JPH0367467A - 燃料電池のマニホールド - Google Patents
燃料電池のマニホールドInfo
- Publication number
- JPH0367467A JPH0367467A JP1203471A JP20347189A JPH0367467A JP H0367467 A JPH0367467 A JP H0367467A JP 1203471 A JP1203471 A JP 1203471A JP 20347189 A JP20347189 A JP 20347189A JP H0367467 A JPH0367467 A JP H0367467A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manifold
- manifolds
- battery stack
- side walls
- fuel cell
- 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
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- 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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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電解質を保持する多孔質のマトリックス層を
有する単電池からなる燃料電池、いわゆるマトリックス
型燃料電池の電池積層体の側面に取付けられる反応ガス
の給排用マニホールドの構造に間する。
有する単電池からなる燃料電池、いわゆるマトリックス
型燃料電池の電池積層体の側面に取付けられる反応ガス
の給排用マニホールドの構造に間する。
燃料電池は、電気化学的反応を利用して燃料のもつ化学
エネルギーを直接電気エネルギーに変換する高効率発電
を指向するエネルギー変換装置としてよく知られている
ところである。また前記しマトリックス層を挟んでその
両側に配した一対の多孔質電極とから成り、これらの電
極を通じて一方からは燃料ガス（一般には水素リッチな
改質ガス）を、他方からは酸化剤ガス（一般には空気）
を供給し、両極より直接電気エネルギーを取りだすよう
に構成されている。
エネルギーを直接電気エネルギーに変換する高効率発電
を指向するエネルギー変換装置としてよく知られている
ところである。また前記しマトリックス層を挟んでその
両側に配した一対の多孔質電極とから成り、これらの電
極を通じて一方からは燃料ガス（一般には水素リッチな
改質ガス）を、他方からは酸化剤ガス（一般には空気）
を供給し、両極より直接電気エネルギーを取りだすよう
に構成されている。
この場合上記の単電池で得られる出力電圧はｌＶ以下で
あり、実用電源として所要の出力を得るため、単電池を
必要数だけ直、並列に組み合わせて電池積層体を構成し
ている。そのため燃料ガスや酸化剤ガスを多数の単電池
を積層した電池積層体の各単電池へ供給、排出するため
に電池積層体の周ＩＩ！１４面の側面にマニホールドを
取り付けている。
あり、実用電源として所要の出力を得るため、単電池を
必要数だけ直、並列に組み合わせて電池積層体を構成し
ている。そのため燃料ガスや酸化剤ガスを多数の単電池
を積層した電池積層体の各単電池へ供給、排出するため
に電池積層体の周ＩＩ！１４面の側面にマニホールドを
取り付けている。
このように電池積層体にマニホールドを取付けた燃料電
池として第４図、第５図（第４図の断面平面図）に示す
ものが知られている。第４図、第５図において１は電解
質のりん酸を保持したマトリックス層を有する単電池を
積層した電池積層体、２は入口管２ａを備え、燃料ガス
を電池積層体１に供給する燃料ガス供給マニホールド、
３は出口管３ａを備え、電池積層体Ｉからの燃料ガスを
排出する燃料ガス排出マニホールド、４は図示しない入
口管を備え、酸化剤ガスを電池積層体１に供給する酸化
剤ガス供給マニホールド、５は出口管５ａを備え、電池
積層体１からの酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出マ
ニホールドである。これらの燃料ガス供給、排出マニホ
ールド２，３および酸化剤ガス供給、排出マニホールド
はそれぞれ第６図に示すように電池積層体１の対向する
側面と、これに直交する対向する側面に取つけられてい
る。
池として第４図、第５図（第４図の断面平面図）に示す
ものが知られている。第４図、第５図において１は電解
質のりん酸を保持したマトリックス層を有する単電池を
積層した電池積層体、２は入口管２ａを備え、燃料ガス
を電池積層体１に供給する燃料ガス供給マニホールド、
３は出口管３ａを備え、電池積層体Ｉからの燃料ガスを
排出する燃料ガス排出マニホールド、４は図示しない入
口管を備え、酸化剤ガスを電池積層体１に供給する酸化
剤ガス供給マニホールド、５は出口管５ａを備え、電池
積層体１からの酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出マ
ニホールドである。これらの燃料ガス供給、排出マニホ
ールド２，３および酸化剤ガス供給、排出マニホールド
はそれぞれ第６図に示すように電池積層体１の対向する
側面と、これに直交する対向する側面に取つけられてい
る。
なお第５図において１５は電池積層体ｌを締付ける締付
スタッドである。
スタッドである。
ところで燃料ガス供給、排出マニホールド２゜３および
酸化剤ガス供給、排出マニホールド４゜５のマニホール
ドは、例えば第７図に示す燃料ガス供給マニホールド２
のように電池積層体ｌの側面に盛うれたシール層６にマ
ニホールドの開口部鳩 の橋面がパツキン７を介して押し付けられて取付けられ
ている。これらのマニホールドを取付けるために第４図
、第５図に示すように、相隣るマニホールドに渡る締付
手段が設けられている。すなわち燃料ガス排出マニホー
ルド３と酸化剤ガス排出マニホールド５にそれぞれサポ
ート１１を取付け、このサポート１１に貫通するスタン
ド８に皿ばね９を介してマニホールドを締付けている。
酸化剤ガス供給、排出マニホールド４゜５のマニホール
ドは、例えば第７図に示す燃料ガス供給マニホールド２
のように電池積層体ｌの側面に盛うれたシール層６にマ
ニホールドの開口部鳩 の橋面がパツキン７を介して押し付けられて取付けられ
ている。これらのマニホールドを取付けるために第４図
、第５図に示すように、相隣るマニホールドに渡る締付
手段が設けられている。すなわち燃料ガス排出マニホー
ルド３と酸化剤ガス排出マニホールド５にそれぞれサポ
ート１１を取付け、このサポート１１に貫通するスタン
ド８に皿ばね９を介してマニホールドを締付けている。
このような締付手段は燃料ガス供給、排出マニホールド
２゜３と酸化剤ガス供給、排出マニホールド４，５との
相隣るマニホールド間に設けられる。
２゜３と酸化剤ガス供給、排出マニホールド４，５との
相隣るマニホールド間に設けられる。
このような構成により燃料ガスを燃料ガス供給。
排出マニホールド２，３により電池積層体１に矢印Ａ、
Ｂの方向に給排し、一方酸化剤ガスを酸化剤ガス供給、
排出マニホールド４．５により電池積層体ｌに矢印Ｃ，
Ｄの方向に給排することにより燃料電池は運転温度で運
転され、発電する。
Ｂの方向に給排し、一方酸化剤ガスを酸化剤ガス供給、
排出マニホールド４．５により電池積層体ｌに矢印Ｃ，
Ｄの方向に給排することにより燃料電池は運転温度で運
転され、発電する。
ところで、燃料電池の運転時燃料ガスや酸化剤ガスはマ
ニホールドの電池積層体との取付部から洩れないように
、マニホールドと電池積層体との間の面圧を調整してい
る。すなわち、マニホールドに加わる燃料ガスや酸化剤
ガスによる内圧、マニホールドと電池積層体の運転の温
度による熱膨張差およびパツキンの永久歪み等による面
圧の減小を考慮して皿バネの締付力を調整している。
ニホールドの電池積層体との取付部から洩れないように
、マニホールドと電池積層体との間の面圧を調整してい
る。すなわち、マニホールドに加わる燃料ガスや酸化剤
ガスによる内圧、マニホールドと電池積層体の運転の温
度による熱膨張差およびパツキンの永久歪み等による面
圧の減小を考慮して皿バネの締付力を調整している。
上記のようにマニホールドの電池積層体への取付部から
燃料ガスや酸化剤ガスが洩れないように皿ばねを使用し
て締付ける方法ではマニホールドとセルスタックの間の
面圧を規定値内にするために総ての皿ばねの撓みをいち
いち測定しながらボルトを締付けなければならない。そ
のため取付は作業の時間が多くかかる欠点があった。
燃料ガスや酸化剤ガスが洩れないように皿ばねを使用し
て締付ける方法ではマニホールドとセルスタックの間の
面圧を規定値内にするために総ての皿ばねの撓みをいち
いち測定しながらボルトを締付けなければならない。そ
のため取付は作業の時間が多くかかる欠点があった。
本発明の目的は、皿ばねを使用することなくマニホール
ドを電池積層体に燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩を防止し
て取付けることのできる燃料電池のマニホールドを提供
することである。
ドを電池積層体に燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩を防止し
て取付けることのできる燃料電池のマニホールドを提供
することである。
上記課題を解決するために、本発明によれば電解質を保
持する多孔質のマトリックス層を有する単電池を複数積
層してなる電池積層体の相隣る対向する側面に開口部の
端面を締付手段により押し付けて取付けられ、前記各単
電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを給排する燃料電池のマ
ニホールドにおいて、開口部の端面に続くマニホールド
の側壁を可撓性であるようにするものとする。
持する多孔質のマトリックス層を有する単電池を複数積
層してなる電池積層体の相隣る対向する側面に開口部の
端面を締付手段により押し付けて取付けられ、前記各単
電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを給排する燃料電池のマ
ニホールドにおいて、開口部の端面に続くマニホールド
の側壁を可撓性であるようにするものとする。
マニホールドはその開口部の端面が電池積層体の側面に
締付手段により押し付けられて取付けられるが、この際
、マニホールドの端面に続く側壁を可撓性にしたことに
より、締付手段により締付時マニホールド、の側壁が撓
むので、マニホールドは容易に、従来のように皿ばねの
調整を必要とすることなく電池積層体に押し付けられて
取付けられる。
締付手段により押し付けられて取付けられるが、この際
、マニホールドの端面に続く側壁を可撓性にしたことに
より、締付手段により締付時マニホールド、の側壁が撓
むので、マニホールドは容易に、従来のように皿ばねの
調整を必要とすることなく電池積層体に押し付けられて
取付けられる。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例によるマニホールドを備えた燃
料電池の平面図、第２図はマニホールドの締付状態を示
す第１図のＥ部の拡大図である。なお、第１図、第２図
および後述する第３図において第４図ないし第６図の従
来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明を省略す
る。第１図、第２図において従来例と異なるのは燃料ガ
スの供給、排出マニホールド２．３および酸化剤ガスの
供給、排出マニホールド４．５の開口部の端面に続く側
壁２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂをＶ形の蛇腹状にし、サポー
ト１１に皿ばねを使用せずにスタッド８とナツト１０を
取付けたことである。
料電池の平面図、第２図はマニホールドの締付状態を示
す第１図のＥ部の拡大図である。なお、第１図、第２図
および後述する第３図において第４図ないし第６図の従
来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明を省略す
る。第１図、第２図において従来例と異なるのは燃料ガ
スの供給、排出マニホールド２．３および酸化剤ガスの
供給、排出マニホールド４．５の開口部の端面に続く側
壁２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂをＶ形の蛇腹状にし、サポー
ト１１に皿ばねを使用せずにスタッド８とナツト１０を
取付けたことである。
このような構造によりナツト１０をトルクレンチ等によ
りスタッド８にねじ込むことにより各マニホールド２，
３，４．５の蛇腹状の側壁２ｂ、３ｂ、４ｂ。
りスタッド８にねじ込むことにより各マニホールド２，
３，４．５の蛇腹状の側壁２ｂ、３ｂ、４ｂ。
５ｂは撓んで各マニホールド２．３，４．５は電池積層
体１に締付けられる。すなわち、第２図に示すように実
線で示す位置にある燃料ガス排出マニホールド３と酸化
剤ガス供給マニホールド４とはナツト１０をスタッド８
にねじ込むことによりスタッド８の軸方向に締付力Ｆが
生じる。この締付力Ｆはマニホールドを電池積層体に押
し付ける方向の分力ＷＶとこれに直角な分力Ｗ、ｌとに
分解され、分力ＷＶによりマニホールドは電池積層体に
締付けられ、−点鎖線で示すように蛇腹状の燃料ガス排
出マニホールド３．酸化剤ガス供給マニホールド４の側
壁３ｂ、４ｂは大きく変形してマニホールドと電池積層
体との間にトルクレンチによる締付はトルクに応じて所
要の面圧が生しる。
体１に締付けられる。すなわち、第２図に示すように実
線で示す位置にある燃料ガス排出マニホールド３と酸化
剤ガス供給マニホールド４とはナツト１０をスタッド８
にねじ込むことによりスタッド８の軸方向に締付力Ｆが
生じる。この締付力Ｆはマニホールドを電池積層体に押
し付ける方向の分力ＷＶとこれに直角な分力Ｗ、ｌとに
分解され、分力ＷＶによりマニホールドは電池積層体に
締付けられ、−点鎖線で示すように蛇腹状の燃料ガス排
出マニホールド３．酸化剤ガス供給マニホールド４の側
壁３ｂ、４ｂは大きく変形してマニホールドと電池積層
体との間にトルクレンチによる締付はトルクに応じて所
要の面圧が生しる。
第３図は本発明の異なる実施例によるマニホールドを備
えた燃料電池の平面図であり、各マニホールド２，３．
４．５の側壁２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂをＵ形の蛇腹状に
して可撓性にしたものであり、このような蛇腹状の側壁
でも前述と同じ効果が得られる。
えた燃料電池の平面図であり、各マニホールド２，３．
４．５の側壁２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂをＵ形の蛇腹状に
して可撓性にしたものであり、このような蛇腹状の側壁
でも前述と同じ効果が得られる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば電池積
層体の側面に押し付けられるマニホールドを、その開口
部の端面に続くマニホールドの側壁を可撓性にしたこと
により、マニホールドを電池積層体に取付けるため締付
手段により締付ける際、マニホールドの側壁が撓んで締
付けられるので、従来のような皿ばねの面倒な締付調整
がなく、マニホールドを電池積層体に取付ける作業時間
が短縮するという効果がある。
層体の側面に押し付けられるマニホールドを、その開口
部の端面に続くマニホールドの側壁を可撓性にしたこと
により、マニホールドを電池積層体に取付けるため締付
手段により締付ける際、マニホールドの側壁が撓んで締
付けられるので、従来のような皿ばねの面倒な締付調整
がなく、マニホールドを電池積層体に取付ける作業時間
が短縮するという効果がある。
第１図は本発明の実施例によるマニホールドを取付けた
燃料電池の断面平面図、第２図は第１図のＥ部の締付状
態を示す拡大図、第３図は本発明の異なる実施例による
マニホールドを取付けた燃料電池の断面平面図、第４図
は従来のマニホールドを取付けた燃料電池の斜視図、第
５図は第４図の断面図、第６図は第４図のマニホールド
の電池積層体への取付配置を示す配置図、第７図は第４
図のマニホールドをパツキンを介して電池積層体に取付
けた状態を示す斜視図である。 １：電池積層体、２：燃料ガス供給マニホールド、３：
燃料ガス排出マニホールド、４：酸化剤ガス供給マニホ
ールド、５：酸化剤ガス排出マニ第１図 第３図
燃料電池の断面平面図、第２図は第１図のＥ部の締付状
態を示す拡大図、第３図は本発明の異なる実施例による
マニホールドを取付けた燃料電池の断面平面図、第４図
は従来のマニホールドを取付けた燃料電池の斜視図、第
５図は第４図の断面図、第６図は第４図のマニホールド
の電池積層体への取付配置を示す配置図、第７図は第４
図のマニホールドをパツキンを介して電池積層体に取付
けた状態を示す斜視図である。 １：電池積層体、２：燃料ガス供給マニホールド、３：
燃料ガス排出マニホールド、４：酸化剤ガス供給マニホ
ールド、５：酸化剤ガス排出マニ第１図 第３図
Claims (1)
- １）電解質を保持する多孔質のマトリックス層を有する
単電池を複数積層してなる電池積層体の相隣る対向する
側面に開口部の端面を締付手段により押し付けて取付け
られ、前記各単電池に燃料ガスと酸化剤ガスとを給排す
る燃料電池のマニホールドにおいて、開口部の端面に続
くマニホールドの側壁を可撓性にしたことを特徴とする
燃料電池のマニホールド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1203471A JPH0367467A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | 燃料電池のマニホールド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1203471A JPH0367467A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | 燃料電池のマニホールド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367467A true JPH0367467A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16474691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1203471A Pending JPH0367467A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | 燃料電池のマニホールド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0367467A (ja) |
-
1989
- 1989-08-05 JP JP1203471A patent/JPH0367467A/ja active Pending
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