燃料电池的密封结构制造技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池的密封结构。该燃料电池的密封结构包括设置在连接气体通路和连接冷却剂通路中的至少一个处的中断的支持件。位于隔板一侧的支持件和位于所述隔板另一侧的密封线部分设置成使得所述支持件和所述密封线部分在燃料电池层叠方向上彼此重叠。所述中断的支持件可形成于所述密封件中或所述隔板中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池的密封结构
本专利技术涉及一种层式燃料电池的密封结构。
技术介绍
如图8和图9所示，一种已知的燃料电池(单格燃料电池)1包括膜-电极组件(MEA)和设置在MEA每一侧的隔板2。多个燃料电池1堆叠而构成层式燃料电池或电池组。在隔板2的与MEA相对的表面处在隔板2处形成有气体通路3，并且在该隔板的与上述与MEA相对的表面相反的表面(背面)处在隔板2处形成有冷却剂通路4。在位于MEA的相对侧的隔板之间以及隔板与MEA之间设置有用于密封的气体密封件5，在相邻的燃料电池之间设置有用于密封的冷却剂密封件6。如图8所示，在环绕燃料气体歧管7、氧化剂气体歧管8以及冷却剂歧管9的、在其与MEA相对一侧受到气体压力作用的气体密封件5的密封线不是径直延伸的情况下(更具体地，在图8中，由于冷却剂歧管9的宽度比气体歧管7和8的宽度大，所以在冷却剂歧管9附近的气体密封件5的密封线部分弯曲并朝燃料电池表面的中央部分凸出，从而不是径直延伸)，并且在隔板2可变形的情况下(例如约0.1mm厚的碳隔板或金属隔板)，当气体压力作用在隔板上时隔板2变形，且气体密封件5由于隔板2的局部(例如，在图8中的密封线的拐角“B”处)变形而受到应力作用。结果，气体密封件5与隔板2分开，从而可能产生气体泄漏。此外，如图8所示，在冷却剂歧管9与燃料电池的中央部分的冷却剂通路之间的连接冷却剂通路“C”处不存在冷却剂密封件6的密封线部分。结果，在图9中经由隔板2与通路“C”相对的部位“D”处，没有密封力-->(燃料电池组的紧固力)作用在气体密封件5上，而仅通过气体密封件5的附着力抵抗气体压力。因此，当隔板2由于受到气体压力而变形时，气体密封件5容易与隔板2分开，从而可能产生气体泄漏。日本专利公开2002-124275公开了一种气体歧管和冷却剂歧管具有相同宽度的密封结构。在这种结构中，可容易地采用密封线径直延伸且气体密封线和冷却剂密封线沿燃料电池层叠方向重叠的设计。然而，即使通过日本专利公开2002-124275的密封结构，也不能解决图8中的通路“C”的问题。更具体地，由于在气体歧管与燃料电池的中央部分的气体通路之间的连接气体通路处以及在冷却剂歧管与燃料电池的中央部分的冷却剂通路之间的连接冷却剂通路处不存在气体密封件和冷却剂密封件以允许气体和冷却剂流动，所以在连接气体通路和连接冷却剂通路处气体密封件和冷却剂密封件不能彼此支持。结果，仍然存在当气体压力作用在隔板上时隔板变形且密封件与隔板分开从而产生泄漏的问题。此外，在日本专利公开2002-124275中公开的燃料电池中，气体歧管和冷却剂歧管具有相同的宽度且气体密封线和冷却剂密封线恰好沿燃料电池层叠方向重叠。然而，在图8所示的气体歧管的宽度与冷却剂歧管的宽度彼此不同的燃料电池中，通常气体密封线和冷却剂密封线不沿燃料电池层叠方向重叠。结果，不能解决部位“B”的问题，即，密封线弯曲且当隔板局部变形时密封件与隔板分开从而导致泄漏的问题。本专利技术要解决的第一个问题是，在气体歧管和冷却剂歧管与燃料电池的中央部分的气体通路和冷却剂通路之间的连接气体通路和连接冷却剂通路处，在隔板的相对侧处没有提供气体密封件和冷却剂密封件之一。结果，在隔板的相对侧的气体密封件和冷却剂密封件不能彼此支持，并且在中断的密封部位的背侧的密封件的密封性能和稳定性降低。除了第一个问题之外，本专利技术要解决的第二个问题是，在气体歧管的宽度与冷却剂歧管的宽度彼此不同的情况下，气体密封线和冷却剂密封线彼此不重叠，且密封线的不重叠部位的密封性能和稳定性降低。-->
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种燃料电池的密封结构，即使在气体歧管和冷却剂歧管与燃料电池的中央部分的气体通路和冷却剂通路之间的连接气体通路和连接冷却剂通路处，该结构也可确保密封件具有良好的密封性能和良好的稳定性。除了第一个目的之外，本专利技术的第二个目的是，提供一种燃料电池的密封结构，即使在气体歧管的宽度与冷却剂歧管的宽度彼此不同的情况下，该结构也可确保密封件具有良好的密封性能和良好的稳定性。为实现上述目的，根据本专利技术的燃料电池的密封结构可如下所述：(1)根据本专利技术的密封结构用于燃料电池。该燃料电池包括MEA、隔板、形成于所述隔板处的气体通路、形成于所述隔板处的气体歧管、形成于所述隔板处且位于所述气体通路与所述气体歧管之间的连接气体通路、形成于所述隔板处的冷却剂通路、形成于所述隔板处的冷却剂歧管、形成于所述隔板处且位于所述冷却剂通路与所述冷却剂歧管之间的连接冷却剂通路以及用于防止气体和/或冷却剂泄漏且限定连续的密封线的密封件。根据本专利技术的燃料电池的密封结构包括设置在所述连接气体通路和所述连接冷却剂通路中的至少一个处的中断的支持件。位于所述隔板的一侧的支持件和位于所述隔板的另一侧的密封线的部分沿燃料电池层叠方向彼此重叠。(2)所述支持件可设置在位于所述燃料电池的中央部分的气体通路与所述气体歧管之间的所述连接气体通路处。(3)所述支持件可设置在位于所述所述燃料电池的中央部分的冷却剂通路与所述冷却剂歧管之间的所述连接冷却剂通路处。(4)所述支持件可形成于所述密封件中。(5)所述支持件可形成于所述隔板中。(6)所述气体歧管与所述冷却剂歧管的宽度彼此不同。所述中断的支持件和位于所述中断的支持件的延伸部分(延伸方向)的密封线的部分设-->置成在同一直线上或沿着同一直线。(7)在上述项(1)所述的燃料电池的密封结构中，所述支持件形成于由粘合剂制成且以点划线的形式涂覆的密封件中，并且所述支持件包括由粘合剂制成的点划线的每个点。所述支持件包括多个沿支持件延伸方向彼此隔开的未涂覆粘合剂的部分。(8)在上述项(1)所述的燃料电池的密封结构中，所述密封件由衬垫(例如，橡胶衬垫)制成，所述支持件形成于所述密封件中。所述支持件包括多个沿支持件延伸方向彼此隔开的在衬垫材料中的槽或凹部。(9)在上述项(1)所述的燃料电池的密封结构中，所述支持件形成于所述密封件或所述隔板中并可包括具有凸起和凹入结构的肋部。(10)在上述项(1)所述的燃料电池的密封结构中，所述支持件形成于所述密封件或所述隔板中并可包括多个彼此隔开的突出部。(11)在上述项(1)所述的燃料电池的密封结构中，所述支持件形成于所述密封件或所述隔板中并可包括在其中形成有多个彼此隔开的通道(tunnel)的肋部。(12)在上述项(5)所述的燃料电池的密封结构中，位于相邻的隔板之间的所述支持件的整个部分形成于所述相邻的隔板中的任一个隔板中。(13)在上述项(5)所述的燃料电池的密封结构中，位于相邻的隔板之间的所述支持件的一部分形成于所述相邻的隔板中的一个隔板中，位于相邻的隔板之间的所述支持件的其余部分形成于所述相邻的隔板中的另一个隔板中。关于根据本专利技术的燃料电池的密封结构，可获得以下技术优点：根据上述项(1)-(13)中所述的燃料电池的密封结构，由于在连接气体通路与连接冷却剂通路中的至少一个处形成有中断的支持件，并且该中断的支持件与经由夹着隔板位于该中断的支持件的背侧的连续的密封线沿燃料电池层叠方向重叠，所以连续的密封线和隔板由中断的支持件沿燃料电池层叠方向支持或支承。结果，即使在气体压力作用在隔板上时，隔板也不会变形且不会与连续的密封线分开，从而将很好地保持连续的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池的密封结构，所述燃料电池包括ＭＥＡ、隔板、形成于所述隔板处的气体通路、形成于所述隔板处的气体歧管、形成于所述隔板处且位于所述气体通路与所述气体歧管之间的连接气体通路、形成于所述隔板处的冷却剂通路、形成于所述隔板处的冷却剂歧管、形成于所述隔板处且位于所述冷却剂通路与所述冷却剂歧管之间的连接冷却剂通路以及用于防止气体和／或冷却剂泄漏且限定连续的密封线的密封件，所述燃料电池的密封结构包括设置在所述连接气体通路和所述连接冷却剂通路中的至少一个处的中断的支持件，位于所述隔板一侧的所述支持件和位于所述隔板另一侧的密封线的部分设置成使得所述支持件和所述密封线的所述部分在燃料电池层叠方向上彼此重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-9 351100/20031.一种燃料电池的密封结构，所述燃料电池包括MEA、隔板、形成于所述隔板处的气体通路、形成于所述隔板处的气体歧管、形成于所述隔板处且位于所述气体通路与所述气体歧管之间的连接气体通路、形成于所述隔板处的冷却剂通路、形成于所述隔板处的冷却剂歧管、形成于所述隔板处且位于所述冷却剂通路与所述冷却剂歧管之间的连接冷却剂通路以及用于防止气体和/或冷却剂泄漏且限定连续的密封线的密封件，所述燃料电池的密封结构包括设置在所述连接气体通路和所述连接冷却剂通路中的至少一个处的中断的支持件，位于所述隔板一侧的所述支持件和位于所述隔板另一侧的密封线的部分设置成使得所述支持件和所述密封线的所述部分在燃料电池层叠方向上彼此重叠。2.根据权利要求1所述的燃料电池的密封结构，其特征在于，所述支持件设置在位于所述气体通路与所述气体歧管之间的所述连接气体通路处。3.根据权利要求1所述的燃料电池的密封结构，其特征在于，所述支持件设置在位于所述冷却剂通路与所述冷却剂歧管之间的所述连接冷却剂通路处。4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料电池的密封结构，其特征在于，所述支持件形成于所述密封件中。5.根据权利要求1-3中任一项所述的燃料电池的密封结构，其特征在于，所述支持件形成于所述隔板中。6.根据权利要求1所述的燃料电池的密封结构，其特征在于，尽管所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林友和，和田三喜男，明神巌，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]