JP2001155761A - 燃料電池の冷却構造 - Google Patents
燃料電池の冷却構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部に対して冷却媒体に電位差を生じないよ
うにする。 【解決手段】 冷却媒体の流入管３２と流出管４２とに
冷却媒体と接触する網目部材３４，４４を取り付けると
共に網目部材３４と網目部材４４とを導電ライン４６に
より短絡する。さらに、網目部材３４と網目部材４４と
を導電ライン４８により燃料電池１０の基準電極１３に
接続すると共に導電ライン４９により接地する。冷却媒
体は、流入管３２側と流出管４２側で電位差を生じない
から、冷却媒体が電位差を持つことに起因して流入管３
２や流出管４２に接続される他の機器の腐食を防止する
ことができる。また、接地されているから燃料電池１０
から外部への電位漏れを抑制することができる。
うにする。 【解決手段】 冷却媒体の流入管３２と流出管４２とに
冷却媒体と接触する網目部材３４，４４を取り付けると
共に網目部材３４と網目部材４４とを導電ライン４６に
より短絡する。さらに、網目部材３４と網目部材４４と
を導電ライン４８により燃料電池１０の基準電極１３に
接続すると共に導電ライン４９により接地する。冷却媒
体は、流入管３２側と流出管４２側で電位差を生じない
から、冷却媒体が電位差を持つことに起因して流入管３
２や流出管４２に接続される他の機器の腐食を防止する
ことができる。また、接地されているから燃料電池１０
から外部への電位漏れを抑制することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の冷却構
造に関する。
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の燃料電池の冷却構造とし
ては、燃料電池スタックに形成された冷却媒体の流路に
絶縁被膜を施してなるものが提案されている（例えば、
実公平５−１４４５７号公報など）。この冷却構造で
は、セルを直列に接続してなる燃料電池スタックの各セ
ルに冷却媒体を並列に供給して燃料電池スタックを冷却
している。
ては、燃料電池スタックに形成された冷却媒体の流路に
絶縁被膜を施してなるものが提案されている（例えば、
実公平５−１４４５７号公報など）。この冷却構造で
は、セルを直列に接続してなる燃料電池スタックの各セ
ルに冷却媒体を並列に供給して燃料電池スタックを冷却
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た冷却構造では、燃料電池スタックの各セルに並列に冷
却媒体を供給するために、冷却媒体の流路の形成が複雑
化してしまう。
た冷却構造では、燃料電池スタックの各セルに並列に冷
却媒体を供給するために、冷却媒体の流路の形成が複雑
化してしまう。
【０００４】燃料電池の冷却構造の簡素化を考慮して燃
料電池スタックのセルに直列に冷却媒体の流路を形成す
ることも考えられるが、燃料電池スタックの冷却媒体の
流入口の電圧と冷却媒体の流出口の電圧とに電位差が生
じることから、冷却構造に接続された他の機器を腐食し
たり、外部へ電位漏れが生じたりするなどの不都合が生
じる場合がある。前述の従来例の燃料電池の冷却構造で
は、冷却媒体の流路に絶縁被膜を施しているから、燃料
電池スタックの冷却媒体の流出入口で電位差が生じる問
題は生じ難いものの、絶縁被膜を完全に施さなければな
らず、絶縁被膜を施す工程を要する分だけコスト高にな
ってしまう。
料電池スタックのセルに直列に冷却媒体の流路を形成す
ることも考えられるが、燃料電池スタックの冷却媒体の
流入口の電圧と冷却媒体の流出口の電圧とに電位差が生
じることから、冷却構造に接続された他の機器を腐食し
たり、外部へ電位漏れが生じたりするなどの不都合が生
じる場合がある。前述の従来例の燃料電池の冷却構造で
は、冷却媒体の流路に絶縁被膜を施しているから、燃料
電池スタックの冷却媒体の流出入口で電位差が生じる問
題は生じ難いものの、絶縁被膜を完全に施さなければな
らず、絶縁被膜を施す工程を要する分だけコスト高にな
ってしまう。
【０００５】本発明の燃料電池の冷却構造は、比較的低
コストで外部に対して冷却媒体に電位差を生じないよう
にすることを目的とする。
コストで外部に対して冷却媒体に電位差を生じないよう
にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料電池の冷却構造は、上述の目的の少なくとも
一部を達成するために以下の手段を採った。
発明の燃料電池の冷却構造は、上述の目的の少なくとも
一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】本発明の燃料電池の冷却構造は、燃料電池
を冷却する冷却構造であって、前記燃料電池の冷却媒体
の流入口と該燃料電池の該冷却媒体の流出口とを電気的
に短絡する短絡手段を備えることを要旨とする。
を冷却する冷却構造であって、前記燃料電池の冷却媒体
の流入口と該燃料電池の該冷却媒体の流出口とを電気的
に短絡する短絡手段を備えることを要旨とする。
【０００８】この本発明の燃料電池の冷却構造では、短
絡手段で燃料電池の冷却媒体の流入口と流出口とを電気
的に短絡することにより、冷却媒体に電位差が生じるの
を防止する。この結果、冷却構造に接続された他の機器
を腐食したり、外部へ電位漏れが生じたりするなどの不
都合を防止することができる。また、単に短絡するだけ
だから、冷却媒体の流路に完全な絶縁被膜を施すものに
比して比較的低コストなものとすることができる。
絡手段で燃料電池の冷却媒体の流入口と流出口とを電気
的に短絡することにより、冷却媒体に電位差が生じるの
を防止する。この結果、冷却構造に接続された他の機器
を腐食したり、外部へ電位漏れが生じたりするなどの不
都合を防止することができる。また、単に短絡するだけ
だから、冷却媒体の流路に完全な絶縁被膜を施すものに
比して比較的低コストなものとすることができる。
【０００９】こうした本発明の燃料電池の冷却構造にお
いて、前記短絡手段を電気的に接地する接地手段を備え
るものとすることもできる。こうすれば、冷却媒体と外
部との電位差をより確実に無くすことができる。
いて、前記短絡手段を電気的に接地する接地手段を備え
るものとすることもできる。こうすれば、冷却媒体と外
部との電位差をより確実に無くすことができる。
【００１０】また、本発明の燃料電池の冷却構造におい
て、前記短絡手段を前記燃料電池の基準電極に電気的に
接続する電極接続手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、燃料電池の冷却媒体の流入口と流出口
とを燃料電池の基準電極の電位にすることができる。こ
の態様の本発明の燃料電池の冷却構造において、前記電
極接続手段は、前記燃料電池の基準電極として電位がゼ
ロボルトの電極に接続する手段であるものとすることも
できる。
て、前記短絡手段を前記燃料電池の基準電極に電気的に
接続する電極接続手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、燃料電池の冷却媒体の流入口と流出口
とを燃料電池の基準電極の電位にすることができる。こ
の態様の本発明の燃料電池の冷却構造において、前記電
極接続手段は、前記燃料電池の基準電極として電位がゼ
ロボルトの電極に接続する手段であるものとすることも
できる。
【００１１】さらに、本発明の燃料電池の冷却構造にお
いて、前記短絡手段は、導電性材料により形成され前記
冷却媒体と接触可能に前記流入口に配置された網目状の
第１網目部材と、導電性材料により形成され前記冷却媒
体と接触可能に前記流出口に配置された網目状の第２網
目部材と、前記第１網目部材と前記第２網目部材とを電
気的に接続する部材接続手段とを備えるものとすること
もできる。
いて、前記短絡手段は、導電性材料により形成され前記
冷却媒体と接触可能に前記流入口に配置された網目状の
第１網目部材と、導電性材料により形成され前記冷却媒
体と接触可能に前記流出口に配置された網目状の第２網
目部材と、前記第１網目部材と前記第２網目部材とを電
気的に接続する部材接続手段とを備えるものとすること
もできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
燃料電池の冷却構造５の構成の概略を示す構成図であ
る。実施例の冷却構造５は、図示するように、直列に接
続された４つの燃料電池スタック１２，１４，１６，１
８と各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に燃料
を供給すると共に各燃料電池スタック１２，１４，１
６，１８に設けられた冷却媒体（例えば、水など）の流
路に冷却媒体を供給する供給部材２０とを備える燃料電
池１０に設けられている。各燃料電池スタック１２，１
４，１６，１８は、単電池を構成するセルが複数直列に
接続されており、燃料の供給を受けて約１００ボルトの
起電力でもって発電するようになっている。また、各燃
料電池スタック１２，１４，１６，１８は、この順に直
列に接続されており、燃料電池スタック１２には電位が
ゼロボルトの基準電極１３が、燃料電池スタック１８に
は基準電極１３に対して電位差が約４００ボルトの出力
電極１９が設けられている。
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
燃料電池の冷却構造５の構成の概略を示す構成図であ
る。実施例の冷却構造５は、図示するように、直列に接
続された４つの燃料電池スタック１２，１４，１６，１
８と各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に燃料
を供給すると共に各燃料電池スタック１２，１４，１
６，１８に設けられた冷却媒体（例えば、水など）の流
路に冷却媒体を供給する供給部材２０とを備える燃料電
池１０に設けられている。各燃料電池スタック１２，１
４，１６，１８は、単電池を構成するセルが複数直列に
接続されており、燃料の供給を受けて約１００ボルトの
起電力でもって発電するようになっている。また、各燃
料電池スタック１２，１４，１６，１８は、この順に直
列に接続されており、燃料電池スタック１２には電位が
ゼロボルトの基準電極１３が、燃料電池スタック１８に
は基準電極１３に対して電位差が約４００ボルトの出力
電極１９が設けられている。
【００１３】実施例の冷却構造５は、燃料電池１０の供
給部材２０に設けられた冷却媒体の流入口２２に接続さ
れる流入管３２と、同じく供給部材２０に設けられた冷
却媒体の流出口２８に接続される流出管４２とを備え
る。
給部材２０に設けられた冷却媒体の流入口２２に接続さ
れる流入管３２と、同じく供給部材２０に設けられた冷
却媒体の流出口２８に接続される流出管４２とを備え
る。
【００１４】流入管３２には、導電性材料（例えば、ス
テンレスなど）により形成された網目部材３４が流入口
２２に流入する冷却媒体と接触するように流入口２２の
近傍に取り付けられている。流出管４２にも網目部材３
４と同一の網目部材４４が流出口２８から流出する冷却
媒体と接触するように流出口２８の近傍に取り付けられ
ている。そして網目部材３４と網目部材４４は、導電ラ
イン４６により電気的に接続されており、この導電ライ
ン４６は導電ライン４８により燃料電池１０の基準電極
１３に接続されている。また、導電ライン４６は、導電
ライン４９により接地されている。したがって、網目部
材３４や網目部材４４，燃料電池１０の基準電極１３
は、短絡されると共に接地されていることになる。
テンレスなど）により形成された網目部材３４が流入口
２２に流入する冷却媒体と接触するように流入口２２の
近傍に取り付けられている。流出管４２にも網目部材３
４と同一の網目部材４４が流出口２８から流出する冷却
媒体と接触するように流出口２８の近傍に取り付けられ
ている。そして網目部材３４と網目部材４４は、導電ラ
イン４６により電気的に接続されており、この導電ライ
ン４６は導電ライン４８により燃料電池１０の基準電極
１３に接続されている。また、導電ライン４６は、導電
ライン４９により接地されている。したがって、網目部
材３４や網目部材４４，燃料電池１０の基準電極１３
は、短絡されると共に接地されていることになる。
【００１５】次に、こうして構成された実施例の冷却構
造５における冷却媒体の電気的な状態について説明す
る。冷却媒体の電気的な状態は、燃料電池１０の電気的
な状態が大きく影響するから、燃料電池１０の電気的な
状態、特に冷却媒体との関係においての電気的な状態と
共に説明する。図２は燃料電池１０の供給部材２０に供
給された冷却媒体を各燃料電池スタック１２，１４，１
６，１８に供給する様子を例示する模式図であり、図３
は燃料電池１０の各燃料電池スタック１２，１４，１
６，１８から排出される冷却媒体の供給部材２０におけ
る排出の様子を例示する模式図である。
造５における冷却媒体の電気的な状態について説明す
る。冷却媒体の電気的な状態は、燃料電池１０の電気的
な状態が大きく影響するから、燃料電池１０の電気的な
状態、特に冷却媒体との関係においての電気的な状態と
共に説明する。図２は燃料電池１０の供給部材２０に供
給された冷却媒体を各燃料電池スタック１２，１４，１
６，１８に供給する様子を例示する模式図であり、図３
は燃料電池１０の各燃料電池スタック１２，１４，１
６，１８から排出される冷却媒体の供給部材２０におけ
る排出の様子を例示する模式図である。
【００１６】流入口２２から流入した冷却媒体は、図２
に示すように、供給部材２０に形成された分配管２４に
より各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に分配
される。各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に
は、図示しないが、セルが直列に積層されている積層方
向に冷却媒体の流路が形成されており、この流路には絶
縁被膜は施されていない。このため、冷却媒体は、供給
部材２０の流入口２２近傍で基準電極１３の電位からみ
て約１００ボルトの電位のセルと接触することになる。
一方、各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８から
排出される冷却媒体は、供給部材２０に形成された排出
管２６を介して流出口２８から排出される。このため、
冷却媒体は、供給部材２０の流出口２８近傍で基準電極
１３の電位からみて約３００ボルトの電位のセルと接触
することになる。したがって、供給部材２０内の冷却媒
体は、冷却媒体の導電率にもよるが、流入口２２近傍で
約１００ボルト近傍の電位となり、流出口２８近傍で約
３００ボルトの電位となる。しかし、流入管３２に取り
付けられた網目部材３４と流出管４２に取り付けられた
網目部材４４とが導電ライン４６により短絡されてお
り、導電ライン４６が導電ライン４８により基準電極１
３に接続されると共に導電ライン４９により接地されて
いるから、冷却媒体は、網目部材３４および網目部材４
４の位置でゼロボルトの電位になる。即ち、冷却媒体
は、供給部材２０の内部では流入口２２と流出口２８と
の間で電位勾配を有するかもしれないが、供給部材２０
の外部では電位差を有せず、接地された燃料電池１０の
基準電極の電位になるのである。この結果、冷却媒体の
流入管３２側と流出管４２側とに電位差が生じることに
よる不都合、例えば冷却構造の他の機器を腐食するなど
の不都合を防止することができるのである。
に示すように、供給部材２０に形成された分配管２４に
より各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に分配
される。各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に
は、図示しないが、セルが直列に積層されている積層方
向に冷却媒体の流路が形成されており、この流路には絶
縁被膜は施されていない。このため、冷却媒体は、供給
部材２０の流入口２２近傍で基準電極１３の電位からみ
て約１００ボルトの電位のセルと接触することになる。
一方、各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８から
排出される冷却媒体は、供給部材２０に形成された排出
管２６を介して流出口２８から排出される。このため、
冷却媒体は、供給部材２０の流出口２８近傍で基準電極
１３の電位からみて約３００ボルトの電位のセルと接触
することになる。したがって、供給部材２０内の冷却媒
体は、冷却媒体の導電率にもよるが、流入口２２近傍で
約１００ボルト近傍の電位となり、流出口２８近傍で約
３００ボルトの電位となる。しかし、流入管３２に取り
付けられた網目部材３４と流出管４２に取り付けられた
網目部材４４とが導電ライン４６により短絡されてお
り、導電ライン４６が導電ライン４８により基準電極１
３に接続されると共に導電ライン４９により接地されて
いるから、冷却媒体は、網目部材３４および網目部材４
４の位置でゼロボルトの電位になる。即ち、冷却媒体
は、供給部材２０の内部では流入口２２と流出口２８と
の間で電位勾配を有するかもしれないが、供給部材２０
の外部では電位差を有せず、接地された燃料電池１０の
基準電極の電位になるのである。この結果、冷却媒体の
流入管３２側と流出管４２側とに電位差が生じることに
よる不都合、例えば冷却構造の他の機器を腐食するなど
の不都合を防止することができるのである。
【００１７】以上説明した実施例の冷却構造５によれ
ば、冷却媒体と接触する網目部材３４と網目部材４４と
を導電ライン４６により短絡して冷却媒体に電位差を持
たないようにするから、冷却媒体が電位差を持つことに
起因する実施例の冷却構造５に接続される他の機器の腐
食を防止し得ることができる。しかも、網目部材３４と
網目部材４４は燃料電池１０の基準電極１３に接続され
ると共に接地されるから、冷却媒体を介して電位漏れを
生じることもない。もとより、冷却媒体の流路を各燃料
電池スタック１２，１４，１６，１８の積層方向に形成
するから、燃料電池１０の冷却構造を簡素化することが
できると共に燃料電池１０を小型化することができる。
また、冷却媒体の流路に絶縁被膜を施さないからコスト
を低く抑えることができる。
ば、冷却媒体と接触する網目部材３４と網目部材４４と
を導電ライン４６により短絡して冷却媒体に電位差を持
たないようにするから、冷却媒体が電位差を持つことに
起因する実施例の冷却構造５に接続される他の機器の腐
食を防止し得ることができる。しかも、網目部材３４と
網目部材４４は燃料電池１０の基準電極１３に接続され
ると共に接地されるから、冷却媒体を介して電位漏れを
生じることもない。もとより、冷却媒体の流路を各燃料
電池スタック１２，１４，１６，１８の積層方向に形成
するから、燃料電池１０の冷却構造を簡素化することが
できると共に燃料電池１０を小型化することができる。
また、冷却媒体の流路に絶縁被膜を施さないからコスト
を低く抑えることができる。
【００１８】実施例の冷却構造５では、網目部材３４と
網目部材４４とを短絡すると共に燃料電池１０の基準電
極１３に接続し、更に接地したが、冷却構造に接続され
る他の機器の防食を目的とするだけであれば、網目部材
３４と網目部材４４とを短絡するだけでもよい。もとよ
り、網目部材３４と網目部材４４とを短絡すると共に燃
料電池１０の基準電極１３に接続する構成や網目部材３
４と網目部材４４とを短絡すると共に接地する構成とし
てもよい。
網目部材４４とを短絡すると共に燃料電池１０の基準電
極１３に接続し、更に接地したが、冷却構造に接続され
る他の機器の防食を目的とするだけであれば、網目部材
３４と網目部材４４とを短絡するだけでもよい。もとよ
り、網目部材３４と網目部材４４とを短絡すると共に燃
料電池１０の基準電極１３に接続する構成や網目部材３
４と網目部材４４とを短絡すると共に接地する構成とし
てもよい。
【００１９】実施例の冷却構造５では、流入管３２に網
目部材３４を取り付けると共に流出管４２に網目部材４
４を取り付けたが、網目部材３４や網目部材４４は、導
電性材料により形成されると共に冷却媒体と接触すれば
よいから、網目構造でなくてもよく、如何なる形状のも
のとしても差し支えない。
目部材３４を取り付けると共に流出管４２に網目部材４
４を取り付けたが、網目部材３４や網目部材４４は、導
電性材料により形成されると共に冷却媒体と接触すれば
よいから、網目構造でなくてもよく、如何なる形状のも
のとしても差し支えない。
【００２０】実施例の冷却構造５では、各燃料電池スタ
ック１２，１４，１６，１８内の冷却媒体の流路に絶縁
被膜を施さないものとしたが、冷却媒体の流路に絶縁被
膜を施すものとしてもよい。
ック１２，１４，１６，１８内の冷却媒体の流路に絶縁
被膜を施さないものとしたが、冷却媒体の流路に絶縁被
膜を施すものとしてもよい。
【００２１】実施例の冷却構造５では、冷却媒体を燃料
電池１０の約１００ボルトの電位の位置から流入すると
共に燃料電池１０の約３００ボルトの電位の位置から流
出するものとしたが、流入口および流出口の電位は如何
なるものであってもよい。もとより、燃料電池１０は直
列接続で約４００ボルトの起電力をもって発電するもの
に限られず、その起電力は如何なる値でも差し支えな
い。
電池１０の約１００ボルトの電位の位置から流入すると
共に燃料電池１０の約３００ボルトの電位の位置から流
出するものとしたが、流入口および流出口の電位は如何
なるものであってもよい。もとより、燃料電池１０は直
列接続で約４００ボルトの起電力をもって発電するもの
に限られず、その起電力は如何なる値でも差し支えな
い。
【００２２】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である燃料電池の冷却構造
５の構成の概略を示す構成図である。
５の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 燃料電池１０の供給部材２０に供給された冷
却媒体を各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に
供給する様子を例示する模式図である。
却媒体を各燃料電池スタック１２，１４，１６，１８に
供給する様子を例示する模式図である。
【図３】 燃料電池１０の各燃料電池スタック１２，１
４，１６，１８から排出される冷却媒体の供給部材２０
における排出の様子を例示する模式図である。
４，１６，１８から排出される冷却媒体の供給部材２０
における排出の様子を例示する模式図である。
５ 冷却構造、１０ 燃料電池、１２，１４，１６，１
８ 燃料電池スタック、１３ 基準電極、１９ 出力電
極、２０ 供給部材、２２ 流入口、２４ 分配管、２
６ 排出管、２８ 流出口、３２ 流入管、３４ 網目
部材、４２ 流出管、４４ 網目部材、４６，４８，４
９ 導電ライン。
８ 燃料電池スタック、１３ 基準電極、１９ 出力電
極、２０ 供給部材、２２ 流入口、２４ 分配管、２
６ 排出管、２８ 流出口、３２ 流入管、３４ 網目
部材、４２ 流出管、４４ 網目部材、４６，４８，４
９ 導電ライン。
Claims (5)
- 【請求項１】 燃料電池を冷却する冷却構造であって、 前記燃料電池の冷却媒体の流入口と該燃料電池の該冷却
媒体の流出口とを電気的に短絡する短絡手段を備える燃
料電池の冷却構造。 - 【請求項２】 前記短絡手段を電気的に接地する接地手
段を備える請求項１記載の燃料電池の冷却構造。 - 【請求項３】 前記短絡手段を前記燃料電池の基準電極
に電気的に接続する電極接続手段を備える請求項１また
は２記載の燃料電池の冷却構造。 - 【請求項４】 前記電極接続手段は、前記燃料電池の基
準電極として電位がゼロボルトの電極に接続する手段で
ある請求項３記載の燃料電池の冷却構造。 - 【請求項５】 前記短絡手段は、導電性材料により形成
され前記冷却媒体と接触可能に前記流入口に配置された
網目状の第１網目部材と、導電性材料により形成され前
記冷却媒体と接触可能に前記流出口に配置された網目状
の第２網目部材と、前記第１網目部材と前記第２網目部
材とを電気的に接続する部材接続手段とを備える請求項
１ないし４いずれか記載の燃料電池の冷却構造。
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