JPS60243974A - 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 本発明は冷却ガスを反応ガスと分離供給する方式の１！
池スタツクに用いるガス分離板に係り、特にこのガス分
離板に形設された水素ガス？を通路に関するものである
。

（１コ）従来技朴ｊ ’ｔＪＩｍ　ｈ　力１Ｊｊ式の燃料電池は特１１ｒ４１
１＃ｉ　５６−１６８３６５１’Ｊ公報に示されるよう
周知″６゛ある。電池ヌタンクのノ（シ状が方形の均合
冷却カスの流通面かスフ／！１の−・対向面に形、没さ
れ、各Ｊ、４２応カスＣ’）　ｉＡｔ通面か！！！！文
、を同面に並よさ、／′（、るか１、−れら各反応ガス
流通路のバター７は前記公報第７図に示・ｊ、Ｉ、う複
雑となり、流通抵抗が大きくその作１戊ももつかしいん
との欠点があった。

°特に各肘一応カス々し−ｃ　Ｈｆ、素力くと空気を用
い／＝場合、反応に安“する各ガス量の割合は、水素ガ
ス１部に対し空気は５〜７部にもなるため、水素ガスの
入１１及び出口各所面積は、空気のそれらに比し１７５
〜１／７と極め−Ｃ小さい。従って、−のような小さい
人口から導入された水素ガスを極板上に均一に拡散させ
て出１〕より導出するには、その流通路のパターン構成
に特別の困難さが伴う。

（ハ）発明の目的 本発明の目的は水素ガス流通路のパターンが匍屯でしか
も極板面における水素ガスの７７！ｌＥ　ｊｔ分布か均
一なガス分離板を提供することである。

（ニ）発明の構成 本発明はカス分離板の一面に形成さｎノ、−水素ガス通
路の出入口各断面積か、他ｍｌｉこ形成、された反応空
気流通路のそれらに比し１１５〜１／７で謔）す、］）
ｊ１記水素カス流通路の出入口を含む全面に密接配列さ
れ、前記入口側の溝より出口側の溝（二向かっ−Ｃ段階
的もしくは順次的に深くなっている譲溝列と、ＩＩカ記
縦溝列に間隔を存して交錯配列され月最も深い出口側の
縦溝より浅くない均−深さの横溝列とを有し、前記縦溝
列と横溝列との交錯部に、前記出Ｏ側縦溝より入［コ側
Ｍ：溝に１ｒｉｊって段階的もしくは順次的に増大する
段差か形成ごれていることを特徴とするものである。

（ホ）実施例 本発明の実施例を区につい一〇説明Ｊ″る。

電池スタック（１）は第１図に示１よう単位セ１しく２
）とガフ分離板（３）とを交互に多数積重して数単位セ
ル毎にガス分離板兼用の冷却板（４）を介在さぜ、−ヒ
ト端板（図示せツ゛）間で柏手、ｉｊ向に綿イ１０（構
成される。電池スタ・り（１）ｏ）−乃θ）対向１ｍＮ
：［、冷却板（４）の冷却カス通路（５）が開口し千汁
１却カス用マ、−，ホルト（図示せＪ゛）をｌｉ＊　（
・１（ｊろｌＡＬ通面（ＣＡ）を構成し、他方の対向面
は各反応Ｊｊスとし１−の反応空気及び水素カス用の各
−ン二ン」、ルド（６ン（７）を取（＝１ける各流通面
（Ａ　）（Ｈ）ｉこ区分されでいる。

カス分離板（３）とガス分離板兼用の冷却板（４）は、
冷却板が冷却ガス通路（５）を有り６分７．Ｅ　＋−１
：ｔｒ又分離板より厚みか大きい点で異るが、いづれイ
。

その表裏各面に夫々水素ガスと反応空気の各流通路を有
する。

水素ガス流通路の入口（８）及び１１目＋（８′＞の各
断面積に、反応に便する流量から、反応空気流通路の人
「」（９）及び出口（９′）の各断面積に対し１：５〜
７の比率好ましくは１：６の比率と一？る。

ガス分離板（３）の表面には、水素カスの人口（８）及
び出口（８′）を含む全面にわたり縦溝列（１０）が密
接配列されており、これら各縦溝のｒｌは１４ｍｍであ
るが深さは入口〈８）側の縦溝より出口（８′）側の縦
溝に向って段階的に深くしている。この状態が第３図（
第２図のｘ＝ｘ’断面）に示され。

縦溝列を入口側より配列方向に５等分して夫々のｉｔは
、区域（１）が１．１ｍｍ、（ｎ）が１．２ｉｍ、（Ｉ
ｎ）が１、３ｍｍ、（ＩＶ）が１．４ｍｍ、（Ｖ）が１
．５ｍｍである。尚この縦溝列は段階的の代りに人口側
の１．１ｍｍより出口側の１．５ｍｍまで順次的に深く
しでもよい。この縦溝列（１０）と交錯して巾が１５〜
２．０ｍｍ深さが１．５ｍｍの均一な横溝列（１１）が
１０〜２０ｍｍの等間隔で配列されている。

従って縦溝列（１０）と横溝列（１１〉の交錯部には、
区域（１）で０．４ｍｍ、（Ｉ［）で０．３ｍｍ、（］
Ｉ［）で０．２ｍｍ、（ＩＶ）で０．１ｍｍ、（Ｖ）で
０の各段差が形成される、ユとになる。

水素ガス通路は出入口各市に比しこれら出入口と夫々対
向するシール部の巾が極めτ大きいので、入口（８）よ
り導入された水素ガスは、横方向へ拡散し難く特に出口
（８′）と対向するコーナ一部分−＼の供給量が不足し
て極板（Ｎ）面での均一な反応が行われない。

しかし本発明では人１」側縁溝（１０２が浅く従って横
溝（１１）との交錯部段差も大きいので、入［−４（８
）から縦溝り１０）に流れる水素カス（ま、第４区に示
４よう段差ｖ（１２）に゛らって点線のよるに横７ｆ′
Ｊ゛向に拡散する流れと、縦溝（１ｏ）を直進ポるｌ］
１［れに分けられ、出入１０と夫々対向する各コーラ一
部にも均一に配分される。、−の横方向への拡散ＩＪｊ
は、出１−」側へ向っで縦溝（１０）が深くなって段浄
か浅くなるがもしくはなくなるので、良好となると共に
出口（８’）−＼行う円滑な流れが得られる。

尚反応空気通路は水素ガス通路とは逆に出入［１各＋１
Ｊがシール巾に比して極めて大きいので、これら入口（
９）及び出口（９’）（図示ゼ４′）は大部分縦溝て直
結されることになる。従って、二の場合第４区に示−４
よう中央部の縦溝（１３）を浅く左右の系従溝を深くし
、人口、Ｌり出口ｔ〜の直進流を抑ｉ１ｆ’Ｊ−する一
ノｊ横溝（１４）との段差によって左右ｔこ拡散させ、
極板面に均一な流れが得られるようにすればよい。

（へ）発明の効果 本発明によれは、出入口の各［１」か対応ノール郡山に
比して極めて小さい水素ガス７ｙｌ己通路は、こＪしら
出入口を含むカス分離板の全面（：緬溝列を配列４−る
と共にこの系従溝列に所定間隔を（ｆｉ　Ｌ−て横１・
＾Ｓ夕１ｊを交錯配列したので、流通路パターンか直交
り−る直線溝のため比較的捕虫となる。

特に縦溝列は大１ｍ　１１１１より出Ｉニ１側に向−２
−ＣＩ／！ｌ：’　＜　すると共に横溝列は最大深いの
縦溝１り浅くな匁均−深さとしく縦横溝列の交錯部にｉ
Ｊ−：　１＋−Ｌり人［ｊに向って増大する段差か形成
されるので、人ｉｊ　Ｊ、り導入された水素カスは、前
記段差により横方向に拡散すると共に直進流を可制御７
、出入１−１に入り対向する各コーナ一部にもほぼ均一
に供給され、全面Ｃコ旦って均一な７Ｉｌシ量分布か得
られ勺なとの特徴を有し、スタック対向面を各反応カメ
の７．Ｉｆｉ通面に区分した冷却ガス分離力式の燃料型
（ｍにＪｉ　Ｉ〕る性能向上に資するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カス分離板を備尺た電池フタ・りの一部
剥面図、第２図は同上ガス分離板の水素カス流通面を丞
−４名前図、第３図は第２図のＸ−Ｘ′線による断ｍｊ
図、第４図は水素ソノス流を説明４るための要部躬面図
である。 （１）　電池スタ／り、（２）−ｉｔ買買上セル（３）
Ｕ区分離板、（４）　ガス分離板兼用の冷、１ｉｆｔ枦
、（５）　冷却ブｊス通銘、（６）（７）各ｊ’ｌ’　
Ｉｔむυス７ニポルト、（ｇ）ｔ８′）　水素ガス人目
及Ｃ，”　ｉ’ｔｉ口、（９）　反応空気入口、（１ｏ
）　楔溝列、（１１）横溝列、（１２）　段差壁。 出願人　三／、ｌｌ−電機株式会社 代理人　弁理士−佐野静夫 第１図 ］ ノ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス分離板の一面に形成きれた水素カス７ｉＥ通
   路の出入口断面積が、他面に形成され１こ反応空気の出
   入口断面積に比し１７５〜１／７であり、水素ガス流通
   路の前記出入口を含む全面に密接配列され月前記人口側
   の溝より出１］側の溝に向つ−Ｃ段階的もしくは順次的
   に深くなっている縦溝列と、前記縦溝列に間隔を存し１
   交錯配列さｔｌ、　［４，９も）深い出口側の前記縦溝
   より浅（ない均−深さの横溝列とを有し、＠記縦溝列と
   前記横溝列との交錯部に、出「Ｊ側縦溝より入口側縦溝
   に向って段階的もしくは順次的に増大する段差が形成さ
   れていることを特徴と４゛る燃料電池のガス分離板。