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JP7790199B2 - fuel cell stack - Google Patents
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JP7790199B2 - fuel cell stack - Google Patents

fuel cell stack

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JP7790199B2 JP2022027000A JP2022027000A JP7790199B2 JP 7790199 B2 JP7790199 B2 JP 7790199B2 JP 2022027000 A JP2022027000 A JP 2022027000A JP 2022027000 A JP2022027000 A JP 2022027000A JP 7790199 B2 JP7790199 B2 JP 7790199B2
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Description

本発明は、燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack.

特許文献1には、燃料電池スタックが開示されている。この燃料電池スタックは、積層された複数の単セルを備えている。単セルは、2つのセパレータを備えている。2つのセパレータ同士の間には、膜電極接合体と、膜電極接合体を単セルの積層方向において挟む2つのガス拡散層とが設けられている。 Patent Document 1 discloses a fuel cell stack. This fuel cell stack includes multiple stacked unit cells. Each unit cell includes two separators. Between the two separators, there is a membrane electrode assembly and two gas diffusion layers that sandwich the membrane electrode assembly in the stacking direction of the unit cells.

各セパレータにおいてガス拡散層と対向する対向面には、反応媒体を導くための溝状の流路が設けられている。各セパレータにおいて対向面とは反対側の面には、互いに隣り合う単セルのセパレータ同士の間において冷却媒体を導くための空洞を形成する溝状の流路が設けられている。 The surface of each separator facing the gas diffusion layer is provided with a groove-like flow path for guiding the reaction medium. The surface of each separator opposite the facing surface is provided with a groove-like flow path that forms a cavity for guiding the cooling medium between the separators of adjacent single cells.

また、各セパレータの対向面には、凸状のビードと、ビードと流路との間に形成された凹部とが設けられている。
ビードは、流路の周辺において全周にわたって設けられている。
Furthermore, the opposing surfaces of the separators are provided with convex beads and recesses formed between the beads and the flow paths.
The beads are provided all around the periphery of the flow path.

各セパレータに形成された凹部の底壁同士は、互いに接触している(特許文献1の図6A参照)。
こうしたセパレータを備える燃料電池スタックでは、上記空洞を流れる冷却媒体がビードに向かって流れること、所謂脇流れが、互いに接触している凹部同士によって抑制される。
The bottom walls of the recesses formed in the separators are in contact with each other (see FIG. 6A of Patent Document 1).
In a fuel cell stack including such a separator, the cooling medium flowing through the cavity is prevented from flowing toward the beads, that is, from flowing by the recesses that are in contact with each other.

また、特許文献2には、金属板材から燃料電池用のセパレータを成形する成形方法が開示されている。この成形方法では、固定側のダイの窪み部及び突出部と、可動側のパンチの突出部及び窪み部との間において、金属板材に連続する張出し部、すなわちセパレータの流路が成形される。ダイ及びパンチの窪み部は、中央部が凸状に湾曲した底部を有している。そのため、成形された張出し部の中央部は、凹状に湾曲する。 Patent Document 2 also discloses a molding method for forming fuel cell separators from metal sheet material. In this molding method, a continuous protrusion, i.e., a separator flow path, is formed in the metal sheet material between the recess and protrusion of the fixed die and the protrusion and recess of the movable punch. The recesses of the die and punch have bottoms that are convexly curved in the center. As a result, the center of the formed protrusion is curved concavely.

特表2020-522089号公報Special Publication No. 2020-522089 特開2018-89679号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-89679

ところで、特許文献1に記載の燃料電池用のセパレータを成形すべく例えば特許文献2に記載の成形方法を適用する場合、以下のような問題が生じる。すなわち、上記凹部の底壁同士の対向面の中央部が凹状に湾曲する。そのため、各セパレータの凹部の底壁同士の間に、隙間が形成される。その結果、上記空洞から脇流れした冷却媒体が上記隙間を介して漏れ出すようになるため、凹部による脇流れの抑制効果が低減する。したがって、冷却媒体による冷却効率の低下、ひいては燃料電池の発電効率の低下を招くおそれがある。 However, when applying the molding method described in Patent Document 2, for example, to form the separators for the fuel cell described in Patent Document 1, the following problem occurs. Specifically, the central portions of the opposing surfaces of the bottom walls of the recesses are curved in a concave shape. As a result, gaps are formed between the bottom walls of the recesses of each separator. As a result, the cooling medium that has flowed sideways from the cavity leaks out through the gaps, reducing the effectiveness of the recesses in suppressing sideways flow. This may result in a decrease in the cooling efficiency of the cooling medium, and ultimately in a decrease in the power generation efficiency of the fuel cell.

なお、こうした問題は、特許文献2に記載の成形方法を適用する場合に限定されない。例えば、成形収縮などにより凹部の底壁に窪み部を有するものであれば、同様に生じ得る。 However, this problem is not limited to applications of the molding method described in Patent Document 2. For example, it can occur in any product that has a depression in the bottom wall of the recess due to molding shrinkage or the like.

本発明の目的は、冷却媒体の脇流れを抑制できる燃料電池スタックを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a fuel cell stack that can suppress side flow of the cooling medium.

上記目的を達成するための燃料電池スタックは、発電部と、前記発電部を挟持する第1セパレータ及び第2セパレータと、を備える単セルを第1方向において複数積層して形成され、前記第1セパレータ及び前記第2セパレータの各々において前記発電部と対向する面とは反対側の面には、第2方向において延在するとともに冷却媒体が流れる複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池スタックであって、前記第1セパレータは、前記第1方向において当該単セルと隣接する他の前記単セルの前記第2セパレータに向かって突出するとともに、前記第2セパレータに当接する第1凸部を有しており、前記第1凸部は、前記第1方向及び前記第2方向の双方と交差する第3方向において最も外側に位置する前記溝流路の外側に設けられ、前記第2方向において複数並んで設けられており、前記第2セパレータは、前記第1方向において前記第1凸部に向かってそれぞれ突出するとともに、前記第1凸部と当接する複数の第2凸部を有しており、前記第1凸部の先端部の前記第2方向における中央部には、前記第3方向に延在する窪み部が設けられており、前記第2凸部の先端部は、前記窪み部内に位置し、前記窪み部の底面に向かって突出する突出部を有する。 The fuel cell stack for achieving the above-mentioned objective is formed by stacking a plurality of unit cells in a first direction, each unit cell including a power generation unit and a first separator and a second separator sandwiching the power generation unit, and each of the first separator and the second separator has a plurality of groove channels extending in a second direction and through which a coolant flows, on the surface opposite to the surface facing the power generation unit, and the first separator protrudes toward the second separator of another unit cell adjacent to the first unit cell in the first direction and abuts against the second separator. The second separator has a first convex portion, which is provided outside the groove flow path located outermost in a third direction intersecting both the first direction and the second direction, and multiple first convex portions are provided side by side in the second direction. The second separator has multiple second convex portions that each protrude toward the first convex portion in the first direction and abut against the first convex portions. A recess extending in the third direction is provided in the center of the tip of each first convex portion in the second direction, and the tip of each second convex portion is located within the recess and has a protrusion that protrudes toward the bottom surface of the recess.

同構成によれば、第1凸部の窪み部内に第2凸部の先端部が位置した状態で、第1凸部と第2凸部とが当接する。ここで、第2凸部の先端部の突出部が、窪み部の底面に向かって突出している。そのため、第2凸部の先端部に窪み部が設けられている場合や、第2凸部の先端部が平坦な場合に比べて、第1凸部の窪み部と第2凸部との間に隙間が形成されにくくなる。これにより、冷却媒体が隙間を介して第1凸部及び第2凸部の外側に流れにくくなる。したがって、冷却媒体の脇流れを抑制できる。 With this configuration, the first and second convex portions abut with the tip of the second convex portion positioned within the recess of the first convex portion. Here, the protruding portion of the tip of the second convex portion protrudes toward the bottom surface of the recess. Therefore, compared to when a recess is provided at the tip of the second convex portion or when the tip of the second convex portion is flat, a gap is less likely to form between the recess of the first convex portion and the second convex portion. This makes it less likely for the coolant to flow outside the first and second convex portions through the gap. Therefore, sideways flow of the coolant can be suppressed.

図1は、燃料電池スタックの一実施形態について、同燃料電池スタックの単セルを示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a unit cell of an embodiment of a fuel cell stack. 図2は、同実施形態の燃料電池スタックを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the fuel cell stack of the embodiment. 図3は、図2の3-3線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 図4は、燃料電池スタックの変形例を示す図であって、図3に対応する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the fuel cell stack, which corresponds to FIG.

以下、図1~図3を参照して、燃料電池スタックの一実施形態について説明する。なお、各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示しているため、各構成の寸法比率が実際とは異なる場合がある。また、以降の説明における「直交」は厳密に直交の場合のみでなく、各実施形態における作用効果を奏する範囲内で概ね垂直に交差する場合も含まれる。 One embodiment of a fuel cell stack will be described below with reference to Figures 1 to 3. Note that in each drawing, some components are exaggerated or simplified for ease of explanation, and the dimensional proportions of each component may differ from the actual proportions. Furthermore, in the following description, "orthogonal" does not necessarily mean strictly perpendicular, but also includes cases where the components intersect at approximately right angles within the range that achieves the effects of each embodiment.

<燃料電池スタックの単セル90>
図1及び図2に示すように、燃料電池スタックは、全体として長方形板状の単セル90を複数積層して形成されたものである。
<Single cell 90 of fuel cell stack>
As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack is formed by stacking a plurality of unit cells 90, each of which has a rectangular plate shape as a whole.

なお、以降では、単セル90の積層方向を第1方向Xとして説明する。また、第1方向Xと直交する方向のうち、単セル90の長手方向を第2方向Yとして説明する。また、第1方向X及び第2方向Yの双方に直交する方向を第3方向Zとして説明する。 In the following description, the stacking direction of the unit cells 90 will be referred to as the first direction X. Furthermore, among the directions perpendicular to the first direction X, the longitudinal direction of the unit cells 90 will be referred to as the second direction Y. Furthermore, the direction perpendicular to both the first direction X and the second direction Y will be referred to as the third direction Z.

単セル90は、反応ガスまたは冷却媒体を単セル90内に導入するための入口側マニホールド91,93,95と、単セル90内の反応ガス及び冷却媒体を外部へ導出するための出口側マニホールド92,94,96とを有している。なお、本実施形態では、入口側マニホールド91及び出口側マニホールド92は、燃料ガスが流通するマニホールドである。燃料ガスは、例えば水素ガスである。また、入口側マニホールド93及び出口側マニホールド94は、冷却媒体が流通するマニホールドである。冷却媒体は、例えば冷却水である。また、入口側マニホールド95及び出口側マニホールド96は、酸化剤ガスが流通するマニホールドである。酸化剤ガスは、例えば空気である。 The unit cell 90 has inlet-side manifolds 91, 93, and 95 for introducing a reactant gas or a coolant into the unit cell 90, and outlet-side manifolds 92, 94, and 96 for discharging the reactant gas and coolant from the unit cell 90 to the outside. In this embodiment, the inlet-side manifold 91 and the outlet-side manifold 92 are manifolds through which a fuel gas flows. The fuel gas is, for example, hydrogen gas. The inlet-side manifold 93 and the outlet-side manifold 94 are manifolds through which a coolant flows. The coolant is, for example, cooling water. The inlet-side manifold 95 and the outlet-side manifold 96 are manifolds through which an oxidizer gas flows. The oxidizer gas is, for example, air.

入口側マニホールド91,93,95及び出口側マニホールド92,94,96は、平面視矩形状であり、単セル90を第1方向Xに貫通している。
入口側マニホールド91及び出口側マニホールド94,96は、第2方向Yにおける単セル90の一側(図1の左右方向における左側)の端部に設けられている。入口側マニホールド91及び出口側マニホールド94,96は、第3方向Zの一側(図1の紙面奥側)から他側(図1の紙面手前側)に向かって順に並んでいる。
The inlet side manifolds 91, 93, 95 and the outlet side manifolds 92, 94, 96 are rectangular in plan view and penetrate the unit cell 90 in the first direction X.
The inlet-side manifold 91 and the outlet-side manifolds 94, 96 are provided at an end of one side (the left side in the left-right direction in FIG. 1 ) of the unit cell 90 in the second direction Y. The inlet-side manifold 91 and the outlet-side manifolds 94, 96 are lined up in order from one side (the far side of the paper in FIG. 1 ) to the other side (the near side of the paper in FIG. 1 ) in the third direction Z.

出口側マニホールド92及び入口側マニホールド93,95は、第2方向Yにおける単セル90の他側(図1の右側)の端部に設けられている。出口側マニホールド92及び入口側マニホールド93,95は、第3方向Zの他側(図1の紙面手前側)から一側(図1の紙面奥側)に向かって順に並んでいる。 The outlet side manifold 92 and the inlet side manifolds 93, 95 are provided at the end of the unit cell 90 on the other side in the second direction Y (the right side in Figure 1). The outlet side manifold 92 and the inlet side manifolds 93, 95 are lined up in order from the other side in the third direction Z (the front side of the paper in Figure 1) to one side (the back side of the paper in Figure 1).

単セル90は、膜電極接合体(以下、MEA10)と、MEA10を保持する枠部材20と、MEA10及び枠部材20を挟持する第1セパレータ30及び第2セパレータ40とを有している。 The unit cell 90 has a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as MEA 10), a frame member 20 that holds the MEA 10, and a first separator 30 and a second separator 40 that sandwich the MEA 10 and frame member 20.

以下、各構成について詳細に説明する。
<MEA10>
図1に示すように、MEA10は、図示しない固体高分子電解質膜(以下、電解質膜)と、電解質膜の両面に設けられた電極11,12とを有している。なお、本実施形態では、第1方向Xにおける電解質膜の一側(図1の上下方向における上側)の面に接合された電極が、カソード電極11である。また、第1方向Xにおける電解質膜の他側(図1の下側)の面に接合された電極が、アノード電極12である。
Each component will be described in detail below.
<MEA10>
1 , the MEA 10 includes a solid polymer electrolyte membrane (hereinafter referred to as the electrolyte membrane) (not shown) and electrodes 11, 12 provided on both sides of the electrolyte membrane. In this embodiment, the electrode bonded to one side of the electrolyte membrane in the first direction X (the upper side in the vertical direction in FIG. 1 ) is the cathode electrode 11. The electrode bonded to the other side of the electrolyte membrane in the first direction X (the lower side in FIG. 1 ) is the anode electrode 12.

各電極11,12は、電解質膜に接合された触媒層と、触媒層に接合されたガス拡散層(いずれも図示略)とを有している。
なお、MEA10が、本発明に係る燃料電池の発電部に相当する。
Each of the electrodes 11 and 12 has a catalyst layer bonded to the electrolyte membrane and a gas diffusion layer bonded to the catalyst layer (both not shown).
The MEA 10 corresponds to the power generating section of the fuel cell according to the present invention.

<枠部材20>
図1及び図2に示すように、枠部材20は、第2方向Yに長い長方形枠状であり、例えば合成樹脂材料により形成されている。
<Frame member 20>
As shown in FIGS. 1 and 2, the frame member 20 has a rectangular frame shape that is long in the second direction Y, and is made of, for example, a synthetic resin material.

枠部材20は、マニホールド91,92,93,94,95,96の各々を構成する貫通孔21,22,23,24,25,26を有している。
枠部材20は、中央に開口部27を有している。開口部27の周縁には、第1方向Xの一側(図1の上側)からMEA10が接合されている。
The frame member 20 has through holes 21, 22, 23, 24, 25, and 26 that form the manifolds 91, 92, 93, 94, 95, and 96, respectively.
The frame member 20 has an opening 27 in the center. The MEA 10 is joined to the periphery of the opening 27 from one side in the first direction X (the upper side in FIG. 1 ).

<第1セパレータ30>
図1及び図2に示すように、第1セパレータ30は、例えばチタンやステンレス鋼からなる平面視長方形状の金属板材をプレス成形することにより形成されている。
<First separator 30>
As shown in FIGS. 1 and 2, the first separator 30 is formed by press-forming a metal plate made of, for example, titanium or stainless steel, which has a rectangular shape in plan view.

第1セパレータ30は、マニホールド91,92,93,94,95,96の各々を構成する貫通孔31,32,33,34,35,36を有している。
第1セパレータ30は、第1方向XにおいてMEA10のアノード電極12と対向する対向面30aを有する第1面30Aと、対向面30aとは反対側の面30bを有する第2面30Bとを有している。
The first separator 30 has through holes 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , and 36 that form the manifolds 91 , 92 , 93 , 94 , 95 , and 96 , respectively.
The first separator 30 has a first surface 30A having a facing surface 30a that faces the anode electrode 12 of the MEA 10 in the first direction X, and a second surface 30B having a surface 30b opposite to the facing surface 30a.

第1面30Aには、燃料ガスが流れる複数の溝流路37A及び一対の接続部37Bが設けられている。なお、図1では、溝流路37A及び接続部37Bを簡略化して図示している。 The first surface 30A is provided with a plurality of groove channels 37A through which fuel gas flows and a pair of connection portions 37B. Note that Figure 1 shows the groove channels 37A and connection portions 37B in a simplified form.

複数の溝流路37Aは、対向面30aに設けられている。複数の溝流路37Aの各々は、第2方向Yにおいて直線状に延在している(図1参照)。複数の溝流路37Aの各々は、第3方向Zにおいて互いに間隔をあけて並んでいる(図2参照)。 A plurality of groove channels 37A are provided on the opposing surface 30a. Each of the plurality of groove channels 37A extends linearly in the second direction Y (see Figure 1). Each of the plurality of groove channels 37A is arranged at intervals in the third direction Z (see Figure 2).

図1に示すように、一対の接続部37Bは、第2方向Yにおいて複数の溝流路37Aの両側から貫通孔31,32の各々に向かって延びている。燃料ガスは、入口側マニホールド91から一方の接続部37Bを介して複数の溝流路37Aへ導入される。また、複数の溝流路37Aを流れる燃料ガスは、他方の接続部37Bを介して出口側マニホールド92へ排出される。 As shown in FIG. 1, a pair of connection portions 37B extend from both sides of the multiple groove flow paths 37A in the second direction Y toward each of the through holes 31 and 32. Fuel gas is introduced from the inlet manifold 91 into the multiple groove flow paths 37A via one of the connection portions 37B. Furthermore, the fuel gas flowing through the multiple groove flow paths 37A is discharged to the outlet manifold 92 via the other connection portion 37B.

図1及び図2に示すように、第2面30Bには、冷却媒体が流れる複数の溝流路38A及び一対の接続部38Bと、第1凸部50とが設けられている。なお、図1では、溝流路38A及び接続部38Bを簡略化して図示している。 As shown in Figures 1 and 2, the second surface 30B is provided with a plurality of groove channels 38A through which the cooling medium flows, a pair of connecting portions 38B, and a first protrusion 50. Note that Figure 1 shows the groove channels 38A and connecting portions 38B in a simplified form.

複数の溝流路38Aは、面30bに設けられている。複数の溝流路38Aの各々は、第2方向Yにおいて直線状に延在している(図1参照)。複数の溝流路38Aの各々は、第3方向Zにおいて互いに間隔をあけて並んでいる(図2参照)。 A plurality of groove channels 38A are provided on the surface 30b. Each of the plurality of groove channels 38A extends linearly in the second direction Y (see Figure 1). Each of the plurality of groove channels 38A is arranged at intervals in the third direction Z (see Figure 2).

図2に示すように、第3方向Zにおいて隣り合う溝流路38A同士の間に位置する凸部の裏側によって、溝流路37Aが構成されている。また、第3方向Zにおいて隣り合う溝流路37A同士の間に位置する凸部の裏側によって、溝流路38Aが構成されている。 As shown in FIG. 2, groove flow path 37A is formed by the backside of the convex portion located between adjacent groove flow paths 38A in the third direction Z. Also, groove flow path 38A is formed by the backside of the convex portion located between adjacent groove flow paths 37A in the third direction Z.

図1にて破線で示す一対の接続部38Bは、第2方向Yにおいて複数の溝流路38Aの両側から貫通孔33,34の各々に向かって延びている。冷却媒体は、入口側マニホールド93から一方の接続部38Bを介して複数の溝流路38Aへ導入される。また、複数の溝流路38Aを流れる冷却媒体は、他方の接続部38Bを介して出口側マニホールド94へ排出される。 A pair of connection portions 38B, shown by dashed lines in FIG. 1, extend from both sides of the multiple groove flow paths 38A in the second direction Y toward each of the through holes 33, 34. The cooling medium is introduced from the inlet manifold 93 into the multiple groove flow paths 38A via one of the connection portions 38B. The cooling medium flowing through the multiple groove flow paths 38A is discharged to the outlet manifold 94 via the other connection portion 38B.

<第1凸部50>
図1及び図2に示すように、第1凸部50は、複数の溝流路38Aのうち第3方向Zにおいて最も外側に位置する一対の外側溝流路38aの外側に設けられている。本実施形態では、第1凸部50は、一対の外側溝流路38aの双方の外側に設けられている(図1参照)。ここで、第3方向Zにおける「外側」とは、第3方向Zにおいて単セル90の中央から離れる側のことである。なお、図2には、一対の外側溝流路38aのうち第3方向Zの一側(図1の紙面奥側)に位置する外側溝流路38aと、当該外側溝流路38aの外側に位置する第1凸部50とを図示している。
<First protrusion 50>
1 and 2, the first convex portions 50 are provided on the outside of a pair of outer grooves 38a that are located outermost in the third direction Z among the plurality of grooves 38A. In this embodiment, the first convex portions 50 are provided on the outside of both of the pair of outer grooves 38a (see FIG. 1). Here, "outside" in the third direction Z refers to the side away from the center of the unit cell 90 in the third direction Z. Note that FIG. 2 illustrates the outer grooves 38a that are located on one side of the pair of outer grooves 38a in the third direction Z (the farthest side in the plane of FIG. 1) and the first convex portions 50 that are located on the outside of the outer grooves 38a.

第1凸部50は、第1方向Xにおいて単セル90と隣接する他の単セル90の第2セパレータ40に向かって突出している(図2参照)。
第1凸部50は、第3方向Zに延びている。
The first protrusion 50 protrudes toward the second separator 40 of another unit cell 90 adjacent to the unit cell 90 in the first direction X (see FIG. 2).
The first protrusion 50 extends in the third direction Z.

図1に示すように、第1凸部50は、第2方向Yにおいて互いに間隔をあけて複数並んでいる。複数の第1凸部50は、第2方向Yにおいて外側溝流路38aが形成されている範囲の全体にわたって設けられている。 As shown in FIG. 1, multiple first protrusions 50 are arranged at intervals in the second direction Y. The multiple first protrusions 50 are provided over the entire area in the second direction Y where the outer groove flow path 38a is formed.

図3に示すように、各第1凸部50の先端部51には、窪み部52が設けられている。
窪み部52は、第2方向Yにおける先端部51の中央部に位置している。
図2に示すように、窪み部52は、第3方向Zに延びている。
As shown in FIG. 3 , a recess 52 is provided at the tip 51 of each first protrusion 50 .
The recess 52 is located in the center of the tip 51 in the second direction Y.
As shown in FIG. 2, the recessed portion 52 extends in the third direction Z.

図3に示すように、窪み部52は、断面視において第2方向Yに延びる仮想直線(図示略)に対して湾曲している。
第1方向Xにおける第1凸部50の高さH1は、本実施形態では0.2mm以上、0.8mm以下の範囲内に設定されている。
As shown in FIG. 3, the recessed portion 52 is curved with respect to an imaginary line (not shown) extending in the second direction Y in a cross-sectional view.
In this embodiment, the height H1 of the first convex portion 50 in the first direction X is set within a range of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less.

第2方向Yにおける先端部51の幅Wは、本実施形態では0.5mm以上、2mm以下の範囲内に設定されている。
第1方向Xにおける窪み部52の深さDは、本実施形態では10μm以上、50μm以下の範囲内に設定されている。
In this embodiment, the width W of the tip portion 51 in the second direction Y is set within a range of 0.5 mm or more and 2 mm or less.
In this embodiment, the depth D of the recess 52 in the first direction X is set within a range of 10 μm or more and 50 μm or less.

<第2セパレータ40>
図1及び図2に示すように、第2セパレータ40は、例えばチタンやステンレス鋼からなる平面視長方形状の金属板材をプレス成形することにより形成されている。
<Second separator 40>
As shown in FIGS. 1 and 2, the second separator 40 is formed by press-forming a metal plate made of, for example, titanium or stainless steel, which has a rectangular shape in plan view.

第2セパレータ40は、マニホールド91,92,93,94,95,96の各々を構成する貫通孔41,42,43,44,45,46を有している。
第2セパレータ40は、第1方向XにおいてMEA10のカソード電極11と対向する対向面40aを有する第1面40Aと、対向面40aとは反対側の面40bを有する第2面40Bとを有している。
The second separator 40 has through holes 41 , 42 , 43 , 44 , 45 , and 46 that form the manifolds 91 , 92 , 93 , 94 , 95 , and 96 , respectively.
The second separator 40 has a first surface 40A having a facing surface 40a that faces the cathode electrode 11 of the MEA 10 in the first direction X, and a second surface 40B having a surface 40b opposite to the facing surface 40a.

第1面40Aには、酸化剤ガスが流れる複数の溝流路47A及び一対の接続部47Bが設けられている。なお、図1では、溝流路47A及び接続部47Bを簡略化して図示している。 The first surface 40A is provided with a plurality of groove channels 47A through which oxidant gas flows and a pair of connection portions 47B. Note that Figure 1 shows the groove channels 47A and connection portions 47B in a simplified form.

複数の溝流路47Aは、対向面40aに設けられている。複数の溝流路47Aの各々は、第2方向Yにおいて直線状に延在している(図1参照)。複数の溝流路47Aの各々は、第3方向Zにおいて互いに間隔をあけて並んでいる(図2参照)。 A plurality of groove channels 47A are provided on the opposing surface 40a. Each of the plurality of groove channels 47A extends linearly in the second direction Y (see Figure 1). Each of the plurality of groove channels 47A is arranged at intervals in the third direction Z (see Figure 2).

図1にて破線で示す一対の接続部47Bは、第2方向Yにおいて複数の溝流路47Aの両側から貫通孔45,46の各々に向かって延びている。酸化剤ガスは、入口側マニホールド95から一方の接続部47Bを介して複数の溝流路47Aへ導入される。また、複数の溝流路47Aを流れる酸化剤ガスは、他方の接続部47Bを介して出口側マニホールド96へ排出される。 A pair of connection portions 47B, shown by dashed lines in FIG. 1, extend from both sides of the multiple groove flow paths 47A in the second direction Y toward each of the through holes 45, 46. Oxidant gas is introduced from the inlet side manifold 95 into the multiple groove flow paths 47A via one of the connection portions 47B. Furthermore, the oxidant gas flowing through the multiple groove flow paths 47A is discharged to the outlet side manifold 96 via the other connection portion 47B.

図1及び図2に示すように、第2面40Bには、冷却媒体が流れる複数の溝流路48A及び一対の接続部48Bと、第2凸部60とが設けられている。なお、図1では、溝流路48A及び接続部48Bを簡略化して図示している。 As shown in Figures 1 and 2, the second surface 40B is provided with a plurality of groove channels 48A through which the cooling medium flows, a pair of connecting portions 48B, and a second protrusion 60. Note that Figure 1 shows the groove channels 48A and connecting portions 48B in a simplified form.

複数の溝流路48Aは、面40bに設けられている。複数の溝流路48Aの各々は、第2方向Yにおいて直線状に延在している(図1参照)。複数の溝流路48Aの各々は、第3方向Zにおいて互いに間隔をあけて並んでいる(図2参照)。 A plurality of groove channels 48A are provided on the surface 40b. Each of the plurality of groove channels 48A extends linearly in the second direction Y (see Figure 1). Each of the plurality of groove channels 48A is arranged at intervals in the third direction Z (see Figure 2).

図2に示すように、第3方向Zにおいて隣り合う溝流路48A同士の間に位置する凸部の裏側によって、溝流路47Aが構成されている。また、第3方向Zにおいて隣り合う溝流路47A同士の間に位置する凸部の裏側によって、溝流路48Aが構成されている。 As shown in FIG. 2, groove flow path 47A is formed by the backside of the convex portion located between adjacent groove flow paths 48A in the third direction Z. Also, groove flow path 48A is formed by the backside of the convex portion located between adjacent groove flow paths 47A in the third direction Z.

図1に示すように、一対の接続部48Bは、第2方向Yにおいて複数の溝流路48Aの両側から貫通孔43,44の各々に向かって延びている。冷却媒体は、入口側マニホールド93から一方の接続部48Bを介して複数の溝流路48Aへ導入される。また、複数の溝流路48Aを流れる冷却媒体は、他方の接続部48Bを介して出口側マニホールド94へ排出される。 As shown in FIG. 1, a pair of connection portions 48B extend from both sides of the multiple groove flow paths 48A in the second direction Y toward each of the through holes 43, 44. The cooling medium is introduced from the inlet side manifold 93 into the multiple groove flow paths 48A via one of the connection portions 48B. The cooling medium flowing through the multiple groove flow paths 48A is discharged to the outlet side manifold 94 via the other connection portion 48B.

<第2凸部60>
図1及び図2に示すように、第2凸部60は、複数の溝流路48Aのうち第3方向Zにおいて最も外側に位置する一対の外側溝流路48aの外側に設けられている。本実施形態では、第2凸部60は、一対の外側溝流路48aの双方の外側に設けられている(図1参照)。なお、図2には、一対の外側溝流路48aのうち第3方向Zの一側に位置する外側溝流路48aと、当該外側溝流路48aの外側に位置する第2凸部60とを図示している。
<Second protrusion 60>
1 and 2, the second convex portions 60 are provided on the outer sides of a pair of outer groove channels 48a that are located outermost in the third direction Z among the plurality of groove channels 48A. In this embodiment, the second convex portions 60 are provided on the outer sides of both of the pair of outer groove channels 48a (see FIG. 1). Note that FIG. 2 illustrates the outer groove channel 48a that is located on one side of the pair of outer groove channels 48a in the third direction Z, and the second convex portions 60 that are located on the outer sides of the outer groove channels 48a.

第2凸部60は、第1方向Xにおいて第1凸部50に向かって突出している(図2参照)。
第2凸部60は、第3方向Zに延びている。
The second protrusion 60 protrudes toward the first protrusion 50 in the first direction X (see FIG. 2).
The second protrusion 60 extends in the third direction Z.

図1に示すように、第2凸部60は、第2方向Yにおいて互いに間隔をあけて複数並んでいる。複数の第2凸部60は、第2方向Yにおいて外側溝流路48aが形成されている範囲の全体にわたって設けられている。本実施形態では、複数の第1凸部50の各々と第1方向Xにおいて対応する位置に、1つずつ第2凸部60が設けられている。 As shown in FIG. 1 , the second protrusions 60 are arranged at intervals in the second direction Y. The second protrusions 60 are provided over the entire area in the second direction Y where the outer groove flow passage 48a is formed. In this embodiment, one second protrusion 60 is provided at a position corresponding to each of the first protrusions 50 in the first direction X.

図3に示すように、第2凸部60の先端部61は、断面視において窪み部52に沿って湾曲している。
先端部61は、窪み部52の底面52aに向かって突出する突出部62を有している。本実施形態では、先端部61のうち、窪み部52内に位置するとともに、当該窪み部52に当接している部分が、突出部62である。すなわち、突出部62は、断面視において窪み部52に沿って湾曲している。突出部62は、窪み部52に隙間なく嵌合している。
As shown in FIG. 3, the tip 61 of the second protrusion 60 is curved along the recess 52 in a cross-sectional view.
The tip portion 61 has a protruding portion 62 that protrudes toward the bottom surface 52a of the recessed portion 52. In this embodiment, the portion of the tip portion 61 that is located within the recessed portion 52 and abuts against the recessed portion 52 is the protruding portion 62. In other words, the protruding portion 62 is curved along the recessed portion 52 in a cross-sectional view. The protruding portion 62 fits snugly into the recessed portion 52.

図2に示すように、突出部62は、第3方向Zに延びている。
図3に示すように、第1方向Xにおける第2凸部60の高さH2は、本実施形態では0.2mm以上、0.8mm以下の範囲内に設定されている。
As shown in FIG. 2, the protrusion 62 extends in the third direction Z.
As shown in FIG. 3, the height H2 of the second convex portion 60 in the first direction X is set within a range of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less in this embodiment.

図2に示すように、第3方向Zにおいて第1凸部50及び第2凸部60よりも外側には、単セル90のセパレータ30と、当該単セル90と第1方向Xにおいて隣接する他の単セル90の第2セパレータ40との間をシールするガスケット70が設けられている。複数の第1凸部50と、複数の第2凸部60とは、第3方向Zにおいてガスケット70と外側溝流路38a,48aとの間に形成される空間Sを部分的に埋めるように構成されている。 As shown in FIG. 2 , a gasket 70 is provided outside the first convex portions 50 and second convex portions 60 in the third direction Z to seal between the separator 30 of one unit cell 90 and the second separator 40 of another unit cell 90 adjacent to that unit cell 90 in the first direction X. The multiple first convex portions 50 and the multiple second convex portions 60 are configured to partially fill the space S formed between the gasket 70 and the outer groove flow paths 38a, 48a in the third direction Z.

次に、本実施形態の作用について説明する。
第1凸部50の窪み部52内に第2凸部60の先端部61が位置した状態で、第1凸部50と第2凸部60とが当接する。ここで、第2凸部60の先端部61の突出部62が、窪み部52の底面52aに向かって突出している。そのため、第2凸部60の先端部61に窪み部が設けられている場合や、第2凸部60の先端部61が平坦な場合に比べて、第1凸部50の窪み部52と第2凸部60との間に隙間が形成されにくくなる。これにより、冷却媒体が隙間を介して第1凸部50及び第2凸部60の外側に流れにくくなる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The first protrusion 50 and the second protrusion 60 come into contact with each other with the tip 61 of the second protrusion 60 positioned within the recess 52 of the first protrusion 50. Here, the protrusion 62 of the tip 61 of the second protrusion 60 protrudes toward the bottom surface 52a of the recess 52. Therefore, compared to when a recess is provided in the tip 61 of the second protrusion 60 or when the tip 61 of the second protrusion 60 is flat, a gap is less likely to form between the recess 52 of the first protrusion 50 and the second protrusion 60. This makes it less likely for the coolant to flow to the outside of the first protrusion 50 and the second protrusion 60 through the gap.

次に、本実施形態の効果について説明する。
(1)第1セパレータ30は、第1方向Xにおいて単セル90と隣接する他の単セル90の第2セパレータ40に向かって突出するとともに、第2セパレータ40に当接する第1凸部50を有している。第1凸部50は、第3方向Zにおいて最も外側に位置する外側溝流路38aの外側に設けられている。第1凸部50は、第2方向Yにおいて複数並んで設けられている。第2セパレータ40は、第1方向Xにおいて第1凸部50に向かってそれぞれ突出するとともに、第1凸部50と当接する複数の第2凸部60を有している。第1凸部50の先端部51の第2方向Yにおける中央部には、第3方向Zに延在する窪み部52が設けられている。第2凸部60の先端部61は、窪み部52内に位置し、窪み部52の底面52aに向かって突出する突出部62を有する。
Next, the effects of this embodiment will be described.
(1) The first separator 30 has a first protrusion 50 that protrudes toward the second separator 40 of another unit cell 90 adjacent to the unit cell 90 in the first direction X and abuts against the second separator 40. The first protrusion 50 is provided outside the outer groove flow path 38a that is located outermost in the third direction Z. A plurality of first protrusions 50 are provided side by side in the second direction Y. The second separator 40 has a plurality of second protrusions 60 that protrude toward the first protrusions 50 in the first direction X and abut against the first protrusions 50. A recess 52 extending in the third direction Z is provided at the center of the tip 51 of each first protrusion 50 in the second direction Y. The tip 61 of the second protrusion 60 is located within the recess 52 and has a protrusion 62 that protrudes toward the bottom surface 52a of the recess 52.

こうした構成によれば、上述した作用を奏する。したがって、冷却媒体の脇流れを抑制できる。
(2)窪み部52は、第2方向Yに延びる仮想直線に対して湾曲している。突出部62は、窪み部52に沿って湾曲するとともに窪み部52に当接している。
This configuration provides the above-mentioned effects, and therefore, the side flow of the cooling medium can be suppressed.
(2) The recessed portion 52 is curved with respect to an imaginary line extending in the second direction Y. The protruding portion 62 is curved along the recessed portion 52 and abuts against the recessed portion 52 .

こうした構成によれば、第1凸部50の窪み部52と第2凸部60との間に隙間がほとんど形成されない。したがって、冷却媒体の脇流れを一層抑制できる。
(3)複数の第1凸部50は、第2方向Yにおいて外側溝流路38aが形成されている範囲の全体にわたって設けられている。複数の第2凸部60は、第2方向Yにおいて外側溝流路48aが形成されている範囲の全体にわたって設けられている。
With this configuration, almost no gap is formed between the recessed portion 52 of the first protrusion 50 and the second protrusion 60. Therefore, sideways flow of the cooling medium can be further suppressed.
(3) The first protrusions 50 are provided over the entire area in which the outer groove passage 38 a is formed in the second direction Y. The second protrusions 60 are provided over the entire area in which the outer groove passage 48 a is formed in the second direction Y.

こうした構成によれば、第2方向Yにおいて外側溝流路38a,48aが形成されている範囲の全体にわたって、上記効果が発揮される。したがって、冷却媒体の脇流れをより一層抑制できる。 With this configuration, the above-mentioned effect is achieved throughout the entire area in the second direction Y where the outer groove flow paths 38a, 48a are formed. This further reduces sideways flow of the cooling medium.

(4)第1セパレータ30及び第2セパレータ40は、金属板製である。
金属板製のセパレータ30は、成形時において第1凸部50の先端部51に窪み部52が形成されやすい。また、金属板製のセパレータ40は、成形時において第2凸部60の先端部61に窪み部が形成されやすい。
(4) The first separator 30 and the second separator 40 are made of metal plates.
When the separator 30 is made of a metal plate, recesses 52 are likely to be formed at the tip portions 51 of the first protrusions 50 during molding. When the separator 40 is made of a metal plate, recesses are likely to be formed at the tip portions 61 of the second protrusions 60 during molding.

この点、上記構成によれば、上記窪み部に起因した冷却媒体の脇流れを抑制できる。
<変更例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
In this regard, the above-described configuration can suppress sideways flow of the cooling medium caused by the recessed portion.
<Example of change>
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined and implemented within the scope of technical compatibility.

・入口側マニホールド91,93,95及び出口側マニホールド92,94,96の形状は、本実施形態で例示したような平面視矩形状に限定されず、例えば、平面視長円形状としてもよい。 - The shapes of the inlet side manifolds 91, 93, 95 and the outlet side manifolds 92, 94, 96 are not limited to the rectangular shape in plan view exemplified in this embodiment, but may be, for example, an elliptical shape in plan view.

・マニホールド91,92,93,94,95,96における反応ガス及び冷却媒体の流れは、本実施形態で例示したものに限定されない。例えば、マニホールド96を酸化剤ガスの入口側マニホールドとし、マニホールド95を酸化剤ガスの出口側マニホールドとしてもよい。また、これに伴ってマニホールド94を冷却媒体の入口側マニホールドとし、マニホールド93を冷却媒体の出口側マニホールドとしてもよい。すなわち、溝流路47Aを流れる酸化剤ガスと、溝流路38A,48Aを流れる冷却媒体とが、溝流路37Aを流れる燃料ガスと同方向に流れるようにしてもよい。 The flow of the reactant gas and coolant in the manifolds 91, 92, 93, 94, 95, and 96 is not limited to that exemplified in this embodiment. For example, manifold 96 may be an inlet manifold for the oxidant gas, and manifold 95 may be an outlet manifold for the oxidant gas. Additionally, manifold 94 may be an inlet manifold for the coolant, and manifold 93 may be an outlet manifold for the coolant. In other words, the oxidant gas flowing through groove flow passage 47A and the coolant flowing through groove flow passages 38A and 48A may flow in the same direction as the fuel gas flowing through groove flow passage 37A.

・溝流路37A(38A)は、本実施形態で例示したように、第2方向Yにおいて直線状に延在するものに限定されない。例えば、溝流路37A(38A)は、対向面30a(面30b)の面方向において波状に延在するものであってもよい。 - The groove flow path 37A (38A) is not limited to extending linearly in the second direction Y, as illustrated in this embodiment. For example, the groove flow path 37A (38A) may extend in a wavy manner in the surface direction of the opposing surface 30a (surface 30b).

・溝流路47A(48A)は、本実施形態で例示したように、第2方向Yにおいて直線状に延在するものに限定されない。例えば、溝流路47A(48A)は、対向面40a(面40b)の面方向において波状に延在するものであってもよい。 - The groove flow path 47A (48A) is not limited to extending linearly in the second direction Y as illustrated in this embodiment. For example, the groove flow path 47A (48A) may extend in a wavy manner in the surface direction of the opposing surface 40a (surface 40b).

・第1凸部50の形状は、本実施形態で例示した形状に限定されない。例えば、第1凸部50の高さH1は、0.2mmよりも小さくてもよいし、0.8mmよりも大きくてもよい。この場合、第2凸部60の高さH2も0.2mm以上、0.8mm以下の範囲内に限定されず、第1凸部50の高さH1に合わせて適宜変更すればよい。また、第1凸部50の幅Wは、0.5mm以上、2mm以下の範囲内に限定されず、本発明の効果を奏する範囲内であれば、0.5mmより小さくてもよいし、2mmより大きくてもよい。 The shape of the first convex portion 50 is not limited to the shape exemplified in this embodiment. For example, the height H1 of the first convex portion 50 may be less than 0.2 mm or greater than 0.8 mm. In this case, the height H2 of the second convex portion 60 is not limited to the range of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less, and may be changed appropriately to match the height H1 of the first convex portion 50. Furthermore, the width W of the first convex portion 50 is not limited to the range of 0.5 mm or more and 2 mm or less, and may be less than 0.5 mm or greater than 2 mm as long as it is within the range in which the effects of the present invention are achieved.

・第1セパレータ30及び第2セパレータ40は、本実施形態で例示したように、第1凸部50の窪み部52と第2凸部60の突出部62とが隙間なく嵌合するものに限定されない。例えば、図4に示すように、セパレータ30及びセパレータ40は、互いの間に隙間Gを形成する窪み部152及び突出部162を有する第1凸部150及び第2凸部160を有するものであってもよい。この場合、突出部162は、窪み部152内に位置するとともに、窪み部152に当接するものであればよい。 The first separator 30 and the second separator 40 are not limited to those in which the recessed portion 52 of the first convex portion 50 and the protruding portion 62 of the second convex portion 60 fit together without any gaps, as illustrated in this embodiment. For example, as shown in FIG. 4, the separator 30 and the separator 40 may have a first convex portion 150 and a second convex portion 160 having a recessed portion 152 and a protruding portion 162 that form a gap G between them. In this case, the protruding portion 162 only needs to be located within the recessed portion 152 and abut against the recessed portion 152.

・第2凸部60は、本実施形態で例示したように、先端部61が断面視において窪み部52に沿って湾曲するものに限定されない。例えば、第2凸部60の先端部61は、第2面40Bの面方向に延びる平坦部と、当該平坦部から窪み部52の底面52aに向けて突出する突出部とを有するものであってもよい。 - The second protrusion 60 is not limited to having a tip 61 that curves along the recess 52 in a cross-sectional view, as illustrated in this embodiment. For example, the tip 61 of the second protrusion 60 may have a flat portion extending in the planar direction of the second surface 40B and a protruding portion that protrudes from the flat portion toward the bottom surface 52a of the recess 52.

・窪み部52は、本実施形態で例示したように、断面視において第2方向Yに延びる仮想直線に対して湾曲するものに限定されない。例えば、窪み部52は、第2面30Bの面方向に延びる平坦な底面を有するものであってもよい。 - The recessed portion 52 is not limited to being curved relative to a virtual straight line extending in the second direction Y in a cross-sectional view, as illustrated in this embodiment. For example, the recessed portion 52 may have a flat bottom surface extending in the planar direction of the second surface 30B.

・第1凸部50は、本実施形態で例示したように、一対の外側溝流路38aの双方の外側に設けられるものに限定されない。第1凸部50は、一対の外側溝流路38aのうちいずれか一方のみの外側に設けるようにしてもよい。この場合、第2凸部60は、一対の外側溝流路48aの双方の外側に設けられるものに限定されず、その配置を第1凸部50に合わせて適宜変更すればよい。 - The first convex portion 50 is not limited to being provided on the outside of both of the pair of outer groove flow paths 38a, as illustrated in this embodiment. The first convex portion 50 may be provided on the outside of only one of the pair of outer groove flow paths 38a. In this case, the second convex portion 60 is not limited to being provided on the outside of both of the pair of outer groove flow paths 48a, and its arrangement may be changed appropriately to match the first convex portion 50.

・燃料電池スタックは、本実施形態で例示したように、複数の第1凸部50の各々と第1方向Xにおいて対応する位置に、1つずつ第2凸部60が設けられるものに限定されず、第2凸部60の一部を省略してもよい。この場合、セパレータ30は、第1方向Xにおいて第2凸部60と対向しない第1凸部50を含むこととなる。なお、第2凸部60と対向しない第1凸部50は、セパレータ40の第2面40Bと当接するものであればよい。 The fuel cell stack is not limited to the configuration illustrated in this embodiment, in which one second protrusion 60 is provided at a position corresponding to each of the multiple first protrusions 50 in the first direction X, and some of the second protrusions 60 may be omitted. In this case, the separator 30 includes first protrusions 50 that do not face the second protrusions 60 in the first direction X. Note that the first protrusions 50 that do not face the second protrusions 60 need only abut against the second surface 40B of the separator 40.

・セパレータ30,40は、金属板材をプレス成形することにより形成されるものに限定されず、例えば切削加工やエッチング加工により成形することもできる。
・セパレータ30,40の材料としては、チタンやステンレス鋼に限定されず、アルミニウムやカーボンを用いることもできる。
The separators 30 and 40 are not limited to those formed by press-forming a metal plate material, but may be formed by, for example, cutting or etching.
The material of the separators 30 and 40 is not limited to titanium or stainless steel, but may also be aluminum or carbon.

・本発明に係る第1セパレータは、本実施形態で例示したようにアノード側のセパレータに限定されず、カソード側のセパレータに適用することもできる。この場合、本発明に係る第2セパレータをアノード側のセパレータに適用すればよい。 - The first separator according to the present invention is not limited to being an anode-side separator as illustrated in this embodiment, but can also be used as a cathode-side separator. In this case, the second separator according to the present invention can be used as an anode-side separator.

D…深さ
G…隙間
H1,H2…高さ
S…空間
W…幅
X…第1方向
Y…第2方向
Z…第3方向
10…MEA
11…アノード電極
12…カソード電極
20…枠部材
21…貫通孔
22…貫通孔
23…貫通孔
24…貫通孔
25…貫通孔
26…貫通孔
27…開口部
30…第1セパレータ
30A…第1面
30a…対向面
30B…第2面
30b…面
31…貫通孔
32…貫通孔
33…貫通孔
34…貫通孔
35…貫通孔
36…貫通孔
37A…溝流路
37B…接続部
38A…溝流路
38a…外側溝流路
38B…接続部
40…第2セパレータ
40A…第1面
40a…対向面
40B…第2面
40b…面
41…貫通孔
42…貫通孔
43…貫通孔
44…貫通孔
45…貫通孔
46…貫通孔
47A…溝流路
47B…接続部
48A…溝流路
48a…外側溝流路
48B…接続部
50,150…第1凸部
51…先端部
52,152…窪み部
52a…底面
60,160…第2凸部
61…先端部
62,162…突出部
70…ガスケット
90…単セル
91…入口側マニホールド
92…出口側マニホールド
93…入口側マニホールド
94…出口側マニホールド
95…入口側マニホールド
96…出口側マニホールド
D: Depth G: Gap H1, H2: Height S: Space W: Width X: First direction Y: Second direction Z: Third direction 10: MEA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Anode electrode 12...Cathode electrode 20...Frame member 21...Through hole 22...Through hole 23...Through hole 24...Through hole 25...Through hole 26...Through hole 27...Opening 30...First separator 30A...First surface 30a...Opposite surface 30B...Second surface 30b...Surface 31...Through hole 32...Through hole 33...Through hole 34...Through hole 35...Through hole 36...Through hole 37A...Groove flow path 37B...Connecting portion 38A...Groove flow path 38a...Outer groove flow path 38B...Connecting portion 40...Second separator 40A...First surface 40a...Opposite surface 40B...Second surface 40b...Surface 41...Through hole 42...Through hole 43...Through hole 44...Through hole 45...Through hole 46...Through hole 47A...Groove flow path 47B...Connection portion 48A...Groove flow path 48a...Outer groove flow path 48B...Connection portion 50, 150...First convex portion 51...Tip portion 52, 152...Recessed portion 52a...Bottom surface 60, 160...Second convex portion 61...Tip portion 62, 162...Protrusion portion 70...Gasket 90...Single cell 91...Inlet side manifold 92...Outlet side manifold 93...Inlet side manifold 94...Outlet side manifold 95...Inlet side manifold 96...Outlet side manifold

Claims (4)

発電部と、前記発電部を挟持する第1セパレータ及び第2セパレータと、を備える単セルを第1方向において複数積層して形成され、前記第1セパレータ及び前記第2セパレータの各々において前記発電部と対向する面とは反対側の面には、第2方向において延在するとともに冷却媒体が流れる複数の溝流路が並んで設けられている燃料電池スタックであって、
前記第1セパレータは、前記第1方向において当該単セルと隣接する他の前記単セルの前記第2セパレータに向かって突出するとともに、前記第2セパレータに当接する第1凸部を有しており、
前記第1凸部は、前記第1方向及び前記第2方向の双方と交差する第3方向において最も外側に位置する前記溝流路の外側に設けられ、前記第2方向において複数並んで設けられており、
前記第2セパレータは、前記第1方向において前記第1凸部に向かってそれぞれ突出するとともに、前記第1凸部と当接する複数の第2凸部を有しており、
前記第1凸部の先端部には、前記第2方向における中央部に位置するとともに、前記第3方向に延在する窪み部と、前記第2方向における前記窪み部の両側に位置する一対の第1突出部と、が設けられており、
前記窪み部は、前記第2方向に延びる仮想直線に対して湾曲しており、
一対の前記第1突出部の各々の突端面は、前記第2方向に延びる仮想直線に対して湾曲するとともに、前記第2方向における前記第1凸部の側面と連続する曲面であり、
前記第2凸部の先端部は、前記窪み部内に位置し、前記窪み部の底面に向かって突出する第2突出部を有しており
前記第2突出部は、前記窪み部に沿って湾曲するとともに前記窪み部に当接している、
燃料電池スタック。
A fuel cell stack is formed by stacking a plurality of unit cells in a first direction, each unit cell including a power generation section and a first separator and a second separator sandwiching the power generation section, and each of the first separator and the second separator has a surface opposite to a surface facing the power generation section, the surface of each of the first separator and the second separator having a plurality of grooves extending in a second direction and through which a coolant flows,
the first separator has a first protrusion that protrudes toward the second separator of another unit cell adjacent to the unit cell in the first direction and abuts against the second separator,
the first convex portion is provided outside the groove flow path that is located outermost in a third direction that intersects both the first direction and the second direction, and a plurality of the first convex portions are provided side by side in the second direction,
the second separator has a plurality of second protrusions that protrude toward the first protrusions in the first direction and abut against the first protrusions,
a tip end of the first convex portion is provided with a recessed portion located in a center portion in the second direction and extending in the third direction , and a pair of first protrusions located on both sides of the recessed portion in the second direction ,
the recessed portion is curved with respect to a virtual line extending in the second direction,
a tip end surface of each of the pair of first protrusions is curved with respect to a virtual straight line extending in the second direction and is a curved surface that is continuous with a side surface of the first protrusion in the second direction,
a tip end of the second protrusion is located within the recess and has a second protrusion that protrudes toward a bottom surface of the recess,
The second protrusion is curved along the recess and abuts against the recess.
Fuel cell stack.
前記第2凸部の先端部の全体が、前記窪み部に沿って湾曲している、
請求項1に記載の燃料電池スタック。
The entire tip of the second protrusion is curved along the recess.
The fuel cell stack of claim 1 .
複数の前記第1凸部及び複数の前記第2凸部は、前記第2方向において前記溝流路が形成されている範囲の全体にわたって設けられている、
請求項1または請求項2に記載の燃料電池スタック。
the plurality of first convex portions and the plurality of second convex portions are provided over an entire range in which the groove flow passage is formed in the second direction;
3. The fuel cell stack according to claim 1 or 2.
前記第1セパレータ及び前記第2セパレータは、金属板製である、
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
The first separator and the second separator are made of metal plates.
The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 3.
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