JPH0438105B2 - - Google Patents
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- JPH0438105B2 JPH0438105B2 JP58216481A JP21648183A JPH0438105B2 JP H0438105 B2 JPH0438105 B2 JP H0438105B2 JP 58216481 A JP58216481 A JP 58216481A JP 21648183 A JP21648183 A JP 21648183A JP H0438105 B2 JPH0438105 B2 JP H0438105B2
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- air
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- reaction
- cooling air
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 24
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
- H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
-
- 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
- H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
-
- 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
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は偶数基の矩形電池スタツフをループ状
に配設して中心に閉鎖ダクトを形成した冷却空気
分離供給方式の燃料電池に関するものである。
に配設して中心に閉鎖ダクトを形成した冷却空気
分離供給方式の燃料電池に関するものである。
(ロ) 従来技術
前記方式の燃料電池は特開昭57−180876号公報
に開示されている。この周知電池は、その電池ス
タツクが前記公報第３図に示すようにスタツクの
対向長辺面を夫々冷却空気の入口面及び出口面と
し、対向短辺面には、夫々反応空気と水素ガスの
入口面と出口面を並設し、このような４基の電池
スタツクを同公報第４図に示すよう長辺面が内側
になるようループ状に配設して中心に閉鎖ダクト
を構成したものである。
に開示されている。この周知電池は、その電池ス
タツクが前記公報第３図に示すようにスタツクの
対向長辺面を夫々冷却空気の入口面及び出口面と
し、対向短辺面には、夫々反応空気と水素ガスの
入口面と出口面を並設し、このような４基の電池
スタツクを同公報第４図に示すよう長辺面が内側
になるようループ状に配設して中心に閉鎖ダクト
を構成したものである。
しかしこの方法では反応ガスである空気と水素
ガスが各電池スタツクの同一面より供給されるた
め、隣接する各マニホルド間のシールにきびしい
信頼性が要求されるにもかかわらず、シールの経
年劣化はさけられず、従つてシール部から両反応
ガスが混合して電池特性を低下させるのみならず
爆発の危険もあつて安全上問題があつた。
ガスが各電池スタツクの同一面より供給されるた
め、隣接する各マニホルド間のシールにきびしい
信頼性が要求されるにもかかわらず、シールの経
年劣化はさけられず、従つてシール部から両反応
ガスが混合して電池特性を低下させるのみならず
爆発の危険もあつて安全上問題があつた。
(ハ) 発明の目的
本発明の目的は前記問題を解消して両反応ガス
が混合するおそれのない空冷式燃料電池を提供す
ることである。
が混合するおそれのない空冷式燃料電池を提供す
ることである。
本発明の他の目的は偶数基の電池スタツクに対
する各反応ガス及び冷却空気の供給を簡易化した
燃料電池を提供することである。
する各反応ガス及び冷却空気の供給を簡易化した
燃料電池を提供することである。
(ニ)発明の構成
本発明は偶数基の矩形電池スタツクをその長辺
面が内側になるようループ状に配設して中心に閉
鎖ダクトを形成したものにおいて、前記スタツク
の互に隣り合う各一対の短辺面が、交互に水素ガ
スの入口面及び出口面を構成すると共に前記各一
対の短辺面間に交互に配設した水素ガスの供給管
及び排出管を、前記入口面及び出口面の各マニホ
ルドに連通し、且相対向する前記各長辺面を夫々
二分して、前記内側に反応空気と冷却空気の各入
口面を、外側に反応空気と冷却空気の各出口面
を、前記各入口面と対向しないよう、夫々並設す
ると共に前記閉鎖ダクト内に配設した反応空気供
給ダクトを分岐管で前記各反応空気入口面のマニ
ホルドに連通せしめたものである。
面が内側になるようループ状に配設して中心に閉
鎖ダクトを形成したものにおいて、前記スタツク
の互に隣り合う各一対の短辺面が、交互に水素ガ
スの入口面及び出口面を構成すると共に前記各一
対の短辺面間に交互に配設した水素ガスの供給管
及び排出管を、前記入口面及び出口面の各マニホ
ルドに連通し、且相対向する前記各長辺面を夫々
二分して、前記内側に反応空気と冷却空気の各入
口面を、外側に反応空気と冷却空気の各出口面
を、前記各入口面と対向しないよう、夫々並設す
ると共に前記閉鎖ダクト内に配設した反応空気供
給ダクトを分岐管で前記各反応空気入口面のマニ
ホルドに連通せしめたものである。
(ヘ) 実施例
本発明の実施例を図について説明する。
電池スタツク１は第１図に示すように、単位セ
ル２と炭素質ガス分離板３とを交互に多数積重し
て数単位セル毎にガス分離板を兼ねる炭素質冷却
板４を介在させ、上下端板５間で締付部材（図示
せず）により積重方向に締付けて構成される。
ル２と炭素質ガス分離板３とを交互に多数積重し
て数単位セル毎にガス分離板を兼ねる炭素質冷却
板４を介在させ、上下端板５間で締付部材（図示
せず）により積重方向に締付けて構成される。
矩形状の前記ガス分離板３は、第３図Ａ，Ｂに
示すよう、その表面Ａには対向短辺間に直線状の
水素ガス溝６が配列されると共に、その裏面Ｂに
は、対向長辺の一部間に〓状の反応空気溝７が配
列されている。又前記冷却板４は第４図の横断面
平面図に示すように、対向長辺の一部間に〓状の
冷却空気通路８が形設されている。
示すよう、その表面Ａには対向短辺間に直線状の
水素ガス溝６が配列されると共に、その裏面Ｂに
は、対向長辺の一部間に〓状の反応空気溝７が配
列されている。又前記冷却板４は第４図の横断面
平面図に示すように、対向長辺の一部間に〓状の
冷却空気通路８が形設されている。
これらガス分離板３及び冷却板４を組込んだ電
池スタツク１は、第５図平面図に示すよう対向短
辺面が夫々前記水素ガス溝６の入口面Ｈ及び出口
面H′となり、一方対向長辺面は夫々二分されて、
前記反応空気溝７と冷却空気通路８が夫々開口す
る各入口面Ａ，Ｃ同志と各出口面A′，B′同志と
が夫々並設され、且各入口面と出口面とが対向し
ないよう配設される。第２図は第１図スタツク１
に各マニホルドを取付けた状態を示す斜面図、第
５図は第２図の横断平面図である。
池スタツク１は、第５図平面図に示すよう対向短
辺面が夫々前記水素ガス溝６の入口面Ｈ及び出口
面H′となり、一方対向長辺面は夫々二分されて、
前記反応空気溝７と冷却空気通路８が夫々開口す
る各入口面Ａ，Ｃ同志と各出口面A′，B′同志と
が夫々並設され、且各入口面と出口面とが対向し
ないよう配設される。第２図は第１図スタツク１
に各マニホルドを取付けた状態を示す斜面図、第
５図は第２図の横断平面図である。
このような電池スタツク１を４基ループ状に配
置した電池集合体の平面図が第６図に示されてい
る。各スタツク１は、反応空気入口面Ａと冷却空
気入口面Ｃを並設した内側長辺面が互に向い合
い、スタツク隣接コーナーにシール材（図示せ
ず）を施して、中心に閉鎖ダクト９を形成する。
閉鎖ダクト９は冷却空気の共通供給ダクトを兼
ね、マニホルドを有しない各冷却空気入口面Ｃに
連通している。
置した電池集合体の平面図が第６図に示されてい
る。各スタツク１は、反応空気入口面Ａと冷却空
気入口面Ｃを並設した内側長辺面が互に向い合
い、スタツク隣接コーナーにシール材（図示せ
ず）を施して、中心に閉鎖ダクト９を形成する。
閉鎖ダクト９は冷却空気の共通供給ダクトを兼
ね、マニホルドを有しない各冷却空気入口面Ｃに
連通している。
この閉鎖ダクト９内に配置された反応空気供給
ダクト１０は、各反応空気入口面Ａに取付けた各
マニホルド１１に夫々分岐管１２を介して連通し
ている。
ダクト１０は、各反応空気入口面Ａに取付けた各
マニホルド１１に夫々分岐管１２を介して連通し
ている。
又短辺面が構成する水素ガスの入口面Ｈ同志及
び出口面H′同志は互いに隣接するよう配置され、
一対の入口面Ｈ間及び一対の出口面H′に夫々配
設した水素ガス供給管１３及び排出管１３′は、
各一対の入口面に夫々取付けた各水素入口マニホ
ルド１４及び各一対の出口面に取付けた水素出口
マニホルド１４′に連通している。外側長辺面に
並設された反応空気出口面A′及び冷却空気出口
面C′には、夫々出口マニホルド１１′及び１５′を
有する。
び出口面H′同志は互いに隣接するよう配置され、
一対の入口面Ｈ間及び一対の出口面H′に夫々配
設した水素ガス供給管１３及び排出管１３′は、
各一対の入口面に夫々取付けた各水素入口マニホ
ルド１４及び各一対の出口面に取付けた水素出口
マニホルド１４′に連通している。外側長辺面に
並設された反応空気出口面A′及び冷却空気出口
面C′には、夫々出口マニホルド１１′及び１５′を
有する。
閉鎖ダクト９内に圧送された冷却空気は、第６
図（）に示すよう各スタツク内の冷却空気通路
８を貫通してスタツクを冷却し各出口マニホルド
１５′を出た高温空気は熱回収器で冷されて再び
ダクト９に環流し、循環流路を構成する。
図（）に示すよう各スタツク内の冷却空気通路
８を貫通してスタツクを冷却し各出口マニホルド
１５′を出た高温空気は熱回収器で冷されて再び
ダクト９に環流し、循環流路を構成する。
供給ダクト１０に送られた反応空気（→）は、
各分岐管１２及び入口マニホルド１１を経て、ガ
ス分離板の反応空気溝７に流れ、出口マニホルド
１１′より排出される。水素ガス（→）は各供給
管１３より一対の入口マニホルド１４を経て水素
ガス溝６に流れ、前記反応空気との間で電池反応
を行つて後、一対の出口マニホルド１４′より水
素ガス排出管１３′を通つて排出される。
各分岐管１２及び入口マニホルド１１を経て、ガ
ス分離板の反応空気溝７に流れ、出口マニホルド
１１′より排出される。水素ガス（→）は各供給
管１３より一対の入口マニホルド１４を経て水素
ガス溝６に流れ、前記反応空気との間で電池反応
を行つて後、一対の出口マニホルド１４′より水
素ガス排出管１３′を通つて排出される。
以上実施例は４基のスタツク集合体の場合につ
いて説明したが、６基、８基など偶数基の場合に
も実施可能である。
いて説明したが、６基、８基など偶数基の場合に
も実施可能である。
(ヘ) 発明の効果
本考案によれば偶数基の電池スタツクをループ
状に配設した冷却空気分離供給方式の燃料電池に
おいて、水素ガスと反応電気の各流通面をスタツ
クの異なる周面に分離形成したので、同一周面に
両反応ガスの流通面を並設した従来方式に比しマ
ニホルドシール部からのもれによる両反応ガス混
合のおそれなく、電池の効率と安全面から極めて
有利となる。又同一面に並設されるのは本発明の
場合反応空気と冷却空気の流通面であるから、た
とえガスもれがあつてもいづれも空気であつて電
池に支障をきたすおそれがない。
状に配設した冷却空気分離供給方式の燃料電池に
おいて、水素ガスと反応電気の各流通面をスタツ
クの異なる周面に分離形成したので、同一周面に
両反応ガスの流通面を並設した従来方式に比しマ
ニホルドシール部からのもれによる両反応ガス混
合のおそれなく、電池の効率と安全面から極めて
有利となる。又同一面に並設されるのは本発明の
場合反応空気と冷却空気の流通面であるから、た
とえガスもれがあつてもいづれも空気であつて電
池に支障をきたすおそれがない。
更にスタツクループで構成されて冷却空気の共
通的な供給ダクトを兼ねる閉鎖ダクト内には、反
応空気供給ダクトを配置して各スタツクへ分岐供
給すると共に隣り合うスタツク側周面間に交互に
配置した水素ガスの供給管及び排出管が夫々一対
の水素ガス入口面及び一対の出口面に連通してい
るので、スタツク集合体の構成をコンパクト化し
うると共に各ガスの配管も簡単化されるなどの特
長を有する。
通的な供給ダクトを兼ねる閉鎖ダクト内には、反
応空気供給ダクトを配置して各スタツクへ分岐供
給すると共に隣り合うスタツク側周面間に交互に
配置した水素ガスの供給管及び排出管が夫々一対
の水素ガス入口面及び一対の出口面に連通してい
るので、スタツク集合体の構成をコンパクト化し
うると共に各ガスの配管も簡単化されるなどの特
長を有する。
第１図は本発明による電池スタツクの斜面図、
第２図は同上スタツクにマニホルドを取付けた外
観斜面図、第３図Ａ，Ｂは同上スタツクのガス分
離板の表裏各平面図、第４図は同じく冷却板の横
断平面図、第５図は第２図の横断平面図、第６図
は本発明による電池集合体の横断平面図である。 １……電池スタツク、２……単位セル、３……
ガス分離板、４……冷却板、６……水素ガス溝、
７……反応空気溝、８……冷却空気通路、９……
閉鎖ダクト、１０……反応空気供給ダクト、１
１，１１′……反応空気入口及び出口各マニホル
ド、１３，１３′……水素ガスの供給管及び排出
管、１４，１４′……水素ガスの入口及び出口各
マニホルド。
第２図は同上スタツクにマニホルドを取付けた外
観斜面図、第３図Ａ，Ｂは同上スタツクのガス分
離板の表裏各平面図、第４図は同じく冷却板の横
断平面図、第５図は第２図の横断平面図、第６図
は本発明による電池集合体の横断平面図である。 １……電池スタツク、２……単位セル、３……
ガス分離板、４……冷却板、６……水素ガス溝、
７……反応空気溝、８……冷却空気通路、９……
閉鎖ダクト、１０……反応空気供給ダクト、１
１，１１′……反応空気入口及び出口各マニホル
ド、１３，１３′……水素ガスの供給管及び排出
管、１４，１４′……水素ガスの入口及び出口各
マニホルド。
Claims (1)
- １ 偶数基の矩形電池スタツクをその長辺面が内
側になるようループ状に配設して中心に閉鎖ダク
トを形成したものにおいて、前記各スタツクの隣
り合う一対の短辺面が、交互に水素ガスの入口面
及び出口面を構成すると共に前記各一対の短辺面
間に交互に配設した水素ガスの供給管及び排出管
を、前記入口面及び出口面の各マニホルドに連通
し、且対向する前記長辺面を夫々二分して、前記
内側面に反応空気と冷却空気の各入口面を、外側
面に反応空気と冷却空気の各出口面を、前記入口
面と対向しないよう、夫々並列すると共に冷却空
気の共通供給ダクトを兼ねる前記閉鎖ダクト内に
配設した反応空気供給ダクトを、分岐管で前記各
反応空気入口面のマニホルドに連通せしめたこと
を特徴とする空冷式燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216481A JPS60109180A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 空冷式燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216481A JPS60109180A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 空冷式燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60109180A JPS60109180A (ja) | 1985-06-14 |
| JPH0438105B2 true JPH0438105B2 (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=16689105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58216481A Granted JPS60109180A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60109180A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4988583A (en) * | 1989-08-30 | 1991-01-29 | Her Majesty The Queen As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Novel fuel cell fluid flow field plate |
| US6403247B1 (en) * | 1999-12-03 | 2002-06-11 | International Fuel Cells, Llc | Fuel cell power plant having an integrated manifold system |
| US20050221154A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-06 | Guthrie Robin J | Fuel cell reactant flow fields that maximize planform utilization |
| KR100745738B1 (ko) | 2006-07-10 | 2007-08-02 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유로가 개선된 냉각판 |
| JP6016520B2 (ja) * | 2012-08-22 | 2016-10-26 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料電池モジュール |
| DE102017220354A1 (de) * | 2017-11-15 | 2019-05-16 | Audi Ag | Brennstoffzellenvorrichtung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56168365A (en) * | 1980-04-28 | 1981-12-24 | Westinghouse Electric Corp | Fuel battery unit |
| JPS57182976A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Hitachi Ltd | Fuel cell |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58216481A patent/JPS60109180A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56168365A (en) * | 1980-04-28 | 1981-12-24 | Westinghouse Electric Corp | Fuel battery unit |
| JPS57182976A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Hitachi Ltd | Fuel cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60109180A (ja) | 1985-06-14 |
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