JPH09139224A - 燃料電池の締め付け装置 - Google Patents
燃料電池の締め付け装置Info
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- JPH09139224A JPH09139224A JP7317098A JP31709895A JPH09139224A JP H09139224 A JPH09139224 A JP H09139224A JP 7317098 A JP7317098 A JP 7317098A JP 31709895 A JP31709895 A JP 31709895A JP H09139224 A JPH09139224 A JP H09139224A
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- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
- H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
-
- 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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- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ベローズ圧力が失われる事態に際しても、必
要な締め付け圧力を保持することができる燃料電池の締
め付け装置を提供する。 【解決手段】 燃料電池３の上部に設置された上部ベー
スプレート５と燃料電池３を下部ベースプレート１に押
し付けるための押付板４との間にベローズ７を設け、圧
力流体供給装置からベローズ７に圧力流体を供給し燃料
電池３の締め付け力を発生させる。この状態で、ベロー
ズ７による燃料電池の締め付け力が喪失したときに、安
全装置であるストッパ付きブロック１０は所定の締め付
け力を保持する。
要な締め付け圧力を保持することができる燃料電池の締
め付け装置を提供する。 【解決手段】 燃料電池３の上部に設置された上部ベー
スプレート５と燃料電池３を下部ベースプレート１に押
し付けるための押付板４との間にベローズ７を設け、圧
力流体供給装置からベローズ７に圧力流体を供給し燃料
電池３の締め付け力を発生させる。この状態で、ベロー
ズ７による燃料電池の締め付け力が喪失したときに、安
全装置であるストッパ付きブロック１０は所定の締め付
け力を保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単電池とセパレー
タとを交互に多数積層して形成された積層型燃料電池の
締め付け装置に関する。
タとを交互に多数積層して形成された積層型燃料電池の
締め付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃料電池は、電解質を保持した
マトリックスをカソード及びアノード電極で挟持して単
電池を形成し、この単電池をさらにセパレータを介して
多数積層してスタックとし、これにより燃料電池を形成
されている。セパレータの一方面側には燃料ガスが流さ
れ、その反対面側には酸化剤ガスが流される。すなわ
ち、燃料ガスとして水素ガスを含む可燃性の燃料ガスが
アノード電極側に流され、酸素を含む酸化剤ガスがカソ
ード側に流される。
マトリックスをカソード及びアノード電極で挟持して単
電池を形成し、この単電池をさらにセパレータを介して
多数積層してスタックとし、これにより燃料電池を形成
されている。セパレータの一方面側には燃料ガスが流さ
れ、その反対面側には酸化剤ガスが流される。すなわ
ち、燃料ガスとして水素ガスを含む可燃性の燃料ガスが
アノード電極側に流され、酸素を含む酸化剤ガスがカソ
ード側に流される。
【０００３】この場合、この積層されたスタックに積層
方向に荷重をかけて、セパレータと単電池との接触圧力
を保つことによってガスの漏洩を防いでいる。また、各
部材の電気的接触抵抗は、積層方向の面圧力が大きいほ
ど小さくなるので、積層方向に過重をかけることによっ
て燃料電池の出力を高めることができる。
方向に荷重をかけて、セパレータと単電池との接触圧力
を保つことによってガスの漏洩を防いでいる。また、各
部材の電気的接触抵抗は、積層方向の面圧力が大きいほ
ど小さくなるので、積層方向に過重をかけることによっ
て燃料電池の出力を高めることができる。
【０００４】一方、燃料電池は、運転時間の経過と共に
各部材が収縮する傾向にあり、強度も低下する、積層方
向の面圧力が大きくなり過ぎると、収縮を促進すること
になる。したがって、積層方向の面圧力は、発電に寄与
する面で常に均一かつ適正な値に保持する必要がある。
各部材が収縮する傾向にあり、強度も低下する、積層方
向の面圧力が大きくなり過ぎると、収縮を促進すること
になる。したがって、積層方向の面圧力は、発電に寄与
する面で常に均一かつ適正な値に保持する必要がある。
【０００５】積層型燃料電池を上下から締め付けて、ガ
スの漏洩を防ぎ、単電池間の電気的接触抵抗を保持する
ための締め付け装置としては、図５に示すような締め付
け装置が従来より用いられている。
スの漏洩を防ぎ、単電池間の電気的接触抵抗を保持する
ための締め付け装置としては、図５に示すような締め付
け装置が従来より用いられている。
【０００６】図５において、積層した燃料電池３は、断
熱材２の絶縁材料を介して下部ベースプレート１及び押
付板４によって挟み、押付板４の上部に、密閉したべロ
ーズ７を単数あるいは複数個設置する。このベローズ７
が設置される上部ベースプレート５と押付板４との間隔
は、下部ベースプレート１に垂直に取り付けられたロッ
ド６で保持されるようになっており、ロッド６は上部ベ
ースプレート５に固定されている。
熱材２の絶縁材料を介して下部ベースプレート１及び押
付板４によって挟み、押付板４の上部に、密閉したべロ
ーズ７を単数あるいは複数個設置する。このベローズ７
が設置される上部ベースプレート５と押付板４との間隔
は、下部ベースプレート１に垂直に取り付けられたロッ
ド６で保持されるようになっており、ロッド６は上部ベ
ースプレート５に固定されている。
【０００７】これらベローズ７は、圧力伝達配管８によ
り連結されており、加圧された圧力流体を加圧流体入口
９より供給しての缶体を膨脹させる。これにより燃料電
池３を締め付ける。この締め付け装置によれば、圧力流
体の圧力を調節することにより、容易に積層方向の面圧
力を一定の値で保持することができるため多くの積層型
燃料電池の締め付け装置に適用されている。
り連結されており、加圧された圧力流体を加圧流体入口
９より供給しての缶体を膨脹させる。これにより燃料電
池３を締め付ける。この締め付け装置によれば、圧力流
体の圧力を調節することにより、容易に積層方向の面圧
力を一定の値で保持することができるため多くの積層型
燃料電池の締め付け装置に適用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料電
池は、連続して運転される間に収縮し、脆くなる傾向に
あるために、べローズ７や圧力伝達配管８、また圧力流
体供給装置等の腐食、あるいは動作不良に起因した缶体
（ベローズ）の内部圧力が失われる事態に際しては、ガ
スシール機能の低下を招くおそれがある。例えば、積層
方向の面圧力が必要最小限の圧力の値以下まで低下した
とすると、単電池とセパレータとのガスシール機能が失
われて燃料ガスおよび酸化材ガスの漏洩を起こす。これ
により、燃料ガスと酸化剤ガスとが直接燃焼あるいは爆
発等の危険性を生じ、ひいては燃料電池の破壊につなが
ることがある。
池は、連続して運転される間に収縮し、脆くなる傾向に
あるために、べローズ７や圧力伝達配管８、また圧力流
体供給装置等の腐食、あるいは動作不良に起因した缶体
（ベローズ）の内部圧力が失われる事態に際しては、ガ
スシール機能の低下を招くおそれがある。例えば、積層
方向の面圧力が必要最小限の圧力の値以下まで低下した
とすると、単電池とセパレータとのガスシール機能が失
われて燃料ガスおよび酸化材ガスの漏洩を起こす。これ
により、燃料ガスと酸化剤ガスとが直接燃焼あるいは爆
発等の危険性を生じ、ひいては燃料電池の破壊につなが
ることがある。
【０００９】また、一時的な圧力喪失であっても、脆化
した単電池は急激な面圧力の変化により内部で割れを生
じてしまうことがあり、燃料電池内部において直接ガス
が混合するいわゆるクロスリークを起こし、温度の異常
上昇や性能の低下をきたし、これも燃料電池の回復不能
な破壊につながることがある。
した単電池は急激な面圧力の変化により内部で割れを生
じてしまうことがあり、燃料電池内部において直接ガス
が混合するいわゆるクロスリークを起こし、温度の異常
上昇や性能の低下をきたし、これも燃料電池の回復不能
な破壊につながることがある。
【００１０】以上述べたように、ベローズ式締め付け装
置は、容易に締め付け圧力を制御し均一に燃料電池を締
め付けることができる利点があるが、かかる問題点を内
包している。
置は、容易に締め付け圧力を制御し均一に燃料電池を締
め付けることができる利点があるが、かかる問題点を内
包している。
【００１１】本発明の目的は、ベローズ圧力が失われる
事態に際しても必要な締め付け圧力を保持することがで
きる燃料電池の締め付け装置を提供することである。
事態に際しても必要な締め付け圧力を保持することがで
きる燃料電池の締め付け装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃料
電池の上部に設置された上部ベースプレートと燃料電池
を下部ベースプレートに押し付けるための押付板との間
に設けられたベローズと、ベローズに圧力流体を供給し
燃料電池の締め付け力を発生させるための圧力流体供給
装置と、ベローズによる燃料電池の締め付け力が喪失し
たときに所定の締め付け力を保持するための安全装置と
を備えている。
電池の上部に設置された上部ベースプレートと燃料電池
を下部ベースプレートに押し付けるための押付板との間
に設けられたベローズと、ベローズに圧力流体を供給し
燃料電池の締め付け力を発生させるための圧力流体供給
装置と、ベローズによる燃料電池の締め付け力が喪失し
たときに所定の締め付け力を保持するための安全装置と
を備えている。
【００１３】請求項１の発明では、ベローズに供給する
圧力流体の圧力が失われたとき、安全装置が所定の締め
付け力を保持する。これにより、ガスリーク防止機能を
維持し燃料電池の各部材の電気的接触を保持する。
圧力流体の圧力が失われたとき、安全装置が所定の締め
付け力を保持する。これにより、ガスリーク防止機能を
維持し燃料電池の各部材の電気的接触を保持する。
【００１４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、安全装置が保持する所定の締め付け力は、燃料電池
の通常運転状態の圧力、又は燃料ガスや酸化剤ガスの漏
洩を防止するに必要な圧力を維持する締め付け力とした
ものである。
て、安全装置が保持する所定の締め付け力は、燃料電池
の通常運転状態の圧力、又は燃料ガスや酸化剤ガスの漏
洩を防止するに必要な圧力を維持する締め付け力とした
ものである。
【００１５】請求項２の発明では、ベローズに供給する
圧力流体の圧力が失われたとき、安全装置は燃料電池の
通常運転時の圧力、又はガスリークを防止できる圧力に
保持する。これにより、ガスリークを生じたり燃料電池
を損傷したりすることがなくなる。
圧力流体の圧力が失われたとき、安全装置は燃料電池の
通常運転時の圧力、又はガスリークを防止できる圧力に
保持する。これにより、ガスリークを生じたり燃料電池
を損傷したりすることがなくなる。
【００１６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、安全装置は、上部ベースプレートと押付板との間に
通され押付板の移動に伴い回転するロッドと、ロッドに
取り付けられベローズによる押付板への押し付け方向に
対してはロッドの回転を可能としその逆方向の回転を阻
止して燃料電池の締め付け圧力を通常運転状態の締め付
け圧力に保持するストッパ付きブロックとを備えてい
る。
て、安全装置は、上部ベースプレートと押付板との間に
通され押付板の移動に伴い回転するロッドと、ロッドに
取り付けられベローズによる押付板への押し付け方向に
対してはロッドの回転を可能としその逆方向の回転を阻
止して燃料電池の締め付け圧力を通常運転状態の締め付
け圧力に保持するストッパ付きブロックとを備えてい
る。
【００１７】請求項３の発明では、燃料電池の収縮に応
じてベローズが膨張してロッドを回転させ、ストッパ付
きブロックを移動させる。ストッパ付きブロックは、そ
の状態での締め付け圧力を燃料電池の通常運転状態の締
め付け圧力として保持する。これにより、ベローズに供
給する圧力流体の圧力が失われたときにおいても通常運
転状態の圧力を保持する。
じてベローズが膨張してロッドを回転させ、ストッパ付
きブロックを移動させる。ストッパ付きブロックは、そ
の状態での締め付け圧力を燃料電池の通常運転状態の締
め付け圧力として保持する。これにより、ベローズに供
給する圧力流体の圧力が失われたときにおいても通常運
転状態の圧力を保持する。
【００１８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、安全装置は、上部ベースプレートと押付板との間に
通されネジ加工されたボールネジ軸と、ボールネジ軸に
設置され燃料電池の締め付け圧力を設定し保持するため
のボールネジナットとを備えている。
て、安全装置は、上部ベースプレートと押付板との間に
通されネジ加工されたボールネジ軸と、ボールネジ軸に
設置され燃料電池の締め付け圧力を設定し保持するため
のボールネジナットとを備えている。
【００１９】請求項４の発明では、燃料電池の収縮に応
じてベローズが膨張し、ボールネジナットを手動又は自
動に回転させて、ボールネジナットの位置が押付板に接
するように燃料電池の締め付け圧力を設定する。これに
より、ベローズに供給する圧力流体の圧力が失われたと
きにおいても、設定された圧力を保持する。
じてベローズが膨張し、ボールネジナットを手動又は自
動に回転させて、ボールネジナットの位置が押付板に接
するように燃料電池の締め付け圧力を設定する。これに
より、ベローズに供給する圧力流体の圧力が失われたと
きにおいても、設定された圧力を保持する。
【００２０】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、安全装置は、上部ベースプレートと押付板との間に
設けられたバネとしてたものである。
て、安全装置は、上部ベースプレートと押付板との間に
設けられたバネとしてたものである。
【００２１】請求項５の発明では、ベローズに供給する
圧力流体の圧力が失われたときにおいても、バネに設定
された圧力を保持する。
圧力流体の圧力が失われたときにおいても、バネに設定
された圧力を保持する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロッ
ク構成図である。この第１の実施の形態は、安全装置と
してロッド６にネジ部を施しそのネジ部と係合するスト
ッパ付きブロック１０を備えたものである。この安全装
置により、ベローズ７による燃料電池３の締め付け力が
喪失したときに所定の締め付け力を保持する。
する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロッ
ク構成図である。この第１の実施の形態は、安全装置と
してロッド６にネジ部を施しそのネジ部と係合するスト
ッパ付きブロック１０を備えたものである。この安全装
置により、ベローズ７による燃料電池３の締め付け力が
喪失したときに所定の締め付け力を保持する。
【００２３】図１において、図５に示した従来例と同様
に、積層された燃料電池３は、断熱材２の絶縁材料を介
して下部ベースプレート１及び押付板４によって挟ま
れ、押付板４の上部には、密閉したべローズ７を複数個
設けている。ロッド６は下部ベースプレート１に垂直に
取り付けられ、そのロッド６の上部に上部ベースプレー
ト５が固定されている。すなわち、押付板４と上部ベー
スプレート５との間にベローズが複数設置されている。
に、積層された燃料電池３は、断熱材２の絶縁材料を介
して下部ベースプレート１及び押付板４によって挟ま
れ、押付板４の上部には、密閉したべローズ７を複数個
設けている。ロッド６は下部ベースプレート１に垂直に
取り付けられ、そのロッド６の上部に上部ベースプレー
ト５が固定されている。すなわち、押付板４と上部ベー
スプレート５との間にベローズが複数設置されている。
【００２４】これらベローズ７は圧力伝達配管８により
連結されており、加圧された流体を加圧流体入口９より
供給して缶体（ベローズ）を膨脹させることにより燃料
電池３を締め付ける。さらに、ストッパ付きブロック１
０が押付板４に固定して設けられている。このストッパ
付きブロック１０は、ロッド６のネジ加工を施した部分
を貫通している。
連結されており、加圧された流体を加圧流体入口９より
供給して缶体（ベローズ）を膨脹させることにより燃料
電池３を締め付ける。さらに、ストッパ付きブロック１
０が押付板４に固定して設けられている。このストッパ
付きブロック１０は、ロッド６のネジ加工を施した部分
を貫通している。
【００２５】このストッパ付きブロック１０の内部に
は、図２に示すように、歯車付き軸１１がロッド６のネ
ジ部と噛み合うように固定されており、押付板４の移動
に伴い回転する。この歯車付き軸１１の歯車には、図２
に示すようにストッパ１２が取り付けられており、図２
中の歯車部分に記した矢印方向の回転は許し、逆方向の
回転に対しては、ストッパ１２の先端が歯車に噛み合っ
て回転を阻止する構成となっている。
は、図２に示すように、歯車付き軸１１がロッド６のネ
ジ部と噛み合うように固定されており、押付板４の移動
に伴い回転する。この歯車付き軸１１の歯車には、図２
に示すようにストッパ１２が取り付けられており、図２
中の歯車部分に記した矢印方向の回転は許し、逆方向の
回転に対しては、ストッパ１２の先端が歯車に噛み合っ
て回転を阻止する構成となっている。
【００２６】ストッパ付きブロック１１によって、ベロ
ーズ７の内部圧力による膨脹によって燃料電池を締め付
ける際に、押付板４は、燃料電池３の収縮方向の移動は
可能となるが、膨脹方向の移動は出来ないようになる。
この様な、安全装置を備えることにより、ベローズ圧力
が低下あるいは完全に失われた場合においても、燃料電
池３の弾性変形の反力によって、押付板４が燃料電池３
の膨脹方向に押し戻されることなくその時点の位置に拘
束される。このため、その反力が燃料電池自体に作用し
て締め付け圧力が保持される。この場合の安全装置が保
持する締め付け力は、燃料電池の通常運転状態の圧力と
なる。
ーズ７の内部圧力による膨脹によって燃料電池を締め付
ける際に、押付板４は、燃料電池３の収縮方向の移動は
可能となるが、膨脹方向の移動は出来ないようになる。
この様な、安全装置を備えることにより、ベローズ圧力
が低下あるいは完全に失われた場合においても、燃料電
池３の弾性変形の反力によって、押付板４が燃料電池３
の膨脹方向に押し戻されることなくその時点の位置に拘
束される。このため、その反力が燃料電池自体に作用し
て締め付け圧力が保持される。この場合の安全装置が保
持する締め付け力は、燃料電池の通常運転状態の圧力と
なる。
【００２７】この第１の実施の形態によれば、極めて簡
易な機構により、締め付けたべローズ７の内部圧力が失
われるような事態に際しても、必要な締め付け圧力を保
持することができる。これにより、単電池とセパレータ
とのガスシール機能が維持されると共に、燃料電池３の
急激な膨脹も回避される。
易な機構により、締め付けたべローズ７の内部圧力が失
われるような事態に際しても、必要な締め付け圧力を保
持することができる。これにより、単電池とセパレータ
とのガスシール機能が維持されると共に、燃料電池３の
急激な膨脹も回避される。
【００２８】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。この第２の実施の形態は、安全装置として、上部ベ
ースプレート５と押付板４との間に通されネジ加工され
たボールネジ軸１３と、このボールネジ軸１３に設置さ
れ上部ベースプレート５と押付板４との間隔を設定し保
持するためのボールネジナット１４とを備えたものであ
る。
る。図３は本発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。この第２の実施の形態は、安全装置として、上部ベ
ースプレート５と押付板４との間に通されネジ加工され
たボールネジ軸１３と、このボールネジ軸１３に設置さ
れ上部ベースプレート５と押付板４との間隔を設定し保
持するためのボールネジナット１４とを備えたものであ
る。
【００２９】図３において、積層された燃料電池３は、
断熱材２の絶縁材料を介してベースプレート１及び押し
付板４によって挟まれ、押付板４の上部に、密閉したベ
ローズ７を、下部ベースプレート１に垂直に取り付けら
れたロッド６に固定した上部ベースプレート５の間に複
数設置されている。
断熱材２の絶縁材料を介してベースプレート１及び押し
付板４によって挟まれ、押付板４の上部に、密閉したベ
ローズ７を、下部ベースプレート１に垂直に取り付けら
れたロッド６に固定した上部ベースプレート５の間に複
数設置されている。
【００３０】これらべローズ７は圧力伝達配管８により
連結されており、加圧された流体を加圧流体入口９より
供給して缶体（ベローズ）を膨脹させることにより燃料
電池３を締め付ける。
連結されており、加圧された流体を加圧流体入口９より
供給して缶体（ベローズ）を膨脹させることにより燃料
電池３を締め付ける。
【００３１】ここで、さらに、上部ベースプレート５と
押付板４との間にボールネジ１３を通し、その一方を上
部ベースプレート５に固定したサーボモータ１５に取り
付けている。ボールネジ１３の軸上の上部ベースプレー
ト５と押付板４との間にボールネジナット１４を設置す
る。このボールネジナット１４は押付板４に固定された
ピン１７によって回転が拘束されているが、上下方向の
移動は可能となっている。この安全装置において、サー
ボモータ１５を回転することによりボールネジナット１
４の上下方向の位置を自在に制御することができる。こ
の場合、サーボモータ１５によらず手動にてボールネジ
ナット１４の位置を移動させることも可能である。
押付板４との間にボールネジ１３を通し、その一方を上
部ベースプレート５に固定したサーボモータ１５に取り
付けている。ボールネジ１３の軸上の上部ベースプレー
ト５と押付板４との間にボールネジナット１４を設置す
る。このボールネジナット１４は押付板４に固定された
ピン１７によって回転が拘束されているが、上下方向の
移動は可能となっている。この安全装置において、サー
ボモータ１５を回転することによりボールネジナット１
４の上下方向の位置を自在に制御することができる。こ
の場合、サーボモータ１５によらず手動にてボールネジ
ナット１４の位置を移動させることも可能である。
【００３２】燃料電池３の収縮に応じて、ボールネジナ
ット１４をサーボモータ１５により自動で、又は手動で
回転させることにより、ボールネジナット１４が常に固
定されない側の平板、つまり押付板４に接するように制
御する。これにより、押付板４の上方向の移動を拘束で
きるので、第１の実施の形態と同様に、安全装置が保持
する所定の締め付け力は、燃料電池の通常運転状態の圧
力となる。この場合、燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩を防
止するに必要な圧力を維持する締め付け力に設定するこ
とも可能である。
ット１４をサーボモータ１５により自動で、又は手動で
回転させることにより、ボールネジナット１４が常に固
定されない側の平板、つまり押付板４に接するように制
御する。これにより、押付板４の上方向の移動を拘束で
きるので、第１の実施の形態と同様に、安全装置が保持
する所定の締め付け力は、燃料電池の通常運転状態の圧
力となる。この場合、燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩を防
止するに必要な圧力を維持する締め付け力に設定するこ
とも可能である。
【００３３】次に、本発明の第３の実施の形態を図４に
示す。この第３の実施の形態は、安全装置として、上部
ベースプレート５と押付板４との間にバネ１６を設けた
ものである。これにより、ベローズ７に供給する圧力流
体の圧力が失われたときにおいても、バネに設定された
圧力、たとえば燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩を防止する
に必要な圧力を保持する。
示す。この第３の実施の形態は、安全装置として、上部
ベースプレート５と押付板４との間にバネ１６を設けた
ものである。これにより、ベローズ７に供給する圧力流
体の圧力が失われたときにおいても、バネに設定された
圧力、たとえば燃料ガスや酸化剤ガスの漏洩を防止する
に必要な圧力を保持する。
【００３４】図４において、べローズ７にバネ１６を併
せて使用したものであり、バネ１６は圧縮した状態すな
わち反力が常に作用するようにして、上部ベースプレー
ト５と押付板４との間に設置しておく。べローズ７の内
部圧力が低下した場合には、このバネ１６の反力分が燃
料電池３に作用するので、締め付け面圧力がある程度残
る。ガスシール機能を維持するのに十分な圧力を残すよ
うにバネ１６の弾性力を予め選択しておけば目的の効果
が得られることは明らかである。
せて使用したものであり、バネ１６は圧縮した状態すな
わち反力が常に作用するようにして、上部ベースプレー
ト５と押付板４との間に設置しておく。べローズ７の内
部圧力が低下した場合には、このバネ１６の反力分が燃
料電池３に作用するので、締め付け面圧力がある程度残
る。ガスシール機能を維持するのに十分な圧力を残すよ
うにバネ１６の弾性力を予め選択しておけば目的の効果
が得られることは明らかである。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベローズ
が燃料電池を直接押している押付板の位置が、燃料電池
の運転時間の経過に伴う収縮に応じて押付板が移動する
ことは拘束しないが、ベローズ圧力が低下して押し付け
圧力が低下しても押付板の位置が収縮方向とは逆方向へ
の移動は拘束するようにしているので、ベローズ圧力が
低下あるいは完全に失われた場合においても、押付板が
荷重方向の逆向き、すなわち燃料電池の膨脹方向に戻る
ことなく、その時点の位置に拘束される。従って、運転
時の面圧に対応する燃料電池の弾性変形によって生ずる
反力が燃料電池自体に作用して締め付け圧力が保持され
る。このことから、単電池とセパレータのガスシール機
能維持されると共に、燃料電池の急激な膨脹も回避され
る。
が燃料電池を直接押している押付板の位置が、燃料電池
の運転時間の経過に伴う収縮に応じて押付板が移動する
ことは拘束しないが、ベローズ圧力が低下して押し付け
圧力が低下しても押付板の位置が収縮方向とは逆方向へ
の移動は拘束するようにしているので、ベローズ圧力が
低下あるいは完全に失われた場合においても、押付板が
荷重方向の逆向き、すなわち燃料電池の膨脹方向に戻る
ことなく、その時点の位置に拘束される。従って、運転
時の面圧に対応する燃料電池の弾性変形によって生ずる
反力が燃料電池自体に作用して締め付け圧力が保持され
る。このことから、単電池とセパレータのガスシール機
能維持されると共に、燃料電池の急激な膨脹も回避され
る。
【００３６】このように本発明では、簡易な機構によ
り、ベローズの内部圧力が失われる事態に際しても、燃
料電池の必要な締め付け圧力を保持することができるの
で、燃料電池のガスシール機能を維持して、かつ燃料電
池の急激な膨脹に伴う破壊を防止して燃料電池の回復不
能な性能低下を防止する優れた効果を奏する。
り、ベローズの内部圧力が失われる事態に際しても、燃
料電池の必要な締め付け圧力を保持することができるの
で、燃料電池のガスシール機能を維持して、かつ燃料電
池の急激な膨脹に伴う破壊を防止して燃料電池の回復不
能な性能低下を防止する優れた効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における安全装置の
説明図。
説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す構成図。
【図５】従来例の構成図。
１ 下部ベースプレート ２ 断熱材 ３ 燃料電池 ４ 押付板 ５ 上部ベースプレート ６ ロッド ７ ベローズ ８ 圧力伝達配管 ９ 加圧流体入口 １０ ストッパ付きブロック １１ 歯車付き軸 １２ ストッパ １３ ボールネジ軸 １４ ボールネジナット １５ サーボモータ １６ バネ １７ ピン
Claims (5)
- 【請求項１】 単電池とセパレータとを交互に多数積層
して形成された燃料電池を上下から締め付けて、前記単
電池に供給する燃料ガス及び酸化剤ガスの漏洩を防ぐと
共に、前記単電池間の電気的接触を保持するための燃料
電池の締め付け装置において、前記燃料電池の上部に設
置された上部ベースプレートと前記燃料電池を下部ベー
スプレートに押し付けるための押付板との間に設けられ
たベローズと、前記ベローズに圧力流体を供給し前記燃
料電池の締め付け力を発生させるための圧力流体供給装
置と、前記ベローズによる前記燃料電池の締め付け力が
喪失したときに所定の締め付け力を保持するための安全
装置とを備えたことを特徴とする燃料電池の締め付け装
置。 - 【請求項２】 前記安全装置が保持する所定の締め付け
力は、前記燃料電池の通常運転状態の圧力、又は燃料ガ
スや酸化剤ガスの漏洩を防止するに必要な圧力を維持す
る締め付け力であることを特徴とする請求項１に記載の
燃料電池の締め付け装置。 - 【請求項３】 前記安全装置は、前記上部ベースプレー
トと前記押付板との間に通され前記押付板の移動に伴い
回転するロッドと、前記ロッドに取り付けられ前記ベロ
ーズによる前記押付板への押し付け方向に対しては前記
ロッドの回転を可能としその逆方向の回転を阻止して、
前記燃料電池の締め付け圧力を通常運転状態の締め付け
圧力に保持するストッパ付きブロックとを備えたことを
特徴とする請求項１に記載の燃料電池の締め付け装置。 - 【請求項４】 前記安全装置は、前記上部ベースプレー
トと前記押付板との間に通されネジ加工されたボールネ
ジ軸と、前記ボールネジ軸に設置され前記燃料電池の締
め付け圧力を設定し保持するためのボールネジナットと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の
締め付け装置。 - 【請求項５】 前記安全装置は、前記上部ベースプレー
トと前記押付板との間に設けられたバネであることを特
徴とする請求項１に記載の燃料電池の締め付け装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7317098A JPH09139224A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 燃料電池の締め付け装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7317098A JPH09139224A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 燃料電池の締め付け装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139224A true JPH09139224A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=18084424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7317098A Pending JPH09139224A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 燃料電池の締め付け装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139224A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027602A1 (en) * | 1997-11-25 | 1999-06-03 | Ballard Power Systems Inc. | Compression assembly for an electrochemical fuel cell stack |
| JP2017069192A (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃料電池モジュールおよびそのようなモジュールを動作させる方法 |
| CN109428106A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | 上海铭寰新能源科技有限公司 | 燃料电池压机 |
-
1995
- 1995-11-13 JP JP7317098A patent/JPH09139224A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027602A1 (en) * | 1997-11-25 | 1999-06-03 | Ballard Power Systems Inc. | Compression assembly for an electrochemical fuel cell stack |
| US6057053A (en) * | 1997-11-25 | 2000-05-02 | Ballard Power Systems Inc. | Compression assembly for an electrochemical fuel cell stack |
| JP2017069192A (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃料電池モジュールおよびそのようなモジュールを動作させる方法 |
| US11094958B2 (en) | 2015-09-28 | 2021-08-17 | Cummins Enterprise Llc | Fuel cell module and method of operating such module |
| CN109428106A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | 上海铭寰新能源科技有限公司 | 燃料电池压机 |
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