JPS5987776A - 燃料電池の冷却装置 - Google Patents
燃料電池の冷却装置Info
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- JPS5987776A JPS5987776A JP57198008A JP19800882A JPS5987776A JP S5987776 A JPS5987776 A JP S5987776A JP 57198008 A JP57198008 A JP 57198008A JP 19800882 A JP19800882 A JP 19800882A JP S5987776 A JPS5987776 A JP S5987776A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 10
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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
- H01M8/04—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
-
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
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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
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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】
技術分野
本発明は空冷式燃料電池の冷却装置特に空気循環路に介
在する熱交換器に関するものである。
在する熱交換器に関するものである。
背景技術
りん酸燃料電池は電池反応により電池作動温度の１８０
℃以上に上昇するため冷却が必要であり、空冷式では冷
却のため反応空気の４〜５倍の過剰空気を循環供給し、
昇温した空気を熱交換器で冷却する方法がとられる。
℃以上に上昇するため冷却が必要であり、空冷式では冷
却のため反応空気の４〜５倍の過剰空気を循環供給し、
昇温した空気を熱交換器で冷却する方法がとられる。
従来装置は第１図に示すように、電池スタック（１）の
空気循環路（２）′に介在する熱交換器（３）は、冷却
水によって直接空気を冷却する方式であるため、電池負
荷に応じブロア（４）を制御して空気流量を変化させる
とき、冷却水量を即座に調節して空気流量に見合った熱
交換能に変化させることがむつかしく一般に時間遅れが
生じ、電池スタック（１）の冷却が不安定となるという
問題があった。
空気循環路（２）′に介在する熱交換器（３）は、冷却
水によって直接空気を冷却する方式であるため、電池負
荷に応じブロア（４）を制御して空気流量を変化させる
とき、冷却水量を即座に調節して空気流量に見合った熱
交換能に変化させることがむつかしく一般に時間遅れが
生じ、電池スタック（１）の冷却が不安定となるという
問題があった。
発”″”５１ は５，４換も
本発明は熱交換器として特ｌこ回転ヒートパイ（を用い
このヒートパイプをブロアと連動回転させることにより
一空気流量に応じて熱交換能を自動的に調整し、電池ス
タックを負荷に応じて適正に冷却すると共に熱交換効率
の向上を図るものである。
このヒートパイプをブロアと連動回転させることにより
一空気流量に応じて熱交換能を自動的に調整し、電池ス
タックを負荷に応じて適正に冷却すると共に熱交換効率
の向上を図るものである。
実 施 例
木ｅ １１１’％の実施例を図について説明するが、該
当個所は第１図と同一記号を付した。
当個所は第１図と同一記号を付した。
電池スタック（１）の空気循環経路（２１（２どには、
スタック（１）から出る昇温空気を排気路（５）と循環
路（２１′に分配する調節ダンパー（６）と、回転ヒー
トパイプ式熱交換路（７）と、新鮮空気取入口（８）と
、ブロワ（４）とを有する。
スタック（１）から出る昇温空気を排気路（５）と循環
路（２１′に分配する調節ダンパー（６）と、回転ヒー
トパイプ式熱交換路（７）と、新鮮空気取入口（８）と
、ブロワ（４）とを有する。
前記回転ヒートパイプ式熱交換器（７）は、第５図に示
すように空気入口ケース（９）と熱交換ケース（１０）
とよりなり、入口ケース（９）に軸支（１１）された冷
却水供給管（１２）の先端には、上記交換ケース（１０
）を出口（１３１に至る空気流通室＋１４）と散水室（
１５）とに区劃する仕切板ｕ印が固定されている。この
仕切板（Ｉｆｆには同心的に多数のヒートパイプ（１７
１が支持され、これらヒートパイプ（１７１の一半は空
気流通室（挿に、細辛は散水室ｑ９に夫々位置している
。冷却水供給管（１２は散水室（］５）内の噴出パイプ
α８）に連通している。交換ケース（１！９ ＋ｒ−軸
支（１９１された水蒸気排出管Ｃｏ）にはプーリー（２
１）が固定され、このプーリー（２１）とブロア駆動モ
ーター（４）′の軸プーリー（２２）との間にベルト囚
）が張架されている。
すように空気入口ケース（９）と熱交換ケース（１０）
とよりなり、入口ケース（９）に軸支（１１）された冷
却水供給管（１２）の先端には、上記交換ケース（１０
）を出口（１３１に至る空気流通室＋１４）と散水室（
１５）とに区劃する仕切板ｕ印が固定されている。この
仕切板（Ｉｆｆには同心的に多数のヒートパイプ（１７
１が支持され、これらヒートパイプ（１７１の一半は空
気流通室（挿に、細辛は散水室ｑ９に夫々位置している
。冷却水供給管（１２は散水室（］５）内の噴出パイプ
α８）に連通している。交換ケース（１！９ ＋ｒ−軸
支（１９１された水蒸気排出管Ｃｏ）にはプーリー（２
１）が固定され、このプーリー（２１）とブロア駆動モ
ーター（４）′の軸プーリー（２２）との間にベルト囚
）が張架されている。
次に本発明の詳細な説明するに、電池スタック（１）は
ブロア（４）で循環供給される空気と図示しない燃料改
質器からの水素ガスとにより周知の如く電池反応を行う
。スタック（１）から出る昇温（約１７０ｔ′″）空気
は調節ダンパー（６）より一部排出路（５）から外部に
排気されると共に他の大部分は循環路（２）′の熱交換
器（７）で冷却され、ついで取入口（８）より排出空気
に見合って導入された新鮮空気と混合され、再びスタッ
ク（１）に送られる。
ブロア（４）で循環供給される空気と図示しない燃料改
質器からの水素ガスとにより周知の如く電池反応を行う
。スタック（１）から出る昇温（約１７０ｔ′″）空気
は調節ダンパー（６）より一部排出路（５）から外部に
排気されると共に他の大部分は循環路（２）′の熱交換
器（７）で冷却され、ついで取入口（８）より排出空気
に見合って導入された新鮮空気と混合され、再びスタッ
ク（１）に送られる。
この新鮮空気の導入は、循環空気の酸素分圧の低下を補
償すると共に循環空気の冷却にも役立つ。
償すると共に循環空気の冷却にも役立つ。
ヒートパイプ式熱交換器（７）において、仕切板ａｅ＋
に支持されたヒートパイプαηは冷却水供給管＋１２１
及び水蒸気排出管（２０）と共にブロワ（４）と連動回
転している。一方ポンプ（図示せず）より供給＊ ｎｖ
に圧送された冷却水は、噴出パイプ（ＩＦＯｊこより遠
心方向に散水されている。
に支持されたヒートパイプαηは冷却水供給管＋１２１
及び水蒸気排出管（２０）と共にブロワ（４）と連動回
転している。一方ポンプ（図示せず）より供給＊ ｎｖ
に圧送された冷却水は、噴出パイプ（ＩＦＯｊこより遠
心方向に散水されている。
従って入１コケース（９）を経て流通室（１４）に圧送
された昇温空気は、矢印の経路で回転ヒートパイプ（１
７１の一半に当って吸熱され、冷却された空気が出口（
１３）より送り出される。この際ヒートパイプ（１ηの
１半からの熱移行により高温となっている細辛は回転噴
出パイプ０８１からの散水により冷却され、この散水は
蒸気化１．て排出されるが、このとき気化の１”ｒ？＃
Ｕコヨリｔ＝ −トハイプの熱交換能は極めて良好であ
る。
された昇温空気は、矢印の経路で回転ヒートパイプ（１
７１の一半に当って吸熱され、冷却された空気が出口（
１３）より送り出される。この際ヒートパイプ（１ηの
１半からの熱移行により高温となっている細辛は回転噴
出パイプ０８１からの散水により冷却され、この散水は
蒸気化１．て排出されるが、このとき気化の１”ｒ？＃
Ｕコヨリｔ＝ −トハイプの熱交換能は極めて良好であ
る。
この排出蒸気は図示しないａ検器で熱回収すると共ｊこ
ａ検水は再び冷却水として使用する。
ａ検水は再び冷却水として使用する。
今電池負荷が増大ずれば、これを負荷電流検出器で検出
してインバーター（工ＮＶ）の周波数制御によりブロア
（４）の回転数が増大する。従って循環空気隈は増大す
るが、ブロワと連動する回転ヒートパイプ（１７１の回
転数上昇により熱交換能も自動的に増大することぶこな
る。逆に負荷の減少に応じて循環空気埴が減少すれば、
回転ヒートパイプによる熱交換能は自動的に低下する。
してインバーター（工ＮＶ）の周波数制御によりブロア
（４）の回転数が増大する。従って循環空気隈は増大す
るが、ブロワと連動する回転ヒートパイプ（１７１の回
転数上昇により熱交換能も自動的に増大することぶこな
る。逆に負荷の減少に応じて循環空気埴が減少すれば、
回転ヒートパイプによる熱交換能は自動的に低下する。
回転ヒートパイプ式熱交換器の回転数と熱輸送Ｍｃ熱交
換清）との関係が第４図に示されている。
換清）との関係が第４図に示されている。
効 果
本発明によれば電池スタックの空気循環経路に回転式ヒ
ートパイプ式熱交換器を設け、これをを気循環ブロワと
連動回転させたので、負荷によって変動する循環空気流
晴に応じて熱交換能が迅速に自り１調整され、電池スタ
ックを負荷に応じ適正に冷却することができる。
ートパイプ式熱交換器を設け、これをを気循環ブロワと
連動回転させたので、負荷によって変動する循環空気流
晴に応じて熱交換能が迅速に自り１調整され、電池スタ
ックを負荷に応じ適正に冷却することができる。
又回転ヒートパイプ式は回転数の増減に追随して熱交換
能が増減し、交換能も空気流通室におけるヒートパイプ
−半の回転々散水室において回転するヒートパイプ他半
への回転散水とにより交換能も著しく良好であり、電池
スタックの循環空気用熱交換器としてすぐれた効果を元
押する。
能が増減し、交換能も空気流通室におけるヒートパイプ
−半の回転々散水室において回転するヒートパイプ他半
への回転散水とにより交換能も著しく良好であり、電池
スタックの循環空気用熱交換器としてすぐれた効果を元
押する。
第１図は従来装置を備える空気循環経路図、第２図は本
発明装置を備える空気循環経路図、第３図は本発明装置
の回転ヒートパイプ式熱交換器の断面図、第４図は同上
熱交換器の回転数と熱輸送−との関係を示す特性図であ
る。 （１）・・・電池スタック、＋２１ ＋２１’・・・空
気循環経路、（４）・・・ブロワ、（６）・・・調節ダ
ンパ、（８）・・・空気取入口、（７）・・・回転ヒー
トパイプ式熱交換器、（９）・・・入［１ケース、ｆｌ
（ＩＩ・・・熱交換ケース、０２１・・・冷却水供給質
、（１４）・・・空気迫 流室、（１９・・・散水室、（１６）・・・仕切板、面
・・・ヒートパイプ、（１８）・・・噴出パイプ、囲・
・・水蒸気排出管、（２１１ｔＪ２）・・・プーリー、
＠・・・ベルト、’ＩＮＶ、・、インバータ。 出願人 三洋電機株式会社′°゛
発明装置を備える空気循環経路図、第３図は本発明装置
の回転ヒートパイプ式熱交換器の断面図、第４図は同上
熱交換器の回転数と熱輸送−との関係を示す特性図であ
る。 （１）・・・電池スタック、＋２１ ＋２１’・・・空
気循環経路、（４）・・・ブロワ、（６）・・・調節ダ
ンパ、（８）・・・空気取入口、（７）・・・回転ヒー
トパイプ式熱交換器、（９）・・・入［１ケース、ｆｌ
（ＩＩ・・・熱交換ケース、０２１・・・冷却水供給質
、（１４）・・・空気迫 流室、（１９・・・散水室、（１６）・・・仕切板、面
・・・ヒートパイプ、（１８）・・・噴出パイプ、囲・
・・水蒸気排出管、（２１１ｔＪ２）・・・プーリー、
＠・・・ベルト、’ＩＮＶ、・、インバータ。 出願人 三洋電機株式会社′°゛
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ 電池スタックの空気循環経路に介在する回転ヒート
パイプ式熱交換器を循環ブロワにより連動回転させ、循
環空気流量に応じて熱交換能を自動的に調整せしめたこ
とを特徴とする燃料電池の冷却装置。 ■ 前記回転ヒートパイプ式熱交換器が、ケース内を空
気流通室と散水室とに区劃する仕切板に、 同心的に
支持された多数のヒートパイプと、前記仕切板を固定し
てケースに軸支した冷却水供給管と、前記供給管より延
長し前記散水室にのぞませた噴出パイプと、プーリーを
固定してケースに軸支した水蒸気排出管とより構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１ ＪＪ記載
の燃料電池の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198008A JPS5987776A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 燃料電池の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198008A JPS5987776A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 燃料電池の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987776A true JPS5987776A (ja) | 1984-05-21 |
Family
ID=16383971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57198008A Pending JPS5987776A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 燃料電池の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987776A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1025602A4 (en) * | 1997-07-25 | 2009-11-25 | Emprise Corp | FUEL GAS MANAGEMENT SYSTEM OF A FUEL ELEMENT |
| GB2589290A (en) * | 2019-08-28 | 2021-06-02 | Ceres Ip Co Ltd | Steam generator for fuel cell system |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP57198008A patent/JPS5987776A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1025602A4 (en) * | 1997-07-25 | 2009-11-25 | Emprise Corp | FUEL GAS MANAGEMENT SYSTEM OF A FUEL ELEMENT |
| GB2589290A (en) * | 2019-08-28 | 2021-06-02 | Ceres Ip Co Ltd | Steam generator for fuel cell system |
| GB2589290B (en) * | 2019-08-28 | 2021-12-08 | Ceres Ip Co Ltd | Steam generator for fuel cell system |
| US12535208B2 (en) | 2019-08-28 | 2026-01-27 | Ceres Intellectual Property Company Limited | Steam generator for fuel cell system |
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