JPH0582151A - 燃料電池のマニホールドのシール構造 - Google Patents
燃料電池のマニホールドのシール構造Info
- Publication number
- JPH0582151A JPH0582151A JP3240051A JP24005191A JPH0582151A JP H0582151 A JPH0582151 A JP H0582151A JP 3240051 A JP3240051 A JP 3240051A JP 24005191 A JP24005191 A JP 24005191A JP H0582151 A JPH0582151 A JP H0582151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manifold
- seal structure
- fuel cell
- cell stack
- seal
- 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】車両搭載用燃料電池のように外部から加わる振
動，衝撃に対して十分な耐力と高いシール性能を安定維
持できるようにしたマニホールドのシール構造を提供す
る。 【構成】ルスタック１の周側面とここに設置した反応ガ
ス給気，排気用マニホールド２の間を気密シールするマ
ニホールドのシール構造として、マニホールドの周縁全
域に亙り、セルスタックの側面との間に耐熱, 耐蝕, お
よび弾性を有するクッション材４を介装し、かつ該クッ
ション材の両面を接着剤５, ないし融着法によりマニホ
ールド，セルスタックのシール面に密着結合させる。
動，衝撃に対して十分な耐力と高いシール性能を安定維
持できるようにしたマニホールドのシール構造を提供す
る。 【構成】ルスタック１の周側面とここに設置した反応ガ
ス給気，排気用マニホールド２の間を気密シールするマ
ニホールドのシール構造として、マニホールドの周縁全
域に亙り、セルスタックの側面との間に耐熱, 耐蝕, お
よび弾性を有するクッション材４を介装し、かつ該クッ
ション材の両面を接着剤５, ないし融着法によりマニホ
ールド，セルスタックのシール面に密着結合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両搭載用燃料電池と
して好適な燃料電池のマニホールドのシール構造に関す
る。
して好適な燃料電池のマニホールドのシール構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、燃料電池では単セルの積
層体としてなるセルスタックに対して外部よりマニホー
ルドを通じて水素，空気の反応ガスを供給して発電を行
うようにしており、その構成を図５に示す。図におい
て、１は方形状の単セル積層したセルスタック、２はセ
ルスタック１の周側面をカバーして配備した反応ガス給
気，排気用のマニホールド、３はマニホールド２の周縁
とセルスタック１の側面との間を気密にシールするシー
ル材である。
層体としてなるセルスタックに対して外部よりマニホー
ルドを通じて水素，空気の反応ガスを供給して発電を行
うようにしており、その構成を図５に示す。図におい
て、１は方形状の単セル積層したセルスタック、２はセ
ルスタック１の周側面をカバーして配備した反応ガス給
気，排気用のマニホールド、３はマニホールド２の周縁
とセルスタック１の側面との間を気密にシールするシー
ル材である。
【０００３】ここで、従来におけるマニホールドのシー
ル構造は、前記したシール材３として例えば板厚２〜３
mm程度の耐リン酸性フッ素ゴムなどで作られた帯状のガ
スケットをマニホールド２の周縁全域に亙って密着固定
し、セルスタック１との間にペースト状のコーキング材
を施した上でシール材３に面圧を加えて相手側部材のシ
ール面との間を気密シールするようにしている。
ル構造は、前記したシール材３として例えば板厚２〜３
mm程度の耐リン酸性フッ素ゴムなどで作られた帯状のガ
スケットをマニホールド２の周縁全域に亙って密着固定
し、セルスタック１との間にペースト状のコーキング材
を施した上でシール材３に面圧を加えて相手側部材のシ
ール面との間を気密シールするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池を
所定の場所に据付けて静止状態で運転する場合には前記
のシール構造で十分なシール機能を維持できるが、頭記
のように燃料電池を電気自動車に搭載してその駆動電源
として使用する車両搭載用の燃料電池では、車両の発
進，走行，停止に伴って燃料電池に振動，衝撃などの繰
り返し荷重が加わるため、前記のシール構造では十分な
シール機能を安定維持できなくなるといった問題が新た
に派生する。
所定の場所に据付けて静止状態で運転する場合には前記
のシール構造で十分なシール機能を維持できるが、頭記
のように燃料電池を電気自動車に搭載してその駆動電源
として使用する車両搭載用の燃料電池では、車両の発
進，走行，停止に伴って燃料電池に振動，衝撃などの繰
り返し荷重が加わるため、前記のシール構造では十分な
シール機能を安定維持できなくなるといった問題が新た
に派生する。
【０００５】すなわち、車両に搭載した燃料電池に揺
れ，振動などが繰り返し加わると、セルスタックの層内
で上下に並ぶ単セルの相互間が加振力により僅かである
が横方向へずれてセルスタックの側面が局部的に凹凸を
呈するようになる。このような状態になると、従来のシ
ール構造ではシール材とセルスタックの凹凸な側面との
間に局部的な隙間が発生してガス漏れが生じる。また、
前後方向の大きな衝撃荷重に伴いセルスタックに対しマ
ニホールドが過渡的に離間するような力が加わると、一
時的にせよシール材がシール面より浮き上がってシール
機能が喪失する。このように車両搭載用燃料電池に対し
ては従来のシール構造のままでは振動，衝撃に十分耐え
るシール性能を確保することが困難である。
れ，振動などが繰り返し加わると、セルスタックの層内
で上下に並ぶ単セルの相互間が加振力により僅かである
が横方向へずれてセルスタックの側面が局部的に凹凸を
呈するようになる。このような状態になると、従来のシ
ール構造ではシール材とセルスタックの凹凸な側面との
間に局部的な隙間が発生してガス漏れが生じる。また、
前後方向の大きな衝撃荷重に伴いセルスタックに対しマ
ニホールドが過渡的に離間するような力が加わると、一
時的にせよシール材がシール面より浮き上がってシール
機能が喪失する。このように車両搭載用燃料電池に対し
ては従来のシール構造のままでは振動，衝撃に十分耐え
るシール性能を確保することが困難である。
【０００６】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、従来のシール構造を改良することにより、車両
搭載用燃料電池のように外部から加わる振動，衝撃に対
して十分な耐力と高いシール性能を安定維持できるよう
にしたマニホールドのシール構造を提供することにあ
る。
であり、従来のシール構造を改良することにより、車両
搭載用燃料電池のように外部から加わる振動，衝撃に対
して十分な耐力と高いシール性能を安定維持できるよう
にしたマニホールドのシール構造を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシール構造においては、マニホールドの周
縁全域に亙り、セルスタックの側面との間に耐熱, 耐
蝕, および弾性を有するシール材を介装し、かつ該シー
ル材の両面をマニホールド，セルスタックのシール面に
密接して接着剤, ないし融着法にて結合すして構成する
ものとする。
に、本発明のシール構造においては、マニホールドの周
縁全域に亙り、セルスタックの側面との間に耐熱, 耐
蝕, および弾性を有するシール材を介装し、かつ該シー
ル材の両面をマニホールド，セルスタックのシール面に
密接して接着剤, ないし融着法にて結合すして構成する
ものとする。
【０００８】また、前記構成の実施態様としては次記の
構成がある。すなわち、 （１）シール材として、フッ素樹脂, ないしフッ素ゴム
製のクッション材を使用する。 （２）シール材として、フッ素樹脂, ないしフッ素ゴム
製のチューブ内に粉体を充填したものを使用する。 （３）シール材として、フッ素樹脂, ないしフッ素ゴム
製のチューブ内に弾性粒子を充填したもの使用する。 （４）前記（２），（３）に記したチューブに対し、該
チューブを挟んで両側面に補強枠を付設する。
構成がある。すなわち、 （１）シール材として、フッ素樹脂, ないしフッ素ゴム
製のクッション材を使用する。 （２）シール材として、フッ素樹脂, ないしフッ素ゴム
製のチューブ内に粉体を充填したものを使用する。 （３）シール材として、フッ素樹脂, ないしフッ素ゴム
製のチューブ内に弾性粒子を充填したもの使用する。 （４）前記（２），（３）に記したチューブに対し、該
チューブを挟んで両側面に補強枠を付設する。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、シール材とマニホールド
との間，およびシール材とセルスタックの側面との間が
接着剤，ないし融着法により結着されているので、運転
中に外部から振動，衝撃が加わってもシール材が相手側
部材との間の結着状態を保ったままシール材自身が相手
側部材の変位に追随変形して高いシール性能を安定維持
することができる。
との間，およびシール材とセルスタックの側面との間が
接着剤，ないし融着法により結着されているので、運転
中に外部から振動，衝撃が加わってもシール材が相手側
部材との間の結着状態を保ったままシール材自身が相手
側部材の変位に追随変形して高いシール性能を安定維持
することができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、各実施例で図５と対応する同一部材には同じ
符号が付してある。 実施例１：まず、図１において、符号４はマニホールド
２のシール材として、マニホールドの周縁とセルスタッ
ク１の側面との間に介装したフッ素樹脂，ないしフッ素
ゴム製で作られた独立気泡形のクッション材であり、該
クッション材４はその両面に接着剤５を塗布してセルス
タック１，マニホールド２のシール面との間が密接状態
に固着されている。なお、クッション４の結着手段とし
て接着剤５を用いる代わりに、クッション材４をセルス
タック１，マニホールド２に融着することもできる。
る。なお、各実施例で図５と対応する同一部材には同じ
符号が付してある。 実施例１：まず、図１において、符号４はマニホールド
２のシール材として、マニホールドの周縁とセルスタッ
ク１の側面との間に介装したフッ素樹脂，ないしフッ素
ゴム製で作られた独立気泡形のクッション材であり、該
クッション材４はその両面に接着剤５を塗布してセルス
タック１，マニホールド２のシール面との間が密接状態
に固着されている。なお、クッション４の結着手段とし
て接着剤５を用いる代わりに、クッション材４をセルス
タック１，マニホールド２に融着することもできる。
【００１１】かかる構成により、先記したように振動，
衝撃に十分耐えるシール機能が確保できるほか、セルス
タック１からマニホールド２に伝達する振動をクッショ
ン材４で吸収，減衰させる効果も得られる。
衝撃に十分耐えるシール機能が確保できるほか、セルス
タック１からマニホールド２に伝達する振動をクッショ
ン材４で吸収，減衰させる効果も得られる。
【００１２】実施例２：図２の実施例は、マニホールド
２のシール材として、フッ素樹脂，ないしフッ素ゴム製
のチューブ６に粉体７を充填したものを採用し、実施例
１と同様に前記チューブ６とセルスタック１，マニホー
ルド２との間を接着剤５，ないし融着法にて結着したも
のである。かかる構成により実施例１と同等な効果が得
られる。しかも、チューブ６の内部に粉体７を充填した
ことにより、シール材として所定の形状が保持できるほ
か、さらに相手側部材の変位，変形にもチューブ内で粉
体が従動して柔軟に対応できる機能を保持しつつ、マニ
ホールド２をセルスタック１に固定するために加える締
結加圧力によってチューブ６が完全に偏平状態に潰れて
しまうのを防止できる。
２のシール材として、フッ素樹脂，ないしフッ素ゴム製
のチューブ６に粉体７を充填したものを採用し、実施例
１と同様に前記チューブ６とセルスタック１，マニホー
ルド２との間を接着剤５，ないし融着法にて結着したも
のである。かかる構成により実施例１と同等な効果が得
られる。しかも、チューブ６の内部に粉体７を充填した
ことにより、シール材として所定の形状が保持できるほ
か、さらに相手側部材の変位，変形にもチューブ内で粉
体が従動して柔軟に対応できる機能を保持しつつ、マニ
ホールド２をセルスタック１に固定するために加える締
結加圧力によってチューブ６が完全に偏平状態に潰れて
しまうのを防止できる。
【００１３】実施例３：図３は前記した実施例２の応用
実施例を示すものであり、チューブ６の内部には粉体に
変えてゴムなどで作られた弾性粒子８を充填したもので
あり、相手側部材の変位，変形に対してより一層柔軟に
対応できる。
実施例を示すものであり、チューブ６の内部には粉体に
変えてゴムなどで作られた弾性粒子８を充填したもので
あり、相手側部材の変位，変形に対してより一層柔軟に
対応できる。
【００１４】実施例４：図４（ａ),（ｂ）は前記実施例
２，３を発展させた実施例である。この実施例では、セ
ルスタック１とマニホールド２との間を締結する際に過
大な加圧力が加わってもチューブ６が不当に偏平形状に
変形するのを防止する手段として、チューブ６を挟んで
両側に剛性のある補強枠９を付設したものである。ここ
で（ａ）図では補強枠９として断面湾曲状の板材が使用
され、（ｂ）図では丸棒が使用されている。
２，３を発展させた実施例である。この実施例では、セ
ルスタック１とマニホールド２との間を締結する際に過
大な加圧力が加わってもチューブ６が不当に偏平形状に
変形するのを防止する手段として、チューブ６を挟んで
両側に剛性のある補強枠９を付設したものである。ここ
で（ａ）図では補強枠９として断面湾曲状の板材が使用
され、（ｂ）図では丸棒が使用されている。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のシール構造
によれば、外部から加わる振動，衝撃に対し十分に耐え
つつ、しかも高いシール性能を安定確保でき、特に運転
中に燃料電池に対して振動，衝撃が繰り返し加わる車両
搭載用燃料電池向けとし信頼性の高いマニホールドのシ
ール構造を提供できる。
によれば、外部から加わる振動，衝撃に対し十分に耐え
つつ、しかも高いシール性能を安定確保でき、特に運転
中に燃料電池に対して振動，衝撃が繰り返し加わる車両
搭載用燃料電池向けとし信頼性の高いマニホールドのシ
ール構造を提供できる。
【図１】本発明の実施例１に対応するシール構造の部分
断面図
断面図
【図２】本発明の実施例２に対応するシール構造の部分
断面図
断面図
【図３】本発明の実施例３に対応するシール構造の部分
断面図
断面図
【図４】本発明の実施例４に対応するシール構造の部分
断面図であり、（ａ),（ｂ）はそれぞれ異なる補強枠を
装備した実施例の構成図
断面図であり、（ａ),（ｂ）はそれぞれ異なる補強枠を
装備した実施例の構成図
【図５】燃料電池全体の組立構造を示す横断平面図
１ セルスタック ２ マニホールド ４ クッション材 ５ 接着剤 ６ チューブ ７ 粉体 ８ 弾性粒子 ９ 補強枠
Claims (5)
- 【請求項１】セルスタックの周側面とここに設置した反
応ガス給気，排気用マニホールドの間を気密シールする
マニホールドのシール構造であって、マニホールドの周
縁全域に亙り、セルスタックの側面との間に耐熱, 耐
蝕, および弾性を有するシール材を介装し、かつ該シー
ル材の両面をマニホールド，セルスタックのシール面に
密接して接着剤, ないし融着法にて結着したことを特徴
とする燃料電池のマニホールドのシール構造。 - 【請求項２】請求項１記載のシール構造において、シー
ル材がフッ素樹脂,ないしフッ素ゴム製のクッション材
であることを特徴とする燃料電池のマニホールドのシー
ル構造。 - 【請求項３】請求項１記載のシール構造において、シー
ル材がフッ素樹脂,ないしフッ素ゴム製のチューブ内に
粉体を充填したものであることを特徴とする燃料電池の
マニホールドのシール構造。 - 【請求項４】請求項１記載のシール構造において、シー
ル材がフッ素樹脂,ないしフッ素ゴム製のチューブ内に
弾性粒子を充填したものであることを特徴とする燃料電
池のマニホールドのシール構造。 - 【請求項５】請求項３または４記載のシール構造におい
て、チューブを挟んで両側面に補強枠を付設したことを
特徴とする燃料電池のマニホールドのシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240051A JPH0582151A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 燃料電池のマニホールドのシール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240051A JPH0582151A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 燃料電池のマニホールドのシール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582151A true JPH0582151A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17053751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240051A Pending JPH0582151A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 燃料電池のマニホールドのシール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582151A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0997619A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006324141A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Toyota Motor Corp | 接着体および燃料電池 |
| JP2006528822A (ja) * | 2003-07-25 | 2006-12-21 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | マニホールドガスケットアセンブリおよび燃料電池スタックアセンブリ |
| JP2010153299A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 外部マニホールド式燃料電池 |
| CN114497671A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-13 | 佛山仙湖实验室 | 一种燃料电池电堆歧管结构 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240051A patent/JPH0582151A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0997619A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池 |
| JP2006528822A (ja) * | 2003-07-25 | 2006-12-21 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | マニホールドガスケットアセンブリおよび燃料電池スタックアセンブリ |
| JP2006324141A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Toyota Motor Corp | 接着体および燃料電池 |
| JP2010153299A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 外部マニホールド式燃料電池 |
| CN114497671A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-13 | 佛山仙湖实验室 | 一种燃料电池电堆歧管结构 |
| CN114497671B (zh) * | 2022-01-11 | 2023-10-31 | 佛山仙湖实验室 | 一种燃料电池电堆歧管结构 |
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