JPH0547406A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JPH0547406A JPH0547406A JP3031087A JP3108791A JPH0547406A JP H0547406 A JPH0547406 A JP H0547406A JP 3031087 A JP3031087 A JP 3031087A JP 3108791 A JP3108791 A JP 3108791A JP H0547406 A JPH0547406 A JP H0547406A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stacks
- spring
- stack
- fuel cell
- plates
- 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
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置をコンパクトにしながら安定支持を可能
にすること。 【構成】 スタツク１を複数に分離して並設すると共
に、互いに隣接し合うスタツク１の上部端板４同士又は
下部端板３同士を連結手段１１により連結した燃料電
池。
にすること。 【構成】 スタツク１を複数に分離して並設すると共
に、互いに隣接し合うスタツク１の上部端板４同士又は
下部端板３同士を連結手段１１により連結した燃料電
池。
Description
【０００１】
【産業上の技術分野】本発明は、装置をコンパクトにし
ながら移動体等に搭載しても安定支持を可能にする燃料
電池に関する。
ながら移動体等に搭載しても安定支持を可能にする燃料
電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃料電池は多数の単セルを多段
に積層したスタツクによって構成されている。このよう
な構成の燃料電池から高発電電圧を得ようとする場合
は、そのスタツク段数を増やすようにすればよいが、ス
タツク段数が増えるほど鉛直方向のスタツク高さが大き
くなるため重心が上方へ移動し、かつ曲げ荷重に対する
剛性が低下する。そのため、この燃料電池を振動や揺動
が発生する車両等に搭載する場合は支持が不安定になり
やすく、また曲げ荷重によって単セル間の境界に偏荷重
がかかって、単セル相互間のシール性が低下しやすくな
るなどの問題を発生する。
に積層したスタツクによって構成されている。このよう
な構成の燃料電池から高発電電圧を得ようとする場合
は、そのスタツク段数を増やすようにすればよいが、ス
タツク段数が増えるほど鉛直方向のスタツク高さが大き
くなるため重心が上方へ移動し、かつ曲げ荷重に対する
剛性が低下する。そのため、この燃料電池を振動や揺動
が発生する車両等に搭載する場合は支持が不安定になり
やすく、また曲げ荷重によって単セル間の境界に偏荷重
がかかって、単セル相互間のシール性が低下しやすくな
るなどの問題を発生する。
【０００３】本発明者は、これらの解決策について検討
した結果、スタツクを分割配置するようにすれば、スタ
ツク１個当たりの重心を下げることができると共に、曲
げ荷重に対する剛性も向上させて、上述した問題を解決
できることを見出した。しかし、燃料電池は、運転，停
止の間でスタツクの構成材が熱膨張と熱収縮とを繰り返
すため、その変動差を吸収できるような構造にしておく
必要があり、その関係から完全な剛体にすることが困難
な特殊事情にある。
した結果、スタツクを分割配置するようにすれば、スタ
ツク１個当たりの重心を下げることができると共に、曲
げ荷重に対する剛性も向上させて、上述した問題を解決
できることを見出した。しかし、燃料電池は、運転，停
止の間でスタツクの構成材が熱膨張と熱収縮とを繰り返
すため、その変動差を吸収できるような構造にしておく
必要があり、その関係から完全な剛体にすることが困難
な特殊事情にある。
【０００４】そのため、この燃料電池を車両等に搭載す
る場合には、上記のようにスタツクを複数に分割したと
しても、各スタツクが或る一定高さ以上になれば、振動
や揺動によってスタツク同士が衝突して損傷するという
ことがある。そのため衝突しないようにスタツク間を一
定距離以上離すように設置しなければならず、装置をコ
ンパクト化することができないという問題を有してい
た。
る場合には、上記のようにスタツクを複数に分割したと
しても、各スタツクが或る一定高さ以上になれば、振動
や揺動によってスタツク同士が衝突して損傷するという
ことがある。そのため衝突しないようにスタツク間を一
定距離以上離すように設置しなければならず、装置をコ
ンパクト化することができないという問題を有してい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、移動
体への搭載を有利にするようにスタツクを複数に分割配
置した場合にも、装置をコンパクトにしながら安定支持
が可能なようにする燃料電池を提供することにある。
体への搭載を有利にするようにスタツクを複数に分割配
置した場合にも、装置をコンパクトにしながら安定支持
が可能なようにする燃料電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、単セルを多段に積層したスタツクの両端部を上部
端板と下部端板との間に挟むように構成した燃料電池に
おいて、前記スタツクを複数に分離して並設すると共
に、互いに隣接し合うスタツクの上部端板同士又は下部
端板同士を連結手段によって連結したことを特徴とする
ものである。
明は、単セルを多段に積層したスタツクの両端部を上部
端板と下部端板との間に挟むように構成した燃料電池に
おいて、前記スタツクを複数に分離して並設すると共
に、互いに隣接し合うスタツクの上部端板同士又は下部
端板同士を連結手段によって連結したことを特徴とする
ものである。
【０００７】このようにスタツクを複数に分割すると、
所望とする発電電圧に対してスタツク１個当たりの高さ
を低くし、重心を低下させるため、振動や揺動を発生す
る移動体に搭載する場合にも安定支持することができ
る。また曲げ荷重に対する剛性が向上するためシール性
維持にも有利になる。加えて、隣接し合うスタツクの上
部端板同士又は下部端板同士を連結手段により連結する
と、両スタツクの頭部側又は下部側が互いに拘束される
ため、両スタツク間を狭く詰めても両者が衝突しないよ
うにでき、装置を一層コンパクトにすることができる。
所望とする発電電圧に対してスタツク１個当たりの高さ
を低くし、重心を低下させるため、振動や揺動を発生す
る移動体に搭載する場合にも安定支持することができ
る。また曲げ荷重に対する剛性が向上するためシール性
維持にも有利になる。加えて、隣接し合うスタツクの上
部端板同士又は下部端板同士を連結手段により連結する
と、両スタツクの頭部側又は下部側が互いに拘束される
ため、両スタツク間を狭く詰めても両者が衝突しないよ
うにでき、装置を一層コンパクトにすることができる。
【０００８】以下、本発明を図に示す実施例によって説
明する。図１及び図２において、１，１は左右並列に分
離して設けられたスタツクであり、各スタツク１は多数
の単セル２が多段に積層されることにより構成されてい
る。単セル２の構造は公知のものと同じであり、陽極板
と陰極板との間に電解液を含浸したマトリツクス層を介
在させた構成になっている。
明する。図１及び図２において、１，１は左右並列に分
離して設けられたスタツクであり、各スタツク１は多数
の単セル２が多段に積層されることにより構成されてい
る。単セル２の構造は公知のものと同じであり、陽極板
と陰極板との間に電解液を含浸したマトリツクス層を介
在させた構成になっている。
【０００９】２個のスタツク１，１は、下部側を共通の
一体化された下部端板３によって支えられると共に、上
部側に個別に上部端板４，４を当接させ、さらに下部端
板３の外側に平面視でＸ形状をした締付けバー５を、上
部端板４の外側に同じく平面視がＸ形状の締付けバー６
とスプリング８とを介することにより、それぞれ四隅に
貫通させた４本のボルト７によって締め付け固定されて
いる。
一体化された下部端板３によって支えられると共に、上
部側に個別に上部端板４，４を当接させ、さらに下部端
板３の外側に平面視でＸ形状をした締付けバー５を、上
部端板４の外側に同じく平面視がＸ形状の締付けバー６
とスプリング８とを介することにより、それぞれ四隅に
貫通させた４本のボルト７によって締め付け固定されて
いる。
【００１０】上部側の締付けバー６のＸ形状の交差部に
は、この交差部を挟むように４個所のバネ受け６ａが一
体に形成され、このバネ受け６ａにスプリング８の上端
が係合し、その下端が上部端板４の中央部近傍の上面を
押圧するようにしている。このように上部端板４の中央
部近傍を押さえることによって、内部の発電部を全体的
に均一に締め付けることができる。また、この締め付け
において、上記のように締付けバー６とスプリング８と
を側面視においてオーバラツプするように設けたことに
よって、スプリング長さを十分に確保しながらスタツク
全体の高さを低く設定することができる。
は、この交差部を挟むように４個所のバネ受け６ａが一
体に形成され、このバネ受け６ａにスプリング８の上端
が係合し、その下端が上部端板４の中央部近傍の上面を
押圧するようにしている。このように上部端板４の中央
部近傍を押さえることによって、内部の発電部を全体的
に均一に締め付けることができる。また、この締め付け
において、上記のように締付けバー６とスプリング８と
を側面視においてオーバラツプするように設けたことに
よって、スプリング長さを十分に確保しながらスタツク
全体の高さを低く設定することができる。
【００１１】各スタツク１には、それぞれ両端面と中間
位置とに複数個の単セル２毎に間隔を置いて板状ヒータ
１２が介挿されている。この板状ヒータ１２の挿入によ
って、燃料電池の運転初期の昇温立ち上がり時間を短縮
させるようにしている。また、発電性能の長期安定化も
図れるようにしている。また、各スタツク１の周囲四辺
の内側には、インナーマニホルド１３ａ，１３ｂ；１４
ａ，１４ｂが上下に貫通するように設けられている。こ
のうちインナーマニホルド１３ａから１３ｂに向けて燃
料ガス（水素など）が、またインナーマニホルド１４ａ
から１４ｂに向けて空気がそれぞれ多段の各単セル２内
に分配供給され、両ガスを各単セル２内のマトリツクス
層で反応させることにより水と電気エネルギとを発生さ
せるようにしている。
位置とに複数個の単セル２毎に間隔を置いて板状ヒータ
１２が介挿されている。この板状ヒータ１２の挿入によ
って、燃料電池の運転初期の昇温立ち上がり時間を短縮
させるようにしている。また、発電性能の長期安定化も
図れるようにしている。また、各スタツク１の周囲四辺
の内側には、インナーマニホルド１３ａ，１３ｂ；１４
ａ，１４ｂが上下に貫通するように設けられている。こ
のうちインナーマニホルド１３ａから１３ｂに向けて燃
料ガス（水素など）が、またインナーマニホルド１４ａ
から１４ｂに向けて空気がそれぞれ多段の各単セル２内
に分配供給され、両ガスを各単セル２内のマトリツクス
層で反応させることにより水と電気エネルギとを発生さ
せるようにしている。
【００１２】スタツク締付け用のボルト７は、図４に示
すようにポリ四フツ化エチレン樹脂等の耐薬品性の高い
樹脂チューブ１５によって被覆されており、単セル２に
対して電気的に絶縁されると共に、りん酸などの電解液
に対して腐食しないように保護されている。このような
保護膜は、ボルト７を樹脂液中に浸漬することによって
樹脂コートさせたものであってもよい。この締付け用ボ
ルト７はスタツク組付け時の位置出し機能も有し、組立
治具を不要にすることができる。
すようにポリ四フツ化エチレン樹脂等の耐薬品性の高い
樹脂チューブ１５によって被覆されており、単セル２に
対して電気的に絶縁されると共に、りん酸などの電解液
に対して腐食しないように保護されている。このような
保護膜は、ボルト７を樹脂液中に浸漬することによって
樹脂コートさせたものであってもよい。この締付け用ボ
ルト７はスタツク組付け時の位置出し機能も有し、組立
治具を不要にすることができる。
【００１３】２個のスタツク１，１にそれぞれ独立に当
接された上部端板４，４には、互いに対向する位置にピ
ン９とボルト１０とが固定され、これらピン９とボルト
１０とに連結杆１１が係合されて両スタツクを連結する
ようにしている。この連結杆１１は、２個のスタツク
１，１を互いに拘束し、振動などによっても頭部同士が
衝突することがないようにしている。
接された上部端板４，４には、互いに対向する位置にピ
ン９とボルト１０とが固定され、これらピン９とボルト
１０とに連結杆１１が係合されて両スタツクを連結する
ようにしている。この連結杆１１は、２個のスタツク
１，１を互いに拘束し、振動などによっても頭部同士が
衝突することがないようにしている。
【００１４】図３は、上記連結構造の詳細を示してい
る。連結杆１１のボルト１０に対する連結部には、内周
と外周にカラー１７，１８を一体に焼付けた防振ゴム１
６が圧入され、この防振ゴム１６を介してボルト１０に
締付け固定されていて、その防振ゴム１６の変形許容範
囲以上に回動並びに上下動ができないようになってい
る。一方、連結杆１１のピン９側の連結部では、ピン９
に対し軸方向（スタツクの積層方向）に摺動可能に嵌合
している。したがって、両スタツク１，１は水平方向に
は拘束されるものの、スタツクの積層方向には相対移動
が許容され、これによって両スタツク間に熱膨張による
変形量に差異があっても、これを吸収し、偏荷重による
シール不良を発生しないようにしている。
る。連結杆１１のボルト１０に対する連結部には、内周
と外周にカラー１７，１８を一体に焼付けた防振ゴム１
６が圧入され、この防振ゴム１６を介してボルト１０に
締付け固定されていて、その防振ゴム１６の変形許容範
囲以上に回動並びに上下動ができないようになってい
る。一方、連結杆１１のピン９側の連結部では、ピン９
に対し軸方向（スタツクの積層方向）に摺動可能に嵌合
している。したがって、両スタツク１，１は水平方向に
は拘束されるものの、スタツクの積層方向には相対移動
が許容され、これによって両スタツク間に熱膨張による
変形量に差異があっても、これを吸収し、偏荷重による
シール不良を発生しないようにしている。
【００１５】なお、上述した図示の実施例では、上部端
板同士を連結杆で連結する場合の例については説明した
が、この実施例とは反対に上部端板側を全スタツクに対
して共通の一体構造にする一方、下部端板側をスタツク
毎に独立に分離させ、これら下部端板同士を連結するよ
うな構成にしてもよい。上述した燃料電池は、所望の発
電電圧に得る場合にスタツク１を単一体として積層しな
いで２個に分離したため、スタツク１個当たりの高さを
単一体で積層した場合に比べて１／２に低くすることが
できる。したがって、全体的に重心を低くし、車両など
のように振動や揺動を発生する移動体に搭載しても安定
支持することができる。また、１個当たりのスタツクが
低いから、曲げ荷重に対する剛性が大きくなり、曲げに
伴う偏荷重が単セル間の境界面に作用することがなく、
シール性の低下を防止する。このようなスタツクの分離
配置は、この実施例に例示したように２個だけに限られ
ず、必要により３個以上に分離するようにしてもよい。
板同士を連結杆で連結する場合の例については説明した
が、この実施例とは反対に上部端板側を全スタツクに対
して共通の一体構造にする一方、下部端板側をスタツク
毎に独立に分離させ、これら下部端板同士を連結するよ
うな構成にしてもよい。上述した燃料電池は、所望の発
電電圧に得る場合にスタツク１を単一体として積層しな
いで２個に分離したため、スタツク１個当たりの高さを
単一体で積層した場合に比べて１／２に低くすることが
できる。したがって、全体的に重心を低くし、車両など
のように振動や揺動を発生する移動体に搭載しても安定
支持することができる。また、１個当たりのスタツクが
低いから、曲げ荷重に対する剛性が大きくなり、曲げに
伴う偏荷重が単セル間の境界面に作用することがなく、
シール性の低下を防止する。このようなスタツクの分離
配置は、この実施例に例示したように２個だけに限られ
ず、必要により３個以上に分離するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】上述したように本発明の燃料電池は、ス
タツクを複数個に分離配置したから重心が全体的に低く
なり、振動や揺動が発生する移動体に搭載しても安定支
持することができる。また、各スタツクの高さが低くな
るため曲げに対する剛性が高くなり、曲げ変形による偏
荷重が単セル間の境界面に作用することがなくなって、
シール性の低下を防止する。加えて、隣接し合うスタツ
クの上部端板同士又は下部端板同士を連結手段により連
結したため、両スタツクの頭部側又は下部側を間隔を狭
く詰めても両者が衝突しないようにすることができ、装
置を一層コンパクトにすることができる。
タツクを複数個に分離配置したから重心が全体的に低く
なり、振動や揺動が発生する移動体に搭載しても安定支
持することができる。また、各スタツクの高さが低くな
るため曲げに対する剛性が高くなり、曲げ変形による偏
荷重が単セル間の境界面に作用することがなくなって、
シール性の低下を防止する。加えて、隣接し合うスタツ
クの上部端板同士又は下部端板同士を連結手段により連
結したため、両スタツクの頭部側又は下部側を間隔を狭
く詰めても両者が衝突しないようにすることができ、装
置を一層コンパクトにすることができる。
【図１】本発明の実施例からなる燃料電池の正面図であ
る。
る。
【図２】同燃料電池の平面図である。
【図３】同燃料電池の上部端板同士の連結部を拡大して
示す正面図である。
示す正面図である。
【図４】同燃料電池の締付け用ボルト付近の拡大断面図
である。
である。
１ スタツク ２ 単セル ３
下部端板 ４ 上部端板 ９ ピン １０
ボルト １１ 連結杆（連結手段）
下部端板 ４ 上部端板 ９ ピン １０
ボルト １１ 連結杆（連結手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 単セルを多段に積層したスタツクの両端
部を上部端板と下部端板との間に挟むように構成した燃
料電池において、前記スタツクを複数に分離して並設す
ると共に、互いに隣接し合うスタツクの上部端板同士又
は下部端板同士を連結手段によって連結した燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031087A JPH0547406A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031087A JPH0547406A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547406A true JPH0547406A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=12321633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3031087A Pending JPH0547406A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0750797A1 (en) * | 1994-02-23 | 1997-01-02 | William R. Richards | Fuel cell having uniform compressive stress distribution over active area |
| JP2001068140A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3031087A patent/JPH0547406A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0750797A1 (en) * | 1994-02-23 | 1997-01-02 | William R. Richards | Fuel cell having uniform compressive stress distribution over active area |
| EP0750797A4 (en) * | 1994-02-23 | 2000-02-09 | William R Richards | FUEL CELL WITH EVEN PRESSURE VOLTAGE DISTRIBUTION OVER ACTIVE AREA |
| JP2001068140A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
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