JP7011041B2 - 角度オフセットフローチャネルを具備する燃料電池ユニット - Google Patents
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Description
Claims (12)
- スタック構造で配置された複数のフロープレートアセンブリを有する燃料電池ユニットにおいて、
各フロープレートアセンブリは同一のフロープレート(300)および膜電極アセンブリ(400/401/402)を有し、
各フロープレート(300)は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、
上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有し、
各膜電極アセンブリ(400/401/402)は上記波形プレートの上記第1の表面に配置され、
各フロープレートアセンブリは、さらに、流体マニホールド周辺プレート(200/800)を有し、当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを具備し、
各フロープレートは2n個(nは3以上の整数)の辺を有する多角形フローフィールドを有し、隣接するフロープレートアセンブリは360度を2nで割った角度のオフセット角度で配置されることを特徴とする燃料電池ユニット。 - 各フロープレートアセンブリはさらに上記流体マニホールド周辺プレート(200/800)の第1の表面に配置される電池間シール要素(801)を有する請求項1記載の燃料電池ユニット。
- 各フロープレートアセンブリの上記電池間シール要素(801)は、上記流体マニホールド周辺プレート(200/800)のシール保持機構(802)内に保持される請求項2記載の燃料電池ユニット。
- 上記燃料電池ユニットはスタック構造で配置される2つのフロープレートアセンブリを具備する請求項1~3のいずれかに記載の燃料電池ユニット。
- スタック構造で配置された複数のフロープレートアセンブリを有する燃料電池ユニットにおいて、
各フロープレートアセンブリは同一のフロープレート(300)および膜電極アセンブリ(400/401/402)を有し、
各フロープレート(300)は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、
上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有し、
各膜電極アセンブリ(400/401/402)は上記波形プレートの上記第1の表面に配置され、
各フロープレートアセンブリは、さらに、流体マニホールド周辺プレート(200/800)を有し、当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを具備し、
隣接するフロープレートアセンブリはオフセット角度で配置され、
各フロープレートは六角形フローフィールドを有し、かつ2対の側部シール領域(305)を具備し、
各流体マニホールド周辺プレート(200/800)は2対のパススルーマニホールド部分(215)を具備し、
上記オフセット角度は60°であり、
上記燃料電池ユニットはスタック構造で配置される3つのフロープレートアセンブリを具備することを特徴とする記載の燃料電池ユニット。 - スタック構造で配置された複数のフロープレートアセンブリを有する燃料電池ユニットにおいて、
各フロープレートアセンブリは同一のフロープレート(300)および膜電極アセンブリ(400/401/402)を有し、
各フロープレート(300)は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、
上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有し、
各膜電極アセンブリ(400/401/402)は上記波形プレートの上記第1の表面に配置され、
各フロープレートアセンブリは、さらに、流体マニホールド周辺プレート(200/800)を有し、当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを具備し、
隣接するフロープレートアセンブリはオフセット角度で配置され、
各フロープレートは八角形フローフィールドを有し、かつ3対の側部シール領域(305)を具備し、
各流体マニホールド周辺プレート(200/800)は3対のパススルーマニホールド部分(215)を具備し、
上記オフセット角度は45°であり、
上記燃料電池ユニットはスタック構造で配置される4つのフロープレートアセンブリを具備することを特徴とする燃料電池ユニット。 - スタック構造で配置された複数のフロープレートアセンブリを有する燃料電池ユニットにおいて、
各フロープレートアセンブリは同一のフロープレート(300)および膜電極アセンブリ(400/401/402)を有し、
各フロープレート(300)は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、
上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有し、
各膜電極アセンブリ(400/401/402)は上記波形プレートの上記第1の表面に配置され、
各フロープレートアセンブリは、さらに、流体マニホールド周辺プレート(200/800)を有し、当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを具備し、
隣接するフロープレートアセンブリはオフセット角度で配置され、
各フロープレートは十角形フローフィールドを有し、かつ4対の側部シール領域(305)を具備し、
各流体マニホールド周辺プレート(200/800)は4対のパススルーマニホールド部分(215)を具備し、
上記オフセット角度は36°であり、
上記燃料電池ユニットはスタック構造で配置される5つのフロープレートアセンブリを具備することを特徴とする燃料電池ユニット。 - 各フロー流体マニホールド周辺プレート(200/800)の上記入口マニホールド部分(205)は、複数のアノード入口(810)、複数のカソード入口(820)、および1つの冷却剤入口(830)を有し、
各フロー流体マニホールド周辺プレート(200/800)の上記出口マニホールド部分(210)は、複数のアノード出口(811)および複数のカソード出口(821)を有し、
上記複数のアノード入口(810)、上記1つの冷却剤入口(830)、および上記複数のアノード出口(811)は関連するフロープレート(300)の上記アノード流体チャネル(315)の流体的に結合され、
上記複数のカソード入口(820)および上記複数のカソード出口(821)は関連するフロープレート(300)の上記カソードフローチャネル(330)に流体的に結合される請求項1~4のいずれかに記載の燃料電池ユニット。 - 燃料電池ユニットを製造する方法において、上記方法は、
複数の同一のフロープレート(300)であって当該フロープレート(300)の各々は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有する、上記複数の同一のフロープレート(300)を形成するステップと、
複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)であって当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)の各々は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを有する上記複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)を形成するステップと、
複数のフロープレートアセンブリであって、当該フロープレートアセンブリの各々は、上記流体マニホールド周辺プレートのうちの1つの上に配置された上記同一のフロープレートのうちの1つ、および上記波形プレートの上記第1の表面に配置された膜電極アセンブリ(400/401/402)を有する上記複数のフロープレートアセンブリを形成する複数フロープレートアセンブリ形成ステップであって、各フロープレートアセンブリを形成するステップは、上記入口マニホールド部分(205)を上記フロープレート入口領域(310)に係合させるステップと、上記出口マニホールド部分を上記フロープレート出口領域(320)に係合させるステップと、上記1対または複数対のパススルーマニホールド(215)を上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合させるステップとを有する、上記複数フロープレートアセンブリ形成ステップと、
複数の形成された上記フロープレートアセンブリを、隣接するフロープレートアセンブリをオフセット角度で配置させて、組み立てることにより上記燃料電池ユニットを形成するステップとを有し、
各フロープレートは2n個(nは3以上の整数)の辺を有する多角形フローフィールドを有し、隣接するフロープレートアセンブリは360度を2nで割った角度のオフセット角度で配置され、
上記燃料電池ユニットは上記複数のフロープレートアセンブリをスタック構成で組み立てることにより形成されることを特徴とする燃料電池ユニットを製造する方法。 - 燃料電池ユニットを製造する方法において、上記方法は、
複数の同一のフロープレート(300)であって当該フロープレート(300)の各々は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有する、上記複数の同一のフロープレート(300)を形成するステップと、
複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)であって当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)の各々は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを有する上記複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)を形成するステップと、
複数のフロープレートアセンブリであって、当該フロープレートアセンブリの各々は、上記流体マニホールド周辺プレートのうちの1つの上に配置された上記同一のフロープレートのうちの1つ、および上記波形プレートの上記第1の表面に配置された膜電極アセンブリ(400/401/402)を有する上記複数のフロープレートアセンブリを形成する複数フロープレートアセンブリ形成ステップであって、各フロープレートアセンブリを形成するステップは、上記入口マニホールド部分(205)を上記フロープレート入口領域(310)に係合させるステップと、上記出口マニホールド部分を上記フロープレート出口領域(320)に係合させるステップと、上記1対または複数対のパススルーマニホールド(215)を上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合させるステップとを有する、上記複数フロープレートアセンブリ形成ステップと、
複数の形成された上記フロープレートアセンブリを、隣接するフロープレートアセンブリをオフセット角度で配置させて、組み立てることにより上記燃料電池ユニットを形成するステップとを有し、
各フロープレートは2対の側部シール領域(305)を具備する六角形フローフィールドとして形成され、
各流体マニホールド周辺プレート(200/800)は2対のパススルーマニホールド部分(215)とともに形成され、
上記オフセット角度は60°であり、
上記燃料電池ユニットは3つのフロープレートアセンブリをスタック構成で組み立てることにより形成されることを特徴とする燃料電池ユニットを製造する方法。 - 燃料電池ユニットを製造する方法において、上記方法は、
複数の同一のフロープレート(300)であって当該フロープレート(300)の各々は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有する、上記複数の同一のフロープレート(300)を形成するステップと、
複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)であって当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)の各々は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを有する上記複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)を形成するステップと、
複数のフロープレートアセンブリであって、当該フロープレートアセンブリの各々は、上記流体マニホールド周辺プレートのうちの1つの上に配置された上記同一のフロープレートのうちの1つ、および上記波形プレートの上記第1の表面に配置された膜電極アセンブリ(400/401/402)を有する上記複数のフロープレートアセンブリを形成する複数フロープレートアセンブリ形成ステップであって、各フロープレートアセンブリを形成するステップは、上記入口マニホールド部分(205)を上記フロープレート入口領域(310)に係合させるステップと、上記出口マニホールド部分を上記フロープレート出口領域(320)に係合させるステップと、上記1対または複数対のパススルーマニホールド(215)を上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合させるステップとを有する、上記複数フロープレートアセンブリ形成ステップと、
複数の形成された上記フロープレートアセンブリを、隣接するフロープレートアセンブリをオフセット角度で配置させて、組み立てることにより上記燃料電池ユニットを形成するステップとを有し、
各フロープレートは3対の側部シール領域(305)を具備する八角形フローフィールドとして形成され、
各流体マニホールド周辺プレート(200/800)は3対のパススルーマニホールド部分(215)とともに形成され、
上記オフセット角度は45°であり、
上記燃料電池ユニットは4つのフロープレートアセンブリをスタック構成で組み立てることにより形成されることを特徴とする燃料電池ユニットを製造する方法。 - 燃料電池ユニットを製造する方法において、上記方法は、
複数の同一のフロープレート(300)であって当該フロープレート(300)の各々は波形プレートを有し、上記波形プレートは当該波形プレートの第1の表面にカソード流体フローチャネル(330)を具備し、当該波形プレートの第2の表面を横切ってアノード流体フローチャネル(315)を具備し、上記カソード流体フローチャネル(330)およびアノード流体フローチャネル(315)はフロープレート入口領域(310)からフロープレート出口領域(320)へと流体フローを提供するように配列され、上記フロープレートはさらに1対または複数対の側部シール領域(305)を有する、上記複数の同一のフロープレート(300)を形成するステップと、
複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)であって当該流体マニホールド周辺プレート(200/800)の各々は、上記フロープレート入口領域(310)に係合するように構成された入り口マニホールド部分(205)、上記フロープレート出口領域(320)に係合するように構成された出口マニホールド部分(210)、および、上記1対または複数対の側部シール領域に係合するように構成された1対または複数対のパススルーマニホールドを有する上記複数の流体マニホールド周辺プレート(200/800)を形成するステップと、
複数のフロープレートアセンブリであって、当該フロープレートアセンブリの各々は、上記流体マニホールド周辺プレートのうちの1つの上に配置された上記同一のフロープレートのうちの1つ、および上記波形プレートの上記第1の表面に配置された膜電極アセンブリ(400/401/402)を有する上記複数のフロープレートアセンブリを形成する複数フロープレートアセンブリ形成ステップであって、各フロープレートアセンブリを形成するステップは、上記入口マニホールド部分(205)を上記フロープレート入口領域(310)に係合させるステップと、上記出口マニホールド部分を上記フロープレート出口領域(320)に係合させるステップと、上記1対または複数対のパススルーマニホールド(215)を上記1対または複数対の側部シール領域(305)に係合させるステップとを有する、上記複数フロープレートアセンブリ形成ステップと、
複数の形成された上記フロープレートアセンブリを、隣接するフロープレートアセンブリをオフセット角度で配置させて、組み立てることにより上記燃料電池ユニットを形成するステップとを有し、
各フロープレートは4対の側部シール領域(305)を具備する十角形フローフィールドとして形成され、
各流体マニホールド周辺プレート(200/800)は4対のパススルーマニホールド部分(215)とともに形成され、
上記オフセット角度は36°であり、
上記燃料電池ユニットは5つのフロープレートアセンブリをスタック構成で組み立てることにより形成されることを特徴とする燃料電池ユニットを製造する方法。
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---|---|---|---|
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