JPS6316576A - 空冷式燃料電池 - Google Patents
空冷式燃料電池Info
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
-
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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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
この発明は、運転時に電池内部に発生する生成熱を冷却
空気によって除熱するようにした空冷式燃料電池、特に
その冷却空気流路の構成に関する。
空気によって除熱するようにした空冷式燃料電池、特に
その冷却空気流路の構成に関する。
周知のように運転に伴って発生する燃料電池の生成熱の
除熱方式として水冷式と空冷式がある。 ここで水冷式はセルスタックの層内に介装した冷却板に
水パイプを配管して外部より冷却水を供給する。これに
対し空冷式はセルスタックの層内に介装した冷却板、あ
るいはセルスタックを構成する各単電池毎に反応ガス通
路と分離して冷却空気流路を形成し、該冷却空気流路へ
外部より冷却空気を供給するようにしたものである。一
方、前記の水冷方式では冷却水の供給系にボイラ等を含
む水！！１１節装置、冷却水配管内でのスケール発生を
防止するための純水製造装置等の付帯設備が必要であっ
て設備費が嵩むのに対し、空冷式ではこれらの付帯設備
が必要なく設備費、運転費が安価で済む他、熱媒である
空気の取扱いが水に比べて簡単である等の利点があるこ
とから、小容量の移動用電源として使用する燃料電池の
冷却方式として広く採用されている。 しかして空冷式は前記の利点がある反面、燃料電池の温
度コントロールが難しい問題がある。これは燃料電池の
運転温度と冷却空気として用いる大気の空気温度との差
が大きいことに起因している。すなわち燃料電池は高い
発電効率を得るために運転温度を電池構成部材の許容範
囲内で最高温度にコントロールすることが望ましいが、
燃料電池内部での冷却空気流路に沿った電極面方向での
温度分布に付いて見ると、低温外気の導入される入口側
に近い領域では温度が低く、出口側領域では電池内の生
成熱が加わって温度が高まる。このために冷却空気流路
の出口温度を電池の許容最高温度に抑える必要があり、
この結果として電池内部全域の平均温度分布は許容温度
よりもかなり低く、かつ前記したように冷却空気流路に
沿って温度分布差が生じるので、このままでは高効率な
運転が行えないのみならず、温度分布差に起因して様々
な障害が生じる等の問題が派生する。 したがって燃料電池の高い出力特性を維持するには電池
内部温度を許容温度内に抑えつつ、かつ電池内金域での
平均温度を出来るだけ許容最高温度に近い温度まで高め
て均温化を図るような冷却方式が必要となる。 一方、上記問題に対処して電池内部での均熱化を図る空
冷方式として、セルスタックの層内に流路の一部が上下
近接して配列するように冷却空気の往復通路を形成し、
外部から導入した冷却空気を前記の往復通路に沿ってリ
ターンさせるように流すものが例えば特開昭６０−６８
５６２３号公報にて知られている。かかる方式によれば
ある程度の均温化が図れるが、冷却空気入口に通じる往
路と出口に通じる復路の配列の間に大きな隔たりがある
ために電池内部の面方向での温度分布の均温化には限度
があって充分な成果が期待できない。
除熱方式として水冷式と空冷式がある。 ここで水冷式はセルスタックの層内に介装した冷却板に
水パイプを配管して外部より冷却水を供給する。これに
対し空冷式はセルスタックの層内に介装した冷却板、あ
るいはセルスタックを構成する各単電池毎に反応ガス通
路と分離して冷却空気流路を形成し、該冷却空気流路へ
外部より冷却空気を供給するようにしたものである。一
方、前記の水冷方式では冷却水の供給系にボイラ等を含
む水！！１１節装置、冷却水配管内でのスケール発生を
防止するための純水製造装置等の付帯設備が必要であっ
て設備費が嵩むのに対し、空冷式ではこれらの付帯設備
が必要なく設備費、運転費が安価で済む他、熱媒である
空気の取扱いが水に比べて簡単である等の利点があるこ
とから、小容量の移動用電源として使用する燃料電池の
冷却方式として広く採用されている。 しかして空冷式は前記の利点がある反面、燃料電池の温
度コントロールが難しい問題がある。これは燃料電池の
運転温度と冷却空気として用いる大気の空気温度との差
が大きいことに起因している。すなわち燃料電池は高い
発電効率を得るために運転温度を電池構成部材の許容範
囲内で最高温度にコントロールすることが望ましいが、
燃料電池内部での冷却空気流路に沿った電極面方向での
温度分布に付いて見ると、低温外気の導入される入口側
に近い領域では温度が低く、出口側領域では電池内の生
成熱が加わって温度が高まる。このために冷却空気流路
の出口温度を電池の許容最高温度に抑える必要があり、
この結果として電池内部全域の平均温度分布は許容温度
よりもかなり低く、かつ前記したように冷却空気流路に
沿って温度分布差が生じるので、このままでは高効率な
運転が行えないのみならず、温度分布差に起因して様々
な障害が生じる等の問題が派生する。 したがって燃料電池の高い出力特性を維持するには電池
内部温度を許容温度内に抑えつつ、かつ電池内金域での
平均温度を出来るだけ許容最高温度に近い温度まで高め
て均温化を図るような冷却方式が必要となる。 一方、上記問題に対処して電池内部での均熱化を図る空
冷方式として、セルスタックの層内に流路の一部が上下
近接して配列するように冷却空気の往復通路を形成し、
外部から導入した冷却空気を前記の往復通路に沿ってリ
ターンさせるように流すものが例えば特開昭６０−６８
５６２３号公報にて知られている。かかる方式によれば
ある程度の均温化が図れるが、冷却空気入口に通じる往
路と出口に通じる復路の配列の間に大きな隔たりがある
ために電池内部の面方向での温度分布の均温化には限度
があって充分な成果が期待できない。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、冷
却空気の供給に伴う電池内部、特にその電極面方向の全
域での温度分布を簡単な手段でより一層均温化できるよ
うにした空冷式燃料電池、特にその冷却空気流路の構成
を提供することを目的とする。
却空気の供給に伴う電池内部、特にその電極面方向の全
域での温度分布を簡単な手段でより一層均温化できるよ
うにした空冷式燃料電池、特にその冷却空気流路の構成
を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は冷却空気流路と
して各層毎にそれぞれ空気入口、出口に連なる分配流路
、および入口側と出口側の分配流路の間にまたがって１
！極面方向に延在する複数条の分岐流路から成る独立２
系統の冷却空気流路を構成し、かつ各系統の相互間で分
岐流路を平行。 かつ１条置きに交互配列するとともに、各系統の分岐流
路へ流す冷却空気を互いに逆方向から通風するようにし
たことにより、電池内部、特にｔ８ｉ１面方向の面域で
の温度分布の均温化を高めるようにしたものである。 すなわち上記の構成によれば、各系統別の冷却空気流路
に付いはその入口側と出口側領域との間に大きな温度差
が生じるが、各系統の冷却空気流路、特にその分岐流路
を１条置きに交互配列した上で、さらに系統の相互間で
互いに逆方向から冷却空気を通流させるようにしたので
、電池内部の電極面方向での温度分布は冷却空気入口か
、ら出口に至る全域で充分均温化され、かくして電極反
応も電極面全域で効率よく行われて高い出力特性が得ら
れるようになる。
して各層毎にそれぞれ空気入口、出口に連なる分配流路
、および入口側と出口側の分配流路の間にまたがって１
！極面方向に延在する複数条の分岐流路から成る独立２
系統の冷却空気流路を構成し、かつ各系統の相互間で分
岐流路を平行。 かつ１条置きに交互配列するとともに、各系統の分岐流
路へ流す冷却空気を互いに逆方向から通風するようにし
たことにより、電池内部、特にｔ８ｉ１面方向の面域で
の温度分布の均温化を高めるようにしたものである。 すなわち上記の構成によれば、各系統別の冷却空気流路
に付いはその入口側と出口側領域との間に大きな温度差
が生じるが、各系統の冷却空気流路、特にその分岐流路
を１条置きに交互配列した上で、さらに系統の相互間で
互いに逆方向から冷却空気を通流させるようにしたので
、電池内部の電極面方向での温度分布は冷却空気入口か
、ら出口に至る全域で充分均温化され、かくして電極反
応も電極面全域で効率よく行われて高い出力特性が得ら
れるようになる。
【発明の実施例】
第１図ないし第５図はこの発明の実施例を示すものであ
り、まず第１図により空冷式燃料電池の全体構造を示す
０図において、１はセルスタック、２は燃料ガス給徘用
マニホールド、３は酸化剤ガス給排用マニホールド、４
および５は冷却空気給排用マニホールドであり、各マニ
ホールド２〜５はセルスタック１の周側面に装備される
。 ここで前記セルスタック１は周知のように単電池の積層
体として゛成り、かつその構造は第３図に明示されてい
るごとくであり、単電池１１は電解質を保持したマトリ
ックス１２と、該マトリックス１２を挟んでその両側に
対向する燃料電極１３．酸化剤電極１４と、さらにｔｉ
１３．１４の外側に重ね合わせたリブ付セパレータと呼
ばれるガス分離板１５．１６との積層体として成る。ま
たガス分離板１５．１６には電極１３．１４に接する側
の面に燃料ガス供給流路１７、酸化剤ガス供給流路１８
が形成されている。なおこの反応ガス供給流路は第１図
に明示されているようにその入口から発し、途中でＵタ
ーンして出口に至るＵ字形の流路であり、かつ燃料ガス
流路１７と酸化剤ガス流路１８の入口、出口はそれぞれ
セルスタック１の反対側の対向側面に開口し、前記した
マニホールド２．３を通じて反応ガスが供給される。な
お第１図において燃料ガス流路１７はセルスタック１の
背面側に開口しており、図面上には描かれていない。 一方、セルスタック１を構成する各単電池の相互間で互
いに隣接し合うガス分離板１５と１６との間には第２図
ないし第４図に示すように第１および第２の独立２系統
の冷却空気流路が構成されている。すなわち上下に積層
し合うガス分離板のうち、下側のガス分離板１５にはそ
の左右側面に第１．第２の各系統の冷却空気入口１９．
２０が開口しており、かつガス分離板の内方面域には前
記の各入口１９゜２０に通じてガス分離板の側縁に沿う
分配流路２１゜２２と、各分配流路２１．２２よりそれ
ぞれ分岐して直角方向へ向けて櫛刃条に延在する複数条
の分岐流路２３と２４が平行、かつ１条置きに交互配列
となるように開溝されている。これに対し上側のガス分
離板１６の内部には前記のガス分離板１５と同様に開溝
としてなる分配流路２５．２６および分岐流路２７゜２
８（第３図、第４図を参照）が画成されており、さらに
分配流路２６．２６に通じてガス分離板１６の左右側面
には第２系統の冷却空気出口２９．および第１゛系統の
冷却空気出口３０ （第２図では第１系統の冷却空気出
口２４がガス分離板１６の右側に隠れて図面上に描かれ
てない）が開口している。なお上記したガス分離板１５
と１６はあらかじめ同一構造に作られたものであり、片
方のガス分離板１６の向きを１８０度反転してガス分離
板１５の上に重ね合わされている。ここで上下のガス分
離板１５と１６とが重なり合った状態では、ガス分離板
１５における分岐流路２３とガス分離板１６における分
岐流路２Ｂの間が上下で連通し、同様にガス分離板１５
の分岐流路２４とガス分離板１６の分岐流路２７との間
が上下で連通し合うようになる。一方、上下に並ぶ分配
流路２１と２５、および２２と２６との間にはそれぞれ
仕切板３１を介装して両者間を仕切っている。 かかる構成で第１系統の冷却空気流路は第３図に示すよ
うに入口１９−分配流路２１−分岐流路２３−分岐流路
２８−分配流路２６−出口３０の間に構成されている。 これに対して第２系統の冷却空気流路は第４図に示すよ
うに入口２〇−分配流路２２−分岐流路２４−分岐流路
２７−分配流路２５−出口２９の間に構成されている。 ここでセルスタック１の同じ側面に並んで各層毎に開口
する第′１系統の冷却空気入口１９と第２系統の冷却空
気出口２９とに対応してこれらを一括囲繞するようにセ
ルスタックの左側側面には第１図に示した冷却空気給排
用マニホールド４が、また右側側面には第２系統の冷却
空気入口２０と第１系統の冷却空気出口３０に対応して
冷却空気給排用マニホールド５が配備されている。した
がって前記マニホールド４．５を通じて冷却空気を空気
プロア（第３図、第４図参照）により冷却空気入口１９
．２０へ押し込み供給すれば、第１゜第２系統の冷却空
気流路には第３図、第４図の矢印で示すように冷却空気
が通流する。しかも第１と第２の系統相互間では、ガス
分離板の面方向に平行して１条置きに交互配列されてい
る分岐流路２３−２８と２４−２７を流れる冷却空気流
の方向は互いに逆向きに通流されることになる。またこ
の第１および第２系統の冷却空気流路を模式図として表
すと第５図の如くであり、図中実線７が第１系統の冷却
空気流路を、点線８が第２系統の冷却空気流路を示して
いる。 ここで燃料電池に反応ガスを供給して発電を開始すれば
、電極の分極や内部抵抗による発熱でセルスタックｌの
温度が高温に上昇するが、一方では前記した冷却空気の
供給により電池内部の生成熱はガス分離板１５．１６を
伝熱して冷却空気流路に至り、ここを流れる冷却空気流
によって系外に除熱される。この場合に第１．第２系統
の冷却空気流路の個々に付いて見れば、ここを通流する
冷却空気の温度はその入口側で低く、出口側に至る間に
高温となって入口−出口間に温度差が生じるようになる
。しかして前述のようにガス分離板１５と１６との間に
構成された冷却空気流路では、第１と第２系統の流路で
冷却空気の流通方向が逆向きであり、かつ分岐流路に付
いては第１と第２系統の流路が１条置きに交互に並んで
配列している。したがってガス分離板内部では高温域と
低温域との間で行われる熱移動により、セルスタック全
体での内部温度は冷却空気流路に沿った全域で充分に均
温化されるようになる。また電池反応の行われるｔｌｆ
１部分に付いて見れば、電極面全域での温度が冷却空気
流路の入口−出口間温度差の影響を殆ど影響を受けるこ
となく許容最高温度に近い温度で均温化されるので、こ
の結果として電極の全面域での電池反応も均一となり高
い発電効率が得られるようになる。 なお図示実施例では第１２第２系統の冷却空気入口と出
口がそれぞれセルスタックの反対側の側面に開口するよ
うに内方の冷却空気流路をレイアウトしたものを示した
が、分岐流路を交互配列した上で各系統毎に冷却空気の
入口、出口がセルスタックの同じ側面側に開口するよう
に冷却空気流路をレイアウトすること可能である。また
図示実施例では冷却空気流路をセルスタック１の各単電
池毎に隣接し合うガス分離板１５と１６との間に形成し
た例を示したが、単電池の数セル置きに冷却空気流路を
形成した冷却板を介装したものでも同様に実施適用でき
ることは勿論である。
り、まず第１図により空冷式燃料電池の全体構造を示す
０図において、１はセルスタック、２は燃料ガス給徘用
マニホールド、３は酸化剤ガス給排用マニホールド、４
および５は冷却空気給排用マニホールドであり、各マニ
ホールド２〜５はセルスタック１の周側面に装備される
。 ここで前記セルスタック１は周知のように単電池の積層
体として゛成り、かつその構造は第３図に明示されてい
るごとくであり、単電池１１は電解質を保持したマトリ
ックス１２と、該マトリックス１２を挟んでその両側に
対向する燃料電極１３．酸化剤電極１４と、さらにｔｉ
１３．１４の外側に重ね合わせたリブ付セパレータと呼
ばれるガス分離板１５．１６との積層体として成る。ま
たガス分離板１５．１６には電極１３．１４に接する側
の面に燃料ガス供給流路１７、酸化剤ガス供給流路１８
が形成されている。なおこの反応ガス供給流路は第１図
に明示されているようにその入口から発し、途中でＵタ
ーンして出口に至るＵ字形の流路であり、かつ燃料ガス
流路１７と酸化剤ガス流路１８の入口、出口はそれぞれ
セルスタック１の反対側の対向側面に開口し、前記した
マニホールド２．３を通じて反応ガスが供給される。な
お第１図において燃料ガス流路１７はセルスタック１の
背面側に開口しており、図面上には描かれていない。 一方、セルスタック１を構成する各単電池の相互間で互
いに隣接し合うガス分離板１５と１６との間には第２図
ないし第４図に示すように第１および第２の独立２系統
の冷却空気流路が構成されている。すなわち上下に積層
し合うガス分離板のうち、下側のガス分離板１５にはそ
の左右側面に第１．第２の各系統の冷却空気入口１９．
２０が開口しており、かつガス分離板の内方面域には前
記の各入口１９゜２０に通じてガス分離板の側縁に沿う
分配流路２１゜２２と、各分配流路２１．２２よりそれ
ぞれ分岐して直角方向へ向けて櫛刃条に延在する複数条
の分岐流路２３と２４が平行、かつ１条置きに交互配列
となるように開溝されている。これに対し上側のガス分
離板１６の内部には前記のガス分離板１５と同様に開溝
としてなる分配流路２５．２６および分岐流路２７゜２
８（第３図、第４図を参照）が画成されており、さらに
分配流路２６．２６に通じてガス分離板１６の左右側面
には第２系統の冷却空気出口２９．および第１゛系統の
冷却空気出口３０ （第２図では第１系統の冷却空気出
口２４がガス分離板１６の右側に隠れて図面上に描かれ
てない）が開口している。なお上記したガス分離板１５
と１６はあらかじめ同一構造に作られたものであり、片
方のガス分離板１６の向きを１８０度反転してガス分離
板１５の上に重ね合わされている。ここで上下のガス分
離板１５と１６とが重なり合った状態では、ガス分離板
１５における分岐流路２３とガス分離板１６における分
岐流路２Ｂの間が上下で連通し、同様にガス分離板１５
の分岐流路２４とガス分離板１６の分岐流路２７との間
が上下で連通し合うようになる。一方、上下に並ぶ分配
流路２１と２５、および２２と２６との間にはそれぞれ
仕切板３１を介装して両者間を仕切っている。 かかる構成で第１系統の冷却空気流路は第３図に示すよ
うに入口１９−分配流路２１−分岐流路２３−分岐流路
２８−分配流路２６−出口３０の間に構成されている。 これに対して第２系統の冷却空気流路は第４図に示すよ
うに入口２〇−分配流路２２−分岐流路２４−分岐流路
２７−分配流路２５−出口２９の間に構成されている。 ここでセルスタック１の同じ側面に並んで各層毎に開口
する第′１系統の冷却空気入口１９と第２系統の冷却空
気出口２９とに対応してこれらを一括囲繞するようにセ
ルスタックの左側側面には第１図に示した冷却空気給排
用マニホールド４が、また右側側面には第２系統の冷却
空気入口２０と第１系統の冷却空気出口３０に対応して
冷却空気給排用マニホールド５が配備されている。した
がって前記マニホールド４．５を通じて冷却空気を空気
プロア（第３図、第４図参照）により冷却空気入口１９
．２０へ押し込み供給すれば、第１゜第２系統の冷却空
気流路には第３図、第４図の矢印で示すように冷却空気
が通流する。しかも第１と第２の系統相互間では、ガス
分離板の面方向に平行して１条置きに交互配列されてい
る分岐流路２３−２８と２４−２７を流れる冷却空気流
の方向は互いに逆向きに通流されることになる。またこ
の第１および第２系統の冷却空気流路を模式図として表
すと第５図の如くであり、図中実線７が第１系統の冷却
空気流路を、点線８が第２系統の冷却空気流路を示して
いる。 ここで燃料電池に反応ガスを供給して発電を開始すれば
、電極の分極や内部抵抗による発熱でセルスタックｌの
温度が高温に上昇するが、一方では前記した冷却空気の
供給により電池内部の生成熱はガス分離板１５．１６を
伝熱して冷却空気流路に至り、ここを流れる冷却空気流
によって系外に除熱される。この場合に第１．第２系統
の冷却空気流路の個々に付いて見れば、ここを通流する
冷却空気の温度はその入口側で低く、出口側に至る間に
高温となって入口−出口間に温度差が生じるようになる
。しかして前述のようにガス分離板１５と１６との間に
構成された冷却空気流路では、第１と第２系統の流路で
冷却空気の流通方向が逆向きであり、かつ分岐流路に付
いては第１と第２系統の流路が１条置きに交互に並んで
配列している。したがってガス分離板内部では高温域と
低温域との間で行われる熱移動により、セルスタック全
体での内部温度は冷却空気流路に沿った全域で充分に均
温化されるようになる。また電池反応の行われるｔｌｆ
１部分に付いて見れば、電極面全域での温度が冷却空気
流路の入口−出口間温度差の影響を殆ど影響を受けるこ
となく許容最高温度に近い温度で均温化されるので、こ
の結果として電極の全面域での電池反応も均一となり高
い発電効率が得られるようになる。 なお図示実施例では第１２第２系統の冷却空気入口と出
口がそれぞれセルスタックの反対側の側面に開口するよ
うに内方の冷却空気流路をレイアウトしたものを示した
が、分岐流路を交互配列した上で各系統毎に冷却空気の
入口、出口がセルスタックの同じ側面側に開口するよう
に冷却空気流路をレイアウトすること可能である。また
図示実施例では冷却空気流路をセルスタック１の各単電
池毎に隣接し合うガス分離板１５と１６との間に形成し
た例を示したが、単電池の数セル置きに冷却空気流路を
形成した冷却板を介装したものでも同様に実施適用でき
ることは勿論である。
以上述べたようにこの発明によれば、冷却空気流路とし
て各層毎にそれぞれ空気入口、出口に連なる分配流路、
および入口側と出口側の分配波路の間にまたがって電極
面方向に延在する複数条の分岐流路から成る独立２系統
の冷却空気流路を構成し、かつ各系統の相互間で分岐流
路を平行、かつ１条置きに交互配列するとともに、各系
統の分岐流路へ流す冷却空気を互いに逆方向から通風す
るようにしたことにより、電池内部での電極面方向での
温度分布をより一層均温化して電池内部での最高温度と
平均温度の差を少なくすることができる。したがって燃
料電池内部の平均温度をその許容最高温度により近い温
度にまで高めて高効率運転を行うことができるようにな
る。
て各層毎にそれぞれ空気入口、出口に連なる分配流路、
および入口側と出口側の分配波路の間にまたがって電極
面方向に延在する複数条の分岐流路から成る独立２系統
の冷却空気流路を構成し、かつ各系統の相互間で分岐流
路を平行、かつ１条置きに交互配列するとともに、各系
統の分岐流路へ流す冷却空気を互いに逆方向から通風す
るようにしたことにより、電池内部での電極面方向での
温度分布をより一層均温化して電池内部での最高温度と
平均温度の差を少なくすることができる。したがって燃
料電池内部の平均温度をその許容最高温度により近い温
度にまで高めて高効率運転を行うことができるようにな
る。
第１図はこの発明の実施例による空冷式燃料電池のセル
スタックとこれに対応する反応ガスおよび冷却空気給排
用マニホールドとの配置構成を示した分解斜視図、第２
図は第１図におけるガス分＃板の間に形成した冷却空気
流路を示す一部切欠斜視図、第３図および第４図はそれ
ぞれ第１系統および第２系統の冷却空気流路に沿って断
面したセルスタックの縦断面図、第５図は冷却空気流路
を平面展開した模式図である。各図において、１：セル
スタック、２：燃料ガス給排用マニホールド、３二酸化
剤ガス給排用マニホールド、４゜５８冷却空気給排用マ
ニホールド、６：冷却空気の送気ブロア、７：第１系統
の冷却空気流路、８：第２系統の冷却空気流路、１１：
単電池、ｔｓ、ｔｓ：単電池のガス分離板、１７：燃料
ガス流路、１８：酸化剤ガス流路、１９．２０？冷却空
気入口、２１．２２゜２５．２６ｊ分配流路、２３．２
４．２７．２８：分岐流路、２９．３０２冷却空気出口
、３１：分配流路の仕切板。 第３図 ＡＩＲ 第４図
スタックとこれに対応する反応ガスおよび冷却空気給排
用マニホールドとの配置構成を示した分解斜視図、第２
図は第１図におけるガス分＃板の間に形成した冷却空気
流路を示す一部切欠斜視図、第３図および第４図はそれ
ぞれ第１系統および第２系統の冷却空気流路に沿って断
面したセルスタックの縦断面図、第５図は冷却空気流路
を平面展開した模式図である。各図において、１：セル
スタック、２：燃料ガス給排用マニホールド、３二酸化
剤ガス給排用マニホールド、４゜５８冷却空気給排用マ
ニホールド、６：冷却空気の送気ブロア、７：第１系統
の冷却空気流路、８：第２系統の冷却空気流路、１１：
単電池、ｔｓ、ｔｓ：単電池のガス分離板、１７：燃料
ガス流路、１８：酸化剤ガス流路、１９．２０？冷却空
気入口、２１．２２゜２５．２６ｊ分配流路、２３．２
４．２７．２８：分岐流路、２９．３０２冷却空気出口
、３１：分配流路の仕切板。 第３図 ＡＩＲ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）単電池の積層体として成るセルスタックの層内に反
応ガス流路と分離して冷却空気流路を形成し、該冷却空
気流路へ外部より冷却空気を供給して電池の生成熱を除
熱するようにした空冷式燃料電池において、前記の冷却
空気流路として各層毎にそれぞれ空気入口、出口に連な
る分配流路、および入口側と出口側の分配流路の間にま
たがって電極面方向に延在する複数条の分岐流路から成
る独立２系統の冷却空気流路を構成し、かつ各系統の相
互間で分岐流路を平行、かつ１条置きに交互配列すると
ともに、各系統の分岐流路へ流す冷却空気を互いに逆方
向から通風するようにしたことを特徴とする空冷式燃料
電池。 ２）特許請求の範囲第１項記載の空冷式燃料電池におい
て、セルスタックの層内に構成された冷却空気流路が各
層毎に隣接し合う単電池のガス分離板の相互間に形成さ
れていることを特徴とする空冷式燃料電池。 ３）特許請求の範囲第１項記載の空冷式燃料電池におい
て、各層の冷却空気入口、出口を一括囲繞してセルスタ
ックの側面に系統毎に冷却空気給排用マニホールドが配
備されていることを特徴とする空冷式燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159204A JPS6316576A (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 空冷式燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159204A JPS6316576A (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 空冷式燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316576A true JPS6316576A (ja) | 1988-01-23 |
Family
ID=15688595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159204A Pending JPS6316576A (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6316576A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0216343A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Mazda Motor Corp | エンジンの制御装置 |
| JPH03189346A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-19 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| JPH03230478A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-14 | Fuji Electric Co Ltd | リン酸型燃料電池の冷却方法 |
| WO2000074165A1 (fr) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a combustible a electrolyte polymere et utilisation de celle-ci |
| JP2005533359A (ja) * | 2002-07-12 | 2005-11-04 | ハー−テック ヴァッセルシュトッフ−エネルグレ−ジステーメ ゲーエムベーハー | 向流式冷却システムとスタック軸に並行に配置された複数の冷却剤集積ダクトとを含む燃料電池スタック |
| JP2006506778A (ja) * | 2002-11-14 | 2006-02-23 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 液体冷却式燃料電池スタック |
| US7709128B2 (en) * | 2006-12-05 | 2010-05-04 | Hyundai Motor Company | Separating plate for fuel cell |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61159204A patent/JPS6316576A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0216343A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Mazda Motor Corp | エンジンの制御装置 |
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| KR100413397B1 (ko) * | 1999-05-28 | 2004-01-03 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 고분자전해질형 연료전지와 그 사용방법 |
| JP2005533359A (ja) * | 2002-07-12 | 2005-11-04 | ハー−テック ヴァッセルシュトッフ−エネルグレ−ジステーメ ゲーエムベーハー | 向流式冷却システムとスタック軸に並行に配置された複数の冷却剤集積ダクトとを含む燃料電池スタック |
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