JPS5975577A - 燃料電池装置 - Google Patents
燃料電池装置Info
- Publication number
- JPS5975577A JPS5975577A JP57185722A JP18572282A JPS5975577A JP S5975577 A JPS5975577 A JP S5975577A JP 57185722 A JP57185722 A JP 57185722A JP 18572282 A JP18572282 A JP 18572282A JP S5975577 A JPS5975577 A JP S5975577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- clamping
- cell assembly
- unit cells
- fuel
- 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
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Classifications
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、単位セルを複数個積層してなる燃料電池を締
付保持する締付部材を改良した燃料電池装置に関する。
付保持する締付部材を改良した燃料電池装置に関する。
燃料の有しているエネルギーを直接的に電気エネルギー
に変換する装置として、燃料電池装置が知られている。
に変換する装置として、燃料電池装置が知られている。
この燃料電池装置は、通常、電解質を挾んで、多孔質体
の一対の電極が配置される。そして、一方の電極の背面
に液化水素等の流体燃料を接触させ、他力の電極の背面
には液化酸素等の流体酸化剤を接触させて、上記電極間
で電気化学反応を起こさせ、上記電極間から電気エネル
ギーを取り出すようにしたものである。このような燃料
電池装置は、前記燃料と酸化剤が供給される限シ高い変
換効率で風気エネルギーを取り出すことができる。
の一対の電極が配置される。そして、一方の電極の背面
に液化水素等の流体燃料を接触させ、他力の電極の背面
には液化酸素等の流体酸化剤を接触させて、上記電極間
で電気化学反応を起こさせ、上記電極間から電気エネル
ギーを取り出すようにしたものである。このような燃料
電池装置は、前記燃料と酸化剤が供給される限シ高い変
換効率で風気エネルギーを取り出すことができる。
上述した燃料電池装置において、特に、リン酸を電解質
として用いた具体的な構成例を第１図を参照して説明す
る。第１図において、ｌは電解質としてリン酸が含浸さ
れたマトリックスである。このマトリックスｌ Ｖ（ば
、その両面を挾むように２枚の電極２が配置され′Ｃい
る。この電極２は、通常炭素社からなる多孔質体で形成
され触媒が付加されている。更に上記電極２の背面には
、通常、グラファイトと熱硬化性樹脂との混合結着体か
らなる板状のインタコネクタ３が夫々配置されている。
として用いた具体的な構成例を第１図を参照して説明す
る。第１図において、ｌは電解質としてリン酸が含浸さ
れたマトリックスである。このマトリックスｌ Ｖ（ば
、その両面を挾むように２枚の電極２が配置され′Ｃい
る。この電極２は、通常炭素社からなる多孔質体で形成
され触媒が付加されている。更に上記電極２の背面には
、通常、グラファイトと熱硬化性樹脂との混合結着体か
らなる板状のインタコネクタ３が夫々配置されている。
このインタコネクタ３における電極２と接する各面には
、互いに形成方向が直交した流体流通溝３１．３Ｂが形
成されている。
、互いに形成方向が直交した流体流通溝３１．３Ｂが形
成されている。
上記マトリックス１．電極２．インタコネクタ３は、密
着積層されて単位セルを構成する。
着積層されて単位セルを構成する。
この単位セルのインタコネクタ３の流体流通溝３Ａ、３
Ｂは、互いに直交する方向に形成されその縁部の開口部
から燃料或いは酸化剤の流体が流入する。この場合、単
位セルの一方のインタコネクタ３の流体流通溝３Ａには
流体燃料を流通し、他方のインタコネクタ３の流体流通
路３Ｂには流体酸化剤を流通するようにしている。
Ｂは、互いに直交する方向に形成されその縁部の開口部
から燃料或いは酸化剤の流体が流入する。この場合、単
位セルの一方のインタコネクタ３の流体流通溝３Ａには
流体燃料を流通し、他方のインタコネクタ３の流体流通
路３Ｂには流体酸化剤を流通するようにしている。
また単位セルは気密積層され、且つ上記流体流通路、９
Ａ 、、９Ｂは互いに直交した方向に形成されているの
で、流体燃料と、流体酸化剤とは混合しない構成となっ
ている。
Ａ 、、９Ｂは互いに直交した方向に形成されているの
で、流体燃料と、流体酸化剤とは混合しない構成となっ
ている。
上記のように構成された単位セルは複数個積層され、燃
料電池を構成する。この燃料電池の各面には、第２図に
示すマニホルＰが当てかわれる。第２図において、４Ａ
は燃料供給用パイプ５Ａが設けられた燃料供給用マニホ
ルドである。４Ｂは前記燃料供給用マニホルド４ＡＫ対
向して設置され、溶料排出用のパイプ５Ｂが設ケラれた
燃料排出用マニホルドである。４Ｃは上記マニホルド４
に、４８Ｖこ対し７直交方向に設置され、酸化剤供給用
のパイプ５Ｃが設けられた酸化剤供給用マニホルドであ
る。４Ｄは、前記酸化剤供給用マニホルド４Ｃに対向し
て設置され、酸化剤排出用のパイプ５Ｄが設けられた酸
化剤排出用マニホルドである。
料電池を構成する。この燃料電池の各面には、第２図に
示すマニホルＰが当てかわれる。第２図において、４Ａ
は燃料供給用パイプ５Ａが設けられた燃料供給用マニホ
ルドである。４Ｂは前記燃料供給用マニホルド４ＡＫ対
向して設置され、溶料排出用のパイプ５Ｂが設ケラれた
燃料排出用マニホルドである。４Ｃは上記マニホルド４
に、４８Ｖこ対し７直交方向に設置され、酸化剤供給用
のパイプ５Ｃが設けられた酸化剤供給用マニホルドであ
る。４Ｄは、前記酸化剤供給用マニホルド４Ｃに対向し
て設置され、酸化剤排出用のパイプ５Ｄが設けられた酸
化剤排出用マニホルドである。
単位セルが多数個積層された燃料電池は、その各面にマ
ニホルド４が当てがわれ、第３図に示すような締付部材
によυ締（＝Ｊけられる。第３図において６は、燃料電
池であり、この燃料電池６の側面にはマニホルド４が当
てらｔ１更に上、下面には締付板７Ａ、７Ｂが当てられ
ている。この締付板７Ａ、７Ｂの縁部には貫通孔が設け
られ、この貫通孔にはロッド８が挿通されている。また
上前ロッド８の端部には皿バネ９が装着され、この皿バ
ネ９は？シト１０で締付けられることによシ上記締付板
７Ａ、７Ｂは内方向に可動する。これによシ燃料電池６
は上、下方向に締付けられる。
ニホルド４が当てがわれ、第３図に示すような締付部材
によυ締（＝Ｊけられる。第３図において６は、燃料電
池であり、この燃料電池６の側面にはマニホルド４が当
てらｔ１更に上、下面には締付板７Ａ、７Ｂが当てられ
ている。この締付板７Ａ、７Ｂの縁部には貫通孔が設け
られ、この貫通孔にはロッド８が挿通されている。また
上前ロッド８の端部には皿バネ９が装着され、この皿バ
ネ９は？シト１０で締付けられることによシ上記締付板
７Ａ、７Ｂは内方向に可動する。これによシ燃料電池６
は上、下方向に締付けられる。
上記締付板７Ａ、７Ｂ、ロッド８、皿バネ９、ビルト１
０からなる締付部材は、積層された複数の単位セルの形
状を保持し、各単位セル間の電気的接触抵抗値を低減す
るために、また単位セルの強度を考慮し所定の締付力が
生じるように構成されなければならない。一方燃料電池
装置を通常定格で運転すると、燃料電池６は２００℃近
辺まで温度上昇し、また締付部材は１００℃近辺まで温
度上昇する。また燃料電池６の熱膨張係数は５ Ｘ １
０’／℃であシ、通常、鉄鋼材で製作される締付部材の
熱膨張係数は１．２，１．７Ｘ１ｏ−’ｙ℃であり、運
転時に燃料電池６は１０刈Ｃ３だけ膨張し、締付部材は
１．７ Ｘ １σ３だけ膨張し、燃料電池６の方が大き
く膨張してしまう。
０からなる締付部材は、積層された複数の単位セルの形
状を保持し、各単位セル間の電気的接触抵抗値を低減す
るために、また単位セルの強度を考慮し所定の締付力が
生じるように構成されなければならない。一方燃料電池
装置を通常定格で運転すると、燃料電池６は２００℃近
辺まで温度上昇し、また締付部材は１００℃近辺まで温
度上昇する。また燃料電池６の熱膨張係数は５ Ｘ １
０’／℃であシ、通常、鉄鋼材で製作される締付部材の
熱膨張係数は１．２，１．７Ｘ１ｏ−’ｙ℃であり、運
転時に燃料電池６は１０刈Ｃ３だけ膨張し、締付部材は
１．７ Ｘ １σ３だけ膨張し、燃料電池６の方が大き
く膨張してしまう。
ところが皿バネ９はバネ定θが大きいため、燃料電池装
置の運転状態に応じ燃料電池６の締付圧力は大きく変動
してしまう。燃料電池６の膨張を、皿バネ９からなる締
付部材が吸収しきれないで、締付圧力が大きくなった場
合は、単位セル夫々を圧壊しまうことがあった。
置の運転状態に応じ燃料電池６の締付圧力は大きく変動
してしまう。燃料電池６の膨張を、皿バネ９からなる締
付部材が吸収しきれないで、締付圧力が大きくなった場
合は、単位セル夫々を圧壊しまうことがあった。
また、締付圧力が小さい場合は、燃料電池６をなす多数
の単位セル間の電気抵抗値が増大し、電圧降下が大きく
なシ出力される電気エネルギーの損失が大きくなる。
の単位セル間の電気抵抗値が増大し、電圧降下が大きく
なシ出力される電気エネルギーの損失が大きくなる。
また、皿バネ９は、多数枚を直列配置もしくは並列配置
することにより、所定の締付圧力を得るようにしている
。ところが製作時に皿バネ９を配置するのに時間を要し
てしまう欠点があった。
することにより、所定の締付圧力を得るようにしている
。ところが製作時に皿バネ９を配置するのに時間を要し
てしまう欠点があった。
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、そ
の目的とするところは、構成が簡単にして運転状態の変
化に対し燃料電池の締付圧力を一定に保持し、もって出
力される電気エネルギーの効率低下を防止し、且つ燃料
電池をなす単位セルを損傷しない燃料電池装置を提供す
ることにある。
の目的とするところは、構成が簡単にして運転状態の変
化に対し燃料電池の締付圧力を一定に保持し、もって出
力される電気エネルギーの効率低下を防止し、且つ燃料
電池をなす単位セルを損傷しない燃料電池装置を提供す
ることにある。
本発明による燃料電池装置は、単位セルを複数個積層し
てなる燃料電池の単位セル積層方向の両端面側に締付部
材を夫々設置し、との各締付部材は、コイルバネを有し
てなる構成とすることにより、上記目的を達成するよう
にしたものである。
てなる燃料電池の単位セル積層方向の両端面側に締付部
材を夫々設置し、との各締付部材は、コイルバネを有し
てなる構成とすることにより、上記目的を達成するよう
にしたものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第４
図は本発明による燃料電池装置の一実施例を示す断面構
成図である。
図は本発明による燃料電池装置の一実施例を示す断面構
成図である。
第４図において、単位セルを複数個積層してなる燃料電
池６の側面にはマニホルド４が取付けられ、上、下部に
は、締付板７Ａ、７Ｂが設置されている。この締付板７
Ａ、７Ｂの端部には貫通孔が設けられ、この貫通孔には
、常閉のコイル・々ネ１１の両端部に口、ド１２が取付
けられでなる締付ロッド１３のネソ切りされた端部が挿
通して設置されている。そして上記締付ロッド１３の端
部はボルト１０にで締付けら５ル、締付板７Ａ 、７Ｂ
は内方向に口Ｊ動され、燃料室池奄締付けられる。
池６の側面にはマニホルド４が取付けられ、上、下部に
は、締付板７Ａ、７Ｂが設置されている。この締付板７
Ａ、７Ｂの端部には貫通孔が設けられ、この貫通孔には
、常閉のコイル・々ネ１１の両端部に口、ド１２が取付
けられでなる締付ロッド１３のネソ切りされた端部が挿
通して設置されている。そして上記締付ロッド１３の端
部はボルト１０にで締付けら５ル、締付板７Ａ 、７Ｂ
は内方向に口Ｊ動され、燃料室池奄締付けられる。
次に以上のように構成された本実施例の作用について述
べる。即ち、従来、締付手段として用いた皿バネ９に比
較して、本実施例におけるコイルバネ１１は、バネ定数
が１／１００−１／１０００程度である。従って燃料電
池６が大幅に熱膨張或いは収縮したとしても、上記バネ
定数値が低いコイルバネ１１を用いているので、変位分
は容易に吸収される。またこのコイルバネ１ノは、単体
にて所定のバネ圧を発生し得るので、燃料電池６と締付
部材とを組立てる際ニ汀、作業が容易である。
べる。即ち、従来、締付手段として用いた皿バネ９に比
較して、本実施例におけるコイルバネ１１は、バネ定数
が１／１００−１／１０００程度である。従って燃料電
池６が大幅に熱膨張或いは収縮したとしても、上記バネ
定数値が低いコイルバネ１１を用いているので、変位分
は容易に吸収される。またこのコイルバネ１ノは、単体
にて所定のバネ圧を発生し得るので、燃料電池６と締付
部材とを組立てる際ニ汀、作業が容易である。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば第４図に示すコイルバネ１ノの代シに２つのコイル
バネを直列連結することによシ、熱膨張による変位は一
層吸収しゃすくなる。この他に本発明は、その要旨を変
更しない範囲で種々変形して実施できる。
えば第４図に示すコイルバネ１ノの代シに２つのコイル
バネを直列連結することによシ、熱膨張による変位は一
層吸収しゃすくなる。この他に本発明は、その要旨を変
更しない範囲で種々変形して実施できる。
以上説明したように本発明によれば、単位セルを複数個
積層してなる燃料電池を、コイルバネを有した締付部材
によシ締付けるようにしたので、構成は簡単となシ、運
転状態の変化に対し燃料電池の締付圧力を一定に保持し
、もって出力される電気エネルギーの効率低下を防止し
、且つ燃料電池をなす単位セルを損傷しない燃料電池装
置を提供できる。
積層してなる燃料電池を、コイルバネを有した締付部材
によシ締付けるようにしたので、構成は簡単となシ、運
転状態の変化に対し燃料電池の締付圧力を一定に保持し
、もって出力される電気エネルギーの効率低下を防止し
、且つ燃料電池をなす単位セルを損傷しない燃料電池装
置を提供できる。
第１図は、燃料電池を示す斜視図、第２図はマニホルド
が設置された燃料電池を示す斜視図、第３図は従来の燃
料電池装置を示す断面構成図、第４図は本発明による燃
料電池装置の一実施例を示す断面構成図である。 １・・・マトリックス、２・・・を極１．９−・・イン
クコネクタ、３に、３Ｂ・・・流体流通体、４ Ａ ＋
４ Ｂ ｅ４Ｃ，４Ｄ・・・マニホルド、５Ａ 、
５Ｂ 、 ５Ｃ。 ５Ｄ・・・パイプ、６・・・燃料電池、７に、７Ｂ・・
・締付板、８・・・ロッド、９・・・皿バネ、ノ ０・
・・ホ゛ルト、１ノ・・・コイルバネ、１２ 口１．ド
、１３・・・締付ロッ ド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦牙１図 牙２ｖ！Ｊ Ｄ 牙３ 図 牙４図
が設置された燃料電池を示す斜視図、第３図は従来の燃
料電池装置を示す断面構成図、第４図は本発明による燃
料電池装置の一実施例を示す断面構成図である。 １・・・マトリックス、２・・・を極１．９−・・イン
クコネクタ、３に、３Ｂ・・・流体流通体、４ Ａ ＋
４ Ｂ ｅ４Ｃ，４Ｄ・・・マニホルド、５Ａ 、
５Ｂ 、 ５Ｃ。 ５Ｄ・・・パイプ、６・・・燃料電池、７に、７Ｂ・・
・締付板、８・・・ロッド、９・・・皿バネ、ノ ０・
・・ホ゛ルト、１ノ・・・コイルバネ、１２ 口１．ド
、１３・・・締付ロッ ド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦牙１図 牙２ｖ！Ｊ Ｄ 牙３ 図 牙４図
Claims (1)
- 一対の電極の面間に電解質を介在し、前記一方の電極の
背面側ｉｌ？：＃ｆ、体燃料を流通させ、且つ他方の電
極の背面側ＩＣ流体酸化剤を流通させて成シ、両町１対
の電極間に電気エネルギーを出力する単位セルを複数個
積層してなる燃料電池装置において、前記単位セル積層
方向の両端面間に締付部材を設置し、との各締付部材は
コイルバネを有して成ることを特徴とする燃料電池装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185722A JPS5975577A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 燃料電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185722A JPS5975577A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 燃料電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975577A true JPS5975577A (ja) | 1984-04-28 |
Family
ID=16175709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57185722A Pending JPS5975577A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 燃料電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975577A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249360A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 積層燃料電池 |
| JP2009009912A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の組立装置および組立方法，この組立方法によって組み立てた燃料電池 |
-
1982
- 1982-10-22 JP JP57185722A patent/JPS5975577A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0249360A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 積層燃料電池 |
| JP2009009912A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池の組立装置および組立方法，この組立方法によって組み立てた燃料電池 |
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