JPS6142869A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPS6142869A
JPS6142869A JP60165634A JP16563485A JPS6142869A JP S6142869 A JPS6142869 A JP S6142869A JP 60165634 A JP60165634 A JP 60165634A JP 16563485 A JP16563485 A JP 16563485A JP S6142869 A JPS6142869 A JP S6142869A
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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】 本発明は燃料電池の構造の改良に係る。本発明はより特
定的には、互Ｋｍ気接触するように並置された複数の同
一エレメントからなる燃料電池に係る。
この種の電池は全体から見て、前記エレメントの総てに
共通の下記の如き３つの供給回路を有する。
一外部供給源から電解質を供給する回路。主として共通
導入路及び共通排出路からなる。
−外部供給源から燃料を供給する回路。主として少なく
とも１つの燃料導入路と、未消費燃料及び不活性ガスを
電池の外へ排出せしめる少なくとも１つの排出路とで構
成される。
−酸化剤供給回路。電池の下方及び上方表面に配置され
る複数の酸化剤導入口及び排出口で主に構成される。
また、′ｆＢ池の各エレメントは主に下記の溶成要素か
らなる。
一第１及び第２多孔質電極。好ましくは扁平で面が互に
平行であるような形状を有し、各々の特異的触媒を含む
カソード及びアノードを夫々措成する。
一前記両電極間の間隙を埋める電解質。
−第１及びｔｇ２水密性双極集電器。少なくとも１つの
導電性中央ゾーンを有する第１及び第２プラスチツク材
料製フレームを夫々備える。前記中央ゾーンは各面上に
フルーティングを有する。第１集電器はカソード面の最
上部を介して前記カソードの外側表面と電気的に接触し
、７ノ一ド面を介して隣接エレメントのアノードの外側
表面と′電気的に接触する。
第２集電器はアノード面の最上部を介して前記アノード
の外側表面と電気的に接触し、カン−１面を介してもう
一方の隣接エレメントのカソードと電気的に接触する１ 前記共通供給回路の気体酸化剤は前記カソードとＷ、１
集電器のカソード面との間を流れて前記カソードに供給
され、前記共通供給回路の気体燃料は前記アノードと第
２集電器のアノード面との間を流れて前記アノードに供
給される。第１及び第２フレームは電解質及び燃料が電
池内を移動し得るように流通口を備える。これらの開口
は並置されて前記共通導入路及び排出路を規定する。第
２集電器の７ノ一ド面には、燃料を前記導入路から前記
７ノードの表面に送り１次いでこの表面から前記排出路
方向へ＃込するための−ｐ段が−Ａ傭百石、ゐ。
この手段は複数の小通路を構成する溝からな９、これら
の溝は前記第２フレームの下方部と上方部とに配置され
る。
また第１＠極は、四辺形中央開口を有するプラスチック
製第３フレームに固定される。この第３フレームの下方
部及び上方部には燃料及び電解質が電池内を流動し得る
ように流通口が具備され、これら開口は集電器のフレー
ムに設けられた開口に対応してやはり前記燃料及び電解
質用導入路及び排出路を構成する。第３フレームの面の
１つＫは、電解質を導入路から２つの電極間に位置する
電解室方向へ移送し、次いでこの電解室から排出路方向
へと移送するための手段が設けられる。この手段唸、前
記中央開口の互に対向する２つの側＃買ＫＧって第３フ
レームの下方部及び上方部に配置されるｉｌｔ解質分配
、供給及び１Ｊｉｕ　（ｃｏｌｌａｔｉｏｎ　−ｎｅｍ
ｅｎｔ　）チャンバを構成する凹部に２！！通し且っリ
ブによって規定された複数の小通路を介して電解室にも
連通ずる複数の溝からなる。
第２電極は前記第２ｉｔ＆電器と対向する第４フレーム
の面に固定される。第４フレームは絶縁性プラスチック
材料製であり、第１電極を支持する第３フレームと同じ
形状を有すると共に％＠３７レーＪ−に設けられる開口
に対応する燃料及び電解質流通口を備える。第４フレー
ムは１つの平面を介して第３フレームの前記面、即ち溝
と電解質分配、供給及び照合チャンバとを備える面に当
接する。
前述の如き諸フレームを所定の基本配列に従って繰返し
重ねれば対応し合う開口が１なシ合って各電解室に電解
質を導入するだめの１つの共通路と、この電解質を排出
するための１つの共通路と。
全ての７ノ・−ドに燃料を供給するための複数の共通路
と、ガスを排出するための複数の共通路とを備える電気
的に直列接続された複数の電池エレメントが得られる。
酸化剤は対応フレームの下方縁及び上方ａＫ設けられた
開口及び分配手段を介してカソード室を垂直方向へ直接
通過し、電池内を流動する。
前記プラスチック材料製フレームはいずれも０、２１１
１１１〜５ｕの厚みを有し得、有利には鋳造により形成
される。
これらフレームが接着、溶着又は圧接等の方法で互に固
定されたら、燃料、酸化剤及び電解質の供給に係る前記
３つの回路は相互に且つ外界に対して気密性を有するよ
うでなければならない。
酸化剤が空気である本発明のエレメントの場合には、前
記３つの回路に関して前記第１条件が満たされ、燃料供
給回路及び電解質供給回路に関して前記第２条件が滴た
されればよい。
しかるに、互に並置されるフレームの面は気密性の問題
を生起するような平面性及び平行性の欠陥を有し得る。
本発明の目的はこの欠点を解消して種々の流体供給網に
所望の気密性を与えることにある。
本発明は前述の如き栴造をもち、少なくとも燃料供給網
と電解質供給網とが基本配列構成フレームのうち１つの
フレームの少なくとも一方の面上に応力下で変形し得る
材料のリブを周縁全長に亘って少なくとも１つ具備し、
このリブが前記面に対して隆起し、この隆起の高さが前
記配列を構成するフレーム全体の平面性欠陥及び平行性
欠陥を補正し得るような高さであり、電池組立て時に前
記リブの前記面より隆起している分の材料の余剰分を受
容するための少なくとも１つの溝がとのリブと平行に隣
接して設けられることを特徴とする電池を提供する。
有利には互に平行な２つのリブと対応溝とを前記各供給
網の周囲に具備し得る。
リブ及び対応溝は有利には尚該フレームの同一面上に配
置し得るが、２つの隣接フレームの対向し合う面上に配
置してもよい。
電解質供給網は複数の並置されるフレームに設けられた
対応し合う開口の重なシによって構成される導入路及び
排出路と、導入溝及び排出溝と、電解質分配及び調整チ
ャンバと、前記第３及び第４フレーム間に位置する電解
室とで構成される。
従って前記リブは第３及び第４フレーム間に位置し、電
解質導入口と、導入溝と、分配及び舗堅チャンバと、電
解室と、排出溝と、電解質排出口とを包囲するように具
備すると有利である。このリブは好ましくは、電解室を
規定する第３フレームの溝付面に配置するが、第３フレ
ームと対向する第４フレームの面及び／又は他の任意の
面に配置してもよい。このようなリブを単一面に具備す
るだけでは十分な気密性が得られない場合には、複数の
面上にリブを具備する。この場合、これら面のうち１つ
の面に設けるリブは電解質供給網の長さの一部分に限定
し得る。このようにして、少なくとも前記第１及び／又
は第２及び／又は第４フレームの一方の面及び／又は前
記第３フレームの他方の面上で電解質導入口及び排出口
の周りに更に数個のリブを具備し得る。
気体燃料供給網は複数のフレームの対応し合う開口の並
置によって形成される燃料心入路及び排出路と、第２集
電器及び第２電極間に位置する気体室と、各開口を前記
気体室゛に接続する複数の溝とで構成される。気体室の
周りに＆、！＃れるリブは第２集戒器と対向する第４フ
レームの面に配置すると有利でめる。更に、少なくとも
１つのリブ本発明の一具体例ではこのリブを、第１フレ
ーム及び／又は第３フレーム及び／又は第４フレームの
少なくとも一方の面に配置する。単一面に１つのリブを
具備するだけでは十分な気密性が得られない場合には複
数の面にリブを具備する。この場合補助リブは燃料供給
回路の長さの一部分、例えば燃料流通口の周囲に限定し
得る。
所定回路の気密性を得るべく複数のリブを重ねて使用す
る場合くは、電池の軸線と平行に測定した各地点でのリ
ブの高さの合計値が、基本配列に従い互に重ねられた３
つのフレームの平面性欠陥及び平行性欠陥全体の統計的
平均値を補償し得る単一リプの高さと等しくなるように
する。
フレームの材料はポリプロピレン、ポリエチレン、塩化
ポリビニル、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン
、ポリスルホン、ポリスチレン等の如き合成絶縁材の中
から選択し得る。前記リゾはフレームと同じ材料でフレ
ームと共に鋳造される。
本発明の別の具体例ではリブを後からフレームに取付け
、リブの材料を天然ゴム及び合成ビムの中から選択する
。
（以下余白） 本発明の他の特徴及び利点は添付図面に基づ（以下の非
限定的具体例の説明から明らかにされよう。
鮮１図には複数のエレメントを集合して形成した本発明
の電池の一例が示されている。この電池１は先端プレー
ト２及び３と、端子４及び５とを備え、これら端子は各
々がエレメント集合体の最後の先端集電器の１つに接続
される。口部６及び７は夫々電解質の導入口及び排出口
と称する。口部８及び９は気体燃料、この場合は水素の
導入口及び排出口である。気体酸化剤（空気）は電池の
上方表面に見える溝１０５の先端から浸入する。
１！池の下方表面にも同様の開口が存在する、雷、池ｌ
は、第２因に分解斜視図で示した如きニレメン）２０＆
−ＩＩ数個並置したもので構成されるつ第２図に符号３
０で示されている構成要素は第３図に分解斜視図で詳細
に示されている。第２図及び第３図は電池のエレメント
の種々の構成要素の相対位置を示すためのものであるた
め１図面な簡明化すべく本発明の対象たる密封リブはこ
れらの図面には示さｔ「かった、第４図以下にはエレメ
ントの各構成要素を順次詳細忙示した。
第２図及び第３図のエレメントは、第１双極集電器２１
のカソード側の面２８に対応するカソード３１即ち第１
電極を有する。集電器２１（第４図参照）は、プラスチ
ック材料製の「第１フレーム」と称するフレーム２２と
、カソード３１の外側表面と電気的に接触する中央導電
ゾーン２３とからなり、中央導電ゾーン２３には縦溝の
構成、フルーティングが設けられる。双極集電器２１は
、１１！２図では見えないが第６図に示した面と同一の
面上にアノード用中央導電ゾーンを有し、このゾーンが
隣接エレメントのアノードの外側表面と電気的に接触す
る。カソード３１は集電器２１と対向する面が気体酸化
剤と接触し、他方の面が電解質と接触する。
同様にして、アノード４１即ち第２′ｒＸ極は別の第２
双極集電器２４のアノード側の面２７に対応する。集電
器２４も前記集電器２１と同様にプラスチック材料製の
「第２フレーム」と称するフレーム２５と、アノード４
１と電気的に接触するアノード用中央導電シー／２６と
を備える。このゾーンは第２図では見えず、第５図に明
示した。第２図に示されている集電器２４の中央ゾーン
２９は隣接エレメントのカソードと電気接触することに
なる。アノード４１は一方の面が電解質と接触し、集電
器２４と対向する他方の面が気体燃料と接触するＣ アノード４１及びカソード３１は炭素とポリテトラフル
オロエチレンの如會プラスチック材料とをペースとし得
、且つ夫々に特異的な触媒を含み得る。非限定的−例と
してこれらの電啄は、１９７９年１０月１８日付仏国特
許出願第７９゜２５．８７９号に記載の如き可撓性構造
を有し得る。
これらの電極は特に、やはり１９７９年１０月１８日に
出願された仏国特許出願第７９．２５．８７７号及びｉ
７９．２５．ｓ７ｓ号に記載の方法で形成したものであ
ってもよい。
第４図から第８図は集電器を更に詳細に示している。
Ｉ￥４図は双極集電ｆ５２１のカソード側の面２８を示
し、第５図は集電器２４のアノード側の面２７を示して
いる（第４図及び第５図は同一集電器２１又は２４のカ
ソード側の面及び反対側のアノード面を夫々示すと言っ
てもよい）。
そのカソード面側が図示されている集電器２１について
は電解質導入口を符号８８Ａ、電解質排出口を８８Ｂ、
構成要素の組立てを容易にするための開口を８９で示し
た（第２図及び第４図）。
同様にしてｖ、２図及び第５図では７ノード早側が図示
されている集電器２４の前記開口部に該当す　″る開口
部を夫々９８Ａ、９８Ｂ及び９９で示した。
符号１０８は燃料流通口を示す。
集電器２１及び２４のフレーム２２及び２５は同一の合
成絶縁材１例えばポリプロピレン、ポリエチレン、塩化
ポリビニル、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン
、ポリスルホン、ポリスチレン等で形成すると有利であ
る。これらの材料は、機械的性質及び熱的性質を改変す
べく、そして特に集電器の中央導電ゾーンに近い熱膨張
率が得られるように、例えばタルクのような不活性材料
の如き適切な添加剤を含み得る。これらフレームは一例
として、５〜９０％好ましくは３５〜４５％のタルクを
添加したポリプロピレンで形成し得る。
第６図に集電器の中央導電ゾーンを拡大断面図で示した
。このゾーンは気体流束を通すための一般的に垂直方向
の溝１０４を規定するフルーティング１０３を有する。
このフルーティングの、従って溝のピッチ及び深さは０
．２ｎ〜５Ｍｍ、好ましくは０．５ｕ〜１．５Ｂである
。
有利には、集電器の中央導電ゾーンをフレームの形成に
使用する材料と同じプラスチック材料で、但しこれに導
電添加物を加えて形成し得る。導電添加管としては例え
ば金属粉、黒鉛粉、炭素粉。
ファーネスブラック、アセチレンブラック、炭素繊維、
黒鉛繊維又はこれら程々の物質の混合物が挙げられる。
−例として前記ゾーンは例えば１０〜９０％、好ましく
は３０〜５０％のカーボンブラックを添加したポリプロ
ピレンで形成し得る。
フレーム及び集電器は、加熱圧縮成形又は射出成形によ
って形成し得る。
射出成形法は集電器の製造には特に有利である。
何故なら中央導電ゾーンを構成する材料と周縁絶縁ゾー
ンを構成する材料とを流体状態で鋳凰へ同時に導入する
ため２糎の材料が溶着し合い、従ってこれＦＴ２つのゾ
ーンの間の不連続性が回避されるからである。この方法
はまた衡めて経済的でもある、 次に、カソード室及びアノード室へ流体を供給する手段
について説明する。
第４図に見られる集電器２１の面２８は酸化剤、例えば
酸素を受給し、第５図の集電器２４０面２７は燃料１例
えば水素を受給する。第７図の拡大斜視図から明らかな
ように、集電器２１のフレーム２２０面２８の上方部は
、外部と連通してし集電器の［２８に酸化剤を供給せし
める１０５の如き溝又は凹部な有する。フレーム２２の
下方部も酸化剤を排出するための同様の溝を有する。従
って酸化剤は方向変換による供給の低下を伴うことなく
ｔマぼ直線状に流動する。前記供給力の低下は大気の如
き酸化剤の場合には必要流量が極めて高いため特に重要
になり得る。第８図の拡大斜視図から明らかなように、
集電器２４のフレーム２５のアノード面２７の上方部は
流通口１０８から駿集電器のアノード面に燃料な供給す
るための１０６の如き溝又は凹部な有する。フレーム２
５、の下方部も燃料を排出するための類似の溝を備える
。
前記酵又は凹部１０５及び１０Ｇには流束な分配するた
めの補助手段が配置される。これらの手段は分配路を規
定する細長いリブで構成され、これらリプの上方表面は
前記溝又は凹部な設けた集電器の表面の平面と同一の平
面上にあり、そのためこれらリプを備える集電器の面と
当該電池の隣接構成要素との間の間隔が維持される。こ
のようにして得られる分配路はほぼ垂直方向に延在する
。
従って、一般的方向が図面から見てやはり垂直方向であ
る集？Ｗ器の導電部上のフルーティングにより規定され
る溝と、酸化剤流束と燃料流束とは集電器の面に沿って
ほぼ同一の垂直方向を保持する。
第７図から明らかなように、酸化剤流束分配用の細長い
リプ１０９は、図面から見てほぼ垂直に延在し集電器２
１の導電部２３と隣接する部分で末広がりになる分配路
ｆｔｍ定する。酸化剤は集電器２１０力ソード面に沿っ
てはぼ直線的に流動し。
大きな方向変換を伴わず障害物にも出合わない。
これらリブ１０９の導電部２３近傍の先端相互間には突
起１１２が配置される。前記分配路はまた集電器の導電
部２３の水平側面の全長に亘って配分されるため、カソ
ード面における酸化剤の分配が極めて良く行なわれる。
第８図から明らかなように、燃料供給０１０８は細長い
形状を有し、燃料流通用の溝又は凹部１０６は集電器２
４の中央導電ゾーン２６に近い方の前記開口１０８部分
の近傍に連通ずる。燃料分配リブは前記開口Ｈａｓから
集電器の導電部２６方向へ末広がりに広がる通路網を規
定する。
開口１０８の近傍に位置するリプ１０７は、集電器の導
電部２６の溝の近傍まで延在するより長いリブ１１０に
よって規定されるより多数の中間通路への供給を行なう
ための通路を規定する。１つの中間通路は集電器２４の
導電部２６の溝１０４の少なくとも１つに学科を供給す
る。
燃料分配通路をこのように延在させると、全てのエレメ
ントに共通の流通路内での気体の圧力降下を小さく抑え
ながら多数のエレメントからなる集合体を構成すること
ができる。
第９図から第１５図は第２図及び第３図のアセンブリ３
００種々の構成要素を示している・カソード３１は、四
辺形の中央開口３４１に有する絶縁プラスチック材料製
ＩＥａフレーム３２に固定される。同様にしてアノード
４１は、四辺形の中央開口４０を有するプラスチック材
料製第４フレーム４２に固定される。カソード及びアノ
ードを固定した第３フレーム及び第４フレームを相互に
固定すると、該フレーム相互間に電解室が規定される。
フレーム３２及び４２はフレームｚｚ及びｚ５と同一の
材料で形成すると有利である・フレーム３２の厚みは０
．２〜５ＪｌｌＩ、好ましくは０．５〜Ｌ５Ｕのオーダ
ーにし得る。フレーム４２の厚みはｏ、１〜５０、好ま
しくは０．３〜０．６鎮のオーダーにし得る。この具体
例では中央開口３４及び４゜は正方形である。
第９図及び９１２図はフレーム３２０面のうち、集電器
２１のカソード面と対峙する面７２及び前記電解室側に
位置する面５ｏｆｔ夫々示している。
フレーム３２の下方部３５及び上方部３６は燃料及び電
解質が電池内を流動できるようにするための開口を備え
る。符号３７は燃料流通口を表わす。
これら流通口は該具体例では細長い形状な有し且つ前記
開口１０８と合致する。電解質が電池内を流動し且つ電
解室に送られるようにするための開口３８Ａは開口８８
Ａ及び９８Ａと合致する。電解質が電解室から排出され
且つ電池内を流動するようにするための開口３８Ｂは開
口８８Ｂ及び９８Ｂと合致する。開口３９は例えば組立
て時及び／又は締付は部材の導入時における構成要素の
センタリングに使用し得、開口８９及び９９と合致する
。
第９図から明らかなように、中央開口３４を規定し且つ
カソード３１を支持するフレーム３２部分は、カソード
３１が該フレーム３２０面７２上にはみ出ないように凹
部７１を有する。
本発明では燃料供給網の気密性を確保すべく、各開口３
フｆｔフレーム３２０面７２上で２つのリプにより包囲
する。これらリプの拡大平面図１を第１０図に、断面図
′１を第ｔｔ図に示した。これらのリプ即ち７３及び７
４は互に平行であり、フレーム３２と共に成形され、従
って圧縮により変形し得る材料からなる。これらのリプ
は面７２に対して隆起し、３つの互に平行な溝７５，７
６．７７で包囲される。これらの溝はフレーム３２をフ
レーム２２に固定する時に、前記リプの材料の前記面７
２より隆起し【いる過剰分を受容するためのものである
。−例としてこれらリプの厚みは５０ミクロンのオーダ
ーである。第１１図の輪郭は単なる一具体例にすぎない
。図面を明確にし、リプの位置をより明日にすべく第１
０図では太い実線を部分的に使用した。
また、電解質供給網の気密性を確保すべ（開口３８Ａ及
び３８Ｂに対しても、開口３７に対応するリプ及び溝と
同種のリプ８３，８４及び周縁溝８５．８６．８７をフ
レーム３２０而７２上に具備する（開口ａｓｓｙ拡大図
で示す第１０図参照）。
第１２図及び＠１３図はフレーム４２の平面６５に当接
してこの平面と共に電解室を規定するフレーム３２０面
５０を示している（第３図参照）。
燃料供給網に関しては第１２図に示した釦（１面５０に
連通ずる全ての開口３７がフレーム３２０而７２上に具
備されるものと同一の周縁リブを有する。１！解質供給
網に関しては、電解質を開口３８Ａから中央口３４へ、
該中央口から開口３８Ｂへと移送せしめる手段が具備さ
れる。この手段は溝５１からなる（第１３図参照）。こ
れらの溝５１は中央開口３４ｆｔ挾んで互に対向するフ
レーム３２の下方部３５及び上方部３６に配置される電
解質用分配、供給及び調整チャンバ５２に連通し、且つ
リプ５４で規定された複数の互に平行な小通路を介して
電解室に接続される。リプ５４の頂部はフレーム３２０
面５０と同一の平面上にある。
溝５１は断面の小さい長い流路を構成するのが好ましい
。実際、電解質がエレメントと平行に供給されるよ５な
電池では、エレメント相互間に大きな分流抵抗を発生さ
せて対応エネルギ損失をできる限り小さく抑えるべく、
導入口、排出口及び電解質相互間に前記流路を伸長させ
且つ電解質の流れる断面蹟を小さくすることが肝要であ
る。断面が小さくて長さが長く、電解室より大きい一定
の圧力降下を有する通路を介して電解質な移送すると、
電解質流が電池の種々のエレメントの間で均等に配分さ
れるという効果も得られる。
この具体例では溝５１はＵ字形の流路を構成し、υの底
部が開口３８Ａ及び３８Ｂに対して電解室規定中央開口
３４の向こう偶に位置する。−例としてＵの各分岐部の
長さは電解室の高さに等しくてよ（、溝５１の幅は０．
５朋〜１０關であってよい。
溝５１の底と電解質用分配、供給及び調整チャンバ５２
の底とは、頂部がフレーム３２０面５０と同一の平面上
にあるような突起又はリプな有する。
これらは、主としてフレーム４２及び前記底部間の間隔
を維持し且つ流体供給を調整する手段である０例えば訪
具体例では溝５１内にその全長に沿ってリプ５６が具備
される。またチャンバ５２は。
互に平行に且つ電解質の流れに逆わないように配置され
た複数のリプ５７１に：有する。リプ５６及び５７の頂
部はフレーム３２の面５０と同一の平面上におかれる。
、本発明では更に電解室の気密性を得るために、面５θ
上に規定される回路ｍを開口３’ｌ’包囲するリプ及び
溝と同種のリプ及び溝（厚みも間隔も同じ）で完全に包
囲する。即ち、平行リプ１３及び１４と対応溝１５，１
６．１７とで電解質導入口３８Ａｆｔ包囲し、続いてＵ
形導入路の外側、電解室の隣接側縁及び下方縁、電解質
排出路のＵの２つの分岐の内側、開口３８Ｂ、電解質排
出路のＵの外側、電解室のもう一方の側縁及び上方縁。
導入路のＵの内側を通って導入口３８Ａに戻るまで完全
に包囲する。このようにして電解質供給網の気密性が他
の流体に対して、且つこの供給網の種々の部分の間で実
現される。そのため電解質がＵ形通路の１つの分岐から
隣接分岐へ、又は開口３８Ａから直接中央電解室へ流れ
ることはない。
フレーム４２に関しては前述の如く、電解室を閉鎖する
而６５が平面であり、該具体例ではリプ？！ｌ−１つも
備えない。この面６５は図示しなかったが、対向面６６
は第１４図及び第１５図に示した。
面６６は第５図に示されている集電器２４の面２７に当
接してγノード室を規定する。
符号６７は燃料流通口を示し、符号６８Ａ及び６８Ｂは
電解質の導入口及び排出口を示し、符号６９は開口３９
，８９．９９に対応する開口を示すＯ 中央開口４０を規定し且つアノード４１１に支持するフ
レーム４２部分はアノードがフレーム４２０面６６には
み出ないように凹部７０ｆｔ有する。
電解負供給網の気密性は本発明では開口３８Ａ及び３８
Ｂ周囲のリプと同じリプ９３及び９４によって開Ｃｌ６
８Ａ及び６８Ｂ周囲で確保する１１５図参照）。リプ９
３及び９４には溝９５゜９．６．９７が対応する・ 燃料室レベルの気密性は、中央室４０及び開口アセンブ
リ６７を包囲する２つの互に平行な多辺形リブ４３，４
４によって得られる。
要約すれば、ｖ！！具体例では下記の如き種々のリプな
使用する。
ｍ；解質供給網の場合： 電池内への電解質尋人路レベルではりプな第３フレーム
３２の面７２及び５０上で開口３０Ａの周りに具備し、
且つ第４フレーム４２０面６６上で開口６８人の周りに
具備する。電解質排出路、開口３８Ｂ及び６８Ｂについ
ても同様である。更にこれら通路の間でも、電解室を＃
Ｅ３フレーム３２の面５０上のリプで完全に包囲する。
一燃料供給網の場合： 第３フレーム３２の面７２及び５０上で燃料流通口３７
０周りにリプを具備し、第４フレーム４２０面６６上で
アノード室に多辺形リプを具備する。
４つのフレームを互に固定する時に、３つの二重りブな
電解質流通路の周りに重ね、且つ燃料流通口の周りには
２つの二重リプを多辺形二重リプと組合わせ℃具備した
。
この具体例では、集合した４つのフレームの平行性に関
する全体的欠陥が各リプの高さの合計によって補正され
るように３つのリプを蹟重して使用することにより気密
性の問題を解決した。但し変形例として、別タイプの基
本的集合配列又はより多数もしくは少数の積重リプを使
用してもよい。
尚、これらリプの厚みは補正すべき平行性欠陥に応じて
決定する。前記具体例では二Ｎ９ブの使用を提案したが
、単一溝に対応する＃溝と平行な一重リプも使用し得る
。
リプの輪郭はフレームの固定法（例えば溶着又は接着）
に応じて最適のものを選択し得る。−例として＠１６図
から第２０図に示した形状２１６〜２２０を用いるとよ
い。
前記具体例の手段はいずれも、本発明の範Ｖ５を逸脱す
ることなく別の等価手段に代えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電池の簡略斜視図、第２図は第１図の
電池のエレメントの分解斜視図、第３図はｖＸｚ図のエ
レメントの電解室の分解斜視図。 第４図は第２図のエレメントに属する双甑集電器のカソ
ード面の正面図、第５図は第２図のエレメントに属する
双啄集電器の７ノ一ド面の正面図。 第６図はｗｃ４図の線Ｗ−Ｗに沿う拡大断面図、第７図
は第４図の部分■の拡大斜視図、第８図は第５図の部分
■の拡大斜視図、第９図は第２図のエレメントに凧する
カソードを支持する第３フレームの一方の面の正面図、
第１０図は第９図の部分Ｘの拡大正面図、第１１図は第
１０図の線ｘ−ｘに沿う拡大断面図、第１２図は第９図
に示した面と対向する第３フレームの面の正面図、第１
３図は第１２図に示した第３フレームの面の下方部ｘ■
の拡大正面図、第１４図は第２図のエレメントに属する
アノードを支持する第４フレームの面の正面図、第１５
図は第１４図の部分ＸＶの拡大正面図、第１６図から９
２０図は第１１図に示したリプの種々の変形例を示す断
面図である。 １・・・電池、　　　　　　４，５・・・端子。 ８・・・儂料導入口、　　９・・・燃料排出口。 １０５−・・酸化剤導入口、 ２０・・・エレメント、　　２１．２４−・・集電器、
２２．２６・・・集電Ｗフレーム。 ２３．２６．２９・・・中央導電ゾーン、３１・・・カ
ソード、　　　４１・・・アノード、３２．４２・・・
電極フレーム、 ６．３８Ａ、６８Ａ、８８Ａ、（ＩＡ・・・電解質導入
口。 ７．３８Ｂ、６８Ｂ、８８Ｂ、９８Ｂ・・・電解質排出
口。 ３．７，６７．１０８・・・燃料流通口、１０３・・・
フルーティング、 １０９・・・瞳１し別分配リブ、 １１０・・・燃料分配リプ、 １３．１４，４３，４４．７３，７４，８３，８４゜９
３．９４・・・密封リブ。 ＦＩＧ、１

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）互に電気的に接触するように並置され且つ所定の
    基本配列に従って固定される複数の同一エレメントから
    なる燃料電池であって、全てのエレメントに共通の３種
    の供給回路即ち、 −主として共通導入路及び共通排出路からなり、外部供
    給源から電解質を供給する回路、 −主として少なくとも１つの燃料導入路と、未消費燃料
    及び不活性ガスを電池の外へ排出せしめる少なくとも１
    つの排出路とからなり、外部供給源から燃料を供給する
    回路、−電池の下方面及び上方面に位置する複数の酸化
    剤導入口及び排出口で主に構成される酸化剤供給回路、 を備え、各エレメントが −好ましくは扁平で面が互に平行であるような形状を有
    し、各々の特異的触媒を含むカソード及びアノードを夫
    々構成する第１及び第２多孔質電極と、 −前記両電極間の間隙を埋める電解質と、 −第１及び第２水密性双極集電器 とを含み、これら集電器が各面にフルーティングを備え
    た中央導電ゾーンを包囲するプラスチック材料製の第１
    及び第２フレームを夫々有し、第１集電器がそのカソー
    ド面の最上部を介して前記カソードの外側表面と電気的
    に接触すると共にアノード面を介して隣接エレメントの
    アノードの外側表面と電気的に接触し、第２集電器がそ
    のアノード面の最上部を介して前記アノードの外側表面
    と電気的に接触すると共にカソード面を介してもう一方
    の隣接エレメントのカソードと電気的に接触し、前記気
    体酸化剤が前記カソードと第１集電器のカソード面との
    間を流れ、前記気体燃料が前記アノードと第２集電器の
    アノード面との間を流れ、前記第１及び第２フレームが
    電池内での前記電解質及び前記燃料の流通を可能にする
    ための開口を有し、これら開口が互に並置されて前記共
    通導入路及び共通排出路を構成することになり、前記第
    １電極が四辺形中央開口をもつプラスチック材料製第３
    フレームに固定され、第３フレームの下方部及び上方部
    に燃料及び電解質が電池内を移動できるようにするため
    の開口が設けられ、これら開口が集電器フレームに設け
    られた開口に対応し、第３フレームの面の１つには電解
    質を前記導入路から前記両電極間に位置する電解室まで
    移送し、更にこの電解室から前記排出路まで移送するた
    めの手段が具備され、この手段が前記中央開口の互に対
    向する２つの側縁に沿って第３フレームの下方部及び上
    方部に配置される電解質分配、供給及び調整チャンバを
    構成する凹部に連通すると共にリブによって規定された
    複数の互に平行な小通路を介して電解室にも接続される
    複数の溝からなり、前記第２電極が第２集電器と対向す
    る第４フレームの面に固定され、この第４フレームがプ
    ラスチック材料製であって電１電極を支持する第３フレ
    ームと同一の形状を有すると共に第３フレームに設けら
    れる開口に対応する燃料及び電解質流通口を備え、前記
    溝と電解質分配、供給及び調整チャンバとを有する第３
    フレームの面に第４フレームの一方の平面が当接し、所
    定の基本配列に従ってフレームを相互固定することによ
    り前記エレメントが繰返し積重されると共に前記燃料供
    給網、酸化剤供給網及び電解質供給網が規定され、少な
    くとも燃料供給網及び電解質供給網が前記基本配列を構
    成するフレームのうち１つのフレームの少なくとも一方
    の面上でこれら供給網をその輪郭に沿って完全に包囲す
    るリブを少なくとも１つ備え、このリブが応力下で変形
    し得る材料からなり、前記面に対して隆起し、この隆起
    の高さが前記配列のフレーム全てに関する平面性欠陥及
    び平行性欠陥を補正し得るような高さであり、前記固定
    時にこのリブの材料の過剰分を受容するための溝が該リ
    ブと平行に隣接して設けられることを特徴とする電池。
  2. （２）前記供給網の各々の周囲に２つのリブが対応溝と
    共に具備されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の電池。
  3. （３）前記リブとその対応溝とがフレームの同一面上に
    配置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
    第２項に記載の電池。
  4. （４）電解質供給網の場合は前記リブが前記第３及び第
    ４フレームの間に位置し、電解質導入口と、分配及び調
    整チャンバと、電解室と、電解質排出口とを包囲するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のいず
    れかに記載の電池。
  5. （５）前記リブが前記溝と前記電解質供給網規定凹部と
    を備える第３フレームの面に配置されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第４項に記載の電池。
  6. （６）少なくとも前記第１及び／又は第２及び／又は第
    ４フレームの一方の面上で及び／又は前記第３フレーム
    の他方の面上で、電解質導入口及び排出口の周りに更に
    別のリブが具備されることを特徴とする特許請求の範囲
    第４項又は第５項のいずれかに記載の電池。
  7. （７）気体燃料供給網の場合は、前記第２集電器と前記
    第２電極との間に位置する気体室を１つのリブが完全に
    包囲し、前記フレームの対応し合う開口の並置によって
    規定された燃料導入路及び排出路の各々の周りにも少な
    くとも１つのリブが具備されることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の電池。
  8. （８）燃料供給網を完全に包囲する前記リブが前記第２
    フレームと対向する前記第４フレームの面に配置される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の電池。
  9. （９）燃料導入路及び排出路の周りに具備される前記リ
    ブが前記第１フレーム及び／又は第３フレーム及び／又
    は第４フレームの少なくとも一方の面に配置されること
    を特徴とする特許請求の範囲第７項又は第８項に記載の
    電池。
  10. （１０）前記諸フレームの材料がポリプロピレン、ポリ
    エチレン、塩化ポリビニル、アクリルニトリル−ブタジ
    エン−スチレン、ポリスルホン、ポリスチレン等の如き
    合成絶縁材の中から選択されることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第９項のいずれかに記載の電池。
  11. （１１）前記リブが前記諸フレームと同一の材料からな
    り、これらフレームと共に鋳造されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１０項に記載の電池。
  12. （１２）前記リブが対応フレーム上に後から取付けられ
    、その材料が天然ゴム、合成ゴム及び熱溶融性接着剤の
    中から選択されることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ０項に記載の電池。
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