JPS6012673A - 空冷式燃料電池 - Google Patents
空冷式燃料電池Info
- Publication number
- JPS6012673A JPS6012673A JP58119801A JP11980183A JPS6012673A JP S6012673 A JPS6012673 A JP S6012673A JP 58119801 A JP58119801 A JP 58119801A JP 11980183 A JP11980183 A JP 11980183A JP S6012673 A JPS6012673 A JP S6012673A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- manifold
- reaction
- cooling
- stack
- 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
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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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (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】
０）＊栗上の利用分野
本発明は空冷式燃料電池、特に冷却空気と反応空気とを
分離供給する方式の燃料電池に関するものである。
分離供給する方式の燃料電池に関するものである。
（ロ）従来技術
りん酸電解液燃料電池は、１８０℃〜２００℃の作動温
度を維持するため冷却が必要である。空冷方式としては
、共通マニホルドに送られた空気を反応空気及び冷却空
気として各通路に分配する方法と、反応空気とは分離し
て冷却空気を供給する方法とがある。
度を維持するため冷却が必要である。空冷方式としては
、共通マニホルドに送られた空気を反応空気及び冷却空
気として各通路に分配する方法と、反応空気とは分離し
て冷却空気を供給する方法とがある。
前者は反応水素ガス通路を含めて前記各通路のパターン
が簡単であるという利点を有するが、反応及び冷却に夫
々必要とされる空気量を各通路に配分することがむつか
しく、電池反応と電池温度のバランスがくづれて電池特
性上好ましく々い。
が簡単であるという利点を有するが、反応及び冷却に夫
々必要とされる空気量を各通路に配分することがむつか
しく、電池反応と電池温度のバランスがくづれて電池特
性上好ましく々い。
一方後者は第１図、第２図のようなスタック０）とマニ
ホルド（ロ）を用いて反応空気と冷却空気を分離供給す
る九め、各海路のパターンが棲雑で流通抵抗が大きくな
り、大容量のブロワを必要とするなどの欠点があった。
ホルド（ロ）を用いて反応空気と冷却空気を分離供給す
る九め、各海路のパターンが棲雑で流通抵抗が大きくな
り、大容量のブロワを必要とするなどの欠点があった。
本出願人はかかる点に鑑み、冷却空気と反応空気を共通
に供給する方式の電池スタックにわづかの改良を加える
ことにより、冷却空気と反応空気とを分ｍｌ供給できる
ようにした燃料電池を提案した。（特願昭５７−１５７
１３３号） 前記提案電池は、第３図、第４図に示すように、電池ス
タック（１）に介在する各冷却板１２）をスタックの空
気流通面より突設してスタックに取付けた反応空気用マ
ニホルド（３）の窓口（４）Ｋ気密的に装着し、各窓口
（４）に露出する冷却空気通路＋１ｌｉ）を、反応空気
用マニホルド（３）上に取付けた冷却空気用マニホルド
］６）内に連通させたものである。
に供給する方式の電池スタックにわづかの改良を加える
ことにより、冷却空気と反応空気とを分ｍｌ供給できる
ようにした燃料電池を提案した。（特願昭５７−１５７
１３３号） 前記提案電池は、第３図、第４図に示すように、電池ス
タック（１）に介在する各冷却板１２）をスタックの空
気流通面より突設してスタックに取付けた反応空気用マ
ニホルド（３）の窓口（４）Ｋ気密的に装着し、各窓口
（４）に露出する冷却空気通路＋１ｌｉ）を、反応空気
用マニホルド（３）上に取付けた冷却空気用マニホルド
］６）内に連通させたものである。
この場合反応空気用マニホルド（３）内は、各突設冷却
板（２）で区隔されるので、このマニホルド（３）の−
側面に、各冷却板（２）間のサブスタックｆ１）に対応
する開口（７）を設けると共にこれら開口（７）を覆う
補助マニホルド（８）を取付ける。尚スタック＋１）の
水素流通面には通常の如く水素ガス用マニホルド（９）
を有する。
板（２）で区隔されるので、このマニホルド（３）の−
側面に、各冷却板（２）間のサブスタックｆ１）に対応
する開口（７）を設けると共にこれら開口（７）を覆う
補助マニホルド（８）を取付ける。尚スタック＋１）の
水素流通面には通常の如く水素ガス用マニホルド（９）
を有する。
従って反応空気は、補助マニホルド（８）を経て各開口
（７）よシサブスタックの各反応空気通路に対して直角
方向に供給されるため、空気流通方向に配列する各通路
に均一に導入され難い。即ち供給空気量が多い場合さほ
ど問題とならないが、供給量が多くない場合各開口（７
）よシ遠ざかる反応空気通路はど導入量が大きくなる傾
向を示し、電池反応の不均一によシ特性に悪影響を与え
る。との不均一解消のために追加分の空気を送ることは
それだけプロワの負担となって効率を損うなどの問題が
あった。
（７）よシサブスタックの各反応空気通路に対して直角
方向に供給されるため、空気流通方向に配列する各通路
に均一に導入され難い。即ち供給空気量が多い場合さほ
ど問題とならないが、供給量が多くない場合各開口（７
）よシ遠ざかる反応空気通路はど導入量が大きくなる傾
向を示し、電池反応の不均一によシ特性に悪影響を与え
る。との不均一解消のために追加分の空気を送ることは
それだけプロワの負担となって効率を損うなどの問題が
あった。
ｅう 発明の目的
本発明の目的はｆｆｆｊ単な構成をもつ冷却空気分離方
式の燃料電池を提供することであり、特に前記問題点を
解消して反応空気の各通路への供給を均一化して電池特
性を改善することである。
式の燃料電池を提供することであり、特に前記問題点を
解消して反応空気の各通路への供給を均一化して電池特
性を改善することである。
に）発明の構成
本発明は電池スタックの空気流通面に、反応空気用マニ
ホルドと冷却空気用マニホルドとを順次重合装着し、前
記スタックに介在する各冷却板を前記空気流通面より突
設してその冷却空気通路を冷却空気用マニホルドに連通
させた方式の燃料電池であって、前記突設冷却板で区隔
・された前記反応空気用マニホルド内に、各サブスタッ
クに対応して、多数の空気吹出口を有する有底パイプを
夫々延設せしめたことを特徴とする。
ホルドと冷却空気用マニホルドとを順次重合装着し、前
記スタックに介在する各冷却板を前記空気流通面より突
設してその冷却空気通路を冷却空気用マニホルドに連通
させた方式の燃料電池であって、前記突設冷却板で区隔
・された前記反応空気用マニホルド内に、各サブスタッ
クに対応して、多数の空気吹出口を有する有底パイプを
夫々延設せしめたことを特徴とする。
又本発明の他の特徴は、前記反応空気用マニホルドの一
側面に、前記パイプに連通ずる補助マニホルドを取付け
た点及び前記パイプの空気吹出口が前記反応空気用マニ
ホルド内面に向って開口している点に在る。更に本発明
は、前記スタック内の反応空気流及び冷却空気流が互に
対向流となるよう構成したことを特徴とする。
側面に、前記パイプに連通ずる補助マニホルドを取付け
た点及び前記パイプの空気吹出口が前記反応空気用マニ
ホルド内面に向って開口している点に在る。更に本発明
は、前記スタック内の反応空気流及び冷却空気流が互に
対向流となるよう構成したことを特徴とする。
（ホ）集施例
本発明による電池スタック＋１）は陰陽ガス極間に電解
液含浸マトリックを介挿した単位セルと、両面に互に交
錯する方向の各反応ガス（水素ガス及び空気）通路を配
列した炭素質ガス分離板とを交互に多数積重し、４〜５
単位セル（サブスタック）毎に、空気通路（５）を有す
る炭素質冷却板（２）を介在させて上下端板間で締付け
られる。
液含浸マトリックを介挿した単位セルと、両面に互に交
錯する方向の各反応ガス（水素ガス及び空気）通路を配
列した炭素質ガス分離板とを交互に多数積重し、４〜５
単位セル（サブスタック）毎に、空気通路（５）を有す
る炭素質冷却板（２）を介在させて上下端板間で締付け
られる。
このスタック構成は、反応空気と冷却空気とを共通的に
供給する所謂ダイガスシステムと同様であるが、本発明
では各冷却板（２）をスタックの空気流通面より突設し
て冷却空気用マニホルド（６）と連通させて冷却分離方
式とした。
供給する所謂ダイガスシステムと同様であるが、本発明
では各冷却板（２）をスタックの空気流通面より突設し
て冷却空気用マニホルド（６）と連通させて冷却分離方
式とした。
この場合、反応空気用マニホルド（３）内は、前記突設
冷却板（２１により、各サブスタック（ｌｏ）の空気流
通面に対応した隔室（Ａ）に区分されるが、これら各隔
室（Ａ）の長手方向には、第５図及び第６図に示すよう
に、各開口（７）より多数の空気吹出口（１０）を有す
る有底パイプ（ｌφが延設される。
冷却板（２１により、各サブスタック（ｌｏ）の空気流
通面に対応した隔室（Ａ）に区分されるが、これら各隔
室（Ａ）の長手方向には、第５図及び第６図に示すよう
に、各開口（７）より多数の空気吹出口（１０）を有す
る有底パイプ（ｌφが延設される。
これらパイ力０）の一端は、予め有底とする代シに反応
空気用マニホルド（３）の側壁内面で閉塞してもよく、
パイプ（１ｏ）の他端は補助マニホルド（８）内に開口
している。各パイプ（ｔｏ）の空気吹出口（＋０１は、
約２ｃｍ間隔で反応空気用マニホルド（３）内面に向っ
て開口し、吹出空気が第６図の矢印に示すように一部マ
ニホルド内壁に当ってサブスタック（１１）の各反応空
気溝に供給される。
空気用マニホルド（３）の側壁内面で閉塞してもよく、
パイプ（１ｏ）の他端は補助マニホルド（８）内に開口
している。各パイプ（ｔｏ）の空気吹出口（＋０１は、
約２ｃｍ間隔で反応空気用マニホルド（３）内面に向っ
て開口し、吹出空気が第６図の矢印に示すように一部マ
ニホルド内壁に当ってサブスタック（１１）の各反応空
気溝に供給される。
・更に空気吹出口＋＋ｒ：＋の口径は、すべて等しくす
れば、空気圧のためパイプ入口からはなれる程吹出量が
大きくなって、各反応空気溝への空気供給量が不均一と
なるので、流通方向に向って順次小さくなるよう１２門
０〜７ｍｍ１の範囲に穿設する。
れば、空気圧のためパイプ入口からはなれる程吹出量が
大きくなって、各反応空気溝への空気供給量が不均一と
なるので、流通方向に向って順次小さくなるよう１２門
０〜７ｍｍ１の範囲に穿設する。
パイプ（ｌＯ）の材質としては、耐熱、耐酸性を考慮し
てステンレスもしくはカーボンとする。
てステンレスもしくはカーボンとする。
電池スタックｆｌ）は反応空気の入口側（約１５０℃）
よシ出ロ側（約１８０ｕ）に向って高温となるので、冷
却空気は、反応空気の出口側よシ供給すれば、スタック
内の温度勾配を低減することができる。
よシ出ロ側（約１８０ｕ）に向って高温となるので、冷
却空気は、反応空気の出口側よシ供給すれば、スタック
内の温度勾配を低減することができる。
従って入口側（出口側）の反応空気用マニホルド（３）
上には出口側（入口側）の冷却空気用マニホルド（６）
を取付け、第６図に示すようにスタック内の反応空気流
０と冷却空気流（づが対向流となるよう構成する。
上には出口側（入口側）の冷却空気用マニホルド（６）
を取付け、第６図に示すようにスタック内の反応空気流
０と冷却空気流（づが対向流となるよう構成する。
尚出口側反応空気用マニホルド（３）内には、前記の如
きパイプ（ｌＯ）を設ける必要はなく、このマニホルド
側壁に、各サブスタック＋１’１に対応する出口を穿設
するだけでよい。
きパイプ（ｌＯ）を設ける必要はなく、このマニホルド
側壁に、各サブスタック＋１’１に対応する出口を穿設
するだけでよい。
（ホ）発明の効果
本発明によれば、反応空気と冷却空気とを共通化した電
池スタックにわづかの修正を加えることにより、冷却空
気分離方式とすることができるので、従来の分離方式に
比し各ガス通路のパターンが極めて単純でガス分離板及
び冷却板の作成が簡単化される。
池スタックにわづかの修正を加えることにより、冷却空
気分離方式とすることができるので、従来の分離方式に
比し各ガス通路のパターンが極めて単純でガス分離板及
び冷却板の作成が簡単化される。
又電池スタックに介在する冷却板より突設した部分が反
応空気用マニホルド内を区隔し、この各隔室内に多数の
空気吹出口を有するパイプを延在させているので、各サ
ブスタックの反応空気通路へ円滑に反応空気を導入する
ことができ、特に空気吹出口をマニホルド内面に向って
開口させれば、吹出空気がサブスタック上下方向の反応
空気通路に均一に分配されると共に空気吹出口の口径を
パイプ入口側より順次小さくすれば、吹出空気がサブス
タック左右方向の反応空気通路に均一に分配され、配分
量の不均一による特性劣化を防止することができる。
応空気用マニホルド内を区隔し、この各隔室内に多数の
空気吹出口を有するパイプを延在させているので、各サ
ブスタックの反応空気通路へ円滑に反応空気を導入する
ことができ、特に空気吹出口をマニホルド内面に向って
開口させれば、吹出空気がサブスタック上下方向の反応
空気通路に均一に分配されると共に空気吹出口の口径を
パイプ入口側より順次小さくすれば、吹出空気がサブス
タック左右方向の反応空気通路に均一に分配され、配分
量の不均一による特性劣化を防止することができる。
更にスタック内の冷却空気流と反応空気流とを対向流と
して流通させれば、スタックの温度勾配を均一化して電
池寿命を向上することが可能となるなどすぐれた効果を
発揮する。
して流通させれば、スタックの温度勾配を均一化して電
池寿命を向上することが可能となるなどすぐれた効果を
発揮する。
第１図、第２図はいずれも従来の分離冷却経路を有する
空冷式燃料電池の平面図である。 第３図乃至第６図は本発明燃料電池を示し、第３図は一
部分解斜面図、第４図は同上電池スタックの斜面図、＠
５図は同上の要部拡大斜面図、第６図は同じく要部拡大
斜面図である。 （１）・・・電池スタック、Ｉｌｌ、、、サブスタック
、【２）・・・冷却板、（２）・・・冷却板突設部、（
３）・・・反応空気用マニホルド、（５）・・・冷却空
気通路、（６）・・・冷却空気用マニホルド、（８）・
・・補助マニホルド、（９）・・・反応水素用マニホル
ド、ｆＩＯ＋・・・パイプ、［１０）・・・空気吹出口
、Ａ・・・隔室。
空冷式燃料電池の平面図である。 第３図乃至第６図は本発明燃料電池を示し、第３図は一
部分解斜面図、第４図は同上電池スタックの斜面図、＠
５図は同上の要部拡大斜面図、第６図は同じく要部拡大
斜面図である。 （１）・・・電池スタック、Ｉｌｌ、、、サブスタック
、【２）・・・冷却板、（２）・・・冷却板突設部、（
３）・・・反応空気用マニホルド、（５）・・・冷却空
気通路、（６）・・・冷却空気用マニホルド、（８）・
・・補助マニホルド、（９）・・・反応水素用マニホル
ド、ｆＩＯ＋・・・パイプ、［１０）・・・空気吹出口
、Ａ・・・隔室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 電池スタックの空気流通面に、反応空気用マニホル
ドと冷却空気用マニホルドとを順次重合装着し、前記ス
タックに介在する各冷却板を前記空気流通面より突設し
てその冷却空気通路を前記冷却空気用マニホルド内に連
通してなり、前記突設冷却板で区隔された前記反応空気
用マニホルド内に、各サブスタックに対応して、多数の
空気吹出口を有するパイプを夫々延設せしめたことを特
徴とする空冷式燃料電池。 （■ 前記反応空気用マニホルドの一側面には、前記パ
イプに連通ずる補助マニホルドを取付けたことを特徴と
する特許請求の範囲＠１項記載の空冷式燃料電池。 （Φ 前記パイプの空気吹出口は、前記反応空気用マニ
ホルド内壁に向って開口していることを特徴とする’Ｐ
Ｉ ６’ｆ請求の範囲第１項記載の空冷式燃料電池。 ■ 前記パイプの空気吹出口は、供給方向に向って順次
口径を縮小せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の空冷式燃料電池。 ■ 前記電池スタック内における反応空気流と冷却空気
流とが互に対向流となるよう栴成したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の空冷式燃料電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119801A JPS6012673A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 空冷式燃料電池 |
| US06/528,443 US4508793A (en) | 1982-09-08 | 1983-09-01 | Air-cooled fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119801A JPS6012673A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 空冷式燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6012673A true JPS6012673A (ja) | 1985-01-23 |
| JPH0160903B2 JPH0160903B2 (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=14770557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58119801A Granted JPS6012673A (ja) | 1982-09-08 | 1983-06-30 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012673A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509482A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー | 容易に隔離した特大サイズの燃料電池スタック冷却プレート |
| JP2014056836A (ja) * | 2013-11-15 | 2014-03-27 | Toto Ltd | 燃料電池 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58119801A patent/JPS6012673A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509482A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー | 容易に隔離した特大サイズの燃料電池スタック冷却プレート |
| JP2014056836A (ja) * | 2013-11-15 | 2014-03-27 | Toto Ltd | 燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0160903B2 (ja) | 1989-12-26 |
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