JPS6333478Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はマニホールドを通じてセルスタツク
へ燃料ないしは空気の反応ガスを送り込むように
した燃料電池における前記マニホールドのシール
部材の改良に関する。

まずこの種の燃料電池の構成の一般例を第１図
および第２図により述べる。図において１は単セ
ルを多数積層してなる周知のセルスタツク、２な
いし５はそれぞれセルスタツク１の周側に当てが
つて配置された空気入口マニホールド、空気出口
マニホールド、燃料入口マニホールド、および燃
料出口マニホールドであり、各マニホールド２〜
５はそのフランジ面に取付けたシール用のガスケ
ツト６でセルスタツク１との間のシールを行つて
いる。一方、図示のセルスタツク１は燃料電極、
例えばりん酸電解質が含浸されたマトリツクス、
および空気電極からなる単電池１１と、互に直交
する燃料、空気の反応ガス通路を備えたバイポー
ラプレート１２とを組合わせてなる単セルを多数
積層して構成されている。そしてマニホールド２
を通じてセルスタツク１に送り込まれた空気はバ
イポーラプレート１２の空気通路１３を通じて空
気電極に供給され、更にマニホールド３を通じて
排気される。これに対し燃料はマニホールド２，
３と直交位置するマニホールド４を通じてセルス
タツク１に送り込まれ、バイポーラプレート１２
の燃料通路１４を経て燃料電極に供給され、燃料
排気ガスはマニホールド５を経て流出する。また
バイポーラプレートの代りに反応ガス通路溝付き
の多孔質電極基板を用い、この電極基板に電極層
を塗布形成してなる空気電極および燃料電極とマ
トリツクスとで単セルを構成し、この単セルをガ
ス分離用のセパレート板を介して多数積層してセ
ルスタツク１を構成するタイプのものも知られて
いる。このタイプでは燃料および空気が多孔質電
極基板の基質内をガス拡散してそれぞれ空気およ
び燃料電極層に供給される点を除き、外部からマ
ニホールドを通じて反応ガスをセルスタツク１へ
供給する方式は第１図、第２図に示したものとま
つたく同様である。また反応ガスのうち、燃料だ
けをマニホールドを通じて供給し、空気はセルス
タツク全体を収容したケース内で供給を行う場合
もある。

この考案は上記のようにマニホールドを通じて
反応ガスをセルスタツク１へ送り込む燃料電池に
おける、セルスタツクとマニホールドのフランジ
との間のシールを行うシール部材に関するもので
あり、かかる燃料電池用のシール装置は、燃料電
池の作動温度に耐える耐熱性と、電解質による腐
食を受けない耐食性と、加えて電池の運転、停止
に伴う構成部品の膨張、収縮に追随できるだけの
耐温度サイクルを満足しつつ十分なシール然能が
維持できることが要求される。

かかる点、従来では耐熱、耐食性の面から、シ
ールガスケツト６としてフツ素ゴムを素材とした
平形パツキンあるいはＯリング等が広く採用され
ている。このシール材料はそれ自身十分な耐熱、
耐食性能を備えてはいるが、一方ではセルスタツ
ク１が単セルを積層した構造であることから、第
３図に示すように、個々の単セルの寸法のばらつ
き、および組立精度の限界が原因となつてセルス
タツク１の周側面は平坦な壁面とならずに多少な
りとも不揃いの凹凸面を呈することが避けられな
い。このためにセルスタツク１の周側面の不揃い
が大きいし、前記のフツ素ゴムで作られたシール
ガスケツト６はこの凹凸壁面に十分に対応でき
ず、局所的にシールが不完全となる欠点があつ
た。

この考案は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的はセルスタツクの周側面に不揃の
凹凸面があつても、これを吸収して確実にシール
することができ、しかも温度サイクルにも十分追
随できる性能の優れた燃料電池のマニホールド用
のシール装置を提供することにある。

以下この考案を図示実施例に基づき詳述する。

第４図において、マニホールド２〜５のフラン
ジ面に装着されたシール用ガスケツト６は、耐
熱、耐食性を有し、しかも加圧により容易に塑性
変形するガス不透過性材である未焼成のポリ四弗
化エチレン製シート（未焼成のフツ素樹脂シー
ト）６１と、同じく耐熱、耐食性を有し、しかも
弾性に富むガス不透過性の弾性材シートであるフ
ツ素ゴム製シート６２とを重ね合せて構成され、
かつ可塑性材シートである未焼成のフツ素樹脂シ
ート６１をセルスタツク１に向けてマニホールド
のフランジ面に装着されている。そして矢印Ａの
ようにマニホールドとともにセルスタツク１へ押
付けられて、セルスタツク１の周側面とマニホー
ルド２〜５のフランジとの間に加圧挾持される。
この結果、第５図のように可塑性材シート６１は
セルスタツク１の凹凸面を完全に埋めるように容
易に伸展変形し、更に弾性材シート６２の弾性応
力によつてセルスタツクの壁面に圧着される。し
たがつてセルスタツク１とマニホールド２〜５の
フランジ面との間は隙間を残すことなく確実にシ
ールされる。しかも電池の運転、停止に伴つて電
池構成部品の熱的な膨張、収縮が生じても、弾性
材シート６２がオーバートラベル機能を発揮する
ので、常に可塑変形されたシート６１をセルスタ
ツク側のシーール面に圧着保持して高いシール性
能を維持できる。

なお上記においてガスケツト６を押圧する力が
過大になると、可塑性シート６１が必要以上に自
由に伸展してしまいガスケツト６はシール機能を
喪失する恐れがある。この問題は、第６図に示す
ようにマニホールド２〜５のフランジ７とセルス
タツク１との間に、ガスケツト６の締付け代を所
定値以内に規制するためのストツパの役目をする
スペーサ８を介挿しておくことにより解決でき
る。この場合に、マニホールド２〜５は一般に金
属製であり、かつアースされているので、このマ
ニホールドが電位をもつたセルスタツク１に接触
するのを防ぐように、前記のスペーサ８は電気的
な絶縁物で作られている。

以上述べたように、この考案はセルスタツクの
周側面とマニホールドのフランジとの間に介在挾
持されて両者間のシールを行うガスケツトを、そ
れぞれ耐熱、耐食、ガス不透過性を有する可塑性
材シートである未焼成のフツ素樹脂シートと弾性
材シートとを重ね合わせた複合材料のシートとし
て構成したものであり、したがつてセルスタツク
の周側面が不揃いで凹凸面を呈している場合に
も、この凹凸面を良好に吸収して確実なシールを
行い、しかもセルスタツクの運転、停止による温
度サイクルにも十分追随して対応できる優れたシ
ール性能を得ることができ、その実益は極めて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料電池の分解斜視図、第２図は第１
図の組立状態を示す平面図、第３図は第２図にお
ける要部の側面図、第４図はこの考案の実施例の
構成を示すマニホールド組立前の側面図、第５図
は第４図の組立後の状態を示す側面図、第６図は
他の実施例によるシール装置の横断面拡大図であ
る。 １……セルスタツク、２〜５……マニホール
ド、６……シールガスケツト、６１……可塑性材
シート、６２……弾性材シート、７……マニホー
ルドフランジ、８……スペーサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 単セルを積層してなるセルスタツクと、フラ
   ンジを有し前記セルスタツクの周側面に設けら
   れる反応ガス供給用マニホールドと、シール部
   材とを備え、前記セルスタツクと前記フランジ
   とが前記シール部材を介して締付けられてなる
   燃料電池において、前記シール部材が、前記セ
   ルスタツク側に配設される未焼成のフツ素樹脂
   シートと、耐熱、耐食およびガス不透過性を有
   し前記フランジ側に配設される弾性材シートと
   からなることを特徴とする燃料電池。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の燃料電
   池において、セルスタツクとフランジとのシー
   ル部材を介した締付けは、シール部材と並設さ
   れてシール部材の締付け代を規制する電気的な
   絶縁物製のスペーサーを介してなされることを
   特徴とする燃料電池。