JPH10189025A - Fuel cell - Google Patents
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- JPH10189025A JPH10189025A JP8355380A JP35538096A JPH10189025A JP H10189025 A JPH10189025 A JP H10189025A JP 8355380 A JP8355380 A JP 8355380A JP 35538096 A JP35538096 A JP 35538096A JP H10189025 A JPH10189025 A JP H10189025A
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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
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関し、
詳しくは、単電池を積層してなる燃料電池積層体をケー
ス内に収納した燃料電池に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell,
More specifically, the present invention relates to a fuel cell in which a fuel cell stack composed of unit cells is housed in a case.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、燃料電池は、所望の起電力を得る
ために、多数の単電池を積層したスタック構造に形成さ
れてきた。このようなスタック構造として燃料電池を形
成する場合には、単電池の積層状態が燃料電池全体の内
部抵抗に影響を与える。燃料電池において充分なエネル
ギ効率を実現するためには、この燃料電池の内部抵抗が
充分に小さいことが要求される。通常燃料電池では、そ
の積層方向に押圧力を加えることによってスタック構造
が保持されるが、この押圧力を充分な大きさとすること
によって単電池間の接触抵抗を減少させ、燃料電池の内
部抵抗の低減を図っている。また、燃料電池において積
層方向に加えられる押圧力は、各単電池におけるガスの
シール性を確保するためにも重要である。2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell has been formed in a stack structure in which a large number of unit cells are stacked in order to obtain a desired electromotive force. When a fuel cell is formed as such a stack structure, the stacked state of the unit cells affects the internal resistance of the entire fuel cell. In order to realize sufficient energy efficiency in a fuel cell, it is required that the internal resistance of the fuel cell be sufficiently small. Normally, in a fuel cell, the stack structure is maintained by applying a pressing force in the stacking direction.However, by making this pressing force large enough, the contact resistance between the cells is reduced, and the internal resistance of the fuel cell is reduced. We are trying to reduce it. Further, the pressing force applied in the stacking direction in the fuel cell is also important for ensuring gas sealing properties in each unit cell.
【0003】上記した押圧力をスタック構造に加えると
共に、燃料電池全体の構成を小型化・簡素化するため
に、燃料電池全体をケース内に納める構成が本願出願人
によって提案されている(例えば、特開平8−1719
26号公報等)。この燃料電池では、複数のスタック構
造がケースの中に一体で納められている。ここでは所望
の起電力を得るのに必要な数の単電池を複数に分割して
いるため、必要な数の単電池すべてを一つのスタックと
して形成する場合に比べて積層の精度を向上させること
ができ、これによって内部抵抗は低く抑えられている。In order to apply the above-mentioned pressing force to the stack structure and to reduce the size and simplify the configuration of the entire fuel cell, the applicant has proposed a configuration in which the entire fuel cell is housed in a case (for example, JP-A-8-1719
No. 26, etc.). In this fuel cell, a plurality of stack structures are integrally housed in a case. Here, since the number of cells required to obtain a desired electromotive force is divided into a plurality of cells, it is necessary to improve the stacking accuracy as compared to a case where all the required number of cells are formed as one stack. Thus, the internal resistance is kept low.
【0004】また、上記燃料電池では、スタック構造を
加圧する機構を、所定の剛性を備えるケースに取り付け
ているため、燃料電池全体をコンパクトにすることがで
きる。この燃料電池では、ケースの端部において、ケー
ス内に収納したスタック構造を加圧する加圧機構が設け
られている。加圧機構は加圧シャフトを備えており、こ
の加圧シャフトは、ケース端部に設けられた所定の孔構
造にねじ込まれ、この孔構造に螺合することでスタック
構造に対する加圧力を保持する。加圧シャフトから加え
られた押圧力は、スタック構造の端部に積層されたプレ
ッシャープレートを介してスタック構造に伝えられ、ケ
ース内のスタック構造全体が加圧される。したがって、
スタック構造を加圧するために、スプリングやボルトお
よびナット等の締め付け構造を備えた枠体などを別途設
ける必要がない。さらに、上記燃料電池では、ケース内
部に所定の燃料等給排部材を設置し、この燃料等給排部
材によって、ケース内に収納した複数のスタック構造に
対する燃料ガスおよび酸化ガスの給排や冷却水の給排を
一括して行なっている。したがって、燃料電池を複数の
スタック構造に分割しているにもかかわらず上記ガスや
冷却水の配管構造が複雑化してしまうということがな
い。In the above fuel cell, the mechanism for pressurizing the stack structure is attached to a case having a predetermined rigidity, so that the whole fuel cell can be made compact. In this fuel cell, a pressurizing mechanism for pressurizing the stack structure housed in the case is provided at the end of the case. The pressure mechanism has a pressure shaft, which is screwed into a predetermined hole structure provided at the end of the case, and screwed into the hole structure to hold the pressing force against the stack structure. . The pressing force applied from the pressure shaft is transmitted to the stack structure via the pressure plate laminated on the end of the stack structure, and the entire stack structure in the case is pressed. Therefore,
In order to pressurize the stack structure, there is no need to separately provide a frame or the like having a tightening structure such as a spring, a bolt, and a nut. Further, in the above fuel cell, a predetermined fuel supply / discharge member is provided inside the case, and the fuel supply / discharge member supplies / discharges the fuel gas and the oxidizing gas to / from the plurality of stack structures housed in the case and cools the water. Supply and discharge are performed collectively. Therefore, even though the fuel cell is divided into a plurality of stack structures, the piping structure of the gas and the cooling water does not become complicated.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記した燃料電池は、
燃料電池全体の構成の簡素化を可能にする優れたもので
あるが、発明者は次の点に着目して、プレッシャープレ
ートの平行度(プレッシャープレートがスタック構造の
積層方向に対して垂直である状態)を一層高める工夫を
行なった。すなわち、上記した燃料電池では加圧シャフ
トの端部が半球面であるために、加圧シャフトからの押
圧力を伝えられた上記プレッシャープレートが平行度を
充分に保つことができなくなるおそれがあった。プレッ
シャープレートが所望の平行度よりも傾いてしまうと、
スタック構造を構成する部材に加えられる押圧力が積層
面(隣接する単電池同士が接する面と平行な面)内で不
均一となるおそれがある。The above-described fuel cell is
Although it is an excellent one that enables simplification of the whole configuration of the fuel cell, the inventor pays attention to the following points and considers the parallelism of the pressure plate (the pressure plate is perpendicular to the stacking direction of the stack structure). State). That is, in the above-described fuel cell, since the end of the pressurizing shaft has a hemispherical surface, the pressure plate to which the pressing force from the pressurizing shaft is transmitted may not be able to maintain sufficient parallelism. . If the pressure plate tilts more than the desired parallelism,
There is a possibility that the pressing force applied to the members constituting the stack structure may be non-uniform in the lamination plane (the plane parallel to the plane in which adjacent unit cells are in contact with each other).
【0006】ここで、上記加圧シャフトの端部が半球面
に形成されているのは、加圧シャフトを回転させること
によって生じる加圧力を、積層面(板状に形成された単
電池同士が接する面)に垂直な方向に確実に伝えるため
である。既述したように、加圧シャフトはねじ込みとい
う回転を伴う動作によって加圧力を発生するが、先端部
が半球面に形成されることによって、生じる押圧力は先
端部の一点を介して常に一定方向に伝えられれる。ま
た、加圧シャフトの半球面の端部と接するスタック構造
端部側には、加圧シャフトの半球面端部の形状に対応し
た半球面の凹部が形成されており、回転する半球面から
加えられる一定方向の押圧力を少ない抵抗で確実に受け
取ることが可能となっている。Here, the reason why the end portion of the pressure shaft is formed in a hemispherical surface is that the pressing force generated by rotating the pressure shaft is applied to the laminated surface (the unit cells formed in a plate shape). This is for surely transmitting in a direction perpendicular to the surface (contact surface). As described above, the pressurizing shaft generates a pressurizing force by an operation involving rotation called screwing, but the pressing force generated by the tip being formed in a hemispherical surface always has a certain direction through one point of the tip. Conveyed to. In addition, a hemispherical recess corresponding to the shape of the hemispherical end of the pressing shaft is formed at the end of the stack structure that is in contact with the hemispherical end of the pressing shaft. It is possible to reliably receive the pressing force in a certain direction with a small resistance.
【0007】なお、燃料電池、特に固体高分子電解質型
燃料電池では燃料電池の運転時には電解質膜が湿潤化さ
れるが、電解質膜が湿潤化されると電解質膜が膨潤し
て、各単電池の中央部の厚みがさらに増すことになる。
このように各積層面内で不均一な内圧が発生すると、燃
料電池の運転中にスタック内で各部材が傾くおそれがあ
った。[0007] In a fuel cell, particularly a solid polymer electrolyte fuel cell, the electrolyte membrane is wetted during operation of the fuel cell, but when the electrolyte membrane is wetted, the electrolyte membrane swells and the cell of each unit cell is damaged. The thickness of the central portion is further increased.
When the non-uniform internal pressure is generated in each lamination plane as described above, each member may be inclined in the stack during operation of the fuel cell.
【0008】本発明の燃料電池は、こうした問題を解決
し、ケース内に収納された燃料電池スタックに加えられ
る加圧力の方向を、スタックの積層方向に対して平行に
なるように維持することを目的としてなされ、次の構成
を採った。The fuel cell of the present invention solves such a problem and maintains the direction of the pressure applied to the fuel cell stack housed in the case so as to be parallel to the stacking direction of the stack. It was made for the purpose and adopted the following configuration.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料電池は、単電池を積層してなる燃料電池積層
体をケース内に収納し、前記燃料電池積層体を少なくと
も一方の端部側から加圧部材によって加圧して保持する
燃料電池であって、前記加圧部材から前記燃料電池積層
体端部に加えられる加圧力の方向が前記燃料電池積層体
の積層方向と平行になるように、前記加圧部材による加
圧面の平行度を維持する平行維持機構を備えることを要
旨とする。Means for Solving the Problems and Actions / Effects of the Fuel Cell The fuel cell according to the present invention is such that a fuel cell stack composed of unit cells is housed in a case, and the fuel cell stack is attached to at least one end. A fuel cell pressurized and held by a pressing member from the side, wherein a direction of a pressing force applied from the pressing member to an end of the fuel cell stack is parallel to a stacking direction of the fuel cell stack. The gist of the present invention is to provide a parallel maintaining mechanism for maintaining the degree of parallelism of the pressing surface by the pressing member.
【0010】以上のように構成された本発明の燃料電池
は、単電池を積層してなる燃料電池積層体をケース内に
収納し、前記燃料電池積層体を少なくとも一方の端部側
から加圧部材によって加圧して保持する際に、前記加圧
部材から前記燃料電池積層体端部に加えられる加圧力の
方向が前記燃料電池積層体の積層方向と常に平行になる
ように、前記加圧部材による加圧面の平行度が維持され
る。In the fuel cell of the present invention having the above-described structure, a fuel cell stack formed by stacking unit cells is housed in a case, and the fuel cell stack is pressurized from at least one end. When the member is pressed and held, the pressing member is applied so that the direction of the pressing force applied from the pressing member to the end of the fuel cell stack is always parallel to the stacking direction of the fuel cell stack. , The parallelism of the pressing surface is maintained.
【0011】このような燃料電池によれば、加圧部材か
ら加えられる加圧力の方向が前記燃料電池積層体の積層
方向と常に平行になるため、燃料電池の内部抵抗が充分
に低い状態に維持することができ、燃料電池積層体にお
いてガスのシール性が悪化してしまうのを防ぐことがで
きる。According to such a fuel cell, since the direction of the pressing force applied from the pressing member is always parallel to the stacking direction of the fuel cell stack, the internal resistance of the fuel cell is maintained at a sufficiently low state. It is possible to prevent the gas sealing performance from being deteriorated in the fuel cell stack.
【0012】本発明の燃料電池において、前記平行維持
機構は、前記燃料電池積層体の端部に積層され、前記燃
料電池積層体の端部に加えられる加圧力を前記燃料電池
積層体に伝える端部部材において、所定の形状に形成さ
れたガイド部と、前記ケースに備えられ、前記燃料電池
積層体が加圧力を受ける際に、前記端部部材が備える前
記ガイド部を導いて、前記端部部材を、前記燃料電池積
層体の積層方向に対して垂直な状態に保つガイド機構と
を備える構成も好適である。In the fuel cell according to the present invention, the parallel maintaining mechanism is stacked on an end of the fuel cell stack, and transmits an applied pressure applied to an end of the fuel cell stack to the fuel cell stack. A guide part formed in a predetermined shape, and a guide part provided in the case, wherein the guide part included in the end member is guided when the fuel cell stack receives a pressing force; A configuration including a guide mechanism for keeping the member perpendicular to the stacking direction of the fuel cell stack is also preferable.
【0013】このような燃料電池では、前記燃料電池積
層体の端部に積層され、前記燃料電池積層体の端部に加
えられる加圧力を前記燃料電池積層体に伝える端部部材
において、所定の形状に形成されたガイド部を、前記ケ
ースに備えられたガイド機構が導く。これによって、前
記燃料電池積層体が加圧力を受ける際に、前記端部部材
を前記燃料電池積層体の積層方向に対して垂直な状態に
保つ。したがって、燃料電池積層体を構成する部材が不
均一な厚みを有していたり、燃料電池の運転中に燃料電
池積層体内に不均一な内圧が発生した場合にも、端部部
材を介して加圧部材から加えられる加圧力の方向を燃料
電池積層体の積層方向常に平行な状態に維持することが
できる。そのため、燃料電池積層体を構成する各部材の
積層面を、燃料電池積層体の積層方向に垂直な状態に保
つことができ、燃料電池の内部抵抗の増大やガスシール
性の悪化が引き起こされてしまうことがない。[0013] In such a fuel cell, the end member laminated on the end of the fuel cell stack and transmitting the pressing force applied to the end of the fuel cell stack to the fuel cell stack may have a predetermined shape. A guide mechanism provided in the case guides the guide portion formed in the shape. Thereby, when the fuel cell stack receives the pressing force, the end member is kept perpendicular to the stacking direction of the fuel cell stack. Therefore, even when the members constituting the fuel cell stack have an uneven thickness or an uneven internal pressure is generated in the fuel cell stack during the operation of the fuel cell, the pressure is applied via the end member. The direction of the pressing force applied from the pressure member can always be kept parallel to the stacking direction of the fuel cell stack. Therefore, the stacking surface of each member constituting the fuel cell stack can be maintained in a state perpendicular to the stacking direction of the fuel cell stack, which increases the internal resistance of the fuel cell and deteriorates the gas sealing property. There is no end.
【0014】また、このような燃料電池において、前記
ガイド機構は、前記燃料電池積層体の端部部材に設けら
れた前記ガイド部に係合して前記燃料電池積層体の端部
部材を導くレール部であり、前記ケースの壁面において
前記燃料電池積層体の積層方向に平行に形成されたこと
としてもよい。In such a fuel cell, the guide mechanism engages with the guide portion provided on an end member of the fuel cell stack to guide the end member of the fuel cell stack. And may be formed on the wall surface of the case in parallel to the stacking direction of the fuel cell stack.
【0015】このような燃料電池では、前記ケースの壁
面において前記燃料電池積層体の積層方向に平行に形成
されたレール部である前記ガイド機構に、端部部材に設
けられた前記ガイド部が導かれる。したがって、端部部
材を燃料電池積層体端部に積層する際に、端部部材に設
けられた前記ガイド部を前記ガイド機構に係合させるこ
とによって、端部部材を前記燃料電池積層体の積層方向
に対して垂直な状態に保ち、上記効果を得ることができ
る。In such a fuel cell, the guide portion provided on the end member is guided by the guide mechanism, which is a rail formed on the wall surface of the case in parallel to the stacking direction of the fuel cell stack. I will Therefore, when the end member is stacked on the end of the fuel cell stack, the guide member provided on the end member is engaged with the guide mechanism, so that the end member is stacked on the fuel cell stack. The above-mentioned effect can be obtained by maintaining the state perpendicular to the direction.
【0016】あるいは、本発明の燃料電池において、前
記燃料電池積層体の端部部材に設けられた前記ガイド部
は、所定の形状に突出した係合部を有し、前記ガイド機
構は、前記ケースにおいて前記燃料電池積層体の積層方
向に平行に形成され、前記ガイド部が有する前記係合部
に係合して前記燃料電池積層体の端部部材を導く切れ込
み部であることとしてもよい。Alternatively, in the fuel cell according to the present invention, the guide portion provided on the end member of the fuel cell stack has an engaging portion projecting in a predetermined shape, and the guide mechanism is provided in the case. And a notch formed in parallel with the stacking direction of the fuel cell stack and engaged with the engaging portion of the guide portion to guide an end member of the fuel cell stack.
【0017】このような燃料電池では、前記ケースにお
いて前記燃料電池積層体の積層方向に平行に形成された
切れ込み部である前記ガイド機構に、端部部材に設けら
れたガイド部が有する所定の形状に突出した係合部が係
合して、前記ガイド部が導かれる。したがって、端部部
材を燃料電池積層体端部に積層する際に、端部部材に設
けられたガイド部が有する係合部を前記ガイド機構に係
合させることによって、端部部材を前記燃料電池積層体
の積層方向に対して垂直な状態に保ち、上記効果を得る
ことができる。In such a fuel cell, the guide mechanism, which is a notch formed in the case in a direction parallel to the stacking direction of the fuel cell stack, has a predetermined shape provided by a guide provided on an end member. And the guide portion is guided. Therefore, when stacking the end member on the end of the fuel cell stack, the end member is engaged with the guide mechanism by engaging the engaging portion of the guide provided on the end member with the guide mechanism. The above-mentioned effect can be obtained by maintaining the state perpendicular to the stacking direction of the stack.
【0018】また、本発明の燃料電池において、前記燃
料電池積層体の端部部材に設けられた前記ガイド部と前
記ガイド機構との間に生じる摩擦力を低減する摩擦力低
減手段を備えることとしてもよい。The fuel cell according to the present invention may further include a frictional force reducing unit configured to reduce a frictional force generated between the guide unit and the guide mechanism provided on an end member of the fuel cell stack. Is also good.
【0019】このような構成とすれば、端部部材を前記
燃料電池積層体の端部に積層する操作をスムーズに行な
うことができる。With this configuration, the operation of laminating the end members on the ends of the fuel cell stack can be performed smoothly.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を
実施例に基づき説明する。図1は、本発明の好適な一実
施例である燃料電池10の概観を表わす斜視図、図2
は、燃料電池10の内部構成の概略を例示する説明図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the structure and operation of the present invention described above, embodiments of the present invention will be described below based on examples. FIG. 1 is a perspective view showing an overview of a fuel cell 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an outline of an internal configuration of the fuel cell 10.
【0021】燃料電池10は、単セルを積層してなる4
つのスタック11A〜11Dと、このスタック11A〜
11Dに対して燃料などの給排を行なう燃料等給排部4
0と、スタック11A〜11Dの収納容器をなすケース
80A,80Bと、スタック11A〜11Dに積層方向
の圧力を加える加圧機構110とから構成される。まず
最初に、燃料電池10における発電の主体であるスタッ
ク11A〜11Dについて説明する。The fuel cell 10 is formed by stacking single cells.
Stacks 11A to 11D and the stacks 11A to 11D
Fuel supply / discharge unit 4 that supplies / discharges fuel etc. to 11D
0, cases 80A and 80B forming storage containers for the stacks 11A to 11D, and a pressing mechanism 110 for applying pressure to the stacks 11A to 11D in the stacking direction. First, the stacks 11 </ b> A to 11 </ b> D that are the main components of power generation in the fuel cell 10 will be described.
【0022】スタック11A〜11Dは、固体高分子電
解質型の燃料電池として構成されており、構成単位であ
る単セル12を複数積層することによって形成されてい
る。固体高分子電解質型燃料電池において進行する電気
化学反応を以下に示す。Each of the stacks 11A to 11D is configured as a solid polymer electrolyte type fuel cell, and is formed by stacking a plurality of unit cells 12 as structural units. The electrochemical reaction that proceeds in the solid polymer electrolyte fuel cell is shown below.
【0023】 H2 → 2H++2e- …(1) (1/2)O2+2H++2e- → H2O …(2) H2+(1/2)O2 → H2O …(3)H 2 → 2H + + 2e − (1) (1/2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O (2) H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O (3) )
【0024】(1)式はアノード側における反応、
(2)式はカソード側における反応をあらわし、燃料電
池全体では(3)式に示す反応が進行する。このよう
に、固体高分子電解質型燃料電池は、アノード側に水素
を含有する燃料ガスの供給を受け、カソード側に酸素を
含有する酸化ガスの供給を受けて上記反応を進行させて
起電力を得る。図3は、スタック11A〜11Dを構成
する単セル12の構成を例示する断面図である。単セル
12は、電解質膜13と、アノード14およびカソード
15と、セパレータ16,17とから構成される。Equation (1) represents the reaction on the anode side,
Equation (2) represents the reaction on the cathode side, and the reaction shown in equation (3) proceeds in the entire fuel cell. As described above, the solid polymer electrolyte fuel cell receives the supply of the fuel gas containing hydrogen on the anode side, and receives the supply of the oxidizing gas containing oxygen on the cathode side, and proceeds the above reaction to generate an electromotive force. obtain. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the single cell 12 configuring the stacks 11A to 11D. The single cell 12 includes an electrolyte membrane 13, an anode 14 and a cathode 15, and separators 16 and 17.
【0025】アノード14およびカソード15は、電解
質膜13を両側から挟んでサンドイッチ構造を成すガス
拡散電極である。セパレータ16,17は、このサンド
イッチ構造をさらに両側から挟みつつ、アノード14お
よびカソード15との間に、燃料ガスおよび酸化ガスの
流路を形成する。アノード14とセパレータ16との間
には燃料ガス流路16Pが形成されており、カソード1
5とセパレータ17との間には酸化ガス流路17Pが形
成されている。セパレータ16,17は、図3ではそれ
ぞれ片面にのみ流路を形成しているが、実際にはその両
面にリブが形成されており、片面はアノード14との間
で燃料ガス流路16Pを形成し、他面は隣接する単セル
が備えるカソード15との間で酸化ガス流路17Pを形
成する。このように、セパレータ16,17は、ガス拡
散電極との間でガス流路を形成するとともに、隣接する
単セル間で燃料ガスと酸化ガスの流れを分離する役割を
果たしている。The anode 14 and the cathode 15 are gas diffusion electrodes having a sandwich structure sandwiching the electrolyte membrane 13 from both sides. The separators 16 and 17 form a flow path for fuel gas and oxidizing gas between the anode 14 and the cathode 15 while further sandwiching the sandwich structure from both sides. A fuel gas flow path 16P is formed between the anode 14 and the separator 16, and the cathode 1
An oxidizing gas flow path 17P is formed between 5 and separator 17. Although the separators 16 and 17 each have a flow path formed only on one side in FIG. 3, ribs are actually formed on both sides thereof, and a fuel gas flow path 16 P is formed on one side with the anode 14. The other surface forms an oxidizing gas flow path 17P with the cathode 15 provided in the adjacent single cell. As described above, the separators 16 and 17 form a gas flow path with the gas diffusion electrodes, and play a role of separating the flows of the fuel gas and the oxidizing gas between the adjacent single cells.
【0026】ここで、電解質膜13は、固体高分子材
料、例えば、フッ素系樹脂により形成された厚さ100
μmないし200μmのプロトン導電性のイオン交換樹
脂であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。本実施
例では、ナフィオン膜(デュポン社製)を使用した。電
解質膜13の表面には、触媒としての白金または白金と
他の金属からなる合金が塗布されている。触媒を塗布す
る方法としては、白金または白金と他の金属からなる合
金を担持したカーボン粉を作製し、この触媒を担持した
カーボン粉を適当な有機溶剤に分散させ、電解質溶液
(例えば、Aldrich Chemical社、Na
fion Solution)を適量添加してペースト
化し、電解質膜13上にスクリーン印刷するという方法
をとった。あるいは、上記触媒を担持したカーボン粉を
含有するペーストを膜成形してシートを作製し、このシ
ートを電解質膜13上にプレスする構成も好適である。Here, the electrolyte membrane 13 is made of a solid polymer material, for example, a fluororesin having a thickness of 100%.
It is a proton conductive ion exchange resin of μm to 200 μm and shows good electric conductivity in a wet state. In this example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont) was used. The surface of the electrolyte membrane 13 is coated with platinum as a catalyst or an alloy composed of platinum and another metal. As a method of applying the catalyst, a carbon powder supporting platinum or an alloy of platinum and another metal is prepared, and the carbon powder supporting the catalyst is dispersed in an appropriate organic solvent, and an electrolyte solution (for example, Aldrich Chemical) is used. Company, Na
An appropriate amount of F.Solution was added to form a paste, and screen printing was performed on the electrolyte membrane 13. Alternatively, a configuration in which a paste containing the carbon powder supporting the catalyst is formed into a film to form a sheet and the sheet is pressed on the electrolyte membrane 13 is also suitable.
【0027】アノード14およびカソード15は、共に
炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形
成されている。なお、本実施例では、アノード14およ
びカソード15をカーボンクロスにより形成したが、炭
素繊維からなるカーボンペーパまたはカーボンフエルト
により形成する構成も好適である。また、本実施例で
は、上述したように白金などからなる触媒を電解質膜1
3上に付着させる構成としたが、アノード14およびカ
ソード15の電解質膜13と接する側の表面に、白金な
どからなる触媒のペーストを付着させることとしてもよ
い。The anode 14 and the cathode 15 are both formed of a carbon cloth woven with carbon fiber yarns. In the present embodiment, the anode 14 and the cathode 15 are formed by carbon cloth, but a configuration formed by carbon paper or carbon felt made of carbon fiber is also suitable. In the present embodiment, as described above, the catalyst made of platinum or the like is used for the electrolyte membrane 1.
Although it is configured to adhere on the surface 3, a paste of a catalyst made of platinum or the like may be adhered to the surfaces of the anode 14 and the cathode 15 in contact with the electrolyte membrane 13.
【0028】上記電解質膜13とアノード14およびカ
ソード15とは、熱圧着により一体化される。すなわ
ち、白金などの触媒を塗布した電解質膜13をアノード
14およびカソード15で挟持し、100℃ないし16
0℃好ましくは120℃ないし130℃に加熱しながら
これらを圧着する。電解質膜13とアノード14および
カソード15をとを一体化する方法としては、熱圧着に
よる他に、接着による方法を用いてもよい。アノード1
4およびカソード15で電解質膜13を挟持する際、各
電極と電解質膜13との間をプロトン導電性固体高分子
溶液(例えば、Aldrich Chemical社、
Nafion Solution)を用いて接合すれ
ば、プロトン導電性固体高分子溶液が固化する家庭で接
着剤として働き、各電極と電解質膜13とが固着され
る。The electrolyte membrane 13 and the anode 14 and the cathode 15 are integrated by thermocompression bonding. That is, the electrolyte membrane 13 coated with a catalyst such as platinum is sandwiched between the anode 14 and the cathode 15,
These are pressure-bonded while heating to 0 ° C, preferably 120 ° C to 130 ° C. As a method of integrating the electrolyte membrane 13 with the anode 14 and the cathode 15, a bonding method may be used instead of thermocompression bonding. Anode 1
When the electrolyte membrane 13 is sandwiched between the electrode 4 and the cathode 15, a proton conductive solid polymer solution (for example, Aldrich Chemical Company,
When bonding is performed using Nafion Solution, the electrodes function as an adhesive in a home where the proton-conductive solid polymer solution solidifies, and the electrodes and the electrolyte membrane 13 are fixed.
【0029】セパレータ16,17は、ガス不透過の導
電性材料、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とし
た緻密質カーボンにより形成されている。セパレータ1
6,17はその両面に、既述したガス流路を形成する平
行に配置された複数のリブを有している。図3では、燃
料ガス流路16Pと酸化ガス流路17Pとは平行に表わ
されているが、本実施例の燃料電池10では、燃料ガス
流路16Pと酸化ガス流路17Pとは互いに直交するよ
うに形成した。この各セパレータの表面に形成されたリ
ブの形状は、ガス拡散電極に対して燃料ガスまたは酸化
ガスを供給可能な形状であればよい。The separators 16 and 17 are made of a gas-impermeable conductive material, for example, dense carbon which is made by compressing carbon to be gas-impermeable. Separator 1
Each of the surfaces 6 and 17 has a plurality of ribs arranged in parallel to form the above-described gas flow path. In FIG. 3, the fuel gas passage 16P and the oxidizing gas passage 17P are shown in parallel, but in the fuel cell 10 of the present embodiment, the fuel gas passage 16P and the oxidizing gas passage 17P are orthogonal to each other. It was formed so that. The shape of the rib formed on the surface of each separator may be any shape as long as a fuel gas or an oxidizing gas can be supplied to the gas diffusion electrode.
【0030】図4に、本実施例のスタック11A〜11
Dにおいて実際に単セル12が積層される様子を分解斜
視図によって表わす。セパレータ16、17は、実際の
スタック11A〜11Dでは、端部セパレータ18,1
9、中央セパレータ20、冷却セパレータ21のいずれ
かとして構成されている。これらのセパレータは、積層
面が正方形状である板状に成形されている。以下に、上
記各セパレータそれぞれの構造について説明する。FIG. 4 shows the stacks 11A to 11A of this embodiment.
D shows how the single cells 12 are actually stacked in an exploded perspective view. The separators 16 and 17 are end separators 18 and 1 in the actual stacks 11A to 11D.
9, the center separator 20 and the cooling separator 21. These separators are formed into a plate shape having a square lamination surface. Hereinafter, the structure of each of the above separators will be described.
【0031】端部セパレータ18,19、中央セパレー
タ20および冷却セパレータ21には、その周辺角部の
2カ所(図4中の上部両隅)に、断面が円形の冷却水孔
22、23が形成されている。この冷却水孔22、23
は、上記スタックを形成した際、スタックを積層方向に
貫通する冷却水の流路を形成する。また、上記三種類の
セパレータの積層面の各辺の縁付近には、辺に沿って細
長い一対の孔(酸化ガス孔)24,25および一対の孔
(燃料ガス孔)26,27が形成されている。この酸化
ガス孔24,25および燃料ガス孔26,27は、スタ
ックを形成した際、酸素を含有する酸化ガスおよび水素
を含有する燃料ガスの流路を、スタックの積層方向に貫
通して形成する。The end separators 18, 19, the center separator 20, and the cooling separator 21 are formed with cooling water holes 22, 23 having circular cross sections at two peripheral corners (upper corners in FIG. 4). Have been. These cooling water holes 22, 23
When the above-mentioned stack is formed, a flow path of cooling water penetrating the stack in the stacking direction is formed. A pair of elongated holes (oxidizing gas holes) 24 and 25 and a pair of holes (fuel gas holes) 26 and 27 are formed near the edges of each side of the laminated surface of the three types of separators along the side. ing. When the stack is formed, the oxidizing gas holes 24 and 25 and the fuel gas holes 26 and 27 are formed so as to penetrate the flow path of the oxidizing gas containing oxygen and the fuel gas containing hydrogen in the stacking direction of the stack. .
【0032】端部セパレータ18の片面(図4中正面
側)には、対向する酸化ガス孔24,25間を連絡する
複数の平行な溝状のリブ28が形成されている。リブ2
8は、スタックを形成した際には隣接するカソード15
との間に既述した酸化ガス流路17Pを形成する。端部
セパレータ18の他面は、溝構造のないフラットな面と
なっている。On one surface (the front side in FIG. 4) of the end separator 18, there are formed a plurality of parallel groove-shaped ribs 28 communicating between the opposing oxidizing gas holes 24 and 25. Rib 2
8 are adjacent cathodes 15 when a stack is formed.
The oxidizing gas flow path 17P described above is formed between. The other surface of the end separator 18 is a flat surface without a groove structure.
【0033】中央セパレータ20の片面(図4中正面
側)には、対向する酸化ガス孔24,25間を連絡する
複数の平行な溝状のリブ28が形成されている。リブ2
8は、スタックを形成した際には隣接するカソード15
との間に既述した酸化ガス流路17Pを形成する。中央
セパレータ20の他面には、対向する燃料ガス孔26,
27間を連絡し、リブ28と直交する複数の溝状のリブ
29が形成されている。リブ29は、スタックを形成し
た際には、隣接するアノード14との間に既述した燃料
ガス流路16Pを形成する。On one surface (the front side in FIG. 4) of the central separator 20, there are formed a plurality of parallel groove-shaped ribs 28 which communicate between the opposing oxidizing gas holes 24 and 25. Rib 2
8 are adjacent cathodes 15 when a stack is formed.
The oxidizing gas flow path 17P described above is formed between. On the other surface of the center separator 20, opposed fuel gas holes 26,
27, a plurality of groove-shaped ribs 29 which are orthogonal to the ribs 28 are formed. When the stack is formed, the rib 29 forms the fuel gas flow path 16 </ b> P described above with the adjacent anode 14.
【0034】冷却セパレータ21の片面(図4中裏面
側)には、対向する燃料ガス孔26,27間を連絡する
複数の平行な溝状のリブ29が形成されている。リブ2
9は、スタックを形成した際には隣接するアノード14
との間に既述した燃料ガス流路16Pを形成する。ま
た、冷却セパレータ21の他面(図4中正面側)には、
既述した冷却水孔22,23間を連絡する葛折状の溝3
0が形成されている。スタックを形成する際には、冷却
セパレータ21は後述するように端部セパレータ18と
隣接するが、このとき溝30は端部セパレータ18のフ
ラットな面との間で冷却水路31Pを形成する。A plurality of parallel groove-shaped ribs 29 are formed on one side (the back side in FIG. 4) of the cooling separator 21 to communicate between the opposed fuel gas holes 26 and 27. Rib 2
9 are adjacent anodes 14 when a stack is formed.
And the fuel gas flow path 16P described above is formed. Further, on the other surface of the cooling separator 21 (the front side in FIG. 4),
The concavity-shaped groove 3 that connects between the cooling water holes 22 and 23 described above.
0 is formed. When the stack is formed, the cooling separator 21 is adjacent to the end separator 18 as described later, but at this time, the groove 30 forms a cooling water passage 31P between the cooling separator 21 and the flat surface of the end separator 18.
【0035】なお、上記三種類のセパレータは、既述し
たように緻密質カーボンによって形成することとした
が、導電性を有する他の部材によって形成することとし
てもよい。例えば、剛性および伝熱性を重視して、端部
セパレータ18,19や冷却セパレータ21を銅合金や
アルミニウム合金等の金属で形成してもよい。Although the above three types of separators are formed of dense carbon as described above, they may be formed of other conductive members. For example, the end separators 18 and 19 and the cooling separator 21 may be formed of a metal such as a copper alloy or an aluminum alloy with emphasis on rigidity and heat conductivity.
【0036】スタック11A〜11Dを形成するときに
は、電解質膜13をアノード14およびカソード15で
挟持した構造を上述した各セパレータでさらに両側から
挟持して組み付ける。図4では、端部セパレータ18,
中央セパレータ20,冷却セパレータ21を各一枚ずつ
しか示さなかったが、実際にスタック11A〜11Dを
構成するときには、中央セパレータ20は所定の枚数を
連続して積層する。この中央セパレータ20を連続して
積層する枚数(あるいは、スタック中における冷却セパ
レータ21の割合)は、単セル12の発熱量,冷却水の
温度,冷却水の流量等の条件により定まる。本実施例で
は、中央セパレータ20が5枚連続する毎に、端部セパ
レータ18および冷却セパレータ21を配置した。When the stacks 11A to 11D are formed, the structure in which the electrolyte membrane 13 is sandwiched between the anode 14 and the cathode 15 is assembled by further sandwiching the above-mentioned separators from both sides. In FIG. 4, the end separators 18,
Although only one center separator 20 and one cooling separator 21 are shown, when actually forming the stacks 11A to 11D, a predetermined number of the center separators 20 are continuously stacked. The number of successively stacked central separators 20 (or the ratio of the cooling separators 21 in the stack) is determined by conditions such as the calorific value of the single cell 12, the temperature of the cooling water, the flow rate of the cooling water, and the like. In this embodiment, the end separator 18 and the cooling separator 21 are arranged every five consecutive center separators 20.
【0037】上記のように電解質膜13,アノード1
4,カソード15および各セパレータを積層して形成す
るスタック11A〜11Dは、隣り合うスタック11A
およびスタック11Bと、隣り合うスタック11Cおよ
びスタック11Dとで、燃料等給排部40を両側から挟
んで燃料電池10を構成する。ここで、各スタックにお
ける積層の向き(積層時にアノード14およびカソード
15を配置する順序)および各スタックの端部の構造に
ついて説明する。As described above, the electrolyte membrane 13 and the anode 1
4, stacks 11A to 11D formed by laminating the cathode 15 and each separator are adjacent stacks 11A
And the stack 11B and the adjacent stacks 11C and 11D constitute the fuel cell 10 with the fuel supply / discharge unit 40 interposed therebetween. Here, the stacking direction (the order in which the anodes 14 and the cathodes 15 are arranged during stacking) in each stack and the structure of the end of each stack will be described.
【0038】本実施例では、スタック11Aおよびスタ
ック11Cは同じ向きにスタックを積層して形成してお
り、スタック11Bおよびスタック11Dはこれらとは
逆向きにスタックを積層して形成した。また、スタック
11A〜スタック11Dのそれぞれの両端部では、5枚
連続する中央セパレータ20に隣接して端部セパレータ
が配置されている。ここで、スタック11A,スタック
11Cの一端側(図2中右奥側)、およびスタック11
B,スタック11Dの他端側(図2中左手前側)には端
部セパレータ18が配置されている(ただし、スタック
11A,11Cとスタック11B,11Dとでは互いに
逆向きに配置されている)。また、スタック11A,ス
タック11Cの他端(図2中左手前側)、およびスタッ
ク11B,スタック11Dの一端(図2中右奥側)には
端部セパレータ19が配置されている(ただし、スタッ
ク11A,11Cとスタック11B,11Dとでは互い
に逆向きに配置されている)。この端部セパレータ19
は、既述した端部セパレータ18と同様の構造を備える
ものであるが、表面にリブを形成する面とフラットな面
との配置が、図4に示した端部セパレータ18とは逆向
きになっている。すなわち、アノード14と隣接する面
にリブを形成しており、その反対側の面がフラットな面
となっている。ここで、端部セパレータ19に形成され
たリブは、図4に示す中央セパレータ20におけるリブ
29と同様に、燃料ガス孔26,27間を連絡してアノ
ード14との間に燃料ガス流路16Pを形成する。In this embodiment, the stacks 11A and 11C are formed by stacking the stacks in the same direction, and the stacks 11B and 11D are formed by stacking the stacks in the opposite direction. At both ends of each of the stacks 11A to 11D, end separators are arranged adjacent to the central separator 20 that is continuous with five sheets. Here, one end of the stacks 11A and 11C (the right rear side in FIG. 2) and the stack 11
B, an end separator 18 is arranged on the other end side (the left front side in FIG. 2) of the stack 11D (however, the stacks 11A and 11C and the stacks 11B and 11D are arranged in opposite directions). Further, end separators 19 are arranged at the other ends of the stacks 11A and 11C (left front side in FIG. 2) and at one ends of the stacks 11B and 11D (right rear side in FIG. 2) (however, the stack 11A). , 11C and the stacks 11B, 11D are arranged in opposite directions to each other). This end separator 19
Has the same structure as the end separator 18 described above, but the arrangement of the surface on which the ribs are formed on the surface and the flat surface is opposite to that of the end separator 18 shown in FIG. Has become. That is, the rib is formed on the surface adjacent to the anode 14, and the opposite surface is a flat surface. Here, the rib formed on the end separator 19 communicates between the fuel gas holes 26 and 27 and communicates with the anode 14 through the fuel gas flow path 16P, similarly to the rib 29 on the center separator 20 shown in FIG. To form
【0039】さらに、各スタック11A〜11Dにおい
て、燃料電池10全体の端部に相当する端部側では、上
記端部セパレータ18または19の外側に、集電板3
2,絶縁板33,プレッシャープレート34がこの順序
でさらに配置される。これら集電板32,絶縁板33,
プレッシャープレート34は、既述した各セパレータと
略同一の形状を備えている。ただし、ガスや冷却水の給
排に関わる孔構造やリブ構造は有していない。Further, in each of the stacks 11A to 11D, on the end side corresponding to the end of the entire fuel cell 10, the current collector plate 3 is provided outside the end separator 18 or 19.
2, an insulating plate 33 and a pressure plate 34 are further arranged in this order. These current collecting plate 32, insulating plate 33,
The pressure plate 34 has substantially the same shape as each of the separators described above. However, it does not have a hole structure or a rib structure related to supply and discharge of gas and cooling water.
【0040】ここで、集電板32は、導電性の高い材
料、例えば銅などによって形成されている。これら集電
板32の所定の位置には、燃料電池10からの出力を取
り出す図示しない端子が設けられている。また、絶縁板
33は、絶縁性材料、例えばゴムや樹脂等により形成さ
れている。あるいは、絶縁板33は、金属などの導電性
部材の表面を絶縁性部材で被覆することによって形成し
てもよい。プレッシャープレート34は、剛性の高い材
料、例えば鋼などにより形成されている。プレッシャー
プレート34は本発明の要部に対応する構成を備えるた
め、後ほど詳しく説明する。Here, the current collecting plate 32 is formed of a highly conductive material, for example, copper or the like. A terminal (not shown) for taking out an output from the fuel cell 10 is provided at a predetermined position of the current collector plate 32. The insulating plate 33 is formed of an insulating material, for example, rubber or resin. Alternatively, the insulating plate 33 may be formed by covering the surface of a conductive member such as a metal with an insulating member. The pressure plate 34 is formed of a highly rigid material, for example, steel. The pressure plate 34 has a configuration corresponding to the main part of the present invention, and will be described later in detail.
【0041】各スタック11A〜11Dにおいて、燃料
等給排部40と隣接する端部側では、上記端部セパレー
タ18または19の外側に、集電板32A,絶縁板33
Aがこの順序でさらに配置される。これら集電板32
A,絶縁板33Aは、上述した集電板32,絶縁板33
と同様の材質により構成されているが、既述した各セパ
レータが備える冷却水孔22,23、燃料ガス孔26,
27、酸化ガス孔24,25に対応する孔構造を備えて
いる。なお、これら集電板および絶縁板は、燃料電池1
0の耐久性を確保するためには、燃料電池10内に供給
される燃料ガス,酸化ガスおよび水に対する耐久性に優
れ、燃料電池10の運転温度で安定な材質によって形成
することが望ましい。このように積層されたスタック1
1A〜11Dは、上記絶縁板33Aを介して燃料等給排
部40に隣接している。In each of the stacks 11A to 11D, on the end side adjacent to the fuel supply / discharge section 40, the current collector plate 32A and the insulating plate 33 are provided outside the end separator 18 or 19.
A are further arranged in this order. These current collectors 32
A, the insulating plate 33A includes the current collecting plate 32 and the insulating plate 33 described above.
The cooling water holes 22 and 23, the fuel gas holes 26 and
27, a hole structure corresponding to the oxidizing gas holes 24 and 25 is provided. The current collecting plate and the insulating plate correspond to the fuel cell 1
In order to ensure the durability of the fuel cell 10, it is desirable that the fuel cell 10 be formed of a material that is excellent in durability against fuel gas, oxidizing gas, and water and that is stable at the operating temperature of the fuel cell 10. Stack 1 thus stacked
1A to 11D are adjacent to the fuel supply / discharge unit 40 via the insulating plate 33A.
【0042】図5は、燃料等給排部40の概観を表わす
斜視図である。燃料等給排部40は、アルミニウムによ
り直方体状に形成されている。この燃料等給排部40
は、図示しない燃料ガス給排装置,酸化ガス給排装置お
よび冷却水給排装置からの燃料ガス,酸化ガスおよび冷
却水をスタック11A〜11Dに供給すると共に、スタ
ック11A〜11Dから排出される燃料排ガス,酸化排
ガスおよび冷却水を燃料ガス給排装置,酸化ガス給排装
置および冷却水給排装置に戻す装置である。このため、
燃料等給排部40には、燃料ガス給排装置と各スタック
11A〜11Dとを連絡する燃料ガスの給排のための流
路,酸化ガス給排装置と各スタック11A〜11Dとを
連絡する酸化ガスの給排のための流路および冷却水給排
装置と各スタック11A〜11Dとを連絡する冷却水の
給排のための流路が形成されている。FIG. 5 is a perspective view showing an overview of the fuel supply / discharge unit 40. The fuel supply / discharge unit 40 is formed in a rectangular parallelepiped shape from aluminum. This fuel supply / discharge unit 40
Supplies fuel gas, oxidizing gas, and cooling water from a fuel gas supply / discharge device, an oxidizing gas supply / discharge device, and a cooling water supply / discharge device (not shown) to the stacks 11A to 11D and the fuel discharged from the stacks 11A to 11D. This is a device for returning exhaust gas, oxidizing exhaust gas, and cooling water to a fuel gas supply / discharge device, an oxidizing gas supply / discharge device, and a cooling water supply / discharge device. For this reason,
The fuel supply / discharge unit 40 connects a fuel gas supply / discharge device to each of the stacks 11A to 11D, and a fuel gas supply / discharge passage, and an oxidizing gas supply / discharge device to each of the stacks 11A to 11D. A flow path for supplying and discharging the oxidizing gas and a flow path for supplying and discharging the cooling water that connects the cooling water supply and discharge device to each of the stacks 11A to 11D are formed.
【0043】まず、冷却水の給排のための流路について
説明する。燃料等給排部40の上面中央部の両サイドに
は、冷却水給排装置から冷却水の供給を受ける冷却水供
給口42A〜42Dが形成されており、同面の四隅に
は、冷却水給排装置へ冷却水を戻す冷却水排出口46A
〜46Dが形成されている(図5参照)。また、燃料等
給排部40の一方の側面(図5中右側面)の上部中央に
は、冷却水給排装置からの冷却水をスタック11A,1
1Bに供給する冷却水供給接続口44A,44Bが形成
されており、同面の上部両隅には、スタック11A,1
1Bから排出される冷却水を受け入れる冷却水排出接続
口48A,48Bが形成されている。なお、燃料等給排
部40の他方の側面(図1に示した燃料等給排部40の
左側面)にも、この面と同様に冷却水供給接続口44
C,44Dおよび冷却水排出接続口48C,48Dが形
成されている。この冷却水供給口42A〜42Dと冷却
水供給接続口44A〜44D、および、冷却水排出口4
6A〜46Dと冷却水排出接続口48A〜48Dとは、
燃料等給排部40内部に所定の形状に形成された流路に
よって連絡されている。First, the flow path for supplying and discharging the cooling water will be described. Cooling water supply ports 42A to 42D for receiving cooling water from a cooling water supply / discharge device are formed on both sides of the center of the upper surface of the fuel supply / discharge section 40, and the cooling water supply ports are provided at four corners of the same surface. Cooling water outlet 46A that returns cooling water to the supply / discharge device
To 46D are formed (see FIG. 5). Further, the cooling water from the cooling water supply / discharge device is stacked in the upper center of one side surface (the right side surface in FIG. 5) of the fuel supply / discharge unit 40.
The cooling water supply connection ports 44A and 44B for supplying to the stacks 11A and 1B are provided at both upper corners of the same surface.
Cooling water discharge connection ports 48A and 48B for receiving the cooling water discharged from 1B are formed. The other side (the left side of the fuel supply / discharge unit 40 shown in FIG. 1) of the fuel supply / discharge unit 40 is also provided with the cooling water supply connection port 44 similarly to this surface.
C, 44D and cooling water discharge connection ports 48C, 48D are formed. The cooling water supply ports 42A to 42D, the cooling water supply connection ports 44A to 44D, and the cooling water discharge port 4
6A to 46D and the cooling water discharge connection ports 48A to 48D
The inside of the fuel supply / discharge unit 40 is connected by a flow path formed in a predetermined shape.
【0044】したがって、燃料等給排部40は、冷却水
給排装置からの冷却水を、冷却水供給口42A〜42D
および冷却水供給接続口44A〜44Dを介してスタッ
ク11A〜11Dに供給する。各スタックに供給された
冷却水は、スタック内部に形成された冷却水路を経由し
て、冷却水排出接続口48A〜48Dおよび冷却水排出
口46A〜46Dを介して冷却水給排装置に排出され
る。Accordingly, the fuel supply / discharge unit 40 supplies the cooling water from the cooling water supply / discharge device to the cooling water supply ports 42A to 42D.
The cooling water is supplied to the stacks 11A to 11D via the cooling water supply connection ports 44A to 44D. The cooling water supplied to each stack is discharged to the cooling water supply / discharge device via cooling water discharge ports 48A to 48D and cooling water discharge ports 46A to 46D via cooling water channels formed inside the stack. You.
【0045】次に、燃料ガスの給排のための流路につい
て説明する。燃料等給排部40の一方の側面(図5中右
側面)の中央部には、燃料ガス給排装置からの燃料ガス
をスタック11A,11Bに供給する図中上下に細長い
2つの燃料ガス供給接続口62A,62Bが形成されて
おり、同面の燃料ガス供給接続口62A,62Bに対向
する辺の縁付近には、スタック11A,11Bから排出
される燃料排ガスを受け入れる2つの細長い燃料ガス排
出接続口64A,64Bが形成されている。なお、燃料
等給排部40の他方の側面(図1に示した燃料等給排部
40の左側面)にも、この面と同様の燃料ガス供給接続
口62C,62Dおよび燃料ガス排出接続口64C,6
4Dが形成されている。Next, the flow path for supplying and discharging the fuel gas will be described. In the center of one side surface (the right side surface in FIG. 5) of the fuel supply / discharge unit 40, two fuel gas supply lines which are vertically elongated in the figure and which supply fuel gas from the fuel gas supply / discharge device to the stacks 11A and 11B are provided. Connection ports 62A and 62B are formed, and two elongated fuel gas discharges for receiving the fuel exhaust gas discharged from the stacks 11A and 11B are provided near the edges of the sides facing the fuel gas supply connection ports 62A and 62B. Connection ports 64A and 64B are formed. The other side surface of the fuel supply / discharge unit 40 (the left side surface of the fuel supply / discharge unit 40 shown in FIG. 1) is also provided with the fuel gas supply connection ports 62C and 62D and the fuel gas discharge connection port similar to this surface. 64C, 6
4D is formed.
【0046】さらに燃料等給排部40には、上記燃料ガ
ス供給接続口62A〜62Dおよび燃料ガス排出接続口
64A〜64Dが設けられているのとは異なる側面(図
5中の右裏側面)に、燃料ガス給排装置から燃料ガスの
供給を受ける燃料ガス供給口50が形成されている。ま
た、燃料等給排部40には、上記燃料ガス供給口50が
形成されているのと対向する面(図5中左側面)に、燃
料ガス給排装置に燃料排ガスを排出する燃料ガス排出口
59が形成されている。この燃料ガス供給口50と燃料
ガス供給接続口62A〜62D、および、燃料ガス排出
接続口64A〜64Dと燃料ガス排出口59とは、燃料
等給排部40内部に所定の形状に形成された流路によっ
て連絡されている。Further, the fuel supply / discharge section 40 has a side surface different from the fuel gas supply connection ports 62A to 62D and the fuel gas discharge connection ports 64A to 64D (right rear side surface in FIG. 5). Further, a fuel gas supply port 50 for receiving the supply of the fuel gas from the fuel gas supply / discharge device is formed. The fuel gas supply / discharge unit 40 has a fuel gas discharge port for discharging fuel exhaust gas to a fuel gas supply / discharge device on a surface (the left side surface in FIG. 5) opposite to the surface on which the fuel gas supply port 50 is formed. An outlet 59 is formed. The fuel gas supply port 50 and the fuel gas supply connection ports 62A to 62D, and the fuel gas discharge connection ports 64A to 64D and the fuel gas discharge port 59 are formed in a predetermined shape inside the fuel supply / discharge section 40. They are connected by a channel.
【0047】したがって、燃料等給排部40は、燃料ガ
ス給排装置からの燃料ガスを、燃料ガス供給口50およ
び燃料ガス供給接続口62A〜62Dを介してスタック
11A〜11Dに供給する。各スタックに供給された燃
料ガスは、スタック内部に形成された燃料ガス流路を経
由して前記電気化学反応に供され、燃料ガス排出接続口
64A〜64Dおよび燃料ガス排出口59を介して燃料
ガス給排装置に排出される。Therefore, the fuel supply / discharge unit 40 supplies the fuel gas from the fuel gas supply / discharge device to the stacks 11A to 11D via the fuel gas supply port 50 and the fuel gas supply connection ports 62A to 62D. The fuel gas supplied to each stack is supplied to the electrochemical reaction via a fuel gas flow passage formed inside the stack, and is supplied through the fuel gas discharge connection ports 64A to 64D and the fuel gas discharge port 59. The gas is discharged to the gas supply / discharge device.
【0048】次に、酸化ガスの給排のための流路につい
て説明する。燃料等給排部40の上面の中央部には、環
状の溝と、この環状の溝から四隅方向に向けて形成され
た4つの溝とからなる酸化ガス分配溝70が形成されて
いる(図5参照)。この酸化ガス分配溝70の四隅方向
に向けて形成された4つの溝の先端部には、断面が円形
の酸化ガス供給口71A〜71Dが形成されている。こ
の酸化ガス分配溝70は、図示しない酸化ガス給排装置
に接続される。燃料等給排部40において、上記燃料ガ
ス供給接続口62A,62Bが形成されているのと同一
の側面の上部には、酸化ガス給排装置からの酸化ガスを
スタック11A,11Bに供給する2つの細長い酸化ガ
ス供給接続口72A,72Bが形成されており、下部に
はスタック11A,11Bから排出される酸化排ガスを
受け入れる2つの細長い酸化ガス排出接続口74A,7
4Bが形成されている。なお、この面に対向する面(図
1に示した燃料等給排部40の左側面)にも、この面と
同様の酸化ガス供給接続口72C,72Dおよび酸化ガ
ス排出接続口74C,74Dが形成されている。Next, the flow path for supplying and discharging the oxidizing gas will be described. An oxidizing gas distribution groove 70 including an annular groove and four grooves formed in four corners from the annular groove is formed at the center of the upper surface of the fuel supply / discharge unit 40. 5). Oxidizing gas supply ports 71A to 71D having a circular cross section are formed at the tips of the four grooves formed toward the four corners of the oxidizing gas distribution groove 70. The oxidizing gas distribution groove 70 is connected to an oxidizing gas supply / discharge device (not shown). In the fuel supply / discharge unit 40, an oxidizing gas from the oxidizing gas supply / discharge device is supplied to the stacks 11A and 11B on the upper side of the same side where the fuel gas supply connection ports 62A and 62B are formed. Two elongated oxidizing gas supply connection ports 72A and 72B are formed, and two elongated oxidizing gas discharge connection ports 74A and 7 for receiving oxidizing exhaust gas discharged from the stacks 11A and 11B are formed at a lower portion.
4B is formed. The oxidizing gas supply connection ports 72C and 72D and the oxidization gas discharge connection ports 74C and 74D similar to this surface are also provided on the surface (the left side surface of the fuel supply / discharge unit 40 shown in FIG. 1) opposite to this surface. Is formed.
【0049】また、燃料等給排部40において、上記酸
化ガス分配溝70が形成された面に対向する面(図5中
下面)には、上記酸化ガス分配溝70と同様の形状を有
する酸化ガス排出部78が形成されている。この酸化ガ
ス排出部78では、四隅方向に向けて形成された4つの
溝の先端部には、断面が円形の酸化ガス排出口76A〜
76Dが形成されている。この酸化ガス排出部78は、
図示しない酸化ガス給排装置に接続される。この酸化ガ
ス供給口71A〜71Dと酸化ガス供給接続口72A〜
72D、および、酸化ガス排出接続口74A〜74Dと
酸化ガス排出口76A〜76Dとは、燃料等給排部40
内部に所定の形状に形成された流路によって連絡されて
いる。In the fuel supply / discharge section 40, a surface (a lower surface in FIG. 5) opposite to the surface on which the oxidizing gas distribution groove 70 is formed has an oxidizing gas having the same shape as the oxidizing gas distribution groove 70. A gas outlet 78 is formed. In the oxidizing gas discharge section 78, the oxidizing gas discharge ports 76A to 76C having circular cross sections are provided at the tips of the four grooves formed toward the four corners.
76D is formed. The oxidizing gas discharge unit 78
It is connected to an oxidizing gas supply / discharge device (not shown). The oxidizing gas supply ports 71A to 71D and the oxidizing gas supply connection ports 72A to
72D and the oxidizing gas discharge connection ports 74A to 74D and the oxidizing gas discharge ports 76A to 76D
The inside is connected by a flow path formed in a predetermined shape.
【0050】したがって、燃料等給排部40は、酸化ガ
ス給排装置からの酸化ガスを、酸化ガス供給口71A〜
71Dおよび酸化ガス供給接続口72A〜72Dを介し
てスタック11A〜11Dに供給する。各スタックに供
給された酸化ガスは、スタック内部に形成された酸化ガ
ス流路を経由して既述した電気化学反応に供され、酸化
ガス排出接続口74A〜74Dおよび酸化ガス排出口7
6A〜76Dを介して燃料ガス給排装置に排出される。Therefore, the fuel supply / discharge section 40 supplies the oxidizing gas from the oxidizing gas supply / discharge device to the oxidizing gas supply ports 71A-71.
The fuel is supplied to the stacks 11A to 11D via the oxidizing gas supply connection ports 72A to 72D. The oxidizing gas supplied to each stack is subjected to the above-described electrochemical reaction via an oxidizing gas flow passage formed inside the stack, and is connected to the oxidizing gas discharge connection ports 74A to 74D and the oxidizing gas discharge port 7.
The fuel gas is discharged to the fuel gas supply / discharge device via 6A to 76D.
【0051】次に、ケース80A,80Bの構成と、こ
のケース80A,80Bがスタック11A〜11Dを収
納する様子について説明する。ケース80A,80B
は、鋼板材により形成されており、その内壁面は絶縁性
部材によって被覆されている。ケース80Aはスタック
11Aおよびスタック11Bを、ケース80Bはスタッ
ク11Cおよびスタック11Dを収納する。ここで、ケ
ース80Aとケース80Bとは同様の構成を備えている
ため、以下ではケース80Aについて説明する。図6
は、図1に示した燃料電池10のE−E線断面図であ
る。ケース80Aは、スタック11Aを収納するスタッ
ク収納孔81Aとスタック11Bを収納するスタック収
納孔81Bとを備えている。Next, the configuration of the cases 80A and 80B and how the cases 80A and 80B accommodate the stacks 11A to 11D will be described. Case 80A, 80B
Is formed of a steel plate material, and its inner wall surface is covered with an insulating member. The case 80A houses the stacks 11A and 11B, and the case 80B houses the stacks 11C and 11D. Here, since the case 80A and the case 80B have the same configuration, the case 80A will be described below. FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line EE of the fuel cell 10 shown in FIG. 1. The case 80A includes a stack storage hole 81A for storing the stack 11A and a stack storage hole 81B for storing the stack 11B.
【0052】各スタック収納孔81A,81Bの内部で
は、その各側面ごとに、それぞれ2つのレール部82が
形成されている。すなわち、各スタック収納孔81A,
81Bは、それぞれ4つのレール部82を備えている。
燃料電池10全体の側面に対応する側の側面に形成され
た各レール部82は、スタック収納孔81A,81Bの
内壁において、スタックの積層方向にわたって側面から
垂直に形成された平行な2本の細長い板状構造によって
構成されている。スタック収納孔81Aと81Bとが隣
り合う側の側面が備える各レール部82は、ケース80
Aの壁面に形成された凹凸の形状によって構成されてい
る。ここで、隣り合うレール部82間の距離は、既述し
たプレッシャープレート34が備える後述するプレート
ガイド35の位置に対応している。これらレール部82
およびプレッシャープレート34の構造は本発明の要部
に対応する構成であり、後に詳しく説明する。Inside each of the stack storage holes 81A and 81B, two rail portions 82 are formed on each side surface. That is, each stack storage hole 81A,
81B includes four rail portions 82, respectively.
Each rail portion 82 formed on the side surface corresponding to the side surface of the entire fuel cell 10 has two parallel elongated shapes formed vertically from the side surfaces in the stacking direction of the stack on the inner walls of the stack storage holes 81A and 81B. It is constituted by a plate-like structure. Each rail portion 82 provided on the side surface on the side where the stack storage holes 81A and 81B are adjacent to each other
It is constituted by the shape of the irregularities formed on the wall surface of A. Here, the distance between the adjacent rail portions 82 corresponds to the position of a later-described plate guide 35 provided in the pressure plate 34 described above. These rails 82
The structure of the pressure plate 34 corresponds to a main part of the present invention, and will be described later in detail.
【0053】また、各スタック収納孔81A,81Bの
それぞれの底面には、その所定の位置にスタックの積層
方向にわたって位置合わせ部83A,83Bが形成され
ている。この位置合わせ部83A,83Bは、スタック
収納孔81A,81Bの底面に対して垂直な細長い板状
構造として形成されている。この位置合わせ部83A,
83Bは、スタック収納孔81A,81B内にスタック
11A,11Bを収納する際に、積層しつつあるスタッ
ク構成部材の角部を沿わせてその位置を合わせるための
構造である。Further, positioning portions 83A and 83B are formed at predetermined positions of the bottom surfaces of the stack storage holes 81A and 81B, respectively, in the stacking direction of the stack. The alignment portions 83A and 83B are formed as elongated plate-like structures perpendicular to the bottom surfaces of the stack storage holes 81A and 81B. This alignment unit 83A,
83B is a structure for adjusting the position along the corners of the stack components being stacked when storing the stacks 11A and 11B in the stack storage holes 81A and 81B.
【0054】さらにケース80Aには、スタック収納孔
81Aを形成する側とスタック収納孔81Bを形成する
側とを接続する強化部84が形成されている。この強化
部84は、向かい合う2組のレール部82における上側
のレール部82と下側のレール部82との中間部におい
て、スタックの積層方向にわたって形成された梁構造で
ある。スタック収納孔81A,81Bでは、内部に収納
したスタック11A,11Bから、後述するプレートガ
イド35を介して側面方向から押圧力が加えられるが、
強化部84はこの押圧力に耐える強度をケース80Aに
付与している。Further, the case 80A is formed with a reinforcing portion 84 connecting the side where the stack storage hole 81A is formed and the side where the stack storage hole 81B is formed. The reinforcing portion 84 has a beam structure formed in the stacking direction of the stack at an intermediate portion between the upper rail portion 82 and the lower rail portion 82 of the two sets of facing rail portions 82. In the stack storage holes 81A and 81B, pressing force is applied from the side to the stacks 11A and 11B stored therein via a plate guide 35 described later.
The reinforced portion 84 gives the case 80A strength to withstand this pressing force.
【0055】以上ケース80Aの構成について説明した
が、スタック11Cおよびスタック11Dを収納するケ
ース80Bも同様の構成を備えている。なお、これらケ
ース80Aおよびケース80Bの両端部には、ケース8
0A,80Bを燃料等給排部40および加圧機構110
に固定するためのボルト穴が形成されている。Although the configuration of the case 80A has been described above, the case 80B for storing the stack 11C and the stack 11D has the same configuration. It should be noted that a case 8 is provided at both ends of the case 80A and the case 80B.
0A and 80B are supplied to the fuel supply / discharge unit 40 and the pressurizing mechanism 110.
A bolt hole is formed to fix the bolt.
【0056】ここで、ケース80A内にスタック11
A,11Bを収納する様子について説明する。まず、上
記したボルト穴を用いてケース80Aを燃料等給排部4
0へ固定する。引き続き、燃料等給排部40に固定した
ケース80Aが備えるスタック収納孔81A,81B内
へスタック11A,11Bを収納する。スタック11
A,11Bの収納は、各スタックを構成する単セル12
を一組ずつ順に積層することとしてもよいし、所定の数
の単セル12をひとまとめにしたモジュールごとに積層
することとしてもよい。このモジュールとは、所定の数
の単セル12に対して予め所定の圧力を加えてその周辺
部において接着を行ない一体化したもののことであり、
このように単セル12を予めモジュール化することによ
って、積層時の部品点数を削減してスタックを積層する
作業を容易にすることができる。また、単セル12を予
めモジュール化することによって、スタックの構成部材
がモジュール毎に予めある程度圧縮されるため、スタッ
ク11A,11Bをケース80A内に収納する際に、加
圧機構110によって加圧される前における各スタック
の積層方向の長さをより短くすることができる。すなわ
ち、積層作業のために必要なケース80Aの積層方向の
長さをより短くし、加圧を行なって完成した時のスタッ
クの長さにより近いものとすることができる。Here, the stack 11 is placed in the case 80A.
A state in which A and 11B are stored will be described. First, the case 80A is connected to the fuel supply / discharge unit 4 using the bolt holes described above.
Fix to 0. Subsequently, the stacks 11A and 11B are stored in the stack storage holes 81A and 81B provided in the case 80A fixed to the fuel supply / discharge unit 40. Stack 11
A and 11B are stored in the unit cells 12 constituting each stack.
May be stacked one by one in order, or a predetermined number of single cells 12 may be stacked for each module. The module is a module in which a predetermined number of single cells 12 are applied in advance to a predetermined number of single cells 12 and adhered to a peripheral portion thereof to be integrated.
By thus modularizing the single cells 12 in advance, it is possible to reduce the number of components at the time of lamination and facilitate the operation of laminating the stack. In addition, since the constituent members of the stack are compressed to some extent in advance for each module by modularizing the single cells 12 in advance, when the stacks 11A and 11B are stored in the case 80A, the stacks 11A and 11B are pressed by the pressing mechanism 110. Before stacking, the length of each stack in the stacking direction can be further reduced. That is, the length in the stacking direction of the case 80A required for the stacking operation can be made shorter, and can be made closer to the length of the stack when completed by applying pressure.
【0057】単セル12あるいは上記モジュールをスタ
ック収納孔81A,81B内に積層する際には、単セル
12あるいはモジュールが備える角部の一つを既述した
位置合わせ部83A,83Bに沿わせながら積層する。
このように、単セル12あるいはモジュールの角部を位
置合わせ部83A,83Bに沿わせることによって、ス
タック内を貫通する燃料ガス流路、酸化ガス流路および
冷却水路を形成するために要する積層の精度を確保して
いる。When stacking the single cells 12 or the modules in the stack storage holes 81A and 81B, one of the corners of the single cells 12 or the modules is aligned with the above-described alignment portions 83A and 83B. Laminate.
As described above, by aligning the corners of the single cell 12 or the module along the alignment portions 83A and 83B, the stack required to form the fuel gas passage, the oxidizing gas passage, and the cooling water passage that penetrates the inside of the stack is formed. Accuracy is ensured.
【0058】各スタックの端部では、既述したように、
所定の端部セパレータに隣接して集電板32,絶縁板3
3およびプレッシャープレート34が積層される。図7
は、絶縁板33まで積層したスタック収納孔81A内
に、さらにプレッシャープレート34を積層する様子を
表わす説明図である。この、スタック収納孔81A内に
プレッシャープレート34を収納する際にプレッシャー
プレート34を導く構造は、本発明の要部に対応するも
のである。プレッシャープレート34には、積層面周辺
部の所定の位置に4個のプレートガイド35が設けられ
ている(図1に示した各スタックでは、このプレートガ
イド35の記載は省略した)。本実施例では既述したレ
ール部82の位置に対応して、各プレッシャープレート
34において、燃料電池10の側面に平行な対向する2
辺にそれぞれ2個のプレートガイド35を備えることと
した(図7参照)。これらのプレートガイド35は、絶
縁性と所定の強度を有する材料、例えば樹脂などにより
形成されている。あるいは、金属などの導電性材料によ
って形成して、その表面を絶縁性部材によって被覆する
構成としてもよい。At the end of each stack, as described above,
Current collector plate 32, insulating plate 3 adjacent to a predetermined end separator;
3 and the pressure plate 34 are stacked. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which a pressure plate 34 is further stacked in a stack storage hole 81A in which the insulating plate 33 is stacked. This structure for guiding the pressure plate 34 when the pressure plate 34 is stored in the stack storage hole 81A corresponds to the main part of the present invention. The pressure plate 34 is provided with four plate guides 35 at predetermined positions around the lamination surface (the description of the plate guides 35 is omitted in each stack shown in FIG. 1). In the present embodiment, corresponding to the position of the rail portion 82 described above, each of the pressure plates 34 has a pair of opposed two parallel to the side surface of the fuel cell 10.
Each side is provided with two plate guides 35 (see FIG. 7). These plate guides 35 are formed of a material having an insulating property and a predetermined strength, such as a resin. Alternatively, a configuration may be employed in which a conductive material such as a metal is used and the surface is covered with an insulating member.
【0059】図8は、図1に示す燃料電池10での、プ
レッシャープレート34の配設された面に相当する面に
おける断面図(FーF線断面図)である。プレートガイ
ド35は、スタックの端部側から見ると略正方形の断面
を有しており、その長手方向がスタックの積層方向とな
るようにプレッシャープレート34にはめ込まれてい
る。プレートガイド35は、プレッシャープレート34
の外周部からはみ出した形状となっており、このはみ出
した部分で既述したレール部82に係合する。また、す
でにスタック収納孔81A,81B内に積層された絶縁
板33と隣接する側の端部は、絶縁板33等の形状に合
わせて、積層面と重なる領域が削り取られた形状となっ
ている(図7参照)。また、プレートガイド35におい
て、レール部82の内壁に当接する外周面には、その所
定の位置にボールベアリング36が設けられている。FIG. 8 is a sectional view (sectional view taken along line FF) of the fuel cell 10 shown in FIG. 1 taken along a plane corresponding to the plane on which the pressure plate 34 is provided. The plate guide 35 has a substantially square cross section when viewed from the end of the stack, and is fitted into the pressure plate 34 such that the longitudinal direction thereof is the stacking direction of the stack. The plate guide 35 is a pressure plate 34
The portion protrudes from the outer peripheral portion of the rail, and the protruding portion is engaged with the rail portion 82 described above. In addition, the end on the side adjacent to the insulating plate 33 already stacked in the stack storage holes 81A and 81B has a shape in which a region overlapping with the stacked surface is cut off according to the shape of the insulating plate 33 and the like. (See FIG. 7). In the plate guide 35, a ball bearing 36 is provided at a predetermined position on an outer peripheral surface of the plate guide 35 which abuts on an inner wall of the rail portion 82.
【0060】プレッシャープレート34をスタック収納
孔81A内に収納する際には、上記4つのプレートガイ
ド35を、スタック収納孔81A内に形成された既述し
た4つのレール部82にそれぞれ係合させながら、プレ
ッシャープレート34をスタック収納孔81A内に押し
込む。ここで、既述したように、各レール部82はスタ
ックの積層方向に平行に形成されており、プレートガイ
ド35もまたその長手方向がスタックの積層方向と平行
に形成されている。したがって、プレートガイド35を
レール部82に係合させながら押し込むと、プレッシャ
ープレート34は、スタックの積層方向に垂直な状態に
保たれたまま、スタック収納孔81A内に収納される。
また、プレートガイド35の外周面の所定の位置には上
述したようにボールベアリング36が設けられているた
め、プレッシャープレート34をスタック収納孔81A
内に押し込む際の抵抗が軽減される。When the pressure plate 34 is housed in the stack housing hole 81A, the four plate guides 35 are engaged with the four rails 82 formed in the stack housing hole 81A, respectively. Then, the pressure plate 34 is pushed into the stack storage hole 81A. Here, as described above, each rail portion 82 is formed parallel to the stacking direction of the stack, and the plate guide 35 is also formed so that its longitudinal direction is parallel to the stacking direction of the stack. Therefore, when the plate guide 35 is pushed in while being engaged with the rail portion 82, the pressure plate 34 is housed in the stack housing hole 81A while being kept perpendicular to the stacking direction of the stack.
Further, since the ball bearing 36 is provided at a predetermined position on the outer peripheral surface of the plate guide 35 as described above, the pressure plate 34 is attached to the stack accommodation hole 81A.
Resistance when pushing into the inside is reduced.
【0061】以上、スタック収納孔81Aにスタック1
1Aを収納する様子について説明したが、スタック収納
孔81Bへのスタック11Bの収納も同様に行なうこと
ができる。また、ケース80Bにスタック11C,11
Dを収納する場合も同様である。燃料等給排部40に固
定したケース80A,80B内にスタック11A〜11
Dを収納した後は、加圧機構110によって各スタック
の加圧を行ない燃料電池10を完成する。As described above, the stack 1 is inserted into the stack accommodation hole 81A.
Although the state of storing the stack 11A has been described, the stack 11B can be stored in the stack storage hole 81B in the same manner. Also, the stacks 11C and 11C are placed in the case 80B.
The same applies to the case where D is stored. Stacks 11A to 11A are provided in cases 80A and 80B fixed to fuel supply / discharge unit 40.
After storing D, each stack is pressurized by the pressurizing mechanism 110 to complete the fuel cell 10.
【0062】なお、図1に示した燃料電池10が備える
ケース80A,80Bでは各側面はフラットな板構造と
して形成することとしたが、ケース80A,80Bの側
面において、スタック収納孔内部を外部から観察可能な
窓構造を打ち抜きなどにより設けることも好ましい。こ
のような窓構造を設けるならば、ケース80A,80B
内部にスタック11A〜11Dを積層する際に、積層中
の単セル12あるいはモジュールの状態を外部から容易
に知ることが可能となると共に、非所望の傾きを生じた
単セル12あるいはモジュールの状態を容易に修正する
ことが可能となり、積層時の便を図ることができる。In the case 80A, 80B of the fuel cell 10 shown in FIG. 1, each side surface is formed as a flat plate structure. However, the inside of the stack accommodating hole is formed on the side surface of the case 80A, 80B from outside. It is also preferable to provide an observable window structure by punching or the like. If such a window structure is provided, cases 80A, 80B
When stacking the stacks 11A to 11D inside, the state of the single cells 12 or modules being stacked can be easily known from the outside, and the state of the single cells 12 or modules having an undesired inclination can be determined. Correction can be easily performed, and convenience at the time of lamination can be achieved.
【0063】次に、加圧機構110について説明する。
図9は、加圧機構110の構成を例示する断面図であ
る。図示するように、加圧機構110は、加圧機構11
0をケース80に取り付ける取り付け板112と、後述
する加圧ボルト140による加圧に伴う反力をこの取り
付け板112に対して伝達する回転防止部材120と、
各スタック11A〜11Dに対して積層方向の圧力を作
用させる加圧部材130と、加圧部材130に押圧力を
作用させる加圧ボルト140とから構成される。取り付
け板112には、2つの正八角形の貫通孔114が形成
されており、この貫通孔114に回転防止部材120が
嵌合されている。Next, the pressing mechanism 110 will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the pressing mechanism 110. As shown, the pressing mechanism 110 includes a pressing mechanism 11.
0 to the case 80, a rotation preventing member 120 for transmitting a reaction force accompanying pressurization by a pressure bolt 140 described later to the mount plate 112,
Each of the stacks 11A to 11D includes a pressing member 130 for applying a pressure in the stacking direction and a pressing bolt 140 for applying a pressing force to the pressing member 130. Two regular octagonal through holes 114 are formed in the mounting plate 112, and the rotation preventing member 120 is fitted into the through holes 114.
【0064】図10は、回転防止部材120を、図9中
右側から見た説明図である。図示するように、回転防止
部材120は、加圧ボルト140による加圧に伴う反力
を取り付け板112に伝達する円形の台座部122と、
正八角形で取り付け板112の貫通孔114に嵌合可能
な嵌合部124とからなる。嵌合部124の中央には、
嵌合部124を貫通する貫通孔126が形成されてお
り、貫通孔126の表面には、後述する加圧ボルト14
0のネジ部144と螺合するよう螺旋状の溝が形成され
ている。なお、図9に示した回転防止部材120は、図
10に示した回転防止部材120のG−G線断面に相当
する。FIG. 10 is an explanatory view of the rotation preventing member 120 as viewed from the right side in FIG. As shown in the figure, the rotation preventing member 120 has a circular pedestal portion 122 that transmits a reaction force accompanying pressurization by the pressurizing bolt 140 to the mounting plate 112,
The fitting portion 124 is a regular octagon and can be fitted into the through hole 114 of the mounting plate 112. In the center of the fitting portion 124,
A through hole 126 penetrating through the fitting portion 124 is formed.
A spiral groove is formed so as to be screwed with the No. 0 thread part 144. Note that the rotation preventing member 120 shown in FIG. 9 corresponds to a cross section taken along line GG of the rotation preventing member 120 shown in FIG.
【0065】図11は、加圧部材130を図9中右側か
ら見た説明図である。図示するように、加圧部材130
は、スタック11A〜11Dの積層端に押圧力を作用さ
せる円板132と、この円板132の中央に取り付けら
れる加圧軸136と、円板132と加圧軸136とを補
強し三角形に形成された4つの加圧リブ134とからな
る。加圧軸136の端部(図9中の右端部)には、半球
形状の加圧凹部138が形成されている。FIG. 11 is an explanatory view of the pressing member 130 as viewed from the right side in FIG. As shown, the pressing member 130
Is a disk 132 for applying a pressing force to the stacking ends of the stacks 11A to 11D, a pressing shaft 136 attached to the center of the disk 132, and reinforcing the disk 132 and the pressing shaft 136 to form a triangle. And four pressing ribs 134. At an end (right end in FIG. 9) of the pressing shaft 136, a hemispherical pressing recess 138 is formed.
【0066】加圧ボルト140は、図9に示すように、
一方の端部142は加圧部材130の加圧凹部138と
整合するよう半球形状に形成されており、他方の端部1
46はその断面が六角形となるよう形成されている。加
圧ボルト140の端部142と端部146との間は、回
転防止部材120の貫通孔126に螺合する螺旋状の溝
が形成されたネジ部144となっている。The pressure bolt 140 is, as shown in FIG.
One end 142 is formed in a hemispherical shape so as to be aligned with the pressing recess 138 of the pressing member 130, and the other end 1 is formed.
46 is formed so that its cross section becomes hexagonal. Between the end 142 and the end 146 of the pressure bolt 140 is a screw 144 having a spiral groove formed to screw into the through hole 126 of the rotation preventing member 120.
【0067】こうして構成された加圧機構110は、次
のようにしてスタック11A〜11Dに積層方向の圧力
を作用させる。回転防止部材120の貫通孔126に螺
合した加圧ボルト140を回転させると、加圧ボルト1
40は、図9中の左右方向に移動する。加圧ボルト14
0を時計回りに回転させて、加圧ボルト140を同図中
の左方向に移動させると、加圧ボルト140の端部14
2が加圧部材130の加圧凹部138に当接し、加圧部
材130を左方向に移動させる。このため、スタック1
1A〜11Dには、加圧部材130の円板132により
積層方向の圧力が加えられる。このように構成された加
圧機構110を用いて、燃料等給排部40に固定したケ
ース80A,80B内に収納したスタック11A〜11
Dを加圧して燃料電池10が形成される。The pressure mechanism 110 configured as described above applies a pressure in the stacking direction to the stacks 11A to 11D as follows. When the pressure bolt 140 screwed into the through hole 126 of the rotation preventing member 120 is rotated, the pressure bolt 1
Reference numeral 40 moves in the left-right direction in FIG. Pressure bolt 14
0 is rotated clockwise and the pressure bolt 140 is moved to the left in FIG.
2 comes into contact with the pressing recess 138 of the pressing member 130, and moves the pressing member 130 to the left. Therefore, stack 1
A pressure in the stacking direction is applied to 1A to 11D by the disk 132 of the pressing member 130. The stacks 11A to 11A stored in the cases 80A and 80B fixed to the fuel supply / discharge unit 40 using the pressurizing mechanism 110 configured as described above.
D is pressurized to form the fuel cell 10.
【0068】なお、図1に示した燃料電池10では、既
述した集電板32が備える端子の記載は省略している
が、各スタック11A〜11Dのそれぞれの両端部には
既述した集電板32,32Aが配設されており、これら
は以下のように接続される。すなわち、スタック11A
の燃料等給排部40側端部に設けられた集電板32Aの
端子は、燃料等給排部40を挟んで対峙するスタック1
1Cの燃料等給排部40側端部に設けられた集電板32
Aの端子と接続される。また、スタック11Cの加圧機
構110側端部に設けられた集電板32の端子は、隣り
合うスタック11Dの加圧機構110側端部に設けられ
た集電板32の端子と接続される。スタック11Dの燃
料等給排部40側端部に設けられた集電板32Aの端子
は、燃料等給排部40を挟んで対峙するスタック11B
の加圧機構110側端部に設けられた集電板32Aの端
子と接続される。In the fuel cell 10 shown in FIG. 1, the terminals of the current collecting plate 32 described above are omitted, but the ends of each of the stacks 11A to 11D are described above. Electric boards 32 and 32A are provided, and these are connected as follows. That is, the stack 11A
The terminal of the current collecting plate 32A provided at the end of the fuel supply / discharge unit 40 on the side of the fuel supply / discharge unit 40
A current collector plate 32 provided at the end of the 1C fuel supply / discharge unit 40 side
A terminal. The terminals of the current collector 32 provided at the end of the stack 11C on the pressing mechanism 110 side are connected to the terminals of the current collector 32 provided at the end of the adjacent stack 11D on the side of the pressing mechanism 110. . The terminal of the current collector 32A provided at the end of the stack 11D on the side of the fuel supply / discharge unit 40 is connected to the stack 11B facing the fuel supply / discharge unit 40.
Is connected to the terminal of the current collector 32A provided at the end of the pressure mechanism 110 side.
【0069】ここで、既述したように、スタック11
A,11Cとスタック11B,11Dとでは単セル12
の積層の方向が逆向きとなっているため、上記のように
各スタック端部の接続端子を接続することによって、ス
タック11A〜11Dは、スタック11A,11C,1
1D,11Bの順に直列に接続される。スタック11A
〜11Dを上記のように直列に接続すれば、スタック1
1Aの加圧機構110側端部に設けられた集電板32の
端子と、スタック11Bの加圧機構110側端部に設け
られた集電板32の端子とが燃料電池10の出力端子と
なり、これらの端子から電力を得ることができる。Here, as described above, the stack 11
A, 11C and stacks 11B, 11D are single cells 12
The stacking directions of the stacks 11A to 11D are reversed by connecting the connection terminals at the ends of the stacks as described above.
1D and 11B are connected in series in this order. Stack 11A
11D are connected in series as described above, the stack 1
The terminal of the current collecting plate 32 provided at the end of the pressurizing mechanism 110 of 1A and the terminal of the current collecting plate 32 provided at the end of the stack 11B at the side of the pressing mechanism 110 are output terminals of the fuel cell 10. , Power can be obtained from these terminals.
【0070】本実施例の燃料電池10では、スタック1
1A〜11Dをスタック11A,11C,11D,11
Bの順で直列に接続することとしたが、異なる順序で直
列に接続してもよく、各スタック11A〜11Dを並列
に接続してもよい。あるいは、各スタック11A〜11
Dの内の2つずつを直列に接続し、この直列に接続した
2組をさらに並列に接続することとしてもよい。In the fuel cell 10 of this embodiment, the stack 1
1A to 11D are stacked 11A, 11C, 11D, 11
B is connected in series in the order of B, but may be connected in series in a different order, or the stacks 11A to 11D may be connected in parallel. Alternatively, each of the stacks 11A to 11A
Two of D may be connected in series, and the two sets connected in series may be further connected in parallel.
【0071】以上のように構成された本実施例の燃料電
池10によれば、プレッシャープレート34において積
層方向に平行に取り付けられたプレートガイド35を、
ケース80A,80Bの内壁において積層方向に平行に
形成されたレール部82が導くため、加圧機構110に
よって各スタック11A〜11Dを加圧する際に、プレ
ッシャープレート34の積層面をスタックの積層方向に
垂直な状態に保つことができる。したがって、スタック
11A〜11Dを構成する各部材の積層面に対して均一
な押圧力を加えることができる。積層面に対して均一な
押圧力が加えられるため各スタック内で接触抵抗が均一
となり、燃料電池10の内部抵抗が増大してしまうこと
がない。また、各スタック全体が充分に加圧されるた
め、部分的にガスシール性が損なわれてしまうおそれが
ない。According to the fuel cell 10 of this embodiment configured as described above, the plate guide 35 mounted on the pressure plate 34 in parallel with the lamination direction is used.
Since the rails 82 formed parallel to the stacking direction on the inner walls of the cases 80A and 80B guide the stacks 11A to 11D by the pressing mechanism 110, the stacking surface of the pressure plate 34 is moved in the stacking direction of the stacks. It can be kept vertical. Therefore, a uniform pressing force can be applied to the stacking surfaces of the members constituting the stacks 11A to 11D. Since a uniform pressing force is applied to the stacking surface, the contact resistance becomes uniform in each stack, and the internal resistance of the fuel cell 10 does not increase. Further, since the entire stack is sufficiently pressurized, there is no possibility that the gas sealing property is partially impaired.
【0072】また、本実施例の燃料電池10によれば、
各スタック11A〜11Dを加圧して燃料電池10を完
成した後も、上記プレートガイド35およびレール部8
2によって、プレッシャープレート34の積層面がスタ
ックの積層方向に垂直である状態が維持される。したが
って、燃料電池10の運転中に、各スタック11A〜1
1Dを構成する部材のいずれかにおいて傾きが生じてし
まうことがない。燃料電池10の運転中には、電解質膜
13が湿潤化するのに伴って、各単セル12では、接着
が行なわれていない中央部の厚みがさらに増大する。各
単セル12は厚さ数ミリであり、各単セル12ごとに増
大する厚みは微々たるものであるが、単セル12が数十
枚あるいはそれ以上積層されたスタック全体では、積層
面中央部での厚みの増大は無視し難いものとなる。この
ように中央部が厚く周辺部が薄い単セル12(または単
セル12を所定数一体化したモジュール)を積層したス
タックの端部に配設したプレッシャープレート34で
は、燃料電池10の運転中に各単セル12の中央部が厚
くなるに従って、このプレッシャープレート34をいず
れかの方向に傾けようとする力が働くおそれがあるが、
プレッシャープレート34はプレートガイド35および
レール部82によって支えられているため、プレッシャ
ープレート34の積層面はスタックの積層方向に垂直な
状態を維持することができる。そのため、燃料電池10
の運転中にプレッシャープレート34が傾き、各スタッ
ク11A〜11Dの積層面に加えられる押圧力が積層面
内で不均一となって、ガスシール性が損なわれたり接触
抵抗が増大してしまうことがない。According to the fuel cell 10 of this embodiment,
Even after the stacks 11A to 11D are pressurized to complete the fuel cell 10, the plate guide 35 and the rail 8
Due to 2, the state where the lamination surface of the pressure plate 34 is perpendicular to the lamination direction of the stack is maintained. Therefore, during operation of the fuel cell 10, each of the stacks 11A to 11A
Inclination does not occur in any of the members constituting 1D. During operation of the fuel cell 10, as the electrolyte membrane 13 becomes wet, the thickness of the central portion of each unit cell 12 where no bonding is performed further increases. Each unit cell 12 has a thickness of several millimeters, and the thickness that increases for each unit cell 12 is insignificant. However, in the entire stack in which dozens or more unit cells 12 are stacked, the center of the stacking surface is The increase in thickness at this point is not negligible. The pressure plate 34 disposed at the end of the stack in which the single cells 12 (or a module in which a predetermined number of the single cells 12 are integrated) having a thick central portion and a thin peripheral portion is disposed during the operation of the fuel cell 10. As the central portion of each unit cell 12 becomes thicker, there is a possibility that a force for tilting the pressure plate 34 in any direction may act.
Since the pressure plate 34 is supported by the plate guide 35 and the rail portion 82, the stacking surface of the pressure plate 34 can be maintained in a state perpendicular to the stacking direction of the stack. Therefore, the fuel cell 10
During the operation, the pressure plate 34 tilts, and the pressing force applied to the stacking surface of each of the stacks 11A to 11D becomes uneven in the stacking surface, and the gas sealing property is impaired or the contact resistance increases. Absent.
【0073】上記第1実施例では、各スタック収納孔8
1A〜81Dが備えるレール部82は、燃料電池10の
外側面に相当する側面では積層方向に平行に設けられた
細長い2本の板状構造によって形成されており、これら
の側面に対向する側の側面ではケース80A,80Bの
側壁を所定の凹凸形状に成形することによって形成して
いる。これらのレール部は、スタック収納孔81A〜8
1D内に設けた細長い2本の板状構造によってすべてを
形成することとしてもよいし、ケース80A,80Bの
側壁を所定の凹凸形状に成形することによってすべてを
形成することとしてもよい。In the first embodiment, each stack accommodation hole 8
The rail portions 82 provided in 1A to 81D are formed by two elongated plate-like structures provided in parallel to the stacking direction on the side surface corresponding to the outer side surface of the fuel cell 10, and the rail portion 82 on the side facing these side surfaces is provided. The side surfaces are formed by molding the side walls of the cases 80A and 80B into a predetermined uneven shape. These rail portions are provided with stack storage holes 81A-8A.
All may be formed by two elongated plate-like structures provided in 1D, or all may be formed by molding the side walls of the cases 80A and 80B into a predetermined uneven shape.
【0074】また、上記第1実施例では、各スタック収
納孔において、互いに対向する2つの側面にそれぞれ2
つのレール部82を設けたが、このレール部82を上記
第1実施例とは異なる面に設けることとしてもよい。以
下に一例を示す。図12は、スタック収納孔の一側面お
よび上面に上記レール部82を設けた燃料電池10Aの
様子を表わす説明図である。この図12は、燃料電池1
0Aにおいて、図8と同様にプレッシャープレート34
を含む断面の様子を表わしている。ここで、第1実施例
の燃料電池10と共通する部材には同じ番号を付して詳
しい説明を省略するが、以下に説明するこれ以後の実施
例についても、第1実施例と共通する部分については同
じ部材番号を付して詳しい説明は省略することとする。
燃料電池10Aは、スタック収納孔81A,81Bにお
いて、一側面(図12中左側の側面)と上面(図12中
上側の側面)とにそれぞれ2つのレール部82を形成し
ており、プレッシャープレート34においては、これら
のレール部に対応する位置にプレートガイド35を形成
している。ここで、各プレートガイド35はその外表面
の所定の位置に、第1実施例と同様にボールベアリング
36を備えているものとする。このような配置のレール
部82およびプレートガイド35を備える燃料電池10
Aでは、第1実施例の燃料電池10と同様の効果を得る
ことができる。さらに燃料電池10Aでは、レール部8
2を一方の側面と上面とに形成することによって、スタ
ックの積層時に単セル12(あるいはモジュール)を他
方の側面と下面とに沿わせてスタック収納孔内に納める
ことができる。したがって、第1実施例のように位置合
わせ部83A,83Bを設けることなく、スタック積層
時の精度を確保することができる。In the first embodiment, each of the stack housing holes is provided with two opposite side surfaces.
Although the two rail portions 82 are provided, the rail portions 82 may be provided on a surface different from that of the first embodiment. An example is shown below. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of the fuel cell 10A in which the rail portion 82 is provided on one side surface and the upper surface of the stack housing hole. FIG. 12 shows the fuel cell 1
At 0A, the pressure plate 34 is
Shows the state of the cross section including. Here, members in common with the fuel cell 10 of the first embodiment are assigned the same reference numerals and detailed description is omitted. However, in the following embodiments described below, portions common to the first embodiment will be described. Are assigned the same member numbers, and a detailed description thereof will be omitted.
In the fuel cell 10A, two rail portions 82 are formed on one side surface (the left side surface in FIG. 12) and the upper surface (the upper side surface in FIG. 12) in the stack storage holes 81A and 81B, respectively. In (2), a plate guide 35 is formed at a position corresponding to these rail portions. Here, it is assumed that each plate guide 35 is provided with a ball bearing 36 at a predetermined position on the outer surface thereof as in the first embodiment. The fuel cell 10 including the rail portion 82 and the plate guide 35 having such an arrangement
In A, the same effect as the fuel cell 10 of the first embodiment can be obtained. Further, in the fuel cell 10A, the rail 8
By forming 2 on one side surface and the upper surface, the unit cell 12 (or module) can be accommodated in the stack storage hole along the other side surface and the lower surface during stacking. Therefore, the accuracy at the time of stacking the stack can be ensured without providing the alignment portions 83A and 83B as in the first embodiment.
【0075】上記第1実施例の燃料電池10および燃料
電池10Aでは、プレートガイド35はその外表面の所
定の位置にボールベアリング36を備えているため、プ
レッシャープレート34をスタック収納孔に収納する際
の抵抗を軽減することができ、これによってプレッシャ
ープレート34をスタック収納孔内に収納する作業をス
ムーズに行なうことができるようにした。ここで、プレ
ッシャープレート34を収納する際の抵抗を軽減するこ
とができるならば、上記ボールベアリング36以外の構
成をプレートガイド35に備えさせることとしてもよ
い。In the fuel cell 10 and the fuel cell 10A of the first embodiment, since the plate guide 35 has the ball bearing 36 at a predetermined position on the outer surface thereof, when the pressure plate 34 is stored in the stack storage hole. Therefore, the operation of housing the pressure plate 34 in the stack housing hole can be smoothly performed. Here, if the resistance at the time of storing the pressure plate 34 can be reduced, a configuration other than the ball bearing 36 may be provided in the plate guide 35.
【0076】例えば、プレートガイド35の外表面の所
定の位置において、ボールベアリング36の代わりにロ
ーラーを設ける構成も好適である。ボールベアリング3
6を用いる場合にはレール部82を形成する側面との接
触部は点となるが、ローラーを用いれば同じく側面との
接触部は線となる。したがって、スタック側からケース
側側面に加えられる圧力が点に比べて分散されることに
なり好ましい。また、上記ボールベアリング36やロー
ラーのような構造をプレートガイド35に設ける代わり
に、摩擦力を低減可能で導電性を有しない潤滑剤(例え
ばグリス等)を、プレートガイド35とスタック収納孔
との接触面に塗布することとしてもよい。For example, it is preferable to provide a roller instead of the ball bearing 36 at a predetermined position on the outer surface of the plate guide 35. Ball bearing 3
When the roller 6 is used, the contact portion with the side surface forming the rail portion 82 is a point, but when a roller is used, the contact portion with the side surface is a line. Therefore, the pressure applied from the stack side to the case side surface is dispersed as compared with the point, which is preferable. Further, instead of providing a structure such as the ball bearing 36 or the roller in the plate guide 35, a lubricant (for example, grease) capable of reducing frictional force and having no conductivity is applied between the plate guide 35 and the stack housing hole. It may be applied to the contact surface.
【0077】上記第1実施例では、プレッシャープレー
ト34が備えるプレートガイド35は四角柱を組み合わ
せた形状とし、ケース80A,80Bが備えるレール部
82は、2枚の平行な細長い板状構造などによって上記
四角柱状のプレートガイド35に係合可能に形成するこ
ととしたが、これらプレートガイド35およびレール部
82は異なる形状としてもよい。例えば、プレートガイ
ドを略三角柱状に形成してこの三角柱の底面側をプレッ
シャープレートに埋め込み、レール部を略楔形状として
上記三角柱状のプレートガイドを沿わせることとしても
よく、レール部がプレートガイドを導いてプレッシャー
プレートをスタック積層面に垂直な状態に維持すること
ができればよい。In the first embodiment, the plate guide 35 provided in the pressure plate 34 has a shape formed by combining square pillars, and the rail portion 82 provided in the cases 80A and 80B has the above-mentioned two parallel elongated plate-like structures. Although the plate guide 35 and the rail portion 82 are formed so as to be able to engage with the quadrangular columnar plate guide 35, the plate guide 35 and the rail portion 82 may have different shapes. For example, the plate guide may be formed in a substantially triangular prism shape, the bottom side of the triangular prism may be embedded in a pressure plate, the rail portion may be formed in a substantially wedge shape, and the triangular prism plate guide may be formed. It suffices if the pressure plate can be guided to maintain the pressure plate perpendicular to the stack stacking surface.
【0078】また、既述した実施例では、プレートガイ
ド35を導くレール部82をスタック収納孔内部に設け
ることとしたが、プレートガイドにおいて所定の形状に
突出して形成された係合部を、ケースの壁面に設けた切
れ込み部によって導く構成としてもよい。このような構
成を第2実施例として以下に示す。In the above-described embodiment, the rail 82 for guiding the plate guide 35 is provided inside the stack accommodating hole. However, the engaging portion formed in the plate guide so as to protrude into a predetermined shape is connected to the case. It may be configured to be guided by a cut portion provided on the wall surface of the first embodiment. Such a configuration is described below as a second embodiment.
【0079】図13は、第2実施例の燃料電池10Bに
おいてプレッシャープレート34Bの平行度を保つ機構
の構成を表わす説明図である。第2実施例の燃料電池1
0Bは、プレッシャープレートの平行度をスタック収納
孔内で一定に保つための構造以外は第1実施例の燃料電
池10と同様である。図13は、図7と同様に、4つの
スタック収納孔の内の一つ(ここではスタック収納孔8
1A)において、すでに積層を終えたスタック11A端
部の絶縁板33に隣接してプレッシャープレート34B
を収納する様子を表わしている。FIG. 13 is an explanatory view showing the structure of a mechanism for maintaining the parallelism of the pressure plate 34B in the fuel cell 10B of the second embodiment. Fuel cell 1 of second embodiment
OB is the same as that of the fuel cell 10 of the first embodiment except for the structure for keeping the parallelism of the pressure plate constant in the stack storage hole. FIG. 13 shows one of four stack storage holes (here, stack storage hole 8
1A), a pressure plate 34B adjacent to the insulating plate 33 at the end of the stack 11A that has already been stacked.
Is stored.
【0080】第2実施例の燃料電池10Bが備えるプレ
ッシャープレート34Bは、第1実施例と同様に、対向
する2辺にそれぞれ2つのプレートガイド35Bを備え
ている。これらのプレートガイド35Bは、プレッシャ
ープレート34Bの外周部に突出した領域の上面と下面
において、スタックの積層方向と平行に形成された一定
かつ所定の深さの溝部37を形成している(図13参
照)。この溝部37は、プレートガイド35Bの長手方
向(スタックの積層方向)の全長にわたって形成されて
いる。The pressure plate 34B provided in the fuel cell 10B of the second embodiment has two plate guides 35B on two opposing sides, similarly to the first embodiment. These plate guides 35B form grooves 37 of a constant and predetermined depth formed in parallel with the stacking direction on the upper and lower surfaces of the region protruding from the outer peripheral portion of the pressure plate 34B (FIG. 13). reference). The groove 37 is formed over the entire length of the plate guide 35B in the longitudinal direction (stacking direction of the stack).
【0081】ケース80Aでは、プレッシャープレート
34Bにおいてプレートガイド35Bが形成された対向
する2辺に対応する2つの側面において、それぞれプレ
ートガイド35Bに対応する位置にスリット85が形成
されている。このスリット85は、ケース80Aにおけ
る加圧機構110との接続側端部から、スタックの積層
方向に平行に形成された所定の長さを有する切れ込み構
造である。この所定の長さとは、プレッシャープレート
34Bをスタック収納孔内に納めて絶縁板33に隣接さ
せるときに、プレートガイド35Bの全長を充分に係合
させることができる長さである。In the case 80A, slits 85 are formed at positions corresponding to the plate guides 35B on two side surfaces corresponding to the two opposite sides of the pressure plate 34B where the plate guides 35B are formed. The slit 85 has a cut structure having a predetermined length formed in parallel with the stacking direction of the stack from the end of the case 80A on the connection side with the pressing mechanism 110. The predetermined length is a length that allows the entire length of the plate guide 35B to be sufficiently engaged when the pressure plate 34B is housed in the stack storage hole and is adjacent to the insulating plate 33.
【0082】第2実施例の燃料電池10Bが備えるスリ
ット85は、第1実施例のレール部82と同様に、プレ
ッシャープレート34Bをケース80A内に収納する際
にプレートガイド35Bを導いて、プレッシャープレー
ト34Bをスタックの積層方向に垂直な状態に維持す
る。プレッシャープレート34Bをスタック収納孔81
A内に収納するときには、各プレートガイド35Bの上
面および下面に形成された溝部37の端部と、各プレー
トガイド35Bに対応する上記スリット85の端部とを
係合させ、プレートガイド35Bをスリット85に嵌め
込みながらプレッシャープレート34Bをスタック収納
孔81A内に押し込む。なお、スタック収納孔81Aへ
プレッシャープレート34Bを収納する操作をスムーズ
に行なうために、本実施例では、プレートガイド35が
備える溝部37の内側(スリット85との係合箇所)あ
るいはスリット85の周辺部に、所定の潤滑剤(グリス
など)を塗布することとした。また、図13ではスタッ
ク収納孔81Aにプレッシャープレート34Bを収納す
る様子を示したが、残りのスタック収納孔81B〜81
Dにおいて積層したスタックの端部にプレッシャープレ
ート34Bを納める動作も同様である。The slit 85 provided in the fuel cell 10B of the second embodiment guides the plate guide 35B when the pressure plate 34B is housed in the case 80A, similarly to the rail portion 82 of the first embodiment, and guides the pressure plate 34B. 34B is maintained perpendicular to the stacking direction of the stack. Press the pressure plate 34B to the stack storage hole 81
When the plate guide 35B is housed in the slot A, the ends of the grooves 37 formed on the upper and lower surfaces of each plate guide 35B are engaged with the ends of the slits 85 corresponding to the respective plate guides 35B. The pressure plate 34B is pushed into the stack accommodation hole 81A while being fitted into the hole 85. In this embodiment, in order to smoothly perform the operation of storing the pressure plate 34B into the stack storage hole 81A, in the present embodiment, the inside of the groove 37 (the engagement portion with the slit 85) or the peripheral portion of the slit 85 provided in the plate guide 35 is provided. , A predetermined lubricant (such as grease) is applied. FIG. 13 shows a state in which the pressure plate 34B is stored in the stack storage hole 81A, but the remaining stack storage holes 81B to 81B are shown.
The same applies to the operation of placing the pressure plate 34B at the end of the stacked stack in D.
【0083】以上のように構成されたプレートガイド3
5Bおよびスリット85を備える燃料電池10Bによれ
ば、第1実施例の燃料電池10と同様の効果を奏するこ
とができる。すなわち、溝部37を有するプレートガイ
ド35Bがケース80Aに形成されたスリット85に導
かれるため、プレッシャープレート34Bは、燃料電池
10Bの組み立て時および運転時にスタック積層方向に
垂直な状態に維持される。したがって、燃料電池10B
内部の接触抵抗が増大してしまったり、ガスシール性が
損なわれてしまうことがない。The plate guide 3 configured as described above
According to the fuel cell 10B including the fuel cell 5B and the slit 85, the same effect as the fuel cell 10 of the first embodiment can be obtained. That is, since the plate guide 35B having the groove 37 is guided to the slit 85 formed in the case 80A, the pressure plate 34B is maintained in a state perpendicular to the stacking direction during assembly and operation of the fuel cell 10B. Therefore, the fuel cell 10B
There is no increase in the internal contact resistance or impairment of the gas sealing property.
【0084】第2実施例では、スタック収納孔81Aに
プレッシャープレート34Bを収納する際の抵抗を軽減
するために、溝部37あるいはスリット85の周辺部に
潤滑剤を塗布することとしたが、第1実施例と同様にボ
ールベアリングやローラーを用いるなど、他の構成によ
って抵抗の軽減を図ることとしてもよい。ボールベアリ
ングやローラーを用いる場合には、これらボールベアリ
ングやローラーを溝部37の内壁(スリット85と係合
する面)に設けることとする。In the second embodiment, in order to reduce the resistance when the pressure plate 34B is housed in the stack housing hole 81A, a lubricant is applied to the periphery of the groove 37 or the slit 85. The resistance may be reduced by another configuration such as using a ball bearing or a roller as in the embodiment. When ball bearings and rollers are used, these ball bearings and rollers are provided on the inner wall of the groove 37 (the surface that engages with the slit 85).
【0085】上記第2実施例では、スリット85はケー
ス端部から所定の長さに形成することとしたが、プレッ
シャープレート34Bを積層する際にプレートガイド3
5Bの全長を充分に係合可能となる長さであればどのよ
うな長さに形成してもよい。例えば、ケース80A,8
0Bの全長にわたってスリット85を形成することとし
てもよい。この場合には、ケース80A,80Bはそれ
ぞれスリット85で分割された複数の部材から構成され
ることとなる。In the second embodiment, the slit 85 is formed to have a predetermined length from the end of the case. However, when the pressure plate 34B is laminated, the plate guide 3
5B may be formed in any length as long as it can be fully engaged. For example, cases 80A, 8
The slit 85 may be formed over the entire length of 0B. In this case, each of the cases 80A and 80B includes a plurality of members divided by the slits 85.
【0086】また、第2実施例では、ケース80A側の
スリット85に係合する構造として、ケース80Aの側
面に平行な溝部をプレートガイド35B側に形成するこ
ととしたが、ケース側に形成しした切れ込み構造に係合
してプレッシャープレート34Bの平行度を維持するこ
とができるならば異なる形状の構造をプレートガイド3
5B側に設けることとしてもよい。In the second embodiment, a groove parallel to the side surface of the case 80A is formed on the plate guide 35B side as a structure for engaging with the slit 85 on the case 80A side. If it is possible to maintain the parallelism of the pressure plate 34B by engaging with the cut notch structure, the plate guide 3 may have a different shape.
It may be provided on the 5B side.
【0087】さらに、プレッシャープレートをスタック
積層面に垂直な状態に導くためにケース側に設ける構造
は、既述したスリット等の切れ込み部や溝構造以外の構
造であってもよい。その一例を第3実施例として図14
に示す。第3実施例の燃料電池10Cが備えるケース8
0A,80Bは、第1実施例でレール部82が形成され
ていたのと同様の対向する側面の内壁面において、各側
面にそれぞれ2つのレール部86を備えている。第1実
施例のレール部82は、壁面に対して垂直に設けられた
2つの平行な細長い板状構造によって溝構造として形成
されているが、第3実施例のレール部86は、壁面に対
して垂直に設けられた1つの細長い板状構造によって形
成されている。Further, the structure provided on the case side to guide the pressure plate in a state perpendicular to the stack laminating surface may be a structure other than the above-described cut portion such as a slit or a groove structure. FIG. 14 shows an example of the third embodiment.
Shown in Case 8 provided in fuel cell 10C of the third embodiment
0A and 80B have two rail portions 86 on each side surface on the inner wall surface of the opposite side surface similar to the rail portion 82 formed in the first embodiment. The rail portion 82 of the first embodiment is formed as a groove structure by two parallel elongated plate-like structures provided perpendicular to the wall surface. And is formed by one elongated plate-like structure provided vertically.
【0088】また、第2実施例のプレッシャープレート
34Cは、第1実施例と同様に、燃料電池の側面に平行
な対向する2辺にそれぞれ2つのプレートガイド35C
を備えている。このプレートガイド35Cは、スタック
収納孔の内壁面と接する外側面において、溝部38を備
えている。溝部38は、プレートガイド35Cの全長に
わたって、スタックの積層方向と平行に形成された溝構
造である。燃料電池10Cを組み立てる際には、プレー
トガイド35Cが備える上記溝部38の端部にケース8
0A,80Bが備える上記レール部86の端部を嵌め込
み、両者を係合させながらプレッシャープレート34C
をスタック収納孔内に押し込む。Further, similarly to the first embodiment, the pressure plate 34C of the second embodiment has two plate guides 35C on two opposite sides parallel to the side surface of the fuel cell.
It has. The plate guide 35C has a groove 38 on the outer surface that is in contact with the inner wall surface of the stack storage hole. The groove portion 38 has a groove structure formed parallel to the stacking direction of the stack over the entire length of the plate guide 35C. When assembling the fuel cell 10C, the case 8 is provided at the end of the groove 38 provided in the plate guide 35C.
0A and 80B are fitted with the ends of the rails 86, and the pressure plates 34C are engaged with each other.
Into the stack storage hole.
【0089】ここで、既述した実施例と同様に、溝部3
8とレール部86との間の抵抗を低減する構成を備える
こととすれば、プレッシャープレート34Cの嵌め込み
作業をよりスムーズに行なうことが可能となる。例え
ば、溝部38とレール部86との接触面に所定の潤滑剤
を塗布したり、プレートガイド35Cにおいて溝部38
の内面側(レール部86との接触面上)にボールベアリ
ングやローラーを設けることとすればよい。もとより、
溝部38とレール部86を設ける面は、燃料電池10C
の側面に対応する対向する2面に限るものではなく、他
の面に設けることとしてもよい。Here, similarly to the above-described embodiment, the groove 3
If a configuration for reducing the resistance between the rail 8 and the rail portion 86 is provided, the work of fitting the pressure plate 34C can be performed more smoothly. For example, a predetermined lubricant is applied to the contact surface between the groove 38 and the rail 86, or the groove 38 is formed on the plate guide 35C.
A ball bearing or a roller may be provided on the inner surface side (on the contact surface with the rail portion 86). Of course,
The surface on which the groove 38 and the rail 86 are provided is the same as that of the fuel cell 10C.
The present invention is not limited to the two opposing surfaces corresponding to the side surfaces, but may be provided on other surfaces.
【0090】既述した第1ないし第3実施例の燃料電池
では、燃料等給排部40をアルミニウムで形成し、燃料
等給排部40と集電板32との間に絶縁板33を設ける
こととしたが、各スタックと燃料等給排部40との間が
絶縁されていればよく、例えば燃料等給排部40を樹脂
等の絶縁性部材によって形成するならば、絶縁板33を
設けることなく燃料等給排部40と集電板32とを隣接
させることができる。また、各スタックのプレッシャー
プレート側の端部も同様であって、各スタックとプレッ
シャープレートとの間が絶縁されていればよく、例えば
プレッシャープレートの表面を絶縁性部材で被覆するな
どすれば、絶縁板33を設けることなくプレッシャープ
レートと集電板32とを隣接させることができる。さら
に、各スタックとケースとの間も同様に絶縁されていれ
ばよく、ケースを充分な強度を有する樹脂などの絶縁性
部材によって形成するならば、ケースの内壁に絶縁処理
を施す必要はない。また、既述した実施例では、各スタ
ック間を接続するために、端部セパレータの外側にさら
に端子を備える集電板を積層することとしたが、各スタ
ック端部に配設された端部セパレータ同士を直接接続す
ることとして、このような集電板を備えない構成とする
こともできる。In the fuel cells of the first to third embodiments described above, the fuel supply / discharge unit 40 is formed of aluminum, and the insulating plate 33 is provided between the fuel supply / discharge unit 40 and the current collecting plate 32. However, it is sufficient that the stack and the fuel supply / discharge unit 40 be insulated. For example, if the fuel supply / discharge unit 40 is formed of an insulating member such as a resin, the insulating plate 33 is provided. The fuel supply / discharge unit 40 and the current collecting plate 32 can be adjacent to each other without the need. The same applies to the end of each stack on the pressure plate side, as long as the stack and the pressure plate are insulated from each other.For example, if the surface of the pressure plate is covered with an insulating member, the insulation can be achieved. The pressure plate and the current collecting plate 32 can be adjacent to each other without providing the plate 33. Further, it is sufficient that the respective stacks and the case are similarly insulated. If the case is formed of an insulating member such as a resin having sufficient strength, it is not necessary to perform an insulation treatment on the inner wall of the case. Further, in the above-described embodiment, a current collector plate further provided with terminals is stacked outside the end separator in order to connect the respective stacks. By directly connecting the separators, a configuration without such a current collecting plate may be adopted.
【0091】既述した実施例の燃料電池では、4つのス
タック11A〜11Dをケース内に収納して燃料等給排
部40を介して接続することによって一体化していた
が、スタックをケース内に収納する構成であれば、収納
するスタックの数は4つ以外であっても本発明を適用す
ることができる。以下に一例として、第1実施例のプレ
ートガイド35およびレール部82を、1つのスタック
からなる燃料電池に適用した構成を第4実施例として示
す。In the fuel cell according to the above-described embodiment, the four stacks 11A to 11D are housed in the case and connected via the fuel supply / discharge unit 40 to integrate the stacks. The present invention can be applied to a configuration in which the number of stacks to be stored is other than four as long as the number of stacks to be stored is not four. Hereinafter, as an example, a configuration in which the plate guide 35 and the rail portion 82 of the first embodiment are applied to a fuel cell including one stack will be described as a fourth embodiment.
【0092】図15は、第4実施例の燃料電池10Dの
概観を表わす説明図、図16は、図15におけるH−H
線断面の様子を表わす端面図である。燃料電池10D
は、ケース80の内部に一つのスタック11を収納して
いる。ここで、燃料電池10Dは、その一端に既述した
実施例と同様の加圧機構110を備えており、他端は、
燃料等給排部40Dとこの燃料等給排部40Dに隣接す
る加圧受け部87とを備えている。これらすべての構成
はケース80内に収納されている。加圧受け部87は、
加圧機構110が備える加圧部材130とプレッシャー
プレート34との接触面と略同一の形状を有しており、
燃料電池内部で非所望のたわみや剪断力が発生するのを
防ぐ。また、ケース80の所定の位置には、燃料等給排
部40Dが備える冷却水,燃料ガス,酸化ガスの給排口
に対応する位置に、所定の大きさの孔構造が設けられて
おり、燃料等給排部40Dと外部の冷却水給排装置,燃
料ガス給排装置、酸化ガス給排装置とが接続可能となっ
ている。FIG. 15 is an explanatory view showing an overview of a fuel cell 10D according to a fourth embodiment, and FIG.
It is an end elevation showing the state of a line section. Fuel cell 10D
Accommodates one stack 11 inside the case 80. Here, the fuel cell 10D includes a pressurizing mechanism 110 similar to the embodiment described above at one end, and the other end includes:
The fuel supply / discharge unit 40D includes a pressure receiving unit 87 adjacent to the fuel supply / discharge unit 40D. All of these components are housed in a case 80. The pressure receiving portion 87 is
It has substantially the same shape as the contact surface between the pressure member 130 and the pressure plate 34 provided in the pressure mechanism 110,
Prevents the generation of undesired bending and shearing force inside the fuel cell. At a predetermined position of the case 80, a hole structure of a predetermined size is provided at a position corresponding to a supply / discharge port of the cooling water, fuel gas, and oxidizing gas provided in the fuel / supply / discharge unit 40D. The fuel supply / discharge unit 40D can be connected to an external cooling water supply / discharge device, a fuel gas supply / discharge device, and an oxidizing gas supply / discharge device.
【0093】以上のように構成された第4実施例の燃料
電池10Dは、既述したようにプレートガイド35を有
するプレッシャープレート34とレール部82とを備え
ているため、燃料電池10Dの組み立て時および運転時
にプレッシャープレート34が傾くことによって、燃料
電池内部の接触抵抗が増大したりガスのシール性が損な
われてしまうことがない。もとより、第1実施例のプレ
ートガイド35およびレール部82に代えて、他の実施
例で用いたプレッシャープレートの平行度を維持するた
めの機構を備えることとしてもよい。また、第4実施例
の燃料電池10Dでは加圧機構110を一端のみに設け
たが、両端に加圧機構110を設けて両側から加圧する
こととしてもよい。The fuel cell 10D according to the fourth embodiment having the above-described structure includes the pressure plate 34 having the plate guide 35 and the rail portion 82 as described above. Also, when the pressure plate 34 tilts during operation, the contact resistance inside the fuel cell does not increase and the gas sealing performance is not impaired. Of course, a mechanism for maintaining the parallelism of the pressure plate used in the other embodiment may be provided instead of the plate guide 35 and the rail portion 82 of the first embodiment. Further, in the fuel cell 10D of the fourth embodiment, the pressurizing mechanism 110 is provided only at one end, but the pressurizing mechanism 110 may be provided at both ends to pressurize from both sides.
【0094】また、1つのスタックをケース内に収納し
て燃料電池を形成する場合に、燃料等給排部40を備え
ない構成としてもよい。このような場合にも、ケースの
内壁面にレール部82と同様の構成を形成し、加圧装置
側の端部にプレートガイド35を備えるプレッシャープ
レート34と同様の構成を配設することによって、プレ
ッシャープレートの積層面をスタックの積層方向に垂直
な状態に保つことが可能となる。ここで、燃料電池が燃
料等給排部40を備えない構成とする場合には、外部の
燃料給排装置,酸化ガス給排装置,冷却水給排装置と接
続可能な開口部をケース端部の所定の位置に設け、この
開口部を介して、燃料電池内に形成された所定の流路に
燃料ガス,酸化ガスおよび冷却水を給排することとす
る。When one fuel cell is formed by storing one stack in a case, the fuel supply / discharge unit 40 may not be provided. Also in such a case, by forming the same configuration as the rail portion 82 on the inner wall surface of the case and arranging the same configuration as the pressure plate 34 including the plate guide 35 at the end on the pressing device side, It is possible to keep the stacking surface of the pressure plate perpendicular to the stacking direction of the stack. Here, when the fuel cell does not include the fuel supply / discharge unit 40, the opening connectable to the external fuel supply / discharge device, the oxidizing gas supply / discharge device, and the cooling water supply / discharge device is provided at the end of the case. The fuel gas, the oxidizing gas, and the cooling water are supplied and discharged to a predetermined flow path formed in the fuel cell through the opening.
【0095】以上、燃料電池が備えるスタック数が4つ
の場合と1つの場合について説明したが、もとよりこれ
以外の数であってもかまわない。スタックが2つのスタ
ックを備えてこの2つのスタックによって燃料等給排部
を挟持することとしたり、6つあるいは8つ等偶数のス
タックによって燃料等給排部を挟持する構成としたり、
3つ以上の奇数個のスタックで多方向から燃料等給排部
を支持する構成とする等の構成が可能である。あるい
は、燃料等給排部を用いることなく複数のスタックを配
管によって個別に接続することとしてもよく、各スタッ
クがケース内に収納されていれば本発明を適用すること
ができる。In the above, the case where the number of stacks provided in the fuel cell is four or one has been described, but other numbers may be used as a matter of course. The stack includes two stacks, and the fuel supply / discharge unit is sandwiched between the two stacks, or the fuel supply / discharge unit is sandwiched by an even number of stacks such as six or eight,
A configuration such as a configuration in which a fuel supply / discharge section is supported from multiple directions by three or more odd-numbered stacks is possible. Alternatively, a plurality of stacks may be individually connected by piping without using a fuel supply / discharge unit, and the present invention can be applied as long as each stack is housed in a case.
【0096】既述した実施例では、加圧部材130,加
圧ボルト140,回転防止部材120,取り付け板11
2等から構成される加圧機構110によってスタックの
加圧を行なうこととしたが、スタックに対してその積層
方向に平行な押圧力を加えた状態でスタックをケース内
に保持することができるならば、他の構成の加圧機構を
用いることとしてもよい。この場合にも、加圧装置によ
って加圧されるスタックの端部構造において、既述した
実施例のプレッシャープレートが備えるプレートガイド
に相当するガイド部を設け、スタックを収納するケース
において、既述した実施例のレール部やスリットに相当
するガイド機構を設けるならば、スタックの端部部材の
積層面をスタックの積層方向に垂直な状態に維持するこ
とができ、上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。In the above-described embodiment, the pressing member 130, the pressing bolt 140, the rotation preventing member 120, the mounting plate 11
Although the stack is pressurized by the pressurizing mechanism 110 composed of two or the like, if the stack can be held in the case while a pressing force parallel to the stacking direction is applied to the stack. For example, a pressing mechanism having another configuration may be used. Also in this case, in the end structure of the stack pressurized by the pressurizing device, a guide portion corresponding to the plate guide included in the pressure plate of the above-described embodiment is provided, and in the case of storing the stack, the above-described case is described. If a guide mechanism corresponding to the rail portion or the slit of the embodiment is provided, the stacking surface of the end member of the stack can be maintained in a state perpendicular to the stacking direction of the stack, and the same effect as the above embodiment can be obtained. be able to.
【0097】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
様態で実施し得ることは勿論である。The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to such embodiments at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
【図1】本発明の好適な一実施例である燃料電池10の
概観を表わす説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of a fuel cell 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
【図2】燃料電池10における内部構成の概略を例示す
る説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an outline of an internal configuration of the fuel cell 10;
【図3】単セル12の構成を例示する説明図である。FIG. 3 is an explanatory view illustrating the configuration of a single cell 12;
【図4】単セル12を構成する部材の概略を例示する斜
視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating members constituting the single cell 12. FIG.
【図5】燃料等給排部40の概観を表わす説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an overview of a fuel supply / discharge unit 40.
【図6】燃料電池10のE−E線断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the fuel cell 10 taken along line EE.
【図7】絶縁板33まで積層したスタック収納孔81A
内に、さらにプレッシャープレート34を積層する様子
を表わす説明図である。FIG. 7 shows a stack storage hole 81A stacked up to the insulating plate 33;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a pressure plate 34 is further stacked therein.
【図8】燃料電池10のFーF線断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line FF of the fuel cell 10;
【図9】加圧機構110の構成を例示する断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the pressing mechanism 110.
【図10】回転防止部材120の概略を例示する説明図
である。FIG. 10 is an explanatory view schematically illustrating a rotation preventing member 120;
【図11】加圧部材130のの概略を例示する説明図で
ある。FIG. 11 is an explanatory view schematically illustrating a pressing member 130;
【図12】燃料電池10Aの構成の概略を表わす断面図
である。FIG. 12 is a sectional view schematically showing a configuration of a fuel cell 10A.
【図13】燃料電池10Bにおいて、スタック収納孔8
1A内にプレッシャープレート34Bを積層する様子を
表わす説明図である。FIG. 13 shows a stack storage hole 8 in a fuel cell 10B.
It is explanatory drawing showing a mode that the pressure plate 34B is laminated | stacked in 1A.
【図14】燃料電池10Cの構成の概略を表わす断面図
である。FIG. 14 is a sectional view schematically showing a configuration of a fuel cell 10C.
【図15】第4実施例の燃料電池10Dの概観を表わす
説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating an overview of a fuel cell 10D according to a fourth embodiment.
【図16】燃料電池10DのH−H線断面の様子を表わ
す端面図である。FIG. 16 is an end view showing a cross section taken along line HH of the fuel cell 10D.
10,10A〜10D…燃料電池 11,11A〜11D…スタック 12…単セル 13…電解質膜 14…アノード 15…カソード 16,17…セパレータ 16P…燃料ガス流路 17P…酸化ガス流路 18,19…端部セパレータ 20…中央セパレータ 21…冷却セパレータ 22,23…冷却水孔 24,25…酸化ガス孔 26,27…燃料ガス孔 28,29…リブ 30…溝 31P…冷却水路 32,32A…集電板 33,33A…絶縁板 34,34B,34C…プレッシャープレート 35,35B,35C…プレートガイド 36…ボールベアリング 37,38…溝部 40,40D…燃料等給排部 42A〜42D…冷却水供給口 44A〜44D…冷却水供給接続口 46A〜46D…冷却水排出口 48A〜48D…冷却水排出接続口 50…燃料ガス供給口 59…燃料ガス排出口 62A〜62D…燃料ガス供給接続口 64A〜64D…燃料ガス排出接続口 70…酸化ガス分配溝 71A〜71D…酸化ガス供給口 72A〜72D…酸化ガス供給接続口 74A〜74D…酸化ガス排出接続口 76A〜76D…酸化ガス排出口 78…酸化ガス排出部 80,80A,80B…ケース 81A〜81D…スタック収納孔 82…レール部 83A,83B…位置合わせ部 84…強化部 85…スリット 86…レール部 87…加圧受け部 110…加圧機構 112…取り付け板 114…貫通孔 120…回転防止部材 122…台座部 124…嵌合部 126…貫通孔 130…加圧部材 132…円板 134…加圧リブ 136…加圧軸 138…加圧凹部 140…加圧ボルト 142…端部 144…ネジ部 146…端部 10, 10A to 10D fuel cell 11, 11A to 11D stack 12 single cell 13 electrolyte membrane 14 anode 15 cathode 16, 17 separator 16P fuel gas channel 17P oxidizing gas channel 18, 19 End separator 20 ... Center separator 21 ... Cooling separator 22,23 ... Cooling water hole 24,25 ... Oxidizing gas hole 26,27 ... Fuel gas hole 28,29 ... Rib 30 ... Groove 31P ... Cooling water passage 32,32A ... Plates 33, 33A: Insulating plates 34, 34B, 34C: Pressure plates 35, 35B, 35C: Plate guides 36: Ball bearings 37, 38: Grooves 40, 40D: Fuel supply / discharge units 42A to 42D: Cooling water supply port 44A -44D: Cooling water supply connection port 46A-46D: Cooling water discharge port 48A-48D: Cooling water discharge connection port 50: fuel gas supply port 59: fuel gas discharge port 62A-62D: fuel gas supply connection port 64A-64D: fuel gas discharge connection port 70: oxidizing gas distribution groove 71A-71D: oxidizing gas supply port 72A-72D: oxidizing gas Supply connection ports 74A to 74D: Oxidizing gas discharge connecting ports 76A to 76D: Oxidizing gas discharge ports 78: Oxidizing gas discharge sections 80, 80A, 80B: Cases 81A to 81D: Stack storage holes 82: Rail sections 83A, 83B: Positioning Part 84: Strengthening part 85: Slit 86: Rail part 87: Pressure receiving part 110: Pressing mechanism 112: Mounting plate 114: Through hole 120: Rotation preventing member 122: Pedestal part 124: Fitting part 126: Through hole 130 ... Pressing member 132 ... Disc 134 ... Pressing rib 136 ... Pressing shaft 138 ... Pressing recess 140 ... Pressing bolt 142 ... End 144 ... threaded portion 146 ... end
Claims (5)
ケース内に収納し、前記燃料電池積層体を少なくとも一
方の端部側から加圧部材によって加圧して保持する燃料
電池であって、 前記加圧部材から前記燃料電池積層体端部に加えられる
加圧力の方向が前記燃料電池積層体の積層方向と平行に
なるように、前記加圧部材による加圧面の平行度を維持
する平行維持機構を備える燃料電池。1. A fuel cell in which a fuel cell stack formed by stacking unit cells is accommodated in a case, and the fuel cell stack is pressed and held by a pressing member from at least one end side. The parallelism maintaining the parallelism of the pressing surface by the pressing member so that the direction of the pressing force applied from the pressing member to the end of the fuel cell stack is parallel to the stacking direction of the fuel cell stack. A fuel cell having a maintenance mechanism.
層体の端部に加えられる加圧力を前記燃料電池積層体に
伝える端部部材において、所定の形状に形成されたガイ
ド部と、 前記ケースに備えられ、前記燃料電池積層体が加圧力を
受ける際に、前記端部部材が備える前記ガイド部を導い
て、前記端部部材を、前記燃料電池積層体の積層方向に
対して垂直な状態に保つガイド機構とを備える燃料電
池。2. The fuel cell according to claim 1, wherein the parallel maintaining mechanism is stacked on an end of the fuel cell stack, and applies a pressing force applied to an end of the fuel cell stack to the fuel. In the end member to be transmitted to the cell stack, a guide portion formed in a predetermined shape, and provided in the case, when the fuel cell stack receives a pressing force, the guide portion provided in the end member And a guide mechanism for guiding and keeping the end member perpendicular to the stacking direction of the fuel cell stack.
の端部部材に設けられた前記ガイド部に係合して前記燃
料電池積層体の端部部材を導くレール部であり、前記ケ
ース内部の壁面において前記燃料電池積層体の積層方向
に平行に形成された請求項2記載の燃料電池。3. The guide mechanism is a rail portion that engages with the guide portion provided on an end member of the fuel cell stack and guides the end member of the fuel cell stack. The fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell stack is formed on a wall surface of the fuel cell stack in parallel to a stacking direction of the fuel cell stack.
部は、所定の形状に突出した係合部を有し、 前記ガイド機構は、前記ケースにおいて前記燃料電池積
層体の積層方向に平行に形成され、前記ガイド部が有す
る前記係合部に係合して前記燃料電池積層体の端部部材
を導く切れ込み部である燃料電池。4. The fuel cell according to claim 2, wherein the guide portion provided on an end member of the fuel cell stack has an engaging portion projecting in a predetermined shape, and the guide mechanism is provided. Is a cut portion formed in the case in parallel to the stacking direction of the fuel cell stack, and engaged with the engaging portion of the guide portion to guide an end member of the fuel cell stack. .
れた前記ガイド部と前記ガイド機構との間に生じる摩擦
力を低減する摩擦力低減手段を備える請求項2ないし4
記載の燃料電池。5. A fuel cell stack according to claim 2, further comprising: a frictional force reducing unit configured to reduce a frictional force generated between the guide unit and the guide mechanism provided on an end member of the fuel cell stack.
The fuel cell as described.
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JP8355380A JPH10189025A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Fuel cell |
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JP8355380A JPH10189025A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Fuel cell |
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JPH10189025A true JPH10189025A (en) | 1998-07-21 |
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ID=18443604
Family Applications (1)
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JP8355380A Pending JPH10189025A (en) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | Fuel cell |
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1045468A2 (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel cell stack with fastening means |
JP2002367663A (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell stack |
JP2002367651A (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Toyota Motor Corp | Fuel cell housing case |
JP2003217621A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2005056814A (en) * | 2003-07-22 | 2005-03-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell |
JP2006506789A (en) * | 2002-11-15 | 2006-02-23 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Unitized fuel cell assembly and cooling device |
JP2006179415A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | Cell laminate cover, fuel cell stack, and water leakage detecting device |
JP2008515146A (en) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | ユーティーシー パワー コーポレイション | Cathode-cathode fuel cell stack |
USRE42720E1 (en) | 2001-06-06 | 2011-09-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell mounting structure |
JP2012059712A (en) * | 2003-07-22 | 2012-03-22 | Toyota Motor Corp | Fuel battery |
CN102782923A (en) * | 2010-11-30 | 2012-11-14 | 丰田自动车株式会社 | Method for manufacturing fuel cell, device for manufacturing fuel cell, and fuel cell |
JP2013012325A (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Toyota Motor Corp | Fuel battery and manufacturing method of fuel battery |
JP2013149567A (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | Fuel battery |
JP2014209418A (en) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | Fastening method of stack and fastening jig of stack |
JP2021509521A (en) * | 2018-04-17 | 2021-03-25 | エルジー・ケム・リミテッド | Fuel cell stack performance evaluation device |
US10985396B2 (en) | 2017-12-11 | 2021-04-20 | Hyundai Motor Company | Fuel cell stack pressurized by press forks and assembly method of the same |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP8355380A patent/JPH10189025A/en active Pending
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1045468A3 (en) * | 1999-04-16 | 2003-05-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel cell stack with fastening means |
EP1045468A2 (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel cell stack with fastening means |
USRE42720E1 (en) | 2001-06-06 | 2011-09-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell mounting structure |
JP2002367663A (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell stack |
JP2002367651A (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-20 | Toyota Motor Corp | Fuel cell housing case |
JP4700886B2 (en) * | 2002-01-28 | 2011-06-15 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell system |
JP2003217621A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2006506789A (en) * | 2002-11-15 | 2006-02-23 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Unitized fuel cell assembly and cooling device |
US8153316B2 (en) | 2002-11-15 | 2012-04-10 | 3M Innovative Properties Company | Unitized fuel cell assembly and cooling apparatus |
US7803474B2 (en) | 2003-07-22 | 2010-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermal stress tolerant fuel cell assembly within a housing |
JP2005056814A (en) * | 2003-07-22 | 2005-03-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell |
JP2012059712A (en) * | 2003-07-22 | 2012-03-22 | Toyota Motor Corp | Fuel battery |
JP2008515146A (en) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | ユーティーシー パワー コーポレイション | Cathode-cathode fuel cell stack |
JP2006179415A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | Cell laminate cover, fuel cell stack, and water leakage detecting device |
JP4711213B2 (en) * | 2004-12-24 | 2011-06-29 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell stack and fuel cell stack case |
CN102782923B (en) * | 2010-11-30 | 2014-06-18 | 丰田自动车株式会社 | Method for manufacturing fuel cell, device for manufacturing fuel cell, and fuel cell |
DE112010006034T5 (en) | 2010-11-30 | 2013-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method of manufacturing a fuel cell, fuel cell manufacturing apparatus, and fuel cell |
US8663865B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing fuel cell, fuel cell manufacturing device, and fuel cell |
CN102782923A (en) * | 2010-11-30 | 2012-11-14 | 丰田自动车株式会社 | Method for manufacturing fuel cell, device for manufacturing fuel cell, and fuel cell |
JP2013012325A (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Toyota Motor Corp | Fuel battery and manufacturing method of fuel battery |
JP2013149567A (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | Fuel battery |
JP2014209418A (en) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | Fastening method of stack and fastening jig of stack |
US10985396B2 (en) | 2017-12-11 | 2021-04-20 | Hyundai Motor Company | Fuel cell stack pressurized by press forks and assembly method of the same |
JP2021509521A (en) * | 2018-04-17 | 2021-03-25 | エルジー・ケム・リミテッド | Fuel cell stack performance evaluation device |
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