JPH09161825A - リン酸形燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却板に改良を加える極めて簡単な構成によ
って、コンパクト化およびコストの低減化を実現しつ
つ、リン酸の凝縮を防いで電池特性の安定化を図るリン
酸形燃料電池を提供する。 【解決手段】 冷却板８には冷却水の入口部８ａと出口
部８ｂとが設けられ、冷却水出口部８ｂが酸化剤の復路
入口部付近に配置されている。冷却水出口部８ｂは冷却
板８上で最も高温な部分なので酸化剤の復路入口部付近
を高温にすることができる。したがって、酸化剤と共に
往路を出たリン酸が復路の入口付近で冷却されることが
なく、その凝縮を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸形燃料電池
に係り、特に、ガスマニホールド内に仕切りを設けて酸
化剤がセル内を往復通過するリン酸形燃料電池に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、石炭、石油、天然ガスなど
いわゆる燃料の中の水素と空気等に含まれる酸素との電
気化学反応を介して直流の電気エネルギーを得る装置の
ことである。この燃料電池は通常、電解質を保持するマ
トリックスを挟んで一対のガス拡散電極を配置し、一方
の電極の背面に燃料ガスを流通して接触させ、他方の電
極の背面に空気等の酸化剤ガスを流通して接触させてい
る。また、電極内の化学反応を促進させるために触媒層
が電極に形成されている。さらに電解質としては、溶融
炭酸塩、アルカリ溶液、酸性溶液、固体高分子、固体酸
化物などがあるが、中でも、強電解質であるリン酸を用
いたリン酸形燃料電池は、低温発電が可能で安定性が高
く、起動時間が短いといった長所があり、実用化に向け
て開発が進んでいる。

【０００３】ここで、図７〜図９を参照してリン酸形燃
料電池の従来例を具体的に説明する。図７は従来のリン
酸形燃料電池本体の外観図、図８は詳細な部分断面図、
図９は冷却板の平面図である。

【０００４】図７に示した符号１は積層セルであり、こ
の積層セル１は空気の流通路及び燃料の流通路を有する
一対のガス拡散電極と、これらガス拡散電極に挟まれた
マトリックス層とを備えた単位セルを、複数個積層して
構成される。単位セルにおいて空気の流通路及び燃料の
流通路は互いに直交するように形成されている。また積
層セル１はその上下を集電板２で挟み込まれ、ここから
電気エネルギーを取り出されるようになっている。集電
板２の上下には締め付け板３が設けられている。この締
め付け板３によって積層セル１を一定荷重で締め付ける
ことによって、積層部材間の接触抵抗を低減させ、かつ
ガスシール性を得ている。

【０００５】また、セルに対し酸化剤及び燃料を供給及
び排気するものとして、積層セル１の側面にガスマニホ
ールド４が設置されている。このガスマニホールド４は
耐熱、耐リン酸性のシール材５を介在させて積層セル１
に固着されており、各単位セルに一括して酸化剤及び燃
料を供給、排気するように構成されている。

【０００６】さらに燃料電池は、起動時には室温から動
作温度まで加熱し、運転時には余剰熱を除去・冷却して
２００℃前後の一定温度に維持する必要がある。そのた
め、図８に示すように、温度調節体である冷却板６が数
セル毎に挿入・設置されている。この冷却板６には、図
９に示すように一定のピッチで蛇行する冷却管７が埋設
されている。なお、冷却管７を通る冷却水が冷却板６内
に入る部分を入口部６ａ、冷却管７を通る冷却水が冷却
板６から出る部分を出口部６ｂとする。

【０００７】ところで、酸化剤及び燃料は、ガスマニホ
ールド４により運転中絶え間なくセル全面へ供給されて
おり、各セルにて消費されていく。このとき、セルに対
する酸化剤及び燃料の供給量が不足すると、次のような
不具合が生じた。すなわち、燃料の供給が欠乏すると、
セルの電圧特性が不安定になるばかりでなく、カーボン
材の酸化腐食が生じ、さらに腐食が進行すると運転不能
な状態になるおそれがあった。また酸化剤が欠乏しても
セルの電圧特性が低下し、所定値を満足できなくなっ
た。このような酸化剤や燃料の欠乏は、反応ガスの体積
が少ない加圧運転する場合に特に心配される。

【０００８】そこで、酸化剤及び燃料をセルに対して十
分に供給するために、酸化剤及び燃料の流通距離を稼ぐ
ことによって、これらの流速を増加させる手段が講じら
れている。具体的には、ガスマニホールド内に仕切りを
設けて、セル内面で酸化剤及び燃料が往復通過できるよ
うに構成し、セルへの酸化剤や燃料の欠乏を防止してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
なリン酸形燃料電池においては、次のような課題があ
る。すなわち、含浸されたセルの上を反応ガスである酸
化剤及び燃料が通過すると、セル内のリン酸は運転中に
反応ガスと共に徐々にセル外へと持ち出される。したが
って、反応ガスの流量に比例してセル内のリン酸量は減
少していくことになる。ガス流量は燃料が通過する水素
極側より酸化剤が通過する酸素極側の方が圧倒的に多い
ので、セル内のリン酸の消失も大部分が酸素極側で起こ
る。リン酸は２００℃前後では蒸気圧が非常に低く化学
的に安定な物質であるが、一旦セルの外に出て僅かでも
冷却されると、その箇所で直ちに凝縮する。

【００１０】凝縮したリン酸がセルに接していれば、セ
ル自体は気孔率が非常に大きいので、毛管力ですぐ内部
へと再度吸収することができる。ところが、緻密な冷却
板やセパレータあるいはスペーサーの側面にてリン酸が
凝縮した場合、これらの部分は凝縮したリン酸を吸収す
る力がないため、時間と共に徐々に大きな液滴となる。
例えば、従来技術にて述べたセル内を酸化剤及び燃料を
往復させるタイプの燃料電池では、通常、酸化剤の復路
入口においてリン酸が凝縮する。

【００１１】液滴となったリン酸は重力で下方へ垂れ、
つまりリン酸の液だれが起きる。液だれしたリン酸がセ
ル側面に付着することもあるが、この時点では液量が大
きいのでセルの毛管力をもってしてもリン酸をすぐには
吸収できない。このように凝縮したリン酸がセルに付着
していると、酸素極と水素極との短絡いわゆる液絡が発
生し、安定した電池特性を引き出すことが困難になる。
また、冷却板の側面にリン酸が凝縮した場合、リン酸は
多孔質体である冷却板中に徐々に浸透していく。リン酸
は２００℃の高温下では腐食性が非常に強いため、金属
の冷却管を腐食させて冷却水漏れなどの深刻なトラブル
を引き起こす可能性がある。冷却板が破損すれば、運転
時の余剰熱が除去されなくなり、電池の出力特性が不安
定となる。

【００１２】以上のように従来のリン酸形燃料電池にお
いては、リン酸の凝縮を確実に防止して液だれおよび液
絡を抑え、電池特性の安定化を図ることが課題となって
いる。しかも、実用化レベルの質的向上をめざすリン酸
形燃料としては、電池特性の安定化以外にも、コンパク
ト化やコストの低減化といったことも要求されている。
すなちわ、燃料電池に競合するディーゼルエンジン発電
装置などが大きさを考えると、コンパクト化は重要であ
る。またコストの低減化は、リン酸形燃料電池を実用化
させる上で非常に重要な要因である。そのため近年で
は、コンパクト化およびコストの低減化を実現しつつ、
リン酸の凝縮を防止して安定した電池特性を発揮できる
優れたリン酸形燃料電池の登場が待たれている。

【００１３】本発明は、上記のような事情を鑑みて提案
されたものであり、その主たる目的は、冷却板に改良を
加えるという極めて簡単な構成によって、コンパクト化
およびコストの低減化を実現しつつ、リン酸の凝縮を防
いで電池特性の安定化を図るリン酸形燃料電池を提供す
ることにある。

【００１４】また本発明の他の目的は、高い精度でリン
酸の凝縮を防いで電池特性の安定化を図るリン酸形燃料
電池を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、燃料及び酸化剤を流通させるガス
拡散電極間に電解質であるリン酸を保持するマトリック
ス層を挟んで単位セルが形成され、この単位セルを複数
個積層して積層セルが構成され、前記セルの温度を一定
に保持するために数セル毎に冷却管を埋設した冷却板が
挿入・設置され、前記積層セルの側面に前記ガス拡散電
極へ燃料及び酸化剤をそれぞれ供給及び排出するガスマ
ニホールドが設置され、酸化剤を供給及び排出する一方
のガスマニホールド内に仕切りを設けて酸化剤がセル内
を往復通過するよう構成されたリン酸形燃料電池におい
て、前記冷却板には冷却水の入口部と出口部とが設けら
れ、前記冷却水出口部が前ガスマニホールドにおける前
記セル内への酸化剤の復路入口部付近に配置されたこと
を特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、前記冷却管には通常の
ピッチで蛇行する通常ピッチ部と、この通常ピッチ部よ
りも広いピッチで蛇行する広ピッチ部とが設けられ、前
記広ピッチ部が前記ガスマニホールドにおける前記セル
内への酸化剤の復路入口部付近に配置されるように、前
記冷却板が設置されたことを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、前記冷却管には他の部
分の径よりも径を小さくした小径部とが設けられ、この
小径部が前記ガスマニホールドにおける前記セル内への
酸化剤の復路入口部付近に配置されるように、前記冷却
板が設置されたことを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明は、前記冷却板には他の部
分と比較して熱伝導度の低い低熱伝導度部が組込まれ、
この低熱伝導度部が前記ガスマニホールドにおける前記
セル内への酸化剤の復路入口部付近に配置されるよう
に、前記冷却板が設置されたことを特徴とする。

【００１９】請求項５の発明は、燃料及び酸化剤を流通
させるガス拡散電極間に電解質であるリン酸を保持する
マトリックス層を挟んで単位セルが形成され、この単位
セルを複数個積層して積層セルが構成され、前記セルの
温度を一定に保持するために数セル毎に冷却管を埋設し
た冷却板が挿入・設置され、前記積層セル電池の側面に
前記ガス拡散電極へ燃料及び酸化剤をそれぞれ供給及び
排出するガスマニホールドが設置され、酸化剤を供給及
び排出する一方のガスマニホールド内に仕切りを設けて
酸化剤がセル内を往復通過するよう構成されたリン酸形
燃料電池において、前記ガスマニホールドにおける前記
セル内への酸化剤の復路入口部付近にヒータが固定さ
れ、前記ヒータにはヒータの出力を制御するための温度
調節器が接続され、前記温度調節器には前記ガスマニホ
ールド内の温度を測定するための熱電対が接続され、前
記ヒータ、前記温度調節器および前記熱電対は耐熱・耐
リン酸性材料で被覆されたことを特徴とする 本発明による作用は、それぞれ以下のようである。すな
わち、請求項１の発明において、冷却管中を流れる冷却
水はセルの反応熱を吸収するので、冷却水の流れる距離
の増加に伴って徐々に温度が上昇していく。したがっ
て、冷却板の冷却水出口部で最も高温となる。つまり、
冷却水出口部は冷却板上で最も高温な部分である。請求
項１の発明では、この冷却水出口部をガスマニホールド
におけるセル内への酸化剤の復路入口部付近に配置する
ことで、酸化剤の復路入口部付近を高温にすることがで
きる。したがって、酸化剤と共に往路を出たリン酸が復
路の入口付近で冷却されることがなく、その凝縮を防止
できる。

【００２０】しかも、このようなリン酸の凝縮防止を、
冷却水出口部を酸化剤の復路入口部付近に合せて冷却板
を設置するだけで実現することができる。つまり、リン
酸の凝縮防止用の特別な手段を備えると言った複雑な構
成を必要とせず、従来の冷却板をそのまま使うこともで
きる。したがって、大形化を抑制してコンパクト化を進
めることができ、且つコストを低減させることができ
る。

【００２１】請求項２の発明の冷却板において、冷却管
の広ピッチ部の位置する部分は、冷却板の単位面積当た
りに流れる冷却水の量が少ないので、他の部分に比べて
冷却機能が低くなり、高温な部分となる。請求項２の発
明では、前記広ピッチ部が酸化剤の復路入口付近に位置
するように冷却板を設置することで、酸化剤の復路入口
部付近を高温にすることができる。したがって、酸化剤
と共に往路を出たリン酸が復路の入口付近で冷却される
ことがなく、その凝縮を防止できる。

【００２２】上記請求項２の発明と同様、請求項３の発
明の冷却板においては、冷却管の小径部の位置する部分
が、冷却板の単位面積当たりに流れる冷却水の量が少な
いので、他の部分に比べて冷却機能が低くなり、高温な
部分となる。すなわち請求項３の発明では、前記小径部
が酸化剤の復路入口付近に位置するように冷却板を設置
することで、酸化剤の復路入口部付近を高温化でき、こ
れにより酸化剤の復路入口部付近におけるリン酸の凝縮
を防ぐことができる。

【００２３】請求項４の発明の冷却板においては、低熱
伝導度部が他の部分に比べて冷却機能が低くなり、高温
な部分となる。請求項４の発明では、前記低熱伝導度部
が酸化剤の復路入口付近に位置するように冷却板を設置
することで、酸化剤の復路入口部付近を高温にでき、こ
れにより酸化剤の復路入口部付近でのリン酸の凝縮を防
止することができる。

【００２４】また以上説明した請求項２〜４の発明で
は、特別な装置を付加することなく、冷却管または冷却
板の構成に改良を加えるだけで、リン酸の凝縮防止を実
現することができる。したがって、電池特性の安定化と
同時に、コンパクト化に寄与することができる。さら
に、請求項１の従属項である請求項２〜４の発明におい
ては、冷却板の高温部となる広ピッチ部、小径部および
低熱伝導度部がいずれも、酸化剤の復路入口部付近すな
わち冷却水出口部に位置しているので、冷却板の冷却性
能を低下させるおそれがなく、冷却板は運転時の余剰熱
を確実に除去することができる。

【００２５】請求項５の発明においては、熱電対がガス
マニホールド内の温度を測定し、測定結果を温度調節器
に伝える。この測定結果を受けて温度調節器はガスマニ
ホールド内の温度に合わせてヒータ出力を制御する。ヒ
ータが働くと、復路入口部付近の酸化剤を加熱する。加
熱された酸化剤が復路入口部に通過するので、この付近
は高温となり、リン酸の凝縮を防止することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき具体的に説明する。なお以下の実施の形
態はいずれも、ガスマニホールド内に仕切りを設けて酸
化剤がセル内を往復通過するリン酸形燃料電池であり、
基本的な構成は図７〜図９に示した従来の燃料電池と同
一である。そのため、従来技術と同一の部材に関して
は、同一符号を付し、説明は省略する。

【００２７】（１）第１の実施の形態…図１ （構成）請求項１の発明を含む第１の実施の形態につい
て、図１を参照して説明する。図１に示すように、第１
の実施の形態には、酸化剤の往路出口の角部に冷却水の
入口部８ａを形成し、酸化剤の復路入口の角部に冷却水
の出口部８ｂを形成した冷却板８が設けられている。冷
却板８にはこれら入口部８ａ，出口部８ｂを結ぶように
して冷却管９が埋設されている。この冷却管９は、前記
入口部８ａから冷却水を導入し、往路面側を蛇行して往
路の入口に向かい、さらに復路面に入り復路の出口から
往路面を蛇行して往路入口に向かって、出口部８ｂから
冷却水を排出するようになっている。

【００２８】（作用効果）上記のような構成を有する第
１の実施の形態の作用は、次の通りである。すなわち、
冷却管９中を流れる冷却水はセルの反応熱を吸収して徐
々に温度が上昇し、冷却板８の冷却水出口部８ｂで最も
高温となる。つまり、冷却水出口部８ｂが冷却板８上で
最も高温な部分となる。第１の実施の形態では、この冷
却水出口部８ｂをガスマニホールドにおけるセル内への
酸化剤の復路入口部付近に配置しているので、酸化剤の
復路入口部付近は高温になる。したがって、酸化剤と共
に往路を出たリン酸が復路の入口付近で冷却されること
がなく、その凝縮を防ぐことができる。

【００２９】しかも、このようなリン酸の凝縮防止を、
冷却水出口部８ｂを酸化剤の復路入口部付近に合せて冷
却板８を設置するという、冷却板８の配置変更だけで実
現することができる。つまり、リン酸の凝縮防止するた
めの特別な手段が不要であり、従来からの冷却板を使う
ことが可能である。したがって、大形化を抑制してコン
パクト化を進めることができ、且つコストを低減させる
ことができる。

【００３０】（２）第２の実施の形態…図２ （構成）請求項２の発明を含む第２の実施の形態につい
て、図２を参照して説明する。図２に示すように、第２
の実施の形態には、酸化剤の往路入口の角部に冷却水の
入口部１０ａを形成し、酸化剤の復路入口の角部に冷却
水の出口部１０ｂを形成した冷却板１０が設けられてい
る。冷却板１０にはこれら入口部１０ａ，出口部１０ｂ
を結ぶようにして冷却管１１が埋設されている。この冷
却管１１には、冷却管１１には通常のピッチで蛇行する
通常ピッチ部１１ａと、この通常ピッチ部１１ａよりも
広いピッチで蛇行する広ピッチ部１１ｂとが設けられて
いる。このうち、広ピッチ部１１ｂは酸化剤の復路入口
部付近にのみ配置されるようになっている。

【００３１】（作用効果）上記のような構成を有する第
２の実施の形態の作用は、次の通りである。すなわち、
冷却板１０において、冷却管１１の広ピッチ部１１ｂの
位置する部分は、冷却板１０の単位面積当たりに流れる
冷却水の量が少なく、他の部分に比べて冷却機能が低く
なって、高温な部分となる。第２の実施の形態では広ピ
ッチ部１１ｂが酸化剤の復路入口付近に位置しているの
で、酸化剤の復路入口部付近を高温にすることができ
る。したがって、酸化剤と共に往路を出たリン酸が復路
の入口付近で冷却されることがなく、その凝縮を防止で
きる。

【００３２】（３）第３の実施の形態…図３ （構成）請求項３の発明を含む第３の実施の形態につい
て、図３を参照して説明する。図３に示すように、第３
の実施の形態は、酸化剤の往路入口の角部に冷却水の入
口部１２ａを形成し、酸化剤の復路入口の角部に冷却水
の出口部１２ｂを形成した冷却板１２が設けられてい
る。冷却板１２にはこれら入口部１２ａ，出口部１２ｂ
を結ぶようにして冷却管１３が埋設されている。この冷
却管１３には他の部分の径よりも径を小さくした小径部
１３ａとが設けられ、この小径部１３ａが酸化剤の復路
入口部付近に配置されている。

【００３３】（作用効果）第３の実施の形態の冷却板１
２において、冷却管１３の小径部１３ａの位置する部分
は冷却板の単位面積当たりに流れる冷却水の量が少ない
ので、他の部分に比べて冷却機能が低くなり、高温な部
分となる。すなわち第３の実施の形態では、小径部１３
ａが酸化剤の復路入口付近に位置するように冷却板１２
を設置することにより、酸化剤の復路入口部付近を高温
化することができ、これにより酸化剤の復路入口部付近
におけるリン酸の凝縮を防ぐことができる。

【００３４】（４）第４の実施の形態…図４ （構成）請求項４の発明を含む第４の実施の形態につい
て、図４を参照して説明する。図４に示すように、第４
の実施の形態には、酸化剤の往路入口の角部に冷却水の
入口部１４ａを形成し、酸化剤の復路入口の角部に冷却
水の出口部１４ｂを形成した冷却板１４が設けられてい
る。また冷却板１４には他の部分と比較して熱伝導度の
低い低熱伝導度部１４ｃが組込まれており、この低熱伝
導度部１４ｃは酸化剤の復路入口部付近に配置されてい
る。

【００３５】（作用効果）前記冷却板１４では、低熱伝
導度部１４ｃが他の部分に比べて冷却機能が低くなり、
高温な部分となる。そこで、この低熱伝導度部１４ｃが
酸化剤の復路入口付近に位置するように冷却板１４を設
置することで、酸化剤の復路入口部付近を高温にでき、
この付近でのリン酸の凝縮を防止することができる。

【００３６】なお、上記の第１ろ〜第４の実施の形態に
おいては、特別な装置を付加することなく、冷却管また
は冷却板の構成に改良を加えるだけで、リン酸の凝縮防
止を実現することができるので、電池特性の安定化と同
時に、コンパクト化に寄与することができる。また、冷
却板の高温部となる広ピッチ部１１ｂ、小径部１３ａお
よび低熱伝導度部１４ｃはいずれも、酸化剤の復路入口
部付近に位置する冷却水出口部１０ｂ，１２ｂ，１４ｂ
に近接して配置されているので、各冷却板１０，１２，
１４の冷却性能に支障をきたすおそれがない。

【００３７】（５）第５の実施の形態…図５ （構成）請求項５の発明を含む第５の実施の形態につい
て、図５を参照して説明する。図５に示すように、第５
の実施の形態では、酸化剤の復路入口付近に網目状の電
気ヒータ１５が固定されている。この電気ヒータ１５に
はヒータ１５の出力を制御するための温度調節器１６が
接続されている。さらに温度調節器１６にはガスマニホ
ールド４内の温度を測定するための熱電対１７が接続さ
れている。なお、電気ヒータ１５、温度調節器１６およ
び熱電対１７は耐熱・耐リン酸性材料で被覆されてい
る。

【００３８】（作用効果）以上のような構成を有する第
５の実施の形態においては、熱電対１７がガスマニホー
ルド４内の温度を測定し、この測定結果を温度調節器１
６に伝えると、温度調節器１６はガスマニホールド４内
の温度に合わせて電気ヒータ１５の出力を制御する。電
気ヒータ１５が働くと、復路入口部付近の酸化剤を加熱
し、加熱された酸化剤が復路入口部に通過することによ
り、この付近は高温となる。このように第５の実施の形
態によれば、熱電対１７によりガスマニホールド４内の
温度を測定しつつ、電気ヒータ１５の働きで復路入口部
付近を通る酸化剤の温度を調整することがてきるため、
酸化剤の復路入口部付近でのリン酸の凝縮を高い精度で
確実に防止することが可能となる。

【００３９】（６）第６の実施の形態…図６ （構成）さらに請求項５の発明を含む他の実施例とし
て、第６の実施の形態について説明する。図６に示すよ
うに、第６の実施の形態は、酸化剤が折り返すガスマニ
ホールド４の外壁面に電気ヒータ１８を接触して設けた
点に特徴がある。

【００４０】（作用効果）このような第６の実施の形態
においては、前記第５の実施の形態の作用効果に加え
て、電気ヒータ１８がガスマニホールド４の外壁面に位
置しているため、これを耐熱・耐リン酸性材料で被覆す
る必要がなく、構成の簡略化を進めることができるとい
った作用効果がある。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
却板の配置および構成に改良を加えるという極めて簡単
な構成によって、コンパクト化およびコストの低減化を
実現すると共に、ガスマニホールドにおけるセル内への
酸化剤の復路入口部付近でのリン酸の凝縮を防ぐことが
でき、これにより電池特性の安定化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す平面図

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す平面図

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す平面図

【図４】本発明の第４の実施の形態を示す平面図

【図５】本発明の第５の実施の形態を示す平面図

【図６】本発明の第６の実施の形態を示す平面図

【図７】従来のリン酸形燃料電池を示す外観図

【図８】従来のリン酸形燃料電池を示す部分断面図

【図９】従来の冷却板を示す平面図

【符号の説明】

１…積層セル ２…集電板 ３…締め付け板 ４…ガスマニホールド ５…シール材 ６，８，１０，１２，１４…冷却板 ６ａ，８ａ，１０ａ，１２ａ，１４ａ…冷却水入口部 ６ｂ，８ｂ，１０ｂ，１２ｂ，１４ｂ…冷却水出部 ７，９，１１，１３…冷却管 １１ａ…通常ピッチ部 １１ｂ…広ピッチ部 １３ａ…小径部 １４ｃ…低熱伝導度部 １５，１８…電気ヒータ １６…温度調節器 １７…熱電対

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料及び酸化剤を流通させるガス拡散電
   極間に電解質であるリン酸を保持するマトリックス層を
   挟んで単位セルが形成され、この単位セルを複数個積層
   して積層セルが構成され、前記各セルの温度を一定に保
   持するために数セル毎に冷却管を埋設した冷却板が挿入
   ・設置され、前記積層セルの側面には前記ガス拡散電極
   へ燃料及び酸化剤をそれぞれ供給及び排出するガスマニ
   ホールドが設置され、酸化剤を供給及び排出する一方の
   ガスマニホールド内に仕切りを設けて酸化剤がセル内を
   往復通過するよう構成されたリン酸形燃料電池におい
   て、 前記冷却板には冷却水の入口部と出口部とが設けられ、 前記冷却水出口部が前記ガスマニホールドにおける前記
   セル内への酸化剤の復路入口部付近に配置されたことを
   特徴とするリン酸形燃料電池。
2. 【請求項２】 前記冷却管には通常のピッチで蛇行する
   通常ピッチ部と、この通常ピッチ部よりも広いピッチで
   蛇行する広ピッチ部とが設けられ、 前記広ピッチ部が前記ガスマニホールドにおける前記セ
   ル内への酸化剤の復路入口部付近にされたことを特徴と
   する請求項１記載のリン酸形燃料電池。
3. 【請求項３】 前記冷却管には他の部分の径よりも径を
   小さくした小径部とが設けられ、 この小径部が前記ガスマニホールドにおける前記セル内
   への酸化剤の復路入口部付近に配置されるように、前記
   冷却板が設置されたことを特徴とする請求項１記載のリ
   ン酸形燃料電池。
4. 【請求項４】 前記冷却板には他の部分と比較して熱伝
   導度の低い低熱伝導度部が組込まれ、 この低熱伝導度部が前記ガスマニホールドにおける前記
   セル内への酸化剤の復路入口部付近に配置されるよう
   に、前記冷却板が設置されたことを特徴とする請求項１
   記載のリン酸形燃料電池。
5. 【請求項５】 燃料及び酸化剤を流通させるガス拡散電
   極間に電解質であるリン酸を保持するマトリックス層を
   挟んで単位セルが形成され、この単位セルを複数個積層
   して積層セルが構成され、前記セルの温度を一定に保持
   するために数セル毎に冷却管を埋設した冷却板が挿入・
   設置され、前記積層セルの側面に前記ガス拡散電極へ燃
   料及び酸化剤をそれぞれ供給及び排出するガスマニホー
   ルドが設置され、酸化剤を供給及び排出する一方のガス
   マニホールド内に仕切りを設けて酸化剤がセル内を往復
   通過するよう構成されたリン酸形燃料電池において、 前記ガスマニホールドにおける前記セル内への酸化剤の
   復路入口部付近にヒータが固定され、 前記ヒータにはヒータの出力を制御するための温度調節
   器が接続され、 前記温度調節器には前記ガスマニホールド内の温度を測
   定するための熱電対が接続され、 前記ヒータ、前記温度調節器および前記熱電対は耐熱・
   耐リン酸性材料で被覆されたことを特徴とするリン酸形
   燃料電池。