JP2009199741A - Fuel cell, and humidifier - Google Patents

Fuel cell, and humidifier Download PDF

Info

Publication number
JP2009199741A
JP2009199741A JP2008037039A JP2008037039A JP2009199741A JP 2009199741 A JP2009199741 A JP 2009199741A JP 2008037039 A JP2008037039 A JP 2008037039A JP 2008037039 A JP2008037039 A JP 2008037039A JP 2009199741 A JP2009199741 A JP 2009199741A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
material reservoir
fuel cell
seal material
humidifier
sealing material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008037039A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shungo Fukumoto
俊吾 福本
Katsuhiro Kajio
克宏 梶尾
Kenzo Moriya
憲造 守谷
Kunio Matsuda
州央 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2008037039A priority Critical patent/JP2009199741A/en
Publication of JP2009199741A publication Critical patent/JP2009199741A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell suppressed in malfunction caused by air bubbles in a sealing material accumulating part. <P>SOLUTION: The fuel cell 1 has: a membrane-electrode assembly 10 having a pair of electrodes 16, 18 holding a region excluding an electrolyte membrane 14 and the periphery part 15 of the electrolyte membrane 14; a pair of fuel cell separators 12 which hold the membrane-electrode assembly 10 therebetween and in which gas passages 34a, 34b are formed; and a sealing material 20 sealing a space between the fuel cell separator 12 and the periphery 15 of the electrolyte membrane 14. A sealing material accumulating part 38 for accumulating the surplus of the sealing material 20 is formed between the sealing face of the fuel cell separator 12 facing the sealing material 20 and the gas passages 34a, 34b, and a discharge means 39 for discharging air bubbles existing in the sealing material accumulating part 38 to the gas passages 34a, 34b is formed between the sealing material accumulating part 38 and the gas passages 34a, 34b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池及び加湿器に使用されるセパレータの技術に関する。   The present invention relates to a separator technology used in a fuel cell and a humidifier.

一般的に、２つの流体を分離するためのセパレータは、燃料電池、加湿器等に用いられている。図９は、一般的な燃料電池の構成を示す模式断面図である。図９に示すように、燃料電池３は、電解質膜６０と電解質膜６０の外周部を除いた領域を挟持する一対の電極（アノード極６２及びカソード極６４）とを有する膜−電極アッセンブリ６６と、膜−電極アッセンブリ６６を挟持する一対の燃料電池用セパレータ６８と、燃料電池用セパレータ６８間及び燃料電池用セパレータ６８と電解質膜６０間をシールするシール材７０とを有する。   In general, a separator for separating two fluids is used in a fuel cell, a humidifier or the like. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a general fuel cell. As shown in FIG. 9, the fuel cell 3 includes a membrane-electrode assembly 66 having an electrolyte membrane 60 and a pair of electrodes (an anode electrode 62 and a cathode electrode 64) that sandwich a region excluding the outer periphery of the electrolyte membrane 60. And a pair of fuel cell separators 68 that sandwich the membrane-electrode assembly 66, and a seal material 70 that seals between the fuel cell separator 68 and between the fuel cell separator 68 and the electrolyte membrane 60.

燃料電池用セパレータ６８には、反応ガスが流れるガス流路７２が形成されている。また、シール材７０と対向する燃料電池用セパレータ６８のシール面には、シール材溜まり部７４が形成されている。燃料電池３の組み立て、接合の際に加えられる圧力によって、燃料電池用セパレータ６８間、燃料電池用セパレータ６８と電解質膜６０間のシール材７０の余剰分がはみ出し、ガス流路７２に流れ込む場合がある。シール材７０がガス流路７２に流れ込むと、流路面積が縮小、閉塞等して、燃料電池３の性能を低下させる場合がある。しかし、燃料電池用セパレータ６８のシール面にシール材溜まり部７４を形成することによって、シール材７０の余剰分がシール材溜まり部７４に流れ込み、ガス流路７２に流れ込むことを防止することができる（例えば、特許文献１及び２参照）。   The fuel cell separator 68 is formed with a gas flow path 72 through which a reaction gas flows. In addition, a seal material reservoir 74 is formed on the seal surface of the fuel cell separator 68 facing the seal material 70. Depending on the pressure applied during assembly and joining of the fuel cell 3, the surplus portion of the sealing material 70 may protrude between the fuel cell separators 68 and between the fuel cell separator 68 and the electrolyte membrane 60 and flow into the gas flow path 72. is there. When the sealing material 70 flows into the gas flow path 72, the flow path area may be reduced or blocked, and the performance of the fuel cell 3 may be reduced. However, by forming the sealing material reservoir 74 on the sealing surface of the fuel cell separator 68, it is possible to prevent excess of the sealing material 70 from flowing into the sealing material reservoir 74 and flowing into the gas flow path 72. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).

図１０は、図９のシール材溜まり部の構成を示す拡大模式断面図である。図１０に示すように、シール材溜まり部７４にシール材７０の余剰分が流れ込むと、シール材溜まり部７４内に気泡７６が発生する。これは、シール材７０の余剰分が流れ込む際に、エア等のガスを巻き込みながらシール材溜まり部７４に流れ込むため、シール材溜まり部７４内に気泡７６が発生する。そして、シール材溜まり部７４内に発生する気泡により、以下の不具合が生じる場合がある。   FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view showing the configuration of the seal material reservoir of FIG. As shown in FIG. 10, when an excess of the sealing material 70 flows into the sealing material reservoir 74, bubbles 76 are generated in the sealing material reservoir 74. This is because when surplus of the sealing material 70 flows in, it flows into the sealing material reservoir 74 while entraining a gas such as air, so that bubbles 76 are generated in the sealing material reservoir 74. And the following malfunction may arise with the bubble which generate | occur | produces in the sealing material pool part 74. FIG.

シール材が熱硬化性の接着剤であれば、シール材の熱硬化工程が必要になる。この熱硬化工程の熱によって、シール材溜まり部内の気泡が膨張する。膨張した気泡は、接着剤の接着性を弱め、接着剤を部分的に分断し、ガスリークが発生する場合がある。また、燃料電池の運転時でも、燃料電池の発電時に生じる熱によって、シール材溜まり部内の気泡が膨張し、上記のようにガスリークが発生する場合がある。また、水蒸気交換膜と、水蒸気交換膜を挟持し、ガス流路が形成された一対の加湿器用セパレータと、加湿器用セパレータ間、加湿器用セパレータと水蒸気交換膜間をシールするシール材とを有し、加湿器用セパレータのシール面に上記同様のシール材溜まり部が形成される加湿器も、シール材溜まり部内に発生する気泡により、上記同様の不具合が生じる。例えば、特許文献３では、シール材溜まり部内に気泡が発生することを抑制する構造のシール材溜まり部が設けられた燃料電池が提案されている。   If the sealing material is a thermosetting adhesive, a thermosetting process of the sealing material is required. Due to the heat of this thermosetting process, the bubbles in the seal material reservoir expand. The expanded bubbles weaken the adhesiveness of the adhesive, partially divide the adhesive, and gas leak may occur. In addition, even when the fuel cell is in operation, bubbles generated in the seal material reservoir may expand due to heat generated during power generation of the fuel cell, and gas leakage may occur as described above. In addition, a steam exchange membrane, a pair of humidifier separators sandwiching the steam exchange membrane and having a gas flow path, between the humidifier separators, and a sealant that seals between the humidifier separator and the steam exchange membrane A humidifier in which a sealing material reservoir similar to the above is formed on the sealing surface of the humidifier separator also has the same problems as described above due to bubbles generated in the sealing material reservoir. For example, Patent Document 3 proposes a fuel cell in which a sealing material reservoir having a structure for suppressing the generation of bubbles in the sealing material reservoir is provided.

特開２００２−３６７６３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-367631 特開２００７−５９３３０号公報JP 2007-59330 A 国際公開ＷＯ２００５／１０４２８７号パンフレットInternational Publication WO2005 / 104287 Pamphlet

本発明の目的は、シール材溜まり部内の気泡による不具合を抑制する燃料電池及び加湿器を提供することにある。   The objective of this invention is providing the fuel cell and humidifier which suppress the malfunction by the bubble in a sealing material reservoir part.

本発明は、電解質膜と前記電解質膜の外周部を除いた領域を挟持する一対の電極とを有する膜−電極アッセンブリと、前記膜−電極アッセンブリを挟持し、ガス流路が形成された一対の燃料電池用セパレータと、前記燃料電池用セパレータと前記電解質膜間をシールするシール材とを有する燃料電池であって、前記シール材に対向する前記燃料電池用セパレータのシール面と前記ガス流路との間に、前記シール材の余剰分を溜めるシール材溜まり部が形成され、前記シール材溜まり部と前記ガス流路との境界部に、前記シール材溜まり部内に存在する気泡を前記ガス流路へ排出させる排出手段が形成される。   The present invention provides a membrane-electrode assembly having an electrolyte membrane and a pair of electrodes sandwiching a region excluding the outer periphery of the electrolyte membrane, and a pair of gas channels formed by sandwiching the membrane-electrode assembly. A fuel cell having a fuel cell separator, and a seal material that seals between the fuel cell separator and the electrolyte membrane, the seal surface of the fuel cell separator facing the seal material, and the gas flow path, A sealing material reservoir portion for storing an excess of the sealing material is formed, and bubbles present in the sealing material reservoir portion are formed at the boundary portion between the sealing material reservoir portion and the gas flow channel. A discharge means for discharging to is formed.

また、前記燃料電池において、前記排出手段は、前記ガス流路の底面からの高さが前記シール材溜まり部の最深部と同等以下であることが好ましい。   Further, in the fuel cell, it is preferable that the height of the discharge unit from the bottom surface of the gas flow path is equal to or less than the deepest part of the seal material reservoir.

また、前記燃料電池において、前記シール材溜まり部は、断面視が矩形状であることが好ましい。   In the fuel cell, the seal material reservoir is preferably rectangular in cross-sectional view.

また、前記燃料電池において、前記シール材溜まり部は、断面視が傾斜形状であることが好ましい。   In the fuel cell, it is preferable that the seal material reservoir has an inclined shape in cross-sectional view.

また、前記燃料電池において、前記シール材溜まり部の側面と底面との境界部は、円弧状又は多角形状であることが好ましい。   In the fuel cell, a boundary portion between the side surface and the bottom surface of the seal material reservoir portion is preferably an arc shape or a polygonal shape.

また、前記燃料電池において、前記シール材溜まり部の側面及び底面のうち少なくともいずれか一方が傾斜していることが好ましい。   In the fuel cell, it is preferable that at least one of a side surface and a bottom surface of the seal material reservoir is inclined.

また、前記燃料電池において、前記シール材溜まり部と前記シール面との境界部は、円弧状又は多角形状であることが好ましい。   Further, in the fuel cell, it is preferable that a boundary portion between the seal material reservoir portion and the seal surface has an arc shape or a polygonal shape.

また、前記燃料電池において、前記シール材溜まり部と前記排出手段の境界部は、円弧状又は多角形状であることが好ましい。   Moreover, in the fuel cell, it is preferable that a boundary portion between the seal material reservoir and the discharge means has an arc shape or a polygonal shape.

また、本発明は、水蒸気交換膜と、前記水蒸気交換膜を挟持し、ガス流路が形成された一対の加湿器用セパレータと、前記加湿器用セパレータと前記水蒸気交換膜間をシールするシール材とを有する加湿器であって、前記シール材に対向する前記加湿器用セパレータのシール面と前記ガス流路との間に、前記シール材の余剰分を溜めるシール材溜まり部が形成され、前記シール材溜まり部と前記ガス流路との境界部に、前記シール材溜まり部内に存在する気泡を前記ガス流路へ排出させる排出手段が形成される。   The present invention also includes a water vapor exchange membrane, a pair of humidifier separators sandwiching the water vapor exchange membrane and having a gas flow path, and a sealing material that seals between the humidifier separator and the water vapor exchange membrane. A humidifier having a seal material reservoir for collecting excess of the seal material between a seal surface of the humidifier separator facing the seal material and the gas flow path; A discharge means for discharging bubbles present in the seal material reservoir to the gas flow path is formed at a boundary portion between the gas flow path and the gas flow path.

また、前記加湿器において、前記排出手段は、前記ガス流路の底面からの高さが前記シール材溜まり部の最深部と同等以下であることが好ましい。   Moreover, in the humidifier, it is preferable that the discharge means has a height from the bottom surface of the gas flow path equal to or less than a deepest portion of the seal material reservoir.

また、前記加湿器において、前記シール材溜まり部は、断面視が矩形状であることが好ましい。   In the humidifier, the seal material reservoir is preferably rectangular in cross-sectional view.

また、前記加湿器において、前記シール材溜まり部は、断面視が傾斜形状であることが好ましい。   In the humidifier, it is preferable that the sealing material reservoir has an inclined shape in cross-sectional view.

また、前記加湿器において、前記シール材溜まり部の側面と底面との境界部は、円弧状又は多角形状であることが好ましい。   In the humidifier, a boundary portion between the side surface and the bottom surface of the seal material reservoir is preferably in an arc shape or a polygonal shape.

また、前記加湿器において、前記シール材溜まり部の側面及び底面のうち少なくともいずれか一方が傾斜していることが好ましい。   In the humidifier, it is preferable that at least one of the side surface and the bottom surface of the seal material reservoir is inclined.

また、前記加湿器において、前記シール材溜まり部と前記シール面との境界部は、円弧状又は多角形状であることが好ましい。   Moreover, in the humidifier, a boundary portion between the seal material reservoir and the seal surface is preferably in an arc shape or a polygonal shape.

また、前記加湿器において、前記シール材溜まり部と前記排出手段との境界部は、円弧状又は多角形状であることが好ましい。   Moreover, in the humidifier, it is preferable that a boundary portion between the seal material reservoir portion and the discharge means has an arc shape or a polygonal shape.

本発明によれば、シール材溜まり部内の気泡による不具合を抑制する燃料電池及び加湿器を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell and humidifier which suppress the malfunction by the bubble in a sealing material reservoir part can be provided.

本発明の実施形態について以下説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す分解模式斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す一部模式断面図である。図１に示すように、燃料電池１は、膜−電極アッセンブリ１０、膜−電極アッセンブリ１０を挟持する一対の燃料電池用セパレータ１２を有する。図２に示すように、燃料電池１を構成する膜−電極アッセンブリ１０は、電解質膜１４と、電解質膜１４の外周部１５を除いた領域を挟持する一対の電極（アノード極１６、カソード極１８）とを有する。また、図２に示すように燃料電池１には、燃料電池用セパレータ１２間、燃料電池用セパレータ１２と電解質膜１４の外周部１５間をシールするシール材２０が設けられている。   FIG. 1 is an exploded schematic perspective view showing an example of the configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the fuel cell according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell 1 includes a membrane-electrode assembly 10 and a pair of fuel cell separators 12 that sandwich the membrane-electrode assembly 10. As shown in FIG. 2, the membrane-electrode assembly 10 constituting the fuel cell 1 includes an electrolyte membrane 14 and a pair of electrodes (an anode electrode 16 and a cathode electrode 18) sandwiching a region excluding the outer peripheral portion 15 of the electrolyte membrane 14. ). As shown in FIG. 2, the fuel cell 1 is provided with a seal material 20 that seals between the fuel cell separators 12 and between the fuel cell separator 12 and the outer peripheral portion 15 of the electrolyte membrane 14.

図１に示すように、燃料電池用セパレータ１２には、アノードガス入口２２及び出口２４、カソードガス入口２６及び出口２８、冷却水入口３０及び出口３２が形成されている。また、図１及び図２に示すように、燃料電池用セパレータ１２には、膜−電極アッセンブリ１０に反応ガスを供給するために、膜−電極アッセンブリ１０側にガス流路（アノードガス流路３４ａ又はカソードガス流路３４ｂ）が形成され、膜−電極アッセンブリ１０と反対側には、冷却水流路３６が形成されている。一方の燃料電池用セパレータ１２に形成されたアノードガス流路３４ａは、アノードガス入口２２及び出口２４と連通する。そして、燃料電池１の外部から導入されるアノードガスがアノードガス入口２２からアノードガス流路３４ａを通り、アノードガス出口２４から燃料電池１の外部へ排出される。アノードガス流路３４ａを通るアノードガスは、膜−電極アッセンブリ１０に供給され、燃料電池１の発電に利用される。また、他方の燃料電池用セパレータ１２に形成されたカソードガス流路３４ｂは、カソードガス入口２６及び出口２８と連通する。そして、燃料電池１の外部から導入されるカソードガスがカソードガス入口２６からカソードガス流路３４ｂを通り、カソードガス出口２８から燃料電池１の外部へ排出される。カソードガス流路３４ｂを通るカソードガスは、膜−電極アッセンブリ１０に供給され、燃料電池１の発電に利用される。また、燃料電池用セパレータ１２に形成された冷却水流路３６は、冷却水入口３０及び出口３２と連通し、燃料電池１の外部から導入される冷却水が冷却水入口３０から冷却水流路３６を通り、冷却水出口３２から燃料電池１の外部へ排出される。   As shown in FIG. 1, an anode gas inlet 22 and an outlet 24, a cathode gas inlet 26 and an outlet 28, a cooling water inlet 30 and an outlet 32 are formed in the fuel cell separator 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell separator 12 is supplied with a gas channel (anode gas channel 34a) on the membrane-electrode assembly 10 side in order to supply a reaction gas to the membrane-electrode assembly 10. Alternatively, a cathode gas channel 34 b) is formed, and a cooling water channel 36 is formed on the side opposite to the membrane-electrode assembly 10. An anode gas flow path 34 a formed in one fuel cell separator 12 communicates with the anode gas inlet 22 and the outlet 24. Then, the anode gas introduced from the outside of the fuel cell 1 passes through the anode gas passage 34 a from the anode gas inlet 22 and is discharged to the outside of the fuel cell 1 from the anode gas outlet 24. The anode gas passing through the anode gas flow path 34 a is supplied to the membrane-electrode assembly 10 and used for power generation of the fuel cell 1. Further, the cathode gas passage 34 b formed in the other fuel cell separator 12 communicates with the cathode gas inlet 26 and the outlet 28. Then, the cathode gas introduced from the outside of the fuel cell 1 passes through the cathode gas channel 34 b from the cathode gas inlet 26 and is discharged from the cathode gas outlet 28 to the outside of the fuel cell 1. Cathode gas passing through the cathode gas passage 34 b is supplied to the membrane-electrode assembly 10 and used for power generation of the fuel cell 1. The cooling water channel 36 formed in the fuel cell separator 12 communicates with the cooling water inlet 30 and the outlet 32, and cooling water introduced from the outside of the fuel cell 1 passes through the cooling water channel 36 from the cooling water inlet 30. As a result, the coolant is discharged from the cooling water outlet 32 to the outside of the fuel cell 1.

図２に示すように、燃料電池用セパレータ１２には、シール材２０に対向する燃料電池用セパレータ１２のシール面とアノードガス流路３４ａ又はカソードガス流路３４ｂとの間にシール材溜まり部３８が形成されている。また、図１に示すようにシール材溜まり部３８は、アノードガス流路３４ａの周囲（カソードガス流路３４ｂの周囲も同様）、各ガス入口及び出口の周囲に形成されている（図１に示す点線部）。シール材溜まり部３８は、燃料電池３の組み立て、接合の際に加えられる圧力によって、はみ出すシール材２０の余剰分を溜めるものである。これにより、シール材２０の余剰分がアノードガス流路３４ａ又はカソードガス流路３４ｂにはみ出すことを抑制することができる。シール材溜まり部３８の容積は、シール材２０の余剰分を収容できる大きさに設定されることが好ましい。しかし、シール材２０の余剰分がガス流路を閉塞しない程度であれば、シール材２０の余剰分を全て収容できる大きさでなくてもよい。また、シール材溜まり部３８にシール材２０の余剰分が収容された状態で、シール材溜まり部３８にガス流路（アノードガス流路３４ａ又はカソードガス流路３４ｂ）と通じる空間が存在していてもよい。   As shown in FIG. 2, the fuel cell separator 12 includes a seal material reservoir 38 between the seal surface of the fuel cell separator 12 facing the seal material 20 and the anode gas channel 34 a or the cathode gas channel 34 b. Is formed. Further, as shown in FIG. 1, the seal material reservoir 38 is formed around the anode gas channel 34a (the same applies to the cathode gas channel 34b), around each gas inlet and outlet (see FIG. 1). Dotted line part). The seal material reservoir 38 is for storing an excess of the seal material 20 that protrudes due to pressure applied during assembly and joining of the fuel cell 3. Thereby, it can suppress that the surplus part of the sealing material 20 protrudes into the anode gas flow path 34a or the cathode gas flow path 34b. The volume of the sealing material reservoir 38 is preferably set to a size that can accommodate the surplus of the sealing material 20. However, as long as the surplus of the sealing material 20 does not block the gas flow path, it does not have to be large enough to accommodate the surplus of the sealing material 20. In addition, a space communicating with the gas flow path (the anode gas flow path 34a or the cathode gas flow path 34b) exists in the seal material reservoir 38 in a state where the surplus of the seal material 20 is accommodated in the seal material reservoir 38. May be.

また、燃料電池用セパレータ１２には、シール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａ、カソードガス流路３４ｂとの境界部に、シール材溜まり部３８内に存在する気泡をアノードガス流路３４ａ、カソードガス流路３４ｂへ排出させる排出手段が形成されている。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、燃料電池用セパレータに形成される排出手段の構成の一例を示す模式断面図である。図３の断面図は、図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。すなわち、シール材溜まり部３８の長手方向に直行する断面図である。図３（Ａ）に示すシール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａとの境界部に形成される排出手段３９は、アノードガス流路３４ａの底面からの高さが、シール材溜まり部３８の最深部と同等（又はそれより低くてもよい）に形成されている。すなわち、シール材溜まり部３８（及びアノードガス流路３４ａ）は、シール面１２ａより掘り下げた形状となり、シール材溜まり部３８は、シール面１２ａ及びアノードガス流路３４ａに隣接することとなる。また、シール材溜まり部３８の長手方向に直行する断面視において、シール材溜まり部３８の底面は、アノードガス流路３４ａに向かうにつれて深くなるか、一定の深さとなる。上記排出手段３９によって、図９及び図１０に示すようなシール材溜まり部とは異なり、シール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａとの間に、シール材溜まり部３８内の気泡がアノードガス流路３４ａへ排出されることを防ぐ壁が無くなり（すなわち、本実施形態では、シール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａとが繋がっている）、シール材溜まり部３８内の気泡をアノードガス流路３４ａへ排出させることができる。また、図３（Ｂ）に示すように、シール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａとの境界部に形成される排出手段３９は、シール材溜まり部３８内の気泡をアノードガス流路３４ａへ排出させることができる程度の高さであれば、アノードガス流路３４ａの底面からの高さがシール材溜まり部３８の最深部より高くなるように形成されてもよい。さらに、図３（Ｃ）に示すように、シール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａとの境界部に形成される排出手段３９に、シール材溜まり部３８内の気泡をアノードガス流路３４ａへ排出させる通路が形成されていれば、シール材溜まり部３８内の気泡をアノードガス流路３４ａへ排出させることができない高さ、例えば、アノードガス流路３４ａの底面からの高さがシール面１２ａと同等の高さであってもよい。本実施形態では、シール材溜まり部３８内の気泡をアノードガス流路３４ａへ効率良く排出させることができる点で、シール材溜まり部３８とアノードガス流路３４ａとの境界部に形成される排出手段３９は、アノードガス流路３４ａの底面からの高さがシール材溜まり部３８の最深部と同等以下に形成されているものであることが好ましい（図３（Ａ）に示す排出手段３９）。シール材溜まり部３８とカソードガス流路３４ｂとの境界部に形成される排出手段３９も同様である。以下、図３（Ａ）に示す排出手段３９を例に説明する。   In the fuel cell separator 12, air bubbles present in the seal material reservoir 38 are formed at the boundary between the seal material reservoir 38, the anode gas channel 34 a, and the cathode gas channel 34 b. A discharge means for discharging to the cathode gas flow path 34b is formed. 3A to 3C are schematic cross-sectional views showing an example of the configuration of the discharging means formed in the fuel cell separator. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. That is, it is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the seal material reservoir 38. The discharge means 39 formed at the boundary between the sealing material reservoir 38 and the anode gas flow path 34a shown in FIG. 3A has a height from the bottom surface of the anode gas flow path 34a of the sealing material reservoir 38. It is formed equivalent to (or lower than) the deepest portion. That is, the seal material reservoir 38 (and the anode gas flow path 34a) has a shape dug down from the seal surface 12a, and the seal material reservoir 38 is adjacent to the seal surface 12a and the anode gas flow path 34a. Further, in a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the seal material reservoir 38, the bottom surface of the seal material reservoir 38 becomes deeper or becomes a constant depth toward the anode gas flow path 34a. Unlike the sealing material reservoir as shown in FIGS. 9 and 10, the discharge means 39 causes the bubbles in the sealing material reservoir 38 to flow between the sealing material reservoir 38 and the anode gas flow path 34a. There is no wall that prevents discharge to the flow path 34a (that is, in this embodiment, the seal material reservoir 38 and the anode gas flow path 34a are connected), and the bubbles in the seal material reservoir 38 are removed from the anode gas. It can be discharged to the flow path 34a. Further, as shown in FIG. 3B, the discharge means 39 formed at the boundary between the seal material reservoir 38 and the anode gas flow path 34a removes the bubbles in the seal material reservoir 38 from the anode gas flow path 34a. May be formed such that the height from the bottom surface of the anode gas flow path 34 a is higher than the deepest portion of the seal material reservoir 38. Further, as shown in FIG. 3C, the bubbles in the seal material reservoir 38 are transferred to the anode gas channel 34a in the discharge means 39 formed at the boundary between the seal material reservoir 38 and the anode gas channel 34a. The height at which the bubbles in the seal material reservoir 38 cannot be discharged to the anode gas flow path 34a, for example, the height from the bottom surface of the anode gas flow path 34a is the seal surface. It may be the same height as 12a. In the present embodiment, the bubbles formed in the boundary between the seal material reservoir 38 and the anode gas flow path 34a can be efficiently discharged to the anode gas flow path 34a. The means 39 is preferably formed so that the height from the bottom surface of the anode gas flow path 34a is equal to or less than the deepest part of the seal material reservoir 38 (discharge means 39 shown in FIG. 3A). . The same applies to the discharge means 39 formed at the boundary between the seal material reservoir 38 and the cathode gas flow path 34b. Hereinafter, the discharge means 39 shown in FIG. 3A will be described as an example.

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、燃料電池用セパレータのシール面に形成されるシール材溜まり部の構成の一例を示す模式断面図である。図４に示すシール材溜まり部の断面図は、図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。すなわち、シール材溜まり部３８の長手方向に直行する断面図である。図４（Ａ）に示すように、シール材溜まり部３８の溝形状は矩形状であっても、図４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、シール面１２ａからガス流路（アノードガス流路３４ａ、カソードガス流路３４ｂ）に向かって傾斜した傾斜形状であってもよい。また、矩形状、傾斜形状のシール材溜まり部３８は、ガス流路に向かって深くなるように形成されている。そして、シール材溜まり部３８の傾斜面は直線（図４（Ｂ））であっても曲線（図４（Ｃ））であってもよい。上記いずれの構成でも、シール材２０の余剰分を溜めることができる。   4A to 4C are schematic cross-sectional views showing an example of the configuration of the sealing material reservoir formed on the sealing surface of the fuel cell separator. The cross-sectional view of the seal material reservoir shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. That is, it is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the seal material reservoir 38. As shown in FIG. 4A, even if the groove shape of the seal material reservoir 38 is rectangular, as shown in FIGS. 4B and 4C, the gas flow path (anode gas) is formed from the seal surface 12a. The inclined shape may be inclined toward the flow path 34a and the cathode gas flow path 34b). Further, the rectangular and inclined sealing material reservoir 38 is formed so as to become deeper toward the gas flow path. The inclined surface of the seal material reservoir 38 may be a straight line (FIG. 4B) or a curved line (FIG. 4C). In any of the above configurations, an excess of the sealing material 20 can be stored.

図５（Ａ）〜（Ｄ）は、燃料電池用セパレータのシール面に形成されるシール材溜まり部の構成の他の一例を示す模式断面図である。図５に示すシール材溜まり部の断面図は、図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。すなわち、シール材溜まり部３８の長手方向に直行する断面図である。図４（Ａ）に示す矩形状のシール材溜まり部のように側面と底面との境界部（図４（Ａ）に示すＺ）が直角（又は鋭角）であると、シール材溜まり部３８へシール材２０が流れる際に、気泡がシール材溜まり部３８内に発生し易くなる。しかし、図５（Ａ）に示すように、シール材溜まり部３８の側面と底面との境界部（図５に示すＺ）を円弧状又は多角形状（不図示）にすることにより、シール材溜まり部３８へシール材２０が流れる際に、気泡がシール材溜まり部３８内に発生することを抑制することができる。図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、側面及び底面のうち少なくともいずれか一方がガス流路に向かって深くなるように傾斜した傾斜形状でもよい。また、本実施形態では、側面と底面との境界部、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部（図５に示すＸ）及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部のうち少なくともいずれか一方を円弧状又は多角形状としたものであってもよいし、それらを組み合わせたものであってもよい。燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部を円弧状又は多角形状にする効果については、後述する。   5A to 5D are schematic cross-sectional views showing another example of the configuration of the seal material reservoir formed on the seal surface of the fuel cell separator. The cross-sectional view of the sealing material reservoir shown in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. That is, it is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the seal material reservoir 38. When the boundary between the side surface and the bottom surface (Z shown in FIG. 4A) is a right angle (or an acute angle) as in the rectangular seal material reservoir shown in FIG. When the sealing material 20 flows, bubbles are easily generated in the sealing material reservoir 38. However, as shown in FIG. 5A, the seal material reservoir is obtained by making the boundary (Z shown in FIG. 5) between the side surface and the bottom surface of the seal material reservoir 38 into an arc shape or a polygonal shape (not shown). When the sealing material 20 flows to the portion 38, it is possible to suppress the generation of bubbles in the sealing material pool portion 38. As shown in FIGS. 5B to 5D, an inclined shape in which at least one of the side surface and the bottom surface is inclined toward the gas flow path may be used. In the present embodiment, the boundary between the side surface and the bottom surface, the boundary between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 (X shown in FIG. 5), the seal material reservoir 38 and the discharge means. At least one of the boundary portions with 39 may be an arc shape or a polygonal shape, or a combination thereof. The effect of making the boundary between the sealing surface 12a of the fuel cell separator 12 and the sealing material reservoir 38 and the boundary between the sealing material reservoir 38 and the discharge means 39 into an arc shape or a polygonal shape will be described later.

図６（Ａ），（Ｂ）は、燃料電池用セパレータのシール面に形成されるシール材溜まり部の構成の他の一例を示す模式断面図である。図６に示すシール材溜まり部の断面図は、図１に示すＡ−Ａ線における断面図である。すなわち、シール材溜まり部３８の長手方向に直行する断面図である。シール材溜まり部３８は、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａからアノードガス流路３４ａに向かって傾斜しているもの（図６（Ａ）は傾斜面が直線状、図６（Ｂ）は傾斜面が曲線状）であり、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部（図６に示すＸ）及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部が、円弧状である。又は燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部が多角形状（不図示）である。カソードガス流路３４ｂが形成された燃料電池用セパレータ１２側も同様である。図６（Ａ），（Ｂ）では、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部を円弧状としたが、本実施形態では、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部のうち少なくともいずれか一方を円弧状又は多角形状としたものであってもよい。さらに、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部及びシール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部のうち少なくともいずれか一方を円弧状とし、他方を多角形状としたものであってもよい。燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａとシール材溜まり部３８との境界部を円弧状又は多角形状とすることによって、燃料電池用セパレータ１２のシール面１２ａ上のシール材２０が、シール材溜まり部３８へ流れ易くなり、シール材２０のガス流路（アノードガス流路３４ａ、カソードガス流路３４ｂ）へのはみ出しを抑制することができる。また、シール材溜まり部３８と排出手段３９との境界部を円弧状又は多角形状とすることによって、シール材溜まり部３８へシール材２０が流れる際に、シール材溜まり部３８内に発生する気泡をガス流路（アノードガス流路３４ａ、カソードガス流路３４ｂ）へ排出させ易くすることができる。   6A and 6B are schematic cross-sectional views showing another example of the configuration of the seal material reservoir formed on the seal surface of the fuel cell separator. The cross-sectional view of the seal material reservoir shown in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. That is, it is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the seal material reservoir 38. The seal material reservoir 38 is inclined from the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 toward the anode gas flow path 34a (FIG. 6A shows a straight inclined surface, and FIG. 6B shows an inclined surface. The boundary between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 (X shown in FIG. 6) and the boundary between the seal material reservoir 38 and the discharge means 39 are: It is arcuate. Alternatively, the boundary between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 and the boundary between the seal material reservoir 38 and the discharge means 39 are polygonal (not shown). The same applies to the fuel cell separator 12 side where the cathode gas flow path 34b is formed. 6A and 6B, the boundary between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 and the boundary between the seal material reservoir 38 and the discharge means 39 are arcuate. In this embodiment, at least one of the boundary between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 and the boundary between the seal material reservoir 38 and the discharge means 39 is formed in an arc shape or a polygon. It may be a shape. Furthermore, at least one of the boundary between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 and the boundary between the seal material reservoir 38 and the discharge means 39 has an arc shape, and the other has a polygonal shape. It may be what. By forming the boundary portion between the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 and the seal material reservoir 38 in an arc shape or a polygonal shape, the seal material 20 on the seal surface 12a of the fuel cell separator 12 becomes the seal material reservoir portion. 38 can easily flow to the gas flow path (the anode gas flow path 34a and the cathode gas flow path 34b) of the sealing material 20. Further, by forming the boundary portion between the sealing material reservoir 38 and the discharge means 39 in an arc shape or a polygonal shape, bubbles generated in the sealing material reservoir 38 when the sealing material 20 flows to the sealing material reservoir 38. Can be easily discharged to the gas flow path (the anode gas flow path 34a and the cathode gas flow path 34b).

本実施形態に用いられる燃料電池用セパレータ１２は、カーボン、金属、導電性樹脂等が用いられる。本実施形態に用いられるアノード極１６及びカソード極１８はそれぞれ、不図示の触媒層と拡散層とを備える。拡散層は、反応ガスの拡散性が高い材料であれば特に制限されるものではない。例えば、カーボンクロス、カーボンペーパ等の多孔質カーボン材料等が挙げられる。触媒層は、例えば、白金、ルテニウム等の金属触媒を担持したカーボンとパーフルオロスルホン酸系の電解質等とを混合して成膜されたもの等が挙げられる。本実施形態に用いられる電解質膜１４は、ガス不透過性であり、電子伝導性を有さずイオン伝導性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、パーフルオロスルホン酸系の樹脂膜、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜等が挙げられる。   For the fuel cell separator 12 used in this embodiment, carbon, metal, conductive resin, or the like is used. Each of the anode 16 and the cathode 18 used in the present embodiment includes a catalyst layer and a diffusion layer (not shown). The diffusion layer is not particularly limited as long as it is a material having a high reaction gas diffusibility. Examples thereof include porous carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Examples of the catalyst layer include a layer formed by mixing carbon carrying a metal catalyst such as platinum or ruthenium with a perfluorosulfonic acid electrolyte or the like. The electrolyte membrane 14 used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is gas-impermeable and does not have electron conductivity but ion conductivity. For example, perfluorosulfonic acid-based electrolyte membrane 14 is not limited. Examples thereof include a resin film, a copolymer film of a trifluorostyrene derivative, a polybenzimidazole film impregnated with phosphoric acid, and an aromatic polyether ketone sulfonic acid film.

本実施形態に用いられるシール材２０は、絶縁性を有し燃料電池を構成する部材を接着させることができるものであれば特に制限されるものではないが、例えば、一般的な液状ガスケット、エチレンプロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の射出成形材、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。   The sealing material 20 used in the present embodiment is not particularly limited as long as it has an insulating property and can adhere a member constituting the fuel cell. For example, a general liquid gasket, ethylene Examples thereof include injection molding materials such as propylene-diene rubber (EPDM), silicon resins, epoxy resins, polyisobutylene resins, polybutadiene resins, urethane resins, acrylic resins, phenol resins, polyolefin resins, polyester resins, and the like.

上記本実施形態に係る燃料電池は、例えば、携帯電話、携帯用パソコン等のモバイル機器用小型電源、自動車用電源、定置用電源等として使用することができる。   The fuel cell according to the present embodiment can be used as, for example, a small power source for mobile devices such as a mobile phone and a portable personal computer, a power source for automobiles, and a stationary power source.

図７は、本発明の実施形態に係る加湿器の構成の一例を示す分解模式斜視図である。図８は、本発明の実施形態に係る加湿器の構成の一例を示す一部模式断面図である。図７に示すように、加湿器２は、水蒸気交換膜４０と、水蒸気交換膜４０を挟持する一対の加湿器用セパレータ４２とを有する。図８に示すように、加湿器２には、加湿器用セパレータ４２間、加湿器用セパレータ４２と水蒸気交換膜４０間をシールするシール材４４が設けられている。   FIG. 7 is an exploded schematic perspective view showing an example of the configuration of the humidifier according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the humidifier according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the humidifier 2 includes a water vapor exchange membrane 40 and a pair of humidifier separators 42 that sandwich the water vapor exchange membrane 40. As shown in FIG. 8, the humidifier 2 is provided with a seal material 44 that seals between the humidifier separators 42 and between the humidifier separator 42 and the water vapor exchange membrane 40.

図７に示すように、加湿器用セパレータ４２には、湿潤ガス入口４６及び出口４８、乾燥ガス入口５０及び出口５２が形成されている。また、図７及び図８に示すように、加湿器用セパレータ４２には、水蒸気交換膜４０に湿潤ガスを接触させるため又は水蒸気交換膜に乾燥ガスを接触させるためのガス流路（湿潤ガス流路５４ａ又は乾燥ガス流路５４ｂ）が形成されている。一方の加湿器用セパレータに形成された湿潤ガス流路５４ａは、湿潤ガス入口４６及び出口４８と連通する。そして、加湿器２の外部から導入される湿潤ガスが湿潤ガス入口４６から湿潤ガス流路５４ａを通り、湿潤ガス出口４８から加湿器２の外部へ排出される。湿潤ガス流路５４ａを通る湿潤ガスは水蒸気交換膜４０と接触し、湿潤ガス中の水分が水蒸気交換膜４０に吸水される。他方の加湿器用セパレータ４２に形成された乾燥ガス流路５４ｂは、乾燥ガス入口５０及び出口５２と連通する。そして、加湿器２の外部から導入される乾燥ガスが乾燥ガス入口５０から乾燥ガス流路５４ｂを通り、乾燥ガス出口５２から加湿器２の外部へ排出される。乾燥ガス流路５４ｂを通る乾燥ガスは水蒸気交換膜４０と接触し、湿潤ガスから吸水した水蒸気交換膜４０内の水分が乾燥ガスに供給され、乾燥ガスが加湿される。   As shown in FIG. 7, the humidifier separator 42 has a wet gas inlet 46 and an outlet 48, and a dry gas inlet 50 and an outlet 52. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the humidifier separator 42 has a gas flow path (wet gas flow path) for bringing wet gas into contact with the water vapor exchange membrane 40 or bringing dry gas into contact with the water vapor exchange membrane. 54a or a dry gas passage 54b) is formed. The wet gas channel 54 a formed in one humidifier separator communicates with the wet gas inlet 46 and the outlet 48. Then, the wet gas introduced from the outside of the humidifier 2 passes through the wet gas passage 54 a from the wet gas inlet 46 and is discharged from the wet gas outlet 48 to the outside of the humidifier 2. The wet gas passing through the wet gas channel 54 a comes into contact with the water vapor exchange membrane 40, and moisture in the wet gas is absorbed by the water vapor exchange membrane 40. The dry gas flow path 54 b formed in the other humidifier separator 42 communicates with the dry gas inlet 50 and the outlet 52. Then, the dry gas introduced from the outside of the humidifier 2 passes through the dry gas channel 54 b from the dry gas inlet 50 and is discharged from the dry gas outlet 52 to the outside of the humidifier 2. The dry gas passing through the dry gas channel 54b comes into contact with the water vapor exchange membrane 40, the water in the water vapor exchange membrane 40 absorbed by the wet gas is supplied to the dry gas, and the dry gas is humidified.

このような乾燥ガスを加湿する加湿器２は、例えば、空調器、燃料電池の湿度を確保するために使用される。燃料電池に使用される加湿器の場合、上記乾燥ガスは、燃料電池に供給されるカソードガス又はアノードガスであり、上記湿潤ガスは、燃料電池から排出されるアノードガス又はカソードガス（アノードオフガス、カソードオフガス）である。   The humidifier 2 that humidifies such a dry gas is used, for example, to ensure the humidity of an air conditioner or a fuel cell. In the case of a humidifier used in a fuel cell, the dry gas is a cathode gas or an anode gas supplied to the fuel cell, and the wet gas is an anode gas or a cathode gas (anode off gas, discharged from the fuel cell). Cathode off-gas).

図８に示すように、シール材４４に対向する加湿器用セパレータ４２のシール面と湿潤ガス流路５４ａとの間にシール材溜まり部５６が形成されている。また、図７に示すようにシール材溜まり部５６は、湿潤ガス流路５４ａの周囲（乾燥ガス流路５４ｂの周囲も同様）、各ガス入口及び出口の周囲に形成されている（図７に示す点線部）。シール材溜まり部５６は、加湿器２の組み立て・接合の際に加えられる圧力によって、はみ出すシール材４４の余剰分を溜めるものである。これによりシール材４４の余剰分が湿潤ガス流路５４ａにはみ出すことを抑制することができる。また、本実施形態の加湿器用セパレータ４２には、シール材溜まり部５６と湿潤ガス流路５４ａとの境界部に、シール材溜まり部５６内に存在する気泡を湿潤ガス流路５４ａへ排出させる排出手段５７が形成されている。排出手段５７は、上記説明した全ての構造（例えば、図３〜５）を採用することができる。乾燥ガス流路５４ｂが形成された加湿器用セパレータ４２も同様である。   As shown in FIG. 8, a seal material reservoir 56 is formed between the seal surface of the humidifier separator 42 facing the seal material 44 and the wet gas flow path 54a. Further, as shown in FIG. 7, the seal material reservoir 56 is formed around the wet gas flow path 54a (similarly around the dry gas flow path 54b), around each gas inlet and outlet (see FIG. 7). Dotted line part). The seal material reservoir 56 stores an excess amount of the seal material 44 that protrudes due to pressure applied when the humidifier 2 is assembled and joined. Thereby, it can suppress that the surplus part of the sealing material 44 protrudes into the wet gas flow path 54a. Further, in the humidifier separator 42 of the present embodiment, the air bubbles present in the seal material reservoir 56 are discharged to the wet gas channel 54a at the boundary between the seal material reservoir 56 and the wet gas channel 54a. Means 57 are formed. The discharging means 57 can employ all the structures described above (for example, FIGS. 3 to 5). The same applies to the humidifier separator 42 in which the dry gas channel 54b is formed.

本実施形態に用いられる加湿器用セパレータ４２を構成する材料は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド等のエンプラ系樹脂等の樹脂、金属等を使用することができる。   As a material constituting the humidifier separator 42 used in the present embodiment, resins such as polyolefin resins, polyester resins, engineering plastic resins such as polyphenylene sulfide, metals, and the like can be used.

本実施形態に用いられる水蒸気交換膜４０は、ガス不透過性であり、水等を選択的に通すもの、又は水等を蓄えることができるものであれば特に制限されるものではなく、公知の樹脂膜使用することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂膜、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエンカビニリデン、ポリエステル等の樹脂膜、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂の樹脂膜、フッ素系スルホン酸高分子イオン交換樹脂膜等が挙げられる。   The water vapor exchange membrane 40 used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is gas-impermeable and can selectively pass water or the like, or can store water or the like. Resin film can be used. For example, polyolefin resin films such as polyethylene and polypropylene, resin films such as polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, polyenevinylidene, and polyester, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyvinyl fluoride, and polyvinyl fluoride. Examples thereof include a resin film of a fluororesin such as vinylidene fluoride, and a fluorosulfonic acid polymer ion exchange resin film.

本実施形態に用いられるシール材４４は、上記説明した燃料電池に用いられるシール材と同様のものが用いられる。   The sealing material 44 used in the present embodiment is the same as the sealing material used in the fuel cell described above.

本発明の実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す分解模式斜視図である。1 is an exploded schematic perspective view showing an example of a configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池の構成の一例を示す一部模式断面図である。1 is a partial schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. 燃料電池用セパレータに形成される排出手段の構成の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of a structure of the discharge means formed in the separator for fuel cells. 燃料電池用セパレータのシール面に形成されるシール材溜まり部の構成の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the structure of the sealing material reservoir part formed in the sealing surface of the separator for fuel cells. 燃料電池用セパレータのシール面に形成されるシール材溜まり部の構成の他の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows another example of the structure of the sealing material reservoir part formed in the sealing surface of the separator for fuel cells. 燃料電池用セパレータのシール面に形成されるシール材溜まり部の構成の他の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows another example of the structure of the sealing material reservoir part formed in the sealing surface of the separator for fuel cells. 本発明の実施形態に係る加湿器の構成の一例を示す分解模式斜視図である。It is a disassembled schematic perspective view which shows an example of a structure of the humidifier which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る加湿器の構成の一例を示す一部模式断面図である。It is a partial schematic cross section which shows an example of a structure of the humidifier which concerns on embodiment of this invention. 一般的な燃料電池の構成を示す一部模式断面図である。It is a partial schematic cross section which shows the structure of a general fuel cell. 図９のシール材溜まり部の構成を示す拡大模式断面図である。FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a seal material reservoir in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池、２ 加湿器、３ 燃料電池、１０ 膜−電極アッセンブリ、１２ 燃料電池用セパレータ、１２ａ シール面、１４ 電解質膜、１５ 外周部、１６ アノード極、１８ カソード極、２０ シール材、２２ アノードガス入口、２４ アノードガス出口、２６ カソードガス入口、２８ カソードガス出口、３０ 冷却水入口、３２ 冷却水出口、３４ａ アノードガス流路、３４ｂ カソードガス流路、３６ 冷却水流路、３８ シール材溜まり部、３９，５７ 排出手段、４０ 水蒸気交換膜、４２ 加湿器用セパレータ、４４ シール材、４６ 湿潤ガス入口、４８ 湿潤ガス出口、５０ 乾燥ガス入口、５２ 乾燥ガス出口、５４ａ 湿潤ガス流路、５４ｂ 乾燥ガス流路、５６ シール材溜まり部、６０ 電解質膜、６２ アノード極、６４ カソード極、６６ 膜−電極アッセンブリ、６８ 燃料電池用セパレータ、７０ シール材、７２ ガス流路、７４ シール材溜まり部、７６ 気泡。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell, 2 Humidifier, 3 Fuel cell, 10 Membrane-electrode assembly, 12 Fuel cell separator, 12a Seal surface, 14 Electrolyte membrane, 15 Outer part, 16 Anode electrode, 18 Cathode electrode, 20 Seal material, 22 Anode Gas inlet, 24 Anode gas outlet, 26 Cathode gas inlet, 28 Cathode gas outlet, 30 Cooling water inlet, 32 Cooling water outlet, 34a Anode gas flow path, 34b Cathode gas flow path, 36 Cooling water flow path, 38 Seal material reservoir 39,57 Discharge means, 40 Steam exchange membrane, 42 Humidifier separator, 44 Sealing material, 46 Wet gas inlet, 48 Wet gas outlet, 50 Dry gas inlet, 52 Dry gas outlet, 54a Wet gas flow path, 54b Dry gas Flow path, 56 sealing material reservoir, 60 electrolyte membrane, 62 anode electrode, 4 cathode electrode, 66 membrane - electrode assembly 68 for a fuel cell separator, 70 sealing material, 72 gas channel 74 sealant reservoir, 76 air bubbles.

Claims (16)

電解質膜と前記電解質膜の外周部を除いた領域を挟持する一対の電極とを有する膜−電極アッセンブリと、前記膜−電極アッセンブリを挟持し、ガス流路が形成された一対の燃料電池用セパレータと、前記燃料電池用セパレータと前記電解質膜間をシールするシール材とを有する燃料電池であって、
前記シール材に対向する前記燃料電池用セパレータのシール面と前記ガス流路との間に、前記シール材の余剰分を溜めるシール材溜まり部が形成され、
前記シール材溜まり部と前記ガス流路との境界部に、前記シール材溜まり部内に存在する気泡を前記ガス流路へ排出させる排出手段が形成されることを特徴とする燃料電池。 A membrane-electrode assembly having an electrolyte membrane and a pair of electrodes sandwiching a region excluding the outer periphery of the electrolyte membrane, and a pair of fuel cell separators sandwiching the membrane-electrode assembly and having a gas flow path formed And a fuel cell having a sealing material for sealing between the fuel cell separator and the electrolyte membrane,
Between the sealing surface of the fuel cell separator facing the sealing material and the gas flow path, a sealing material reservoir for storing an excess of the sealing material is formed,
A fuel cell, characterized in that discharge means for discharging air bubbles present in the seal material reservoir to the gas channel is formed at a boundary between the seal material reservoir and the gas channel. 請求項１記載の燃料電池であって、前記排出手段は、前記ガス流路の底面からの高さが前記シール材溜まり部の最深部と同等以下であることを特徴とする燃料電池。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the discharge means has a height from the bottom surface of the gas flow path equal to or less than a deepest portion of the seal material reservoir. 請求項１又は２記載の燃料電池であって、前記シール材溜まり部は、断面視が矩形状であることを特徴とする燃料電池。   3. The fuel cell according to claim 1, wherein the sealing material reservoir has a rectangular shape in cross-sectional view. 請求項１又は２記載の燃料電池であって、前記シール材溜まり部は、断面視が傾斜形状であることを特徴とする燃料電池。   3. The fuel cell according to claim 1, wherein the seal material reservoir has an inclined shape in cross-sectional view. 請求項３記載の燃料電池であって、前記シール材溜まり部の側面と底面との境界部は、円弧状又は多角形状であることを特徴とする燃料電池。   4. The fuel cell according to claim 3, wherein a boundary portion between a side surface and a bottom surface of the seal material reservoir portion has an arc shape or a polygonal shape. 請求項３又は５記載の燃料電池であって、前記シール材溜まり部の側面及び底面のうち少なくともいずれか一方が傾斜していることを特徴とする燃料電池。   6. The fuel cell according to claim 3, wherein at least one of a side surface and a bottom surface of the seal material reservoir portion is inclined. 請求項３〜６のいずれか１項に記載の燃料電池であって、前記シール材溜まり部と前記シール面との境界部は、円弧状又は多角形状であることを特徴とする燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 3 to 6, wherein a boundary portion between the seal material reservoir portion and the seal surface has an arc shape or a polygonal shape. 請求項３〜７のいずれか１項に記載の燃料電池であって、前記シール材溜まり部と前記排出手段の境界部は、円弧状又は多角形状であることを特徴とする燃料電池。   The fuel cell according to any one of claims 3 to 7, wherein a boundary portion between the seal material reservoir portion and the discharge means has an arc shape or a polygonal shape. 水蒸気交換膜と、前記水蒸気交換膜を挟持し、ガス流路が形成された一対の加湿器用セパレータと、前記加湿器用セパレータと前記水蒸気交換膜間をシールするシール材とを有する加湿器であって、
前記シール材に対向する前記加湿器用セパレータのシール面と前記ガス流路との間に、前記シール材の余剰分を溜めるシール材溜まり部が形成され、
前記シール材溜まり部と前記ガス流路との境界部に、前記シール材溜まり部内に存在する気泡を前記ガス流路へ排出させる排出手段が形成されることを特徴とする加湿器。 A humidifier having a water vapor exchange membrane, a pair of humidifier separators sandwiching the water vapor exchange membrane and having a gas flow path, and a sealant for sealing between the humidifier separator and the water vapor exchange membrane. ,
Between the sealing surface of the humidifier separator facing the sealing material and the gas flow path, a sealing material reservoir for storing an excess of the sealing material is formed,
A humidifier, wherein a discharge means for discharging air bubbles present in the seal material reservoir to the gas channel is formed at a boundary between the seal material reservoir and the gas channel. 請求項９記載の加湿器であって、前記排出手段は、前記ガス流路の底面からの高さが前記シール材溜まり部の最深部と同等以下であることを特徴とする加湿器。   10. The humidifier according to claim 9, wherein the discharge means has a height from a bottom surface of the gas flow path equal to or less than a deepest portion of the seal material reservoir. 請求項９又は１０記載の加湿器であって、前記シール材溜まり部は、断面視が矩形状であることを特徴とする加湿器。   11. The humidifier according to claim 9, wherein the seal material reservoir has a rectangular shape in cross-sectional view. 請求項９又は１０記載の加湿器であって、前記シール材溜まり部は、断面視が傾斜形状であることを特徴とする加湿器。   The humidifier according to claim 9 or 10, wherein the seal material reservoir has an inclined shape in cross-sectional view. 請求項１１記載の加湿器であって、前記シール材溜まり部の側面と底面との境界部は、円弧状又は多角形状であることを特徴とする加湿器。   It is a humidifier of Claim 11, Comprising: The boundary part of the side surface and bottom face of the said sealing material reservoir part is circular arc shape or polygonal shape, The humidifier characterized by the above-mentioned. 請求項１１又は１３記載の加湿器であって、前記シール材溜まり部の側面及び底面のうち少なくともいずれか一方が傾斜していることを特徴とする加湿器。   14. The humidifier according to claim 11, wherein at least one of the side surface and the bottom surface of the seal material reservoir portion is inclined. 請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の加湿器であって、前記シール材溜まり部と前記シール面との境界部は、円弧状又は多角形状であることを特徴とする加湿器。   The humidifier according to any one of claims 11 to 14, wherein a boundary portion between the seal material reservoir portion and the seal surface has an arc shape or a polygonal shape. 請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の加湿器であって、前記シール材溜まり部と前記排出手段の境界部は、円弧状又は多角形状であることを特徴とする加湿器。   The humidifier according to any one of claims 11 to 14, wherein a boundary portion between the seal material reservoir portion and the discharge means is an arc shape or a polygonal shape.
JP2008037039A 2008-02-19 2008-02-19 Fuel cell, and humidifier Withdrawn JP2009199741A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008037039A JP2009199741A (en) 2008-02-19 2008-02-19 Fuel cell, and humidifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008037039A JP2009199741A (en) 2008-02-19 2008-02-19 Fuel cell, and humidifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009199741A true JP2009199741A (en) 2009-09-03

Family

ID=41143060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008037039A Withdrawn JP2009199741A (en) 2008-02-19 2008-02-19 Fuel cell, and humidifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009199741A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014080761A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-30 日産自動車株式会社 Fuel-cell single cell
JP2015215957A (en) * 2014-05-08 2015-12-03 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell
JP2016091726A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 パナソニック株式会社 Separator-seal member assembly and manufacturing method for the same
JP2016533258A (en) * 2013-09-30 2016-10-27 コーロン インダストリーズ インク Fluid exchange membrane module
WO2022114147A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 株式会社アイシン Humidifier for fuel cell

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014080761A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-30 日産自動車株式会社 Fuel-cell single cell
CN104798233A (en) * 2012-11-21 2015-07-22 日产自动车株式会社 Fuel-cell single cell
JP5999529B2 (en) * 2012-11-21 2016-09-28 日産自動車株式会社 Fuel cell single cell
US9812728B2 (en) 2012-11-21 2017-11-07 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel-cell single cell
JP2016533258A (en) * 2013-09-30 2016-10-27 コーロン インダストリーズ インク Fluid exchange membrane module
US10158129B2 (en) 2013-09-30 2018-12-18 Kolon Industries, Inc. Fluid exchange membrane module
JP2015215957A (en) * 2014-05-08 2015-12-03 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell
JP2016091726A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 パナソニック株式会社 Separator-seal member assembly and manufacturing method for the same
WO2022114147A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 株式会社アイシン Humidifier for fuel cell
JP7425424B2 (en) 2020-11-26 2024-01-31 株式会社アイシン Humidifier for fuel cells
EP4254570A4 (en) * 2020-11-26 2024-05-01 Aisin Corp Humidifier for fuel cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004119121A (en) Fuel cell
JP2009043578A (en) Fuel cell
JP2001319667A (en) Fuel cell
JP2008293947A (en) Stack for fuel cell
JP2009199741A (en) Fuel cell, and humidifier
JP5365162B2 (en) Fuel cell
JP5144226B2 (en) Fuel cell
JP5936889B2 (en) Fuel cell
JP2006236841A (en) Fuel cell stack
JP4957091B2 (en) Fuel cell
JP2006120376A (en) Fuel cell
JP2008146850A (en) Fuel cell
JP6104103B2 (en) Fuel cell
JP4069039B2 (en) Fuel cell
JP2010153175A (en) Fuel battery
JP5308950B2 (en) Hollow fiber membrane module for moisture exchange
JP2007250432A (en) Fuel cell
JP4957365B2 (en) Fuel cell device
JP6204328B2 (en) Fuel cell stack
JP6170868B2 (en) Fuel cell
JP5191868B2 (en) Fuel cell
JP4711382B2 (en) Fuel cell stack
JP5714462B2 (en) Fuel cell
JP2009026633A (en) Separator, separator for humidifier, manufacturing method of separator for humidifier, humidifier, separator for fuel cell, and manufacturing method of separator for fuel cell
JP2008146897A (en) Fuel cell separator, and fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101006

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110620