JPH1154140A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH1154140A JPH1154140A JP9212968A JP21296897A JPH1154140A JP H1154140 A JPH1154140 A JP H1154140A JP 9212968 A JP9212968 A JP 9212968A JP 21296897 A JP21296897 A JP 21296897A JP H1154140 A JPH1154140 A JP H1154140A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡略な構成によって酸化剤ガスが加熱して供給
され、面内の温度分布が均一化されて、低コストで良好
な発電特性を備えるものとする。 【解決手段】燃料電池積層体１の側面に配される酸化剤
ガス供給マニホールド２の壁面に配管１５を密着して配
し、その一端を、燃料電池積層体１へ冷却管１３を通し
て電池冷却水を供給する電池冷却水供給管１０へ連結
し、他の一端を、冷却管１４を通して排出された電池冷
却水を合流させる電池冷却水排出管１１へと連結して、
酸化剤ガスを電池冷却水と熱交換したのち、燃料電池積
層体１へと供給する。
され、面内の温度分布が均一化されて、低コストで良好
な発電特性を備えるものとする。 【解決手段】燃料電池積層体１の側面に配される酸化剤
ガス供給マニホールド２の壁面に配管１５を密着して配
し、その一端を、燃料電池積層体１へ冷却管１３を通し
て電池冷却水を供給する電池冷却水供給管１０へ連結
し、他の一端を、冷却管１４を通して排出された電池冷
却水を合流させる電池冷却水排出管１１へと連結して、
酸化剤ガスを電池冷却水と熱交換したのち、燃料電池積
層体１へと供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池積層体
の側面にマニホールドを組み込み、反応ガスを供給して
発電する、主としてりん酸型の燃料電池発電装置に係わ
り、特に酸化剤ガスの供給構造に関する。
の側面にマニホールドを組み込み、反応ガスを供給して
発電する、主としてりん酸型の燃料電池発電装置に係わ
り、特に酸化剤ガスの供給構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、側面にガス供給、排出用のマニ
ホールドを配した燃料電池積層体の構成例を示す平面図
である。燃料電池積層体１は、りん酸を保持するマトリ
ックスを燃料電極と酸化剤電極で挟持してなる平板状の
単電池を多数積層して方形状に形成されており、相対す
る側面に酸化剤ガス供給マニホールド２と酸化剤ガス排
出マニホールド３を配し、これらと直交するもう一方の
相対する側面に燃料ガス供給マニホールド４と燃料ガス
排出マニホールド５を配して、酸化剤ガスと燃料ガスを
直交して通流させる方法が採られている。すなわち、酸
化剤ガスには通常大気が使用され、大気温度で酸化剤ガ
ス供給管６より酸化剤ガス供給マニホールド２へと送ら
れ、燃料電池積層体１の多数の単電池の酸化剤極を分流
して通流し、酸化剤ガス排出マニホールド３に合流し、
酸化剤ガス排出管７より外部へと排出される。一方、燃
料ガスには改質された水素濃度の高い改質ガスが使用さ
れ、燃料電池積層体の運転温度の約 190℃に近い温度で
供給される。燃料ガス供給管８より燃料ガス供給マニホ
ールド４へと送られた燃料ガスは、効率を上げるために
燃料ガス排出マニホールド５との間を往復して通流した
のち、燃料ガス排出管９より外部へ排出される。
ホールドを配した燃料電池積層体の構成例を示す平面図
である。燃料電池積層体１は、りん酸を保持するマトリ
ックスを燃料電極と酸化剤電極で挟持してなる平板状の
単電池を多数積層して方形状に形成されており、相対す
る側面に酸化剤ガス供給マニホールド２と酸化剤ガス排
出マニホールド３を配し、これらと直交するもう一方の
相対する側面に燃料ガス供給マニホールド４と燃料ガス
排出マニホールド５を配して、酸化剤ガスと燃料ガスを
直交して通流させる方法が採られている。すなわち、酸
化剤ガスには通常大気が使用され、大気温度で酸化剤ガ
ス供給管６より酸化剤ガス供給マニホールド２へと送ら
れ、燃料電池積層体１の多数の単電池の酸化剤極を分流
して通流し、酸化剤ガス排出マニホールド３に合流し、
酸化剤ガス排出管７より外部へと排出される。一方、燃
料ガスには改質された水素濃度の高い改質ガスが使用さ
れ、燃料電池積層体の運転温度の約 190℃に近い温度で
供給される。燃料ガス供給管８より燃料ガス供給マニホ
ールド４へと送られた燃料ガスは、効率を上げるために
燃料ガス排出マニホールド５との間を往復して通流した
のち、燃料ガス排出管９より外部へ排出される。
【０００３】なお、単電池における発電反応は発熱反応
であり、単電池を所定の温度に維持するためには発熱を
除去する必要がある。このため、燃料電池積層体１は冷
却板を適宜挿入して積層されており、図に見られる電池
冷却水供給管１０に送った電池冷却水を、各冷却板に埋
設した冷却管へと通流させて酸化剤ガスの排出側から供
給側方向へと送り、電池冷却水排出管１１より外部へと
排出することにより発熱を除去して、燃料電池積層体１
の温度を約 190℃に保持している。
であり、単電池を所定の温度に維持するためには発熱を
除去する必要がある。このため、燃料電池積層体１は冷
却板を適宜挿入して積層されており、図に見られる電池
冷却水供給管１０に送った電池冷却水を、各冷却板に埋
設した冷却管へと通流させて酸化剤ガスの排出側から供
給側方向へと送り、電池冷却水排出管１１より外部へと
排出することにより発熱を除去して、燃料電池積層体１
の温度を約 190℃に保持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、りん酸
型燃料電池においては燃料電池積層体の温度を約 190℃
に保持して運転されており、燃料ガスもほぼ同程度の温
度で供給されているが、酸化剤ガスとしての空気は通常
の大気温度で供給されている。このため、図８に示した
ように、燃料電池積層体に積層された単電池の面内の温
度分布を見ると、酸化剤ガス供給側の温度が低くなる傾
向がある。このように温度が低くなると発電特性も低下
するので、電池全体としての特性が低下するばかりでな
く、特性の低下分を補うために温度の高い部分で過度の
反応が生じて、この部分においても特性の劣化を引き起
こすこととなる。
型燃料電池においては燃料電池積層体の温度を約 190℃
に保持して運転されており、燃料ガスもほぼ同程度の温
度で供給されているが、酸化剤ガスとしての空気は通常
の大気温度で供給されている。このため、図８に示した
ように、燃料電池積層体に積層された単電池の面内の温
度分布を見ると、酸化剤ガス供給側の温度が低くなる傾
向がある。このように温度が低くなると発電特性も低下
するので、電池全体としての特性が低下するばかりでな
く、特性の低下分を補うために温度の高い部分で過度の
反応が生じて、この部分においても特性の劣化を引き起
こすこととなる。
【０００５】この難点を解消するには、酸化剤ガスの温
度を上げて供給すればよく、例えば図７のごとく熱交換
器１２を付設して、燃料電池積層体１において発電反応
により加熱されて排出される酸化剤ガスと熱交換させて
加熱し、高温となった酸化剤ガスを供給する方式が採ら
れている。図９は、この方式における燃料電池積層体の
面内の温度分布を示す特性図で、酸化剤ガス供給側の温
度の低下がなく、発電特性も図７の場合に比較して上昇
している。
度を上げて供給すればよく、例えば図７のごとく熱交換
器１２を付設して、燃料電池積層体１において発電反応
により加熱されて排出される酸化剤ガスと熱交換させて
加熱し、高温となった酸化剤ガスを供給する方式が採ら
れている。図９は、この方式における燃料電池積層体の
面内の温度分布を示す特性図で、酸化剤ガス供給側の温
度の低下がなく、発電特性も図７の場合に比較して上昇
している。
【０００６】しかしながら、このように熱交換器１２を
付設する方式においては、発電反応により加熱されて排
出される酸化剤ガスに、単電池の電解質に用いられてい
るりん酸の蒸気が含まれており、温度の低い供給用の酸
化剤ガスとの熱交換によって、熱交換器１２の内部にり
ん酸が凝縮し、腐食が進行して破損する危険性があるの
で、これを防止する構成とする必要があり、また、設置
スペースも必要となるので、コストが高くなってしまう
という難点がある。
付設する方式においては、発電反応により加熱されて排
出される酸化剤ガスに、単電池の電解質に用いられてい
るりん酸の蒸気が含まれており、温度の低い供給用の酸
化剤ガスとの熱交換によって、熱交換器１２の内部にり
ん酸が凝縮し、腐食が進行して破損する危険性があるの
で、これを防止する構成とする必要があり、また、設置
スペースも必要となるので、コストが高くなってしまう
という難点がある。
【０００７】本発明の目的は、簡略な構成により供給す
る酸化剤ガスの温度が効果的に上昇し、機器の腐食や設
置スペースの増大、あるいはコストの増大等を引き起こ
すことなく、安価で、かつ優れた発電特性を備えた燃料
電池発電装置を提供することにある。
る酸化剤ガスの温度が効果的に上昇し、機器の腐食や設
置スペースの増大、あるいはコストの増大等を引き起こ
すことなく、安価で、かつ優れた発電特性を備えた燃料
電池発電装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、複数の単電池を適宜冷却板を
介装して積層することにより燃料電池積層体を構成し、
燃料電池積層体に近接して配した電池冷却水供給管へ供
給した電池冷却水を冷却板へ通流して燃料電池積層体を
所定温度に保持し、燃料電池積層体の側面に組み込んだ
マニホールドを用いて燃料電池積層体に酸化剤ガスおよ
び燃料ガスを通流して運転する燃料電池発電装置におい
て、（１）燃料電池積層体へ供給される酸化剤ガスを電
池冷却水供給管に供給された電池冷却水と熱交換させる
熱交換手段を備えることとし、（２）例えば、電池冷却
水供給管より分岐した電池冷却水が分流する配管、ある
いは前記の冷却板を通流したのちの電池冷却水が流れる
配管を、酸化剤ガス供給用のマニホールドの壁面に密着
して配することとする。
めに、本発明においては、複数の単電池を適宜冷却板を
介装して積層することにより燃料電池積層体を構成し、
燃料電池積層体に近接して配した電池冷却水供給管へ供
給した電池冷却水を冷却板へ通流して燃料電池積層体を
所定温度に保持し、燃料電池積層体の側面に組み込んだ
マニホールドを用いて燃料電池積層体に酸化剤ガスおよ
び燃料ガスを通流して運転する燃料電池発電装置におい
て、（１）燃料電池積層体へ供給される酸化剤ガスを電
池冷却水供給管に供給された電池冷却水と熱交換させる
熱交換手段を備えることとし、（２）例えば、電池冷却
水供給管より分岐した電池冷却水が分流する配管、ある
いは前記の冷却板を通流したのちの電池冷却水が流れる
配管を、酸化剤ガス供給用のマニホールドの壁面に密着
して配することとする。
【０００９】（３）あるいは、電池冷却水供給管より分
岐した配管を酸化剤ガス供給用のマニホールドの内部に
配された冷却水槽へと連結し、電池冷却水を分流する。
（４）あるいは、電池冷却水供給管より分岐した電池冷
却水が分流する配管、あるいは前記の冷却板を通流した
のちの電池冷却水が流れる配管を、酸化剤ガスの供給用
配管に密着して配することとする。
岐した配管を酸化剤ガス供給用のマニホールドの内部に
配された冷却水槽へと連結し、電池冷却水を分流する。
（４）あるいは、電池冷却水供給管より分岐した電池冷
却水が分流する配管、あるいは前記の冷却板を通流した
のちの電池冷却水が流れる配管を、酸化剤ガスの供給用
配管に密着して配することとする。
【００１０】電池冷却水は、発電反応に伴う発熱を除去
するとともに燃料電池積層体を約190℃の運転温度に保
持する役割を果たしているので、電池冷却水供給管に供
給される電池冷却水は、高温に保持されている。したが
って、上記の（１）のごとく、燃料電池積層体へ供給さ
れる酸化剤ガスをこの電池冷却水と熱交換させれば、酸
化剤ガスは効果的に加熱され、温度の上昇した酸化剤ガ
スが燃料電池積層体へと供給されるので、従来のごとき
酸化剤ガスの入口側での温度低下が回避され、発電特性
が向上する。
するとともに燃料電池積層体を約190℃の運転温度に保
持する役割を果たしているので、電池冷却水供給管に供
給される電池冷却水は、高温に保持されている。したが
って、上記の（１）のごとく、燃料電池積層体へ供給さ
れる酸化剤ガスをこの電池冷却水と熱交換させれば、酸
化剤ガスは効果的に加熱され、温度の上昇した酸化剤ガ
スが燃料電池積層体へと供給されるので、従来のごとき
酸化剤ガスの入口側での温度低下が回避され、発電特性
が向上する。
【００１１】特に、（２）あるいは（３）のごとくとす
れば、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給用のマニホールド
の内部において電池冷却水と効果的に熱交換し、温度上
昇したのち燃料電池積層体へと供給され、また（４）の
ごとくとすれば、酸化剤ガスは、酸化剤ガスの供給用配
管で電池冷却水と効果的に熱交換して温度上昇したの
ち、酸化剤ガス供給用のマニホールドへと送られ、燃料
電池積層体へと供給されるので、酸化剤ガスの入口側で
の温度低下が回避され、発電特性が向上する。
れば、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給用のマニホールド
の内部において電池冷却水と効果的に熱交換し、温度上
昇したのち燃料電池積層体へと供給され、また（４）の
ごとくとすれば、酸化剤ガスは、酸化剤ガスの供給用配
管で電池冷却水と効果的に熱交換して温度上昇したの
ち、酸化剤ガス供給用のマニホールドへと送られ、燃料
電池積層体へと供給されるので、酸化剤ガスの入口側で
の温度低下が回避され、発電特性が向上する。
【００１２】
＜実施例１＞図１は、本発明の燃料電池発電装置の第１
の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図である。なお、
図には、燃料電池積層体１に組み込まれる４個のマニホ
ールドのうち酸化剤ガス供給マニホールド２のみ表示さ
れ、他は省略されている。
の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図である。なお、
図には、燃料電池積層体１に組み込まれる４個のマニホ
ールドのうち酸化剤ガス供給マニホールド２のみ表示さ
れ、他は省略されている。
【００１３】本構成の特徴は、燃料電池積層体１に組み
込まれた図示しない冷却板へと連通する冷却管１３を備
えた電池冷却水供給管１０から分岐され、前記冷却板よ
り連通する冷却管１４を備えた電池冷却水排出管１１へ
と連結された配管１５が、酸化剤ガス供給マニホールド
２の壁面に密着して配されている点にある。本構成にお
いては燃料電池積層体１を約 190℃の所定の運転温度に
保持するために加温して供給される電池冷却水が配管１
５を分流することとなる。酸化剤ガスは、酸化剤ガス供
給マニホールド２において配管１５を流れる電池冷却水
と熱交換して加熱され、温度上昇したのち、燃料電池積
層体１へと供給されることとなる。したがって、燃料電
池積層体１の面内の温度分布は、従来のごとき酸化剤ガ
スの入口側での温度低下を生じることなく、より均一化
され、良好な電池特性が得られることとなる。
込まれた図示しない冷却板へと連通する冷却管１３を備
えた電池冷却水供給管１０から分岐され、前記冷却板よ
り連通する冷却管１４を備えた電池冷却水排出管１１へ
と連結された配管１５が、酸化剤ガス供給マニホールド
２の壁面に密着して配されている点にある。本構成にお
いては燃料電池積層体１を約 190℃の所定の運転温度に
保持するために加温して供給される電池冷却水が配管１
５を分流することとなる。酸化剤ガスは、酸化剤ガス供
給マニホールド２において配管１５を流れる電池冷却水
と熱交換して加熱され、温度上昇したのち、燃料電池積
層体１へと供給されることとなる。したがって、燃料電
池積層体１の面内の温度分布は、従来のごとき酸化剤ガ
スの入口側での温度低下を生じることなく、より均一化
され、良好な電池特性が得られることとなる。
【００１４】＜実施例２＞図２は、本発明の燃料電池発
電装置の第２の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図で
ある。本構成の特徴は、燃料電池積層体１に組み込まれ
た図示しない冷却板に連通し、排出される電池冷却水を
通流する多数の冷却管１４Ａ、ならびにこれらの電池冷
却水を合流させて排出する電池冷却水排出管１１が、酸
化剤ガス供給マニホールド２の壁面に密着して配されて
いる点にある。
電装置の第２の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図で
ある。本構成の特徴は、燃料電池積層体１に組み込まれ
た図示しない冷却板に連通し、排出される電池冷却水を
通流する多数の冷却管１４Ａ、ならびにこれらの電池冷
却水を合流させて排出する電池冷却水排出管１１が、酸
化剤ガス供給マニホールド２の壁面に密着して配されて
いる点にある。
【００１５】本構成においても、酸化剤ガスは、酸化剤
ガス供給マニホールド２において冷却管１４Ａならびに
電池冷却水排出管１１を流れる電池冷却水と熱交換して
加熱され、温度上昇したのち、燃料電池積層体１へと供
給されることとなり、燃料電池積層体１の面内の温度分
布は、酸化剤ガスの入口側での温度低下を生じることな
く均一化され、良好な電池特性が得られることとなる。
ガス供給マニホールド２において冷却管１４Ａならびに
電池冷却水排出管１１を流れる電池冷却水と熱交換して
加熱され、温度上昇したのち、燃料電池積層体１へと供
給されることとなり、燃料電池積層体１の面内の温度分
布は、酸化剤ガスの入口側での温度低下を生じることな
く均一化され、良好な電池特性が得られることとなる。
【００１６】＜実施例３＞図３は、本発明の燃料電池発
電装置の第３の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図で
ある。本構成の特徴は、酸化剤ガス供給マニホールド２
Ａの壁面に冷却水槽１６が備えられ、冷却水槽１６と電
池冷却水供給管１０との間に配管１７が、また、冷却水
槽１６と電池冷却水排出管１１との間に配管１８が備え
られている点にある。
電装置の第３の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図で
ある。本構成の特徴は、酸化剤ガス供給マニホールド２
Ａの壁面に冷却水槽１６が備えられ、冷却水槽１６と電
池冷却水供給管１０との間に配管１７が、また、冷却水
槽１６と電池冷却水排出管１１との間に配管１８が備え
られている点にある。
【００１７】本構成においては、酸化剤ガスは、酸化剤
ガス供給マニホールド２Ａにおいて冷却水槽１６に分流
される電池冷却水と熱交換して加熱され、温度上昇した
のち、燃料電池積層体１へと供給されることとなるの
で、燃料電池積層体１の面内の温度分布が均一化され、
良好な電池特性が得られることとなる。 ＜実施例４＞図４は、本発明の燃料電池発電装置の第４
の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図である。本構成
の特徴は、酸化剤ガス供給マニホールド２に連結された
酸化剤ガス供給管が、その一部を電池冷却水排出管１１
の一部で覆って形成した二重管１９を備えて構成されて
いる点にある。
ガス供給マニホールド２Ａにおいて冷却水槽１６に分流
される電池冷却水と熱交換して加熱され、温度上昇した
のち、燃料電池積層体１へと供給されることとなるの
で、燃料電池積層体１の面内の温度分布が均一化され、
良好な電池特性が得られることとなる。 ＜実施例４＞図４は、本発明の燃料電池発電装置の第４
の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図である。本構成
の特徴は、酸化剤ガス供給マニホールド２に連結された
酸化剤ガス供給管が、その一部を電池冷却水排出管１１
の一部で覆って形成した二重管１９を備えて構成されて
いる点にある。
【００１８】本構成においては、酸化剤ガスは、二重管
１９において電池冷却水と熱交換して加熱され、温度上
昇したのち、酸化剤ガス供給マニホールド２より燃料電
池積層体１へと供給されることとなるので、燃料電池積
層体１の面内の温度分布が均一化され、良好な電池特性
が得られることとなる。 ＜実施例５＞図５は、本発明の燃料電池発電装置の第５
の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図である。本構成
の特徴は、酸化剤ガス供給マニホールド２に連結された
酸化剤ガス供給管の一部に、電池冷却水供給管１０と電
池冷却水排出管１１とを連結する配管２０が巻装して配
されている点にある。
１９において電池冷却水と熱交換して加熱され、温度上
昇したのち、酸化剤ガス供給マニホールド２より燃料電
池積層体１へと供給されることとなるので、燃料電池積
層体１の面内の温度分布が均一化され、良好な電池特性
が得られることとなる。 ＜実施例５＞図５は、本発明の燃料電池発電装置の第５
の実施例の熱交換手段を示す要部斜視図である。本構成
の特徴は、酸化剤ガス供給マニホールド２に連結された
酸化剤ガス供給管の一部に、電池冷却水供給管１０と電
池冷却水排出管１１とを連結する配管２０が巻装して配
されている点にある。
【００１９】本構成においても、酸化剤ガスは、酸化剤
ガス供給管において配管２０を通流する電池冷却水と熱
交換して加熱され、温度上昇したのち、酸化剤ガス供給
マニホールド２より燃料電池積層体１へと供給されるこ
ととなるので、燃料電池積層体１の面内の温度分布が均
一化され、良好な電池特性が得られることとなる。
ガス供給管において配管２０を通流する電池冷却水と熱
交換して加熱され、温度上昇したのち、酸化剤ガス供給
マニホールド２より燃料電池積層体１へと供給されるこ
ととなるので、燃料電池積層体１の面内の温度分布が均
一化され、良好な電池特性が得られることとなる。
【００２０】
【発明の効果】上述のごとく、本発明によれば、複数の
単電池を適宜冷却板を介装して積層することにより燃料
電池積層体を構成し、燃料電池積層体に近接して配した
電池冷却水供給管へ供給した電池冷却水を冷却板へ通流
して燃料電池積層体を所定温度に保持し、燃料電池積層
体の側面に組み込んだマニホールドを用いて燃料電池積
層体に酸化剤ガスおよび燃料ガスを通流して運転する燃
料電池発電装置において、燃料電池積層体へ供給される
酸化剤ガスを電池冷却水供給管に供給された電池冷却水
と熱交換させる熱交換手段を備えることとし、例えば、
（１）電池冷却水供給管より分岐した電池冷却水が分流
する配管、あるいは前記の冷却板を通流したのちの電池
冷却水が流れる配管を、酸化剤ガス供給用のマニホール
ドの壁面に密着して配することとする。あるいは、
（２）電池冷却水供給管より分岐した配管を酸化剤ガス
供給用のマニホールドの内部に配された冷却水槽へと連
結し、電池冷却水を分流する。あるいは、（３）電池冷
却水供給管より分岐した電池冷却水が分流する配管、あ
るいは前記の冷却板を通流したのちの電池冷却水が流れ
る配管を、酸化剤ガスの供給用配管に密着して配するこ
ととしたので、酸化剤ガスが電池冷却水と熱交換して加
熱され、温度上昇したのち燃料電池積層体へと供給され
ることとなるので、燃料電池積層体の面内の温度分布が
均一化され、安価で、かつ優れた発電特性を備えた燃料
電池発電装置が得られることとなった。
単電池を適宜冷却板を介装して積層することにより燃料
電池積層体を構成し、燃料電池積層体に近接して配した
電池冷却水供給管へ供給した電池冷却水を冷却板へ通流
して燃料電池積層体を所定温度に保持し、燃料電池積層
体の側面に組み込んだマニホールドを用いて燃料電池積
層体に酸化剤ガスおよび燃料ガスを通流して運転する燃
料電池発電装置において、燃料電池積層体へ供給される
酸化剤ガスを電池冷却水供給管に供給された電池冷却水
と熱交換させる熱交換手段を備えることとし、例えば、
（１）電池冷却水供給管より分岐した電池冷却水が分流
する配管、あるいは前記の冷却板を通流したのちの電池
冷却水が流れる配管を、酸化剤ガス供給用のマニホール
ドの壁面に密着して配することとする。あるいは、
（２）電池冷却水供給管より分岐した配管を酸化剤ガス
供給用のマニホールドの内部に配された冷却水槽へと連
結し、電池冷却水を分流する。あるいは、（３）電池冷
却水供給管より分岐した電池冷却水が分流する配管、あ
るいは前記の冷却板を通流したのちの電池冷却水が流れ
る配管を、酸化剤ガスの供給用配管に密着して配するこ
ととしたので、酸化剤ガスが電池冷却水と熱交換して加
熱され、温度上昇したのち燃料電池積層体へと供給され
ることとなるので、燃料電池積層体の面内の温度分布が
均一化され、安価で、かつ優れた発電特性を備えた燃料
電池発電装置が得られることとなった。
【図１】本発明の燃料電池発電装置の第１の実施例の熱
交換手段を示す要部斜視図
交換手段を示す要部斜視図
【図２】本発明の燃料電池発電装置の第２の実施例の熱
交換手段を示す要部斜視図
交換手段を示す要部斜視図
【図３】本発明の燃料電池発電装置の第３の実施例の熱
交換手段を示す要部斜視図
交換手段を示す要部斜視図
【図４】本発明の燃料電池発電装置の第４の実施例の熱
交換手段を示す要部斜視図
交換手段を示す要部斜視図
【図５】本発明の燃料電池発電装置の第５の実施例の熱
交換手段を示す要部斜視図
交換手段を示す要部斜視図
【図６】側面にガス供給、排出用のマニホールドを配し
た燃料電池積層体の構成例を示す平面図
た燃料電池積層体の構成例を示す平面図
【図７】排出される酸化剤ガスを用いて加熱した酸化剤
ガスを燃料電池積層体へと供給するガス供給方式の説明
図
ガスを燃料電池積層体へと供給するガス供給方式の説明
図
【図８】従来のガス供給方式における燃料電池積層体の
面内の温度分布を示す特性図
面内の温度分布を示す特性図
【図９】図７のガス供給方式における燃料電池積層体の
面内の温度分布を示す特性図
面内の温度分布を示す特性図
１ 燃料電池積層体 ２ 酸化剤ガス供給マニホールド ２Ａ 酸化剤ガス供給マニホールド １０ 電池冷却水供給管 １１ 電池冷却水排出管 １３ 冷却管 １４ 冷却管 １４Ａ 冷却管 １５ 配管 １６ 冷却水槽 １７ 配管 １８ 配管 １９ 二重管 ２０ 配管
Claims (4)
- 【請求項１】複数の単電池を適宜冷却板を介装して積層
することにより燃料電池積層体を構成し、燃料電池積層
体に近接して配した電池冷却水供給管へ供給した電池冷
却水を冷却板へ通流して燃料電池積層体を所定温度に保
持し、燃料電池積層体の側面に組み込んだマニホールド
を用いて燃料電池積層体に酸化剤ガスおよび燃料ガスを
通流して運転する燃料電池発電装置において、燃料電池
積層体へ供給される酸化剤ガスを電池冷却水供給管に供
給された電池冷却水と熱交換させる熱交換手段を備えた
ことを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の燃料電池発電装置におい
て、熱交換手段が、前記の電池冷却水供給管より分岐し
た電池冷却水が分流する配管、あるいは前記の冷却板を
通流したのちの電池冷却水が流れる配管を、酸化剤ガス
供給用のマニホールドの壁面に密着して配してなること
を特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の燃料電池発電装置におい
て、熱交換手段が、前記の電池冷却水供給管より分岐し
た配管を酸化剤ガス供給用のマニホールドの内部に配さ
れた冷却水槽へと連結し、電池冷却水を分流してなるこ
とを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の燃料電池発電装置におい
て、熱交換手段が、前記の電池冷却水供給管より分岐し
た電池冷却水が分流する配管、あるいは前記の冷却板を
通流したのちの電池冷却水が流れる配管を、酸化剤ガス
の供給用配管に密着して配してなることを特徴とする燃
料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212968A JPH1154140A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212968A JPH1154140A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154140A true JPH1154140A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16631288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9212968A Pending JPH1154140A (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154140A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343387A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池及びその動作方法 |
| JP2008277039A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよび燃料電池車両 |
| JP2011086549A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Toyota Boshoku Corp | 燃料電池システム |
| JP2012508947A (ja) * | 2008-11-05 | 2012-04-12 | ベレノス・クリーン・パワー・ホールディング・アーゲー | 熱交換器を含む燃料電池システム |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP9212968A patent/JPH1154140A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343387A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池及びその動作方法 |
| JP2008277039A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよび燃料電池車両 |
| JP2012508947A (ja) * | 2008-11-05 | 2012-04-12 | ベレノス・クリーン・パワー・ホールディング・アーゲー | 熱交換器を含む燃料電池システム |
| JP2011086549A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Toyota Boshoku Corp | 燃料電池システム |
| US8835071B2 (en) | 2009-10-16 | 2014-09-16 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Fuel cell system including oxidation gas supply pipe integrated with coolant supply pipe |
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