燃料电池的密封构造体制造技术

在反应气体歧管（１５４）的外周部分，并排设置内侧密封构件（１６８ａ）与外侧密封构件（１６８ｂ）。配设在近反应气体歧管（１５４）的最附近的内侧密封构件（１６８ａ）优选由具有耐酸性的材料构成，外侧密封构件（１６８ｂ）优选由低温下的性能下降较小的材料构成。作为内侧密封构件（１６８ａ）能够使用乙丙橡胶或者氟橡胶，作为外侧密封构件（１６８ｂ）能够使用硅橡胶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及配设在使流体流通的歧管的外周部分、防止在歧管内流通 的流体向外部泄漏以及/或者包含不同种流体的异物混入歧管内的密封构 造体。
技术介绍
对以往的燃料电池的结构的概略进行说明。如图7所例示，以夹着电解质膜12而相对的方式，在电解质膜12的一个面上设置阴极层14 (也称作阴极或者氧化剂极)，在另一个面上设置阳极层16 (也称作阳极或者燃料极)，构成所谓的膜电极接合体(MEA) 18。阴极层14由内側即电解质膜12侧的未图示的阴极催化剂层与其外侧的未图示的阴极扩散层构成。另 一方面，阳极层16分别包含内侧即电解质膜12侧的未图示的阳极催化 剂层与其外侧的未图示的阳极扩散层而构成。另外，在阴极层14的外侧，通过粘接剂32—体化有形成有氧化气体 流道26以及单电池制冷剂流道30的阴极侧隔板(隔片，分隔件)22，在 阳极层16的外侧，通过粘接剂32 —体化有形成有燃料气体流道28以及单 电池制冷剂流道30的阳极侧隔板24，形成单位电池IO。另外，在图7中， 进而对使用了树脂框架34、 36的结构进行表示。树脂框架34、 36—般在 将使用了不锈钢等金属材料的所谓金属隔板作为阴极侧隔板22、阳极侧隔 板24而使用时优选使用，在使用了例如碳材料的所谓碳素隔板等时候可以 省略。图8是对图7所示的阴极侧隔板22 、特别是形成单电池制冷剂流道30 的一面侧的形状进行例示的概略图。在图8中，阴极侧隔板22在位于中央部分的单电池制冷剂流道30的外周部分具有沿隔板的面方向即单位电池 10的层叠方向贯通的多个流体气体歧管(氧化气体供给歧管50、氧化气体 排出歧管52、燃料气体供给歧管54、燃料气体排出歧管56、制冷剂供给 歧管58以及制冷剂排出歧管60 )。在图8中，氧(氧气)、空气等阴极用原料经由氧化气体供给歧管50 向阴极层14 (图7)供给，另外，氢气、改性气体等阳极用原料经由燃料 气体供给歧管54向阳极层16(图7)供给，由此发电。在阴极用原料、阳 极用原料尤其为气体的情况下，有时也将其称作反应气体或者原料气体。所含有的氧的至少一部分在阴极层14 (图7)内被消耗掉的阴极用原 料或者氧化气体与通过电池反应而生成的生成水等一起经由氧化气体排出 歧管52 (图8)向外部排出。另一方面，所含有的氢的至少一部分在阳极 层16 (图7)内被消耗掉的阳极用原料或者燃料气体经由燃料气体排出歧 管56 (图8)向外部排出。通过如图7所例示那样层叠多块单位电池10，形成具有所希望的发电 性能的燃料电池。这样的燃料电池通常在发电时坤皮控制为例如60'C到100 TC左右的预定的温度范围，但在发电时产生伴随着化学反应的热量，所以 在经由制冷剂供给歧管58 (图8 )向单电池制冷剂流道30流通的制冷剂与 温度上升了的单位电池10之间进行热交换，防止燃料电池的过热。在单电 池制冷剂流道30中流通之后的制冷剂经由制冷剂排出歧管60(图8)向燃 料电池外部排出，但在例如搭载在车辆等移动体上的燃料电池系统中，有 时也将排出的制冷剂再次向制冷剂供给歧管58 (图8)供给、循环利用。在图8中，为了防止在各歧管内流通的反应气体、制冷剂等的、尤其 是在隔板面的泄漏、混入，在各歧管的外周部分，分别设有密封构件(或 者密封垫)62~72。例如，如果参照相当于图8所示的A-A，部分的剖视》文 大图的图7，在形成在燃料气体排出歧管56的外周部分的密封槽74内， 设有密封构件68。密封构件68由相邻的单位电池10之间的朝向单电池层 叠方向的面压按压夹持，由此防止在燃料气体排出歧管56内部流通的燃料 气体向其他的歧管、外部泄漏，氧化气体、制冷剂等向燃料气体排出歧管56内混入。但是，虽然在图8所示的各流体歧管50~60的外周部分，分别形成有 密封构件62~72，但这些密封构件62~72所要求的性能根据在该歧管中 流通的流体的种类而不同。例如，对于设置在氧化气体供给歧管50、氧化 气体排出歧管52、燃料气体供给歧管54以及燃料气体排出歧管56 (有时 也将这些歧管总称为反应气体歧管)的外周部分的密封构件62~68，要求 具有预定的弹性、至少具有气体阻挡性、耐水以及/或者耐蒸气性，进而也 要求由图7的电解质膜12引起的耐酸性(耐硫酸性以及/或者耐氢氟酸性)。 另一方面，对于制冷剂供给歧管58以及制冷剂排出歧管60 (有时也将这 些歧管总称为制冷剂歧管)，只要设为具有对于在内部流通的制冷剂的耐 性、制冷剂不会浸透隔板之间、密封构件内的结构即可，例如在使用水作 为制冷剂时，通常具有耐水性即可。在日本国特开2004-311254号公报中，公开了按各流体流通的部位设 置密封构件的燃料电池的密封构造。该密封构件，以在不同种流体相邻的 部分相对于哪种流体都具有耐腐蚀性的方式双重化，即使双重化的密封构 件中的任一方局部切断，也能够通过另一方密封构件避免流体的混合。如上所述，燃料电池通常在运行时维持为预定的温度，但在停止时变 为与周围环境相应的温度，密封构件进而还要求对于这些环境条件的适应 性、耐久性等。然而，同时满足相对于流体的耐腐蚀性与相对于环境条件 而要求的特性的密封构件材料的选择非常困难，该情况对于应用日本国特 开2004-311254号z〉^^艮中记载的技术时也同样。因此，有时进行预先扩大 密封构件的宽度或者增加厚度等应对措施，但不但外形变大，而且根据条 件还会有流体的密封性不充分的时候。并且，如果制造使用特殊的密封构 件，则有可能兼具相对于各种条件所要求的特性，但这样的密封构件一般 价格较高，引起制造成本的增大的可能性大。本专利技术提供一种相对于环境条件的变化也具有容易获得且优异的密封 性能的燃料电池的密封构造体。
技术实现思路
本专利技术的结构如下所述。(1) 一种燃料电池的密封构造体，其中在开口的流体歧管的外周部 分并排设置2种以上密封构件。(2) —种燃料电池的密封构造体，其中在开口的流体歧管的外周部 分并排"i殳置2种密封构件，形成双重密封线。(3) 如上所述的燃料电池的密封构造体，其中在所述流体歧管内流 通的流体M应气体；并排设置的密封构件包含配设在所述流体歧管的最 附近、具有耐酸性的内侧密封构件。(4) 如上所述的燃料电池的密封构造体，其中所述密封构件还包含 低温下的性能下降较小的外侧密封构件。(5) 如上所迷的燃料电池的密封构造体，其中所述外侧密封构件的 至少一部分，与配设在制冷剂歧管的流通区域的外周部分的制冷剂密封构 件形成为一体。(6) 如上所述的燃料电池的密封构造体，其中所述内侧密封构件为 乙丙橡胶或者氟橡胶。(7) 如上所述的燃料电池的密封构造体，其中所述外侧密封构件为 硅橡胶。(8) —种燃料电池用隔板，其中具有如上所述的密封构造体。(9) 一种燃料电池，其中具有如上所述的密封构造体。附图说明图1是对本专利技术的实施方式中的燃料电池的密封构造体的结构的概略 进行说明的图。图2a是对本专利技术的其他实施方式中的燃料电池的密封构造体的结构 的概略进行说明的图。图2b是对本专利技术的其他实施方式中的燃料电池的密封构造体的结构 的概略进行说明的图。图3是对本专利技术的其他实施方式中的燃料电池的密封构造体的结构的 概略进行说明的图。图4是对本专利技术的另外的实施方式中的燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池的密封构造体，其特征在于：在开口的流体歧管的外周部分，并排设置有２种以上密封构件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林友和，
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]