JPH04129173A - 燃料電池の冷却装置 - Google Patents
燃料電池の冷却装置Info
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- JPH04129173A JPH04129173A JP2250960A JP25096090A JPH04129173A JP H04129173 A JPH04129173 A JP H04129173A JP 2250960 A JP2250960 A JP 2250960A JP 25096090 A JP25096090 A JP 25096090A JP H04129173 A JPH04129173 A JP H04129173A
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Classifications
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (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〕
本発明は、多数の単セルを積層したセルスタックの内部
に分散して積層した冷却板に対してその内部に冷却管を
配管し、該冷却管へ外部回路より冷却媒体を流してセル
スタックを冷却する燃料電池の冷却装置に関する。
に分散して積層した冷却板に対してその内部に冷却管を
配管し、該冷却管へ外部回路より冷却媒体を流してセル
スタックを冷却する燃料電池の冷却装置に関する。
燃料電池の冷却方式として、単セルの積層体としてなる
セルスタックの内部に数セル置きに冷却板を積層し、該
冷却板に埋設配管した冷却管へ外部より非導電性の冷却
媒体（純水、油など）を通流して燃料電池の反応熱を給
熱するようにした冷却方式が例えば特開昭６１−１４７
４６７号公報などで公知である。
セルスタックの内部に数セル置きに冷却板を積層し、該
冷却板に埋設配管した冷却管へ外部より非導電性の冷却
媒体（純水、油など）を通流して燃料電池の反応熱を給
熱するようにした冷却方式が例えば特開昭６１−１４７
４６７号公報などで公知である。
第５図は前記の冷却方式による燃料電池の冷却系統図を
示すものであり、単セルの積層体としてなるセルスタッ
ク１の内部には数セル置きに複数条の冷却管２ａを埋設
した冷却板２が積層されており、かつ各冷却板２ごとに
冷却管２ａの両端がそれぞれヘッダ管３を介して各冷却
板に共通な冷却主管４の間に並列的に分岐接続されてい
る。なお、冷却板２は単セル間の導電部材を兼ねたもの
であり、導電性と高い伝熱性をもった材料で作られてい
る。そして、前記の人口、出口側の冷却主管４の間に循
環ポンプ５．気液分＃！１器６を経由する外部の冷却水
循環管路７を接続して冷却系を構成している。なお、７
ａは菓気回収管、７ｂは冷却水補給管、８は燃料電池の
格納容器である。
示すものであり、単セルの積層体としてなるセルスタッ
ク１の内部には数セル置きに複数条の冷却管２ａを埋設
した冷却板２が積層されており、かつ各冷却板２ごとに
冷却管２ａの両端がそれぞれヘッダ管３を介して各冷却
板に共通な冷却主管４の間に並列的に分岐接続されてい
る。なお、冷却板２は単セル間の導電部材を兼ねたもの
であり、導電性と高い伝熱性をもった材料で作られてい
る。そして、前記の人口、出口側の冷却主管４の間に循
環ポンプ５．気液分＃！１器６を経由する外部の冷却水
循環管路７を接続して冷却系を構成している。なお、７
ａは菓気回収管、７ｂは冷却水補給管、８は燃料電池の
格納容器である。
かかる構成で、燃料電池の運転時には循環ポンプ５を運
転し、気液分離器６に貯留されている冷却水（純水）９
を冷却主管４．ヘッダ管３を経由して各冷却板２の冷却
管２ａに分流させ、セルスタックｌに発生した電池反応
熱を除熱する。なお、冷却水９は燃料電池を運転温度に
維持するように、水温を１８０°Ｃ程度７水圧をｔＯｋ
ｇ／ｃｊ程度として冷却水の一部を蒸発させてその蒸発
潜熱によりセルスタックを冷却するようにしている。
転し、気液分離器６に貯留されている冷却水（純水）９
を冷却主管４．ヘッダ管３を経由して各冷却板２の冷却
管２ａに分流させ、セルスタックｌに発生した電池反応
熱を除熱する。なお、冷却水９は燃料電池を運転温度に
維持するように、水温を１８０°Ｃ程度７水圧をｔＯｋ
ｇ／ｃｊ程度として冷却水の一部を蒸発させてその蒸発
潜熱によりセルスタックを冷却するようにしている。
一方、燃料電池の発電時には、セルスタック１の内部に
分散して積層した冷却板２の相互間に電位差が現れる。
分散して積層した冷却板２の相互間に電位差が現れる。
したがって冷却板２に配管した冷却管２ａ、冷却主管４
を金属製パイプとして接続配管すると、金属配管を導電
路としたセルスタックの短絡回路が形成されてしまう、
そこで、従来では第４図に示すように、各冷却板２ごと
に冷却主管４から引出した分岐管４ａとへノダ管３との
間に絶縁ホース１０を介挿してアース電位の冷却主管４
と各冷却板２との間、および冷却板２の相互間を絶縁し
て導電路を絶つようにしている。
を金属製パイプとして接続配管すると、金属配管を導電
路としたセルスタックの短絡回路が形成されてしまう、
そこで、従来では第４図に示すように、各冷却板２ごと
に冷却主管４から引出した分岐管４ａとへノダ管３との
間に絶縁ホース１０を介挿してアース電位の冷却主管４
と各冷却板２との間、および冷却板２の相互間を絶縁し
て導電路を絶つようにしている。
〔発明が解決しようとする課！！！］
ところで、第４図の配管構造では、各冷却板２ごとにそ
のヘッダ管３と冷却主管４の分岐管４ａとの間に接続し
た絶縁水−ス１０が配管系の弱点となる。すなわち、冷
却装置に流す冷却水は先述のように温度が１８０℃、圧
力が１０ｋｇ／ｃｊ程度の高温、高圧水である。したが
ってその配管系に接続する絶縁ホース１０には前記の過
酷な使用条件に十分耐えられるだけの耐熱、耐圧性が要
求される。
のヘッダ管３と冷却主管４の分岐管４ａとの間に接続し
た絶縁水−ス１０が配管系の弱点となる。すなわち、冷
却装置に流す冷却水は先述のように温度が１８０℃、圧
力が１０ｋｇ／ｃｊ程度の高温、高圧水である。したが
ってその配管系に接続する絶縁ホース１０には前記の過
酷な使用条件に十分耐えられるだけの耐熱、耐圧性が要
求される。
そこで、従来では例えば樹脂で作られた可撓性のあるホ
ースを金属ワイヤ編組などで補強し、さらにホースの両
端に高圧用継手を組合わせたものを採用している。
ースを金属ワイヤ編組などで補強し、さらにホースの両
端に高圧用継手を組合わせたものを採用している。
しかしながら、前記の絶縁ホースは高価であるのみなら
ず寿命がが較的短く、しばしば燃料電池の運転中に破損
して水漏れなどを引き起こす。そのために、従来では定
期的に絶縁ホースを新品なものに交換するようにしてい
るが、これにかかる手間とコストが無視できず、信組性
の問題と併せてその改善策が望まれている。
ず寿命がが較的短く、しばしば燃料電池の運転中に破損
して水漏れなどを引き起こす。そのために、従来では定
期的に絶縁ホースを新品なものに交換するようにしてい
るが、これにかかる手間とコストが無視できず、信組性
の問題と併せてその改善策が望まれている。
一方、上記問題の対策として、短尺の金属パイプとリン
グ状の絶縁スペーサとを交互に積み重ね、さらにスタッ
ドにより一体に締め付けて冷却主管を構成するとともに
、前記金属パイプから個々に引出した分岐管と冷却板側
のヘッダ管を接続するようにした構成のものが同じ出願
人より特願平２１７０６７号として提案されている。か
かる構成では、冷却主管の構Ｏ部品である短尺の各金属
パイプが個々に絶縁スペーサを介して電気的に絶縁され
ているので、冷却板に至る配管途中に絶縁ホースを介装
する必要がなくなる。
グ状の絶縁スペーサとを交互に積み重ね、さらにスタッ
ドにより一体に締め付けて冷却主管を構成するとともに
、前記金属パイプから個々に引出した分岐管と冷却板側
のヘッダ管を接続するようにした構成のものが同じ出願
人より特願平２１７０６７号として提案されている。か
かる構成では、冷却主管の構Ｏ部品である短尺の各金属
パイプが個々に絶縁スペーサを介して電気的に絶縁され
ているので、冷却板に至る配管途中に絶縁ホースを介装
する必要がなくなる。
しかしながら、上記提案のような積層構造の冷却主管で
も、燃料電池の運転に伴う加熱、ヒートサイクルが原因
で長Ｍｉ！！転の間には金属パイプと絶縁スペーサとの
間のシール性１部品のクリープによる積層体の締付力か
低下するので十飼な信組性が確保できない。
も、燃料電池の運転に伴う加熱、ヒートサイクルが原因
で長Ｍｉ！！転の間には金属パイプと絶縁スペーサとの
間のシール性１部品のクリープによる積層体の締付力か
低下するので十飼な信組性が確保できない。
本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、絶縁
、漏水に対して十分な信頼性と耐久力が得られ、しかも
低コストで製作可能な燃料電池の冷却装置、粋にその配
管構造を提供することを目的とする。
、漏水に対して十分な信頼性と耐久力が得られ、しかも
低コストで製作可能な燃料電池の冷却装置、粋にその配
管構造を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、本発明の冷却装置において
は、冷却主管、および冷却主管より各冷却板に対応して
引出した分岐管を耐熱、耐蝕性の高い電気絶縁材料で構
成するものとする。
は、冷却主管、および冷却主管より各冷却板に対応して
引出した分岐管を耐熱、耐蝕性の高い電気絶縁材料で構
成するものとする。
ここで、前記の電気絶縁材料は、ＰＥＥＫ、 フン素樹
脂、セラミックのいずれかを採用するのが好ましい。
脂、セラミックのいずれかを採用するのが好ましい。
また、配管系の組立寸法誤差、およびヒートサイクルに
伴う熱応力を吸収させるために、前記構成において、冷
却主管の分岐管と冷却板側のヘッダ管との間には、管路
の途中にベンド部が湾曲形成されている接続パイプを配
管するのがよい。
伴う熱応力を吸収させるために、前記構成において、冷
却主管の分岐管と冷却板側のヘッダ管との間には、管路
の途中にベンド部が湾曲形成されている接続パイプを配
管するのがよい。
〔作用］
上記構成においては、冷却主管、および各冷却板に対応
して冷却主管より引出した分岐管を絶縁物で構成したの
で、セルスタック内に積層した各冷却板の相互間、およ
び対地間が電気的に絶縁される。また、冷却主管自身は
一体物で作られているので、主管からの液漏れのおそれ
はない、さらに、接続パイプに形成したベンド部は、配
管系の施工時における組立誤差、並びに燃料電池の運転
に加わる熱的応力を吸収するように働く。
して冷却主管より引出した分岐管を絶縁物で構成したの
で、セルスタック内に積層した各冷却板の相互間、およ
び対地間が電気的に絶縁される。また、冷却主管自身は
一体物で作られているので、主管からの液漏れのおそれ
はない、さらに、接続パイプに形成したベンド部は、配
管系の施工時における組立誤差、並びに燃料電池の運転
に加わる熱的応力を吸収するように働く。
〔実施例］
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
なお、第３図、第４図に対応する同一部材には同じ符号
が付しである。
が付しである。
第１図、第２図において、各冷却板２に配管した冷却管
２ａのヘッダ管３と冷却水循環管路の導管１１との間が
、冷却主管４．各冷却板２とｌ対ｌで対応するよう冷却
主管４から引出した分岐管４ａ該分岐管４ａとヘッダ管
３との間を結ぶ接続パイプ１２を介して接続されている
。
２ａのヘッダ管３と冷却水循環管路の導管１１との間が
、冷却主管４．各冷却板２とｌ対ｌで対応するよう冷却
主管４から引出した分岐管４ａ該分岐管４ａとヘッダ管
３との間を結ぶ接続パイプ１２を介して接続されている
。
ここで、前記の冷′却主管４．および分岐管４ａはＰＥ
ＥＫ （ポリエーテルエーテルケトン）、フッ素樹脂、
またはセラミックなどの耐熱、耐蝕性の高い電気絶縁材
料で作られた堅牢な構造であり、かつ分岐管４ａは主冷
却管４に融着もしくは接着して液密に引出しである。ま
た、接続パイプ１２（例えばステンレス製パイプ）の途
中箇所にはベンド部１２ａが形成しである。このベンド
部１２ａは、接続パイプ１２を例えばピッグテール状（
図示例）、あるいは０字状に曲げ加工して形成される。
ＥＫ （ポリエーテルエーテルケトン）、フッ素樹脂、
またはセラミックなどの耐熱、耐蝕性の高い電気絶縁材
料で作られた堅牢な構造であり、かつ分岐管４ａは主冷
却管４に融着もしくは接着して液密に引出しである。ま
た、接続パイプ１２（例えばステンレス製パイプ）の途
中箇所にはベンド部１２ａが形成しである。このベンド
部１２ａは、接続パイプ１２を例えばピッグテール状（
図示例）、あるいは０字状に曲げ加工して形成される。
なお、冷却主管４と外部管路の導管１１とはフランジ間
にガスケント１３を挟んでボルト１４により締結し、さ
らに分岐管４ａと接続パイプ１２とは高圧管継手１５を
介して相互接続されている。また、第１図、第２図は冷
却２に対する入口側の配管構造を示したが、出口側も同
し配管構造である。
にガスケント１３を挟んでボルト１４により締結し、さ
らに分岐管４ａと接続パイプ１２とは高圧管継手１５を
介して相互接続されている。また、第１図、第２図は冷
却２に対する入口側の配管構造を示したが、出口側も同
し配管構造である。
かかる配管構造で、冷却水（冷却媒体）は外部管路の導
管１１から冷却主管４に入り、ここから分岐管４ａ、接
読パイプ１２．ヘッダ管３を経由して各冷却板２に埋設
配管した冷却管２ａへ分流して流れる。ここで、冷却主
管４１分岐管４ａが絶４＆物で構成されているので、各
冷却板２の相互間、およびアース電位である外部管路の
導管１１と冷却板２との間が電気的に絶縁されている。
管１１から冷却主管４に入り、ここから分岐管４ａ、接
読パイプ１２．ヘッダ管３を経由して各冷却板２に埋設
配管した冷却管２ａへ分流して流れる。ここで、冷却主
管４１分岐管４ａが絶４＆物で構成されているので、各
冷却板２の相互間、およびアース電位である外部管路の
導管１１と冷却板２との間が電気的に絶縁されている。
また、接続パイプ１２にはベンド部１２ａが形成されて
いるので、配管系の組立時に多少の組立誤差があっても
支障なく施工できるし、運転中の熱応力もこのベンド部
で吸収される。
いるので、配管系の組立時に多少の組立誤差があっても
支障なく施工できるし、運転中の熱応力もこのベンド部
で吸収される。
本発明による冷却装置は、以上説明したように構成され
ているので、次記の効果を奏する。
ているので、次記の効果を奏する。
請求項ｌの構成においては、冷却主管１分岐管を耐熱、
耐蝕性の高い電気絶縁材料で構成したので、従来装置の
ように配管路の途中に絶縁ホースを介在させたり、冷却
主管を金属パイプと絶縁スペーサを組み合わせて一体に
締結した積層構造をとる必要がなく、これにより耐久性
、耐液漏れ性電気絶縁性に優れた配管構造を低コストで
提供できる。
耐蝕性の高い電気絶縁材料で構成したので、従来装置の
ように配管路の途中に絶縁ホースを介在させたり、冷却
主管を金属パイプと絶縁スペーサを組み合わせて一体に
締結した積層構造をとる必要がなく、これにより耐久性
、耐液漏れ性電気絶縁性に優れた配管構造を低コストで
提供できる。
請求項２においては、電気絶縁材料にＰＥＥＫフッ素樹
脂、セラミックのいずれか採用することで、耐熱、耐蝕
性と併せて堅牢かつ絶縁耐力の高い配管構造が得られる
。
脂、セラミックのいずれか採用することで、耐熱、耐蝕
性と併せて堅牢かつ絶縁耐力の高い配管構造が得られる
。
請求項３においては、冷却主管よ引出した分岐管と冷却
板側のヘッダ管との間を結んで、管路の途中にベンド部
が湾曲形成されている接続パイプを配管したことにより
、配管系の組立寸法誤差。
板側のヘッダ管との間を結んで、管路の途中にベンド部
が湾曲形成されている接続パイプを配管したことにより
、配管系の組立寸法誤差。
熱応力をベンド部で良好に吸収できる。
第１図は本発明実施例の配管構造図、第２図は第１図に
おける矢視■−■断面図、第３図は燃料電池の冷却系統
図、第４図は従来における冷却装置の配管構造図である
。図において、 １：セルスタック、２：冷却板、２ａ：冷却管、３：ヘ
ッダ管、４：冷却主管、４ａ：分岐管、１２：第 図
おける矢視■−■断面図、第３図は燃料電池の冷却系統
図、第４図は従来における冷却装置の配管構造図である
。図において、 １：セルスタック、２：冷却板、２ａ：冷却管、３：ヘ
ッダ管、４：冷却主管、４ａ：分岐管、１２：第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）セルスタック内に分散して積層した冷却板の内部に
冷却管を配管し、該冷却管へ冷却媒体を流してセルスタ
ックを冷却する燃料電池の冷却装置であり、各冷却板の
冷却管がヘッダ管を介して入口、出口側の冷却主管の間
に分岐接続されたものにおいて、冷却主管、および冷却
主管より各冷却板に対応して引出した分岐管を耐熱、耐
蝕性の高い電気絶縁材料で構成したことを特徴とする燃
料電池の冷却装置。 ２）請求項１に記載の冷却装置において、絶縁材料がＰ
ＥＥＫ、フッ素樹脂、セラミックのいずれかであること
を特徴とする燃料電池の冷却装置。 ３）請求項１に記載の冷却装置において、冷却主管よ引
出した分岐管と冷却板側のヘッダ管との間を結んで、管
路の途中にベンド部が湾曲形成されている接続パイプを
配管したことを特徴とする燃料電池の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250960A JPH04129173A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 燃料電池の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250960A JPH04129173A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 燃料電池の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129173A true JPH04129173A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=17215577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2250960A Pending JPH04129173A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 燃料電池の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04129173A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408389B (de) * | 1999-03-17 | 2001-11-26 | Vaillant Gmbh | Mit einer kühleinrichtung versehene brennstoffzellen-anordnung |
| JP2009286240A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池冷却システムの配管接続構造 |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2250960A patent/JPH04129173A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408389B (de) * | 1999-03-17 | 2001-11-26 | Vaillant Gmbh | Mit einer kühleinrichtung versehene brennstoffzellen-anordnung |
| JP2009286240A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池冷却システムの配管接続構造 |
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