JPS60133665A - 燃料電池のガス分離板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷却カスを反応ガスと分離供給？る方式の電池
スタックに用いるガス分離板特にその各反応ガス流通路
に関するものである。

（Ｄ）従来技術 分離冷却方式の燃料電池は、特開昭５６−１６８３６５
号に示されるよう周知である。電池−スタックの形状が
方形の場合、冷却ガスの流通面が一対向面に形成され、
各反応ガスとしての酸化剤及び燃料の流通面が他対向面
に並設されるが１、−れら各反応ガス流通路のパターン
は、前記公報第７図にボずよう複雑となり、流通抵抗が
大きくその作成もむつかしいなどの問題があった・ くハ）発明の目的 本発明の目的は、各反応ガスｆｆ１Ｅ通路のパターンが
ｎ車でしかも各反応ガスの流速分布が均一なカス分離板
を提供することである。

（二〉発明の構成 本発明による反応ガス流通路は、ガス分離板表裏各面に
おいて、相対向しないようにシール而に形設された各反
応ガスの出入口と、これら出入口を含む全面に密接配列
された縦溝列と、前記縦溝列に交錯する方向に間隔を存
して配列された横溝列とで構成され、前記縦溝列が両側
溝より中心溝に向って段階的もしくは順次的に浅（なり
、前記横溝は前記両側縦溝に比１．浅くない均−深さで
あることを特徴とするものである。

（ホ）実施例 本発明の実施例を図について説明する。

電池スタック（１）は第１図に示４−ように単位セル（
２）とガス分離板く３）とを交互に多数積重して数屯位
セル毎にガス分離板兼用の冷却板（４）を介在さゼ、図
示しない上下端板間で積ｍＪｊ向に線側（プて構成され
る。電池スタック（１）の−ｊｊの対向面は冷却板（４
）の冷却ガス通路（５）が開口して冷却ガス（空気）の
流通面（Ｃ）を構成し、他方の対向面は各反応ガス即ち
酸化剤（反応空気）と燃料く水素ガス）の各流通面（Ａ
　）（Ｂ　）に部分されている。

ガス分離板（３）とガス分離板兼用の冷却板（４）は、
冷却板（４〉が冷却ガス通路（５）を有するからガス分
離板（３）に比し厚みが太きい点で異るか、いづれもそ
の表裏各面に夫々反応空気及び水素カスの各流通路を有
する。

これら各流通路（以下反応空気と水素カスの各該当部分
に対し夫々ＡとＢを付記して区別しｌ：：　）は、対向
シール面（６Ａ）（６Ｂ＞を切欠いて形設した出入口（
７Ａ）（７Ｂ＞を有するが、各通路の出入口は互に対向
しないようにし、且反応空気と水素ガスの各出入口の断
面積は、反応に要する流量から約５〜６：１の比率とす
る。

ガス分離板（３）の各面には、前記出入口（７Ａ）（７
Ｂ）を含む全面にわたり縦溝列（８Ａ）（８Ｂ）が密接
配列されており、これら縦溝（８Ａ）（８Ｂ＞の＋１１
はｌ　、　４１１１ｍであるが、深さは両側溝より中心
溝に向）Ｃ段階的に浅くしている。この状態が第３図に
がされ、縦溝列を配列方向に５分割して夫々の深さは、
両側部分（Ｉ）＜１＞がＬ５１１１［＋１、中間部分（
ＩＩ　）（ＩＩ　）が１２ｍｍ及び中央部分（Ｉ［［＞
が１．０ｍｍであるう尚縦溝列は段階的の代りに両側部
の１．５画より中央部の１．０ｍｍまで順次的に浅くし
てもよい。ことら縦溝（８Ａ）（８Ｂ）と交Ｓバし−Ｃ
出人口（７４）（７Ｂ＞より１０〜２０画間隔Ｃ１ｒｌ
Ｊ１　、５髄深さ１５簡の横溝（９Ａ）（９Ｂ＞が配列
きれている。

このようなガス分離板（３）を組込んで構成された電池
スタック（１）は、冷却空気通路く５）が開「］する一
対向面に図示しない入口側出口側マニホルドが数例けら
れ、各反応ガスの出入口（７Ａ＞（７Ｂ）が開口する他
対向面に反応空気用と水素ガス用に区画された入ロ側出
ロ側複合マニホルドク１０）が取（＝１けられる。

本発明の基本原理は、中央近傍所定範囲において９、第
４図のように浅い縦溝（８〉と深い横溝（９）との交錯
部に点線のような段差を形成し、入日（７）から縦溝（
８〉に流れる反応ガスが、矢印の如く一部は直進するが
、他部は段差壁（１１）に当−）Ｃ左右に拡散すること
により、分離板全面に亘って流れを均一化せしめる点に
ある。

出入口（７Ａ）の１１１が犬きくシール面（６Ａ）の長
さが小さい反応空気流通路と、これとは全く逆に出入口
（７Ｂ）のｌ］が小さくシール面（６Ｂ）の長さが太き
い水素ガス流通路とでは、多少作用を異にするが前記基
本原理において変りはない。

即ち反応空気流通路の場合入口と出［］の対向部分が大
きいから、中央部近傍にある浅い縦溝（８Ａ）で入口か
ら出口への直進流を制限すると共に前記のように深い横
溝（９Ａ）によっ又左右に拡散させ、特に入口側コーナ
ーへの流れを補償する。−万シール面（６Ａ）と対向す
る入口部分では縦溝（８Ａ）が深いから出口イ則コーナ
ーへの流れを良／する。

一方水素ガス流通路の場合入口と出目は全く対向せずシ
ール面（６Ｂ）が極めて大きいので、入口（７Ｂ）の比
較的深い縦溝（８Ｂ＞から出１」側コーナ一部への直進
流が大きく従って入口側へ背圧がかへって数条の横溝（
９Ｂ〉により中心方向−も分流し、この横溝より中心近
傍の浅い縦溝（８Ｂ）−の７ｕｆｆ　ｔｌは、前記と同
様横溝（９Ｂ）との段差によって拡散し、全面に亘って
均一な流れ分布が得られる。

尚横溝（８）の配列は、第２図のように出入［」から中
心に向って順次間隔を疎にするか、出入口側より所定範
囲のみ数列等間隔で密とするなと、風速によって適宜変
形が可能である。

（へ）発明の効果 本発明によるガス分離板は、表裏各面において対向シー
ル面に互に対向しないよう形設きれた出入口と、これら
出入口を含む全面に密接配列され且両側より中心に向っ
てその深さが段階的もしくは順次的に浅くなる縦溝列と
、前記縦溝列に交錯する方向に間隔を存して配列され且
０ｉＩ記両側縦溝より浅くない均−深さの横溝列とによ
り、各反応ガス流通路を形成したので、流通路パターン
が直交する直線溝のため比較的簡単とな・）て流通抵抗
を低減し得ると共に、中心部より所定＠囲にばつで形成
される浅い縦溝と深い横溝との交錯段差によ。て、縦溝
に流れる各反応ガスが横方向に拡散し、全面に亘って均
一流が得られるなどの特徴を有し、冷却ガス分離方式の
燃料電池における電極反応を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ガス分離板を備えた電池スタックの一部
斜面図、第２図（Ａ＞＜Ｂ＞は同上ガス分離板の表裏各
面の模式的平面図、第３１宋（ま第１図のＸ−Ｘ線によ
るガス分離板の断面図、第４図は反応ガス流れを示す要
部拡大平面図−Ｃある。 １：電池スタック、２：単位セル、 ３：ガス分離板、４；冷却板、 ６Ａ、６Ｂ：シール面、７Ａ、７Ｂ：出入口、８Ａ、８
Ｂ二縦溝、９Ａ、９Ｂ＝横溝。 出願人　三洋電機株式会社 代理人弁理士佐野　静夫 第２図 （Ａ）　（Ｂ） Ａ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　一対向面を冷却ガスの流通面とし、他対向面を各反
   応ガスの流通面に区分し−（なる電池スタックのガス分
   離板であって、その表裏各面においで、対向シール而に
   互いに対向しないよう形設された出入口−と、これら出
   入口を含む全面に密接配列され且両側溝より中心溝に向
   って深さか段階的もしくは順次的に浅くなる縦溝列と、
   前記縦溝列に間隔を存し゛℃交錯配列され肚前記両側縦
   満より浅くない均−深さの横溝列を有し、中心部よりＩ
   ！ηと ”ｆ　Ｉ＋］に亘り縦溝べ横溝との交錯部に拡１１ケ川
   の段差か形成されていることを特徴と４−る燃料電池の
   カス分離板。 ■　前記横溝列は、出入口部より中心に向っＣ間隔が順
   次台から疎になっている−とを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の燃′ｌ′！−電池のガス分離板。