JPH04298967A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPH04298967A JPH04298967A JP3064132A JP6413291A JPH04298967A JP H04298967 A JPH04298967 A JP H04298967A JP 3064132 A JP3064132 A JP 3064132A JP 6413291 A JP6413291 A JP 6413291A JP H04298967 A JPH04298967 A JP H04298967A
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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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層構成された燃料電池
に係り、特にシール性能の向上を図った燃料電池に関す
る。
に係り、特にシール性能の向上を図った燃料電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】化学エネルギ−を直接電気エネルギ−に
変換する燃料電池では、電解質の両面に接して正・負両
電極が設けられ、それぞれ酸化剤ガス、燃料ガスを反応
させることによって電力を取り出すための単位電池が形
成される。ところで、単位電池では得られる起電力が低
いため高出力の発電プラントを構成するには、複数の単
位電池を直列に積層して燃料電池積層体を構成し、各単
位電池の加算出力を得る必要がある。
変換する燃料電池では、電解質の両面に接して正・負両
電極が設けられ、それぞれ酸化剤ガス、燃料ガスを反応
させることによって電力を取り出すための単位電池が形
成される。ところで、単位電池では得られる起電力が低
いため高出力の発電プラントを構成するには、複数の単
位電池を直列に積層して燃料電池積層体を構成し、各単
位電池の加算出力を得る必要がある。
【０００３】一般に、燃料電池積層体は、隣り合う単位
電池間にセパレ−タが設けられ、一方の単位電池の燃料
ガス流路（または酸化剤ガス流路）と他方の単位電池の
酸化剤ガス流路（または燃料ガス流路）を区分する構成
がとられている。したがって、酸化剤ガス流路と燃料ガ
ス流路は交互に積層されることになり、各ガスを供給す
るマニホ−ルドでは、これらガスが外部に漏れることな
く、また各ガスが混合することなくそれらの給排路を形
成することが重要となる。
電池間にセパレ−タが設けられ、一方の単位電池の燃料
ガス流路（または酸化剤ガス流路）と他方の単位電池の
酸化剤ガス流路（または燃料ガス流路）を区分する構成
がとられている。したがって、酸化剤ガス流路と燃料ガ
ス流路は交互に積層されることになり、各ガスを供給す
るマニホ−ルドでは、これらガスが外部に漏れることな
く、また各ガスが混合することなくそれらの給排路を形
成することが重要となる。
【０００４】図１２は従来の燃料電池積層体の横断面を
示したもので、セパレ−タ１０１、電解質板１０２が交
互に積層されスタックを形成している。積層体の両端部
には、酸化剤ガス・燃料ガスの給排出路であるマニホ−
ルド１０３、１０４が設けられ、反応部１０５へ各ガス
を循環させる役割を担っている。
示したもので、セパレ−タ１０１、電解質板１０２が交
互に積層されスタックを形成している。積層体の両端部
には、酸化剤ガス・燃料ガスの給排出路であるマニホ−
ルド１０３、１０４が設けられ、反応部１０５へ各ガス
を循環させる役割を担っている。
【０００５】図１３は、図１２のＺ−Ｚに沿った断面図
である。酸化剤ガスは、マニホ−ルド１０３を経由して
、反応部である電解質板１０２の片面に供給され、発電
作用後に排出される。なお、燃料ガスは図１２中のマニ
ホールド１０４を経由して、電解質板１０２の他の面に
供給され発電作用後に排出される。反応部では、電解質
板１０２をはさみこんで、カソード１０６・アノード１
０７および図示していないガスチャンネル等によって単
位電池が構成され、各単位電池はセパレ−タ板１０８に
よって区分されている。したがって、各ガスは電解質板
１０２、セパレ−タ板１０８で封止され、反応部の周辺
では電解質板１０２とセパレ−タ１０１との接触部にお
けるウェットシ−ルで封止がなされている。
である。酸化剤ガスは、マニホ−ルド１０３を経由して
、反応部である電解質板１０２の片面に供給され、発電
作用後に排出される。なお、燃料ガスは図１２中のマニ
ホールド１０４を経由して、電解質板１０２の他の面に
供給され発電作用後に排出される。反応部では、電解質
板１０２をはさみこんで、カソード１０６・アノード１
０７および図示していないガスチャンネル等によって単
位電池が構成され、各単位電池はセパレ−タ板１０８に
よって区分されている。したがって、各ガスは電解質板
１０２、セパレ−タ板１０８で封止され、反応部の周辺
では電解質板１０２とセパレ−タ１０１との接触部にお
けるウェットシ−ルで封止がなされている。
【０００６】このような従来技術では、電解質板１０２
とセパレータ１０８との接触部でのウェットシール性能
は、電解質板１０２に含まれる炭酸塩のぬれ性、量ある
いは加圧力・寸法精度などにより影響を受け、マニホー
ルド１０３、１０４近傍では両ガスの混合が懸念されて
いる。
とセパレータ１０８との接触部でのウェットシール性能
は、電解質板１０２に含まれる炭酸塩のぬれ性、量ある
いは加圧力・寸法精度などにより影響を受け、マニホー
ルド１０３、１０４近傍では両ガスの混合が懸念されて
いる。
【０００７】さらに、本発明者等は特願平１−１９８４
２４号において、マニホールド部における電解質板とセ
パレータとの接触部でのウェットシール性能の懸念に対
して、図１４に示すように隣接するセパレータ間にセラ
ミックスなどの絶縁性を有するリング状部材１０９と一
対の金属製薄肉板１１０とを接合などによって一体化し
たシール要素１１１を設け、これらシール要素１１１と
両セパレータ１０１とを全周に亙って気密性を保証する
する溶接方法によってシール性能を確実なものとするも
のを提案している。
２４号において、マニホールド部における電解質板とセ
パレータとの接触部でのウェットシール性能の懸念に対
して、図１４に示すように隣接するセパレータ間にセラ
ミックスなどの絶縁性を有するリング状部材１０９と一
対の金属製薄肉板１１０とを接合などによって一体化し
たシール要素１１１を設け、これらシール要素１１１と
両セパレータ１０１とを全周に亙って気密性を保証する
する溶接方法によってシール性能を確実なものとするも
のを提案している。
【０００８】しかし、このようにシール性能としては十
分であっても単位電池の積層工程において、溶接工程毎
に全周に亙って気密性を保証する溶接方法を施さなけれ
ばならないために、積層時の作業効率が悪く、コストア
ップが懸念される。
分であっても単位電池の積層工程において、溶接工程毎
に全周に亙って気密性を保証する溶接方法を施さなけれ
ばならないために、積層時の作業効率が悪く、コストア
ップが懸念される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように多数の単位
電池を積層してなる燃料電池では、製作時の積層工程が
簡便にしかも精度良く実施されることが重要である。
電池を積層してなる燃料電池では、製作時の積層工程が
簡便にしかも精度良く実施されることが重要である。
【００１０】従来技術では、電解質板とセパレータとの
接触部でのウェットシール性能は、電解質板に含まれる
炭酸塩のぬれ性、量あるいは加圧力・寸法精度などによ
り影響を受け、マニホールド近傍では両ガスの混合が懸
念されている。さらに、シール性能としては十分なもの
でも単位電池積層時の作業効率の悪化、言い換えればコ
ストアップが懸念される。
接触部でのウェットシール性能は、電解質板に含まれる
炭酸塩のぬれ性、量あるいは加圧力・寸法精度などによ
り影響を受け、マニホールド近傍では両ガスの混合が懸
念されている。さらに、シール性能としては十分なもの
でも単位電池積層時の作業効率の悪化、言い換えればコ
ストアップが懸念される。
【００１１】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたもので、シール性能が十分で、かつ製作時
の単位電池積層工程が簡便な燃料電池を提供することを
目的とする。 ［発明の構成］
めになされたもので、シール性能が十分で、かつ製作時
の単位電池積層工程が簡便な燃料電池を提供することを
目的とする。 ［発明の構成］
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明にあっては、電解質板とその両面に
接触してなる正極および負極、これら各電極に接してガ
ス流路を形成するガスチャンネル等よりなる単位電池を
積層して構成される燃料電池において、前記ガス流路に
それぞれ酸化剤ガス・燃料ガスを交互に供給するマニホ
−ルド部分で、前記ガス流路毎に隣接するセパレ−タ間
にリング状の絶縁体と一対の金属製薄肉板とからなるシ
ール要素を配置し、このシール要素の一方の金属薄肉板
とセパレータの対応する部位とを前記単位電池の積層方
向に密着させて固定するとともに、前記シール要素と前
記セパレータとの間にシール部剤を介在させたことを特
徴としている。
に、請求項１の発明にあっては、電解質板とその両面に
接触してなる正極および負極、これら各電極に接してガ
ス流路を形成するガスチャンネル等よりなる単位電池を
積層して構成される燃料電池において、前記ガス流路に
それぞれ酸化剤ガス・燃料ガスを交互に供給するマニホ
−ルド部分で、前記ガス流路毎に隣接するセパレ−タ間
にリング状の絶縁体と一対の金属製薄肉板とからなるシ
ール要素を配置し、このシール要素の一方の金属薄肉板
とセパレータの対応する部位とを前記単位電池の積層方
向に密着させて固定するとともに、前記シール要素と前
記セパレータとの間にシール部剤を介在させたことを特
徴としている。
【００１３】また、請求項２の発明にあっては、電解質
板とその両面に接触してなる正極および負極、これら各
電極に接してガス流路を形成するガスチャンネル等より
なる単位電池を積層して構成される燃料電池において、
前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・燃料ガスを交互に
供給するマニホ−ルド部分で、前記ガス流路毎に隣接す
るセパレ−タ間にリング状の絶縁体を配置し、この絶縁
体の前記セパレータと接するそれぞれの面に突起部ある
いは溝部を形成し、前記隣接するセパレータのそれぞれ
に前記絶縁体の突起部あるいは溝部にはめあうように溝
部あるいは突起部を設け、それぞれの溝部内にシール部
剤を配置させることを特徴としている。
板とその両面に接触してなる正極および負極、これら各
電極に接してガス流路を形成するガスチャンネル等より
なる単位電池を積層して構成される燃料電池において、
前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・燃料ガスを交互に
供給するマニホ−ルド部分で、前記ガス流路毎に隣接す
るセパレ−タ間にリング状の絶縁体を配置し、この絶縁
体の前記セパレータと接するそれぞれの面に突起部ある
いは溝部を形成し、前記隣接するセパレータのそれぞれ
に前記絶縁体の突起部あるいは溝部にはめあうように溝
部あるいは突起部を設け、それぞれの溝部内にシール部
剤を配置させることを特徴としている。
【００１４】また、請求項３の発明にあっては、電解質
板とその両面に接触してなる正極および負極、これら各
電極に接してガス流路を形成するガスチャンネル等より
なる単位電池を積層して構成される燃料電池において、
前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・燃料ガスを交互に
供給するマニホ−ルド部分で、前記ガス流路毎に隣接す
るセパレ−タ間にリング状の絶縁体と一対の金属製薄肉
板とからなるシール要素を配置し、この絶縁体の前記セ
パレータと接するそれぞれの面に突起部あるいは溝部を
形成し、前記隣接するセパレータのそれぞれに前記絶縁
体の突起部あるいは溝部にはめあうように溝部あるいは
突起部を設け、それぞれの溝部内にシール部剤を配置さ
せることを特徴としている。
板とその両面に接触してなる正極および負極、これら各
電極に接してガス流路を形成するガスチャンネル等より
なる単位電池を積層して構成される燃料電池において、
前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・燃料ガスを交互に
供給するマニホ−ルド部分で、前記ガス流路毎に隣接す
るセパレ−タ間にリング状の絶縁体と一対の金属製薄肉
板とからなるシール要素を配置し、この絶縁体の前記セ
パレータと接するそれぞれの面に突起部あるいは溝部を
形成し、前記隣接するセパレータのそれぞれに前記絶縁
体の突起部あるいは溝部にはめあうように溝部あるいは
突起部を設け、それぞれの溝部内にシール部剤を配置さ
せることを特徴としている。
【００１５】
【作用】本発明によればシール要素の一方の金属薄肉板
とセパレータの対応する部位とを一体構成する方法とし
て、冷し金などの溶接治具が不要で、しかも、取扱いの
容易なスポット溶接法などを採用することによって、製
作効率は上昇ししたがって必要なコストは低減され得る
。さらに、シール要素とセパレータとの係止部近傍の接
触部に高温接着剤・低融点合金などのシール部剤を介在
させたことにより、その気密性はより確実なものとなる
。
とセパレータの対応する部位とを一体構成する方法とし
て、冷し金などの溶接治具が不要で、しかも、取扱いの
容易なスポット溶接法などを採用することによって、製
作効率は上昇ししたがって必要なコストは低減され得る
。さらに、シール要素とセパレータとの係止部近傍の接
触部に高温接着剤・低融点合金などのシール部剤を介在
させたことにより、その気密性はより確実なものとなる
。
【００１６】
【実施例】以下図面を参照してこの発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１７】（実施例１）図１は本発明に関する燃料電
池積層体の第１の実施例を示す模式図であり、図２は図
１のＸ−Ｘ面に沿った断面図である。さらに、図３はマ
ニホールド部分の拡大図であり図２のＡ部を拡大したも
のに相当する。隣接するセパレータ１間にセラミックス
などの絶縁性を有するリング９と一対の金属製薄肉板１
０とが接合などによって一体化されたシール要素１１が
構成されている。本実施例での一対の金属製薄肉板は一
方がリング９よりも外周側へ展延され、他の一方が内周
側へ展延されている。外周側へ展延された金属製薄肉板
１０はあらかじめその外周をセパレータ板８と気密性を
保証する、例えば Ｔｉｇ溶接などによって気密結合さ
れている。
池積層体の第１の実施例を示す模式図であり、図２は図
１のＸ−Ｘ面に沿った断面図である。さらに、図３はマ
ニホールド部分の拡大図であり図２のＡ部を拡大したも
のに相当する。隣接するセパレータ１間にセラミックス
などの絶縁性を有するリング９と一対の金属製薄肉板１
０とが接合などによって一体化されたシール要素１１が
構成されている。本実施例での一対の金属製薄肉板は一
方がリング９よりも外周側へ展延され、他の一方が内周
側へ展延されている。外周側へ展延された金属製薄肉板
１０はあらかじめその外周をセパレータ板８と気密性を
保証する、例えば Ｔｉｇ溶接などによって気密結合さ
れている。
【００１８】さて、燃料電池の積層工程の過程では、電
極などを含んだセパレータ１と電解質板２とは交互に積
層される。この積層工程時、前述した内周側へ展延され
た金属製薄肉板１０とセパレータ板８とは、接触部 （
おおむね図３における黒い逆三角形で示す部分） にお
いてスポット溶接等によって係止される。この積層工程
時のスポット溶接は、積層工程を簡便なものとすべく気
密性は保証していない。
極などを含んだセパレータ１と電解質板２とは交互に積
層される。この積層工程時、前述した内周側へ展延され
た金属製薄肉板１０とセパレータ板８とは、接触部 （
おおむね図３における黒い逆三角形で示す部分） にお
いてスポット溶接等によって係止される。この積層工程
時のスポット溶接は、積層工程を簡便なものとすべく気
密性は保証していない。
【００１９】そして、上記気密性を保証するために、金
属性薄肉板１０とセパレータ板８との内周の角部には高
温接着剤１２が両者のすきまを覆うように形成されてい
る。 この高温接着剤１２が本発明のシール部剤の一例であり
、この高温接着剤１２により気密性が保たれる。このよ
うな構成は供給側・排出側・燃料側・酸化剤側すべての
マニホールドに同様に実施される。
属性薄肉板１０とセパレータ板８との内周の角部には高
温接着剤１２が両者のすきまを覆うように形成されてい
る。 この高温接着剤１２が本発明のシール部剤の一例であり
、この高温接着剤１２により気密性が保たれる。このよ
うな構成は供給側・排出側・燃料側・酸化剤側すべての
マニホールドに同様に実施される。
【００２０】図４は第１の実施例の変形例を示した部分
断面図であり、図３と同一部分に相当する。したがって
、同一部分には同一符号を付してその詳細については説
明を省略する。シール要素の金属性薄肉板１０とセパレ
ータ板８との内周接触部においてそれぞれの端部を立ち
上げ形成し、両者によって形成される溝１３を設けると
ともに、溝内にシール部剤たる高温接着剤１２を充填し
たものである。
断面図であり、図３と同一部分に相当する。したがって
、同一部分には同一符号を付してその詳細については説
明を省略する。シール要素の金属性薄肉板１０とセパレ
ータ板８との内周接触部においてそれぞれの端部を立ち
上げ形成し、両者によって形成される溝１３を設けると
ともに、溝内にシール部剤たる高温接着剤１２を充填し
たものである。
【００２１】なお、金属性薄肉板１０とセパレータ板８
との係止法としてスポット溶接法を用いて説明したが、
スポット溶接法に限定されるものではなく、シーム溶接
・圧接・圧着・かしめなど両者が係止される方法であれ
ば良いことはもちろんである。この時に、気密性の保証
はシール部剤に委ねているため、係止手段に特にシール
性能を期待することがないため、簡便なスポット溶接な
どにより積層工程の簡略化を図ることができる。上記圧
接・圧着・かしめなどは通常シール性能を期待する場合
もあるが、本実施例ではそのような精密な圧接・圧着・
かしめは必要ではなく、シール要素の金属性薄肉板１０
とセパレータ板８との係止が実現できれば良い。
との係止法としてスポット溶接法を用いて説明したが、
スポット溶接法に限定されるものではなく、シーム溶接
・圧接・圧着・かしめなど両者が係止される方法であれ
ば良いことはもちろんである。この時に、気密性の保証
はシール部剤に委ねているため、係止手段に特にシール
性能を期待することがないため、簡便なスポット溶接な
どにより積層工程の簡略化を図ることができる。上記圧
接・圧着・かしめなどは通常シール性能を期待する場合
もあるが、本実施例ではそのような精密な圧接・圧着・
かしめは必要ではなく、シール要素の金属性薄肉板１０
とセパレータ板８との係止が実現できれば良い。
【００２２】さらに、シール部剤として高温接着剤を一
例としたが低融点合金・低融点粉末ガラスなどでも良い
。もちろんこの場合、低融点合金・低融点粉末ガラスは
発電状態において軟化あるいは溶融状態となることによ
って、より良い気密性（シール性能）が提供され得る。 この時、図５に示すようにあらかじめ金属性薄肉板１０
とセパレータ板８との間に低融点合金１４をはさみ込ん
でおき、その後スポット溶接などの係止を実施してもよ
い。また、シール部剤の形成（充填）位置は本例では内
周側としたが、図６に示すように金属性薄肉板１０とセ
パレータ板８との接触部あるいは相対する部分の任意の
位置で可能であり、上記溝形状も適宜選定できることは
もちろんである。係止位置も半径方向一か所に拘束され
ることなく、数か所でもかまわない。
例としたが低融点合金・低融点粉末ガラスなどでも良い
。もちろんこの場合、低融点合金・低融点粉末ガラスは
発電状態において軟化あるいは溶融状態となることによ
って、より良い気密性（シール性能）が提供され得る。 この時、図５に示すようにあらかじめ金属性薄肉板１０
とセパレータ板８との間に低融点合金１４をはさみ込ん
でおき、その後スポット溶接などの係止を実施してもよ
い。また、シール部剤の形成（充填）位置は本例では内
周側としたが、図６に示すように金属性薄肉板１０とセ
パレータ板８との接触部あるいは相対する部分の任意の
位置で可能であり、上記溝形状も適宜選定できることは
もちろんである。係止位置も半径方向一か所に拘束され
ることなく、数か所でもかまわない。
【００２３】（実施例２）以下図面を参照して第２の実
施例について図面を参照して詳細に説明する。図７は第
２の実施例に関する燃料電池積層体の一実施例を示す模
式図であり、図８は図７のＹ−Ｙ面に沿った断面図であ
る。さらに、図９はマニホールド部分の拡大図であり図
８のＢ部の拡大部分に相当する。隣接するセパレータ２
１間には焼結セラミックスなどの絶縁性を有するリング
状の高温高強度部材２９が各流路ごとに配置されている
。この時、電解質板２２は反応部ならびに反応部のウェ
ットシールに関与するエッジ部を覆う大きさに形成され
ている。さらに、高温高強度部材２９の片面には凹状溝
３０が、他の面には突起部３１が設けられている。一方
、隣接する一方のセパレータ板２８には、凹状溝３０と
適度の隙間をもってはめあうように突出してなる筒部３
２が、他のセパレータ板２８には突起部３１と同様に適
度の隙間をもってはめあうように凹状枠３３が形成され
ている。また、凹状溝３０および凹状枠３３内には、電
池運転温度近傍で軟化状態となる低融点ガラス・低融点
合金などのシール部剤３４が挿入されている。なお、本
実施例ではセパレータに凹状枠３３を形成するにあたっ
て、反応部へのガス流路を確保するため屈曲部３５を設
けているが、ガス流路が十分であれば何ら設ける必要が
ない。さらに、筒部３２と凹状溝３０、凹状枠３３と突
起部３１との接触も何ら支障をきたさない。
施例について図面を参照して詳細に説明する。図７は第
２の実施例に関する燃料電池積層体の一実施例を示す模
式図であり、図８は図７のＹ−Ｙ面に沿った断面図であ
る。さらに、図９はマニホールド部分の拡大図であり図
８のＢ部の拡大部分に相当する。隣接するセパレータ２
１間には焼結セラミックスなどの絶縁性を有するリング
状の高温高強度部材２９が各流路ごとに配置されている
。この時、電解質板２２は反応部ならびに反応部のウェ
ットシールに関与するエッジ部を覆う大きさに形成され
ている。さらに、高温高強度部材２９の片面には凹状溝
３０が、他の面には突起部３１が設けられている。一方
、隣接する一方のセパレータ板２８には、凹状溝３０と
適度の隙間をもってはめあうように突出してなる筒部３
２が、他のセパレータ板２８には突起部３１と同様に適
度の隙間をもってはめあうように凹状枠３３が形成され
ている。また、凹状溝３０および凹状枠３３内には、電
池運転温度近傍で軟化状態となる低融点ガラス・低融点
合金などのシール部剤３４が挿入されている。なお、本
実施例ではセパレータに凹状枠３３を形成するにあたっ
て、反応部へのガス流路を確保するため屈曲部３５を設
けているが、ガス流路が十分であれば何ら設ける必要が
ない。さらに、筒部３２と凹状溝３０、凹状枠３３と突
起部３１との接触も何ら支障をきたさない。
【００２４】図１０は他の実施例を示したものであり、
図９に対応する部分を示している。絶縁性を有する高温
高強度部材としてプレスなどで成型された薄板の金属板
３６とその表面に施した絶縁層３７よりなるシールリン
グ３８を採用している。絶縁層３７としてはセラミック
溶射によるもの・セラミックス系高温接着剤によるもの
などが適している。さらに、本例では絶縁層３７を金属
板３６の片面に施しているがその両面でも何らかまわず
、加えて全面に施す必要もなく １〜数か所の施工でも
かまわない。また、金属板３６としてプレスなどで成型
された薄板としているが、切削などの加工により形成さ
れた金属板でも良い。もちろん、絶縁層３７をセパレー
タ側に設けた場合、セパレータ側および金属板側の両者
とした場合も可能である。
図９に対応する部分を示している。絶縁性を有する高温
高強度部材としてプレスなどで成型された薄板の金属板
３６とその表面に施した絶縁層３７よりなるシールリン
グ３８を採用している。絶縁層３７としてはセラミック
溶射によるもの・セラミックス系高温接着剤によるもの
などが適している。さらに、本例では絶縁層３７を金属
板３６の片面に施しているがその両面でも何らかまわず
、加えて全面に施す必要もなく １〜数か所の施工でも
かまわない。また、金属板３６としてプレスなどで成型
された薄板としているが、切削などの加工により形成さ
れた金属板でも良い。もちろん、絶縁層３７をセパレー
タ側に設けた場合、セパレータ側および金属板側の両者
とした場合も可能である。
【００２５】図１１は他の実施例を示したもので絶縁層
３７の気孔径の配置に関している。低融点ガラスが溶融
したときに流出しないように、低融点ガラスなどの挿入
物との接触部から遠ざかるにしたがって気孔径を大きく
なるように調節したものである。この様に構成すること
で、毛管力の作用が低減されることになり、シール部材
としての低融点ガラスは流出しない。このとき、気孔径
を複数の層状に調整することも可能である。
３７の気孔径の配置に関している。低融点ガラスが溶融
したときに流出しないように、低融点ガラスなどの挿入
物との接触部から遠ざかるにしたがって気孔径を大きく
なるように調節したものである。この様に構成すること
で、毛管力の作用が低減されることになり、シール部材
としての低融点ガラスは流出しない。このとき、気孔径
を複数の層状に調整することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、隣
接するセパレータ間にセラミックスなどの絶縁性を有す
るリングと一対の金属製薄肉板とを接合などによって一
体化したシール要素を有する燃料電池において、前記シ
ール要素の一方の金属薄肉板とセパレータの対応する部
位とをスポット溶接などの簡便な係止法により構成する
ことによって、その積層効率は向上し、したがってコス
トは低減される。さらに、シール要素の薄肉板とセパレ
ータ板とのすきまを覆うように高温接着剤を形成するこ
とによって、マニホールド内外での気密性はより向上し
確実なシール性能を確保でき得る。
接するセパレータ間にセラミックスなどの絶縁性を有す
るリングと一対の金属製薄肉板とを接合などによって一
体化したシール要素を有する燃料電池において、前記シ
ール要素の一方の金属薄肉板とセパレータの対応する部
位とをスポット溶接などの簡便な係止法により構成する
ことによって、その積層効率は向上し、したがってコス
トは低減される。さらに、シール要素の薄肉板とセパレ
ータ板とのすきまを覆うように高温接着剤を形成するこ
とによって、マニホールド内外での気密性はより向上し
確実なシール性能を確保でき得る。
【図１】本発明の第１の実施例に係わる燃料電池の模式
図である。
図である。
【図２】図１中のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図２中のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施例の変形例に係わる燃料電
池のマニホールド近傍の拡大図である。
池のマニホールド近傍の拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施例の変形例に係わる燃料電
池のマニホールド近傍の拡大図である。
池のマニホールド近傍の拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施例の変形例に係わる燃料電
池のマニホールド近傍の拡大図である。
池のマニホールド近傍の拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係わる燃料電池の模式
図である。
図である。
【図８】図７中のＹ−Ｙ断面図である。
【図９】図８中のＢ部拡大図である。
【図１０】本発明の第２の実施例の変形例に係わる燃料
電池のマニホールド近傍の拡大図である。
電池のマニホールド近傍の拡大図である。
【図１１】本発明の第の実施例の変形例に係わる燃料電
池のマニホールド近傍の拡大図である。
池のマニホールド近傍の拡大図である。
【図１２】従来の燃料電池に係わる模式図である。
【図１３】図１２中のＺ−Ｚ断面図である。
【図１４】従来の燃料電池の他の例に係わる断面図であ
る。
る。
１ セパレータ
２ 電解質板
３ 酸化剤ガスマニホールド
４ 燃料ガスマニホールド
９ 絶縁性リング
１０ 金属製薄肉板
１１ シール要素
１２ 高温接着剤
１３ 溝部
１４ 低融点合金（シール部剤）
２１ セパレータ
２２ 電解質板
２３ 酸化剤ガスマニホールド
２４ 燃料ガスマニホールド
２９ 高温高強度部材
３０ 凹状溝
３４ シール部剤
３８ シール要素
Claims (3)
- 【請求項１】電解質板とその両面に接触してなる正極お
よび負極、これら各電極に接してガス流路を形成するガ
スチャンネルよりなる単位電池を積層して構成される燃
料電池において、前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・
燃料ガスを交互に供給するマニホ−ルド部分の、前記ガ
ス流路毎に隣接するセパレ−タ間にリング状の絶縁体と
一対の金属製薄肉板とからなるシール要素を配置し、こ
のシール要素の一方の金属製薄肉板とセパレータの対応
する部位とを前記単位電池の積層方向に密着させて固定
するとともに、前記シール要素と前記セパレータとの間
にシール部剤を介在させたことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】電解質板とその両面に接触してなる正極お
よび負極、これら各電極に接してガス流路を形成するガ
スチャンネルよりなる単位電池を積層して構成される燃
料電池において、前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・
燃料ガスを交互に供給するマニホ−ルド部分の、前記ガ
ス流路毎に隣接するセパレ−タ間にリング状の絶縁体を
配置し、この絶縁体の前記セパレータと接するそれぞれ
の面に突起部あるいは溝部を形成し、前記隣接するセパ
レータのそれぞれに前記絶縁体の突起部あるいは溝部に
はめあうように溝部あるいは突起部を設け、それぞれの
溝部内にシール部剤を配置させたことを特徴とする燃料
電池。 - 【請求項３】電解質板とその両面に接触してなる正極お
よび負極、これら各電極に接してガス流路を形成するガ
スチャンネルよりなる単位電池を積層して構成される燃
料電池において、前記ガス流路にそれぞれ酸化剤ガス・
燃料ガスを交互に供給するマニホ−ルド部分の、前記ガ
ス流路毎に隣接するセパレ−タ間にリング状の絶縁体と
一対の金属製薄肉板とからなるシール要素を配置し、こ
の絶縁体の前記セパレータと接するそれぞれの面に突起
部あるいは溝部を形成し、前記隣接するセパレータのそ
れぞれに前記絶縁体の突起部あるいは溝部にはめあうよ
うに溝部あるいは突起部を設け、それぞれの溝部内にシ
ール部剤を配置させることを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064132A JPH04298967A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064132A JPH04298967A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298967A true JPH04298967A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13249247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3064132A Pending JPH04298967A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298967A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06176774A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-24 | Toshiba Corp | 積層式燃料電池 |
| WO2003096466A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell assembly and method for bonding a separator and an electrolyte layer of a fuel cell assembly |
| JP2010067453A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| US20150024294A1 (en) * | 2012-04-13 | 2015-01-22 | Elringklinger Ag | Fuel cell device and method for operating a fuel cell device |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3064132A patent/JPH04298967A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06176774A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-24 | Toshiba Corp | 積層式燃料電池 |
| WO2003096466A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell assembly and method for bonding a separator and an electrolyte layer of a fuel cell assembly |
| US7534465B2 (en) | 2002-05-09 | 2009-05-19 | Honda Motor Co., Ltd | Fuel cell assembly and method for bonding a separator and an electrolyte layer of a fuel cell assembly |
| JP2010067453A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| US20150024294A1 (en) * | 2012-04-13 | 2015-01-22 | Elringklinger Ag | Fuel cell device and method for operating a fuel cell device |
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