用于燃料电池的凸肩型隔板及其组件的制作方法

1.本发明涉及一种用于燃料电池的凸肩型隔板(bead-type separator)及其组件。


背景技术：

2.燃料电池是一种生成电力的设备，它通过堆叠中的电化学反应将燃料的化学能转化为电能。燃料电池可为工业、家庭和车辆提供驱动力，并且可用于为诸如便携式设备等的紧凑型电子产品供电。近年来，燃料电池的使用领域逐渐扩展到将燃料电池用作高效清洁能源。
3.在典型的燃料电池堆中，膜电极组件(mea)位于最内侧。膜电极组件包括能够移动氢阳离子(质子)的聚合物电解质膜和应用在该电解质膜的两个表面上以使氢可以与氧反应的催化层，即燃料电极(阳极)和空气电极(阴极)。
4.此外，气体扩散层(gdl)堆叠在膜-电极组件的外侧上，即燃料极和空气极所在的外侧。具有用于供应燃料和排放反应所生成的水的流场的隔板位于气体扩散层的外侧，其间插入有垫圈。用于支撑和固定上述元件的端板耦接在最外侧处。
5.因此，在燃料电池堆的燃料极处发生氢氧化反应，并且因此生成氢离子(质子)和电子。所生成的氢离子和电子分别通过电解质膜和电线移动到空气电极。在空气电极处，通过电化学反应生成水，在该电化学反应中，氢离子和电子从燃料电极离开，空气中的氧气参与其中，同时从电子的流动中生成电能。
6.隔板中的每个隔板是用于允许作为反应气体的氢和空气以及用于冷却的冷却剂被引入每个通道或从每个通道排放的元件，并且通常被制造成具有在其中重复形成起支撑作用的槽脊(land)和作为流体流动路径的通道(流场)的结构。
7.即，典型的隔板具有槽脊和通道(流场)反复弯曲的结构，因此在面向气体扩散层一个表面上形成的通道被用作诸如氢或空气等反应气体在其中流动的空间，并且形成在相对侧处的通道用作冷却剂在其中流动的空间。因此，可以使用两个隔板形成一个单元电池，诸如一个具有氢/冷却剂通道的隔板和一个具有空气/冷却剂通道的隔板。
8.在每个隔板中形成多个歧管通孔，这些歧管通孔是用于引入或排放反应气体或冷却剂的通路，并且在入口侧歧管通孔与出口侧歧管通孔之间形成反应表面，该反应表面具有反应气体或冷却剂流过其中的流场。流场由在其中重复上述槽脊和通道的结构形成。
9.另外，可以分别在反应表面与入口侧歧管通孔之间以及反应表面与出口侧歧管通孔之间形成扩散部，使得反应气体或冷却剂可以扩散。
10.歧管通孔、反应表面和扩散部是反应气体或冷却剂被引入或排放或流动通过的空间，并且为了气密性，由垫圈沿它们的周边形成气密线。
11.通常，气密线是通过以预定厚度将由橡胶材料制成的垫圈应用于隔板表面上而形成的。
12.然而，当通过典型的气密线形成方法形成气密线时，所使用的垫圈的数量可能增加，并且根据垫圈的质量，每个区域的气密线质量可能存在差异。
13.因此，为了解决典型气密线的问题，已经对用于形成气密线的其他方法进行了研究。
14.在代表性示例中，形成了凸肩型气密线。
15.图1为用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件的平面图，以及图2为示出用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件的局部剖视图。
16.如图1所示，在用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件10中，使制造成板状的一对隔板10a和10b彼此接触并结合。隔板10a和10b中的每个与典型的隔板一样具有多个歧管通孔11，这些歧管通孔用作引入或排放反应气体或冷却剂的通路。此外，在设置于一侧处的歧管通孔11a、11b、11c与设置于另一侧处的歧管通孔11d、11e、11f之间形成反应表面12，该反应表面具有反应气体或冷却剂沿其流动的流场。此外，在反应表面12与设置于一侧处的歧管通孔11a、11b、11c之间以及在反应表面12与设置于另一侧处的歧管通孔11d、11e、11f之间分别形成扩散部13，使得反应气体或冷却剂可以扩散。
17.此外，在隔板10a和隔板10b中的每个中，沿其外缘形成突出以用于密封的外凸肩密封件14，并且沿在其中形成多个歧管通孔11a至11f的每个区域的周边形成多个突出以用于密封的内凸肩密封件15。
18.此时，可以在外凸肩密封件14和内凸肩密封件15的表面上应用作为橡胶密封材料的垫圈(未示出)，从而通过外凸肩密封件14和内凸肩密封件15实现气密效果。
19.多个歧管通孔11a至11f穿过板状隔板10a、10b形成。通过在隔板10a和10b中的每个中形成脊和凹槽来形成槽脊和通道、外凸肩密封件14和内凸肩密封件15，其中槽脊和通道形成流场。因此，在被执行以形成槽脊和通道的冲压工艺中，可以形成外凸肩密封件14和内凸肩密封件15两者，并且因此可以不需要额外执行单独的工艺。
20.此外，如图2所示，通过将一对隔板10a和10b彼此结合，由形成于相应隔板10a和10b处的外凸肩密封件14形成外气密线14a，由多个内凸肩密封件15形成多条内气密线15a。
21.图3示出在用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件中反应气体沿其排放的路径。
22.如图3所示，未在反应表面12上反应的反应气体可以沿由扩散部13中的流场引导件13a形成的扩散流场13b流动，可以穿过形成于构成隔板组件的一对隔板10a和10b的边界表面上的反应气体排放流场16，并且然后可以通过用于反应气体排放的歧管通孔11c排出燃料电池堆(图3中的路径
①
)。此时，通过反应表面12中的反应气体的反应所生成的生成水可以沿与未反应的反应气体相同的通路排出燃料电池堆。
23.然而，如上所述，当未反应的反应气体和所生成的水沿正常路径排放时，没有问题，但在用于燃料电池的常规的凸肩型隔板组件中形成的外气密线14a和内气密线15a的闭合回路结构会导致的问题在于，未反应的反应气体和所生成的水滞留在用于反应气体排放的歧管通孔11c周围。
24.例如，如图3所示，即使从反应表面12流向用于反应气体排放的歧管通孔11c的未反应的反应气体和所生成的水被引入反应气体排放流场16，一部分未反应的反应气体和一部分所生成的水可能不会被排放到用于反应气体排放的歧管通孔11c中，并且可由于重力的作用而滞留在反应气体排放流场16和内凸肩密封件15中(图3中的路径
②
)。
25.此外，如图3所示，从反应表面12流向用于反应气体排放的歧管通孔11c的未反应的反应气体和所生成的水可能被部分地引入并滞留在外凸肩密封件14与内凸肩密封件15
之间的空间中，而不会被引入反应气体排放流场16(图3中的路径
③
)。
26.像这样异常滞留的所生成的水由于凸肩型隔板组件的结构特性而难以排放，因此可残留而引起腐蚀。
27.此外，在冬季，所滞留的生成水可能结冰，并且因此可导致差的气密性，从而可降低耐久性。
28.以上关于背景技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景，本领域技术人员不应认为与已知的现有技术相对应。


技术实现要素：

29.本发明涉及一种用于燃料电池的凸肩型隔板及其组件。特定实施例涉及一种用于燃料电池的凸肩型隔板及其组件，其中，由于结构特性，可以防止所生成的水在用于反应气体排放的歧管通孔周围滞留。
30.本发明的实施例提供了一种用于燃料电池的凸肩型隔板及其组件，其中，由于凸肩型隔板组件的结构特性，可以防止所生成的水在用于反应气体排放的歧管通孔周围滞留。
31.本发明的实施例要解决的技术问题不限于上述技术方面，通过本发明的描述，本领域技术人员可以清楚地理解其他未提及的技术方面。
32.根据本发明的实施例，用于燃料电池的凸肩型隔板可以形成为板状并且可以包括：反应表面，该反应表面形成在隔板的中心处并且反应气体在该反应表面上流动的同时发生反应；扩散部，该扩散部形成在反应表面的两侧，并且反应气体在该反应表面上流动的同时发生反应；多个歧管通孔，这些歧管通孔形成在隔板的两端处并且反应气体通过其引入或排放；以及多个内凸肩密封件，这些内凸肩密封件突出以用于密封，并且沿形成歧管通孔的每个区域的周边形成，其中，多个内凸肩密封件中的形成在形成通过其至少排放反应气体的歧管通孔的区域的周边处的内凸肩密封件可以包括多个主排放凸肩流场，这些主排放凸肩流场以隧道形状从扩散部突出以便连接用于反应气体排放的歧管通孔，并且沿用于反应气体排放的歧管通孔的周边形成，同时彼此间隔开；以及多个主连接凸肩流场，这些主连接凸肩流场中的每个形成为使相邻的主排放凸肩流场彼此连通。
33.主排放凸肩流场中的每个的入口可以连接到扩散部，其出口可以连接到用于反应气体排放的歧管通孔，并且主排放凸肩流场中的每个可以形成为相对于重力方向从入口朝向出口向下倾斜。
34.多个主排放凸肩流场中的形成在重力方向上的最低位置中的主排放凸肩流场的入口可以形成在比多个扩散流场中的形成在重力方向上的最低位置中的扩散流场的出口低的位置，这些扩散流场形成在扩散部并且反应气体流过这些扩散流场。
35.多个内凸肩密封件中的形成在形成通过其至少排放反应气体的用于反应气体排放的歧管通孔的区域的周边处的内凸肩密封件还可以包括边缘凸肩，该边缘凸肩在形成多个主排放凸肩流场和多个主连接凸肩流场的区域以外的剩余区域中沿用于反应气体排放的歧管通孔的周边形成。
36.内凸肩密封件可以通过多个主排放凸肩流场、多个主连接凸肩流场和边缘凸肩形成围绕用于反应气体排放的歧管通孔的周边的闭合回路。
37.边缘凸肩可以包括子连接凸肩流场和子排放凸肩流场，该子连接凸肩流场连接到多个主排放凸肩流场中的形成在重力方向上的最低位置中的主排放凸肩流场，该子排放凸肩流场连接到用于反应气体排放的歧管通孔。
38.子连接凸肩流场连接到多个主连接凸肩流场中的形成在重力方向上的最低位置中的主连接凸肩流场的位置可以形成为比连接主连接凸肩流场的位置更靠近入口。
39.多个主连接凸肩流场可以沿形成用于反应气体排放的歧管通孔的区域的周边成直线设置。
40.多个主连接凸肩流场中的至少一个所选择的主连接凸肩流场可以形成为比未被选择的主连接凸肩流场更靠近主排放凸肩流场的入口。
41.多个主连接凸肩流场中的所选择的主连接凸肩流场和未被选择的主连接凸肩流场可以交替设置。
42.主排放凸肩流场的宽度可以形成为大于主连接凸肩流场的宽度。
43.突出以用于密封的外凸肩密封件可以进一步沿隔板的外边缘形成，以便围绕反应表面、扩散部和多个内凸肩密封件。
44.根据本发明的实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件可以是用于燃料电池的凸肩型隔板组件，其中，形成为凸肩型的一对隔板结合到彼此，并且可以包括：第一隔板，该第一隔板形成为板状并且包括第一反应表面，该第一反应表面形成在第一隔板的中心处并且反应气体在流动时在该第一反应表面上发生反应；第一扩散部，该第一扩散部形成在第一反应表面的两侧中的每个处，并且反应气体在该第一扩散部中扩散；多个第一歧管通孔，这些第一歧管通孔形成在第一隔板的两端处并且反应气体通过其被引入或排放；多个第一内凸肩密封件，这些内凸肩密封件突出以用于密封，并且沿形成第一歧管通孔的每个区域的周边形成，其中，多个第一内凸肩密封件中的形成在形成通过其至少排放反应气体的用于反应气体排放的第一歧管通孔的区域的周边处的第一内凸肩密封件可以包括：多个第一主排放凸肩流场以及多个第一主连接凸肩流场，这些第一主排放凸肩流场以隧道形状从第一扩散部突出，以便连接用于反应气体排放的第一歧管通孔，并且沿用于反应气体排放的第一歧管通孔的周边形成，同时彼此间隔开，这些第一主连接凸肩流场中的每个形成为使相邻的第一主排放凸肩流场彼此连通；以及形成为板状的第二隔板结合到第一隔板并与第一隔板成为一体，并且包括：第二主排放凸肩流场，该第二主排放凸肩流场形成在与形成第一主排放凸肩流场的位置对应的位置中并且在与主排放凸肩流场突出的方向相反的方向上突出；第二主连接凸肩流场，该第二主连接凸肩流场形成在与形成第一主连接凸肩流场的位置对应的位置中，并且在与第一主连接凸肩流场突出的方向相反的方向上突出，其中，第一隔板和第二隔板彼此结合，以形成包括多个第一主排放凸肩流场和多个第二主排放凸肩流场的多个主排放流场线，并且形成包括多个第一主连接凸肩流场和多个第二主连接凸肩流场的多个主连接流场线。
45.第二隔板可以包括：第二反应表面，该第二反应表面形成在第二隔板的中心处并且反应气体在该第二反应表面上流动的同时发生反应；第二扩散部，该第二扩散部形成在第二反应表面的两侧中的每个处，并且反应气体在该第二扩散部中扩散；多个第二歧管通孔，这些第二歧管通孔形成在第二隔板的两端处，并且反应气体通过这些第二歧管通孔被引入或排放；多个第二内凸肩密封件，这些第二内凸肩密封件突出以用于密封，并且沿形成
第二歧管通孔的每个区域的周边处形成，其中，多个第二内凸肩密封件中的形成在形成通过其至少排放反应气体的用于反应气体排放的第二歧管通孔的区域的周边处的第二歧管通孔可以包括多个第二主排放凸肩流场和多个第二主连接凸肩流场。
46.在第一隔板中，形成在形成用于反应气体排放的第一歧管通孔的区域的周边处的内凸肩密封件还可以包括第一边缘凸肩，该第一边缘凸肩在形成多个第一主排放凸肩流场和多个第一主连接凸肩流场的区域以外的剩余区域中沿用于反应气体排放的第一歧管通孔的周边形成。第二隔板还可以包括第二边缘凸肩，该第二边缘凸肩在与形成第一边缘凸肩的位置对应的位置中形成并且在与第一边缘凸肩突出的方向相反的方向上突出。第一隔板和第二隔板可以结合到彼此，以形成包括第一内凸肩密封件和第二内凸肩密封件的内气密线，并且该内气密线可以形成闭合回路。
47.主排放流场线的入口可以连接到第一扩散部面向第二扩散部的区域，其出口可以连接到用于反应气体排放的第一歧管通孔与用于反应气体排放的第二歧管通孔连通的区域，并且主排放流场线可以形成为相对于重力方向从入口朝向其出口向下倾斜。
48.第一隔板还可以包括第一外凸肩密封件，该第一外凸肩密封件突出以用于密封并且沿第一隔板的外边缘形成，以便围绕第一反应表面、第一扩散部和多个第一内凸肩密封件。第二隔板可以包括第二外凸肩密封件，该第二外凸肩密封件形成在与形成第一外凸肩密封件的位置相对应的位置中并且在与第一外凸肩密封件突出的方向相反的方向上突出。第一隔板和第二隔板可以结合到彼此，以形成包括第一外凸肩密封件和第二外凸肩密封件的外气密线，并且该外气密线可以形成闭合回路。
49.可以在外气密线和内气密线中的每个的表面上应用密封材料。
50.根据本发明的实施例，通过改进在扩散部与用于反应气体排放的歧管通孔之间形成用于排放反应气体的路径的结构，可以防止所生成的水滞留在用于反应气体排放的歧管通孔周围。
51.因此，可以防止所生成的水发生不期望的滞留，从而可以防止隔板被所生成的水腐蚀，由此可以改进燃料电池堆的耐久性。
52.此外，在冬天，可以防止所生成的水在不期望的位置冻结，并且可以防止隔板因所生成水的冻结而损坏或变形，由此可以改进燃料电池堆的耐久性。
附图说明
53.通过以下结合附图的详细描述，本发明的实施例的上述和其他方面、特征和优点将更加显而易见，其中：
54.图1为用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件的平面图，涉及现有技术的情况；
55.图2为示出用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件的局部剖视图，涉及现有技术的情况；
56.图3示出在用于燃料电池的常规凸肩型隔板组件中反应气体沿其排放的路径，涉及现有技术的情况；
57.图4为示出构成根据本发明的实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件的第一隔板的凹陷部的平面图；以及
58.图5为示出构成根据本发明的另一实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件的第
一隔板的凹陷部的平面图。
具体实施方式
59.在下文中，将结合附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明不限于下文所公开的实施例，并且可以以各种不同的形式实现。提供本实施例是为了使本发明更加完整，并使本领域技术人员充分了解本发明的范畴。在附图中，相同的数字可以表示相同的元件。
60.图4为示出构成根据本发明的实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件的第一隔板的凹陷部的平面图。图5为示出构成根据本发明的另一实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件的第一隔板的凹陷部的平面图。
61.在本发明的所公开的实施例中，基于重力方向进行描述。图4中的向上方向是相对于重力方向的上侧，图4中的向下方向是相对于重力方向的下侧。在下文中，如果没有其他限制，向上方向和向下方向应基于重力方向来解释。
62.根据本发明的实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件可以形成为具有与常规凸肩型隔板组件10的结构总体相似的结构。
63.例如，在根据本发明的实施例的用于燃料电池的凸肩型隔板组件中，制造成板状的一对隔板可以通过彼此接触和附接而一体化。该对隔板可以分别被称为第一隔板100和第二隔板。因此，第一隔板100可以用作阴极侧隔板，第二隔板可以用作阳极侧隔板。
64.第一隔板100和第二隔板可以形成为相对于彼此相对的表面彼此对称，并且因此将参考第一隔板100来描述其形状和元件，并且将省略针对第二隔板的重复描述。
65.第一隔板100可以形成为具有与构成常规凸肩型隔板组件10的第一隔板10a的结构相似的结构。
66.例如，第一隔板100可以形成为板状，并且在第一隔板100的两侧形成多个反应气体或冷却剂通过其被引入或排放的第一歧管通孔110。多个第一歧管通孔110被分类为通过其引入反应气体的用于反应气体引入的第一歧管通孔、通过其引入冷却剂的用于冷却剂引入的第一歧管通孔、通过其排放反应气体的用于反应气体排放的第一歧管通孔、通过其排放冷却剂的用于冷却剂排放的第一歧管通孔。
67.因此，类似于图1的说明，可以在第一隔板100的一侧处形成一个通过其引入作为反应气体的氢的第一歧管通孔，和两个分别通过其排放冷却剂与作为反应气体的空气的第一歧管通道。此外，可以在第一隔板100的另一侧处形成一个通过其排放作为反应气体的氢的第一歧管通孔，和两个分别通过其引入冷却剂与作为反应气体的空气的第一歧管通道。因此，氢和空气可沿相反的方向流动，而冷却剂可沿与空气相同的方向流动。第一歧管通孔110的所呈现的功能和位置可以根据隔板的形状和产品规格进行各种改变。
68.此外，第一隔板100可以具有第一反应表面120，该第一反应表面形成在形成于其一侧处的第一歧管通孔110与形成于其另一侧处的第一歧管通孔110之间，并且具有反应气体或冷却剂沿其流动的流场。第一扩散部130可以分别形成在第一反应表面120与形成于一侧处的第一歧管通孔110之间以及第一反应表面120与形成于另一侧处的第一歧管通孔110之间，使得反应气体或冷却剂可以扩散。
69.第一隔板100可以具有多个第一内凸肩密封件150，这些多个第一内凸肩密封件突出以用于密封并且沿形成有多个第一歧管通孔110的相应区域的周边形成。此外，突出以用
于密封的第一外凸肩密封件140可沿第一隔板100的外边缘形成，以便全部围绕第一反应表面120、第一扩散部130和多个第一内凸肩密封件150。
70.此时，在多个第一内凸肩密封件150中，形成于形成至少通过其排放反应气体的用于反应气体排放的第一歧管通孔110的区域的周边上的第一内凸肩密封件150可以具有能够将所生成的水顺畅地排放到用于反应气体排放的第一歧管通孔110的结构。
71.例如，形成于用于反应气体排放的第一歧管通孔110的周边处的第一内凸肩密封件150可包括：多个第一主排放凸肩流场151，这些多个第一主排放凸肩流场从第一扩散部130以隧道形状突出以便连接用于反应气体排放的第一歧管通孔110，并且沿用于反应气体排放的第一歧管通孔110的周边形成，同时彼此间隔开；多个第一主连接凸肩流场152，这些多个第一主连接凸肩流场被形成为使彼此相邻的第一主排放凸肩流场151彼此连通；以及第一边缘凸肩153，该第一边缘凸肩沿用于反应气体排放的第一歧管通孔110的周边在形成多个第一主排放凸肩流场151和第一主连接凸肩流场152的区域之外的剩余区域中形成。
72.第一主排放凸肩流场151中的每个可以是形成反应气体沿其排放的流场的区域，可以形成为隧道形状，可以具有连接到第一扩散部130的入口，并且可以具有连接到用于反应气体排放的第一歧管通孔110的出口。
73.此时，第一主排放凸肩流场151中的每个可以形成为相对于重力方向从其入口朝向其出口向下倾斜。因此，虽然在第一扩散部130中流动的未反应的反应气体和所生成的水通过第一主排放凸肩流场151的入口被引入，然后通过其出口被排放，但是所生成的水仍可以按未反应的反应气体的流量和流速排放，所生成的水也可以通过重力排放而不残留在第一主排放凸肩流场151中。
74.此外，第一主排放凸肩流场151中的每个可以形成为直线形状以顺畅地排放反应气体和所生成的水，并且多个第一主排放凸肩流场151可以彼此平行地形成，同时彼此间隔开预定的间隔。
75.特别地，为了使已经流向第一扩散部130的所有反应气体和所生成的水被引入到第一主排放凸肩流场151，多个第一主排放凸肩流场151中的形成在重力方向上的最低位置中的第一主排放凸肩流场151的入口可以形成在比多个第一扩散流场132中的形成在重力方向上的最低位置中的第一扩散流场132的出口低的位置中，其中多个第一扩散流场形成在第一扩散部130中并且反应气体沿其流动。
76.具体地，在图4中，多个第一主排放凸肩流场151中的形成在重力方向上的最低位置中的第一主排放凸肩流场151的入口侧最低位置p2可以在重力方向上低于多个第一扩散流场132中的形成在重力方向上的最低位置中的第一扩散流场132的出口侧最低位置p1，其中多个第一扩散流场形成在第一扩散部130中并且反应气体沿其流动。
77.因此，已经流向形成在第一扩散部130的最低位置中的第一扩散流场132的反应气体和所生成的水也可以被完全引入多个第一主排放凸肩流场151中的形成在重力方向上的最低位置中的第一主排放凸肩流场151。
78.第一主连接凸肩流场152中的每个可以将相邻的第一主排放凸肩流场151连接到彼此，使得第一内凸肩密封件中的每个可以起到形成闭合回路的作用，同时允许反应气体和所生成的水流入相邻的第一主排放凸肩流场151。
79.此外，第一边缘凸肩153可以具有第一子连接凸肩流场155和第一子排放凸肩流场
154，该第一子连接凸肩流场连接到多个第一主排放凸肩流场151中的形成在重力方向上的最低位置中的第一主排放凸肩流场151，该第一子排放凸肩流场连接到用于反应气体排放的第一歧管通孔110。
80.因此，第一内凸肩密封件150可以通过多个第一主排放凸肩流场151、多个第一主连接凸肩流场152和第一边缘凸肩153形成围绕用于反应气体排放的第一歧管通孔110的周边的闭合回路。
81.如图4所示，在多个第一主连接凸肩流场152中的形成于重力方向上的最低位置中的第一主连接凸肩流场152中，连接第一子连接凸肩流场155的位置p3可以形成为比连接第一主连接凸肩流场152的位置p4更靠近入口。
82.因此，尽管所生成的水从形成在相对高位置中的第一主排放凸肩流场151通过第一主连接凸肩流场152流入形成在其下方的第一主排放凸肩流场151，但由于所生成的水的重力，已经通过第一主连接凸肩流场152流入形成在最低位置中的第一主排放凸肩流场151中的所生成的水可以经由第一主排放凸肩流场151的出口通过用于反应气体排放的第一歧管通孔110排出，而不流到第一子连接凸肩流场155。
83.此外，通过形成在第一扩散部130的最低位置中的第一主排放凸肩流场151的入口引入的所生成的水可以通过第一主排放凸肩流场151的出口直接排放到用于反应气体排放的第一歧管通孔110，或者可以被引入第一子连接凸肩流场155，然后通过第一子排放凸肩流场154排放到用于反应气体排放的第一歧管通孔110。
84.如图4所示，多个第一主连接凸肩流场152可以沿形成有用于反应气体排放的第一歧管通孔110的区域的周边成直线设置。因此，可以通过将多个第一主连接凸肩流场152成直线设置来简化第一内凸肩密封150的闭合回路形状，并且因此当向其应用密封材料(未示出)时，可以将该密封材料顺畅地应用在第一内凸肩密封件150的表面上。
85.可以改变形成多个第一主连接凸肩流场152的位置，从而防止所生成的水流到不期望的位置。
86.例如，如图5所示，根据本发明的另一实施例，多个第一主连接凸肩流场152中的至少一个所选择的第一主连接凸肩流场152a可以形成为比未被选择的第一主连接凸肩流场152b更靠近第一主排放凸肩流场151的入口。
87.具体地，在多个第一主连接凸肩流场152中，所选择的第一主连接凸肩流场152a可以相对连接到第一主排放凸肩流场151的入口侧，而未被选择的第一主连接凸肩流场152b可以相对连接到第一主排放凸肩流场151的出口侧。
88.因此，虽然在第一主排放凸肩流场151中流动的所生成的水通过未被选择的第一主连接凸肩流场152b流向形成在其下方的第一主排放凸肩流场151，但是所生成的水仍然可以通过对应的第一主排放凸肩流场151的出口排放，而不会流向形成在相对高位置并被选择的第一主连接凸肩流场152a。
89.因此，从多个第一主连接凸肩流场152中选择的第一主连接凸肩流场152a和未被选择的第一主连接凸肩流场152b可以交替布置。此时，被选择的第一主连接凸肩流场152a和未被选择的第一主连接凸肩流场152b不限于一个接一个地交替，而是未被选择的多个第一主连接凸肩流场152b可以形成在被选择的第一主连接凸肩流场152a之间。
90.为了顺畅地排放反应气体和所生成的水，第一主排放凸肩流场151的宽度可以形
成为大于第一主连接凸肩流场152的宽度。
91.第二隔板可以形成为相对于面向第一隔板的表面与第一隔板对称。
92.例如，虽然未在图中示出，但第二隔板也可以形成为板状，并且可以具有多个第二歧管通孔，这些第二歧管通孔形成在第二隔板两侧中，并且反应气体或冷却剂沿它们被引入或排放。
93.此外，在第二隔板中，具有反应气体或冷却剂沿其流动的流场的第二反应表面可以形成在形成于该第二隔板一侧处的第二歧管通孔与形成于该第二隔板另一侧处的第二歧管通孔之间。此外，第二扩散部可以分别形成在第二反应表面与形成于一侧处的第二歧管通孔之间以及第二反应表面与形成于另一侧处的第二歧管通孔之间，使得反应气体或冷却剂可以扩散。
94.此外，第二隔板可以具有多个第二内凸肩密封件，这些多个第二内凸肩密封件突出以用于密封并且沿形成有多个第二歧管通孔的每个区域的周边形成。此外，突出以用于密封的第二外凸肩密封件可沿第二隔板的外边缘形成，以便全部围绕第二反应表面、第二扩散部和多个内凸肩密封件。
95.特别地，形成于用于反应气体排放的第二歧管通孔的周边处的第二内凸肩密封件可包括：多个第二主排放凸肩流场，这些多个第二主排放凸肩流场形成于第二扩散部处，以便连接用于反应气体排放的第二歧管通孔；多个第二主连接凸肩流场，这些多个第二主连接凸肩流程被形成为使相邻的第二主排放凸肩流场彼此连通；以及第二边缘凸肩，该第二边缘凸肩沿用于反应气体排放的第二歧管通孔的周边在形成多个第二主排放凸肩流场和多个第二主连接凸肩流场的区域之外的剩余区域中形成。
96.此时，在第二隔板中，包括第二主排放凸肩流场、第二主连接凸肩流场和第二边缘凸肩的第二内凸肩密封件，以及第二外凸肩密封件可沿一个方向突出，该方向与第一隔板100中的包括第一主排放凸肩流场151、第一主连接凸肩流场152和第一边缘凸肩153的第一内凸肩密封件150，以及第二外凸肩密封件140突出的方向相反。
97.因此，第一隔板100的第一内凸肩密封件150和第二隔板的第二内凸肩密封件可以结合到彼此以形成内气密线，并且第一隔板100的第一外凸肩密封件140和第二隔板的第二外凸肩密封件可以结合到彼此，以形成外气密线。
98.此外，可以通过将多个第一主排放凸肩流场151结合到多个第二主排放凸肩流场来形成多个主排放流场线，并且可以通过将多个第一主连接凸肩流场152结合到多个第二主连接凸肩流场来形成多个主连接流场线。
99.可以在第一隔板100的第一外凸肩密封件140和第一内凸肩密封件150的表面上应用橡胶密封材料(未示出)。同样地，可以在第二隔板的第二外凸肩密封件和第二内凸肩密封件的表面上应用橡胶密封材料(未示出)。因此，可以在外气密线和内气密线的表面上应用橡胶密封材料，并且因此在单元电池堆叠时可以通过外气密线和内气密线保持燃料电池堆的气密性。
100.已经参考附图和上述示例性实施例描述了本发明。然而，本发明不限于此，并且可以由所附权利要求限制。因此，本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求的技术精神的情况下对本发明进行各种改变和修改。

技术特征：
1.一种用于燃料电池的凸肩型隔板，所述凸肩型隔板具有板状并且包括：反应表面，所述反应表面设置在所述隔板的中心处，并且被构造成使流动的反应气体发生反应；扩散部，所述扩散部设置在所述反应表面的两侧，并且被构造成使所述反应气体扩散；多个歧管通孔，所述多个歧管通孔设置在所述隔板的两端处的区域中，并且被构造成引入或排放所述反应气体；以及多个突出的内凸肩密封件，所述多个突出的内凸肩密封件沿着设置所述歧管通孔的区域的周边，其中，所述内凸肩密封件包括第一内凸肩密封件，所述第一内凸肩密封件设置在其中形成被构造成排放所述反应气体的歧管通孔的区域的周边处，并且其中，所述第一内凸肩密封件包括：多个主排放凸肩流场，所述多个主排放凸肩流场从扩散部以隧道形状突出以连接被构造成排放所述反应气体的歧管通孔，并且沿被构造成排放所述反应气体的歧管通孔的周边设置，同时彼此间隔开；以及多个主连接凸肩流场，所述多个主连接凸肩流场中的每个被设置成使得所述主排放凸肩流场中的相邻主排放凸肩流场彼此连通。2.根据权利要求1所述的凸肩型隔板，其中：所述主排放凸肩流场中的每个的入口连接到所述扩散部，所述主排放凸肩流场中的每个的出口连接到被构造成排放所述反应气体的歧管通孔；以及所述主排放凸肩流场中的每个从所述入口朝向所述出口相对于重力方向向下倾斜。3.根据权利要求2所述的凸肩型隔板，其中，所述多个主排放凸肩流场中的设置在重力方向上的最低位置的第一主排放凸肩流场的入口设置在比多个扩散流场中的设置在重力方向上的最低位置的第一扩散流场的出口低的位置，所述多个扩散流场形成于所述扩散部并且被构造成允许所述反应气体流过。4.根据权利要求1所述的凸肩型隔板，其中，所述第一内凸肩密封件还包括边缘凸肩，所述边缘凸肩在设置所述多个主排放凸肩流场和所述多个主连接凸肩流场的区域以外的剩余区域中沿被构造成排放所述反应气体的歧管通孔的周边设置。5.根据权利要求4所述的凸肩型隔板，其中，所述内凸肩密封件包括通过所述多个主排放凸肩流场、所述多个主连接凸肩流场和所述边缘凸肩围绕被构造成排放所述反应气体的歧管通孔的周边的闭合回路。6.根据权利要求4所述的凸肩型隔板，其中，所述边缘凸肩包括：子连接凸肩流场，所述子连接凸肩流场连接到所述多个主排放凸肩流场中的设置在重力方向上的最低位置的第一主排放凸肩流场；以及子排放凸肩流场，所述子排放凸肩流场连接到被构造成排放所述反应气体的歧管通孔。7.根据权利要求6所述的凸肩型隔板，其中，所述子连接凸肩流场连接到所述第一主连接凸肩流场的位置比连接第二主连接凸肩流场的位置更靠近入口。8.根据权利要求1所述的凸肩型隔板，其中，所述多个主连接凸肩流场沿形成被构造成排放所述反应气体的歧管通孔的区域的周边成直线设置。9.根据权利要求8所述的凸肩型隔板，其中，所述多个主连接凸肩流场中的所选择的主
连接凸肩流场被设置成比未被选择的主连接凸肩流场更靠近所述主排放凸肩流场的入口。10.根据权利要求9所述的凸肩型隔板，其中，所选择的主连接凸肩流场和未被选择的主连接凸肩流场交替设置。11.根据权利要求1所述的凸肩型隔板，其中，所述主排放凸肩流场的宽度大于所述主连接凸肩流场的宽度。12.根据权利要求1所述的凸肩型隔板，还包括沿所述隔板的外边缘设置并围绕所述反应表面、所述扩散部和多个内凸肩密封件的突出的外凸肩密封件。13.一种用于燃料电池的凸肩型隔板组件，所述凸肩型隔板组件包括：第一隔板，所述第一隔板具有板状并且包括：第一反应表面，所述第一反应表面设置在所述第一隔板的中心处，并且被构造成使流动的反应气体发生反应；第一扩散部，所述第一扩散部设置在所述第一反应表面的两侧，并且被构造成使所述反应气体扩散；多个第一歧管通孔，所述多个第一歧管通孔设置在所述第一隔板的两端处，并且被构造成引入或排放所述反应气体；多个第一内凸肩密封件，所述多个第一内凸肩密封件突出以用于密封并且沿设置所述第一歧管通孔的每个区域的周边设置，其中，设置在设置被构造成排放所述反应气体的第一歧管通孔的区域的周边处的多个第一内凸肩密封件中的第一内凸肩密封件中的一个包括：多个第一主排放凸肩流场，所述多个第一主排放凸肩流场从所述第一扩散部以隧道形状突出以连接被构造成排放所述反应气体的第一歧管通孔，并且沿被构造成排放所述反应气体的第一歧管通孔的周边设置，同时彼此间隔开；以及多个第一主连接凸肩流场，所述多个第一主连接凸肩流场中的每个被设置成使得所述第一主排放凸肩流场中的相邻第一主排放凸肩流场彼此连通；以及第二隔板，所述第二隔板具有板状并且包括：第二主排放凸肩流场，所述第二主排放凸肩流场设置在与所述第一主排放凸肩流场的位置相对应的位置，并且在与所述第一主排放凸肩流场突出的方向相反的方向上突出；以及第二主连接凸肩流场，所述第二主连接凸肩流场设置在与所述第一主连接凸肩流场的位置相对应的位置，并且在与所述第一主连接凸肩流场突出的方向相反的方向上突出；并且其中，所述第一隔板和所述第二隔板结合到彼此以便限定多个主排放流场线和多个主连接流场线，所述多个主排放流场线包括所述多个第一主排放凸肩流场和所述第二主排放凸肩流场，所述多个主连接流场线包括所述多个第一主连接凸肩流场和所述第二主连接凸肩流场。14.根据权利要求13所述的凸肩型隔板组件，其中，所述第二隔板包括：第二反应表面，所述第二反应表面设置在所述第二隔板的中心处，并且被构造成使流动的反应气体发生反应；第二扩散部，所述第二扩散部设置在所述第二反应表面的两侧，并且被构造成使所述
反应气体扩散；多个第二歧管通孔，所述多个第二歧管通孔设置在所述第二隔板的两端处，并且被构造成引入或排放所述反应气体；以及多个第二内凸肩密封件，所述多个第二内凸肩密封件突出以用于密封，并且沿形成所述第二歧管通孔的每个区域的周边设置，其中，设置在设置被构造成排放所述反应气体的第二歧管通孔的区域的周边处的多个第二内凸肩密封件中的第二内凸肩密封件中的一个包括所述第二主排放凸肩流场和所述第二主连接凸肩流场。15.根据权利要求14所述的凸肩型隔板组件，其中：所述第一内凸肩密封件中的一个还包括第一边缘凸肩，所述第一边缘凸肩在设置所述多个第一主排放凸肩流场和所述多个第一主连接凸肩流场的区域以外的剩余区域中，沿被构造成排放所述反应气体的第一歧管通孔的周边设置；所述第二隔板还包括第二边缘凸肩，所述第二边缘凸肩设置在与设置所述第一边缘凸肩的位置相对应的位置并且沿与所述第一边缘凸肩突出的方向相反的方向突出；所述第一隔板和所述第二隔板结合到彼此并且限定包括所述第一内凸肩密封件和所述第二内凸肩密封件的内气密线；并且所述内气密线限定闭合回路。16.根据权利要求14所述的凸肩型隔板组件，其中：所述主排放流场线的入口连接到所述第一扩散部面向所述第二扩散部的区域；所述主排放流场线的出口连接到被构造成排放所述反应气体的第一歧管通孔与被构造成排放所述反应气体的第二歧管通孔连通的区域；以及所述主排放流场线被形成为相对于重力方向从所述入口朝向所述出口向下倾斜。17.根据权利要求13所述的凸肩型隔板组件，其中：所述第一隔板还包括第一外凸肩密封件，所述第一外凸肩密封件突出以用于密封并且沿所述第一隔板的外边缘设置，以便围绕所述第一反应表面、所述第一扩散部和所述多个第一内凸肩密封件；所述第二隔板包括第二外凸肩密封件，所述第二外凸肩密封件设置在与设置所述第一外凸肩密封件的位置相对应的位置，并且在与所述第一外凸肩密封件突出的方向相反的方向上突出；所述第一隔板和所述第二隔板结合到彼此以便限定包括所述第一外凸肩密封件和所述第二外凸肩密封件的外气密线；并且所述外气密线限定闭合回路。18.根据权利要求17所述的凸肩型隔板组件，还包括应用在所述外气密线的表面上的密封材料。19.一种形成用于燃料电池的凸肩型隔板的方法，所述凸肩型隔板具有板状，所述方法包括：在所述隔板的中心处形成反应表面，反应气体在所述反应表面上流动的同时发生反应；在所述反应表面的两侧形成扩散部，所述反应气体通过所述扩散部扩散；在所述隔板的两端处的区域中形成多个歧管通孔，所述反应气体通过所述多个歧管通
孔引入或排放；以及沿设置所述歧管通孔的区域的周边形成多个突出的内凸肩密封件，包括设置在形成排放所述反应气体的歧管通孔的区域的周边处的第一内凸肩密封件，其中，形成所述第一内凸肩密封件包括：形成多个主排放凸肩流场，所述多个主排放凸肩流场从扩散部以隧道形状突出以连接排放所述反应气体的歧管通孔，并且沿排放所述反应气体的歧管通孔的周边设置，同时彼此间隔开；以及形成多个主连接凸肩流场，所述多个主连接凸肩流场中的每个被设置成使所述主排放凸肩流场中的相邻主排放凸肩流场彼此连通。20.根据权利要求19所述的方法，其中：所述主排放凸肩流场中的每个的入口连接到所述扩散部，并且所述主排放凸肩流场中的每个的出口连接到排放所述反应气体的歧管通孔；以及所述主排放凸肩流场中的每个从所述入口朝向所述出口相对于重力方向向下倾斜。

技术总结
提出了用于燃料电池的凸肩型隔板及其组件。本发明涉及一种用于燃料电池的凸肩型隔板，包括；反应表面，该反应表面设置在隔板中心处并且用于使流动的反应气体发生反应；扩散部，该扩散部设置在反应表面两侧以用于使反应气体扩散；多个歧管通孔，这些多个歧管通孔设置在隔板两端处的区域中并且引入或排放反应气体；以及多个突出的内凸肩密封件，这些突出的内凸肩密封件沿着设置歧管通孔的区域的周边，其中，内凸肩密封件包括设置在形成被构造成排放反应气体的歧管通孔的区域的周边处的第一内凸肩密封件，并且其中，第一内凸肩密封件包括从扩散部以隧道状突出的多个主排放凸肩流场和多个主连接凸肩流场。肩流场和多个主连接凸肩流场。肩流场和多个主连接凸肩流场。


技术研发人员：崔载铉
受保护的技术使用者：起亚株式会社
技术研发日：2022.08.18
技术公布日：2023/7/20