JPS599869A - 空冷式燃料電池 - Google Patents
空冷式燃料電池Info
- Publication number
- JPS599869A JPS599869A JP57119094A JP11909482A JPS599869A JP S599869 A JPS599869 A JP S599869A JP 57119094 A JP57119094 A JP 57119094A JP 11909482 A JP11909482 A JP 11909482A JP S599869 A JPS599869 A JP S599869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- cooling
- manifold
- plate
- air flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
- F28F9/0268—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box in the form of multiple deflectors for channeling the heat exchange medium
-
- 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
-
- 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
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
技術分野
本発明は冷却専用突気経路ケ有する空冷式燃料電池に係
り、特に冷却空気の流通抵抗を減少して冷却突気供給用
プロワの小容量化を可能とし、電池システムの効率を向
上すること全目的とする。
り、特に冷却空気の流通抵抗を減少して冷却突気供給用
プロワの小容量化を可能とし、電池システムの効率を向
上すること全目的とする。
背景技術
一般にこの種空冷式燃料電池は、単位セル（１）とガス
分離板（２）とを交互に多数積重し、４〜５単位セル毎
に冷却板１３１を介在させて電池スタック［Ｓ）を構成
する。
分離板（２）とを交互に多数積重し、４〜５単位セル毎
に冷却板１３１を介在させて電池スタック［Ｓ）を構成
する。
第１図及び第２図はスタック（Ｓ）が夫々六角形状及び
長方形状の場合を示し、各ガス分離板（２）の反応水素
ガス通路（４）け点線矢印方向に、反応空気通路（５）
は一点鎖線方向に夫々形成さ几、又冷却板（３）の空気
通路１６）は二点鎖線方向に形成さルる。こ几らの各通
路面には各反応ガスの導入。導出用マニホルド及び冷却
空気の導入、導出用マニホルド°（いずれも図示せず）
が装着さルる。尚第２図の長方形スタックの場合、各反
応ガス用マニホルドが並設さ几ることになる。
長方形状の場合を示し、各ガス分離板（２）の反応水素
ガス通路（４）け点線矢印方向に、反応空気通路（５）
は一点鎖線方向に夫々形成さ几、又冷却板（３）の空気
通路１６）は二点鎖線方向に形成さルる。こ几らの各通
路面には各反応ガスの導入。導出用マニホルド及び冷却
空気の導入、導出用マニホルド°（いずれも図示せず）
が装着さルる。尚第２図の長方形スタックの場合、各反
応ガス用マニホルドが並設さ几ることになる。
上記構成では、冷却空気が反応空気と分離して供給サル
るので、電池負荷に関係なく、スタックの温度変化に応
じて冷却空気流ｉｔを変化し得るｔめ、スタック温度全
一定に維持するのが容易であるという特徴がある。
るので、電池負荷に関係なく、スタックの温度変化に応
じて冷却空気流ｉｔを変化し得るｔめ、スタック温度全
一定に維持するのが容易であるという特徴がある。
ｔ、ＩＡ［、、スＪツタの冷却空気供給面において、９
気通路（６）の占める割合は、第１図、第２図に見ら几
る工うに非常に小さく、供給面全体の１／１０〜１／１
５程度である。
気通路（６）の占める割合は、第１図、第２図に見ら几
る工うに非常に小さく、供給面全体の１／１０〜１／１
５程度である。
従来に第６図槓重方向断面１頻に示すｊｆ）［、冷却空
気を供給バイブ１７）工υ槓嵐面と直交する方間に圧送
しているので、冷却通路（６）以外の積木ユニット面（
Ｂ） ［マニホルド（８）からの導入空気が衝突しては
ね返えさ几るため、冷却空気の流通抵抗が増大して冷却
通路（６１への円滑な供給が行なわｒｔない。
気を供給バイブ１７）工υ槓嵐面と直交する方間に圧送
しているので、冷却通路（６）以外の積木ユニット面（
Ｂ） ［マニホルド（８）からの導入空気が衝突しては
ね返えさ几るため、冷却空気の流通抵抗が増大して冷却
通路（６１への円滑な供給が行なわｒｔない。
従って冷却に必要な空気流量を確保するには大型のブロ
ワを必要とし、電池の発生電力η為ら給電さ几るプロワ
の消費心力が大きくなってそｎたけ電池システムの効率
を低下させるという問題があった。
ワを必要とし、電池の発生電力η為ら給電さ几るプロワ
の消費心力が大きくなってそｎたけ電池システムの効率
を低下させるという問題があった。
発明の開示
本発明はこのような問題点を改善するもので、電池スタ
ックに取Ｕけ之冷却空気の導入用マニホルド内に、各空
気通路の入口に対応する偏向板上Ｓ重方向ニジ圧送さｎ
る空憚流に対し互に重ならないよう順次ずらして設置し
１．空気流をこルら偏向板にニジ方向変換して空気通路
に導入せしめることを特徴と゛する。
ックに取Ｕけ之冷却空気の導入用マニホルド内に、各空
気通路の入口に対応する偏向板上Ｓ重方向ニジ圧送さｎ
る空憚流に対し互に重ならないよう順次ずらして設置し
１．空気流をこルら偏向板にニジ方向変換して空気通路
に導入せしめることを特徴と゛する。
実施例
本発明の実施例を図について説明する。
第４図は電池冷却装置の概要図、第５図は要部断面図で
、電池スタック（８）の対向面に冷却空気の導入用及び
導出用マニホルド（８）及び（８′）が取付けら几、と
ＩＬらマニホルド＋ｓ＋ｔｇ＋の下端は、熱交換器（９
）、ブロワｔ１０１及び整流板ｕｌｌを有する循環経路
（υで連通している。
、電池スタック（８）の対向面に冷却空気の導入用及び
導出用マニホルド（８）及び（８′）が取付けら几、と
ＩＬらマニホルド＋ｓ＋ｔｇ＋の下端は、熱交換器（９
）、ブロワｔ１０１及び整流板ｕｌｌを有する循環経路
（υで連通している。
導入用マニホルド（８）内に設置さ几た各偏向板（１２
１）（１２２）（１２５）・・・ｒよ、各冷却板（３）
の空気通路（６）の入口に対応して空気流れ方向に対し
４５１又はと几に近い角ｆｔ−もち、そして空気の流ｆ
’Ｌ［対して互に重ならないようすらさｎている。即ち
マニホルド（８）の導入空気入口側に一番近い偏向板が
電池スタックに最も近く、入口側ｆ）ｈら遠ざη為るに
従ってスタックη為ら離れるように配列さルる。
１）（１２２）（１２５）・・・ｒよ、各冷却板（３）
の空気通路（６）の入口に対応して空気流れ方向に対し
４５１又はと几に近い角ｆｔ−もち、そして空気の流ｆ
’Ｌ［対して互に重ならないようすらさｎている。即ち
マニホルド（８）の導入空気入口側に一番近い偏向板が
電池スタックに最も近く、入口側ｆ）ｈら遠ざη為るに
従ってスタックη為ら離れるように配列さルる。
この各偏向板α２１ハステンレス板やアルマイト処理ア
ルミ板が耐酸性から好ましく、その両端はマニホルド（
８）の対向壁面に支持さ几る。この場合マニホルドに予
め角度を決めて支持しても工いし、角［’を変えるよう
支持して適当な角度に調整しても工い。
ルミ板が耐酸性から好ましく、その両端はマニホルド（
８）の対向壁面に支持さ几る。この場合マニホルドに予
め角度を決めて支持しても工いし、角［’を変えるよう
支持して適当な角度に調整しても工い。
第６図は偏向板μｚをや一曲面状とした他実施例を示し
、空気流の慣性にニジ平板状偏、向板の場合に起る直角
工９大きい角度の方向変転を防止して空気流を効率良く
通路（６）に導入することができる。
、空気流の慣性にニジ平板状偏、向板の場合に起る直角
工９大きい角度の方向変転を防止して空気流を効率良く
通路（６）に導入することができる。
本発明の作動ｔ≠４０？説明するに、プロワ囲で圧送さ
ｔｔ ′ｆｃ空気は整流板１Ｌ１１で均一な流２１．［
＠流さｎて後、導入マニホルド（８）内の各偏向板ｕｚ
に衝突して各空気通路（６）に分流し、スタック冷却後
の空気は導出マニホルトイ）で集□めらｎ、循環経路【
ＬＪｔ−経て、再び導入マニホルド（８）に供給さ几る
。この間１８０°Ｃ程度に昇温した導出空気は熱交換器
（９）によって１６０°Ｃ程度に冷却さ几ている。
ｔｔ ′ｆｃ空気は整流板１Ｌ１１で均一な流２１．［
＠流さｎて後、導入マニホルド（８）内の各偏向板ｕｚ
に衝突して各空気通路（６）に分流し、スタック冷却後
の空気は導出マニホルトイ）で集□めらｎ、循環経路【
ＬＪｔ−経て、再び導入マニホルド（８）に供給さ几る
。この間１８０°Ｃ程度に昇温した導出空気は熱交換器
（９）によって１６０°Ｃ程度に冷却さ几ている。
効 果
本発明にＬｔＬばスタックＪＪＬ重方向から冷却専用空
気が導入さｒＬるマニホルドＦ″”３（ｔＣは、各空気
通路の入口に対応する偏向版上をグを流ｅこ対して互に
重ならない工９ずらして配列さｎているため、冷却窒−
流は従来の、Ｊ：うに積車ユニット面に衝突゛Ｔること
なく、各偏向板で９０度方向変換して各空気通路に導入
され、流通抵抗を著しく減少することができる。従って
プロワの容量も小さくなり、ブロワの消費電力を低減し
て燃料ｗ、電池システム効率を改善しうるなど、冷却専
用空気舒略全有する空冷式燃料電池に好適するものであ
る。
気が導入さｒＬるマニホルドＦ″”３（ｔＣは、各空気
通路の入口に対応する偏向版上をグを流ｅこ対して互に
重ならない工９ずらして配列さｎているため、冷却窒−
流は従来の、Ｊ：うに積車ユニット面に衝突゛Ｔること
なく、各偏向板で９０度方向変換して各空気通路に導入
され、流通抵抗を著しく減少することができる。従って
プロワの容量も小さくなり、ブロワの消費電力を低減し
て燃料ｗ、電池システム効率を改善しうるなど、冷却専
用空気舒略全有する空冷式燃料電池に好適するものであ
る。
第１図〜第２図はいず几も本発明に用いる電池スタック
の一部ｆＲ面図、第６１は従来の１”η却空気供給状態
會示す）要部断面図である。 第４図は本晃明庖池の冷ＭＪ突気共給経路全示す概要図
、第５図は同上の要部断面図、第６図は他実施例の要部
凹面図である。 Ｓ・・・電池スタック、（１）・・・単位セル、（２）
・・・ガス分離板、（３）・・・冷却板、＋４１１５１
・・・反応ガス通路（水素及び空気）、１６１・・・冷
却空気通路、（８）・・・冷却空気の導入マニホルド、
１．９）・・・慈父換器、１α・・・プロワ、Ｌ・・・
循環経路、（１２１・・・偏向板０ ９ し
の一部ｆＲ面図、第６１は従来の１”η却空気供給状態
會示す）要部断面図である。 第４図は本晃明庖池の冷ＭＪ突気共給経路全示す概要図
、第５図は同上の要部断面図、第６図は他実施例の要部
凹面図である。 Ｓ・・・電池スタック、（１）・・・単位セル、（２）
・・・ガス分離板、（３）・・・冷却板、＋４１１５１
・・・反応ガス通路（水素及び空気）、１６１・・・冷
却空気通路、（８）・・・冷却空気の導入マニホルド、
１．９）・・・慈父換器、１α・・・プロワ、Ｌ・・・
循環経路、（１２１・・・偏向板０ ９ し
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 単位セルとガス分離板とを交互に積重し・数セル毎
に冷却板を介在させた電池スタックと、該スタックの積
重方向から冷却専用空気が導入さ几るマニホルドとを備
え、前記マニホルド内に、前記各冷却板の空気通路と対
応する偏向板を空気流に対し互に重ならないようずらし
て配列し、こ１ｔら偏向板ＶｃＬり空気流を方向変換し
て前記空気通路に導入ぞしめることを特徴とする空冷式
燃料電池。 ■ 前配備回板は空気流方向に対し約４５にの角度で設
置さ几た平板であ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。 ■ 前記偏向板は空気流方向に対しわずかに凹となる曲
板で構成さ几てい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 |
|---|---|---|---|
| JP57119094A JPS599869A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 空冷式燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119094A JPS599869A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 空冷式燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599869A true JPS599869A (ja) | 1984-01-19 |
Family
ID=14752747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57119094A Pending JPS599869A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599869A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62232867A (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池の冷却装置 |
| WO2000010209A2 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren zur nutzung der abwärme einer luftgekühlten brennstoffzellenbatterie |
| US6500578B1 (en) * | 2000-04-10 | 2002-12-31 | Hybrid Power Generation Systems, Llc | Stacking and manifolding of angularly offset, unitized solid oxide fuel cells |
| JP2007095491A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP57119094A patent/JPS599869A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62232867A (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池の冷却装置 |
| WO2000010209A2 (de) * | 1998-08-10 | 2000-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren zur nutzung der abwärme einer luftgekühlten brennstoffzellenbatterie |
| WO2000010209A3 (de) * | 1998-08-10 | 2000-06-08 | Siemens Ag | Vorrichtung und verfahren zur nutzung der abwärme einer luftgekühlten brennstoffzellenbatterie |
| US6630261B2 (en) | 1998-08-10 | 2003-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus and method for utilizing the waste heat of an air-cooled fuel cell battery |
| US6500578B1 (en) * | 2000-04-10 | 2002-12-31 | Hybrid Power Generation Systems, Llc | Stacking and manifolding of angularly offset, unitized solid oxide fuel cells |
| JP2007095491A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池システム |
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