JP5332199B2 - Piping structure for fuel cell stack - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池スタック用配管に関し、特に、燃料電池スタックに燃料ガス、酸化剤ガス、冷却媒体等の流体を供給するための配管に関する。 The present invention relates to fuel cell stack piping, and more particularly to piping for supplying fluid such as fuel gas, oxidant gas, and cooling medium to the fuel cell stack.
近年、環境に配慮した自動車として、駆動源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド自動車が普及しつつあり、また、モータだけを駆動源とする電気自動車や燃料電池自動車についても実用化に向けて研究開発が進められている。そのなかでも、燃料電池自動車は、燃料電池内における燃料ガスである例えば水素と酸化剤ガスである例えば酸素との電気化学反応によって取り出される電力でモータを駆動するものであり、上記電気化学反応によって生成されるのは水だけであることから究極のエコカーとして注目されている。 In recent years, hybrid vehicles that use both an engine and a motor as driving sources are becoming popular as environmentally friendly vehicles, and electric vehicles and fuel cell vehicles that use only motors as driving sources are also being studied for practical use. Development is underway. Among them, a fuel cell vehicle drives a motor with electric power taken out by an electrochemical reaction between a fuel gas in the fuel cell, for example, hydrogen and an oxidant gas, for example, oxygen. It is attracting attention as the ultimate eco car because only water is produced.
上記燃料電池は、通常、発電電圧が小さい燃料電池単セルを複数積層して直列接続したスタックをエンドプレートで積層方向両側から挟持して構成される。そして、エンドプレートに形成された供給口に接続される配管を介して、燃料ガスとしての水素、酸化剤ガスとしての酸素を含む空気、および、上記電気化学反応に伴う発熱によって昇温する燃料電池セルを冷却するための冷却媒体、例えばLLC(Long Life Coolant)がスタックに供給される。 The fuel cell is usually configured by stacking a plurality of fuel cell single cells each having a low generated voltage and connecting them in series with end plates sandwiched from both sides in the stacking direction. And the fuel cell heated by the heat generated by the above-mentioned electrochemical reaction through the pipe connected to the supply port formed in the end plate and the hydrogen as the fuel gas, the oxygen containing oxygen as the oxidant gas A cooling medium for cooling the cell, for example, LLC (Long Life Coolant) is supplied to the stack.
スタック内には、各燃料電池セルに燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体をそれぞれ供給するための各供給マニホールドと、各燃料電池セルから排出された燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体をスタック外へ排出するための各排出マニホールドとが、セル積層方向に貫通して設けられている。 Within the stack, each supply manifold for supplying fuel gas, oxidant gas and cooling medium to each fuel cell, and fuel gas, oxidant gas and cooling medium discharged from each fuel cell are placed outside the stack. Each discharge manifold for discharging to the center is provided penetrating in the cell stacking direction.
各燃料電池セルには、燃料ガス供給マニホードから水素が供給されるとともに、酸化剤ガス供給マニホールドから酸素を含む空気が供給され、これらの水素と酸素とが固体高分子電解質膜を介して電気化学反応することにより発電するとともに水が生成される。各燃料電池セルで発電された電力は、スタックの積層方向両端に設けられた集電板を介して取り出される。 Each fuel cell is supplied with hydrogen from a fuel gas supply manifold, and is supplied with oxygen-containing air from an oxidant gas supply manifold, and these hydrogen and oxygen are electrochemically passed through a solid polymer electrolyte membrane. By reacting, power is generated and water is generated. The electric power generated in each fuel cell is taken out through current collecting plates provided at both ends of the stack in the stacking direction.
各燃料電池セルから排出された廃水素ガスと反応生成水を含む廃空気とは、燃料ガス排出マニホールドおよび酸化剤ガス排出マニホールドを介してスタック外にそれぞれ排出される。また、冷却媒体供給マニホールドから各燃料電池セルに供給された冷却媒体は、燃料電池セルを通過する際に反応により生じる熱で昇温したセルを冷却した後、冷却媒体排出マニホールドを介してスタック外に排出される。 Waste hydrogen gas discharged from each fuel cell and waste air containing reaction product water are discharged out of the stack through the fuel gas discharge manifold and the oxidant gas discharge manifold. In addition, the cooling medium supplied from the cooling medium supply manifold to each fuel cell cools the cell heated by the heat generated by the reaction when passing through the fuel cell, and then the outside of the stack via the cooling medium discharge manifold. To be discharged.
上記のような燃料電池スタックにおいて、同一構成を有する複数のスタックをセル積層方向が互いに平行になるように横並びで配置されている場合がある。例えば特許文献1には、4つのスタックをマトリックス位置に配設し、各2つのスタック間に設けた燃料給排部材を介して各スタックに燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体をそれぞれ供給するようにしたことで、各スタックについての燃料ガス等の供給経路および排出経路流体の分岐点の数、分岐点からの距離が全く同一となって、それぞれの流体の均一な分配が保証され、燃料電池の性能を向上することができることが記載されている。 In the fuel cell stack as described above, a plurality of stacks having the same configuration may be arranged side by side so that the cell stacking directions are parallel to each other. For example, in Patent Document 1, four stacks are arranged at a matrix position, and fuel gas, oxidant gas, and cooling medium are supplied to each stack via a fuel supply / discharge member provided between the two stacks. As a result, the number of branch points and the distance from the branch point of the supply path and the discharge path fluid of the fuel gas and the like for each stack are completely the same, and the uniform distribution of the respective fluids is ensured. It is described that the performance of can be improved.
しかしながら、同一構成の複数のスタックを並設した燃料電池スタックにおいて、流体主配管から分岐部で分岐させた分岐配管を介して各スタックへ流体を分配供給しようとするとき、燃料電池スタックが搭載される車両における搭載位置や他の車両構成要素との関係等の理由で、上記分岐部を各スタックの流体供給口から等距離に配置できない場合があり、その場合には各スタックへの流体供給が不均一になってしまうという課題がある。 However, in a fuel cell stack in which a plurality of stacks having the same configuration are arranged side by side, when a fluid is distributed and supplied to each stack via a branch pipe branched from a fluid main pipe at a branch portion, the fuel cell stack is mounted. The above-mentioned branching part may not be arranged at the same distance from the fluid supply port of each stack due to the mounting position in the vehicle and the relationship with other vehicle components, etc. There is a problem of non-uniformity.
そこで、本発明の目的は、流体主配管から分岐配管が分岐する分岐部を各スタックから等距離に配置できない場合であっても、各スタックへの流体の均一供給を可能にする燃料電池スタック用配管を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is for a fuel cell stack that enables a uniform supply of fluid to each stack even when the branch portions where the branch pipe branches from the fluid main pipe cannot be arranged at an equal distance from each stack. To provide piping.
本発明に係る燃料電池スタック用配管は、複数の燃料電池セルを積層したスタックを挟持部材で挟持してそれぞれ構成される第1積層体および第2積層体を横並びで備える燃料電池スタックの前記各積層体に対し、セル積層方向の同一側端部からガスまたは液体である流体を供給する配管であって、主配管と、この主配管から分岐部を介して分岐し、第1積層体の流体供給口に接続される第1配管および第2積層体の流体供給口に接続される第2配管とを有し、第1配管は、第2配管よりも流路長が短く、かつ第1配管に内部を流れる流体について圧力損失を生じさせる圧力損失部が設けられており、
前記第1配管は分断箇所を含んでおり、前記分断箇所は、配管材料よりも低剛性材料からなる筒状部材を介して接続されており、前記圧力損失部は、前記分断箇所に臨む配管端部を前記第1配管の他の部分よりも横断面積を小さくした絞り部で構成されるか、または、前記分断箇所において前記筒状部材の内周面から径方向内側へ突出した凸部により前記第1配管の他の部分よりも横断面積を小さくした絞り部で構成されることを特徴とする。
Piping for a fuel cell stack according to the present invention, each of the fuel cell stack comprising each configured first laminate is sandwiched between a stack of a plurality of fuel cells in the clamping member and the second stack side by side A pipe for supplying a fluid, which is a gas or a liquid, from the same side end in the cell stacking direction to the stacked body, and is branched from the main pipe through the branch portion, and the fluid of the first stacked body A first pipe connected to the supply port and a second pipe connected to the fluid supply port of the second stacked body, and the first pipe has a shorter channel length than the second pipe, and the first pipe. Is provided with a pressure loss part that causes a pressure loss for the fluid flowing inside ,
The first pipe includes a part to be cut, and the part to be cut is connected via a cylindrical member made of a material having a rigidity lower than that of the pipe material, and the pressure loss portion is a pipe end facing the part to be cut. The portion is constituted by a throttle part having a smaller cross-sectional area than the other part of the first pipe, or by a convex part protruding radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical member at the dividing location. than other portions of the first pipe is composed of smaller the throttle section the cross-sectional area, characterized in Rukoto.
本発明に係る燃料電池スタック用配管において、前記第2配管によって前記第2積層体に供給される流体は冷却媒体であり、前記第2配管から分岐して冷却媒体を分流して排気排水弁に流す第1バイパス配管と、前記排気排水弁から排出された冷却媒体を前記第2配管に合流させる第2バイパス配管とを含んでもよい。
In the fuel cell stack pipe according to the present invention, the fluid supplied to the second stacked body by the second pipe is a cooling medium, and branches from the second pipe to divert the cooling medium to the exhaust drain valve. You may include the 1st bypass piping to flow and the 2nd bypass piping which joins the cooling medium discharged from the exhaust drain valve to the 2nd piping .
また、本発明に係る燃料電池スタック用配管において、前記第1バイパス配管は、前記燃料電池スタックから排出された廃燃料ガスから反応生成水を分離する気液分離器に固定されたクランプ部に嵌め込まれて支持されていてもよい。 In the fuel cell stack pipe according to the present invention, the first bypass pipe is fitted in a clamp portion fixed to a gas-liquid separator that separates reaction product water from waste fuel gas discharged from the fuel cell stack. May be supported .
本発明に係る燃料電池スタック用配管によれば、主配管から分岐部を介して分岐する第1および第2配管について、第1配管は第2配管よりも流路長が短く、かつ内部を流れる流体に圧力損失を生じさせる圧力損失部が設けられていることで、分岐部が各スタックの流体供給口から等距離に配置されていなくても、圧力損失部によって第1配管を流れる流体に圧力損失を生じさせることにより、各スタックの流体供給口に到達する際の圧力(すなわち流量)を均一にすることができ、その結果、各スタックへの流体の等分配が可能になり、各スタックの同一性能での発電動作を保証することができる。 According to the fuel cell stack pipe according to the present invention, for the first and second pipes that branch from the main pipe via the branch portion, the first pipe has a shorter channel length than the second pipe and flows inside. By providing a pressure loss part that causes a pressure loss in the fluid, even if the branch part is not arranged at an equal distance from the fluid supply port of each stack, pressure is applied to the fluid flowing through the first pipe by the pressure loss part. By causing a loss, the pressure (ie, the flow rate) when reaching the fluid supply port of each stack can be made uniform, and as a result, the fluid can be equally distributed to each stack. Power generation operation with the same performance can be guaranteed.
また、第1配管に分断箇所を設け、この分断箇所を配管材料よりも低剛性材料からなる筒状部材を介して接続する構成とすれば、第1配管の端部にあるスタック接続部と第2配管の端部にあるスタック接続部との間の距離の製造寸法誤差を筒状部材による連結部で吸収または許容することができ、燃料電池スタック用配管の製造が容易になる。 Further, if the first pipe is provided with a dividing portion and the dividing portion is connected via a cylindrical member made of a material having a rigidity lower than that of the piping material, the stack connecting portion at the end portion of the first piping and the first pipe are connected. The manufacturing dimensional error of the distance between the stack connecting portions at the ends of the two pipes can be absorbed or allowed by the connecting part by the tubular member, and the manufacturing of the fuel cell stack pipes becomes easy.
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like.
図1は、本発明の一実施形態である燃料電池スタック用配管10,12,14が接続されている燃料電池スタック1の平面図である。燃料電池スタック1の端部には、酸化剤ガスである酸素を含む空気を供給するための空気供給配管10、燃料ガスである水素を供給するための水素供給配管12、およびLLC等の冷却媒体を供給するための冷却媒体供給配管14が接続されている。
FIG. 1 is a plan view of a fuel cell stack 1 to which fuel
燃料電池スタック1は、第1スタック16および第2スタック18を備える。第1スタック16は、複数の燃料電池セル20をその厚み方向に積層して構成されている。燃料電池セル20は、固体高分子電解質膜をそれぞれ導電性と通気性がある燃料電極層および酸化電極層で挟み、さらに、冷却媒体が流れる冷媒流路を有するセパレータを燃料電極層および酸化電極層の少なくとも一方側に配置して構成される。第2スタック18もまた、第1スタック16と同一構成を有する。
The fuel cell stack 1 includes a
第1スタック16の内部には、矢印Aで示すセル積層方向に沿って、水素供給マニホールド22a、水素排出マニホールド22b、空気供給マニホールド24a、空気排出マニホールド24b、冷媒供給マニホールド26a、および、冷媒排出マニホールド26bがそれぞれ貫通形成されている。なお、図1において、水素供給マニホールド22aと空気排出マニホールド24b、空気供給マニホールド24aと水素排出マニホールド22b、冷媒供給マニホールド26aと冷媒排出マニホールド26bは、それぞれ横方向(図1の左右方向)にずらして描いてあるが、これは図示および理解を容易にするためであって、図1紙面の奥行き方向に離れて設けられるため、平面図では完全に重なる位置に形成されることができる。
Inside the
第2スタック18についても同様に、水素供給マニホールド22a、水素排出マニホールド22b、空気供給マニホールド24a、空気排出マニホールド24b、冷媒供給マニホールド26a、および、冷媒排出マニホールド26bが形成されているが、供給と排出が第1スタック16とは横方向で左右逆になっている。
Similarly, the
第1スタック16および第2スタック18は、セル積層方向に沿って平行に所定間隔をおいて横並びで配置されており、各スタック16,18の両端がそれぞれ一対の集電板(挟持部材)28a,28b、絶縁板(挟持部材)30a,30b、および、エンドプレート(挟持部材)32a,32bによって挟持されている。エンドプレート32a,32bは、図示しない帯状部材からなるテンションプレートで連結されており、これにより各スタック16,18を挟持する保持力が付与されている。
The
なお、本実施形態における第1スタック16とこれを挟持する各一対の集電板28a,28b、絶縁板30a,30bおよびエンドプレート32a,32bとが本願発明における第1積層体を構成し、本実施形態における第2スタック18とこれを挟持する各一対の集電板28a,28b、絶縁板30a,30bおよびエンドプレート32a,32bとが本願発明における第2積層体を構成する。本実施形態では、絶縁板30a,30bおよびエンドプレート32a,32bは第1スタック16および第2スタック18で共通の一体部材で構成されるが、これに限定されるものではなく、絶縁板およびエンドプレートが第1スタック16と第2スタック18とで別体をなすよう構成されてもよい。
The
各一方の集電板28a、絶縁板30aおよびエンドプレート32aには、第1および第2スタック16,18の各マニホールド22a,22b,24a,24b,26a,26bの一部を構成する貫通穴がそれぞれ形成されており、各マニホールド22a,22b,24a,24b,26a,26bの端部がエンドプレート32aの外側端面に開口形成されている。
Each one of the
図2は空気供給配管10の側面図、図3は図2における空気供給配管10の分岐管近傍の部分断面図である。空気供給配管10は、図示しない空気供給機から空気が供給される主配管40と、主配管40に接続されて二股に分岐する略T字状の分岐管(分岐部)42と、分岐管42に一端がそれぞれ接続される第1配管44および第2配管46とを含む。主配管40、第1配管44および第2配管46はいずれも金属製パイプで形成され、図3に示すように分岐管42に挿入された状態で溶接等により固定されている。
2 is a side view of the
第1配管44および第2配管46の各他端には、2つの取付穴48が形成されたフランジ50が固定されており、取付穴48に挿入されるボルトでフランジ50をエンドプレート32aに締結固定することで空気供給配管10が燃料電池スタック1に取り付けられる。これにより、第1配管44の他端が第1スタック16の空気供給マニホールド24aの端部に接続され、第2配管46の他端が第2スタック18の空気供給マニホールド24aの端部に接続される。
A
図2に示すように、第1配管44は、分岐管42の中心から水平方向で見た流路長L1が第2配管46の流路長L2よりも短く設定されている。すなわち、分岐管42が、第1スタック16の空気供給マニホールド24aの開口端部と第2スタック18の空気供給マニホールド24aの開口端部とに対して不等距離に位置している。また、第1配管44に比べて長い第2配管46は、エンドプレート32aに固定される支持部材52によって支持されている。
As shown in FIG. 2, the
分岐管42は、金属板をプレス成型して製造される半割り形状の2つの部品を鉢合わせ状態で溶接等により接合して形成されている。このように分岐管42をプレス成型品で構成することで、金属塊から切削加工で製造した場合によりも製造工数が少なく安価にできる。また、プレス成型で形成されることで、二股に分かれた分岐枝43a,43bを滑らかに湾曲して分岐する内面43cとなるように形成できる。このように切削加工では製造不能であった滑らかな湾曲分岐流路とすることで、分岐管42で分配される空気流についての圧力損失を低減できる。
The
図3に示すように、第1配管44は、分断箇所54を含んでおり、この分断箇所54は、配管材料である金属材料よりも低剛性材料からなる筒状部材、例えばゴムホース56を介して接続されている。このゴムホース56は、ホース外周に設けられたホースクランプ58,58によって分断箇所54の両側で第1配管44に固定されている。このように第1配管44に分断箇所54を設け、この分断箇所54をゴムホース56で接続することにより、第1配管44の端部にあるフランジ50の取付穴48と第2配管の端部にあるフランジ50の取付穴48との間の距離L3の製造寸法誤差をゴムホース56による連結部で吸収または許容することができ、燃料電池スタック用配管10の製造が容易になる。
As shown in FIG. 3, the
第1配管44の分断箇所54に臨む各配管端部44a,44bは、第1配管44の他の部分よりも横断面積が小さくした絞り部として形成されている。この絞り部によって、第1スタック16へ向けて配管内を流れる空気に圧力損失を生じさせる圧力損失部として機能する。
Each pipe end 44 a, 44 b facing the dividing
なお、上記水素供給配管12および冷却媒体供給配管14もまた、空気供給配管10と同一構成を有しており、水素供給配管12は空気供給配管10と左右逆にした状態で燃料電池スタック1に対して取り付けられる。
Note that the
このように、本実施形態の燃料電池スタック用配管10,12,14によれば、第1配管44は第2配管46よりも流路長が短く、かつ内部を流れる空気に圧力損失を生じさせる圧力損失部が設けられていることで、分岐部42が各スタック16,18の各供給マニホールド22a,24a,26aの供給入口から等距離に配置されていなくても、圧力損失部によって第1配管44を流れる空気、水素、冷却媒体等の流体に圧力損失を生じさせることにより、各スタック16,18の流体供給入口に到達する際の圧力(すなわち流量)を均一にすることができ、その結果、各スタック16,18への流体の等分配が可能になり、各スタック16,18の同一性能での発電動作を保証することができる。
As described above, according to the fuel
なお、上記実施形態では、第1配管44の圧力損失部を配管端部の絞り部として構成したが、本発明の圧力損失部はこれに限定されずに他の形態のものであってもよく、例えば図4に示すように、第1配管44の分断箇所54においてゴムホース56の内周面からホース中心軸方向に突出する凸部で絞り部が構成されてもよい。あるいは、図示しないが、第1配管44の一部分を若干潰すように変形させて絞り部を形成してもよいし、第1配管44を流路方向に湾曲形状に構成して第2配管46よりも大きな圧力損失を生じさせるようにしてもよい。
In the above embodiment, the pressure loss part of the
次に、図5〜7を参照して、冷却媒体供給配管の固定構造について説明する。図5は、燃料電池スタック1を含む燃料電池システム2の部分側面図である。上述したように、燃料電池スタック1には、空気供給配管10の第2配管46を介して空気が第2スタック18に供給され、冷却媒体供給配管14の第2配管46を介して冷却媒体が第2スタック18に供給されるようになっている。
Next, a cooling medium supply pipe fixing structure will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a partial side view of the
この実施形態では、冷却媒体用第2配管46から分岐した第1バイパス配管62が設けられている。第1バイパス配管62は、排気排水弁64に接続されている。冷却媒体用第2配管46から第1バイパス配管62に分流した冷却媒体は、排気排水弁64内を流れることで、排気排水弁64を冷却する。排気排水弁64から排出された冷却媒体は、第2バイパス配管66を介して冷却媒体用第2配管46内を流れる冷却媒体に合流するようになっている。
In this embodiment, a
燃料電池システム2は、燃料電池スタック1の水素排出マニホールド22bから排出された廃水素に含まれる水素と反応生成水とを分離する気液分離器68を備える。気液分離器68で分離された水は、排気排水弁を介してシステム外に排出される。一方、気液分離器68で分離された水素は、未だ高濃度にある水素を再利用するため排気排水弁64を介して水素供給配管12へ送られる。
The
気液分離器68の外面には、板状部材からなり、比較的狭い入口開口部72と、この入口開口部72につながってこの入口開口部72から拡張された円形開口部74とを含むクランプ部70が固定または一体形成されている。第1バイパス配管62は、入口開口部72を介して円形開口部74内に嵌め込まれることによってクランプ部70で支持されている。これにより、内部を流れる冷却媒体の脈動等によって第1バイパス配管62が振動するのを防止できる。なお、クランプ部70は、気液分離器68以外の他の車両構成要素に固定されてもよい。
The outer surface of the gas-
第1バイパス配管62は、比較的硬いゴムホースが用いられることが多いため、クランプ部70内に押し込むときにホースが変形しにくく、ホース外面が傷つくおそれがある。また、気液分離器68の振動がクランプ部70に伝播することで、クランプ部70の円形開口部74の縁部と第1バイバス配管62の外周面とが上記振動によって擦れて、やはりホース外面が傷つくおそれがある。
Since the
そこで、クランプ部70に嵌め込まれる位置に対応する第1バイパス配管62の外周部に、図6,7に示すように、例えばスポンジゴム等からある円筒状の弾性部材76を外装するとともに、この弾性部材76の外周を耐摩擦部材78で被覆してある。この耐摩擦部材78は、例えばナイロン等の化学繊維を編みこんで構成されるネットプロテクタまたはフレックスガードで構成され、耐摩擦性に優れている。
Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, a cylindrical
このような弾性部材76および耐摩擦部材78で第1バイパス配管62を被覆保護することで、第1バイパス配管62をクランプ部70に押し込むとき、入口開口部72を通過する際に弾性部材76がつぶれ変形することによりクランプ部70内の円形開口部74への嵌め込みが容易になるとともに、耐摩擦部材78によってクランプ挿入時の入口開口部72との擦れやクランプ部70の振動によって第1バイパス配管62の外周部が損傷するのを防止できる。
By covering and protecting the
なお、上述した実施形態では、流体の供給と排出をセル積層方向の同一側端部から行う例について説明したが、本発明に係る燃料電池スタック用配管は、流体の供給と排出とをセル積層方向における異なる端部で行うタイプの燃料電池スタックにも適用可能である。 In the above-described embodiment, the example in which the fluid supply and discharge are performed from the same side end in the cell stacking direction has been described. However, the fuel cell stack pipe according to the present invention performs the fluid supply and discharge in the cell stacking. It is also applicable to fuel cell stacks of the type that are performed at different ends in the direction.
1 燃料電池スタック、2 燃料電池システム、10 空気供給配管、12 水素供給配管、14 冷却媒体供給配管、16 第1スタック、18 第2スタック、20 燃料電池セル、22a 水素供給マニホールド、22b 水素排出マニホールド、24a 空気供給マニホールド、24b 空気排出マニホールド、26a 冷媒供給マニホールド、26b 冷媒排出マニホールド、28a,28b 集電板、30a,30b 絶縁板、32a,32b エンドプレート、40 主配管、42 分岐管、43a,43b 分岐枝、43c 内面、44 第1配管、44a,44b 第1配管の分断箇所における配管端部、46 第2配管、48 取付穴、50 フランジ、52 支持部材、54 分断箇所、56 ゴムホース、58 ホースクランプ、62 第1バイパス配管、64 排気排水弁、66 第2バイパス配管、68 気液分離器、70 クランプ部、72 入口開口部、74 円形開口部、76 弾性部材、78 耐摩擦部材。L1,L2 流路長、L3 距離。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell stack, 2 Fuel cell system, 10 Air supply piping, 12 Hydrogen supply piping, 14 Cooling medium supply piping, 16 1st stack, 18 2nd stack, 20 Fuel cell, 22a Hydrogen supply manifold, 22b
Claims (3)
前記第1配管は分断箇所を含んでおり、前記分断箇所は、配管材料よりも低剛性材料からなる筒状部材を介して接続されており、前記圧力損失部は、前記分断箇所に臨む配管端部を前記第1配管の他の部分よりも横断面積を小さくした絞り部で構成されるか、または、前記分断箇所において前記筒状部材の内周面から径方向内側へ突出した凸部により前記第1配管の他の部分よりも横断面積を小さくした絞り部で構成されることを特徴とする燃料電池スタック用配管。 To each stack of the fuel cell stack comprising a plurality of first stacked body each constructed by sandwiching a laminated stack of fuel cells in the clamping member and the second stack side by side, the same side of the cell lamination direction A pipe for supplying a fluid that is a gas or a liquid from an end, the main pipe, a first pipe branched from the main pipe via a branch portion, and connected to the fluid supply port of the first laminate; A second pipe connected to the fluid supply port of the two-layered body, the first pipe has a flow path length shorter than that of the second pipe, and causes a pressure loss with respect to the fluid flowing inside the first pipe. There is a pressure loss part ,
The first pipe includes a part to be cut, and the part to be cut is connected via a cylindrical member made of a material having a rigidity lower than that of the pipe material, and the pressure loss portion is a pipe end facing the part to be cut. The portion is constituted by a throttle part having a smaller cross-sectional area than the other part of the first pipe, or by a convex part protruding radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical member at the dividing location. pipe for a fuel cell stack, characterized in Rukoto consists of narrowed portion of reduced cross-sectional area than other portions of the first pipe.
前記第2配管によって前記第2積層体に供給される流体は冷却媒体であり、前記第2配管から分岐して冷却媒体を分流して排気排水弁に流す第1バイパス配管と、前記排気排水弁から排出された冷却媒体を前記第2配管に合流させる第2バイパス配管とを含むことを特徴とする燃料電池スタック用配管。 The fuel cell stack pipe according to claim 1,
A fluid supplied to the second laminate by the second pipe is a cooling medium, a first bypass pipe which branches from the second pipe and divides the cooling medium and flows to the exhaust drain valve, and the exhaust drain valve And a second bypass pipe for joining the cooling medium discharged from the second pipe to the second pipe.
前記第1バイパス配管は、前記燃料電池スタックから排出された廃燃料ガスから反応生成水を分離する気液分離器に固定されたクランプ部に嵌め込まれて支持されていることを特徴とする燃料電池スタック用配管。 The fuel cell stack pipe according to claim 2 ,
The first bypass pipe is fitted and supported by a clamp portion fixed to a gas-liquid separator that separates reaction product water from waste fuel gas discharged from the fuel cell stack. Piping for stack.
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