JPH0542618Y2 - - Google Patents
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- JPH0542618Y2 JPH0542618Y2 JP1985084416U JP8441685U JPH0542618Y2 JP H0542618 Y2 JPH0542618 Y2 JP H0542618Y2 JP 1985084416 U JP1985084416 U JP 1985084416U JP 8441685 U JP8441685 U JP 8441685U JP H0542618 Y2 JPH0542618 Y2 JP H0542618Y2
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- battery stack
- sealing material
- fuel cell
- stacking
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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
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の属する技術分野〕
本考案は積層面が長方形の単電池を複数個積層
してなる電池積層体の側面に反応ガスを給排する
マニホールドを取付けてなる燃料電池、特にその
マニホールド取付構造に関する。
してなる電池積層体の側面に反応ガスを給排する
マニホールドを取付けてなる燃料電池、特にその
マニホールド取付構造に関する。
マトリツクス形燃料電池の基本をなす単電池は
例えば第３図に示すように反応ガス流路を備えた
一対の燃料電極１１と酸化剤電極１３との間に例
えば電解質としてのリン酸を含浸保持させたマト
リツクス１２を挾持してなり、これらの電極に一
方側からは燃料ガスを、他方側からは酸化剤ガス
を供給して電気化学的反応に基づく電気エネルギ
ーを両電極より取り出すように構成されている。
第４図に示すように燃料電池セルスタツク１は第
３図に示した単電池と隣接する単電池間にガス不
透過性の導電材からなるセパレート板１４を介装
して多数積層し、さらに必要により冷却板を介装
して電池積層体７とし、この電池積層体７を上下
に設けた締付板４を介して皿ばね５、タイロツド
３等からなる締付金具により締付固定されてい
る。さらに電池積層体７の側面には燃料ガスおよ
び酸化剤ガスを互いに直交する方向に給排するた
めマニホールド２が前記側面の四方に取りつけら
れている。電池積層体の側面に施されたシール層
とマニホールドの開口フランジ面との間からの反
応ガスの漏洩は、電池の効率低下および燃料ガス
中の水素と酸化剤ガス中の酸素との爆発的反応を
誘起するので、電気積層体の側面に施されたシー
ル層とマニホールドの開口フランジ面との間から
反応ガスが漏洩しないように前記マニホールドを
電池積層体の側面に気密に取りつける必要があ
る。
例えば第３図に示すように反応ガス流路を備えた
一対の燃料電極１１と酸化剤電極１３との間に例
えば電解質としてのリン酸を含浸保持させたマト
リツクス１２を挾持してなり、これらの電極に一
方側からは燃料ガスを、他方側からは酸化剤ガス
を供給して電気化学的反応に基づく電気エネルギ
ーを両電極より取り出すように構成されている。
第４図に示すように燃料電池セルスタツク１は第
３図に示した単電池と隣接する単電池間にガス不
透過性の導電材からなるセパレート板１４を介装
して多数積層し、さらに必要により冷却板を介装
して電池積層体７とし、この電池積層体７を上下
に設けた締付板４を介して皿ばね５、タイロツド
３等からなる締付金具により締付固定されてい
る。さらに電池積層体７の側面には燃料ガスおよ
び酸化剤ガスを互いに直交する方向に給排するた
めマニホールド２が前記側面の四方に取りつけら
れている。電池積層体の側面に施されたシール層
とマニホールドの開口フランジ面との間からの反
応ガスの漏洩は、電池の効率低下および燃料ガス
中の水素と酸化剤ガス中の酸素との爆発的反応を
誘起するので、電気積層体の側面に施されたシー
ル層とマニホールドの開口フランジ面との間から
反応ガスが漏洩しないように前記マニホールドを
電池積層体の側面に気密に取りつける必要があ
る。
このため、従来の燃料電池では第５図に示すよ
うに電池積層体７の四側面とマニホールド２の開
口フランジ面との間にシール材９を介装して締付
けている。この締付は各マニホールドに取付金具
２４を設け、隣接するマニホールド相互の取付金
具２４に締付棒としてのスタツド２８を挿入して
皿ばね２５を介して行なわれ、この締付により電
池積層体とマニホールドとの熱膨脹差に起因する
マニホールドの伸びにより電池積層体の側面とマ
ニホールドの開口フランジ面との間に介装された
シール材９に加わる面圧が低下して反応ガスが漏
洩するのを防止している。
うに電池積層体７の四側面とマニホールド２の開
口フランジ面との間にシール材９を介装して締付
けている。この締付は各マニホールドに取付金具
２４を設け、隣接するマニホールド相互の取付金
具２４に締付棒としてのスタツド２８を挿入して
皿ばね２５を介して行なわれ、この締付により電
池積層体とマニホールドとの熱膨脹差に起因する
マニホールドの伸びにより電池積層体の側面とマ
ニホールドの開口フランジ面との間に介装された
シール材９に加わる面圧が低下して反応ガスが漏
洩するのを防止している。
しかしながらこのような構造では、スタツド２
８の軸心方向が電池積層体の側面と直角方向でな
く斜め方向に配されているので、積層面が長方形
状の単電池を複数個積層してなる燃料電池の場
合、電池積層体の相隣る側面に配されるシール材
にはスタツド２８の締付力の分力、すなわち電池
積層体の側面に垂直方向の分力として作用する締
付力はシール材の接触面積により、相隣る側面同
志において均一にならない。このため締付面圧の
不均一のためシール材から反応ガスが漏洩すると
いう虞れがあつた。
８の軸心方向が電池積層体の側面と直角方向でな
く斜め方向に配されているので、積層面が長方形
状の単電池を複数個積層してなる燃料電池の場
合、電池積層体の相隣る側面に配されるシール材
にはスタツド２８の締付力の分力、すなわち電池
積層体の側面に垂直方向の分力として作用する締
付力はシール材の接触面積により、相隣る側面同
志において均一にならない。このため締付面圧の
不均一のためシール材から反応ガスが漏洩すると
いう虞れがあつた。
本考案は、前述のような点に鑑み、積層面が長
方形状の単電池を複数個積層してなる燃料電池に
おいて、電池積層体の側面とマニホールドの開口
フランジ面間に介装されるシール材に均一な締付
面圧をかけることのできる燃料電池を提供するこ
とを目的とする。
方形状の単電池を複数個積層してなる燃料電池に
おいて、電池積層体の側面とマニホールドの開口
フランジ面間に介装されるシール材に均一な締付
面圧をかけることのできる燃料電池を提供するこ
とを目的とする。
上記の目的は、本考案によれば積層面が長方形
状の単電池を複数個積層してなる電池積層体の側
面にシール材を介してマニホールドを配し、該マ
ニホールドの相隣るマニホールド同志に設けられ
た取付金具に連結する締付棒によりマニホールド
を前記側面に圧着する燃料電池において、前記電
池積層体の一方の側面と該側面に相隣る側面とに
配されるシール材の接触面積の比を正接値とする
角度（Θ＝tan-1A1／A2）に前記締付棒の軸心を
前記一方の側面に傾けてシール面圧が等しくなる
ように配設することにより達成される。
状の単電池を複数個積層してなる電池積層体の側
面にシール材を介してマニホールドを配し、該マ
ニホールドの相隣るマニホールド同志に設けられ
た取付金具に連結する締付棒によりマニホールド
を前記側面に圧着する燃料電池において、前記電
池積層体の一方の側面と該側面に相隣る側面とに
配されるシール材の接触面積の比を正接値とする
角度（Θ＝tan-1A1／A2）に前記締付棒の軸心を
前記一方の側面に傾けてシール面圧が等しくなる
ように配設することにより達成される。
以下図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。第１図は本考案の実施例によるマニホールド
取付構造を備えた燃料電池の断面図である。なお
第１図および後述する第２図において第３図ない
し第５図の従来例と同一部品には同じ符号を付し
ている。第１図においてマニホールド２、電池積
層体７、シール材９、取付金具２４、皿ばね２
５、締付棒２８等の構造、作用は従来技術のもの
と同じなので説明を省略する。本実施例では締付
棒としてのスタツド２８はその軸心を電池積層体
７の一方の側面７ａと角度θをなすように、一方
の側面７ａとこれに相隣る側面７ｂとに取付けら
れた取付金具２４を介して配されている。なおス
タツド２８の軸心が側面７ｂとのなす角度βは電
池積層体が長方形であるためβ＝π／２−θとなる。
る。第１図は本考案の実施例によるマニホールド
取付構造を備えた燃料電池の断面図である。なお
第１図および後述する第２図において第３図ない
し第５図の従来例と同一部品には同じ符号を付し
ている。第１図においてマニホールド２、電池積
層体７、シール材９、取付金具２４、皿ばね２
５、締付棒２８等の構造、作用は従来技術のもの
と同じなので説明を省略する。本実施例では締付
棒としてのスタツド２８はその軸心を電池積層体
７の一方の側面７ａと角度θをなすように、一方
の側面７ａとこれに相隣る側面７ｂとに取付けら
れた取付金具２４を介して配されている。なおス
タツド２８の軸心が側面７ｂとのなす角度βは電
池積層体が長方形であるためβ＝π／２−θとなる。
今電池積層体の側面に四個のマニホールドを上
記のような手段によりそれぞれマニホールドをス
タツドにより取付けて四個所のスタツド２８を締
付力Ｐで締付けた場合に１個のスタツドにより電
池積層体の側面７ａと７ｂとにそれぞれ垂直にか
かる締付分力PaとPbはそれぞれ Pa＝Psinθ Pb＝Psinβ＝Psin（π／２−θ）＝Pcosθ ここで側面７ａと側面７ｂとにそれぞれシール
材、例えば板状のガスケツト９が電池積層体７の
周縁部を枠状になつて配列され、その接触面積を
それぞれA1，A2とすればガスケツト９にかかる
面圧は二個所のスタツドの締付力により 側面７ａで2Psinθ／A1 側面７ｂで2Pcosθ／A2 となる。したがつて７ａと７ｂとでガスケツト９
にかかる面圧が等しいためには 2Psinθ／A1＝2Pcosθ／A2 すなわちsinθ／cosθ＝tanθ＝A1／A2……(1) となりθ＝tan-1A1／A2 ……(2) すなわち締付棒の軸心は電池積層体の一方の側
面７ａと(2)式で示される角度に配設されればよい
ことになる。
記のような手段によりそれぞれマニホールドをス
タツドにより取付けて四個所のスタツド２８を締
付力Ｐで締付けた場合に１個のスタツドにより電
池積層体の側面７ａと７ｂとにそれぞれ垂直にか
かる締付分力PaとPbはそれぞれ Pa＝Psinθ Pb＝Psinβ＝Psin（π／２−θ）＝Pcosθ ここで側面７ａと側面７ｂとにそれぞれシール
材、例えば板状のガスケツト９が電池積層体７の
周縁部を枠状になつて配列され、その接触面積を
それぞれA1，A2とすればガスケツト９にかかる
面圧は二個所のスタツドの締付力により 側面７ａで2Psinθ／A1 側面７ｂで2Pcosθ／A2 となる。したがつて７ａと７ｂとでガスケツト９
にかかる面圧が等しいためには 2Psinθ／A1＝2Pcosθ／A2 すなわちsinθ／cosθ＝tanθ＝A1／A2……(1) となりθ＝tan-1A1／A2 ……(2) すなわち締付棒の軸心は電池積層体の一方の側
面７ａと(2)式で示される角度に配設されればよい
ことになる。
第２図は本考案の異なる実施例による燃料電池
のマニホールド取付構造の断面図であり、図にお
いて反応ガスのマニホールドは電池積層体７の一
方の側面に反応ガスの供給マニホールド２１ａと
排出マニホールド２１ｂとを備えた給排マニホー
ルド２１と、対向する側面に反応ガスがＵターン
するマニホールド２２ｃを備えた中間マニホール
ド２２とを備えている。そして給排マニホールド
２１と中間マニホールド２２やマニホールド２等
には電池積層体の側面の周縁部に枠状のシール材
が介装されるとともに給排マニホールド２１の供
給マニホールド２１ａと排出マニホールド２２ｂ
との境界板２１ｄと電池積層体の側面との間にシ
ール材１０を介装して供給マニホールド２１ａと
排出マニホールド２１ｂとの間の気密を保つてい
る。
のマニホールド取付構造の断面図であり、図にお
いて反応ガスのマニホールドは電池積層体７の一
方の側面に反応ガスの供給マニホールド２１ａと
排出マニホールド２１ｂとを備えた給排マニホー
ルド２１と、対向する側面に反応ガスがＵターン
するマニホールド２２ｃを備えた中間マニホール
ド２２とを備えている。そして給排マニホールド
２１と中間マニホールド２２やマニホールド２等
には電池積層体の側面の周縁部に枠状のシール材
が介装されるとともに給排マニホールド２１の供
給マニホールド２１ａと排出マニホールド２２ｂ
との境界板２１ｄと電池積層体の側面との間にシ
ール材１０を介装して供給マニホールド２１ａと
排出マニホールド２１ｂとの間の気密を保つてい
る。
このような構造においても電池積層体の一方の
側面にあるシール材９と１０および相隣る側面に
あるシール材９とのそれぞれ接触面積と角度θが
前述のような関係にすることにより同じ作用が得
られる。
側面にあるシール材９と１０および相隣る側面に
あるシール材９とのそれぞれ接触面積と角度θが
前述のような関係にすることにより同じ作用が得
られる。
以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば積層面が長方形状の単電池を複数個積層してな
る電池積層体の側面にシール材を介してマニホー
ルドを配し、該マニホールドの相隣るマニホール
ド同志に設けられた取付金具に連結する締付棒に
よりマニホールドを前記側面に圧着する燃料電池
において、前記電池積層体の一方の側面と該側面
に相隣る側面とに配されるシール材の接触面積の
比を正接値とする角度（Θ＝tan-1A1／A2）に前
記締付棒の軸心を前記一方の側面に傾けてシール
面圧が等しくなるように配設することにより、シ
ール材に加わる締付分力による各シール材の締付
面圧を均一にして所定値にすることができるので
シール性能が向上するという効果がある。
ば積層面が長方形状の単電池を複数個積層してな
る電池積層体の側面にシール材を介してマニホー
ルドを配し、該マニホールドの相隣るマニホール
ド同志に設けられた取付金具に連結する締付棒に
よりマニホールドを前記側面に圧着する燃料電池
において、前記電池積層体の一方の側面と該側面
に相隣る側面とに配されるシール材の接触面積の
比を正接値とする角度（Θ＝tan-1A1／A2）に前
記締付棒の軸心を前記一方の側面に傾けてシール
面圧が等しくなるように配設することにより、シ
ール材に加わる締付分力による各シール材の締付
面圧を均一にして所定値にすることができるので
シール性能が向上するという効果がある。
第１図は本考案の実施例による燃料電池のマニ
ホールド取付構造の断面図、第２図は本考案の異
なる実施例による燃料電池のマニホールド取付構
造の断面図、第３図は単電池の分解斜視図、第４
図は従来のマニホールド取付構造を備えた燃料電
池の部分断面側面図、第５図は第４図のＸ−Ｘ断
面図である。 ２……マニホールド、７……電池積層体、９，
１０……シール材、２４……取付金具、２８……
締付棒。
ホールド取付構造の断面図、第２図は本考案の異
なる実施例による燃料電池のマニホールド取付構
造の断面図、第３図は単電池の分解斜視図、第４
図は従来のマニホールド取付構造を備えた燃料電
池の部分断面側面図、第５図は第４図のＸ−Ｘ断
面図である。 ２……マニホールド、７……電池積層体、９，
１０……シール材、２４……取付金具、２８……
締付棒。
Claims (1)
- 積層面が長方形状の単電池を複数個積層してな
る電池積層体の側面にシール材を介してマニホー
ルドを配し、該マニホールドの相隣るマニホール
ド同志に設けられた取付金具に連結する締付棒に
よりマニホールドを前記側面に圧着する燃料電池
において、前記電池積層体の一方の側面と該側面
に相隣る側面とに配されるシール材の接触面積の
比を正接値とする角度（Θ＝tan-1A1／A2）に前
記締付棒の軸心を前記一方の側面に傾けてシール
面圧が等しくなるように配設したことを特徴とす
る燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985084416U JPH0542618Y2 (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985084416U JPH0542618Y2 (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199873U JPS61199873U (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0542618Y2 true JPH0542618Y2 (ja) | 1993-10-27 |
Family
ID=30633909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985084416U Expired - Lifetime JPH0542618Y2 (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0542618Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021061112A (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-15 | 株式会社東芝 | 燃料電池スタック、及び燃料電池スタックのマニホールド |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58165275A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS5975576A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-28 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS6084774A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP1985084416U patent/JPH0542618Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58165275A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS5975576A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-28 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS6084774A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61199873U (ja) | 1986-12-13 |
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