(57)【要約】【課題】燃料電池におけるセルの交換を容易にすることを目的とする。【解決手段】燃料電池１０であって、積層された複数の単セル１００と、隣接する２つの単セルの間に配置されるガスケット２００であって、閉じた中空部２０５を有するガスケット２００と、前記中空部２０５にガスを充填して、前記ガスケット２００を膨らませ、あるいは前記中空部２０５からガスを排気して前記ガスケット２００を萎ませるための吸排気管２１０と、を備える、燃料電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
積層された複数の単セルと、
隣接する２つの単セルの間に配置されるガスケットであって、閉じた中空部を有するガスケットと、
前記中空部にガスを充填して、前記ガスケットを膨らませ、あるいは前記中空部からガスを排気して前記ガスケットを萎ませるための吸排気管と、
を備える、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池におけるセルの交換に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のセル（単セル）を備えている燃料電池において、一部のセルに不具合が生じた場合には、そのセルを交換する。従来は、燃料電池のセル間に袋状の拡張プレートを挟んで、セル交換時に拡張プレートを加圧し、不良セルと正常なセルとの間を剥離して別のセルと交換していた（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５９７９４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、従来の技術では、セル交換時に、正常なセルに対して、通常時と比較して過剰な荷重がかかる。その結果、セル交換時に正常なセルを痛めてしまう恐れがあった。また、これを回避しようとして燃料電池スタックの締結荷重を抜くと、燃料電池スタックが分解してしまうため、作業性が悪くなるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決し、燃料電池におけるセルの交換を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
燃料電池であって、積層された複数の単セルと、隣接する２つの単セルの間に配置されるガスケットであって、閉じた中空部を有するガスケットと、前記中空部にガスを充填して、前記ガスケットを膨らませ、あるいは前記中空部からガスを排気して前記ガスケットを萎ませるための吸排気管と、を備える、燃料電池。
この適用例によれば、単セルの交換時には、交換する単セルの両側のガスケットの中空部からガスを排気して、ガスケットを萎ませることが可能となる。その結果、単セルを容易に交換することが可能となる。
【０００８】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池の他、燃料電池におけるセル交換方法等、様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例の燃料電池の断面の一部を示す説明図である。
【図２】単セル交換時の燃料電池の断面の一部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施例の燃料電池の断面の一部を示す説明図である。燃料電池１０は、複数の単セル１００と、ガスケット２００と、を備える。単セル１００は、膜電極接合体１１０と、セパレータプレート１２０、１２５を備える。膜電極接合体１１０は、例えば、電解質膜と、触媒層と、ガス拡散層と、を備える。なお、膜電極接合体１１０の構成は、本願の意図する所ではないので、詳しい説明を省略する。
【００１１】
セパレータプレート１２０、１２５は、それぞれ膜電極接合体１１０の両面に配置されている。セパレータプレート１２０は、金属などの導電性部材で形成された略長方形形状の板である。セパレータプレート１２０は、両面に凹部１２１、１２２を有する。本実施例では、凹部１２１、１２２とは面対称位置に形成されているが、凹部１２１、１２２の形成位置は、面対称位置からずれていてもよい。セパレータプレート１２５についても同様である。
【００１２】
セパレータプレート１２０の凹部１２２と膜電極接合体の間には、反応ガス流路１３０が形成され、セパレータプレート１２５の凹部１２７と膜電極接合体の間には、反応ガス流路１３５が形成されている。また、隣接する２つの単セル１００のセパレータプレート１２０の凹部１２１と、セパレータプレート１２５の凹部１２６との間には、冷却水流路１４０が形成されている。
【００１３】
ガスケット２００は、２つの単セル１００の間に配置されており、冷却水の漏れを抑制する。ガスケット２００は、例えば天然ゴム、ブチルゴムなどの弾性体材料で形成されており、中空部２０５を有している。ガスケット２００には、中空部２０５にガスを充填し、あるいは排気するための吸排気管２１５が接続されている。本実施例では、吸排気管２１５には、エアボックス２１０が接続されている。
【００１４】
エアボックス２１０は、ガスケット２００毎に、中空部２０５へのガスの充填や排気を行うことができる。なお、ガスとしては、空気、窒素、など、様々なガスを用いることが可能である。
【００１５】
図２は、単セル交換時の燃料電池の断面の一部を示す説明図である。単セル１００の交換時には、交換する単セル１００ａの両側の単セル１００ｂ、１００ｃの、単セル１００ａ側のセパレータプレート１２５ｂ、１２０ｃの単セル１００ａ側の位置に固定ピン３００を配置する。固定ピン３００の先端部が、セパレータプレート１２５ｂ、１２０ｃの端部に掛かる。なお、固定ピン３００同士の間隔は、交換する単セル１００ａの厚さに合わせて調整することが可能である。
【００１６】
次いで、エアボックス２１０を用いてガスを吸引し、交換する単セル１００ａの両面に接触しているガスケット２００ａの中空部２０５からガスを排出する。そうすると、ガスケット２００ａは萎む。その結果、単セル１００ａを容易に引き出して、交換することが可能となる。単セル１００ａの交換後は、エアボックス２１０を用いてガスケット２００ａの中空部２０５にガスを充填し、固定ピン３００を取り外す。
【００１７】
以上のように、本実施例では、単セル１００ｂ、１００ｃを固定し、ガスケット２００ａを萎ませて単セル１００ａの交換を行うので、単セル１００ａの交換が容易である。
【００１８】
また、固定ピン３００により、単セル１００ｂ、１００ｃは、動かないように固定されている。すなわち、交換する単セル１００ａ以外の単セル１００については、締結荷重が変わらない。したがって、単セル１００の交換に際し、他の単セルが痛むことはない。
【００１９】
［変形例］
なお、エアボックス２１０は、中空部２０５にガスを充填し、あるいは排気する時以外が不要である。したがって、燃料電池１０を車両等に搭載する場合には、エアボックス２１０を備えていなくてもよい。たとえば、エアボックス２１０は、取り外すことが可能であってもよい。この場合、中空部２０５内のガスが、吸排気管２１５から漏れないように、吸排気管２１５を閉じることが好ましい。
【００２０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２１】
１０…燃料電池
１００、１００ａ、１００ｂ…単セル
１１０…膜電極接合体
１２０、１２５、１２５ｂ…セパレータプレート
１２１、１２２、１２６、１２７…凹部
１３０、１３５…反応ガス流路
１４０…冷却水流路
２００、２００ａ…ガスケット
２０５…中空部
２１０…エアボックス
２１５…吸排気管
３００…固定ピン
【図１】
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【図２】
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