JPH0315160A - 燃料電池の冷却器 - Google Patents

燃料電池の冷却器

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Publication number
JPH0315160A
JPH0315160A JP2063605A JP6360590A JPH0315160A JP H0315160 A JPH0315160 A JP H0315160A JP 2063605 A JP2063605 A JP 2063605A JP 6360590 A JP6360590 A JP 6360590A JP H0315160 A JPH0315160 A JP H0315160A
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JP
Japan
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cooling
cooling plate
header
plate
pipes
Prior art date
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Pending
Application number
JP2063605A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Harada
孝 原田
Hiroshi Shimizu
浩 清水
Yoshiharu Kobayashi
義治 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2063605A priority Critical patent/JPH0315160A/ja
Publication of JPH0315160A publication Critical patent/JPH0315160A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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!池のセルスタ,クに介挿される冷却管
と冷却板を備えた冷却姦のg遺(こ関する。
〔従来の枝術〕
燃料t池は、通常複数O卑電池を積層したセルスタ,ク
を備え,このセルスタックに供佑される燃料ガスと酸化
剤カスと(こよりセルスタック内の単toにて電池反応
を場こして発胤する。この際、電池反応に伴って熱が発
生するので、セルスタックに複数の単′t池を積み惠ね
るごとに板状の冷却器を介装し、この冷却器に冷却課体
を通流して削記電池反応に伴う熱を冷却媒体により除熱
してセルスタックを冷却し、燃料電池の運転温度を保持
している。
この種の冷却器として従来第3図に示すものが知られて
いる。図において冷却器1はカーボン製れる複数の金I
A’$1の冷却管3と,各冷却管3の両管端をそれぞれ
接続し,冷却管3の対向する端面に沿ってそれぞれ配さ
れる金Isl!Aの入口ヘツダ4と出口へ,ダ5(いず
れも長手方向長さL)とから構成されている。なお入口
ヘッダ4には冷却媒体が流入する入口6を右端に、また
出口ヘノダ5には冷却媒体が冷却管3を通流した後出口
へッタ5から排出する出口7を左端に設けている。
このような構造により燃科1It池の運転時、冷却媒体
は入口6から入口ヘッダ4に流入し,ここから分成して
各冷却管3に通流する。この際、冷却管3を通流する冷
却媒体は′It池反応に序って発生する熱を除熱してセ
ルスタックを冷却し,運転温度に保持する。除熱した冷
却媒体は出口へクダ5に集められて出口7から排出され
る。
ところで燃料電池のセルスタックは運転温度に保持され
るので、金属製の入口,出口へクダ4,5とカーボン製
の冷却板とでは熱膨脹係数が異なるため、入口,出口ヘ
ッダ4,5の長手万向と冷却板2の幅方向(入口,出口
へyダの長手万向と平行な方向)とでは熱膨脹差が生じ
る。このため冷却管3には熱膨脹差による曲げ力が働き
,これに伴って曲げ応力が生じるので、冷却板2の端面
から突出する冷却管の長さを十分長くすることにより曲
げ応力を小さくして構造の健生性を確保している。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の冷却器lこおいては曲げ応力を小さくするため冷
却板の端面から突出する冷却管の長さを十分長くしてい
るので,冷却器が大型になるという問題がある。
本発明の目的は、冷却板から突出する冷却官の長さを短
くすることにより冷却器を小型化できる燃料電池の冷却
器を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的はこの発明によればカーボン製の冷却板と、
この冷却板を)ar通し、冷却媒体が通流する金′s4
製の多数の冷却管と、前記冷却板の対向する端面からそ
れぞれ突出する冷却管0管端に接続して冷却叡の各端面
に沿い,前記冷却媒体を分流,合流するヘクダとからな
る燃料電池の冷却器において、冷却数の一端面に突出す
る冷却管端をXI,Xjとし,冷却板の他端面に突出す
る冷却管端をYK X3 , Ymとするときに、次式(1)または(2)
ベ l≠単  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ (1)J −I&m    ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ (2)前記冷却
板の一万の端面から突出する冷却管を奇数の複数群にわ
け、このうちの一群に接続し、外部から突出する冷却管
を冷却板の端面の中央部に臨む位置に配設することによ
り達成される。
成される。
第2図に基いて冷却管端X,Yの群分割1こついて説明
する。冷却管査号を100 , 101 , 102・
・・・・・117と仮定する。冷却管端は図の上端をX
1,Xj,YK 図の下端を資, Ymとする。第2図の場合群分割は(
XIoOIXIOl1゜゜X+os ) r ( X+
oe + Xt+o + ”’ X117)および( 
’Loo .−Yto3) , ( Yl04 , −
  . Y口3).(Y息14.・・・YJI?)とな
っていることがわかる。群の一般式Yど 群ごとにヘッダを設けること,又はその際(ここに においてi,J,−tk,mはそれぞれ連続したhaで
K ある冷却管査号の1つを表わし、i≦j,:#≦mの値
は次のようになっている。
第  1  表 である。) このようなi,j,#,m については式(1)または
(2)の少なくとも1つが満足していることがわかる。
このように冷却管端X,Yの群分割を行うと、冷却液は
ヘッダで、Uターンをおこす。
〔作用〕
冷却板の対向する端面から突出する冷却管をそれぞれ複
数群に分け、各群の冷却管に接続し、冷却板の端面に沿
ってヘッダを設けたので、へ,ダの長手万向の長さは従
来のへタダの長さを分割した形となって短くなる。した
がって燃料電池の連転時、カーボン製の冷却板と金fK
製のヘクダとの熱膨脹差は小さくなるので,冷却管に生
じる曲げ応力は従来に比べて小さくなる。この結果,ヘ
ッダの長さの平方根fこ比例して冷却板の端面から突出
する冷却管の長さを短くすることができる。
また、冷却板の一方の端面から突出する冷却管を奇数の
複数群に分け,このうちの1群に接続するヘクタを冷却
板の端面の中央部に臨んで配し、このヘッダから冷却媒
体を流入させること(こより、冷却媒体は冷却板の中央
部から辺部に流れる。したがって流入する低温の冷却媒
体は放熱の少ないため高温になる冷却板の中央部を冷却
板を介して冷却した後.低温である冷却板の辺部を冷却
するので、冷却板の匣温匣分布が均一化される。
〔実施例〕
以下図面iこ基づいて本発明の実施例について説明する
。第1図は本発明の冥施例による燃科電池の冷却器の平
面図である。なお第1図および後述する第2図において
第3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l図lこおいて従来例と異なるのは冷
却板2の対向する端面からそれぞれ突出する冷却管3を
複数群に分け,/?!r群にそれぞれへクダを取付けた
ことである。
すなわち,冷却板2の端而6こ沿って入口ヘツダ4(第
3図参照)の長さLの約3ALの長さの入口へ,ダ9と
約XLの長さの中間へyダ10とを設け、一万出口ヘク
ダ5(第3図参照)の長さLの約%Lの長さの中間ヘッ
ダ118人口ヘクダ9に対向する位置に、約3ALの長
さの出口ヘクダ12を中間ヘクダ10(こ対向する位置
fこ設けている。この際冷却板2の端面から突出する冷
却管の長さは第3図の従来例の長さ看より短くしており
、さらに入口ヘッダ9および出口へクダl2は中間へク
ダ10 , 11より長さが短いめで、冷却板2から突
出して入口ヘクタ9,出口へ1ダ124こ接続する冷却
管の長さぶ.は中間へツタ10 . 11に扱続する冷
却管の長さ12より短くしている。ここで入口ヘッダ9
,出口へッダ12の長さは,入口へツダ4の長さL O
)約h.中間へツタ10 . 11は約%にしているの
で、冷却&2の端面から突出する13.,A2はへッタ
0長さめ平方根Iこ比例してそれぞれ約3/s −13
 .約,+′5−eとなる。
このような構造により燃料t池の運転時,冷却媒体は入
口6から入口ヘクダ9にηt人し,ここから分流して入
口へクタ9に接続する冷却管3を矢印A方向に流れて中
間ヘッダ11に流入し,ここでUターンして矢印B方向
に冷却管3に通流して中間ヘッダioに流入し,さらに
ここでUターンして矢印C万回に冷却肯3に通流して出
口ヘクタ7に合流されて出口7から外部に排出される。
この間電池反応により発生する熱は冷却管を通流する冷
却媒体により除熱され%燃料電池の運転温度が保持され
る。この場合金属製の入口,出口ヘッダ9.12および
中間ヘッダtO , Uと冷却板2との間の冷却板2か
ら突出する冷却管の長さを前述のように短くしても、燃
料電池の運転時生じる熱膨脹差は小さくなるので冷却管
の曲げ応力は小さくなる。
第2図は本発明の異なる実施例による燃料″fIL池の
冷却器の平面囚である。第2図において冷却板20一方
の端面から突出する冷却管を奇数の複数群に分け,その
うちの1群に接続するー・ツダを入口ヘッダl3として
第3図の入口へッダ4の長さLのfJ3A Lにし、入
口へツタl3を冷却板2の端面の中失邸に臨む位置に、
また約%Lの長さの他の群の冷却管に接続する出口ヘプ
ダ14 . 15をそり両側に配し、一万.冷却板2の
他万の端面側lこ@3図のヘッダの長さL O)約3A
Lの長さの中間へノダ16,17とを並べて設けている
。この場合,入口へッダ13,中間へクダ16 , 1
7と出口ヘッダ14 . 15に展続する冷却&2から
突出する冷却管の長さはそれぞれ第3図の突出する冷却
管長さぶの約7/loe,約!A1となる。
このような構造により、燃料電池の運転時冷却媒体は入
口6から入口ヘツダ134こ流入し、ここから矢印D万
向に冷却管3に流れ、中間ヘッダl6と17とに流入し
、ここからUターンして中間ヘクダl6を経る冷却媒体
は矢印E方向に流れて出口ヘクダ14に,一方中間ヘツ
ダl7を経る冷却媒体は矢印F万向に冷却W3を流れて
出口ヘッダl5に流入し,それぞれ出口へクダ14 .
 15の出口7から外部に排出される。この場合低温の
冷却媒体は冷却板2の中央部の高温部を流れた後.冷却
板2の辺部の低温部を流れるので冷却板の面温度分布が
均一化される。
〔発明の効果〕
この発明によればカーボン製の冷却板と、この冷却&を
貫通し,酎却媒体が通流する金属製の多数の冷却管と、
前記冷却板の対向する端自からそれぞれ突出する冷却管
0肯端に接続して冷却取の%端面に沿い、前記冷却媒体
を分流,甘流するヘッダとからなる燃料t池の冷却器に
おいて、冷却板の一端面に突出する冷却管端をXi,X
jとし、冷l+ゑ jam (1) (2) 谷群ごとにヘッダを設けるので個々のへフダはその長さ
が短くなるため金属製のヘッダとカーボン製の冷却板と
の熱膨脹差は小ざくなり、これに伴って冷却管に生じる
曲げ応力が小さくなり、冷却板から突出する冷却管の長
さを短くできるので、冷却器を小型にすることができる
。その際前記冷却板の一万の端而から突出する冷却管を
ff数の複数群に分け、入口ヘッダを中央部に臨む群に
配設するので、高温になる冷却板の中央Sを、流入する
仕温の冷却媒体が冷却するので.冷却板の面温度分涌を
均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例による燃料電池の冷却器の平面
図,第2図は本発明の異なる笑施例による燃料11K池
の冷却器の平面図、第3図は従来の燃科1!池の冷却器
の平f図である。 l:冷却器,2:冷却板、3:冷却管、!+9.13二
入口へツタ、5 ,12,14,15 : 出口ヘッダ
%10 , 11 . 16 . 17 :十関ゞツダ
○界l図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)カーボン製の冷却板と、この冷却板を貫通し、冷却
    媒体が通流する金属製の多数の冷却管と、前記冷却板の
    対向する端面からそれぞれ突出する冷却管の管端に接続
    して冷却板の各端面に沿い、前記冷却媒体を分流、合流
    するヘッダとからなる燃料電池の冷却器において、冷却
    板の一端面に突出する冷却管端をX_i、X_jとし、
    冷却板の他端面に突出する冷却管端をY_k、Y_mと
    するときに、次式(1)または(2) ▲数式、化学式、表等があります▼ の少なくとも1つが満足する条件下で冷却管端を各端面
    毎にそれぞれ(X_i,X_i_+_1,……X_j)
    、(Y_k,Y_k_+_1,……Y_m)で表わされ
    る群の複数個に分け、各群ごとにヘッダを設けることを
    特徴とする燃料電池の冷却器。 (ここにおいてi,j,k,mはそれぞれ連続した整数
    である冷却管番号の1つを表わし、i≦j,k≦mであ
    る。) 2)請求項1記載の燃料電池の冷却器において、前記冷
    却板の一方の端面から突出する冷却管を奇数の複数群に
    わけ、このうちの一群に接続し、外部から冷却媒体が供
    給されるヘッダを冷却板の端面の中央部に臨む位置に配
    設したことを特徴とする燃料電池の冷却器。
JP2063605A 1989-03-28 1990-03-14 燃料電池の冷却器 Pending JPH0315160A (ja)

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JP2063605A JPH0315160A (ja) 1989-03-28 1990-03-14 燃料電池の冷却器

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7627589 1989-03-28
JP1-76275 1989-03-28
JP2063605A JPH0315160A (ja) 1989-03-28 1990-03-14 燃料電池の冷却器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0315160A true JPH0315160A (ja) 1991-01-23

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ID=26404738

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JP2063605A Pending JPH0315160A (ja) 1989-03-28 1990-03-14 燃料電池の冷却器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5534331A (en) * 1992-02-27 1996-07-09 Fujitsu Limited Method of manufacturing a multi-layered ceramic circuit board containing layers of reduced dielectric constant

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS607066A (ja) * 1983-06-02 1985-01-14 エンゲルハード・コーポレーション 熱伝達アセンブリ
JPS63155561A (ja) * 1986-12-18 1988-06-28 Toshiba Corp 燃料電池

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