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JP4337394B2 - Fuel cell - Google Patents

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JP4337394B2
JP4337394B2 JP2003126828A JP2003126828A JP4337394B2 JP 4337394 B2 JP4337394 B2 JP 4337394B2 JP 2003126828 A JP2003126828 A JP 2003126828A JP 2003126828 A JP2003126828 A JP 2003126828A JP 4337394 B2 JP4337394 B2 JP 4337394B2
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gasket
protrusion
separator
groove
fuel cell
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義晶 榎並
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  • Gasket Seals (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質膜として固体高分子電解質膜を用いる燃料電池に係り、特に単セルを構成するセパレータの流通溝に流れる反応ガスや冷却媒体のシール構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
固体高分子電解質形燃料電池は、電解質膜の両面に電極を配した膜電極接合体を、表面に反応ガスの流通溝を備えたセパレータで挟持して単セルを構成し、このように構成した単セルを複数層積層して構成されるのが通例である。
図3は、従来のこの種の燃料電池において燃料電極に対向して組込まれるセパレータの構成を例示した正面図である。図に見られるように、燃料電極に対向するセパレータ2には燃料ガス用の流通溝3が形成されており、一方の燃料ガスマニホールド6、例えば図中右下に位置する燃料ガスマニホールド6より供給された燃料ガスは、この流通溝3を流れたのち、もう一方の燃料ガスマニホールド6、例えば図中左上に位置する燃料ガスマニホールド6より外部へ排出される。図中に7および8で示されているマニホールドは、それぞれ、他のセパレータに形成されている流通溝に空気あるいは冷却媒体を供給、排出する空気マニホールドと冷却媒体マニホールドである。また、流通溝3と燃料ガスマニホールド6の外側、および空気マニホールド7と冷却媒体マニホールド8の外周には、これらを取り囲むシール溝4が備えられており、このシール溝4にガスケットを配して締付けることによって流通溝を流れる反応ガス、および冷却媒体をシールしている。なお、燃料ガスマニホールド6と流通溝3との接続個所には、電解質膜を挟んで対向するガスケットの応力を受け止める役割を果すカバープレート9が備えられている。
本構成において、反応ガスおよび冷却媒体のシールに用いられるガスケットは、セパレータに固定する方法によって、嵌め込み式ガスケットと一体成形ガスケットの2種類に分類される。前者は、Oリングのように予め成形されたガスケットをセパレータのシール溝に嵌め込んで固定する方法であり、後者は、射出成形によってセパレータの表面上にガスケットを成形して固定する方法である。
【0003】
ガスケットに求められる最も重要な機能であるシール性能を高めるには、ガスケットの弾性変形による応力を高めることが有効であり、変形量を大きくしたり、硬いガスケット材を用いることによって高いシール性能が得られる。しかしながら燃料電池に用いられるこの種のガスケットにおいては、高い圧力でガスケットを圧縮すると、長時間運転に伴ってガスケットが永久変形を生じ、セルに加わる圧縮力が大きく変動するので好ましくない。この難点を回避するものとして、特許文献1等には、図4に示したごとく、突起を設けたガスケット1をセパレータ2のシール溝中に配し、二つのガスケット1の突起の間に膜電極接合体を挟んでシールすることによって、少ない圧縮力で高いシール性能を確保する構成が開示されている。
【0004】
また、燃料電池に用いられるこの種のガスケットにおいては、燃料電池の組立てを容易にするために、膜電極接合体を挟んで向かい合う2枚のセパレータに配置されたガスケットの位置が多少ずれても所定のシール性能が維持される必要がある。この要求に対応するものとして、特許文献2には、向かい合うガスケットの幅を変えた構成が示されている。また、特許文献1には図5に見られるごとくガスケット1の凸状部をセパレータ2のシール溝中に配し、幅の広い面を膜電極接合体側に配して挟持する構成が示されている。
また、燃料電池は多数の膜電極接合体とセパレータとを交互に積層して組立てられるので、燃料電池に用いられるこの種のガスケットにおいては、燃料電池の組立時にセパレータから脱落しないよう構成されていることが必要である。このため、従来の燃料電池では、ガスケットとセパレータのシール溝との嵌め合いをきつくして脱落を防止する方法や、ガスケットをセパレータのシール溝へ接着剤で固定する方法が採られている。
【0005】
一体成形ガスケットではセパレータからの脱落は生じないが、位置ずれを生じやすく、例えば図4のごとき突起構造では位置ずれによってシール性能が損なわれる可能性が高い。この難点を解決する構成として、図6に示したごとく、一方のガスケット(図中下側)に突起を設け、もう一方のガスケット(図中上側)を平面状に形成した構成が特許文献3に示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−283893号公報
【特許文献2】
特開平10−223241号公報
【特許文献2】
特開2001−185174号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとく、燃料電池のセパレータに組込まれるこの種のガスケットにおいては、優れたシール性能のほか、位置ずれに対する裕度が大きいこと、組立て時に脱落しないこと等が要求されるが、これらの要件を全て満たすガスケットは、未だ得られていない。すなわち、嵌め込み式ガスケットを用いたシール構成は、シール性能に優れ、位置ずれに対する裕度も大きいが、従来の嵌め込み式ガスケットではセパレータへの固定が十分でないという難点がある。このため、燃料電池の組立て工程においてガスケットを取付けた面を下に向けて作業を行う際、取付けたガスケットの一部、あるいは全部がシール溝から外れ、あるいは脱落して組立てに長時間を要したり、あるいは組立て不良となる危険性が高い。特に、位置ずれに対する裕度を大きくするために考案された前述の図5のごとき構成においては、セパレータへの固定が十分でなく、脱落が生じ易い。これに対して、ガスケットとシール溝との嵌め合いのよりきつい構成とすれば、セパレータからの脱落は防止できるが、ガスケットの変形を吸収する隙間も少なくなるので、締付け時に圧縮力を高めることが必要となり、膜電極接合体に多大な応力が加わるという難点がある。
【0008】
一方、一体成形ガスケットを用いたシール構成の難点は、位置ずれに対する裕度の増大とシール性能の確保とを両立させるのが困難な点にある。既に述べたように、図4に示した構成では位置ずれに対する裕度が小さいので、図6のごとき構成が提案されているが、本構成においても、図3の燃料ガスマニホールド6と流通溝3との接続個所に配されたカバープレート9に対向する場所では、ガスケットの変形量が不足して十分なシール性能が得られないという危険性がある。
本発明は、かかる技術の現状と問題点を考慮にいれてなされたもので、本発明の目的は、シール機構を構成するガスケットが位置ずれを生じることなく、かつ脱落することなくセパレータに固定され、組立てが容易で、かつ、セパレータに備えられた流通溝に流れる反応ガスあるいは冷却媒体が互いに効果的にシールされる燃料電池を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては、
電解質膜の両面に電極を形成した膜電極接合体と、表面に反応ガスまたは冷却媒体の流通溝を備えたセパレータとを、流通溝が膜電極接合体に対向するように配設して形成した単セルを積層して構成される燃料電池において、
(1)前記流通溝の外側にシール溝と固定溝を備えたセパレータと、前記膜電極接合体と前記セパレータとの間に配される反応ガスまたは冷却媒体の漏洩防止用のガスケットとを備え、前記ガスケットが、前記シール溝の底面に接してシール面を形成する第1の突起と、前記固定溝に嵌め合わされてガスケットを固定する第2の突起と、前記膜電極接合体に接する平らな面とを有するとともに、単セルの締付け前は、前記第1の突起の周囲と前記シール溝との間に空隙を有するように構成した。
【0010】
(2)上記(1)において、さらに、ガスケットに、シール溝の側面に接触してガスケットを固定する第3の突起を備えることとする。
(3)また、上記(1)、(2)において、ガスケットの第2の突起を備えた部分の厚さを、第1の突起を備えた部分の厚さより薄く形成することとする。
上記の(1)のごとく構成すれば、セパレータの流通溝の外側に配されたシール溝の底面にガスケットの第1の突起が接してシールされるので小さな締付け力で効果的にシールすることができる。また、ガスケットにはシール溝の外側に配された固定溝に嵌め合わされる第2の突起が備えられているので、単セルの組立ての際に位置ずれや脱落を生じる危険性は大幅に抑制される。
【0011】
また、上記の(2)のごとく構成すれば、ガスケットは、第2の突起によって外側が固定されるばかりでなく、第3の突起によって内側も固定されることとなるので、単セルの組立て時の位置ずれや脱落を生じる恐れがなくなる。
また、上記の(3)のごとく構成すれば、締付け時に第2の突起に加わる応力が回避され、第1の突起に所定の圧縮力を加えてシールすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の燃料電池における2枚のセパレータとこれらに挟まれるガスケットの構成例を示す要部の分解断面図である。また、図2は、この燃料電池の燃料電極に対向して組込まれるセパレータの構成を示す正面図である。
図1に見られるように、電解質膜11の両面に電極12を形成した膜電極接合体を挟持する2枚のセパレータ2には、端部の電解質膜11に相対する部分にシール溝4と固定溝5が備えられており、ガスケット1には、シール溝4の底面に接する第1の突起1aと、固定溝5に嵌め込まれる第2の突起1bと、シール溝4の内側側面に接する第3の突起1cが備えられている。上記のセパレータ2のシール溝4は、図2に例示した燃料電極に対向して組込まれるセパレータ2に見られるように、流通溝3と燃料ガスマニホールド6を取り囲む外側、および空気マニホールド7、冷却媒体マニホールド8を取り囲む外側に備えられており、これらの流通溝3の外側に固定溝5が備えられている。本構成においては、セパレータ2のシール溝4と固定溝5に上記の第1〜第3の突起を挿入してガスケット1を装着し、締付けて用いられるが、本構成では第2の突起1bが固定溝5に嵌め合わされて外側が固定されているばかりでなく、さらに第3の突起1cがシール溝4の内側から支持するので、装着されたガスケット1はセパレータ2により一層強固に取付けられる。したがって、装着に際してガスケット1の位置ずれが起きる恐れがなく、また、燃料電池の組立てに際して従来例のごときガスケットの離脱が生じる恐れもない。本構成のガスケットを締付ければ、シール溝4の底面に接する第1の突起1aによってシールされるので、少ない締付け力でシールすることができる。なお、本構成に用いられているガスケット1においては、第1の突起1aを備えた部分に比べて、第2の突起1bを備えた部分の厚さが薄く形成されており、締付けて圧縮する際に、第2の突起1bに過度に圧縮力が加わらない構成となっている。
【0013】
なお、図2の図中右下側の燃料ガスマニホールド6の近傍に形成されているガスケット切断部収容溝10は、カバープレート9と重なる部分にあるガスケット1を切断して用いる場合に、長めに切断したガスケット1を収納する溝である。このようにガスケット切断部収容溝10を備えてガスケット1を長めに切断することとすれば、切断によってシールに必要な部分の第1の突起を損傷する危険性が回避される。
【0014】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、
電解質膜の両面に電極を形成した膜電極接合体と、表面に反応ガスまたは冷却媒体の流通溝を備えたセパレータとを、流通溝が膜電極接合体に対向するように配設して形成した単セルを積層して構成される燃料電池を、請求項1、さらには請求項2、請求項3に記載のごとく構成することとしたので、シール機構を構成するガスケットが位置ずれを生じることなく、かつ脱落することなくセパレータに固定されることとなり、組立てが容易で、かつ、セパレータに備えられた流通溝に流れる反応ガスあるいは冷却媒体が互いに効果的にシールされる燃料電池が得られることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料電池における2枚のセパレータとこれらに挟まれるガスケットの構成例を示す要部の分解断面図
【図2】図1の燃料電池の燃料電極に対向して組込まれるセパレータの構成を示す正面図
【図3】従来の燃料電池の燃料電極に対向して組込まれるセパレータの構成を例示した正面図
【図4】燃料電池用ガスケットの従来例を示す要部断面図
【図5】燃料電池用ガスケットの他の従来例を示す要部断面図
【図6】燃料電池用ガスケットの他の従来例を示す要部断面図
【符号の説明】
1 ガスケット
1a 第1の突起
1b 第2の突起
1c 第3の突起
2 セパレータ
3 流通溝
4 シール溝
5 固定溝
6 燃料ガスマニホールド
7 空気マニホールド
8 冷却媒体マニホールド
9 カバープレート
10 ガスケット切断部収容溝
11 電解質膜
12 電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell using a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte membrane, and more particularly to a seal configuration of a reaction gas and a cooling medium flowing in a flow channel of a separator constituting a single cell.
[0002]
[Prior art]
The solid polymer electrolyte fuel cell is configured in this way by sandwiching a membrane electrode assembly in which electrodes are arranged on both sides of an electrolyte membrane, with a separator having a reaction gas flow channel on the surface to form a single cell. It is usual that a plurality of single cells are stacked.
FIG. 3 is a front view illustrating the configuration of a separator that is assembled to face a fuel electrode in a conventional fuel cell of this type. As shown in the figure, the separator 2 facing the fuel electrode is formed with a flow groove 3 for fuel gas, which is supplied from one fuel gas manifold 6, for example, the fuel gas manifold 6 located at the lower right in the figure. The flowd fuel gas flows through the flow groove 3 and is then discharged to the outside from the other fuel gas manifold 6, for example, the fuel gas manifold 6 located at the upper left in the drawing. Manifolds indicated by 7 and 8 in the figure are an air manifold and a cooling medium manifold that supply and discharge air or a cooling medium to and from a flow groove formed in another separator, respectively. Further, a seal groove 4 is provided on the outside of the flow groove 3 and the fuel gas manifold 6 and on the outer periphery of the air manifold 7 and the cooling medium manifold 8. A gasket is disposed in the seal groove 4 and tightened. Thus, the reaction gas flowing through the flow groove and the cooling medium are sealed. A cover plate 9 is provided at a connection portion between the fuel gas manifold 6 and the flow groove 3 to receive the stress of the gasket facing each other with the electrolyte membrane interposed therebetween.
In this configuration, the gasket used for sealing the reaction gas and the cooling medium is classified into two types, a fitting gasket and an integrally formed gasket, depending on the method of fixing to the separator. The former is a method in which a pre-formed gasket such as an O-ring is fitted and fixed in the seal groove of the separator, and the latter is a method in which the gasket is formed and fixed on the surface of the separator by injection molding.
[0003]
In order to improve the sealing performance, which is the most important function required for gaskets, it is effective to increase the stress due to elastic deformation of the gasket, and high sealing performance can be obtained by increasing the amount of deformation or using a hard gasket material. It is done. However, in this type of gasket used in a fuel cell, compressing the gasket with a high pressure is not preferable because the gasket undergoes permanent deformation with long-term operation, and the compressive force applied to the cell varies greatly. As a means for avoiding this difficulty, as shown in FIG. 4, in Patent Document 1, etc., a gasket 1 provided with a protrusion is arranged in a seal groove of a separator 2, and a membrane electrode is interposed between the protrusions of two gaskets 1. A configuration is disclosed in which high sealing performance is secured with a small compressive force by sealing with a joined body interposed therebetween.
[0004]
Further, in this type of gasket used for a fuel cell, in order to facilitate the assembly of the fuel cell, even if the gaskets disposed on the two separators facing each other across the membrane electrode assembly are slightly displaced, a predetermined amount is obtained. The sealing performance needs to be maintained. In response to this requirement, Patent Document 2 shows a configuration in which the width of the facing gasket is changed. Further, Patent Document 1 shows a configuration in which the convex portion of the gasket 1 is disposed in the seal groove of the separator 2 and the wide surface is disposed on the membrane electrode assembly side as shown in FIG. Yes.
Further, since the fuel cell is assembled by alternately laminating a large number of membrane electrode assemblies and separators, this type of gasket used in the fuel cell is configured not to fall off from the separator when the fuel cell is assembled. It is necessary. For this reason, in the conventional fuel cell, a method of tightly fitting the gasket and the seal groove of the separator to prevent the dropping or a method of fixing the gasket to the seal groove of the separator with an adhesive are employed.
[0005]
The integral molded gasket does not drop off from the separator, but is likely to be misaligned. For example, in the protrusion structure as shown in FIG. 4, there is a high possibility that the sealing performance is impaired due to misalignment. As a configuration for solving this difficulty, as shown in FIG. 6, Patent Document 3 discloses a configuration in which a protrusion is provided on one gasket (lower side in the figure) and the other gasket (upper side in the figure) is formed in a planar shape. It is shown.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-283893 A [Patent Document 2]
JP-A-10-223241 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-185174
[Problems to be solved by the invention]
As described above, this type of gasket incorporated in the separator of a fuel cell requires not only excellent sealing performance, but also a large tolerance for misalignment and that it does not fall off during assembly. The gasket which fills all is not obtained yet. That is, the sealing configuration using the fitting type gasket is excellent in sealing performance and has a large tolerance against the positional shift, but the conventional fitting type gasket has a drawback that the fixing to the separator is not sufficient. For this reason, when working with the gasket-attached surface facing downward in the assembly process of the fuel cell, part or all of the attached gasket comes off or falls off the seal groove, which requires a long time for assembly. Or there is a high risk of assembly failure. In particular, in the configuration as shown in FIG. 5 devised in order to increase the tolerance for the positional deviation, the separator is not sufficiently fixed and is likely to drop off. On the other hand, if the gasket and the seal groove are fitted more tightly, the separator can be prevented from falling off, but the gap for absorbing the deformation of the gasket is reduced, so that the compression force can be increased during tightening. This is necessary, and there is a drawback that a great deal of stress is applied to the membrane electrode assembly.
[0008]
On the other hand, the difficulty of a seal configuration using an integrally formed gasket is that it is difficult to achieve both an increase in tolerance for misalignment and securing of sealing performance. As already described, the configuration shown in FIG. 4 has a small tolerance for positional deviation, so the configuration shown in FIG. 6 has been proposed. However, in this configuration as well, the fuel gas manifold 6 and the flow groove 3 shown in FIG. In a place facing the cover plate 9 arranged at the connection point, there is a risk that the deformation amount of the gasket is insufficient and sufficient sealing performance cannot be obtained.
The present invention has been made in consideration of the current state of the art and problems, and the object of the present invention is to fix the gasket constituting the seal mechanism to the separator without causing displacement and without falling off. Another object of the present invention is to provide a fuel cell which is easy to assemble and in which reaction gas or cooling medium flowing in a flow groove provided in a separator is effectively sealed from each other.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
A membrane electrode assembly in which electrodes are formed on both surfaces of the electrolyte membrane, and a separator having a reaction gas or cooling medium flow groove on the surface are disposed so that the flow groove faces the membrane electrode assembly. In a fuel cell configured by stacking single cells,
(1) A separator provided with a seal groove and a fixed groove outside the flow groove, and a gasket for preventing leakage of a reaction gas or a cooling medium disposed between the membrane electrode assembly and the separator, The gasket has a first protrusion that forms a seal surface in contact with the bottom surface of the seal groove, a second protrusion that fits in the fixing groove and fixes the gasket, and a flat surface that contacts the membrane electrode assembly In addition, before the single cell is tightened, a gap is formed between the periphery of the first protrusion and the seal groove.
[0010]
(2) In the above (1), the gasket is further provided with a third protrusion that contacts the side surface of the seal groove and fixes the gasket.
(3) In the above (1) and (2), the thickness of the portion of the gasket provided with the second protrusion is made thinner than the thickness of the portion provided with the first protrusion.
When configured as described in (1) above, the first projection of the gasket is in contact with the bottom surface of the seal groove disposed outside the flow groove of the separator and sealed, so that it can be effectively sealed with a small tightening force. it can. In addition, since the gasket is provided with a second protrusion that fits into the fixed groove arranged outside the seal groove, the risk of causing displacement and dropping when the single cell is assembled is greatly suppressed. The
[0011]
In addition, when configured as described in (2) above, the gasket is not only fixed on the outside by the second protrusion, but also on the inside by the third protrusion. There is no risk of misalignment or dropout.
Further, when configured as described in the above (3), stress applied to the second protrusion at the time of tightening can be avoided, and sealing can be performed by applying a predetermined compressive force to the first protrusion.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded cross-sectional view of a main part showing a configuration example of two separators and a gasket sandwiched between them in a fuel cell of the present invention. FIG. 2 is a front view showing a configuration of a separator that is assembled to face the fuel electrode of the fuel cell.
As shown in FIG. 1, the two separators 2 sandwiching the membrane electrode assembly in which the electrodes 12 are formed on both surfaces of the electrolyte membrane 11 are fixed to the seal groove 4 at the portion facing the electrolyte membrane 11 at the end. A groove 5 is provided. The gasket 1 includes a first protrusion 1 a that contacts the bottom surface of the seal groove 4, a second protrusion 1 b that fits in the fixing groove 5, and a third contact that contacts the inner side surface of the seal groove 4. The projection 1c is provided. The seal groove 4 of the separator 2 is formed on the outer side surrounding the flow groove 3 and the fuel gas manifold 6, as shown in the separator 2 assembled to face the fuel electrode illustrated in FIG. 2, the air manifold 7, and the cooling medium. It is provided on the outer side that surrounds the manifold 8, and a fixed groove 5 is provided on the outer side of these flow grooves 3. In this configuration, the first to third protrusions are inserted into the seal groove 4 and the fixing groove 5 of the separator 2 and the gasket 1 is mounted and tightened, but in this configuration, the second protrusion 1b is used. Not only is the outside fixed by being fitted into the fixing groove 5, but the third protrusion 1 c is supported from the inside of the seal groove 4, so that the mounted gasket 1 is attached more firmly by the separator 2. Therefore, there is no possibility that the position of the gasket 1 will be displaced at the time of mounting, and there is no possibility that the gasket will be detached at the time of assembly of the fuel cell. If the gasket of this configuration is tightened, the first protrusion 1a that is in contact with the bottom surface of the seal groove 4 is sealed, so that it can be sealed with a small tightening force. In addition, in the gasket 1 used for this structure, compared with the part provided with the 1st protrusion 1a, the thickness of the part provided with the 2nd protrusion 1b is formed thinly, and it tightens and compresses. At this time, the second protrusion 1b is not excessively compressed.
[0013]
Note that the gasket cutting portion receiving groove 10 formed in the vicinity of the fuel gas manifold 6 on the lower right side in FIG. 2 is longer when the gasket 1 in the portion overlapping the cover plate 9 is cut and used. It is a groove for storing the cut gasket 1. If the gasket cutting portion receiving groove 10 is provided in this way and the gasket 1 is cut longer, the risk of damaging the portion of the first projection necessary for sealing is avoided.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,
A membrane electrode assembly in which electrodes are formed on both surfaces of the electrolyte membrane, and a separator having a reaction gas or cooling medium flow groove on the surface are disposed so that the flow groove faces the membrane electrode assembly. Since the fuel cell configured by stacking the single cells is configured as described in claim 1, and further, as claimed in claim 2, the gasket constituting the seal mechanism is not displaced. And a fuel cell that is fixed to the separator without falling off, can be easily assembled, and the reaction gas or cooling medium flowing in the flow groove provided in the separator is effectively sealed to each other. became.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded cross-sectional view of a main part showing a configuration example of two separators and a gasket sandwiched between them in the fuel cell of the present invention. FIG. 2 is a separator assembled to face the fuel electrode of the fuel cell of FIG. FIG. 3 is a front view illustrating the configuration of a separator that is assembled to face a fuel electrode of a conventional fuel cell. FIG. 4 is a cross-sectional view of a principal part illustrating a conventional example of a fuel cell gasket. 5] Cross-sectional view of the main part showing another conventional example of a gasket for a fuel cell. [Fig. 6] Cross-sectional view of the main part showing another conventional example of a gasket for a fuel cell.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasket 1a 1st protrusion 1b 2nd protrusion 1c 3rd protrusion 2 Separator 3 Flow groove 4 Seal groove 5 Fixing groove 6 Fuel gas manifold 7 Air manifold 8 Cooling medium manifold 9 Cover plate 10 Gasket cutting part accommodation groove 11 Electrolyte Membrane 12 electrode

Claims (3)

電解質膜の両面に電極を形成した膜電極接合体と、表面に反応ガスまたは冷却媒体の流通溝を備えたセパレータとを、前記流通溝が前記膜電極接合体に対向するように配設して形成した単セルを積層して構成される燃料電池において、
前記流通溝の外側にシール溝と固定溝を備えたセパレータと、
前記膜電極接合体と前記セパレータとの間に配される反応ガスまたは冷却媒体の漏洩防止用のガスケットとを備え、
前記ガスケットが、前記シール溝の底面に接してシール面を形成する第1の突起と、前記固定溝に嵌め合わされてガスケットを固定する第2の突起と、前記膜電極接合体に接する平らな面とを有するとともに、単セルの締付け前は、前記第1の突起の周囲と前記シール溝との間に空隙を有することを特徴とする燃料電池。
A membrane electrode assembly in which electrodes are formed on both surfaces of the electrolyte membrane, and a separator having a flow groove for a reaction gas or a cooling medium on the surface are disposed so that the flow groove faces the membrane electrode assembly. In a fuel cell configured by stacking formed single cells,
A separator having a seal groove and a fixed groove outside the flow groove;
A gasket for preventing leakage of a reaction gas or a cooling medium disposed between the membrane electrode assembly and the separator;
The gasket has a first protrusion that forms a seal surface in contact with the bottom surface of the seal groove, a second protrusion that fits in the fixing groove and fixes the gasket, and a flat surface that contacts the membrane electrode assembly And a gap between the periphery of the first protrusion and the seal groove before the single cell is tightened.
前記ガスケットが、前記シール溝の側面に接触してガスケットを固定する第3の突起を備えてなることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。The fuel cell according to claim 1, wherein the gasket includes a third protrusion that contacts the side surface of the seal groove and fixes the gasket. 前記ガスケットの第2の突起を備えた部分の厚さが、第1の突起を備えた部分の厚さより薄く形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池。3. The fuel cell according to claim 1, wherein the portion of the gasket having the second protrusion is formed thinner than the portion of the gasket having the first protrusion. 4.
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