JP4590184B2 - 電池スタックアッセンブリに一体化された空調補助方式の水回収装置 - Google Patents
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- 燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
燃料電池スタックアッセンブリは、さらに、
前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドと、
前記主要空気流路を通過した後の前記空気である少なくとも部分的に水で飽和した排出気体から水を前記補助空気流路において凝縮させる補助冷却が必要ない場合は前記空気マニホールドから前記排出気体を選択的に排出し、かつ、前記補助冷却が必要な場合は前記補助空気流路に前記排出気体を流す手段と、
を備え、前記排出気体が前記補助空気流路を通って流れかつ補助冷却剤が前記補助冷却剤流路を通って流れることで、前記排出気体が冷却され、前記排出気体から水が凝縮することを特徴とする燃料電池スタックアッセンブリ。 - 前記複数のスタック板は、前記主要電池スタック部の表面を画定しており、前記空気マニホールドは、該表面の一部に沿って配置されていることを特徴とする請求項1記載のアッセンブリ。
- 前記補助冷却剤流路は、前記主冷却剤流路とは異なる冷却剤供給源と連通していることを特徴とする請求項1記載のアッセンブリ。
- 前記主要電池スタック部は、立体構造を有しており、前記補助冷却剤スタック部は、前記立体構造内に位置するかあるいは前記立体構造から一方向に延在することを特徴とする請求項1記載のアッセンブリ。
- 燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
前記主要空気流路と連通しかつ冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
積層された複数の電池スタック板と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
各電池スタック板は、第一の板部と、第二の板部とを有し、
前記第一の板部は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記第二の板部は、前記主要空気流路と同じ側の一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
前記主要空気流路を通過した後の空気である少なくとも部分的に水で飽和した排出気体が前記補助空気流路を通って流れかつ補助冷却剤が前記補助冷却剤流路を通って流れることで、前記排出気体が冷却され、前記排出気体から水が凝縮することを特徴とする燃料電池スタックアッセンブリ。 - 前記複数の電池スタック板は、前記主要電池スタック部によって画定される上面と、前記補助冷却剤スタック部によって画定される底面とを有する実質的に直方体の外形を画定し、前記主要空気流路は、前記上面から前記補助空気流路へと延在し、さらに該補助空気流路は、前記主要空気流路から前記底面へと延在することを特徴とする請求項5記載のアッセンブリ。
- 前記上面に配置されかつ前記主要空気流路と連通して空気を該主要空気流路へと流す空気入口マニホールドと、前記底面に配置されかつ前記補助空気流路と連通して該補助空気流路から空気を受け取る空気出口マニホールドとをさらに備えることを特徴とする請求項6記載のアッセンブリ。
- 燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
さらに、前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドを備える燃料電池スタックアッセンブリを提供し、
前記燃料流路を通して燃料を流し、かつ前記主要空気流路を通して空気を流すことによって、前記燃料電池スタックアッセンブリから電気を生成し、かつ前記主要空気流路から少なくとも部分的に水で飽和した排出気体を生成し、
前記空気マニホールドを通して前記補助空気流路に前記排出気体を流し、かつ前記補助冷却剤流路を通して補助冷却剤を流すことによって、前記排出気体を冷却し、前記排出気体から水を凝縮させる、
ことを含むことを特徴とする、燃料電池スタックアッセンブリからの水回収を高める方法。 - 燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
さらに、前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドを備える燃料電池スタックアッセンブリを提供し、
前記燃料流路を通して燃料を流し、かつ前記主要空気流路を通して空気を流すことによって、前記燃料電池スタックアッセンブリから電気を生成し、かつ前記主要空気流路から少なくとも部分的に水で飽和した排出気体を生成し、
前記補助空気流路を通して前記排出気体を流し、かつ前記補助冷却剤流路を通して補助冷却剤を流すことによって、前記排出気体を冷却し、前記排出気体から水を凝縮させる、
ことを含む、燃料電池スタックアッセンブリからの水回収を高める方法であって、
前記複数のスタック板は、実質的に直方体の形状を画定しており、前記空気マニホールドを前記直方体の形状の側面に沿って配置し、また前記排出気体から水を前記補助空気流路において凝縮させる補助冷却が必要ない場合は前記空気マニホールドから前記排出気体を選択的に排気し、前記補助冷却が必要な場合は前記補助空気流路に前記排出気体を流すことをさらに含むことを特徴とする方法。 - 燃料電池のカソード電極に供給される空気が流れる主要空気流路と、燃料電池のアノード電極に供給される燃料が流れる燃料流路と、主要電池スタック部を冷却する主冷却剤が流れる主冷却剤流路とを備える、主要電池スタック部と、
冷却される空気が流れる補助空気流路と、補助冷却剤スタック部を冷却する補助冷却剤が流れる補助冷却剤流路とを備える、補助冷却剤スタック部と、
を備える燃料電池スタックアッセンブリであって、
前記主要電池スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記主要空気流路を画定し、他方の面に前記燃料流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記主冷却剤流路を画定し、
前記補助冷却剤スタック部は、積層された複数のスタック板を備え、
各スタック板は、一方の面に前記補助空気流路を画定し、内部通路および内部通路の両端とそれぞれ連通する貫通路によって前記補助冷却剤流路を画定し、
燃料電池スタックアッセンブリは、さらに、前記主要空気流路を前記補助空気流路と連通させて前記主要空気流路から該主要空気流路を通過した後の空気を受け取りこれを前記補助空気流路へと流す空気マニホールドを備えており、
前記複数のスタック板は、前記主要電池スタック部の表面を画定しており、前記空気マニホールドは、該表面の一部に沿って配置され、前記主要空気流路の出口が、前記空気マニホールドと連通しており、該空気マニホールドは、前記補助空気流路の入口と連通しており、
前記主要空気流路を通過した後の前記空気である少なくとも部分的に水で飽和した排出気体が前記補助空気流路を通って流れかつ補助冷却剤が前記補助冷却剤流路を通って流れることで、前記排出気体が冷却され、前記排出気体から水が凝縮することを特徴とする燃料電池スタックアッセンブリ。
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