KR20170139164A - 연료 전지 스택 - Google Patents

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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 단셀 C를 적층하여 일체화한 복수의 셀 모듈 M과, 셀 모듈 M끼리의 사이에 개재 장착되는 시일 플레이트 P와, 셀 모듈 M 및 시일 플레이트 P를 적층 방향으로 관통하여 반응용 가스를 유통시키는 매니폴드 M3을 구비하고, 시일 플레이트 P가, 셀 모듈 M과의 사이에서 매니폴드 M3의 주위를 시일하는 시일 부재 S4를 구비함과 함께, 시일 부재 S4가, 매니폴드 M3측으로 연장 돌출하여 매니폴드 M3의 내주면과 동일 평면형을 이루는 단면 F4를 갖는 연장부 E를 구비하고 있는 연료 전지 스택 FS라 하고, 반응용 가스의 유통성의 저하와 제조 비용의 증가를 초래하지 않고, 매니폴드 M3을 통하여 생성수를 양호하게 배출한다.

Description

연료 전지 스택
본 발명은 고체 고분자형 연료 전지와 같은 연료 전지의 개량에 관한 것이며, 특히, 복수의 단셀을 적층하여, 그의 적층 방향으로 관통한 반응용 가스 유통용 매니폴드를 구비한 구조를 갖는 연료 전지 스택에 관한 것이다.
종래에 있어서, 상기한 바와 같은 연료 전지 스택으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에 기재된 연료 전지 스택은, 전해질ㆍ전극 구조체와 금속 세퍼레이터를 수평 방향을 따라서 교대로 적층함과 함께, 적층 방향으로 관통하여 냉각 매체 또는 반응 가스의 어느 것의 유체를 흐르게 하는 유체 연통 구멍(매니폴드)을 형성하고 있다. 그리고, 연료 전지 스택은, 금속 세퍼레이터에, 동 금속 세퍼레이터의 면 및 유체 연통 구멍의 내벽을 덮어서 절연 부재를 설치하고, 이 절연 부재에 의해 냉각 매체 또는 반응 가스의 어느 것의 유체의 시일성을 확보한 구성이다.
일본 특허 제4551746호 공보
그런데, 상기한 바와 같은 연료 전지 스택은, 발전에 따라 물이 생성됨으로써, 적층 방향으로 형성된 유체 연통 구멍 중의 배출용 유체 연통 구멍(매니폴드)이, 생성수의 배출 경로로서도 사용된다.
한편, 이러한 종류의 연료 전지 스택은, 다수매의 단셀을 적층하면 단셀끼리 사이에 어긋남이 생기기 쉬우므로, 소정 매수의 단셀을 적층하여 일체화함으로써 복수의 셀 모듈을 구성하고, 이 셀 모듈과, 셀 모듈간의 시일성을 유지하기 위한 시일 플레이트를 교대로 적층한 구조로 함으로써, 적층 상태의 유지나 단셀의 교환성을 도모하는 일이 행해지고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 셀 모듈과 시일 플레이트를 적층한 연료 전지 스택은, 특히, 시일 플레이트의 개재 부분에 있어서, 매니폴드의 내주면에 요철이 생겨, 매니폴드의 내부에 생성수가 체류하기 쉽다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하는 것이 과제였다.
또한, 매니폴드에 있어서의 생성수의 체류를 방지하기 위해서는, 예를 들어 매니폴드의 내주면 전체를 절연 부재로 피복하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우에는, 제조 비용이 늘어나는 것 외에도, 온도나 절연 부재의 압축 조건 등에 의해 유로 면적이 변화하고, 유로의 압력 손실이나 각 단셀에의 유체의 분배에 악영향을 줄 우려가 있다.
본 발명은 상기 종래의 상황의 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 셀 모듈과 시일 플레이트를 구비함과 함께, 적층 방향으로 반응용 가스 유통용 매니폴드를 갖는 연료 전지 스택이며, 반응용 가스의 유통성의 저하와 제조 비용의 증가를 초래하지 않고, 매니폴드를 통해 생성수를 양호하게 배출할 수 있는 연료 전지 스택을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관한 연료 전지 스택은, 복수의 단셀을 적층하여 일체화한 복수의 셀 모듈과, 셀 모듈끼리의 사이에 개재 장착되는 시일 플레이트와, 셀 모듈 및 시일 플레이트를 적층 방향으로 관통하여 반응용 가스를 유통시키는 매니폴드를 구비하고 있다. 그리고, 연료 전지 스택은, 시일 플레이트가, 셀 모듈과의 사이에서 매니폴드의 주위를 시일하는 시일 부재를 구비함과 함께, 시일 부재가, 매니폴드측으로 연장 돌출하여 매니폴드의 내주면과 동일 평면형을 이루는 단부면을 갖는 연장부를 구비하고 있는 구성으로 하고 있어서, 상기 구성을 가지고 종래의 과제를 해결하기 위한 수단으로 하고 있다.
본 발명에 관한 연료 전지 스택은, 셀 모듈과 시일 플레이트를 구비함과 함께, 적층 방향으로 반응용 가스 유통용 매니폴드를 갖는 연료 전지 스택에 있어서, 특히, 시일 플레이트의 개재 부분에 있어서의 매니폴드의 내주면의 요철이 해소되고, 반응용 가스의 유통성의 저하와 제조 비용의 증가를 초래하지 않고, 매니폴드를 통해 생성수를 양호하게 배출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 연료 전지 스택의 제1 실시 형태를 설명하는 사시도(A), 및 분해 상태의 사시도(B).
도 2는 도 1에 나타내는 연료 전지 스택을 구성하는 단셀 및 시일 플레이트를 설명하는 분해 상태의 평면도(A), 및 단셀의 평면도(B).
도 3은 시일 플레이트의 단부를 나타내는 평면도.
도 4은 도 3 중의 X-X선에 기초하는 연료 전지 스택의 주요부의 사시 단면도(A), 및 매니폴드 부분의 확대 단면도(B).
도 5는 본 발명에 관한 연료 전지 스택의 제2 실시 형태를 설명하는 주요부의 사시 단면도(A), 및 매니폴드 부분의 확대 단면도(B).
<제1 실시 형태>
도 1 내지 도 4는, 본 발명에 관한 연료 전지 스택의 제1 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 1에 나타내는 연료 전지 스택 FS는, 복수의 단셀 C를 적층하여 일체화한 복수의 셀 모듈 M과, 셀 모듈 M간에 개재 장착되는 시일 플레이트 P를 구비하고 있다. 도 1에는, 2개의 셀 모듈 M과, 하나의 시일 플레이트 P를 나타내고 있지만, 실제로는, 그 이상의 수의 셀 모듈 M 및 시일 플레이트 P를 적층한다.
도시된 연료 전지 스택 FS는, 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 셀 모듈 M 및 시일 플레이트 P를 포함하는 적층체에 대해, 적층 방향의 일단부(도면 중에서 우측 단부)에, 집전판이나 스페이서를 통해 엔드 플레이트(56A)가 설치되어 있음과 함께, 타단부에, 동일하게 집전판이나 스페이서를 통해 엔드 플레이트(56B)가 설치되어 있다. 또한, 연료 전지 스택 FS는, 적층체에 대해, 단셀 C의 긴 변측이 되는 양면(도면 중에서 상하면)에, 체결판(57A, 57B)이 설치되어 있음과 함께, 짧은 변측이 되는 양면에, 보강판(58A, 58B)이 설치되어 있다.
그리고, 연료 전지 스택 FS는, 각 체결판(57A, 57B) 및 보강판(58A, 58B)을 볼트 B에 의해 양 엔드 플레이트(56A, 56B)에 연결한다. 이와 같이 하여, 연료 전지 스택 FS는, 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같은 케이스 일체형 구조가 되고, 적층체를 그 적층 방향으로 구속통 구멍각각의 단셀 C 및 시일 플레이트 P에 소정의 접촉 면압을 가해, 가스 시일성이나 도전성 등을 양호하게 유지한다.
단셀 C는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 주위에 프레임(51)을 갖는 막전극 접합체(1)와, 프레임(51) 및 막전극 접합체(1)를 끼움 지지하는 1쌍의 세퍼레이터(2A, 2B)를 구비하고, 프레임(51) 및 막전극 접합체(1)와 각각의 세퍼레이터(2A, 2B) 사이에, 애노드 및 캐소드의 가스 유로를 각각 형성한다.
막전극 접합체(1)는, 일반적으로, MEA(Membrane Electrode Assembly)라 불리는 것으로서, 상세한 도시를 생략했지만, 고체 고분자를 포함하는 전해질층을 캐소드 전극층과 애노드 전극층으로 끼움 지지한 주지의 구조를 갖는 것이다.
프레임(51)은, 수지 성형(예를 들어 사출 성형)에 의해 막전극 접합체(1)와 일체화되어 있고, 이 실시 형태에서는, 막전극 접합체(1)를 중앙으로 하여 직사각형을 이루고 있다. 또한, 프레임(51)은, 짧은 변 양측에, 각각 3개씩의 반응용 가스 유통용 유통 구멍 H1 내지 H3, H4 내지 H6이 배열되어 있다.
각 세퍼레이터(2A, 2B)는, 프레임(51)과 거의 동등한 종횡 치수를 갖는 직사각 형상의 금속제 판부재이며, 예를 들어 스테인리스제이며, 프레스 가공에 의해 적당한 표리 반전 형상으로 성형되어 있다. 도시된 예의 세퍼레이터(2A, 2B)는, 적어도 막전극 접합체(1)에 대응하는 중앙 부분이 단면 요철 형상으로 형성되어 있다.
양 세퍼레이터(2A, 2B)는, 단면 요철 형상을 긴 변 방향으로 연속적으로 가지고 있어, 막전극 접합체(1)에 파형 볼록부를 접촉시킴과 함께, 파형 오목부에 의해, 막전극 접합체(1) 사이에 애노드 및 캐소드의 가스 유로를 형성한다. 또한, 각 세퍼레이터(2A, 2B)는, 짧은 변 양측에, 프레임(51)의 각 유통 구멍 H1 내지 H6과 동등한 유통 구멍 H1 내지 H6이 형성되어 있다.
상기 프레임(51) 및 막전극 접합체(1)와 양 세퍼레이터(2A, 2B)는, 중첩하여 단셀 C를 형성하고, 이 단셀 C를 소정 매수 적층하여 상술한 셀 모듈 M을 구성한다. 이 때, 셀 모듈 M은, 각 단셀 C에 있어서, 프레임(51) 및 각 세퍼레이터(2A, 2B)의 유통 구멍 H1 내지 H6끼리가 서로 연속된다. 또한, 단셀 C끼리의 사이에는, 후술하는 시일 부재를 설치하여 냉각용 액체의 유로를 형성한다.
시일 플레이트 P는, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 도전성의 1매의 금속판을 성형한 것이며, 단셀 C와 거의 동일한 종횡 치수를 갖는 직사각형 형상으로 형성되어 있어서, 인접하는 셀 모듈 M의 사이에, 후기하는 시일 부재를 설치하여 냉각용 액체의 유로를 형성한다. 또한, 시일 플레이트 P는, 짧은 변 양측에, 단셀 C와 마찬가지의 유통 구멍 H1 내지 H3, H4 내지 H6이 형성되어 있다.
상기의 단셀 C 및 시일 플레이트 P는, 서로 적층된 상태에 있어서, 각각의 유통 구멍 H1 내지 H6이 서로 연통하고, 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 적층 방향으로 연속된 매니폴드 M1 내지 M6을 형성한다. 일례로서, 도면 중 좌측인 일단부측의 매니폴드 M1 내지 M3은, 위에서부터 순차적으로, 캐소드 가스 공급용(M1), 냉각용 유체 공급용(M2) 및 애노드 가스 배출용(M3)이다.
또한, 동일 단셀 C에 있어서, 도면 중 우측인 타단부측의 매니폴드 M4 내지 M6은, 위에서부터 순차적으로, 애노드 가스 공급용(M4), 냉각용 유체 배출용(M5) 및 캐소드 가스 공급용(M6)이다. 또한, 애노드 가스는, 수소 함유 가스이다. 캐소드 가스는, 산소 함유 가스이며, 예를 들어 공기이다. 냉각용 유체는, 예를 들어 물이다.
막전극 접합체(1)의 프레임과 각 세퍼레이터(2A, 2B)의 에지부끼리의 사이나, 각각의 유통 구멍 H1 내지 H6의 주위에는, 시일 부재 S1, S2가 설치되어 있다. 이 시일 부재 S1, S2에는, 부재끼리의 접합 후에 시일성을 발휘하는 접착제를 사용할 수 있다. 유통 구멍 H1 내지 H6의 주위 시일 부재 S2는, 각 층간에 따른 유체를 유통시키기 위해, 도 2에 나타낸 바와 같이 해당하는 개소에 배치하지 않고, 혹은 일부에 개구부(불연속부)를 갖는 시일 부재(S2)를 배치한다.
시일 플레이트 P는, 그의 에지부 및 유통 구멍 H1 내지 H6의 주위에, 인접하는 셀 모듈 M과의 사이를 밀봉하는 시일 부재 S3, S4를 구비하고 있다. 시일 플레이트 P는, 상술한 바와 같이, 셀 모듈 M과의 사이에 냉각용 유체의 유로를 형성하므로, 도 3에도 나타낸 바와 같이, 냉각용 유체의 유통 구멍 H2(H5)의 주위에는 시일 부재(S4)를 배치하지 않거나, 혹은 일부에 개구부를 갖는 시일 부재(S4)를 배치한다.
상기의 단셀 C 및 시일 플레이트 P를 적층하여 이루어지는 연료 전지 스택 FS는, 특히, 반응용 가스 배출용 매니폴드 M3, M6의 내주면의 적어도 일부가, 단셀 C의 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 연료 전지 스택 FS는, 프레임(51), 세퍼레이터(2A, 2B) 및 시일 플레이트 P인 적층 부재의 단면(유통 구멍 H3, H6의 내주면)에 의해, 매니폴드 M3, M6의 내주면의 적어도 일부가, 단셀 C의 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성되어 있다. 즉, 매니폴드 M3, M6의 내주면의 적어도 일부에서, 적층 부재(51, 2A, 2B, P)의 단면이 동일 평면형으로 연속된 상태로 되어 있다.
또한, 이 실시 형태에서의 연료 전지 스택 FS는, 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 단셀 C의 긴 변이 수평으로 되는 자세로 설치된다. 이 경우, 매니폴드 M3, M6의 내주면에서 평면형으로 형성되는 부분은, 중력 방향으로 적어도 하측의 부분이다. 또한, 평면형으로 형성되는 부분은, 하측의 부분 이외에도 그 이외의 부분을 포함해도 되고, 또한, 배출용 매니폴드 M3, M6 이외에도, 공급용 매니폴드 M1, M4의 내주면에 형성해도 된다.
도 4는, 도 3 중의 X-X선에 기초하는 사시 단면도이며, 애노드 가스 배출용 매니폴드 M3의 부분을 나타내고 있다. 또한, 도 4의 (A)에서는, 매니폴드 M3 내의 가스 유통 방향이 화살표로 나타내는 하측 방향이지만, 상술한 바와 같이, 연소 전지 스택 FS의 자세를 도 1에 나타내는 경우, 가스의 유통 방향은 수평 방향이다.
이 실시 형태에서는, 도 4의 (B)에 확대된 단면을 나타낸 바와 같이, 각 단셀 C의 프레임(51) 및 세퍼레이터(2A, 2B) 및 시일 플레이트 P가, 각각의 유통 구멍 H3의 내주부에, 평탄 형성면 F1, F2, F3, F4를 갖고 있다. 그리고, 각각의 평탄 형성면 F1 내지 F4끼리를 서로 동일 평면형으로 연속시킴으로써, 매니폴드 M3의 내주면의 적어도 일부를, 단셀 C의 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성하고 있다.
보다 구체적으로는, 프레임(51)은, 유통 구멍 H3의 내주부에, 캐소드측(도 4중에서 하측)의 면에 돌출되는 리브(21)를 일체적으로 가지고 있어, 이 리브(21)를 포함하는 유통 구멍 H3의 내주면을 평탄 형성면 F1이라고 하고 있다. 여기서, 단셀 C에 있어서의 유통 구멍 H1 내지 H6의 주위 시일 부재 S1은, 리브(21)의 선단면과 캐소드측 세퍼레이터(2B) 사이에 설치된다. 이 경우, 상술한 캐소드 가스가 유통시키기 위한 개방부는, 리브(21)의 일부를 제거하여 설치할 수 있다. 또한, 세퍼레이터(2A, 2B)는, 각각의 유통 구멍 H3의 내주면을 평탄 형성면 F2, F3으로 하고 있다.
시일 플레이트 P는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상술한 바와 같이, 셀 모듈 M과의 사이에서 매니폴드 M3의 주위를 시일하는 시일 부재 S4를 구비하고 있다. 그리고, 시일 플레이트 P는, 시일 부재 S4에, 매니폴드 M3측으로 연장하여 매니폴드 M3의 내주면과 동일 평면형을 이루는 단부면을 갖는 연장부 E를 구비하고 있다. 즉, 시일 플레이트 P는, 연장부 E의 단면이, 매니폴드 M3의 내주면과 동일 평면형으로 연속하는 상기 평탄 형성면 F4이며, 도 3에 나타낸 바와 같이 중력 방향의 하측에 연장부 E가 설치되어 있다.
이와 같이 하여, 연료 전지 스택 FS는, 매니폴드 M3의 내주면의 적어도 일부가, 시일 부재 S4의 연장부 E의 단면(평탄 형성면 F4)을 포함하고 또한 단셀 C의 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성되어 있다. 또한, 도 4에는, 애노드 가스 배출용 매니폴드 M3을 예시했지만, 그 이외의 반응용 가스의 매니폴드 M1, M4, M6에 동일한 구성을 채용하는 것도 당연 가능하다.
상기 구성을 구비한 연료 전지 스택 FS는, 각 단셀 C에서, 막전극 접합체(1)의 애노드 전극층 및 캐소드 전극층에 애노드 가스 및 캐소드 가스를 각각 공급함으로써, 전기 화학 반응에 의해 발전을 하고, 이 때, 발전에 따라 물이 생성된다. 이 생성수는, 주로 반응용 가스 배출용 매니폴드 M3, M6을 통하여 배출된다.
이에 비하여, 연료 전지 스택 FS는, 시일 플레이트 P의 시일 부재 S4가, 매니폴드 M3, M6의 내주면과 동일 평면형을 이루는 단면 F4를 갖는 연장부 E를 구비하고 있으므로, 특히, 시일 플레이트 P의 개재 부분에서의 매니폴드 M3, M6의 내주면의 요철이 해소된다. 이에 의해, 연료 전지 스택 FS는, 매니폴드 M3, M6의 내주면 전체를 피복하는 특별한 부재가 불필요해서, 반응용 가스의 유통성의 저하와 제조 비용의 증가를 초래하지 않고, 매니폴드를 통하여 생성수를 양호하게 배출할 수 있다.
또한, 연료 전지 스택 FS는, 시일 부재 S4의 연장부 E가, 매니폴드 M3, M6의 내주면 중 적어도 중력 방향의 하측에 설치되어 있으므로, 생성수를 더 원활하게 또한 신속하게 배출할 수 있다.
또한, 연료 전지 스택 FS는, 각 단셀 C의 프레임(51) 및 세퍼레이터(2A, 2B)가, 각각의 유통 구멍 H3의 내주부에, 평탄 형성면 F1 내지 F3을 갖고, 매니폴드 M3. M6의 내주면의 적어도 일부가, 시일 부재 S4의 연장부 E의 단면(평탄 형성면 F4)을 포함하고 또한 단셀 C의 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성되어 있다. 이에 의해, 연료 전지 스택 FS는, 생성수를 더 원활하게 배출할 수 있고, 매니폴드 M3의 내주면에 프레임(51), 세퍼레이터(2A, 2B) 및 시일 플레이트 P인 적층 부재의 단면(F1 내지 F4)이 노출되어 있어도, 배수성이 양호하기 때문에, 생성수에 의한 부재의 부식을 방지할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 5는, 본 발명에 관한 연료 전지의 제2 실시 형태를 설명하는 도면이며, 도 4와 마찬가지로, 도 3 중의 X-X선에 기초하는 사시 단면도 및 확대 단면도이다. 즉, 도 5는, 애노드 가스 배출용 매니폴드 M3의 부분을 나타내고 있다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성 부위는, 동일 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 5에 나타내는 연료 전지 스택 FS는, 각 단셀 C의 프레임(51)이, 각각의 유통 구멍 H3의 내주부(에지부)에, 당해 프레임(51) 중 적어도 한쪽 측의 면에 돌출되어 세퍼레이터(2A, 2B)의 유통 구멍 H3의 내주면을 피복하는 리브(21)와, 리브(21)의 측면을 포함하는 평탄 형성면 F1을 갖고 있다. 도시된 예의 프레임(51)은, 캐소드측(도 5 중에서 하측)의 면에 돌출되는 리브(21)를 일체적으로 갖고 있다.
또한, 시일 플레이트 P는, 시일 부재 S4의 연장부 E의 선단에, 적층 방향의 양측으로 돌출되어 셀 모듈 M, M에 압접하는 리브(22, 22)를 가지고 있어, 이 리브(22, 22)의 측면을 포함하는 평탄 형성면 F4를 갖고 있다. 따라서, 이 실시 형태의 연료 전지 스택 FS는, 프레임(51) 및 시일 플레이트 P의 평탄 형성면 F1, F4에 의해, 매니폴드 M3의 내주면이 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성되어 있다.
상기 구성을 구비한 연료 전지 스택 FS는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 반응용 가스의 유통성의 저하와, 제조 비용의 증가를 초래하지 않고, 매니폴드 M3을 통하여 생성수를 양호하게 배출할 수 있다.
게다가, 연료 전지 스택 FS는, 셀 모듈 M, M과 시일 플레이트 P를 적층했을 때, 셀 모듈 M, M간에서 연장부 E의 리브(22, 22)가 압축된 상태가 된다. 이에 의해, 연료 전지 스택 FS는, 셀 모듈 M, M과 시일 플레이트 P의 사이에 양호한 시일 면압을 확보할 수 있고, 층간에의 생성수의 침입을 보다 확실하게 저지할 수 있다.
또한, 연료 전지 스택 FS는, 수지제의 프레임(51)에 설치한 리브(21)에 의해 금속제의 세퍼레이터(2A, 2B)의 유통 구멍 H3의 내주면을 피복하고 있으므로, 연장부 E의 리브(22, 22)에 의한 시일성 향상과 아울러, 세퍼레이터(2A, 2B)에 대한 충분한 방수 기능을 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 연료 전지 스택은, 그의 구성이 상기 각 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 세부를 적절히 변경하거나, 상기 각 실시 형태의 구성을 적절히 조합하거나 하는 것이 가능하다.
1: 막전극 접합체
2A, 2B: 세퍼레이터
22: 리브
51: 프레임
C: 단셀
E: 연장부
FS: 연료 전지 스택
F1: 프레임의 평탄 형성면
F2, F3: 세퍼레이터의 평탄 형성면
F4: 시일 부재의 평탄 형성면
H1 내지 H6: 유통 구멍
M: 셀 모듈
M1: 캐소드 가스 공급용 매니폴드
M3: 애노드 가스 배출용 매니폴드
M4: 애노드 가스 공급용 매니폴드
M6: 캐소드 가스 배출용 매니폴드
P: 시일 플레이트
S1 내지 S4: 시일 부재

Claims (4)

  1. 복수의 단셀을 적층하여 일체화한 복수의 셀 모듈과,
    셀 모듈끼리의 사이에 개재 장착되는 시일 플레이트와,
    셀 모듈 및 시일 플레이트를 적층 방향으로 관통하여 반응용 가스를 유통시키는 매니폴드를 구비하고,
    시일 플레이트가, 셀 모듈과의 사이에서 매니폴드의 주위를 시일하는 시일 부재를 구비함과 함께, 시일 부재가, 매니폴드측으로 연장 돌출하여 매니폴드의 내주면과 동일 평면형을 이루는 단부면을 갖는 연장부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시일 부재의 연장부가, 매니폴드의 내주면 중 적어도 중력 방향의 하측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시일 부재의 연장부가, 그 선단에, 적층 방향으로 돌출하여 셀 모듈에 압접하는 리브를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단셀이, 주위에 프레임을 갖는 막전극 접합체와, 프레임 및 막전극 구조체를 끼움 지지하는 1쌍의 세퍼레이터를 구비한 구조를 갖고,
    각 단셀의 프레임 및 세퍼레이터 및 시일 플레이트가, 적층 상태에서 서로 연속하여 상기 매니폴드를 형성하는 유통 구멍을 각각 갖고,
    매니폴드의 내주면의 적어도 일부가, 시일 부재의 연장부의 단부면을 포함하고 또한 단셀의 적층 방향으로 연속된 평면형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택.
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