JPH07272745A - 燃料電池の締め付け構造 - Google Patents
燃料電池の締め付け構造Info
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- JPH07272745A JPH07272745A JP6062374A JP6237494A JPH07272745A JP H07272745 A JPH07272745 A JP H07272745A JP 6062374 A JP6062374 A JP 6062374A JP 6237494 A JP6237494 A JP 6237494A JP H07272745 A JPH07272745 A JP H07272745A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- tightening
- stack
- manifold
- end flange
- Prior art date
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-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量化が図れる燃料電池の締め付け構造を提
供する。 【構成】 燃料電池のスタック１０の積層方向と交差す
る方向の四辺に一体的に形成されたマニホールド１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内を積層方向にそれぞれ貫
通する複数の締付ボルト１５でスタック１０の積層方向
両端側に設けたエンドフランジ１３，１４を連結するよ
うに締付ナット１６を用いて締め付けてなる。
供する。 【構成】 燃料電池のスタック１０の積層方向と交差す
る方向の四辺に一体的に形成されたマニホールド１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内を積層方向にそれぞれ貫
通する複数の締付ボルト１５でスタック１０の積層方向
両端側に設けたエンドフランジ１３，１４を連結するよ
うに締付ナット１６を用いて締め付けてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池の締め付け構
造に関するものである。
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、図５に示すように、固体高
分子膜などの電解質を電極板で挟んだセル２１を燃料ガ
スや酸化剤ガスが流通するように溝などを形成したセパ
レータ２２で挟んで単電池を構成し、この単電池を直列
に複数積層して集合電池（以下、スタックと呼ぶ）２０
として用いられている。
分子膜などの電解質を電極板で挟んだセル２１を燃料ガ
スや酸化剤ガスが流通するように溝などを形成したセパ
レータ２２で挟んで単電池を構成し、この単電池を直列
に複数積層して集合電池（以下、スタックと呼ぶ）２０
として用いられている。
【０００３】このような燃料電池のスタック２０は、図
４に示すように、スタック２０の積層方向両端側にエン
ドフランジ２３，２４を設け、エンドフランジ２３，２
４を複数の締付ボルト２５及び締付ナット２６でスタッ
ク２０を囲むように締め付けることにより、内部の気密
性や各部材間の連結具合が維持されるようになってい
る。
４に示すように、スタック２０の積層方向両端側にエン
ドフランジ２３，２４を設け、エンドフランジ２３，２
４を複数の締付ボルト２５及び締付ナット２６でスタッ
ク２０を囲むように締め付けることにより、内部の気密
性や各部材間の連結具合が維持されるようになってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スタッ
ク２０を前述したように締め付けると、図６に示すよう
に、エンドフランジ２３，２４の端部に締め付け力が作
用するので、エンドフランジ２３，２４はたわみやすく
なってしまい、スタック２０を均一に締め付けにくくな
ってしまう。このような状態が発生すると、セル２１と
セパレータ２２との接触が不十分となり、スタック２０
内を流通するガスが漏れたり、発電効率が低下したりし
てしまう。
ク２０を前述したように締め付けると、図６に示すよう
に、エンドフランジ２３，２４の端部に締め付け力が作
用するので、エンドフランジ２３，２４はたわみやすく
なってしまい、スタック２０を均一に締め付けにくくな
ってしまう。このような状態が発生すると、セル２１と
セパレータ２２との接触が不十分となり、スタック２０
内を流通するガスが漏れたり、発電効率が低下したりし
てしまう。
【０００５】このため、エンドフランジ２３の剛性を向
上させるよう厚いエンドフランジを用いることにより、
エンドフランジのたわみを防止しているが、厚いエンド
フランジは、重量が非常に重く、燃料電池の組み立てや
搬送などが非常に繁雑となってしまう。
上させるよう厚いエンドフランジを用いることにより、
エンドフランジのたわみを防止しているが、厚いエンド
フランジは、重量が非常に重く、燃料電池の組み立てや
搬送などが非常に繁雑となってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、マニ
ホールドが一体的に形成された燃料電池を挟み込むよう
に設けられたエンドフランジを連結するよう当該マニホ
ールド内を貫通して当該エンドフランジを締め付ける締
付具を設けてなる燃料電池の締め付け構造を構成したこ
とにより、前述した課題を解決したのである。
ホールドが一体的に形成された燃料電池を挟み込むよう
に設けられたエンドフランジを連結するよう当該マニホ
ールド内を貫通して当該エンドフランジを締め付ける締
付具を設けてなる燃料電池の締め付け構造を構成したこ
とにより、前述した課題を解決したのである。
【０００７】
【作用】このような燃料電池の締め付け構造では、締付
具が燃料電池に一体的に形成されたマニホールド内を貫
通してエンドフランジを締め付けることにより、締付具
による締め付け力の作用するベクトル線上にエンドフラ
ンジ及び燃料電池が介在するので、エンドフランジは、
燃料電池から締め付け力に対する作用力を受け、たわむ
ことはない。また、締付具による締め付け力の作用する
ベクトル線上にエンドフランジ及び燃料電池が介在する
ので、締付具の締め付け力は、エンドフランジを介して
直接的に燃料電池に作用する。このため、締付具の締め
付け力は、効率良く燃料電池に作用する。
具が燃料電池に一体的に形成されたマニホールド内を貫
通してエンドフランジを締め付けることにより、締付具
による締め付け力の作用するベクトル線上にエンドフラ
ンジ及び燃料電池が介在するので、エンドフランジは、
燃料電池から締め付け力に対する作用力を受け、たわむ
ことはない。また、締付具による締め付け力の作用する
ベクトル線上にエンドフランジ及び燃料電池が介在する
ので、締付具の締め付け力は、エンドフランジを介して
直接的に燃料電池に作用する。このため、締付具の締め
付け力は、効率良く燃料電池に作用する。
【０００８】
【実施例】このような本発明による燃料電池の締め付け
構造の一実施例を図１〜３に基づいて説明する。なお、
図１は、その概略構成を示す斜視図、図２は、その概略
構成を示す分解断面図、図３は、その締め付け力の作用
状態を表すモデル図である。
構造の一実施例を図１〜３に基づいて説明する。なお、
図１は、その概略構成を示す斜視図、図２は、その概略
構成を示す分解断面図、図３は、その締め付け力の作用
状態を表すモデル図である。
【０００９】図２に示すように、固体高分子膜などの電
解質を電極板で挟んだセル１１は、セル１１よりも大き
い表面を有すると共に、一端面側と他端面側との表面に
互いに交差するようそれぞれ形成された図示しない流通
溝を備えるセパレータ１２で挟まれており、これらセル
１１とセパレータ１２とが交互に積層されることによ
り、集合電池（以下、スタックと呼ぶ）１０が構成され
ている。これらセパレータ１２の縁沿いには、当該積層
方向へ貫通する流通穴１２ｅが所定の流通溝と連通する
ようにそれぞれ形成されている。これらセパレータ１２
間の流通穴１２ｅの周囲には、流通穴１２ｅと外部とを
しゃへいするシール材１７がそれぞれ設けられている。
従って、これらのセル１１、セパレータ１２、シール材
１７などを積層してスタック１０を構成することによ
り、図１に示すように、スタック１０の四辺には、マニ
ホールド１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄがそれぞれ形
成され、前記流通溝により、互いに対向するマニホール
ド１２ａ，１２ｃ間、及び、マニホールド１２ｂ，１２
ｄ間は、互いにそれぞれ連結されるのである。
解質を電極板で挟んだセル１１は、セル１１よりも大き
い表面を有すると共に、一端面側と他端面側との表面に
互いに交差するようそれぞれ形成された図示しない流通
溝を備えるセパレータ１２で挟まれており、これらセル
１１とセパレータ１２とが交互に積層されることによ
り、集合電池（以下、スタックと呼ぶ）１０が構成され
ている。これらセパレータ１２の縁沿いには、当該積層
方向へ貫通する流通穴１２ｅが所定の流通溝と連通する
ようにそれぞれ形成されている。これらセパレータ１２
間の流通穴１２ｅの周囲には、流通穴１２ｅと外部とを
しゃへいするシール材１７がそれぞれ設けられている。
従って、これらのセル１１、セパレータ１２、シール材
１７などを積層してスタック１０を構成することによ
り、図１に示すように、スタック１０の四辺には、マニ
ホールド１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄがそれぞれ形
成され、前記流通溝により、互いに対向するマニホール
ド１２ａ，１２ｃ間、及び、マニホールド１２ｂ，１２
ｄ間は、互いにそれぞれ連結されるのである。
【００１０】図１に示すように、スタック１０の前記積
層方向両端側には、スタック１０を締め付けるエンドフ
ランジ１３，１４がそれぞれ設けられている。エンドフ
ランジ１３のマニホールド１２ａの上方部分には、水素
などの燃料ガスをマニホールド１２ａへ送り込む燃料供
給口１３ａが形成されている。エンドフランジ１３のマ
ニホールド１２ｂの上方部分には、空気などの酸化剤ガ
スをマニホールド１２ｂへ送り込む、酸化剤供給口１３
ｂが形成されている。エンドフランジ１４のマニホール
ド１２ｃの下方部分には、マニホールド１２ｃと外部と
を連通する図示しない燃料排気口が形成されている。エ
ンドフランジ１４のマニホールド１２ｄの下方部分に
は、マニホールド１２ｄと外部とを連通する図示しない
酸化剤排気口が形成されている。
層方向両端側には、スタック１０を締め付けるエンドフ
ランジ１３，１４がそれぞれ設けられている。エンドフ
ランジ１３のマニホールド１２ａの上方部分には、水素
などの燃料ガスをマニホールド１２ａへ送り込む燃料供
給口１３ａが形成されている。エンドフランジ１３のマ
ニホールド１２ｂの上方部分には、空気などの酸化剤ガ
スをマニホールド１２ｂへ送り込む、酸化剤供給口１３
ｂが形成されている。エンドフランジ１４のマニホール
ド１２ｃの下方部分には、マニホールド１２ｃと外部と
を連通する図示しない燃料排気口が形成されている。エ
ンドフランジ１４のマニホールド１２ｄの下方部分に
は、マニホールド１２ｄと外部とを連通する図示しない
酸化剤排気口が形成されている。
【００１１】従って、燃料供給口１３ａからマニホール
ド１２ａへ燃料ガスを送り込み、酸化剤供給口１３ｂか
らマニホールド１２ｂへ酸化剤ガスを送り込むと、燃料
ガス及び酸化剤ガスは、前記流通溝により、セル１１を
挟んで互いに交差するようにそれぞれ流通し、セル１１
で発電に供されるのである。発電に供された燃料ガス
は、マニホールド１２ｃに捕集され、前記燃料排気口か
ら排気され、発電に供された酸化剤ガスは、マニホール
ド１２ｄに捕集され、前記酸化剤排気口から排気される
のである。
ド１２ａへ燃料ガスを送り込み、酸化剤供給口１３ｂか
らマニホールド１２ｂへ酸化剤ガスを送り込むと、燃料
ガス及び酸化剤ガスは、前記流通溝により、セル１１を
挟んで互いに交差するようにそれぞれ流通し、セル１１
で発電に供されるのである。発電に供された燃料ガス
は、マニホールド１２ｃに捕集され、前記燃料排気口か
ら排気され、発電に供された酸化剤ガスは、マニホール
ド１２ｄに捕集され、前記酸化剤排気口から排気される
のである。
【００１２】また、図１に示すように、エンドフランジ
１３，１４のマニホールド１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄと接する部分には、エンドフランジ１３，１４を締
め付ける締付具である締付ボルト１５、締付ナット１６
がエンドフランジ１３，１４を連結するようにそれぞれ
複数設けられており、これら締付ボルト１５は、各マニ
ホールド１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内を積層方向
にそれぞれ貫通している。
１３，１４のマニホールド１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄと接する部分には、エンドフランジ１３，１４を締
め付ける締付具である締付ボルト１５、締付ナット１６
がエンドフランジ１３，１４を連結するようにそれぞれ
複数設けられており、これら締付ボルト１５は、各マニ
ホールド１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内を積層方向
にそれぞれ貫通している。
【００１３】即ち、図２，３に示すように、締付ボルト
１５、締付ナット１６による締め付け力の作用するベク
トル線上にスタック１０が存在するので、エンドフラン
ジ１３，１４は、スタック１０から締め付け力に対する
反作用力を受け、たわむことがなくなるのである。ま
た、締め付け力が直接的にセパレータ１２とシール材１
７とを圧接するように作用するので、締め付け力は、効
率良くスタック１０に作用するのである。
１５、締付ナット１６による締め付け力の作用するベク
トル線上にスタック１０が存在するので、エンドフラン
ジ１３，１４は、スタック１０から締め付け力に対する
反作用力を受け、たわむことがなくなるのである。ま
た、締め付け力が直接的にセパレータ１２とシール材１
７とを圧接するように作用するので、締め付け力は、効
率良くスタック１０に作用するのである。
【００１４】従って、比較的剛性の低いエンドフランジ
１３，１４や締付ボルト１５、締付ナット１６を用いて
も、何ら問題なくスタック１０を締め付けることができ
るので、軽量なエンドフランジ１３，１４や小径の締付
ボルト１５、締付ナット１６を用いることができ、燃料
電池の組み立てや搬送などに係る労力を大幅に低減する
ことができるのである。
１３，１４や締付ボルト１５、締付ナット１６を用いて
も、何ら問題なくスタック１０を締め付けることができ
るので、軽量なエンドフランジ１３，１４や小径の締付
ボルト１５、締付ナット１６を用いることができ、燃料
電池の組み立てや搬送などに係る労力を大幅に低減する
ことができるのである。
【００１５】
【発明の効果】前述したように、本発明による燃料電池
の締め付け構造では、締付具が燃料電池に一体的に形成
されたマニホールド内を貫通してエンドフランジを締め
付けるので、エンドフランジは、燃料電池から締め付け
力に対する反作用力を受け、たわむことがない。また、
締め付け力がエンドフランジを介して直接的に燃料電池
へ作用するので、締め付け力は、効率良く燃料電池に作
用する。このため、エンドフランジや締付具が高剛性を
具備する必要はなくなり、エンドフランジや締付具の軽
量化を図ることにより、燃料電池の組み立てや搬送など
に係る労力を大幅に低減することができる。
の締め付け構造では、締付具が燃料電池に一体的に形成
されたマニホールド内を貫通してエンドフランジを締め
付けるので、エンドフランジは、燃料電池から締め付け
力に対する反作用力を受け、たわむことがない。また、
締め付け力がエンドフランジを介して直接的に燃料電池
へ作用するので、締め付け力は、効率良く燃料電池に作
用する。このため、エンドフランジや締付具が高剛性を
具備する必要はなくなり、エンドフランジや締付具の軽
量化を図ることにより、燃料電池の組み立てや搬送など
に係る労力を大幅に低減することができる。
【図１】本発明による燃料電池の燃料電池の締め付け構
造の一実施例の概略構成を示す斜視図である。
造の一実施例の概略構成を示す斜視図である。
【図２】その概略構成を示す分解断面図である。
【図３】その締め付け力の作用状態を表すモデル図であ
る。
る。
【図４】従来の燃料電池の燃料電池の締め付け構造の概
略構成を示す斜視図である。
略構成を示す斜視図である。
【図５】その概略構成を示す分解断面図である。
【図６】その締め付け力の作用状態を表すモデル図であ
る。
る。
１０ スタック １１ セル １２ セパレータ １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ マニホールド １３，１４ エンドフランジ １５ 締付ボルト １６ 締付ナット １７ シール材
Claims (1)
- 【請求項１】 マニホールドが一体的に形成された燃料
電池を挟み込むように設けられたエンドフランジを連結
するよう当該マニホールド内を貫通して当該エンドフラ
ンジを締め付ける締付具を設けてなることを特徴とする
燃料電池の締め付け構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06237494A JP3354699B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 燃料電池の締め付け構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06237494A JP3354699B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 燃料電池の締め付け構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272745A true JPH07272745A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3354699B2 JP3354699B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=13198287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06237494A Expired - Lifetime JP3354699B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 燃料電池の締め付け構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354699B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343406A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のマニホールド |
| JP2002343410A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のマニホールド |
| JP2007207657A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 固体酸化物形燃料電池 |
| KR101093701B1 (ko) * | 2004-06-07 | 2011-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 스택 및 이 연료 전지 스택을 갖는 연료 전지 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP06237494A patent/JP3354699B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343406A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のマニホールド |
| JP4507451B2 (ja) * | 2001-05-16 | 2010-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池のマニホールド |
| JP2002343410A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Toyota Motor Corp | 燃料電池のマニホールド |
| JP4560992B2 (ja) * | 2001-05-21 | 2010-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池のマニホールド |
| KR101093701B1 (ko) * | 2004-06-07 | 2011-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 스택 및 이 연료 전지 스택을 갖는 연료 전지 |
| JP2007207657A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 固体酸化物形燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3354699B2 (ja) | 2002-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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