JPS585979A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPS585979A JPS585979A JP56103373A JP10337381A JPS585979A JP S585979 A JPS585979 A JP S585979A JP 56103373 A JP56103373 A JP 56103373A JP 10337381 A JP10337381 A JP 10337381A JP S585979 A JPS585979 A JP S585979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manifold
- cell
- fuel cell
- temperature
- collection tank
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料電池に係り、特にマニホールドの構造に関
する。
する。
従来の燃料電池は第１図に示すような構造を有している
。電極と電解質及びガスを流通させるセパレータとから
成る一対のセルと、燃料が酸化反応により発生する熱を
外部に放散するクーラ１とを積層して成る電池本体２が
中央に配置さｎ、この電池本体２の上下部は電池締付金
具３を介して電池締付ロッド４によって締付は固定さｎ
ている。
。電極と電解質及びガスを流通させるセパレータとから
成る一対のセルと、燃料が酸化反応により発生する熱を
外部に放散するクーラ１とを積層して成る電池本体２が
中央に配置さｎ、この電池本体２の上下部は電池締付金
具３を介して電池締付ロッド４によって締付は固定さｎ
ている。
更に電池本体２にはマニホールド５が固定ノ（ンド６に
より締付けら扛、電池本体２の側面部を覆っている。
より締付けら扛、電池本体２の側面部を覆っている。
特にマニホールド５が電池本体２に接する部分は第２図
（Ａ）〜（Ｃ）に示すようになっている。
（Ａ）〜（Ｃ）に示すようになっている。
即ち、電池本体２とマニホールド５との間にノ（ツキン
７が配置さ扛ており、更に電池上下部のソールのために
シール用導体８が電池本体２の上下部に設けである。こ
ｎらは、電池本体２に供給するガスが洩ｎ出さないよう
にするために施さｎているものである。
７が配置さ扛ており、更に電池上下部のソールのために
シール用導体８が電池本体２の上下部に設けである。こ
ｎらは、電池本体２に供給するガスが洩ｎ出さないよう
にするために施さｎているものである。
上記シール部分第３図（Ａ）を電気回路で考えると第３
図（Ｂ）のようになる。一般に、マニホールド５はステ
ンレスのような金属で製作さ扛ているため、電池に隣接
して導体が存在していることになる。そこで、一番電圧
の加わるマニホールド５の両端だけを特に見ると、電池
の発生する電圧Ｐで示した部分にある気中絶縁距離のみ
で絶縁さｎていることがわかる。
図（Ｂ）のようになる。一般に、マニホールド５はステ
ンレスのような金属で製作さ扛ているため、電池に隣接
して導体が存在していることになる。そこで、一番電圧
の加わるマニホールド５の両端だけを特に見ると、電池
の発生する電圧Ｐで示した部分にある気中絶縁距離のみ
で絶縁さｎていることがわかる。
ところで、上記のような構造の燃料電池には、起動時に
次のような問題点が発生する。燐酸形燃料電池では電解
液として燐酸が使用さ扛ており、こ扛の濃度は運転時に
は９６重量％以上になると推定さ扛ている。しかしなが
ら、常温で相対湿度が３０％の乾燥した状態におけ”る
燐酸の平衡濃度は７３重量％で、約２３重量％の差があ
ることになる。つまり、運転を開始するために電池の温
度を常温から１８０Ｃ前後に昇温する過程において、上
記の濃度差分だけの水分が電池本体２から外部に放出さ
ｎることになる。この際、電池の昇温方法としてはクー
ラｌに高温にした媒体液を循環して温める方法が採らｎ
ている。このため、電池本体２とマニホールド５との温
度分布は電池本体２の方がマニホールド５より高い温度
分布となり、マニホールド５の温度が１００ｔ：’以下
の場合にはマニホールド５内に電解液から放出さｎた水
蒸気が結露することになる。この水蒸気には燐酸が微量
ではあるが含１ｎており、この蒸気がパツキン７部で結
露して更に１００Ｃ以上にマニホールド５が昇温すると
パツキン７部に燐酸が残存することになる。こうなると
シール部分第４図（Ａ）の電気回路は第４図（Ｂ）のよ
うになり、マニホールド５を通して閉回路が形成さｒる
。このような閉回路が形成さ扛ても抵抗ｒが太きいうち
は効率の低下となる程度であるが、ｒが外部抵抗に比較
して十分小さくなると閉回路に太きな電流ｉが流扛て燃
料電池から外部へ出力を得ることができなくなる。
次のような問題点が発生する。燐酸形燃料電池では電解
液として燐酸が使用さ扛ており、こ扛の濃度は運転時に
は９６重量％以上になると推定さ扛ている。しかしなが
ら、常温で相対湿度が３０％の乾燥した状態におけ”る
燐酸の平衡濃度は７３重量％で、約２３重量％の差があ
ることになる。つまり、運転を開始するために電池の温
度を常温から１８０Ｃ前後に昇温する過程において、上
記の濃度差分だけの水分が電池本体２から外部に放出さ
ｎることになる。この際、電池の昇温方法としてはクー
ラｌに高温にした媒体液を循環して温める方法が採らｎ
ている。このため、電池本体２とマニホールド５との温
度分布は電池本体２の方がマニホールド５より高い温度
分布となり、マニホールド５の温度が１００ｔ：’以下
の場合にはマニホールド５内に電解液から放出さｎた水
蒸気が結露することになる。この水蒸気には燐酸が微量
ではあるが含１ｎており、この蒸気がパツキン７部で結
露して更に１００Ｃ以上にマニホールド５が昇温すると
パツキン７部に燐酸が残存することになる。こうなると
シール部分第４図（Ａ）の電気回路は第４図（Ｂ）のよ
うになり、マニホールド５を通して閉回路が形成さｒる
。このような閉回路が形成さ扛ても抵抗ｒが太きいうち
は効率の低下となる程度であるが、ｒが外部抵抗に比較
して十分小さくなると閉回路に太きな電流ｉが流扛て燃
料電池から外部へ出力を得ることができなくなる。
第５図（Ａ）及び（Ｂ）は燃料電池がインバータに使用
さ扛る時の燃料電池の接続関係と、こ扛に対応する電気
回路とを示したも、のである。燃料電池は直列接続さｎ
てインバータへ接続さｎる。
さ扛る時の燃料電池の接続関係と、こ扛に対応する電気
回路とを示したも、のである。燃料電池は直列接続さｎ
てインバータへ接続さｎる。
この際、タンク（図示せず）及びマニホールド５が接地
さｎている場合には電位の高いセル、特に一番高いセル
には例えば図中Ｑで示す所に出力電圧Ｖ。に等しい電圧
が加わることになり、ｒが小さいと絶縁破壊に至る欠点
を生じる。
さｎている場合には電位の高いセル、特に一番高いセル
には例えば図中Ｑで示す所に出力電圧Ｖ。に等しい電圧
が加わることになり、ｒが小さいと絶縁破壊に至る欠点
を生じる。
本発明の目的は上記の欠点に鑑み、電池本体とマニホー
ルドとの間に介在しているシール用パツキン部への結露
を防止した信頼性の高い燃料電池を提供する［ある。
ルドとの間に介在しているシール用パツキン部への結露
を防止した信頼性の高い燃料電池を提供する［ある。
本発明により上記の目的は、電池起動時に発生する水蒸
気はマニホールド内における一番温度の低い部分に結露
することに着目し、マニホールド内のパツキン部を避け
た他の部分へ水蒸気を強制的に結露させることにより達
成さｎる〇以下、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。
気はマニホールド内における一番温度の低い部分に結露
することに着目し、マニホールド内のパツキン部を避け
た他の部分へ水蒸気を強制的に結露させることにより達
成さｎる〇以下、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。
第６図は本発明に係る燃料電池の一実施例の要部を示し
た説明図である。但し第１図乃至第５図と同様あるいは
同一構成部分は同一符号を用いて示しである。 。
た説明図である。但し第１図乃至第５図と同様あるいは
同一構成部分は同一符号を用いて示しである。 。
電池本体２の上下に配置さ扛ているシール用導体８と、
マニホールド５との間にはどツキン７が配置さ扛ており
、ガスシールが行なわｎている。
マニホールド５との間にはどツキン７が配置さ扛ており
、ガスシールが行なわｎている。
本実施例ではマニホールド５の下端部に凝集タンク９が
断熱材１０を介して接続さｎており、この凝集タンク９
の底部にはバルブ１１が取付けらｒている。
断熱材１０を介して接続さｎており、この凝集タンク９
の底部にはバルブ１１が取付けらｒている。
次に本実施例の動作について説明する。マニホールド５
と凝集タンク９は断熱材ＩＯを介して接続さ扛ているた
め、凝集タンク９の温度はマニホールド５に対して低く
なる。即ち、電池本体２の温度〉マニホールド５の温度
〉凝集タンク９内の気体温度の関係があり、凝集夕／り
９の温度は最も温度の低い凝集タンク内気体温度に等し
くなる。
と凝集タンク９は断熱材ＩＯを介して接続さ扛ているた
め、凝集タンク９の温度はマニホールド５に対して低く
なる。即ち、電池本体２の温度〉マニホールド５の温度
〉凝集タンク９内の気体温度の関係があり、凝集夕／り
９の温度は最も温度の低い凝集タンク内気体温度に等し
くなる。
こ扛により、マニホールド５の空間内の気体の蒸気圧を
凝集タンク９の温度に依存させることにより、マニホー
ルド５内の結露を防止することができる。即ち、マニホ
ールド５空間内の水蒸気は凝集タンク９内で結露し、パ
ツキン７部等では結露しなくなる。なお、このように凝
集タンク９内に強制的に結露させて擬集させた蒸気は凝
集夕／り９の外部に引き出したバルブ１１を開くことに
より外部に放出さ扛る。
凝集タンク９の温度に依存させることにより、マニホー
ルド５内の結露を防止することができる。即ち、マニホ
ールド５空間内の水蒸気は凝集タンク９内で結露し、パ
ツキン７部等では結露しなくなる。なお、このように凝
集タンク９内に強制的に結露させて擬集させた蒸気は凝
集夕／り９の外部に引き出したバルブ１１を開くことに
より外部に放出さ扛る。
本実施例によｎば、マニホールド５の下部に断熱材１０
を介して凝集タンク９を設けることにより、温度が最も
低い凝集タンク９内にマニホールド５空間内の蒸気を結
露させることができ、温度の高いパツキン７部への水蒸
気の結露を防止し得る効果がある。このため電池本体２
とマニホールド５との間の絶縁を確保しながら電池を始
動することができ、この絶縁が破扛ることにより形成さ
扛る電気的閉回路の悪影響を防止して、電池の信頼性を
向上させる効果がある。
を介して凝集タンク９を設けることにより、温度が最も
低い凝集タンク９内にマニホールド５空間内の蒸気を結
露させることができ、温度の高いパツキン７部への水蒸
気の結露を防止し得る効果がある。このため電池本体２
とマニホールド５との間の絶縁を確保しながら電池を始
動することができ、この絶縁が破扛ることにより形成さ
扛る電気的閉回路の悪影響を防止して、電池の信頼性を
向上させる効果がある。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、電池本
体を取囲むマニホールドの一部に温度の低い部分を設け
ることにより、電池本体とマニホールドの間に介在して
いるシール用パツキン部への結露を防止した信頼性の高
い燃料電池を提供することができる。
体を取囲むマニホールドの一部に温度の低い部分を設け
ることにより、電池本体とマニホールドの間に介在して
いるシール用パツキン部への結露を防止した信頼性の高
い燃料電池を提供することができる。
第１図は従来の燃料電池の構造を示す一部切裁斜視図、
第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は第゛１図に示した電池本体と
マニホールドとの間に設置さｎるパツキン部を示した説
明図、第３図（Ａ）は正常な状態のパツキン部を示した
断面図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の部分に形成さｎ
る等価電気回路図、第４図（Ａ）は燐酸が付着した場合
のパツキン部を示す断面図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ
）の部分に形成−ｘｎる等価電気回路図、第５図（Ａ）
は燃料電池を直列接続した場合の概略図、第５図（Ｂ）
は第５図（Ａ）の等価電気回路図、第６図は本発明に係
る燃料電池の一実施例の要部を示した断面図である。 １・・・クーラ、２・・・電池本体、５・・・マニホー
ルド、７・・・パツキン、８・・・シール用導体、９・
・・凝集タン箪 ｌ 図 第 ２ ｌ 第 ３ 図 （召２ 第３ 回 と
５）Ａｃ１ ムコ （Ａ） 茅乎Ｃ
乙 ｒδノ第５ 図 （Ａ）
第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は第゛１図に示した電池本体と
マニホールドとの間に設置さｎるパツキン部を示した説
明図、第３図（Ａ）は正常な状態のパツキン部を示した
断面図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の部分に形成さｎ
る等価電気回路図、第４図（Ａ）は燐酸が付着した場合
のパツキン部を示す断面図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ
）の部分に形成−ｘｎる等価電気回路図、第５図（Ａ）
は燃料電池を直列接続した場合の概略図、第５図（Ｂ）
は第５図（Ａ）の等価電気回路図、第６図は本発明に係
る燃料電池の一実施例の要部を示した断面図である。 １・・・クーラ、２・・・電池本体、５・・・マニホー
ルド、７・・・パツキン、８・・・シール用導体、９・
・・凝集タン箪 ｌ 図 第 ２ ｌ 第 ３ 図 （召２ 第３ 回 と
５）Ａｃ１ ムコ （Ａ） 茅乎Ｃ
乙 ｒδノ第５ 図 （Ａ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガス流路を有する空気極及び燃料極との間に電解質
を配して成る単位電池を複数個積層したものか、ら成る
電池本体に、ガスを供給及び排気するためのマニホール
ドを取付けて成る燃料電池において、マニホールドの一
部に該マニホールド、［）温度が低くなる部分を設け、
電池起動時に電池本体から放出さ扛る水蒸気及び燐酸蒸
気を前記低温部に結露させることを特徴とする燃料電池
。 ２、マニホールドの下部に断熱材を介して擬集タンクを
接続し、この擬集タンクの底部にパルプを有するドレイ
ン管を接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56103373A JPS585979A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56103373A JPS585979A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585979A true JPS585979A (ja) | 1983-01-13 |
Family
ID=14352296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56103373A Pending JPS585979A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585979A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59157965A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS60194871U (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-25 | 株式会社 富士電機総合研究所 | 燃料電池 |
| JPH04111147U (ja) * | 1991-03-13 | 1992-09-28 | 株式会社東芝 | 燃料電池 |
| WO2001059863A3 (de) * | 2000-02-14 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Brennstoffzellenblock mit einem an betriebsgaszuleitung angeschlossenen kondenswasserabscheider |
-
1981
- 1981-07-03 JP JP56103373A patent/JPS585979A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59157965A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPS60194871U (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-25 | 株式会社 富士電機総合研究所 | 燃料電池 |
| JPH041655Y2 (ja) * | 1984-06-06 | 1992-01-21 | ||
| JPH04111147U (ja) * | 1991-03-13 | 1992-09-28 | 株式会社東芝 | 燃料電池 |
| WO2001059863A3 (de) * | 2000-02-14 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Brennstoffzellenblock mit einem an betriebsgaszuleitung angeschlossenen kondenswasserabscheider |
| US7014936B2 (en) | 2000-02-14 | 2006-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Fuel cell block |
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