JPS6117338B2 - - Google Patents
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- JPS6117338B2 JPS6117338B2 JP54106566A JP10656679A JPS6117338B2 JP S6117338 B2 JPS6117338 B2 JP S6117338B2 JP 54106566 A JP54106566 A JP 54106566A JP 10656679 A JP10656679 A JP 10656679A JP S6117338 B2 JPS6117338 B2 JP S6117338B2
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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
- H01M8/04—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
- H01M8/04104—Regulation of differential pressures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水素のための動作導管（H2動作導
管）、酸素のための動作導管（O2動作導管）、H2
動作導管中のダイヤフラム弁（H2ダイヤフラム
弁）、O2動作導管中のダイヤフラム弁（O2ダイヤ
フラム弁）、H2ダイヤフラム弁のための制御導管
（H2制御導管）、O2ダイヤフラム弁のための制御
導管（O2制御導管）およびH2制御導管中の水素
のための開閉弁（H2制御弁）を備えたH2／O2燃
料電池に関する。
管）、酸素のための動作導管（O2動作導管）、H2
動作導管中のダイヤフラム弁（H2ダイヤフラム
弁）、O2動作導管中のダイヤフラム弁（O2ダイヤ
フラム弁）、H2ダイヤフラム弁のための制御導管
（H2制御導管）、O2ダイヤフラム弁のための制御
導管（O2制御導管）およびH2制御導管中の水素
のための開閉弁（H2制御弁）を備えたH2／O2燃
料電池に関する。
ガス状反応物質と液状電解質の反応により電気
エネルギーを発生する燃料電池ないし燃料セル集
合体は特開昭48−9232号公報ないし米国特許第
3935028号明細書により公知であり、種々の利点
を有している。この燃料セル集合体において、ガ
ス状反応物質の供給導管即ち動作導管内にはダイ
ヤフラム弁が設けられている。さらに、電気圧制
御弁と、両ガス状反応物質の一方を対応する動作
導管から電解液再生器に供給するための減圧弁を
備えた制御導管とが設けられている。制御導管内
の空気圧制御弁と減圧弁との間には、燃料電池内
の下限圧力に応答する電磁弁が設けられている。
動作導管中の両ダイヤフラム弁は、この電磁弁に
つながれている。即ちダイヤフラム弁のための制
御導管が存在する。
エネルギーを発生する燃料電池ないし燃料セル集
合体は特開昭48−9232号公報ないし米国特許第
3935028号明細書により公知であり、種々の利点
を有している。この燃料セル集合体において、ガ
ス状反応物質の供給導管即ち動作導管内にはダイ
ヤフラム弁が設けられている。さらに、電気圧制
御弁と、両ガス状反応物質の一方を対応する動作
導管から電解液再生器に供給するための減圧弁を
備えた制御導管とが設けられている。制御導管内
の空気圧制御弁と減圧弁との間には、燃料電池内
の下限圧力に応答する電磁弁が設けられている。
動作導管中の両ダイヤフラム弁は、この電磁弁に
つながれている。即ちダイヤフラム弁のための制
御導管が存在する。
H2／O2燃料セル集合体の運転開始時に燃料電
池の電極ないし電解質が酸化されて損傷する危険
があるので、燃料電池に先ずガス状の燃料を、そ
れらのガス状の酸化剤を供給することが要求され
る。従つて公知の集合体の場合、付属する制御導
管内の酸化剤のためのダイヤフラム弁の前に絞り
が接続されている。その結果、このダイヤフラム
弁は燃料用のダイヤフラム弁より後で開き、所期
の目的が達せられる。
池の電極ないし電解質が酸化されて損傷する危険
があるので、燃料電池に先ずガス状の燃料を、そ
れらのガス状の酸化剤を供給することが要求され
る。従つて公知の集合体の場合、付属する制御導
管内の酸化剤のためのダイヤフラム弁の前に絞り
が接続されている。その結果、このダイヤフラム
弁は燃料用のダイヤフラム弁より後で開き、所期
の目的が達せられる。
しかしながら絞りノズルを用いてガス給の制御
を行うのは実際上実現が困難であり、これに加え
て正しい動作が確実には保証され得ない。即ち絞
りノズルからO2ダイヤフラム弁までの制御導管
の容積は、ダイヤフラムのそれを含めても比較的
小さく、従つて流入するH2制御ガスにより、O2
ダイヤフラム弁の開口圧力にきわめて短時間のう
ちに達してしまう。H2およびO2ダイヤフラム弁
の開口時点に関して明らかな差が望まれるときに
は、絞りノズルの直径を所望の遅延時間に応じて
約0.03〜0.1mmとするだけでよい。しかしなが
ら、このようなノズルは再現性がよく製造するの
が困難なばかりか、ろ過されたガスの利用を必要
とする。さもないとノズルがきわめて簡単にふさ
がつてしまうからである。さらに公知の装置は、
故障時にH2ダイヤフラム弁が開かないと、酸素
が電池内を流れるという欠点を持つている。しか
しこれは先にも述べた通り避けねばならないこと
である。
を行うのは実際上実現が困難であり、これに加え
て正しい動作が確実には保証され得ない。即ち絞
りノズルからO2ダイヤフラム弁までの制御導管
の容積は、ダイヤフラムのそれを含めても比較的
小さく、従つて流入するH2制御ガスにより、O2
ダイヤフラム弁の開口圧力にきわめて短時間のう
ちに達してしまう。H2およびO2ダイヤフラム弁
の開口時点に関して明らかな差が望まれるときに
は、絞りノズルの直径を所望の遅延時間に応じて
約0.03〜0.1mmとするだけでよい。しかしなが
ら、このようなノズルは再現性がよく製造するの
が困難なばかりか、ろ過されたガスの利用を必要
とする。さもないとノズルがきわめて簡単にふさ
がつてしまうからである。さらに公知の装置は、
故障時にH2ダイヤフラム弁が開かないと、酸素
が電池内を流れるという欠点を持つている。しか
しこれは先にも述べた通り避けねばならないこと
である。
本発明の目的は、反応ガスのための動作導管、
ダイヤフラム弁および制御導管を備える最初に述
べた形式のH2／O2燃料電池を、電池内に生ずる
水素圧力が常に酸素圧力より高いことを確実に保
証できるように構成することにある。このこと
は、燃料電池の始動時に燃料が酸化剤より先に電
池内に流入して同じく最初に所定の圧力に達せね
ばならないこと、ならびに電池の停止時に水素が
酸素より一層長時間電池内に流入しなければなら
ないことを意味する。
ダイヤフラム弁および制御導管を備える最初に述
べた形式のH2／O2燃料電池を、電池内に生ずる
水素圧力が常に酸素圧力より高いことを確実に保
証できるように構成することにある。このこと
は、燃料電池の始動時に燃料が酸化剤より先に電
池内に流入して同じく最初に所定の圧力に達せね
ばならないこと、ならびに電池の停止時に水素が
酸素より一層長時間電池内に流入しなければなら
ないことを意味する。
この目的は本発明によれば、O2制御導管がH2
動作導管に接続され、この際O2制御導管がH2ダ
イヤフラム弁と電池入口との間においてH2動作
導管に開口するようにし、O2制御導管内に酸素
のための開閉弁（O2制御弁）が設けられ、O2ダ
イヤフラム弁の開口圧力がH2ダイヤフラム弁の
それより大きくされることにより達成される。
動作導管に接続され、この際O2制御導管がH2ダ
イヤフラム弁と電池入口との間においてH2動作
導管に開口するようにし、O2制御導管内に酸素
のための開閉弁（O2制御弁）が設けられ、O2ダ
イヤフラム弁の開口圧力がH2ダイヤフラム弁の
それより大きくされることにより達成される。
本発明において「燃料電池」とは、多数の燃料
セルからなる個々の電池のみでなく、燃料セル集
合体および完全な電池設備をも意味するものとす
る。又「水素（H2）」とは純粋な水素のみでな
く、燃料電池セルの動作に適するH2／COおよび
H2／CO2混合ガスのような水素を含有する混合ガ
スをも表示する。これに対応して「酸素（O2）」
とは純粋な酸素以外に酸素を含有するガス、特に
空気を意味する。
セルからなる個々の電池のみでなく、燃料セル集
合体および完全な電池設備をも意味するものとす
る。又「水素（H2）」とは純粋な水素のみでな
く、燃料電池セルの動作に適するH2／COおよび
H2／CO2混合ガスのような水素を含有する混合ガ
スをも表示する。これに対応して「酸素（O2）」
とは純粋な酸素以外に酸素を含有するガス、特に
空気を意味する。
本発明による燃料電池において、水素は酸素よ
り先に燃料電池内に流入する。この場合水素の所
定圧力までの圧力上昇は、酸素の所定圧力までの
圧力上昇より先行せしめられている。例えば水素
の所定圧力は２バールであり、酸素の所定圧力は
1.95バールである。酸素よりも高い水素の圧力レ
ベルは、この場合O2制御導管をH2ダイヤフラム
弁の後側で、即ち電池への流入部の直前の個所
で、H2動作導管に接続することにより得られ
る。このようにすることで、O2ダイヤフラム弁
の高い開口圧力と並んで、酸素室内に酸化剤が流
入するより先に電池の水素室がO2ダイヤフラム
の開口圧力に達するまでの燃料で満たされるよう
に保証することができる。
り先に燃料電池内に流入する。この場合水素の所
定圧力までの圧力上昇は、酸素の所定圧力までの
圧力上昇より先行せしめられている。例えば水素
の所定圧力は２バールであり、酸素の所定圧力は
1.95バールである。酸素よりも高い水素の圧力レ
ベルは、この場合O2制御導管をH2ダイヤフラム
弁の後側で、即ち電池への流入部の直前の個所
で、H2動作導管に接続することにより得られ
る。このようにすることで、O2ダイヤフラム弁
の高い開口圧力と並んで、酸素室内に酸化剤が流
入するより先に電池の水素室がO2ダイヤフラム
の開口圧力に達するまでの燃料で満たされるよう
に保証することができる。
本発明による燃料電池は、電池の動作時に電池
を停止することなしに水素圧力が所定値以下に低
下するのを防止できるという他の利点を持つてい
る。水素の圧力がO2ダイヤフラム弁の閉鎖圧力
まで低下すると、この弁は電池への酸素の流入を
しや断し、電池を停止させる。この結果、H2圧
力監視のための特別な監視部材、例えば、水素の
圧力が低下したときO2制御弁を介してH2制御ガ
スをしや断し排気によりO2ダイヤフラム弁の閉
鎖圧力まで低下させる圧力監視器も不要となる。
を停止することなしに水素圧力が所定値以下に低
下するのを防止できるという他の利点を持つてい
る。水素の圧力がO2ダイヤフラム弁の閉鎖圧力
まで低下すると、この弁は電池への酸素の流入を
しや断し、電池を停止させる。この結果、H2圧
力監視のための特別な監視部材、例えば、水素の
圧力が低下したときO2制御弁を介してH2制御ガ
スをしや断し排気によりO2ダイヤフラム弁の閉
鎖圧力まで低下させる圧力監視器も不要となる。
さらに本発明による燃料電池においては、O2
制御弁は電池のしや断時に水素が酸素より一層長
く電池内に流入することを保証する。即ちO2制
御弁のしや断の際O2ダイヤフラム弁が排気さ
れ、これに伴つてこの弁が閉じられる。その結果
酸素の電池への供給は中断し、他方では水素はさ
らに電池内に流入することができる。
制御弁は電池のしや断時に水素が酸素より一層長
く電池内に流入することを保証する。即ちO2制
御弁のしや断の際O2ダイヤフラム弁が排気さ
れ、これに伴つてこの弁が閉じられる。その結果
酸素の電池への供給は中断し、他方では水素はさ
らに電池内に流入することができる。
公知の電池と比較して、本発明による燃料電池
は通常の導管断面積を必要とするにすぎないとい
う利点を持つ。従つて絞りノズルの断面積を小さ
くすることに伴なう問題は生じなくなる。さらに
この際、始動時に水素室が酸素室より先に満たさ
れることが確実に保証される。
は通常の導管断面積を必要とするにすぎないとい
う利点を持つ。従つて絞りノズルの断面積を小さ
くすることに伴なう問題は生じなくなる。さらに
この際、始動時に水素室が酸素室より先に満たさ
れることが確実に保証される。
本発明による燃料電池の特に好適な実施例を、
以下に図面を参照してより詳しく説明する。
以下に図面を参照してより詳しく説明する。
図中に概略的に示されたH2／O2燃料電池１０
は、例えば特開昭48−9232号公報ないし米国特許
第3935028号明細書により公知の電池に対応した
構成を持つている。この電池１０は例えば70個の
燃料電池要素を含み、これらを反応ガスがカスケ
ード状に貫流する。この場合各カスケードは例え
ば順次22，16，８，６，４，２および１のセル数
を示す。図においては電池内の反応ガスの流れは
簡略化して示されている。
は、例えば特開昭48−9232号公報ないし米国特許
第3935028号明細書により公知の電池に対応した
構成を持つている。この電池１０は例えば70個の
燃料電池要素を含み、これらを反応ガスがカスケ
ード状に貫流する。この場合各カスケードは例え
ば順次22，16，８，６，４，２および１のセル数
を示す。図においては電池内の反応ガスの流れは
簡略化して示されている。
電池１０には両反応ガス、即ち酸素と水素がそ
れぞれ動作導管１１ないし１２を通して供給され
る。H2動作導管１１内にはH2ダイヤフラム弁１
３が配置され、O2動作導管１２内にはO2ダイヤ
フラム弁１４が配置されている。両ダイヤフラム
弁１３，１４は空圧的に操作される。H2ダイヤ
フラム弁１３をH2動作導管１１の該弁より上流
側の個所と結ぶH2制御導管１５にはH2制御弁１
６が設けられている。酸素のための開閉弁１８、
即ちO2制御弁が設けられたO2制御導管１７は、
O2ダイヤフラム弁１４をH2動作導管１１に結合
している。この場合O2制御導管１７は、H2動作
導管１１内のH2ダイヤフラム弁１３と電池入口
との間の個所、即ちH2ダイヤフラム弁より下流
で電池へのH2動作導管の入口より上流の個所に
開口している。制御弁１６，１８として三方電磁
弁が利用される。この弁は通常手動操作が可能で
ある。制御弁としてはドイツ連邦共和国特許出願
公開第2736032号公報に述べられた形式の電磁弁
を使用すると有利である。
れぞれ動作導管１１ないし１２を通して供給され
る。H2動作導管１１内にはH2ダイヤフラム弁１
３が配置され、O2動作導管１２内にはO2ダイヤ
フラム弁１４が配置されている。両ダイヤフラム
弁１３，１４は空圧的に操作される。H2ダイヤ
フラム弁１３をH2動作導管１１の該弁より上流
側の個所と結ぶH2制御導管１５にはH2制御弁１
６が設けられている。酸素のための開閉弁１８、
即ちO2制御弁が設けられたO2制御導管１７は、
O2ダイヤフラム弁１４をH2動作導管１１に結合
している。この場合O2制御導管１７は、H2動作
導管１１内のH2ダイヤフラム弁１３と電池入口
との間の個所、即ちH2ダイヤフラム弁より下流
で電池へのH2動作導管の入口より上流の個所に
開口している。制御弁１６，１８として三方電磁
弁が利用される。この弁は通常手動操作が可能で
ある。制御弁としてはドイツ連邦共和国特許出願
公開第2736032号公報に述べられた形式の電磁弁
を使用すると有利である。
O2制御弁１８とH2動作導管１１への結合個所
との間の領域内において、O2制御導管１７に圧
力導管１９が接続されており、該導管１９はO2
制御導管を電解液再生器０に接続している。この
電解液再生器はいわゆる分散蒸発器の形態を持つ
もので、特開昭48−9232号公報により公知の構成
を有する。圧力導管１９内には減圧弁２１が配置
されている。
との間の領域内において、O2制御導管１７に圧
力導管１９が接続されており、該導管１９はO2
制御導管を電解液再生器０に接続している。この
電解液再生器はいわゆる分散蒸発器の形態を持つ
もので、特開昭48−9232号公報により公知の構成
を有する。圧力導管１９内には減圧弁２１が配置
されている。
導管２２によつて動作導管１１と１２が結合さ
れている。この場合導管２２は電池より上流側、
即ちO2ダイヤフラム弁１４と電池入口との間の
H2動作導管の個所を、電池をより下流側、即ち
電池出口のH2動作導管の個所と結合している。
接続導管２２内に２つの弁２３，２４、特に二方
向弁が設けられる。電池出口側の動作導管１１，
１２にはさらにいわゆる掃気弁２５，２６が設け
られる。この場合H2動作導管内の掃気弁２５
は、接続導管２２の結合個所より下流側に配管さ
れている。掃気弁としては二方向電磁弁が利用さ
れ、これらのうち特にO2動作導管内の掃気弁２
６は手動操作機構を有する。
れている。この場合導管２２は電池より上流側、
即ちO2ダイヤフラム弁１４と電池入口との間の
H2動作導管の個所を、電池をより下流側、即ち
電池出口のH2動作導管の個所と結合している。
接続導管２２内に２つの弁２３，２４、特に二方
向弁が設けられる。電池出口側の動作導管１１，
１２にはさらにいわゆる掃気弁２５，２６が設け
られる。この場合H2動作導管内の掃気弁２５
は、接続導管２２の結合個所より下流側に配管さ
れている。掃気弁としては二方向電磁弁が利用さ
れ、これらのうち特にO2動作導管内の掃気弁２
６は手動操作機構を有する。
電池の始動にあたつては、水素と酸素とが例え
ばそれぞれ手動弁を介して動作導管に供給され
る。この場合水素は閉じられているH2ダイヤフ
ラム弁１３および制御弁１６に、酸素は閉じられ
ているO2ダイヤフラム弁１４に加わる。機械的
に連動する手動操作により両制御弁１６，１８が
同時に開かれる。その際H2制御弁１６を介して
水素がH2ダイヤフラム弁１３のダイヤフラムに
流れる。約0.5バールの過圧においてこの弁が開
き、電池内へのおよびO2制御導管内への水素の
流入を可能とする。これに伴い電池の水素室内な
らびにO2制御導管内の圧力が上昇する。
ばそれぞれ手動弁を介して動作導管に供給され
る。この場合水素は閉じられているH2ダイヤフ
ラム弁１３および制御弁１６に、酸素は閉じられ
ているO2ダイヤフラム弁１４に加わる。機械的
に連動する手動操作により両制御弁１６，１８が
同時に開かれる。その際H2制御弁１６を介して
水素がH2ダイヤフラム弁１３のダイヤフラムに
流れる。約0.5バールの過圧においてこの弁が開
き、電池内へのおよびO2制御導管内への水素の
流入を可能とする。これに伴い電池の水素室内な
らびにO2制御導管内の圧力が上昇する。
O2制御導管１７内に開いたO2制御弁１８を介
して形成されるH2制御圧力は、約0.7バールの過
圧においてO2ダイヤフラム弁１４を開かせる。
それに基づいて、酸素が水素より時間的に遅れて
燃料電池内、即ち酸素室内に流入する。この結果
電池電圧が生じ、この電圧により両制御弁１６，
１８も開口状態に保たれる。なぜならそれらのコ
イルに電池電圧が供給されるからである。両制御
弁の手動操作は従つてもはや不要となる。
して形成されるH2制御圧力は、約0.7バールの過
圧においてO2ダイヤフラム弁１４を開かせる。
それに基づいて、酸素が水素より時間的に遅れて
燃料電池内、即ち酸素室内に流入する。この結果
電池電圧が生じ、この電圧により両制御弁１６，
１８も開口状態に保たれる。なぜならそれらのコ
イルに電池電圧が供給されるからである。両制御
弁の手動操作は従つてもはや不要となる。
しや断のための操作は次のように行われる。し
や断装置の電気的なしや断器によりあるいは監視
機能の応動により、O2制御弁１８の電流回路が
しや断される。これに基づいて弁１８が閉じ、
O2ダイヤフラム弁１４のダイヤフラムに対する
排気位置に切換わる。約0.6バールの過圧におい
て弁１４が閉じ、これに伴い電池への酸素の流入
がしや断される。電気的な負荷がかかつている場
合電池の酸素室内に存在する酸素は、依然として
電池内を流れる水素により消費される。酸素の量
の減少により電池電圧も例えば約2VであるH2制
御弁１６の閉鎖電圧に達するまで低下する。この
時点においてはじめて弁１６が閉じ、H2ダイヤ
フラム弁のダイヤフラムを排気し、その閉鎖工程
を開始させる。
や断装置の電気的なしや断器によりあるいは監視
機能の応動により、O2制御弁１８の電流回路が
しや断される。これに基づいて弁１８が閉じ、
O2ダイヤフラム弁１４のダイヤフラムに対する
排気位置に切換わる。約0.6バールの過圧におい
て弁１４が閉じ、これに伴い電池への酸素の流入
がしや断される。電気的な負荷がかかつている場
合電池の酸素室内に存在する酸素は、依然として
電池内を流れる水素により消費される。酸素の量
の減少により電池電圧も例えば約2VであるH2制
御弁１６の閉鎖電圧に達するまで低下する。この
時点においてはじめて弁１６が閉じ、H2ダイヤ
フラム弁のダイヤフラムを排気し、その閉鎖工程
を開始させる。
H2動作導管内の圧力が降下した際、先に述べ
た装置によるH2圧力監視は、H2動作導管および
H2制御導管内における低下した水素圧力が、約
0.6バールの過圧においてO2ダイヤフラム弁の閉
鎖を引き起こし、これに伴い電池への酸素の供給
がしや断されるように行われる。この場合0.2ダ
イヤフラム弁の閉鎖圧力がH2ダイヤフラム弁の
それより高いことに伴い、電池のしや断時ないし
圧力監視時に水素をできるだけ長く電池内に滞留
させねばならないという要求が満たされる。
た装置によるH2圧力監視は、H2動作導管および
H2制御導管内における低下した水素圧力が、約
0.6バールの過圧においてO2ダイヤフラム弁の閉
鎖を引き起こし、これに伴い電池への酸素の供給
がしや断されるように行われる。この場合0.2ダ
イヤフラム弁の閉鎖圧力がH2ダイヤフラム弁の
それより高いことに伴い、電池のしや断時ないし
圧力監視時に水素をできるだけ長く電池内に滞留
させねばならないという要求が満たされる。
H2およびO2動作導管の間の接続導管２２に設
けられた弁２３，２４は、休止状態と動作状態の
双方において閉じられている。オフキイ（電け
ん）の操作時ないし安全機能の応動時に空気力学
的に直列に接続された両弁は、制御電子回路を介
して開かれる。これらの両弁は、しや断過程にお
いて低下する電池電圧が弁の閉鎖電圧に達するま
で開いた状態に保たれる。しや断過程中の弁２
３，２４の短時間の開放は、電池内になお全圧力
をもつて滞留している水素に、O2ダイヤフラム
弁１４の早期の閉結とそれと同時のO2掃気弁２
６の開放により酸素圧力が水素圧力より低下して
いる酸素室内に流入する機会を与えるためのもの
である。
けられた弁２３，２４は、休止状態と動作状態の
双方において閉じられている。オフキイ（電け
ん）の操作時ないし安全機能の応動時に空気力学
的に直列に接続された両弁は、制御電子回路を介
して開かれる。これらの両弁は、しや断過程にお
いて低下する電池電圧が弁の閉鎖電圧に達するま
で開いた状態に保たれる。しや断過程中の弁２
３，２４の短時間の開放は、電池内になお全圧力
をもつて滞留している水素に、O2ダイヤフラム
弁１４の早期の閉結とそれと同時のO2掃気弁２
６の開放により酸素圧力が水素圧力より低下して
いる酸素室内に流入する機会を与えるためのもの
である。
全ての弁（１３，１４，１６，１８，２３，２
４，２５および２６）がその閉鎖電圧に達して閉
鎖した後で、電池の全ガス室内に所望の水素の過
圧が生ずる。これに伴い一方において電解質が酸
化する危険を予防し、他方においてガス室に電解
液が浸出するのを避けることができる。電解液が
ガス室内にあふれ出る場合には、各始動時に流入
するガスにより先ずガス室から電解液を追い出す
必要があり、このためアスベストダイヤフラムを
損傷する危険のある圧力変動を引起こすおそれが
ある。
４，２５および２６）がその閉鎖電圧に達して閉
鎖した後で、電池の全ガス室内に所望の水素の過
圧が生ずる。これに伴い一方において電解質が酸
化する危険を予防し、他方においてガス室に電解
液が浸出するのを避けることができる。電解液が
ガス室内にあふれ出る場合には、各始動時に流入
するガスにより先ずガス室から電解液を追い出す
必要があり、このためアスベストダイヤフラムを
損傷する危険のある圧力変動を引起こすおそれが
ある。
減圧弁２１は、O2制御導管１７から約１バー
ルの過圧を受ける。弁自体の内部ではこの圧力は
約0.4バールの過圧に減圧され、電解液再生器の
ガス室に導かれる。この場合減圧されたガス圧
は、電解液ポンプ圧力に対する対向圧力として、
電解液再生器のアスベストダイヤフラムの一側性
圧力負担を避けその破損を防ぐという目的を持つ
ている。
ルの過圧を受ける。弁自体の内部ではこの圧力は
約0.4バールの過圧に減圧され、電解液再生器の
ガス室に導かれる。この場合減圧されたガス圧
は、電解液ポンプ圧力に対する対向圧力として、
電解液再生器のアスベストダイヤフラムの一側性
圧力負担を避けその破損を防ぐという目的を持つ
ている。
図面は本発明の一実施例の概略構成図である。
１０……H2XO2燃料電池、１１……H2動作導
管、１２……O2動作導管、１３……H2ダイヤフ
ラム弁、１４……O2ダイヤフラム弁、１５……
H2制御導管、１６……H2制御弁、１７……O2制
御導管、１８……O2制御弁、１９……圧力導
管、２０……電解液再生器、２１……減圧弁、２
２……接続導管、２３，２４……弁、２５，２６
……掃気弁。
管、１２……O2動作導管、１３……H2ダイヤフ
ラム弁、１４……O2ダイヤフラム弁、１５……
H2制御導管、１６……H2制御弁、１７……O2制
御導管、１８……O2制御弁、１９……圧力導
管、２０……電解液再生器、２１……減圧弁、２
２……接続導管、２３，２４……弁、２５，２６
……掃気弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素のための動作導管（H2動作導管１１）、
酸素のための動作導管（O2動作導管１２）、H2動
作導管中のダイヤフラム弁（H2ダイヤフラム弁
１３）、O2導管中のダイヤフラム弁（O2ダイヤフ
ラム弁１４）、H2ダイヤフラム弁のための制御導
管（H2制御導管１５）、O2ダイヤフラム弁のため
の制御導管（O2制御導管１７）、H2制御導管中の
水素のための開閉弁（H2制御弁１６）および電
解液再生器２０を備えたH2／O2燃料電池におい
て、O2制御導管１７がH2動作導管１１に接続さ
れ、その際O2制御導管がH2ダイヤフラム弁１３
と電池入口との間においてH2動作導管１１内に
開口し、O2制御導管１７内に酸素の導入遮断用
の開閉弁１８（O2制御弁）が設けられ、O2ダイ
ヤフラム弁１４の開口圧力がH2ダイヤフラム弁
１３のそれより大きくなつていることを特徴とす
るH2／O2燃料電池。 ２ 水素のための動作導管（H2動作導管１１）、
酸素のための動作導管（O2動作導管１２）、H2動
作導管中のダイヤフラム弁（H2ダイヤフラム弁
１３）、O2導管中のダイヤフラム弁（O2ダイヤフ
ラム弁１４）、H2ダイヤフラム弁のための制御導
管（H2制御導管１５）、O2ダイヤフラム弁のため
の制御導管（O2制御導管１７）、H2制御導管中の
水素のための開閉弁（H2制御弁１６）および電
解液再生器２０を備え、O2制御導管１７がH2動
作導管１１に接続され、その際O2制御導管がH2
ダイヤフラム弁１３と電池入口との間において
H2動作導管１１内に開口し、O2制御導管１７内
に酸素の導入遮断用の開閉弁１８（O2制御弁）
が設けられ、O2ダイヤフラム弁１４の開口圧力
がH2ダイヤフラム弁１３のそれより大きくなつ
ているH2／O2燃料電池において、電解液再生器
のアスベストダイヤフラムの片面に加わる電解ポ
ンプ圧力を低減させる対向圧力の発生のためO2
制御弁１８とH2動作導管１１とを結ぶO2制御導
管１７の中間部に減圧弁２１を通して電解液再生
器２０に導く圧力導管１９が結合されていること
を特徴とするH2／O2燃料電池。 ３ 水素のための動作導管（H2動作導管１１）、
酸素のための動作導管（O2動作導管１２）、H2動
作導管中のダイヤフラム弁（H2ダイヤフラム弁
１３）、O2導管中のダイヤフラム弁（O2ダイヤフ
ラム弁１４）、H2ダイヤフラム弁のための制御導
管（H2制御導管１５）、O2ダイヤフラム弁のため
の制御導管（O2制御導管１７）、H2制御導管中の
水素のための開閉弁（H2制御弁１６）および電
解液再生器２０を備え、O2制御導管１７がH2動
作導管１１に接続され、その際O2制御導管がH2
ダイヤフラム弁１３と電池入口との間において
H2動作導管１１内に開口し、O2制御導管１７内
に酸素の導入しや断用の開閉弁１８（O2制御
弁）が設けられ、O2ダイヤフラム弁１４の開口
圧力がH2ダイヤフラム弁１３のそれより大きく
なつているH2／O2燃料電池において、電池のし
や断過程中の酸素圧力の低下を補償するため電池
出口側のH2動作導管１１と電池入口側のO2動作
導管１２との間に電池のしや断過程においてだけ
開放される弁２３，２４を少なくとも一つ挿入し
た結合導管２２が設けられていることを特徴とす
るH2／O2燃料電池。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2836464A DE2836464C3 (de) | 1978-08-21 | 1978-08-21 | Wasserstoff/Sauerstoff-Brennstoffbatterie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5528299A JPS5528299A (en) | 1980-02-28 |
| JPS6117338B2 true JPS6117338B2 (ja) | 1986-05-07 |
Family
ID=6047520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10656679A Granted JPS5528299A (en) | 1978-08-21 | 1979-08-21 | H2*o2 fuel battery |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4226919A (ja) |
| JP (1) | JPS5528299A (ja) |
| CA (1) | CA1131302A (ja) |
| DE (1) | DE2836464C3 (ja) |
| FR (1) | FR2434493A1 (ja) |
| GB (1) | GB2028568B (ja) |
| IT (1) | IT1122456B (ja) |
| SE (1) | SE448505B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4509548A (en) * | 1982-07-01 | 1985-04-09 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Reactant pressure differential control for fuel cell gases |
| JPS6023976A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-06 | Hitachi Ltd | 燃料電池差圧制御装置 |
| JPH0622156B2 (ja) * | 1985-03-01 | 1994-03-23 | 三菱電機株式会社 | 燃料電池装置 |
| JP2701522B2 (ja) * | 1990-06-20 | 1998-01-21 | 富士電機株式会社 | 燃料電池発電装置 |
| DE4425634C1 (de) * | 1994-07-20 | 1995-10-26 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Vorrichtung zum dosierten Zuführen von flüssigen Reaktanden zu einem Brennstoffzellensystem |
| ATE221259T1 (de) * | 1996-06-10 | 2002-08-15 | Siemens Ag | Verfahren zum betreiben einer pem- brennstoffzellenanlage |
| US6218038B1 (en) | 1999-08-24 | 2001-04-17 | Plug Power, Inc. | Regulating a flow through a fuel cell |
| FR2816762B1 (fr) | 2000-11-14 | 2003-10-03 | Air Liquide | Procede et dispositif de securite pour le demarrage et l'arret d'une pile a combustible |
| DE10200222B4 (de) * | 2002-01-04 | 2008-07-31 | PowerAvenue Corp., Nashville | Brennstoffzelle mit einem Innenraum, in dem ein Gasspeicher angeordnet ist |
| FR2873498B1 (fr) * | 2004-07-20 | 2007-08-10 | Conception & Dev Michelin Sa | Arret d'une pile a combustible alimentee en oxygene pur |
| FR2917536B1 (fr) * | 2007-06-15 | 2009-08-21 | Michelin Soc Tech | Arret d'une pile a combustible alimentee en oxygene pur |
| USD1014989S1 (en) * | 2021-05-09 | 2024-02-20 | 39F Usa Inc | Seating furniture |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3106494A (en) * | 1960-07-20 | 1963-10-08 | Honeywell Regulator Co | Differential pressure regulator control system |
| US3935028A (en) * | 1971-06-11 | 1976-01-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Fuel cell set and method |
| DE2129134C3 (de) * | 1971-06-11 | 1978-06-22 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Brennstoffzellenaggregat |
| US4098960A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-04 | United Technologies Corporation | Fuel cell fuel control system |
-
1978
- 1978-08-21 DE DE2836464A patent/DE2836464C3/de not_active Expired
-
1979
- 1979-08-08 US US06/064,887 patent/US4226919A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-08-09 IT IT25020/79A patent/IT1122456B/it active
- 1979-08-14 SE SE7906790A patent/SE448505B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-08-16 GB GB7928515A patent/GB2028568B/en not_active Expired
- 1979-08-17 FR FR7920872A patent/FR2434493A1/fr active Granted
- 1979-08-21 JP JP10656679A patent/JPS5528299A/ja active Granted
- 1979-08-21 CA CA334,194A patent/CA1131302A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2836464A1 (de) | 1980-02-28 |
| SE448505B (sv) | 1987-02-23 |
| IT7925020A0 (it) | 1979-08-09 |
| JPS5528299A (en) | 1980-02-28 |
| FR2434493B1 (ja) | 1983-06-17 |
| CA1131302A (en) | 1982-09-07 |
| SE7906790L (sv) | 1980-02-22 |
| FR2434493A1 (fr) | 1980-03-21 |
| US4226919A (en) | 1980-10-07 |
| DE2836464C3 (de) | 1981-10-29 |
| GB2028568A (en) | 1980-03-05 |
| DE2836464B2 (de) | 1980-11-27 |
| IT1122456B (it) | 1986-04-23 |
| GB2028568B (en) | 1982-12-22 |
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