JP5127254B2 - 燃料電池およびその電圧測定方法 - Google Patents
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Description
図1〜図6を参照して第1の実施形態の構成を説明する。ここに、図1は燃料電池のカバーを外した状態を示す斜視図、図2は燃料電池の運転状態を示す斜視図、図3は単位電池を示す断面図、図4は燃料電池の酸化剤ガス流通路の形成された平面で切断したときの横断面図、図5は燃料電池の電圧測定端子付近を拡大して示す斜視図、図6は燃料電池の導通部を取り外した運転状態を示す斜視図である。
図7を用いて第2の実施形態の構成を説明する。図7はこの実施形態の燃料電池の運転状態を示す斜視図である。なお第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の燃料電池は、第1の実施形態の燃料電池においてガス室開口部9のガス室カバー12にカバー開口部14をさらに設け、導通部11を、カバー開口部14を通して燃料電池外部に引き出すことでガス室開口部9とガス室カバー12との間の気密性をより容易に確保できる構成とした。ここで、カバー開口部14と導通部11の隙間はシリコンゴム等の弾性体またはパテ状の充填材からなるシール材15により閉塞され空気出口側ガスマニホールド5のガス室52は密閉された状態となる。
図8を用いて第3の実施形態の構成を説明する。図8は第3の実施形態の燃料電池の酸化剤ガス流通路の形成された平面で切断したときの横断面図である。なお第1の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本第3の実施形態の燃料電池は、第1の実施形態の燃料電池においてガス室開口部9とガス室カバー12の代わりにガス室を通過せずに燃料電池積層体に面した部分とガスマニホールドの外部とを貫通する貫通穴16と貫通穴カバー17とシール材18を設置した。
図9、図10を用いて第4の実施形態の構成を説明する。ここで、図9は第4の実施形態の燃料電池の酸化剤ガス流通路の形成された平面で切断したときの横断面図であり、図10はその燃料電池の電圧測定端子を示す斜視図である。なお、第1または第3の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の燃料電池は、第3の実施形態の燃料電池において電位ピン30の代わりに、燃料電池積層体のセパレータの側面方向から酸化剤側セパレータ24または燃料側セパレータ26に接触するように設置された電圧測定端子10により電圧を計測する構成とした。
この発明は前述した各実施形態に限定されるものではない。たとえば、各ガスマニホールドのガス室は各ガスマニホールドにつき各1部屋とする必要はなく、ガス室内に仕切り板を設け、ガス流路を入口側ガス室から出口側ガス室にガスが流通する間に別なガス室を通過して折り返して流れるように構成し、ガスマニホールドの貫通穴を上述の仕切り板の位置に設置してもよい。
2 … 締付板
3 … タイロッド
4 … 空気入口側ガスマニホールド
4a … 仕切り板
5 … 空気出口側ガスマニホールド
5a … 仕切り板
6 … 燃料入口側ガスマニホールド
7 … 燃料出口側ガスマニホールド
8 … 配管部
9 … ガス室開口部
10 … 電圧測定端子
11 … 導通部
12 … ガス室カバー
13 … シール材
14 … カバー開口部
15 … シール材
16 … 貫通穴
17 … 貫通穴カバー
18 … シール材
19 … 電圧測定溝
20 … 電解質膜
21 … カソード電極
22 … アノード電極
23 … 酸化剤ガス流通路
24 … 酸化剤側セパレータ
25 … 燃料ガス流通路
26 … 燃料側セパレータ
27 … 冷却水流通路
30 … 電位ピン
31 … 圧着スリーブ
32 … 絶縁被覆
33 … 絶縁材料
34 … 導電材料
40 … 開口部閉止カバー
50 … 燃料電池積層体
51,52 … ガス室
53 … 冷却水室
55 … 電圧測定装置
57 … ガス室
Claims (14)
- 電解質膜と、この電解質膜の両面側にそれぞれ隣接して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極およびカソード電極にそれぞれ隣接して形成された燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、を具備する単位電池を複数個積層して構成された燃料電池積層体と、
前記燃料電池積層体の側面に隣接して配置され、前記燃料電池積層体の各単位電池それぞれの前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路に燃料および酸化剤を供給するためのガス室を備えたガスマニホールドと、
を有する燃料電池において、
前記ガスマニホールドの少なくとも一つの前記ガス室にはガス室開口部が形成され、前記ガス室開口部を覆い当該ガス室を密閉するガス室カバーが配置されており、前記単位電池の電圧測定部に電圧測定端子が配置され、前記ガスマニホールドの外部に配置された電圧測定装置と前記電圧測定端子とを接続するための導通部が前記ガス室開口部と前記ガス室カバーとの間で気密に挟持され、
前記ガス室カバーは取り外し可能に設けられていること、を特徴とする燃料電池。 - 電解質膜と、この電解質膜の両面側にそれぞれ隣接して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極およびカソード電極にそれぞれ隣接して形成された燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、を具備する単位電池を複数個積層して構成された燃料電池積層体と、
前記燃料電池積層体の側面に隣接して配置され、前記燃料電池積層体の各単位電池それぞれの前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路に燃料および酸化剤を供給するためのガス室を備えたガスマニホールドと、
を有する燃料電池において、
前記ガスマニホールドの少なくとも一つの前記ガス室にはガス室開口部が形成され、前記開口部を覆い当該ガス室を密閉してカバー開口部を有するガス室カバーが配置されており、前記単位電池の電圧測定部に電圧測定端子が配置され、前記ガスマニホールドの外部に配置された電圧測定装置と前記電圧測定端子とを接続するための導通部が前記カバー開口部を貫通し、前記導通部がカバー開口部を貫通する部分が気密に構成され、
前記ガス室カバーは取り外し可能に設けられていること、を特徴とする燃料電池。 - 前記ガス室カバーは着脱可能であって、前記ガス室カバーを外した状態で前記導通部を着脱可能であって、前記導通部を前記電圧測定部から外した状態で前記ガス室開口部を密閉可能な着脱可能の開口部閉止カバーを有すること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池。
- 電解質膜と、この電解質膜の両面側にそれぞれ隣接して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極およびカソード電極にそれぞれ隣接して形成された燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、を具備する単位電池を複数個積層して構成された燃料電池積層体と、
前記燃料電池積層体の側面に隣接して配置され、前記燃料電池積層体の各単位電池それぞれの前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路に燃料および酸化剤を供給するためのガス室を備えたガスマニホールドと、
を有する燃料電池において、
前記ガスマニホールドの少なくとも一箇所に、前記ガス室を通過せずに前記燃料電池積層体の側面部と前記ガスマニホールドの外部とを貫通する貫通穴が形成されており、
前記単位電池の電圧測定部に電圧測定端子が配置され、前記ガスマニホールドの外部に設置された電圧測定装置と前記電圧測定端子とを接続するための導通部が前記貫通穴を通って配置されていること、を特徴とする燃料電池。 - 前記貫通穴を覆い前記貫通穴の内部を密閉することのできる貫通穴カバーを有し、前記導通部が前記貫通穴と前記貫通穴カバーとの間で気密に挟持されていること、を特徴とする請求項4に記載の燃料電池。
- 前記貫通穴を覆い前記貫通穴の内部を密閉することのできる貫通穴カバーを有し、前記導通部が前記貫通穴カバーを貫通して設置されていること、を特徴とする請求項4に記載の燃料電池。
- 前記ガスマニホールドを前記燃料電池積層体に取り付けたままで、前記導通部の着脱が可能に構成されていること、を特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか一項に記載の燃料電池。
- 前記導通部を前記電圧測定部から取り外した状態で前記貫通穴を密閉することのできる着脱可能な貫通穴閉止カバーを有することを特徴とする請求項7に記載の燃料電池。
- 前記単位電池の電圧測定部は前記燃料ガス流通路もしくは酸化剤ガス流通路の少なくとも一つのガス流通路であって、
前記電圧測定端子は、前記電圧測定部に挿入された棒状部を具備すること、
を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の燃料電池。 - 前記単位電池の電圧測定部は、前記燃料ガス流通路もしくは前記酸化剤ガス流通路を構成する部品の少なくとも一つに、前記ガス流通路とは別に前記ガスマニホールドに面して開口した溝もしくは穴状に形成され、
前記電圧測定端子は、前記電圧測定部に挿入された棒状部を具備すること、
を特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の燃料電池。 - 前記電圧測定端子は、前記燃料電池積層体の側面から前記燃料ガス流通路もしくは前記酸化剤ガス流通路を構成する部材の少なくとも一つに接触するように設置された導電性部材を具備すること、を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の燃料電池。
- 電解質膜と、この電解質膜の両面側にそれぞれ隣接して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極およびカソード電極にそれぞれ隣接して形成された燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、を具備する単位電池を複数個積層して構成された燃料電池積層体と、
前記燃料電池積層体の側面に隣接して配置され、前記燃料電池積層体の各単位電池それぞれの前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路に燃料および酸化剤を供給するためのガス室を備えたガスマニホールドと、
を有する燃料電池における単位電池の電圧を測定する方法において、
前記ガスマニホールドの少なくとも一つの前記ガス室にガス室開口部を形成し、
前記ガス室開口部を覆い当該ガス室を密閉するガス室カバーを取り外し可能に配置し、
前記単位電池の電圧測定部に電圧測定端子を配置し、
前記ガスマニホールドの外部に電圧測定装置を配置し、
前記電圧測定装置と電圧測定端子とを接続するための導通部を、前記ガス室開口部と前記ガス室カバーとの間で気密に挟持すること、
を特徴とする燃料電池の電圧測定方法。 - 電解質膜と、この電解質膜の両面側にそれぞれ隣接して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極およびカソード電極にそれぞれ隣接して形成された燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、を具備する単位電池を複数個積層して構成された燃料電池積層体と、
前記燃料電池積層体の側面に隣接して配置され、前記燃料電池積層体の各単位電池それぞれの前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路に燃料および酸化剤を供給するためのガス室を備えたガスマニホールドと、
を有する燃料電池における、単位電池の電圧を測定する方法であって、
前記ガスマニホールドの少なくとも一つの前記ガス室にガス室開口部を形成し、
前記開口部を覆い当該ガス室を密閉してカバー開口部を有するガス室カバーを取り外し可能に配置し、
前記単位電池の電圧測定部に電圧測定端子を配置し、
前記ガスマニホールドの外部に電圧測定装置を配置し、
前記電圧測定装置と電圧測定端子とを接続するための導通部が前記カバー開口部を貫通するように配置し、
前記導通部がカバー開口部を貫通する部分を気密に構成すること、
を特徴とする燃料電池の電圧測定方法。 - 電解質膜と、この電解質膜の両面側にそれぞれ隣接して配置されたアノード電極およびカソード電極と、前記アノード電極およびカソード電極にそれぞれ隣接して形成された燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路と、を具備する単位電池を複数個積層して構成された燃料電池積層体と、
前記燃料電池積層体の側面に隣接して配置され、前記燃料電池積層体の各単位電池それぞれの前記燃料ガス流通路および前記酸化剤ガス流通路に燃料および酸化剤を供給するためのガス室を備えたガスマニホールドと、
を有する燃料電池における単位電池の電圧を測定する方法において、
前記ガスマニホールドの少なくとも一箇所に、前記ガス室を通過せずに前記燃料電池積層体の側面部と前記ガスマニホールドの外部とを貫通する貫通穴を形成し、
前記単位電池の電圧測定部に電圧測定端子を配置し、
前記ガスマニホールドの外部に電圧測定装置を設置し、
前記電圧測定装置と電圧測定端子とを接続するための導通部を、前記貫通穴を通るように配置すること、
を特徴とする燃料電池の電圧測定方法。
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