燃料电池制造技术

本发明专利技术提供一种燃料电池，在组装时等不与燃料电池单电池干涉，能够向燃料电池单电池集合体整体均等、有效地供给反应气体。具体为，该燃料电池具备利用反应气体进行工作且直立设置的多个单电池（４）和配设在由多个单电池（４）构成的电堆（３０）外侧的侧壁（７１）及（７２）。单电池（４）与侧壁（７１）及（７２）相对且沿着侧壁（７１）及（７２）并列设置，在侧壁（７１）及（７２）上沿着单电池（４）的并列设置方向形成有喷出反应气体从而向电堆（３０）供给反应气体的孔。形成于第一区域（Ｘ）的孔的开口面积的合计开口面积比形成于第二区域（Ｙ）的孔的合计开口面积大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料电池，其具备利用反应气体进行工作的多个单电池。
技术介绍
以往，作为一种燃料电池，存在具备利用反应气体进行工作的多个单电池的固体 电解质型燃料电池(以下也称为“S0FC”)。该固体电解质型燃料电池构成为能够通过向单 电池的阳电极供给作为燃料气体的氢气，向阴电极供给作为氧化剂气体的空气，来引起发 电反应。而且，该燃料电池通常具有并列设置多个单电池而成的电堆。作为这种固体电解质型燃料电池，例如存在如下燃料电池，其具有在有底筒状多 孔质支撑体的外周面上形成空气电极、固体电解质及燃料电极而成的燃料电池单电池(单 元)；及插入该燃料电池单电池的筒内空间的气体供给管(例如参照下述专利文献1)。该 燃料电池沿着气体供给管的轴向形成有相互隔着间隔的多个圆形孔。该燃料电池从气体供 给管末端的气体供给孔及圆形孔向单电池的筒内空间供给反应气体的一方。另一方面，从 形成在单电池有底部周边的容器底面上的孔向单电池的周围供给反应气体的另一方。作为其它的固体电解质型燃料电池，提出有如下燃料电池，其具有配设在收容有 多个单电池的发电室(电池室)的壁面上并向发电室内突出的空气供给管，从形成于空气 供给管的多个喷出孔向单电池送出空气(例如参照下述专利文献2)。该燃料电池在空气供 给管上开有多个喷出孔，通过在配设于电堆最前侧的空气供给管及配设于最后侧的空气供 给管上开有更多的喷出孔，使供给到该区域的空气供给量增加。作为另一个其它的固体电解质型燃料电池，提出有如下燃料电池，其以从两侧面 夹着并列设置多个单电池而成的电堆的方式配设反应气体导入构件(例如参照下述专利 文献3)。该燃料电池构成为，从设置在反应气体导入构件下部的多个导入开口向发电室内 排出空气，使空气喷到电堆的侧面。专利文献1 日本国特开平3-280359号公报专利文献2 日本国特开2008-300276号公报专利文献3 日本国特开2008-34205号公报可是，对于燃料电池要求有效地进行稳定的发电反应。作为满足该要求的一个方 法，可以举出相对于构成电堆的各个单电池，均等地供给反应气体。通常电堆通过准备多个 将单电池配置为列状而成的列状电池群，并列设置该多个列状电池群，并将单电池配置为 俯视矩阵状而构成。为了向构成电堆的各个单电池均等地供给反应气体，需要使反应气体 不多不少地遍布于如此以俯视矩阵状进行矩阵配置的所有单电池。如果着眼于各个单电池，则形成有用于流过反应气体的一方即第一反应气体(例 如燃料气体)的内部流路，而反应气体的另一方即第二反应气体(例如空气)被供给到单 电池的周围。因而，使反应气体不多不少地遍布于构成电堆的单电池意味着并存有如下情 况使第一反应气体遍布于各个单电池的内部流路；以及使第二反应气体遍布于各个单电 池的周围。如果根据该观点来研讨现有技术，则虽然上述专利文献1所记载的燃料电池注意 了使第一反应气体遍布于单电池的内部流路(筒内空间)，但是需要在单电池的内部流路 配设气体供给管。在这种配设作业中组装燃料电池时，单电池和气体供给管有可能会碰撞， 从而产生使单电池破损等的不良现象。而且，虽然从单电池的下方向单电池的周围供给第 二反应气体，但是并未研讨在矩阵配置有很多单电池时如何均等地供给第二反应气体，可 推测出实际上会出现没有充分地供给第二反应气体的区域。上述专利文献2所记载的燃料电池从单电池的一端侧(下端侧)向单电池的内部 流路供给第一反应气体，使第一反应气体从单电池的一端侧流向另一端侧(上端侧)。因 此，不需要如上述专利文献1所提出的气体供给管，因而解决了来自于该观点的课题。另一 方面，从旁边插入配设空气供给管，从该空气供给管向单电池的周围供给作为第二反应气 体的空气。而且，通过在特定的区域增减形成于空气供给管的喷出孔的数量，来调节第二反 应气体相对于该特定区域的供给量。从以下观点出发，上述内容是优良的技术，即相对于用 于向电堆供给第二反应气体的气体供给区中具有第二反应气体不足倾向的特定区域，能够 直接供给第二反应气体。但是，可以想到由于电堆是对很多的单电池进行矩阵配置而形成 的，因此在气体供给区中具有第二反应气体不足倾向的区域在电堆内会立体地出现于各种 位置。此时，如果利用将空气供给管插入单电池之间的空间的技术来进行对应，则还存在不 得不使空气供给管穿过第二反应气体本来没有不足的区域的情况，从而有可能新产生阻碍 第二反应气体流动的情况。上述专利文献3所记载的燃料电池与上述专利文献2所记载的燃料电池一样，从 单电池的一端侧(下端侧)向单电池的内部流路供给第一反应气体，使第一反应气体从单 电池的一端侧流向另一端侧(上端侧)。因此，不需要如上述专利文献1所提出的气体供给 管，因而解决了来自于该观点的课题。另一方面，从上方插入配设反应气体导入构件，从该 反应气体导入构件向单电池的周围供给作为第二反应气体的空气。因此，需要在电堆内具 有第二反应气体不足倾向的所有区域设置反应气体导入构件，可以设想到会产生伴随着构 件增加的重量、成本方面的缺点，或关于阻碍第二反应气体流动的缺点。而且，沿着多个单 电池在它们之间插入反应气体导入构件时，反应气体导入构件与单电池接触从而损坏单电 池的可能性也会增大。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种燃料电池，可在组装时极 力降低损坏单电池的可能性，同时能够以简单的结构向构成电堆的各个单电池均等、有效 地供给反应气体。为了达成该目的，本专利技术的燃料电池是通过将燃料气体及氧化剂气体的一方作为 第一反应气体，将另一方作为第二反应气体来供给而发电的燃料电池。该燃料电池具备电 堆和直立设置在该电堆外侧的第一侧壁。电堆集合有多个单电池，并直立设置为各个单电 池的主轴方向相互顺沿。所集合的多个单电池的至少一部分成列地配置，构成列状电池群。 单电池在其内部形成有用于流过第一反应气体的内部流路，使第一反应气体沿从内部流路 的一端侧朝向另一端侧的主轴方向流过，同时通过使所述第二反应气体接触其外周部分来 引起发电反应。在第一侧壁上形成有向多个列状电池群分别供给第二反应气体的多个孔。4第一侧壁具有一对第一区域和形成在该一对第一区域之间的第二区域，且形成为沿多个列 状电池群并列设置的方向并存。因为用于向多个列状电池群供给第二反应气体的孔形成于第一侧壁，所以该燃料 电池不需要令用于供给第二反应气体的构件从第一侧壁突出。因而，在组装单电池时等，能 够防止单电池与用于供给第二反应气体的构件干涉。而且，该燃料电池构成为，表示形成在第一区域内的孔的开口面积的总和与第一 区域整体面积的比的第一开口率高于表示形成在第二区域内的孔的开口面积的总和与第 二区域整体面积的比的第二开口率。通过着眼于孔的开口面积的总和与形成于第一侧壁的 各区域整体面积的比即开口率，与第一区域及第二区域的形成方式无关，能够构成为使从 第一区域供给的第二反应气体切实地多于从第二区域供给的第二反应气体。而且，对于该燃料电池通过钻研供给较多的第二反应气体的区域即第一区域的配 置，可使第二反应气体遍布于并列设置多个列状电池群而成的电堆整体。具体而言，配置为 一对第一区域各自位于电堆的外侧，以便一对第一区域夹着第二区域。如此，如果构成为由 一对第一区域夹着第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，是通过将燃料气体及氧化剂气体的一方作为第一反应气体，将另一方作为第二反应气体来供给而发电的燃料电池，其特征在于，具备：电堆，其集合有多个单电池，该单电池在其内部形成有用于流过所述第一反应气体的内部流路，使所述第一反应气体沿从所述内部流路的一端侧朝向另一端侧的主轴方向流过，同时通过使所述第二反应气体接触其外周部分来引起发电反应，及第一侧壁，沿所述主轴方向直立设置在所述电堆的外侧，所述单电池直立设置为所述电堆所集合的各个所述单电池的所述主轴方向相互顺沿，所集合的多个所述单电池的至少一部分成列地配置，构成列状电池群，在所述第一侧壁上形成有向所述多个列状电池群分别供给所述第二反应气体的多个孔，所述第一侧壁具有一对第一区域和形成在该一对第一区域之间的第二区域，且形成为沿所述多个列状电池群并列设置的方向并存，表示形成在所述第一区域内的所述孔的开口面积的总和与所述第一区域整体面积的比的第一开口率高于表示形成在所述第二区域内的所述孔的开口面积的总和与所述第二区域整体面积的比的第二开口率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赤木阳祐，渡边直树，西愿修一郎，井坂畅夫，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]