JPS62223976A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPS62223976A
JPS62223976A JP61069051A JP6905186A JPS62223976A JP S62223976 A JPS62223976 A JP S62223976A JP 61069051 A JP61069051 A JP 61069051A JP 6905186 A JP6905186 A JP 6905186A JP S62223976 A JPS62223976 A JP S62223976A
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pipe
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fuel cell
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Yoshiyuki Taguma
良行 田熊
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029Heat exchange using liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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    • F28D15/0275Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 この発明は、熱媒体を循環させて燃料電池と外部との間
の熱輸送を行う燃料電池の温度調節装置に関するもので
ある。
【従来の技術] 従来この種の装置として、外部の循環ポンプから燃料電
池の熱交換器に純水を送り込む通水冷却が一般的であっ
たが、この方式は通水管内の腐食問題を避けることがで
きず、このためきびしい水質管理を要求されるという欠
点があったゆこれに代るものとして、燃料電池の熱交換
器にヒートバイブを□用いる方式が考案されており、そ
の従来技術の一例が、特開昭57−180079号公報
、特開昭57−180080号公報、特開昭58−11
7657号公報に示されている。
それらの−例の構成を第5図に示す。図において、(1
)、(2)はそれぞれ燃料電池の冷却系を構成する冷却
板上板、冷却板下板であり、冷却板下板(2)の冷却板
上板(1)に対向する側の面に冷却!(3)が設置され
ている。冷却管(3)は冷却板下板(2)の外部におい
て、外部熱交換器(5)と、接続配管(4a)、(4b
)を介して接続されている。
この様な従来構成のものの動作について説明する。積層
された燃料電池で発生した熱は、上下から冷却板上板(
1)、冷却板下板(2)cこ伝えられ、さらにこれらに
はさまれた冷却管(3)に伝えられる。この熱は冷却管
(3)内に封入されている熱媒体を蒸発させ、この蒸気
は冷却管(3)より高所に配置されている外部熱交換器
(5)へ、接続配管(4a)、(4b)を経由して導か
れる。外部熱交換器(5)において、外部への放熱が行
われ、蒸気は凝縮液化する。凝縮液は自重によって、接
続配管(4a)、(4b)を通って冷却管(3)に戻る
。かくして動力を用いることなく。
熱媒体を循環させて熱輸送を行うことを可能としている
。なお、外部熱交換器(5)は、内部の蒸気が持つ熱を
外部へ放出するためのもので、第5図では風冷の場合を
示したが、特開昭57−180080号公報では水冷方
式も実施例として挙げている。
〔発明が解決しようとする問題点) ところで、燃料電池の冷却板は、燃料電池の効果的な冷
却のために、積層方向に適切なピッチで多数配置される
。しかるに上述した従来の装置では、冷却板1組に対し
1個の外部熱交換器(5)が配置され、この外部熱交換
器(5)が高さ方向に大きなスペースを占有するために
、燃料電池の限られた積層高さの寸法内にこの外部熱交
換器(5)を配置することが困難であるという問題点が
あった、また仮に配置できたとしても、多数の外部熱交
換器(5)を構成する関係と、多大のスペースを要求す
ること、構造が複雑になること、多大の製作コストがか
かるなどの欠点を有していた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、コンパクトでシンプルで且つ安価な燃料電池
の温度調節装置を提供することを目的とする。
【問題点を解決するための手段フ この発明に係る燃料電池の温度調節装置は、各々の冷却
板における冷却管の出入口を構成する第1、第2の接続
配管を共通の第1.第2のマニホールド管でつなぎ、第
1.第2のマニホールド管を1部に配置しtコ外部熱交
換器と接続して、冷却管−接続配管−マニホールド管−
外部熱交換器で閉ループの冷却系を構成させるとともに
、この冷却系の中に、少なくとも燃料電池の最上部の冷
却板の高さ以上の液面を維持できる量の熱媒体を封入し
たものである。
〔作用〕
この発明における燃料電池の温度調節装置は。
各々の冷却板に配、fj!!された冷却管において発生
した熱媒体の蒸気が、第1のマニホールド管を経由して
上部に配置した外部熱交換器に至り、外部熱交換器にお
いて外部への放熱により凝縮液化した熱媒体が、第2の
マニホールド管を経由して冷却管に戻るという伝熱機構
を構成する。
〔実施例) 以下、この発明の一実施例を第1図、第2図に基づいて
説明する。第2図は、多数の冷却板(6)より構成され
る燃料電池(ト)と冷却系cL4との組合せを概念的に
示したもので、第1図は1枚の冷却板(6)についての
冷却系を示したものである。第1図において、(7)は
冷却板(6)に設置された冷却管で、冷却管(7)は冷
却板(6)の中で複数の並行流を構成するように配列さ
れ、対応する複数の第1.第2の接続配管(8a)、(
8b)に接続される。第1の接続配管(8a]は冷却管
(7)よりも高位にある第1のヘッダ管(9a)につな
がれ、第1のヘッダ管(9a)は上下につながる第1の
マニホールド管(10a)に接続される。
もう一方の第2の接続配管(8b]は、冷却管(7)よ
りも低位にある第2のヘッダ管(9b月こつながれ、第
2のヘッダ管(9b]は上下fこつながる第2のマニホ
ールド管(10b)に接続される。@2図において。
(6)  、  (7)  、  (8a)、(8b)
、(9a)、(9b)、(10a)、(10b)  は
 。
第1図と同じものを多少概念的に描いている。第1、第
2のヘッダ管(9a)、(9b)は、1枚の冷却板(6
)に対し1組配置され、燃料電池(ト)の′WI層方向
に冷却板(6)の数だけ配置されるが、第1、第2のマ
ニホールド管(10a)、(10b)はこれらを垂直方
向に連通させるもので、1対で構成される。αηは胴体
側とチューブ四より構成され、燃料電池(至)の最上部
(6)冷却板(6)より高位に配置された外部熱交換器
である。第1のマニホールド管(10a)は、外部熱交
換器部のチューブ@の一端の上部に接続され、一方の第
2のマニホールド管(10b)は外部熱交換器αυのチ
ューブaりのもう一方の一端の下部に接続される。この
様にして、冷却管(7)、@1.鼾zの接続配管(8a
)、(8b) 、第1.第2のヘッダ管(9a)。
(9b)、第1.第2のマニホールド管(10a)、(
10b人外部熱交換器四のチューブ四は1つの閉ループ
の冷却系a4を構成する。冷却系四には、内部を真空f
ζ排気したあと、水、フロンなどの熱媒体を、少なくと
も燃料電池に)の最上部の冷却板(6)の高さ以。
土の液面が維持できる量だけ封入している。
次いで、第1図、第2図の実施例の動作について説明す
る。積層された燃料電池四で発生した熱は冷却板(6)
に伝えられ、さらにその熱は冷却板(6)内の冷却管(
7)に伝えられ、この熱は、冷却管(7)円に封入され
ている熱媒体を蒸発させる。蒸発潜熱を奪った熱媒体の
蒸気は浮力により、と勾配をもった第1の接続配管(8
a月ζ導かれ、第1のヘッダ管C9a)を経由して第1
のマニホールド管(10a) ニ導かれる。冷却板(6
)毎に配置された多数の第1のヘッダ管(9a)から出
てきた蒸気は、1本の第1のマニホールド管(10a)
に集合され、さらに浮力によって蒸気は第1のマニホー
ルド管(10a)内をと昇して液面に到達する。そこか
ら蒸気は、@1のマニホールド管(10a)内をさらに
上昇し、外部熱交換器(ロ)のチューブ(2)に到達す
る。外部熱交換器部の胴体−には冷却水を通水している
が、この冷却水との熱交換により、チューブ(ロ)内の
蒸気が凝縮液化する。チューブ(財)内の凝縮液は自重
によって第2のマニホールド管(10b)に至り、さら
に凝縮液はマニホールド管(10b)内を落下して液面
に至り、そこから液は@2のマニホールド管(10b)
第2のヘッダ管(9b)、第2の接続配管(8b)を経
由して冷却管(7)に戻る。かくして相変化に伴う潜熱
の吸収、放出を利用したいわゆるヒートパイプとしての
冷却系が構成される。この方式は燃料電池(ト)の積層
方向に多数配置された冷却板(6)の冷却管(7)を1
対の第1.第2のマニホールド管(10a)。
(10b)に接続させることで、外部熱交換器a1の共
通化を可能とするもので、従来技術で冷却板1枚に対し
1個の外部熱交換器を要した構成Cζ比べ。
大幅なコンパクト化を図ることができる。ここで、第2
図の実施例においては第1.第2のマニホールド管(1
0a)、(10b)を底部で連通させた例を示したが、
ここは必ずしも連通させる必要はない。
なお、に記実施例では、冷却管(7)の構成として1往
復流れの場合を示したが、特にこの構成に限定するもの
ではなく、2以との往復数の流れであっても良く、また
片道流れの構成でも良く同じ効果を奏する。片道流れ構
成の場合の実施例を第8図、第4図に示す。@8図、#
I4図Cζおいて、(6)〜四は、第1図、第2図と同
じものを示す。第8図、第4図は冷却管(7)の流れの
構成が異なるのみで、冷却系構成、伝熱の機構などは第
1図、第2図の実施例と全く同一である。なお、第8図
、第4図の構成において、冷却板(6)内の冷却管(7
)は接続配管(8b)側から接続配管(8a]側に向け
てと向きの勾配を持つように配置しても良い。
また上記第1図〜第4図の実施例において、外部熱交換
器0のチューブ(2)は1図示のように水平配置でも良
いが、凝縮液の還流をスムーズにするために、第1のマ
ニホールド(10a)との接続位置から第2のマニホー
ルド(10b)との接続位置にかけて下向きの勾配をも
たせて配置しても良く、さ□らには、外部熱交換器部を
、チューブ亜が垂直方向を向く様に配置し、チューブ@
の上端を@1のマニホールド管(lea)に、チューブ
(ロ)の下端を第2のマニホールド管(10b)に接続
する様に構成しても良い。
なおと記実施例では、シェルアンドチューブ方式の外部
熱交換器Qを配置した例を述べたが、外部熱交換器(ロ
)はどの様な形式でも良く、また外部熱交換器回の冷却
媒体も水に限定される訳ではなく1例えばフィン付きの
風冷方式でも良い、またと記実施例においては、蒸気の
流れをスムーズにするために、第1の接続配管(8a〕
と第2の接続配管(8b)に勾配をもたせたが、必ずし
も両者に勾配を持たせる必要はなく、どちらか一方を水
平に配置しても良く、さらlζ両者を水平tこ配置して
も良く、所期の目的を達成する。この場合は、構造がさ
らにシンプルになり製作が容易になるという利点がある
さらに、上記実施例では、燃料電池1基に対し1個のみ
外部熱交換器を配置した例を述べたが。
冷却板を積層方向に複数のブロックに分け、各ブロック
毎にマニホールド管と外部熱交換器を配置しても良い。
【発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、燃料電池の積層方向
に配置された複数の冷却管を共通の第1゜第2のマニホ
ールド管でつなぎ、第1.第2のマニホールド管を上部
に配置した外部熱交換器と接続して閉ループの冷却系を
構成したので、コンパクトで構造がシンプルで且つ安価
な燃料電池の温度調節装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はこの発明の一実施例による燃料電池の
温度調節装置を示す要部斜視図、系統図。 第8図、@4図はこの発明の他の実施例による燃料電池
の温度調節装置を示す要部斜視図、系統図。 第5図は従来の燃料電池の温度調節装置を示す斜視図で
ある。 図において、(6)は冷却板、(7)は冷却管、(8a
)。 (8b]は第1、第2の接続配管、(9a)、(9b)
は第1・第2のヘッダ管、(10a)、(10b)は第
1.第2のマニホールド管、συは外部熱交換器、 (
141は冷却系、(ト)は燃料電池である。 尚、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃料電池の積層方向に配置された複数の冷却板の中で複
    数の並行流を構成するように配列された冷却管と、前記
    冷却板1枚毎に配置された第1のヘッダ管と第2のヘッ
    ダ管と、前記第1のヘッダ管と前記冷却管の一方の出口
    とを接続する第1の接続配管と、前記第2のヘッダ管と
    前記冷却管のもう一方の出口とを接続する第2の接続配
    管と、前記最上部の冷却板よりも高位に配置された外部
    熱交換器と、前記第1のヘッダ管と前記外部熱交換器と
    を接続する第1のマニホールド管と、前記第2のヘッダ
    管と前記外部熱交換器とを接続する第2のマニホールド
    管によつて、密閉ループの冷却系を構成し、この中に少
    なくとも前記最上部の冷却板の高さ以上の液面を維持で
    きる量の熱媒体を封入したことを特徴とする燃料電池の
    温度調節装置。
JP61069051A 1986-03-25 1986-03-25 燃料電池 Expired - Lifetime JPH0665055B2 (ja)

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JPH0665055B2 JPH0665055B2 (ja) 1994-08-22

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2841043A1 (fr) * 2002-06-14 2003-12-19 Technicatome Systeme de refrigeration d'un empilage de modules de base de pile a combustible
JP2007324136A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池の熱交換器
JP2012003890A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
EP2867945A4 (en) * 2012-06-28 2016-03-02 Intelligent Energy Ltd REGULATION OF TEMPERATURE IN A FUEL CELL SYSTEM

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2841043A1 (fr) * 2002-06-14 2003-12-19 Technicatome Systeme de refrigeration d'un empilage de modules de base de pile a combustible
JP2007324136A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池の熱交換器
JP2012003890A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
EP2867945A4 (en) * 2012-06-28 2016-03-02 Intelligent Energy Ltd REGULATION OF TEMPERATURE IN A FUEL CELL SYSTEM

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