JPH0945359A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池を大容量構成にすることによって冷
却水量が増大しても、水マニホールドや絶縁管の内圧強
度を十分に確保することが可能な燃料電池を提供する。 【解決手段】 燃料極と空気極とを有する単位セルが積
層されることによりサブスタックが構成され、サブスタ
ックが冷却板１を介して複数個積層されることによりセ
ルスタック２が構成されている。個々の冷却板１におけ
る伝熱管４の冷却水出口側に接続された絶縁ホース７
が、セルスタック２の直交する２側面側に交互に引き出
されている。当該２側面のそれぞれに水マニホールド出
口６ａ，６ｂが設けられ、それぞれの側面側に引き出さ
れた絶縁ホース７に接続されている。水マニホールド出
口６ａ，６ｂのそれぞれには、出口絶縁管９ａ，９ｂを
介してプラント配管系に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解質を介して燃
料と酸化剤とを化学反応させることにより直接発電を行
う燃料電池に係り、特に、発電部である積層体に対する
冷却水の供給・排出経路の改良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。火
力・水力発電のような発電方式は、熱エネルギーや運動
エネルギーの過程を経て発電が行われるものであるが、
燃料電池による発電システムはこのような過程を経ない
直接発電であるので、比較的小さな規模でも、４０〜５
０％という高い発電効率が期待できる。また、発電装置
内に燃焼サイクルを含まないので、近年、公害要因とし
て大きな社会問題となっているＳＯｘ、ＮＯｘの排出が
極めて少ない。そして、騒音や振動が小さいため、環境
特性に極めて優れているという特徴を有している。

【０００３】さらに、燃料電池は、負荷変動に対して応
答性が良く、原理的に高い変換効率が期待できるととも
に、発電に伴って発生する熱が給湯や暖冷房として利用
しやすいため、電気と熱を併給できるコージェネレーシ
ョンシステムとして、総合エネルギー効率を高めること
が可能である。

【０００４】現在開発が進められている燃料電池におい
ては、その発電部が多数の単電池を積層した積層体によ
って構成されている。単電池はセルと呼ばれ、一定量の
リン酸などの電解質を含浸させた電解質層を挟んで、燃
料極と空気極とからなる一対の多孔質電極を積層したも
のである。そして、セル一つ当たりの出力電圧では不十
分なため、複数のセルを四角柱状に複数個積層して直列
に接続した積層体を構成することにより、出力電圧を向
上させて用いられている。この積層体周囲の４側面に
は、反応ガスを電極に供給・排出するためのマニホール
ドが取り付けられている。

【０００５】また、積層体の運転温度は、高いほうが反
応論的には好ましいが、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。このため、積
層体内には、数個のセル毎に冷却板が配置され、この冷
却板には冷却水循環用の伝熱管が埋設されている。この
ように、埋設された電熱管に冷却水を循環させ、運転中
にセルから発生する熱を除去するようにしている。

【０００６】以上のような燃料電池の一例を、図面に従
って具体的に説明する。すなわち、図６に示すように、
燃料極と空気極とを有する単位セルが、セパレータを介
して所定数積層されることによりサブスタックが構成さ
れている。このサブスタックが、冷却板１を介して複数
個積層されることにより積層体が構成されている。そし
て、各冷却板１には電熱管４が蛇行配置されている。積
層体の上下には図示しない締付板が配置され、図示しな
いタイロッドによって締め付けられることによりセルス
タック２が構成されている。このセルスタック２の周囲
の４側面には、反応ガスをセルに供給・排出するための
ガスマニホールド３が取り付けられている。

【０００７】さらに、個々の冷却板１に配設された伝熱
管４には、この伝熱管４に冷却水を供給・排出するため
の水マニホールド入口５及び水マニホールド出口６が絶
縁ホース７を介して接続されている。この水マニホール
ド入口５及び水マニホールド出口６は、セルスタック２
の高さ方向に延びた逆Ｕ字形の管であり、セルスタック
２の側面に配設され、セルスタック２と電気的に絶縁さ
れる構造となっている。

【０００８】また、水マニホールド入口５及び水マニホ
ールド出口６は、大地電位となっているプラントの配管
系と接続されているが、発電容量の大きいプラントでは
電池電位が高くなるため、セルスタック２と大地間との
絶縁性向上を図る必要がある。そこで、水マニホールド
入口５及び水マニホールド出口６とプラント配管系との
間には、それぞれ入口絶縁管８及び出口絶縁管９が設け
られている。

【０００９】このような入口絶縁管８及び出口絶縁管９
は、内部をある電気伝導度をもった冷却水が流れるた
め、内部も電気的に絶縁のとれた構造とする必要があ
り、種々の構造が提案されている。以下に、入口絶縁管
８及び出口絶縁管９の一例を説明する。すなわち、図７
に示すように、耐熱性ホース１０の外側に補強ブレート
１１が設けられ、その両端に、耐熱性ホース１０及び補
強ブレート１１を取り付け固定する金具１２が配設され
ている。

【００１０】なお、以上のような構成を有する燃料電池
の一例においては、通常、冷却水は発電部において熱を
吸収することにより気液２相流となるように設計されて
いる。このため、入口絶縁管８及び出口絶縁管９は数Ｍ
Ｐａの内圧に耐える必要があり、補強ブレード１１の材
質としては絶縁材料の他、金属材料が用いられることが
ある。但し、補強ブレード１１を金属とした場合には、
絶縁性確保のために少なくとも金具１２の取付部の片側
は絶縁取り付け構造にする必要がある。そして、かかる
構成にすると構造が複雑化し、シール性の信頼度も低下
する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池の
本格的な普及のためには、システム全体での電池容量を
増大させることが必要があるが、そのために上記のよう
な構成の燃料電池を単純に数多く設置したのでは、近年
の据付スペースの縮小化、コストダウン等の要請に沿わ
ない。従って、各燃料電池におけるセルスタック毎の容
量を増大させてシステム全体の容量を増大させる必要が
ある。そのための方法として、セルスタックを構成する
セルの面積を拡大すること、セルの積層数を増大させる
ことが実際に行われている。

【００１２】しかしながら、上記のような構成の燃料電
池においては、運転中のセル温度を一定に保つ必要性が
あり、そのために伝熱管を備えた冷却板が設けられてい
る。従って、セルの積層数を増やした場合には、冷却板
の個数も増やす必要がある。このように冷却板の個数を
増やすと、水マニホールド入口５及び水マニホールド出
口６、入口絶縁管８及び出口絶縁管９の内部を流れる冷
却水の流量が増えるため、それぞれの管の内径寸法を大
きくする必要がある。特に、冷却水出口側である水マニ
ホールド出口６及び出口絶縁管９においては、その内部
を流れる冷却水が気液２相流となっているため、冷却水
の入口側の配管よりも内径を大きくする必要があり、上
記のような流量の増大があると、さらに内径を大きくせ
ざるを得なくなる。

【００１３】一方、絶縁管の内圧強度は、耐熱性ホース
１０及び補強ブレード１１の強度及び金具１２の取付強
度により左右されることになるが、一般的に、その内径
が大きくなるほど内圧強度が低下する傾向にあると共
に、製作も困難となる。例えば、薄肉の配管の内圧強度
ｐ（ＭＰａ）は、外径ｄ（ｍｍ）、板厚ｔ（ｍｍ）、許
容反力σ（ＭＰａ）とすると、次の１式に示すように、
外径ｄに反比例して低下する。

【００１４】

【数１】 ｐ＝２σｔ／ｄ …式１ 本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するた
めに提案されたものであり、その目的は、燃料電池を大
容量構成にすることによって冷却水量が増大しても、水
マニホールドや絶縁管の内圧強度を十分に確保すること
が可能な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】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、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が配置された単電池と、
前記単電池が複数個積層された積層体と、前記積層体内
の単電池に反応ガスを供給・排出するガスマニホールド
と、前記積層体内の複数の単電池毎に配置された冷却板
と、前記冷却板内に配設された伝熱管と、前記伝熱管に
冷却水を供給する水マニホールド入口と、前記伝熱管か
ら冷却水を排出する水マニホールド出口と、前記水マニ
ホールド入口及び前記水マニホールド出口と冷却水系の
配管とを絶縁接続する絶縁管とを有する燃料電池におい
て、前記水マニホールド入口及び前記水マニホールド出
口の少なくとも一方は、複数に分割して設けられ、複数
に分割して設けられた水マニホールドは、それぞれ別個
独立の前記絶縁管を介して前記冷却水系の配管に接続さ
れていることを特徴とする燃料電池。

【００１６】以上のような請求項１記載の発明では、電
池容量を増大させるために単電池の積層数を増大させた
場合に、冷却板数が増加することにより冷却水量が増大
しても、水マニホールド入口及び水マニホールド出口の
少なくとも一方が複数分割して設けられ、別個独立の絶
縁管を介して冷却水系の配管に接続されているので、個
々のマニホールド及び絶縁管に流れる流量を低減させる
ことができる。従って、個々のマニホールド及び絶縁管
の内径を大きくする必要がなく、強度を維持することが
できる。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池において、複数に分割して設けられた水マニホー
ルドが、前記積層体の直交する２側面に分割して配置さ
れ、前記２側面に分割して配置された水マニホールドの
うち、一方の側面側の水マニホールドに接続された伝熱
管を備えた冷却板と、他方の側面側の水マニホールドに
接続された伝熱管を備えた冷却板とが、前記積層体内に
交互に配置されていることを特徴とする。

【００１８】以上のような請求項２記載の発明では、一
方の側面側の水マニールホールド及び絶縁管が破損等で
使用不能になった場合であっても、破損した水マニール
ホールド及び絶縁管を排除すれば、他方の側面側の水マ
ニホールド及び絶縁管によって、使用を継続することが
できる。この場合、積層体内における使用可能な冷却板
は、使用不能なものと交互に存在することになる。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池において、前記伝熱管が各冷却板ごとに複数設け
られ、前記水マニホールド入口及び前記水マニホールド
出口の双方が前記伝熱管に対応して複数設けられている
ことを特徴とする。

【００２０】以上のような請求項３記載の発明では、各
冷却板における一方の伝熱管が水マニールホールド及び
絶縁管の破損等により使用不能となった場合であって
も、破損した水マニールホールド及び絶縁管を排除すれ
ば、同一冷却板における他方の伝熱管に接続された水マ
ニホールド及び絶縁管によって、使用を継続することが
できる。この場合、積層体内における全ての冷却板が使
用を継続することが可能となる。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１記載の燃
料電池において、前記複数に分割して設けられた水マニ
ホールドが、前記積層体の側面に上下に分割して配置さ
れ、上方に配置された水マニホールドには、前記積層体
における上部の冷却板の伝熱管が接続され、下方に配置
された水マニホールドには、前記積層体における下部の
冷却板の伝熱管が接続されていることを特徴とする。

【００２２】以上のような請求項４記載の発明では、水
マニホールドを上下に分割配置したので、水マニホール
ドを積層板側面の特定箇所に集中配置させることがで
き、空スペースを有効に活用できる。

【００２３】請求項５記載の発明は、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が配置された単電
池と、前記単電池が複数個積層された積層体と、前記積
層体内の単電池に反応ガスを供給・排出するガスマニホ
ールドと、前記積層体内の複数の単電池毎に配置された
冷却板と、前記冷却板に配設された伝熱管と、前記伝熱
管に冷却水を供給する水マニホールド入口と、前記伝熱
管から冷却水を排出する水マニホールド出口と、前記水
マニホールド入口及び前記水マニホールド出口と冷却水
系の配管とを絶縁接続する絶縁管とを有する燃料電池に
おいて、前記水マニホールド入口及び前記水マニホール
ド出口のうちの少なくとも一つが分岐部を有し、前記分
岐部は、それぞれ別個独立の前記絶縁管を介して前記冷
却水系の配管に接続されていることを特徴とする。

【００２４】以上のような請求項５記載の発明では、電
池容量を増大させるために単電池の積層数を増大させた
場合に、冷却板数が増加することにより冷却水量が増大
しても、冷却水は個々の絶縁管に分岐して流れるため
に、個々の絶縁管に流れる冷却水量は少なくなる。従っ
て、個々の絶縁管内径を小さく強度を維持したままで、
水量の増大に対応させることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面に従
って以下に説明する。なお、図３、図４に示した従来技
術と同様の部材は同一の符号を付してその説明を省略
し、ここでは実施の形態の特徴的な部分についてのみ説
明する。

【００２６】（１）第１の実施の形態 請求項１〜２記載の発明に対応する一つの実施の形態
を、第１の実施の形態として図１に従って以下に説明す
る。

【００２７】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、個々の冷却板１における伝熱管４の冷
却水出口側に接続された絶縁ホース７が、セルスタック
２の直交する２側面側に交互に引き出されるように設け
られている。そして、当該２側面のうちの一方には水マ
ニホールド出口６ａが設けられ、この水マニホールド出
口６ａはその側面側に引き出された絶縁ホース７が接続
されている。また、他方の側面には、水マニホールド出
口６ｂが設けられ、この水マニホールド出口６ａにはそ
の側面側に引き出された絶縁ホース７が接続されてい
る。

【００２８】さらに、水マニホールド出口６ａ，６ｂの
それぞれには、出口絶縁管９ａ，９ｂを介してプラント
配管系が接続されている。上記水マニホールド出口６
ａ，６ｂ及び出口配管９ａ，９ｂのそれぞれの内径は、
従来技術と同様若しくは従来技術よりも小さく形成され
ている。

【００２９】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の燃料電池の作用は、以下の通りである。すなわ
ち、各冷却板１に流れ込んだ冷却水は、伝熱管４内を流
れてセルから熱を吸収することによってセルを冷却し、
気液２相流状態となる。そして、それぞれの伝熱管４に
おける絶縁ホース７による水マニホールド出口６ａ，６
ｂとの接続関係に応じて、気液２相流は水マニホールド
出口６ａ又は水マニホールド出口６ｂへと流れ、出口絶
縁管９ａ又は出口絶縁管９ｂを経てプラント配管系へ合
流する。

【００３０】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、冷却水出口側の水マニ
ホールド出口及び出口絶縁管が２分割されているので、
個々の水マニホールド出口６ａ，６ｂ及び出口絶縁管９
ａ，９ｂの内径が従来技術に比べて同等若しくは小さく
ても、出口側の配管全体の容量は増大する。従って、セ
ルの積層数及び冷却板の増加により冷却水の流量が増大
した場合に対応させることができる。そして、個々の水
マニホールド出口６ａ，６ｂ及び出口絶縁管９ａ，９ｂ
の内径を大きくする必要がないので、高い内圧強度を維
持することができる。

【００３１】さらに、セルスタック２の２側面に設けら
れた絶縁ホース７、水マニホールド出口６ａ，６ｂ及び
出口絶縁管９ａ，９ｂのうち、いずれか一方の側面側の
絶縁ホース７、水マニホールド出口又は出口絶縁管が破
損等で使用不能になった場合であっても、破損した配管
系を排除すれば、片側の水マニホールド出口又は出口絶
縁管の系統で冷却水を流してセルを冷却することにより
運転を継続することが可能となる。なお、この場合、積
層された冷却板１のうち使用不能なものと使用の継続可
能なものとが交互に存在することとなる。

【００３２】（２）第２の実施の形態 請求項１〜２記載の発明に対応する他の一つの実施の形
態を第２の実施の形態として、図２に従って以下に説明
する。

【００３３】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図２に示すように、個々の冷却板１に
おける伝熱管４の冷却水出口側及び冷却水入口側に接続
された絶縁ホース７が、セルスタック２の直交する２側
面側に交互に引き出されるように設けられている。そし
て、冷却水出口側は、第１の実施の形態と同様に、直交
する２側面に水マニホールド出口６ａ，６ｂが設けら
れ、それぞれの側面側に引き出された絶縁ホース７に接
続されている。また、冷却水入口側も、直交する２側面
に水マニホールド入口５ａ，５ｂが設けられ、それぞれ
の側面側に引き出された絶縁ホース７に接続されてい
る。

【００３４】さらに、水マニホールド出口６ａ，６ｂ及
び水マニホールド入口５ａ，５ｂは、それぞれ出口絶縁
管９ａ，９ｂ、入口絶縁管８ａ，８ｂを介してプラント
配管系に接続されている。上記水マニホールド出口６
ａ，６ｂ、水マニホールド入口５ａ，５ｂ、出口絶縁管
９ａ，９ｂ及び入口絶縁管８ａ，８ｂのそれぞれの内径
は、従来技術と同様若しくは従来技術よりも小さく形成
されている。

【００３５】（作用・効果）以上のような構成を有する
本実施の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわ
ち、冷却水出口側の水マニホールド出口及び出口絶縁管
ばかりでなく、冷却水入口側の水マニホールド入口及び
入口絶縁管も２分割されているので、セルの積層数及び
冷却板の増加により冷却水の流量がさらに増大した場合
であっても、十分に対応させることができる。そして、
水マニホールド出口６ａ，６ｂ、水マニホールド入口５
ａ，５ｂ、出口絶縁管９ａ，９ｂ及び入口絶縁管８ａ，
８ｂの個々の内径を大きくする必要がないので、高い内
圧強度を維持することができる。

【００３６】さらに、一方の側面側の絶縁ホース７、水
マニホールド出口、水マニホールド入口、出口絶縁管又
は入口配管が破損等で使用不能になった場合であって
も、破損した配管系を排除すれば、他方の側面側の配管
系で冷却水を流してセルを冷却することにより運転を継
続することが可能となる。

【００３７】（３）第３の実施の形態 請求項３記載の発明に対応する一つの実施の形態を、第
３の実施の形態として図３に従って以下に説明する。

【００３８】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、本実施の形態においては、個々の冷却
板１に蛇行配置された伝熱管４が２本配設されている。
それぞれの伝熱管４の端部には、冷却板１の４隅から引
き出された絶縁ホース７を介して水マニホールド出口
６、水マニホールド入口５に接続されている。これらの
マニホールドは、出口絶縁管９、入口絶縁管８を介して
プラント配管系に接続されている。上記水マニホールド
出口６、水マニホールド入口５、出口配管９及び入口絶
縁管８のそれぞれの内径は、従来技術と同様若しくは従
来技術よりも小さく形成されている。

【００３９】（作用・効果）以上のような構成を有する
本実施の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわ
ち、個々の冷却板１には互いに独立した伝熱管４が２本
蛇行配置されている。従って、個々の冷却板１における
伝熱管４が一本である上記実施の形態に比べて、冷却水
の流量が増加し冷却能力が向上するため、セルの積層数
の増大に対応させることができる。そして、各伝熱管４
の径が従来技術と同等であれば、水マニホールド出口
６、水マニホールド入口５、出口絶縁管９及び入口絶縁
管８の個々の内径を大きくする必要がないので、高い内
圧強度を維持することができる。さらに、一方の伝熱管
４側の絶縁ホース７、水マニホールド出口６、水マニホ
ールド入口５、出口絶縁管９又は入口絶縁管８が破損等
で使用不能になった場合であっても、破損した伝熱管４
の配管系を排除すれば、他方の伝熱管４の配管系に冷却
水を流してセルを冷却することにより運転を継続するこ
とが可能となる。なお、第１の実施の形態においてこの
ような破損が生じた場合には、積層された冷却板１のう
ち使用不能なものと使用の継続可能なものとが交互に存
在することとなったが、本実施の形態においては全ての
冷却板１の使用を継続することができる。

【００４０】（４）第４の実施の形態 請求項４記載の発明に対応する一つの実施の形態を、第
４の実施の形態として図４に従って以下に説明する。

【００４１】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、本実施の形態においては、水マニホー
ルド入口及び水マニホールド出口をそれぞれ二つづつ設
け、セルスタック２における冷却板１のうち、上方の冷
却板１の伝熱管４には水マニホールド出口６ａ及び水マ
ニホールド入口５ａを接続する。そして、下方の冷却板
１の伝熱管４には水マニホールド出口６ｂ及び水マニホ
ールド入口５ｂが接続されている。各冷却板への配流均
一化を図るために、水マニホールド入口５ａに接続され
る冷却板１の個数と、水マニホールド出口６ａに接続さ
れる冷却板１の個数は異なり、水マニホールド入口５ｂ
に接続される冷却板１の個数と、水マニホールド出口６
ｂに接続される冷却板１の個数は異なっていて、全体と
して全ての冷却板１に水マニホールド入口５ａ，５ｂの
いずれかが接続され、かつ水マニホールド出口６ａ，６
ｂのいずれかが接続されている。

【００４２】そして、水マニホールド出口６ａ，６ｂ及
び水マニホールド入口５ａ，５ｂのそれぞれは、出口絶
縁管９ａ，９ｂ、入口絶縁管８ａ，８ｂを介してプラン
ト配管系に接続されている。上記水マニホールド出口６
ａ，６ｂ、水マニホールド入口５ａ，５ｂ、出口絶縁管
９ａ，９ｂ及び入口絶縁管８ａ，８ｂのそれぞれの内径
は、従来技術と同様若しくは従来技術よりも小さく形成
されている。

【００４３】（作用・効果）以上のような本実施の形態
の作用・効果は以下の通りである。すなわち、冷却水出
口側の水マニホールド出口及び出口絶縁管ばかりでな
く、冷却水入口側の水マニホールド入口及び入口絶縁管
も２分割されているので、セルの積層数及び冷却板の増
加により冷却水の流量がさらに増大した場合であっても
十分に対応させることができる。そして、水マニホール
ド出口６ａ，６ｂ、水マニホールド入口５ａ，５ｂ、出
口絶縁管９ａ，９ｂ及び入口絶縁管８ａ，８ｂの個々の
内径を大きくする必要がないので、高い内圧強度を維持
することができる。

【００４４】また、水マニホールド入口５ａと水マニホ
ールド出口６ａとに接続される冷却板１の個数は異な
り、水マニホールド入口５ｂと水マニホールド出口６ｂ
とに接続される冷却板１の個数は異なるため、各冷却板
への配流の均一化を図ることができ、冷却効率が向上す
る。さらに、各水マニホールド入口５ａ，５ｂ及び水マ
ニホールド出口６ａ，６ｂは、上下に分割配置されてい
るので、セルスタック２の２側面に分割配置した場合に
比べてセルスタック側面の空スペースが増え、スペース
の有効利用を図ることが可能となる。

【００４５】（５）第５の実施の形態 請求項記５載の発明に対応する一つの実施の形態を、第
５の実施の形態として図５に従って以下に説明する。

【００４６】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、本実施の形態においては、水マニホー
ルド入口５が分岐され、その分岐部のそれぞれに絶縁管
８ａ，８ｂが接続されている。そして、絶縁管８ａ，８
ｂにはプラント配管系が接続されている。

【００４７】（作用・効果）以上のような本実施の形態
の作用・効果は以下の通りである。すなわち、セルの積
層数及び冷却板の増加により冷却水の流量が増大した場
合であっても、個々の絶縁管８ａ，８ｂに流れる冷却水
量が半分となるため、絶縁管内径を小さく強度を維持し
たままで、水量の増大に対応させることができる。

【００４８】（６）他の実施の形態 本発明は以上のような実施の形態に限定されるものでは
なく、各部材の形状、数等は適宜変更可能である。例え
ば、水マニホールド入口及び水マニホールド出口の数、
これに対応した入口絶縁管及び出口絶縁管の数は、冷却
水量に応じてより増加させた構成にすることができる。

【００４９】また、第５の実施の形態は水マニホールド
入口を分岐した構成であったが、水マニホールド出口又
は水マニホールド入口及び水マニホールド出口の双方を
分岐した構成にすることも可能である。さらに、冷却板
における伝熱管は蛇行形状に限定されるものではなく、
その長さを変更することにより、他の形状による配置に
することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、水マニホ
ールド入口及び水マニホールド出口の少なくとも一方を
複数に分割し、それぞれ別個独立の絶縁管を介して冷却
水系の配管に接続するという構成によって、燃料電池を
大容量構成にすることで冷却水量が増大しても、水マニ
ホールドや絶縁管の内圧強度を十分に確保することが可
能な燃料電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料電池の第１の実施の形態を示
す部分断面斜視図である。

【図２】本発明による燃料電池の第２の実施の形態にお
ける冷却板を示す平面図である。

【図３】本発明による燃料電池の第３の実施の形態にお
ける冷却板を示す平面図である。

【図４】本発明による燃料電池の第４の実施の形態を示
す側面図である。

【図５】本発明による燃料電池の第５の実施の形態にお
ける絶縁管を示す側面図である。

【図６】従来の燃料電池の一例を示す部分断面斜視図で
ある。

【図７】従来の絶縁管の一例を示す部分断面側面図であ
る。

【符号の説明】

１…冷却板 ２…セルスタック ３…ガスマニホールド ４…伝熱管 ５，５ａ，５ｂ…水マニホールド入口 ６，６ａ，６ｂ…水マニホールド出口 ７…絶縁ホース ８，８ａ，８ｂ…入口絶縁管 ９，９ａ，９ｂ…出口絶縁管 １０…耐熱性ホース １１…補強ブレード １２…金具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解質を含浸させた電解質層を挟んで一
   対の多孔質電極が配置された単電池と、前記単電池が複
   数個積層された積層体と、前記積層体内の単電池に反応
   ガスを供給・排出するガスマニホールドと、前記積層体
   内の複数の単電池毎に配置された冷却板と、前記冷却板
   内に配設された伝熱管と、前記伝熱管に冷却水を供給す
   る水マニホールド入口と、前記伝熱管から冷却水を排出
   する水マニホールド出口と、前記水マニホールド入口及
   び前記水マニホールド出口と冷却水系の配管とを絶縁接
   続する絶縁管とを有する燃料電池において、 前記水マニホールド入口及び前記水マニホールド出口の
   少なくとも一方は、複数に分割して設けられ、 複数に分割して設けられた水マニホールドは、それぞれ
   別個独立の前記絶縁管を介して前記冷却水系の配管に接
   続されていることを特徴とする燃料電池。
2. 【請求項２】 複数に分割して設けられた水マニホール
   ドが、前記積層体の直交する２側面に分割して配置さ
   れ、 前記２側面に分割して配置された水マニホールドのう
   ち、一方の側面側の水マニホールドに接続された伝熱管
   を備えた冷却板と、他方の側面側の水マニホールドに接
   続された伝熱管を備えた冷却板とが、前記積層体内に交
   互に配置されていることを特徴とする請求項１記載の燃
   料電池。
3. 【請求項３】 前記伝熱管が各冷却板ごとに複数設けら
   れ、 前記水マニホールド入口及び前記水マニホールド出口の
   双方が前記伝熱管に対応して複数設けられていることを
   特徴とする請求項１記載の燃料電池。
4. 【請求項４】 前記複数に分割して設けられた水マニホ
   ールドが、前記積層体の側面に上下に分割して配置さ
   れ、 上方に配置された水マニホールドには、前記積層体にお
   ける上部の冷却板の伝熱管が接続され、 下方に配置された水マニホールドには、前記積層体にお
   ける下部の冷却板の伝熱管が接続されていることを特徴
   とする請求項１記載の燃料電池。
5. 【請求項５】 電解質を含浸させた電解質層を挟んで一
   対の多孔質電極が配置された単電池と、前記単電池が複
   数個積層された積層体と、前記積層体内の単電池に反応
   ガスを供給・排出するガスマニホールドと、前記積層体
   内の複数の単電池毎に配置された冷却板と、前記冷却板
   に配設された伝熱管と、前記伝熱管に冷却水を供給する
   水マニホールド入口と、前記伝熱管から冷却水を排出す
   る水マニホールド出口と、前記水マニホールド入口及び
   前記水マニホールド出口と冷却水系の配管とを絶縁接続
   する絶縁管とを有する燃料電池において、 前記水マニホールド入口及び前記水マニホールド出口の
   うちの少なくとも一つが分岐部を有し、 前記分岐部は、それぞれ別個独立の前記絶縁管を介して
   前記冷却水系の配管に接続されていることを特徴とする
   請求項１記載の燃料電池。