JPS58178964A - 空冷式燃料電池 - Google Patents

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】 本発明は空冷式燃料電池に関するもので、ブロワにより
圧送される空気を反応ガス及び冷却ガスとして電池スタ
ックに均一に供給することを目的とする。

空冷式燃料電池の電池スタック（１）は、第１図のよう
に単位セル（２）と各反応ガス（水素及び空気）の供給
溝ｆ３１　ｆ４１を有する炭素質ガス分離板（５）とを
交互に積重し、数セル毎に冷却用空気通路（６）を有す
る炭素質冷却板（７）を介在させて構成される。

電池スタック（１）の対向側面には、第２図のように空
気の入口側及び出口側各マニホルドｆ８１　ｆ９１と水
素ガスの入口側及び出口側マニホルドＣＩ（Ｉ　ａｎと
を気密的に取付けている。空気はブロワ（１ｚにより電
池スタック（１）を介して循環し、循環流の一部はダン
パー０３′を有する排気口＋１３より排出されると同時
に外部新鮮空気をダンパー００′付の給気口αＱより取
入れる。尚水素ガスはＨ２ボンベ又は燃料改質器より有
圧ガス体として供給されるのでブロワを必要としない。

ブロワ（１２よりマニホルド（８）に供給された空気は
、反応空気としてガス分離板（５）の各供給溝（４）に
送られ、供給水素ガスとの間で電池反応にあづかると同
時に冷却空気として冷却板（７）の通路（６）に送られ
、電池スタックの発生熱を冷却する。

そのためブロワα２より圧送される空気は、電池スタッ
ク全体に亘り均等に供給されることが望ましく、空気の
不均等な供給は、各セルに詔ける反応ガスの過不足によ
り電池電圧の不均一のみならず、電池温度の不均一をも
たらし、電池性能を著しく低下させる原因となっていた
。

一般にこのような空気供給用ブロワ圓としては静圧が高
く風量も多いシロッコファンが用いられるが、このタイ
プのブロワは羽根α９が矢印方向に回転して吸込口αＧ
より吸引した空気を吐出口αηより流出する構造である
ため、吐出口面の空気流出量は出口断面積に対して均等
量でなく、第３図のよう番こ下側が多く上側が少い状態
となる。この理由として空気のもつ質量と羽根率の慣性
によるものと考えられる。

従って、第４図のような型状の７ニホルド（８）と平行
案内板０１を用いた場合、電池スタック（１）の上下方
向に対して空気を均等に供給できない。

本発明はか＼る問題点を解決しようとするもので、その
特徴とする所は、ブロワ吐出側の不均一流量をダクト内
で均一量に補正する非平行整流板を用いると共に電池ス
タック積重方向に漏斗状に拡開して内部に拡散案内板を
有するマニホルドを用いて、電池スタック上下に亘り、
空気の供給を均一化する点にある。

以下その実施例を図について説明するが該当部分は前記
各図面と同一符号を用いた。

第５図及び第６図において非平行整流板α−はブロワα
２とマニホルド（８）を連結するダクト■内に設けられ
る。この非平行整流板の形状を決定するには、使用ブロ
ワを定格出力で作動させて先づ風量を設定するが、風量
はブロワの静圧により変化するので供給系統による全圧
力損失を測定し、ブロワ入口部ａ６）を調整することに
より風量を設定する。

この状態に詔いてブロワ出口部αηにおける風量分布を
測定する。この風量分布が均一になるよう非平行整流板
αＳのダクト入口側番間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄ、θを決定す
る。

本実施例において、略ａ−２、ｂ−１，５、ｃ−１，２
、ｄ　−１，１、ｅ−１，０であツタが、コレハブロワ
の大きさ、形状及び性能によって変り、それに見合つた
設計が必要であることは勿論である。

ダクト出口側は、／、＝　ｂｌ−Ｃ／、、　ａ／−ｅ／
　　と等分にしであるので空気の流れは均一となる。

更番こ空気入口側マニホルド（８）は、電池スタック１
１）積重方向に漏斗状に拡開してこの内部に拡散案内板
（社）を有し、前記ダク）　（２０）との連結により、
これら拡散案内板（社）の入口端が非平行案内板（２）
の出口端と一致して送風案内路を形成する。

尚別体のダクト■を用いることなく入口ダクトを延長し
たマニホルド（８）内に前記の如き非平行整流板ＱｌＩ
と拡散案内板（社）とを下体化して配設することも可能
である。またブロワ（２）の向きは構成上どのような方
向でもよくその場合は非平行整流板の向き及び形状を変
えればよい。

上述の如く本発明によれば、ブロワ吐出口断面−の不均
一流量をダクト内の非平行整流板により均−量番こ補正
すると共に、マニホルドを電池スタック積重方向に漏斗
状に拡開してその内部に前記非平行整流板と協同して空
気分配路を形成する拡散案内板を設けることにより、ブ
ロワからの不均一流量を均一な層流にしてスタックに供
給されるので、電池スタックの積重数が高くなってもス
タックの上下に亘り均一に分配されて反応空気の均一供
給による安定した電池電圧とスタックの均一な冷却が得
られ、電池特性と寿命の改善が達成される。

【図面の簡単な説明】 第１図は空冷式燃料電池スタックの斜面図、第２図は同
上電池の空気供給経路図、第５図はブロワの吐出口にお
ける空気流量分布状態を示す図、第４図は従来の空冷式
燃料電池における空気供給状態を示す図である。 第５図乃至第７図は本発明による空冷式燃料電池を示し
、第５図は非平行整流板を有するダクトの断面図、第６
図は同上の斜面図、第７図は同上ダクトとマニホルドと
を結合した空気供給部分の断面図である。 １・・・電池スタック、２・・・単位セル、３．４・・
・各反応ガス供給溝、５・・・ガス分離板、６・・・冷
却空気通路、７・・・冷却板、８・・・空気入口側マニ
ホルド、１２・・・ブロワ、１９・・・非平行整流板、
２０・・・ダクト、２１・・・拡散案内板。 第３図 １１６ ！？ 第５図 １ヱ 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電池スタックに供給された空気を反応ガス及び冷
   却ガスとして用いるものにおいて、入口側の空気マニホ
   ルドが前記スタ・ンクの積重方向に漏斗状に拡開して内
   部に拡散案内板を有し、且シロッコファンからなるブロ
   ワの吐出口と前記マニホルドとの間のダクト内に、前記
   プロ、ワ吐出ロ断面の各流量に応じて入口間隔を調整す
   ると共に出口間隔を均等とした非平行整流板を配設し、
   これら非平行整流板と前記拡散案内板により空気の分配
   通路を形成したことを特徴とする空冷式燃料電池。
2. （２）前記非平行整流板が前記マニホルドの延長ダクト
   内に前記拡散案内板と一体に形成されてし）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。