JPH10284109A - Fuel cell and lining fitting method to its gas manifold - Google Patents

Fuel cell and lining fitting method to its gas manifold

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JPH10284109A
JPH10284109A JP10025786A JP2578698A JPH10284109A JP H10284109 A JPH10284109 A JP H10284109A JP 10025786 A JP10025786 A JP 10025786A JP 2578698 A JP2578698 A JP 2578698A JP H10284109 A JPH10284109 A JP H10284109A
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    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell which has excellent phosphoric acid resistance, electrical insulating performance and sufficient corrosion resistance for a long time, by fitting lining, which is made of a phosphoric acid resistant resin sheet formed in a smaller size in advance than an inner surface size of a gas manifold considering the thermal expansion during operation loosely to the inner surface of a manifold. SOLUTION: It is preferable to use a PFA resin sheet which has low permeability of phosphoric acid and is excellent in heat resistance and mechanical strength for a phosphoric acid resistant resin sheet. By making a thickness of the resin sheet to 0.1-1 mm, phosphoric acid permeability and electrical insulating performance become reliable. Lining 20 made of this phosphoric acid resistant resin sheet is jointed at 4 corners and formed in a box shape so that it becomes smaller by an approximate expansion difference portion L/2 than the gas manifold 30 considering thermal expansion. The lining 20 is not fixed directly to the manifold 30, but is fitted loosely to sufficiently absorb heat expansion.

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、燃料電池に係り、
特に、ガスマニホールドのリン酸腐食を防止すべく改良
を施した燃料電池に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell,
In particular, the present invention relates to a fuel cell improved to prevent phosphoric acid corrosion of a gas manifold.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、天然ガスやメタンガス等の
炭化水素系燃料を改質して得られた水素と酸化剤である
空気とを燃料電池本体内に供給し、リン酸液等の電解質
を介して電気化学的反応を行うことにより電気エネルギ
ーを発生させるものであり、上記の発電機能を有する単
電池が複数個積層された積層体構造(セルスタック構
造)を成している。
2. Description of the Related Art A fuel cell supplies hydrogen, which is obtained by reforming a hydrocarbon fuel such as natural gas or methane gas, and air, which is an oxidizing agent, to the inside of a fuel cell main body. The cell generates an electric energy by performing an electrochemical reaction through the cell, and has a stacked structure (cell stack structure) in which a plurality of unit cells having the above-described power generation function are stacked.

【0003】図30は、従来から用いられている燃料電
池のセルスタック構造を示す分解斜視図である。すなわ
ち、燃料電池本体の単電池1は、電解質を保持したマト
リックス層2の一面側に、図中矢印A方向に水素が供給
される燃料極3を配設し、他面側に、図中矢印B方向に
空気が供給される空気極4を配設し、その燃料極3及び
空気極4にそれぞれ溝付き電極基材5、6を積層し、そ
の溝付き電極基材5、6のいずれか一方にセパレータ7
を積層することにより構成されている。そして、この単
電池1が複数個積層される毎に冷却板8が挿入されて一
つのサブスタック9が構成され、このサブスタック9を
多数個積層してセルスタック10が構成されている。ま
た、前記セルスタック10の最上部と最下部には、それ
ぞれ締め付け板11が取付けられ、セルスタック10と
上下締め付け板11とは、タイロッド12により締め付
けられ、電池積層体13として一体化されている。
FIG. 30 is an exploded perspective view showing a cell stack structure of a conventionally used fuel cell. That is, in the unit cell 1 of the fuel cell main body, the fuel electrode 3 to which hydrogen is supplied in the direction of arrow A in the figure is disposed on one side of the matrix layer 2 holding the electrolyte, and the arrow An air electrode 4 to which air is supplied in the B direction is arranged, and electrode bases 5 and 6 with grooves are laminated on the fuel electrode 3 and the air electrode 4, respectively. Separator 7 on one side
Are laminated. Each time a plurality of the unit cells 1 are stacked, the cooling plate 8 is inserted to form one sub-stack 9, and a large number of the sub-stacks 9 are stacked to form a cell stack 10. A fastening plate 11 is attached to each of the uppermost portion and the lowermost portion of the cell stack 10, and the cell stack 10 and the upper and lower fastening plates 11 are fastened by tie rods 12 and integrated as a battery stack 13. .

【0004】さらに、上記のように構成された電池積層
体13の4側面には、図31に示すように、燃料ガスと
空気とが互いに直交する方向に流通するように、一対の
燃料ガスマニホールド15a、15b、及び一対の空気
ガスマニホールド16a、16bがそれぞれ対向する位
置に取付けられている。また、前記電池積層体13と各
ガスマニホールド15a、15b、16a、16bとの
当接面には、空気や燃料ガスの漏洩による発電効率の低
下等の問題の発生を未然に防ぐために、ガスケット18
が設けられている。
[0004] Further, as shown in FIG. 31, a pair of fuel gas manifolds are provided on four side surfaces of the battery stack 13 configured as described above so that fuel gas and air flow in directions perpendicular to each other. 15a, 15b and a pair of air gas manifolds 16a, 16b are mounted at positions facing each other. A gasket 18 is provided on the contact surface between the battery stack 13 and each of the gas manifolds 15a, 15b, 16a, and 16b in order to prevent problems such as a decrease in power generation efficiency due to leakage of air or fuel gas.
Is provided.

【0005】ところで、前記ガスマニホールド15a、
16aにそれぞれ燃料と空気が供給されると、セルスタ
ック10を構成する単電池1のマトリックス層2や溝付
き電極材5、6に含浸されているリン酸の一部が、燃料
ガスや空気の流れの中に拡散し、リン酸蒸気の状態でセ
ルスタック外(すなわち、ガスマニホールド内)に排出
される。
Incidentally, the gas manifold 15a,
When fuel and air are respectively supplied to the fuel cell 16a, a part of the phosphoric acid impregnated in the matrix layer 2 and the grooved electrode materials 5 and 6 of the unit cell 1 constituting the cell stack 10 becomes part of the fuel gas and air. It diffuses into the stream and is discharged out of the cell stack (ie, inside the gas manifold) in the form of phosphoric acid vapor.

【0006】しかし、ガスマニホールドの温度はセルス
タック温度よりも若干低いため、ガスマニホールド内に
排出されたリン酸蒸気の一部は凝縮し、ガスマニホール
ドの内壁に付着する。このように、リン酸を含んだ燃料
ガスと空気が金属製ガスマニホールドの内面に直接接触
すると、高温状態においては金属製ガスマニホールドは
激しく浸食され、すぐに孔があくおそれがあった。
However, since the temperature of the gas manifold is slightly lower than the cell stack temperature, part of the phosphoric acid vapor discharged into the gas manifold condenses and adheres to the inner wall of the gas manifold. As described above, when the fuel gas containing phosphoric acid and the air come into direct contact with the inner surface of the metal gas manifold, the metal gas manifold is severely eroded in a high temperature state, and there is a possibility that a hole is immediately formed.

【0007】このような欠点を解消すべく、リン酸から
ガスマニホールドを保護する方法として、USP−49
50563号に示されたようなフッ素系樹脂をガスマニ
ホールドの内面にコーティングする方法が用いられてい
る。
As a method for protecting the gas manifold from phosphoric acid, US Pat.
A method of coating a fluorine-based resin on the inner surface of a gas manifold as shown in Japanese Patent No. 50563 is used.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ素
系樹脂をガスマニホールドの内面にコーティングする方
法には、以下に述べるような問題点があり、ガスマニホ
ールドのリン酸腐食を完全に防止することは困難であっ
た。
However, the method for coating the inner surface of a gas manifold with a fluorine-based resin has the following problems, and it is difficult to completely prevent the gas manifold from phosphoric acid corrosion. Met.

【0009】すなわち、フッ素系樹脂をガスマニホール
ドの内面にコーティングする方法では、ピンホールから
のリン酸の侵入という問題や、樹脂コーティングの線膨
脹係数がガスマニホールドの10倍程度もあるため、起
動停止や負荷変動に依る温度変化の繰り返しで、樹脂コ
ーティングの密着不良が生じ、コーティングが剥離する
といった問題があった。
In other words, in the method of coating the inner surface of the gas manifold with the fluorine resin, the starting and stopping of the gas manifold are problematic because there is a problem of intrusion of phosphoric acid from a pinhole and a linear expansion coefficient of the resin coating is about 10 times that of the gas manifold. There is a problem that the adhesion of the resin coating is poor due to the repetition of the temperature change due to the load fluctuation and the load, and the coating peels off.

【0010】また、コーティングは比較的塗膜が薄いた
め、リン酸が浸透しやすく、母材を腐食させてしまうと
いった問題を有しており、信頼性にも欠けていた。さら
に、コーティングの信頼性をあげるためには、塗膜の厚
さを増す必要があり、加熱・塗布・冷却工程を多数回繰
り返さなければならず、加工時間と加工工数が嵩むこと
となっていた。さらに、コーティングの処理工程は、ガ
スマニホールドの製作工程とシリーズになっているた
め、工期短縮の阻害要因ともなっていた。
In addition, since the coating is relatively thin, phosphoric acid easily penetrates and corrodes the base material, and thus lacks reliability. Furthermore, in order to increase the reliability of the coating, it is necessary to increase the thickness of the coating film, and the heating, application, and cooling steps have to be repeated many times, which increases the processing time and the number of processing steps. . Further, since the coating process is a series of the gas manifold manufacturing process, it has been a hindrance factor for shortening the construction period.

【0011】また、燃料電池の運転中に万一コーティン
グが破れ、剥離等の異常が生じた場合、短時間にこれを
検出することができず、ガスマニホールドの腐食や電気
絶縁不良に発展する恐れがあった。
In the event that the coating is broken during operation of the fuel cell and an abnormality such as peeling occurs, the abnormality cannot be detected in a short time, which may lead to corrosion of the gas manifold and poor electrical insulation. was there.

【0012】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解消するために提案されたもので、その第1の目的
は、耐リン酸性及び電気絶縁性に優れ、長期的に十分な
耐腐食性を有する燃料電池を提供することにある。ま
た、第2の目的は、内張りしたライニングの破損を防止
した燃料電池を提供することにある。第3の目的は、内
張りしたライニングの健全性を確認する手段を備えた燃
料電池を提供することにある。
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The first object of the present invention is to provide excellent phosphoric acid resistance and electrical insulation, and to provide sufficient long-term resistance. An object of the present invention is to provide a fuel cell having corrosiveness. A second object is to provide a fuel cell in which the lining of the lining is prevented from being damaged. A third object is to provide a fuel cell having means for confirming the soundness of the lining.

【0013】第4の目的は、信頼性の高い、燃料電池の
ガスマニホールドへのライニング取り付け方法を提供す
ることにある。
A fourth object of the present invention is to provide a highly reliable method of attaching a lining to a gas manifold of a fuel cell.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の燃料電池は、燃料電池を構成す
る電池積層体の側面に配設されるガスマニホールドの内
面に、耐リン酸性樹脂シートを前記ガスマニホールドの
内面形状に合わせて成形加工したライニングをルーズに
取り付け、このライニングは、予め、前記燃料電池運転
時におけるほぼ熱膨張分、前記ガスマニホールドの内面
形状より小さく成形されていることを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above object, the fuel cell according to the first aspect of the present invention has an inner surface of a gas manifold disposed on a side surface of a cell stack constituting the fuel cell. A lining formed by forming a phosphoric acid resin sheet in accordance with the inner surface shape of the gas manifold is loosely attached, and this lining is formed in advance so as to be substantially thermally expanded during operation of the fuel cell and smaller than the inner surface shape of the gas manifold. It is characterized by having.

【0015】上記のような構成を有する請求項1に記載
の発明によれば、ガスマニホールドの内面全体を、その
内面形状に合わせて成形加工した耐リン酸性樹脂シート
から成るライニングで被覆することができるので、金属
製ガスマニホールド母材のリン酸腐食を防ぐことができ
る。また、予めライニングをガスマニホールドの内面形
状に合わせて成形加工しておくことができるので、ガス
マニホールドとは別工程でライニングを製作でき、工期
の短縮を図ることが可能となる。また、ガスマニホール
ド内部の温度が上昇してライニングが膨張した場合であ
っても、ライニングはガスマニホールドの内面の大きさ
・形状に合致するので、ライニングに亀裂を生じさせる
ような負荷がかかることを防止することができる。
According to the first aspect of the present invention having the above structure, the entire inner surface of the gas manifold can be covered with a lining made of a phosphoric acid-resistant resin sheet formed in accordance with the inner surface shape. Therefore, phosphoric acid corrosion of the metal gas manifold base material can be prevented. In addition, since the lining can be formed in advance in accordance with the inner surface shape of the gas manifold, the lining can be manufactured in a step different from that of the gas manifold, and the construction period can be shortened. In addition, even if the temperature inside the gas manifold rises and the lining expands, the lining conforms to the size and shape of the inner surface of the gas manifold. Can be prevented.

【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートが、PFA(四フッ化エチレン・パーフ
ルオロアルコキシエチレン共重合)樹脂シート、或い
は、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共
重合)樹脂シートであることを特徴とするものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の燃料
電池において、前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートが、PTFE(四フッ化エチレン)樹脂シート
であることを特徴とするものである。上記のような構成
を有する請求項2または請求項3に記載の発明によれ
ば、リン酸の透過量が少なく、耐熱温度及び機械的強度
に優れたライニングを形成することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is a PFA (ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene copolymer) resin sheet. Alternatively, it is a FEP (ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer) resin sheet.
According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is a PTFE (tetrafluoroethylene) resin sheet. It is. According to the second or third aspect of the present invention having the above-described configuration, it is possible to form a lining having a small amount of phosphoric acid permeation and excellent heat resistance temperature and mechanical strength.

【0017】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートに、雌ホックあるいは雄ホックのいずれ
かを取り付け、また、ガスマニホールド内面の所定の位
置に、前記ライニングに取り付けられたホックと係合す
る雄ホックあるいは雌ホックを取り付けたことを特徴と
するものである。上記のような構成を有する請求項4に
記載の発明によれば、簡単な固定手段により、ライニン
グをガスマニホールドに着脱可能に支持することができ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, either the female hook or the male hook is attached to the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining, and the inner surface of the gas manifold is provided. A male hook or a female hook that engages with the hook attached to the lining is attached at a predetermined position. According to the invention described in claim 4 having the above-described configuration, the lining can be detachably supported on the gas manifold by a simple fixing means.

【0018】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートに穴あきパッチを取り付け、前記シート
とパッチとの間に雌ホックあるいは雄ホックのいずれか
を移動可能に取付けたことを特徴とするものである。上
記のような構成を有する請求項5に記載の発明によれ
ば、ライニングをガスマニホールドにルーズに取り付け
ることができるので、ライニングとガスマニホールドの
熱膨脹差を吸収することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the fourth aspect, a perforated patch is attached to the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining, and a female hook or a female hook is provided between the sheet and the patch. It is characterized in that one of the male hooks is movably mounted. According to the fifth aspect of the invention having the above configuration, the lining can be loosely attached to the gas manifold, so that the difference in thermal expansion between the lining and the gas manifold can be absorbed.

【0019】請求項6に記載の発明は、請求項1に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートの厚さを、0.1mm〜1mmとしたこ
とを特徴とするものである。上記のような構成を有する
請求項6に記載の発明によれば、リン酸の透過量を低減
し、優れた機械的強度及び電気絶縁性を維持したライニ
ングを形成することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the thickness of the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining is 0.1 mm to 1 mm. It is. According to the invention as set forth in claim 6 having the above-described configuration, it is possible to form a lining that reduces the amount of phosphoric acid permeated and maintains excellent mechanical strength and electrical insulation.

【0020】請求項7に記載の発明は、請求項1に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートのコーナ部の接合代を、1mm〜10m
mとしたことを特徴とするものである。上記のような構
成を有する請求項7に記載の発明によれば、ライニング
の接合部の強度を向上させることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, a joining margin of a corner portion of the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining is 1 mm to 10 m.
m. According to the invention described in claim 7 having the above-described configuration, the strength of the joint of the lining can be improved.

【0021】請求項8に記載の発明は、請求項1に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートのコーナ部を、該樹脂シートの融点温度
以上に加熱圧着することにより接合したことを特徴とす
るものである。上記のような構成を有する請求項8に記
載の発明によれば、融点温度以上に加熱圧着することに
より、2枚のシート間の分子同士が十分に絡み合うた
め、ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シートのコー
ナ部が完全に接合される。
According to an eighth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the corner portion of the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining is heat-pressed to a temperature equal to or higher than the melting point of the resin sheet. It is characterized by being joined. According to the invention as set forth in claim 8, having the above-described structure, the molecules between the two sheets are sufficiently entangled by heating and pressure bonding at a temperature equal to or higher than the melting point temperature, so that the phosphoric acid-resistant resin constituting the lining is formed. The corners of the sheet are completely joined.

【0022】請求項9に記載の発明は、請求項1に記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートの接合部を、インパルスウェルドにより
接合したことを特徴とするものである。上記のような構
成を有する請求項9に記載の発明によれば、ライニング
を構成する耐リン酸性樹脂シートの接合部を短時間で接
合でき、仕上がり状態も美しく、接合強度のバラツキが
少なく、安定した接合が可能となる。また、比較的幅広
い加熱温度、加熱時間、加熱時の圧縮面圧等の条件で接
合することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, a joining portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is joined by impulse welding. . According to the ninth aspect of the present invention having the above-described structure, the joint portions of the phosphate-resistant resin sheets constituting the lining can be joined in a short time, the finished state is beautiful, the variation in the joining strength is small, and the lining is stable. In this case, it is possible to perform a proper joining. In addition, bonding can be performed under conditions such as a relatively wide range of heating temperature, heating time, and compression surface pressure during heating.

【0023】請求項10に記載の発明は、請求項9に記
載の燃料電池において、前記インパルスウェルドの接合
時の加熱温度範囲を、ライニングを構成する耐リン酸性
樹脂シートの融点温度から400℃までとしたことを特
徴とするものである。また、請求項11に記載の発明
は、請求項9に記載の燃料電池において、前記インパル
スウェルドの接合時の加熱時間を、5秒〜300秒とし
たことを特徴とするものである。上記のような構成を有
する請求項10あるいは請求項11に記載の発明によれ
ば、インパルスウェルドの接合条件を適切に設定するこ
とにより、確実な接合が可能となるので、ライニングの
強度を向上させることができる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the ninth aspect, the heating temperature range at the time of joining the impulse weld is from the melting point temperature of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining to 400 ° C. It is characterized by having. An eleventh aspect of the present invention is the fuel cell according to the ninth aspect, wherein a heating time for bonding the impulse weld is 5 seconds to 300 seconds. According to the tenth or eleventh aspect of the present invention having the above-described configuration, by setting the joining conditions of the impulse weld properly, reliable joining can be performed, so that the strength of the lining is improved. be able to.

【0024】請求項12に記載の発明は、請求項9に記
載の燃料電池において、前記インパルスウェルドの接合
時に、ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シートの接
合面間に、0.01〜0.04mm厚さのPFA(四フ
ッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重
合)フィルムを挟んで接合することを特徴とするもので
ある。上記のような構成を有する請求項12に記載の発
明によれば、加熱溶融された薄厚のPFAフィルムが接
着剤として機能するため、インパルスウェルドによる接
合強度を増加させることができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the ninth aspect, at the time of joining the impulse weld, 0.01 to 0.1 mm is provided between the joining surfaces of the phosphate-resistant resin sheets constituting the lining. It is characterized in that it is joined by sandwiching a PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) film having a thickness of 04 mm. According to the twelfth aspect of the present invention having the above-described configuration, the thin PFA film heated and melted functions as an adhesive, so that the bonding strength by impulse welding can be increased.

【0025】請求項13に記載の発明は、請求項9に記
載の燃料電池において、前記インパルスウェルドの接合
時の圧縮面圧を、0.05〜0.2MPaとしたことを
特徴とするものである。上記のような構成を有する請求
項13に記載の発明によれば、2枚のシート間の分子同
士が十分に絡み合うため、ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートを完全に接合することができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the ninth aspect, the compression surface pressure at the time of joining the impulse weld is set to 0.05 to 0.2 MPa. is there. According to the invention of the thirteenth aspect having the above configuration, since the molecules between the two sheets are sufficiently entangled, the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining can be completely joined.

【0026】請求項14に記載の発明は、請求項9に記
載の燃料電池において、前記インパルスウェルドの接合
時の冷却温度を、ライニングを構成する耐リン酸性樹脂
シートのガラス転位温度以下としたことを特徴とするも
のである。上記のような構成を有する請求項14に記載
の発明によれば、ガラス転位温度以下に冷却することに
より固化の状態が確立されるので、ライニングの接合強
度の向上を図ることができる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the ninth aspect, the cooling temperature at the time of joining the impulse weld is set to be equal to or lower than the glass transition temperature of the phosphoric acid resistant resin sheet constituting the lining. It is characterized by the following. According to the invention of the fourteenth aspect having the above-described configuration, the solidification state is established by cooling the glass to a temperature equal to or lower than the glass transition temperature, so that the joining strength of the lining can be improved.

【0027】請求項15に記載の発明は、請求項1に記
載の燃料電池において、前記ライニングとガスマニホー
ルドの間の圧力を監視することができる圧力監視手段を
設けたことを特徴とするものである。上記のような構成
を有する請求項15に記載の発明によれば、ライニング
の健全性を監視することができる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, pressure monitoring means for monitoring a pressure between the lining and the gas manifold is provided. is there. According to the invention as set forth in claim 15 having the above configuration, the soundness of the lining can be monitored.

【0028】請求項16に記載の発明は、請求項1に記
載の燃料電池において、前記ライニングが、耐リン酸性
樹脂シートの四隅コーナー接合部の切欠部を138±3
度の角度に切断し、前記切欠部を対向圧着接合した後、
鍔付き箱状に形成されていることを特徴とするものであ
る。上記のような構成を有する請求項16に記載の発明
によれば、ガスマニホールドの四隅部及び鍔部の形状に
合致したライニングを形成することができる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the lining has a cutout of 138 ± 3 at the four corners of the phosphate-resistant resin sheet.
After cutting at an angle of degrees, the notch is opposed pressure-bonded,
It is characterized by being formed in a flanged box shape. According to the invention as set forth in claim 16 having the above configuration, it is possible to form a lining that matches the shapes of the four corners and the flange of the gas manifold.

【0029】請求項17に記載の発明は、請求項1に記
載の燃料電池において、前記ガスマニホールドのガス給
排用フランジ部に、フランジカバーを取り付けたことを
特徴とするものである。請求項18に記載の発明は、請
求項17に記載の燃料電池において、前記フランジカバ
ーが、前記ライニング用耐リン酸性樹脂シートの底面と
加熱圧着により接合されていることを特徴とするもので
ある。請求項19に記載の発明は、請求項17に記載の
燃料電池において、前記フランジカバーは、リング状に
形成した前記ライニング用耐リン酸性樹脂シートの開口
側端部を押圧成形したものであることを特徴とするもの
である。請求項20に記載の発明は、請求項17に記載
の燃料電池において、前記フランジカバーが、PFA
(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン
共重合)樹脂シートから構成されていることを特徴とす
るものである。上記のような構成を有する請求項17乃
至請求項20に記載の発明によれば、ガスマニホールド
のフランジ部にもフランジカバーを取り付けることによ
り、フランジ部におけるリン酸腐食を防止することがで
きる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, a flange cover is attached to the gas supply / discharge flange portion of the gas manifold. The invention according to claim 18 is the fuel cell according to claim 17, wherein the flange cover is joined to a bottom surface of the phosphate-resistant resin sheet for lining by heat compression. . According to a nineteenth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the seventeenth aspect, the flange cover is formed by pressing an opening-side end of the lining phosphoric acid-resistant resin sheet formed in a ring shape. It is characterized by the following. The invention according to claim 20 is the fuel cell according to claim 17, wherein the flange cover is a PFA.
(Ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene copolymer) It is characterized by comprising a resin sheet. According to the invention of the seventeenth to twentieth aspects having the above-described configuration, by attaching the flange cover to the flange portion of the gas manifold, it is possible to prevent phosphoric acid corrosion in the flange portion.

【0030】請求項21に記載の発明は、請求項1記載
の燃料電池において、前記ライニングが、燃料側ガスマ
ニホールドにより形成される内部空間を区画するデバイ
ダー部分にも取り付けられていることを特徴とするもの
である。上記のような構成を有する請求項21に記載の
発明によれば、燃料側ガスマニホールドのデバイダー部
分もライニングで被覆されるので、燃料側ガスマニホー
ルドのリン酸腐食をより完全に防止することができる。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the lining is also attached to a divider part that partitions an internal space formed by a fuel-side gas manifold. Is what you do. According to the invention of the twenty-first aspect having the above configuration, the divider portion of the fuel-side gas manifold is also covered with the lining, so that the phosphoric acid corrosion of the fuel-side gas manifold can be more completely prevented. .

【0031】請求項22に記載の発明は、請求項1記載
の燃料電池において、前記耐リン酸性樹脂シートの外周
辺部が、ガスマニホールドの周辺部の鍔部に沿って折り
曲げられ、ガスマニホールド鍔部と共にクランプで挟み
込み固定されていることを特徴とするものである。上記
のような構成を有する請求項22に記載の発明によれ
ば、ガスマニホールドの周辺端部をも、耐リン酸性樹脂
シートから成るライニングで完全に被覆することができ
るので、金属製ガスマニホールド母材のリン酸腐食をよ
り効果的に防止することができる。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the outer peripheral portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet is bent along a flange portion of a peripheral portion of the gas manifold to form a gas manifold flange. It is characterized by being clamped and fixed together with a part by a clamp. According to the invention having the above structure, the peripheral end of the gas manifold can also be completely covered with the lining made of the phosphoric acid-resistant resin sheet. Phosphoric acid corrosion of the material can be more effectively prevented.

【0032】請求項23に記載の発明は、請求項1記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートの厚さを、電池積層体の側面に配設され
る各ガスマニホールドにおけるリン酸排出量に基づいて
変化させたことを特徴とするものである。また、請求項
24に記載の発明は、請求項1記載の燃料電池におい
て、空気供給側ガスマニホールドを内張りするライニン
グの厚さを、他の部分を内張りするライニングの厚さよ
り薄くしたことを特徴とするものである。上記のような
構成を有する請求項23及び請求項24に記載の発明に
よれば、電池積層体の側面に配設される各ガスマニホー
ルドにおけるリン酸排出量に基づいて、樹脂シートの厚
さを変化させることにより、合理的且つ確実にリン酸の
透過を防止することができる。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is adjusted in each of the gas manifolds disposed on the side surface of the cell stack. It is characterized by being changed based on the phosphoric acid discharge amount. According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the thickness of the lining lining the air supply side gas manifold is smaller than the thickness of the lining lining the other parts. Is what you do. According to the invention as set forth in claims 23 and 24 having the above configuration, the thickness of the resin sheet is determined based on the amount of phosphoric acid discharged from each gas manifold disposed on the side surface of the battery stack. By changing the ratio, the permeation of phosphoric acid can be prevented rationally and reliably.

【0033】請求項25に記載の発明は、請求項1に記
載の燃料電池において、前記ガスマニホールドの少なく
とも内面に耐熱塗料を塗布したことを特徴とするもので
ある。上記のような構成を有する請求項25に記載の発
明によれば、ガスマニホールドの少なくとも内面に耐熱
塗料を塗布することにより、ライニングと金属製ガスマ
ニホールドとの接触面がより滑らかとなる。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the fuel cell of the first aspect, a heat-resistant paint is applied to at least an inner surface of the gas manifold. According to the twenty-fifth aspect of the present invention having the above configuration, by applying a heat-resistant paint to at least the inner surface of the gas manifold, the contact surface between the lining and the metal gas manifold becomes smoother.

【0034】請求項26に記載の発明は、請求項15に
記載の燃料電池において、前記圧力監視手段は、ガスマ
ニホールドに設けられた圧力測定用プラグを介して一側
端開口が接続される圧力引き出しチューブの他側端開口
が水中に挿入されて成ることを特徴とするものである。
また、請求項27に記載の発明は、請求項26に記載の
燃料電池において、前記圧力引き出しチューブの前記他
側端開口が大気中に開放された状態でU字形状配置部を
形成し、少なくともこのU字形状配置部内には水を充填
したことを特徴とするものである。上記のような構成を
有する請求項26及び請求項27に記載の発明によれ
ば、ライニングの健全性を監視することができる。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the fifteenth aspect, the pressure monitoring means is connected to a pressure end of which the one end opening is connected via a pressure measuring plug provided in the gas manifold. The other end opening of the drawer tube is inserted into water.
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the fuel cell according to the twenty-sixth aspect, a U-shaped arrangement portion is formed in a state where the other end opening of the pressure extraction tube is open to the atmosphere. The U-shaped arrangement portion is filled with water. According to the invention described in claim 26 and claim 27 having the above configuration, the soundness of the lining can be monitored.

【0035】請求項28に記載の発明は、請求項15記
載の燃料電池において、前記圧力監視手段が、ガスマニ
ホールドに設けられた圧力測定用プラグを介して一側端
開口が接続される圧力引き出しチューブの他側端開口
に、圧力計を接続して成ることを特徴とするものであ
る。また、請求項29に記載の発明は、請求項15記載
の燃料電池において、前記圧力監視手段が、ガスマニホ
ールドに設けられた圧力測定用プラグを介して一側端開
口が接続される圧力引き出しチューブの他側端開口に、
流量計を接続して成ることを特徴とするものである。上
記のような構成を有する請求項28及び請求項29に記
載の発明によれば、ライニングの健全性を常時自動監視
することができる。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the fifteenth aspect, the pressure monitoring means is connected to a one-side end opening via a pressure measuring plug provided in a gas manifold. A pressure gauge is connected to the other end opening of the tube. According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the fifteenth aspect, the pressure monitoring means is connected to one end opening through a pressure measuring plug provided in a gas manifold. In the other end opening of
It is characterized by connecting a flow meter. According to the invention described in claims 28 and 29 having the above configuration, the soundness of the lining can always be automatically monitored.

【0036】請求項30に記載の発明は、請求項1記載
の燃料電池において、前記ライニングを構成する耐リン
酸性樹脂シートのガスマニホールド側面被覆部を延長
し、隣接するガスマニホールドのライニング端部と接合
して、電池積層体コーナー部を被覆したことを特徴とす
るものである。上記のような構成を有する請求項30に
記載の発明によれば、電池積層体からの可燃ガスのリー
クを防止することができる。
According to a thirtieth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the side face covering portion of the gas-resistant manifold of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is extended so as to be in contact with the lining end of the adjacent gas manifold. It is characterized by joining and covering the corner portion of the battery laminate. According to the invention described in claim 30 having the above configuration, it is possible to prevent the leakage of combustible gas from the battery stack.

【0037】請求項31に記載の燃料電池のガスマニホ
ールドへのライニング取り付け方法は、請求項1に記載
の発明を方法の観点から捉えたものであって、燃料電池
を構成する電池積層体の側面に配設されるガスマニホー
ルドの内面に、耐リン酸性樹脂シートを該ガスマニホー
ルドの内面形状に合わせて成形加工し、前記燃料電池運
転時におけるほぼ熱膨張分、前記ガスマニホールドの内
面形状より小さく構成したライニングをルーズに取り付
けたことを特徴とするものである。上記のような構成を
有する請求項31に記載の発明によれば、ガスマニホー
ルドの内面全体を耐リン酸性樹脂シートから成るライニ
ングで被覆することができるので、金属製ガスマニホー
ルド母材のリン酸腐食を防ぐことができる。
A method of attaching a lining to a gas manifold of a fuel cell according to a thirty-first aspect of the present invention captures the invention of the first aspect from the viewpoint of the method. A phosphoric acid-resistant resin sheet is formed on the inner surface of the gas manifold provided in accordance with the inner surface shape of the gas manifold, so that the thermal expansion during operation of the fuel cell is smaller than the inner surface shape of the gas manifold. It is characterized by the loose lining attached. According to the invention according to claim 31 having the above configuration, the entire inner surface of the gas manifold can be covered with the lining made of the phosphoric acid-resistant resin sheet, so that the metal gas manifold base material is subjected to phosphoric acid corrosion. Can be prevented.

【0038】請求項32に記載の発明は、請求項31に
記載の燃料電池のガスマニホールドへのライニング取り
付け方法において、前記耐リン酸性樹脂シートの外周辺
部を、ガスマニホールドの周辺部の鍔部に沿って折り曲
げ、ガスマニホールド鍔部と共にクランプで挟み込み固
定することを特徴とするものである。上記のような構成
を有する請求項32に記載の発明によれば、ガスマニホ
ールドの周辺端部をも、耐リン酸性樹脂シートから成る
ライニングで完全に被覆することができるので、金属製
ガスマニホールド母材のリン酸腐食をより効果的に防止
することができる。
According to a thirty-second aspect of the present invention, in the method for attaching a lining of a fuel cell to a gas manifold according to the thirty-first aspect, the outer peripheral portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet is formed with a flange portion at the peripheral portion of the gas manifold. And is clamped and fixed together with the gas manifold flange by a clamp. According to the invention described in claim 32 having the above configuration, the peripheral end of the gas manifold can also be completely covered with the lining made of the phosphoric acid-resistant resin sheet. Phosphoric acid corrosion of the material can be more effectively prevented.

【0039】請求項33に記載の燃料電池のガスマニホ
ールドへのライニング取り付け方法は、請求項4に記載
の発明を方法の観点から捉えたものであって、耐リン酸
性樹脂シートをガスマニホールドの内面形状に合わせて
成形加工してライニングを形成し、該ライニングを構成
する耐リン酸性樹脂シートに、雌ホックあるいは雄ホッ
クのいずれかを取り付け、また、ガスマニホールド内面
の所定の位置に、前記ライニングに取り付けられたホッ
クと係合する雄ホックあるいは雌ホックを取り付け、両
ホックを係合させることにより、ガスマニホールドにラ
イニングを取り付けることを特徴とするものである。上
記のような構成を有する請求項33に記載の発明によれ
ば、簡単な固定手段により、ガスマニホールドに耐リン
酸性樹脂シートから成るライニングを着脱可能に取り付
けることができるので、金属製ガスマニホールド母材の
リン酸腐食を防ぐことができる。
A lining mounting method for a fuel cell according to a thirty-third aspect of the present invention captures the invention according to the fourth aspect from the viewpoint of the method, wherein the phosphoric acid-resistant resin sheet is provided on the inner surface of the gas manifold. A lining is formed by molding according to the shape, and either a female hook or a male hook is attached to the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining, and the lining is provided at a predetermined position on the inner surface of the gas manifold. A male hook or a female hook that engages with the attached hook is attached, and the lining is attached to the gas manifold by engaging both hooks. According to the invention according to claim 33 having the above-described configuration, the lining made of the phosphoric acid-resistant resin sheet can be detachably attached to the gas manifold by a simple fixing means. Phosphoric acid corrosion of the material can be prevented.

【0040】請求項34に記載の発明は、請求項33に
記載の燃料電池のガスマニホールドへのライニング取り
付け方法において、前記ライニングを構成する耐リン酸
性樹脂シートの外周辺部を、ガスマニホールドの周辺部
の鍔部に沿って折り曲げ、ガスマニホールド鍔部と共に
クランプで挟み込み固定することを特徴とするものであ
る。
According to a thirty-fourth aspect of the present invention, in the method for attaching a lining to a gas manifold of a fuel cell according to the thirty-third aspect, the outer peripheral portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is formed around the gas manifold. It is characterized in that it is bent along the flange of the section and is clamped and fixed together with the gas manifold flange by a clamp.

【0041】上記のような構成を有する請求項34に記
載の発明によれば、ガスマニホールドの周辺端部をも、
耐リン酸性樹脂シートから成るライニングで完全に被覆
することができるので、金属製ガスマニホールド母材の
リン酸腐食をより効果的に防止することができる。
According to the thirty-fourth aspect of the present invention, the peripheral end of the gas manifold is also
Since the metal gas manifold base material can be completely covered with the lining made of the phosphoric acid-resistant resin sheet, phosphoric acid corrosion can be more effectively prevented.

【0042】請求項35に記載の発明は、請求項1記載
の燃料電池において、前記ライニングが、耐リン酸性樹
脂シートをブロー成形により箱状に成形したものである
ことを特徴とするものである。上記のような構成を有す
る請求項35に記載の発明によれば、ガスマニホールド
に取り付けるライニングを、ブロー成形により箱状に成
形することにより、接合部のない、信頼性の高いライニ
ングを容易に得ることができる。
According to a thirty-fifth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first aspect, the lining is formed by blowing a phosphate-resistant resin sheet into a box shape by blow molding. . According to the invention according to claim 35 having the above-described configuration, the lining attached to the gas manifold is formed into a box shape by blow molding, so that a highly reliable lining without a joint can be easily obtained. be able to.

【0043】請求項36に記載の発明は、請求項35に
記載の燃料電池において、前記ライニングのブロー成形
時の加熱温度範囲を、耐リン酸性樹脂シートの軟化点以
上、融点以下としたことを特徴とするものである。上記
のような構成を有する請求項36に記載の発明によれ
ば、ライニングのブロー成形時の加熱温度範囲を適正な
範囲に設定することにより、均質で精度の高いライニン
グを得ることができ、また、成形作業が容易なものとな
る。
According to a thirty-sixth aspect of the present invention, in the fuel cell according to the thirty-fifth aspect, the heating temperature range during the blow molding of the lining is set to be equal to or higher than the softening point of the phosphoric acid-resistant resin sheet and equal to or lower than the melting point. It is a feature. According to the invention according to claim 36 having the above configuration, by setting the heating temperature range during blow molding of the lining to an appropriate range, it is possible to obtain a uniform and highly accurate lining, and In addition, the molding operation becomes easy.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】[1.第1実施形態]本実施形態は、燃料
電池のガスマニホールドの内面全体を、耐リン酸性樹脂
シートからなるライニングで被覆したものである。
[1. First Embodiment] In this embodiment, the entire inner surface of a gas manifold of a fuel cell is covered with a lining made of a phosphoric acid-resistant resin sheet.

【0046】[1−1.第1実施形態の構成]すなわ
ち、本実施形態においては、図1に示したように、耐リ
ン酸性樹脂シートをガスマニホールドの内面形状に合わ
せて成形し、所定の箇所(四隅、フランジ部等)を接合
することにより、箱状のライニング20を形成する。そ
して、このライニング20を、図31に示したような電
池積層体13の4側面に取り付けられるガスマニホール
ドの内面に取り付けることにより、ガスマニホールドの
内面を内張りする。なお、前記耐リン酸性樹脂シートを
ガスマニホールドの内面形状に合わせて成形する場合、
燃料電池運転時におけるほぼ熱膨張分だけ、ガスマニホ
ールドの内面形状より小さく成形する。
[1-1. Configuration of First Embodiment] That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a phosphoric acid-resistant resin sheet is formed in accordance with the inner surface shape of the gas manifold, and predetermined portions (four corners, flange portions, etc.) To form a box-shaped lining 20. Then, by attaching the lining 20 to the inner surface of the gas manifold attached to the four side surfaces of the battery stack 13 as shown in FIG. 31, the inner surface of the gas manifold is lined. When the phosphoric acid-resistant resin sheet is molded according to the inner shape of the gas manifold,
The gas manifold is formed to be smaller than the inner surface shape of the gas manifold by substantially the amount of thermal expansion during fuel cell operation.

【0047】なお、図1は、空気側ガスマニホールドの
内面に取り付けられるライニングを示したものであり、
所定の位置に後述するフランジカバー23及びパッチ4
5が取り付けられている。また、前記ライニング20
は、図2に示すように、ガスマニホールドの四隅部及び
鍔部に対応する折り上げ部分に設けられた接合部25を
接合することにより、箱状に成形される。さらに、図3
は、空気側ライニングを構成するPFA樹脂シート22
の展開図を示したものであり、また、図4は、図3のY
部の拡大図を示したものである。すなわち、前記接合部
25は、ガスマニホールドの四隅部及び鍔部の形状に合
わせて、138±3度の角度に切り欠かれている。そし
て、図5及び図6に示したように、ライニングを構成す
るPFA樹脂シート22は、その接合部25において互
いに拝み合わせで圧着接合されている。なお、図中
“m”は接合代を示している。
FIG. 1 shows a lining attached to the inner surface of the air-side gas manifold.
Flange cover 23 and patch 4 to be described later
5 is attached. In addition, the lining 20
As shown in FIG. 2, the joint is formed into a box shape by joining joints 25 provided at the folded portions corresponding to the four corners and the flange of the gas manifold. Further, FIG.
Is a PFA resin sheet 22 constituting the air-side lining
FIG. 4 is a development view of FIG. 3, and FIG.
It is the figure which showed the enlarged view of the part. That is, the joint 25 is cut out at an angle of 138 ± 3 degrees according to the shape of the four corners and the flange of the gas manifold. Then, as shown in FIGS. 5 and 6, the PFA resin sheets 22 constituting the lining are pressure-bonded to each other at the joint 25 thereof. It should be noted that “m” in the drawing indicates a bonding margin.

【0048】すなわち、耐リン酸性樹脂シートからなる
ライニング20は、ガスマニホールド内面での熱膨張差
を考慮して、図7に示すように、ガスマニホールド30
よりほぼその伸び差分L/2小さめになるように、四隅
のコーナ部で箱状に成形・接合されている。
That is, as shown in FIG. 7, the lining 20 made of the phosphoric acid-resistant resin sheet takes into consideration the difference in thermal expansion on the inner surface of the gas manifold.
It is formed and joined in a box shape at the corners of the four corners so that the difference in extension L / 2 is smaller.

【0049】[1−1−1.耐リン酸性樹脂シートの材
質]本発明のライニングを構成する耐リン酸性樹脂シー
トとしては、リン酸の透過性が少ない方がライニングシ
ートとして厚さを薄くでき、且つ経済的でもある。そこ
で、本発明者等は、ライニングを構成するのに適した耐
リン酸性樹脂シートを選定すべく、PFA(四フッ化エ
チレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合)樹脂
シート、PTFE(四フッ化エチレン)樹脂シート及び
FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重
合)樹脂シートについて、リン酸の透過性を検討した。
[1-1-1. Material of Phosphoric Acid-Resistant Resin Sheet] As the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining of the present invention, the one having less phosphoric acid permeability can be reduced in thickness as the lining sheet, and is economical. Therefore, the present inventors have selected PFA (ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxy ethylene copolymer) resin sheet and PTFE (ethylene tetrafluoride) in order to select a phosphoric acid-resistant resin sheet suitable for forming the lining. The permeability of phosphoric acid was examined for the resin sheet and the FEP (ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer) resin sheet.

【0050】その結果は図8に示したとおりであり、リ
ン酸の透過性の低いPFA樹脂シート、或いは、FEP
樹脂シートをライニングシート材料として用いることが
望ましい。なお、図8に示したとおり、PFA樹脂シー
トとFEP樹脂シートは透過性の点では同等であるが、
耐熱温度と機械的強度の面ではPFA樹脂シートの方が
優れているため、PFA樹脂シートを用いることが、よ
り望ましい。また、PTFE樹脂シートも、PFA樹脂
シートより透過性の点で劣るが、機械的強度が高いの
で、起動停止が頻繁な場合の使用に効果的であり、これ
をライニングシート材料として用いることも可能であ
る。
The results are as shown in FIG. 8, and the PFA resin sheet having low phosphoric acid permeability or FEP
It is desirable to use a resin sheet as the lining sheet material. As shown in FIG. 8, the PFA resin sheet and the FEP resin sheet are equivalent in terms of permeability,
Since the PFA resin sheet is superior in terms of heat resistance and mechanical strength, it is more preferable to use a PFA resin sheet. The PTFE resin sheet is also inferior to the PFA resin sheet in terms of permeability, but has high mechanical strength, so it is effective for frequent start / stop, and can be used as a lining sheet material. It is.

【0051】[1−1−2.フランジ部の構成]図9は
空気側ガスマニホールド用ライニング(以下、空気側ラ
イニングと称する)20の平面図、図10は図9に示し
たフランジ部のB−B断面図、図11は図10のC部の
拡大図を示したものである。すなわち、図9〜図11に
示したように、ガスマニホールド30のフランジ31
は、ウェルド(溶接)によりガスマニホールド30に一
体化されて形成されており、また、ライニング20は、
ガスマニホールドのフランジ31の位置・形状に合わせ
て円形に切り欠かれている。一方、ガスマニホールドの
フランジ31の内面には、フランジカバー23が内張り
されており、そのフランジカバー23とライニング20
とが、図11に示すY部で接合されている。
[1-1-2. Configuration of Flange Section] FIG. 9 is a plan view of an air-side gas manifold lining (hereinafter, referred to as an air-side lining) 20, FIG. 10 is a cross-sectional view of the flange section shown in FIG. 3 is an enlarged view of a portion C of FIG. That is, as shown in FIGS. 9 to 11, the flange 31 of the gas manifold 30 is used.
Is formed integrally with the gas manifold 30 by welding (welding), and the lining 20 is
It is cut out circularly in accordance with the position and shape of the flange 31 of the gas manifold. On the other hand, a flange cover 23 is lined on the inner surface of the flange 31 of the gas manifold.
Are joined at a Y portion shown in FIG.

【0052】また、図12(A)は燃料出口側ガスマニ
ホールド用ライニング(以下、燃料側ライニングと称す
る)21の平面図、図12(B)は斜視図を示したもの
である。さらに、図13(A)は図12に示した燃料出
口フランジ部のG−G断面図、図13(B)は燃料出口
フランジ部の斜視図を示したものである。すなわち、図
12及び図13に示したように、燃料出口側ガスマニホ
ールド32のフランジ33は、ウェルドによりガスマニ
ホールド32に一体化されて形成されており、また、ラ
イニング21は、ガスマニホールドのフランジ33の位
置・形状に合わせて円形に切り欠かれている。一方、ガ
スマニホールドのフランジ33の内面には、フランジカ
バー24が内張りされており、そのフランジカバー24
とライニング21とが、図13(A)に示すZ部で接合
されている。なお、図13中、34は燃料ガスをターン
させるために設けられているデバイダーであり、その内
面もライニング21によって被覆されている(次項参
照)。
FIG. 12A is a plan view of a lining 21 for a fuel outlet side gas manifold (hereinafter, referred to as a fuel side lining), and FIG. 12B is a perspective view. Further, FIG. 13A is a GG sectional view of the fuel outlet flange shown in FIG. 12, and FIG. 13B is a perspective view of the fuel outlet flange. That is, as shown in FIGS. 12 and 13, the flange 33 of the fuel outlet side gas manifold 32 is formed integrally with the gas manifold 32 by welding, and the lining 21 is formed of the flange 33 of the gas manifold. It is cut out circularly according to the position and shape of. On the other hand, a flange cover 24 is lined on the inner surface of the flange 33 of the gas manifold.
And the lining 21 are joined at a Z portion shown in FIG. In FIG. 13, reference numeral 34 denotes a divider provided for turning the fuel gas, and its inner surface is also covered with the lining 21 (see the next section).

【0053】また、前記フランジカバー23、24とし
てはPTFEの機械加工品が用いられ、上述したように
それぞれライニング用耐リン酸性樹脂シート20、21
の底面と加熱溶着により接合されて、ライニングのフラ
ンジ部を構成している。なお、前記フランジカバー2
3、24は、ライニング用耐リン酸性樹脂シートをリン
グ状に形成後、鍔を前記リングの開口側端部を押圧成形
して作ることもでき、この方法によれば経済性は大幅に
向上する。また、フランジカバー23、24の材質をP
FA樹脂シートにすることにより、リン酸の耐透過性が
改善され、さらに薄肉とすることができるので、接合性
もさらに改善される。
As the flange covers 23 and 24, machined products of PTFE are used, and as described above, the phosphate-resistant resin sheets 20 and 21 for lining are respectively used.
Are joined by heat welding to form a flange portion of the lining. The flange cover 2
In Nos. 3 and 24, after forming the phosphate-resistant resin sheet for lining into a ring shape, the flange can be formed by pressing the opening-side end of the ring, and according to this method, the economic efficiency is greatly improved. . The material of the flange covers 23 and 24 is P
By making the FA resin sheet, the permeation resistance of phosphoric acid is improved and the thickness can be further reduced, so that the bonding property is further improved.

【0054】[1−1−3.デバイダー部の構成]図1
3に示したように、燃料出口側ガスマニホールド32に
は、燃料ガスをターンさせるために、ガスマニホールド
の内部空間を縦軸方向に区画するデバイダー34が設け
られている。そして、燃料側ライニング21は、このデ
バイダー部をも被覆している。また、図14は、燃料出
口側ガスマニホールド32に燃料側ライニング21を被
覆した状態を示す斜視図である。すなわち、燃料側ライ
ニング21は、燃料ガスマニホールド32の中を2つの
部屋に仕切るデバイダー34の部分をも覆うように成形
・接合されている。なお、図中a〜eは、燃料側ライニ
ング21の接合順を示している。
[1-1-3. Configuration of Divider Section] FIG.
As shown in FIG. 3, the fuel outlet side gas manifold 32 is provided with a divider 34 for partitioning the internal space of the gas manifold in the longitudinal direction in order to turn the fuel gas. And the fuel side lining 21 also covers this divider part. FIG. 14 is a perspective view showing a state in which the fuel outlet lining 21 is covered on the fuel outlet side gas manifold 32. That is, the fuel-side lining 21 is formed and joined so as to cover also a part of the divider 34 that partitions the inside of the fuel gas manifold 32 into two chambers. In addition, a to e in the drawing indicate the joining order of the fuel-side lining 21.

【0055】[1−1−4.ガスマニホールド周辺端部
の構成]次に、図15(A)(B)はガスマニホールド
の周辺部を示す断面斜視図であり、上記図9及び図12
のE−E断面を示すものである。すなわち、図15
(A)に示したように、ガスマニホールド30、32の
周辺端部では、それぞれライニング20、21を折り返
してガスマニホールドの周辺端部を覆い、その上から断
面形状がU型のプラスチッククランプ36により適当な
間隔で挟むことにより、ライニング20、21をガスマ
ニホールド30、32に固定している。また、図15
(B)に示したように、同様にライニング20、21を
折り返してガスマニホールドの周辺端部を覆い、その上
からPFA短冊シート38を介し金属クランプ39によ
り適当な間隔で挟むことにより、ライニング20、21
をガスマニホールド30、32に固定しても良い。な
お、ライニング20、21の周辺端部には、全周にわた
って耐熱テープ37が取り付けられ、ライニング20、
21と共にガスマニホールド30、32のリップ部35
に巻き付けられ、一体に固定されている。
[1-1-4. Configuration of Gas Manifold Peripheral End] Next, FIGS. 15A and 15B are cross-sectional perspective views showing the peripheral portion of the gas manifold.
3 shows an EE cross section of FIG. That is, FIG.
As shown in (A), at the peripheral ends of the gas manifolds 30 and 32, the linings 20 and 21 are turned back to cover the peripheral ends of the gas manifold, and a U-shaped plastic clamp 36 having a U-shaped cross section from above. The linings 20, 21 are fixed to the gas manifolds 30, 32 by sandwiching them at appropriate intervals. FIG.
As shown in (B), the linings 20 and 21 are similarly folded back to cover the peripheral end of the gas manifold, and the linings 20 are sandwiched at appropriate intervals by a metal clamp 39 via a PFA strip sheet 38 from above. , 21
May be fixed to the gas manifolds 30 and 32. In addition, a heat-resistant tape 37 is attached to the peripheral edges of the linings 20 and 21 over the entire circumference,
Lip portions 35 of gas manifolds 30 and 32 together with 21
And are fixed integrally.

【0056】[1−1−5.ガスマニホールドとライニ
ングの固定手段]図16は、ライニング20、21を、
その底部において、それぞれガスマニホールド30、3
2に支持するホック部40の構成を示す断面図であり、
図9及び図12のD−D断面を示すものである。また、
図17は図16の平面図である。
[1-1-5. Fixing means for gas manifold and lining] FIG.
At its bottom, the gas manifolds 30, 3
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a hook portion 40 supported by the hook 2;
FIG. 13 shows a DD section of FIGS. 9 and 12. Also,
FIG. 17 is a plan view of FIG.

【0057】すなわち、図16に示したように、ホック
部40は、互いに係合する雄ホック41と雌ホック43
とから構成されている。また、前記雄ホック41にはド
ーナツ状の薄いステンレス板42がカシメて一体化さ
れ、このステンレス板42がガスマニホールド30、3
2にスポットウェルドで固定されている。
That is, as shown in FIG. 16, the hook portion 40 comprises a male hook 41 and a female hook 43 which engage with each other.
It is composed of Further, a donut-shaped thin stainless steel plate 42 is integrated with the male hook 41 by caulking, and this stainless steel plate 42 is
2 is fixed by spot welding.

【0058】一方、雌ホック43には、ある程度剛性を
有するドーナツ状のシート44がカシメて一体化され、
また、ライニング20、21の裏面には、ライニングと
同一の材質からなるパッチ45が、予め所定の位置に加
熱圧着されている。さらに、このパッチ45には、図1
6及び図18に示すように、雌ホック43の半径より
“G”だけ大きい孔45aがあけられている。
On the other hand, a donut-shaped sheet 44 having some rigidity is integrated with the female hook 43 by caulking.
On the back surfaces of the linings 20 and 21, a patch 45 made of the same material as that of the lining is previously heat-pressed to a predetermined position. In addition, this patch 45 includes FIG.
As shown in FIG. 6 and FIG. 18, a hole 45a larger than the radius of the female hook 43 by "G" is formed.

【0059】そして、このパッチ45とライニング2
0、21の間に、前記雌ホック43と一体化されたシー
ト44を差し込むことにより、雌ホック43をライニン
グ20、21に対して“G”だけ移動可能に支持するこ
とができる。このような固定手段を用いることにより、
ライニングをガスマニホールドにルーズに取り付けるこ
とができるので、ライニングとガスマニホールドの熱膨
脹差を吸収することができる。
Then, the patch 45 and the lining 2
By inserting the sheet 44 integrated with the female hook 43 between 0 and 21, the female hook 43 can be supported movably by “G” with respect to the linings 20 and 21. By using such fixing means,
Since the lining can be loosely attached to the gas manifold, the difference in thermal expansion between the lining and the gas manifold can be absorbed.

【0060】なお、図16に示した例では、ガスマニホ
ールド側に雄ホックを取り付け、ライニング側に雌ホッ
クを取り付けているが、ガスマニホールド側に雌ホック
を取り付け、ライニング側に雄ホックを取り付けても良
いことは言うまでもない。また、図19はPFA樹脂シ
ート22に前記パッチ45を加熱圧着した状態を示す斜
視図であり、図20(A)(B)は、PFA樹脂シート
22にそれぞれ前記フランジカバー23、24を加熱圧
着した状態を示す斜視図である。さらに、ガスマニホー
ルド30,32にこのPFA樹脂シート22を取り付け
た状態を示す断面図は、すでに図10,11,13に示
している。
In the example shown in FIG. 16, the male hook is mounted on the gas manifold side and the female hook is mounted on the lining side. However, the female hook is mounted on the gas manifold side and the male hook is mounted on the lining side. Needless to say, it is good. FIG. 19 is a perspective view showing a state in which the patch 45 is thermocompression-bonded to the PFA resin sheet 22. FIGS. 20A and 20B are views in which the flange covers 23 and 24 are thermocompression-bonded to the PFA resin sheet 22, respectively. It is a perspective view showing the state where it did. Further, sectional views showing a state where the PFA resin sheet 22 is attached to the gas manifolds 30 and 32 are already shown in FIGS.

【0061】[1−1−6.耐リン酸性樹脂シートの厚
さ…その1]ガスマニホールドのライニングに用いる耐
リン酸性樹脂シートの厚さは、金属製ガスマニホールド
をリン酸から保護するために最も重要なポイントであ
る。そこで、本発明者等は、200℃における耐リン酸
性樹脂シートの厚さとリン酸の透過量の関係を調べた。
[1-1-6. Thickness of phosphoric acid-resistant resin sheet ... Part 1] The thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet used for lining the gas manifold is the most important point for protecting the metal gas manifold from phosphoric acid. Therefore, the present inventors examined the relationship between the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet at 200 ° C. and the permeation amount of phosphoric acid.

【0062】本実験は、図21に示したような装置を用
いて行った。すなわち、耐リン酸性樹脂シート51とリ
ン酸吸収材52を重ね合わせ、これらを測定セル53に
よって挟持し、この測定セル53の耐リン酸性樹脂シー
ト51側にリン酸を入れ、さらに全体を密閉容器54に
入れて密閉後、乾燥器中で200℃に加熱した。そし
て、15000時間加熱後、リン酸吸収材52を取り出
し、吸収材表面に反応したリン量を分析して透過リン酸
量を求めた。
This experiment was performed using an apparatus as shown in FIG. That is, the phosphoric acid-resistant resin sheet 51 and the phosphoric acid absorbent 52 are overlapped and sandwiched by the measuring cell 53, phosphoric acid is put on the phosphoric acid-resistant resin sheet 51 side of the measuring cell 53, and the whole is sealed. After being sealed in a container 54, the mixture was heated to 200 ° C. in a dryer. Then, after heating for 15,000 hours, the phosphoric acid absorbent 52 was taken out, and the amount of phosphorus reacted on the surface of the absorbent was analyzed to determine the amount of permeated phosphoric acid.

【0063】なお、本実験においては、耐リン酸性樹脂
シート51としてPFA樹脂シートを用い、その厚さは
0.025〜1.5mmに変化させた。また、リン酸は
濃度が95%のものを用い、リン酸吸収材として厚さ1
mmの軟鋼を用いた。ただし、このリン酸吸収材が、透
過したリン酸を100%近く捕捉できることは予め確認
されている。
In this experiment, a PFA resin sheet was used as the phosphoric acid-resistant resin sheet 51, and its thickness was changed to 0.025 to 1.5 mm. Phosphoric acid having a concentration of 95% is used.
mm mild steel was used. However, it has been previously confirmed that the phosphoric acid absorbent can capture nearly 100% of the transmitted phosphoric acid.

【0064】図22は、本実験結果を示したものであ
る。すなわち、耐リン酸性樹脂シートの厚さの増加に反
比例して、リン酸透過量は減少することが判明した。特
に、耐リン酸性樹脂シートの厚さが0.10mm以下で
は、リン酸透過量が急激に多くなり、一方、1mm以上
ではリン酸透過量に顕著な差がないことが明らかになっ
た。
FIG. 22 shows the results of this experiment. That is, it has been found that the amount of permeated phosphoric acid decreases in inverse proportion to the increase in the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet. In particular, when the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet was 0.10 mm or less, the amount of phosphoric acid permeated increased sharply, whereas when the thickness was 1 mm or more, there was no significant difference in the amount of phosphoric acid permeated.

【0065】しかし、耐リン酸性樹脂シートの厚さが1
mm以上ではライニング全体の重量が増加し、金属製ガ
スマニホールドに固定することが困難となり、材料費も
ほぼ重量に比例して高くなるので、コストが高くなる。
また、樹脂シートを加熱、溶着する場合、厚さが1mm
以上では熱伝導が悪く、シートの厚さ方向に温度分布が
発生し、全体を均一に溶融させることが困難となる。す
なわち、熱源に近い部分では樹脂シートの分解が始ま
り、熱源から遠い部分では溶融せず、シートの溶着が不
完全となるため、接合部分の機械的強度が弱くなり、破
損したり、その部分からガスがリークするという問題が
生ずる。
However, when the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet is 1
If it is not less than mm, the weight of the entire lining increases, it is difficult to fix the lining to the metal gas manifold, and the material cost increases substantially in proportion to the weight, so that the cost increases.
When the resin sheet is heated and welded, the thickness is 1 mm.
Above, the heat conduction is poor, a temperature distribution occurs in the thickness direction of the sheet, and it is difficult to uniformly melt the entire sheet. In other words, the resin sheet starts to decompose in the part near the heat source, and does not melt in the part far from the heat source, and the welding of the sheet is incomplete, so the mechanical strength of the joined part is weakened and damaged, There is a problem that gas leaks.

【0066】さらに、樹脂シートの燃料電池に対するも
う一つの重要な機能である電池本体と金属ガスマニホー
ルド間の電気絶縁性は、フィルムの厚さに比例して高く
なる。例えば、燃料電池の場合、少なくとも定格電圧の
10倍の絶縁破壊電圧が必要とすると2千ボルトであ
る。耐リン酸性樹脂シートとしてPFA樹脂シートを使
用した場合、厚さ1mmで絶縁破壊電圧は2万ボルトで
あるので、フィルムの厚さは少なくとも0.1mm以上
必要となる。
Further, another important function of the resin sheet for the fuel cell, that is, the electrical insulation between the cell body and the metal gas manifold increases in proportion to the thickness of the film. For example, in the case of a fuel cell, it is 2,000 volts if a dielectric breakdown voltage at least 10 times the rated voltage is required. When a PFA resin sheet is used as the phosphoric acid-resistant resin sheet, the thickness of the film is at least 0.1 mm or more because the dielectric breakdown voltage is 20,000 volts at a thickness of 1 mm.

【0067】したがって、ガスマニホールドのライニン
グに用いる樹脂シートの厚さを、0.1〜1mmにする
ことにより、耐リン酸浸透性に優れ、電気絶縁性も確実
な、信頼性の高いガスマニホールドを提供することがで
きる。
Therefore, by setting the thickness of the resin sheet used for the lining of the gas manifold to 0.1 to 1 mm, a highly reliable gas manifold having excellent resistance to phosphoric acid permeation and reliable electric insulation can be obtained. Can be provided.

【0068】[1−1−7.耐リン酸性樹脂シートの厚
さ…その2]実際の電池からガスマニホールドに排出さ
れるリン酸量について調査したところ、燃料入口、出
口、空気入口、出口で大きく異なることが分かった。す
なわち、リン酸は相対的に燃料側ガスマニホールドより
空気側ガスマニホールドに多く排出され、また、入口側
と出口側で比較すると、燃料側ガスマニホールド、空気
側ガスマニホールド共、入口側より出口側の方が多い傾
向があることが分かった。
[1-1-7. Thickness of phosphoric acid-resistant resin sheet ... Part 2] When the amount of phosphoric acid discharged from the actual battery to the gas manifold was examined, it was found that the fuel inlet, outlet, air inlet, and outlet differed greatly. That is, phosphoric acid is relatively more discharged to the air-side gas manifold than the fuel-side gas manifold, and when compared at the inlet side and the outlet side, both the fuel-side gas manifold and the air-side gas manifold are closer to the outlet side than the inlet side. It turns out that there is a tendency to be more.

【0069】また、ガスの配流方式を加味して樹脂シー
トの厚さを変化させる必要がある。例えば、図23に示
したようなガス配流の場合には、空気出口側のガスマニ
ホールド30bがリン酸の排出量が最も多く、続いて燃
料ターン側のガスマニホールド32c、燃料出入り口側
のガスマニホールド32b、32aの順にリン酸の排出
量が減少し、空気入口側のガスマニホールド30aがリ
ン酸排出量が最も少ない。したがって、このリン酸排出
量に比例させて樹脂シートの厚さを変化させることが合
理的である。
Further, it is necessary to change the thickness of the resin sheet in consideration of the gas distribution system. For example, in the case of the gas distribution shown in FIG. 23, the gas outlet 30b on the air outlet side emits the largest amount of phosphoric acid, followed by the gas manifold 32c on the fuel turn side and the gas manifold 32b on the fuel inlet / outlet side. , 32a in that order, and the gas manifold 30a on the air inlet side emits the least amount of phosphoric acid. Therefore, it is reasonable to change the thickness of the resin sheet in proportion to the phosphoric acid discharge amount.

【0070】例えば、リン酸排出量の多い空気出口側>
燃料ターン側>燃料出入口側>空気入口側の順に、ライ
ニングを構成する樹脂シートの厚さを0.5mmから
0.1mmに変化させることができる。このように、リ
ン酸排出量に比例させて樹脂シートの厚さを変化させる
ことにより、合理的かつ確実にリン酸の透過を防止する
ことができる。
For example, the air outlet side which emits a large amount of phosphoric acid>
The thickness of the resin sheet constituting the lining can be changed from 0.5 mm to 0.1 mm in the order of fuel turn side> fuel inlet / outlet side> air inlet side. As described above, by changing the thickness of the resin sheet in proportion to the phosphoric acid discharge amount, it is possible to rationally and surely prevent the permeation of phosphoric acid.

【0071】[1−1−8.耐リン酸性樹脂シートの接
合代]続いて、本発明者等は、ライニング用耐リン酸性
樹脂シートの四隅(コーナー部)の接合代について検討
した。その結果、接合代が1mm以下では十分な接合強
度が得られず、また、接合のバラツキにより信頼性に劣
る部分が生じることが分かった。一方、接合代が10m
m以上では、接合部先端が金属製ガスマニホールドの四
隅に接触し、ガスマニホールド内にガスが流れた時、そ
の圧力により接合部先端が折れ曲がり、接合部に余分な
応力が集中する。例えば、剪断応力が集中した場合、接
合部分のシートを損傷する危険性がある。
[1-1-8. Bonding allowance of phosphoric acid-resistant resin sheet] Subsequently, the present inventors examined jointing margins at four corners (corner portions) of the phosphoric acid-resistant resin sheet for lining. As a result, it was found that if the joining margin was 1 mm or less, sufficient joining strength could not be obtained, and a portion having poor reliability was generated due to variation in joining. On the other hand, the joint cost is 10m
Above m, the joint tip contacts the four corners of the metal gas manifold, and when gas flows into the gas manifold, the pressure causes the joint tip to bend and extra stress to concentrate on the joint. For example, if the shear stress is concentrated, there is a risk of damaging the sheet at the joint.

【0072】また、接合強度を、2枚のシートの引き剥
がしテストで調べたところ、大部分が接合距離10mm
以内の部分で引き剥がされていることより、十分な接合
強度を得るためには、接合距離は10mmあれば十分で
あることが判明した。以上のことから、ライニング用耐
リン酸性樹脂シートの四隅の接合代を1〜10mmにす
ることにより、ライニングの強度を向上させることがで
き、信頼性に優れたガスマニホールドを提供することが
できる。
When the joining strength was examined by a peel test of two sheets, most of the joining distance was 10 mm.
It was found that a bonding distance of 10 mm was sufficient to obtain a sufficient bonding strength from the fact that it was peeled off at the portion within. From the above, it is possible to improve the strength of the lining and to provide a highly reliable gas manifold by setting the bonding margins at the four corners of the phosphate-resistant resin sheet for lining to 1 to 10 mm.

【0073】[1−1−9.耐リン酸性樹脂シートの接
合方法…加熱温度]次に、ライニング用耐リン酸性樹脂
シートの四隅の接合方法について検討したところ、樹脂
シートを融点以上に加熱し、圧着する方法が適している
ことが判明した。すなわち、接合部分においては、2枚
の樹脂シートを拝み合わせになるように重ね合わせ、重
ねた合わせた先端を板状のヒーターで圧着しながら融点
以上に加熱し、2枚の樹脂シートを接合する。例えば、
PFA樹脂シートの場合、融点は約310℃であるが、
この融点以下では2枚のシート間の分子同士の絡みが不
十分なため、接合が不完全となる。一方、融点以上に加
熱し、圧着することにより、2枚のシート間の分子同士
が十分に絡み合い、完全に接合されると考えられる。
[1-1-9. Bonding method of phosphoric acid-resistant resin sheet: heating temperature] Next, the method of joining the four corners of the phosphoric acid-resistant resin sheet for lining was examined. found. In other words, in the joint portion, two resin sheets are overlapped so as to be joined together, and the overlapped ends are heated to a melting point or higher while being pressed by a plate-shaped heater to join the two resin sheets. . For example,
In the case of a PFA resin sheet, the melting point is about 310 ° C.,
Below this melting point, the molecules are not sufficiently entangled between the two sheets, resulting in incomplete bonding. On the other hand, it is considered that the molecules between the two sheets are sufficiently entangled by being heated to a temperature equal to or higher than the melting point and pressure-bonded, and are completely joined.

【0074】このように、ライニング用耐リン酸性樹脂
シートの四隅を接合する場合、樹脂シートを融点以上に
加熱し、圧着することにより確実な接合が可能となるの
で、ライニングの強度を向上させることができ、信頼性
の高いガスマニホールドを提供することができる。
As described above, when joining the four corners of the phosphoric acid-resistant resin sheet for lining, the resin sheet is heated to the melting point or more and then press-bonded, so that reliable joining can be performed. And a highly reliable gas manifold can be provided.

【0075】なお、接合時の加熱温度は、PFA樹脂シ
ートの融点〜400℃の範囲内であることが望ましく、
完全に接合するには、315〜340℃であることが望
ましい。その理由は、接合時の加熱温度が315℃以下
では、温度分布により局部的に温度が310℃以下にな
る恐れがあり、その部分の接合が不十分となるからであ
る。また、加熱時間を長くする必要があり、経済的でな
いからである。一方、接合時の加熱温度が340℃以上
では、PFA樹脂シートの溶融粘度が低下し、シートが
流れやすくなるため、接合部の厚さが薄くなり、接合部
の強度が低下するからである。さらに、接合時の加熱温
度が400℃以上に上がった場合には、シート表面から
分解が始まり、有害ガスを発生したり、発泡して、接合
強度が極端に低下するからである。
The heating temperature at the time of joining is desirably in the range of the melting point of the PFA resin sheet to 400 ° C.
For complete joining, it is desirable that the temperature is 315 to 340 ° C. The reason is that if the heating temperature at the time of joining is 315 ° C. or less, the temperature may locally become 310 ° C. or less due to the temperature distribution, and the joining at that portion becomes insufficient. Further, it is necessary to lengthen the heating time, which is not economical. On the other hand, if the heating temperature at the time of joining is 340 ° C. or higher, the melt viscosity of the PFA resin sheet decreases, and the sheet easily flows, so that the thickness of the joining portion becomes thin and the strength of the joining portion decreases. Furthermore, if the heating temperature at the time of joining rises to 400 ° C. or higher, decomposition starts from the sheet surface, generating harmful gas or foaming, and the joining strength is extremely reduced.

【0076】このように、PFA樹脂シートを接合する
時の加熱温度は、少なくとも融点〜400℃の範囲内で
あり、好ましくは融点プラス5〜30℃で圧着すること
が望ましい。その結果、短時間で確実に接合することが
できるので、ライニングの強度を向上させることがで
き、また、信頼性に優れたガスマニホールドを提供する
ことができる。
As described above, the heating temperature at the time of joining the PFA resin sheet is at least in the range of the melting point to 400 ° C., and it is desirable to perform pressure bonding at the melting point plus 5 to 30 ° C. As a result, the bonding can be reliably performed in a short time, so that the strength of the lining can be improved, and a highly reliable gas manifold can be provided.

【0077】[1−1−10.耐リン酸性樹脂シートの
接合方法…加熱時間]次に、ライニング用耐リン酸性樹
脂シートを接合する場合の加熱時間について検討した結
果、5秒〜300秒間加熱することが望ましいことが分
かった。その理由は、加熱時間が5秒以下では、ヒータ
その他の部材に熱が吸収される割合が多く、そのため完
全な接合ができないからである。なお、加熱時間が5秒
以下の場合、不良率は50%以上であった。一方、加熱
時間が300秒以上では、加熱時間が長すぎて、接合部
分がクリープして薄くなり、強度が低下するからであ
る。また、接合に長時間を要するため経済的ではないか
らである。これらのことから、接合における加熱時間は
5秒〜300秒にすることが望ましく、その結果、信頼
性に優れたガスマニホールドを提供することができる。
[1-1-10. Next, the heating time when bonding the phosphoric acid-resistant resin sheet for lining was examined, and it was found that heating was preferably performed for 5 seconds to 300 seconds. The reason is that if the heating time is 5 seconds or less, a large proportion of the heat is absorbed by the heater and other members, so that complete joining cannot be performed. When the heating time was 5 seconds or less, the defective rate was 50% or more. On the other hand, if the heating time is 300 seconds or more, the heating time is too long, and the joining portion is creeped and thinned, and the strength is reduced. In addition, it takes a long time for joining, which is not economical. From these facts, it is desirable that the heating time in the bonding be 5 seconds to 300 seconds, and as a result, a highly reliable gas manifold can be provided.

【0078】[1−1−11.耐リン酸性樹脂シートの
接合方法…その1]本発明者等は、ライニング用耐リン
酸性樹脂シートのコーナー部の接合方法として、最適な
方法を模索すべく、種々の方法について検討を行った。
すなわち、熱を加えて接合する方法としては、外部から
加熱する外部加熱法と、内部から加熱する内部加熱法が
あるが、ここでは、外部から加熱する方法として、ヒー
トウェルド、インパルスウェルドを検討した。また、内
部から加熱する方法として、超音波ウェルド、高周波ウ
ェルドを検討した。
[1-1-11. Method of joining phosphoric acid-resistant resin sheet ... Part 1] The present inventors have studied various methods to find an optimal method for joining a corner portion of a phosphoric acid-resistant resin sheet for lining.
That is, as a method of joining by applying heat, there are an external heating method of heating from the outside and an internal heating method of heating from the inside, but here, heat welding and impulse welding are considered as methods of heating from the outside. . Ultrasonic welding and high-frequency welding were examined as a method of heating from the inside.

【0079】その結果、内部から加熱する方法は、超音
波ウェルド、高周波ウェルドともに、ライニング用耐リ
ン酸性樹脂シートのコーナー部を接合することはできな
かった。これは、耐リン酸性樹脂が剛直な分子から成る
ため、シート自身の発熱が不十分なためと考えられる。
As a result, the method of heating from the inside failed to join the corner portions of the phosphating-resistant resin sheet for lining in both the ultrasonic weld and the high-frequency weld. This is presumably because the phosphoric acid-resistant resin is composed of rigid molecules and the sheet itself generates insufficient heat.

【0080】これに対して、外部から加熱する方法のう
ち、ヒートウェルドは、装置が簡単で、費用も少ない接
合方法であるが、加熱して接合した後、熱板を熱いまま
引き離してしまうので、接合部の強度が劣る傾向があっ
た。また、接合強度のバラツキが大きいという欠点が判
明した。
On the other hand, among the methods of heating from the outside, heat welding is a joining method in which the apparatus is simple and inexpensive, but after heating and joining, the hot plate is separated while hot. And the strength of the joint tended to be inferior. In addition, it has been found that the bonding strength has a large variation.

【0081】一方、インパルスウェルドは、ヒーターの
容量を小さくし、短時間に大容量の電流を流して加熱、
接合し、電流遮断後も、接合部の温度が冷えるまで圧縮
状態を保ち、冷却後、接合部を取り出す方法である。こ
のインパルスウェルドによれば、短時間で接合でき、仕
上がり状態も美しく、接合強度もヒートウェルドより高
い傾向があった。また、接合強度のバラツキが少なく、
安定した接合が可能であることが分かった。さらに、多
少の温度のバラツキがあっても短時間に接合することが
できるので、比較的、幅広い加熱温度、加熱時間、加熱
時の圧縮面圧等の条件で接合できることが分かった。こ
れは、前記PFAのようなフッ素樹脂シートの場合、溶
融粘度が高く、比較的分子量分布の幅が小さいことに基
因するものと推測される。
On the other hand, in the impulse welding, the capacity of the heater is reduced, and a large current is applied in a short time to heat the heater.
This is a method in which, after joining and current interruption, the compressed state is maintained until the temperature of the joint cools, and the joint is taken out after cooling. According to this impulse weld, bonding can be performed in a short time, the finished state is beautiful, and the bonding strength tends to be higher than that of heat weld. Also, there is little variation in bonding strength,
It was found that stable bonding was possible. Furthermore, since it is possible to perform bonding in a short time even if there is some temperature variation, it has been found that bonding can be performed under a relatively wide range of conditions such as heating temperature, heating time, and compression surface pressure during heating. This is presumed to be due to the fact that in the case of a fluororesin sheet such as the PFA, the melt viscosity is high and the width of the molecular weight distribution is relatively small.

【0082】以上のことから、ライニング用耐リン酸性
樹脂シートのコーナー部を、インパルスウェルドにより
接合することにより、接合強度及び信頼性に優れたガス
マニホールドを提供することができる。
As described above, by joining the corner portions of the phosphating-resistant resin sheet for lining by impulse welding, it is possible to provide a gas manifold having excellent joining strength and reliability.

【0083】[1−1−12.耐リン酸性樹脂シートの
接合方法…その2]ライニング用耐リン酸性樹脂シート
のコーナー部の接合に用いられるインパルスウェルドに
おいて、接合する2枚の樹脂シートの間に、その樹脂シ
ートより薄いPFAフィルムを挟んでインパルスウェル
ド接合を行うことにより、接合時間を短く、また、接合
強度をより増加させることができることが判明した。
[1-1-12. Method for joining phosphoric acid-resistant resin sheet ... Part 2] In impulse welding used for joining a corner portion of a phosphoric acid-resistant resin sheet for lining, a PFA film thinner than the resin sheet is put between two resin sheets to be joined. It has been found that by performing the impulse weld bonding between them, the bonding time can be shortened and the bonding strength can be further increased.

【0084】この明確な理由は不明であるが、2枚の樹
脂シートの間に挟んだPFAフィルムは、薄く熱容量が
小さいため、加熱されると完全に溶融し、接着剤の役割
を果たして、2枚の樹脂シートの間を完全に接合するも
のと推測される。
Although the clear reason is unknown, the PFA film sandwiched between the two resin sheets is thin and has a small heat capacity, so that when heated, it completely melts and acts as an adhesive. It is assumed that the resin sheets are completely joined.

【0085】また、2枚の樹脂シートの間に挟む薄いP
FAフィルムの厚さの効果について検討した結果、0.
01〜0.04mmのPFAフィルムについて強度の増
加が認められた。中でも、0.025mmフィルムが最
も接合強度が増加した。
Also, a thin P sandwiched between two resin sheets
As a result of examining the effect of the thickness of the FA film, it was found that the value of 0.
An increase in strength was observed for PFA films of 01-0.04 mm. Above all, the bonding strength of the 0.025 mm film increased most.

【0086】このように、2枚の樹脂シートの間に、
0.01〜0.04mmのPFAフィルムを挟むことに
より、インパルスウェルドによる接合強度を増加させる
ことができ、信頼性の高い耐リン酸性のガスマニホール
ドを提供することができる。
Thus, between the two resin sheets,
By sandwiching a PFA film of 0.01 to 0.04 mm, bonding strength by impulse welding can be increased, and a highly reliable phosphoric acid resistant gas manifold can be provided.

【0087】[1−1−13.耐リン酸性樹脂シートの
接合方法…その3]次に、ライニング用耐リン酸性樹脂
シートのコーナー部の接合に用いられるインパルスウェ
ルドにおいて、接合時のインパルスヒーターの圧縮面圧
の検討を行った。すなわち、樹脂シートとしてPFA
0.5mmシートを用い、インパルスヒーターに流す電
流密度及び加圧時間を一定にし、インパルスヒーターの
圧縮面圧を0.025〜0.6MPaに変化させ、接合
強度を調べた。図24は、その結果を示したものである
が、図から明らかなように、インパルスヒーターの圧縮
面圧が0.05〜0.2MPaの範囲に接合強度のピー
クがあり、それ以外では接合強度が低下する傾向を示す
ことが判明した。
[1-1-13. Method for joining phosphoric acid-resistant resin sheet ... Part 3] Next, in the impulse weld used for joining the corners of the phosphoric acid-resistant resin sheet for lining, the compression surface pressure of the impulse heater during joining was examined. That is, PFA as a resin sheet
Using a 0.5 mm sheet, the current density flowing through the impulse heater and the pressing time were kept constant, the compression surface pressure of the impulse heater was changed to 0.025 to 0.6 MPa, and the bonding strength was examined. FIG. 24 shows the results. As is clear from the figure, the peak of the bonding strength is in the range of 0.05 to 0.2 MPa in the compression surface pressure of the impulse heater, and the bonding strength is otherwise. Has a tendency to decrease.

【0088】これは、加熱溶融したシートが接合するた
めには、2枚のシート間の分子が絡み合う必要があり、
そのためには0.05〜0.2MPa程度の圧縮面圧が
必要であるためと推測される。また、圧縮面圧が0.0
5MPa以下では、分子の絡み合いが不十分であり、一
方、0.2MPa以上では、分子の絡み合いは十分であ
るが、逆に、圧縮面圧が過多となり、接合部の厚さが薄
くなり、接合強度が低下したと考えられる。
This is because molecules bonded between two sheets need to be entangled in order to join the sheets melted by heating.
It is presumed that a compression surface pressure of about 0.05 to 0.2 MPa is required for that purpose. In addition, the compression surface pressure is 0.0
At 5 MPa or less, the entanglement of the molecules is insufficient. On the other hand, at 0.2 MPa or more, the entanglement of the molecules is sufficient, but conversely, the compression surface pressure becomes excessive and the thickness of the joint becomes thin, It is considered that the strength decreased.

【0089】このように、インパルスウェルドによる接
合において、接合時のインパルスヒーターの圧縮面圧は
0.05〜0.2MPa程度が望ましく、これにより確
実に接合でき、接合強度が強く、信頼性の高い耐リン酸
性のガスマニホールドを提供することができる。
As described above, in the joining by impulse welding, the compression surface pressure of the impulse heater at the time of joining is desirably about 0.05 to 0.2 MPa, whereby the joining can be surely performed, the joining strength is high, and the reliability is high. A phosphoric acid resistant gas manifold can be provided.

【0090】[1−1−14.耐リン酸性樹脂シートの
接合方法…その4]次に、ライニング用耐リン酸性樹脂
シートのコーナー部の接合に用いられるインパルスウェ
ルドにおいて、冷却温度の影響を調べた。具体的には、
接合部を何度まで冷却した後、取り出したら最も接合強
度が高いかについて調べた。すなわち、樹脂シートとし
てPFA0.5mmシートを用い、インパルスヒーター
に流す電流密度、加熱時間、圧縮面圧を一定にし、冷却
温度を変化させ、接合強度を調べた。図25は、その結
果を示したものであるが、図から明らかなように、冷却
温度が70〜100℃の範囲に接合強度のピークがあ
り、それ以外では接合強度が低下する傾向を示すことが
判明した。
[1-1-14. Method of joining phosphoric acid-resistant resin sheet ... 4] Next, the influence of the cooling temperature on the impulse weld used for joining the corners of the phosphoric acid-resistant resin sheet for lining was examined. In particular,
After the joint was cooled to a certain degree, it was examined whether or not the joint strength was highest when the joint was taken out. That is, a PFA 0.5 mm sheet was used as the resin sheet, the current density flowing through the impulse heater, the heating time, the compression surface pressure were kept constant, the cooling temperature was changed, and the bonding strength was examined. FIG. 25 shows the result. As is clear from the figure, the cooling temperature has a peak of the bonding strength in the range of 70 to 100 ° C., and other than that, the bonding strength tends to decrease. There was found.

【0091】これは、冷却温度が100℃以上では冷却
が不十分で、溶融→固化の途中であるため接合強度が低
いと考えられる。逆に、70℃以下では冷却時間が長く
なり、その間に圧縮面圧を受けているため、接合部が多
少クリープし、厚さが薄くなったために強度が低下した
と考えられる。すなわち、溶融→固化の過程で固化の状
態が確立されると考えられるガラス転移温度が70〜1
00℃の範囲と考えられ、ガラス転移温度以下に冷却す
ることが望ましい。これによって、接合強度が強く、信
頼性の高い耐リン酸性のガスマニホールドを提供するこ
とができる。
[0091] It is considered that when the cooling temperature is 100 ° C or higher, the cooling is insufficient and the bonding strength is low because the melting and solidification are in progress. Conversely, when the temperature is 70 ° C. or lower, it is considered that the cooling time becomes longer and the compressive surface pressure is applied during that time, so that the joint part somewhat creeped and the thickness became thinner, so that the strength decreased. That is, the glass transition temperature at which the solidification state is considered to be established in the process of melting → solidification is 70 to 1
It is considered to be in the range of 00 ° C., and it is desirable to cool the glass transition temperature or lower. This makes it possible to provide a highly reliable phosphoric acid resistant gas manifold having a high bonding strength.

【0092】[1−2.ガスマニホールドへのライニン
グ取り付け方法の具体例]以下、ガスマニホールドへの
ライニング取り付け方法の一実施例について説明する。
まず、耐リン酸性樹脂シートに、ガスマニホールド形状
に合った所定の熱伸びを考慮し、油性ペンで切り取り線
を入れる。この時、四隅は折り曲げたときに箱状になる
ように(先端角度138゜)切り欠く。なお、四隅の切
欠きは、箱状に折り曲げ成形した後に切り落としても良
い。続いて、耐リン酸性樹脂シートをガスマニホールド
に取り付けたときの固定用として、耐リン酸性樹脂シー
トに、数カ所以上、穴明きの小片パッチを圧着接合す
る。
[1-2. Specific Example of Method of Attaching Lining to Gas Manifold] An embodiment of a method of attaching a lining to a gas manifold will be described below.
First, a cut line is formed on the phosphoric acid-resistant resin sheet with an oil-based pen in consideration of a predetermined thermal elongation suitable for the shape of the gas manifold. At this time, the four corners are cut out so as to form a box when bent (the tip angle is 138 °). The notches at the four corners may be cut off after being bent into a box shape. Subsequently, for fixing when the phosphoric acid-resistant resin sheet is attached to the gas manifold, several or more perforated small piece patches are pressure-bonded to the phosphoric acid-resistant resin sheet at several places.

【0093】また、予め耐リン酸性樹脂シートを丸めて
スリーブ状に圧着接合し、両端をフランジ状に加熱成形
してなるフランジカバーを、ガスマニホールドの給排気
用フランジ部に対応する位置に圧着接合により取り付け
る。次に、耐リン酸性樹脂シートの四隅の接合部を互い
に拝みあわせで圧着接合する。そして、四隅に合わせて
四辺を折り曲げ、箱状に成形してライニングを形成す
る。
Further, a phosphoric acid-resistant resin sheet is rolled in advance and pressure-bonded into a sleeve shape, and a flange cover formed by heat-forming both ends into a flange shape is pressure-bonded to a position corresponding to a supply / exhaust flange portion of the gas manifold. Attach by Next, the joining portions at the four corners of the phosphoric acid-resistant resin sheet are joined together by pressure bonding. Then, the four sides are bent in accordance with the four corners and formed into a box shape to form a lining.

【0094】さらに、予め薄ステンレス板をカシメて一
体化した雄ホックを、耐リン酸性樹脂シートに圧着接合
した前記小片パッチに組み込む。一方、ガスマニホール
ドには、ドーナツ状シートをカシメて一体化した雌ホッ
クを、スポット溶接で前記雄ホックに対応する位置に取
り付ける。そして、雌ホックを取り付けたガスマニホー
ルドに、雄ホックを取り付けた箱状のライニングを組み
込むと共に、フランジカバーをガスマニホールドのフラ
ンジ部にはめ込み、ライニングの雄ホックとガスマニホ
ールドの雌ホックを互いに係合させて固定する。
Further, a male hook in which a thin stainless steel plate was previously caulked and integrated was assembled into the small piece patch which was pressure-bonded to a phosphoric acid-resistant resin sheet. On the other hand, a female hook in which a donut-shaped sheet is integrated by caulking is attached to the gas manifold at a position corresponding to the male hook by spot welding. Then, a box-shaped lining with a male hook is incorporated into the gas manifold with a female hook, and a flange cover is fitted into the flange portion of the gas manifold. And fix it.

【0095】最後に、ライニングの周辺をガスマニホー
ルド周辺部の鍔部に合わせて折り曲げ、折り曲げたライ
ニングの端部と、ガスマニホールドの鍔部を同時にクラ
ンプで挟み込んで各辺2箇所以上固定する。
Finally, the periphery of the lining is bent along with the flange at the periphery of the gas manifold, and the bent end of the lining and the flange of the gas manifold are simultaneously clamped and fixed at two or more places on each side.

【0096】[1−3.第1実施形態の作用・効果]以
上述べたように、本実施形態によれば、ガスマニホール
ドの内面全体を耐リン酸性樹脂シートにより構成したラ
イニングで覆うことにより、金属製ガスマニホールド母
材に対してのリン酸腐食を防ぐことができる。また、ガ
スマニホールドの折り返し端部の寸法を十分取ることに
より、電気絶縁沿面距離も十分に確保することができる
ので、耐リン酸性と電気絶縁性の高いガスマニホールド
とすることができる。
[1-3. Actions and Effects of First Embodiment] As described above, according to the present embodiment, the entire inner surface of the gas manifold is covered with the lining formed of the phosphoric acid-resistant resin sheet, so that the metal gas manifold base material can be reduced. Phosphoric acid corrosion can be prevented. In addition, by setting a sufficient size of the folded end of the gas manifold, a sufficient electrical insulation creepage distance can be ensured, so that a gas manifold having high phosphoric acid resistance and electrical insulation can be obtained.

【0097】また、ライニングをガスマニホールドに直
接固定せず、熱膨脹差を十分吸収できるようにルーズに
取り付けることにより、起動停止時や負荷変動における
温度変化に伴うシートの熱膨脹に対応することができ
る。さらに、ライニングとガスマニホールドとを別々に
製作できるので、工期の短縮を図ることも可能である。
Further, the lining is not directly fixed to the gas manifold, but is attached loosely so that the difference in thermal expansion can be sufficiently absorbed, so that it is possible to cope with the thermal expansion of the sheet due to a temperature change at the time of starting or stopping or a load change. Further, since the lining and the gas manifold can be manufactured separately, it is possible to shorten the construction period.

【0098】[2.第2実施形態]本実施形態は、金属
製ガスマニホールドに内張りするライニングが破損する
ことを防止すべく、ガスマニホールドに改良を施したも
のである。上記第1実施形態に示したようなライニング
は、その曲り部において曲り半径を小さく加工すること
は難しく、このためライニングの曲り部と金属製ガスマ
ニホールドの曲り部の係合部においては、金属製ガスマ
ニホールド側の曲げ半径を極力小さくすることが必要と
なる。そこで、本発明者等は、金属製ガスマニホールド
側の曲げ半径について検討を重ねた結果、この曲げ半径
を2mm以下にすれば、ライニングの曲り部と金属製ガ
スマニホールドの曲り部の係合が滑らかとなり、ライニ
ングの破損を防止できることが分かった。
[2. Second Embodiment] In the present embodiment, the gas manifold is improved in order to prevent the lining lining the metal gas manifold from being damaged. In the lining as shown in the first embodiment, it is difficult to reduce the bending radius at the bending portion, and therefore, the metal lining is bent at the engagement portion between the bending portion of the metal gas manifold and the metal lining. It is necessary to minimize the bending radius on the gas manifold side. The present inventors have repeatedly studied the bending radius on the metal gas manifold side. As a result, if the bending radius is set to 2 mm or less, the engagement between the bent portion of the lining and the bent portion of the metal gas manifold becomes smooth. It was found that the lining could be prevented from being damaged.

【0099】また、金属製ガスマニホールドは曲げ加工
のみでなく、一部は溶接にて形成される。特に、四隅コ
ーナ部とこれに連なるリップ部は溶接によって形成され
るため、溶接ビードの凸部がライニングを破損しないよ
うに平坦に加工することが必要となる。このため、この
凸部のみグラインダーで仕上げるようにすれば、ライニ
ングとの接触が滑らかになり、ライニングを破損する危
険性はなくなる。さらに、ライニングとの接触を滑らか
にする方法として、金属製ガスマニホールドの少なくと
も内面に耐熱塗料を塗布しておくと高い効果が得られる
ことが分かった。
The metal gas manifold is formed not only by bending but also partially by welding. In particular, since the four corners and the lip connected to the four corners are formed by welding, it is necessary to flatten the lining so that the projection of the weld bead does not damage the lining. Therefore, if only the projections are finished with a grinder, the contact with the lining becomes smooth, and there is no danger of damaging the lining. Furthermore, as a method of smoothing the contact with the lining, it has been found that a high effect can be obtained by applying a heat-resistant paint to at least the inner surface of the metal gas manifold.

【0100】このように、本実施形態によれば、金属製
ガスマニホールドとライニングとの接触を滑らかにする
ことができるので、金属製ガスマニホールドによってラ
イニングが破損することを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the contact between the metal gas manifold and the lining can be made smooth, so that the lining can be prevented from being damaged by the metal gas manifold.

【0101】[3.第3実施形態]本実施形態は、ライ
ニングとガスマニホールドの間の圧力を監視することに
より、ライニングの健全性を確認することを目的とする
ものである。本実施形態においては、図26及び図27
に示したように、各ガスマニホールドに、ライニングと
ガスマニホールドの間の圧力を監視する手段が設けられ
ている。すなわち、ガスマニホールドに気密に取り付け
られ、ライニングとガスマニホールド間の空間に一側端
開口を有する圧力測定プラグ62の他側端開口には、圧
力引き出しチューブ61の一側端開口が接続され、この
圧力引き出しチューブ61の他側端開口が水カップ63
の水中に挿入され、気泡の検出を容易に行うことができ
るように構成されている。
[3. Third Embodiment] This embodiment aims at confirming the soundness of the lining by monitoring the pressure between the lining and the gas manifold. In the present embodiment, FIGS. 26 and 27
As shown in the above, each gas manifold is provided with a means for monitoring the pressure between the lining and the gas manifold. That is, one side end opening of the pressure extraction tube 61 is connected to the other side end opening of the pressure measuring plug 62 which is airtightly attached to the gas manifold and has one side end opening in the space between the lining and the gas manifold. The other end of the pressure extraction tube 61 has a water cup 63.
It is configured so that it can be easily inserted into the water and easily detect bubbles.

【0102】また、圧力引き出しチューブ61を内部の
目視可能なチューブから構成し、これにU字形状配置部
を設け、そのU字形状配置部に水を充填し、一側端開口
を大気に開放しておけば、気密を保つことができると共
に、U字マノメータ64として作用するので、ライニン
グとガスマニホールドの間の圧力を監視することができ
る。
Further, the pressure extraction tube 61 is constituted by a tube which can be visually observed inside, a U-shaped arrangement portion is provided, the U-shaped arrangement portion is filled with water, and one side end opening is opened to the atmosphere. If so, the airtightness can be maintained, and since the gasket acts as the U-shaped manometer 64, the pressure between the lining and the gas manifold can be monitored.

【0103】さらに、ライニングとガスマニホールドの
間の圧力を自動監視する方法として、圧力信号を発信す
る圧力計65あるいは流量信号を発信する流量計66
を、前記圧力引き出しチューブ61に接続し、ライニン
グとガスマニホールド間の圧力やリーク流量を測定する
ように構成すれば、ライニングの健全性を常時確認する
ことができる。
Further, as a method for automatically monitoring the pressure between the lining and the gas manifold, a pressure gauge 65 for transmitting a pressure signal or a flow meter 66 for transmitting a flow rate signal is used.
Is connected to the pressure extracting tube 61 and the pressure between the lining and the gas manifold and the leak flow rate are measured, so that the soundness of the lining can be constantly checked.

【0104】なお、上述したように、ライニングとガス
マニホールドの間の圧力を監視することにより、ライニ
ングの健全性を確認することができるのは、以下の理由
による。すなわち、万一、ライニングの接合部やPFA
樹脂シート自体からリークが発生した場合、空気側ガス
マニホールド、燃料側ガスマニホールドとも、その内圧
は背圧があるため大気圧より高い圧力になるからであ
る。
As described above, by monitoring the pressure between the lining and the gas manifold, the soundness of the lining can be confirmed for the following reasons. In other words, in the unlikely event that lining joints or PFA
This is because, when a leak occurs from the resin sheet itself, the internal pressure of both the air-side gas manifold and the fuel-side gas manifold becomes higher than the atmospheric pressure due to the back pressure.

【0105】[4.第4実施形態]本実施形態は、空気
側ライニングと燃料側ライニングの接合部に改良を施し
たものである。すなわち、図28に示したように、空気
側ライニング20と燃料側ライニング21の両サイドが
長めに構成され、両ライニング同士が端部67で接合さ
れている。
[4. Fourth Embodiment] In the present embodiment, the joint between the air-side lining and the fuel-side lining is improved. That is, as shown in FIG. 28, both sides of the air-side lining 20 and the fuel-side lining 21 are configured to be longer, and both linings are joined at the end 67.

【0106】このように構成することにより、電池積層
体13の大気に露出したコーナー部を、空気側ライニン
グ20と燃料側ライニング21の端部で覆うことができ
るので、電池積層体13からの可燃ガスのリークを防止
することができ、安全性の高い燃料電池発電装置を得る
ことができる。
With such a configuration, the corners of the battery stack 13 exposed to the atmosphere can be covered with the ends of the air-side lining 20 and the fuel-side lining 21. Gas leakage can be prevented, and a highly safe fuel cell power generator can be obtained.

【0107】[5.第5実施形態]本実施形態は、ライ
ニングをブロー成形により成形したものである。すなわ
ち、図29に示すように、ガスマニホールドと同形状の
金型70の表面に耐リン酸性樹脂シート71を被せ、そ
の上に鉄板72を乗せ、周囲をクランプ73で固定して
シールする。なお、前記金型70の底面には、外部に設
置された真空ポンプ74への連結部75が設けられ、ま
た、底面の全面を覆うように、圧力均一化板76が配設
されている。この圧力均一化板76は多孔質材よりな
り、底面を均一に真空引きできるようにするために用い
られている。
[5. Fifth Embodiment] In this embodiment, the lining is formed by blow molding. That is, as shown in FIG. 29, a phosphoric acid-resistant resin sheet 71 is placed on the surface of a mold 70 having the same shape as the gas manifold, an iron plate 72 is placed thereon, and the periphery is fixed with a clamp 73 and sealed. A connecting portion 75 for connecting to a vacuum pump 74 provided outside is provided on the bottom surface of the mold 70, and a pressure equalizing plate 76 is provided so as to cover the entire bottom surface. The pressure equalizing plate 76 is made of a porous material, and is used to uniformly evacuate the bottom surface.

【0108】次に、耐リン酸性樹脂シート71を被せた
金型70を加熱炉に入れ、真空ポンプ74で吸引しなが
ら、耐リン酸性樹脂シートの軟化点以上、融点以下の温
度で、シートが金型70と同形状になるまで加熱・吸引
し、しかる後、急冷して箱状に成形されたライニングを
得る。
Next, the mold 70 covered with the phosphoric acid-resistant resin sheet 71 is placed in a heating furnace, and while being sucked by the vacuum pump 74, the sheet is heated at a temperature between the softening point and the melting point of the phosphoric acid-resistant resin sheet. Heating / suctioning is performed until the shape becomes the same as that of the mold 70, and then quenching is performed to obtain a box-shaped lining.

【0109】ここで、ライニングの成形時の加熱温度範
囲を、ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シートの軟
化点以上、融点以下とした理由について説明する。すな
わち、軟化点以下では、シートの伸びが少なく、成形が
困難だからである。一方、融点以上では、温度分布の影
響を受けやすく、少しでも温度の高い部分が存在する
と、その部分のシートが極端に伸びるためシートの厚さ
が薄くなり、リン酸が浸透するおそれがあり、さらに顕
著な場合には、シートが切断されて成形できない場合も
あるからである。
Here, the reason why the heating temperature range at the time of molding the lining is not less than the softening point and not more than the melting point of the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining will be described. In other words, below the softening point, elongation of the sheet is small and molding is difficult. On the other hand, above the melting point, it is easily affected by the temperature distribution, and if there is a part with a slightly higher temperature, the sheet in that part becomes extremely elongated, the thickness of the sheet becomes thinner, and phosphoric acid may penetrate, This is because, in a more prominent case, the sheet may be cut and cannot be formed.

【0110】このように、ブロー成形によりライニング
を成形した場合、接合部のない、信頼性の高いライニン
グを容易に得ることができる。
As described above, when the lining is formed by blow molding, a highly reliable lining having no joint can be easily obtained.

【0111】[0111]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、耐
リン酸性及び電気絶縁性に優れ、長期的に十分な耐腐食
性を有する燃料電池を提供することができる。また、内
張りしたライニングの破損を防止した燃料電池を提供す
ることができる。さらに、内張りしたライニングの健全
性を確認する手段を備えた燃料電池を提供することがで
きる。また、信頼性の高い、燃料電池のガスマニホール
ドへのライニング取り付け方法を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fuel cell which is excellent in phosphoric acid resistance and electric insulation and has sufficient corrosion resistance for a long period of time. Further, it is possible to provide a fuel cell in which damage to the lining is prevented. Further, it is possible to provide a fuel cell including means for confirming the soundness of the lining. In addition, a highly reliable method of attaching a lining to a gas manifold of a fuel cell can be provided.

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

【図1】本発明のガスマニホールドに内張りされる空気
側ライニングを示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing an air-side lining lined in a gas manifold of the present invention.

【図2】図1に示した空気側ライニングのX部の拡大図FIG. 2 is an enlarged view of a portion X of the air-side lining shown in FIG.

【図3】図1に示した空気側ライニングを構成するPF
A樹脂シートの展開図
FIG. 3 is a PF constituting the air-side lining shown in FIG. 1;
Exploded view of A resin sheet

【図4】図3に示した空気側ライニング用PFA樹脂シ
ートのY部の拡大図
FIG. 4 is an enlarged view of a Y part of the PFA resin sheet for air side lining shown in FIG. 3;

【図5】図3に示した空気側ライニング用PFA樹脂シ
ートの加熱接着時の折り曲げ状態を示す斜視図
FIG. 5 is a perspective view showing a folded state of the air-side lining PFA resin sheet shown in FIG. 3 at the time of heat bonding;

【図6】図5に示した空気側ライニング用PFA樹脂シ
ートの加熱接着時の折り曲げ状態を示す要部拡大図
FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a folded state of the PFA resin sheet for air side lining shown in FIG. 5 at the time of heat bonding;

【図7】ライニングをガスマニホールドに取り付けた状
態を示す断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where the lining is attached to the gas manifold.

【図8】各種樹脂シートのリン酸透過量を示す図FIG. 8 is a view showing the amount of phosphoric acid permeated by various resin sheets.

【図9】空気側ライニングの構成を示す平面図FIG. 9 is a plan view showing the configuration of the air-side lining.

【図10】図9のB−B断面図FIG. 10 is a sectional view taken along line BB of FIG. 9;

【図11】図10のC部の拡大図FIG. 11 is an enlarged view of a portion C in FIG. 10;

【図12】燃料出口側ライニングの構成を示す図であっ
て、(A)は平面図、(B)は斜視図
12A and 12B are diagrams showing a configuration of a fuel outlet side lining, wherein FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a perspective view.

【図13】燃料出口側ガスマニホールドのフランジ部の
構成を示す図であって、(A)は断面図、(B)は斜視
13A and 13B are diagrams showing a configuration of a flange portion of a fuel outlet side gas manifold, wherein FIG. 13A is a cross-sectional view, and FIG.

【図14】燃料側ガスマニホールドのデバイダー部にラ
イニングを内張りした状態を示す斜視図
FIG. 14 is a perspective view showing a state in which a lining is lined in a divider section of the fuel-side gas manifold.

【図15】(A)(B)共、ガスマニホールドの周辺部
を示す断面斜視図であり、図9及び図12のE−E断面
を示す図
15 (A) and 15 (B) are cross-sectional perspective views showing peripheral portions of a gas manifold, and are views showing cross sections taken along line EE in FIGS. 9 and 12.

【図16】ライニング固定用ホック部の構成を示す断面
図であり、図9及び図12のD−D断面を示す図
16 is a cross-sectional view showing a configuration of a lining fixing hook portion, and a cross-sectional view taken along line DD of FIGS. 9 and 12;

【図17】図16の平面図FIG. 17 is a plan view of FIG. 16;

【図18】ライニングに取り付けられるパッチの平面図FIG. 18 is a plan view of a patch attached to the lining.

【図19】樹脂シートにパッチを加熱圧着した状態を示
す斜視図
FIG. 19 is a perspective view showing a state in which a patch is heated and pressed on a resin sheet.

【図20】(A)(B)共、樹脂シートにフランジカバ
ーを加熱圧着した状態を示す斜視図
FIGS. 20A and 20B are perspective views showing a state in which a flange cover is heat-pressed to a resin sheet;

【図21】ライニング用PFA樹脂シートのリン酸透過
試験装置の構成を示す概略図
FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration of a phosphoric acid permeation test apparatus for a lining PFA resin sheet.

【図22】ライニング用PFA樹脂シートのリン酸透過
試験の結果を示す図
FIG. 22 is a view showing a result of a phosphoric acid permeation test of a PFA resin sheet for lining.

【図23】ガスマニホールドにおけるガス配流を示す図FIG. 23 is a diagram showing gas distribution in a gas manifold.

【図24】ライニング用PFA樹脂シートの圧縮面圧と
接合強度の関係を示す図
FIG. 24 is a view showing the relationship between the compression surface pressure and the bonding strength of a PFA resin sheet for lining.

【図25】ライニング用PFA樹脂シートの冷却到達温
度と接合強度の関係を示す図
FIG. 25 is a view showing the relationship between the ultimate cooling temperature of the lining PFA resin sheet and the bonding strength.

【図26】ライニングとガスマニホールド間の圧力を監
視する圧力監視手段を示す概念図
FIG. 26 is a conceptual diagram showing pressure monitoring means for monitoring the pressure between the lining and the gas manifold.

【図27】ライニングとガスマニホールド間の圧力を検
出する圧力検出用プラグ部の構成を示す断面図
FIG. 27 is a cross-sectional view showing the configuration of a pressure detection plug for detecting the pressure between the lining and the gas manifold;

【図28】隣接するガスマニホールドに取り付けられた
ライニング同士を接合した状態を示す断面図
FIG. 28 is a sectional view showing a state in which linings attached to adjacent gas manifolds are joined to each other;

【図29】ライニングをブロー成形により成形する例を
示す断面図
FIG. 29 is a sectional view showing an example in which the lining is formed by blow molding.

【図30】燃料電池のセルスタックの構造を示す分解斜
視図
FIG. 30 is an exploded perspective view showing the structure of a cell stack of a fuel cell.

【図31】電池積層体にガスマニホールドを取り付けた
状態を示す斜視図
FIG. 31 is a perspective view showing a state where a gas manifold is attached to the battery stack.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…単電池 10…セルスタック 13…電池積層体 15、16…ガスマニホールド 20、21…ライニング 23、24…フランジカバー 30、32…ガスマニホールド 31…ガスマニホールドフランジ 33…フランジ 34…デバイダー 36…クランプ 40…ホック部 41…雄ホック 43…雌ホック 45…パッチ 61…圧力引き出しチューブ 62…圧力測定プラグ 70…金型 74…真空ポンプ 76…圧力均一化板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Single cell 10 ... Cell stack 13 ... Battery laminated body 15, 16 ... Gas manifold 20, 21 ... Lining 23, 24 ... Flange cover 30, 32 ... Gas manifold 31 ... Gas manifold flange 33 ... Flange 34 ... Divider 36 ... Clamp 40 ... Hook part 41 ... Male hook 43 ... Female hook 45 ... Patch 61 ... Pressure extraction tube 62 ... Pressure measurement plug 70 ... Mold 74 ... Vacuum pump 76 ... Pressure equalizing plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金野 敏郎 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 東芝アイテック株式会社内 (72)発明者 畔蒜 義行 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshiro Konno 2-4-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba ITEC Co., Ltd. Toshiba Keihin Works Co., Ltd.

Claims (36)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池を構成する電池積層体の側面に
配設されるガスマニホールドの内面に、耐リン酸性樹脂
シートを前記ガスマニホールドの内面形状に合わせて成
形加工したライニングをルーズに取り付け、 このライニングは、予め、前記燃料電池運転時における
ほぼ熱膨張分、前記ガスマニホールドの内面形状より小
さく成形されていることを特徴とする燃料電池。
Claims: 1. A lining formed by processing a phosphoric acid-resistant resin sheet according to the inner surface shape of the gas manifold is loosely attached to an inner surface of a gas manifold provided on a side surface of a cell stack constituting a fuel cell; The fuel cell according to claim 1, wherein the lining is formed in advance so as to be substantially thermal expansion during operation of the fuel cell and smaller than the inner surface of the gas manifold.
【請求項2】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートが、PFA(四フッ化エチレン・パーフルオロ
アルコキシエチレン共重合)樹脂シート、或いは、FE
P(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合)樹
脂シートであることを特徴とする請求項1記載の燃料電
池。
2. The phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is a PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) resin sheet or FE.
2. The fuel cell according to claim 1, which is a P (ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer) resin sheet.
【請求項3】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートが、PTFE(四フッ化エチレン)樹脂シート
であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
3. The fuel cell according to claim 1, wherein the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining is a PTFE (tetrafluoroethylene) resin sheet.
【請求項4】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートに、雌ホックあるいは雄ホックのいずれかを取
り付け、また、ガスマニホールド内面の所定の位置に、
前記ライニングに取り付けられたホックと係合する雄ホ
ックあるいは雌ホックを取り付けたことを特徴とする請
求項1記載の燃料電池。
4. A female hook or a male hook is attached to a phosphate-resistant resin sheet constituting the lining, and a predetermined position on the inner surface of the gas manifold is provided.
2. The fuel cell according to claim 1, wherein a male hook or a female hook that engages with a hook attached to the lining is attached.
【請求項5】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートに穴あきパッチを取り付け、前記シートとパッ
チとの間に雌ホックあるいは雄ホックのいずれかを移動
可能に取付けたことを特徴とする請求項4記載の燃料電
池。
5. The method according to claim 1, wherein a perforated patch is attached to the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining, and either a female hook or a male hook is movably attached between the sheet and the patch. Item 6. The fuel cell according to Item 4,
【請求項6】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートの厚さを、0.1mm〜1mmとしたことを特
徴とする請求項1記載の燃料電池。
6. The fuel cell according to claim 1, wherein the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is 0.1 mm to 1 mm.
【請求項7】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートのコーナ部の接合代を、1mm〜10mmとし
たことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
7. The fuel cell according to claim 1, wherein a joining margin of a corner portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is 1 mm to 10 mm.
【請求項8】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートのコーナ部を、該樹脂シートの融点温度以上に
加熱圧着することにより接合したことを特徴とする請求
項1記載の燃料電池。
8. The fuel cell according to claim 1, wherein the corner portions of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining are joined by being heat-pressed to a temperature not lower than the melting point of the resin sheet.
【請求項9】 前記ライニングを構成する耐リン酸性樹
脂シートの接合部を、インパルスウェルドにより接合し
たことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
9. The fuel cell according to claim 1, wherein the joint portions of the phosphate-resistant resin sheets constituting the lining are joined by impulse welding.
【請求項10】 前記インパルスウェルドの接合時の加
熱温度範囲を、ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シ
ートの融点温度から400℃までとしたことを特徴とす
る請求項9記載の燃料電池。
10. The fuel cell according to claim 9, wherein the heating temperature range at the time of joining the impulse weld is from the melting point temperature of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining to 400 ° C.
【請求項11】 前記インパルスウェルドの接合時の加
熱時間を、5秒〜300秒としたことを特徴とする請求
項9記載の燃料電池。
11. The fuel cell according to claim 9, wherein the heating time at the time of joining the impulse weld is 5 seconds to 300 seconds.
【請求項12】 前記インパルスウェルドの接合時に、
ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シートの接合面間
に、0.01〜0.04mm厚さのPFA(四フッ化エ
チレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合)フィ
ルムを挟んで接合することを特徴とする請求項9記載の
燃料電池。
12. At the time of joining the impulse weld,
It is characterized in that a PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) film having a thickness of 0.01 to 0.04 mm is sandwiched between the joining surfaces of the phosphoric acid-resistant resin sheets constituting the lining. The fuel cell according to claim 9.
【請求項13】 前記インパルスウェルドの接合時の圧
縮面圧を、0.05〜0.2MPaとしたことを特徴と
する請求項9記載の燃料電池。
13. The fuel cell according to claim 9, wherein the compression surface pressure at the time of joining the impulse weld is 0.05 to 0.2 MPa.
【請求項14】 前記インパルスウェルドの接合時の冷
却温度を、ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シート
のガラス転位温度以下としたことを特徴とする請求項9
記載の燃料電池。
14. The cooling temperature at the time of joining of the impulse weld is set to be equal to or lower than the glass transition temperature of the phosphate-resistant resin sheet constituting the lining.
The fuel cell as described.
【請求項15】 前記ライニングとガスマニホールドの
間の圧力を監視することができる圧力監視手段を設けた
ことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
15. The fuel cell according to claim 1, further comprising pressure monitoring means for monitoring a pressure between the lining and the gas manifold.
【請求項16】 前記ライニングが、耐リン酸性樹脂シ
ートの四隅コーナー接合部の切欠部を138±3度の角
度に切断し、前記切欠部を対向圧着接合した後、鍔付き
箱状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の
燃料電池。
16. The lining is formed in a box shape with a flange after cutting the cutouts at the four corners of the phosphoric acid-resistant resin sheet at an angle of 138 ± 3 degrees, and joining the cutouts by opposing pressure bonding. The fuel cell according to claim 1, wherein
【請求項17】 前記ガスマニホールドのガス給排用フ
ランジ部に、フランジカバーを取り付けたことを特徴と
する請求項1記載の燃料電池。
17. The fuel cell according to claim 1, wherein a flange cover is attached to the gas supply / discharge flange of the gas manifold.
【請求項18】 前記フランジカバーは、前記ライニン
グ用耐リン酸性樹脂シートの底面と加熱圧着により接合
されていることを特徴とする請求項17記載の燃料電
池。
18. The fuel cell according to claim 17, wherein the flange cover is joined to a bottom surface of the lining phosphoric acid-resistant resin sheet by heat compression.
【請求項19】 前記フランジカバーは、リング状に形
成した前記ライニング用耐リン酸性樹脂シートの開口側
端部を押圧成形したものであることを特徴とする請求項
17記載の燃料電池。
19. The fuel cell according to claim 17, wherein the flange cover is formed by pressing an opening-side end portion of the lining phosphate-resistant resin sheet formed in a ring shape.
【請求項20】 前記フランジカバーが、PFA(四フ
ッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重
合)樹脂シートから構成されていることを特徴とする請
求項17記載の燃料電池。
20. The fuel cell according to claim 17, wherein the flange cover is made of a PFA (ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene copolymer) resin sheet.
【請求項21】 前記ライニングが、燃料側ガスマニホ
ールドにより形成される内部空間を区画するデバイダー
部分にも取り付けられていることを特徴とする請求項1
記載の燃料電池。
21. The lining according to claim 1, wherein the lining is also attached to a divider part that defines an internal space formed by a fuel-side gas manifold.
The fuel cell as described.
【請求項22】 前記耐リン酸性樹脂シートの外周辺部
が、ガスマニホールドの周辺部の鍔部に沿って折り曲げ
られ、ガスマニホールド鍔部と共にクランプで挟み込み
固定されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電
池。
22. An outer peripheral portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet is bent along a flange at a peripheral portion of the gas manifold, and is clamped and fixed together with the gas manifold flange by a clamp. 2. The fuel cell according to 1.
【請求項23】 前記ライニングを構成する耐リン酸性
樹脂シートの厚さを、電池積層体の側面に配設される各
ガスマニホールドにおけるリン酸排出量に基づいて変化
させたことを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
23. The apparatus according to claim 23, wherein the thickness of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is changed based on the amount of phosphoric acid discharged from each gas manifold disposed on the side surface of the battery stack. Item 7. The fuel cell according to Item 1.
【請求項24】 空気供給側ガスマニホールドを内張り
するライニングの厚さを、他の部分を内張りするライニ
ングの厚さより薄くしたことを特徴とする請求項1記載
の燃料電池。
24. The fuel cell according to claim 1, wherein the thickness of the lining lining the air supply side gas manifold is smaller than the thickness of the lining lining the other part.
【請求項25】 前記ガスマニホールドの少なくとも内
面に耐熱塗料を塗布したことを特徴とする請求項1記載
の燃料電池。
25. The fuel cell according to claim 1, wherein a heat-resistant paint is applied to at least an inner surface of the gas manifold.
【請求項26】 前記圧力監視手段は、ガスマニホール
ドに設けられた圧力測定用プラグを介して一側端開口が
接続される圧力引き出しチューブの他側端開口が水中に
挿入されて成る請求項15記載の燃料電池。
26. The pressure monitoring means, wherein the other end opening of the pressure drawing tube connected to the one end opening via a pressure measuring plug provided in the gas manifold is inserted into water. The fuel cell as described.
【請求項27】 前記圧力引き出しチューブの前記他側
端開口が大気中に開放された状態でU字形状配置部を形
成し、少なくともこのU字形状配置部内には水を充填し
たことを特徴とする請求項26記載の燃料電池。
27. A U-shaped arrangement portion is formed in a state where the other end opening of the pressure extraction tube is open to the atmosphere, and at least the U-shaped arrangement portion is filled with water. 27. The fuel cell according to claim 26.
【請求項28】 前記圧力監視手段は、ガスマニホール
ドに設けられた圧力測定用プラグを介して一側端開口が
接続される圧力引き出しチューブの他側端開口に、圧力
計を接続して成る請求項15記載の燃料電池。
28. The pressure monitoring means, wherein a pressure gauge is connected to the other end opening of the pressure drawing tube to which one end opening is connected via a pressure measuring plug provided in the gas manifold. Item 16. The fuel cell according to Item 15,
【請求項29】 前記圧力監視手段は、ガスマニホール
ドに設けられた圧力測定用プラグを介して一側端開口が
接続される圧力引き出しチューブの他側端開口に、流量
計を接続して成る請求項15記載の燃料電池。
29. The pressure monitoring means, wherein a flow meter is connected to the other end opening of the pressure drawing tube to which one end opening is connected via a pressure measuring plug provided in the gas manifold. Item 16. The fuel cell according to Item 15,
【請求項30】 前記ライニングを構成する耐リン酸性
樹脂シートのガスマニホールド側面被覆部を延長し、隣
接するガスマニホールドのライニング端部と接合して、
電池積層体コーナー部を被覆したことを特徴とする請求
項1記載の燃料電池。
30. A gas manifold side surface covering portion of a phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is extended and joined to a lining end of an adjacent gas manifold,
The fuel cell according to claim 1, wherein a corner portion of the cell stack is covered.
【請求項31】 燃料電池を構成する電池積層体の側面
に配設されるガスマニホールドの内面に、耐リン酸性樹
脂シートを該ガスマニホールドの内面形状に合わせて成
形加工し、前記燃料電池運転時におけるほぼ熱膨張分、
前記ガスマニホールドの内面形状より小さく構成したラ
イニングをルーズに取り付けることを特徴とする燃料電
池のガスマニホールドへのライニング取り付け方法。
31. A phosphoric acid-resistant resin sheet is formed on an inner surface of a gas manifold provided on a side surface of a cell stack constituting a fuel cell according to the inner surface shape of the gas manifold, and the fuel cell is operated during the fuel cell operation. Almost thermal expansion at
A method of attaching a lining to a gas manifold of a fuel cell, wherein a lining configured to be smaller than the inner surface shape of the gas manifold is attached loosely.
【請求項32】 前記耐リン酸性樹脂シートの外周辺部
を、ガスマニホールドの周辺部の鍔部に沿って折り曲
げ、ガスマニホールド鍔部と共にクランプで挟み込み固
定することを特徴とする請求項31記載の燃料電池のガ
スマニホールドへのライニング取り付け方法。
32. The gasket according to claim 31, wherein the outer peripheral portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet is bent along a flange at the peripheral portion of the gas manifold, and is clamped and fixed together with the gas manifold flange. How to attach lining to gas manifold of fuel cell.
【請求項33】 耐リン酸性樹脂シートをガスマニホー
ルドの内面形状に合わせて成形加工してライニングを形
成し、該ライニングを構成する耐リン酸性樹脂シート
に、雌ホックあるいは雄ホックのいずれかを取り付け、
また、ガスマニホールド内面の所定の位置に、前記ライ
ニングに取り付けられたホックと係合する雄ホックある
いは雌ホックを取り付け、両ホックを係合させることに
より、ガスマニホールドにライニングを取り付けること
を特徴とする燃料電池のガスマニホールドへのライニン
グ取り付け方法。
33. A lining is formed by molding a phosphoric acid-resistant resin sheet in accordance with the inner surface shape of the gas manifold, and either a female hook or a male hook is attached to the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining. ,
Further, a male hook or a female hook that engages with a hook attached to the lining is attached to a predetermined position on the inner surface of the gas manifold, and the lining is attached to the gas manifold by engaging both hooks. How to attach lining to gas manifold of fuel cell.
【請求項34】 前記ライニングを構成する耐リン酸性
樹脂シートの外周辺部を、ガスマニホールドの周辺部の
鍔部に沿って折り曲げ、ガスマニホールド鍔部と共にク
ランプで挟み込み固定することを特徴とする請求項33
記載の燃料電池のガスマニホールドへのライニング取り
付け方法。
34. An outer peripheral portion of the phosphoric acid-resistant resin sheet constituting the lining is bent along a flange portion of a peripheral portion of the gas manifold, and is clamped and fixed together with the gas manifold flange portion. Item 33
A method for attaching the lining of the fuel cell to the gas manifold.
【請求項35】 前記ライニングが、耐リン酸性樹脂シ
ートをブロー成形により箱状に成形したものであること
を特徴とする請求項1記載の燃料電池。
35. The fuel cell according to claim 1, wherein the lining is formed by blow molding a phosphoric acid-resistant resin sheet into a box shape.
【請求項36】 前記ライニングのブロー成形時の加熱
温度範囲を、耐リン酸性樹脂シートの軟化点以上、融点
以下としたことを特徴とする請求項35記載の燃料電
池。
36. The fuel cell according to claim 35, wherein a heating temperature range during blow molding of the lining is equal to or higher than the softening point of the phosphoric acid-resistant resin sheet and equal to or lower than the melting point.
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