JP2008108516A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池は、発電領域にあるガス流路と、非発電領域にあるマニホールドと、ガス流路とマニホールドとを連通するガス連通路70であって、少なくともガス連通路70の近傍で接着剤100が用いられるガス連通路とを備える。そして、燃料電池は、ガス連通路の近傍に、接着剤100がガス連通路に流入することを抑制するための接着剤溜まり部120,122を備える。
【選択図】図4
Description
図1は、燃料電池の斜視図である。
燃料電池1は、基本単位である多数の単セル2を積層した積層スタック構造を有する。燃料電池1は、スタック構造の両端に位置する単セル2の外側に、順次、集電板5、絶縁板6及びエンドプレート7を配置して構成される。例えば、エンドプレート7、7同士はテンションプレート9によって繋がれ、燃料電池1は単セル2の積層方向に所定の圧縮荷重がかかった状態となる。なお、符号12は板状部材であり、一対の板状部材12,12は、燃料電池1に締結力(圧縮荷重)を作用させる例えばコイルスプリングを含む弾性モジュールを挟持する。
単セル2は、MEA20、一対のセパレータ22A,22B,及び、一対の樹脂フレーム24A,24Bを備える。単セル2では、セパレータ22A,樹脂フレーム24A,MEA20,樹脂フレーム24B及びセパレータ22Bの順で積層される。そして、これら部材の外周縁が製造過程で接着剤により接着され、各部材間が封止される。
周縁部26A,26Bの一つの辺部には、燃料ガス、酸化ガス及び冷媒の供給側のマニホールド51a,52a及び53aが貫通形成される。また、周縁部26A,26Bの他の辺部には、燃料ガス、酸化ガス及び冷媒の排出側のマニホールド51b,52b,53bが貫通形成される。これらマニホールド51a〜53a及び51b〜53bは、燃料ガス、酸化ガス及び冷媒の各流体に対応するように、上記したエンドプレート7の供給口15a〜17a及び排出口15b〜17bに連通する。
「発電領域」とは、単セル2の発電が可能な領域であり、具体的には電極32A,32Bに対応する領域を意味する。本実施形態の「発電領域」には、セパレータ22A及び22Bでは燃料ガス流路40及び酸化ガス流路42があり、樹脂フレーム24A及び24Bでは開口部60A,60Bがある。
上記したように、反応ガスの連通路としては、燃料ガスの連通路70、72と酸化ガスの連通路80,82とがある。以下に説明する連通路まわりの構造は、これら全ての連通路70,72,80,82に適用できるものである。ここでは、燃料ガスの連通路70まわりの構造を例に説明する。
次に、図5ないし図7を参照して、第2実施形態について相違点を中心に説明する。第1実施形態との大きな相違点は、セパレータの変形防止のためのバックアップ構造を設けたことである。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。また、溜まり部122まわりの構造を例に説明するが、もちろん溜まり部120まわりの構造にも適用できる。
図5に示すように、隣接する単セル2,2のセパレータ22Aとセパレータ22Bとの間は、ガスケット150(シール部材)によって封止される。ガスケット150は、単セル2の積層方向において、連通路70に対応する位置にある。より詳細には、ガスケット150は、連通路70の各流路70a〜70d(なお、70aは図示省略。)の上方を横断するように設けられる。
次に、図8を参照して、第3実施形態について相違点を中心に説明する。第1実施形態との大きな相違点は、ダミー溝180を設けたことである。なお、第3実施形態では、第1実施形態と同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。また、溜まり部122まわりの構造を例に説明するが、もちろん溜まり部120まわりの構造にも適用できる。
次に、図9を参照して、第4実施形態について相違点を中心に説明する。第2実施形態との大きな相違点は、溜まり部122の両端に障壁190,191が形成されていることである。その他の点は、第2実施形態と共通であるので、ここではその説明を省略する。
上記した第1〜第3実施形態の燃料電池1は、次のような変形例も適用できる。
接着剤100に代えて、モールド材料を用いて、単セル2の各部材を固着してもよい。この場合にも、溜まり部120,122によって、モールド材料が連通路70に流し込まれることを抑制できる。
Claims (8)
- 発電領域にあるガス流路と、
非発電領域にあるマニホールドと、
前記ガス流路と前記マニホールドとを連通するガス連通路であって、少なくとも当該ガス連通路の近傍で接着剤が用いられるガス連通路と、
を備えた燃料電池において、
前記ガス連通路の近傍に、接着剤が当該ガス連通路に流入することを抑制するための接着剤溜まり部を備えた、燃料電池。 - 少なくとも前記ガス連通路の近傍に、接着剤が設けられるシール溝を備え、
前記シール溝と前記接着剤溜まり部とは、接着剤が流動するように連通している、請求項1に記載の燃料電池。 - 前記接着剤溜まり部は、前記シール溝よりも深い溝である、請求項2に記載の燃料電池。
- 少なくとも前記接着剤溜まり部及び前記シール溝が形成された第1の部材と、
前記第1の部材に積層され、当該第1の部材に接着剤により接着される第2の部材と、を備え、
前記第1の部材は、前記接着剤溜まり部と前記シール溝との間に形成され、これらの間を接着剤が流動するように連通する連通部と、前記第2の部材を支持する支持部と、を有する、請求項2又は3に記載の燃料電池。 - 前記第1の部材は、MEAの一部を支持する枠状部材であり、
前記第2の部材は、前記ガス流路が形成されたセパレータである、請求項4に記載の燃料電池。 - 前記第2の部材に、前記第1の部材とは反対側に積層される第3の部材と、
前記第2の部材と前記第3の部材との間をシールするシール部材と、を備え、
前記シール部材の一部は、前記第1、第2及び第3の部材の積層方向において、前記支持部と対応する位置であって、前記連通部に対応する位置から外れた位置にある、請求項4に記載の燃料電池。 - 前記第1の部材及び前記第2の部材は、第1の単セルを構成する部材であり、
前記第3の部材は、第2の単セルを構成する部材である、請求項6に記載の燃料電池。 - 前記接着剤溜まり部は、前記ガス連通路の両側に位置し、前記ガス連通路におけるガスの流れ方向と同方向に延在する、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の燃料電池。
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