JP5517864B2 - 流れ場プレートアッセンブリ - Google Patents
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Description
この出願は、2009年12月7日に出願された米国仮出願第61/267,387号の優先権の利益を主張するものであり、この仮出願の全てが、ここに参照として全体として取り込まれる。また、この出願は、2010年2月12日に出願された台湾特許出願第099104646号の優先権の利益を主張するものであり、この出願の全てが、ここに参照として全体として取り込まれる。
本出願は、流れ場プレートアッセンブリおよび流れ場プレートアッセンブリを備える燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリに関する。
10 流れ場プレートアッセンブリ
101 第1端部
102 第2端部
110 開口
11 第1マニホールド
111 第1通路
1110 第1突出部
112 第2通路
1120 第2突出部
12 第2マニホールド
13 本体
A 中心軸
B プラグ
B1、B3 第1マニホールド部材
B2、B4 第2マニホールド部材
C 流路
θ 角度
Claims (12)
- 流入流体を受け入れるための流体入口を有し、第1方向に延伸し、前記流入流体の一部を第1方向に沿って移送するための流路を提供する第1マニホールドと、
前記流入流体の一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有し、第2方向に延伸し、前記排出流体の一部を第2方向に沿って移送するための流路を提供する第2マニホールドと、
前記第1マニホールドと前記第2マニホールドとの間に結合される複数の分配流路と、
少なくとも1つの分配流路と、第1通路と、第2通路と、第1突出部と、第2突出部とを有する複数の流れ場プレートユニットと、
前記分配流路の少なくとも1つと結合され、前記分配流路を流れる放出流体の一部と反応することで、電力を発生させる燃料電池装置とを備える流れ場プレートアッセンブリであって、
前記第1マニホールドは、前記第1マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に分配出口を少なくとも1つ有し、かつ、前記第1マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、少なくとも1つの分配出口から放出流体として放出し、
前記第2マニホールドは、少なくとも1つの排出流体入口から、前記排出流体を受け入れ、
前記分配流路は、放出流体の少なくとも一部を分配するための前記分配出口と前記排出流体入口との間に結合され、前記分配流路は、流体分配面に沿って、少なくとも2つの方向に延びた複数の流路セクションを有し、これにより、前記放出流体の一部が、少なくとも一つの分配流路を通り、排出流体の一部として、少なくとも1つの前記排出流体入口まで流れるようになっており、
前記複数の流れ場プレートユニットは、互いに隣接しており、
各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第1突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第1通路が互いに接続されており、かつ、各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第2突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第2通路が互いに接続されており、これにより、互いに接続された前記第1通路の少なくとも一部が前記第1マニホールドを構成し、互いに接続された前記第2通路の少なくとも一部が前記第2マニホールドを構成し、
前記第1方向が、前記流体分配面に平行であり、かつ、前記第2方向が、前記流体分配面に平行であることを特徴とする流れ場プレートアッセンブリ。 - 前記第1マニホールドの一部は、隣り合う流れ場プレートユニットにそれぞれ設けられた各第1突出部間に結合された少なくとも1つのチューブ状延伸部から構成されることを特徴とする請求項1に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
- 前記第1マニホールドは、分配出口としての開口を少なくとも一つ有し、前記開口は、前記第1マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第1マニホールド部分のうち、0°〜180°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項1に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
- 前記第2マニホールドは、前記第2マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた排出流体入口を介して、前記排出流体の一部を受け入れることを特徴とする請求項1に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
- 前記排出流体入口は、前記第2マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた開口からなり、前記開口は、前記第2マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第2マニホールド部分のうち、0°〜180°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項4に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
- 流れ場プレートアッセンブリを少なくとも一つ備える燃料電池システムであって、
流入流体を受け入れるための流体入口を有し、第1方向に延伸し、前記流入流体の一部を第1方向に沿って移送するための流路を提供する第1マニホールドと、
前記流入流体の一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有し、第2方向に延伸し、前記排出流体の一部を第2方向に沿って移送するための流路を提供する第2マニホールドと、
前記第1マニホールドと前記第2マニホールドとの間に結合される複数の分配流路と、
少なくとも1つの分配流路と、第1通路と、第2通路と、第1突出部と、第2突出部とを有する複数の流れ場プレートユニットとを備え、
前記第1マニホールドは、側壁領域の少なくとも一部に分配出口を少なくとも一つ有し、かつ、前記第1マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、少なくとも1つの分配出口から放出流体として放出し、
前記第2マニホールドは、少なくとも1つの排出流体入口から、前記排出流体を受け入れ、
前記分配流路は、放出流体の少なくとも一部を分配するための前記分配出口と前記排出流体入口との間に結合され、前記分配流路は、流体分配面に沿って、少なくとも2つの方向に延びた複数の流路セクションを有し、これにより、前記放出流体の一部が、少なくとも一つの分配流路を通り、排出流体の一部として、少なくとも1つの前記排出流体入口まで流れるようになっており、前記分配流路は、燃料電池セルシステムのプロトン交換膜電極と結合されており、
前記複数の流れ場プレートユニットは、互いに隣接しており、
各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第1突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第1通路が互いに接続されており、かつ、各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第2突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第2通路が互いに接続されており、これにより、互いに接続された前記第1通路の少なくとも一部が前記第1マニホールドを構成し、互いに接続された前記第2通路の少なくとも一部が前記第2マニホールドを構成し、
前記第1方向が、前記流体分配面に平行であり、かつ、前記第2方向が、前記流体分配面に平行であることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記交換膜と前記分配流路との間に、ガス拡散層をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。
- 2つの触媒層、2つのガス拡散層、および2つの分配流路をさらに備え、
前記2つの分配流路は、前記交換膜の側面に対向して形成され、前記2つの分配流路中を流れるガス同士が反応することで、電力を発生するようになっていることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。 - 前記第1マニホールドの一部は、隣り合う流れ場プレートユニットにそれぞれ設けられた各第1突出部間に結合された少なくとも1つのチューブから構成されることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記第1マニホールドは、分配出口としての開口を少なくとも一つ有し、前記開口は、前記第1マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第1マニホールド部分のうち、0°〜180°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記第2マニホールドは、前記第2マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた排出流体入口を介して、排出流体の一部を受け入れることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記排出流体入口は、前記第2マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた開口からなり、前記開口は、前記第2マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第2マニホールド部分のうち、0°〜180°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池システム。
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