もしくは方形の一つのコーナー部に該コーナー部に沿って直角に曲がって形成され、
前記第1排出用マニホールドは前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部に対して対角線上の他のコーナー部に該他のコーナー部に沿って直角に曲がって形成され、
前記第2供給用マニホールドは前記第1供給用マニホールドと左右対称となるように前記第1供給用マニホールドを表裏反転させた形状をなし、かつ前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部に隣り合っている更に他のコーナー部に形成され、
前記第2排出用マニホールドは前記第1排出用マニホールドと左右対称となるように前記第1排出用マニホールドを表裏反転させた形状をなし、かつ前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部に隣り合っているまた更に他のコーナー部に形成され、
前記正面溝の一方の端部は前記第1供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部を構成している二辺のうちの一方の辺に向けて開口し、かつ
前記正面溝の他方の端部は前記一方の端部とは前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となる位置に位置するように前記第1排出用マニホールドが形成されている前記他のコーナー部を構成している二辺のうちの一方の辺に向けて開口し、
前記背面溝の一方の端部は前記第2供給用マニホールドが形成されている前記コーナー部を構成している前記二辺のうちの他方の辺に向けて開口し、かつ
前記背面溝の他方の端部は前記背面溝における前記一方の端部とは前記矩形もしくは方形の中心に対して点対称となる位置に位置するように前記第2排出用マニホールドが形成されている前記他のコーナー部を構成している前記二辺のうちの他方の辺に向けて開口している
ことを特徴とする燃料電池用セパレータ。
One first surface on which a rectangular or rectangular flat plate shape is disposed so as to be disposed between the unit cells mainly composed of an electrolyte membrane, and a plurality of thin front grooves through which fuel or air flows are in close contact with the unit cell. And a plurality of thin back grooves for allowing fuel or air to flow therethrough are formed on the other second surface to be in close contact with other unit cells, and one end of the front groove communicates with the first supply and the other end of the manifold and the front groove penetrates in the thickness direction of the peripheral portion to the peripheral portion so that the first discharge manifold for communicating the hands point symmetry with respect to the center of the rectangular or square is formed, further wherein one end hand point pairs with respect to a second discharge manifold is the rectangular or the center of the square to the other end of the back groove and the second supply manifold is communicated communicating the rear groove Zhou to become a name In a fuel cell separator is formed to pass through in the thickness direction of the peripheral portion in section,
The first supply manifold is formed at one corner of the rectangle or square by bending at a right angle along the corner.
The first discharge manifold is formed to bend at a right angle along the other corner portion to the other corner portion diagonally with respect to the corner portion where the first supply manifold is formed,
The second supply manifold is shaped to said first supply manifold was reversed so that the left and right symmetrical to the first supply manifold, and the corner where the first supply manifold are formed Formed at the other corner part adjacent to the part,
Said second discharge manifold is shaped to the first discharge manifold was reversed so that the right and left symmetrical with the first discharge manifold, and the corner where the first supply manifold are formed also it is adjacent to parts formed yet another corner portion,
One end portion of the front groove opens toward one of the two sides constituting the corner portion where the first supply manifold is formed, and
The other corner in which the first discharge manifold is formed so that the other end of the front groove is located in a point-symmetrical position with respect to the center of the rectangle or square with respect to the one end Opening toward one of the two sides constituting the part,
One end portion of the back groove opens toward the other side of the two sides constituting the corner portion where the second supply manifold is formed, and
The second discharge manifold is formed so that the other end portion of the back surface groove is positioned symmetrically with the one end portion of the back surface groove with respect to the center of the rectangle or the rectangle. A fuel cell separator, characterized by opening toward the other side of the two sides constituting the other corner portion .
前記正面溝の前記一方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した供給側スリットと、
その供給側スリットを前記第1供給用マニホールドに連通させるように前記第2面に形成された供給用連通部と、
前記正面溝の前記他方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した排出側スリットと、
その排出側スリットを前記第1排出用マニホールドに連通させるように前記第2面に形成された排出用連通部と、
前記背面溝の前記一方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した他の供給側スリットと、
該他の供給側スリットを前記第2供給用マニホールドに連通させるように前記第1面に形成された他の供給用連通部と、
前記背面溝の前記他方の端部が連通しかつ板厚方向に貫通した他の排出側スリットと、
該他の排出側スリットを前記第2排出用マニホールドに連通させるように前記第1面に形成された排出用連通部と
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用セパレータ。
A supply-side slit in which the one end of the front groove communicates and penetrates in the plate thickness direction;
A supply communicating portion formed on the second surface so as to communicate the supply-side slit with the first supply manifold;
A discharge-side slit in which the other end of the front groove communicates and penetrates in the plate thickness direction; and
A discharge communicating portion formed on the second surface so as to communicate with the the discharge side slit the first exhaust Deyoma in manifold,
Other supply side slits in which the one end of the back groove communicates and penetrates in the plate thickness direction;
Another supply communication portion formed on the first surface so as to communicate the other supply side slit to the second supply manifold;
Other discharge side slits that the other end of the rear groove communicates and penetrates in the plate thickness direction;
Fuel cell according to claim 1, characterized in that it comprises a discharge communicating portion to said other discharge-side slits are formed on the first surface so as to communicate with the second discharge the manifold Separator.
前記第1面における前記正面溝および前記供給側スリットならびに排出側スリットを一つの領域としてその領域の外周側を取り囲むガスケット用溝と、
対角線方向で互いに対向する位置にある第1供給用マニホールドの開口部および第1排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む他のガスケット用溝、もしくは対角線方向で互いに対向する位置にある第2供給用マニホールドの開口部および第2排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む他のガスケット用溝のいずれか一方と、
前記第2面における前記背面溝およびその背面溝に連通している前記供給側スリットならびに前記背面溝に連通している前記排出側スリットを一つの領域としてその領域の外周側を取り囲む更に他のガスケット用溝と、
対角線方向で互いに対向する位置にある第1供給用マニホールドの開口部および第1排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む又更に他のガスケット用溝、もしくは対角線方向で互いに対向する位置にある第2供給用マニホールドの開口部および第2排出用マニホールドの開口部のそれぞれを個別に取り囲む又更に他のガスケット用溝のいずれか一方と
を備えていることを特徴する請求項1または2に記載の燃料電池用セパレータ。
The gasket for the gasket surrounding the outer peripheral side of the first groove with the front groove and the supply-side slit and the discharge-side slit as one area;
Another gasket groove surrounding each of the opening of the first supply manifold and the opening of the first discharge manifold that are opposite to each other in the diagonal direction, or the second groove that is opposite to each other in the diagonal direction. One of the other gasket grooves individually surrounding each of the supply manifold opening and the second discharge manifold opening;
Still another gasket surrounding the outer peripheral side of the second groove on the second surface with the supply-side slit communicating with the rear-surface groove and the discharge-side slit communicating with the rear-surface groove as one region Groove,
The first supply manifold opening and the first discharge manifold opening that are opposite to each other in the diagonal direction individually surround each of the openings of the first supply manifold and the other gasket groove, or are opposite to each other in the diagonal direction. according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a one of each enclose individual also still another gasket groove of the opening of the opening and a second discharge manifold of the second supply manifold Fuel cell separator.
前記直角に曲がっている前記各マニホールドの長さ方向の中間部に、互いに対向する内側縁を連結する補強用のブリッジ部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。 The bending in the right angle to the middle portion in the longitudinal direction of the manifolds, any one of claims 1 to 3, characterized in that the bridge portion of the reinforcement connecting the inner edges facing each other are formed A separator for a fuel cell as described in 1. 前記第1面同士を対向させ、かつ前記第2面同士を対向させて積層する際の相対位置を決めるための位置決め部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。 It is opposed to the first face each other and any one of claims 1 to 4, characterized in that the positioning unit for determining the relative positions at the time of lamination so as to face the second face each other are formed A separator for a fuel cell as described in 1. 前記単電池を挟んで前記第1面同士を対向させ、かつ前記単電池を挟んで前記第2面同士を対向させることにより、前記第1供給用マニホールドと第2供給用マニホールドとが対向して連通するとともに、前記第1排出用マニホールドと前記第2排出用マニホールドとが互いに対向して連通するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の燃料電池用セパレータ。 The first supply manifold and the second supply manifold face each other by making the first surfaces face each other across the unit cell and the second surfaces face each other across the unit cell. communicated with the fuel cell according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first discharge manifold and said second exhaust manifold is configured to communicate to face each other Separator for use.
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