(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並設された複数の流路と前記並設された複数の流路が集まる開口を有する本体と、
前記開口の縁に設置され、前記並設された複数の流路を取囲む支持フレームとを含み、
前記本体は、前記並設された複数の流路の両最外側にそれぞれ形成され、前記開口から前記本体内部に向け延伸した二つの係合溝を有し、
前記支持フレームは、少なくとも一対の第一支持壁と一対の第二支持壁とを有し、
前記支持フレームは、前記一対の第一支持壁は互いに向かい合うとともに、前記一対の第二支持壁は互いに向かい合っており、かつ、前記一対の第一支持壁と、前記一対の第二支持壁とは互いに接続されることで、環状構造を呈しており、
前記並設された複数の流路は、前記環状構造を呈している支持フレーム内に延伸し、
前記一対の第一支持壁は前記並設された複数の流路の両最外側にそれぞれ設置され、前記並設された複数の流路の両最外側にそれぞれ形成された二つの係合溝と係合している燃料電池の流れ場プレート。
【請求項２】
前記開口は前記複数の流路の出口、または入口である請求項１に記載の燃料電池の流れ場プレート。
【請求項３】
前記一対の第一支持壁の内表面と外表面は前記本体と接する請求項１または２に記載の燃料電池の流れ場プレート。
【請求項４】
前記支持フレームは複数のリブを有し、前記複数のリブは、前記一対の第二支持壁上に設置され、且つ隣接する前記複数のリブ間に、前記複数の流路と接続する複数の対応流路が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池の流れ場プレート。
【請求項５】
前記支持フレームは、前記複数の流路と互いに接続する複数の対応流路を有している請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池の流れ場プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流れ場プレートに関し、特に、燃料電池の流れ場プレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは複数の燃料電池から積み重ねられ、図１に示すように、各燃料電池１０は膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）２０と二層のガス拡散層（ＧＤＬ）３０、及び二枚の流れ場プレート４０を含み、且つ各ガス拡散層３０は膜電極アセンブリ２０の両側にそれぞれ位置すると共に、流れ場プレート４０と膜電極アセンブリ２０との間にそれぞれ挟まれる。流れ場プレート４０は複数の流路４１を有し、流路４１は、燃料電池１０内に流体の伝送と分布を行うのに用いられる。
【０００３】
燃料電池１０に対して言えば、流体は各流れ場プレート４０の流路４１にスムーズに入り、流路４１内において電気化学反応を行うことができ、且つ反応後の流体も各流れ場プレート４０からスムーズに排出することができることが必要であり、これらは、いずれも燃料電池１０の安定度と信頼度に影響を及ぼす。
【０００４】
燃料電池１０を積み重ねて燃料電池スタックとする際に、組立の時の応力が伝送されることにより、各流れ場プレート４０の流路４１の入口や出口が変形、または崩壊することがある。そして、この場合においては、膜電極アセンブリ２０とガス拡散層３０との分離が発生し、結果として、流体の流れが妨げられてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、燃料電池の流れ場プレートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は本体と支持フレームを含む燃料電池の流れ場プレートを提供する。本体は複数の流路と開口を有し、流路は開口に集まる。支持フレームは開口の縁に設置される。支持フレームは環状を呈すると共に、流路を取囲み、且つ支持フレームは少なくとも一対の第一支持壁を含み、第一支持壁は流路の両側にそれぞれ設置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の燃料電池の流れ場プレートによれば、流路の入口と出口を支持し、且つ膜電極アセンブリとガス拡散層の分離、または崩壊を防ぐことによって、流体をスムーズに流路の入口、または出口を通過させ、もう一つの燃料電池に均一に導入することができ、これにより、全体の安定度と信頼度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の燃料電池の概略図である。
【図２】本発明の燃料電池の流れ場プレートの概略図である。
【図３Ａ】本発明の燃料電池の流れ場プレートの異なる視点から見た拡大概略図である。
【図３Ｂ】本発明の燃料電池の流れ場プレートの異なる視点から見た拡大概略図である。
【図４Ａ】本発明の燃料電池の流れ場プレートの変化例であり、異なる視点から見た拡大概略図である。
【図４Ｂ】本発明の燃料電池の流れ場プレートの変化例であり、異なる視点から見た拡大概略図である。
【図５Ａ】本発明の燃料電池の流れ場プレートのもう一つの変化例であり、異なる視点から見た拡大概略図である。
【図５Ｂ】本発明の燃料電池の流れ場プレートのもう一つの変化例であり、異なる視点から見た拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００１０】
図２を参照し、本発明の燃料電池の流れ場プレート１００は本体２００と支持フレーム３００を含む。本体２００は複数の流路２０１と複数の開口２０２を有し、開口２０２は流路２０１集まりの入口、或いは出口に形成され、支持フレーム３００は開口２０２の縁に設置され、且つすべての流路２０１を取囲む。
【００１１】
詳しい説明は、図３Ａ、３Ｂを参照し、支持フレーム３００は環状を呈し、且つ一対の第一支持壁３０１と一対の第二支持壁３０２を有し、第一支持壁３０１は互いに向い合い、第二支持壁３０２も互いに向い合う、且つ第一支持壁３０１と第二支持壁３０２は互いに接続して環状を形成する（図３Ａ参照）。本体２００は、開口２０２から本体２００内部に向け延伸してなる、二つの係合溝２０３を有している。そして、支持フレーム３００は第一支持壁３０１によって、係合溝２０３と係合することによって、流路２０１を取囲み（図３Ｂ参照）、さらには流路２０１が支持フレーム３００内に延伸する構成となる。さらに、第一支持壁３０１の内表面と外表面が、いずれも本体２００と接することによって、支持フレーム３００を本体２００にぴったりと設置させることができる。第二支持壁３０２は本体２００と同一平面に揃える。
【００１２】
図４Ａ、４Ｂを参照し、この変化例において、支持フレーム３００は、第二支持壁３０２の内表面に複数のリブ３００Ｒを有する。また、隣接する複数のリブ３００Ｒ間には、複数の対応流路３１０が形成されており、この複数の対応流路３１０は、本体２００の流路２０１と互いに対応し、支持フレーム３００が係合溝２０３と係合する時、流路２０１は対応流路３１０と接続する。
【００１３】
図５Ａ、５Ｂを参照し、もう一つの変化例において、本体２００は、収容スペース２００Ｓを有し、この収容スペース２００Ｓは、開口２０２の縁に形成され、且つ各流路２０１と互いに対応する。また、本体２００の係合溝２０３は省略することができる。支持フレーム３００は収容スペース２００Ｓにぴったりとした方式で設置することができ、第一支持壁３０１が本体２００と接することによって、支持フレーム３００は本体２００にぴったりと設置させることができ、且つ第二支持壁３０２は本体と同一平面に揃える。
【００１４】
上記各実施例において、支持フレーム３００はいずれも環状を呈し、且つ支持フレーム３００と本体２００が結合した時、第一支持壁３０１は本体２００とぴったりと接続し、且つその延伸方向は燃料電池スタック方向と平行であるため、組み立て時に発生する応力を第一支持壁３０１に直接伝えることができ、これにより、支持フレーム３００の変形を避けることができる。
【００１５】
本発明の燃料電池の流れ場プレート１００は流路２０１の入口と出口に支持フレーム３００をそれぞれ増設し、入口と出口の構造強度を増加する。複数の燃料電池を積み重ねた時、各燃料電池の燃料電池の流れ場プレート１００は、流路２０１の入口と出口を支持することで、その機能を発揮することができる。具体的には、膜電極アセンブリとガス拡散層の分離、または崩壊を防ぐことができ、その結果、流体をスムーズに流路２０１の入口、または出口を通過させ、もう一つの燃料電池に均一に導入することができ、これにより、全体の安定度と信頼度を高めることができる。
【００１６】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  燃料電池
３０  ガス拡散層（ＧＤＬ）
１００  燃料電池の流れ場プレート
３００  支持フレーム
２０  膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）
３００Ｒ  リブ
２００  本体
３０１  第一支持壁
２００Ｓ  収容スペース
３０２  第二支持壁
２０１  流路
３１０  対応流路
２０２  開口
４０  流れ場プレート
２０３  係合溝
４１  流路
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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