JPS6322423B2 - - Google Patents
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- JPS6322423B2 JPS6322423B2 JP57010500A JP1050082A JPS6322423B2 JP S6322423 B2 JPS6322423 B2 JP S6322423B2 JP 57010500 A JP57010500 A JP 57010500A JP 1050082 A JP1050082 A JP 1050082A JP S6322423 B2 JPS6322423 B2 JP S6322423B2
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- air
- reaction
- exhaust
- cooling
- damper
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
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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
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
-
- 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
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は冷却専用の空気供給経路を備えた空冷
式燃料電池に関するものである。
式燃料電池に関するものである。
一般に空冷式燃料電池では第１図に示すように
入口マニホルドイを介してスタツクロに導入され
た空気は、反応空気通路と冷却空気通路に分流
し、出口マニホルドハで合流して導出される。こ
の導出空気の大部分は熱回収器（図示せず）を有
する排気路ニに送られるが、その一部は常に循環
路ホを経てスタツクロに環流し、この場合ダンパ
ーヘを有する空気取入口トより導入された新鮮空
気と前記環流空気との混合空気がスタツクロに送
られる。
入口マニホルドイを介してスタツクロに導入され
た空気は、反応空気通路と冷却空気通路に分流
し、出口マニホルドハで合流して導出される。こ
の導出空気の大部分は熱回収器（図示せず）を有
する排気路ニに送られるが、その一部は常に循環
路ホを経てスタツクロに環流し、この場合ダンパ
ーヘを有する空気取入口トより導入された新鮮空
気と前記環流空気との混合空気がスタツクロに送
られる。
しかしながらこの方式では反応空気と冷却空気
の供給径路が共通であるため、電池の温度制御が
むつかしくスタツクの温度が不均一になると共に
排出空気中に電解液である酸が含まれ排熱利用時
熱回収器などの腐触をひきおこすという問題があ
つた。
の供給径路が共通であるため、電池の温度制御が
むつかしくスタツクの温度が不均一になると共に
排出空気中に電解液である酸が含まれ排熱利用時
熱回収器などの腐触をひきおこすという問題があ
つた。
本発明はこのような問題点を改善するため、反
応空気と冷却専用空気の各供給径路を分離すると
共に、冷却専用空気の排気流の一部を反応空気と
して反応空気供給径路に導入可能とし、電極反応
の均一化と電池システムの効率化を図るものであ
る。
応空気と冷却専用空気の各供給径路を分離すると
共に、冷却専用空気の排気流の一部を反応空気と
して反応空気供給径路に導入可能とし、電極反応
の均一化と電池システムの効率化を図るものであ
る。
以下本発明の実施例を第２図について説明す
る。
る。
電池スタツク１は単位セルと、反応ガス通路を
有するガス分離板とを交互に積重し、数セル毎に
冷却専用空気通路を有する冷却板（いずれも図示
せず）を介在して構成れる。電池スタツク１の対
向面には反応空気の導入及び導出用の各マニホル
ド２及び３と、反応水素ガス用の各マニホルド４
及び５を有する。
有するガス分離板とを交互に積重し、数セル毎に
冷却専用空気通路を有する冷却板（いずれも図示
せず）を介在して構成れる。電池スタツク１の対
向面には反応空気の導入及び導出用の各マニホル
ド２及び３と、反応水素ガス用の各マニホルド４
及び５を有する。
前記反応空気用の各マニホルド２，３間を結ぶ
循環供給径路６には、反応済空気の一部を外部へ
排出するためのダンパー７付排出口８と、新鮮な
空気を導入するダンパー９付取入口１０とを分岐
形成している。
循環供給径路６には、反応済空気の一部を外部へ
排出するためのダンパー７付排出口８と、新鮮な
空気を導入するダンパー９付取入口１０とを分岐
形成している。
冷却専用空気の入口側及び出口側の分割マニホ
ルド１１及び１２は夫々スタツク冷却板の各空気
通路に連通し、冷却専用空気はブロワ１３を有す
る導入管１４よりスタツクに供給され、冷却済の
排気は熱回収器１５を設けた排気路１６経て排出
される。
ルド１１及び１２は夫々スタツク冷却板の各空気
通路に連通し、冷却専用空気はブロワ１３を有す
る導入管１４よりスタツクに供給され、冷却済の
排気は熱回収器１５を設けた排気路１６経て排出
される。
本発明においては、この排気路１６よりダンパ
ー１７を介して分岐する分岐路１８を反応空気の
取入口１０に連通し、冷却専用空気の排気の一部
を反応空気として利用するものである。
ー１７を介して分岐する分岐路１８を反応空気の
取入口１０に連通し、冷却専用空気の排気の一部
を反応空気として利用するものである。
次に本発明電池の作動を説明する。
反応空気供給径路６を循環している反応空気は
電池反応により酸素分圧が低下するので、循環流
量の約1/4〜1/5の新鮮空気量を常に空気取入口１
０から導入して酸素分圧の低下を補うと共に反応
済空気の一部を排出口８から導出する。しかし外
気温が低い場合にはこの外気導入によりスタツク
入口側の温度が出口側に比して低下し、電池反応
の不均一化の原因となる。電池温度は負荷電流に
より変化するが、負荷電流が小さくなつた場合ス
タツクの温度上昇が抑制され、この状態で低温の
外気導入は入口側の温度を一層低下させることに
なる。
電池反応により酸素分圧が低下するので、循環流
量の約1/4〜1/5の新鮮空気量を常に空気取入口１
０から導入して酸素分圧の低下を補うと共に反応
済空気の一部を排出口８から導出する。しかし外
気温が低い場合にはこの外気導入によりスタツク
入口側の温度が出口側に比して低下し、電池反応
の不均一化の原因となる。電池温度は負荷電流に
より変化するが、負荷電流が小さくなつた場合ス
タツクの温度上昇が抑制され、この状態で低温の
外気導入は入口側の温度を一層低下させることに
なる。
一方冷却空気はスタツクを冷却するだけである
からその排出空気は昇温しているけれども酸素分
圧は全く変化していない。
からその排出空気は昇温しているけれども酸素分
圧は全く変化していない。
従つて前記特別な条件下では分岐路１８のダン
パーを開くと共に新鮮空気取入口１０のダンパー
９を閉じ、冷却済の排気空気の一部を、反応空気
供給径路６の導入側に送り、循環反応空気と混合
してスタツク１に供給する。これによつてスタツ
クへの導入反応空気は昇温し、入口側の温度が所
定温度に達すればこれを検出し、再び分岐路１８
のダンパー１７を閉じると同時に取入口１０のダ
ンパー９を開く。
パーを開くと共に新鮮空気取入口１０のダンパー
９を閉じ、冷却済の排気空気の一部を、反応空気
供給径路６の導入側に送り、循環反応空気と混合
してスタツク１に供給する。これによつてスタツ
クへの導入反応空気は昇温し、入口側の温度が所
定温度に達すればこれを検出し、再び分岐路１８
のダンパー１７を閉じると同時に取入口１０のダ
ンパー９を開く。
以上のように外気温又は電池負荷に応じて反応
空気の循環径路６に外部新鮮空気又は冷却済排気
空気の一部を切換導入し、スタツク入口側と出口
側の温度差が均一化される。又電池起動時反応空
気の空気取入口１０及び排出口８の各ダンパー９
及び７を閉じた状態でヒーター１９に通電して加
熱された空気をブロワ２０で電池内に送り込んで
いるが、本発明では起動後冷却用排気空気が昇温
しているので、これを反応空気として利用出来る
ためヒーター加熱時間を低減し、電力を節約する
ことが可能となる。
空気の循環径路６に外部新鮮空気又は冷却済排気
空気の一部を切換導入し、スタツク入口側と出口
側の温度差が均一化される。又電池起動時反応空
気の空気取入口１０及び排出口８の各ダンパー９
及び７を閉じた状態でヒーター１９に通電して加
熱された空気をブロワ２０で電池内に送り込んで
いるが、本発明では起動後冷却用排気空気が昇温
しているので、これを反応空気として利用出来る
ためヒーター加熱時間を低減し、電力を節約する
ことが可能となる。
上述の如く本発明によれば、反応空気供給径路
と分離して形成された冷却専用空気径路には、そ
の排気流の一部を前記反応空気供給径路に導入す
る分岐管を設けたことにより、次のような特徴が
得られる。
と分離して形成された冷却専用空気径路には、そ
の排気流の一部を前記反応空気供給径路に導入す
る分岐管を設けたことにより、次のような特徴が
得られる。
(1) 反応空気量は冷却を考慮することなく必要量
だけの供給でよいから電解液の損失が少なく寿
命の向上が得られる。
だけの供給でよいから電解液の損失が少なく寿
命の向上が得られる。
(2) 冷却専用空気の排気流は酸素分圧に変化がな
いので外気温の低い場合や負荷電流の小さい場
合、外気取入れの代りにこの昇温された排気流
の一部を反応空気として利用し、電池温度の均
一化とに電池起動時のヒーター使用電力の低減
化を図ることができる。
いので外気温の低い場合や負荷電流の小さい場
合、外気取入れの代りにこの昇温された排気流
の一部を反応空気として利用し、電池温度の均
一化とに電池起動時のヒーター使用電力の低減
化を図ることができる。
(3) 冷却排空気には電解液としての酸を含まない
ので熱回収器などの腐蝕なしに排熱利用ができ
る。
ので熱回収器などの腐蝕なしに排熱利用ができ
る。
(4) 電池スタツク入口側と出口側の温度差が減少
し、電極反応の均一化により特性の向上が達成
される。
し、電極反応の均一化により特性の向上が達成
される。
第１図は従来電池の作動装置を示す径路図、第
２図は本発明電池の作動装置を示す径路図であ
る。 １…電池スタツク、２，３…反応空気マニホル
ド、４，５…反応水素ガス用マニホルド、６…反
応空気供給径路、１０…空気取入口、１１，１２
…冷却空気用分割マニホルド、７，９，１７…ダ
ンパー、１５…熱回収器、１６…排気路、１８…
分岐路。
２図は本発明電池の作動装置を示す径路図であ
る。 １…電池スタツク、２，３…反応空気マニホル
ド、４，５…反応水素ガス用マニホルド、６…反
応空気供給径路、１０…空気取入口、１１，１２
…冷却空気用分割マニホルド、７，９，１７…ダ
ンパー、１５…熱回収器、１６…排気路、１８…
分岐路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応空気と冷却空気の各供給経路を分離形成
し、前記反応空気の供給経路に外気取入口を有す
る燃料電池において、前記冷却空気の排気流の少
くとも一部を前記反応空気として反応空気供給経
路に導入する分岐路を備えることを特徴とする空
冷式燃料電池。 ２ 前記外気取入口に吸気ダンパを、前記冷却空
気の排気路に排気ダンパを夫々有し、前記分岐路
は排気ダンパより分岐していることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の空冷式燃料電池。 ３ 前記分岐路の排気ダンパと前記外気取入口の
吸気ダンパとは一方が開方向のとき他方が閉方向
に連動するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の空冷式燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57010500A JPS58128672A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 空冷式燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57010500A JPS58128672A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 空冷式燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58128672A JPS58128672A (ja) | 1983-08-01 |
| JPS6322423B2 true JPS6322423B2 (ja) | 1988-05-11 |
Family
ID=11751909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57010500A Granted JPS58128672A (ja) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | 空冷式燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58128672A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5227100B2 (ja) * | 2008-07-01 | 2013-07-03 | 日本電信電話株式会社 | 燃料電池発電システムおよび発電方法 |
| JP5066020B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2012-11-07 | 日本電信電話株式会社 | 燃料電池発電システムおよびその動作方法 |
| JP2010020965A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよびその動作方法 |
| JP2010044960A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電方法 |
| CN113299947A (zh) * | 2020-02-21 | 2021-08-24 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 燃料电池冷却系统及燃料电池车辆 |
-
1982
- 1982-01-26 JP JP57010500A patent/JPS58128672A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58128672A (ja) | 1983-08-01 |
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