JP6520666B2 - Fuel cell seal structure - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池のシール構造に関する。 The present invention relates to a fuel cell seal structure.
一般に、燃料電池は、複数の単セルを積層したスタック構造を有している。各単セルは、膜電極接合体と、膜電極接合体を挟む2枚のセパレータとを有する。セパレータには、単セル内に反応ガスを流すための反応ガス流路と、単セル内に冷却媒体を流すための冷却媒体流路とが形成されている。また、セパレータには、反応ガスの入口および出口として機能する反応ガスマニホールドと、冷却媒体流路の入口および出口として機能する冷却媒体マニホールドとが形成されている。反応ガス流路や、冷却媒体流路、反応ガスマニホールド、冷却媒体マニホールドの周囲には、適宜、それぞれの流体の漏洩を抑制するためのシール部材(ガスケット)が設けられる。また、それらのシール部材の形状は、シール性を確保するために工夫されている。例えば、特許文献1には、シール部材が圧縮される際に局部的な線圧の増加が惹起されるシール交差部を、他の線状シール部よりも弾性率の低い材料で形成するシール構造が開示されている。このシール構造により、シール交差部に過大な線圧が付与されることが抑制され、シール性能の低下を防ぐことができる。 Generally, a fuel cell has a stack structure in which a plurality of single cells are stacked. Each single cell has a membrane electrode assembly and two separators sandwiching the membrane electrode assembly. The separator is formed with a reaction gas flow path for flowing a reaction gas into the single cell and a cooling medium flow path for flowing a cooling medium into the single cell. Further, the separator is formed with a reaction gas manifold that functions as an inlet and an outlet of the reaction gas, and a cooling medium manifold that functions as an inlet and an outlet of the cooling medium channel. Seal members (gaskets) for suppressing leakage of the respective fluids are appropriately provided around the reaction gas flow channel, the cooling medium flow channel, the reaction gas manifold, and the cooling medium manifold. In addition, the shape of the seal member is devised to secure the sealability. For example, according to Patent Document 1, a seal structure in which a seal intersection where an increase in local linear pressure is caused when the seal member is compressed is formed of a material having a lower elastic modulus than other linear seals. Is disclosed. With this seal structure, application of excessive linear pressure to the seal intersection portion can be suppressed, and a decrease in seal performance can be prevented.
ここで、本発明の発明者は、マニホールドのコーナー部に設けられたシール部材のうち、セパレータのコーナー部に相当する位置(特定コーナー部)に設けられたシール部材において、シール性が不十分となる場合があることを見出した。具体的には、マニホールドの周囲を囲むシール部材に内圧がかかった際に、マニホールドの特定コーナー部に配置されたシール部材が外側に拡張して厚さが小さくなり、線圧が低下することによって、シール性が低下する可能性がある、という問題を見出した。 Here, the inventor of the present invention found that the sealability of the seal member provided at the position (specific corner portion) corresponding to the corner portion of the separator among the seal members provided at the corner portion of the manifold is insufficient. I found that it could be. Specifically, when an internal pressure is applied to the seal member surrounding the periphery of the manifold, the seal member disposed at a specific corner of the manifold expands outward to reduce the thickness, and the linear pressure decreases. , I found a problem that the sealability may be reduced.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following modes.
(1)本発明の一形態によれば、燃料電池のシール構造が提供される。この燃料電池のシール構造は、燃料電池の単セルの間に配置され、前記単セルのセパレータのマニホールドの周囲を囲むように設けられる。前記シール構造は、前記単セルの間を密封する中央シール部と、前記中央シール部の両側に前記中央シール部と一体に形成され、前記中央シール部よりも厚みの小さな周縁シール部と、を備える。前記マニホールドのコーナー部のうち、前記セパレータのコーナー部に位置する特定コーナー部に配置された前記周縁シール部の幅は、前記マニホールドの直線部に配置された前記周縁シール部の幅よりも大きく構成されるとともに、前記特定コーナー部に配置された前記中央シール部の幅は、前記マニホールドの直線部に配置された前記中央シール部の幅とは同一に構成される。 (1) According to one aspect of the present invention, a fuel cell seal structure is provided. The fuel cell seal structure is disposed between unit cells of the fuel cell, and is provided so as to surround the manifold of the unit cell separator. The seal structure includes: a central seal that seals between the unit cells; and a peripheral seal that is integrally formed with the central seal on both sides of the central seal and that is thinner than the central seal. Prepare. Among the corner portions of the manifold, the width of the peripheral seal portion disposed at the specific corner portion located at the corner portion of the separator is larger than the width of the peripheral seal portion disposed at the linear portion of the manifold while being the width of the central sealing portion arranged in a particular corner portion is configured to the same the width of the central sealing portion arranged in the linear portion of the manifold.
この形態のシール構造によれば、複数の単セルを積層した状態で、シール構造に内圧がかかった場合、マニホールドの特定コーナー部に配置されたシール部材が外側に拡張しにくくなり、局所伸びによる線圧低下が抑制される。それとともに、マニホールドの特定コーナー部のシール部材と、マニホールドの直線部のシール部材との連結部分からのガスの漏洩が防止され、十分なシール性を確保できる。 According to the seal structure of this aspect, when an internal pressure is applied to the seal structure in a state where a plurality of unit cells are stacked, the seal member disposed at a specific corner of the manifold is unlikely to expand outward, and local elongation The linear pressure drop is suppressed. At the same time, the leakage of gas from the connection portion between the seal member at the specific corner of the manifold and the seal member at the straight portion of the manifold is prevented, and sufficient sealing performance can be ensured.
本発明は、上記形態のシール構造以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上記形態のシール構造を備える燃料電池のセパレータ、そのセパレータを備える燃料電池の単セル、その単セルを備える燃料電池、その燃料電池を備える燃料電池システム等の形態で実現することができる。 The present invention can also be realized in various forms other than the above-described seal structure. For example, the present invention can be realized in the form of a fuel cell separator provided with the seal structure of the above embodiment, a single cell of a fuel cell provided with the separator, a fuel cell provided with the single cell, a fuel cell system provided with the fuel cell, and the like.
A.第1実施形態:
図1は、本発明の第1実施形態における燃料電池システム10の概略構成を示す説明図である。燃料電池システム10は、燃料電池スタック100を備えている。燃料電池スタック100は、エンドプレート110と、絶縁板120と、集電板130と、複数の単セル140と、集電板130と、絶縁板120と、エンドプレート110と、が、この順に積層されたスタック構造を有している。なお、単セル140の積層方向は、鉛直方向Yに垂直な方向Xとなっている。
A. First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a
燃料電池スタック100には、高圧水素を貯蔵した水素タンク150から、シャットバルブ151、レギュレータ152、配管153を介して、燃料ガスとしての水素が供給される。燃料電池スタック100において利用されなかった燃料ガス(アノードオフガス)は、排出配管163を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。なお、燃料電池システム10は、アノードオフガスを配管153側に再循環させる再循環機構を有するとしてもよい。燃料電池スタック100には、また、エアポンプ160および配管161を介して、酸化剤ガスとしての空気が供給される。燃料電池スタック100において利用されなかった酸化剤ガス(カソードオフガス)は、排出配管154を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。なお、燃料ガスおよび酸化剤ガスは、反応ガスとも呼ばれる。
Hydrogen as a fuel gas is supplied to the
さらに、燃料電池スタック100には、燃料電池スタック100を冷却するため、ウォーターポンプ171および配管172を介して、ラジエータ170により冷却された冷却媒体が供給される。燃料電池スタック100から排出された冷却媒体は、配管173を介してラジエータ170に循環する。冷却媒体としては、例えば、水、エチレングリコール等の不凍水、空気などが用いられる。本例では、冷却媒体として水(「冷却水」とも呼ぶ)が用いられる。
Furthermore, to cool the
燃料電池スタック100に備えられる単セル140は、電解質膜の両面に、それぞれ、アノードおよびカソードが配置された膜電極接合体(MEAとも呼ばれる)30を一対のセパレータ、すなわちアノード側セパレータ50とカソード側セパレータ40によって挟持された構成となっている。アノード側セパレータ50は、MEA30側の面に筋状の複数の燃料ガス流路溝52を備え、MEA30と反対側の面に筋状の複数の冷却媒体流路溝54を備える。カソード側セパレータ40は、MEA30側の面に筋状の複数の酸化剤ガス流路溝42を備える。なお、アノード側セパレータ50およびカソード側セパレータ40によって挟持されるMEA30の外周には、絶縁性を有する樹脂製のシール部材32が設けられている。
The
図2は、単セル140のアノード側セパレータ50をMEA30とは反対側から見た概略平面図である。図2において、表裏方向が積層方向Xであり、上下方向が鉛直方向Yである。また、鉛直方向Yおよび積層方向Xに垂直な図中の左右方向は水平方向Zである。アノード側セパレータ50およびカソード側セパレータ40は、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼やチタン鋼などの金属部材によって形成されている。本実施形態では、セパレータ40,50はメタルプレスセパレータである。
FIG. 2 is a schematic plan view of the
アノード側セパレータ50の水平方向Zの一端縁部には、燃料ガス入口連通マニホールド62と、冷却媒体出口マニホールド84と、酸化剤ガス入口連通マニホールド72と、が鉛直方向Yに沿って上から順に配置されている。これに対して、他端縁部には、酸化剤ガス出口マニホールド74と、冷却媒体入口連通マニホールド82と、燃料ガス出口マニホールド64と、が鉛直方向Yに沿って上から順に並んで配置されている。燃料ガス入口連通マニホールド62および燃料ガス出口マニホールド64と、酸化剤ガス入口連通マニホールド72および酸化剤ガス出口マニホールド74と、冷却媒体入口連通マニホールド82および冷却媒体出口マニホールド84、は水平方向Zの両側の外縁部分で互いに対向するように配置されている。
The fuel gas
カソード側セパレータ40の燃料ガス入口マニホールド(図示しない)から供給された燃料ガスは、単セル140の燃料ガス流路溝52(図1)に分配された後、燃料ガス出口マニホールド64によって燃料ガス流路溝52において利用されなかった燃料ガスが集められ、隣接する次の単セルの燃料ガス入口マニホールドに供給される。また、カソード側セパレータ40の酸化剤ガス入口マニホールド(図示しない)から供給された酸化剤ガスは、単セル140の酸化剤ガス流路溝42(図1)に分配された後、酸化剤ガス出口マニホールド74によって酸化剤ガス流路溝42において利用されなかった酸化剤ガスが集められ、隣接する次の単セルの酸化剤ガス入口マニホールドに供給される。さらに、カソード側セパレータ40の冷却媒体入口マニホールド(図示しない)から供給された冷却媒体は、アノード側セパレータ50のディンプル56が設けられた一端を介して拡散され、冷却媒体流路溝54を流れて、冷却媒体流路溝54からディンプル56が設けられた他端を介して、冷却媒体出口マニホールド84によって集められ、隣接する次の単セルの冷却媒体入口マニホールドに供給される。また、アノード側セパレータ50のMEA30とは反対側から見た平面において、冷却媒体入口連通マニホールド82と、冷却媒体流路溝54と、冷却媒体出口マニホールド84とは、水平方向Zに互いに連通して、冷却媒体流路面200を構成する。なお、各マニホールド62,64,72,74,82,84は開口が略矩形状である。また、各マニホールドは燃料電池スタック100の積層方向Xに伸びる形状を有している。
The fuel gas supplied from the fuel gas inlet manifold (not shown) of the
アノード側セパレータ50のMEA30とは反対側から見た平面には、各反応ガスマニホールド62,64,72,74および冷却媒体流路面200をそれぞれ囲むシール構造SL1〜SL5(「ガスケット」とも呼ぶ)が形成されている。シール構造SL1〜SL5は、複数の単セル140を積層した際に、隣接する他の単セル140の表面に当接し、二つの単セル140の間を密封する機能を有する。具体的には、シール構造SL1,SL2が燃料ガスの漏洩を抑制するためのものであり、シール構造SL3,SL4が酸化剤ガスの漏洩を抑制するためのものであり、シール構造SL5が冷却媒体の漏洩を抑制するためのものである。これらのシール構造SL1〜SL5は、射出成形やプレス成形等により形成されるもので、中央シール部mと周縁シール部r(図3)とを有する。シール構造SL1〜SL5の材料としては、ゴムや熱可塑性エラストマー等を用いることができる。また、シール構造SL1〜SL5は、接着剤によってセパレータに貼り合わされることによって固定される。なお、これらのシール構造SL1〜SL5が配置される領域(アノード側セパレータ50のMEA30とは反対側から見た平面の一部)には、溝部80が形成されている。
Seal structures SL1 to SL5 (also referred to as “gaskets”) surrounding the
図3は、図2に示したアノード側セパレータ50の酸化剤ガス出口マニホールド74付近を拡大して示す概略平面図である。酸化剤ガス出口マニホールド74を囲むシール構造SL4は、酸化剤ガス出口マニホールド74のコーナー部に配置されたコーナー部材c1〜c4と、酸化剤ガス出口マニホールド74の直線部に配置された直線部材s1〜s4とを有する。コーナー部材c1〜c4は略同一の形状および寸法で形成され、直線部材s1〜s4も略同一の形状および寸法で形成されている。シール構造SL4の隣には冷却媒体用のシール構造SL5が形成されている。すなわち、シール構造SL4の直線部材s2の隣にはシール構造SL5の直線部材s12が形成され、シール構造SL4の直線部材s3の隣にはシール構造SL5の直線部材s13が形成されている。
FIG. 3 is a schematic plan view showing the vicinity of the oxidant
図4は、図3に示した酸化剤ガス出口マニホールド74を囲むシール構造SL4のA,B,C,D四カ所の断面を示す説明図である。シール構造SL4は、中央シール部m1〜m4と、各中央シール部m1〜m4の両側に中央シール部m1〜m4とは一体形成されて、中央シール部m1〜m4よりも厚みの小さな周縁シール部r1〜r4とを備える。本明細書において、「厚み」とは、単セル140の積層方向の寸法を意味する。中央シール部m1〜m4は、複数の単セル140を積層した状態で二つの単セル140の間を密封する際に機能する。図4(a)は、シール構造SL4の直線部材s4のA断面を示す説明図である。図4(b)は、シール構造SL4のコーナー部材c1のB断面を示す説明図である。図4(c)は、シール構造SL4の直線部材s2のC断面を示す説明図である。図4(d)は、シール構造SL4の直線部材s3のD断面を示す説明図である。なお、図4(c),(d)では、冷却媒体用のシール構造SL5も描かれている。
FIG. 4 is an explanatory view showing a cross section of four locations A, B, C and D of a seal structure SL4 surrounding the oxidant
コーナー部材c1は、酸化剤ガス出口マニホールド74の4つのコーナー部のうち、アノード側セパレータ50のコーナー部に位置する特定コーナー部に配置され、直線部材s4は、酸化剤ガス出口マニホールド74の直線部に配置されている(図3)。図4(a)と図4(b)を比較すると、コーナー部材c1の周縁シール部r1の幅Wcは、直線部材s4の周縁シール部r4の幅Wsよりも大きく設計されている。これに対し、コーナー部材c1の中央シール部m1は、直線部材s4の中央シール部m4と略同一の形状および寸法で設計されている。図4(c)における直線部材s2は、直線部材s4と略同一の形状および寸法で設計されている。また、図4(d)における直線部材s3も、直線部材s4と略同一の形状および寸法で設計されている。なお、第1実施形態では、コーナー部材c1における形状的特徴は、他のコーナー部材c2〜c4においても同様である。また、シール構造SL4におけるコーナー部材および直線部材の形状的特徴は、他の反応ガスマニホールドを囲むシール構造SL1〜SL3においても同様である。
The corner member c1 is disposed at a specific corner located at the corner of the
図4(a)〜(d)において、周縁シール部r1〜r4は、それぞれ略L字形状に形成されており、中央シール部m1〜m4の両側にはギャップGが設けられている。ギャップGの存在により、中央シール部m1〜m4に圧力をかけて単セル140の間を密封する際、中央シール部m1〜m4のシール性を高めることができる。但し、ギャップGを省略し、ギャップGの部分にもシール部材が存在する形状を採用してもよい。
In FIGS. 4A to 4D, the peripheral seal portions r1 to r4 are formed substantially in an L shape, and gaps G are provided on both sides of the central seal portions m1 to m4. Due to the presence of the gap G, when pressure is applied to the central seals m1 to m4 to seal between the
以上のように、シール構造SL4のコーナー部材c1〜c4の周縁シール部の幅Wcは、直線部材s1〜s4の周縁シール部の幅Wsよりも大きく設計されるとともに、コーナー部材c1〜c4の中央シール部が、直線部材の中央シール部と略同一の形状および寸法で設計されている。これにより、シール構造SL4に内圧がかかった場合、コーナー部材c1〜c4が外側に拡張しにくくなり、局所伸びによる線圧低下が抑制されるとともに、コーナー部材c1〜c4と直線部材s1〜s4との連結部分からガスの漏洩が防止されるので、十分なシール性を確保できる。 As described above, the width Wc of the peripheral seal portion of the corner members c1 to c4 of the seal structure SL4 is designed to be larger than the width Ws of the peripheral seal portion of the linear members s1 to s4, and the center of the corner members c1 to c4 is The seal is designed with substantially the same shape and dimensions as the central seal of the linear member. Thereby, when an internal pressure is applied to the seal structure SL4, the corner members c1 to c4 are difficult to expand outward, and the linear pressure decrease due to local elongation is suppressed, and the corner members c1 to c4 and the linear members s1 to s4 Since the leak of gas from the connection part of is prevented, sufficient sealing performance can be secured.
B.第2実施形態:
図5は、第2実施形態における酸化剤ガス出口マニホールド74付近を拡大して示す概略平面図である。図3に示した第1実施形態との違いは、酸化剤ガス出口マニホールド74を囲むシール構造SL4aの3つのコーナー部材c2a〜c4aの形状だけであり、これ以外の構成は、第1実施形態と同様であるので図示および説明を省略する。
B. Second embodiment:
FIG. 5 is a schematic plan view showing the vicinity of the oxidant
第2実施形態におけるシール構造SL4aは、酸化剤ガス出口マニホールド74のコーナー部のうち、アノード側セパレータ50aのコーナー部に位置する特定コーナー部に配置されたコーナー部材c1のみ、周縁シール部の幅が各直線部材s1〜s4の周縁シール部の幅よりも大きく設計されている。すなわち、他の各コーナー部材c2a〜c4aでは、周縁シール部の幅は各直線部材s1〜s4の周縁シール部の幅と略同一に形成されている。シール構造SL4aに内圧がかかった場合、コーナー部材c1は第1実施形態で説明したように外側に拡張しにくくなるため、局所伸びによる線圧低下が抑制され、十分なシール性を確保できる。一方、他の各コーナー部材c2a〜c4aにおいては、隣り合うコーナー部材同士をそれぞれ連結する直線部材s2,s3の隣に他のシール構造SL5の直線部材s12,s13が存在するので、コーナー部材c2a〜c4aが外側に拡張する際に一定の緩衝作用を与える。これにより、コーナー部材c2a〜c4aの局所伸びによる線圧低下も抑制され、十分なシール性を確保できる。この第2実施形態から理解できるように、マニホールドの周囲を囲むシール構造SL4,SL4aの4つのコーナー部材のうち、少なくとも、セパレータのコーナー部に位置するコーナー部材c1において、周縁シール部の幅が他の直線部材s1〜s4の周縁シール部の幅よりも大きく設計されることが好ましい。なお、シール構造SL4aにおけるコーナー部材および直線部材の形状的特徴は、第2実施形態における他の各反応ガスマニホールドを囲むシール構造においても同様である。
In the seal structure SL4a according to the second embodiment, the width of the peripheral seal portion is only the corner member c1 disposed at the specific corner portion located at the corner portion of the
C.第3実施形態:
図6は、第3実施形態における酸化剤ガス出口マニホールド74付近を拡大して示す概略平面図である。図5に示した第2実施形態との違いは、酸化剤ガス出口マニホールド74を囲むシール構造SL4bが、冷却媒体用のシール構造SL5と一体となっている点だけであり、これ以外の構成は、第2実施形態と同様であるので図示および説明を省略する。
C. Third embodiment:
FIG. 6 is a schematic plan view showing the vicinity of the oxidant
図7は、図6に示した酸化剤ガス出口マニホールド74を囲むシール構造SL4bのA、B、C、D四カ所の断面を示す説明図である。図7(a)は、シール構造SL4bの直線部材s4のA断面を示す説明図である。図7(b)は、シール構造SL4bのコーナー部材c1のB断面を示す説明図である。図7(c)は、シール構造SL4b,SL5bの直線部材s2b,s12bのC断面を示す説明図である。図7(d)は、シール構造SL4b,SL5bの直線部材s3b,s13bのD断面を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a cross section of four locations A, B, C and D of a seal structure SL 4 b surrounding the oxidant
第3実施形態におけるシール構造SL4bは、図6において、直線部材s2bから右回りの方向で直線部材s3bまで渡るシール構造SL4bの周縁シール部の部分が、隣に存在するシール構造SL5bの周縁シール部の部分に一体に連結するように、構成されている。例えば、図7(c)に示したように、シール構造SL4bの直線部材s2bの周縁シール部r2bが、シール構造SL5の直線部材s12bの周縁シール部r12bに連結している。また、例えば、図7(d)に示したように、シール構造SL4bの直線部材s3bの周縁シール部r3bが、シール構造SL5bの直線部材s13bの周縁シール部r13bに連結している。 The seal structure SL4b according to the third embodiment is the peripheral seal portion of the seal structure SL5b in which the portion of the peripheral seal portion of the seal structure SL4b extending from the linear member s2b to the linear member s3b in the clockwise direction in FIG. It is comprised so that it may connect integrally to the part of. For example, as shown in FIG. 7C, the peripheral seal portion r2b of the linear member s2b of the seal structure SL4b is connected to the peripheral seal portion r12b of the linear member s12b of the seal structure SL5. For example, as shown in FIG. 7D, the peripheral seal portion r3b of the linear member s3b of the seal structure SL4b is connected to the peripheral seal portion r13b of the linear member s13b of the seal structure SL5b.
シール構造SL4bに内圧がかかった場合、コーナー部材c1は第1実施形態で説明したように外側に拡張しにくくなるため、局所伸びによる線圧低下が抑制され、十分なシール性を確保できる。一方、他の各コーナー部材c2b〜c4bにおいては、隣接するシール構造SL5bと連結しているため、コーナー部材c2b〜c4bが外側に拡張しにくく、局所伸びによる線圧低下が抑制されるので、十分なシール性を確保できる。なお、シール構造SL4bにおけるコーナー部材および直線部材の形状的特徴は、第3実施形態における他の各反応ガスマニホールドを囲むシール構造においても同様である。 When an internal pressure is applied to the seal structure SL4b, the corner member c1 is difficult to expand outward as described in the first embodiment, so that a decrease in linear pressure due to local elongation is suppressed, and sufficient sealing performance can be ensured. On the other hand, since the other corner members c2b to c4b are connected to the adjacent seal structure SL5b, the corner members c2b to c4b are hard to expand outward and the linear pressure drop due to local elongation is suppressed, so sufficient. Good sealing performance. The geometrical characteristics of the corner members and the linear members in the seal structure SL4b are the same as in the seal structure surrounding the other reactive gas manifolds in the third embodiment.
・変形例:
上記実施形態では、反応ガスマニホールド62,64,72,74がアノード側セパレータ50のコーナー部に設けられていたが、この代わりに、冷却媒体用のマニホールド82,84がアノード側セパレータ50のコーナー部に設けられるようにしてもよい。この場合には、冷却媒体用のシール構造SL5のうち、アノード側セパレータ50のコーナー部に位置する特定のコーナー部に配置されたコーナー部材に関して、上記実施形態で説明した形状および寸法を適用することが好ましい。
・ Modification:
In the above embodiment, the
本発明は、上述の実施形態、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、前述した各実施形態、変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and modification, and can be realized in various configurations without departing from the scope of the invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each of the modes described in the section of the summary of the invention can be used to solve some or all of the problems described above, or one of the effects described above. It is possible to replace or combine as appropriate to achieve part or all. Moreover, elements other than the element described in the independent claim in the constituent elements in each embodiment and modification mentioned above are additional elements, and can be omitted appropriately.
10…燃料電池システム
30…膜電極接合体(MEA)
32…シール部材
40…カソード側セパレータ
42…酸化剤ガス流路溝
50,50a…アノード側セパレータ
52…燃料ガス流路溝
54…冷却媒体流路溝
56…ディンプル
62…燃料ガス入口連通マニホールド
64…燃料ガス出口マニホールド
72…酸化剤ガス入口連通マニホールド
74…酸化剤ガス出口マニホールド
80…溝部
82…冷却媒体入口連通マニホールド
84…冷却媒体出口マニホールド
100…燃料電池スタック
110…エンドプレート
120…絶縁板
130…集電板
140…単セル
150…水素タンク
151…シャットバルブ
152…レギュレータ
153…配管
154…排出配管
160…エアポンプ
161…配管
163…排出配管
170…ラジエータ
171…ウォーターポンプ
172…配管
173…配管
200…冷却媒体流路面
G…ギャップ
SL1〜SL5…シール構造
SL4a,SL4b…シール構造
SL5b…シール構造
X…積層方向
Y…鉛直方向
Z…水平方向
c1〜c4…コーナー部材
c2a〜c4a…コーナー部材
c2b〜c4b…コーナー部材
m…中央シール部
m1〜m4…中央シール部
r…周縁シール部
r1〜r4…周縁シール部
r12b…周縁シール部
r13b…周縁シール部
r2b…周縁シール部
r3b…周縁シール部
s1〜s4…直線部材
s2b…直線部材
s3b…直線部材
s12,s12b…直線部材
s13,s13b…直線部材
10: Fuel cell system 30: Membrane electrode assembly (MEA)
Claims (1)
前記シール構造は、前記単セルの間を密封する中央シール部と、前記中央シール部の両側に前記中央シール部と一体に形成され、前記中央シール部よりも厚みの小さな周縁シール部と、を備え、
前記マニホールドのコーナー部のうち、前記セパレータのコーナー部に位置する特定コーナー部に配置された前記周縁シール部の幅は、前記マニホールドの直線部に配置された前記周縁シール部の幅よりも大きく構成されるとともに、前記特定コーナー部に配置された前記中央シール部の幅は、前記マニホールドの直線部に配置された前記中央シール部の幅とは同一に構成される、
燃料電池のシール構造。 A seal structure disposed between unit cells of a fuel cell and provided so as to surround the manifold of the separators of the unit cells,
The seal structure includes: a central seal that seals between the unit cells; and a peripheral seal that is integrally formed with the central seal on both sides of the central seal and that is thinner than the central seal. Equipped
Among the corner portions of the manifold, the width of the peripheral seal portion disposed at the specific corner portion located at the corner portion of the separator is larger than the width of the peripheral seal portion disposed at the linear portion of the manifold while being the width of the central sealing portion arranged in a particular corner portion is configured to the same the width of the central sealing portion arranged in the linear portion of the manifold,
Fuel cell seal structure.
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