JPH10233221A - Separator for fuel cell - Google Patents

Separator for fuel cell

Info

Publication number
JPH10233221A
JPH10233221A JP9048407A JP4840797A JPH10233221A JP H10233221 A JPH10233221 A JP H10233221A JP 9048407 A JP9048407 A JP 9048407A JP 4840797 A JP4840797 A JP 4840797A JP H10233221 A JPH10233221 A JP H10233221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
separator
passage
fuel cell
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9048407A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3229827B2 (en
Inventor
Tadashi Nishihara
忠司 西原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NISHIHARA KOKI KK
Original Assignee
NISHIHARA KOKI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NISHIHARA KOKI KK filed Critical NISHIHARA KOKI KK
Priority to JP04840797A priority Critical patent/JP3229827B2/en
Publication of JPH10233221A publication Critical patent/JPH10233221A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3229827B2 publication Critical patent/JP3229827B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply fuel gas and gaseous oxygen uinformly over the whole surface of an electrode by forming gas passages at a separator so as to be a concentric-circle shape, and making the respective gas passages communicate with the gas inflow passage and the gas outflow passage which are formed at the separator. SOLUTION: Respective gas passages 12 are communicated with a gas outflow passage 14 through a gas outflow opening 16 at a position which is turned by roughly 180 degrees from a position where the respective gas passages 12 are communicated with a gas inflow passage 13 through a gas inflow opening 15. Two inflow openings 15 are drilled adjacent to each other for respective passages 12. Gas which is flown from the two inflow openings 15 flows in an opposite direction respectively, that is, the gas which is flown from one inflow opening 15 flows through the passage 12 clockwise, and the gas which is flown in from the other inflow opening 15 flows through the passage 12 counterclockwise, and they are joined at the position turned roughly 180 degrees. It is exhausted from the outflow opening 16 to the outside of a separator 1 through the outflow passage 14, thus it is possible to flow fuel gas or oxygen gas into the passage 12, and exhaust exhausted gas from the passage 12 smoothly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用セパレ
ータに関し、特に、製作が容易で、かつ、水素等の燃料
ガス(以下、単に「燃料ガス」という。)や酸素、空気
等の酸素含有ガス(以下、単に「酸素含有ガス」とい
う。)を電極全面に亘って均一に供給することができ、
燃料電池の出力効率を向上することができるようにした
燃料電池用セパレータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell separator, and more particularly to a fuel cell separator which is easy to manufacture and contains a fuel gas such as hydrogen (hereinafter simply referred to as "fuel gas") and oxygen such as oxygen and air. Gas (hereinafter simply referred to as "oxygen-containing gas") can be uniformly supplied over the entire surface of the electrode,
The present invention relates to a fuel cell separator capable of improving the output efficiency of a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料ガスと酸素含有ガスとを電気化学反
応プロセスを経て反応させ、直流の電力を発生される、
いわゆる、燃料電池が、近年注目されてきている。
2. Description of the Related Art A fuel gas and an oxygen-containing gas are reacted through an electrochemical reaction process to generate DC power.
So-called fuel cells have been receiving attention in recent years.

【0003】ところで、この燃料電池は、図6に示すよ
うに、電解質板104の両側に電極105,105を配
設するとともに、その外側にセパレータ101,101
を配設し、セパレータ101,101の電極側にガス流
路101a,101aをそれぞれ形成し、一方のガス流
路101aに燃料ガスを、他方のガス流路101aに酸
素含有ガスを供給するように構成されている。また、こ
の燃料電池は、図6に示すような単位発電素子では、そ
の出力電圧が1V以下と低いため、この単位発電素子を
複数積層して所望の出力電圧を得るようにしている。
In this fuel cell, as shown in FIG. 6, electrodes 105, 105 are provided on both sides of an electrolyte plate 104, and separators 101, 101 are provided outside the electrodes.
And gas flow paths 101a, 101a are formed on the electrode side of the separators 101, 101, respectively. The fuel gas is supplied to one gas flow path 101a and the oxygen-containing gas is supplied to the other gas flow path 101a. It is configured. In this fuel cell, since the output voltage of the unitary power generation element as shown in FIG. 6 is as low as 1 V or less, a desired output voltage is obtained by stacking a plurality of the unitary power generation elements.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池の
出力効率を向上するためには、燃料ガス及び酸素含有ガ
スを電極全面に亘って均一に供給すること必要である
が、このため、従来の燃料電池においては、セパレータ
102の電極側に複数の平行な直線状の溝からなるガス
流路101aを、ミーリング加工により1本づつ切削加
工することにより形成するようにし、使用に当たって
は、ガス流路101aの一端側から他端側に向けて燃料
ガス又は酸素含有ガスを供給し、他端側から排出するよ
うにしていた。
In order to improve the output efficiency of the fuel cell, it is necessary to supply the fuel gas and the oxygen-containing gas uniformly over the entire surface of the electrode. In the fuel cell, the gas flow path 101a composed of a plurality of parallel linear grooves is formed on the electrode side of the separator 102 by cutting one by one by milling. The fuel gas or the oxygen-containing gas is supplied from one end to the other end of 101a, and is discharged from the other end.

【0005】このため、従来の燃料電池は、セパレータ
102のガス流路101aの加工に多大の手数を要し、
製造コストが上昇するという問題点があった。また、複
数の平行な直線状の溝からなるガス流路101aへ燃料
ガス又は酸素含有ガスを均一に供給することが困難で、
このため、燃料電池の出力効率が低下するという問題点
があった。
For this reason, the conventional fuel cell requires a great deal of trouble in processing the gas flow path 101a of the separator 102.
There is a problem that the manufacturing cost increases. Further, it is difficult to uniformly supply the fuel gas or the oxygen-containing gas to the gas flow path 101a including a plurality of parallel linear grooves,
For this reason, there has been a problem that the output efficiency of the fuel cell is reduced.

【0006】本発明は、上記従来の燃料電池用セパレー
タの有する問題点に鑑み、製作が容易で、かつ、燃料ガ
ス及び酸素含有ガスを電極全面に亘って均一に供給する
ことができるようにした燃料電池用セパレータを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional fuel cell separator, so that it is easy to manufacture and can supply a fuel gas and an oxygen-containing gas uniformly over the entire surface of the electrode. An object of the present invention is to provide a fuel cell separator.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第1発明の燃料電池用セパレータは、電解質板の
両側に電極を配設するとともに、その外側にセパレータ
を配設してなる燃料電池において、セパレータにガス流
路を同心円状に形成するとともに、各ガス流路をセパレ
ータに穿設したガス流入路及びガス流出路に連通したこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a fuel cell separator according to the first aspect of the present invention has a structure in which electrodes are provided on both sides of an electrolyte plate and separators are provided outside the electrodes. The battery is characterized in that gas passages are formed concentrically in the separator, and each gas passage is communicated with a gas inflow passage and a gas outflow passage formed in the separator.

【0008】この場合において、各ガス流路をガス流入
路に連通した位置から略180°回転した位置において
各ガス流路をガス流出路に連通することができる。
In this case, each gas flow path can be connected to the gas outflow path at a position rotated by approximately 180 ° from the position where each gas flow path is connected to the gas inflow path.

【0009】また、ガス流路を遮断する隔壁を半径方向
に形成し、該隔壁の両側近傍において各ガス流路をガス
流入路及びガス流出路にそれぞれ連通することができ
る。
In addition, a partition for blocking the gas flow path may be formed in the radial direction, and each gas flow path may be connected to the gas inflow path and the gas outflow path in the vicinity of both sides of the partition.

【0010】また、同じ目的を達成するため、本第2発
明の燃料電池用セパレータは、電解質板の両側に電極を
配設するとともに、その外側にセパレータを配設してな
る燃料電池において、セパレータにガス流路を渦巻状に
形成するとともに、ガス流路の端部をセパレータに穿設
したガス流入路及びガス流出路にそれぞれ連通したこと
を特徴とする。
In order to achieve the same object, a fuel cell separator according to a second aspect of the present invention is a fuel cell comprising an electrode provided on both sides of an electrolyte plate and a separator provided outside the electrode. The gas flow path is formed in a spiral shape, and the end of the gas flow path communicates with a gas inflow path and a gas outflow path formed in the separator.

【0011】この燃料電池用セパレータは、ガス流路を
同心円状又は渦巻状に形成するようにしているため、ガ
ス流路を、旋盤により切削加工することにより、容易か
つ効率的に形成することができる。また、ガス流路への
燃料ガス又は酸素含有ガスの流入及びガス流路からの排
出を、セパレータに穿設したガス流入路及びガス流出路
を介して、円滑に行うことができ、これにより、燃料ガ
ス及び酸素含有ガスが電極全面に亘って均一に供給され
る。また、ガス流路への燃料ガス又は酸素含有ガスの流
入及びガス流路からの排出をセパレータに穿設したガス
流入路及びガス流出路を介して行うようにしているた
め、燃料電池に対して燃料ガス及び酸素含有ガスを供給
し、排ガスを排出するための配管作業が容易となる。
In this fuel cell separator, the gas flow path is formed concentrically or spirally, so that the gas flow path can be easily and efficiently formed by cutting with a lathe. it can. Further, the inflow of the fuel gas or the oxygen-containing gas into the gas flow path and the discharge from the gas flow path can be smoothly performed via the gas inflow path and the gas outflow path perforated in the separator. The fuel gas and the oxygen-containing gas are uniformly supplied over the entire surface of the electrode. Further, since the inflow of the fuel gas or the oxygen-containing gas into the gas flow path and the discharge from the gas flow path are performed via the gas inflow path and the gas outflow path perforated in the separator, the fuel cell The piping work for supplying the fuel gas and the oxygen-containing gas and discharging the exhaust gas is facilitated.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の燃料電池用セパレ
ータの実施の形態を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the fuel cell separator of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1に、本発明の燃料電池用セパレータの
第1実施例を示す。このセパレータ1は、主に、単位発
電素子のセパレータとして、又は単位発電素子を複数積
層する場合に、その両端に位置するセパレータとして使
用されるものである。
FIG. 1 shows a first embodiment of a fuel cell separator according to the present invention. The separator 1 is mainly used as a separator of a unitary power generation element or as a separator positioned at both ends when a plurality of unitary power generation elements are stacked.

【0014】このセパレータ1は、特に限定されるもの
ではないが、円盤状の外形に形成し、その外周部分11
に、所定の間隔でボルト挿通孔1Hを複数個穿設する。
Although not particularly limited, the separator 1 is formed in a disk-shaped outer shape, and its outer peripheral portion 11 is formed.
Then, a plurality of bolt insertion holes 1H are formed at predetermined intervals.

【0015】セパレータ1の中心部分には、燃料ガス又
は酸素含有ガスのガス流路12を同心円状に略等間隔に
形成する。このガス流路12は、旋盤により切削加工す
ることにより、容易かつ効率的に形成することができ
る。
In the center of the separator 1, gas flow paths 12 for fuel gas or oxygen-containing gas are formed concentrically at substantially equal intervals. The gas passage 12 can be easily and efficiently formed by cutting with a lathe.

【0016】セパレータ1には、その外周面よりセパレ
ータ1の中心に向けて、ガス流路12に燃料ガス又は酸
素含有ガスを供給し、排ガスを排出するためのガス流入
路13及びガス流出路14を穿設し、各ガス流路12と
ガス流入路13及びガス流出路14とを、各ガス流路1
2の底部に穿設したガス流入口15及びガス流出口16
を介して連通するようにする。
The separator 1 has a gas inflow path 13 and a gas outflow path 14 for supplying a fuel gas or an oxygen-containing gas to a gas flow path 12 and discharging exhaust gas from the outer peripheral surface toward the center of the separator 1. And each gas passage 12 and the gas inflow passage 13 and the gas outflow passage 14 are connected to each gas passage 1
Gas inlet 15 and gas outlet 16 pierced at the bottom of 2
To communicate with each other.

【0017】本実施例においては、各ガス流路12をガ
ス流入口15を介してガス流入路13に連通した位置か
ら略180°回転した位置において、各ガス流路12を
ガス流出口16を介してガス流出路14に連通するとと
もに、ガス流入口15を各ガス流路12毎に隣接して2
個穿設するようにしているが、これにより、2個のガス
流入口15,15より流入したガスは、それぞれ反対方
向、すなわち、図1(A)において、一方のガス流入口
15より流入したガスは、ガス流路12を右回りに、他
方のガス流入口15より流入したガスは、ガス流路12
を左回りに流れ、略180°回った位置において合流し
て、ガス流出口16からガス流出路14を介して、セパ
レータ1外へ排出され、ガス流路12への燃料ガス又は
酸素含有ガスの流入及びガス流路12からの排ガスの排
出を円滑に行うことができるものとなる。
In the present embodiment, each gas passage 12 is connected to the gas outlet 16 at a position substantially 180 ° rotated from the position where the gas passage 12 communicates with the gas inflow passage 13 via the gas inlet 15. And a gas inflow port 15 adjacent to each gas flow path 12,
However, the gas flowing from the two gas inlets 15 and 15 respectively flows in the opposite direction, that is, in FIG. 1A, from one of the gas inlets 15. The gas flows clockwise in the gas flow path 12, and the gas flowing in from the other gas
Flows counterclockwise, merges at a position rotated by approximately 180 °, is discharged from the gas outlet 16 through the gas outflow path 14 to the outside of the separator 1, and the fuel gas or the oxygen-containing gas flows into the gas flow path 12. The inflow and the discharge of the exhaust gas from the gas flow path 12 can be performed smoothly.

【0018】また、このセパレータ1を組み立てて燃料
電池として用いる場合に、セパレータ1の表面に接触す
る電極が、ガス流路12の角部によって破損することが
ないように、図1(C)に示すように、少なくとも、最
外周位置のガス流路12の角部12aを面取り加工する
ことが望ましい。
When the separator 1 is assembled and used as a fuel cell, the electrodes in contact with the surface of the separator 1 are not damaged by the corners of the gas flow channel 12 as shown in FIG. As shown, it is desirable to chamfer at least the corner 12a of the gas flow path 12 at the outermost peripheral position.

【0019】セパレータ1のガス流路12の外周部に
は、パッキン嵌挿溝17を形成し、このパッキン嵌挿溝
17にOリング等の適宜のパッキン(図示省略)を嵌挿
し、燃料ガス及び酸素含有ガスの漏洩を防止するように
する。
A gasket insertion groove 17 is formed on the outer peripheral portion of the gas flow path 12 of the separator 1, and an appropriate gasket (not shown) such as an O-ring is inserted into the gasket insertion groove 17 so that fuel gas and The oxygen-containing gas is prevented from leaking.

【0020】なお、本実施例においては、セパレータ1
の外周面よりセパレータ1の中心に向けて流入路13及
びガス流出路14を穿設するようにしているが、単位発
電素子を複数積層する場合には、流入路13及びガス流
出路14を穿設した後、セパレータ1の外周面の開口部
を閉鎖し、隣接するセパレータ1の流入路13及びガス
流出路14同士を、セパレータ1の外周部分に穿設した
透孔(図示省略)により連通して、燃料ガス及び酸素含
有ガスの供給、排ガスの排出を行うように構成すること
ができる。
In this embodiment, the separator 1
The inflow path 13 and the gas outflow path 14 are formed from the outer peripheral surface toward the center of the separator 1. However, when a plurality of unit power generation elements are stacked, the inflow path 13 and the gas outflow path 14 are formed. After the installation, the opening on the outer peripheral surface of the separator 1 is closed, and the inflow path 13 and the gas outflow path 14 of the adjacent separator 1 communicate with each other by a through-hole (not shown) formed in the outer circumference of the separator 1. Thus, it can be configured to supply the fuel gas and the oxygen-containing gas and discharge the exhaust gas.

【0021】図2に、本発明の燃料電池用セパレータの
第2実施例を示す。このセパレータ1も、主に、単位発
電素子のセパレータとして、又は単位発電素子を複数積
層する場合に、その両端に位置するセパレータとして使
用されるものである。
FIG. 2 shows a second embodiment of the fuel cell separator of the present invention. The separator 1 is also mainly used as a separator of a unitary power generation element or as a separator positioned at both ends when a plurality of unitary power generation elements are stacked.

【0022】本実施例においては、セパレータ1の中心
部分に同心円状に略等間隔に形成した燃料ガス又は酸素
含有ガスのガス流路12を遮断する隔壁18を半径方向
に形成し、この隔壁18の両側近傍において、各ガス流
路12を、ガス流入口15を介してガス流入路13に、
ガス流出口16を介してガス流出路14にそれぞれ連通
するようにしているが、これにより、ガス流入口15よ
り流入したガスは、一方向、すなわち、図2(A)にお
いて、左回りに流れ、略360°回った位置においてガ
ス流出口16からガス流出路14を介して、セパレータ
1外へ排出され、ガス流路12への燃料ガス又は酸素含
有ガスの流入及びガス流路12からの排ガスの排出を円
滑に行うことができるものとなる。
In this embodiment, a partition 18 is formed radially in the center of the separator 1 to block a gas flow path 12 of a fuel gas or an oxygen-containing gas which is formed concentrically at substantially equal intervals. In the vicinity of both sides of the above, each gas flow path 12 is connected to the gas inflow path 13 through the gas inlet 15,
The gas outlet 16 communicates with the gas outlet 14 via the gas outlet 16, so that the gas flowing from the gas inlet 15 flows in one direction, that is, in the counterclockwise direction in FIG. The gas is discharged from the gas outlet 16 to the outside of the separator 1 through the gas outlet 14 at a position rotated by about 360 °, and the fuel gas or the oxygen-containing gas flows into the gas passage 12 and the exhaust gas from the gas passage 12. Can be smoothly discharged.

【0023】なお、本実施例の燃料電池用セパレータの
その他の構成及び作用は、上記第1実施例のものと基本
的に同様である。
The other structure and operation of the fuel cell separator of the present embodiment are basically the same as those of the first embodiment.

【0024】図3に、本発明の燃料電池用セパレータの
第3実施例を示す。このセパレータ1も、主に、単位発
電素子のセパレータとして、又は単位発電素子を複数積
層する場合に、その両端に位置するセパレータとして使
用されるものである。
FIG. 3 shows a third embodiment of the fuel cell separator of the present invention. The separator 1 is also mainly used as a separator of a unitary power generation element or as a separator positioned at both ends when a plurality of unitary power generation elements are stacked.

【0025】本実施例においては、ガス流路12を渦巻
状に形成するとともに、ガス流路12の一端部(本実施
例においては内端部)をセパレータ1の外周面よりセパ
レータ1の中心に向けて穿設したガス流入路13とガス
流入口15を介して連通するとともに、ガス流路12の
他端部(本実施例においては外端部)をセパレータ1の
外周面よりセパレータ1の中心に向けて穿設したガス流
出路14とガス流出口16を介して連通するようにして
いるが、これにより、ガス流入口15より流入したガス
は、一方向、すなわち、図3において、右回りに流れ、
ガス流出口16からガス流出路14を介して、セパレー
タ1外へ排出され、ガス流路12への燃料ガス又は酸素
含有ガスの流入及びガス流路12からの排ガスの排出を
円滑に行うことができるものとなる。なお、ガスを流す
方向は、本実施例のように、渦巻状に形成したガス流路
12の内端部から外端部に向けて流すほか、外端部から
内端部に向けて流すこともできる。
In the present embodiment, the gas flow path 12 is formed in a spiral shape, and one end (in the present embodiment, the inner end) of the gas flow path 12 is positioned from the outer peripheral surface of the separator 1 to the center of the separator 1. The gas flow path 13 communicates with the gas inflow path 13 formed through the gas flow path 15 through the gas inflow port 15, and the other end (outer end in this embodiment) of the gas flow path 12 is separated from the outer peripheral surface of the separator 1 by the center of the separator 1. The gas flowing out from the gas inlet 15 communicates with the gas outlet 14 formed through the gas inlet 15 through the gas outlet 16. Flows to
The gas is discharged from the gas outlet 16 to the outside of the separator 1 via the gas outflow passage 14, and the inflow of the fuel gas or the oxygen-containing gas into the gas passage 12 and the discharge of the exhaust gas from the gas passage 12 can be smoothly performed. You can do it. The flow direction of the gas is such that the gas flows from the inner end to the outer end of the spirally formed gas flow path 12 as in the present embodiment, and also flows from the outer end to the inner end. Can also.

【0026】この渦巻状のガス流路12も、旋盤によ
り、セパレータ素材を回転させながら切削刃をセパレー
タ素材の半径方向に連続的に移動させて切削加工するこ
とにより、容易かつ効率的に形成することができる。
The spiral gas flow path 12 is also easily and efficiently formed by cutting the workpiece by continuously moving the cutting blade in the radial direction of the separator material while rotating the separator material using a lathe. be able to.

【0027】なお、本実施例の燃料電池用セパレータの
その他の構成及び作用は、上記第1実施例のものと基本
的に同様である。
The other structure and operation of the fuel cell separator of this embodiment are basically the same as those of the first embodiment.

【0028】図4に、本発明の燃料電池用セパレータの
第4実施例を示す。このセパレータ1Aは、主に、単位
発電素子を複数積層する場合に、その中間に位置するセ
パレータとして使用されるものである。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the fuel cell separator of the present invention. This separator 1A is mainly used as a separator located in the middle when a plurality of unit power generation elements are stacked.

【0029】セパレータ1の中心部分には、その両面
に、燃料ガス又は酸素含有ガスのガス流路12a,12
bを同心円状に略等間隔に形成する。この場合、例え
ば、一方のガス流路12aには燃料ガスを、他方のガス
流路12bには酸素含有ガスを供給するようにし、少な
くとも、燃料ガスを供給するセパレータ1のガス流路1
2aの外周部には、パッキン嵌挿溝17を形成し、この
パッキン嵌挿溝17にOリング等の適宜のパッキン(図
示省略)を嵌挿し、燃料ガスの漏洩を確実に防止するよ
うにする。
In the central portion of the separator 1, gas flow paths 12a, 12a for fuel gas or oxygen-containing gas are provided on both sides thereof.
b are formed concentrically at substantially equal intervals. In this case, for example, the fuel gas is supplied to one gas passage 12a and the oxygen-containing gas is supplied to the other gas passage 12b, and at least the gas passage 1 of the separator 1 for supplying the fuel gas is supplied.
A gasket insertion groove 17 is formed in the outer peripheral portion of 2a, and an appropriate gasket (not shown) such as an O-ring is inserted into the gasket insertion groove 17 to surely prevent fuel gas leakage. .

【0030】セパレータ1には、その外周面よりセパレ
ータ1の中心に向けて、ガス流路12a,12bに燃料
ガス又は酸素含有ガスを供給し、排ガスを排出するため
のガス流入路13a,13b及びガス流出路14a,1
4bを穿設し、各ガス流路12a,12bとガス流入路
13a,13b及びガス流出路14a,14bとを、各
ガス流路12a,12bの底部に穿設したガス流入口1
5a,15b及びガス流出口16a,16bを介して連
通するようにする。なお、ガス流入路13aとガス流入
路13b及びガス流出路14aとガス流出路14bと
は、それぞれ、セパレータ1の外周面の略90°回転し
た位置に穿設するようにしているが、両者の位相差は、
ガス流入路13aとガス流入路13b及びガス流出路1
4aとガス流出路14bとがそれぞれ抵触しない範囲に
おいて、任意に設定することができる。
The fuel gas or oxygen-containing gas is supplied to the gas flow paths 12a and 12b from the outer peripheral surface of the separator 1 toward the center of the separator 1 to discharge the exhaust gas. Gas outlet path 14a, 1
4b, the gas flow paths 12a, 12b, the gas inflow paths 13a, 13b, and the gas outflow paths 14a, 14b are formed at the bottom of the gas flow paths 12a, 12b.
5a, 15b and the gas outlets 16a, 16b. The gas inflow path 13a and the gas inflow path 13b, and the gas outflow path 14a and the gas outflow path 14b are respectively formed at positions rotated by approximately 90 ° on the outer peripheral surface of the separator 1. The phase difference is
Gas inflow path 13a, gas inflow path 13b, and gas outflow path 1
It can be set arbitrarily within a range where the gas flow path 4a does not conflict with the gas outflow path 14b.

【0031】本実施例においては、各ガス流路12a,
12bをガス流入口15a,15bを介してガス流入路
13a,13bに連通した位置から略180°回転した
位置において、各ガス流路12a,12bをガス流出口
16a,16bを介してガス流出路14a,14bに連
通するとともに、ガス流入口15を各ガス流路12毎に
隣接して2個穿設するようにしているが、これにより、
それぞれ2個のガス流入口15a,15a,15b,1
5bより流入したガスは、それぞれ反対方向、すなわ
ち、図4(A)において、一方のガス流入口15a,1
5bより流入したガスは、ガス流路12a,12bを右
回りに、他方のガス流入口15a,15bより流入した
ガスは、ガス流路12a,12bを左回りに流れ、略1
80°回った位置において合流して、ガス流出口16
a,16bからガス流出路14a,14bを介して、セ
パレータ1A外へ排出され、ガス流路12a,12bへ
の燃料ガス又は酸素含有ガスの流入及びガス流路12
a,12bからの排ガスの排出を円滑に行うことができ
るものとなる。
In this embodiment, each gas flow path 12a,
At a position rotated by approximately 180 ° from a position where the gas passage 12b communicates with the gas inflow passages 13a and 13b via the gas inlets 15a and 15b, the gas flow passages 12a and 12b are connected to the gas outflow passages via the gas outlets 16a and 16b. 14a and 14b, and two gas inlets 15 are provided adjacent to each gas flow path 12, but this allows
Two gas inlets 15a, 15a, 15b, 1 respectively
4b, the gas flowing in the opposite direction, that is, in FIG.
5b flows clockwise through the gas flow paths 12a and 12b, and gas flows from the other gas inlets 15a and 15b flow counterclockwise through the gas flow paths 12a and 12b.
Merges at a position turned by 80 °, the gas outlet 16
a, 16b through the gas outflow passages 14a, 14b, is discharged out of the separator 1A, flows the fuel gas or oxygen-containing gas into the gas passages 12a, 12b and the gas passage 12a.
The exhaust gas can be smoothly discharged from the a and 12b.

【0032】なお、本実施例の燃料電池用セパレータの
その他の構成及び作用は、上記第1実施例のものと基本
的に同様である。
The other structure and operation of the fuel cell separator of this embodiment are basically the same as those of the first embodiment.

【0033】また、上記第2実施例又は第3実施例の燃
料電池用セパレータ1の構成、特に、ガス流路12等の
構成を、単位発電素子を複数積層する場合に、その中間
に位置するセパレータに適用することもできる。
The configuration of the fuel cell separator 1 of the second or third embodiment, particularly the configuration of the gas flow path 12 and the like, is located in the middle when a plurality of unit power generation elements are stacked. It can also be applied to separators.

【0034】そして、図5に示すように、上記第1実施
例〜第4実施例の燃料電池用セパレータ1,1Aを適宜
組み合わせることによって燃料電池2を構成する。この
燃料電池2は、電解質板4の両側に電極5,5を配設す
るとともに、その両側にセパレータ1A,1Aを配設
し、以下これを繰り返して、所望の出力電圧を得ること
ができるように単位発電素子を複数積層し、両端にセパ
レータ1を配設した後、セパレータ1,1Aのボルト挿
通孔1Hに挿通したボルト3により、全体を締結して一
体化したものである。
Then, as shown in FIG. 5, a fuel cell 2 is formed by appropriately combining the fuel cell separators 1 and 1A of the first to fourth embodiments. In this fuel cell 2, electrodes 5 and 5 are arranged on both sides of the electrolyte plate 4 and separators 1A and 1A are arranged on both sides of the electrolyte plate 4. By repeating this operation, a desired output voltage can be obtained. A plurality of unit power generation elements are stacked, and separators 1 are disposed at both ends. Then, the whole is fastened and integrated by bolts 3 inserted into bolt insertion holes 1H of the separators 1 and 1A.

【0035】なお、燃料電池2に対する燃料ガス及び酸
素含有ガスの供給及び排ガスの排出は、セパレータ1,
1Aのガス流入路13,13a,13b及びガス流出路
14,14a,14bにガス供給管及びガス排出管(図
示省略)を接続して行うようにする。
The supply of the fuel gas and the oxygen-containing gas to the fuel cell 2 and the discharge of the exhaust gas are performed by the separator 1,
A gas supply pipe and a gas discharge pipe (not shown) are connected to the gas inflow paths 13, 13a, 13b and the gas outflow paths 14, 14a, 14b of 1A.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の燃料電池用セパレータによれ
ば、ガス流路を同心円状又は渦巻状に形成するようにし
ているため、ガス流路を、旋盤により切削加工すること
により、容易かつ効率的に形成することができ、これに
より、燃料電池の製造コストを低廉化することができ
る。また、ガス流路への燃料ガス又は酸素含有ガスの流
入及びガス流路からの排出を、セパレータに穿設したガ
ス流入路及びガス流出路を介して、円滑に行うことがで
き、これにより、燃料ガス及び酸素含有ガスを電極全面
に亘って均一に供給することができ、燃料電池の出力効
率を向上することができるよ。また、ガス流路への燃料
ガス又は酸素含有ガスの流入及びガス流路からの排出を
セパレータに穿設したガス流入路及びガス流出路を介し
て行うようにしているため、燃料電池に対して燃料ガス
及び酸素含有ガスを供給し、排ガスを排出するための配
管作業が容易となり、これにより、燃料電池の設計並び
に製造及び組立の際の自由度が大きいことと相俟って、
燃料電池の製造コストを低廉化することができる。
According to the fuel cell separator of the present invention, since the gas flow path is formed concentrically or spirally, the gas flow path can be easily and efficiently cut by a lathe. Therefore, the manufacturing cost of the fuel cell can be reduced. Further, the inflow of the fuel gas or the oxygen-containing gas into the gas flow path and the discharge from the gas flow path can be smoothly performed via the gas inflow path and the gas outflow path perforated in the separator. The fuel gas and the oxygen-containing gas can be uniformly supplied over the entire surface of the electrode, and the output efficiency of the fuel cell can be improved. Further, since the inflow of the fuel gas or the oxygen-containing gas into the gas flow path and the discharge from the gas flow path are performed via the gas inflow path and the gas outflow path perforated in the separator, the fuel cell The piping work for supplying the fuel gas and the oxygen-containing gas and discharging the exhaust gas is facilitated, which, in combination with the high degree of freedom in designing, manufacturing and assembling the fuel cell,
The manufacturing cost of the fuel cell can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の燃料電池用セパレータの第1実施例を
示し、(A)は正面図、(B)は(A)の中央縦断面
図、(C)は(B)の要部の拡大図である。
1A and 1B show a first embodiment of a fuel cell separator of the present invention, in which FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a central longitudinal sectional view of FIG. 1A, and FIG. It is an enlarged view.

【図2】本発明の燃料電池用セパレータの第2実施例を
示し、(A)は正面図、(B)は(A)の中央縦断面図
である。
2A and 2B show a second embodiment of the fuel cell separator of the present invention, wherein FIG. 2A is a front view, and FIG. 2B is a central longitudinal sectional view of FIG.

【図3】本発明の燃料電池用セパレータの第3実施例を
示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a third embodiment of the fuel cell separator of the present invention.

【図4】本発明の燃料電池用セパレータの第4実施例を
示し、(A)は正面図、(B)は(A)のA−A線断面
図、(C)は(A)のB−B線断面図である。
4A and 4B show a fourth embodiment of the fuel cell separator of the present invention, wherein FIG. 4A is a front view, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B.

【図5】本発明の燃料電池用セパレータを用いた燃料電
池を示す外観図である。
FIG. 5 is an external view showing a fuel cell using the fuel cell separator of the present invention.

【図6】従来の燃料電池を示す分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セパレータ 1A セパレータ 11 外周部分 12 ガス流路 13 ガス流入路 14 ガス流出路 15 ガス流入口 16 ガス流出口 17 パッキン嵌挿溝 18 隔壁 2 燃料電池 3 ボルト 4 電解質板 5 電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separator 1A Separator 11 Outer peripheral part 12 Gas flow path 13 Gas inflow path 14 Gas outflow path 15 Gas inflow 16 Gas outflow 17 Packing insertion groove 18 Partition wall 2 Fuel cell 3 Bolt 4 Electrolyte plate 5 Electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質板の両側に電極を配設するととも
に、その外側にセパレータを配設してなる燃料電池にお
いて、セパレータにガス流路を同心円状に形成するとと
もに、各ガス流路をセパレータに穿設したガス流入路及
びガス流出路に連通したことを特徴とする燃料電池用セ
パレータ。
1. A fuel cell comprising an electrode disposed on both sides of an electrolyte plate and a separator disposed outside thereof, wherein a gas flow path is formed concentrically in the separator, and each gas flow path is formed by a separator. A fuel cell separator characterized in that it communicates with a gas inflow passage and a gas outflow passage formed in the fuel cell.
【請求項2】 各ガス流路をガス流入路に連通した位置
から略180°回転した位置において各ガス流路をガス
流出路に連通したことを特徴とする請求項1記載の燃料
電池用セパレータ。
2. The fuel cell separator according to claim 1, wherein each gas flow path communicates with the gas outflow path at a position rotated by approximately 180 ° from a position where each gas flow path communicates with the gas inflow path. .
【請求項3】 ガス流路を遮断する隔壁を半径方向に形
成し、該隔壁の両側近傍において各ガス流路をガス流入
路及びガス流出路にそれぞれ連通したことを特徴とする
請求項1記載の燃料電池用セパレータ。
3. The gas flow path according to claim 1, wherein a partition for blocking the gas flow path is formed in a radial direction, and each gas flow path is connected to a gas inflow path and a gas outflow path near both sides of the partition. Fuel cell separator.
【請求項4】 電解質板の両側に電極を配設するととも
に、その外側にセパレータを配設してなる燃料電池にお
いて、セパレータにガス流路を渦巻状に形成するととも
に、ガス流路の端部をセパレータに穿設したガス流入路
及びガス流出路にそれぞれ連通したことを特徴とする燃
料電池用セパレータ。
4. A fuel cell comprising an electrode disposed on both sides of an electrolyte plate and a separator disposed outside thereof, wherein a gas flow path is formed in the separator in a spiral shape, and an end of the gas flow path is formed. And a gas inflow passage and a gas outflow passage formed in the separator.
JP04840797A 1997-02-17 1997-02-17 Fuel cell separator Expired - Fee Related JP3229827B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04840797A JP3229827B2 (en) 1997-02-17 1997-02-17 Fuel cell separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04840797A JP3229827B2 (en) 1997-02-17 1997-02-17 Fuel cell separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10233221A true JPH10233221A (en) 1998-09-02
JP3229827B2 JP3229827B2 (en) 2001-11-19

Family

ID=12802460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04840797A Expired - Fee Related JP3229827B2 (en) 1997-02-17 1997-02-17 Fuel cell separator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3229827B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507060A (en) * 2000-08-18 2004-03-04 ハネウェル インターナショナル,インコーポレーテッド Sealless radial solid oxide fuel cell stack structure
WO2004027910A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Powercell Svenska Ab Fuel cell
JP2007179899A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
JP2007179926A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507060A (en) * 2000-08-18 2004-03-04 ハネウェル インターナショナル,インコーポレーテッド Sealless radial solid oxide fuel cell stack structure
WO2004027910A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-01 Powercell Svenska Ab Fuel cell
CN1319199C (en) * 2002-09-20 2007-05-30 瑞典电池公司 Fuel cell
US10020530B2 (en) 2002-09-20 2018-07-10 Powercell Sweden Ab Fuel cell
JP2007179899A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
JP2007179926A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell and fuel cell stack
US20100221634A1 (en) * 2005-12-28 2010-09-02 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell and fuel cell stack
US8039169B2 (en) 2005-12-28 2011-10-18 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell and fuel cell stack
US9401515B2 (en) 2005-12-28 2016-07-26 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell and fuel cell stack

Also Published As

Publication number Publication date
JP3229827B2 (en) 2001-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100549683B1 (en) Solid polymer electrolyte fuel cell assembly, fuel cell stack, and method of supplying reaction gas in fuel cell
US6296962B1 (en) Design for solid oxide fuel cell stacks
US8062807B2 (en) Fuel cell
JP2001148252A (en) Fuel cell
JP2000504140A (en) Fluid-cooled fuel cell with distribution passage
KR100938023B1 (en) Air cooled metal separator for fuel cell and fuel cell stack using the air cooled metal separator
JP3481093B2 (en) Cell unit for fuel cell
US8735020B2 (en) Fuel cell
EP1642352B1 (en) Method and apparatus for internal humidification of the membrane of a fuel cell
JP2008047413A (en) Fuel cell
KR100953273B1 (en) Metal seperator for fuel cell and fuel cell stack having the same
JP3229827B2 (en) Fuel cell separator
JPH03238759A (en) Fuel cell of solid electrolyte type
JP2004014446A (en) Fuel cell
US20090197136A1 (en) High-Volume-Manufacture Fuel Cell Arrangement and Method for Production Thereof
JPS62163264A (en) Separator for fuel cell
JP2002008683A (en) Solid electrolyte type fuel cell
JP4812990B2 (en) Fuel cell
JP3352667B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell separator
JP2007207505A (en) Fuel cell
AU2003238159B2 (en) Fuel cell
JPH1145727A (en) Solid electrolytic fuel cell
JP3055227B2 (en) Fuel cell
JP2001223014A (en) Solid electrolyte type fuel cell
JP2002008682A (en) Solid electrolyte type fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070907

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080907

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080907

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090907

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090907

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130907

Year of fee payment: 12

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees