JPH0160904B2 - - Google Patents
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- JPH0160904B2 JPH0160904B2 JP58001293A JP129383A JPH0160904B2 JP H0160904 B2 JPH0160904 B2 JP H0160904B2 JP 58001293 A JP58001293 A JP 58001293A JP 129383 A JP129383 A JP 129383A JP H0160904 B2 JPH0160904 B2 JP H0160904B2
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- JP
- Japan
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- fuel cell
- substack
- stack
- cooling
- plates
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
イ 技術分野
本発明は燃料電池特にスタツク形状に組立てら
れる燃料電池サブタツクに関するものである。
れる燃料電池サブタツクに関するものである。
ロ 背景技術
燃料電池スタツクの現状構成において、個々の
単位セルは互に積重され、外部接続体がこれら積
重セルを一体化するに用いられている。この構成
型式では劣化セルを取換えるためにスタツクが全
体的に分解されねばならない。積重セル数が多く
なるにつれて劣化セルを取換える際、劣化セルの
位置検出とスタツクの分解は不可能でなくても極
めて困難である。その結果場合によつては劣化セ
ルを含むセルグループを短絡し、この状態でスタ
ツクを使用する。
単位セルは互に積重され、外部接続体がこれら積
重セルを一体化するに用いられている。この構成
型式では劣化セルを取換えるためにスタツクが全
体的に分解されねばならない。積重セル数が多く
なるにつれて劣化セルを取換える際、劣化セルの
位置検出とスタツクの分解は不可能でなくても極
めて困難である。その結果場合によつては劣化セ
ルを含むセルグループを短絡し、この状態でスタ
ツクを使用する。
しかし上記の方法はスタツク特性を低下させ且
厄介な短絡器具を必要とする。従つてこれは全く
満足できる問題解決策からは程遠い。
厄介な短絡器具を必要とする。従つてこれは全く
満足できる問題解決策からは程遠い。
同一譲受人に醸渡された関連米国特許出願番号
第338353には、夫々が多数の単位セルを含む多数
の燃料電池パツクで構成された燃料電池スタツク
について記載されており、その多数の単位セル
は、ユニツトを作成するよう内部的に連結され、
従つてこれを一緒にして且他のパツクの単位セル
とは独立にスタツクから撤去される。かゝる燃料
電池パツクは、すべてのパツクがスタツクから撤
去され且スタツクの他のパツクを損なうことなく
取換えうるから、劣化セルの検出及びこのセルの
スタツクからの撤去を簡単な手法で行なうことが
できる。
第338353には、夫々が多数の単位セルを含む多数
の燃料電池パツクで構成された燃料電池スタツク
について記載されており、その多数の単位セル
は、ユニツトを作成するよう内部的に連結され、
従つてこれを一緒にして且他のパツクの単位セル
とは独立にスタツクから撤去される。かゝる燃料
電池パツクは、すべてのパツクがスタツクから撤
去され且スタツクの他のパツクを損なうことなく
取換えうるから、劣化セルの検出及びこのセルの
スタツクからの撤去を簡単な手法で行なうことが
できる。
前記形式の燃料電池パツクは全く有利である
が、更にその有用性を増大するための技術が今尚
探索されている。
が、更にその有用性を増大するための技術が今尚
探索されている。
ハ 目的
本発明の目的は、燃料電池スタツク内のサブス
タツクを他のサブスタツクから撤去可能とするよ
う適用される燃料電池サブスタツクを提供するこ
とである。
タツクを他のサブスタツクから撤去可能とするよ
う適用される燃料電池サブスタツクを提供するこ
とである。
又本発明の他の目的は、それ自身もしくは他の
サブスタツクに実質的損傷を起こすことなしに、
燃料電池スタツク内のサブスタツクを他のサブス
タツクから撤去可能とするよう適用される燃料電
池サブスタツクを提供することである。
サブスタツクに実質的損傷を起こすことなしに、
燃料電池スタツク内のサブスタツクを他のサブス
タツクから撤去可能とするよう適用される燃料電
池サブスタツクを提供することである。
ニ 発明の概要
前記目的は本発明の原理にもとづいて、燃料電
池サブスタツク（このサブスタツクは多数の単位
セルを含み且一端に冷却手段の一半部を持ち、こ
の一半部と単位セルは単一構成を形成するよう連
結手段で一体に保持されている。）からなる装置
で実現される。又多数の単位セルを含んだもう１
つの燃料電池サブスタツクは、その一端に冷却手
段の他半部を備え、この他半部とサブスタツクと
は同様に単一構成を形成するよう連結手段で一体
化されている。この２つのサブスタツクは前記一
半部と他半部で互に隣接配置され、それにより冷
却手段と燃料電池スタツクを構成する。又破断可
能なシールが、完成冷却手段を漏洩に対してシー
ルするよう設けられる。
池サブスタツク（このサブスタツクは多数の単位
セルを含み且一端に冷却手段の一半部を持ち、こ
の一半部と単位セルは単一構成を形成するよう連
結手段で一体に保持されている。）からなる装置
で実現される。又多数の単位セルを含んだもう１
つの燃料電池サブスタツクは、その一端に冷却手
段の他半部を備え、この他半部とサブスタツクと
は同様に単一構成を形成するよう連結手段で一体
化されている。この２つのサブスタツクは前記一
半部と他半部で互に隣接配置され、それにより冷
却手段と燃料電池スタツクを構成する。又破断可
能なシールが、完成冷却手段を漏洩に対してシー
ルするよう設けられる。
本発明装置ではサブスタツクの連結は、かくて
他のセル要素より通常大なる強度で従つて、組立
及び分解中損傷しにくい冷却手段において有効裡
に行われる。更に破断可能なシールの使用は、保
守もしくは取換えのためサブスタツクの簡単な撤
去を可能とする。
他のセル要素より通常大なる強度で従つて、組立
及び分解中損傷しにくい冷却手段において有効裡
に行われる。更に破断可能なシールの使用は、保
守もしくは取換えのためサブスタツクの簡単な撤
去を可能とする。
ホ 実施例
図において、燃料電池スタツク１は、本発明の
原理にもとづいて組立てられた多数の燃料電池サ
ブスタツク２を積重することにより構成される。
これらサブスタツク２は同様に作られ、唯１つの
サブサタツクと隣接サブスタツクの頂端のみが図
示されている。
原理にもとづいて組立てられた多数の燃料電池サ
ブスタツク２を積重することにより構成される。
これらサブスタツク２は同様に作られ、唯１つの
サブサタツクと隣接サブスタツクの頂端のみが図
示されている。
各サブスタツク２は、多数のガス分離板３とマ
トリツクスを挾持する陰・陽極からなる多数の混
成体４とを含んでいる。これら混成体４は、ガス
分離板３に挾持されて多数の単位セル５を構成し
ている。ガス分離板３は更に各単位セルに反応ガ
スを運ぶための通路６を備えている。
トリツクスを挾持する陰・陽極からなる多数の混
成体４とを含んでいる。これら混成体４は、ガス
分離板３に挾持されて多数の単位セル５を構成し
ている。ガス分離板３は更に各単位セルに反応ガ
スを運ぶための通路６を備えている。
本発明によればガス分離板３と混成体４は一体
化されてユニツトを構成する。ガス分離板３と混
成体４の連結は前述の関連出願で開示されるよう
に、サブスタツクの内部手段の使用により実現す
ることが適当である。特に通孔７は、サブサタツ
クを貫通し且所望の連結を付与すべく強力接着剤
８で満たされる。接着剤８の代りに筒状摩擦充填
プラグも用いうる。更にサブスタツク構成物を連
結する他の手段は、構成物の隣接対向平坦面間に
接着剤を用いることである。この連結方式は又図
示方式と併用してもよい。
化されてユニツトを構成する。ガス分離板３と混
成体４の連結は前述の関連出願で開示されるよう
に、サブスタツクの内部手段の使用により実現す
ることが適当である。特に通孔７は、サブサタツ
クを貫通し且所望の連結を付与すべく強力接着剤
８で満たされる。接着剤８の代りに筒状摩擦充填
プラグも用いうる。更にサブスタツク構成物を連
結する他の手段は、構成物の隣接対向平坦面間に
接着剤を用いることである。この連結方式は又図
示方式と併用してもよい。
内部相互連結はサブスタツク２に好ましいが、
本発明の原理は他の連結方式の拡長を意図してい
ることに注目されるべきである。かくして例えば
外部連結方式も又本発明の範囲内であると意図さ
れる。
本発明の原理は他の連結方式の拡長を意図してい
ることに注目されるべきである。かくして例えば
外部連結方式も又本発明の範囲内であると意図さ
れる。
更に本発明によれば各サブスタツク２は付加的
にその一端もしくは両端に冷却手段の部分を備え
ている。現実施例では各サブスタツクは、その上
端に一半冷却プレート９をその下端に他半冷却プ
レート１１を夫々含む。これら冷却プレートは又
形成されたユニツトがプレートを含めるように通
孔７及び接着剤８によつて単位セル５に連結され
る。
にその一端もしくは両端に冷却手段の部分を備え
ている。現実施例では各サブスタツクは、その上
端に一半冷却プレート９をその下端に他半冷却プ
レート１１を夫々含む。これら冷却プレートは又
形成されたユニツトがプレートを含めるように通
孔７及び接着剤８によつて単位セル５に連結され
る。
図示のように冷却プレートは、その外表面（即
ちそれら表面９ａ及び１１ａはサブスタツク２の
外方に面している。）に冷却ガスを運ぶための開
いた半チヤンネル１２を含む。代りにプレートの
外表面は、隣接サブスタツクのプレート外表面に
冷却ガスを運ぶのに必要な開いた半チヤンネルを
持つておれば、平坦であつてもよい。更に本実施
例では各ガス分離板は、その隣接混成体４及びガ
ス分離板３と共に単位セル５を形成し、その目的
のため反応ガス通路を備えている。
ちそれら表面９ａ及び１１ａはサブスタツク２の
外方に面している。）に冷却ガスを運ぶための開
いた半チヤンネル１２を含む。代りにプレートの
外表面は、隣接サブスタツクのプレート外表面に
冷却ガスを運ぶのに必要な開いた半チヤンネルを
持つておれば、平坦であつてもよい。更に本実施
例では各ガス分離板は、その隣接混成体４及びガ
ス分離板３と共に単位セル５を形成し、その目的
のため反応ガス通路を備えている。
了解されるようにスタツク１を構成するようサ
ブスタツク２を互に積重することにより、各サブ
スタツクの冷却プレート１１は次のサブスタツク
の対応冷却プレート９に隣接位置することにな
る。かくて隣接冷却プレートは、各プレートの開
いた半チヤンネルの一致で構成された閉じた完成
冷却チヤンネル１３をもつ全冷却手段を形成す
る。
ブスタツク２を互に積重することにより、各サブ
スタツクの冷却プレート１１は次のサブスタツク
の対応冷却プレート９に隣接位置することにな
る。かくて隣接冷却プレートは、各プレートの開
いた半チヤンネルの一致で構成された閉じた完成
冷却チヤンネル１３をもつ全冷却手段を形成す
る。
更に本発明により且冷却チヤンネル１３からの
漏洩を防止するために、シール１４が隣接冷却プ
レート１１，９間の界面に設けられる。図示のよ
うにシール１４は、結合部を橋絡して各プレート
の垂直端壁に沿つて配設される。シールのための
他の配置は、単独で若しくは図示シールといつし
よに用いることも出来る。かくてシールは、冷却
プレートの周面１１ｂ，９ｂ並びに端チヤンネル
の垂直側壁１１ｃ，９ｃに設けてもよい。
漏洩を防止するために、シール１４が隣接冷却プ
レート１１，９間の界面に設けられる。図示のよ
うにシール１４は、結合部を橋絡して各プレート
の垂直端壁に沿つて配設される。シールのための
他の配置は、単独で若しくは図示シールといつし
よに用いることも出来る。かくてシールは、冷却
プレートの周面１１ｂ，９ｂ並びに端チヤンネル
の垂直側壁１１ｃ，９ｃに設けてもよい。
このシール１４は、更にスタツク１から各サブ
スタツク２を分解若しくは除去しうるよう容易に
破断可能に用いられる。典型的な破断可能なシー
ル機構はガスケツト、ペースト、接着テープ若し
くはこれらの組合せによつて実現される。更にシ
ール材を受入れるプレート域はシール効果を向上
するよう溝付されてもよい。
スタツク２を分解若しくは除去しうるよう容易に
破断可能に用いられる。典型的な破断可能なシー
ル機構はガスケツト、ペースト、接着テープ若し
くはこれらの組合せによつて実現される。更にシ
ール材を受入れるプレート域はシール効果を向上
するよう溝付されてもよい。
ヘ 効果
前述のように組立てられたサブスタツクによつ
て著しい利点の得られることが判つた。かくて通
常他のセル要素よりも厚い冷却プレート９，１１
は、サブスタツク２に機械的強度を付与し、スタ
ツク１の組立中及びその後の修理若しくは取換え
のためのサブスタツク２の撤去時破損の可能性を
著しく減少する。更に端面の冷却プレートで与え
るより広い表面積は、各サブスタツクの予備試験
中より良好なシール性を可能とし、それにより良
好セルのみがスタツク１に組込まれるという確証
を増大する。加うるに冷却プレート間の破断可能
なシール１４の使用は、シール材硬化処理がさけ
られ従つて労力と硬化炉の費用を節約するので、
スタツク組立工程を簡単化する。加うるにサブス
タツク２は修理若しくは取換えのためスタツク１
から容易に分離することができる。
て著しい利点の得られることが判つた。かくて通
常他のセル要素よりも厚い冷却プレート９，１１
は、サブスタツク２に機械的強度を付与し、スタ
ツク１の組立中及びその後の修理若しくは取換え
のためのサブスタツク２の撤去時破損の可能性を
著しく減少する。更に端面の冷却プレートで与え
るより広い表面積は、各サブスタツクの予備試験
中より良好なシール性を可能とし、それにより良
好セルのみがスタツク１に組込まれるという確証
を増大する。加うるに冷却プレート間の破断可能
なシール１４の使用は、シール材硬化処理がさけ
られ従つて労力と硬化炉の費用を節約するので、
スタツク組立工程を簡単化する。加うるにサブス
タツク２は修理若しくは取換えのためスタツク１
から容易に分離することができる。
すべての場合において、前述の構成は本発明の
適用を示す多くの可能な実施例の単なる説明であ
ることが了解される。本発明の意図と範囲を逸脱
することなく、多くの他の変形構成が容易に考え
られる。かくて例えばプレート間界面のシール性
は、その対向平坦面に凹凸をもつプレートを用い
ることにより更に促進することができる。
適用を示す多くの可能な実施例の単なる説明であ
ることが了解される。本発明の意図と範囲を逸脱
することなく、多くの他の変形構成が容易に考え
られる。かくて例えばプレート間界面のシール性
は、その対向平坦面に凹凸をもつプレートを用い
ることにより更に促進することができる。
図面は本発明による燃料電池サブスタツクの側
面図である。 １…電池スタツク、２…電池サブスタツク、３
…ガス分離板、５，４…単位セル（混成体）、６
…反応ガス通路、７…通孔、８…強力接着剤、
９，１１…冷却プレート、１２…半チヤンネル、
１３…冷却ガス通路（チヤンネル）、１４…シー
ル。
面図である。 １…電池スタツク、２…電池サブスタツク、３
…ガス分離板、５，４…単位セル（混成体）、６
…反応ガス通路、７…通孔、８…強力接着剤、
９，１１…冷却プレート、１２…半チヤンネル、
１３…冷却ガス通路（チヤンネル）、１４…シー
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互に積重された多数のセル、前記積重セルの
端面に夫々配置された冷却手段の半部及び単一構
成体を形成すべく前記積重セルと前記各半部を一
体に保持する手段を含む電池サブスタツクを備
え、前記各サブスタツクが互に積重配置されて電
池スタツクを構成する際、前記各半部が互に接合
して冷却手段を形成したことを特徴とする燃料電
池サブスタツク。 ２ 前記冷却手段の各半部は夫々プレートであ
り、これらプレートを接合したとき冷却ガスを運
ぶ通路が形成されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の燃料電池サブスタツク。 ３ 前記各プレートの接合面に夫々開チヤンネル
を有し、これらチヤンネルによつて、前記通路を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の燃料電池サブスタツク。 ４ 前記各プレートの接合面の一方は平坦面であ
り、他方は開チヤンネルを有し、これら平坦面と
開チヤンネルによつて前記通路を構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の燃料電池
サブスタツク。 ５ 前記通路からの冷却ガスの漏洩防止のための
破断可能なシール手段を備えていることを特徴と
する特許請求の範囲第３項もしくは第４項記載の
燃料電池サブスタツク。 ６ 前記シール手段は前記接合プレートの界面端
壁に亘つて位置していることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の燃料電池サブスタツク。 ７ 前記シール手段は前記プレートの接合面に位
置していることを特徴とする特許請求の範囲第５
項記載の燃料電池サブスタツク。 ８ 前記破断可能なシール手段は、ガスケツト、
ペースト、低強度接着剤及びテープのうちの１つ
であることを特徴とする特許請求の範囲第５項、
第６項もしくは第７項記載の燃料電池サブスタツ
ク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/338,354 US4416955A (en) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | Fuel cell sub-assembly |
| US338354 | 1982-01-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58140978A JPS58140978A (ja) | 1983-08-20 |
| JPH0160904B2 true JPH0160904B2 (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=23324488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58001293A Granted JPS58140978A (ja) | 1982-01-11 | 1983-01-07 | 燃料電池サブスタツク |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4416955A (ja) |
| EP (1) | EP0083938B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58140978A (ja) |
| BR (1) | BR8300079A (ja) |
| CA (1) | CA1194542A (ja) |
| DE (1) | DE3371265D1 (ja) |
| MX (1) | MX152630A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1215108A (en) * | 1983-04-19 | 1986-12-09 | Chang V. Chi | Method of sealing fuel cell plates using teflon (trade mark) in the form of a spiral |
| US4664988A (en) * | 1984-04-06 | 1987-05-12 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell electrode substrate incorporating separator as an intercooler and process for preparation thereof |
| JPH0238377Y2 (ja) * | 1984-09-19 | 1990-10-16 | ||
| US4614025A (en) * | 1984-12-26 | 1986-09-30 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Method for making a lightweight bipolar metal-gas battery |
| US4565749A (en) * | 1984-12-26 | 1986-01-21 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Lightweight bipolar metal-gas battery |
| US5071717A (en) * | 1988-09-08 | 1991-12-10 | International Fuel Cells Corporation | Coated cathode substrate |
| US5362578A (en) * | 1992-12-08 | 1994-11-08 | Institute Of Gas Technology | Integrated main rail, feed rail, and current collector |
| US5891589A (en) * | 1997-05-19 | 1999-04-06 | Aer Energy Resources, Inc. | Method and apparatus for joining metal-air cells |
| US6358641B1 (en) | 1999-08-20 | 2002-03-19 | Plug Power Inc. | Technique and arrangement to align fuel cell plates |
| US6316137B1 (en) | 1999-08-27 | 2001-11-13 | Plug Power Inc. | Cooling a fuel cell stack |
| US20030000640A1 (en) * | 2001-06-01 | 2003-01-02 | Graftech Inc. | Assembling bipolar plates |
| US7094311B2 (en) * | 2001-06-01 | 2006-08-22 | Advanced Energy Technology Inc. | Assembling bipolar plates |
| US20030198857A1 (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-23 | Mcmanus Edward C. | Graphite laminate fuel cell plate |
| GB2386467B (en) * | 2002-08-27 | 2004-02-18 | Morgan Crucible Co | Bipolar plates |
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