[发明专利]垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组

说明书

提供一种能够提高垫圈的密封性及耐久性的垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组。垫圈具备：第一密封部，包围密封区域；及第二密封部，在由所述第一密封部包围的区域的外侧包围所述密封区域，在将所述垫圈在所述高度方向上的变形量相对于在高度方向上受到的压力的比例设为压缩变形率时，所述第一密封部的配置于第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大，所述第二密封部的配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大。

技术领域

本发明涉及垫圈及使用了该垫圈的燃料电池组。

背景技术

固体高分子型燃料电池(以下，也简称作“燃料电池”)有时构成为层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组，该多个燃料电池单体分别具有作为发电体的膜电极接合体。在燃料电池组中，一般会在层叠方向上相邻的燃料电池单体彼此之间配置垫圈，该垫圈形成防止反应气体、制冷剂等向燃料电池组的内部供给的流体的泄漏的密封线(例如，下述专利文献1、2等)。这样的垫圈通常由树脂材料构成，通过与燃料电池单体抵接而在高度方向上被压缩，来形成密封线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-004851号公报

专利文献2：日本特开2014-229584号公报

发明内容

发明所要解决的课题

为了提高垫圈相对于作为密封对象物的燃料电池单体的紧贴性，希望增大组装于燃料电池组时的垫圈在高度方向上的压缩变形量。然而，若为了确保垫圈的压缩变形量而增高垫圈，则在压缩时容易产生垫圈的内部形变，垫圈的耐久性有可能降低。另一方面，若减小垫圈的压缩变形量，则垫圈的密封性有可能降低。例如，在上述的专利文献1的垫圈1中，副唇7的压缩变形量比主唇5的压缩变形量小。因而，与主唇5侧相比，副唇7侧的密封性有可能降低。这样，在垫圈中，关于提高其密封性同时抑制垫圈的内部形变的发生而提高耐久性这一点，依然存在改良的余地。此外，这样的课题不限于在燃料电池中使用的垫圈，而是在高度方向上被压缩而将密封区域密封的垫圈中共通的课题。

用于解决课题的技术方案

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式来实现。

[1]根据本发明的一方式，提供一种垫圈，该垫圈在层叠多个燃料电池单体而成的燃料电池组中由所述多个燃料电池单体中的第一燃料电池单体与第二燃料电池单体夹住，在高度方向上被压缩而对密封区域进行密封。该方式的垫圈具备：第一密封部，包围所述密封区域；及第二密封部，在由所述第一密封部包围的区域的外侧包围所述密封区域，在将所述垫圈在所述高度方向上的变形量相对于在所述高度方向上受到的压力的比例设为压缩变形率时，在所述第一密封部中，配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大，在所述第二密封部中，配置于所述第二燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率比配置于所述第一燃料电池单体侧的部位在所述高度方向上的压缩变形率大。

根据该方式的垫圈，能够在第一密封部的压缩变形率大的部位提高第一燃料电池单体侧的密封性，在第二密封部的压缩变形率大的部位提高第二燃料电池单体侧的密封性。另外，通过使各密封部具有压缩变形率小的部位，能够减少各密封部整体在高度方向上的压缩变形量，能够减少在各密封部中产生的内部形变。这样，通过具有对第一燃料电池单体侧进行密封的第一密封部和对第二燃料电池单体侧进行密封的第二密封部，能够提高垫圈整体的密封性，同时减少垫圈整体的内部形变。另外，能够提高垫圈的耐久性。