JPH01105474A - 燃料電池の冷却方法 - Google Patents

燃料電池の冷却方法

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JPH01105474A
JPH01105474A JP62259773A JP25977387A JPH01105474A JP H01105474 A JPH01105474 A JP H01105474A JP 62259773 A JP62259773 A JP 62259773A JP 25977387 A JP25977387 A JP 25977387A JP H01105474 A JPH01105474 A JP H01105474A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池の冷
却方法に関するものである。
［従来の技術］ 現在開発が進められている燃料電池のうち、溶融炭酸塩
型燃料電池は、第３図に示す如く、電解質として溶融炭
酸塩をしみ込ませたタイル（電解質板）１の両面を、カ
ソード（酸素極）２とアノード（燃料極）３の画電極で
挟み、カソード２側に酸化ガスを供給すると共にアノー
ド３側に燃料ガスを供給することによりカソード２とア
ノード３との間で発生する電位差により発電が行われる
ようにしたものを１セルとし、各セルをセパレータ４を
介して多層に積層させるようにしである。
燃料電池は、運転中にタイル１及び電極２，３で発熱す
るので、この発熱を除去しタイル１を適正な温度範囲に
保ち、更に電池内をできる限り均一な温度分布にするこ
とが燃料電池の性能と構造健全性を維持するために必要
である。
そのため、従来では、第３図に示す如く、タイル１を挟
んで流れる酸化ガスＯＧと燃料ガス「Ｇが並行流となる
ようにすると共に、セパレータ４を挟んで流れる酸化ガ
スＯＧと燃料ガスＦＧとは対向流となるようにして、各
セルごとにタイル１を挟んで流れる酸化ガスＯＧと燃料
ガスＦＧの流れ方向が逆になるようにした交換流方式が
採用され、かかる交換流方式でタイル１を適正な温度範
囲に保つようにガスＯＧ又はＦＧの流量を変えるように
していた。
［発明が解決しようとする伺題点］ ところが、上記した如きガスの流れ方向が並行流及び対
向流方式の燃料電池では、各セルを仕切っているセパレ
ータ４として、第４図に示す如く、表裏両面に形成され
るガス通路形成用の凹溝５を同じ大きさで且つ等間隔に
有してなる構成のものが用いられているため、タイル１
を挟んで酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧを一端側へから他
端側Ｂへ流した場合、ガスの入口側へに比しガスの出口
側８の温度が高くなるが、ガスの流れ方向の両サイドの
辺縁部では放熱等により中央部に比し温度が低くなるこ
とから、第５図に示す如く両サイドの辺縁部の温度が低
くなる温度分布となっていた。［は低温部、■は高温部
である。又、従来の燃料電池ではタイルを適正な温度範
囲内で運転するためにガス流量を変えているが、プラン
トの効率向上の面からはガス流量を減少させることが有
効であるにもかかわらず、セパレータ４の両面では全面
にわたり同じ量のガスを流すようにしである構造上、温
度分布を均一にして更にガス流量を少なくすることがで
きなかった。
そこで、本発明は、タイルを挟んで流れるガスの流量を
中央部分と両サイドとで異なるようにしてタイルの両サ
イドで温度低下を生じさせないようにしようとするもの
である。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、タイルを挟んで
流れる異なるガスを、各々タイルの中央部分よりも両サ
イドの部分に少なく流すようにして平面内の幅方向の流
量配分に分布をもたせるようにして冷却させるようにす
る。
［作　　用］ タイルを挟んで流れるガスは流れ方向両サイドの辺縁部
で流量が減少させられるので、該辺縁部は中央部分に比
して冷却されなくなってそれだけ温度が高くなる温度分
布となる。又、かかる平面内の流量配分に分布をもたせ
ることから、ガスの総流量を減少させることができてプ
ランドの効率を向上させることができる。
［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の方法の一実施例として採用するセパレ
ータを示すもので、第３図に示すセパレータ４に代えて
用いるセパレータ６として、表裏両面に形成するガス通
路形成用の凹溝５の間隔を、中央部で密に、又、両サイ
ドの辺縁部で粗とするように設けた構成とする。
かかる構成のセパレータ６を、タイル１をカソード２と
アノード３で両面から挟み、カソード２側に酸化ガスＯ
Ｇを、又、アノード３側に燃料ガスＦＧをそれぞれ供給
するようにしであるセルを積層する際の仕切板として用
いると、酸化ガスＯＧと燃料ガスＦＧがセパレータ６を
挟んで流れるとき、中央部分に比して両側部分ではガス
流量が少なくなるので、ガス流量が少なくなった分だけ
タイル１の両側部分の冷却がゆるめられ、その結果、幅
方向に均一配分で流されていた従来の冷却方式に比して
タイル１の両側部分の温度が高くなり、一方、中央部分
ではガス入口側が最低温度、ガス出口側が最高温度が維
持されるので、第２図に示す如き温度分布が得られる。
同時に、ガス流れ方向の両側部分でガス流量が減少する
ことからガスの総流量を減少させ得られて、プラントの
効率の向上が図れる。
なお、本発明の方法を実施するためのセパレータは第１
図に示したものに限定されるものではなく、たとえば、
ガス通路形成用の凹溝５を、中央部分と両側部分とで断
面積を変化させ、中央部分に比して両側部分のガス流量
を少なくするようにした構成のセパレータにしてもよく
、又、この断面積を変える手段として、両側部分の凹溝
５内にフィンの如き邪魔板を入れる方式、凹溝の幅と深
さを変える方式等が考えられ、その他ガス流量配分に分
布をもたせることができるようにしたセパレータであれ
ば本発明に採用できることは勿論である。
［発明の効果］ −６＝ 以上述べた如く、本発明の燃料電池の冷却方法によれば
、タイルを挟んで流れる異なるガスの平面内の流量配分
に、中央部分に比して両サイドの流量が少なくなるよう
な分布をもたせるようにガスを流して冷却させるように
するので、ガス流れ方向の両サイド部で端部からの放熱
等で温度が低くなるようなことがあっても、この部分に
流すガス流量が少ないためそれだけ冷却されなくなって
その分だけ温度を高め得られ、両サイドの温度を低下さ
せない温度分布を実現できて、燃料電池の高性能化が図
れ、又、同時にガスの総流量を減少させ得られることか
らプラント効率の向上が図れる、という優れた効果を奏
し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に用いるセパレータの一例を示
す斜視図、第２図は本発明の方法により得られた温度分
布を示す図、第３図は燃料電池の冷却方法における交換
流方式を示す説明図、第４図は従来の燃料電池に用いら
れるセパレータの一例図、第５図は温度分布を示す説明
図である。 １・・・タイル、２・・・カソード、３・・・アノード
、４．６・・・セパレータ、５・・・凹溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １）タイルを挟んで流れる異なるガスが、各々タイルの
    中央部分よりも両サイドの部分で少流量となるよう平面
    内の流量配分に幅方向で分布をもたせることを特徴とす
    る燃料電池の冷却方法。
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