JPH0160902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は空冷式燃料電池特に冷却空気と反応空
気とを分離供給する方式の燃料電池に関するもの
である。

(ロ) 従来技術 燃料電池の冷却空気供給方法は、共通マニホル
ドに送られた空気の一部を反応空気としてガス分
離板の通路へ、他の大部分を冷却空気として冷却
板の通路へ夫々配分する方法と、反応空気とは分
離して冷却空気を供給する方法とがある。

前者は各通路パターンがいずれも直線で流通抵
抗が小さいという利点を有するが、反応及び冷却
に夫々必要とされる空気量を各通路を配分するこ
とがむつかしく、電池反応と電池温度とバランス
がくずれて電池特性上好ましくない。

一方後者は第１図に示すような電池スタツクイ
とマニホルドロを用いて反応空気と冷却空気を分
離するため、各反応ガス通路のパターンが複雑と
なつて流通抵抗が大きく、ガス分離板の作成もむ
つかしいなどの問題点があつた。

本出願人はかかる問題点に鑑み、冷却空気と反
応空気を共通的に供給する方式の電池スタツクに
わずかの修正を加えることにより、冷却空気を独
立的に供給できるようにした空冷式燃料電池をす
でに特願昭57−157133号で提案した。

前記電池は、第２図、第３図に示すように、電
池スタツク１に介在する各冷却板２をスタツクの
空気流通面より突設してスタツクに取付けた反応
空気用マニホルド３の窓口に気密的に装着し、各
窓口に冷却板の空気通路を露出させると共に、前
記反応空気用マニホルド３上に冷却空気用マニホ
ルド５を取付けたものである。又スタツク１の水
素流通面には通常の如く水素ガス供給用マニホル
ド６が取付けられる。

この場合冷却板２の突設部２′と、反応空気用
マニホルド３の窓口３′との間を密閉するため、
一般的に第４図、第５図に示すように窓口３′と
突設部２′との間隙にフツ素系ゴム７を充填する
方法が考えられる。しかし電池の積重セル数の増
加に伴い、冷却板２の間隔が不均一となり、冷却
板突設部２′と窓口３′とが寸法的に合はなくなる
可能性が生ずる。これには窓口の寸法を一まわり
大きくして余裕をもたせればよいが、冷却板突設
部２′との間隙は当然大きくなつて前記の如き方
法で密閉することは不可能になるという問題があ
つた。

(ハ) 発明の目的 本発明の目的は、簡単な構成をもつ冷却空気分
離方式の燃料電池を提供することであり、特に前
記問題点を解消した冷却板突設部と反応空気用マ
ニホルドとのシール構成を提供するもである。

(ニ) 発明の構成 本発明は電池スタツクの空気流通面に、反応空
気用マニホルドと冷却空気用マニホルドとを順次
重合装着し、前記スタツクに介在する各冷却板を
前記空気流通面より突設して、その冷却空気通路
を前記冷却空気用マニホルドに連通させた空冷式
燃料電池であつて、前記反応空気用マニホルドの
背壁が前記冷却板突設部に当接する耐熱絶縁弾性
薄板で構成され、前記弾性薄板を破裁して冷却通
路内に嵌着する枠部と前記弾性薄板を介して前記
通路端面に圧着する鍔部とを有した耐熱絶縁枠体
により、前記冷却空気通路を反応空気用マニホル
ドに対し気密的シールすると共に、前記弾性薄板
上に前記絶縁枠体の逃し窓口を有する補強板を添
着せしめることを特徴とする。

(ホ) 実施例 本発明の実施例を図について説明するが、該当
部分は前記と同一記号を付した。電池スタツク１
は、陰・陽ガス極間に電解質マトリツクスを介挿
した単位セル８と両面に互に交錯する方向の各反
応ガス通路（水素ガス及び空気）を配列した炭素
ガス分離板９とを交互に多数積重し、４〜５単位
セル毎に冷却空気通路４を有する炭素質冷却板２
を介在させ、上下端板１０間で締付けて構成され
る。

この構成は、反応空気と冷却空気とを共通的に
供給する所謂「ダイガスシステム」の電池スタツ
クと同様であるが、本発明では各冷却板２をスタ
ツクの空気流通面より突設して冷却空気用マニホ
ルド５に連通させることにより冷却空気分離方式
としたものである。

本発明はこのような各冷却板突設部２′が反応
空気用マニホルド３を気密的に貫通するシール構
成に関するもので、その実施例を第６図乃至第９
図について説明する。

反応空気用マニホルド３は、金属枠体３₁と枠
体背壁を構成するフツ素系ゴムなどの耐熱絶縁弾
性薄板１１とよりなり、この薄板１１は厚みが
0.2〜0.5mmで、各突設冷却板２′の端面に当接す
る中央部分を除き、その周縁をやゝ肉厚として前
記枠体３₁の内鍔にビスで仮止めされている。

ついで各冷却空気通路４を覆う薄板部分に図示
のように切込み１２を入れ、フツ素樹脂などの耐
熱絶縁枠体１３の枠部１３′を前記切込み１２よ
り薄板１１をつき破つて空気流通４内に嵌着する
と共に鍔部３″を薄板１１を介して通路開口端面
に圧接する。枠体１３の挿入時前記枠部１３′及
び鍔部１３″にフツ素系接着剤を予め塗布してお
く。このようにして各冷却空気通路４とこの通路
に固定される耐熱絶縁性枠体１３間に、弾性薄板
１１がシール材として介在しシール部を構成す
る。

尚、冷却空気通路４は前記枠体１３の嵌着され
る部分以外は第９図に示すように多数の通路４′
に分れている。

前記の如く枠体１３により弾性薄板１１を固定
して後、仮止めビスを取りはずし、この薄板１１
上には、前記耐絶縁枠体１３の逃し窓口１４′を
有する金属補強板１４を添着し、この補強板１４
上に枠状シール材１５を介して冷却空気用マニホ
ルド５を取付ける。この場合、マニホルド５の取
付ビスによつて前記枠状シール材１５、補強板１
４及び弾性薄板１１を反応空気用マニホルド３の
内鍔にとも締めされる。

第２図に示すように反応空気用マニホルド３の
一側面には、各冷却板２間のサブスタツクに対応
する連通口１６を穿設すると共に、これら連通孔
１６を覆う補助マニホルド１７を有する。

補助マニホルド１７に送られた反応空気は、各
連通口１６より反応空気マニホルド３に入り各サ
ブスタツクの反応空気通路に供給される。各サブ
スタツクより出た反応空気は反対側の反応空気マ
ニホルド３より連通口１６及び補助マニホルド１
７を経て排出される。

冷却空気用マニホルド５に送られた冷却空気
は、冷却板２の冷却空気通路４を貫流してスタツ
ク１を冷却し、高温排出空気は、反対側の冷却空
気用マニホルド５より送出されて熱回収器（図示
せず）で冷却され、ついでブロワにより還流して
循環流路を流れる。

水素ガス用マニホルド６に送られた水素ガス
は、スタツクの水素ガス通路を通る間に反応空気
との間で電池反応が行われて後、反対側の水素ガ
ス用マニホルド６を経て排出される。

(ホ) 発明の効果 本発明によれば、電池スタツクの同一周面に冷
却用及び反応空気用の各通路が開口する通常のス
タツクにわづかの修正を加えることにより冷却空
気分離方式とすることができるので、従来の分離
方式に比し、各反応ガス通路とパターンが極めて
単純で流通抵抗が小さいと共にガス分離板の作成
も簡単化される。

又スタツクに介在する冷却板より突設した部分
は、反応空気用マニホルドの背壁を構成する耐熱
絶縁弾性薄板の内壁に当接し、この薄板をつき破
り冷却通路に耐熱絶縁枠体を気密的に嵌着してシ
ール部が形成されるので、各突設冷却板の間隔が
たとえ不均一であつても支障なく確実なシールが
行われると共に、弾性薄板は、前記絶縁枠体の逃
し窓口を有する補強板により裏打されて強度的に
も問題がないなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却空気分離式の燃料電池の平
面図、第２図は本発明電池の外観斜視図、第３図
は同上電池スタツクの斜面図である。第４図・第
５図は一般的な反応空気マニホルドと突設冷却板
のシール部を示し、第４図は正面図、第５図は断
面図である。第６図は本発明電池の要部分解斜視
図、第７図は同上シール部の部分拡大斜面図、第
８図は同上の要部縦断面図、第９図は要部横断面
図である。 １：電池スタツク、２：冷却板、２′：冷却板
突設部、４：冷却空気通路、３：反応空気用マニ
ホルド、５：冷却空気用マニホルド、６：水素ガ
ス用マニホルド、１１：耐熱絶縁弾性薄板、１
２：切込み、１３：耐熱絶縁枠体、１４：補強
板、１４′：逃し窓口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷却通路が形成された冷却板を含む電池スタ
   ツクを備えた空冷式燃料電池において、前記冷却
   板は少くとも反応空気導入面に前記冷却通路が開
   口した突設部を有しており、前記電池スタツクの
   前記反応空気導入面に取付けた反応空気用マニホ
   ルドの背壁が、前記冷却板突設部に当接する耐熱
   絶縁弾性薄板であり、枠部と鍔部を有した耐熱絶
   縁枠体の前記枠部が前記弾性薄板を破断して前記
   突設部内に嵌着され且前記鍔部が前記弾性薄板を
   介して前記突設部端面に圧着され、前記突設部を
   反応空気マニホルドに対し気密的にシールしてお
   り、前記弾性薄板に前記絶縁枠体の逃し窓口を有
   する補強板を添着して構成された前記反応空気用
   マニホルド上に、前記枠体を介して冷却通路と連
   通する冷却空気用マニホルドを設けたことを特徴
   とする空冷式燃料電池。