JPS6037672A - 空冷式燃料電池 - Google Patents
空冷式燃料電池Info
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- JPS6037672A JPS6037672A JP58147661A JP14766183A JPS6037672A JP S6037672 A JPS6037672 A JP S6037672A JP 58147661 A JP58147661 A JP 58147661A JP 14766183 A JP14766183 A JP 14766183A JP S6037672 A JPS6037672 A JP S6037672A
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- JP
- Japan
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- air
- cooling
- reaction
- cooling air
- chamber
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- Pending
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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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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】
け） 産業上の利用分野
本発明は空冷式燃料電池特に冷却空気と反応空気を分離
供給する方式の燃料電池に関するものである。
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
燃料電池の冷却用空気の供給方法は、共通マニホルドに
送られた空気の一部を反応空気としてガス分離板の通路
へ残部を冷却空気として冷却板の通路へ夫々導入する方
法（ダイガス方式）と、反応空気とは分配して冷却空気
を供給する方法（セパレートクニリング方式）とがある
。
送られた空気の一部を反応空気としてガス分離板の通路
へ残部を冷却空気として冷却板の通路へ夫々導入する方
法（ダイガス方式）と、反応空気とは分配して冷却空気
を供給する方法（セパレートクニリング方式）とがある
。
前記グイガス方式は第３図に示す電池スタックを用いる
ので、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
ランスがくずれて電池特性上好ましくない。又冷却空気
の温度はできるだけ低い方が冷却効果が大きいにもかか
わらず、反応空気としては電池特性上かなりの高温度を
必要とする関係上、必要な冷却効果を得るためこのよう
な高温の空気を大量に送らねばならないのでブロワの容
量が大きくなる。更に電池からの排出空気中に酸］生（
燐酸）電解液が含まれるため、空気供給径路の腐蝕特に
冷却兼熱回収用の熱交換器が腐蝕されるなどの問題があ
る。
ので、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
ランスがくずれて電池特性上好ましくない。又冷却空気
の温度はできるだけ低い方が冷却効果が大きいにもかか
わらず、反応空気としては電池特性上かなりの高温度を
必要とする関係上、必要な冷却効果を得るためこのよう
な高温の空気を大量に送らねばならないのでブロワの容
量が大きくなる。更に電池からの排出空気中に酸］生（
燐酸）電解液が含まれるため、空気供給径路の腐蝕特に
冷却兼熱回収用の熱交換器が腐蝕されるなどの問題があ
る。
一方従来のセパレートクーリングは、第１図、第２図に
示すような電池スタック０）とマニホルド（ロ）を用い
て冷却空気を分配供給するため、前記のような問題点は
解消されるが、各通路のノくターンが複雑となって冷却
板や分離板の作成がむつかしいと共に流通抵抗が大きく
なって大容量のブロワを必要とするなどの欠点があった
。
示すような電池スタック０）とマニホルド（ロ）を用い
て冷却空気を分配供給するため、前記のような問題点は
解消されるが、各通路のノくターンが複雑となって冷却
板や分離板の作成がむつかしいと共に流通抵抗が大きく
なって大容量のブロワを必要とするなどの欠点があった
。
（ハ）発明の目的
本発明の目的は、簡単な構成をもつセパレートクーリン
グ方式の空冷式燃料電池を提供することであり、特にダ
イガスシステムの電池スタックをそのまま利用してセパ
レートクーリングが可能な特別のマニホルドシステムを
提供することである。
グ方式の空冷式燃料電池を提供することであり、特にダ
イガスシステムの電池スタックをそのまま利用してセパ
レートクーリングが可能な特別のマニホルドシステムを
提供することである。
に）発明の構成
本発明はダイガス方式の電池スタックの空気流通面に反
応空気と冷却空気を分離してスタックの反応空気通路と
冷却空気通路に夫々供給する代金マニホルドを取付けた
ものである。
応空気と冷却空気を分離してスタックの反応空気通路と
冷却空気通路に夫々供給する代金マニホルドを取付けた
ものである。
この複合マニホルドは、各冷却板の冷却空気通路に対応
する冷却空気分配室及び冷却板間のサブスタックの反応
空気通路に対応する反応空気分配室に区画した分配枠体
、前記各分配室に連通ずる通気口を設けた蓋板、前記各
′ｙ７１（通口に夫々連通する冷却空気供給室及び反応
空気供給室に区画した有底分離枠体とを順次気密的に積
重￥、着して４ｊ７ｉ成される。
する冷却空気分配室及び冷却板間のサブスタックの反応
空気通路に対応する反応空気分配室に区画した分配枠体
、前記各分配室に連通ずる通気口を設けた蓋板、前記各
′ｙ７１（通口に夫々連通する冷却空気供給室及び反応
空気供給室に区画した有底分離枠体とを順次気密的に積
重￥、着して４ｊ７ｉ成される。
（ホ）実施例
本発明の実施例を第３図乃至第７図について説明する。
電池スタック（Ｓ）は、陰陽ガス極間に電解質マトリッ
クスを介挿した単位セル＋１１と、両面に互に交錯する
方向の各反応ガス（水素及び空気）通路（２）（３）を
配列した炭素質ガス分離板（４）とを交互に多数積重し
、４〜５単位セル毎に冷却空気通路（６）を有する炭素
質冷却板（５）を介在させ上下端板［７１Ｆ７１間で締
付けて構成される。この構成は反応空気と冷却空気とを
共通的に供給するダイガス方式の電池スタックと同一の
ものである。
クスを介挿した単位セル＋１１と、両面に互に交錯する
方向の各反応ガス（水素及び空気）通路（２）（３）を
配列した炭素質ガス分離板（４）とを交互に多数積重し
、４〜５単位セル毎に冷却空気通路（６）を有する炭素
質冷却板（５）を介在させ上下端板［７１Ｆ７１間で締
付けて構成される。この構成は反応空気と冷却空気とを
共通的に供給するダイガス方式の電池スタックと同一の
ものである。
このスタック（Ｓ）の空気流通面には本発明による複合
マニホルド（Ｍｌ（ハ）が取付けられる。この複合マニ
ホルド（ハ）の分解斜面図が第３図に、冷却空気通路（
６）及び反応空気通路（３）を夫々通る横断平面図が第
４図及び第５図に示され、又冷却空気通路（６）を通る
電池の要部拡大縦断側面図が第６図に示されている。
マニホルド（Ｍｌ（ハ）が取付けられる。この複合マニ
ホルド（ハ）の分解斜面図が第３図に、冷却空気通路（
６）及び反応空気通路（３）を夫々通る横断平面図が第
４図及び第５図に示され、又冷却空気通路（６）を通る
電池の要部拡大縦断側面図が第６図に示されている。
複合マニホルド（ロ）は、分配枠体（１０）、蓋板（Ｉ
＋ｌ及び有底分離枠体（１２で構成され、各要素間は溶
接によシ、又はバッキングを介してビスなどによシ気密
的に接合される。又分配枠体（１０）とその蓋体（ｌｌ
）及び分離枠体０２）とそのカバー（１３１とは夫々一
体に成型してもよい。
＋ｌ及び有底分離枠体（１２で構成され、各要素間は溶
接によシ、又はバッキングを介してビスなどによシ気密
的に接合される。又分配枠体（１０）とその蓋体（ｌｌ
）及び分離枠体０２）とそのカバー（１３１とは夫々一
体に成型してもよい。
分配枠体（１［１は、その内部を多数の水平仕切板θ菊
により、各冷却板（５）の冷却空気通路（６）に対応す
る冷却空気分配室（国と、冷却板間の各サブスタック（
８）の反応空気通路ｆ３１ Ｋ対応する反応空気分配室
Ｈに区画されている。前記水平仕切板ａＵＣは、第７図
の要部分解斜面図及び第６図の断面図に示すよう所定空
気通路（６）の上下壁面に挿込まれる複数の位置決め片
θ乃が設けられている。
により、各冷却板（５）の冷却空気通路（６）に対応す
る冷却空気分配室（国と、冷却板間の各サブスタック（
８）の反応空気通路ｆ３１ Ｋ対応する反応空気分配室
Ｈに区画されている。前記水平仕切板ａＵＣは、第７図
の要部分解斜面図及び第６図の断面図に示すよう所定空
気通路（６）の上下壁面に挿込まれる複数の位置決め片
θ乃が設けられている。
分配枠体（１０）の蓋体（１１）には、中心を境にして
その左右に、前記各反応空気分配室θφに連通ずる流通
口０鴫及び各冷却空気分配室（ｌ［９に連通ずる流通口
（１１が夫々上下に配列されている。
その左右に、前記各反応空気分配室θφに連通ずる流通
口０鴫及び各冷却空気分配室（ｌ［９に連通ずる流通口
（１１が夫々上下に配列されている。
カバーＨを有する分離枠体０２は、垂直仕切板Ｑ（支）
によシ前記各流通口（１→及びθ→と夫々連通する反応
空気供給室（２２及び冷却空気供給室（２１）とに区画
され、これら各供給室（２２Ｈに、夫々パイプ（２４＋
（２３］を介して夫々冷却空気と反応空気が導入され
る。
によシ前記各流通口（１→及びθ→と夫々連通する反応
空気供給室（２２及び冷却空気供給室（２１）とに区画
され、これら各供給室（２２Ｈに、夫々パイプ（２４＋
（２３］を介して夫々冷却空気と反応空気が導入され
る。
あシ、第４図・第５図において該当部分はすべて同二記
号にダッシュ（１）を付して示した。勿論各分配室（１
旧ｌφは各集収室…ゐ、各供給室（２＋１Ｆ２は各排出
室［２１）ｔ２２となることは明らかであろう。電池ス
タック（Ｓ）の水素流通面には、従来と同様、水素の入
口側及び出口側の各マニホルド刹（ロ）が取付けられる
。
号にダッシュ（１）を付して示した。勿論各分配室（１
旧ｌφは各集収室…ゐ、各供給室（２＋１Ｆ２は各排出
室［２１）ｔ２２となることは明らかであろう。電池ス
タック（Ｓ）の水素流通面には、従来と同様、水素の入
口側及び出口側の各マニホルド刹（ロ）が取付けられる
。
次に本発明複合マニホルド（ロ）間による空気流路につ
いてを説明する。
いてを説明する。
パイプ（ｎ）から導入された冷却空気は、第４図に示す
ように入口側複合マニホルド（ハ）の供給室（２１）一
連通口（１！９−分配室ＱＧ）を経て冷却板（５）の冷
却通路（６）に送られ、スタック（Ｓ）の熱をうばった
冷却空気は、出口側マニホルド（６）の集取室００一連
通ロ＋１ａｌ−排出室に；）を経てパイプ（曇よシ導出
される。
ように入口側複合マニホルド（ハ）の供給室（２１）一
連通口（１！９−分配室ＱＧ）を経て冷却板（５）の冷
却通路（６）に送られ、スタック（Ｓ）の熱をうばった
冷却空気は、出口側マニホルド（６）の集取室００一連
通ロ＋１ａｌ−排出室に；）を経てパイプ（曇よシ導出
される。
一方パイブ（２４）から導入された反応空気は、第５図
に示すように供給室（四一連通口（１→−分配室Ｈを経
て、サブスタック（８）の各反応通路（３）に送られ、
各単位セル＋１１において水素ガスとの間で電池反応が
行われる。スタックから出た反応空気は、年収室０ト連
通口（１ト排出室（２チを経てパイプ（２４）よシ導出
される。
に示すように供給室（四一連通口（１→−分配室Ｈを経
て、サブスタック（８）の各反応通路（３）に送られ、
各単位セル＋１１において水素ガスとの間で電池反応が
行われる。スタックから出た反応空気は、年収室０ト連
通口（１ト排出室（２チを経てパイプ（２４）よシ導出
される。
以上実施例では冷却空気と反応空気とを同一方向に流す
場合を示したが、一方の空気例えば冷却空気を逆方向か
ら導入すれば、反応空気に対し対向流となって電池スタ
ック（Ｓ）の温度勾配を均一化するに役立つ。この場合
複合マニホルドウ）鏑はいずれもが供給・排出用として
機能する。
場合を示したが、一方の空気例えば冷却空気を逆方向か
ら導入すれば、反応空気に対し対向流となって電池スタ
ック（Ｓ）の温度勾配を均一化するに役立つ。この場合
複合マニホルドウ）鏑はいずれもが供給・排出用として
機能する。
（ホ）発明の効果
本発明によればグイガス方式の電池スタックに何ら修正
を加えることなくそのま＼用い、この電池スタックＶＣ
特殊な空気用複合マニホルドを組合せることによシセパ
レートクーリング方式とすることができるので、従来の
セパレートクーリング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
されると共に各空気の流通が円滑化されてプロワの能力
も小さくてよいなどの利点がある。
を加えることなくそのま＼用い、この電池スタックＶＣ
特殊な空気用複合マニホルドを組合せることによシセパ
レートクーリング方式とすることができるので、従来の
セパレートクーリング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
されると共に各空気の流通が円滑化されてプロワの能力
も小さくてよいなどの利点がある。
更にスタック内の冷却空気と反応空気とを対向流として
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。
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。
第１図、第２図はいずれも従来のセパレートクー＋７ン
グ方式の空冷式燃料電池の平面図である。 第３図乃至第７図は本発明による空冷式燃料電池を示し
、第３図は電池の分解斜面図、第４図は冷却空気通路に
沿った電池の横断平面図、第５図は反応空気通路に溜っ
た電池の横断平面図、第６図は電池の要部縦断側面図、
第７図は電池スタックと水平仕切板の結合状態を説明す
るための要部拡大斜面図である。 Ｓ：電池スタック、Ｍ、Ｍ：空気用複合マニホルド、Ｎ
、Ｎ：水素用マニホルド １：単位セル、３：反応空気通路、４：ガス分離板、５
：冷却板、６：冷却空気通路、８：サブスタック、１０
：分配枠体、１１：蓋体、１２：分離枠体、１４：水平
仕切板、１５：冷却空気分配室、１６：反応空気分配室
、１８：冷却空気通気口、１９：反応空気通気口、２０
：垂直仕切板、２１：冷却空気供給室、２２：反応空気
供給室。
グ方式の空冷式燃料電池の平面図である。 第３図乃至第７図は本発明による空冷式燃料電池を示し
、第３図は電池の分解斜面図、第４図は冷却空気通路に
沿った電池の横断平面図、第５図は反応空気通路に溜っ
た電池の横断平面図、第６図は電池の要部縦断側面図、
第７図は電池スタックと水平仕切板の結合状態を説明す
るための要部拡大斜面図である。 Ｓ：電池スタック、Ｍ、Ｍ：空気用複合マニホルド、Ｎ
、Ｎ：水素用マニホルド １：単位セル、３：反応空気通路、４：ガス分離板、５
：冷却板、６：冷却空気通路、８：サブスタック、１０
：分配枠体、１１：蓋体、１２：分離枠体、１４：水平
仕切板、１５：冷却空気分配室、１６：反応空気分配室
、１８：冷却空気通気口、１９：反応空気通気口、２０
：垂直仕切板、２１：冷却空気供給室、２２：反応空気
供給室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 電池スタックの反応空気通路及び冷却空気通路を有
する空気流通面に、反応空気及び冷却空気を分離供給す
る複合マニホルドを取付けてなり、前記複合マニホルド
が、水平仕切板によりその内部を各冷却板に対応する冷
却空気分配室及び前記冷却板間のサブスタックに対応す
る反応空気分配室とを区画形成した分配枠体、前記各分
配室に夫々連通する通気口を設けた葺板、及び縦仕切板
によシその内部を前記各通気口に夫々連通する冷却空気
供給室及び反応空気供給室に区画した有底分離枠体とを
順次気密的に積重装着して構成されていることを特徴と
する空冷式燃料電池。 ■ 前記電池スタック内における冷却空気流と反応空気
流とが互に対向流となるよう前記複合マニホルドに空気
を供給せしめる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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147661A JPS6037672A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 空冷式燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147661A JPS6037672A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 空冷式燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037672A true JPS6037672A (ja) | 1985-02-27 |
Family
ID=15435406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147661A Pending JPS6037672A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037672A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095366A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Qm Soft:Kk | 燃料電池発電装置 |
| KR100731329B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2007-06-21 | 두산중공업 주식회사 | 연료개질실을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 분리판 및그의 제조방법 |
| JP2009127789A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Fujii Gokin Seisakusho Co Ltd | ガス栓 |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP58147661A patent/JPS6037672A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095366A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Qm Soft:Kk | 燃料電池発電装置 |
| KR100731329B1 (ko) * | 2006-02-10 | 2007-06-21 | 두산중공업 주식회사 | 연료개질실을 포함하는 용융탄산염 연료전지용 분리판 및그의 제조방법 |
| JP2009127789A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Fujii Gokin Seisakusho Co Ltd | ガス栓 |
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