JP2002280028A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、かつエネルギー効率の良好な
燃料電池を提供する。 【解決手段】 固体高分子電解質膜を用いた燃料電池に
おいて、各電極にガスを供給する第１、第２流入路
（３）と、電極から発電後の排ガスを排出する第１、第
２流出路（１２ｃ）とをセパレータ（２）に設け、かつ
セパレータ（２）に第１流入路（３）と第１流出路（１
２ｃ）、または第２流入路（３）と第２流出路（１２
ｃ）とを接続するバイパス流路（１４）の少なくとも一
方を形成し、バイパス流路（１４）と流入路（３）との
接続部にバイパス流路内のガスを流入路（３）に吸入す
るための吸引用通路を有するエゼクタ（２１）を備え
る。
燃料電池を提供する。 【解決手段】 固体高分子電解質膜を用いた燃料電池に
おいて、各電極にガスを供給する第１、第２流入路
（３）と、電極から発電後の排ガスを排出する第１、第
２流出路（１２ｃ）とをセパレータ（２）に設け、かつ
セパレータ（２）に第１流入路（３）と第１流出路（１
２ｃ）、または第２流入路（３）と第２流出路（１２
ｃ）とを接続するバイパス流路（１４）の少なくとも一
方を形成し、バイパス流路（１４）と流入路（３）との
接続部にバイパス流路内のガスを流入路（３）に吸入す
るための吸引用通路を有するエゼクタ（２１）を備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電後の使用済み
の排ガス（排燃料ガスまたは排酸化剤ガス）を再利用す
る燃料電池の改良に関するものである。
の排ガス（排燃料ガスまたは排酸化剤ガス）を再利用す
る燃料電池の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池を用いたシステムの一例
として、図３に示す特開平６−２６０１９８号公報に記
載のものがある。これは燃料供給ライン２２および酸化
剤供給ライン１２６に蒸気エゼクタ１１３、１１４を設
けるとともに、燃料電池本体から排出される未利用の燃
料や酸化剤を含んだガスをそのガスの供給ラインにおけ
る蒸気エゼクタよりの上流側に戻すリサイクルライン１
２４、１２８を設けたものである。
として、図３に示す特開平６−２６０１９８号公報に記
載のものがある。これは燃料供給ライン２２および酸化
剤供給ライン１２６に蒸気エゼクタ１１３、１１４を設
けるとともに、燃料電池本体から排出される未利用の燃
料や酸化剤を含んだガスをそのガスの供給ラインにおけ
る蒸気エゼクタよりの上流側に戻すリサイクルライン１
２４、１２８を設けたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな燃料電池システムにおいては、燃料電池から排出さ
れる排ガスをリサイクルするための蒸気エゼクタやリサ
イクルラインが必要なためシステムの大型化を招き、ま
た一度ガスが燃料電池から外部に排出されるためガスの
温度や湿度の管理が必要となるという問題があった。
うな燃料電池システムにおいては、燃料電池から排出さ
れる排ガスをリサイクルするための蒸気エゼクタやリサ
イクルラインが必要なためシステムの大型化を招き、ま
た一度ガスが燃料電池から外部に排出されるためガスの
温度や湿度の管理が必要となるという問題があった。
【０００４】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
し、簡単な構造で、かつエネルギー効率の良好な燃料電池
を提供することである。
し、簡単な構造で、かつエネルギー効率の良好な燃料電池
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、固体高分
子電解質膜の両面にそれぞれアノードおよびカソードと
しての多孔質カーボン電極を接合して膜電極接合体（以
下、ＭＥＡと称す）を形成し、ＭＥＡを保持するセパレ
ータを有し、各電極にそれぞれアノードガスとして燃料
を、カソードガスとして酸化剤を供給して発電を行う燃
料電池において、各電極にガスを供給する第１、第２流
入路と、前記電極から発電後の排ガスを排出する第１、
第２流出路とを前記セパレータに設け、かつセパレータ
に第１流入路と第１流出路、または第２流入路と第２流
出路とを接続するバイパス流路の少なくとも一方を形成
し、前記バイパス流路と前記流入路との接続部にバイパ
ス流路内のガスを流入路に吸入するための吸引用通路を
有するエゼクタを備える。
子電解質膜の両面にそれぞれアノードおよびカソードと
しての多孔質カーボン電極を接合して膜電極接合体（以
下、ＭＥＡと称す）を形成し、ＭＥＡを保持するセパレ
ータを有し、各電極にそれぞれアノードガスとして燃料
を、カソードガスとして酸化剤を供給して発電を行う燃
料電池において、各電極にガスを供給する第１、第２流
入路と、前記電極から発電後の排ガスを排出する第１、
第２流出路とを前記セパレータに設け、かつセパレータ
に第１流入路と第１流出路、または第２流入路と第２流
出路とを接続するバイパス流路の少なくとも一方を形成
し、前記バイパス流路と前記流入路との接続部にバイパ
ス流路内のガスを流入路に吸入するための吸引用通路を
有するエゼクタを備える。
【０００６】第２の発明は、第１の発明において、前記
バイパス流路に流入路側からのガスの逆流を防止する機
構を備える。
バイパス流路に流入路側からのガスの逆流を防止する機
構を備える。
【０００７】第３の発明は、第１または２の発明におい
て、前記流出路出口から分岐する前記バイパス流路の断
面積は、前記流出路の断面積よりも大きく構成される。
て、前記流出路出口から分岐する前記バイパス流路の断
面積は、前記流出路の断面積よりも大きく構成される。
【０００８】第４の発明は、第１から３のいずれか一つ
の発明において、前記流入路の断面積は、前記エゼクタ
よりガスの流れ方向に沿って徐々に大きく構成される。
の発明において、前記流入路の断面積は、前記エゼクタ
よりガスの流れ方向に沿って徐々に大きく構成される。
【０００９】第５の発明は、第１から４のいずれか一つ
の発明において、前記エゼクタのバイパス流路からの吸
込用通路は、バイパス流路における開口部が、バイパス
流路の天面側に形成される。
の発明において、前記エゼクタのバイパス流路からの吸
込用通路は、バイパス流路における開口部が、バイパス
流路の天面側に形成される。
【００１０】
【発明の効果】第１の発明は、アノードにアノードガス
として燃料を、カソードにカソードガスとして酸化剤を
供給して発電を行う燃料電池において、アノードとカソ
ードにそれぞれのガスを供給する第１、第２流入路と、
ＭＥＡから発電後の排アノードガス、排カソードガスを
排出する第１、第２流出路とをセパレータに備える。さ
らにセパレータには少なくとも第１流入路と第１流出路
とを接続するバイパス流路、または第２流入路と第２流
出路とを接続するバイパス流路の一方を形成し、バイパ
ス流路と流入路との接続部にバイパス流路内のガスを流
入路に吸入するエゼクタを備える。
として燃料を、カソードにカソードガスとして酸化剤を
供給して発電を行う燃料電池において、アノードとカソ
ードにそれぞれのガスを供給する第１、第２流入路と、
ＭＥＡから発電後の排アノードガス、排カソードガスを
排出する第１、第２流出路とをセパレータに備える。さ
らにセパレータには少なくとも第１流入路と第１流出路
とを接続するバイパス流路、または第２流入路と第２流
出路とを接続するバイパス流路の一方を形成し、バイパ
ス流路と流入路との接続部にバイパス流路内のガスを流
入路に吸入するエゼクタを備える。
【００１１】このように構成することで、ガスが流入路
に導入されると、エゼクタのエゼクタ作用によりバイパ
ス流路内の発電に使用した排ガスが所定量流入路内に吸
引される。よって排ガスを流入路を介してＭＥＡ内に再
供給することができ、排ガスを再利用し、発電効率を向
上することができる。
に導入されると、エゼクタのエゼクタ作用によりバイパ
ス流路内の発電に使用した排ガスが所定量流入路内に吸
引される。よって排ガスを流入路を介してＭＥＡ内に再
供給することができ、排ガスを再利用し、発電効率を向
上することができる。
【００１２】さらに燃料電池から排出された排ガスを再
利用するためにあらたに構成（たとえば、従来例の蒸気
エゼクタ）を追加する必要がなく、排ガスの再利用にあ
たり燃料電池システムの大型化を招くことがない。さら
に排ガスが燃料電池から外部に排出されることもないの
で、排ガスの温度や湿度を制御する必要もない。
利用するためにあらたに構成（たとえば、従来例の蒸気
エゼクタ）を追加する必要がなく、排ガスの再利用にあ
たり燃料電池システムの大型化を招くことがない。さら
に排ガスが燃料電池から外部に排出されることもないの
で、排ガスの温度や湿度を制御する必要もない。
【００１３】第２の発明では、バイパス流路にガスの逆
流を防止する機構を備えたので、発電部であるＭＥＡ内
で水つまりが生じた場合や、急激に燃料電池の負荷が低
下した場合などにガスがＭＥＡを通過せず、流入路から
バイパス流路を介して流出路へ直接流出することを防止
できる。
流を防止する機構を備えたので、発電部であるＭＥＡ内
で水つまりが生じた場合や、急激に燃料電池の負荷が低
下した場合などにガスがＭＥＡを通過せず、流入路から
バイパス流路を介して流出路へ直接流出することを防止
できる。
【００１４】第３の発明では、流出路はマニフォールド
に接続されており、バイパス流路の断面積は、流出路の
断面積よりも大きく構成したので、使用済みガス流出路
からバイパス流路への流入抵抗を低減するとともに、バ
イパス流路内の流れ抵抗を低減することができる。した
がって、バイパス流路内における圧損を小さくすること
ができ、使用済みガスの流入路内への吸入に要する力を
小さくし、より大量の使用済みガスを流入路内に供給す
ることができる。
に接続されており、バイパス流路の断面積は、流出路の
断面積よりも大きく構成したので、使用済みガス流出路
からバイパス流路への流入抵抗を低減するとともに、バ
イパス流路内の流れ抵抗を低減することができる。した
がって、バイパス流路内における圧損を小さくすること
ができ、使用済みガスの流入路内への吸入に要する力を
小さくし、より大量の使用済みガスを流入路内に供給す
ることができる。
【００１５】第４の発明では、流入路の断面積は、エゼ
クタよりガスの流れ方向に沿って徐々に大きく構成され
るので、ガスの流れ抵抗を小さくして、スムースな流れ
を形成でき、エゼクタによるバイパス流路を経由した排
ガスの吸入効率を向上することができる。
クタよりガスの流れ方向に沿って徐々に大きく構成され
るので、ガスの流れ抵抗を小さくして、スムースな流れ
を形成でき、エゼクタによるバイパス流路を経由した排
ガスの吸入効率を向上することができる。
【００１６】第５の発明では、エゼクタのバイパス流路
からの吸込用通路は、バイパス流路における開口部が、
バイパス流路の天面側に形成されるので、バイパス流路
内で生成した凝縮水をエゼクタが吸い込むことによるエ
ゼクタの詰まりを回避することが可能となる。
からの吸込用通路は、バイパス流路における開口部が、
バイパス流路の天面側に形成されるので、バイパス流路
内で生成した凝縮水をエゼクタが吸い込むことによるエ
ゼクタの詰まりを回避することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は本発明の燃料電池の構成を説明する
燃料電池の断面図である。ここで本発明が用いる燃料電
池（固体高分子型燃料電池）について説明すると、固体
高分子電解質膜の両面に触媒（例えば、白金）層を設け、
この触媒層を介して固体高分子電解質膜の両側にアノー
ド、カソードとして多孔質カーボン電極を設け、多孔質カ
ーボン電極は外部回路と接続される。この組み合わせを
ＭＥＡとして、ＭＥＡを直列に複数接続してスタック構
造として用いられる。なおこの接続のときに各ＭＥＡ間
にはセパレータ２と呼ばれる導電性材料で構成される部
材が設けられ、アノードガスとカソードガスが混合する
ことはない。セパレータ２にはアノードにアノードガス
を、カソードにカソードガスを供給するガス流路３が形
成されるとともに、ＭＥＡ１はセパレータ２によって保
持される。
燃料電池の断面図である。ここで本発明が用いる燃料電
池（固体高分子型燃料電池）について説明すると、固体
高分子電解質膜の両面に触媒（例えば、白金）層を設け、
この触媒層を介して固体高分子電解質膜の両側にアノー
ド、カソードとして多孔質カーボン電極を設け、多孔質カ
ーボン電極は外部回路と接続される。この組み合わせを
ＭＥＡとして、ＭＥＡを直列に複数接続してスタック構
造として用いられる。なおこの接続のときに各ＭＥＡ間
にはセパレータ２と呼ばれる導電性材料で構成される部
材が設けられ、アノードガスとカソードガスが混合する
ことはない。セパレータ２にはアノードにアノードガス
を、カソードにカソードガスを供給するガス流路３が形
成されるとともに、ＭＥＡ１はセパレータ２によって保
持される。
【００１９】このように構成され、アノードにはアノー
ドガスとして燃料（例えば水素）が供給され、カソード
にはカソードガスとして酸化剤（例えば酸素）が供給さ
れる。燃料電池は、供給されたアノードガスとカソード
ガスとが還元反応し、水を生成し、水は外部に排出される
が、水を生成するときの還元反応によって、電気を生じさ
せるものである。
ドガスとして燃料（例えば水素）が供給され、カソード
にはカソードガスとして酸化剤（例えば酸素）が供給さ
れる。燃料電池は、供給されたアノードガスとカソード
ガスとが還元反応し、水を生成し、水は外部に排出される
が、水を生成するときの還元反応によって、電気を生じさ
せるものである。
【００２０】次に図１を用いて本発明の概略構成を説明
すると、アノードガスがガス入口マニフォールド１１か
らセパレータ２に形成されたガス流路（第１流入路）３
に流入し、続いてアノードのセル流路１２内に導入口１
２ａから導入される。アノード内に供給されたアノード
ガスは前述の化学反応を生じて発電し、発電後の排アノ
ードガスが流路（第１流出路）１２ｃを通してガス出口
マニフォールド１３から排出される。
すると、アノードガスがガス入口マニフォールド１１か
らセパレータ２に形成されたガス流路（第１流入路）３
に流入し、続いてアノードのセル流路１２内に導入口１
２ａから導入される。アノード内に供給されたアノード
ガスは前述の化学反応を生じて発電し、発電後の排アノ
ードガスが流路（第１流出路）１２ｃを通してガス出口
マニフォールド１３から排出される。
【００２１】さらに流路１２ｃとガス流路３を結ぶバイ
パス流路１４がセパレータ２に形成されており、ガス流
路３とバイパス流路１４の間にはエゼクタ２１が設置さ
れる。このような構成により、排アノードガスがバイパ
ス流路１４を通ってエゼクタ２１からガス流路３に戻さ
れる。
パス流路１４がセパレータ２に形成されており、ガス流
路３とバイパス流路１４の間にはエゼクタ２１が設置さ
れる。このような構成により、排アノードガスがバイパ
ス流路１４を通ってエゼクタ２１からガス流路３に戻さ
れる。
【００２２】なお、上記説明はアノードの場合を説明し
たが、固体高分子電解質膜を挟んで反対に位置するカソ
ードの場合も同様に構成され、請求項の第２流入路はカ
ソード側のガス流入路３に対応し、第２流出路がカソー
ド側の流路１２ｃに対応する。さらにバイパス流路１４
はアノード側とカソード側の少なくとも一方のセパレー
タ２にのみ形成されてもよい。
たが、固体高分子電解質膜を挟んで反対に位置するカソ
ードの場合も同様に構成され、請求項の第２流入路はカ
ソード側のガス流入路３に対応し、第２流出路がカソー
ド側の流路１２ｃに対応する。さらにバイパス流路１４
はアノード側とカソード側の少なくとも一方のセパレー
タ２にのみ形成されてもよい。
【００２３】以下、図１と図２を用いて詳細構成を説明
する。なお下記構成はアノード側、カソード側とも基本
的に同一構成を有する。
する。なお下記構成はアノード側、カソード側とも基本
的に同一構成を有する。
【００２４】ガス入口マニフォールド１１とガス流路３
とを結ぶ流路１１ａが設けられ、ガスがこの流路１１ａ
を通ってガス流路３に供給される。流路１１ａの断面積
はガス流路３の最小断面積より小さく、このガス流路３
と流路１１ａの接続部に後述するエゼクタ２１の開口２
１ｂが設けられる。またガス流路３はガスの流れ方向に
沿って下流側ほど徐々にその断面積が大きくなるように
形成される。
とを結ぶ流路１１ａが設けられ、ガスがこの流路１１ａ
を通ってガス流路３に供給される。流路１１ａの断面積
はガス流路３の最小断面積より小さく、このガス流路３
と流路１１ａの接続部に後述するエゼクタ２１の開口２
１ｂが設けられる。またガス流路３はガスの流れ方向に
沿って下流側ほど徐々にその断面積が大きくなるように
形成される。
【００２５】ガスはガス流路３の下流側に接続したセル
流路１２の開口１２ａからセル流路１２内に導入され、
発電部であるセル流路１２内はガスが触媒と効率よく反
応するようにガスが蛇行して移動するように形成される
場合が多い。
流路１２の開口１２ａからセル流路１２内に導入され、
発電部であるセル流路１２内はガスが触媒と効率よく反
応するようにガスが蛇行して移動するように形成される
場合が多い。
【００２６】セル流路１２から排出される発電に使用さ
れた排ガスは、セル流路１２の下流に設けられた開口１
２ｂを通過してＭＥＡ流路１２から排出され、開口１２
ｂの下流に設けられたガス出口マニフォールド１３から
外部に排出される。
れた排ガスは、セル流路１２の下流に設けられた開口１
２ｂを通過してＭＥＡ流路１２から排出され、開口１２
ｂの下流に設けられたガス出口マニフォールド１３から
外部に排出される。
【００２７】しかしながら、この排出される排ガス内に
も燃料成分または酸化剤成分が残存しており、排ガスを
再利用するために排ガスをガス入口マニフォールド１１
側のガス流路３に戻し、再利用することでシステムの発
電効率が向上する。
も燃料成分または酸化剤成分が残存しており、排ガスを
再利用するために排ガスをガス入口マニフォールド１１
側のガス流路３に戻し、再利用することでシステムの発
電効率が向上する。
【００２８】このため排ガスをガス流路３に戻すために
ガス流路３の上流側とセル流路１２の出口を接続するバ
イパス流路１４がセパレータ２に設けられる。バイパス
流路１４は開口１２ｂと出口マニフォールド１３を接続
する流路１２ｃの途中から分岐する。ここでバイパス流
路１４の断面積は流路１２ｃの断面積よりも大きくなる
ように形成される。
ガス流路３の上流側とセル流路１２の出口を接続するバ
イパス流路１４がセパレータ２に設けられる。バイパス
流路１４は開口１２ｂと出口マニフォールド１３を接続
する流路１２ｃの途中から分岐する。ここでバイパス流
路１４の断面積は流路１２ｃの断面積よりも大きくなる
ように形成される。
【００２９】さらにバイパス流路１４の途中にはガス流
路３寄りに位置してガスの逆流を防止する逆流防止機構
１５が設置され、ガスが入口マニフォールド１１から出
口マニフォールド１３に直接流出することを防いでい
る。
路３寄りに位置してガスの逆流を防止する逆流防止機構
１５が設置され、ガスが入口マニフォールド１１から出
口マニフォールド１３に直接流出することを防いでい
る。
【００３０】また図２に示すようにバイパス流路１４と
ガス流路３との接続部には、エゼクタ２１が形成され
る。エゼクタ２１にはバイパス流路１４とガス流路３と
を繋ぐバイパス通路１４内の排ガスをガス流路３内に吸
引するための通路（吸込用通路）２１ａが設けられ、通
路２１ａのバイパス流路における開口２１ｂがバイパス
流路の天面側に形成される。
ガス流路３との接続部には、エゼクタ２１が形成され
る。エゼクタ２１にはバイパス流路１４とガス流路３と
を繋ぐバイパス通路１４内の排ガスをガス流路３内に吸
引するための通路（吸込用通路）２１ａが設けられ、通
路２１ａのバイパス流路における開口２１ｂがバイパス
流路の天面側に形成される。
【００３１】次に作用について説明する。
【００３２】ガスがガス入口マニフォールド１１からガ
ス流路３に導入されると、ガス流路３の断面積より小さ
い断面積を有するガス入口マニフォールド１１の通路１
１ａでのガス加速作用により吸込用通路２１ａのガス流
路３側に負圧が生じ、エゼクタ２１のエゼクタ作用によ
りバイパス流路１４内の排ガスがガス流路３内に吸引さ
れる。これによってＭＥＡ１で発電に供された排ガスを
バイパス流路１４、ガス流路３を介してセル流路１２に
再供給することができ、排ガスを再利用してシステムの
発電効率を向上することができる。
ス流路３に導入されると、ガス流路３の断面積より小さ
い断面積を有するガス入口マニフォールド１１の通路１
１ａでのガス加速作用により吸込用通路２１ａのガス流
路３側に負圧が生じ、エゼクタ２１のエゼクタ作用によ
りバイパス流路１４内の排ガスがガス流路３内に吸引さ
れる。これによってＭＥＡ１で発電に供された排ガスを
バイパス流路１４、ガス流路３を介してセル流路１２に
再供給することができ、排ガスを再利用してシステムの
発電効率を向上することができる。
【００３３】さらに、バイパス流路１４をセパレータ２
に設けることにより、燃料電池から排出された排ガスを
再利用するためにあらたに構成（たとえば、従来例の蒸
気エゼクタ）を追加する必要がなく、排ガスの再利用に
あたり燃料電池システムの大型化を招くことがない。ま
た排出された排ガスが燃料電池から外部に排出されるこ
ともないので、排ガスの温度や湿度を制御する必要もな
い。
に設けることにより、燃料電池から排出された排ガスを
再利用するためにあらたに構成（たとえば、従来例の蒸
気エゼクタ）を追加する必要がなく、排ガスの再利用に
あたり燃料電池システムの大型化を招くことがない。ま
た排出された排ガスが燃料電池から外部に排出されるこ
ともないので、排ガスの温度や湿度を制御する必要もな
い。
【００３４】バイパス流路１４内に逆流防止機構１５を
設置しており、発電部であるセル流路１２内で水つまり
が生じた場合や急激に燃料電池の負荷が低下した場合な
ど通路１１ａにおけるガス流速が低下した場合にはバイ
パス流路１４を閉鎖するため、ガス入口マニフォールド
１１からバイパス流路１４を介してガス出口マニフォー
ルド１３へ直接流出することを防止できる。
設置しており、発電部であるセル流路１２内で水つまり
が生じた場合や急激に燃料電池の負荷が低下した場合な
ど通路１１ａにおけるガス流速が低下した場合にはバイ
パス流路１４を閉鎖するため、ガス入口マニフォールド
１１からバイパス流路１４を介してガス出口マニフォー
ルド１３へ直接流出することを防止できる。
【００３５】バイパス流路１４の断面積をセル流路１２
と出口マニフォールド１３を結ぶ流路１２ｃの断面積よ
り大きく設定したので、流路１２ｃからバイパス流路１
４へのガスの流入抵抗を小さくできるとともに、バイパ
ス流路１４内の流れ抵抗を小さくすることができる。し
たがって、エゼクタ２１を境にして、その上流側、すな
わちバイパス流路１４側の圧力と、下流側、すなわちガ
ス流路３側の圧力の差を小さくすることができ、ＭＥＡ
１から排出された排ガスを流路１２ｃからバイパス流路
１４を介してガス流路３内に戻すときのエゼクタ２１の
作用、つまりガスをガス流路３内に吸引する力を小さく
することが可能となる。言い換えると、同一のエゼクタ
２１でより大量の排ガスをガス流路３内に送り込むこと
ができる。
と出口マニフォールド１３を結ぶ流路１２ｃの断面積よ
り大きく設定したので、流路１２ｃからバイパス流路１
４へのガスの流入抵抗を小さくできるとともに、バイパ
ス流路１４内の流れ抵抗を小さくすることができる。し
たがって、エゼクタ２１を境にして、その上流側、すな
わちバイパス流路１４側の圧力と、下流側、すなわちガ
ス流路３側の圧力の差を小さくすることができ、ＭＥＡ
１から排出された排ガスを流路１２ｃからバイパス流路
１４を介してガス流路３内に戻すときのエゼクタ２１の
作用、つまりガスをガス流路３内に吸引する力を小さく
することが可能となる。言い換えると、同一のエゼクタ
２１でより大量の排ガスをガス流路３内に送り込むこと
ができる。
【００３６】ガス流路３の断面積はガスの流れ方向に沿
って、下流側ほど大きな断面積となるように形成されて
いるので、ガス流路３内の流れ抵抗を低減し、ガスのス
ムースな流れを実現でき、エゼクタ２１の作用による排
ガスのガス流路３内への吸入効率の向上に寄与すること
ができる。
って、下流側ほど大きな断面積となるように形成されて
いるので、ガス流路３内の流れ抵抗を低減し、ガスのス
ムースな流れを実現でき、エゼクタ２１の作用による排
ガスのガス流路３内への吸入効率の向上に寄与すること
ができる。
【００３７】図２に示すようにエゼクタ２１の開口２１
ｂはバイパス流路における開口部がバイパス流路の天面
側に形成されるので、バイパス流路１４内で発生した凝
縮水をエゼクタ２１が急激に吸い込むことによるエゼク
タ２１の詰まりを回避することが可能となる。
ｂはバイパス流路における開口部がバイパス流路の天面
側に形成されるので、バイパス流路１４内で発生した凝
縮水をエゼクタ２１が急激に吸い込むことによるエゼク
タ２１の詰まりを回避することが可能となる。
【図１】本発明の燃料電池の断面図である。
【図２】エゼクタの拡大図である。
【図３】従来例を説明する図である。
１ ＭＥＡ ２ セパレータ ３ ガス流路 １１ ガス入口マニフォールド １２ セル流路 １３ ガス出口マニフォールド １４ バイパス流路 １５ 逆流防止機構 ２１ エゼクタ
Claims (5)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜の両面にそれぞれアノ
ードおよびカソードとしての多孔質カーボン電極を接合
して膜電極接合体を形成し、膜電極接合体を保持するセ
パレータを有し、各電極にそれぞれアノードガスとして
燃料を、カソードガスとして酸化剤を供給して発電を行
う燃料電池において、 各電極にガスを供給する第１、第２流入路と、 前記電極から発電後の排ガスを排出する第１、第２流出
路とを前記セパレータに設け、かつセパレータに第１流
入路と第１流出路、または第２流入路と第２流出路とを
接続するバイパス流路の少なくとも一方を形成し、 前記バイパス流路と前記流入路との接続部にバイパス流
路内のガスを流入路に吸入するための吸引用通路を有す
るエゼクタを備えたことを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】前記バイパス流路に流入路側からのガスの
逆流を防止する機構を備えたことを特徴とする請求項１
に記載の燃料電池。 - 【請求項３】前記流出路出口から分岐する前記バイパス
流路の断面積は、前記流出路の断面積よりも大きく構成
されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料
電池。 - 【請求項４】前記流入路の断面積は、前記エゼクタより
ガスの流れ方向に沿って徐々に大きく構成されることを
特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の燃料
電池。 - 【請求項５】前記エゼクタのバイパス流路からの吸込用
通路は、バイパス流路における開口部が、バイパス流路
の天面側に形成されることを特徴とする請求項１から４
のいずれか一つに記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078460A JP2002280028A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001078460A JP2002280028A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002280028A true JP2002280028A (ja) | 2002-09-27 |
Family
ID=18935072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001078460A Pending JP2002280028A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002280028A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001078460A patent/JP2002280028A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
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