JPH04328265A - 燃料電池のセルスタック組立構造 - Google Patents
燃料電池のセルスタック組立構造Info
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- JPH04328265A JPH04328265A JP3095956A JP9595691A JPH04328265A JP H04328265 A JPH04328265 A JP H04328265A JP 3095956 A JP3095956 A JP 3095956A JP 9595691 A JP9595691 A JP 9595691A JP H04328265 A JPH04328265 A JP H04328265A
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- cell stack
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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
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の単セルを積層し
てなるセルスタックの層内に分散して冷却板を介装し、
かつ該冷却板に配管した冷却管にヘッダ管，冷却主管を
介して外部より冷却媒体を供給する燃料電池のセルスタ
ック組立構造に関する。
てなるセルスタックの層内に分散して冷却板を介装し、
かつ該冷却板に配管した冷却管にヘッダ管，冷却主管を
介して外部より冷却媒体を供給する燃料電池のセルスタ
ック組立構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池を高効率で長時間運転するため
には、電池反応に伴う発熱を除熱してセルスタックの層
内温度分布を所定の運転温度（リン酸型燃料電池では１
８０℃前後）に対しできるだけ均一に保持することが望
まれる。そこで、多数の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おきに冷却板を介装し、該冷却
板に埋設配管した冷却管へヘッダ管，冷却主管を介して
外部より水，油などの冷却媒体を流して燃料電池を冷却
するようにした燃料電池の冷却方式が従来より一般に実
施されている。
には、電池反応に伴う発熱を除熱してセルスタックの層
内温度分布を所定の運転温度（リン酸型燃料電池では１
８０℃前後）に対しできるだけ均一に保持することが望
まれる。そこで、多数の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おきに冷却板を介装し、該冷却
板に埋設配管した冷却管へヘッダ管，冷却主管を介して
外部より水，油などの冷却媒体を流して燃料電池を冷却
するようにした燃料電池の冷却方式が従来より一般に実
施されている。
【０００３】図４，図５は前記冷却方式による燃料電池
の冷却系統図であり、単セルの積層体としてなるセルス
タック１の層内には数セルおきに複数本の冷却管２を埋
設配管した冷却板３が介装されており、かつ各冷却板３
ごとに冷却管２の両端がそれぞれヘッダ管４を介して各
冷却板３に共通な冷却主管５の間に並列的に分岐接続さ
れている。さらに、前記した入口，出口側の冷却主管５
の間に循環ポンプ６，気液分離器７（冷却媒体に水を使
用した沸騰水冷却方式の場合）を含む冷却水の循環送水
管路８を配管して冷却系統を構成している。なお、各冷
却板３ごとに冷却主管５から引出した分岐管５ａとヘッ
ダ管４との間に、例えば耐蝕性のフッ素樹脂で作られた
絶縁ホース１０を介在接続してアース電位の冷却主管５
と各冷却板３との間を電気的に絶縁して配管路を経由す
る短絡回路の形成を絶つようにしている。
の冷却系統図であり、単セルの積層体としてなるセルス
タック１の層内には数セルおきに複数本の冷却管２を埋
設配管した冷却板３が介装されており、かつ各冷却板３
ごとに冷却管２の両端がそれぞれヘッダ管４を介して各
冷却板３に共通な冷却主管５の間に並列的に分岐接続さ
れている。さらに、前記した入口，出口側の冷却主管５
の間に循環ポンプ６，気液分離器７（冷却媒体に水を使
用した沸騰水冷却方式の場合）を含む冷却水の循環送水
管路８を配管して冷却系統を構成している。なお、各冷
却板３ごとに冷却主管５から引出した分岐管５ａとヘッ
ダ管４との間に、例えば耐蝕性のフッ素樹脂で作られた
絶縁ホース１０を介在接続してアース電位の冷却主管５
と各冷却板３との間を電気的に絶縁して配管路を経由す
る短絡回路の形成を絶つようにしている。
【０００４】かかる構成で、燃料電池の発電時には循環
ポンプ６を運転し、循環送水管路８からを冷却主管５，
ヘッダ管４，冷却管２を経由して各冷却板３に冷却媒体
９を流すことにより、セルスタック１の電池反応熱が冷
却管内に流れる冷却媒体９との熱交換により除熱される
。
ポンプ６を運転し、循環送水管路８からを冷却主管５，
ヘッダ管４，冷却管２を経由して各冷却板３に冷却媒体
９を流すことにより、セルスタック１の電池反応熱が冷
却管内に流れる冷却媒体９との熱交換により除熱される
。
【０００５】一方、従来の燃料電池では、セルスタック
の上下端に締付端板を重ね、該端板をセルスタックの四
隅に配置した締付スタッドにボルト締結してセルに必要
な面圧を与えるように締め付け固定し、さらにセルスタ
ックの周面側に反応ガス供給用のマニホールド，および
前記した冷却主管を配備した上でこれらを圧力容器内に
収容して組立て構成するようにしいてる。
の上下端に締付端板を重ね、該端板をセルスタックの四
隅に配置した締付スタッドにボルト締結してセルに必要
な面圧を与えるように締め付け固定し、さらにセルスタ
ックの周面側に反応ガス供給用のマニホールド，および
前記した冷却主管を配備した上でこれらを圧力容器内に
収容して組立て構成するようにしいてる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のセルスタック組立構造では、セルスタックの周囲に
締付スタッド，ガス供給用のマニホールド，および冷却
主管が配備されているために、組立構造の全体が複雑と
なるほか、占有スペースが大となるのでこれらを収容す
る圧力容器も大形化し、かつ燃料電池全体の重量も増加
する。
来のセルスタック組立構造では、セルスタックの周囲に
締付スタッド，ガス供給用のマニホールド，および冷却
主管が配備されているために、組立構造の全体が複雑と
なるほか、占有スペースが大となるのでこれらを収容す
る圧力容器も大形化し、かつ燃料電池全体の重量も増加
する。
【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は構造の簡略化，および省スペース化
が図れるようにした燃料電池のセルスタック組立構造を
提供することにある。
であり、その目的は構造の簡略化，および省スペース化
が図れるようにした燃料電池のセルスタック組立構造を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、冷却主管自身を締付スタッドとしてセル
スタックを締め付けるように組み立てるものとする。
に、本発明は、冷却主管自身を締付スタッドとしてセル
スタックを締め付けるように組み立てるものとする。
【０００９】ここで、前記の冷却主管にはその上下両端
にスタッドボルトを溶接し、該スタッドボルトに皿ばね
，ナットを介してセルスタックの両端に重ねた締付端板
を締め付け固定することかできる。また、冷却媒体の熱
の不要な熱放散を防ぐために、スタッドボルトと締付端
板との間に熱絶縁スペーサを介在させるのがよい。
にスタッドボルトを溶接し、該スタッドボルトに皿ばね
，ナットを介してセルスタックの両端に重ねた締付端板
を締め付け固定することかできる。また、冷却媒体の熱
の不要な熱放散を防ぐために、スタッドボルトと締付端
板との間に熱絶縁スペーサを介在させるのがよい。
【００１０】
【作用】上記の構成において、冷却主管は冷却媒体を冷
却板に供給する本来の機能と併せてセルスタックの締付
スタッドの役目を果たす。したがって、冷却主管自身が
セルスタックの締付スタッドを兼用している分だけ、セ
ルスタックの周囲に配置する部品点数，占有スペースが
少なくて済み、かつセルスタックを収容する圧力容器も
小形，軽量に構成できる。また、冷却主管のスタッドボ
ルトとセルスタックの締付端板との間に介装した熱絶縁
スペーサは、冷却主管を流れる冷却媒体の熱が締付端板
に伝熱して周囲に熱放散するのを防ぐように働く。
却板に供給する本来の機能と併せてセルスタックの締付
スタッドの役目を果たす。したがって、冷却主管自身が
セルスタックの締付スタッドを兼用している分だけ、セ
ルスタックの周囲に配置する部品点数，占有スペースが
少なくて済み、かつセルスタックを収容する圧力容器も
小形，軽量に構成できる。また、冷却主管のスタッドボ
ルトとセルスタックの締付端板との間に介装した熱絶縁
スペーサは、冷却主管を流れる冷却媒体の熱が締付端板
に伝熱して周囲に熱放散するのを防ぐように働く。
【００１１】
【実施例】図１ないし図３は本発明実施例の構成を示す
ものであり、図４，図５と共通部材には同じ符号が付し
てある。なお、図中で１１はセルスタック１の周面に配
備した反応ガス供給用マニホールド、１２はセルスタッ
ク１の上下両端に積層した締付端板、１３は皿ばね、１
４はナット、１５はセラミックスなどで作られた熱絶縁
スペーサを示す。一方、冷却主管５は図３で示すように
上下両端が閉じたステンレス製パイプであり、かつパイ
プの両端にはスタッドボルト５ａが溶接されている。ま
た、冷却主管５の一端には外部の冷媒管路に接続するフ
ランジ５ｂが、さらに長手方向に沿ってセルスタック内
に介装した各冷却板（図４参照）に対応するように分岐
管５ｃが引出してある。
ものであり、図４，図５と共通部材には同じ符号が付し
てある。なお、図中で１１はセルスタック１の周面に配
備した反応ガス供給用マニホールド、１２はセルスタッ
ク１の上下両端に積層した締付端板、１３は皿ばね、１
４はナット、１５はセラミックスなどで作られた熱絶縁
スペーサを示す。一方、冷却主管５は図３で示すように
上下両端が閉じたステンレス製パイプであり、かつパイ
プの両端にはスタッドボルト５ａが溶接されている。ま
た、冷却主管５の一端には外部の冷媒管路に接続するフ
ランジ５ｂが、さらに長手方向に沿ってセルスタック内
に介装した各冷却板（図４参照）に対応するように分岐
管５ｃが引出してある。
【００１２】そして、燃料電池を組み立てるには、まず
冷却主管５を前記マニホールド１１との干渉を避けるよ
うにしてセルスタック１の四隅コーナー部に配置し、そ
の上下端より突き出たスタッドボルト５ａに締付端板１
２，熱絶縁スペーサ１４，皿ばね１３を嵌め込んだ上で
、ナット１４を螺合してセルスタック１に必要な面圧を
与えるように上下両端から締め付け固定する。さらに、
冷却主管５から側方に引出した分岐管５ｃにヘッダ管４
を接続してセルスタック内に介装した冷却板との間を連
通配管する。
冷却主管５を前記マニホールド１１との干渉を避けるよ
うにしてセルスタック１の四隅コーナー部に配置し、そ
の上下端より突き出たスタッドボルト５ａに締付端板１
２，熱絶縁スペーサ１４，皿ばね１３を嵌め込んだ上で
、ナット１４を螺合してセルスタック１に必要な面圧を
与えるように上下両端から締め付け固定する。さらに、
冷却主管５から側方に引出した分岐管５ｃにヘッダ管４
を接続してセルスタック内に介装した冷却板との間を連
通配管する。
【００１３】かかるセルスタック組立構造によれば、冷
却主管５を締付スタッドとしてセルスタックが締め付け
固定されるとともに、同じ冷却主管５のパイプを通じて
外部から供給した冷却媒体が分岐管５ｃ，ヘッダ端４を
経由してセルスタック内に組み込んだ冷却板の冷却管に
流れてセルスタックを冷却する。また、冷却主管５のス
タッドボルト５ａとセルスタック側の締付端板１２との
間に介装した熱絶縁スペーサ１５は、冷却主管５と締付
端板１２との間を伝熱を抑えて冷却主管５を流れる冷却
媒体の熱が締付端板１２より周囲に熱放散するのを防い
でいる。
却主管５を締付スタッドとしてセルスタックが締め付け
固定されるとともに、同じ冷却主管５のパイプを通じて
外部から供給した冷却媒体が分岐管５ｃ，ヘッダ端４を
経由してセルスタック内に組み込んだ冷却板の冷却管に
流れてセルスタックを冷却する。また、冷却主管５のス
タッドボルト５ａとセルスタック側の締付端板１２との
間に介装した熱絶縁スペーサ１５は、冷却主管５と締付
端板１２との間を伝熱を抑えて冷却主管５を流れる冷却
媒体の熱が締付端板１２より周囲に熱放散するのを防い
でいる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による燃料電
池のセルスタック組立構造によれば、冷却主管は冷却媒
体を冷却板に供給する本来の機能と併せてセルスタック
の締付スタッドの役目を果たす。したがって、冷却主管
自身がセルスタックの締付スタッドを兼用している分だ
け、従来の組立構造と比べてセルスタックの周囲に配置
する部品点数，占有スペースが少なくて済む。これによ
り構造の簡略化と併せてセルスタックを収容する圧力容
器の小形，軽量化が達成でき、さらに加えてセルスタッ
クの組立工数の削減，コトスダウンも図れる。
池のセルスタック組立構造によれば、冷却主管は冷却媒
体を冷却板に供給する本来の機能と併せてセルスタック
の締付スタッドの役目を果たす。したがって、冷却主管
自身がセルスタックの締付スタッドを兼用している分だ
け、従来の組立構造と比べてセルスタックの周囲に配置
する部品点数，占有スペースが少なくて済む。これによ
り構造の簡略化と併せてセルスタックを収容する圧力容
器の小形，軽量化が達成でき、さらに加えてセルスタッ
クの組立工数の削減，コトスダウンも図れる。
【図１】本発の実施例による燃料電池の組立構成図
【図
２】図１の平面図
２】図１の平面図
【図３】図１における冷却主管の構造図
【図４】燃料電
池の冷却系統図
池の冷却系統図
【図５】図４における要部構造を表す斜視図
１ セルスタック
３ 冷却板
４ ヘッダ管
５ 冷却主管
５ａ スタッドボルト
１２ 締付端板
１３ 皿ばね
１４ ナット
１５ 熱絶縁スペーサ
Claims (3)
- 【請求項１】多数の単セルを積層したセルスタックの層
内に分散して冷却板を介装し、かつ該冷却板に配管した
冷却管にヘッダ管，冷却主管を介して外部より冷却媒体
を供給する燃料電池において、前記の冷却主管自身を締
付スタッドとしてセルスタックを締め付け固定したこと
を特徴とする燃料電池のセルスタック組立構造。 - 【請求項２】請求項１記載のセルスタック組立構造にお
いて、冷却主管の上下両端にスタッドボルトを溶接し、
該スタッドボルトに皿ばね，ナットを介してセルスタッ
クの両端に重ねた締付端板を締め付け固定しことを特徴
とする燃料電池のセルスタック組立構造。 - 【請求項３】請求項２記載のセルスタック組立構造にお
いて、スタッドボルトと締付端板との間に熱絶縁スペー
サを介在させたことを特徴とする燃料電池のセルスタッ
ク組立構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095956A JPH04328265A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 燃料電池のセルスタック組立構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095956A JPH04328265A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 燃料電池のセルスタック組立構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328265A true JPH04328265A (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=14151697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095956A Pending JPH04328265A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 燃料電池のセルスタック組立構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04328265A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000063996A1 (de) * | 1999-04-20 | 2000-10-26 | Manhattan Scientifics, Inc. | Vorrichtung zum pressen und versorgen mit medien eines stapels aus brennstoffzellen sowie brennstoffzellenstapel mit einer solchen vorrichtung |
| KR20020058857A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 이계안 | 차량용 연료전지 |
| JP2006512731A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | 熱交換器を内蔵する燃料電池端部ユニット |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3095956A patent/JPH04328265A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000063996A1 (de) * | 1999-04-20 | 2000-10-26 | Manhattan Scientifics, Inc. | Vorrichtung zum pressen und versorgen mit medien eines stapels aus brennstoffzellen sowie brennstoffzellenstapel mit einer solchen vorrichtung |
| KR20020058857A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 이계안 | 차량용 연료전지 |
| JP2006512731A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | 熱交換器を内蔵する燃料電池端部ユニット |
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