JPH0566875U - 燃料電池マニホールド板 - Google Patents
燃料電池マニホールド板Info
- Publication number
- JPH0566875U JPH0566875U JP110449U JP11044991U JPH0566875U JP H0566875 U JPH0566875 U JP H0566875U JP 110449 U JP110449 U JP 110449U JP 11044991 U JP11044991 U JP 11044991U JP H0566875 U JPH0566875 U JP H0566875U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- manifold plate
- groove
- fuel cell
- manifold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y02E60/521—
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セルスタック圧接組立て時におけるシール材
の面内横ずれや高分子電解質圧接固定後の横ずれ、なら
びにガス流通孔や電極面周囲部分のガス漏洩などを発生
させない。 【構成】 マニホールド板22において、燃料ガスや酸
化剤ガスの流通孔24の周囲を囲むV溝29〜32およ
び34〜37を設け、また電極面内ガス流路方向ガスシ
ール用V溝33を表面22aに、電解質シール用V溝3
8を裏面22bにそれぞれ刻設した。
の面内横ずれや高分子電解質圧接固定後の横ずれ、なら
びにガス流通孔や電極面周囲部分のガス漏洩などを発生
させない。 【構成】 マニホールド板22において、燃料ガスや酸
化剤ガスの流通孔24の周囲を囲むV溝29〜32およ
び34〜37を設け、また電極面内ガス流路方向ガスシ
ール用V溝33を表面22aに、電解質シール用V溝3
8を裏面22bにそれぞれ刻設した。
Description
【0001】
本考案は、反応ガスが漏洩することなく、シール材の面内横ずれを防止する燃 料電池マニホールド板に関する。
【0002】
図4〜5に示すように、2種類の反応ガスを使用する燃料電池Aは、アノード 電極基材03とカソード電極基材04とに挟持された高分子固体電解質膜02に より分割した燃料ガス区域05aと酸化剤ガス区域06aとをそれぞれ備える2 枚のマニホールド板05、06を重ね合わせてなる単位電池01複数個をセパレ ータ08を介して積層したセルスタック09とし、マニホールドを兼ねる1組の エンドプレート10、10でボルト締めにより圧縮挟持して構成されている。 また、反応ガスは、燃料ガスと酸化剤ガスとからなり、アノード電極基材03 を備える燃料ガス区域05aには燃料ガスが、一方カソード電極基材04を備え る酸化剤ガス区域06aには、酸化剤ガスがそれぞれ同時に導入され排出される 。その結果、高分子固体電解質膜02において、両ガスは化学反応を行い、その 進行に伴って電子が発生し、この電子をアノード電極基材03、カソード電極基 材04により外部回路に取り出すことで電気エネルギーが発生する。
【0003】 ところで、この種の燃料電池における単位電池は、シール剤用溝を有していな いマニホールド板2枚を、例えば位相を90度変えた姿勢で重ね合わせ、これら の外面にそれぞれシール材を積層しただけの構造としていた。
【0004】
このような従来の構造では、セルスタックを1組のエンドプレートで圧縮して 組み立てる際の締めつけ圧力によって、シール材が面内横ずれをしたり、あるい は流通孔内へはみ出してその断面積を縮小させ、反応ガスの流通に障害を与える という不都合が生ずる。 また、ガス流通部や電極面周囲部分から反応ガスが漏洩することもあり、さら には高分子固体電解質膜が横ずれしたりする。
【0005】 本考案は、このような従来技術の問題点を背景になされたもので、セルスタッ クの圧接組立て時のシール材の面内横ずれや高分子固体電解質膜圧接固定後の横 ずれ、ならびにガス流通孔や電極面周囲部分からのガス漏洩などが発生しない燃 料電池のマニホールド板を提供することを目的とする。
【0006】 本考案は、アノードとカソードとで挟持された高分子固体電解質膜により分割 した燃料ガス区域と酸化剤ガス区域とをそれぞれ備える2枚のマニホールド板を 重ね合わせてなる複数個の単位電池を、セパレータを介して積層したセルスタッ クとし、マニホールドを兼ねる1組のエンドプレートで圧縮挟持してなる燃料電 池において、燃料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲む溝を設け、さ らに高分子固体電解質膜および/または電極を設置する区域をそれぞれ囲む溝を 設けたことを特徴とする燃料電池マニホールド板を提供するものである。
【0007】 また、本考案は、前記溝を覆うシール材を積層圧接させたガスシール材を有す る燃料電池マニホールド板を提供するものである。
【0008】
本考案では、このように構成してあるので、セルスタックをエンドプレートの ボルト締めによる圧縮挟持する場合、その押圧力により締めつけられるシール材 は、平面的に空間側へ展張し逃げようとするが、その逃げ部分はマニホールド板 に刻設された前記溝に嵌まり込み、この溝を充填するように動作して前記押圧力 を吸収する。従って、流通孔内へシール材がはみ出たりすることはなく、密封性 も向上し、かつ反応ガスの流通を阻害しない。 また、シール材が溝に嵌入することにより、その正しい設定位置が確保される ので、高分子固体電解質膜の圧接後の横ずれも生ずることがない。 すなわち、本考案の燃料電池マニホールド板によれば、燃料電池のガス漏洩や 流通孔の狭まることを防止するため、極めて順調にその発電規模を発揮すること ができる。
【0009】
以下、本考案の実施例を図1〜3に基づいて説明する。なお、図4〜5と同一 の部材などは、同一の符号を用い、その説明は省略する。 図1〜3に示すように、本考案の実施例の燃料電池マニホールド板を用いた 平面正方形の単位電池21は、正方形に形成された燃料ガス側のマニホールド板 22と、これと同形同大で90度位相を変え、高分子固体電解質膜02を介して 重合する酸化材ガス側のマニホールド板23とからなる。
【0010】 燃料ガス側のマニホールド22は、図1(a)にその表面(セパレータ側)2 2aを示すように、四周縁それぞれに一対ずつの細長い矩形の断面を有するガス 流通孔24を穿設しており、対向位置にある流通孔を燃料ガスとしての水素H2 の導入孔25、25および排出孔26、26としている。これらに対し、横方向 位置に対向している流通孔は、酸化剤ガスとしての酸素O2 の導入用連通孔27 、27および排出用連通孔28、28である。 なお、図1(b)は、マニホールド板22の裏面(電解質側)22bを示す底 面図である。 そして、このマニホールド板22の表面22aには、導入孔25および排出孔 26の外周を囲み、ガス流通部シール用溝29、30が刻設されており、またア ノード電極部材03が嵌めこまれる燃料ガス区域22cのガス流れ方向の側縁に は、電極面内ガス流路方向ガスシール用V溝33が刻設されている。さらに、酸 素O2 の導入用連通孔27および排出用連通孔28の外周には、それぞれガス流 通部シール用V溝31、32が刻設してある。
【0011】 また、導入孔25、排出孔26と燃料ガス区域22cとの間には、流れ方向に 沿って平行に刻設された複数の導入溝25a、26aにより連通されており、こ れらの上に保護用プレート(不銹鋼)25b、26bが、図1(c)に示すよう にマニホールド22の表面と同一平面をなして嵌めこまれている。
【0012】 一方、マニホールド板22の裏面22bには、図1(b)に示すように、表面 22bの各V溝29、30、31、32の対向位置にガス流通部シール用V溝3 4、35、36、37ならびに燃料ガス区域22cの外周を囲む電解質シール用 V溝38が刻設されている。
【0013】 酸化剤ガス側のマニホールド板23は、燃料ガス側のマニホールド板22と同 様の構成であるので、その説明は省略するが、単位電池21への組立てに際して は、マニホールド板22に対し90度位相を変えるとともに、裏返し姿勢により シート材としてフッ素ゴム(例えば、バイトン)からなるガスケット39を介し てマニホールド板22と重合する。
【0014】 なお、図2に示すように、ガスケット39は、上部側の不銹鋼製セパレータ0 8、燃料ガスガスバリアー性のマニホールド板22、酸化剤ガス側のマニホール ド板23、下部側の不銹鋼製セパレータ08それぞれの間に介装され、前記各V 溝をそれぞれ被うガスシール構造となっている。
【0015】 上記構成となっているので、複数個の単位電池21を積層して圧接しセルスタ ック09とする場合、エンドプレート10、10の締めつけによる押圧力Fが前 記ガスケット39の上下面に加えられると、ガスケット39は厚み縮小されるた め面に沿った方向へ展張しで逃げようとする。そのとき、この展張した逃げ部分 39aは、図3に示すようにマニホールド板22、23に刻設された各V溝に嵌 め込み、このV溝を充填するように動作するため、前記押圧力Fは吸収され、ガ スケット39がガス流通孔24や外部にはみ出ることはない。 すなわち、この逃げ部分39aは、ガス流路のシール性を高め、ガス漏洩防止 を図るだけでなく、ガスケット39の面内横ずれや高分子固体電解質膜02の圧 接固定後の横ずれを防止する機能を発揮するものである。
【0016】 以上、本考案の実施例を説明したが、本考案は、この実施例に必ずしも限定さ れることはなく、要旨を逸脱しない範囲での設計変更などがあっても本考案に含 まれる。 例えば、実施例では、マニホールド板の溝をV溝としたが、U字溝としてもよ く、またセパレータに不銹鋼を用いたが、炭素焼結板、ステンレスなどのガス緻 密性電子素材であれば他の材質を使用してもよい。
【0017】
本考案の燃料電池マニホールド板は、このように燃料ガス、酸化剤ガスそれぞ れの流通孔の周囲を囲む溝を設け、さらに高分子固体電解質膜および/または電 極を設置する区域をそれぞれ囲む溝を設け、前記各溝を被うシール材07を積層 圧接したガスシール構造としたため、セルスタック圧接組立て時のシール材の面 内横ずれや高分子固体電解質膜の圧接固定後の横ずれ、ならびに流通孔や電極面 周囲部分などからガス漏洩を防ぎ、密封性を著しく高めることができ、またガス 流通孔の横断面を縮小させることがないので、ガス通過量を低減することなく、 充分に電池としての機能を発揮することができる。
【図1】本考案の実施例の燃料ガス側のマニホールド板
を示すで、同図(a)は表面を示す平面図、同図(b)
は裏面を示す平面図、同図(c)は導入溝保護用プレー
トを嵌め込んだ表面の平面図である。
を示すで、同図(a)は表面を示す平面図、同図(b)
は裏面を示す平面図、同図(c)は導入溝保護用プレー
トを嵌め込んだ表面の平面図である。
【図2】本考案の実施例の単位電池を縦断面して示す概
要拡大図である。
要拡大図である。
【図3】本考案の実施例のシール材の作用を拡大断面で
示す説明図である。
示す説明図である。
【図4】高分子固体電解質膜を用いた燃料電池の原理を
説明するための単位電池の基本構成を示す縦断面図であ
る。
説明するための単位電池の基本構成を示す縦断面図であ
る。
【図5】燃料電池の全体の構成を示す部分分解斜視図で
ある。
ある。
A 燃料電池 02 高分子固体電解質膜 03 アノード電極基材 04 カソード電極基材 07 シール材 08 セパレータ 09 セルスタック 10 エンドプレート 21 単位電池 22 燃料ガス側のマニホールド板 22c 燃料ガス区域 23 酸化剤ガス側のマニホールド板 24 ガス流通孔 25 導入孔 26 排出孔 27 O2 導入用連通孔 28 O2 排出用連通孔 29、30、31、31 ガス流通部シール用V溝 33 電極面内ガス流路方向ガスシール用V溝 34、35、36、37 ガス流通部シール用V溝 38 電解質シール用V溝
Claims (2)
- 【請求項1】 アノードとカソードとで挟持された高分
子固体電解質膜により分割した燃料ガス区域と酸化剤ガ
ス区域とをそれぞれ備える2枚のマニホールド板を重ね
合わせてなる複数個の単位電池を、セパレータを介して
積層したセルスタックとし、マニホールドを兼ねる1組
のエンドプレートで圧縮挟持してなる燃料電池におい
て、燃料ガス、酸化剤ガスそれぞれの流通孔の周囲を囲
む溝を設け、さらに高分子固体電解質膜および/または
電極を設置する区域をそれぞれ囲む溝を設けたことを特
徴とする燃料電池マニホールド板。 - 【請求項2】 前記溝を覆うシール材を積層圧接させた
ガスシール材を有する請求項1記載の燃料電池マニホー
ルド板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991110449U JP2581950Y2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 燃料電池マニホールド板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991110449U JP2581950Y2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 燃料電池マニホールド板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0566875U true JPH0566875U (ja) | 1993-09-03 |
JP2581950Y2 JP2581950Y2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=14536004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991110449U Expired - Fee Related JP2581950Y2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 燃料電池マニホールド板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2581950Y2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08250130A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Toshiba Corp | 固体高分子型燃料電池 |
JP2001102072A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池 |
JP2002015751A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Aisin Takaoka Ltd | 燃料電池及びそのセパレータ |
WO2002015312A1 (fr) * | 2000-08-17 | 2002-02-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a combustible a electrolyte polymere |
JP2007180030A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Solvay Solexis Spa | 電極膜アセンブリ、その製造方法、それを備えた電気化学装置およびその使用 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61239568A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池スタツク |
JPS62193065A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
JPS62208558A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池用セパレ−タ |
JPH01173576A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池セパレータ |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP1991110449U patent/JP2581950Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61239568A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池スタツク |
JPS62193065A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
JPS62208558A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池用セパレ−タ |
JPH01173576A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-10 | Hitachi Ltd | 燃料電池セパレータ |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08250130A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Toshiba Corp | 固体高分子型燃料電池 |
JP2001102072A (ja) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池 |
JP4576646B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2010-11-10 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池 |
JP2002015751A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Aisin Takaoka Ltd | 燃料電池及びそのセパレータ |
JP4558150B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2010-10-06 | アイシン高丘株式会社 | 燃料電池及びそのセパレータ |
WO2002015312A1 (fr) * | 2000-08-17 | 2002-02-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a combustible a electrolyte polymere |
JP2007180030A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Solvay Solexis Spa | 電極膜アセンブリ、その製造方法、それを備えた電気化学装置およびその使用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2581950Y2 (ja) | 1998-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3245161B2 (ja) | 電気化学的燃料電池のガスケット使用膜電極アセンブリー | |
KR100876262B1 (ko) | 고체 고분자 전해질형 연료전지 | |
US8865366B2 (en) | Fuel cell with protruded gas diffusion layer | |
EP1825552B1 (en) | Solid oxide fuel cell with external manifolds | |
US8067128B2 (en) | Sealing structure of fuel cell and method for manufacturing the same | |
BR112021011736A2 (pt) | Unidade de célula de combustível e pilha de célula de combustível | |
JP2001283893A (ja) | 固体高分子型燃料電池スタック | |
KR20130057716A (ko) | 고분자 전해질 연료전지용 분리판 및 이것을 이용한 고분자 전해질 연료전지 | |
JP6208997B2 (ja) | 燃料電池 | |
US6503654B2 (en) | Thin graphite bipolar plate with associated gaskets and carbon cloth flow-field for use in an ionomer membrane fuel cell | |
JP2768698B2 (ja) | 内部マニホールド方式の溶融炭酸塩型燃料電池 | |
JPH0566875U (ja) | 燃料電池マニホールド板 | |
JP6892465B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2569361Y2 (ja) | 燃料電池セパレータ | |
JPH05166523A (ja) | 平板状固体電解質型燃料電池 | |
JP5148246B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP4069039B2 (ja) | 燃料電池 | |
KR100400434B1 (en) | Polymer electrolyte-type fuel cell having reliable sealing structure | |
JP3291719B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
JP4711382B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
JPS6353857A (ja) | 燃料電池のセパレ−タ | |
JP3383319B2 (ja) | 燃料電池 | |
CN210723239U (zh) | 用于质子交换膜燃料电池的阳极板、质子交换膜燃料电池单体及其密封装置 | |
CN215988852U (zh) | 一种燃料电池单体及燃料电池电堆 | |
JP2005158424A (ja) | 燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980630 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |