JPH04322064A - 燃料電池の側面保温体の支持構造 - Google Patents
燃料電池の側面保温体の支持構造Info
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- JPH04322064A JPH04322064A JP3092029A JP9202991A JPH04322064A JP H04322064 A JPH04322064 A JP H04322064A JP 3092029 A JP3092029 A JP 3092029A JP 9202991 A JP9202991 A JP 9202991A JP H04322064 A JPH04322064 A JP H04322064A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池積層体の熱的
保温機構として用いられる側面保温体の支持構造に関係
する。
保温機構として用いられる側面保温体の支持構造に関係
する。
【０００２】
【従来技術】従来、多数のセルからなる燃料電池モジュ
ール、すなわち電解質板、アノード、カソード、セパレ
ータ等からなる燃料電池モジュールを積層した積層体本
体には、特開昭６４−６３２７７号公報に示されるよう
に、その側面に側面保温体を設置してきた。これは、例
えばリン酸型燃料電池では２００ ℃、溶融炭酸塩型燃
料電池では６５０ ℃の作動温度となるので、燃料電池
本体の温度を効率よく保温するためのものである。特に
動作温度の高い溶融炭酸塩型燃料電池では、電池積層体
本体の周囲に保温体を設置し、それを燃料電池の締付け
具などの機械的強度材と共に燃料電池用圧力容器の中に
設置することが多い。
ール、すなわち電解質板、アノード、カソード、セパレ
ータ等からなる燃料電池モジュールを積層した積層体本
体には、特開昭６４−６３２７７号公報に示されるよう
に、その側面に側面保温体を設置してきた。これは、例
えばリン酸型燃料電池では２００ ℃、溶融炭酸塩型燃
料電池では６５０ ℃の作動温度となるので、燃料電池
本体の温度を効率よく保温するためのものである。特に
動作温度の高い溶融炭酸塩型燃料電池では、電池積層体
本体の周囲に保温体を設置し、それを燃料電池の締付け
具などの機械的強度材と共に燃料電池用圧力容器の中に
設置することが多い。
【０００３】図１１に示すように、上記のような従来の
ものにおける保温体の支持は、積層体６０の下方に位置
する支持部材５１上に最下部の保温体５０が置かれ、そ
の上に順次同様な保温体が積み重ねられており、その全
重量が支持部材５１により支えられている。電池積層体
６０からは、複数箇所からガスの供給排出管５２、５３
などが出入りし、これら配管５２、５３などは、側面保
温体５０を貫通する必要がある。また、燃料電池は、運
転に伴いその積層体全体の高さが膨張、収縮を繰り返す
ため、電池本体から出る配管５２、５３と側面保温体５
０との相対位置は運転中変化する。このため、配管５２
、５３などの保温体貫通部は、組立前に運転中の電池収
縮量を見込み電池本体が収縮しても両者が緩衝しないよ
う十分な間隙を設けることとなる。
ものにおける保温体の支持は、積層体６０の下方に位置
する支持部材５１上に最下部の保温体５０が置かれ、そ
の上に順次同様な保温体が積み重ねられており、その全
重量が支持部材５１により支えられている。電池積層体
６０からは、複数箇所からガスの供給排出管５２、５３
などが出入りし、これら配管５２、５３などは、側面保
温体５０を貫通する必要がある。また、燃料電池は、運
転に伴いその積層体全体の高さが膨張、収縮を繰り返す
ため、電池本体から出る配管５２、５３と側面保温体５
０との相対位置は運転中変化する。このため、配管５２
、５３などの保温体貫通部は、組立前に運転中の電池収
縮量を見込み電池本体が収縮しても両者が緩衝しないよ
う十分な間隙を設けることとなる。
【０００４】従って、燃料電池の側面保温体は、あらか
じめ電池本体とのすべての干渉部を確認し、それらと干
渉をしないような寸法に設計すると共に、組立時におい
ても、各貫通部との組立の手順を検討しながら、施工す
る必要があった。これらを考慮するため、従来の側面保
温体にあっては、小型要素化し、多数の小型要素を電池
組立後に積み上げることになる。また、小型要素を多数
積み上げるため、一つ一つの保温体は、完全に同じ位置
に積み上げられるとは限らず、さらに、積み上げた構造
も不安定なものとなる可能性が大きい。
じめ電池本体とのすべての干渉部を確認し、それらと干
渉をしないような寸法に設計すると共に、組立時におい
ても、各貫通部との組立の手順を検討しながら、施工す
る必要があった。これらを考慮するため、従来の側面保
温体にあっては、小型要素化し、多数の小型要素を電池
組立後に積み上げることになる。また、小型要素を多数
積み上げるため、一つ一つの保温体は、完全に同じ位置
に積み上げられるとは限らず、さらに、積み上げた構造
も不安定なものとなる可能性が大きい。
【０００５】燃料電池の大容量化にともない、電池の高
さは高くなり、このため、電池の側面を保温する側面保
温体の高さも高くならざるをえず、そのために高積層の
電池においては、極めて多数の小型要素をより高く積み
上げる必要が生じ、設計の精密さが求められかつ慎重な
積み上げ作業が必要であった。この側面保温体の施工に
必要な作業量は、極めて大きい。例えば、溶融炭酸塩型
燃料電池を例にとると、これまでの数十ｋＷクラスの積
層体に対しても、保温体の施工作業は一日程度の作業と
なり、今後、数百ｋＷクラスの電池積層体を多数設置す
ることになる大容量発電プラントにおいては、延べ数箇
月以上の膨大な作業量が予想される。特に海岸付近の発
電所において、屋外でこの保温体の組立作業を行おうと
すれば、天候に左右されるだけでなく、保温体施工作業
中に空気内の塩化物が電池モジュールに悪影響を与える
など問題が多い。
さは高くなり、このため、電池の側面を保温する側面保
温体の高さも高くならざるをえず、そのために高積層の
電池においては、極めて多数の小型要素をより高く積み
上げる必要が生じ、設計の精密さが求められかつ慎重な
積み上げ作業が必要であった。この側面保温体の施工に
必要な作業量は、極めて大きい。例えば、溶融炭酸塩型
燃料電池を例にとると、これまでの数十ｋＷクラスの積
層体に対しても、保温体の施工作業は一日程度の作業と
なり、今後、数百ｋＷクラスの電池積層体を多数設置す
ることになる大容量発電プラントにおいては、延べ数箇
月以上の膨大な作業量が予想される。特に海岸付近の発
電所において、屋外でこの保温体の組立作業を行おうと
すれば、天候に左右されるだけでなく、保温体施工作業
中に空気内の塩化物が電池モジュールに悪影響を与える
など問題が多い。
【０００６】さらに、多大な作業の結果完成した保温体
構造にも問題がある。すなわち、上記したように、側面
保温体５０は小型要素の積み上構造であるため電池運転
中に地震が生じたような場合などは、保温体の組立体そ
のものが分解する恐れがある。また、設計上互いに干渉
しないように十分な配慮を行っても、その電池積層体一
つ一つの具体的な組立状態により、電池側と側面保温体
側の相対関係は異ならざるをえす、結果として、必ずし
も一定した信頼性のもとで運転しているとはいえない状
態で運用することになる。
構造にも問題がある。すなわち、上記したように、側面
保温体５０は小型要素の積み上構造であるため電池運転
中に地震が生じたような場合などは、保温体の組立体そ
のものが分解する恐れがある。また、設計上互いに干渉
しないように十分な配慮を行っても、その電池積層体一
つ一つの具体的な組立状態により、電池側と側面保温体
側の相対関係は異ならざるをえす、結果として、必ずし
も一定した信頼性のもとで運転しているとはいえない状
態で運用することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の燃料
電池の側面保温体の持つ上記のような不都合、すなわち
、多大な組立作業量、特に電池本体設置後の現地での作
業量、電池構造本体と側面保温体との干渉の可能性、積
層体ごとの保温程度の不均一性、保温体組立時での雰囲
気内不純物の電池本体に対する悪影響などの問題点を解
決しようとするものである。
電池の側面保温体の持つ上記のような不都合、すなわち
、多大な組立作業量、特に電池本体設置後の現地での作
業量、電池構造本体と側面保温体との干渉の可能性、積
層体ごとの保温程度の不均一性、保温体組立時での雰囲
気内不純物の電池本体に対する悪影響などの問題点を解
決しようとするものである。
【０００８】すなわち、本発明の目的は、燃料電池積層
体ごとに保温程度の信頼性が高いレベルで均一であり、
かつ組立作業が容易でありながら、組立作業中に雰囲気
内の不純物の影響を受けず、他の電池構造物との干渉に
対する信頼性が高い燃料電池の側面保温体の支持構造を
うることを目的とする。
体ごとに保温程度の信頼性が高いレベルで均一であり、
かつ組立作業が容易でありながら、組立作業中に雰囲気
内の不純物の影響を受けず、他の電池構造物との干渉に
対する信頼性が高い燃料電池の側面保温体の支持構造を
うることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、高積層の燃料電池においては、積層セル
群が、同一構造の複数のモジュールに分割されることに
着目し、電池積層体用側面保温体をこのモジュール単位
で分割し、それぞれのモジュールに対応する側面保温体
をそのモジュールごとに独立的に支持することを基本的
構成とした燃料電池の側面保温体の支持構造を開示し、
提供する。
成するために、高積層の燃料電池においては、積層セル
群が、同一構造の複数のモジュールに分割されることに
着目し、電池積層体用側面保温体をこのモジュール単位
で分割し、それぞれのモジュールに対応する側面保温体
をそのモジュールごとに独立的に支持することを基本的
構成とした燃料電池の側面保温体の支持構造を開示し、
提供する。
【００１０】すなわち、本発明は、電解質板、アノード
、カソード、セパレータ等からなる燃料電池モジュール
を複数個積層した燃料電池積層体において、該燃料電池
積層体の側面に設置する側面保温体を少なくともその積
層方向において複数個に分割して形成し、この分割した
複数の保温体の全重量を積層方向で少なくとも２以上に
分割し、各分割された保温体をそれぞれ独立的に支持す
るようにした燃料電池の側面保温体の支持構造である。
、カソード、セパレータ等からなる燃料電池モジュール
を複数個積層した燃料電池積層体において、該燃料電池
積層体の側面に設置する側面保温体を少なくともその積
層方向において複数個に分割して形成し、この分割した
複数の保温体の全重量を積層方向で少なくとも２以上に
分割し、各分割された保温体をそれぞれ独立的に支持す
るようにした燃料電池の側面保温体の支持構造である。
【００１１】側面保温体の積層方向への分割を各電池モ
ジュールごとに行い、各側面保温体の重量を対応する電
池モジュールごとに支持することとし、その支持手段を
電池モジュールのガスヘッダーに設けることは、特に好
まし態様である。さらに、側面保温体の支持を、対応す
る電池モジュールに接続するガス配管で行ってもよく、
燃料電池積層体の電池モジュール以外の部位と側面保温
体との間に介在させたバネ部材により行うようにしても
よい。
ジュールごとに行い、各側面保温体の重量を対応する電
池モジュールごとに支持することとし、その支持手段を
電池モジュールのガスヘッダーに設けることは、特に好
まし態様である。さらに、側面保温体の支持を、対応す
る電池モジュールに接続するガス配管で行ってもよく、
燃料電池積層体の電池モジュール以外の部位と側面保温
体との間に介在させたバネ部材により行うようにしても
よい。
【００１２】さらに、本発明にはよりおおくの好ましい
態様が存在することが、以下の実施例に基づく詳細な説
明から明らかになろう。
態様が存在することが、以下の実施例に基づく詳細な説
明から明らかになろう。
【００１３】
【作用】側面保温体をモジュールごとに分割したため、
モジュールごとに電池本体と側面保温体とが一対一で対
応するようになり、各側面保温体を電池モジュールで独
立的に支持することができる。このため、側面保温体と
電池モジュールの相対的な位置の変化は、その側面保温
体が電池積層体のどの位置に位置していたとしても、電
池モジュール一個分に押さえることができる。このため
、側面保温体の配管貫通部での電池側と保温体側の関係
がどのモジュールにおいても同じとなり、構造物の干渉
に対する信頼性向上する。また、側面保温体を電池モジ
ュールの工場内組立時に同時に取りつけることができ、
発電所などの現地での新たな作業は最小限で済ませるこ
とができる。
モジュールごとに電池本体と側面保温体とが一対一で対
応するようになり、各側面保温体を電池モジュールで独
立的に支持することができる。このため、側面保温体と
電池モジュールの相対的な位置の変化は、その側面保温
体が電池積層体のどの位置に位置していたとしても、電
池モジュール一個分に押さえることができる。このため
、側面保温体の配管貫通部での電池側と保温体側の関係
がどのモジュールにおいても同じとなり、構造物の干渉
に対する信頼性向上する。また、側面保温体を電池モジ
ュールの工場内組立時に同時に取りつけることができ、
発電所などの現地での新たな作業は最小限で済ませるこ
とができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説
明する。図１は本発明の第１の実施例を示している。電
池モジュール１は、セル積層部２とアノードヘッダー３
、３’、カソードヘッダー４を有している。アノードヘ
ッダー３、３’には、該ヘッダーに燃料ガスを供給、排
気するためのアノード配管５、５’を設けており、カソ
ードヘッダー４にも同じく酸化剤ガスを供給、排気する
ためのカソード配管６を設けている。また、電池モジュ
ール１には、モジュール組立後の運搬のために、モジュ
ールつり下げ金具７を取り付ける。
明する。図１は本発明の第１の実施例を示している。電
池モジュール１は、セル積層部２とアノードヘッダー３
、３’、カソードヘッダー４を有している。アノードヘ
ッダー３、３’には、該ヘッダーに燃料ガスを供給、排
気するためのアノード配管５、５’を設けており、カソ
ードヘッダー４にも同じく酸化剤ガスを供給、排気する
ためのカソード配管６を設けている。また、電池モジュ
ール１には、モジュール組立後の運搬のために、モジュ
ールつり下げ金具７を取り付ける。
【００１５】本実施例においては、アノードヘッダー３
がモジュールの最下部に位置するため、該アノードヘッ
ダー３に保温体支持金具８を取付け、この保温体支持金
具８に側面保温体９を取り付ける。そして、このような
取り付け手段を取ることにより、側面保温体９は上下の
アノードヘッダー３、３’の側面部に接した状態で組付
けることが可能となる。さらに、本実施例では、アノー
ド配管５、５’、カソード配管６、モジュールつり下げ
金具７が側面保温体９を貫通する。このため、側面保温
体９は、これらの貫通部をあらかじめ想定し、必要な箇
所に開口部１０を設けておく。この開口部１０は、電池
モジュール１運転後の膨張、収縮を考慮し、両者が干渉
しないようにその量に見合う分を余裕として大きく開口
させる。
がモジュールの最下部に位置するため、該アノードヘッ
ダー３に保温体支持金具８を取付け、この保温体支持金
具８に側面保温体９を取り付ける。そして、このような
取り付け手段を取ることにより、側面保温体９は上下の
アノードヘッダー３、３’の側面部に接した状態で組付
けることが可能となる。さらに、本実施例では、アノー
ド配管５、５’、カソード配管６、モジュールつり下げ
金具７が側面保温体９を貫通する。このため、側面保温
体９は、これらの貫通部をあらかじめ想定し、必要な箇
所に開口部１０を設けておく。この開口部１０は、電池
モジュール１運転後の膨張、収縮を考慮し、両者が干渉
しないようにその量に見合う分を余裕として大きく開口
させる。
【００１６】また、本実施例では側面保温体９をモジュ
ールの下側で支持しているため、側面保温体９下側を基
準として伸縮に対する余裕を取っている。例えは、カソ
ード配管６の貫通部には、モジュールの下側１ａの伸縮
量に対応する寸法、間隙１３を余裕として開口させ、ま
た、モジュール上面１１と側面保温体９の上面との差は
、上側、下側モジュール１ｂ、１ａ両方の収縮量に対応
する寸法を余裕として確保する。
ールの下側で支持しているため、側面保温体９下側を基
準として伸縮に対する余裕を取っている。例えは、カソ
ード配管６の貫通部には、モジュールの下側１ａの伸縮
量に対応する寸法、間隙１３を余裕として開口させ、ま
た、モジュール上面１１と側面保温体９の上面との差は
、上側、下側モジュール１ｂ、１ａ両方の収縮量に対応
する寸法を余裕として確保する。
【００１７】図２は側面保温体９の形状の一実施例を示
している。側面保温体９は、アノード配管側側面保温体
９ａと、カソード配管側側保温体９ｂとの２種類の形状
を組み合わせて使用する。図示のものにおいては、組立
の容易性を考慮して、アノード配管側側面保温体９ａ、
カソード配管側側保温体９ｂとも２分割の形状のものと
して示したが、２分割することは必須ではなく、特にカ
ソード配管側側保温体９ｂは一体のものとして成形して
てもその組付けは容易であろう。
している。側面保温体９は、アノード配管側側面保温体
９ａと、カソード配管側側保温体９ｂとの２種類の形状
を組み合わせて使用する。図示のものにおいては、組立
の容易性を考慮して、アノード配管側側面保温体９ａ、
カソード配管側側保温体９ｂとも２分割の形状のものと
して示したが、２分割することは必須ではなく、特にカ
ソード配管側側保温体９ｂは一体のものとして成形して
てもその組付けは容易であろう。
【００１８】図３は、図１に示した構造の側面保温体を
持つモジュールを、燃料電池の大容量化のために複数個
積層したものである。図１に示される構造体を積層した
後、各モジュールの側面保温体９の隙間からの熱を遮断
するために側面保温体９の外側に、さらに外側保温体１
２を施行して使用する。図に示されるように、本発明に
おいては、各モジュールにおける側面保温体９とカソー
ド配管６との間隙１３はすべてのモジュールについて同
一のものとすることができる。
持つモジュールを、燃料電池の大容量化のために複数個
積層したものである。図１に示される構造体を積層した
後、各モジュールの側面保温体９の隙間からの熱を遮断
するために側面保温体９の外側に、さらに外側保温体１
２を施行して使用する。図に示されるように、本発明に
おいては、各モジュールにおける側面保温体９とカソー
ド配管６との間隙１３はすべてのモジュールについて同
一のものとすることができる。
【００１９】この実施例に示される積層体の持つ効果を
以下に示す。 （１）必要な保温体を少ない種類の保温体として標準化
できる。図２に示したように、アノード側面用と、カソ
ード側面用の２種類ですむことになる。 （２）側面保温体９をモジュールの工場組立に引続き、
工場作業として実施できる。
以下に示す。 （１）必要な保温体を少ない種類の保温体として標準化
できる。図２に示したように、アノード側面用と、カソ
ード側面用の２種類ですむことになる。 （２）側面保温体９をモジュールの工場組立に引続き、
工場作業として実施できる。
【００２０】（３）このため、信頼性のより高い組立作
業ができ、保温体の組立状態の管理が容易である。 （４）モジュール本体の積層後の保温体組立作業が最小
限となり、現地据付工程が短縮する。従来技術の項目で
も記したように、本発明を採用しない場合のモジュール
本体の積層後の保温体組立作業は、発電所などの大容量
プラントにおいては数箇月にも及ぶ可能性があり、この
作業を最小限にすることができる。
業ができ、保温体の組立状態の管理が容易である。 （４）モジュール本体の積層後の保温体組立作業が最小
限となり、現地据付工程が短縮する。従来技術の項目で
も記したように、本発明を採用しない場合のモジュール
本体の積層後の保温体組立作業は、発電所などの大容量
プラントにおいては数箇月にも及ぶ可能性があり、この
作業を最小限にすることができる。
【００２１】（５）保温体の配管などの貫通部の形状が
標準化できるため、配管などと側面保温体９の干渉の可
能性を最小限にすることができる。これら作業にかかわ
る効果に加え、側面保温体９を上下のアノードヘッダー
３、３’の側面部に接した状態で組付けることが可能と
なることから、 （６）取り付けた側面保温体は、運搬時、積層時、組立
時などでの電池本体への衝撃吸収材として働く。
標準化できるため、配管などと側面保温体９の干渉の可
能性を最小限にすることができる。これら作業にかかわ
る効果に加え、側面保温体９を上下のアノードヘッダー
３、３’の側面部に接した状態で組付けることが可能と
なることから、 （６）取り付けた側面保温体は、運搬時、積層時、組立
時などでの電池本体への衝撃吸収材として働く。
【００２２】（７）電池モジュールの運搬時、積層時、
組立時などの作業時に電池本体から注意を要する成分、
たとえば、溶融炭酸塩型燃料電池における電解質のアル
カリ成分などが、飛散しても保温体内部に留まり、保温
体外部に飛散せず、組立作業者がより安全な環境で、安
心して作業できる。 （８）電池モジュールの運搬時、積層時、組立時などの
作業時に電池積層体に湿気、ホコリ、その他の異物の混
入するのを防止できる。
組立時などの作業時に電池本体から注意を要する成分、
たとえば、溶融炭酸塩型燃料電池における電解質のアル
カリ成分などが、飛散しても保温体内部に留まり、保温
体外部に飛散せず、組立作業者がより安全な環境で、安
心して作業できる。 （８）電池モジュールの運搬時、積層時、組立時などの
作業時に電池積層体に湿気、ホコリ、その他の異物の混
入するのを防止できる。
【００２３】などの効果がある。さらに特有の効果とし
て、 （９）側面保温体がモジュールに取り付けられているの
で、側面保温体の組立体としての強度が高く、側保温体
の組立体としての強度が高く、地震時等でも側面保温体
の倒壊の心配が全くない。
て、 （９）側面保温体がモジュールに取り付けられているの
で、側面保温体の組立体としての強度が高く、側保温体
の組立体としての強度が高く、地震時等でも側面保温体
の倒壊の心配が全くない。
【００２４】（１０）モジュールごとに保温されている
ので、積層後に地震などにより万一モジュールごとに位
置が多少横にずれても保温体性能に影響を与えない。 （１１）（１０）の効果に関連して、モジュールごとに
保温されているので、もともとモジュールの積層時の積
層精度の許容値が大きい。 （１２）燃料ガスリークによる局部燃焼、酸化材のリー
クによる局部腐食が発生しても、被害を当該モジュール
に食い止めることができる。
ので、積層後に地震などにより万一モジュールごとに位
置が多少横にずれても保温体性能に影響を与えない。 （１１）（１０）の効果に関連して、モジュールごとに
保温されているので、もともとモジュールの積層時の積
層精度の許容値が大きい。 （１２）燃料ガスリークによる局部燃焼、酸化材のリー
クによる局部腐食が発生しても、被害を当該モジュール
に食い止めることができる。
【００２５】などの効果がある。次に、本発明の他の実
施例について説明する。図４に示す実施例は、本発明の
側面保温体９を備えた電池モジュール１の側面保温体９
とヘッダー３’および配管４との隙間にガスシール用の
粘着性テープ１６を巻き付けた物である。これにより、
電池モジュール１の運搬時の電解質の吸湿や雰囲気空気
内の不純物による電池モジュール１への悪影響を最小限
に防止することができる。また、このため、通常、電池
モジュール１運搬時に必要である運搬用の電池モジュー
ル１の特別な梱包が不要になる。このようなシール用の
粘着性テープ１６を巻き付けは、本発明による側面保温
体の支持構造により始めて可能となる。
施例について説明する。図４に示す実施例は、本発明の
側面保温体９を備えた電池モジュール１の側面保温体９
とヘッダー３’および配管４との隙間にガスシール用の
粘着性テープ１６を巻き付けた物である。これにより、
電池モジュール１の運搬時の電解質の吸湿や雰囲気空気
内の不純物による電池モジュール１への悪影響を最小限
に防止することができる。また、このため、通常、電池
モジュール１運搬時に必要である運搬用の電池モジュー
ル１の特別な梱包が不要になる。このようなシール用の
粘着性テープ１６を巻き付けは、本発明による側面保温
体の支持構造により始めて可能となる。
【００２６】図５は本発明の更に他の実施例を示す。こ
の実施例は、側面保温体９に電池モジュール１側面観察
用の点検窓１７を設けた例である。本発明の側面構造と
することで、側面保温体９と電池モジュール１本体との
相対関係がどのモジュールでも同じとなり、電池の伸縮
状態にかかわらず常に電池モジュール１の点検に必要な
特定のところを観察するとのできる点検用の窓１７を側
面保温体９に設けることか可能となる。従来の側面保温
体の支持構造にあっては、保温体に点検窓を取り付けて
も電池の伸縮により、窓から観察できる位置が積層モジ
ュールごとで大きく異なることになり、特定の位置を観
察する窓とはなりえない。
の実施例は、側面保温体９に電池モジュール１側面観察
用の点検窓１７を設けた例である。本発明の側面構造と
することで、側面保温体９と電池モジュール１本体との
相対関係がどのモジュールでも同じとなり、電池の伸縮
状態にかかわらず常に電池モジュール１の点検に必要な
特定のところを観察するとのできる点検用の窓１７を側
面保温体９に設けることか可能となる。従来の側面保温
体の支持構造にあっては、保温体に点検窓を取り付けて
も電池の伸縮により、窓から観察できる位置が積層モジ
ュールごとで大きく異なることになり、特定の位置を観
察する窓とはなりえない。
【００２７】図６は本発明の更に他の実施例を示す。こ
の実施例では、側面保温体９に保温体サポートロッド１
８とサポートロッド１８に接触するサポートスプリング
１９を設け、側面保温体９の重量の一部を電池モジュー
ル１以外の電池構造物で支えた例である。一般に、電池
モジュール１には、モジュール内のガスシールにため、
上下に締め付け荷重を与えてシールさせることになるが
、セルの締め付け圧力はセルの自重のため、そのセルの
積層体の位置ごとに差が生じる。側面保温体９を電池モ
ジュール１で支持することによる締め付け圧の偏差の増
加をこの実施例は防止している。
の実施例では、側面保温体９に保温体サポートロッド１
８とサポートロッド１８に接触するサポートスプリング
１９を設け、側面保温体９の重量の一部を電池モジュー
ル１以外の電池構造物で支えた例である。一般に、電池
モジュール１には、モジュール内のガスシールにため、
上下に締め付け荷重を与えてシールさせることになるが
、セルの締め付け圧力はセルの自重のため、そのセルの
積層体の位置ごとに差が生じる。側面保温体９を電池モ
ジュール１で支持することによる締め付け圧の偏差の増
加をこの実施例は防止している。
【００２８】図７は本発明の更に他の実施例を示す。こ
の実施例では、カソード面側の側面保温体９をカソード
ヘッダー４からのカソード配管６に固定させ、電池の伸
縮に対する余裕１３’を図８に示すように側面保温体９
の上下の両端部にとった例である。この実施例において
は、カソード面側において、側面保温体９の支持金具８
を特に設ける必要がなく、構成の簡素化が図れる。
の実施例では、カソード面側の側面保温体９をカソード
ヘッダー４からのカソード配管６に固定させ、電池の伸
縮に対する余裕１３’を図８に示すように側面保温体９
の上下の両端部にとった例である。この実施例において
は、カソード面側において、側面保温体９の支持金具８
を特に設ける必要がなく、構成の簡素化が図れる。
【００２９】図８は本発明の更に他の実施例を示す。こ
の実施例では、電池モジュール１に対応する側面保温体
９を当該モジュール１の下側のモジュール１’に設けた
上部モジュール用側面保支持金具２０により支持してい
る。電池モジュール１の組立、運搬、据付までは、第１
の実施例と同じ構成、すなわち側面保温体９をそれに対
応する電池モジュール１で支持しておき、据付後、電池
モジュール１の側面保温体９支持金具８を取り外し、別
に設けた上部モジュール用側面保支持金具２０で上部モ
ジュールに対応する側面保温体９を支持したものである
。 この支持構造であっても第１の実施例のものと同様な効
果が得られる。
の実施例では、電池モジュール１に対応する側面保温体
９を当該モジュール１の下側のモジュール１’に設けた
上部モジュール用側面保支持金具２０により支持してい
る。電池モジュール１の組立、運搬、据付までは、第１
の実施例と同じ構成、すなわち側面保温体９をそれに対
応する電池モジュール１で支持しておき、据付後、電池
モジュール１の側面保温体９支持金具８を取り外し、別
に設けた上部モジュール用側面保支持金具２０で上部モ
ジュールに対応する側面保温体９を支持したものである
。 この支持構造であっても第１の実施例のものと同様な効
果が得られる。
【００３０】図９は本発明の更に他の実施例を示す。こ
の実施例では、側面保温体９を比較的薄くかつ弾性を有
する形状に構成するとともに電池モジュール１の上下の
ヘッダー３、３’ にそれぞれ側面保温体支持金具８、
８’ を設け、該支持金具８、８’ 間に側面保温体９
を湾曲させた状態で装着している。この実施例にあって
は、側面保温体９が弾性を有しているために、電池モジ
ュール１の伸縮を各電池モジュール毎に、対応する側面
保温体自身が伸縮することで（図示のものにあっては湾
曲することで）吸収している。なお、図９に示すように
、側面保温体９を保温を司る部材２５と弾性支持を司る
部材２３の２つの部材から構成することは、この実施例
においては特に有効である。この実施例においては、電
池モジュール１に取付けた側面保温体９以外の保温部材
を電池モジュール１積層体周囲に必要としないので、第
１の実施例の効果に加えて、保温体にかかわる現地作業
をまったく必要としない。また、保温体支持体自体が電
池モジュールとともに変形するため、モジュールごとに
側面保温体９の隙間がなくなる。このため、側面保温体
９から伝達される熱量が均一化され、側面保温体９近傍
の機械構造を局部加熱するとこのない信頼性の高い側面
保温体９構造を提供することができる。
の実施例では、側面保温体９を比較的薄くかつ弾性を有
する形状に構成するとともに電池モジュール１の上下の
ヘッダー３、３’ にそれぞれ側面保温体支持金具８、
８’ を設け、該支持金具８、８’ 間に側面保温体９
を湾曲させた状態で装着している。この実施例にあって
は、側面保温体９が弾性を有しているために、電池モジ
ュール１の伸縮を各電池モジュール毎に、対応する側面
保温体自身が伸縮することで（図示のものにあっては湾
曲することで）吸収している。なお、図９に示すように
、側面保温体９を保温を司る部材２５と弾性支持を司る
部材２３の２つの部材から構成することは、この実施例
においては特に有効である。この実施例においては、電
池モジュール１に取付けた側面保温体９以外の保温部材
を電池モジュール１積層体周囲に必要としないので、第
１の実施例の効果に加えて、保温体にかかわる現地作業
をまったく必要としない。また、保温体支持体自体が電
池モジュールとともに変形するため、モジュールごとに
側面保温体９の隙間がなくなる。このため、側面保温体
９から伝達される熱量が均一化され、側面保温体９近傍
の機械構造を局部加熱するとこのない信頼性の高い側面
保温体９構造を提供することができる。
【００３１】以上に記した本発明の好適な実施例におい
て、図１から図８に示したものは側面保温体の厚みを比
較的厚くし、電池モジュール１からの熱をできるだけ完
全に保温する場合に好適な構造となっている。一方、積
層体全体の設置状況を図１０に示すように、側面保温体
９を含めた積層体全体を圧力容器２２内に収容し、圧力
容器２２内部の空間の雰囲気温度を比較的高温とする場
合もある。このような場合には、側面保温体９は、電池
モジュール１からの熱を図１から図８に示したものより
も低い度合いで遮断すれば十分である。このような場合
において本発明の側面保温体支持構造を採用することは
特に有効である。何故なら、側面保温体９の遮断熱量が
低いにもかかわらず、構造としては、従来のような電池
モジュール１からの配管などの貫通部に十分配慮した据
付に時間のかかる側面保温体支持構造を取ることは大き
な無駄と言えるからである。なお、図９に示した実施例
の側面保温体の構造は、このような場合に特に適してい
るものである。
て、図１から図８に示したものは側面保温体の厚みを比
較的厚くし、電池モジュール１からの熱をできるだけ完
全に保温する場合に好適な構造となっている。一方、積
層体全体の設置状況を図１０に示すように、側面保温体
９を含めた積層体全体を圧力容器２２内に収容し、圧力
容器２２内部の空間の雰囲気温度を比較的高温とする場
合もある。このような場合には、側面保温体９は、電池
モジュール１からの熱を図１から図８に示したものより
も低い度合いで遮断すれば十分である。このような場合
において本発明の側面保温体支持構造を採用することは
特に有効である。何故なら、側面保温体９の遮断熱量が
低いにもかかわらず、構造としては、従来のような電池
モジュール１からの配管などの貫通部に十分配慮した据
付に時間のかかる側面保温体支持構造を取ることは大き
な無駄と言えるからである。なお、図９に示した実施例
の側面保温体の構造は、このような場合に特に適してい
るものである。
【００３２】なお、以上の実施例の説明では、燃料電池
のうち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池で、その内でも、
内部マニホールド方式で電池積層体の上、中、下にガス
ヘッダーを設けた構造を例にして説明したが、燃料電池
の形式は、いずれの形式でもよく、また、内部マニホー
ルド型でなく、外部マニホールド型でであっても本発明
は実施可能であることは容易に理解されよう。また、本
発明でいう電池モジュールとは、たとえば、溶融炭酸塩
型の内部改質方式電池で使用するような改質板を含んだ
構造をも含むものである。
のうち、特に、溶融炭酸塩型燃料電池で、その内でも、
内部マニホールド方式で電池積層体の上、中、下にガス
ヘッダーを設けた構造を例にして説明したが、燃料電池
の形式は、いずれの形式でもよく、また、内部マニホー
ルド型でなく、外部マニホールド型でであっても本発明
は実施可能であることは容易に理解されよう。また、本
発明でいう電池モジュールとは、たとえば、溶融炭酸塩
型の内部改質方式電池で使用するような改質板を含んだ
構造をも含むものである。
【００３３】
【発明の効果】本発明の効果を纏めれば、次のようであ
る。 （１）必要な保温体が少ない種類の保温体に標準化でき
る。 （２）モジュール側面保温体をモジュールの工場組立に
引き続き、工場作業として施工できる。
る。 （１）必要な保温体が少ない種類の保温体に標準化でき
る。 （２）モジュール側面保温体をモジュールの工場組立に
引き続き、工場作業として施工できる。
【００３４】（３）このため、信頼性のより高い組立作
業ができ、保温体の組立状態の管理が容易である。 （４）モジュール本体の積層後の保温体組立作業が不必
要、もしくは最小限となり、現地据付工程が短縮する。 （５）保温体の配管などの貫通部の形状が標準化できる
ため、配管などと側面保温体の干渉の可能性を最小限に
することができる。
業ができ、保温体の組立状態の管理が容易である。 （４）モジュール本体の積層後の保温体組立作業が不必
要、もしくは最小限となり、現地据付工程が短縮する。 （５）保温体の配管などの貫通部の形状が標準化できる
ため、配管などと側面保温体の干渉の可能性を最小限に
することができる。
【００３５】（６）取付けた側面保温体は、運搬時、積
層時、組立時などでの電池本体への衝撃吸収材として働
く。 （７）電池モジュールの運搬時、積層時、組立時などの
作業時に電池本体から注意を要する成分、たとえば、溶
解炭酸塩型燃料電池における電解質のアルカリ成分など
が、飛散しても保温体内部に留まり、保温体外部に飛散
せず、組立作業者がより安全な環境で、安心して作業で
きる。
層時、組立時などでの電池本体への衝撃吸収材として働
く。 （７）電池モジュールの運搬時、積層時、組立時などの
作業時に電池本体から注意を要する成分、たとえば、溶
解炭酸塩型燃料電池における電解質のアルカリ成分など
が、飛散しても保温体内部に留まり、保温体外部に飛散
せず、組立作業者がより安全な環境で、安心して作業で
きる。
【００３６】（８）電池モジュールの運搬時、積層時、
組立時などの作業時に電池積層体に湿気、ホコリ、その
他の異物の混入するのを防止できる。 （９）側面保温体がモジュールに取付けられているので
、側面保温体の組立体としての強度が高く、地震時など
も側面保温体の倒壊の心配が全くない。 （１０）モジュールごとに保温体性能に影響を与えない
。
組立時などの作業時に電池積層体に湿気、ホコリ、その
他の異物の混入するのを防止できる。 （９）側面保温体がモジュールに取付けられているので
、側面保温体の組立体としての強度が高く、地震時など
も側面保温体の倒壊の心配が全くない。 （１０）モジュールごとに保温体性能に影響を与えない
。
【００３７】（１１）（１０）の効果に関連して、モジ
ュールごと保温体されているので、もともとモジュール
の積層時の積層精度の許容量が大きい。（１２）燃料ガ
スリークによる局部燃焼、酸化材のリークによる局部腐
食が発生しても、被害を当該モジュールに食い止めるこ
とができる。
ュールごと保温体されているので、もともとモジュール
の積層時の積層精度の許容量が大きい。（１２）燃料ガ
スリークによる局部燃焼、酸化材のリークによる局部腐
食が発生しても、被害を当該モジュールに食い止めるこ
とができる。
【図１】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールの一部断面図。
電池モジュールの一部断面図。
【図２】本発明による側面保温体支持構造を用いる側面
保温体の一実施例を示す図。
保温体の一実施例を示す図。
【図３】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールを複数段積層した積層構造体の一部断面
図。
電池モジュールを複数段積層した積層構造体の一部断面
図。
【図４】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールの他の実施例を示す図。
電池モジュールの他の実施例を示す図。
【図５】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
【図６】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
【図７】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
【図８】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
【図９】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃料
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
電池モジュールのさらに他の実施例を示す図。
【図１０】本発明による側面保温体支持構造を用いた燃
料電池モジュールを圧力容器内に設置した状態を示す図
。
料電池モジュールを圧力容器内に設置した状態を示す図
。
【図１１】従来例による側面保温体支持構造を用いた燃
料電池モジュールを示す図。
料電池モジュールを示す図。
Claims (9)
- 【請求項１】 電解質板、アノード、カソード、セパ
レータ等からなる燃料電池モジュールを複数個積層した
燃料電池積層体において、該燃料電池積層体の側面に設
置する側面保温体を少なくともその積層方向において複
数個に分割して形成し、この分割した複数の保温体の全
重量を積層方向で少なくとも２以上に分割し、各分割さ
れた保温体をそれぞれ独立的に支持するようにしたこと
を特長とする燃料電池の側面保温体の支持構造。 - 【請求項２】 側面保温体の積層方向への分割を各電
池モジュールごとに行い、各側面保温体の重量を対応す
る電池モジュールごとに支持することを特長とする、請
求項１記載の燃料電池の側面保温体の支持構造。 - 【請求項３】 電池モジュールのガスヘッダーに支持
部材を設け、この支持部材で対応する側面保温体を支持
することを特長とする、請求項２記載の燃料電池の側面
保温体の支持構造。 - 【請求項４】 電池モジュールのガスヘッダーに支持
部材を設け、この支持部材により、上位の電池モジュー
ルに対応する側面保温体を支持することを特長とする、
請求項２記載の燃料電池の側面保温体の支持構造。 - 【請求項５】 対応する電池モジュールに接続するガ
ス配管により対応する側面保温体を支持することを特長
とする、請求項２記載の燃料電池の側面保温体の支持構
造。 - 【請求項６】 側面保温体の支持を、燃料電池積層体
の電池モジュール以外の部位と側面保温体との間に介在
させたバネ部材により行うことを特徴とする、請求項１
記載の燃料電池の側面保温体の支持構造。 - 【請求項７】 側面保温体の支持を、電池モジュール
に設けた支持部材および燃料電池積層体の電池モジュー
ル以外の部位と側面保温体との間に介在させたバネ部材
とで分割して行うことを特徴とする、請求項１記載の燃
料電池の側面保温体の支持構造。 - 【請求項８】 側面保温体が弾性を有する保温体であ
り、燃料電池積層体に装着されたときに該側面保温体は
自身の弾性を発現する状態で保持されることを特長とす
る、請求項２記載の燃料電池の側面保温体の支持構造。 - 【請求項９】 側面保温体と電池モジュールとの間隙
をテープ状のものでシールしたことを特長とする、請求
項１ないし１０のいずれかに記載の燃料電池の側面保温
体の支持構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3092029A JPH04322064A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 燃料電池の側面保温体の支持構造 |
| US07/872,410 US5213909A (en) | 1991-04-23 | 1992-04-23 | Insulated fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3092029A JPH04322064A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 燃料電池の側面保温体の支持構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322064A true JPH04322064A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=14043109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3092029A Pending JPH04322064A (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 燃料電池の側面保温体の支持構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5213909A (ja) |
| JP (1) | JPH04322064A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3213448B2 (ja) * | 1993-07-30 | 2001-10-02 | 三洋電機株式会社 | 外部マニホールド方式高温型燃料電池 |
| US6862801B2 (en) * | 2001-11-30 | 2005-03-08 | Ballard Power Systems Inc. | Systems, apparatus and methods for isolating, compressing and/or retaining the structure of a fuel cell stack |
| JP4583005B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-11-17 | 京セラ株式会社 | 燃料電池用容器および燃料電池 |
| US7399547B2 (en) * | 2004-11-05 | 2008-07-15 | Utc Fuel Cells, Llc | Fuel and air flow control in a multi-stack fuel cell power plant |
| US20110177417A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 4D Power, LLC | Fuel cell stack system having multiple sub-stacks that are replaceable online |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62168350A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
| JPS6463277A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 | Hitachi Ltd | Fuel cell of molten carbonate type |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2480794A1 (fr) * | 1980-04-22 | 1981-10-23 | Occidental Res Corp | Procede pour concentrer un hydroxyde de metal alcalin dans une serie de cellules hybrides |
| US4719157A (en) * | 1985-06-07 | 1988-01-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel cell stack assembly |
| CH678775A5 (ja) * | 1990-01-09 | 1991-10-31 | Sulzer Ag |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP3092029A patent/JPH04322064A/ja active Pending
-
1992
- 1992-04-23 US US07/872,410 patent/US5213909A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62168350A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
| JPS6463277A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 | Hitachi Ltd | Fuel cell of molten carbonate type |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5213909A (en) | 1993-05-25 |
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