JPH02126566A - 空冷式燃料電池の昇温装置 - Google Patents
空冷式燃料電池の昇温装置Info
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- JPH02126566A JPH02126566A JP63280692A JP28069288A JPH02126566A JP H02126566 A JPH02126566 A JP H02126566A JP 63280692 A JP63280692 A JP 63280692A JP 28069288 A JP28069288 A JP 28069288A JP H02126566 A JPH02126566 A JP H02126566A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は空冷式燃料電池の起動に際し、電池を短時間で
規定温度迄昇温する装置に関するものである。
規定温度迄昇温する装置に関するものである。
（ロ）従来の技術
般に電池起動時の昇温は、バーナーの燃焼ガスを空気と
混合して加熱ガスとし、電池の冷却チャンネル及び反応
空気チャンネルに循環供給することにより行はれていた
が、燃焼ガス中の含有成分により空気極触媒に悪影響を
及ぼすと共に循環ブロワの熱許容値から加熱ガスの温度
は２００℃程度に制限され、そのため雰囲気温度（−２
０°Ｃ〜４０℃）で保存されてる電池を短時間で昇温す
ることは特に寒冷地において困難であった。又昇温過程
で電池上下からの放熱によりこの部分のセル温度が低く
なり、上下方向に温度勾配が生じて昇温後の電池反応が
有効に行はれないなどの間頂があった。
混合して加熱ガスとし、電池の冷却チャンネル及び反応
空気チャンネルに循環供給することにより行はれていた
が、燃焼ガス中の含有成分により空気極触媒に悪影響を
及ぼすと共に循環ブロワの熱許容値から加熱ガスの温度
は２００℃程度に制限され、そのため雰囲気温度（−２
０°Ｃ〜４０℃）で保存されてる電池を短時間で昇温す
ることは特に寒冷地において困難であった。又昇温過程
で電池上下からの放熱によりこの部分のセル温度が低く
なり、上下方向に温度勾配が生じて昇温後の電池反応が
有効に行はれないなどの間頂があった。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は前記問題点を解消し、電池昇温温度を一ヒＦに
亘り均一化すると共に昇温時間を短縮する乙のである。
亘り均一化すると共に昇温時間を短縮する乙のである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は電池スタックの空気流通面と空気供給？ニホル
ドとの間に、供給空気を加熱する２つの薄型熱交換器を
介在させ、前記各熱交換器に、燃焼ガスを加熱媒体とし
て互いに対向流となるよう流すバーナーを夫々付設し、
且電池スタックの上下各端板には、前記各熱交換器から
の俳加熱媒体の流通路を夫々形設したものである。
ドとの間に、供給空気を加熱する２つの薄型熱交換器を
介在させ、前記各熱交換器に、燃焼ガスを加熱媒体とし
て互いに対向流となるよう流すバーナーを夫々付設し、
且電池スタックの上下各端板には、前記各熱交換器から
の俳加熱媒体の流通路を夫々形設したものである。
（ホ）作用
本発明では電池昇温用の加熱ガスには、燃焼ガスが混入
しない空気を用いるので、空気極が燃焼中吸物により悪
影響を受けることがなく、電池スタ／りへの供給空気は
、加熱媒体が上下対向流となる２つの熱交換器で加熱さ
れると共に各熱交換器からの俳加熱媒体によりスタック
上下端板を加熱するため、電池スタックの昇温を上下方
向に−って均一化すると共に昇温時間を短縮化する。
しない空気を用いるので、空気極が燃焼中吸物により悪
影響を受けることがなく、電池スタ／りへの供給空気は
、加熱媒体が上下対向流となる２つの熱交換器で加熱さ
れると共に各熱交換器からの俳加熱媒体によりスタック
上下端板を加熱するため、電池スタックの昇温を上下方
向に−って均一化すると共に昇温時間を短縮化する。
（へ）実施例
電池スタック（１）はセル積重体を上下端板（２）（２
）間で締付け、その各周面に空気の給徘マニホルド（３
）（３）’ と燃料ガスの給排マニホルド（４）（４）
’［第６図参照］が取付けられる。
）間で締付け、その各周面に空気の給徘マニホルド（３
）（３）’ と燃料ガスの給排マニホルド（４）（４）
’［第６図参照］が取付けられる。
本発明では第１図の側面図に示すよう空気の供給マニホ
ルド（３）と１を池スタック（１）との間に２つの薄型
熱交換器（５、） （５−）を介在させ、この熱交換
器の一方（５１）には下部に、他方へ（５，）には上部
に夫々バーナー（６＋）（６ｔ）が付設されている。
ルド（３）と１を池スタック（１）との間に２つの薄型
熱交換器（５、） （５−）を介在させ、この熱交換
器の一方（５１）には下部に、他方へ（５，）には上部
に夫々バーナー（６＋）（６ｔ）が付設されている。
各熱交換器（ｓ、）（５ｇ）は、第４図に示すよう中央
に加熱媒体（−印）の通路とその両側に空′Ａ（−印）
の通路を形成したユニットを横に積重ね、縦横の寸法が
スタック（１）の空気流通面寸法に一致し、厚みが約５
ｃｍの薄型のものである。加熱媒体の通路には受熱面積
を大きくするよう穿孔波板を配置し、一対の空気通路に
は多数の放熱フィンが配置されている。
に加熱媒体（−印）の通路とその両側に空′Ａ（−印）
の通路を形成したユニットを横に積重ね、縦横の寸法が
スタック（１）の空気流通面寸法に一致し、厚みが約５
ｃｍの薄型のものである。加熱媒体の通路には受熱面積
を大きくするよう穿孔波板を配置し、一対の空気通路に
は多数の放熱フィンが配置されている。
各バーナー（６＋） （６＋）は、第２図及び第３図
に示すよう燃焼ガス（加熱媒体）の分配マニホルドを介
して各熱交換！（５，）（５−）に取付けられ、各バー
ナーの燃焼ガスが、対応する熱交換２５（５，）（５，
）内を互に対向流方向、即ち熱交換器の一方（５，）に
は下から上向きに、他方５、）には上から下向きに夫々
流通する。
に示すよう燃焼ガス（加熱媒体）の分配マニホルドを介
して各熱交換！（５，）（５−）に取付けられ、各バー
ナーの燃焼ガスが、対応する熱交換２５（５，）（５，
）内を互に対向流方向、即ち熱交換器の一方（５，）に
は下から上向きに、他方５、）には上から下向きに夫々
流通する。
循環ブロワ（７）でマニホルド（３）より供給された空
気は、この２つの熱交換器（５１） （５１）により
約２００〜２３０℃に加熱され、これが電池スタック（
１）の冷却空気チャンネルと反応空気チャンネル（いづ
れも図示せず）に配分（配分率５〜１０：１）される。
気は、この２つの熱交換器（５１） （５１）により
約２００〜２３０℃に加熱され、これが電池スタック（
１）の冷却空気チャンネルと反応空気チャンネル（いづ
れも図示せず）に配分（配分率５〜１０：１）される。
この場合燃焼ガスが上下対向流であるため電池スタック
（１）は上下方向で均一に加熱される。
（１）は上下方向で均一に加熱される。
一方各熱交換器（５、）（５−）を夫々通過した排卵熱
媒体（→印）は、夫々集収マニホルドと、導管を経て電
池スタック（１）の上下各端板（２）（２）に形設され
た流通路（８，）（８，）を通過後系外に排出されるが
、この際上下端板（２）が加熱されて＠、池ススタック
上下らの放熱を償う。この状態が第５図の電池スタック
上下方向の温度分布図に示され、（Ａ）は本発明の場合
、（Ｂ）は前記上下端板の加熱手段のない場合、（Ｃ）
は従来装置の場合である。
媒体（→印）は、夫々集収マニホルドと、導管を経て電
池スタック（１）の上下各端板（２）（２）に形設され
た流通路（８，）（８，）を通過後系外に排出されるが
、この際上下端板（２）が加熱されて＠、池ススタック
上下らの放熱を償う。この状態が第５図の電池スタック
上下方向の温度分布図に示され、（Ａ）は本発明の場合
、（Ｂ）は前記上下端板の加熱手段のない場合、（Ｃ）
は従来装置の場合である。
かくて電池スタック（１）が規定作動温度（１５０〜１
８０℃）に昇温するとバーナー（６１）（６，）の燃焼
を停止し、ついで電池に各反応ガス（空気及び燃料ガス
）を供給して電池反応を開始する。前記昇温により電池
スタック（１）は上下にほりはパ均−温度になっている
ため、電池反応が正常に行はれ、短時間で電池を起動す
ることができる。
８０℃）に昇温するとバーナー（６１）（６，）の燃焼
を停止し、ついで電池に各反応ガス（空気及び燃料ガス
）を供給して電池反応を開始する。前記昇温により電池
スタック（１）は上下にほりはパ均−温度になっている
ため、電池反応が正常に行はれ、短時間で電池を起動す
ることができる。
電池運転中第６図に示すよう電池スタック（１）に供給
された空気は、反応に用いられると同時に電池反応熱を
奪い、昇温した空気の一部はダンパー（９）により糸外
に排出されると同時に他部は排出量に見合って弁（１０
）より吸入した新鮮な外気と混合され、循環空気の温度
を下げると共に酸素′ＩＩ圧の低下を償う。
された空気は、反応に用いられると同時に電池反応熱を
奪い、昇温した空気の一部はダンパー（９）により糸外
に排出されると同時に他部は排出量に見合って弁（１０
）より吸入した新鮮な外気と混合され、循環空気の温度
を下げると共に酸素′ＩＩ圧の低下を償う。
尚昇温時は閉循環路で行はれるので、第１図ではこれら
ダンパー（９）や弁（１０）は省略されている。又２つ
の熱交換器（５＋）（５＋）は薄型（約５ｃｍ程度）で
あるので電池昇温中及び運転中循環空気の流通に支障を
きたすおそれはない。
ダンパー（９）や弁（１０）は省略されている。又２つ
の熱交換器（５＋）（５＋）は薄型（約５ｃｍ程度）で
あるので電池昇温中及び運転中循環空気の流通に支障を
きたすおそれはない。
ｉ６図の発電システムにおいて（１１）はメタノール燃
料改質器で、タンク（１２）内のメタノールと水の混合
燃料を気化・改質して水素リッチガスを生成し、これが
燃料ガスとして電池に供給される。
料改質器で、タンク（１２）内のメタノールと水の混合
燃料を気化・改質して水素リッチガスを生成し、これが
燃料ガスとして電池に供給される。
この場合バーナー（６１） （６１）の燃料として前
記混合燃料を用いればよい。
記混合燃料を用いればよい。
（）） 発明の効果
本発明によれば、電池昇温用の加熱ガスにはバーナー燃
焼ガスが混入しない空気を用いるので、燃焼生成物によ
り空気極触媒などのセル構成霊素に悪影響を及ぼすこと
がなく、電池スタック・＼の供給ガスは、加熱媒体（燃
焼ガス）が上下対向流となる２つの薄型熱交換器で加熱
されると共に各熱交換器からの俳加熱媒体がスタック上
下端板を加熱するようにしたので、スタック上下からの
放熱が補償されてスタック温度を上下方向に亘り均一化
すると共に、昇温時間を短縮して電池の起動を速めるこ
とができる。
焼ガスが混入しない空気を用いるので、燃焼生成物によ
り空気極触媒などのセル構成霊素に悪影響を及ぼすこと
がなく、電池スタック・＼の供給ガスは、加熱媒体（燃
焼ガス）が上下対向流となる２つの薄型熱交換器で加熱
されると共に各熱交換器からの俳加熱媒体がスタック上
下端板を加熱するようにしたので、スタック上下からの
放熱が補償されてスタック温度を上下方向に亘り均一化
すると共に、昇温時間を短縮して電池の起動を速めるこ
とができる。
第１図は本発明装置を備える電池の側面図、第２図は同
上の要部斜面図、第３図は要部拡大断面図、第４図は本
発明装置に用いた薄型熱交換器の１例を示す部分斜面図
、第５図は電池スタック上ド方向の温度分布を示す特性
図、第６図は本発明装置を備える発電システムの模式的
フロー図で。 電池スタックは平面図として示す。 ｌ；電池スタック、２：上下端板、３：空気供給マニホ
ルド、５＋＋５ｔ’薄型熱交換器、６１゜６、°バーナ
ー、７：循環ブロワ、８．．８．：流通路、１１：メタ
ノール改質器、１２：燃料タンク。
上の要部斜面図、第３図は要部拡大断面図、第４図は本
発明装置に用いた薄型熱交換器の１例を示す部分斜面図
、第５図は電池スタック上ド方向の温度分布を示す特性
図、第６図は本発明装置を備える発電システムの模式的
フロー図で。 電池スタックは平面図として示す。 ｌ；電池スタック、２：上下端板、３：空気供給マニホ
ルド、５＋＋５ｔ’薄型熱交換器、６１゜６、°バーナ
ー、７：循環ブロワ、８．．８．：流通路、１１：メタ
ノール改質器、１２：燃料タンク。
Claims (2)
- （１）電池スタックの空気流通面と空気供給マニホルド
との間に、供給空気を加熱する２つの薄型熱交換器を介
在させ、前記各熱交換器に、燃焼ガスを加熱媒体として
互に上下対向流となるよう流すバーナーを夫々付設し、
且電池スタックの上下各端板には、前記各熱交換器から
の排加熱媒体の流通路を夫々形成してなることを特徴と
する空冷式燃料電池の昇温装置。 - （２）前記空気流通面には、冷却空気と反応空気の各チ
ャンネルが開口していることを特徴とする請求項１の空
冷式燃料電池の昇温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280692A JP2642703B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 空冷式燃料電池の昇温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280692A JP2642703B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 空冷式燃料電池の昇温装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126566A true JPH02126566A (ja) | 1990-05-15 |
| JP2642703B2 JP2642703B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17628614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280692A Expired - Fee Related JP2642703B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 空冷式燃料電池の昇温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642703B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003218A1 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Htm-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb einer htm-brennstoffzellenanlage |
| WO2002091509A3 (de) * | 2001-05-04 | 2003-10-02 | Bayerische Motoren Werke Ag | System aus brennstoffzelle und wärmetauscher |
| JP2005190799A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2010123441A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2015090865A (ja) * | 2013-11-04 | 2015-05-11 | スカンビア ホールディングス キプロス リミテッド | 燃料電池ユニットおよび構成部品を備える装置、そのような装置で使用するための構成部品ユニットおよびスタック構成部品 |
| JP2019220369A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102120831B1 (ko) * | 2018-12-27 | 2020-06-09 | 레드원테크놀러지 주식회사 | 수소연료전지 시스템 |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63280692A patent/JP2642703B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2002091509A3 (de) * | 2001-05-04 | 2003-10-02 | Bayerische Motoren Werke Ag | System aus brennstoffzelle und wärmetauscher |
| JP2005190799A (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 燃料電池発電システム |
| JP2010123441A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2015090865A (ja) * | 2013-11-04 | 2015-05-11 | スカンビア ホールディングス キプロス リミテッド | 燃料電池ユニットおよび構成部品を備える装置、そのような装置で使用するための構成部品ユニットおよびスタック構成部品 |
| EP2869384A3 (en) * | 2013-11-04 | 2015-09-09 | Scambia Holdings Cyprus Limited | Apparatus comprising a fuel cell unit and a component, a component unit and a stack component for use in such an apparatus |
| US9819044B2 (en) | 2013-11-04 | 2017-11-14 | Bosal Emission Control Systems Nv | Apparatus comprising a fuel cell unit and a component, and a stack component for use in such an apparatus |
| US10355301B2 (en) | 2013-11-04 | 2019-07-16 | Bosal Emission Control Systems Nv | Apparatus comprising a fuel cell unit and a component, and a stack component for use in such an apparatus |
| JP2019220369A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2642703B2 (ja) | 1997-08-20 |
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