JP3372268B2 - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JP3372268B2 JP3372268B2 JP17849592A JP17849592A JP3372268B2 JP 3372268 B2 JP3372268 B2 JP 3372268B2 JP 17849592 A JP17849592 A JP 17849592A JP 17849592 A JP17849592 A JP 17849592A JP 3372268 B2 JP3372268 B2 JP 3372268B2
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- Japan
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- fuel cell
- cell
- hole
- separator
- fuel
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
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- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池の改良に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池の冷却は水もしくは冷媒
（液体）によるものが大多数であり、空冷式であっても
酸化剤ガスとして用いられる空気の量を増やす方式のも
のしかみられない。
（液体）によるものが大多数であり、空冷式であっても
酸化剤ガスとして用いられる空気の量を増やす方式のも
のしかみられない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、水冷式（もし
くは冷媒による液冷式）ではセパレータ中やセパレータ
の間に冷却水を通すための管が必要となり、スタックが
複雑になる。また、セルの熱によって暖まった冷却水を
冷やす二次冷却系や冷却水を循環させるためのポンプが
必要となり、装置の寸法が大きくなる等の欠点をもつ。
くは冷媒による液冷式）ではセパレータ中やセパレータ
の間に冷却水を通すための管が必要となり、スタックが
複雑になる。また、セルの熱によって暖まった冷却水を
冷やす二次冷却系や冷却水を循環させるためのポンプが
必要となり、装置の寸法が大きくなる等の欠点をもつ。
【０００４】更に、酸化剤ガスである空気の量を増やし
セルを冷却する方法は、簡単であって小さなスタック等
に適する方法である。しかし、イオン交換膜を使用する
燃料電池では水分の管理が重要であり発電性能を左右す
るため、空気を多量に流しセルを乾燥させてしまうこと
は望ましくない。
セルを冷却する方法は、簡単であって小さなスタック等
に適する方法である。しかし、イオン交換膜を使用する
燃料電池では水分の管理が重要であり発電性能を左右す
るため、空気を多量に流しセルを乾燥させてしまうこと
は望ましくない。
【０００５】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、簡単な構成で、かつセルに触れることなくセ
ルを冷却できる燃料電池を提供することを目的とする。
たもので、簡単な構成で、かつセルに触れることなくセ
ルを冷却できる燃料電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、燃料電池発
電体と、この燃料電池発電体の両面側に夫々設けられた
内部ヘッダー型セパレータとを具備し、前記セパレータ
の両面に燃料ガス供給用溝及び酸化剤ガス供給用溝を夫
々設け、かつ燃料電池発電体を冷却する空気通過用貫通
穴を前記セパレータに設け、発熱量に応じて自然対流あ
るいはファンによる強制空冷のいずれかを選択しえるこ
とを特徴とする燃料電池である。
電体と、この燃料電池発電体の両面側に夫々設けられた
内部ヘッダー型セパレータとを具備し、前記セパレータ
の両面に燃料ガス供給用溝及び酸化剤ガス供給用溝を夫
々設け、かつ燃料電池発電体を冷却する空気通過用貫通
穴を前記セパレータに設け、発熱量に応じて自然対流あ
るいはファンによる強制空冷のいずれかを選択しえるこ
とを特徴とする燃料電池である。
【０００７】
【作用】この発明においては、燃料電池発電体（セル）
を両側から挟むセパレータに上下方向に貫通する冷却用
貫通穴を設けることにより、この貫通穴を通過する空気
が複雑な経路をとったり、セルにふれることなく、セル
を冷却できる。従って、燃料電池の構成をコンパクト化
できる。
を両側から挟むセパレータに上下方向に貫通する冷却用
貫通穴を設けることにより、この貫通穴を通過する空気
が複雑な経路をとったり、セルにふれることなく、セル
を冷却できる。従って、燃料電池の構成をコンパクト化
できる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１（Ａ），
（Ｂ）、図２及び図３を参照して説明する。ここで、図
１（Ａ）はこの発明に係る燃料電池を構成部品ごとに展
開して示す斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ線
に沿う断面図、図２は図１の燃料電池を複数個積層して
なるスタックの斜視図、図３は図２の燃料電池の一構成
要素であるセパレータに設けられた貫通穴の形状を示
す。
（Ｂ）、図２及び図３を参照して説明する。ここで、図
１（Ａ）はこの発明に係る燃料電池を構成部品ごとに展
開して示す斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ線
に沿う断面図、図２は図１の燃料電池を複数個積層して
なるスタックの斜視図、図３は図２の燃料電池の一構成
要素であるセパレータに設けられた貫通穴の形状を示
す。
【０００９】図中の１は、燃料電池発電体（セル）を示
す。このセル１は、セル部１ａとシール材１ｂとから構
成される。前記セル１のシール材１ｂの隅部には、ガス
通過口２が設けられている。前記セル１の両主面側は、
内部ヘッダ型セパレータ３によって挟み付けられる。こ
のセパレータ３の一方の主面の中央部には燃料ガス供給
溝４が上下方向に設けられ、他方の主面の中央部には酸
化剤ガス供給溝５が横方向に設けられている。前記セパ
レータ３の上部隅の一方側には燃料ガス供給孔６が設け
られ、下部隅の一方側には燃料ガス排出孔７が設けられ
ている。また、前記セパレータ３の上部隅の他方側には
酸化剤ガス供給孔８が設けられ、下部隅の他方側には酸
化剤ガス排出孔９が設けられている。前記セパレータ３
には、前記セル１を冷却する冷却用貫通穴10が複数個上
下方向に設けられている。この貫通穴10の平面形状は、
例えば図３（Ａ）に示すように丸穴型となっている。
す。このセル１は、セル部１ａとシール材１ｂとから構
成される。前記セル１のシール材１ｂの隅部には、ガス
通過口２が設けられている。前記セル１の両主面側は、
内部ヘッダ型セパレータ３によって挟み付けられる。こ
のセパレータ３の一方の主面の中央部には燃料ガス供給
溝４が上下方向に設けられ、他方の主面の中央部には酸
化剤ガス供給溝５が横方向に設けられている。前記セパ
レータ３の上部隅の一方側には燃料ガス供給孔６が設け
られ、下部隅の一方側には燃料ガス排出孔７が設けられ
ている。また、前記セパレータ３の上部隅の他方側には
酸化剤ガス供給孔８が設けられ、下部隅の他方側には酸
化剤ガス排出孔９が設けられている。前記セパレータ３
には、前記セル１を冷却する冷却用貫通穴10が複数個上
下方向に設けられている。この貫通穴10の平面形状は、
例えば図３（Ａ）に示すように丸穴型となっている。
【００１０】こうした構成の燃料電池において、燃料ガ
スは燃料ガス供給孔６より投入され、セパレータ３を通
り、燃料ガス供給溝４からセル１に至る。酸化剤ガス
は、酸化剤ガス供給孔８より投入され、セパレータ３を
通り、酸化剤ガス供給溝５よりセルに至る。
スは燃料ガス供給孔６より投入され、セパレータ３を通
り、燃料ガス供給溝４からセル１に至る。酸化剤ガス
は、酸化剤ガス供給孔８より投入され、セパレータ３を
通り、酸化剤ガス供給溝５よりセルに至る。
【００１１】上記構成の燃料電池は、図２に示すように
積層されてスタックとされ、両サイドをフランジ21，22
で挟み、複数個のボルト23により固定される。なお、図
中の24は燃料ガス注入口、25は燃料ガス排出口、26が酸
化剤ガス注入口、27は酸化剤ガス排出口を示す。ここ
で、発熱量の少ないときは自然対流による冷却で、発熱
量が多いときはファン等による強制空冷により冷却す
る。
積層されてスタックとされ、両サイドをフランジ21，22
で挟み、複数個のボルト23により固定される。なお、図
中の24は燃料ガス注入口、25は燃料ガス排出口、26が酸
化剤ガス注入口、27は酸化剤ガス排出口を示す。ここ
で、発熱量の少ないときは自然対流による冷却で、発熱
量が多いときはファン等による強制空冷により冷却す
る。
【００１２】しかして、上記実施例に係る燃料電池によ
れば、燃料電池発電体（セル）１を両側から挟むセパレ
ータ３に上下方向に貫通する丸穴型の冷却用貫通穴10を
設けた構成になっているため、この貫通穴10を通過する
空気が複雑な経路をとることなく、またセル１にふれる
ことなく、セルを冷却できる。従って、燃料電池の構成
をコンパクト化できる。
れば、燃料電池発電体（セル）１を両側から挟むセパレ
ータ３に上下方向に貫通する丸穴型の冷却用貫通穴10を
設けた構成になっているため、この貫通穴10を通過する
空気が複雑な経路をとることなく、またセル１にふれる
ことなく、セルを冷却できる。従って、燃料電池の構成
をコンパクト化できる。
【００１３】なお、上記実施例では、冷却用貫通穴とし
て図３（Ａ）に示すように丸穴型のものを形成した場合
について述べたが、これに限らず、図３（Ｂ）に示す如
くライフル型平面形状の貫通穴１０でもよい。また、図
３（Ｃ）の如く、銅などの熱伝導率の高い材料を用いて
ヒートシンク３１を作り、そのヒートシンク３１を貫通
穴につけたもの（ヒートシンク型）等でもよい。更に、
上記貫通穴は上記実施例のように上下方向に貫通されて
いる必要はなく、横方向に貫通していてもよい。
て図３（Ａ）に示すように丸穴型のものを形成した場合
について述べたが、これに限らず、図３（Ｂ）に示す如
くライフル型平面形状の貫通穴１０でもよい。また、図
３（Ｃ）の如く、銅などの熱伝導率の高い材料を用いて
ヒートシンク３１を作り、そのヒートシンク３１を貫通
穴につけたもの（ヒートシンク型）等でもよい。更に、
上記貫通穴は上記実施例のように上下方向に貫通されて
いる必要はなく、横方向に貫通していてもよい。
【００１４】以上詳述したようにこの発明によれば、簡
単な構成で、かつセルに触れることなくセルを冷却でき
る燃料電池を提供できる。
単な構成で、かつセルに触れることなくセルを冷却でき
る燃料電池を提供できる。
【図１】この発明の一実施例に係る燃料電池の説明図で
あり、図１（Ａ）はこの発明に係る燃料電池を構成部品
ごとに展開して示す斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の
Ｘ−Ｘ線に沿う断面図。
あり、図１（Ａ）はこの発明に係る燃料電池を構成部品
ごとに展開して示す斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の
Ｘ−Ｘ線に沿う断面図。
【図２】図１の燃料電池を複数個積層してなるスタック
の斜視図。
の斜視図。
【図３】図３は図１の燃料電池の一構成要素であるセパ
レータに設けられた貫通穴の形状の平面図。
レータに設けられた貫通穴の形状の平面図。
１…燃料電池発電体（セル）、３…セパレータ、４…燃
料ガス供給溝、５…酸化剤ガス供給溝、６…燃料ガス供
給孔、７…燃料ガス排出孔、８…酸化剤ガス供給孔、９
…酸化剤ガス排出孔、10…冷却用貫通穴、21，22…フラ
ンジ、23…ボルト、31…ヒートシンク。
料ガス供給溝、５…酸化剤ガス供給溝、６…燃料ガス供
給孔、７…燃料ガス排出孔、８…酸化剤ガス供給孔、９
…酸化剤ガス排出孔、10…冷却用貫通穴、21，22…フラ
ンジ、23…ボルト、31…ヒートシンク。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 内田 聡
長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重
工業株式会社長崎造船所内
(56)参考文献 特開 平２−129858（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−136778（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−154181（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−66574（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/02
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料電池発電体と、この燃料電池発電体
の両面側に夫々設けられた内部ヘッダー型セパレータと
を具備し、前記セパレータの両面に燃料ガス供給用溝及
び酸化剤ガス供給用溝を夫々設け、かつ燃料電池発電体
を冷却する空気通過用貫通穴を前記セパレータに設け、
発熱量に応じて自然対流あるいはファンによる強制空冷
のいずれかを選択しえることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】 銅からなるヒートシンクが前記貫通穴に
埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17849592A JP3372268B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17849592A JP3372268B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620708A JPH0620708A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3372268B2 true JP3372268B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=16049456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17849592A Expired - Lifetime JP3372268B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3372268B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3700642B2 (ja) * | 2001-12-11 | 2005-09-28 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池 |
| FR2861896B1 (fr) * | 2003-10-31 | 2006-02-03 | Snecma Moteurs | Structure pour pile a combustible |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP17849592A patent/JP3372268B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620708A (ja) | 1994-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021015 |
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