(57)【要約】燃料電池セル圧縮装置は、セルが直接に組み込まれる支持装置を固定状態として使用している間、燃料電池セル積層体に圧縮を加え、かつ、その圧縮状態を維持するための方法を提供する。この装置は、支持装置を含んでおり、前記支持装置は、少なくとも２つの向かい合う側壁を有しており、前記向かい合う側壁は、基底部材により間隔を隔てた関係に保たれており、前記基底部材は、前記向かい合う側壁の下部において前記向かい合う側壁の間を延長しており、これにより、前記向かい合う側壁及び前記基底部材は、燃料電池セルを受けるための受け台を画定する。前記向かい合う側壁のそれぞれは、その内面に少なくとも１つの係合部材を有し、前記係合部材は、前記支持装置の上部を構成する上部閉じ部材と係合するためのものである。前記閉じ部材は、プレートの面に実質上直交する第１の方向に移動されて前記受け台に対し所定位置となったとき、前記受け台に自動的に係合され固定され、これにより、前記支持装置を閉じ、かつ、前記支持装置の中のプレートに圧力を加えるよう適合されている。
2005522002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セル圧縮装置であって、支持装置を含んでおり、
前記支持装置は、少なくとも２つの向かい合う側壁を有しており、前記向かい合う側壁は、基底部材により間隔を隔てた関係に保たれており、前記基底部材は、前記向かい合う側壁の下部において前記向かい合う側壁の間を延長しており、
これにより、前記向かい合う側壁及び前記基底部材は、燃料電池セルを受けるための受け台を画定し、
前記向かい合う側壁のそれぞれは、その内面に少なくとも１つの係合部材を有し、前記係合部材は、前記支持装置の上部を構成する上部部材と係合する、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記側壁のそれぞれは、調和された複数の係合部材を有し、前記複数の係合部材は、該側壁に沿って下方向に間隔を隔てて配置されている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項３】
請求項２に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記係合部材は、それぞれ、複数の歯を含んでおり、前記歯は、前記支持装置の内部空間に向かって内方に突出している
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項４】
請求項３に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記歯のそれぞれは、前記上部部材が該歯上で第１の方向に移動できるが、前記第１の方向とは反対の第２の方向には移動できないような非対称断面形状を有する、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記側壁は、充分な弾性を有する材料で構成されており、これによって、上部部材を当該の係合部材上で移動させ、かつ、その係合部材を一時的に変位させることにより、上部部材が前記支持装置と係合される、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項６】
請求項２に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記複数の係合部材は、平行な複数のリブを含み、前記リブは、前記側壁における所要の横方向範囲に沿って延びている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項７】
請求項６に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記リブのそれぞれは、前記上部部材が該リブ上で第１の方向に移動できるが、前記第１の方向とは反対の第２の方向には移動できないような非対称断面形状を有する、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項８】
請求項７に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記リブのそれぞれは、該リブの軸と平行な方向に前記上部部材を取り外すことができるような断面形状を有する、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項９】
請求項１に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記側壁のそれぞれは、通気孔を有する、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１０】
請求項４または請求項７に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記側壁に対する前記上部部材の係合方向は、前記基底部材の面に垂直である、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記上部部材は、調和された少なくとも２つの係合部材を有しており、これらの係合部材は、前記支持装置の各側壁に設けられた係合部材のそれぞれと係合するためのものである、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れかに記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記係合部材は、各側壁に設けられた凹部に位置する、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記上部部材は、側壁に設けられた凹部に受け入れられるよう適合されている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３の何れかに記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記支持装置は、アルミニウムで構成されている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４の何れかに記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記基底部材及び／または前記上部部材は、箱体のアルミニウム押出成形品として形成されている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５の何れかに記載された燃料電池セル圧縮装置であって、該燃料電池セル圧縮装置の外壁に、燃料タンクまたは他の機器を備えるための位置的特徴を有する燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１７】
燃料電池セル圧縮装置であって、支持装置用受け台と、閉じ部材とを含んでおり、
前記支持装置用受け台は、積層体を構成する複数の燃料電池セルプレートを受け、かつ、燃料電池セルプレートを、実質上重ね合わせた関係に保ち、
前記閉じ部材は、燃料電池セルプレートの面に実質上直交する第１の方向に移動されて前記受け台に対し所定位置となったとき、前記受け台に自動的に係合され固定され、これにより、前記支持装置を閉じ、かつ、前記支持装置の中の燃料電池セルプレートに圧力を加えるよう適合されている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記閉じ部材は、前記第１の方向とは反対の第２の方向に戻ることが、前記受け台と該閉じ部材とに設けられた複数の相互掛け止め歯によって防止されている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載された燃料電池セル圧縮装置であって、
前記相互掛け止め歯は、順次に、複数の自動固定位置を与え、これらの自動固定位置は、前記第１の方向に沿って異なる距離となっている、
燃料電池セル圧縮装置。
【請求項２０】
燃料電池セル積層体を構成する方法であって、
複数の燃料電池セルプレートを受けて制限体積に収めるための支持装置用受け台を用意するステップと、
前記受け台に燃料電池セルプレートを組み込んで燃料電池セルプレートの積層体を構成するステップと、
支持装置用閉じ部材を用いることにより、燃料電池セルプレートの面に実質上直交する第１の方向に燃料電池セルプレートを圧縮し、かつ、前記受け台に前記閉じ部材を係合するステップとを含んでおり、
前記支持装置は、前記閉じ部材が燃料電池セルプレートの圧縮について適切な度合に達したとき、前記閉じ部材と前記受け台とを自動的に係合し固定するようになっている、
方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載された方法であって、
前記閉じ部材及び前記受け台を、始まり位置と終わり位置との間にある一連の自動係合固定位置に沿って変位させ、このとき、前記閉じ部材が燃料電池セルプレートの圧縮について適切な度合に達するステップを含む
方法。
【請求項２２】
添付図面を参照し、本明細書に実質上記載されたような装置。
【請求項２３】
燃料電池セル積層体を構成する方法であって、添付図面を参照し、本明細書に実質上記載されたような方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学燃料電池に関し、特に、複数の燃料電池セルプレート(fuel cell plates)を組み合わせて燃料電池セル積層体にするための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の電気化学燃料電池は、燃料及びオキシダント(oxidant)を、電気エネルギー及び反応生成物に変換する。典型的な燃料電地は、複数の層で構成されており、これらの層では、イオン移動膜がアノードとカソードとの間に配置され、膜−電極組立体、即ち、ＭＥＡが構成されている。
【０００３】
アノードに流体燃料を配送するためのアノード流体流れ場プレートと、カソードにオキシダントを配送し、かつ、反応生成物を除去するためのカソード流体流れ場プレートとが、上記膜及び電極層を挟む。通常、流体流れ場プレートは、多孔質電極に向き合う面に溝(grooves or channels)を備えるなど、流体流れ場プレートの一面に流体の流路を備えるように、製造される。
【０００４】
プロトン交換膜燃料電池の典型的な１つのセルは、通常の動作条件で、０．５Ｖから１．０Ｖまでの間の出力電圧を与えるだろう。多くの利用例及び電子機器では、効率のよい動作のため、高い電圧が必要である。このように上昇させた電圧は、通常、個々のセルを直列に接続して燃料電池セル積層体を構成することにより、得られる。
【０００５】
積層体全体の体積及び重量を低減するため、次のような二極プレート構成(bipolar plate arrangement)、すなわち、１つのセルにアノード流体流れ場プレートを提供し、該セルと隣接するセルにカソード流体流れ場プレートを提供するような二極プレート構成が利用される。プレートの各面には、適切な流れ場が形成される。これらの流れ場は、プレートの一方側で燃料（例えば水素または水素リッチガス）を配送し、プレートの他方側でオキシダント（例えば空気）を配送する。二極プレートは、不透過性及び電気伝導性を備えており、これにより、セル間で電気伝導性の相互接続が行なわれると同時に、反応性ガスの効率的な分離が確実に行なわれる。
【０００６】
通常、流体は、共通のマニホールド(common manifolds)を経由してそれぞれの流体流れ場プレートに配送される。この共通マニホールドは、それぞれのプレートに設けられた配列孔で構成されており、積層体の高さに沿って下に延びている。
【０００７】
１つの燃料電池セルの面積は、数平方センチメートルから数百平方センチメートルまで、さまざまであり得る。積層体は、２つ、３つのセルで構成されることから、二極プレートを用いて直列に接続された数百のセルで構成されることまである。
【０００８】
２つの電流収集プレート（燃料電池セルの積層完了体の各端部には、１つの電流収集プレートが備えられる）が用いられ、これにより、外部回路への接続が行われる。
【０００９】
燃料電池セル積層体を構成するにあたっては、重要な検討事項が幾つかある。第１に、ガス流れ流路(gas flow channel)及びマニホールドが適正に配列されるようにするため、個々の層またはプレートは適正に配置されなければならない。
【００１０】
第２に、マニホールド及びガス流れ流路におけるさまざまな構成部品の間でガスをシーリング(gas tight seals)するため、隣接するプレート間の接触圧力が利用される。通常、ガスをシーリングするにあたっては、圧縮可能なガスケットが、プレートの、予め定められた面の表面に配置される。従って、より適正にガスをシーリングするには、全てのガスケット及びシーリング面(sealing surfaces)が適正に圧縮されるように、積層体を構成する全てのプレートに対して、積層体を構成するプレートの表面に垂直な向きに、適切な圧縮力を印加しなければならない。
【００１１】
第３に、圧縮力は、隣接する層間で良好な電気的接続を行うにあたり、極めて重要である。
積層体の組み立て状態を維持するような適切な圧縮力を印加するため、通常、積層体の外側の端部に、実質上剛体の端部プレートが配置される。
このような圧縮力を印加し、かつ、維持するための手法が、幾つか提案されてきた。
【００１２】
例えば米国特許第3,134,697号明細書に記載されたような既存の燃料電池セル積層体は、複数の結合ロッドを配置してあり、これらの結合ロッドは、２つの端部プレート組立体の間で延びており、端部プレートの周縁に設けられた孔を貫通している。これらの結合ロッドは共に挿通されており、そこでは、締め付け力を働かせ、かつ、保つための締め付けナットが採用されている。
【００１３】
例えば米国特許第6,057,053号明細書に記載されたようなもう一つの構成では、同様な手法が採用されているが、結合ロッドは、流体マニホールドまたは流路の内部で積層体の中央部分を貫通し、よって、稼動セル(active cells)を貫通することになる。
【００１４】
また、流体圧力を利用した方法が、例えば米国特許第5,419,980号明細書の記載のように採用されており、その明細書においては、加圧された流体を利用することにより、膨張可能な内袋(bladder)もしくはバルーンを介して燃料電池セルに圧縮力を印加している。
【００１５】
例えば米国特許第5,686,200号明細書に記載されたような締め付け具、及び、例えば米国特許第5,993,987号明細書に記載されたような圧縮用の帯が提案されている。
【００１６】
既存のプレート圧縮手段の欠点は、一般に、複数の部品が、プレートの全表面領域にわたって圧縮を生じさせなければならない点にある。この結果、プレートの位置合わせ状態と、プレート面にわたって均一な圧縮状態とを、組み立てプロセスの間及びその後に維持するための複雑な組み立て技術となってしまう。
【発明の開示】
【００１７】
本発明の課題は、使用にあたり簡便で、かつ、費用効果の優れた燃料電池セル積層組立装置及び燃料電池セル積層組立方法を提供することである。本発明のもう一つの課題は、積層体を構成する複数のプレートに、極めて確実かつ均一な圧縮を加えることである。
【００１８】
本発明は、セルが直接に組み込まれる支持装置もしくは支持枠を固定状態(fixed)として使用している間、燃料電池セル積層体に圧縮を加え、かつ、その圧縮状態を維持するための方法を提供する。
本発明では、１つの態様として、次の燃料電池セル圧縮装置が提供される。
【００１９】
即ち、この燃料電池セル圧縮装置は、支持装置(carriage unit)を含んでいる。前記支持装置は、少なくとも２つの向かい合う側壁を有しており、前記向かい合う側壁は、基底部材により間隔を隔てた関係に保たれており、前記基底部材は、前記向かい合う側壁の下部において前記向かい合う側壁の間を延長している。これにより、前記向かい合う側壁及び前記前記基底部材は、燃料電池セルを受けるための受け台(cradle)を画定する。
【００２０】
前記向かい合う側壁のそれぞれは、その内面に少なくとも１つの係合部材を有し、前記係合部材は、前記支持装置の上部を構成する上部部材(top member)と係合する。
本発明では、もう１つの態様として、次の燃料電池セル圧縮装置が提供される。
【００２１】
即ち、この燃料電池セル圧縮装置は、支持装置用受け台と、閉じ部材とを含んでいる。前記支持装置用受け台(carriage unit cradle)は、積層体を構成する複数の燃料電池セルプレート(fuel cell plates)を受け、かつ、燃料電池セルプレートを、実質上重ね合わせた関係に保つ。
【００２２】
前記閉じ部材は、燃料電池セルプレートの面に実質上直交する第１の方向に移動されて前記受け台に対し所定位置となったとき、前記受け台に自動的に係合され固定され、これにより、前記支持装置を閉じ、かつ、前記支持装置の中の燃料電池セルプレートに圧力を加えるよう適合されている。
本発明では、もう１つの態様として、燃料電池セル積層体を構成する方法が提供される。
【００２３】
即ち、この方法は、下記のステップを含んでいる。
【００２４】
複数の燃料電池セルプレートを受けて制限体積に収めるための支持装置用受け台を用意するステップ。
【００２５】
前記受け台に燃料電池セルプレートを組み込んで燃料電池セルプレートの積層体を構成するステップ。
【００２６】
支持装置用閉じ部材を用いることにより、燃料電池セルプレートの面に実質上直交する第１の方向に燃料電池セルプレートを圧縮し、かつ、前記受け台に前記閉じ部材を係合するステップ。
【００２７】
但し、前記支持装置は、前記閉じ部材が燃料電池セルプレートの圧縮について適切な度合に達したとき、前記閉じ部材と前記受け台とを自動的に係合し固定するようになっている。
次に、添付図面を参照し、例を挙げて本発明の実施例を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本明細書において、相対的な方向(orientation)及び位置(position)に関する用語、例えば、“上”、“底”、“水平”、“鉛直”、“左”、“右”、“上方向”、“下方向”、“前”、“後”、並びに、これらの形容詞派生語及び副詞派生語は、図面に示されたような燃料電池セル組立体の方向を基準とし、用いられている。但し、これらの用語は、燃料電池セル組立体が意図どおりに使用されるよう制限することを意図したものではない。燃料電池セル組立体は、如何なる方向においても使用され得る。
【００２９】
図１及び図２を参照すると、燃料電池セル圧縮装置１０は、支持装置用受け台１１を含んでいる。支持装置用受け台１１は、２つの向かい合う側壁１２、１３で構成されており、側壁１２、１３は、剛体でなる基底部１４を介し間隔を隔てて平行に配置された関係が保たれている。側壁１２、１３のそれぞれは、その内面１５に、平行な複数のリブ(ribs)または歯１６を備えている。リブもしくは歯１６は、基底部１４に対して平行に、かつ、基底部１４から幾つかの所定距離を隔てて、該側壁に沿い延びている。リブもしくは歯１６のそれぞれは、剛体でなる上部部材１８の側面に設けられた対応リブもしくは歯１９と係合するよう適合されている。上部部材１８は、支持装置のための閉じ部材として働く。
【００３０】
示された構成では、側壁リブ１６、及び、当該する上部部材リブ１９のそれぞれが、非対称な断面形状を有しており、これは、図９に図示された詳細断面に最も良い状態で表示されている。それぞれの歯もしくはリブについて示される断面は、再嵌入（突き出し形状）縁部９０(re-entrant (overhanging) edge)と、それよりも緩やかな傾き断面形状になっている縁部９１とを含んでおり、これにより、それぞれの側壁１２、１３に対し上部部材１８を確実に係合し、くさび留め(wedge lock)することができる。
【００３１】
図９をみると、上部部材１８に設けられるリブ１９の断面形状は、各側壁１２、１３に設けられるリブ１６の補完的断面形状と調和されることが好ましい旨、理解されよう。
【００３２】
図１及び図２に示されているように、上部部材１８の幅は、基底部材１４の幅と等しくなるように選択されており、これにより、いったんリブ１６、１９が係合されれば、側壁は、間隔を隔てて正確に平行となる関係に保たれることになる。
【００３３】
支持装置１１の側壁１２、１３は、僅かな弾性を備えた適切な材料、例えばアルミニウム等で構成されており、これにより、上部部材１８が、基底部材１４に向かって下鉛直方向に、支持装置で画定される内部空間２０に挿入されたとき、一時的に側壁１２、１３を、互いに横方向に変位させることが可能となり、従って、上部部材が下方向に移動するとき、リブ１６、１９がお互いのリブ上で移動できるようになる。好ましくは、上記側壁の弾性は、少なくともリブの高さと同じ程度の横方向の変位を考慮したものとする。
【００３４】
図示のように歯もしくはリブ１６、１９の好ましい断面形状によれば、上部部材が上方向に戻ることを、確実に不可能とすることができる旨、理解されよう。歯もしくはリブ１６、１９の好ましい断面形状、すなわち、再嵌入断面形状によれば、如何なる上向き圧力があっても、実際に、くさび留め動作によって上部部材と側壁とがより緊密に結合することになる。
【００３５】
従って、受け台１１及び上部閉じ部材１８は、該閉じ部材が、プレートの面に実質上直交する第１の方向に移動されて該受け台に対し所定位置となったとき、該受け台と該閉じ部材とが自動的に係合され固定されるようになっていることが理解されよう。
【００３６】
好ましくは、上部部材及び基底部材は、撓みを実質上生じない、即ち、上述した係合機構の満足な動作を妨げる不十分な撓みは生じない適切な剛性材料(rigid material)で構成される。好ましい実施例では、上部部材１８及び基底部材１４は、必要な剛性(stiffness)を確保するため、図１及び図２に図示されたような適切な箱体の斜材補強断面(box section cross-braced profile)２１、より好ましくは、特に図８に図示されたような断面８０、８１を有するアルミニウムで構成される。
【００３７】
これに対し、側壁１２、１３は、好ましい実施例において、必要程度の弾性を付与するため、厚さ２ｍｍのシート状アルミニウムで構成される。
【００３８】
他の実施例において、リブの断面は、側壁１２、１３に対する上部部材１８の掛け止め動作を容易化するため、任意の適切な形状をとり得る。
【００３９】
支持装置１１の基底部材１４は、ねじ、ボルト、溶接もしくは接着などの任意の適切な方法により側壁に固定されてもよいし、または、一体的に成形される部分として構成されてもよい。
【００４０】
図４及び図５を参照すると、支持装置の内部空間２０は、先に述べたような、燃料電池セルプレートの一連の層で満たされており、その内部空間の上部が、圧縮治具（図示せず）内において上部部材１８で覆われている。圧縮治具は、プレート表面に備えられた弾性シーリング材(resilient seals)を圧縮し、上部部材１８を下方向に変位させるため、適切な下方向圧縮力を印加し、これにより、上部部材は、内部空間に入って側壁１２、１３と係合することになる。
【００４１】
図１に示された実施例では、平行な複数のリブ１６が、側壁１２、１３の高さに沿って下方向に一定間隔を隔てて配置されている。この特徴によれば、支持装置の所定側を、所望の程度（要求される出力電圧に対して必要なプレート数）だけ満たすことが可能となり、更に、ラチェット・ポール式(ratchet-and-pawl type)の動作により上部部材板を、リブ１６上で必要リブ数だけ移動させ、ついに、適正な下方向変位によって、組み込まれたプレートが所望の圧縮力を受けることが可能となる。このとき、装置１０は、リブ１６、１９により上部部材１８の適正な位置が保たれたまま、治具から取り外される。上部部材１８は、燃料電池セル（特にＭＥＡ及びガスケット）の復元力が協働リブ１６、１９に作用することにより、所定位置に確実に保持される。
【００４２】
上部部材１８の深さ寸法(depth)（図８に示された好ましい実施例で１１ｍｍ）は、要求される剛性を確保するに十分な程度だけでなく、リブ１９を、十分な掛け止め力によるリブの側壁に対する係合を容易化するのに必要な数だけ与えるにあたって十分な程度になっていることが好ましい。好ましくは、更に上部部材１８の深さ寸法は、組み込みプロセスにおいて上部部材を、側壁に対して垂直に向いた状態に保つのに十分な程度になっていることが好ましい。
【００４３】
図４及び図５に示された実施例において、リブ１６は、側壁１２、１３の深さに沿って下方向に、短い距離だけに設けられているに留意されたい。かかる構成は、プレートが所定数だけ組み込まれるべきとされた場合に、適している。有効なシーリング及び電気的接続性を達成するのに必要な詰め込み力は、算出することができ、積層高さに直接に関係付けて考えることができ、従って、リブに対する係合ポイント(engagement points)を正確に決定することができる。詰め込み力の調整は、端部プレートに隣接するスペーサとして働く薄型の非圧縮性挟み材を利用することにより、行うことができる。
【００４４】
リブ１６、１９は、側壁−上部部材間の接触面積を最大化するため、側壁の全長、及び、それに対応する上部部材の端縁(edges)に沿って設けられていてもよいし、または、リブは、側壁の長さ、及び、それに対応する上部部材の端縁に沿って幾つかの位置で不連続となっていてもよいことが理解されよう。もう一つの選択肢として、別々になっている幾つかの歯もしくは他の係合ポイント(engagement points)が、側壁及び上端部材の長さに沿ってそれぞれの位置に設けられていてもよい。
【００４５】
好ましくは、係合ポイントは、受け台に組み込まれた燃料電池セルプレートに印加される抑制力が実質上、プレートの表面領域全てにわたって均一になるように、側壁に沿って見て多数の位置に設けられる。
【００４６】
好ましい実施例において、リブもしくは歯は、側壁の内壁に設けられる。図６を参照すると、圧縮装置６０のもう一つの構成が示されている。この実施例では、リブ１６は、側壁６１、６２の上端に形成された凹部(recesses)６５に設けられており、対応する凹部６６が、上部部材６８の、下方に延びている壁６７、６９に形成されている。このようにして、上部部材は、次のような延長部分、即ち、該延長部分に接続される側壁６１、６２の上部に対する延長部分を構成し、これにより、閉じられた完全な圧縮装置が構成される。
【００４７】
側壁リブ１６は、必ずしも、内方に相対(inwardly facing)する必要はなく、外方に相対(outwardly facing)してもよく、この場合、側壁６１、６２及び上端部材の各凹部６５、６６が逆の位置関係(reversed)となることが理解されよう。
【００４８】
図示されていないがもう一つの構成では、下方に延びている壁６７、６９が、次のようなリブ、即ち、内方に突出(inwardly extending)しているリブであって、側壁６１、６２の外面に形成された対応歯１６と係合するよう適合されているリブ６６を備えていてもよい。
【００４９】
支持装置１１は、如何なる適切な断面形状を有するように形成されていてもよい。これは、特に、燃料配送管、マニホールド(manifolds)、排出マニホールド及び冷却空気流路を考慮に入れる場合に関係することである。
【００５０】
図３は、薄型のプレートで構成される比較的高層の積層体を考慮した直方体形状の支持装置３０を図示している。この支持装置３０の場合、該支持装置の正面及び背面は、個々の燃料電池セルプレートに設けられるマニホールド端部であって燃料を配送するためのマニホールド端部に、開状態でアクセス(open access)できるようになっている。更に、側壁３２、３３は、それぞれ、次のような“窓付き”の構成、即ち、オキシダント及び／または冷却を与えるため、空気を通して流せるような４つの孔３７を有する構成となっている。側壁３２、３３には、極めて短い“梯子”状の歯１６が設けられており、これらの歯１６は、上端部材３８の深さ全てに亙って設けられている歯１９に対応する。
【００５１】
燃料電池セル組立体の側壁に設けられる孔は、要求される空気流れ断面、及び、側壁を構成する材料に応じて、如何なる適切な態様もとり得る。図７は、好ましいもう一つの実施例の側壁７１を示しており、この側壁７１は、２つの孔７２、７３を有している。
【００５２】
図４及び図５は、薄型のプレートで構成される比較的高層の積層体を考慮した直方体形状の支持装置４０を図示している。この支持装置４０は、比較的大型の正面及び背面を有しており、これにより、個々の燃料電池セルプレートに設けられるマニホールド端部であって燃料及びオキシダント双方と、冷却流体とを配送するためのマニホールド端部に、より良くアクセスすることができ、この結果、側壁を“窓付き”構成にする必要性が解消される。
【００５３】
図６に示された燃料電池セル圧縮装置の場合、支持装置６０は、水素燃料供給タンクのための位置的特徴(location features)６３を備えている。また、支持装置は、如何なる他の機器、例えば、ファン、フィルタ、電子機器、電磁弁(solenoid valves)、バッテリ等のための他の位置的特徴を備えていてもよい。また、支持装置は、燃料またはオキシダントの流体流れに配管構造を提供するようなものでもよい。
【００５４】
本明細書では、好ましい実施例を、成形アルミニウム(extruded aluminum)で構成するように説明したが、一般的には、構成部品に応じて、必要な程度の弾性及び剛性を与える任意の材料が採用され得る。他の例としては、プラスチック材または炭素複合材が挙げられる。支持装置は、電気伝導性材料で構成されるが、支持装置の内面の一部もしくは全てが、電気絶縁性材料で被覆されていてもよく、これにより、燃料電池セルに亙って電流ショートを防止できる。
【００５５】
他の実施例は、添付された特許請求の範囲内に、意図的に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例に係る燃料電池セル支持装置を示す正面断面図である。
【図２】図1に示された燃料電池セル支持装置を示す立体正面図であって、高さが低減された状態になっている。
【図３】燃料電池セル組立体の、正面及び側面を示す斜視図であり、側壁通気孔が設けられている。
【図４】燃料電池セル組立体の、正面を示す斜視図であり、正面から背面への通気がなされる。
【図５】図４に示された燃料電池セル組立体の、正面断面図である。
【図６】本発明のもう一つの態様に係る別の燃料電池セル構成を示す正面図である。
【図７】支持装置の好ましい側壁の正面図(face view)である。
【図８】好ましい支持装置を示す正面断面図である。
【図９】図８に示された支持装置に含まれる上部部材及び側壁の結合部(locking members)を示す詳細断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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