JPH0315159A - 燃料電池用セパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルキ一部門で用いる燃料電池のセ
ルを仕切るために用いる燃料電池用セパレータに関する
ものである。

［従来の技術］ 現在までに提案ざれている燃料電池のうら、ｉ８融炭酸
塩型燃料電池は、第４図に一例を示す如く、電解質とし
て溶融炭酸塩を多孔質物貿にしみ込ませたタイルく電屏
質板）１をカソード（酸索極）２とアノード（燃料極）
３の両電極で両面から挟み、カソード２側に酸化ガスＯ
Ｇを供給すると共にアノード３側に燃料ガス「Ｇを供給
することによりカソード２と７ノード３ての化学反応に
よって発電が行われるようにしたもの８１セル■とし、
各セル■をセパレータ４を介して多層に積暖させてスタ
ックとするようにしてある。

上記燃料電池のセル■を積層するときの仕切りとなる上
記セパレータ４は、内部マニホールド型の燃料電池にあ
っては周辺部を除く中央部分にガス通路となる凹凸を表
裏両面に形或し、周辺部には酸化ガスの給排用のマニホ
ールド５，６と燃利ガスの給排用のマニボールド７．８
か設けてあって、ウェットシール部としてあり、上記セ
パレータ４の表裏両面を異なるガスか流れるように各ガ
スの給排用のマニホールドと中央部分のガス通路とを連
通させた構或としてある。

９は中央部分を切り抜いてセパレータ４の周辺部に配し
たマスクプレートである。

又、上記セパレータ４としては、中央部分のガス通路形
成用の凹凸をエッチング、機械掘加工、プレス等により
成形させる形式のもの、あるいは、センタープレートの
両面側にコルゲート板を配してコルゲート板によりガス
通路を形成させるようにしたコルゲート型式のものかあ
る。

上記コルゲート型式のセパレータであって内部マニホー
ルド型のものは、その一例を第５図及び第６図に示す如
く、周辺部に酸化ガス用と燃料ガス用のマニホールド１
１と１２を設けたセンタープレート１０と、該センター
プレート１０の両面側に配してガス通路を形或ざせるよ
うにするコルグート板１４．　１５と、電極反応部とな
る中央部分を切り抜いて周辺部のみとすると共に上記マ
ニホールド１１．１２の部分を切り抜いた形状として上
記センタープレート１０の周辺の上下両面に配して外縁
部を全周にわたり接合させたマスクプレート１３ａ，１
３ｂと、上記センタープレート１０の周辺においてその
上下に配して上記マスクプレート１３ａ，　１３ｂの内
側に重合させたサポートプレート１６ａ，　１６ｂとか
らなり、更に、上記酸化ガス用のマニホールド１１の部
分では、マスクプレート１３ａのマニホールド周縁部を
折り曲げてセンタープレート１０に接合させて、酸化ガ
スＯＧが第５図において矢印で示す如くコルグート板１
５を通して電極反応部へ流されるようにすると共に、上
記燃料ガス用のマニホールド１２の部分では、マスクプ
レート１３ｂのマニホールド周縁部を折り曲げてセンタ
ープレート１０に接合ざせて、燃籾ガスＦＧが第６図に
矢印の如くフルゲート板１４を通して電極反応部へ流さ
れるようにしてある。

［発明か解決しようとする課題］ ところか、上述した従来のコルゲート型式のヒパレータ
の場合は、センタープレート１０の両面に２枚のマスク
プレート１３ａ，　１３ｂを重ね合わせた構或のものと
し、マスクプレート１３ａと１３ｂはともにマニボール
ド１１と１２の部分でプレスにより内側へ折り曲げ加工
してセンタープレート１０に接合させるようにしている
ので、２枚のマスクプレート１３ａ，　１３ｂにプレス
加工が必四であって、加工枚数か多く、プレス加工に時
間と費用か多くかかると共にマスクプレート１３ａ１３
ｂは、中央部分を除く周辺部を一体にした構造であるた
め、上記マニホールド部のプレス加工時に、プレスで全
体を一体に或形する必要かあるが、燃料電池の大容量化
に伴いマスクプレ一ト１３ａ，　１３ｂか大型になって
来ると、プレス加工が大変になると同時にコストアップ
になって来る問題があり、更に、上記マスクプレート１
３ａ，　１３ｂをプレス加工で内側へ折り曲げたところ
をセンタープレート１０に沿わせ溶接にて接合させるも
のであるため、マニホールドの小さいところでは狭い上
に内部に接合部かあることから、シーム溶接により接合
させる場合は電極かマニホールド部に当って良好な溶接
かできないおそれがあり、又、レーザ溶接により接合さ
せる場合は焦点を合わせる必要があるか、狭いところで
の溶接作業となるので作業性に問題かある。

そこで、本発明は、マニホールド部でのセンタープレー
トとマスクプレートとの溶接の作業性を向上させると共
にプレス加工する板の枚数か減らせるような燃料電池用
セパレータを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本弁明は、上記課題を解決するために、周辺部に酸化ガ
ス用と燃料ガス用の各マニホールドを設けたセンタープ
レートと、該センタープレートの両面側に配してガス通
路を形戊させるコルゲート板と、上記センタープレート
の周辺においてその上下に配して外周縁を接合させたシ
ールプレートと、電極反応部となる中央部を切り抜いて
周辺部のみとすると共に上記マニホールドの部分も切り
抜いた形状として周辺部にウェットシール部の上下゛両
而に配したマスクプレートとからなり、更に、上記セン
タープレートをプレスにて折り曲げ加工して、酸化ガス
用マニホールドではアノード側のマスクプレートに、又
、燃料ガス用マニホールドではカソード側のマスクプレ
ートにそれぞれ接合させた構或とする。

［作　　用１ マニホールド部においてセンタープレートを外側へ折り
曲げてマスクプレートに接合させるように勺ると、マニ
ボールドが小さくても溶接部がマニボールドの外側に位
置するので、溶接の作業性が向上し、又、センタープレ
ートを折り曲げ加工することにより２枚のマスクプレー
トは折り曲げ加工する必要がなくなって、プレス加工は
１枚で済むことになる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図は本発明の燃料電池用セパレー夕の実
施例を示すもので、周辺部に酸化ガス用のマニホールド
１１と燃料ガス用のマニホールド１２を有し且つ両面側
にコルゲート板２０．２１を配してガス通路２２を形或
したセンタープレート１７と、該センタープレート１７
の周辺においてその上下に配して外縁部を全周にわたり
接合させたシールプレート１８ａ，　１８ｂと、電極反
応部となる中央部分を切り抜いて周辺部のみとすると共
に上記マニホールド１１．１２の部分を切り抜いた形状
として周辺部の上下両面に重合させたマスクプレート１
９ａ，１９ｂとからなり、更に、酸化ガス用のマニホー
ルド１１では、センタープレート１７をプレス加工で折
り曲げてマスクプレート１９ｂに重合させ、該重合部を
溶接にて接合させて、酸化ガスＯＧがコルゲート板２０
の方へのみ流ざれ、又、燃料ガス用のマニホールド１２
では、センタープレート１７をプレス）Ｊロエで折り曲
げてマスクプレート１９ａに重合させ、該重合部を溶接
にて接合させて、燃料ガスＦＧがコルゲート仮２１の方
へのみ流ざれるようにする。

マニボールド１１．　１２部ではセンタープレート１７
とマスクプレート１９ａ又は１９ｂとを接合して、ガス
かコルグー１・仮２０又は２１側へのみ流れるようにす
るが、上記第１図乃至第３図に示す燃利電池用セパレー
夕では、マニホールド１１１２の部分でセンタープレー
ト１７をカソード側とアノード側に折り西げてマスクプ
レート１９ａ，　１９ｂに接合ざせるようにしているの
で、センタープレート１７とマスクプレート１９ａ，１
９ｂとの溶接作業をマニホールドの外部で行わせること
かできることになり、そのため、溶接の作業性か向上し
、又、低コストのシーム溶接が可能となる。叉、センタ
ープレート１７をプレス加工して折り曲げるようにする
本方式によると、従来のマスクプレートを折り曲げ７Ｊ
ｌ１エするものに比して力０工枚数は１枚ですむため、
加工作業が容易である。

更に、電池が大型化して来ることに伴いセンタープレー
トやマスクプレ−１・は大型化して来るが、マスクプレ
ートの場合（，１一体構造であるため、従来例のように
マスクプレートに折り曲げ加工を施こす場合はプレスで
全体を一体に成形する必要があり、マスクプレートが大
型化して来るとプレス加工が大変になって来る問題があ
るが、この点、本発明のようにセンタープレート１７を
マニボールド部で折り曲げ加工すると、センタープレー
ト１７自体は中央部分と周辺部分とを別体とすることが
できて、周辺部分のマニホールド部のみプレス加工する
という部分プレスが可能であるため、電池が大型化して
センタープレートが大型になって来てもプレス加工作業
が容易に実施できることになる。

なお、シールプレート１８ａとマスクプレート１９ａ及
びシールプレート１８ｂとマスクプレ−１〜１９ｂは一
体にしてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の燃キｊｌ電池用セパレー夕に
よれば、センタープレートの両而則にコルゲー１へ仮を
配したコルグート型式のセバレータにおいて、マニボー
ルド部でカソード則とアノード側へのガスを分離するた
めセンタープレートとマスクプレートとを接合する場合
に、ヒンタープレートにプレスにて折り曲げ加工を旅こ
すことにより、次のような優れた効果か奏し得られる。

（１）センタープレートに折り曲げ加工を施こプと、２
枚のマスクプレートに折り曲げＩＪ｛１工を施こす場合
に比して／Ｊ［］工枚数か少なくてすみ、プレス加工に
要する時間の短縮と加工費の削減が図れる。

（１１〉　　センタープレートを折り曲げ加工して外■
１１１のマスクプレートに重合させて溶接接合させるの
で、従来のマニホールドの内部での接合作業に比して、
マニホールドが小さくても電極がマニボールド部に当る
ことかなく良好なシーム溶接かできると共に、レーザ溶
接の場合でも焦点を合わせることが容易にてき溶接の作
業性を向上でき、且つ低コストで溶接できることになる
。

（ｉｉｉ）　　センタープレー１−は、一体成形する必
要がなく、中央部分と周辺部分とを別体とすることかで
き、周辺部分のマニホールド部のみをプレスで折り曲げ
加工することができる。したかって、電池の大型化に伴
いセンタープレートか大型になっても、センタープレー
トは部分プレスが可能で、プレス力目工か容易に且つ安
１曲にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本梵明の燃料電池用セパレータの平面図、第２
図は第１図の八矢視拡大図、第３図は第１図のＢ矢摸拡
大図、第４図は燃料電池の一例を示す断面図、第５図及
び第６図はいずれも従来のセパレー夕の一例を示すもの
で酸化ガス用マニホールド部と燃料ガス用マニホールド
部での拡大断面図である。 １・・・タイノレ、２・・・カソー１〜、３・・・アノ
ード、１１・・・酸化ガス用のマニボールド、１２・・
・燃料ガス用のマニホールド、１７・・・ヒンタープレ
ー１・、１８ａ，１８ｂ・・・シールプレ−１へ、１９
ａ，　１９ｂ・・・マスクプレート、２０．　２１コル
ゲート仮、２２・・・ガス通路。 待５′［出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図 −３４５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周辺部に酸化ガス用と燃料ガス用の各マニホール
   ドを設けたセンタープレートと、該センタープレートの
   両面側に配してガス通路を形成させるコルゲート板と、
   上記センタープレートの周辺においてその上下に配して
   外周縁を接合させたシールプレートと、電極反応部とな
   る中央部を切り抜いて周辺部のみとすると共に上記マニ
   ホールドの部分も切り抜いた形状として周辺部にウェッ
   トシール部の上下両面に配したマスクプレートとからな
   り、更に、上記マニホールド部で上記センタープレート
   をプレスにて折り曲げ加工して、酸化ガス用マニホール
   ドではアノード側のマスクプレートに、又、燃料ガス用
   マニホールドではカソード側のマスクプレートにそれぞ
   れ接合させてなることを特徴とする燃料電池用セパレー
   タ。