JPH0547407A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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Publication number
JPH0547407A
JPH0547407A JP3031082A JP3108291A JPH0547407A JP H0547407 A JPH0547407 A JP H0547407A JP 3031082 A JP3031082 A JP 3031082A JP 3108291 A JP3108291 A JP 3108291A JP H0547407 A JPH0547407 A JP H0547407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
stacks
stack
end plate
moving body
Prior art date
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Pending
Application number
JP3031082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisatake Matsubara
久剛 松原
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP3031082A priority Critical patent/JPH0547407A/en
Publication of JPH0547407A publication Critical patent/JPH0547407A/en
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

PURPOSE:To keep a fuel cell stable even if the fuel cell is mounted on a moving body by arranging stacks into a plurality of groups separately. CONSTITUTION:Two stacks 1, 1 are supported by one common integrated lower end plate 3 and upper end plates 4, 4 are set to touch their upper parts separately. Further, they are fastened and fixed by bolts 7 which penetrate four corners while a pressing frame 6 and a spring 8 are set in the outside of the plates 4. The center of gravity of the fuel cell becomes low in all by arranging the stacks separately in this way and even if the fuel cell is mounted on a moving body, it can be supported stably against the vibration and swinging.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の技術分野】本発明は、振動や揺動を発生する
移動体等に搭載しても安定支持を可能にする燃料電池に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell which can be stably supported even when mounted on a moving body or the like which generates vibrations or swings.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、燃料電池は多数の単セルを多段
に積層したスタツクによって構成されている。このよう
な構成の燃料電池から高発電電圧を得ようとする場合
は、そのスタツク段数を増やせばよいが、スタツク段数
が増えるほど鉛直方向のスタツク高さが大きくなるため
重心が上方へ移動し、かつ曲げ荷重に対する剛性も低下
する。そのため、この燃料電池を車両等に搭載する場合
は振動や揺動によって支持が不安定になりやすく、また
曲げ荷重によって単セル間の境界に偏荷重がかかり、単
セル相互間のシール性が低下しやすくなるなどの問題を
発生する。
2. Description of the Related Art Generally, a fuel cell is composed of a stack in which a large number of unit cells are stacked in multiple stages. When trying to obtain a high power generation voltage from a fuel cell having such a configuration, the number of stack stages may be increased, but as the number of stack stages increases, the stack height in the vertical direction increases, so the center of gravity moves upward, Moreover, the rigidity against bending load is also reduced. Therefore, when this fuel cell is installed in a vehicle, etc., the support tends to become unstable due to vibration and swinging, and an unbalanced load is applied to the boundary between unit cells due to bending load, and the sealing performance between unit cells deteriorates. It causes problems such as easier operation.

【0003】このような燃料電池の支持の不安定性やシ
ール性の低下は、補強部材や固定部材を増やせば一応の
対応は可能である。しかし、これら補強部材や固定部材
を増やすことは重量増加を招き、かつ設置スペースを拡
大するため、特に車両等の移動体に搭載する場合には非
常に不利になることは避けられない。
Such instability of support of the fuel cell and deterioration of sealing performance can be dealt with by increasing the number of reinforcing members and fixing members. However, increasing the number of these reinforcing members and fixing members causes an increase in weight and expands the installation space, so that it is unavoidable that they are extremely disadvantageous especially when mounted on a moving body such as a vehicle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、振動
や揺動が多い移動体に搭載しても支持を安定させ、かつ
シール性を確保する燃料電池を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell which stabilizes the support and secures the sealing property even when it is mounted on a moving body which is subject to a lot of vibration and swing.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、単セルを多段に積層したスタツクの両端部を端板
で挟むように構成した燃料電池において、前記スタツク
を複数に分離して並設すると共に、前記両端の端板の一
方を前記複数のスタツクに対して共通の一体構造にした
ことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention is a fuel cell constructed by sandwiching both ends of a stack in which unit cells are stacked in multiple stages by end plates and separating the stack into a plurality of stacks. It is characterized in that they are arranged side by side and that one of the end plates at both ends has a common integral structure for the plurality of stacks.

【0006】このようにスタツクを複数に分離すること
によって、所望とする発電電圧に対してスタツク1個当
たりの高さを低くすることができ、そによってスタツク
の重心を低下させるため安定支持を可能にし、かつ曲げ
荷重に対する剛性を向上するため偏荷重が低減してシー
ル性を確実なものにする。また、一方の端板が複数の並
設スタツクに対して共通の一体構造であることにより、
それら複数のスタツク相互間を確実に安定支持すること
ができる。
By separating the stack into a plurality of stacks in this manner, the height of each stack can be reduced with respect to the desired power generation voltage, and the center of gravity of the stack can be lowered thereby, so that stable support is possible. In addition, since the rigidity against bending load is improved, the unbalanced load is reduced and the sealing performance is ensured. Also, since one end plate has a common integral structure for a plurality of stacks arranged in parallel,
It is possible to reliably and stably support the plurality of stacks.

【0007】以下、本発明を図に示す実施例によって説
明する。図1及び図2において、1,1は左右並列に分
離して設けられたスタツクであり、各スタツク1は多数
の単セル2が多段に積層されることにより構成されてい
る。単セル2の構造は公知のものと同じであり、陽極板
と陰極板との間に電解液を含浸したマトリツクス層を介
在させて構成されている。
The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. In FIGS. 1 and 2, reference numerals 1 and 1 denote stacks provided separately in left and right parallel, and each stack 1 is configured by stacking a large number of unit cells 2 in multiple stages. The structure of the unit cell 2 is the same as the known one, and is constituted by interposing a matrix layer impregnated with an electrolytic solution between an anode plate and a cathode plate.

【0008】2個のスタツク1,1は、下部側が共通の
一体化された下部端板3によって支えられると共に、上
部側には個別に上部端板4,4が当接されている。さら
に下部端板3の外側に抑え枠5を、上部端板4の外側に
抑え枠6とスプリング8とを介することにより、それぞ
れ四隅に貫通させた4本のボルト7によって締め付け固
定されている。
The two stacks 1, 1 are supported by a common lower end plate 3 on the lower side, and upper end plates 4, 4 are individually abutted on the upper side. Further, a holding frame 5 is provided outside the lower end plate 3, and a holding frame 6 and a spring 8 are provided outside the upper end plate 4 so that the holding frame 5 is fastened and fixed by four bolts 7 that penetrate the four corners.

【0009】各スタツク1の周囲四辺の内側には、各単
セルの周囲を囲むガスケツト並びにこれらを挟むセパレ
ータの周囲にそれぞれ設けた孔が積層して出来たインナ
ーマニホルド13a,13b;14a,14bが上下に
貫通するように設けられている。これらのインナーマニ
ホルドに対し、インナーマニホルド13aから13bに
向けて燃料ガス(水素など)が、またインナーマニホル
ド14aから14bに向けて空気がそれぞれ多段の各単
セル2内に分配供給され、両ガスを各単セル2内のマト
リツクス層で反応させることにより水と電気エネルギと
を発生させるようにしている。
Inside the four sides of each stack 1, inner gaskets 13a, 13b; 14a, 14b are formed by stacking a gasket surrounding each unit cell and holes provided around the separator sandwiching each unit cell. It is provided so as to penetrate vertically. To these inner manifolds, fuel gas (hydrogen or the like) is distributed toward the inner manifolds 13a to 13b, and air is distributed to the inner manifolds 14a to 14b into each of the multi-stage single cells 2 to supply both gases. Water and electric energy are generated by reacting in the matrix layer in each unit cell 2.

【0010】このように燃料ガス(水素)と空気とを左
右2個のスタツク1,1に対して同一条件になるように
供給するため、水素の方は、図3,5に示すように下部
端板3の底面中央に設けた供給孔3aから、分岐通路3
b,3bで分離されて左右のスタツク1,1のインナー
マニホルド13a,13aに供給されるようになってい
る。各インナーマニホルド13aに供給された新気の水
素は、そのマニホールド内を上昇する間に各単セル2に
分配され、単セル内で空気と反応すると共に、残余の水
素は反対側のインナーマニホルド13bに排出される。
インナーマニホルド13bに排出された水素は、そこを
下降して下部端板3に設けた収束孔3cに集められ、収
束通路3dを経て中央に設けた排気孔3eから、反対側
の収束通路3dから来た水素と共に排出される。
Since the fuel gas (hydrogen) and the air are supplied to the two stacks 1, 1 on the left and right under the same conditions as described above, the hydrogen gas is supplied to the lower part as shown in FIGS. From the supply hole 3a provided at the center of the bottom surface of the end plate 3, the branch passage 3
It is separated by b and 3b and supplied to the inner manifolds 13a and 13a of the left and right stacks 1 and 1, respectively. The fresh hydrogen supplied to each inner manifold 13a is distributed to each unit cell 2 while ascending in the manifold, reacts with air in the unit cell, and the residual hydrogen is left on the opposite side of the inner manifold 13b. Is discharged to.
The hydrogen discharged to the inner manifold 13b descends there, and is collected in a converging hole 3c provided in the lower end plate 3, then passes through a converging passage 3d, an exhaust hole 3e provided in the center, and a converging passage 3d on the opposite side. It is discharged together with the hydrogen that comes.

【0011】一方、空気の方は、下部端板3の側面に設
けた供給部15から供給される。この供給部15の中央
の供給孔15aに供給された新気の空気は、左右に分離
されて左右のスタツク1,1のインナーマニホルド14
a,14aの下部へ供給され、そのマニホルド内を上昇
する間に各単セル2に分配される。単セル内で水素と反
応した後の残りの空気は反対側のインナーマニホルド1
4bへ排出され、そこを下降して下部端板3の側面に設
けた排気部16に排出される。その排気部16では、反
対側のスタツクから排出された空気と共に、中央の排気
孔16aから排出される。
On the other hand, the air is supplied from a supply unit 15 provided on the side surface of the lower end plate 3. The fresh air supplied to the central supply hole 15a of the supply unit 15 is separated into left and right parts, and the inner manifolds 14 of the left and right stacks 1 and 1 are separated.
a, 14a, and is distributed to each unit cell 2 while rising in the manifold. The remaining air after reacting with hydrogen in the unit cell is the inner manifold 1 on the opposite side.
4b, descends there, and is discharged to the exhaust unit 16 provided on the side surface of the lower end plate 3. In the exhaust part 16, the air is exhausted from the central exhaust hole 16a together with the air exhausted from the stack on the opposite side.

【0012】上記のように下部端板3に水素や空気の案
内通路を内設したことによって、これらの通路を別途配
管によって組み付ける場合に比べて装置をコンパクト化
することができる。また、配管の連結個所が少なくなる
から、振動による緩みなどによるガス漏れも防止するこ
とができる。また、全体的に部品点数を減少させ、組立
工数を低減することができる。
Since the guide passages for hydrogen and air are provided in the lower end plate 3 as described above, the apparatus can be made compact as compared with the case where these passages are assembled by separate pipes. Further, since the number of connecting points of the pipe is reduced, it is possible to prevent gas leakage due to loosening due to vibration. Moreover, the number of parts can be reduced as a whole, and the number of assembling steps can be reduced.

【0013】左右のスタツク1,1の上部側にそれぞれ
独立に設けられた上部端板4,4には、互いに対向する
位置にピン9とボルト10とが設けられ、これらピン9
とボルト10とに連結杆11が係合されて両者が連結さ
れている。この連結杆11は、2個のスタツク1,1が
倒動によって互いに衝突しないようにしている。また、
各スタツク1には、それぞれ両端面と中間位置とに複数
個の単セル2毎に間隔を置いて板状ヒータ12が挿入さ
れている。これら板状ヒータ12の挿入によって、燃料
電池は運転初期の昇温立ち上がり時間を短縮できるよう
になっている。また、発電性能の長期安定化を図ること
ができるようになっている。
Pins 9 and bolts 10 are provided at positions facing each other on upper end plates 4 and 4 which are independently provided on the upper sides of the left and right stacks 1 and 1, respectively.
The connecting rod 11 is engaged with the bolt 10 and the bolt 10 to connect them. The connecting rod 11 prevents the two stacks 1 and 1 from colliding with each other due to falling. Also,
In each stack 1, plate-like heaters 12 are inserted at both end faces and an intermediate position at intervals of a plurality of unit cells 2. By inserting these plate-shaped heaters 12, the fuel cell can shorten the temperature rise time in the initial stage of operation. Moreover, it is possible to stabilize the power generation performance for a long period of time.

【0014】上述した燃料電池は、所望の発電電圧を得
る場合に、スタツク1を2個に分離して並設するように
したため、スタツク1個当たりの高さを単一体に積層す
る場合に比べて1/2に低くすることができる。したが
って、各スタツクの重心を全体的に低くすることがで
き、車両などのような振動や揺動を発生する移動体に搭
載しても安定支持することができる。また、1個当たり
のスタツクが低いから、曲げ荷重に対する剛性が大きく
なり、曲げによって単セル間の境界面に作用する偏荷重
を小さくするから、シール性を阻害することがなくな
る。さらに、下部端板3を2個のスタツク1,1に対し
て共通の一体構造にしたため、2個のスタツク1,1を
共に安定支持することができる。
In the above-mentioned fuel cell, the stack 1 is divided into two pieces and arranged in parallel in order to obtain a desired power generation voltage. Can be reduced to 1/2. Therefore, the center of gravity of each stack can be lowered as a whole, and the stack can be stably supported even when mounted on a moving body such as a vehicle that generates vibration or swing. Further, since the stack per unit is low, the rigidity against bending load is increased, and the unbalanced load acting on the boundary surface between the unit cells due to bending is reduced, so that the sealing performance is not impaired. Furthermore, since the lower end plate 3 has an integrated structure common to the two stacks 1, 1, the two stacks 1, 1 can be stably supported together.

【0015】上述した実施例では、スタツクを2個に分
離する場合について例示したが、必要により3個以上に
分離するようにしてもよい。また、複数のスタツクに対
して端板を一体構造にする構成は、下部端板に代えて上
部端板の方を一体構造にしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the stack is separated into two pieces has been illustrated, but the stack may be separated into three or more pieces if necessary. Further, in the structure in which the end plate is integrated with the plurality of stacks, the upper end plate may be integrated with the lower end plate.

【0016】[0016]

【発明の効果】上述したように本発明の燃料電池は、ス
タツクを複数個に分離配置するようにしたから重心が全
体的に低くなり、移動体に搭載しても振動や揺動に対し
て安定支持することができる。また、各スタツクの高さ
が低くなるため、曲げに対する剛性が高くなり、曲げ変
形により単セル間の境界面に作用する偏荷重を小さくす
ることができ、シール性の低下を防止するようになる。
さらに、端板を複数のスタツクに対して共通の一体構造
にしたから、複数のスタツクを共に安定支持することが
できる。
As described above, in the fuel cell of the present invention, the stack is divided into a plurality of stacks so that the center of gravity is lowered, and even if the stack is mounted on a moving body, it is resistant to vibration and rocking. Can be stably supported. Further, since the height of each stack becomes low, the rigidity against bending becomes high, and the eccentric load acting on the boundary surface between the unit cells due to bending deformation can be made small, and the deterioration of the sealing performance can be prevented. ..
Further, since the end plate has a common integral structure for a plurality of stacks, the plurality of stacks can be stably supported together.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例からなる燃料電池の正面図であ
る。
FIG. 1 is a front view of a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の燃料電池の平面図である。2 is a plan view of the fuel cell of FIG. 1. FIG.

【図3】上記燃料電池に使用される下部端板の平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view of a lower end plate used in the fuel cell.

【図4】図3のIV−IV矢視断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

【図5】図3のV−V矢視断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スタツク 2 単セル 3
下部端板 4 上部端板
1 Stack 2 Single cell 3
Lower end plate 4 Upper end plate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単セルを多段に積層したスタツクの両端
部を端板で挟むように構成した燃料電池において、前記
スタツクを複数に分離して並設すると共に、前記両端の
端板の一方を前記複数のスタツクに対して共通の一体構
造にした燃料電池。
1. A fuel cell in which a stack in which unit cells are stacked in multiple stages is sandwiched between end plates by end plates, and the stack is divided into a plurality of stacks, and one of the end plates at both ends is arranged. A fuel cell having a common integrated structure for the plurality of stacks.
JP3031082A 1991-02-26 1991-02-26 Fuel cell Pending JPH0547407A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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