燃料电池的制作方法_4

文档序号:9383277阅读:来源:国知局
2、35、36、37以及自气体通路31、32、35、36连接到各发电单元的内部或换热部7的连接口(入口 43、51、53、出口 45、47、55、57、59)。因此,能够实现管道共用化,能够抑制零部件个数。
[0105]<第2实施方式>
[0106]1.燃料电池I的结构
[0107]燃料电池I的结构基本与所述第I实施方式相同,但有一部分不同。以下,根据图9?图12,以不同点为中心进行说明,省略或者简化对与所述第I实施方式相同的部分的说明。
[0108]对于燃料电池1,如图9、图10所示,发电单元3的数量为7个,换热部7的数量为两个。两个换热部7分别设在发电单元3B、3C之间以及发电单元3E、3F之间。
[0109]2.燃料气体和氧化剂气体的流动
[0110]首先,说明燃料气体的流动。如图9、图11所示,燃料气体自通路31的靠发电单元3G侧的端部(在图9、图11中标记为F(IN))导入,经过通路31,之后经由入口 43,流入两个换热部7各自的燃料气体流路41。进而,如图9所示那样,燃料气体在两个换热部7各自的燃料气体流路41内流动,之后经由出口 45流入通路35,并且经由出口 47流入通路37。其中,入口 43、出口 45、47与两个换热部7的各换热部7对应地设置。
[0111]如图9、图11所示,流入通路35内的燃料气体在通路35内流动,之后经由5处入口 51(分支),流入发电单元3A、3B、3C、3D、3E的发电单元内燃料气体流路49。并且,流入通路37的燃料气体经由5处入口 53流入发电单元3A、3B、3C、3D、3E的发电单元内燃料气体流路49。
[0112]进而,燃料气体如图9、图11所示那样在发电单元3A、3B、3C、3D、3E的发电单元内燃料气体流路49内并列地流动,之后经由出口 55流入通路32。
[0113]进而,燃料气体经过通路32,之后经由两处入口 57流入发电单元3F、3G的发电单元内燃料气体流路49。如图9、图11所示,燃料气体在发电单元3F、3G的发电单元内燃料气体流路49内并列地流动,之后经由出口 59流入通路36。
[0114]之后,燃料气体自通路36的靠发电单元3H侧的端部(在图9、图11中标记为F(OUT))排出。
[0115]接着,说明空气的流动。如图10、图12所示,空气自通路33的靠发电单元3A侧的端部(在图10、图12中标记为O(IN))导入,经过通路33,之后经由两处入口 63流入两个换热部7各自的空气流路61。进而,如图10所示那样,空气在两个换热部7各自的空气流路61内流动,之后经由两处出口 65流入气体通路38。
[0116]如图10、图12所示,流入气体通路38内的空气在气体通路38内流动,之后经由入口 69流入各发电单元3的发电单元内空气流路67。进而,空气如图10、图12所示那样在发电单元内空气流路67内并列地流动,之后经由出口 71流入通路34。之后,空气自气体通路34的靠发电单元3G侧的端部(在图10、图12中标记为O(OUT))排出。
[0117]3.燃料电池I取得的效果
[0118]燃料电池I能够取得与所述第I实施方式大致相同的效果。并且,通过具有两个换热部7,从而使冷却发电单元3的效果进一步提高。
[0119]<第3实施方式>
[0120]1.燃料电池I的结构
[0121]本实施方式的燃料电池I的结构基本与所述第2实施方式相同,但有一部分不同。以下,根据图13、图14,以不同点为中心进行说明,省略或者简化对与所述第2实施方式相同的部分的说明。
[0122]对于燃料电池1,如图13、图14所示,发电单元3的数量为7个,换热部7的数量为两个。两个换热部7中的一个换热部7设在端板8与发电单元3A之间。并且,两个换热部7中的另一个换热部7设在端板9与发电单元3G之间。S卩,两个换热部7均设于发电单元3的堆栈中的、位于发电单元3的层叠方向端部的发电单元3的外侧,且与该端部的发电单元3接触。
[0123]并且,燃料电池I包括发热器163、165。发热器163设在端板8的外侧(图13、图14中的上侧),与端板8接触。并且,发热器165设在端板9的外侧(图13、图14中的下侧),且与端板9接触。
[0124]发热器163、165均包括含有金属的中空箱型的壳体167以及收纳在该壳体167内部的燃烧催化剂169。
[0125]孔11?18贯穿包括发热器163、165在内的燃料电池I。螺栓21?28经由孔11?18自包括发热器163、165在内的燃料电池I的一端到达另一端。螺栓21?28的一部分存在于壳体167的内部的空间171内。
[0126]螺母19自发热器163、165的外侧螺纹结合于螺栓21?28,将发电单元3、换热部7、端板8、9以及发热器163、165相互固定。
[0127]发热器163、165分别在各自的侧面具有排气管173。发热器163内的空间171与发热器163的外部之间借助排气管173连通。并且,发热器165内的空间171与发热器165的外部之间借助排气管173连通。
[0128]螺栓26具有出口 174,该出口 174为用于将发热器163内的空间171与通路36之间连接起来的孔。并且,螺栓26具有出口 175,该出口 175为用于将发热器165内的空间171与通路36之间连接起来的孔。另外,螺栓26在比发热器163、165靠外侧的位置不具有用于将通路36与外部之间连接起来的孔。
[0129]螺栓24具有出口 177,该出口 177为用于将发热器163内的空间171与通路34之间连接起来的孔。并且,螺栓24具有出口 179,该出口 179为用于将发热器165内的空间171与通路34之间连接起来的孔。另外,螺栓24在比发热器163、165靠外侧的位置不具有用于将通路34与外部之间连接起来的孔。
[0130]2.燃料气体和氧化剂气体的流动
[0131]本实施方式的燃料气体和氧化剂气体的流动基本与所述第2实施方式相同。其中,经由发电单元3F、3G流入通路36的燃料气体经由出口 174流入发热器163内并且经由出口 175流入发热器165内。
[0132]并且,经由各发电单元流入通路34的空气经由出口 177流入发热器163内并且经由出口 179流入发热器165内。
[0133]在发热器163内,自出口 174导入的燃料气体与自出口 177导入的空气因燃烧催化剂169的作用或者接触燃烧(在高温状态下,燃料气体与氧化剂气体相遇而引起的燃烧)的作用而发生燃烧。燃烧后的废气自排气管173排出到外部。在发热器163内因燃烧而产生的热量经由端板8供给至发电单元3供给。
[0134]另外,在发热器165内,自出口 175导入的燃料气体和自出口 179导入的空气因燃烧催化剂169的作用或者接触燃烧(在高温状态下,燃料气体与氧化剂气体相遇而引起的燃烧)的作用而发生燃烧。燃烧后的废气自排气管173排出到外部。在发热器165内因燃烧而产生的热量经由端板9供给至发电单元3。
[0135]3.燃料电池I取得的效果
[0136](I)燃料电池I能够取得与所述第2实施方式大致相同的效果。
[0137](2)燃料电池I在发电单元3的堆栈中的端部具有发热器163、165,因此能够减小发电单元3的堆栈中的端部与中央的温差。
[0138](3)燃料电池I在发电单元3的堆栈中的端部具有两个换热部7,因此能够抑制因发热器163、165而使位于堆栈的端部的发电单元3的温度过度上升。
[0139]<第4实施方式>
[0140]1.燃料电池I的结构
[0141]本实施方式的燃料电池I的结构基本与所述第2实施方式相同,但有一部分不同。以下,根据图15、图16,以不同点为中心进行说明,省略或者简化对与所述第2实施方式相同的部分的说明。
[0142]对于燃料电池1,如图15、图16所示,发电单元3的数量为7个,换热部7的数量为两个。两个换热部7中的一个换热部7设在发电单元3D与发电单元3E之间。并且,两个换热部7中的另一个换热部7设在端板9与发电单元3G之间。S卩,两个换热部7中的一个换热部7设在发电单元3的堆栈中的中央附近,另一个换热部7设在发电单元3的堆栈中的、位于层叠方向的端部的发电单元3的外侧,且与该端部的发电单元3接触。
[0143]并且,燃料电池I包括发热器181。发热器181设在端板9的外侧(图15、图16中的下侧),且与端板9接触。
[0144]发热器181包括含有金属的中空箱型的壳体167以及收纳在该壳体167内部的燃烧催化剂169。
[0145]孔11?18贯穿包括发热器181在内的燃料电池I。螺栓21?28经由孔11?18自包括发热器181在内的燃料电池I的一端到达另一端。螺栓21?28的一部分存在于壳体181的内部的空间171内。
[0146]螺母19自发热器181的外侧以及端板8的外侧螺纹结合于螺栓21?28,将发电单元3、换热部7、端板8、9以及发热器181相互固定。
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