JPH0636775A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH0636775A JPH0636775A JP4192325A JP19232592A JPH0636775A JP H0636775 A JPH0636775 A JP H0636775A JP 4192325 A JP4192325 A JP 4192325A JP 19232592 A JP19232592 A JP 19232592A JP H0636775 A JPH0636775 A JP H0636775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- reaction gas
- fuel cell
- return
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池において、反応ガス中に気化・搬出
された電解質を凝縮させて、再び電極板の内部へ戻すこ
とができるようにする。 【構成】 反応ガス（空気）流路が、往路側流路８と復
路側流路９とに分割して構成されている。また、冷却水
を流す伝熱管も、前記往路側流路８と復路側流路９とに
対応させて、往路側伝熱管１０ａ及び復路側伝熱管１０
ｂの２つから構成されている。さらに、前記反応ガスの
往路側流路８と復路側流路９の各々の出口側には集合給
水管６ａ，６ｂが、一方、入口側には集合排水管７ａ，
７ｂが配設され、それぞれ前記伝熱管１０ａ，１０ｂに
接続されている。そして、これら伝熱管１０ａ，１０ｂ
には、空気の往路側流路８と復路側流路９の各々の出口
側から、より温度の低い冷却水が供給されるように構成
されている。
された電解質を凝縮させて、再び電極板の内部へ戻すこ
とができるようにする。 【構成】 反応ガス（空気）流路が、往路側流路８と復
路側流路９とに分割して構成されている。また、冷却水
を流す伝熱管も、前記往路側流路８と復路側流路９とに
対応させて、往路側伝熱管１０ａ及び復路側伝熱管１０
ｂの２つから構成されている。さらに、前記反応ガスの
往路側流路８と復路側流路９の各々の出口側には集合給
水管６ａ，６ｂが、一方、入口側には集合排水管７ａ，
７ｂが配設され、それぞれ前記伝熱管１０ａ，１０ｂに
接続されている。そして、これら伝熱管１０ａ，１０ｂ
には、空気の往路側流路８と復路側流路９の各々の出口
側から、より温度の低い冷却水が供給されるように構成
されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応ガス中に気化・搬
出された電解質を凝縮させて、再び電極板の内部へ戻す
ことができるように改良を施した燃料電池に関するもの
である。
出された電解質を凝縮させて、再び電極板の内部へ戻す
ことができるように改良を施した燃料電池に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、燃料を電気化学プロセスで
酸化させることにより、酸化反応に伴って放出されるエ
ネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置である。
酸化させることにより、酸化反応に伴って放出されるエ
ネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置である。
【０００３】現在開発が進められている燃料電池は、電
解質を含浸させた電解質層を挟んで、一対の多孔質電極
を配置してなる単電池を、四角柱状に複数個積層して積
層体が構成され、その四辺の側面には反応ガス供給・排
出用のマニホールドが取り付けられている。また、積層
体の運転温度は高いほうが好ましいが、構成材料の耐熱
性の制約から、２００℃前後に維持することが望まし
い。そのため、積層体内に埋設された伝熱管に冷却水を
循環させて、運転中に発生する熱を除去するように構成
されている。
解質を含浸させた電解質層を挟んで、一対の多孔質電極
を配置してなる単電池を、四角柱状に複数個積層して積
層体が構成され、その四辺の側面には反応ガス供給・排
出用のマニホールドが取り付けられている。また、積層
体の運転温度は高いほうが好ましいが、構成材料の耐熱
性の制約から、２００℃前後に維持することが望まし
い。そのため、積層体内に埋設された伝熱管に冷却水を
循環させて、運転中に発生する熱を除去するように構成
されている。
【０００４】図３は、従来から用いられている燃料電池
の冷却システムの一例を示したものである。即ち、単電
池２を四角柱状に複数個積層して積層体１が構成され、
その四辺の側面には反応ガス供給・排出用のマニホール
ド５が取り付けられている。また、積層体１の内部に
は、複数の単電池毎に一定間隔で冷却板４が挿入されて
いる。この冷却板４は、同一ピッチで蛇行するように連
続曲げ成形した伝熱管３を、冷却基板４ａに埋設して構
成されている。
の冷却システムの一例を示したものである。即ち、単電
池２を四角柱状に複数個積層して積層体１が構成され、
その四辺の側面には反応ガス供給・排出用のマニホール
ド５が取り付けられている。また、積層体１の内部に
は、複数の単電池毎に一定間隔で冷却板４が挿入されて
いる。この冷却板４は、同一ピッチで蛇行するように連
続曲げ成形した伝熱管３を、冷却基板４ａに埋設して構
成されている。
【０００５】また、前記伝熱管３の両端部は、マニホー
ルド５の外側に配設された集合給水管６及び集合排水管
７に接続されている。そして、伝熱管３内を流れる冷却
水は、集合給水管６から伝熱管３に導入され、積層体１
を冷却した後、集合排水管７を経て、燃料電池の外部に
排出されるように構成されている。
ルド５の外側に配設された集合給水管６及び集合排水管
７に接続されている。そして、伝熱管３内を流れる冷却
水は、集合給水管６から伝熱管３に導入され、積層体１
を冷却した後、集合排水管７を経て、燃料電池の外部に
排出されるように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に燃料
電池を運転すると積層体の温度が上昇し、多孔質電極に
含浸された電解質であるリン酸が気化して反応ガス中に
搬出される。これは、多孔質電極に含浸された電解質
が、その蒸気圧の平衡状態を保つべく、反応ガスの移動
と共に継続して気化されるためである。また、この電解
質の気化量は、反応ガス流路の下流に行くにしたがって
多くなる。
電池を運転すると積層体の温度が上昇し、多孔質電極に
含浸された電解質であるリン酸が気化して反応ガス中に
搬出される。これは、多孔質電極に含浸された電解質
が、その蒸気圧の平衡状態を保つべく、反応ガスの移動
と共に継続して気化されるためである。また、この電解
質の気化量は、反応ガス流路の下流に行くにしたがって
多くなる。
【０００７】しかしながら、上記の様なリン酸の搬出が
継続して行われると、多孔質電極に蓄えられていた電解
質は減少し、その量が一定程度に達すると、燃料電池の
運転が不可能になり、電池の寿命を脅かすことになると
いう問題があった。
継続して行われると、多孔質電極に蓄えられていた電解
質は減少し、その量が一定程度に達すると、燃料電池の
運転が不可能になり、電池の寿命を脅かすことになると
いう問題があった。
【０００８】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するために提案されたもので、その目的は、反応ガス
中に気化・搬出された電解質を凝縮させて、再び電極板
の内部へ戻すことができるようにして、精度の向上及び
長寿命化を可能とした燃料電池を提供することにある。
決するために提案されたもので、その目的は、反応ガス
中に気化・搬出された電解質を凝縮させて、再び電極板
の内部へ戻すことができるようにして、精度の向上及び
長寿命化を可能とした燃料電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電解質を含浸
させた電解質層を挟んで一対の多孔質電極を配置してな
る単電池を複数個積層して四角柱状の積層体を形成し、
この積層体の側面に反応ガス供給・排出用のマニホール
ドを取り付け、さらに、前記積層体内部の複数の単電池
毎に冷却板を挿入し、前記冷却板の内部に冷却水循環用
の伝熱管を配設した燃料電池において、前記積層体中に
設けられた反応ガス流路を、往路側流路と復路側流路と
に分割して構成し、また、これらに対応させて、前記冷
却板内に配設される伝熱管を、往路側伝熱管及び復路側
伝熱管から構成し、さらに、前記各伝熱管に、反応ガス
の往路側流路と復路側流路の各々の出口側から冷却水が
供給されるように構成したことを特徴とするものであ
る。
させた電解質層を挟んで一対の多孔質電極を配置してな
る単電池を複数個積層して四角柱状の積層体を形成し、
この積層体の側面に反応ガス供給・排出用のマニホール
ドを取り付け、さらに、前記積層体内部の複数の単電池
毎に冷却板を挿入し、前記冷却板の内部に冷却水循環用
の伝熱管を配設した燃料電池において、前記積層体中に
設けられた反応ガス流路を、往路側流路と復路側流路と
に分割して構成し、また、これらに対応させて、前記冷
却板内に配設される伝熱管を、往路側伝熱管及び復路側
伝熱管から構成し、さらに、前記各伝熱管に、反応ガス
の往路側流路と復路側流路の各々の出口側から冷却水が
供給されるように構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明の燃料電池によれば、電解質が反応ガス
中に気化・搬出されても、反応ガスの往路側流路・復路
側流路の各々の出口付近で伝熱管に供給されるより温度
の低い冷却水によって、電解質を効率良く冷却して凝縮
させ、再び電極板内部へ戻すことができる。
中に気化・搬出されても、反応ガスの往路側流路・復路
側流路の各々の出口付近で伝熱管に供給されるより温度
の低い冷却水によって、電解質を効率良く冷却して凝縮
させ、再び電極板内部へ戻すことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて具体的に説明する。なお、図３に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
づいて具体的に説明する。なお、図３に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００１２】本実施例においては、図１に示した様に、
従来一方向であった反応ガス（空気）流路が、往路側流
路８と復路側流路９とに分割して構成されている。ま
た、冷却水を流す伝熱管も、前記往路側流路８と復路側
流路９とに対応させて、往路側伝熱管１０ａ及び復路側
伝熱管１０ｂの２つから構成されている。
従来一方向であった反応ガス（空気）流路が、往路側流
路８と復路側流路９とに分割して構成されている。ま
た、冷却水を流す伝熱管も、前記往路側流路８と復路側
流路９とに対応させて、往路側伝熱管１０ａ及び復路側
伝熱管１０ｂの２つから構成されている。
【００１３】さらに、前記反応ガスの往路側流路８と復
路側流路９の各々の出口側には集合給水管６ａ，６ｂ
が、一方、入口側には集合排水管７ａ，７ｂが配設さ
れ、それぞれ前記伝熱管１０ａ，１０ｂに接続されてい
る。そして、これら伝熱管１０ａ，１０ｂには、空気の
往路側流路８と復路側流路９の各々の出口側から、より
温度の低い冷却水が供給されるように構成されている。
路側流路９の各々の出口側には集合給水管６ａ，６ｂ
が、一方、入口側には集合排水管７ａ，７ｂが配設さ
れ、それぞれ前記伝熱管１０ａ，１０ｂに接続されてい
る。そして、これら伝熱管１０ａ，１０ｂには、空気の
往路側流路８と復路側流路９の各々の出口側から、より
温度の低い冷却水が供給されるように構成されている。
【００１４】この様な構成を有する本実施例の燃料電池
は、以下に述べる様に作用する。即ち、反応ガス（空
気）流路を往路側流路８と復路側流路９とに分割して構
成し、それぞれに対応させて伝熱管１０ａ，１０ｂを配
設し、両流路の出口側の冷却効率を高めるように構成し
たことにより、図２に示した様に、燃料電池の運転に伴
う温度上昇により、電解質であるリン酸が気化し、電解
質蒸気１１となって反応ガス流路１２に搬出したとして
も、反応ガスの往路側流路８及び復路側流路９の出口付
近“Ａ”で、集合給水管６ａ，６ｂから供給されたより
温度の低い冷却水によって効率良く冷却される。その結
果、気化された電解質は凝縮され、再び電極の内部へ戻
される。
は、以下に述べる様に作用する。即ち、反応ガス（空
気）流路を往路側流路８と復路側流路９とに分割して構
成し、それぞれに対応させて伝熱管１０ａ，１０ｂを配
設し、両流路の出口側の冷却効率を高めるように構成し
たことにより、図２に示した様に、燃料電池の運転に伴
う温度上昇により、電解質であるリン酸が気化し、電解
質蒸気１１となって反応ガス流路１２に搬出したとして
も、反応ガスの往路側流路８及び復路側流路９の出口付
近“Ａ”で、集合給水管６ａ，６ｂから供給されたより
温度の低い冷却水によって効率良く冷却される。その結
果、気化された電解質は凝縮され、再び電極の内部へ戻
される。
【００１５】また、伝熱管内部を流れる冷却水は、冷却
板４の内部を通過しながら電池の反応熱を吸収し、温度
を上げながら集合排水管７ａ，７ｂに流れる。この場
合、伝熱管１０ａ，１０ｂはマニホールド５の内部に露
出していないため、たとえ電解質として単電池に含浸さ
れているリン酸が、上記の冷却方法によって完全に回収
されず、わずかにマニホールド内に搬出されたとして
も、伝熱管に付着することがないため、伝熱管の腐食を
防止することができる。
板４の内部を通過しながら電池の反応熱を吸収し、温度
を上げながら集合排水管７ａ，７ｂに流れる。この場
合、伝熱管１０ａ，１０ｂはマニホールド５の内部に露
出していないため、たとえ電解質として単電池に含浸さ
れているリン酸が、上記の冷却方法によって完全に回収
されず、わずかにマニホールド内に搬出されたとして
も、伝熱管に付着することがないため、伝熱管の腐食を
防止することができる。
【００１６】さらに、反応ガスの往路側流路８及び復路
側流路９の出口付近での冷却効率を高めるために、２つ
の伝熱管に接続される集合給水管６ａ，６ｂを互いに反
対側に設置した結果、積層体中に挿入された各冷却板の
冷却効率は、従来の一方向にのみ冷却水を流していた場
合に比べてより均一化されるという利点もある。
側流路９の出口付近での冷却効率を高めるために、２つ
の伝熱管に接続される集合給水管６ａ，６ｂを互いに反
対側に設置した結果、積層体中に挿入された各冷却板の
冷却効率は、従来の一方向にのみ冷却水を流していた場
合に比べてより均一化されるという利点もある。
【００１７】この様に、本実施例によれば、電解質の損
失及び伝熱管の腐食を防止することができ、また、燃料
電池の長寿命化を図ることができる。
失及び伝熱管の腐食を防止することができ、また、燃料
電池の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明の燃料電池によ
れば、積層体中に設けられた反応ガス流路を、往路側流
路と復路側流路とに分割して構成し、また、これらに対
応させて、冷却板内に配設される伝熱管を往路側伝熱管
及び復路側伝熱管から構成し、さらに、各伝熱管に、反
応ガスの往路側流路と復路側流路の各々の出口側から冷
却水が供給されるように構成することにより、反応ガス
中に気化・搬出された電解質を凝縮させて、再び電極板
の内部へ戻すことができる、精度の向上及び長寿命化を
可能とした燃料電池を提供するができる。
れば、積層体中に設けられた反応ガス流路を、往路側流
路と復路側流路とに分割して構成し、また、これらに対
応させて、冷却板内に配設される伝熱管を往路側伝熱管
及び復路側伝熱管から構成し、さらに、各伝熱管に、反
応ガスの往路側流路と復路側流路の各々の出口側から冷
却水が供給されるように構成することにより、反応ガス
中に気化・搬出された電解質を凝縮させて、再び電極板
の内部へ戻すことができる、精度の向上及び長寿命化を
可能とした燃料電池を提供するができる。
【図１】本発明の燃料電池の一実施例を示す斜視図
【図２】図１に示した実施例における電解質の搬出・回
収状態を示す模式図
収状態を示す模式図
【図３】従来の燃料電池の一例を示す斜視図
１…積層体 ２…単電池 ３…伝熱管 ４…冷却板 ５…マニホールド ６…集合給水管 ７…集合排水管 ８…往路側流路 ９…復路側流路 １０…伝熱管
Claims (1)
- 【請求項１】 電解質を含浸させた電解質層を挟んで一
対の多孔質電極を配置してなる単電池を複数個積層して
四角柱状の積層体を形成し、この積層体の側面に反応ガ
ス供給・排出用のマニホールドを取り付け、さらに、前
記積層体内部の複数の単電池毎に冷却板を挿入し、前記
冷却板の内部に冷却水循環用の伝熱管を配設した燃料電
池において、 前記積層体中に設けられた反応ガス流路を、往路側流路
と復路側流路とに分割して構成し、また、これらに対応
させて、前記冷却板内に配設される伝熱管を、往路側伝
熱管及び復路側伝熱管から構成し、さらに、前記各伝熱
管に、反応ガスの往路側流路と復路側流路の各々の出口
側から冷却水が供給されるように構成したことを特徴と
する燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19232592A JP3325293B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19232592A JP3325293B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636775A true JPH0636775A (ja) | 1994-02-10 |
| JP3325293B2 JP3325293B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=16289411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19232592A Expired - Fee Related JP3325293B2 (ja) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3325293B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-20 JP JP19232592A patent/JP3325293B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3325293B2 (ja) | 2002-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1590844B1 (en) | Fuel cell end unit with integrated heat exchanger | |
| JP4456188B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| JPH071701B2 (ja) | 燃料電池組立体 | |
| JPH10308227A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| RU2332753C2 (ru) | Терморегулирование в электрохимических топливных элементах | |
| JP2003338305A (ja) | 燃料電池のスタック構造 | |
| JP2007265824A (ja) | 燃料電池用セパレータ及び燃料電池 | |
| CN1312799C (zh) | 燃料电池系统 | |
| JP4383605B2 (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 | |
| JP4673877B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP3839978B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池システム | |
| JP2003533002A (ja) | 燃料電池の低温始動方法と燃料電池設備 | |
| US7090941B2 (en) | Fuel cell stack and a method of supplying reactant gases to the fuel cell stack | |
| JP2002260708A (ja) | 燃料電池積層構造体 | |
| JPS63119166A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2001068141A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH06338334A (ja) | 燃料電池の冷却板及び冷却システム | |
| WO2000036680A1 (en) | A cooling plate for a fuel cell stack assembly | |
| JPH0636775A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2005353561A (ja) | 燃料電池 | |
| JPH06267551A (ja) | 燃料電池 | |
| JP3981476B2 (ja) | 燃料電池スタック | |
| JPH08306370A (ja) | 積層リン酸型燃料電池 | |
| JPS62268062A (ja) | 燃料電池の冷却装置 | |
| JPH1154140A (ja) | 燃料電池発電装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090705 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |