JPH04351857A - 燃料電池 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リン酸型燃料電池など
を対象とした水冷式の燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記の水冷式燃料電池として、多数の単
セルを積層してなるセルスタックに対して数セルおきに
層内に冷却板を介挿し、該冷却板に埋設配管した冷却管
を通じて外部より冷却媒体を通流してセルスタックを冷
却するようにしたものが従来より実施されている。

【０００３】図３は従来より実施されている水冷式燃料
電池の冷却系統を示すものである。図において、１は多
数の単セルを積層してなるセルスタック、２はセルスタ
ック１の層内で数セルおきに介挿した冷却板、３は冷却
板２に埋設配管した金属製の冷却管であり、各冷却板２
ごとに冷却管３の両端がそれぞれヘッダ管４を介して入
口，出口側の冷却主管５の間にまたがって並列的に分岐
配管されている。ここで、冷却板２は導電性，伝熱性，
耐熱性，耐蝕性に優れた焼結カーボン板で作られており
、また、冷却板２に埋設配管した冷却管３はリン酸に対
して耐蝕性材料を被覆したステンレス鋼などの金属パイ
プが使用されている。そして、入口，出口側の冷却主管
５との間には、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方式の場合）を備えた冷却水循
環ライン７が配管され、これらで冷却系統を構成してい
る。なお、１０はセルスタック１の周面上に装備した反
応ガス供給用のマニホールドである。また、図４は前記
の冷却板２に対する具体な配管構造を示すものであり、
特にヘッダ管４と冷却主管５との間には絶縁管１１を接
続して電気絶縁し、冷却主管，各冷却板に配管した冷却
管を経由してセルスタックのセル間に短絡回路が形成さ
れるのを防止するようにしている。

【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、冷却主管５，ヘッダ管４，冷却管３
を経由して各冷却板２に冷却水９（純水）を送流する。 これにより、セルスタック１の発電反応に伴う発生熱が
冷却水９と熱交換して系外に除熱され、セルスタック１
の層内温度が所定の運転温度（リン酸型燃料電池では１
８０℃前後）に維持される。

【０００５】一方、工場で行う燃料電池の製品試験，お
よび現地据付後の定期点検時に行う燃料電池の特性試験
では、セルスタックを構成している各単セルの発電状態
をチエックするために、セルスタックの層内各区分の電
圧を計測する必要がある。そこで、従来ではセルスタッ
クの層内に分散して介挿した前記冷却板（導電体）を利
用して各区分の電圧を測定するように、あらかじめ各冷
却板２毎にその板面に溝加工を施して電圧測定用端子１
２を取付けるとともに、該端子１２に接続して引出した
リード線１３をマニホールド１０を貫通して外方に引出
し配線しておき、特性試験時にはこのリード線１３に電
圧計を接続して各冷却板２の間に積層されたセル区間の
電圧測定を行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した構
成では取扱面で次記のような難点がある。すなわち、各
冷却板２ごとに電圧測定用端子１２を取付けるための溝
加工を施すほか、該端子に接続したリード線１３に対し
てマニホールド１０の貫通部に気密シールを施す必要が
あり、その加工，処理が厄介である。また、通常の運転
時にはセルスタック全体の発生電圧を基に燃料電池を運
転制御するようにしているので、セルスタックに対する
層内各部の電圧測定は必要がなく、前記の電圧測定用端
子１２は使用されない。このために、特性試験が済んだ
後は、各端子１２から引出したリード線１３が運転中に
他の構造物と不測に導電接触するのを防ぐための絶縁処
置を施しておくことがが必要である。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、従来方式と比べて構造，およびその取扱いが簡
便な電圧測定用端子を備えた燃料電池を提供することを
目的とする。

【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、本発明の燃料電池においては、セルスタックの層内
で数セルおきに分散配備した各冷却板に対し、各冷却板
毎に冷却板と冷却管との間を部分的に電気導通させ、か
つ冷却板より引出した冷却管に電圧測定用端子金具を設
けて構成するるものとする。

【０００９】ここで、前記の電圧測定用端子金具は、セ
ルスタックの周面に配備した反応ガス供給用マニホール
ドを貫通して外方に引出した冷却管の部位に設けものと
し、その取付けを溶接接合で実施できる。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、セルスタックの層内に介
挿した各冷却板とこれに配管した冷却板とは電気的に導
通されているので、燃料電池の特性試験時には各冷却板
ごとに冷却管に設けた電圧測定用端子金具にリード線を
接続して電圧計と配線することにより、セルスタックに
おける層内各区間の電圧を直ちに測定できる。また、こ
のリード線は試験終了後に端子金具から取り外しておけ
ば運転時に邪魔になることがない。しかも、電圧測定用
端子金具はあらかじめ反応ガス供給用マニホールドの外
側に設置されているのでリード線はマニホールドを貫通
することなく配線でき、したがってマニホールドには冷
却管に対する貫通部の気密シールを施す以外は特別な配
慮が不要となる。

【００１１】

【実施例】図１，図２は本発明の実施例を示すものであ
り、図３，図４に対応する同一部材には同じ符号が付し
てある。図示実施例では、まず冷却板２に配管した多数
本の冷却管３（金属パイプ）のうち、少なくとも１本の
冷却管については図２で示すように冷却板２の層内に埋
設されている部分に絶縁被覆を施さずに、冷却板２の上
部分割板２ａと２ｂとの間に挟持させて電気的に導電接
触させておく。さらに、ヘッダ管５から反応ガス供給用
マニホールド１０を貫通して外側に引出した冷却管の配
管部分３ａには電圧測定用端子金具１４が溶接接合され
ている。なお、冷却管３と冷却主管５との間には絶縁管
１１が接続されており、かつここに流す冷却媒体には非
導電性の純水を用いているので、他の冷却板との間で配
管系を介して電気的な短絡回路が形成されるおそれはな
い。

【００１２】かかる構成により、電圧測定用端子金具１
４とセルスタック（図３参照）の層内に介挿された冷却
板２とは金属製の冷却管２を介して電気的に導通してい
る。したがって、燃料電池の特性試験時に端子金具１４
にリード線１５を接続し、該リード線１５を介して電圧
計１６との間を配線することで、直ちにセルスタックの
層内各区分（冷却板の間に挟まれた単セル）の電圧を測
定することができる。しかも、端子金具１４はあらかじ
めマニホールド１０の外側に設けてあるので、測定線が
マニホールド１０を貫通することがなく、該リード線に
対する特別な配慮は不要である。また、特性試験の終了
後は、リード線１５を端子金具１４から取り外しておく
けば、リード線が邪魔になったり、運転中にリード線が
他の構造物に導電接触したりするトラブルが防げる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の燃料電池は以上説明したように
構成されているので、特性試験時には冷却管に設けた電
圧測定用端子金具にリード線を接続して電圧計との間を
配線することにより、直ちにセルスタック内部での各区
分の電圧を測定できる。したがって、従来のように冷却
板に電圧測定用端子を取付け、かつこの端子に接続した
リード線を反応ガス供給用のマニホールドを貫通して引
出した構成と比べてはるかに構造が簡単であり、しかも
マニホールドから測定線引出す貫通部に気密シールを施
したり、特性試験後にリード線を絶縁しておくなどの厄
介な処置が一切不要であり、これにより取扱いが簡便で
あり、かつコトスの低減化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の要部構造を示す冷却板の平面図

【図２】図１における冷却板の部分断面図

【図３】従来
の水冷却式燃料電池の冷却系統図

【図４】従来の冷却板
とその配管構造を示す斜視図

【符号の説明】

１　　　　セルスタック ２　　　　冷却板 ３　　　　冷却管 ４　　　　ヘッダ管 ５　　　　冷却主管 １０　　　　マニホールド １１　　　　絶縁管 １４　　　　電圧測定用端子金具 １５　　　　リード線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単セルの積層体としてなるセルスタックに
   対して数セルおきに層内に冷却板を介挿し、該冷却板に
   配管した金属冷却管に外部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において、前記の各冷却板毎
   に冷却板と冷却管との間を部分的に電気導通させ、かつ
   冷却板より引出した冷却管に電圧測定用端子金具を設け
   たことを特徴とする燃料電池。
2. 【請求項２】請求項１記載の燃料電池において、セルス
   タック周面に配備の反応ガス供給用マニホールドを貫通
   して外方に引出した冷却管の部位に電圧測定用端子金具
   を設けたことを特徴とする燃料電池。
3. 【請求項３】請求項１記載の燃料電池において、電圧測
   定用端子金具が冷却管の周面上にに溶接接合されている
   ことを特徴とする燃料電池。