JPH1126007A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH1126007A JPH1126007A JP9174007A JP17400797A JPH1126007A JP H1126007 A JPH1126007 A JP H1126007A JP 9174007 A JP9174007 A JP 9174007A JP 17400797 A JP17400797 A JP 17400797A JP H1126007 A JPH1126007 A JP H1126007A
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- fuel cell
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- 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
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】セパレータの積層個数が多い場合であっても、
活物質を含むガスを各ガス室に均等分散させるのに有利
な燃料電池を提供すること。 【解決手段】燃料電池は、複数個のセパレータ１を積層
した構造をもつ。セパレータ１は、電極に対面すると共
に電気エネルギの生成に供せられる活物質を含むガスが
供給されるガス室２１を仕切ると共に、活物質を含むガ
スをガス室２１に流入させる通路状マニホルド３をも
つ。通路状マニホルド３は、セパレータ積層方向に沿っ
てガスを流す主通路３１と、ガス室２１の一部に部分的
に対面する室入口３２と、室入口３２と主通路３１とを
セパレータ１の面方向に沿ってつなぐ通路部分３３に形
成されたリブ３４とを具備している。
活物質を含むガスを各ガス室に均等分散させるのに有利
な燃料電池を提供すること。 【解決手段】燃料電池は、複数個のセパレータ１を積層
した構造をもつ。セパレータ１は、電極に対面すると共
に電気エネルギの生成に供せられる活物質を含むガスが
供給されるガス室２１を仕切ると共に、活物質を含むガ
スをガス室２１に流入させる通路状マニホルド３をも
つ。通路状マニホルド３は、セパレータ積層方向に沿っ
てガスを流す主通路３１と、ガス室２１の一部に部分的
に対面する室入口３２と、室入口３２と主通路３１とを
セパレータ１の面方向に沿ってつなぐ通路部分３３に形
成されたリブ３４とを具備している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、活物質を含むガス
が供給されるガス室を仕切るセパレータを積層させる構
造の燃料電池に関する。
が供給されるガス室を仕切るセパレータを積層させる構
造の燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は、電気エネルギの生成に供せ
られる活物質を含むガスが供給されるガス室を仕切るセ
パレータを積層した構造をもつ。このような燃料電池で
は、複数個のガス室がセパレータ積層方向に沿って並設
されている。このような燃料電池では、燃料電池の発電
効率を向上させるべく、各ガス室にガスを均等に分配す
ることが要請されている。
られる活物質を含むガスが供給されるガス室を仕切るセ
パレータを積層した構造をもつ。このような燃料電池で
は、複数個のガス室がセパレータ積層方向に沿って並設
されている。このような燃料電池では、燃料電池の発電
効率を向上させるべく、各ガス室にガスを均等に分配す
ることが要請されている。
【０００３】そこで従来より、図８に示すようにブリッ
ジ１０２を形成した空気通路１０１をもつセパレータ１
００を用い、図９に示すようにガスをブリッジ１０２に
直接当て、これによりガスの均等分散性を高めた燃料電
池（特開平８−１２４５９２号公報）が知られている。
更に燃料電池のエンドプレートのガス供給通路に、多孔
質体で形成した抵抗体を固定した燃料電池（特開平８−
２１３０４４号公報）が知られている。
ジ１０２を形成した空気通路１０１をもつセパレータ１
００を用い、図９に示すようにガスをブリッジ１０２に
直接当て、これによりガスの均等分散性を高めた燃料電
池（特開平８−１２４５９２号公報）が知られている。
更に燃料電池のエンドプレートのガス供給通路に、多孔
質体で形成した抵抗体を固定した燃料電池（特開平８−
２１３０４４号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
燃料電池は、ガス均等分散性はある程度向上するもの
の、セパレータ積層方向に並設された各ガス室において
ガスの濃淡が生じ易く、ガス均等分散性は必ずしも満足
できるものではない。セパレータの積層個数が多い場合
には、尚更である。そのため各単位電池における発電ム
ラの低減には限界がある。
燃料電池は、ガス均等分散性はある程度向上するもの
の、セパレータ積層方向に並設された各ガス室において
ガスの濃淡が生じ易く、ガス均等分散性は必ずしも満足
できるものではない。セパレータの積層個数が多い場合
には、尚更である。そのため各単位電池における発電ム
ラの低減には限界がある。
【０００５】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、セパレータの積層個数が多い場合であっても、
各ガス室にガスを均等分散させるのに有利な燃料電池を
提供することを課題とする。
であり、セパレータの積層個数が多い場合であっても、
各ガス室にガスを均等分散させるのに有利な燃料電池を
提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者はガス流れの濃
淡抑制について鋭意開発を進め、そして、特許請求の範
囲の第１項に記載の手段を採用すれば、セパレータの積
層個数が多い場合であっても、各ガス室に供給するガス
流れの濃淡抑制に有利であることを知見し、本発明に係
る燃料電池を完成したものである。
淡抑制について鋭意開発を進め、そして、特許請求の範
囲の第１項に記載の手段を採用すれば、セパレータの積
層個数が多い場合であっても、各ガス室に供給するガス
流れの濃淡抑制に有利であることを知見し、本発明に係
る燃料電池を完成したものである。
【０００７】即ち、請求項１に係る燃料電池は、電極に
対面すると共に電気エネルギの生成に供せられる活物質
を含むガスが供給されるガス室を仕切ると共にガス室に
ガスを流入させる通路状マニホルドをもつセパレータを
複数個積層し、且つ、ガス供給孔をもつエンドプレート
をセパレータの積層端に配置した構造をなす燃料電池に
おいて、セパレータの通路状マニホルドは、エンドプレ
ートのガス供給孔に対面すると共に積層方向に沿ってガ
スを流す主通路と、ガス室の一部に部分的に対面する室
入口と、室入口と主通路とをセパレータの面方向に沿っ
てつなぐ通路部分に形成されたリブとを具備しているこ
とを特徴とするものである。
対面すると共に電気エネルギの生成に供せられる活物質
を含むガスが供給されるガス室を仕切ると共にガス室に
ガスを流入させる通路状マニホルドをもつセパレータを
複数個積層し、且つ、ガス供給孔をもつエンドプレート
をセパレータの積層端に配置した構造をなす燃料電池に
おいて、セパレータの通路状マニホルドは、エンドプレ
ートのガス供給孔に対面すると共に積層方向に沿ってガ
スを流す主通路と、ガス室の一部に部分的に対面する室
入口と、室入口と主通路とをセパレータの面方向に沿っ
てつなぐ通路部分に形成されたリブとを具備しているこ
とを特徴とするものである。
【０００８】請求項２に係る燃料電池は、請求項１にお
いて、リブは、室入口と主通路とをセパレータの面方向
に沿ってつなぐ通路部分に、前記面方向に沿って少なく
とも２個並設されていることを特徴とするものである。
請求項３に係る燃料電池は、請求項１において、エンド
プレートには、セパレータの通路状マニホルドの主通路
に対面する抵抗体が設けられ、ガス流量が所定値よりも
大きいとき、ガスが抵抗体に当たるように流路を切替え
る切替手段をもつことを特徴とするものである。
いて、リブは、室入口と主通路とをセパレータの面方向
に沿ってつなぐ通路部分に、前記面方向に沿って少なく
とも２個並設されていることを特徴とするものである。
請求項３に係る燃料電池は、請求項１において、エンド
プレートには、セパレータの通路状マニホルドの主通路
に対面する抵抗体が設けられ、ガス流量が所定値よりも
大きいとき、ガスが抵抗体に当たるように流路を切替え
る切替手段をもつことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。燃料電池の基本概念の要部を図４に模式的に示す。
セパレータ１は、これの厚み方向である矢印Ｙ方向に積
層されている。積層されたセパレータ１間に単位電池５
が配置されている。単位電池５は、固定電解質膜５０
と、固定電解質膜５０を挟持する正極５１及び負極５２
とを備えている。
る。燃料電池の基本概念の要部を図４に模式的に示す。
セパレータ１は、これの厚み方向である矢印Ｙ方向に積
層されている。積層されたセパレータ１間に単位電池５
が配置されている。単位電池５は、固定電解質膜５０
と、固定電解質膜５０を挟持する正極５１及び負極５２
とを備えている。
【００１０】セパレータ１は、正極活物質としての酸素
を含む空気が供給されると共に正極５１に対面する第１
ガス室２１と、負極活物質としての水素を含む水素含有
ガスが供給されると共に負極５２に対面する第２ガス室
２２とを仕切る。図１はセパレータ１の平面図を模式的
に示す。図２はセパレータ１の積層構造を模式的に示
す。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面を模式的
に示す。なお図２及び図３は単位電池５の図示を省略し
ている。
を含む空気が供給されると共に正極５１に対面する第１
ガス室２１と、負極活物質としての水素を含む水素含有
ガスが供給されると共に負極５２に対面する第２ガス室
２２とを仕切る。図１はセパレータ１の平面図を模式的
に示す。図２はセパレータ１の積層構造を模式的に示
す。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面を模式的
に示す。なお図２及び図３は単位電池５の図示を省略し
ている。
【００１１】図２に示すように、セパレータ積層方向の
一端部には第１エンドプレート６１が配置されている。
セパレータ積層方向の他端部には第２エンドプレート６
２が配置されている。第１エンドプレート６１及び第２
エンドプレート６２により、複数個のセパレータ１は挟
持されている。第１エンドプレート６１には、空気が供
給されるガス供給孔６１ａが形成されている。第１エン
ドプレート６１のガス供給孔６１ａには、発泡金属等の
多孔質体で形成された抵抗体６５が配置されている。第
２エンドプレート６２には、空気が排出されるガス排出
孔６２ａが形成されている。
一端部には第１エンドプレート６１が配置されている。
セパレータ積層方向の他端部には第２エンドプレート６
２が配置されている。第１エンドプレート６１及び第２
エンドプレート６２により、複数個のセパレータ１は挟
持されている。第１エンドプレート６１には、空気が供
給されるガス供給孔６１ａが形成されている。第１エン
ドプレート６１のガス供給孔６１ａには、発泡金属等の
多孔質体で形成された抵抗体６５が配置されている。第
２エンドプレート６２には、空気が排出されるガス排出
孔６２ａが形成されている。
【００１２】抵抗体６５としては、水蒸気を含む空気に
対して耐腐食性が良好なものが好ましい。抵抗体６５に
おいては、圧力損失をｙ（ｋＰａ）、抵抗体６５を流れ
る流量をｘ〔Ｎｌ／ｍｉｎ）としたとき、例えば、ｙ＝
（２〜６）×１０-3・ｘのものを採用できるが、これに
限定されるものではない。図１から理解できるように、
セパレータ１の中央領域には、第１ガス室２１を形成す
る多数の流路溝を備えた流路溝群が形成されている。第
１ガス室２１の全体は、図１から理解できるように四角
形状（サイズ：Ａ×Ｂ）をなしている。第１ガス室２１
の裏面側が第２ガス室２２となる。
対して耐腐食性が良好なものが好ましい。抵抗体６５に
おいては、圧力損失をｙ（ｋＰａ）、抵抗体６５を流れ
る流量をｘ〔Ｎｌ／ｍｉｎ）としたとき、例えば、ｙ＝
（２〜６）×１０-3・ｘのものを採用できるが、これに
限定されるものではない。図１から理解できるように、
セパレータ１の中央領域には、第１ガス室２１を形成す
る多数の流路溝を備えた流路溝群が形成されている。第
１ガス室２１の全体は、図１から理解できるように四角
形状（サイズ：Ａ×Ｂ）をなしている。第１ガス室２１
の裏面側が第２ガス室２２となる。
【００１３】セパレータ１の周縁部１ｋには、第１ガス
室２１に空気を流入させる入口側の通路状マニホルド３
が形成されている。セパレータ１の周縁部１ｋには、第
１ガス室２１内の空気を室出口４２を介して流出させる
出口側の通路状マニホルド４が形成されている。図１か
ら理解できるように、通路状マニホルド３は、主通路３
１と、第１ガス室２１を構成する一辺２１ｋの端部に部
分的に対面する室入口３２と、室入口３２と主通路３１
とをセパレータ１の面方向（＝セパレータ積層方向と直
交する方向、つまり矢印Ｘ方向）に沿ってつなぐ通路部
分３３に形成されたリブ３４とを具備している。
室２１に空気を流入させる入口側の通路状マニホルド３
が形成されている。セパレータ１の周縁部１ｋには、第
１ガス室２１内の空気を室出口４２を介して流出させる
出口側の通路状マニホルド４が形成されている。図１か
ら理解できるように、通路状マニホルド３は、主通路３
１と、第１ガス室２１を構成する一辺２１ｋの端部に部
分的に対面する室入口３２と、室入口３２と主通路３１
とをセパレータ１の面方向（＝セパレータ積層方向と直
交する方向、つまり矢印Ｘ方向）に沿ってつなぐ通路部
分３３に形成されたリブ３４とを具備している。
【００１４】図２から理解できるように、主通路３１
は、第１エンドプレート６１のガス供給孔６１ａに対面
すると共にセパレータ積層方向つまり矢印Ｙ方向に沿っ
てガスを流す。リブ３４は、主通路３１から室入口３２
へのガスの直接的な流れ込みを抑制できる。図１から理
解できるように、室入口３２については、その幅寸法Ｌ
ａは、マニホルド３の全体の幅寸法Ｌｃに対して小さく
設定されている。室出口４２についても同様な寸法関係
に設定されている。前記したＬａとＬｃとの関係は、例
えば、Ｌａ：Ｌｃ＝１：（２〜５）、殊に１：（３〜
４）にできる。従って第１ガス室２１のガス入口の流路
面積は小さくされている。
は、第１エンドプレート６１のガス供給孔６１ａに対面
すると共にセパレータ積層方向つまり矢印Ｙ方向に沿っ
てガスを流す。リブ３４は、主通路３１から室入口３２
へのガスの直接的な流れ込みを抑制できる。図１から理
解できるように、室入口３２については、その幅寸法Ｌ
ａは、マニホルド３の全体の幅寸法Ｌｃに対して小さく
設定されている。室出口４２についても同様な寸法関係
に設定されている。前記したＬａとＬｃとの関係は、例
えば、Ｌａ：Ｌｃ＝１：（２〜５）、殊に１：（３〜
４）にできる。従って第１ガス室２１のガス入口の流路
面積は小さくされている。
【００１５】更に、セパレータ１の周縁部１ｋには、第
１ガス室２１の裏面に位置する第２ガス室２２に水素含
有ガスを流入させる入口側の水素マニホルド７が形成さ
れており、更に、第２ガス室２２からの水素含有ガスを
流出させる出口側の水素マニホルド８が形成されてい
る。図２から理解できるように、リブ３４の肉厚ｔ１は
セパレータ１の肉厚ｔ２よりも小さく設定されている
（ｔ１＜ｔ２）。従ってリブ３４の表裏には通路３３
ｅ、３３ｆが形成されている。図２から理解できるよう
に、リブ３４のうちセパレータ１の面方向に沿う幅Ｄ１
は、リブ３４のうちセパレータ積層方向に沿う肉厚ｔ１
よりも大きく設定されている（ｔ１＜Ｄ１）。
１ガス室２１の裏面に位置する第２ガス室２２に水素含
有ガスを流入させる入口側の水素マニホルド７が形成さ
れており、更に、第２ガス室２２からの水素含有ガスを
流出させる出口側の水素マニホルド８が形成されてい
る。図２から理解できるように、リブ３４の肉厚ｔ１は
セパレータ１の肉厚ｔ２よりも小さく設定されている
（ｔ１＜ｔ２）。従ってリブ３４の表裏には通路３３
ｅ、３３ｆが形成されている。図２から理解できるよう
に、リブ３４のうちセパレータ１の面方向に沿う幅Ｄ１
は、リブ３４のうちセパレータ積層方向に沿う肉厚ｔ１
よりも大きく設定されている（ｔ１＜Ｄ１）。
【００１６】本実施形態ではセパレータ１は、プレス成
形されセパレータ１の芯体として機能するステンレス鋼
板等の金属板と、金属板の表面及び裏面に被覆されたゴ
ム層とで構成されている。従ってリブ３４は、プレス成
形された金属板の板部分で形成できる。以上のように形
成した実施形態においては、第１エンドプレート６１の
ガス供給孔６１ａから供給された正極活物質としての酸
素を含む空気は、図２及び図３から理解できるように、
抵抗体６５の気孔部分を通り、各セパレータ１の主通路
３１を矢印Ｙ１方向に流れる。更に、通路部分３３及び
リブ３４を経て矢印Ｘ１方向に室入口３２に向かって流
れ、更に、矢印Ｚ１方向に流れて第１ガス室２１内に流
入する。
形されセパレータ１の芯体として機能するステンレス鋼
板等の金属板と、金属板の表面及び裏面に被覆されたゴ
ム層とで構成されている。従ってリブ３４は、プレス成
形された金属板の板部分で形成できる。以上のように形
成した実施形態においては、第１エンドプレート６１の
ガス供給孔６１ａから供給された正極活物質としての酸
素を含む空気は、図２及び図３から理解できるように、
抵抗体６５の気孔部分を通り、各セパレータ１の主通路
３１を矢印Ｙ１方向に流れる。更に、通路部分３３及び
リブ３４を経て矢印Ｘ１方向に室入口３２に向かって流
れ、更に、矢印Ｚ１方向に流れて第１ガス室２１内に流
入する。
【００１７】第１ガス室２１内に流入した空気は、第１
ガス室２１内を巡った後、室出口４２を経て、出口側の
通路状マニホルド３に流れ、更に、ガス排出孔６２ａか
ら排出される。これに対して、燃料ガスとして機能する
水素含有ガスは、入口側の水素マニホルド７→第２ガス
室２２→出口側の水素マニホルド８の順に流れる。
ガス室２１内を巡った後、室出口４２を経て、出口側の
通路状マニホルド３に流れ、更に、ガス排出孔６２ａか
ら排出される。これに対して、燃料ガスとして機能する
水素含有ガスは、入口側の水素マニホルド７→第２ガス
室２２→出口側の水素マニホルド８の順に流れる。
【００１８】このように正極５１に対面する第１ガス室
２１には、正極活物質としての酸素を含む空気が供給さ
れ、負極５２に対面する第２ガス室２２には、負極活物
質としての水素を含む水素含有ガスが供給される。負極
５２では、従来同様に、Ｈ2→２Ｈ+ ＋２ｅ- の反応が
生じ、水素が電子を放出して水素イオン（プロトン）と
なると共に、水素イオンは固体電解質膜５０を透過して
正極５１に向かい、放出された電子が図略の外部電気回
路を経て正極５１に移動する。これにより直流電気を発
電する機能が得られる。
２１には、正極活物質としての酸素を含む空気が供給さ
れ、負極５２に対面する第２ガス室２２には、負極活物
質としての水素を含む水素含有ガスが供給される。負極
５２では、従来同様に、Ｈ2→２Ｈ+ ＋２ｅ- の反応が
生じ、水素が電子を放出して水素イオン（プロトン）と
なると共に、水素イオンは固体電解質膜５０を透過して
正極５１に向かい、放出された電子が図略の外部電気回
路を経て正極５１に移動する。これにより直流電気を発
電する機能が得られる。
【００１９】本実施形態においては、積層されているセ
パレータ１の数が多いため、第１ガス室２１の数が多い
場合であっても、正極活物質としての酸素を含む空気を
ムラなく、各第１ガス室２１に分配させるのに有利であ
り、各第１ガス室２１における均一分配性が向上する。
よって燃料電池の発電ムラの低減に有利である。主通路
３１に流れた空気が室入口３２に直接流れることを、リ
ブ３４によって抑制されるためと考えられる。上記した
効果は、シュミレーション及び試験で確認されている。
パレータ１の数が多いため、第１ガス室２１の数が多い
場合であっても、正極活物質としての酸素を含む空気を
ムラなく、各第１ガス室２１に分配させるのに有利であ
り、各第１ガス室２１における均一分配性が向上する。
よって燃料電池の発電ムラの低減に有利である。主通路
３１に流れた空気が室入口３２に直接流れることを、リ
ブ３４によって抑制されるためと考えられる。上記した
効果は、シュミレーション及び試験で確認されている。
【００２０】（他の実施形態）図５及び図６は他の実施
形態を示す。この実施形態は、前記した実施形態と基本
的には同様の構成をなす。従って同一機能を奏する部位
には、同一の符号を付する。図５及び図６に示す実施形
態においても、前記した実施形態と同様の作用効果が得
られる。但し本実施形態では、セパレータ１の通路状マ
ニホルド３において、リブ３４がセパレータ１の面方向
に沿って２本並設されている。即ちリブ３４は、距離Ｌ
４離間された第１リブ３４ａと第２リブ３４ｃとからな
る。
形態を示す。この実施形態は、前記した実施形態と基本
的には同様の構成をなす。従って同一機能を奏する部位
には、同一の符号を付する。図５及び図６に示す実施形
態においても、前記した実施形態と同様の作用効果が得
られる。但し本実施形態では、セパレータ１の通路状マ
ニホルド３において、リブ３４がセパレータ１の面方向
に沿って２本並設されている。即ちリブ３４は、距離Ｌ
４離間された第１リブ３４ａと第２リブ３４ｃとからな
る。
【００２１】図７は他の実施形態を示す。この実施形態
は、前記した二つの実施形態と基本的には同様の構成を
なす。但し、この実施形態では、抵抗体６５が設けられ
た第１流路６６と、抵抗体６５が設けられていない第２
流路６７とを切り換える切替手段としての切替弁６８が
設けられている。第１流路６６及び第２流路６７は、ガ
ス供給孔６１ａ及び主通路３１に連通している。ガス流
量が所定値よりも小さなときには、ガスが抵抗体６５に
直接当たらないように、切替弁６８により第２流路６７
に切替られる。ガス流量が所定値よりも大きなときに
は、ガスが抵抗体６５に当たって抵抗体６５を通過する
ように、切替弁６８により第１流路６６に切替られる。
切替は、手動または電気制御に基づいて実行できる。
は、前記した二つの実施形態と基本的には同様の構成を
なす。但し、この実施形態では、抵抗体６５が設けられ
た第１流路６６と、抵抗体６５が設けられていない第２
流路６７とを切り換える切替手段としての切替弁６８が
設けられている。第１流路６６及び第２流路６７は、ガ
ス供給孔６１ａ及び主通路３１に連通している。ガス流
量が所定値よりも小さなときには、ガスが抵抗体６５に
直接当たらないように、切替弁６８により第２流路６７
に切替られる。ガス流量が所定値よりも大きなときに
は、ガスが抵抗体６５に当たって抵抗体６５を通過する
ように、切替弁６８により第１流路６６に切替られる。
切替は、手動または電気制御に基づいて実行できる。
【００２２】図７に示す切替方式は、図１〜図４に示す
実施形態にも、図５及び図６に示す実施形態にも適用で
きる。図１に示す実施形態によれば、出口側の通路状マ
ニホルド４には、リブが形成されていないが、場合によ
っては、製作上の簡便性等のためリブを形成することも
できる。
実施形態にも、図５及び図６に示す実施形態にも適用で
きる。図１に示す実施形態によれば、出口側の通路状マ
ニホルド４には、リブが形成されていないが、場合によ
っては、製作上の簡便性等のためリブを形成することも
できる。
【００２３】上記した各実施形態では、正極活物質とし
ての酸素を含む空気が通る通路状マニホルド３にリブ３
４が形成されているが、これに限らず、負極活物質とし
ての水素を含む水素含有ガスが通る入口側の水素マニホ
ルド７にも、リブを形成し、前記した通路状マニホルド
３と同様な構造としても良い。この場合には、水素含有
ガスが供給される各第２ガス室２２における均一分配性
が向上する。
ての酸素を含む空気が通る通路状マニホルド３にリブ３
４が形成されているが、これに限らず、負極活物質とし
ての水素を含む水素含有ガスが通る入口側の水素マニホ
ルド７にも、リブを形成し、前記した通路状マニホルド
３と同様な構造としても良い。この場合には、水素含有
ガスが供給される各第２ガス室２２における均一分配性
が向上する。
【００２４】
【発明の効果】請求項１、２に係る燃料電池によれば、
セパレータの積層個数が多く、ガス室の数が多い場合で
あっても、各ガス室に対するガスの均一分散性を向上さ
せ得、発電ムラの低減に有利である。主通路に流入した
ガスが室入口に直接流入することが、リブによって抑制
されるためと推察される。従って燃料電池の性能向上に
有利である。
セパレータの積層個数が多く、ガス室の数が多い場合で
あっても、各ガス室に対するガスの均一分散性を向上さ
せ得、発電ムラの低減に有利である。主通路に流入した
ガスが室入口に直接流入することが、リブによって抑制
されるためと推察される。従って燃料電池の性能向上に
有利である。
【００２５】請求項３に係る燃料電池によれば、ガス流
量が所定値よりも大きいときには、ガスが抵抗体に当た
るように流路を切り換える切替手段が設けられているた
め、ガス流量が大きいとき（例えば２５０Ｎｌ／ｍｉｎ
以上）であっても、各ガス室に対するガスの均一分散性
を一層向上させ得る。従って燃料電池の性能向上に一層
有利である。
量が所定値よりも大きいときには、ガスが抵抗体に当た
るように流路を切り換える切替手段が設けられているた
め、ガス流量が大きいとき（例えば２５０Ｎｌ／ｍｉｎ
以上）であっても、各ガス室に対するガスの均一分散性
を一層向上させ得る。従って燃料電池の性能向上に一層
有利である。
【図１】セパレータの平面図である。
【図２】セパレータを積層した燃料電池を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図３】セパレータを積層した燃料電池の異なる断面を
模式的に示す断面図である。
模式的に示す断面図である。
【図４】燃料電池の主要部の概念図である。
【図５】他の実施形態に係るセパレータの平面図であ
る。
る。
【図６】他の実施形態に係るセパレータを積層した燃料
電池を模式的に示す断面図である。
電池を模式的に示す断面図である。
【図７】他の実施形態に係るガス供給孔付近を模式的に
示す構成図である。
示す構成図である。
【図８】従来技術に係るセパレータを模式的に示す斜視
図である。
図である。
【図９】従来技術に係るセパレータのブリッジ付近の断
面図である。
面図である。
図中、１はセパレータ、６５は抵抗体、３は通路状マニ
ホルド、６１及び６２はエンドプレート、３１は主通
路、３２は室入口、３４はリブを示す。
ホルド、６１及び６２はエンドプレート、３１は主通
路、３２は室入口、３４はリブを示す。
Claims (3)
- 【請求項１】電極に対面すると共に電気エネルギの生成
に供せられる活物質を含むガスが供給されるガス室を仕
切ると共にガス室にガスを流入させる通路状マニホルド
をもつセパレータを複数個積層し、且つ、ガス供給孔を
もつエンドプレートを前記セパレータの積層端に配置し
た構造をなす燃料電池において、 前記セパレータの前記通路状マニホルドは、 前記エンドプレートのガス供給孔に対面すると共にセパ
レータ積層方向に沿ってガスを流す主通路と、前記ガス
室の一部に部分的に対面する室入口と、前記室入口と前
記主通路とを前記セパレータの面方向に沿ってつなぐ通
路部分に形成されたリブとを具備していることを特徴と
する燃料電池。 - 【請求項２】請求項１において、前記リブは、前記室入
口と前記主通路とを前記セパレータの面方向に沿ってつ
なぐ通路部分に、前記面方向に沿って少なくとも２個並
設されていることを特徴とする燃料電池。 - 【請求項３】請求項１において、前記エンドプレートに
は、前記セパレータの前記通路状マニホルドの主通路に
対面する抵抗体が設けられ、 ガス流量が所定値よりも大きいとき、ガスが前記抵抗体
に当たるように流路を切替える切替手段をもつことを特
徴とする燃料電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17400797A JP3775618B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 燃料電池 |
| US09/107,453 US6103415A (en) | 1997-06-30 | 1998-06-30 | Fuel cell with rectifying plates for uniform gas flow |
| PCT/JP1998/005982 WO2000039871A1 (en) | 1997-06-30 | 1998-12-25 | Fuel battery |
| GB0020564A GB2348737B (en) | 1997-06-30 | 1998-12-25 | A fuel cell array |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17400797A JP3775618B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 燃料電池 |
| PCT/JP1998/005982 WO2000039871A1 (en) | 1997-06-30 | 1998-12-25 | Fuel battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126007A true JPH1126007A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3775618B2 JP3775618B2 (ja) | 2006-05-17 |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3775618B2 (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3910501B2 (ja) * | 2002-07-17 | 2007-04-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | エアロゾル粒子荷電装置 |
| US6772617B1 (en) | 2003-01-24 | 2004-08-10 | Gencell Corporation | Method and apparatus for in-situ leveling of progressively formed sheet metal |
| US20040214062A1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-10-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell stack and related method |
| CN101850335B (zh) * | 2009-03-31 | 2014-05-21 | 株式会社佐竹 | 净化装置 |
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| WO1992010009A2 (en) * | 1990-11-23 | 1992-06-11 | Vickers Shipbuilding And Engineering Limited | Application of fuel cells to power generation systems |
| JPH0566877A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Canon Inc | 座標入力装置 |
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-
1997
- 1997-06-30 JP JP17400797A patent/JP3775618B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-30 US US09/107,453 patent/US6103415A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-25 WO PCT/JP1998/005982 patent/WO2000039871A1/ja active Application Filing
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| JP3775618B2 (ja) | 2006-05-17 |
| US6103415A (en) | 2000-08-15 |
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