JPS62271363A - 燃料電池のマニホルド取付け構造 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料電池のマニホルド取付は構造に関するもの
である。

〔従来技術〕

一般に燃料電池は、陽極板と陰極板の間にリン酸等の電
解液を含浸した電解質マトリックスを挟んで電池セルを
構成し、この電池セルを複数層に積層すると共に、この
積層体の四つの側面にそれぞれマニホルドを取り付け、
互いに対向する一方の組のマニホルドから水素を陰極板
側に対し給排すると共に、これと直交する関係の他方の
組のマニホルドから空気（酸素）を陽極板側に対し給排
して水素と酸素とを反応させ、水と電気エネルギを発生
させる発電機構になっている。

このような燃料電池の比較的小型で可鍛型にしたもので
は、上記積層体の締め付けは、両端に配置した端板の両
外側から締付具により締付けるようになっている。また
、積層体側面に対するマニホルドの取り付けには、上下
両端はそれぞれ上記端板の側面にボルト止めされるが、
中間部はバンドを外周に巻き付けることによって固定さ
れていた。しかし、このようなハンドの締め付けによる
ものでは、十分な締付は力を得ることはできず、マニホ
ルドの中間部が浮き上がって水素や空気などのガスシー
ルを不十分にし、そのため発電効率を低下させてしまう
欠点があった。

このようなシール性の問題を解決するには、マニホルド
の肉厚を大きくして剛性を上げればよいが、肉厚を大き
くすると重量増加を招くことになり、特に小型で可搬型
の燃料電池では好ましいことではなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、マニホルドの肉厚を大きくすることな
く積層体側面に対し確実に取り付けを可能にし、それに
よって確実なシール性を得ることができる燃料電池のマ
ニホルド取付は構造を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、複数の電池セルを数個所
に冷却板を介在させて積層し、この積層体の両端に端板
を配置すると共に、側面に燃料ガスを給排するマニホル
ドと空気を給排するマニホルドとをそれぞれ取り付けた
燃料電池において、前記冷却板を金属製にし、この金属
製の冷却板の側面に前記各マニホルドの中間部を固定し
、両端部をそれぞれ前記端板の側面に同定したことを特
徴とするものである。

〔実施例〕

第２図において、１は電池セルであり、陽極板２と陰極
板３との間に、リン酸等の電解液を含浸した板状の電解
質マトリックス４を挾むことにより構成されている。こ
のような電池セル１はセパレータ５を介して多段に積層
されて積層体１０を構成し、この積層体１００両端にそ
れぞれ集電板６．６を配置し、さらにポリテトラフルオ
ロエチレン、弗素系ゴム等の高分子材料からなる絶縁板
７，７を介してアルミニラｌ、合金製等の端板８．８を
当て、その状態で第１図に示すような締付板１１と締付
ロッド１２によって一体に固定されるようになっている
。上記集電板６には電気を取り出すための集電端子６ａ
が設けられ、この集電端子６ａは、上述のように締付固
定されるとき、絶縁板７および端板８に設シナた孔’、
ａ、３ａを貫通して外側に突出するようになっている。

上記積層体１０中のセパレータ５は、陽極板２に対面す
る側に多数の案内溝５ａ、−〜−−−−−５ａを有し、
また陰極板３に対面する側には多数の案内溝５ｂ、・−
・−・・５ｂを有し、これら案内ａ５ａと５ｂとは互い
に交差する関係になっている。

ただし、このうち最外側に配置したセパレータは、片面
だけに案内溝５ａまたは５ｂを有している。また、積層
体１０の数個所に配置したセパレータは、中間部にアル
ミニウム合金等の金１属製の冷却板９を介在させ、その
冷却板９に設けた冷却通路６に水、空気等の冷却流体を
流すようになっている。

案内溝５ａ、５ｂのうち、陽極板２側に対面する案内溝
５ａには空気（酸素）が通過し、また陰極板３に対面す
る案内溝５ｂには水素が通過するようになっている。そ
れぞれに供給されたガスは電解質マトリックス４の電解
液によって分解され、酸素は陽極板２から電子をとりだ
して酸素イオンになり、また水素は陰極板３に電子を放
出して水素イオンになり、この両イオンが結合して水に
なる反応を行い、水と電気工ふルギとを発生するように
なっている。

上述のように端板８，８に挟まれて締付固定された積層
体１０の四つの側面には、第１図に示すようにそれぞれ
テトラフルオロエチレン等の高分子材料からなるガスケ
ット１３を介し、互いに対向する一方の組の面にはアル
ミニウム合金製等のマニホルド１４．１４が、またこれ
と直交する関係の他方の組の面には同じくアルミニウム
合金製等のマニホルド１４“、１４゛がそれぞれ取り付
けられている。このうちマニホルド１４．１４には空気
（酸素）が給排され、またマニホルド１４’、１４’　
には水素が給排されるようになっている。

マニホルド１４，１４°の取り付けに：′：、その上下
両端部が積層体１０の両端に設けた端板８．８の側面に
、その側面のねし孔３ｂ、・・・・−・、８ｂにボルト
１５を螺合させることにより固定され、また中間部が積
層体１０の中間部に介在させた冷却板９．・−・−・、
９の側面に、その側面のねし孔９ｂ、・−・−−−、９
ｂにボルト１５を螺合させることによって固定されてい
る。この場合、少なくともねじ孔８ｂを設けた端板８の
側面やねじ孔９ｂを設けた冷却板９の側面には、ポリテ
トラフルオロエチレン等の耐蝕性樹脂をコーティングす
るとか、あるいは端板８や冷却板９がアルミニウム合金
製の場合にはα型転移させた耐蝕性の皮膜を形成させて
おくことが望ましい。

さて、上述した燃料電池では、マニホルド１４．１４°
の上下両端部がそれぞれ積層体１０の両端の端板８，８
の側面にボルト締めされており、この部分は従来と同じ
構造になっている。

しかし、マニホルド１４，１４°の中間部が、さらに積
層体１０中に介在する冷却板９の側面に対しボルト締め
されおり、新しい構造になっている。すなわち、従来の
燃料電池では、上記積層体中の冷却板が黒鉛によって製
作されているため、ねじ孔をたてることは困難であり、
そのため冷却板の側面に対するマニホルドの固定は不可
能であったが、この発明では冷却板９を金属製にしたた
め、ねじ孔９ａの加工を可能にし、かつそれによってマ
ニホルド１４．１４’の中間部を浮き上がりを生じない
ように確実に固定できるようにしている。

したがって、この発明によればマニホルド１４．１４°
の肉厚を大きくしなくても、ガスシール性を阻害するよ
うな中間部の浮き上がりはなく、完全なものにすること
ができる。また、これによって軽量化を可能にし、可搬
性の燃料電池に有利にすることができる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明は、電池セル積層体の数個所に介
在させた冷却板を金属製にし、この金属製の冷却板の側
面にマニホルドの中間部を固定する構成にしたため、マ
ニホルドの肉厚を大きくしなくても中間部の浮き上がり
を生ずることな（確実に取り付けることができ、確実な
シール性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる燃料電池を、マニホル
ドの一部を離脱した状態で示す斜視図、第２図は同燃料
電池の電池セル積層体を締付固定する前の分解状態で示
す斜視図である。 １・・・電池セル、　８・・・端板、　９〜・・冷却板
、３ｂ、９ｂ・−ねじ孔、　１０・・・積層体、　１３
・・・ガスケット、　　１４．１４’　・・・マニホル
ド、１５・−ボルト。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の電池セルを数個所に冷却板を介在させて積
   層し、この積層体の両端に端板を配置すると共に、側面
   に燃料ガスを給排するマニホルドと空気を給排するマニ
   ホルドとをそれぞれ取り付けた燃料電池において、前記
   冷却板を金属製にし、この金属製の冷却板の側面に前記
   各マニホルドの中間部を固定し、両端部をそれぞれ前記
   端板の側面に固定したことを特徴とする燃料電池のマニ
   ホルド取付け構造。
2. （２）冷却板の少なくとも側面が耐蝕性の皮膜で覆われ
   ている特許請求の範囲第１項記載の燃料電池のマニホル
   ド取付け構造。