JPS61133578A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS61133578A JPS61133578A JP59254111A JP25411184A JPS61133578A JP S61133578 A JPS61133578 A JP S61133578A JP 59254111 A JP59254111 A JP 59254111A JP 25411184 A JP25411184 A JP 25411184A JP S61133578 A JPS61133578 A JP S61133578A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell stack
- manifold
- fluororesin
- seal packing
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は燃わ１電池に係り、特にセルスタックとその外
周面に配置された反応ガス給排用マニホルドどの間のシ
ール部の改良に関する。
周面に配置された反応ガス給排用マニホルドどの間のシ
ール部の改良に関する。
［発明の技術的背景］
従来、燃料の有しているエネルギを直接電気エネルギに
変換する装置として、燃ｉ１’ｊｌ電池が知られている
。この燃料電池は、通常電解質を挟んで１対の多孔質電
極を配置すると共に、一方の電極の背面に水素等の気体
燃Ｊ′１１を接触させ、他方の電極の背面には空気等の
気体酸化剤を接触させて、この時に起こる電気化学反応
を利用して両電極間から電気エネルギを取り出すように
構成したしのである。
変換する装置として、燃ｉ１’ｊｌ電池が知られている
。この燃料電池は、通常電解質を挟んで１対の多孔質電
極を配置すると共に、一方の電極の背面に水素等の気体
燃Ｊ′１１を接触させ、他方の電極の背面には空気等の
気体酸化剤を接触させて、この時に起こる電気化学反応
を利用して両電極間から電気エネルギを取り出すように
構成したしのである。
第３図、第４図は燃料電池の概略構成を示すもので、図
中１は素電池である。この素電池１は、電解質として例
えばリン酸（＋−１３ＰＯ４）が含浸された７１〜リク
スを中央にして、その両側に触媒が付加された炭素材よ
りなる２枚の多孔質電極を配置して形成されている。そ
して、この素電池の両電極の背面側にはインクコネクタ
２が配置され、素電池１とインクコネクタ２との間に液
体撚ＪＴｈｌ及び流体酸化剤の流路が形成されている。
中１は素電池である。この素電池１は、電解質として例
えばリン酸（＋−１３ＰＯ４）が含浸された７１〜リク
スを中央にして、その両側に触媒が付加された炭素材よ
りなる２枚の多孔質電極を配置して形成されている。そ
して、この素電池の両電極の背面側にはインクコネクタ
２が配置され、素電池１とインクコネクタ２との間に液
体撚ＪＴｈｌ及び流体酸化剤の流路が形成されている。
このインクコネクタ２は、グラフアイ１〜と熱硬化性樹
脂との混合結着体よりなるリブ何きプレートである。こ
のにうな素電池１とインクコネクタ２を組合せたものを
１つの単位電池とし、このような単位電池が複数個積層
されている。そしてその上部、下部に集電板３が配置さ
れ、絶縁スペーサ４を介して締付板５が配置され、締付
金具等により締付けて角形状のセルスタック６が構成さ
れている。このセルスタック６の外周面には流体流通口
が設けられ、その外周四面には、フッ素樹脂ゴムパツキ
ン等の絶縁性シールパツキン７を介して、反応ガスを供
給又は排出する金属製のマニホルド８が取付けられてい
る。これらのマニホルド８は、セルスタック６の外周面
との間に反応ガス流路を形成しているものであり、シー
ルパツキン７はマニホルド８内の気密性を保持し、更に
セルスタック６とマニホルドとの間を電気的に絶縁して
、安全性及び防食性を保持するためのものである。
脂との混合結着体よりなるリブ何きプレートである。こ
のにうな素電池１とインクコネクタ２を組合せたものを
１つの単位電池とし、このような単位電池が複数個積層
されている。そしてその上部、下部に集電板３が配置さ
れ、絶縁スペーサ４を介して締付板５が配置され、締付
金具等により締付けて角形状のセルスタック６が構成さ
れている。このセルスタック６の外周面には流体流通口
が設けられ、その外周四面には、フッ素樹脂ゴムパツキ
ン等の絶縁性シールパツキン７を介して、反応ガスを供
給又は排出する金属製のマニホルド８が取付けられてい
る。これらのマニホルド８は、セルスタック６の外周面
との間に反応ガス流路を形成しているものであり、シー
ルパツキン７はマニホルド８内の気密性を保持し、更に
セルスタック６とマニホルドとの間を電気的に絶縁して
、安全性及び防食性を保持するためのものである。
第５図はマニホルド８の取付部を示り−もので、マニホ
ルド８の周縁部にはセルスタック６に対づる取付端部９
が形成されている。また、この取付縁部９には、セルス
タック６に対向する面に１又は複数条（図では２条の場
合を例示している）の突起１０が形成され、その突起１
０をシールパツキン７に圧接させて気密性を高めるよう
にしている。
ルド８の周縁部にはセルスタック６に対づる取付端部９
が形成されている。また、この取付縁部９には、セルス
タック６に対向する面に１又は複数条（図では２条の場
合を例示している）の突起１０が形成され、その突起１
０をシールパツキン７に圧接させて気密性を高めるよう
にしている。
「費用技術の問題点］
このような燃料電池おいて、セルスタック６の操作温度
は１７０℃〜２００ ’Ｃもの高温になる。
は１７０℃〜２００ ’Ｃもの高温になる。
このどきセルスタック６と金属製マニホルド８とは材質
の相違により熱膨張係数も異なるので、セルスタック６
とシールパツキン７との間、及びマニホルド８とシール
パツキン７との間では相互の熱膨張量の差異により摺合
するようになり、そのときの接触摩擦によりシールパツ
キンには亀裂等の劣化が生じるおそれがあった。また、
電力用人形燃オ′）１電池ともなるとセルスタック６の
高さが３ｍはどもあるため、セルスタック６とマニホル
ド８との高さ方向の熱膨張量の差が２０〜４０ｍｍにも
達すると予想され、その結果、シールパツキン７がマニ
ホルド８の取付縁部から外れて気密性が損われてしまう
おそれがあった。
の相違により熱膨張係数も異なるので、セルスタック６
とシールパツキン７との間、及びマニホルド８とシール
パツキン７との間では相互の熱膨張量の差異により摺合
するようになり、そのときの接触摩擦によりシールパツ
キンには亀裂等の劣化が生じるおそれがあった。また、
電力用人形燃オ′）１電池ともなるとセルスタック６の
高さが３ｍはどもあるため、セルスタック６とマニホル
ド８との高さ方向の熱膨張量の差が２０〜４０ｍｍにも
達すると予想され、その結果、シールパツキン７がマニ
ホルド８の取付縁部から外れて気密性が損われてしまう
おそれがあった。
一方、マニホルド８内の反応ガスがセルスタック６の内
部に流入して酸化剤と燃料とが混合することのないよう
に、セルスタック６の内部には窒素ガスが充填され、し
かもマニホルド内部より若干高圧にして反応ガスの流入
を防止するようにしている。従って、シールパツキン７
が劣化するとセルスタック６内の窒素ガスがマニホルド
８へ流出し、出力が低下したりシールパツキンを交換し
なければならない事態となり、更に燃料電池の寿命短縮
につながるおそれもあった。
部に流入して酸化剤と燃料とが混合することのないよう
に、セルスタック６の内部には窒素ガスが充填され、し
かもマニホルド内部より若干高圧にして反応ガスの流入
を防止するようにしている。従って、シールパツキン７
が劣化するとセルスタック６内の窒素ガスがマニホルド
８へ流出し、出力が低下したりシールパツキンを交換し
なければならない事態となり、更に燃料電池の寿命短縮
につながるおそれもあった。
［発明の目的］
本発明は上述のごとき従来技術の問題点を解消する為に
提案されたもので、その目的は、セルスタックとマニホ
ルドとの間の気密性を維持し、出力低下や寿命の短縮化
を防止した高性能且つ長寿命で信頼性の高い燃料電池を
提供することにある。
提案されたもので、その目的は、セルスタックとマニホ
ルドとの間の気密性を維持し、出力低下や寿命の短縮化
を防止した高性能且つ長寿命で信頼性の高い燃料電池を
提供することにある。
［発明の概要］
本発明の燃％’ｉｌ電池は、セルスタックの外周側に、
突条部を有する無端状のフッ素樹脂系シールパツキンを
配設し、このフッ素樹脂系シールパツキンの外側に、両
側に溝を形成した断面形状が１−１字型の硬質フッ素樹
脂板を配設し、この硬質フッ素樹脂板に設けたセルスタ
ック側の溝と、セルスタックに配設したフッ素樹脂系シ
ールパツキンの突条部とを係合させ、さらに、硬質フッ
素樹脂板に設（ブたマニホルド側の溝に、フッ素樹脂系
シールパツキンを挿入した後、マニホルドの周縁部を嵌
合させて、セルスタックとマニホルドとの気密性を維持
できる様にし、さらに、シールパツキンに亀裂などの劣
化が生じない様にしたものである。
突条部を有する無端状のフッ素樹脂系シールパツキンを
配設し、このフッ素樹脂系シールパツキンの外側に、両
側に溝を形成した断面形状が１−１字型の硬質フッ素樹
脂板を配設し、この硬質フッ素樹脂板に設けたセルスタ
ック側の溝と、セルスタックに配設したフッ素樹脂系シ
ールパツキンの突条部とを係合させ、さらに、硬質フッ
素樹脂板に設（ブたマニホルド側の溝に、フッ素樹脂系
シールパツキンを挿入した後、マニホルドの周縁部を嵌
合させて、セルスタックとマニホルドとの気密性を維持
できる様にし、さらに、シールパツキンに亀裂などの劣
化が生じない様にしたものである。
［発明の実施例］
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図にもとすい
て、具体的に説明する。なお、第５図乃至第７図の従来
型と同一の部材については、同一符号をイリし、説明は
省略づ−る。
て、具体的に説明する。なお、第５図乃至第７図の従来
型と同一の部材については、同一符号をイリし、説明は
省略づ−る。
第１図において、セルスタック１４の外周側の、マニホ
ルド２０を設置する四つの而に、突条部２１を右する無
端状のフッ素樹脂系シールパツキン２２が配設されてい
る。また、そのフッ素樹脂系シールパツキン２２の外周
には、断面形状が１１字型をした硬質フッ素樹脂板２３
が配設され、前記フッ素樹脂系シールパツキン２２の突
条部２１と、硬質フッ素樹脂板２３に形成されたセルス
タック側の溝２／Ｉとが係合している。一方、硬質フッ
素樹脂板２３に形成されたマニホルド側の満２５には、
フッ素樹脂系シールパツキン２６が挿入され、さらに、
マニホルド２０の周縁部２７が１■合している。
ルド２０を設置する四つの而に、突条部２１を右する無
端状のフッ素樹脂系シールパツキン２２が配設されてい
る。また、そのフッ素樹脂系シールパツキン２２の外周
には、断面形状が１１字型をした硬質フッ素樹脂板２３
が配設され、前記フッ素樹脂系シールパツキン２２の突
条部２１と、硬質フッ素樹脂板２３に形成されたセルス
タック側の溝２／Ｉとが係合している。一方、硬質フッ
素樹脂板２３に形成されたマニホルド側の満２５には、
フッ素樹脂系シールパツキン２６が挿入され、さらに、
マニホルド２０の周縁部２７が１■合している。
この様な構成を右する本実施例の燃料電池においては、
セルスタック１４の外周側とマニホルド２０の周縁部２
７との間に、フッ素樹脂系シールパツキン２２及び２６
を介して硬質フッ素樹脂板２３が配設されているので、
セルスタック１／Ｉとマニホルド２０との間の気密性は
充分に保たれる。
セルスタック１４の外周側とマニホルド２０の周縁部２
７との間に、フッ素樹脂系シールパツキン２２及び２６
を介して硬質フッ素樹脂板２３が配設されているので、
セルスタック１／Ｉとマニホルド２０との間の気密性は
充分に保たれる。
特に、硬質フッ素樹脂板２３に形成された２つの１Ｋ２
４，２５の中に、フッ素樹脂系シールパツキン２２及び
２６が嵌合されているので、硬質フッ素樹脂板２３どフ
ッ素樹脂系シールパツキン２２及び２Ｇとの間の気密性
は高度に保持される。また、硬質フッ素樹脂板２３に形
成された満２４に、セルタック１４の外周側に設（Ｊら
れたフッ素樹脂系シールパツキン２２の突条部２１が係
合し、もう一方の溝２５にフッ素樹脂系シールパツキン
２６を介してマニホルド２０の間に位置ずれが生ずるこ
とはない。
４，２５の中に、フッ素樹脂系シールパツキン２２及び
２６が嵌合されているので、硬質フッ素樹脂板２３どフ
ッ素樹脂系シールパツキン２２及び２Ｇとの間の気密性
は高度に保持される。また、硬質フッ素樹脂板２３に形
成された満２４に、セルタック１４の外周側に設（Ｊら
れたフッ素樹脂系シールパツキン２２の突条部２１が係
合し、もう一方の溝２５にフッ素樹脂系シールパツキン
２６を介してマニホルド２０の間に位置ずれが生ずるこ
とはない。
ざらに、セルタック１／Ｉの操作温度が１７０℃〜２０
０℃になると、セルタック１４とマニホルド２０どの熱
膨服率の違いによって、フッ素樹脂系シールパツキン２
２及び２６は、両者の間に配設された硬質フッ素樹脂板
２３の満２／１．２５の内側で摺動するが、フッ素樹脂
系シールパツキン２２及び２Ｇと硬質フッ素］ｊ・１脂
板２３は同じフッ素樹脂系の材質からなるため、これら
の摺動は極めて円滑に行われる。また、この摺動は密着
状態で行われるので、セルタック１４どマニホルド２０
との間の気密性が損われることはなく、従来、シールパ
ツキンに生じていた亀裂等の劣化が生ずることもない。
０℃になると、セルタック１４とマニホルド２０どの熱
膨服率の違いによって、フッ素樹脂系シールパツキン２
２及び２６は、両者の間に配設された硬質フッ素樹脂板
２３の満２／１．２５の内側で摺動するが、フッ素樹脂
系シールパツキン２２及び２Ｇと硬質フッ素］ｊ・１脂
板２３は同じフッ素樹脂系の材質からなるため、これら
の摺動は極めて円滑に行われる。また、この摺動は密着
状態で行われるので、セルタック１４どマニホルド２０
との間の気密性が損われることはなく、従来、シールパ
ツキンに生じていた亀裂等の劣化が生ずることもない。
さらに、セルタック１４及びフッ素樹脂系シールパツキ
ン２２の間、或いは、マニホルド２０及びフッ素樹脂系
シールパツキン２６の間にも、それぞれ熱膨張量の違い
があるが、これらの差異はフッ素樹脂系シールパツキン
２２及び２６の弾性により吸収されるので問題はない。
ン２２の間、或いは、マニホルド２０及びフッ素樹脂系
シールパツキン２６の間にも、それぞれ熱膨張量の違い
があるが、これらの差異はフッ素樹脂系シールパツキン
２２及び２６の弾性により吸収されるので問題はない。
［発明の効果］
以上の様に本発明によれば、セルタックとマニホルドと
の間にシールパツキン位置ずれ防止用溝を両面に有する
硬質のフッ素樹脂板を挟み込み、このフッ素樹脂板の両
面の溝又は突起に嵌合する係合部を持ったシールパツキ
ンによる三層シール構造としたことにより、セルスタッ
ク側とシールパツキンとマニホルド側のシールパツキン
はそれぞれフッ素樹脂板の両面でのみ摺動することにな
り、セルスタックとマニホルドとの気密性を維持するこ
とができ、高性能かつ長寿命で信頼性の高い燃−〇
− オ′８１電池を提供することができる。
の間にシールパツキン位置ずれ防止用溝を両面に有する
硬質のフッ素樹脂板を挟み込み、このフッ素樹脂板の両
面の溝又は突起に嵌合する係合部を持ったシールパツキ
ンによる三層シール構造としたことにより、セルスタッ
ク側とシールパツキンとマニホルド側のシールパツキン
はそれぞれフッ素樹脂板の両面でのみ摺動することにな
り、セルスタックとマニホルドとの気密性を維持するこ
とができ、高性能かつ長寿命で信頼性の高い燃−〇
− オ′８１電池を提供することができる。
第１図及び第２図は本発明の一実施１！ｉ！ｌを示ηも
ので、第１図は燃１’ｌ電池の平面図、第２図はセルス
タックとマニホルドどの間のシール部を示Ｊ横断面図で
ある。第３図ないし第５図は従来例を示すもので、第３
図は縦断面図、第４図は平面図、第５図はセルスタック
とマニホルドどの間のシール部を示寸横断面図である。 １・・・素電池、２・・・インタコネクタ、３・・・集
電板、４・・・絶縁スペーサ、５・・・締付板、６・・
・セルスタック、７・・・シールパツキン、８・・・マ
ニホルド、９・・・取付縁部、１０・・・突条、２０・
・・マニホルド、２１・・・突条部、２２・・・軟質テ
フロン系シールパツキン：ン、２３・・・硬質テフロン
板、２／Ｉ・・・満、２５・・・溝、２６・・・軟質テ
フロン系シールパツキン、２７・・・周縁部。
− ７３１７代理人弁即士 則近 愚佑（外１名）第３図 第４図 第５図
ので、第１図は燃１’ｌ電池の平面図、第２図はセルス
タックとマニホルドどの間のシール部を示Ｊ横断面図で
ある。第３図ないし第５図は従来例を示すもので、第３
図は縦断面図、第４図は平面図、第５図はセルスタック
とマニホルドどの間のシール部を示寸横断面図である。 １・・・素電池、２・・・インタコネクタ、３・・・集
電板、４・・・絶縁スペーサ、５・・・締付板、６・・
・セルスタック、７・・・シールパツキン、８・・・マ
ニホルド、９・・・取付縁部、１０・・・突条、２０・
・・マニホルド、２１・・・突条部、２２・・・軟質テ
フロン系シールパツキン：ン、２３・・・硬質テフロン
板、２／Ｉ・・・満、２５・・・溝、２６・・・軟質テ
フロン系シールパツキン、２７・・・周縁部。
− ７３１７代理人弁即士 則近 愚佑（外１名）第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 素電池、インタコネクタ等を複数積層して形成された角
柱状のセルスタックと、このセルスタックの外周四面に
それぞれシールパッキンを介して配置すると共に、前記
セルスタックの外周面との間に反応ガス流路を形成した
４個の反応ガス給排用マニホルドを有する燃料電池にお
いて、 前記マニホルドの周縁部と前記セルスタックの外周面と
の間に、両側に溝を形成した硬質フッ素樹脂板を配設し
、このフッ素樹脂板のセルスタック側の溝と、セルスタ
ックの外周側に設けた突条部を有する無端状のフッ素樹
脂系シールパッキンとを係合させ、また、硬質フッ素樹
脂板に設けた他方の溝に、フッ素樹脂系シールパッキン
を挿入し、さらにマニホルドの周縁部を嵌合させたこと
を特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254111A JPS61133578A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59254111A JPS61133578A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133578A true JPS61133578A (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=17260373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59254111A Pending JPS61133578A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133578A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03184272A (ja) * | 1989-12-14 | 1991-08-12 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池のマニホールドシール構造 |
| JPH06293149A (ja) * | 1993-12-27 | 1994-10-21 | Rohm Co Ltd | 熱印字用印刷回路基板 |
| JPH06293151A (ja) * | 1993-12-27 | 1994-10-21 | Rohm Co Ltd | 熱印字用印刷回路基板 |
| JPH06296071A (ja) * | 1993-12-27 | 1994-10-21 | Rohm Co Ltd | 印刷回路基板 |
| JP2010055892A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2013545236A (ja) * | 2010-10-29 | 2013-12-19 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 燃料電池アッセンブリシール構成 |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP59254111A patent/JPS61133578A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03184272A (ja) * | 1989-12-14 | 1991-08-12 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池のマニホールドシール構造 |
| JPH06293149A (ja) * | 1993-12-27 | 1994-10-21 | Rohm Co Ltd | 熱印字用印刷回路基板 |
| JPH06293151A (ja) * | 1993-12-27 | 1994-10-21 | Rohm Co Ltd | 熱印字用印刷回路基板 |
| JPH06296071A (ja) * | 1993-12-27 | 1994-10-21 | Rohm Co Ltd | 印刷回路基板 |
| JP2010055892A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP2013545236A (ja) * | 2010-10-29 | 2013-12-19 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 燃料電池アッセンブリシール構成 |
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