JP2018077969A - マニホールド - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係るマニホールドが採用された燃料電池スタックの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1〜図3に示すように、燃料電池スタック100は、複数の燃料電池セル1と、マニホールド2と、を備えている。
マニホールド2は、各燃料電池セル1にガスを分配するように構成されている。マニホールド2は、中空状であり、内部空間を有している。マニホールド2の内部空間には、導入管201を介して燃料ガスなどのガスが導入される。マニホールド2は、この内部空間と外部とを連通する複数の貫通孔27を有している。
図1から図3に示すように、各燃料電池セル1は、マニホールド2に取り付けられている。各燃料電池セル1は、マニホールド2から上方に延びている。詳細には、各燃料電池セル1は、マニホールド2の上壁22から上方に延びている。燃料電池セル1の下端部101は、貫通孔27内に挿入されている。この際、燃料電池セル1の下端部は上壁22から下方に突出していてもよい。燃料電池セル1の長手方向(x軸方向)の長さは100〜300mm程度とすることができる。なお、燃料電池セル1の下端部101が貫通孔27内に挿入された状態において、燃料電池セル1の下端部101の外周面と貫通孔27の内壁面との間には隙間が形成されている。この隙間に第1接合材3が充填されていてもよい。
第1接合材3は、燃料電池セル1をマニホールド2に固定する。詳細には、第1接合材3は、燃料電池セル1とマニホールド2の上壁22とを接合している。第1接合材3は、燃料電池セル1の下端部101とマニホールド2の上壁22とを接合している。また、第1接合材3は、緻密膜18と接触している。
以上のように構成された燃料電池スタック100は、次のようにして発電する。マニホールド2を介して各燃料電池セル1のガス流路121内に燃料ガス(水素ガス等)を流すとともに、支持基板12の両面を酸素を含むガス(空気等)に曝すことにより、電解質14の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。この燃料電池スタック100を外部の負荷に接続すると、空気極15において下記(1)式に示す電気化学反応が起こり、燃料極13において下記(2)式に示す電気化学反応が起こり、電流が流れる。
(1/2)・O2+2e−→O2 − …(1)
H2+O2 −→H2O+2e− …(2)
次に、上述したように構成された燃料電池スタックの製造方法について説明する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
上記実施形態では、燃料極集電部131が第2凹部131a及び第3凹部131bを有しているが、燃料極集電部131の構成はこれに限定されない。例えば、燃料極集電部131は第2凹部131a及び第3凹部131bなどの凹部を有していなくてもよい。この場合、燃料極活性部132は、燃料極集電部131上に形成されており、燃料極集電部131に埋設されていない。また、インターコネクタ171は、燃料極集電部131上に形成されており、燃料極集電部131に埋設されていない。
上記実施形態では、燃料電池セル1は、複数の発電素子部11を有している横縞型であったが、燃料電池セル1は、長手方向に延びる一つの発電素子部を有するような縦縞型であってもよい。また、燃料電池セル1は、横縞円筒型であってもよい。
上記実施形態では、ガス導入口241は円形状であったが、ガス導入口241の形状は特にこれに限定されず、例えば、楕円形や矩形状であってもよい。また、上記実施形態では、ガス流路121は円形状であったが、ガス流路121の形状がこれに限定されず、例えば、楕円形状や矩形状であってもよい。
上記実施形態では、第1側壁24及び第2側壁25が傾斜部として構成されているが、ガス導入口241が形成された第1側壁24のみが傾斜部として構成されており、残りの第1側壁24及び第2側壁25は傾斜していなくてもよい。または、ガス導入口241が形成された第1側壁24の全体が傾斜部として構成されていなくてもよい。例えば、図14に示すように、第1側壁24の一部分242のみが傾斜部として構成されていてもよい。この場合、ガス導入口241は、この傾斜部242に形成されている。
2 マニホールド
20a 第1境界部
20b 第2境界部
20c 第3境界部
22 上壁
23 底壁
24 第1側壁
241 ガス導入口
25 第2側壁
26 フランジ部
28 隙間部
Claims (9)
- 燃料電池セルにガスを供給するためのマニホールドであって、
底壁と、
ガス導入口を有し、前記底壁から上方に延びる側壁と、
前記燃料電池セルが取り付けられるように構成された上壁と、
を備え、
前記側壁は、上方に向かって外方に広がるように傾斜する傾斜部を有し、
前記ガス導入口は、前記傾斜部に形成される、
マニホールド。
- 前記側壁は、
第1方向において互いに対向する一対の第1側壁と、
前記第1方向と直交する第2方向において互いに対向する一対の第2側壁と、
を有する請求項1に記載のマニホールド。
- 前記ガス導入口は、前記一対の第1側壁のうち一方の第1側壁に形成され、
前記ガス導入口が形成された第1側壁は、前記傾斜部として構成される、
請求項2に記載のマニホールド。
- 前記第1側壁と前記第2側壁との第1境界部の内側面は、R形状である、
請求項2又は3に記載のマニホールド。
- 前記底壁と前記側壁との第2境界部の内側面は、R形状である、
請求項1から4のいずれかに記載のマニホールド。
- 前記側壁の上端部から外方に延びるフランジ部をさらに備え、
前記上壁は、前記フランジ部に固定される、
請求項1から5のいずれかに記載のマニホールド。
- 前記側壁と前記フランジ部との第3境界部の内側面は、R形状である、
請求項6に記載のマニホールド。
- 前記第3境界部と前記上壁との間に隙間部が形成される、
請求項7に記載のマニホールド。
- 前記側壁の全体は、前記傾斜部として構成される、
請求項1から8のいずれかに記載のマニホールド。
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