JPH0547407A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両に搭載しても支持を安定させ、かつシー
ル性を確保できるようにした燃料電池の提供。 【構成】 スタツク１を複数に分離して並設すると共
に、両端の端板３，４の一方を複数のスタツク１に対し
て共通の一体構造にした燃料電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の技術分野】本発明は、振動や揺動を発生する
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せばよいが、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も低下
する。そのため、この燃料電池を車両等に搭載する場合
は振動や揺動によって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り、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】このような燃料電池の支持の不安定性やシ
ール性の低下は、補強部材や固定部材を増やせば一応の
対応は可能である。しかし、これら補強部材や固定部材
を増やすことは重量増加を招き、かつ設置スペースを拡
大するため、特に車両等の移動体に搭載する場合には非
常に不利になることは避けられない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、振動
や揺動が多い移動体に搭載しても支持を安定させ、かつ
シール性を確保する燃料電池を提供することにある。

【０００５】

【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端板
で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、前記両端の端板の一
方を前記複数のスタツクに対して共通の一体構造にした
ことを特徴とするものである。

【０００６】このようにスタツクを複数に分離すること
によって、所望とする発電電圧に対してスタツク１個当
たりの高さを低くすることができ、そによってスタツク
の重心を低下させるため安定支持を可能にし、かつ曲げ
荷重に対する剛性を向上するため偏荷重が低減してシー
ル性を確実なものにする。また、一方の端板が複数の並
設スタツクに対して共通の一体構造であることにより、
それら複数のスタツク相互間を確実に安定支持すること
ができる。

【０００７】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
在させて構成されている。

【０００８】２個のスタツク１，１は、下部側が共通の
一体化された下部端板３によって支えられると共に、上
部側には個別に上部端板４，４が当接されている。さら
に下部端板３の外側に抑え枠５を、上部端板４の外側に
抑え枠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。

【０００９】各スタツク１の周囲四辺の内側には、各単
セルの周囲を囲むガスケツト並びにこれらを挟むセパレ
ータの周囲にそれぞれ設けた孔が積層して出来たインナ
ーマニホルド１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂが上下に
貫通するように設けられている。これらのインナーマニ
ホルドに対し、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。

【００１０】このように燃料ガス（水素）と空気とを左
右２個のスタツク１，１に対して同一条件になるように
供給するため、水素の方は、図３，５に示すように下部
端板３の底面中央に設けた供給孔３ａから、分岐通路３
ｂ，３ｂで分離されて左右のスタツク１，１のインナー
マニホルド１３ａ，１３ａに供給されるようになってい
る。各インナーマニホルド１３ａに供給された新気の水
素は、そのマニホールド内を上昇する間に各単セル２に
分配され、単セル内で空気と反応すると共に、残余の水
素は反対側のインナーマニホルド１３ｂに排出される。
インナーマニホルド１３ｂに排出された水素は、そこを
下降して下部端板３に設けた収束孔３ｃに集められ、収
束通路３ｄを経て中央に設けた排気孔３ｅから、反対側
の収束通路３ｄから来た水素と共に排出される。

【００１１】一方、空気の方は、下部端板３の側面に設
けた供給部１５から供給される。この供給部１５の中央
の供給孔１５ａに供給された新気の空気は、左右に分離
されて左右のスタツク１，１のインナーマニホルド１４
ａ，１４ａの下部へ供給され、そのマニホルド内を上昇
する間に各単セル２に分配される。単セル内で水素と反
応した後の残りの空気は反対側のインナーマニホルド１
４ｂへ排出され、そこを下降して下部端板３の側面に設
けた排気部１６に排出される。その排気部１６では、反
対側のスタツクから排出された空気と共に、中央の排気
孔１６ａから排出される。

【００１２】上記のように下部端板３に水素や空気の案
内通路を内設したことによって、これらの通路を別途配
管によって組み付ける場合に比べて装置をコンパクト化
することができる。また、配管の連結個所が少なくなる
から、振動による緩みなどによるガス漏れも防止するこ
とができる。また、全体的に部品点数を減少させ、組立
工数を低減することができる。

【００１３】左右のスタツク１，１の上部側にそれぞれ
独立に設けられた上部端板４，４には、互いに対向する
位置にピン９とボルト１０とが設けられ、これらピン９
とボルト１０とに連結杆１１が係合されて両者が連結さ
れている。この連結杆１１は、２個のスタツク１，１が
倒動によって互いに衝突しないようにしている。また、
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が挿入さ
れている。これら板状ヒータ１２の挿入によって、燃料
電池は運転初期の昇温立ち上がり時間を短縮できるよう
になっている。また、発電性能の長期安定化を図ること
ができるようになっている。

【００１４】上述した燃料電池は、所望の発電電圧を得
る場合に、スタツク１を２個に分離して並設するように
したため、スタツク１個当たりの高さを単一体に積層す
る場合に比べて１／２に低くすることができる。したが
って、各スタツクの重心を全体的に低くすることがで
き、車両などのような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、曲げによって単セル間の境界面に作用する偏荷重
を小さくするから、シール性を阻害することがなくな
る。さらに、下部端板３を２個のスタツク１，１に対し
て共通の一体構造にしたため、２個のスタツク１，１を
共に安定支持することができる。

【００１５】上述した実施例では、スタツクを２個に分
離する場合について例示したが、必要により３個以上に
分離するようにしてもよい。また、複数のスタツクに対
して端板を一体構造にする構成は、下部端板に代えて上
部端板の方を一体構造にしてもよい。

【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するようにしたから重心が全
体的に低くなり、移動体に搭載しても振動や揺動に対し
て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
形により単セル間の境界面に作用する偏荷重を小さくす
ることができ、シール性の低下を防止するようになる。
さらに、端板を複数のスタツクに対して共通の一体構造
にしたから、複数のスタツクを共に安定支持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなる燃料電池の正面図であ
る。

【図２】図１の燃料電池の平面図である。

【図３】上記燃料電池に使用される下部端板の平面図で
ある。

【図４】図３のIV−IV矢視断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ矢視断面図である。

【符号の説明】

１ スタツク ２ 単セル ３
下部端板 ４ 上部端板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単セルを多段に積層したスタツクの両端
   部を端板で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、前記両端の
   端板の一方を前記複数のスタツクに対して共通の一体構
   造にした燃料電池。