[发明专利]变形吸收构件和燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种变形吸收构件以及设置有该变形吸收构件的燃料电池。

背景技术

以往，燃料电池是由膜电极接合体和分隔件交替地层叠多层而成的。存在有如下的燃料电池：层叠于膜电极接合体的至少单面的分隔件利用由阳极侧分隔件和阴极侧分隔件组成的分隔件单元构成，并且在阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间配设有变形吸收构件。变形吸收构件用于吸收膜电极接合体、分隔件的沿着层叠方向的变形。存在有如下的燃料电池：通过在燃料电池堆的内部配设弹簧状的变形吸收构件来吸收层叠构件的变形(例如，参照专利文献1。)。

燃料电池构成为将交替地层叠多层的膜电极接合体和分隔件收纳于壳体的结构。因为燃料电池对应于膜电极接合体的层叠数而获得高输出，所以希望增加该膜电极接合体的层叠数。

然而，因为膜电极接合体伴随着发电而发热，所以使冷却水在阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间流通。当变形吸收构件引起流通的冷却水的体积变动时，例如膜电极接合体不能被充分冷却，所以该冷却水的流通所需的送水系统变得复杂。因此，需要配设在阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间的变形吸收构件在吸收膜电极接合体、分隔件的沿着层叠方向的变形的同时，还不能阻碍冷却水的流通。

专利文献1：日本特开2012-129108号公报

发明内容

发明要解决的问题

这样一来，需要一种能够抑制阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间的冷却水的体积的变动并且使该冷却水的流通不失衡地良好进行的变形吸收构件和设置有该变形吸收构件的燃料电池。

本发明为了解决上述课题而做成，其目的在于提供一种抑制阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间的冷却介质(例如冷却水)的体积变动且使冷却水良好地流通的变形吸收构件。而且，其目的在于提供一种设置有该变形吸收构件的燃料电池。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的的本发明的变形吸收构件是层叠在成对组装的阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间来使用，用于吸收燃料电池的层叠构件各自的变形。变形吸收构件具有用于吸收与层叠构件的沿着层叠方向的变形相伴的应力的面内分布的偏差的吸收部。吸收部具有从基材的一个面沿着层叠方向突出成格子状且自由变形的突出部。一个突出部和另一个突出部配设为，一个突出部和另一个突出部于在阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间流通的冷却介质的一个流通方向的上游侧和下游侧相邻，并且一个突出部和另一个突出部在与一个流通方向交叉的另一个流通方向上使彼此的位置局部错开。突出部由从基材的一个面立起的悬臂梁状的立起片形成。立起片在被层叠构件按压而变形超过规定的范围时，使从位于基材的一个面的固定端部沿着一个流通方向延伸的自由端部与阳极侧分隔件或者阴极侧分隔件接触。

为了达成上述目的的本发明的燃料电池具有：变形吸收构件、分隔件单元、膜电极接合体以及壳体。变形吸收构件由上述记载的结构构成。分隔件单元将变形吸收构件层叠在阳极侧分隔件和阴极侧分隔件之间。膜电极接合体层叠于分隔件单元，并且使用所供给的燃料介质来发电。壳体用于将变形吸收构件、分隔件单元以及膜电极接合体保持为一体。

附图说明

图1是表示设置有第1实施方式的变形吸收构件的燃料电池的立体图。

图2是将设置有第1实施方式的变形吸收构件的燃料电池的局部分解成每个结构构件来示出的分解立体图。

图3是从侧面表示设置有第1实施方式的变形吸收构件的燃料电池的主要部件的剖视图。

图4是表示第1实施方式的变形吸收构件的局部的立体图。

图5是表示第1实施方式的变形吸收构件的局部的俯视图。

图6是示意性地表示第1实施方式的变形吸收构件的局部的侧视图。

图7是表示第1实施方式的变形例1的变形吸收构件的局部的立体图。

图8是表示第1实施方式的变形例2的变形吸收构件的局部的立体图。

图9是表示第1实施方式的变形例2的变形吸收构件的局部的俯视图。

图10是示意性地表示第1实施方式的变形例2的变形吸收构件的局部的侧视图。

图11是示意性地表示第1实施方式的变形例2的变形吸收构件的立起片的弹簧特性的侧视图。

图12是表示第2实施方式的变形吸收构件的局部的立体图。

图13是表示第2实施方式的变形吸收构件的局部的俯视图。

图14是示意性地表示第2实施方式的变形吸收构件的局部的侧视图。