JP2005209344A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡素な構成で燃料電池の暖機を行うとともに、燃料電池システムの信頼性を向上させる。
【解決手段】 複数の単位セル12を積層して構成された燃料電池システムであって、バイメタル32と発熱体34を有して単位セル12間に配置された電気ヒータ30を備え、バイメタル32の温度が所定温度より低下すると、バイメタル32が変形して発熱体34への通電が行われるようにした。バイメタル32の温度に応じて電気ヒータ30への通電のON/OFFを切り換えることができるため、温度センサ、または各電気ヒータへの通電を制御する回路等が不要となり、簡素な構成で燃料電池の暖機を行うことが可能となる。
【選択図】 図2
【解決手段】 複数の単位セル12を積層して構成された燃料電池システムであって、バイメタル32と発熱体34を有して単位セル12間に配置された電気ヒータ30を備え、バイメタル32の温度が所定温度より低下すると、バイメタル32が変形して発熱体34への通電が行われるようにした。バイメタル32の温度に応じて電気ヒータ30への通電のON/OFFを切り換えることができるため、温度センサ、または各電気ヒータへの通電を制御する回路等が不要となり、簡素な構成で燃料電池の暖機を行うことが可能となる。
【選択図】 図2
Description
本発明は燃料電池システムに関し、特に、燃料電池を暖機する電気ヒータを備えたシステムに適用して好適である。
燃料電池は所定の動作温度で発電を行うため、始動時には、燃料電池を暖機して所定の温度まで昇温させる必要がある。例えば、特開平5−47397号公報には、燃料電池の単位セルの間に電気ヒータを介在させ、外部の温度センサの検出値に基づいて、外部電源から各電気ヒータへの電流量を制御して、燃料電池の暖機を図る技術が開示されている。
しかしながら、特開平5−47397号公報に記載された方法では、各電気ヒータへの電流量を制御部で制御しているため、制御部が故障した場合は、所望の電流を各電気ヒータに流すことが困難となる。また、外部電源と各ヒータを信号線で接続し、信号線を介して各電気ヒータへ電流を流しているため、信号線に故障が生じた場合は各電気ヒータへ電流を流すことができなくなる。このように、同公報に記載された構成では、外部から電気ヒータを制御しているため、制御部、信号線に故障が生じると、燃料電池の暖機を確実に行うことが困難となり、燃料電池の信頼性が低下するという問題が生じる。更に、同公報の構成では、電気ヒータと別個に制御部、信号配線等を設ける必要があり、構造が複雑になるという問題も生じる。
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、簡素な構成で燃料電池の暖機を行うとともに、燃料電池システムの信頼性を向上させることを目的とする。
第1の発明は、上記の目的を達成するため、複数の単位セルを積層して構成された燃料電池システムであって、線膨張係数の異なる複数部材から成り、当該複数部材のうちの一部材が導電性を有するスイッチ手段と、発熱体とを有して前記単位セル間に配置された電気ヒータを備え、前記スイッチ手段の温度が所定温度より低下すると、前記スイッチ手段が変形して前記発熱体への通電が行われることを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、前記スイッチ手段は、線膨張係数の異なる2つの金属から構成されたバイメタルであることを特徴とする。
第3の発明は、第2の発明において、前記バイメタルの変形により、隣接する前記単位セル間を前記電気ヒータが短絡して、前記発熱体への通電が行われることを特徴とする。
第4の発明は、第2又は第3の発明において、前記単位セルの積層方向と直交する面内に前記電気ヒータを張り巡らせて配置したことを特徴とする。
第5の発明は、第2〜第4の発明のいずれかにおいて、隣接する前記単位セル間を接続する導電性のセパレータを備え、前記電気ヒータを前記セパレータに設けられた空隙内に配置したことを特徴とする。
第6の発明は、第2〜第5の発明のいずれかにおいて、燃料電池内における前記電気ヒータの配置箇所に応じて、前記バイメタルが変形する前記所定温度が異なるようにしたことを特徴とする。
第7の発明は、第6の発明において、前記電気ヒータの配置箇所の放熱量が大きい程、前記バイメタルが変形する前記所定温度を高くしたことを特徴とする。
第8の発明は、第6の発明において、前記電気ヒータの配置箇所が燃料電池の端部に近い程、前記バイメタルが変形する前記所定温度を高くしたことを特徴とする。
第9の発明は、上記の目的を達成するため、複数の単位セルを積層して構成された燃料電池システムであって、前記単位セル間に配置された電気ヒータを備え、前記単位セル間を流れる電流により前記電気ヒータへの通電が行われることを特徴とする。
第10の発明は、第9の発明において、前記単位セルの積層方向と直交する面内に前記電気ヒータを張り巡らせて配置したことを特徴とする。
第11の発明は、第9又は第10の発明において、隣接する前記単位セル間を接続する導電性のセパレータを備え、前記電気ヒータを前記セパレータに設けられた空隙内に配置したことを特徴とする。
第1の発明によれば、スイッチ手段の温度が所定温度より低下した場合に、スイッチ手段の変形によって発熱体への通電を行うようにしたため、スイッチ手段の温度に応じて電気ヒータへの通電のON/OFFを切り換えることができる。従って、温度センサ、または各電気ヒータへの通電を制御する回路等が不要となり、簡素な構成で燃料電池の暖機を行うことが可能となる。また、各電気ヒータへの通電のON/OFF状態は、各電気ヒータのスイッチ手段の変形度合いに応じて個別に設定されるため、燃料電池の各領域の温度に応じて各領域を最適に暖機することが可能となる。
第2の発明によれば、線膨張係数の異なる2つの金属から構成されたバイメタルからスイッチ手段を構成することができる。
第3の発明によれば、隣接する単位セル間を電気ヒータが短絡することで、発熱体への通電が行われるため、単位セル間に流れる電流を発熱体に流すことができる。従って、電気ヒータへ電流を流すための外部電源、または配線等が不要となり、簡素な構成で燃料電池を暖機することが可能となる。また、故障の要因となり得る外部電源等の部材が不要となるため、燃料電池の信頼性を向上させることが可能となる。
第4の発明によれば、単位セルの積層方向と直交する面内に電気ヒータを張り巡らせて配置したため、電気ヒータによって各単位セル間を確実に暖機することが可能となる。
第5の発明によれば、電気ヒータをセパレータに設けられた空隙内に配置することで、隣接する単位セル間に電気ヒータを配設することが可能となる。
第6の発明によれば、電気ヒータの配置箇所に応じて、前記バイメタルが変形する所定温度が異なるようにしたため、燃料電池内の必要な領域を重点的に加熱することが可能となる。
第7の発明によれば、電気ヒータの配置箇所の放熱量が大きい程、バイメタルが変形する所定温度を高くしたため、放熱量の大きい領域を重点的に加熱することが可能となる。
第8の発明によれば、燃料電池の端部に近い程、バイメタルが変形する所定温度を高くしたため、放熱量の大きい燃料電池の端部を重点的に加熱することが可能となる。
第9の発明によれば、単位セル間を流れる電流により電気ヒータへの通電を行うようにしたため、電気ヒータへ電流を流すための外部電源、または配線等が不要となり、簡素な構成で燃料電池を暖機することが可能となる。また、故障の要因となり得る外部電源等の部材が不要となるため、燃料電池の信頼性を向上させることが可能となる。
第10の発明によれば、単位セルの積層方向と直交する面内に電気ヒータを張り巡らせて配置したため、電気ヒータによって各単位セル間を確実に暖機することが可能となる。
第11の発明によれば、電気ヒータをセパレータに設けられた空隙内に配置することで、隣接する単位セル間に電気ヒータを配設することが可能となる。
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる燃料電池10の一部を示す断面図である。図1では、燃料電池10として固体高分子型(PEM)の燃料電池を例示するが、燃料電池10は、発電を行う際に水(水蒸気)を生成する種類のものであればよく、固体高分子型(PEM)の他、例えば固体電解質型(SOFC)、リン酸型(PAFC)、水素分離膜型等の燃料電池であってもよい。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる燃料電池10の一部を示す断面図である。図1では、燃料電池10として固体高分子型(PEM)の燃料電池を例示するが、燃料電池10は、発電を行う際に水(水蒸気)を生成する種類のものであればよく、固体高分子型(PEM)の他、例えば固体電解質型(SOFC)、リン酸型(PAFC)、水素分離膜型等の燃料電池であってもよい。
燃料電池10は、電解質膜14、アノード極16、カソード極18、およびセパレータ20とから構成される単位セル12を複数積層して構成される。電解質膜14は、フッ素系樹脂などの固体高分子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜である。アノード極16およびカソード極18は、共に炭素繊維を織成したカーボンクロスにより形成されている。セパレータ20は、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボンなどガス不透過の導電性部材により形成されている。アノード極16、カソード極18の近傍には、アノード極16に水素含有ガスを供給する流路22、およびカソード極18に酸素を供給する酸化ガス流路24が設けられている。
アノード極16では、水素含有ガスが送り込まれると、水素から水素イオンを生成し(H2→2H++2e−)、カソード極18は、酸化ガスが送り込まれると、この酸化ガス中の酸素から酸素イオンを生成し、単位セル12内では電力が発生する。また、これと同時にカソード極18において、上記の水素イオンと酸素イオンとから水が生成される((1/2)O2+2H++2e−→H2O)。この水のほとんどは、燃料電池12内で発生する熱を吸収して水蒸気として生成される。
図1に示すように、隣接する単位セル12のセパレータ20は、境界面(セル面)26を介して直列に接続されている。従って、多数の単位セル12を積層することで、燃料電池全体として大きな起電力を得ることができる。
単位セル12同士が接続されるそれぞれの境界面26近傍には、所定の空隙28が設けられている。そして、空隙28内には燃料電池10を暖機するための電気ヒータ30が配設されている。図2(A)は、空隙28の近傍を拡大して示す断面図である。また、図2(B)は、図2(A)の状態を回路として示す模式図である。図2(A)に示すように、電気ヒータ30はバイメタル32と発熱体34を組み合わせて構成されている。発熱体34の端部は、接続部30aにより図2において左側に隣接する単位セル12のセパレータ20と接触し、電気的に接続されている。
バイメタル32は、熱膨張率(線膨張係数)の大きい金属板32aと熱膨張率の小さい金属板32bを単位セル12の積層方向に貼り合わせて構成されている。図2(A)及び図2(B)は、低温時、すなわち燃料電池10の暖機が完了する以前の状態を示している。この状態では、図2(A)に示すように、熱膨張率の大きい金属板32aが対向する空隙28の内壁側に向かってバイメタル32が屈曲しており、バイメタル32と空隙28の内壁が接触している。これにより、バイメタル32は、図2において右側に隣接する単位セル12のセパレータ20と接触し、電気的に接続されている。従って、図2(B)に示すように、回路としては、単位セル12間を接続する配線(セパレータ20)と並列に電気ヒータ30が接続されていることになる。接続部30a、およびバイメタル32とセパレータ20との接触部以外の領域で電気ヒータ30とセパレータ20が接触してしまうことを防ぐため、空隙28の内壁は絶縁被膜36で覆われている。
図2に示す低温時の状態において、流路22,24にそれぞれガスを供給して燃料電池10を運転すると、空隙28の両側の単位セル12で発電が行われる。そして、単位セル12同士が直列に接続されているため、単位セル12の積層方向へ向かう電流がセパレータ20に流れる。このとき、電気ヒータ30の両端は空隙28の両側のセパレータ20に接続されているため、電気ヒータ30に電流が流れ、発熱体34が発熱する。電気ヒータ30は隣接する単位セル12間にそれぞれ設けられているため、各電気ヒータ30の発熱体34が発熱すると、燃料電池10の全体を暖機することができる。
電気ヒータ30の発熱により単位セル12間の温度が昇温していくと、発熱体34の熱によりバイメタル32が変形していく。この際、熱膨張率の大きい金属板32aが熱膨張率の小さい金属板32bに比べて大きく膨張するため、図2に示す矢印Aの方向にバイメタル32が変形する。
図3(A)は、図2(A)の状態からバイメタル32が変形した状態を示す模式図である。また、図3(B)は、図3(A)の状態を回路として示す模式図である。図2(A)中の矢印A方向にバイメタル32が変形すると、バイメタル32と空隙28の内壁(セパレータ20)との接触が外れ、電気ヒータ30に電流が流れなくなる。従って、発熱により単位セル12間が十分に加熱された状態となると、バイメタル32の変形により発熱体34への通電を停止することができる。これにより、暖機完了とともに自動的に電気ヒータ30の発熱を停止させることが可能となる。
このように、本実施形態によれば、バイメタル32が温度検出の機能と、電気ヒータ30への通電のON/OFFのスイッチとしての機能を兼ね備えているため、燃料電池10の暖機状態を検出する温度センサ、電気ヒータへの通電を制御する制御回路等を設ける必要がない。従って、簡素な構成で燃料電池10の暖機を確実に行うことが可能となる。
また、電気ヒータ30を各単位セル12間に設けているため、各単位セル12間の暖機状態に応じて各単位セル12間の加熱を個別に行うことが可能となる。例えば、燃料電池10の端部は中心部に比べると放熱量が多いため、中心部に比べて昇温し難いという性質がある。本実施形態の構成によれば、バイメタル32が加熱して変形するまでの間は電気ヒータ30に電流が流れるため、昇温の遅い端部では、バイメタル32の変形が遅くなり、電気ヒータ30への通電がより長時間行われることとなる。従って、放熱量が多く、昇温し難い箇所を重点的に暖機することが可能となる。これにより、燃料電池10の温度分布が均一となるように暖機することが可能となり、この結果、発電効率を高めることが可能となる。更に、燃料電池10の領域毎の放熱量の違いに応じて、バイメタル32の金属板32aと金属板32bの形状、幅を適宜変更し、放熱量の少ない領域に配置されるバイメタル32に比べて放熱量の多い領域に配置されるバイメタル32の熱に対する変形の度合いを小さくすることで、放熱量が多い領域の電気ヒータ30により長時間の通電を行うことができ、放熱量の多い領域をより重点的に加熱することも可能である。
更に、燃料電池10で発電した電流を電気ヒータ30に流すようにしたため、電気ヒータ30に電流を流すための電源、配線等を新たに設ける必要がない。従って、簡素な構成で燃料電池10の暖機を行うことが可能となり、製造コストを大幅に低減させることができる。また、電気ヒータ30に電流を流すための電源、配線等が不要になるため、故障の要因となる構成要素を減らすことができ、燃料電池システムの信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
図4は、発熱体34の両端にバイメタル32を設けた例を示す模式図である。ここで、図4(A)は低温時の状態を示しており、図4(B)は電気ヒータ30が配置された単位セル12間が十分に暖機された状態を示している。図4(A)では、電気ヒータ30の両端のバイメタル32が電気ヒータ30の両側の単位セル12(セパレータ20)のそれぞれと接触しており、燃料電池10の運転により電気ヒータ30に電流が流れて発熱体34が発熱する。電気ヒータ30の発熱により、単位セル12間が昇温していくと、電気ヒータ30の両端のバイメタル32がそれぞれ変形していく。そして、単位セル12間が十分に暖機されると、図4(B)に示すように、両側のバイメタル32と単位セル12との接続が外れ、電気ヒータ30に電流が流れなくなる。このように、電気ヒータ30の複数箇所にバイメタル32を設け、各バイメタル32により電気ヒータ30の通電状態を制御しても良い。
図5は、電気ヒータ30の平面形状を示す模式図であって、単位セル12の積層方向から電気ヒータ30を見た状態を示している。空隙28は単位セル12の積層方向と直交する方向にできるだけ広い範囲で設けることが望ましく、図5に示すように、電気ヒータ30は空隙28内の全域に延在するように配設することが望ましい。図5(A)は、サーペンタイン型の電気ヒータ30を示しており、電気ヒータ30の接続部30aは、図5(A)において空隙28の手前側の単位セル12と接続される。また、電気ヒータ30の中央にはバイメタル32が設けられており、低温時には、図5(A)において空隙28の奥側の単位セル12にバイメタル32が接続される。これにより、燃料電池10を運転して、図5(A)において手前側の単位セル12から奥側の単位セル12に電流が流れると、図5(A)中の矢印方向に電流が流れる。このように、空隙28の平面領域内の全域に電気ヒータ30の発熱体34を配設することで、空隙28内を均等に加熱することができ、燃料電池10の暖機効率を高めることができる。
図5(B)はダウンフロー型の電気ヒータ30を示しており、接続部30aが上部に設けられ、バイメタル32が下部に設けられている。また、図5(C)はクロスフロー型の電気ヒータ30を示しており、接続部30aが空隙21の一方の側縁近傍に設けられ、バイメタル32が他方の側縁近傍に設けられている。図5(B)及び図5(C)の構成によれば、接続部30aから発熱体34を分岐させているため、分岐した発熱体34に平行して電流を流すことができる。接続部30aおよびバイメタル32と、単位セル12との接続状態は図5(A)と同様である。
なお、図5(A)〜(C)に示すように、バイメタル32の両側に電流が流れ込むように構成した場合は、図6に示すように、バイメタル32を中央で分割し、暖機完了時に双方のバイメタル32が変形してセパレータ20との電気的接続が外れるようにすれば良い。
以上説明したように実施の形態1によれば、バイメタル32を備えた電気ヒータ30を単位セル12間に配置したため、バイメタル32の加熱の度合いに応じて電気ヒータ30への通電のON/OFFを切り換えることができる。従って、温度センサ、または各電気ヒータへの通電を制御する回路等が不要となり、簡素な構成で燃料電池10の暖機を行うことが可能となる。また、各電気ヒータ30への通電のON/OFF状態は、各電気ヒータ30のバイメタル32によって個別に設定されるため、燃料電池10の各領域の温度に応じて各領域を最適に暖機することが可能となる。これにより、燃料電池10の温度分布を均一にして暖機することが可能となる。
更に、単位セル12間に流れる電流を電機ヒータ30に流すようにしたため、電気ヒータへ電流を流すための外部電源、または配線等が不要となる。従って、簡素な構成で燃料電池10を暖機することが可能となる。また、故障の要因となり得る外部電源等の部材が不要となるため、燃料電池10の信頼性を向上させることが可能となる。
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図7は、実施の形態2の主要部を示す模式図であって、電気ヒータ30の近傍の構成と、電気ヒータ30への通電を行う回路を示している。図1と同様に、電気ヒータ30は隣接する単位セル12間に設けられた各空隙28内に配置されており、空隙28の内壁面の所定位置には絶縁被膜36が設けられている。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図7は、実施の形態2の主要部を示す模式図であって、電気ヒータ30の近傍の構成と、電気ヒータ30への通電を行う回路を示している。図1と同様に、電気ヒータ30は隣接する単位セル12間に設けられた各空隙28内に配置されており、空隙28の内壁面の所定位置には絶縁被膜36が設けられている。
電気ヒータ30の構成は、実施の形態1と同様であって、バイメタル32と発熱体34との組み合わせから構成されている。また、バイメタル32は、熱膨張率の大きい金属板32aと熱膨張率の小さい金属板32bを貼り合せて構成されている。
電気ヒータ30の両端は、配線40によって外部電源38と接続されている。図7は、低温時の状態を示しており、この状態では、バイメタル32の端部と配線40とが接触し、電気的に接続されている。配線40には必要に応じてリレー42が設けられる。リレー42は、所定の場合に外部電源38から電気ヒータ30への通電を遮断するものであるが、通常は電気ヒータ30への通電を行う状態に設定されている。
図8は、単位セル12間の暖機状態に応じて電気ヒータ30への通電のON/OFFが切り換わる様子を示す模式図である。ここで、図8(A)は低温時の状態であって、図7に対応している。また、図8(B)は単位セル12間が十分に暖機された状態を示している。
図8(A)に示すように、低温時には配線40とバイメタル32が接続されているため、外部電源38から電気ヒータ30へ電流が流れ、発熱体34が発熱する。これにより、単位セル12間が加熱されて燃料電池10が暖機される。
電気ヒータ30が発熱し、単位セル12間が昇温していくと、発熱体34の熱によりバイメタル32が変形していく。この際、図7において、熱膨張率の大きい金属板32aが熱膨張率の小さい金属板32bに比べて大きく膨張するため、図8(A)に示す矢印Bの方向にバイメタル32が変形する。
これにより、バイメタル32と配線40との接触が外れ、電気ヒータ30に電流が流れなくなる。従って、発熱により単位セル12間が十分に暖機されると、発熱体34への通電を停止させることができる。
以上説明したように実施の形態2によれば、バイメタル32を備えた電気ヒータ30を単位セル12間に配置したため、バイメタル32の加熱の度合いに応じて電気ヒータ30への通電のON/OFFを切り換えることができる。従って、温度センサ、または各電気ヒータへの通電を制御する回路等が不要となり、簡素な構成で燃料電池10の暖機を行うことが可能となる。また、各電気ヒータ30への通電のON/OFF状態は、各電気ヒータ30のバイメタル32によって個別に設定されるため、燃料電池10の各領域の温度に応じて各領域を最適に暖機することが可能となる。これにより、燃料電池10の温度分布を均一にして暖機することが可能となる。
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図9は、実施の形態3の主要部を示す模式図であって、電気ヒータ30の近傍の構成と、電気ヒータ30への通電を行う回路を示している。図1と同様に、電気ヒータ30は隣接する単位セル12間に設けられた空隙28内に配置されており、空隙28の内壁面の所定位置には絶縁被膜36が設けられている。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図9は、実施の形態3の主要部を示す模式図であって、電気ヒータ30の近傍の構成と、電気ヒータ30への通電を行う回路を示している。図1と同様に、電気ヒータ30は隣接する単位セル12間に設けられた空隙28内に配置されており、空隙28の内壁面の所定位置には絶縁被膜36が設けられている。
実施の形態3では、電気ヒータ30にバイメタル32は設けられていない。そして、電気ヒータ30の一端に設けられた接続部30aが、電気ヒータ30の両側のセパレータ20の一方と電気的に接続されている。また、電気ヒータ30の他端は、リレー44を介して、電気ヒータ30の両側のセパレータ20の他方と電気的に接続されている。
リレー44は、温度に応じて電気ヒータ30とセパレータ20の接続状態のON/OFFを切り換えるものであり、低温時は電気ヒータ30とセパレータ20の接続をONに設定し、単位セル12間が昇温すると、電気ヒータ30とセパレータ20の接続をOFFに設定する。
図10は、単位セル12間の暖機状態に応じて、電気ヒータ30への通電のON/OFFが切り換わる様子を示す模式図である。ここで、図10(A)は低温時の状態を示しており、図10(B)は単位セル12間が十分に暖機された状態を示している。
図10(A)に示すように、低温時にはリレー44がONの状態に設定され、燃料電池10の運転により単位セル12間を流れる電流が電気ヒータ30にも流れ、発熱体34が発熱する。これにより、単位セル12間が加熱されて燃料電池10が暖機される。
図10(B)に示すように、電気ヒータ30が発熱し、単位セル12間が十分に昇温すると、リレー44がOFFの状態に設定され、電気ヒータ30に電流が流れなくなる。従って、発熱により単位セル12間が十分に暖機された状態では、電気ヒータ30への通電を停止することができる。そして、各電気ヒータ30に接続されたリレー44のON/OFFを個別に設定することで、燃料電池12の各領域を最適に暖機することが可能となる。
以上説明したように実施の形態3によれば、単位セル12間に流れる電流を電気ヒータ30に流すようにしたため、電気ヒータへ電流を流すための外部電源、または配線等が不要となる。従って、簡素な構成で燃料電池10を暖機することが可能となる。また、故障の要因となり得る外部電源等の部材が不要となるため、燃料電池10の信頼性を向上させることが可能となる。
10 燃料電池システム
12 単位セル
20 セパレータ
26 空隙
30 電気ヒータ
32 バイメタル
34 発熱体
12 単位セル
20 セパレータ
26 空隙
30 電気ヒータ
32 バイメタル
34 発熱体
Claims (11)
- 複数の単位セルを積層して構成された燃料電池システムであって、
線膨張係数の異なる複数部材から成り、当該複数部材のうちの一部材が導電性を有するスイッチ手段と、発熱体とを有して前記単位セル間に配置された電気ヒータを備え、
前記スイッチ手段の温度が所定温度より低下すると、前記スイッチ手段が変形して前記発熱体への通電が行われることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記スイッチ手段は、線膨張係数の異なる2つの金属から構成されたバイメタルであることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。
- 前記バイメタルの変形により、隣接する前記単位セル間を前記電気ヒータが短絡して、前記発熱体への通電が行われることを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。
- 前記単位セルの積層方向と直交する面内に前記電気ヒータを張り巡らせて配置したことを特徴とする請求項2又は3記載の燃料電池システム。
- 隣接する前記単位セル間を接続する導電性のセパレータを備え、前記電気ヒータを前記セパレータに設けられた空隙内に配置したことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 燃料電池内における前記電気ヒータの配置箇所に応じて、前記バイメタルが変形する前記所定温度が異なるようにしたことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 前記電気ヒータの配置箇所の放熱量が大きい程、前記バイメタルが変形する前記所定温度を高くしたことを特徴とする請求項6記載の燃料電池システム。
- 前記電気ヒータの配置箇所が燃料電池の端部に近い程、前記バイメタルが変形する前記所定温度を高くしたことを特徴とする請求項6記載の燃料電池システム。
- 複数の単位セルを積層して構成された燃料電池システムであって、
前記単位セル間に配置された電気ヒータを備え、
前記単位セル間を流れる電流により前記電気ヒータへの通電が行われることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記単位セルの積層方向と直交する面内に前記電気ヒータを張り巡らせて配置したことを特徴とする請求項9記載の燃料電池システム。
- 隣接する前記単位セル間を接続する導電性のセパレータを備え、前記電気ヒータを前記セパレータに設けられた空隙内に配置したことを特徴とする請求項9又は10記載の燃料電池システム。
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2004
- 2004-01-19 JP JP2004011187A patent/JP2005209344A/ja not_active Withdrawn
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