JPH0341408Y2 - - Google Patents
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- JPH0341408Y2 JPH0341408Y2 JP1984035154U JP3515484U JPH0341408Y2 JP H0341408 Y2 JPH0341408 Y2 JP H0341408Y2 JP 1984035154 U JP1984035154 U JP 1984035154U JP 3515484 U JP3515484 U JP 3515484U JP H0341408 Y2 JPH0341408 Y2 JP H0341408Y2
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- cooling
- cooling plate
- fuel cell
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 26
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
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Classifications
-
- 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
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の属する技術分野〕
この考案は電池積層体を構成する単位体相互間
に冷却板を介装し、該冷却板に複数本の冷却管を
配設し、該冷却管に冷却媒体を通流させて電池積
層体を冷却する燃料電池の冷却板の構造に関す
る。
に冷却板を介装し、該冷却板に複数本の冷却管を
配設し、該冷却管に冷却媒体を通流させて電池積
層体を冷却する燃料電池の冷却板の構造に関す
る。
燃料電池は電解質層を挟持した燃料電極および
酸化剤電極とからなる単位電池に、反外ガスとし
ての燃料ガスを燃料電極へ、酸化剤ガスを酸化剤
電極に供給する溝が形成されたプレートを配設し
たものを多数積層して電池積層体を構成し、例え
ばりん酸形燃料電池では電解質層をりん酸を含浸
させたマトリツクス層とし、一対の電極はそれぞ
れガス拡散性を有る材料とし、燃料電極には燃料
ガスとして水素を、酸化剤電極には酸化剤ガスと
して酸素を供給し、電池積層体内の単位電池にて
電気化学反応をして電気を起こすものであるが、
電気エネルギーとして利用されないエネルギーは
熱となつて発生するので、電池積層体を冷却して
燃料電池の運転温度を保持しなければならない。
この方法として電解液の循環による冷却、ガスに
よる冷却、冷却水による冷却等があるが、電解液
をマトリツクス層に保持している場合、電池積層
体を構成している単位体を複数個積重ねるごとに
冷却管を備えた冷却板を配設し、冷却媒体として
の冷却水を前記冷却管に通流し、燃料電池の電気
化学反応により発生する熱を冷却し、運転温度を
保持する方法がとられる。この場合冷却板に配設
される冷却管は従来冷却板の周縁に平行に配設さ
れ、冷却板と一体成形または二つ割りにより介装
される。以下従来技術について図面を用いて説明
する。
酸化剤電極とからなる単位電池に、反外ガスとし
ての燃料ガスを燃料電極へ、酸化剤ガスを酸化剤
電極に供給する溝が形成されたプレートを配設し
たものを多数積層して電池積層体を構成し、例え
ばりん酸形燃料電池では電解質層をりん酸を含浸
させたマトリツクス層とし、一対の電極はそれぞ
れガス拡散性を有る材料とし、燃料電極には燃料
ガスとして水素を、酸化剤電極には酸化剤ガスと
して酸素を供給し、電池積層体内の単位電池にて
電気化学反応をして電気を起こすものであるが、
電気エネルギーとして利用されないエネルギーは
熱となつて発生するので、電池積層体を冷却して
燃料電池の運転温度を保持しなければならない。
この方法として電解液の循環による冷却、ガスに
よる冷却、冷却水による冷却等があるが、電解液
をマトリツクス層に保持している場合、電池積層
体を構成している単位体を複数個積重ねるごとに
冷却管を備えた冷却板を配設し、冷却媒体として
の冷却水を前記冷却管に通流し、燃料電池の電気
化学反応により発生する熱を冷却し、運転温度を
保持する方法がとられる。この場合冷却板に配設
される冷却管は従来冷却板の周縁に平行に配設さ
れ、冷却板と一体成形または二つ割りにより介装
される。以下従来技術について図面を用いて説明
する。
第1図はりん酸形燃料電池の電池積層体の一例
を示す分解斜視図である。第1図において符号1
はマトリツクス層であり、これを挟持して燃料電
極2と酸化剤電極3が配され、燃料電極2には燃
料ガスを通す溝2aを有するガス拡散性のリブ付
電極基材2bが、酸化剤電極3には前記溝2aの
方向と直交する方向に設けられた溝3aを有する
ガス拡散性のリブ付電極基材3bが密着してお
り、リブ付電極基材2bと3bとの間にガス不拡
散性のセパレート板4が介装されて単位電池が構
成され、冷却板5はこれら単位電池の複数個ごと
にセパレート板4を介して介装されている。そし
て第2図に示されるように、入口冷却母管7aに
取付けられた入口冷却管ヘツダ6aより分岐した
複数本の同一管径の冷却管6が冷却板5を貫通し
て出口冷却母管7bに取付けられた出口冷却管ヘ
ツダ6bに接続されている。
を示す分解斜視図である。第1図において符号1
はマトリツクス層であり、これを挟持して燃料電
極2と酸化剤電極3が配され、燃料電極2には燃
料ガスを通す溝2aを有するガス拡散性のリブ付
電極基材2bが、酸化剤電極3には前記溝2aの
方向と直交する方向に設けられた溝3aを有する
ガス拡散性のリブ付電極基材3bが密着してお
り、リブ付電極基材2bと3bとの間にガス不拡
散性のセパレート板4が介装されて単位電池が構
成され、冷却板5はこれら単位電池の複数個ごと
にセパレート板4を介して介装されている。そし
て第2図に示されるように、入口冷却母管7aに
取付けられた入口冷却管ヘツダ6aより分岐した
複数本の同一管径の冷却管6が冷却板5を貫通し
て出口冷却母管7bに取付けられた出口冷却管ヘ
ツダ6bに接続されている。
さて燃料電池の運転により反応ガスはリブ付電
極基材の溝2a,3aに通じて電極に供給され単
位電池内にて電気化学反応を起こし電気エネルギ
ーが発生するが、電気エネルギーに利用されない
で発生する熱は図示しない冷却水源より冷却水が
入口冷却管ヘツダ6aに接続される冷却管6に通
流されて冷却板5により除去され、冷却水は出口
冷却管ヘツダ6bより排出される。
極基材の溝2a,3aに通じて電極に供給され単
位電池内にて電気化学反応を起こし電気エネルギ
ーが発生するが、電気エネルギーに利用されない
で発生する熱は図示しない冷却水源より冷却水が
入口冷却管ヘツダ6aに接続される冷却管6に通
流されて冷却板5により除去され、冷却水は出口
冷却管ヘツダ6bより排出される。
第2図は前述における冷却板の従来の構造を示
す斜視図である。第2図において方形の冷却板5
内に複数の同一管径の冷却管6が互いに平行に配
設され、冷却管6の管末はそれぞれ入口冷却管ヘ
ツダ6aおよび出口冷却管ヘツダ6bに接続され
ている。
す斜視図である。第2図において方形の冷却板5
内に複数の同一管径の冷却管6が互いに平行に配
設され、冷却管6の管末はそれぞれ入口冷却管ヘ
ツダ6aおよび出口冷却管ヘツダ6bに接続され
ている。
しかしこのよううな冷却管の配列をもつ冷却板
では配設された冷却管の長さが同じであるため、
各冷却管内を通流する冷却水の流速、したがつて
流量同じになり、冷却板の全面にわたり冷却性能
は同じとなる。しかしながら単位電池の燃料電池
運転時の温度分布を実験により適査すると単位電
池の中央部附近が最も温度が高くなることが確認
されている。このため従来の冷却板の構造では冷
却性能が冷却板の全面にわたり均一なため、燃料
電池運転時の電池積層体の温度分布はその温度差
が大きくなり、電池の特性上好ましくないという
欠点がある。
では配設された冷却管の長さが同じであるため、
各冷却管内を通流する冷却水の流速、したがつて
流量同じになり、冷却板の全面にわたり冷却性能
は同じとなる。しかしながら単位電池の燃料電池
運転時の温度分布を実験により適査すると単位電
池の中央部附近が最も温度が高くなることが確認
されている。このため従来の冷却板の構造では冷
却性能が冷却板の全面にわたり均一なため、燃料
電池運転時の電池積層体の温度分布はその温度差
が大きくなり、電池の特性上好ましくないという
欠点がある。
この考案は前述のような欠点に鑑み、冷却板の
冷却性能を調節して、燃料電池運転時の電池積層
体の温度分布の温度差を少なくする冷却板構造を
提供することを目的とする。
冷却性能を調節して、燃料電池運転時の電池積層
体の温度分布の温度差を少なくする冷却板構造を
提供することを目的とする。
上記の目的は本考案によれば、方形の冷却板内
に複数の同一管径の冷却管を前記冷却板の幅方向
に互いに平行に配設し、前記冷却管の管末部をそ
れぞれ入口冷却管ヘツダおよび出口冷却管ヘツダ
に接続してなる燃料電池の冷却板において、前記
ヘツダは前記冷却管が配設された部分冷却板の幅
よりヘツダ両端を実質的に短縮した長さを有する
ものとし、前記冷却管の管末部は前記冷却板の幅
方向の中心部より外方の管末部をS字状管末部と
し、該S字状管末部の長さは前記中心部より外側
にいくにしたがつて長くすることにより達成され
る。
に複数の同一管径の冷却管を前記冷却板の幅方向
に互いに平行に配設し、前記冷却管の管末部をそ
れぞれ入口冷却管ヘツダおよび出口冷却管ヘツダ
に接続してなる燃料電池の冷却板において、前記
ヘツダは前記冷却管が配設された部分冷却板の幅
よりヘツダ両端を実質的に短縮した長さを有する
ものとし、前記冷却管の管末部は前記冷却板の幅
方向の中心部より外方の管末部をS字状管末部と
し、該S字状管末部の長さは前記中心部より外側
にいくにしたがつて長くすることにより達成され
る。
以下図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。第3図は本考案の実施例による冷却板の斜視
図である。なお、第3図において第1図、第2図
と同一部品には同じ符号を付している。。第3図
において冷却管6は冷却板5と一体構造で配設さ
れており、複数本の同一管径の冷却管6の管末は
それぞれ入口冷却板ヘツダ6aと出口冷却管ヘツ
ダ6bとに接続されている。そしてヘツダは前記
冷却管が配設された部分の冷却板の幅よりヘツダ
両端を実質的に短縮した長さを有するヘツダ6
a,6bとし、冷却管の管末部は冷却板の幅方向
の中心部より外方の管末部例えば図の6c,6d
をS字状管末部とし、該S字状管末部の長さを前
記中心部より外側にくにしたがつて長く構成して
ある。このため冷却管6内を通流する冷却媒体と
しての冷却水の流速は圧力損失の大小により冷却
板の中心線部の方が外側部の方より大きくなつて
流量が多くなり、除熱能力が大きくなる。このた
め燃料電池運転時の電池積層体の中央部が周縁部
より温度が高い温度分布に適応し、電池積層体の
温度分布の温度差を少なくする。なお、第3図に
示される冷却管6の配列において、冷却板の中心
線部に冷却管を密に配設することにより冷却板の
中心線部の冷却能力を増大することができる。
る。第3図は本考案の実施例による冷却板の斜視
図である。なお、第3図において第1図、第2図
と同一部品には同じ符号を付している。。第3図
において冷却管6は冷却板5と一体構造で配設さ
れており、複数本の同一管径の冷却管6の管末は
それぞれ入口冷却板ヘツダ6aと出口冷却管ヘツ
ダ6bとに接続されている。そしてヘツダは前記
冷却管が配設された部分の冷却板の幅よりヘツダ
両端を実質的に短縮した長さを有するヘツダ6
a,6bとし、冷却管の管末部は冷却板の幅方向
の中心部より外方の管末部例えば図の6c,6d
をS字状管末部とし、該S字状管末部の長さを前
記中心部より外側にくにしたがつて長く構成して
ある。このため冷却管6内を通流する冷却媒体と
しての冷却水の流速は圧力損失の大小により冷却
板の中心線部の方が外側部の方より大きくなつて
流量が多くなり、除熱能力が大きくなる。このた
め燃料電池運転時の電池積層体の中央部が周縁部
より温度が高い温度分布に適応し、電池積層体の
温度分布の温度差を少なくする。なお、第3図に
示される冷却管6の配列において、冷却板の中心
線部に冷却管を密に配設することにより冷却板の
中心線部の冷却能力を増大することができる。
また、第3図の実施例によれば、前述の効果以
外に下記の効果がある。冷却板が熱膨張した際に
ヘツダと接続された管末部に熱応力が生ずるが、
この応力は冷却板の幅方向の中心部より外方の管
末部ほど大きい。この応力を緩和するために、ヘ
ツダと冷却板との間に所定の距離を設けている
が、第3図の実施例によれば、S字状管末部の長
さを中心部より外側にいくにしたがつて長く構成
してあるので、前述の所定の距離を従来装置より
も小とすることができる。さらに、ヘツダの長さ
も従来より小としているので、全体として、燃料
電池積層体が小型となり、図示しない燃料電池の
マニホルドも小型となる。
外に下記の効果がある。冷却板が熱膨張した際に
ヘツダと接続された管末部に熱応力が生ずるが、
この応力は冷却板の幅方向の中心部より外方の管
末部ほど大きい。この応力を緩和するために、ヘ
ツダと冷却板との間に所定の距離を設けている
が、第3図の実施例によれば、S字状管末部の長
さを中心部より外側にいくにしたがつて長く構成
してあるので、前述の所定の距離を従来装置より
も小とすることができる。さらに、ヘツダの長さ
も従来より小としているので、全体として、燃料
電池積層体が小型となり、図示しない燃料電池の
マニホルドも小型となる。
以上の説明から明らかなように本考案によれ
ば、冷却板に配設される冷却管の長さを冷却板の
中心線部より外側にいくにしたがつて長くしてい
るため、冷却管を通流する冷却媒体の冷却能力は
冷却板の外側部より中心線部に向つて大きくな
り、このため冷却媒体の通流により燃料電池運転
時の電池積層体の温度分布の温度差を少なくし、
電池の特性を向上させる効果がある。さらに、S
字状管末部の長さを前記中心部より外側にいくに
したがつて長く構成して冷却管の応力緩和を図
り、またヘツダの長さも従来より小としているの
で、全体として、燃料電池積層体が小型となる効
果もある。
ば、冷却板に配設される冷却管の長さを冷却板の
中心線部より外側にいくにしたがつて長くしてい
るため、冷却管を通流する冷却媒体の冷却能力は
冷却板の外側部より中心線部に向つて大きくな
り、このため冷却媒体の通流により燃料電池運転
時の電池積層体の温度分布の温度差を少なくし、
電池の特性を向上させる効果がある。さらに、S
字状管末部の長さを前記中心部より外側にいくに
したがつて長く構成して冷却管の応力緩和を図
り、またヘツダの長さも従来より小としているの
で、全体として、燃料電池積層体が小型となる効
果もある。
第1図は燃料電池の構成を示す分解斜視図、第
2図は従来技術による冷却板構造の斜視図、第3
図は本考案の実施例による冷却板構造の斜視図、
である。 5:冷却板、6:冷却管、6c,6d:S字状
管末部。
2図は従来技術による冷却板構造の斜視図、第3
図は本考案の実施例による冷却板構造の斜視図、
である。 5:冷却板、6:冷却管、6c,6d:S字状
管末部。
Claims (1)
- 方形の冷却板内に複数の同一管径の冷却管を前
記冷却板の幅方向に互いに平行に配設し、前記冷
却管の管末部をそれぞれ入口冷却管ヘツダおよび
出口冷却管ヘツダに接続してなる燃料電池の冷却
板において、前記ヘツダは前記冷却管が配設され
た部分の冷却板の幅よりヘツダ両端を実質的に短
縮した長さを有するものとし、前記冷却管の管末
部は前記冷却板の幅方向の中心部より外方の管末
部をS字状管末部とし、該S字状管末部の長さは
前記中心部より外側にいくにしたがつて長くした
ことを特徴とする燃料電池の冷却板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1984035154U JPS60147165U (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 燃料電池の冷却板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1984035154U JPS60147165U (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 燃料電池の冷却板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60147165U JPS60147165U (ja) | 1985-09-30 |
JPH0341408Y2 true JPH0341408Y2 (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=30539173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1984035154U Granted JPS60147165U (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 燃料電池の冷却板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60147165U (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100637504B1 (ko) | 2004-08-30 | 2006-10-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 그 스택 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58115772A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-09 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP1984035154U patent/JPS60147165U/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58115772A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-09 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60147165U (ja) | 1985-09-30 |
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