(57)【要約】      （修正有）【課題】スタックケースから積層体を引き抜く際、積層体の破損を抑制または防止する、引き抜き方法の提供。【解決手段】燃料電池における積層体の引き抜き方法が適用される。方法は、スタックケース１２と積層体１４との隙間に配置されている、流体の注入により膨張状態の膨縮体２０から前記流体を排出し、前記膨縮体の寸法を前記隙間未満にする第１の工程と、前記スタックケース１２から前記積層体１４を引き抜く第２の工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池における積層体の引き抜き方法であって、
スタックケースと積層体との隙間に配置されている、流体の注入により膨張状態の膨縮体から前記流体を排出し、前記膨縮体の寸法を前記隙間未満にする第１の工程と、
前記スタックケースから前記積層体を引き抜く第２の工程と、
を備える、燃料電池における積層体の引き抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池における積層体の引き抜き方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池積層体と、燃料電池積層体を収納するスタックケースと、を備える燃料電池において、積層体とスタックケースとの間に、袋状部材に流体を封入した封止部材を配置する構成が提案されている。例えば、特許文献１には、積層体とスタックケースの間に袋状部材を配置して、その後、袋状部材への液状充填剤の注入と袋状部材の封止とを行う液状充填剤の封止方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−４７９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スタックケースから積層体を引き抜く際、積層体と袋状部材との密着状態は維持されているので、積層体の端部に圧力がかかり、積層体が破損する可能性がある。したがって、スタックケースから積層体を引き抜く際、積層体の破損を抑制または防止する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の一形態によれば、燃料電池における積層体の引き抜き方法が提供される。燃料電池における積層体の引き抜き方法は、スタックケースと積層体との隙間に配置されている、流体の注入により膨張状態の膨縮体から前記流体を排出し、前記膨縮体の寸法を前記隙間未満にする第１の工程と、前記スタックケースから前記積層体を引き抜く第２の工程とを備える。
この形態の燃料電池における積層体の引き抜き方法によれば、スタックケースから積層体を引き抜く前に、膨縮体内の流体を排出させるので、積層体の破損を抑制または防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の一実施形態としての燃料電池の概略構成を示す斜視図。
【図２】燃料電池における積層体の引き抜き方法を示す工程図。
【図３】燃料電池における積層体の引き抜きまでの流れを示す図。
【図４】膨縮体の構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ.  第１実施形態：
［燃料電池の構成］
図１は、本開示の一実施形態としての燃料電池１０の概略構成を示す斜視図である。燃料電池１０は、スタックケース１２と、積層体１４と、膨縮体２０と、を備える。スタックケース１２は、内部に積層体１４を収容し、膨縮体２０は、スタックケース１２と積層体１４との隙間に配置されている。本実施形態の燃料電池１０は、固体高分子形燃料電池である。
【０００９】
スタックケース１２は、開口部を有し、スタックケース１２の内側には、積層体１４が収容されている。スタックケース１２は、中空の略直方体形状を有している。スタックケース１２と積層体１４との隙間には、長尺状の膨縮体２０が配置されている。スタックケース１２は、変形することなく積層体１４を保持する十分な強度を示す厚みを有する金属によって形成されており、例えば、鋼やアルミニウム等で形成されている。
【００１０】
積層体１４は、複数の単セルが積層された積層構造を有する。積層体１４を構成する各単セルは、それぞれが発電可能な発電要素であり、電解質膜の両面に電極が配置されている発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟む２枚のセパレーターと、を有する。電解質膜は、内部に水分を含有する湿潤状態のときに良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜によって構成される。
【００１１】
膨縮体２０は、図４に示されるように、膨縮内部材２１と、膨縮外部材２２と、リム２３と、ビード２４と、フィリング材２５と、を備える。膨縮外部材２２の内側には膨縮内部材２１が配置されている。本実施形態では、図３に示すように、膨縮体２０は、積層体１４の側面とスタックケース１２の内面との隙間に配置されている。膨縮体２０は、スタックケース１２の内壁に固定されており、積層体１４側に向かって膨張することによって、積層体１４に拘束力を与え、積層された各燃料電池セルの形状のばらつきや、積層体１４に与えられる外部からの振動・衝撃を吸収する。
【００１２】
膨縮内部材２１は、有底のチューブ形状を有し、流体注入排出口から内部に流体を注入することにより径方向に膨らみ、内部の流体が抜かれることにより径方向に縮む。なお、径方向とは、膨縮内部材２１の長手方向と垂直な方向である。流体としては、例えば水が用いられる。
【００１３】
膨縮外部材２２は、図４に示されるように、スタックケース１２に装着されると逆Ｕ字状を成す。２つの開放端部には、ビード２４が配置されている。膨縮外部材２２は、例えば、ブチルゴム、またはブタジエンゴムにより形成されている。リム２３はスタックケース１２の内壁に装着されている。リム２３に対して膨縮外部材２２のビード２４が係合されることにより、膨縮体２０、すなわち、膨縮内部材２１および膨縮外部材２２は、スタックケース１２に固定される。膨縮外部材２２における積層体１４との接触面には、フィリング材２５が貼り付けられている。
【００１４】
［積層体の引き抜き方法］
図２は、燃料電池１０における積層体１４の引き抜き方法を示す工程図である。まず、膨らんだ状態の膨縮体２０によってスタックケース１２内に積層体１４が固定されている燃料電池１０を用意し、膨縮内部材２１から流体を排出する第１の工程が行われる（ステップＳ１０）。膨縮内部材２１内の流体は、例えば、真空ポンプなどによって吸引され、膨縮体２０の外部に排出される。膨縮内部材２１から流体が排出されると、膨縮体２０は径方向、すなわち、積層体１４から離間する方向に収縮し、スタックケース１２に対する積層体１４の拘束状態は解除される。次に、スタックケース１２から積層体１４を引き抜く第２の工程が行われ（ステップＳ２０）、積層体１４の引き抜きは終了する。
【００１５】
図３は、燃料電池１０における積層体１４の引き抜きまでを膨縮体２０の状態と共に示した図である。１００Ａは、スタックケース１２と積層体１４との隙間に、膨張した膨縮体２０が配置された状態である。膨張した膨縮体２０によって、積層体１４がスタックケース１２に拘束され、固定されている。１００Ｂは、膨縮内部材２１から流体が排出された後の状態を示している。膨縮体２０が収縮することにより、膨縮体２０の径方向の寸法、すなわち、スタックケース１２から積層体１４へ向かう方向の寸法が、スタックケース１２と積層体１４との隙間寸法以下になり、膨縮体２０による積層体１４に対する拘束力が解除されている。ここで、膨縮体２０の径方向の寸法とは、スタックケース１２の内壁から積層体１４へ垂線を引いたときの垂線と平行な方向における膨縮体２０の幅寸法である。１００Ｃは、スタックケース１２から積層体１４を引き抜いた後の状態を示している。
【００１６】
以上のように、本実施形態の燃料電池１０における積層体の引き抜き方法によれば、スタックケース１２から積層体１４を引き抜く前に、スタックケース１２と積層体１４との隙間に配置された膨張状態の膨縮内部材２１から流体が排出される。膨縮内部材２１から流体が排出されることによって、膨縮体２０の径方向の寸法はスタックケース１２と積層体１４との隙間寸法以下となり、積層体１４に対する拘束力、すなわち押圧力は除去される。したがって、積層体１４の引き抜き時における、積層体１４の破損を抑制または防止することが可能となる。なお、より高い拘束力を得るために、膨縮体２０は、スタックケース１２の内面のより広い範囲に配置されてもよい。
【００１７】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１０…燃料電池、１２…スタックケース、１４…積層体、２０…膨縮体、２１…膨縮内部材、２２…膨縮外部材、２３…リム、２４…ビード、２５…フィリング材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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