JPS6333479Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、バイポーラプレートと、水素電極
と、マトリツクスおよび空気電極とで構成される
単電池を数個ないし数十個積層してなり、積み上
げて固定してスタツクを構成し得る燃料電池用ブ
ロツク構造体に関する。

（従来の技術） 第１図は従来の燃料電池の概略構成図を示す。
図において燃料電池１は、主としてスタツク２
と、空気入口および出口マニホールド３，４と、
燃料入口および出口マニホールド５，６とから構
成される。スタツク２は図示されていない単電池
を積層した複数個のブロツク７を積み上げて固定
してなる。空気入口マニホールド３および空気出
口マニホールド４は、このスタツク１の対向する
一側面にそれぞれ設けられ、空気をスタツク２に
供給し排出する。また、燃料入口マニホールド５
および燃料出口マニホールド６は、スタツク１の
対向する他の側面にそれぞれ設けられ、燃料ガス
をスタツク１に供給し排出する。８は空気排出
管、９は燃料供給管である。これらの空気入口・
出口マニホールド３，４および燃料入口・出口マ
ニホールド５，６はスタツク２との間に図示され
ていないパツキンを介して、スタツク２との気密
を保持する。

（考案が解決しようとする課題） ところが、このようなマニホールド３，４，
５，６をスタツク２に取付けるには、ブロツク７
を積み上げて構成されるスタツク２の各側面が必
ずしも平滑な平面でないこともあり、図示されな
い複雑な付属取付け機構を必要とする。すなわ
ち、各マニホールド３，４，５，６の内外のガス
圧力の変動に耐える耐圧構造を必要とする。ま
た、燃料電池は、一般に約200度Ｃの温度で運転
されるから、室温と運転温度との温度変化によ
り、スタツク２と各マニホールド３，４，５，６
との熱膨張差による寸法変化を許容し気密性を保
持し得る構造であることを必要とする等の解決す
べき問題点があつた。

本考案は、上述の点に鑑み、従来技術の問題点
を除きその構成が簡単で、しかも気密性が確保さ
れるようにした燃料電池用ブロツク構造体を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このような目的は本考案によれば、複数積層し
て燃料電池スタツクを構成する燃料電池用ブロツ
ク構造体であつて、該ブロツク構造体は夫々導電
材料からなる上部板と下部板との間に挟持され積
層された積層電池からなるブロツクと、受け皿部
材と、シールパツキンと、絶縁板とを備え、前記
上部板は角形で前記積層電池の上部面の面積より
大きい面積を有し、前記下部板は角形で前記積層
電池の底面と同等の面積を有しかつ下側周縁部に
切欠きを有し、前記受け皿部材は、リング状の外
縁部と、該外縁部のリング内方中央部に設けられ
た電接用孔部を形成する角形の周縁部と、該周縁
部の角部と前記外縁部とを連結する少なくとも４
個の連結部と、該連結部の中央部に前記外縁部よ
り該外縁部の中心方向に設けられた突起部とから
なり、前記シールパツキンは、外径が前記受け皿
部材の外縁部の内径と同等寸法を有するリング状
の外周部と、該外周部より該外周部の中心方向に
設けられた少なくとも４個の隔壁部とからなり、
該隔壁部は先端に設けられた角形の切込み部と中
央部に設けられた溝部とを有し、前記絶縁板は前
記下部板の切欠きとほぼ同等の形状を有し、前記
ブロツクは、前記絶縁板を介して前記受け皿部材
の角形の周縁部に固定され、下部板の下面が前記
周縁部より突出し、前記シールパツキンは、外周
部が前記受け皿部材の外縁部に嵌合し、また切込
み部が前記ブロツクの４個の角部に嵌合し、さら
に隔壁部の溝部が前記受け皿部材の連結部の突起
部に嵌合することにより達成される。

（作用） このような技術手段により、燃料電池用ブロツ
ク構造体は、積層電池が絶縁板を介して受け皿部
材の周縁部上に固定され、燃料および空気マニホ
ールドが一体的に形成され、積層電池との熱膨脹
差による寸法変化または内外圧力変化にも拘ら
ず、シールパツキンで形成され受け皿部材により
補強され気密性が確保される。

（実施例） 次に、本考案の実施例を図面に基づき、詳細に
説明する。

第２図は本考案の一実施例の概略構成図、第３
図は第２図の部分拡大図、第４図は第３図のＡ−
Ａ断面拡大図、第５図はバイポーラプレートの概
略構成図、第６図は燃料電池用ブロツク構成体の
組立斜視図を示す。図においてブロツク構造体
は、主として夫々導電材料からなる上部板１１、
下部板１２および両板１１，１２の間に挟持され
積層された積層電池７からなるブロツク１０と、
受け皿部材１３およびシールパツキン１４とから
構成される。積層電池７の各単電池は各二枚のバ
イポーラプレート１５の間に水素電極１６、電解
質の保持体であるマトリツクス１７および空気電
極１８を挾むように構成され、この単電池が数個
ないし数十個積み重ねられる。バイポーラプレー
ト１５は第５図に示すように、複数個の燃料通路
１９を有する上部面と、複数個の空気通路２０を
有する下部面とからなり、燃料ガス、例えば水素
を水素電極１６に、空気を空気電極１８に供給す
ると共に、両電極１６，１８で得られた出力を集
電して次の単電池へ通電する。また、上部板１１
は角形に形成され、機械的強度を有し、積層電池
７の上部面の面積より大きい面積を有する。下部
板１２は積層電池７の底面と同等の面積を有し、
角形に形成され、底面に絶縁板２１の内縁部２２
Ａがはめ込まれるような切欠き２２を有してい
る。この切欠き２２により、下部板１２の下面は
電接用孔部２７内に突出し、下のブロツクの上部
板１１との電気的接続が可能になる。シールパツ
キン１４はフツ素系ゴムパツキンで、リング状に
形成され、外周部１４Ａより中心方向に４個の隔
壁部２３と１個の仕切り部２４とを設ける。この
隔壁部２３は、先端に積層電池７の角部と嵌合す
る角形の切込み部２５を有し、かつ中心方向に溝
部２６を有する。また、仕切り部２４は先端を鋭
角に形成し、かつ中心方向に図示されていない溝
部を有する。受け皿部材１３は外縁部１３Ａの内
径をシールパツキン１４の外周部１４Ａの外径と
同等とするリング状に形成された外縁部１３Ａの
リング内方中央部に電接用孔部２７を形成する角
形の周縁部２８を有し、この周縁部２８の角部
で、外縁部１３と連結し、シールパツキン１４の
隔壁部２３に対応する４個の連結部２９およびシ
ールパツキン１４の仕切り部２４と対応する位置
に１個の連結部３０を設ける。この連結部２９は
隔壁部２３の溝部２６と嵌合する突起部３１を設
け、連結部３０は仕切り部２４の溝部と嵌合する
突起部３２を設ける。なお、電接用孔部２７の外
周である周縁部２８を外縁部１３Ａとの間の空気
は、４個の連結部２９により空気マニホールド３
７，３８および燃料マニホールド３９，４０を形
成する。さらに、燃料マニホールド３９は連結部
３０により、燃料供給マニホールド４１および燃
料排出マニホールド４２に区分されている。さら
にまた、加圧ボルト３３は上部板１１の外縁に設
けられた孔部３４に、絶縁ワツシヤ３５を介して
挿入され、受け皿部材１３の周縁部２８のねじ孔
３６に螺合する。

各ブロツクの積層電池７は上部板１１と、下部
板１２との間に挾持され、絶縁板２１を介して受
け皿部材１３の周縁部２８上に、加圧ボルト３３
によつて固定される。この際、加圧ボルト３３は
絶縁ワツシヤ３５により、上部板１１と絶縁され
ている。また、シールパツキン１４は、隔壁部２
３の切込み部２５が積層電池７の角部に嵌合し、
かつ仕切り部２４の先端が積層電池７の側面に接
して、それぞれ気密を保持する。なお、シールパ
ツキン１４は、隔壁部２３の溝部２６が受け皿部
材１３の突起部３１に嵌合し、仕切り部２４の図
示されていない溝部が受け皿部材１３の突起部３
２に嵌合し、受け皿部材１３と一体化され、ブロ
ツク構造体を構成する。なお、隔壁部２３に突起
部３１が嵌合し、仕切り部２４に突起部３２が嵌
合することにより、隔壁部２３および仕切り部２
４は先端の弾性が保持されると共に、突起部３
１，３２により補強され、マニホールド３７，３
８，３９，４０に内外圧変化が生じても、その気
密性が確保される。

以上のようにブロツク構造体が構成されたこと
により、このブロツク構造体を積み重ねてスタツ
クを構成すれば、下部板１２は電接用孔部２７に
挿入され、受け皿部材１３の底面より僅かに突出
し、下部にある次のブロツク構造体の上部板１１
と接触するので、電気的な接続が可能になる。ま
た、各マニホールド３７，３８，３９，４０また
は４１，４２は、受け皿部材１３の底面と、下部
にある次のシールパツキン１４との接触により、
気密性が保持される。

（考案の効果） 以上に説明するように本考案によれば、電接用
孔部とマニホールド用孔部とを有する受け皿部材
と、単電池を積層してなる積層電池の上部面に設
けられ絶縁板を介して前記積層電池を受け皿部材
に固定する上部板と、前記積層電池の角部に密接
して前記マニホールド用孔部の形状を保持しつつ
前記受け皿部材に固定されるシールパツキンとを
備えることにより、従来技術の問題点であつたマ
ニホールドが一体的に形成され、その構成が簡単
となり、マニホールドとブロツクとの熱膨張差に
よる寸法変化または内外圧変化にもマニホールド
がシールパツキンで形成され受け皿部材により補
強されるから気密性が確保されるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料電池の概略構成図、第２図
は本考案の一実施例の概略構成図、第３図は第２
図の部分組立拡大図、第４図は第３図のＡ−Ａ断
面拡大図、第５図はバイポーラプレートの概略構
成図、第６図は燃料電池用ブロツク構成体の組立
斜視図である。 ７：積層電池、１０：ブロツク、１１：上部
板、１３：受け皿部材、１４：シールパツキン、
１５：バイポーラプレート、２７：電接用孔部、
３７，３８：空気マニホールド、３９，４０：燃
料マニホールド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数積層して燃料電池スタツクを構成する燃料
   電池用ブロツク構造体であつて、該ブロツク構造
   体は夫々導電材料からなる上部板と下部板との間
   に挟持され積層された積層電池からなるブロツク
   と、受け皿部材と、シールパツキンと、絶縁板と
   を備え、前記上部板は角形で前記積層電池の上部
   面の面積より大きい面積を有し、前記下部板は角
   形で前記積層電池の底面と同等の面積を有しかつ
   下側周縁部に切欠きを有し、前記受け皿部材は、
   リング状の外縁部と、該外縁部のリング内方中央
   部に設けられた電接用孔部を形成する角形の周縁
   部と、該周縁部の角部と前記外縁部とを連結する
   少なくとも４個の連結部と、該連結部の中央部に
   前記外縁部より該外縁部の中心方向に設けられた
   突起部とからなり、前記シールパツキンは、外径
   が前記受け皿部材の外縁部の内径と同等寸法を有
   するリング状の外周部と、該外周部より該外周部
   の中心方向に設けられた少なくとも４個の隔壁部
   とからなり、該隔壁部は先端に設けられた角形の
   切込み部と中央部に設けられた溝部とを有し、前
   記絶縁板は前記下部板の切欠きとほぼ同等の形状
   を有し、前記ブロツクは、前記絶縁板を介して前
   記受け皿部材の角形の周縁部に固定され、下部板
   の下面が前記周縁部より突出し、前記シールパツ
   キンは、外周部が前記受け皿部材の外縁部に嵌合
   し、また切込み部が前記ブロツクの４個の角部に
   嵌合し、さらに隔壁部の溝部が前記受け皿部材の
   連結部の突起部に嵌合したことを特徴とする燃料
   電池用ブロツク構造体。