JP2013191574A - 燃料電池プレートの流れ場 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流れ場24と連通した入口マニホールド20、出口マニホールド22を設けたプレート18であり、流れ場24は複数のチャネル26を備えており、該チャネル26のいくつか(第2チャネルセット36)は、他のチャネル26のいくつか(第1チャネルセット34)よりも制限された流れを入口マニホールド20から受ける。入口マニホールド20からの流体流は第1チャネルセット34に供給され、第1チャネルセット34からガス拡散層を介して流れが制限された状態で第2チャネルセット36へと通流され、これにより、流れ分布が流れ場にわたってほぼ均一化する。
【選択図】図2
Description
Claims (17)
- 流れ場にわたるほぼ均一の流れ分布を有するように燃料電池プレート流れ場を製造する方法であって、
流れ場と連通した入口マニホールドを設けるステップであって、前記流れ場が、第1のチャネルおよび第2のチャネルを有する複数のチャネルを備え、前記第2のチャネルが、前記入口マニホールドから、前記第1のチャネルよりも制限された流体流を受ける、入口マニホールドを設けるステップと、
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルとの間の相対的な圧力降下を圧力降下特性に変換するステップと、
前記圧力降下特性に応答して前記入口マニホールドからの流体流を前記第2のチャネルへ通流させ、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルとの間の流れ分布をほぼ均一化するステップと、
を含む方法。 - 前記設けるステップは、第1の幅を有した前記入口マニホールドと、該第1の幅よりも大きい第2の幅を有した前記流れ場と、該第2の幅にわたって配置された前記流れ場へ向かう入口とを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記設けるステップは、長さに沿って互いに平行に延びる前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記設けるステップは、前記第1のチャネルを互いに流体的に接続するとともに、入口通路によって前記入口マニホールドと流体的に接続された横方向入口通路と、前記第2のチャネルを互いに流体的に接続するとともに、排出マニホールドと連通した横方向排出通路と、を含み、前記圧力降下特性は、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルが前記横方向入口通路および前記横方向排出通路から第1の終端部および第2の終端部へとそれぞれ延びて閉じていることにより提供され、前記第1の終端部および前記第2の終端部は、前記横方向排出通路および前記横方向入口通路の付近にそれぞれ配置され、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、交互となる関係で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記設けるステップは、前記第2のチャネルへ向かう入口に流れ制限領域を含み、前記圧力降下特性は、前記第1のチャネルの入口の付近の前記第1のチャネルから前記流れ制限領域の下方の前記第2のチャネルへと延びる交差通路を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記交差通路は、前記流れ制限領域から離間して前記第2のチャネルへと向かうように、前記第1のチャネルの長さに対してある角度で延びていることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記圧力降下特性が、前記第1のチャネルに浅いチャネル部分を備え、該浅いチャネル部分は、前記第2のチャネルの第1のチャネル深さよりも小さい第2のチャネル深さを提供することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 各々が入口端部を有する複数のチャネルを備えた流れ場と、該入口端部と連通し、チャネルセットの前記入口端部に対して流体流を制限する流れ制限領域を備えたヘッダと、を有してなる構造体を備え、
少なくとも数個の前記チャネルは、前記チャネルセットへの流体流を増加させるように構成された圧力降下特性を有することを特徴とする燃料電池。 - 前記圧力降下特性は、第1のチャネルの入口の付近の前記第1のチャネルから前記流れ制限領域の下方の第2のチャネルへと延びる交差通路を備えることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池。
- 前記交差通路は、前記流れ制限領域から離間して前記第2のチャネルへと向かうように、前記第1のチャネルの長さに対してある角度で延びていることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池。
- 第1の幅を有した入口マニホールドと、該第1の幅よりも大きい第2の幅を有した前記流れ場と、前記第2の幅にわたって配置された前記流れ場へ向かう入口とを備えることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池。
- 前記流れ制限領域は、前記入口端部における前記流れ場の両側に配置されており、前記チャネルは、前記入口ヘッダから排出ヘッダへと長さに沿って互いに平行に延びていることを特徴とする請求項11に記載の燃料電池。
- 前記圧力降下特性が、前記第1のチャネルに浅いチャネル部分を備え、該浅いチャネル部分は、前記流れ制限領域の下方に配置された前記第2のチャネルの第1のチャネル深さよりも小さい第2のチャネル深さを提供することを特徴とする請求項8に記載の燃料電池。
- 流れ場が第1のチャネルセットおよび第2のチャネルセットを有してなる構造体を備え、前記第1のチャネルセットのチャネルの各々は、入口端部から第1の終端部へと延び、前記入口端部は、入口マニホールドから流体を受けるように構成された横方向入口通路によって互いに流体的に接続され、前記第2のチャネルセットのチャネルの各々は、排出端部から第2の終端部へと延び、前記排出端部は、排出マニホールドへ流体を供給するように構成された横方向排出通路によって互いに流体的に接続され、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、交互の関係にあり、前記第1の終端部および前記第2の終端部は、前記横方向排出通路および前記横方向入口通路の付近にそれぞれ配置されていることを特徴とする燃料電池。
- 前記構造体は、前記入口マニホールドを備え、該入口マニホールドは、第1の幅を有し、前記横方向入口通路は、前記第1の幅よりも大きい第2の幅を有することを特徴とする請求項14に記載の燃料電池。
- 前記第1のチャネルセットおよび前記第2のチャネルセットは、前記横方向通路の各々から前記終端部の各々へと長さに沿って互いに平行に延びることを特徴とする請求項14に記載の燃料電池。
- 横方向に互いに離間した入口通路が、前記入口マニホールドと前記横方向入口通路とを流体的に接続し、前記入口通路は、前記第1のチャネルセットのチャネルと整列していないことを特徴とする請求項14に記載の燃料電池。
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JPH0950817A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-02-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
JP2001325971A (ja) * | 2000-03-07 | 2001-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
JP2005174648A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
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