JPH0261964A - 自由電解液型燃料電池の液レベルセンサ - Google Patents
自由電解液型燃料電池の液レベルセンサInfo
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- JPH0261964A JPH0261964A JP63213459A JP21345988A JPH0261964A JP H0261964 A JPH0261964 A JP H0261964A JP 63213459 A JP63213459 A JP 63213459A JP 21345988 A JP21345988 A JP 21345988A JP H0261964 A JPH0261964 A JP H0261964A
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- Japan
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- liquid level
- level sensor
- electrolyte
- case
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- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/484—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring electrolyte level, electrolyte density or electrolyte conductivity
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- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
不発明は、電解液に１例えばアルカリ水溶液を使用する
自由電解液型燃料電池の電解液の液レベルを検出する液
レベルセンサに関する。
自由電解液型燃料電池の電解液の液レベルを検出する液
レベルセンサに関する。
電解液にアルカリ水溶液を用いた自由電解液型燃料電池
では電池反応時水が生成され、この水により電解液濃度
が変化するので、液レベルセンサにより電解液の液レベ
ルを検出して電解液濃度を制御している。
では電池反応時水が生成され、この水により電解液濃度
が変化するので、液レベルセンサにより電解液の液レベ
ルを検出して電解液濃度を制御している。
このような液レベルセンサを備えた自由゛庖解液型・燃
料電池として第４図に示すものが知られている。第４図
において燃料電池１は多数の単′１池２を積層し両端面
に集１ａ仮３．絶縁仮４を配し、締付板５を介し締付ホ
ルト６により、締付力を皿ばね７でＦ＋１整して締付け
られて構成されている。
料電池として第４図に示すものが知られている。第４図
において燃料電池１は多数の単′１池２を積層し両端面
に集１ａ仮３．絶縁仮４を配し、締付板５を介し締付ホ
ルト６により、締付力を皿ばね７でＦ＋１整して締付け
られて構成されている。
単１！ｌ′１＋１２は電ｌＩＳ液タンク８と一体に構成
された液室枠９を水素電極１０と酸素１！極１１とで挾
み、さらに冷却通路１２を備え、水素と酸素をそれぞれ
水素電唇１０．酸素電極１１に供給する流路１２を備え
たバイポーラプレート１３とで挾持して構成されている
。なお、液室枠９内には電解液の水酸化カリウム水溶液
が充填され、樹脂表の液スペーサ１４は電極が直接的に
接続するのを防止するために設けられている。
された液室枠９を水素電極１０と酸素１！極１１とで挾
み、さらに冷却通路１２を備え、水素と酸素をそれぞれ
水素電唇１０．酸素電極１１に供給する流路１２を備え
たバイポーラプレート１３とで挾持して構成されている
。なお、液室枠９内には電解液の水酸化カリウム水溶液
が充填され、樹脂表の液スペーサ１４は電極が直接的に
接続するのを防止するために設けられている。
電解液タンク８には液室枠内のｔＳ液の液レベ撓
ルを検出する燃レベルセンサー５が設けられている。
液レベルセンサー５は一対の電極を電解液中に挿入し、
電極間（こ−足の電圧を印加し、液レベルの高低により
変化する電極間を流れる電流量により液レベルを検出し
ている。
電極間（こ−足の電圧を印加し、液レベルの高低により
変化する電極間を流れる電流量により液レベルを検出し
ている。
第５図はこのような自由電解液型燃料電池を用いた燃料
電池システムの系統図である。図において燃料電池本体
１６は前述の燃料電池１の構造を有し、ここでは模式的
に水素室１７．電解液室１９．酸素室２１と燃料電池本
体を冷却する冷却室ｎとで示されている。水素電極に供
給する水素ガスは水素ガス供給系乙の水素循環回路Ｕを
通じて水素室１７へ供給され、循環ファン５によって所
定量循環し、その一部は系外ヘパージされ、水素濃度が
保たれる。また水素循環回路別には凝縮器がか設けられ
。
電池システムの系統図である。図において燃料電池本体
１６は前述の燃料電池１の構造を有し、ここでは模式的
に水素室１７．電解液室１９．酸素室２１と燃料電池本
体を冷却する冷却室ｎとで示されている。水素電極に供
給する水素ガスは水素ガス供給系乙の水素循環回路Ｕを
通じて水素室１７へ供給され、循環ファン５によって所
定量循環し、その一部は系外ヘパージされ、水素濃度が
保たれる。また水素循環回路別には凝縮器がか設けられ
。
電池反応により生成される水蒸気状態の水は冷却ファン
ｎにより送気される冷却媒体により冷却されて水滴とな
り、系外に排出される。
ｎにより送気される冷却媒体により冷却されて水滴とな
り、系外に排出される。
一方、酸素電極をこ供給する酸素ガスは酸素ガス供給系
列の酸素循環回路四を通じて酸素室２１に供給され、循
環ファン３０によって所定量循還し、その一部は系外に
パージされ、酸素濃度が保たれる。
列の酸素循環回路四を通じて酸素室２１に供給され、循
環ファン３０によって所定量循還し、その一部は系外に
パージされ、酸素濃度が保たれる。
電解液室１９に連通して上部に位置する電解液タンク８
には前述の液レベルセンサ１５を備え、電解液タンク８
にて液レベルセンサ１５の電極への印加電圧により電気
分解して発生するガスを窒素パージ系３１に窒素を供給
して糸外にパージする。
には前述の液レベルセンサ１５を備え、電解液タンク８
にて液レベルセンサ１５の電極への印加電圧により電気
分解して発生するガスを窒素パージ系３１に窒素を供給
して糸外にパージする。
３イ
冷却ファン孝は冷却室乙に冷却空気を送気して燃料電池
本体１６を冷却する。
本体１６を冷却する。
このような燃料電池システムにおいて燃料電池を運転す
ると、電池の負荷量と！池温度から演算し、水素ガスの
循環ファン５の回転数により水素−ガスの循ｆｆｌ量を
変化させ、電池反応により生成される生成水量と糸外へ
除去される除去水量のバランスをとり、！解法の濃度の
バランスをとっている。
ると、電池の負荷量と！池温度から演算し、水素ガスの
循環ファン５の回転数により水素−ガスの循ｆｆｌ量を
変化させ、電池反応により生成される生成水量と糸外へ
除去される除去水量のバランスをとり、！解法の濃度の
バランスをとっている。
また、燃料電池の起動時など電池温度が低い時などでは
電解液の水蒸気圧が低下し、生成水が電解液内に取り込
まれて液レベルが上昇する。このような時には液レベル
センサ１５により電解液レベル”高”が検出され、この
検出信号により水素ガスの循環ファン５の回転数ｌこよ
り水素ガスの循環量を増加させて生成水を系外に除去し
、電解液濃度を保つように制御される。
電解液の水蒸気圧が低下し、生成水が電解液内に取り込
まれて液レベルが上昇する。このような時には液レベル
センサ１５により電解液レベル”高”が検出され、この
検出信号により水素ガスの循環ファン５の回転数ｌこよ
り水素ガスの循環量を増加させて生成水を系外に除去し
、電解液濃度を保つように制御される。
・ところで％液レベルセン廿１５の電極間には常時電圧
が印加されているため電極間には電解液を介して微小電
流が流れている。このため常時電解液の電気分解が起こ
り、水素、酸素等を含む分解ガスが生じる。この分解ガ
スは電解液タンクＪの上部空間に溜まり爆鳴気を形成し
て危険状態になるため１時々窒素バージ糸３１に窒素ガ
スを供給してこの分解ガスを系外にパージし、多量の分
解ガスの蓄積を防ぎ、長時間安全運転ができるようをこ
している。
が印加されているため電極間には電解液を介して微小電
流が流れている。このため常時電解液の電気分解が起こ
り、水素、酸素等を含む分解ガスが生じる。この分解ガ
スは電解液タンクＪの上部空間に溜まり爆鳴気を形成し
て危険状態になるため１時々窒素バージ糸３１に窒素ガ
スを供給してこの分解ガスを系外にパージし、多量の分
解ガスの蓄積を防ぎ、長時間安全運転ができるようをこ
している。
上記のような液レベルセンサによる液レベル検出には電
気分解による水素、酸素を含む爆鳴気を形成しやすい分
解ガスが電解液タンクの上部に溜まるため、時々窒素ガ
スなどの不活性ガスで系外に分解ガスをパージする必要
がある。このため窒素を供給する窒素パージ系や窒素の
供給方法を制御する制御回路が必要となり、装置が大型
になるという問題がある。
気分解による水素、酸素を含む爆鳴気を形成しやすい分
解ガスが電解液タンクの上部に溜まるため、時々窒素ガ
スなどの不活性ガスで系外に分解ガスをパージする必要
がある。このため窒素を供給する窒素パージ系や窒素の
供給方法を制御する制御回路が必要となり、装置が大型
になるという問題がある。
本発明の目的は、液レベルセンサの液レベル検出時発生
する分解ガスを燃焼させることにより燃料電池を小型化
することのできる自由電解液型燃料電池の電解液の液レ
ベルセンサを提供することである。
する分解ガスを燃焼させることにより燃料電池を小型化
することのできる自由電解液型燃料電池の電解液の液レ
ベルセンサを提供することである。
上記課題は１本発明によれば電解液に挿入された一対の
電極に電圧を印加して電極間に流れる電流量により電解
液の液レベルを検出する自由電解液型燃料？１！池の液
レベルセンサにおいて、電極を囲む筒状のケースと、こ
のケース内の上部に設けた触媒燃焼器とを備えるものと
する。
電極に電圧を印加して電極間に流れる電流量により電解
液の液レベルを検出する自由電解液型燃料？１！池の液
レベルセンサにおいて、電極を囲む筒状のケースと、こ
のケース内の上部に設けた触媒燃焼器とを備えるものと
する。
電解液に挿入された液レベルセンサの電極に電圧を印加
することにより電気分解して発生した水素、酸素を含む
分解ガスは電極を囲む筒状のケース内の上部に設けられ
た触媒燃焼器により燃焼して外部に排出されるので、分
解ガスが電解液の液面上に溜まることがなくなる。
することにより電気分解して発生した水素、酸素を含む
分解ガスは電極を囲む筒状のケース内の上部に設けられ
た触媒燃焼器により燃焼して外部に排出されるので、分
解ガスが電解液の液面上に溜まることがなくなる。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例による自由電解液型態＃＋電池
の液レベルセンサ３２の部分断面図。
の液レベルセンサ３２の部分断面図。
第２図は第１図のＡ−Ａ矢視図である。なお、第１図、
第２図および後述する第３図において第４図、第５図の
従来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明を省略
する。第１因、第２図において一対の白金電ｉ３３は固
定用樹脂あがその周囲をこ被覆されて筒状のケースあの
中ζこ取付けられている。なおケースあの中央部に貫通
する通路あが設けられ、この通路％の上部に触媒燃焼器
３７が取付けられている。触媒燃焼器３７は１例えば白
金糸の触媒からなる燃焼器である。
第２図および後述する第３図において第４図、第５図の
従来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明を省略
する。第１因、第２図において一対の白金電ｉ３３は固
定用樹脂あがその周囲をこ被覆されて筒状のケースあの
中ζこ取付けられている。なおケースあの中央部に貫通
する通路あが設けられ、この通路％の上部に触媒燃焼器
３７が取付けられている。触媒燃焼器３７は１例えば白
金糸の触媒からなる燃焼器である。
また、ケースあの下端面から突出する白金電極間を囲ん
で電極カバー薬が設けられている。なお。
で電極カバー薬が設けられている。なお。
４０は電解液タンク８に挿入されて取付けられる際のシ
ール用のＯリンクパツキンである。
ール用のＯリンクパツキンである。
上記の液レベルセンサ３２は第３図に示すように電解液
タンク８に挿入され、０リングパツキン４０を介してセ
ンサ本体あにより電解液タンク８に取付けられ、白金電
極３３の先端部は水酸化カリウム水溶液の電解液４１の
中Ｉこ挿入される。
タンク８に挿入され、０リングパツキン４０を介してセ
ンサ本体あにより電解液タンク８に取付けられ、白金電
極３３の先端部は水酸化カリウム水溶液の電解液４１の
中Ｉこ挿入される。
このような構成により白金電極３３に一定の電・圧を印
加して電極間に流れるＮ、流量により液レベルｊ 杉の通路間を上昇して流れ触媒燃焼器３７で燃焼し。
加して電極間に流れるＮ、流量により液レベルｊ 杉の通路間を上昇して流れ触媒燃焼器３７で燃焼し。
その燃焼ガスはケースおから外部に排出される。
したがって分解ガスは゛１解法面上に溜らない。
以上の説明から明かなように５本発明によれば液レベル
センサの一対の電極を囲むケース内の上部に触媒燃焼器
を設けたこと（Ｃより、液レベルセンサで液レベルを検
出時、電気分解により生じる爆鳴気を形成する分解ガス
を触媒燃焼器で燃焼させるので、！解法面に分解ガスが
拡散して溜まることがなくなり、安全運転ができる。ま
た従来のようｔこ不活性ガスのパージ系がなくなり、燃
料電池を小型化することもできる。
センサの一対の電極を囲むケース内の上部に触媒燃焼器
を設けたこと（Ｃより、液レベルセンサで液レベルを検
出時、電気分解により生じる爆鳴気を形成する分解ガス
を触媒燃焼器で燃焼させるので、！解法面に分解ガスが
拡散して溜まることがなくなり、安全運転ができる。ま
た従来のようｔこ不活性ガスのパージ系がなくなり、燃
料電池を小型化することもできる。
第１図は本発明の実施例による自由電解液型燃料！ Ｌ
Ｄ、の液レベルセン什の部分断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視図、第３図は第１図の液レベルセンサを電解
液タンクに取付けた部分断面図６第４図は従来の液レベ
ルセンサを取付けた自由電解液型燃料電池の断面図、第
５図は第４図の自由隼−解法似・燃料電池を備えた燃料
電池システムの系統図である。 １：自由電解液型燃料１！池、具、３２：液レベルセン
廿、３３：電極、３５：ケース％３６二通路。 ３７：触媒燃焼器、３８：電極カバー ３２ 々しベル仁ンづ 鼻 ３ｊ図
Ｄ、の液レベルセン什の部分断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ矢視図、第３図は第１図の液レベルセンサを電解
液タンクに取付けた部分断面図６第４図は従来の液レベ
ルセンサを取付けた自由電解液型燃料電池の断面図、第
５図は第４図の自由隼−解法似・燃料電池を備えた燃料
電池システムの系統図である。 １：自由電解液型燃料１！池、具、３２：液レベルセン
廿、３３：電極、３５：ケース％３６二通路。 ３７：触媒燃焼器、３８：電極カバー ３２ 々しベル仁ンづ 鼻 ３ｊ図
Claims (1)
- １）電解液に挿入された一対の電極に電圧を印加して電
極間に流れる電流量により電解液の液レベルを検出する
自由電解液型燃料電池の液レベルセンサにおいて、電極
を囲むケースと、このケース内の上部に設けた触媒燃焼
器とを備えたことを特徴とする自由電解液型燃料電池の
液レベルセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213459A JPH0261964A (ja) | 1988-08-27 | 1988-08-27 | 自由電解液型燃料電池の液レベルセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213459A JPH0261964A (ja) | 1988-08-27 | 1988-08-27 | 自由電解液型燃料電池の液レベルセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261964A true JPH0261964A (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16639562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63213459A Pending JPH0261964A (ja) | 1988-08-27 | 1988-08-27 | 自由電解液型燃料電池の液レベルセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0261964A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127047A (en) * | 1990-02-20 | 1992-06-30 | At&T Bell Laboratories | Facsimile machine having user notification capability |
-
1988
- 1988-08-27 JP JP63213459A patent/JPH0261964A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127047A (en) * | 1990-02-20 | 1992-06-30 | At&T Bell Laboratories | Facsimile machine having user notification capability |
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