JPH09259916A - 燃料電池の締付装置 - Google Patents
燃料電池の締付装置Info
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- JPH09259916A JPH09259916A JP8063167A JP6316796A JPH09259916A JP H09259916 A JPH09259916 A JP H09259916A JP 8063167 A JP8063167 A JP 8063167A JP 6316796 A JP6316796 A JP 6316796A JP H09259916 A JPH09259916 A JP H09259916A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- 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
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で、大型化することなく、また低
コストでスタックに対する面圧の均一化を図ることがで
きる燃料電池の締付装置を得る。 【解決手段】 スタック３１の上側、下側にそれぞれ配
設される加圧板３５ａ、３５ｂと、加圧板３５ａ、３５
ｂの上側、下側にそれぞれ配設された加圧ビーム３２
ａ、３２ｂと、これら加圧ビーム３２ａ、３２ｂの隅部
を貫通し加圧ビーム３２ａ、３２ｂでスタック３１を挟
み付ける締付体５０と、加圧板３５ａ、３５ｂに取り付
けられ加圧ビーム３２ａ，３２ｂと点接触する曲面部３
８ａを有する加圧座３８とを備えたものである。
コストでスタックに対する面圧の均一化を図ることがで
きる燃料電池の締付装置を得る。 【解決手段】 スタック３１の上側、下側にそれぞれ配
設される加圧板３５ａ、３５ｂと、加圧板３５ａ、３５
ｂの上側、下側にそれぞれ配設された加圧ビーム３２
ａ、３２ｂと、これら加圧ビーム３２ａ、３２ｂの隅部
を貫通し加圧ビーム３２ａ、３２ｂでスタック３１を挟
み付ける締付体５０と、加圧板３５ａ、３５ｂに取り付
けられ加圧ビーム３２ａ，３２ｂと点接触する曲面部３
８ａを有する加圧座３８とを備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、セルを積層した
スタックを締め付ける燃料電池の締付装置に関するもの
である。
スタックを締め付ける燃料電池の締付装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図８は特開平１−２１１８６８号公報に
示された従来の燃料電池の締付装置の側面図であり、燃
料電池の締付装置は、溶融塩型のスタック１の上下にそ
れぞれ配置される上側押え板２ａ，下側押え板２ｂと、
上側押え板２ａ，下側押え板２ｂの四隅を貫通した締付
ロッド３と、締付ロッド３の上部および下部に螺着され
たナット４と、上側押え板２ａとナット４との間に縮設
された加圧バネ７と、スタック１を上下から挟む上側加
圧板５ａ，下側加圧板５ｂと、上側加圧板５ａと上側押
え板２ａとの間、および下側加圧板５ｂと下側押え板２
ｂとの間にそれぞれ配設され、密閉された中空部内にポ
ーラス状の断熱材が収納された上側中空体６ａ，下側中
空体６ｂとを備えている。なお、締付ロッド３、ナット
４および加圧バネ７により締付体８を構成している。
示された従来の燃料電池の締付装置の側面図であり、燃
料電池の締付装置は、溶融塩型のスタック１の上下にそ
れぞれ配置される上側押え板２ａ，下側押え板２ｂと、
上側押え板２ａ，下側押え板２ｂの四隅を貫通した締付
ロッド３と、締付ロッド３の上部および下部に螺着され
たナット４と、上側押え板２ａとナット４との間に縮設
された加圧バネ７と、スタック１を上下から挟む上側加
圧板５ａ，下側加圧板５ｂと、上側加圧板５ａと上側押
え板２ａとの間、および下側加圧板５ｂと下側押え板２
ｂとの間にそれぞれ配設され、密閉された中空部内にポ
ーラス状の断熱材が収納された上側中空体６ａ，下側中
空体６ｂとを備えている。なお、締付ロッド３、ナット
４および加圧バネ７により締付体８を構成している。
【０００３】図９は図８のスタック１の構成図、図１０
は図９のセパレータ板の斜視図であり、スタック１は、
複数のセル１０と、セル１０の間に介在するとともに燃
料ガス供給部１１ａおよび酸化ガス供給部１１ｂを有
し、またセル１０との間で燃料ガス流路１３、酸化ガス
流路１４を形成するセパレータ板１１と、燃料ガス流路
１３、酸化ガス流路１４内に配設された波形板１２と、
スタック１の周縁部に設けられガス通路１８を形成する
シール部２１とを備えている。セル１０は、溶融炭酸塩
が電解質としてしみ込まれた電解質層１５と、この電解
質層１５の燃料ガス流路１３側に設けられたアノード電
極１６と、電解質層１５の酸化ガス通路１４側に設けら
れたカソード電極１７とを有している。
は図９のセパレータ板の斜視図であり、スタック１は、
複数のセル１０と、セル１０の間に介在するとともに燃
料ガス供給部１１ａおよび酸化ガス供給部１１ｂを有
し、またセル１０との間で燃料ガス流路１３、酸化ガス
流路１４を形成するセパレータ板１１と、燃料ガス流路
１３、酸化ガス流路１４内に配設された波形板１２と、
スタック１の周縁部に設けられガス通路１８を形成する
シール部２１とを備えている。セル１０は、溶融炭酸塩
が電解質としてしみ込まれた電解質層１５と、この電解
質層１５の燃料ガス流路１３側に設けられたアノード電
極１６と、電解質層１５の酸化ガス通路１４側に設けら
れたカソード電極１７とを有している。
【０００４】上記の燃料電池では、燃料ガス１９を燃料
ガス流路１３を通じてアノード電極１６に供給し、また
酸化ガス２０を酸化ガス流路１４を通じてカソード電極
１７に供給し、アノード電極１６とカソード電極１７と
の間で発生する電位差により発電が行われる。
ガス流路１３を通じてアノード電極１６に供給し、また
酸化ガス２０を酸化ガス流路１４を通じてカソード電極
１７に供給し、アノード電極１６とカソード電極１７と
の間で発生する電位差により発電が行われる。
【０００５】なお、上側押え板２ａ、下側押え板２ｂの
周辺部を加圧バネ７で締め付けただけでは、上側押え板
２ａ、下側押え板２ｂの中間部がスタック１から離れる
方向に撓み変形し、スタック１の周辺部に比べてその中
央部分の面圧が低くなり、スタック１の全面を均一に締
め付けることができない。そのため、上記の燃料電池の
締付装置では、内圧がどの部分でも一定になるような柔
軟性を有する上側中空体６ａ、下側中空体６ｂによりス
タック１の中央部分の面圧低下を防いでいる。
周辺部を加圧バネ７で締め付けただけでは、上側押え板
２ａ、下側押え板２ｂの中間部がスタック１から離れる
方向に撓み変形し、スタック１の周辺部に比べてその中
央部分の面圧が低くなり、スタック１の全面を均一に締
め付けることができない。そのため、上記の燃料電池の
締付装置では、内圧がどの部分でも一定になるような柔
軟性を有する上側中空体６ａ、下側中空体６ｂによりス
タック１の中央部分の面圧低下を防いでいる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の燃料電池の
締付装置では、上下の押え板２ａ，２ｂの内側に配設さ
れた中空体６ａ、６ｂを利用してスタック１の全面にわ
たり均一に加圧し、燃料電池の電池性能を高め、またシ
ール部２１でのガス漏れによる発電効率の低下を防いで
いるものの、スタック１の全面にわたり均一に加圧する
ために、上側押え板２ａと上側加圧板５ａとの間、およ
び下側押え板２ｂと下側加圧板５ｂとの間にそれぞれ中
空体６ａ，６ｂを配設しているので、全体の構造が大型
化してしまうという問題点があった。また、中空体６
ａ、６ｂは中空部内にポーラス状の断熱材を収納した密
閉構造になっており、密閉構造の中空体６を製造するの
に手間がかかり、製造コストが高くなるという問題点も
あった。
締付装置では、上下の押え板２ａ，２ｂの内側に配設さ
れた中空体６ａ、６ｂを利用してスタック１の全面にわ
たり均一に加圧し、燃料電池の電池性能を高め、またシ
ール部２１でのガス漏れによる発電効率の低下を防いで
いるものの、スタック１の全面にわたり均一に加圧する
ために、上側押え板２ａと上側加圧板５ａとの間、およ
び下側押え板２ｂと下側加圧板５ｂとの間にそれぞれ中
空体６ａ，６ｂを配設しているので、全体の構造が大型
化してしまうという問題点があった。また、中空体６
ａ、６ｂは中空部内にポーラス状の断熱材を収納した密
閉構造になっており、密閉構造の中空体６を製造するの
に手間がかかり、製造コストが高くなるという問題点も
あった。
【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、簡単な構造で、大型
化することなく、また低コストでスタックに対する面圧
の均一化を図ることができる燃料電池の締付装置を得る
ことを目的とする。
ることを課題とするものであって、簡単な構造で、大型
化することなく、また低コストでスタックに対する面圧
の均一化を図ることができる燃料電池の締付装置を得る
ことを目的とする。
【０００８】また、スタックからの熱の影響で押圧体の
物理的強度が低下するようなことのない燃料電池の締付
装置を得ることを目的とする。
物理的強度が低下するようなことのない燃料電池の締付
装置を得ることを目的とする。
【０００９】また、燃料電池の組立作業性が向上し、ま
た燃料電池の運転中における押圧体の位置ずれを防止す
ることができる燃料電池の締付装置を得ることを目的と
する。
た燃料電池の運転中における押圧体の位置ずれを防止す
ることができる燃料電池の締付装置を得ることを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の燃料電池の締
付装置は、スタックの上側、下側にそれぞれ配設される
加圧板と、これら加圧板の上側、下側にそれぞれ配設さ
れた押圧体と、これら押圧体の隅部を貫通し押圧体でス
タックを挟み付ける締付体と、加圧板と押圧体との間に
配設され加圧板または押圧体と点接触または線接触する
曲面部を有する加圧座とを備えたものである。
付装置は、スタックの上側、下側にそれぞれ配設される
加圧板と、これら加圧板の上側、下側にそれぞれ配設さ
れた押圧体と、これら押圧体の隅部を貫通し押圧体でス
タックを挟み付ける締付体と、加圧板と押圧体との間に
配設され加圧板または押圧体と点接触または線接触する
曲面部を有する加圧座とを備えたものである。
【００１１】また、曲面部を半球形状にしたものであ
る。
る。
【００１２】また、曲面部を半円筒形状にしたものであ
る。
る。
【００１３】また、加圧座を球形状にしたものである。
【００１４】また、加圧座の個数を締付体の締付ロッド
の本数と同数にしたものである。
の本数と同数にしたものである。
【００１５】また、加圧板の領域を加圧座の個数で等面
積に分割した分割領域に加圧座をそれぞれ配設したもの
である。
積に分割した分割領域に加圧座をそれぞれ配設したもの
である。
【００１６】また、加圧座に当接する凹面を有する受け
部を備えたものである。
部を備えたものである。
【００１７】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を説明す
る。図１はこの発明の実施の形態１を示す燃料電池の締
付装置の全体斜視図であり、燃料電池の締付装置は、溶
融塩型のスタック３１の上下にそれぞれ一対配置され
た、押圧体である上側加圧ビーム３２ａおよび下側加圧
ビーム３２ｂと、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの両側を貫
通した締付ロッド３３と、各締付ロッド３３の上部およ
び下部に螺着されたナット３４と、このナット３４と加
圧ビーム３２ａ、３２ｂとの間に縮設された加圧バネ３
７と、スタック３１の上下にそれぞれ配設された上側加
圧板３５ａおよび下側加圧板３５ｂと、これら加圧板３
５ａ、３５ｂにそれぞれ固着され上部に半球形状の曲面
部３８ａを有する加圧座３８とを備えている。なお、締
付ロッド３３と、ナット３４と、加圧バネ３７とにより
締付体５０を構成している。また、加圧ビーム３２ａ，
３２ｂ、締付ロッド３３、加圧板３５ａ、３５ｂはステ
ンレス鋼またはスチール鋼で構成されている。
る。図１はこの発明の実施の形態１を示す燃料電池の締
付装置の全体斜視図であり、燃料電池の締付装置は、溶
融塩型のスタック３１の上下にそれぞれ一対配置され
た、押圧体である上側加圧ビーム３２ａおよび下側加圧
ビーム３２ｂと、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの両側を貫
通した締付ロッド３３と、各締付ロッド３３の上部およ
び下部に螺着されたナット３４と、このナット３４と加
圧ビーム３２ａ、３２ｂとの間に縮設された加圧バネ３
７と、スタック３１の上下にそれぞれ配設された上側加
圧板３５ａおよび下側加圧板３５ｂと、これら加圧板３
５ａ、３５ｂにそれぞれ固着され上部に半球形状の曲面
部３８ａを有する加圧座３８とを備えている。なお、締
付ロッド３３と、ナット３４と、加圧バネ３７とにより
締付体５０を構成している。また、加圧ビーム３２ａ，
３２ｂ、締付ロッド３３、加圧板３５ａ、３５ｂはステ
ンレス鋼またはスチール鋼で構成されている。
【００１８】上記のように構成された燃料電池の締付装
置では、スタック３１を加圧バネ３７で締め付けたと
き、加圧バネ３７は加圧ビーム３２ａ、３２ｂの両側に
配置されているので、加圧ビーム３２ａ、３２ｂは中間
部が加圧板３５ａ、３５ｂから離れるように撓み変形す
るが、図２に示すように加圧ビーム３２ａと加圧座３８
の曲面部３８ａとが接触する荷重点は点Ａから点Ｂに僅
かに加圧ビーム３２ａの外側に移動するだけである。こ
のように、加圧ビーム３２ａの撓み方向に対して直角方
向に離れた２点間の加圧座３８において加圧座３８の荷
重点が僅かに外側に移動するだけで、加圧板３５ａの全
面に対する面圧をほぼ均一に保つことができる。なお、
図３は加圧座３８のない燃料電池の締付装置の場合にお
けるスタック３１を加圧バネ３７で締め付けたときの加
圧ビーム３２ａの変形と、面圧分布を示した例であり、
加圧ビーム３２ａの中間部が加圧板３５ａから離れるよ
うに加圧ビーム３２ａが撓み変形すると、加圧ビーム３
２ａと加圧板３５ａとが接触する荷重点は加圧板３５の
縁部Ｃに移動し、加圧板３５ａ全面に対する面圧が加圧
板３５ａの外側程大きくなることが分かる。
置では、スタック３１を加圧バネ３７で締め付けたと
き、加圧バネ３７は加圧ビーム３２ａ、３２ｂの両側に
配置されているので、加圧ビーム３２ａ、３２ｂは中間
部が加圧板３５ａ、３５ｂから離れるように撓み変形す
るが、図２に示すように加圧ビーム３２ａと加圧座３８
の曲面部３８ａとが接触する荷重点は点Ａから点Ｂに僅
かに加圧ビーム３２ａの外側に移動するだけである。こ
のように、加圧ビーム３２ａの撓み方向に対して直角方
向に離れた２点間の加圧座３８において加圧座３８の荷
重点が僅かに外側に移動するだけで、加圧板３５ａの全
面に対する面圧をほぼ均一に保つことができる。なお、
図３は加圧座３８のない燃料電池の締付装置の場合にお
けるスタック３１を加圧バネ３７で締め付けたときの加
圧ビーム３２ａの変形と、面圧分布を示した例であり、
加圧ビーム３２ａの中間部が加圧板３５ａから離れるよ
うに加圧ビーム３２ａが撓み変形すると、加圧ビーム３
２ａと加圧板３５ａとが接触する荷重点は加圧板３５の
縁部Ｃに移動し、加圧板３５ａ全面に対する面圧が加圧
板３５ａの外側程大きくなることが分かる。
【００１９】また、溶融炭酸塩型燃料電池の動作温度は
約７００℃という高温であるが、加圧座３８が加圧板３
５ａ、３５ｂと加圧ビーム３２ａ、３２ｂとの間に介在
しているので、加圧板３５ａ、３５ｂから加圧ビーム３
２ａ、３２ｂへの熱伝導通路面積は小さく、それだけ加
圧ビーム３２ａ、３２ｂへは伝熱しにくくなり、加圧ビ
ーム３２ａ、３２ｂが熱により物理的強度が低下するよ
うなことはない。
約７００℃という高温であるが、加圧座３８が加圧板３
５ａ、３５ｂと加圧ビーム３２ａ、３２ｂとの間に介在
しているので、加圧板３５ａ、３５ｂから加圧ビーム３
２ａ、３２ｂへの熱伝導通路面積は小さく、それだけ加
圧ビーム３２ａ、３２ｂへは伝熱しにくくなり、加圧ビ
ーム３２ａ、３２ｂが熱により物理的強度が低下するよ
うなことはない。
【００２０】また、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの両端に
それぞれ締付ロッド３３が貫通しており、この締付ロッ
ド３３に対応してそれぞれ加圧座３８が配設されている
ので、スタック３１に対する締付荷重は常に加圧座３８
を介して伝わり、各加圧座３８はすべて加圧板３５ａ、
３５ｂ全面に対する面圧の均一化に寄与している。な
お、上記実施の形態では加圧座３８を加圧板３５ａ、３
５ｂに固着したが、加圧ビームに加圧座を固着してもよ
い。また、両端に締付ロッドがそれぞれ貫通した加圧ビ
ームに対して加圧ビームの中心部に加圧座を一個当接す
るようにしてもよい。
それぞれ締付ロッド３３が貫通しており、この締付ロッ
ド３３に対応してそれぞれ加圧座３８が配設されている
ので、スタック３１に対する締付荷重は常に加圧座３８
を介して伝わり、各加圧座３８はすべて加圧板３５ａ、
３５ｂ全面に対する面圧の均一化に寄与している。な
お、上記実施の形態では加圧座３８を加圧板３５ａ、３
５ｂに固着したが、加圧ビームに加圧座を固着してもよ
い。また、両端に締付ロッドがそれぞれ貫通した加圧ビ
ームに対して加圧ビームの中心部に加圧座を一個当接す
るようにしてもよい。
【００２１】実施の形態２．実施の形態１の加圧座３８
では上部に半球形状の曲面部３８ａを有していたが、加
圧ビーム３２ａ、３２ｂの両端部が締め付けられるとき
には、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの撓み変形は２次元的
に変形するので、図４に示すように半円筒形状の曲面部
３９ａを有する加圧座３９を用いることもできる。
では上部に半球形状の曲面部３８ａを有していたが、加
圧ビーム３２ａ、３２ｂの両端部が締め付けられるとき
には、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの撓み変形は２次元的
に変形するので、図４に示すように半円筒形状の曲面部
３９ａを有する加圧座３９を用いることもできる。
【００２２】この加圧座３９を用いたときには、実施の
形態１と同様に、加圧板３５ａの全面に対する面圧をほ
ぼ均一に保つことができるとともに、スタック３１から
の熱が加圧ビーム３２ａ、３２ｂに伝熱しにくくなる
が、さらに燃料電池の組立作業性が向上する。即ち、例
えばナット３４の回転によるスタック３１の締付作業の
とき、加圧ビーム３２ａは回転方向に回転する傾向にあ
るが、その傾向は加圧座３８と加圧ビーム３２ａとが点
接触である実施の形態１の方が強い。そして、締付作業
時に例えば３００Ｋｇの加圧ビーム３２ａの位置がずれ
たときには、クレーンを用いて元の位置に加圧ビーム３
２ａを戻さなければならない。それに対して、この実施
の形態では、加圧座３９と加圧ビーム３２ａとは線接触
しており、摩擦抵抗が大きく、それだけ加圧ビーム３２
ａは回転方向に回転しにくくなり、スタック３１の締付
作業時に重量の大きな加圧ビーム３２ａが位置ずれを起
こし、元の位置に位置合わせしなければならないといっ
たことを防止することができる。
形態１と同様に、加圧板３５ａの全面に対する面圧をほ
ぼ均一に保つことができるとともに、スタック３１から
の熱が加圧ビーム３２ａ、３２ｂに伝熱しにくくなる
が、さらに燃料電池の組立作業性が向上する。即ち、例
えばナット３４の回転によるスタック３１の締付作業の
とき、加圧ビーム３２ａは回転方向に回転する傾向にあ
るが、その傾向は加圧座３８と加圧ビーム３２ａとが点
接触である実施の形態１の方が強い。そして、締付作業
時に例えば３００Ｋｇの加圧ビーム３２ａの位置がずれ
たときには、クレーンを用いて元の位置に加圧ビーム３
２ａを戻さなければならない。それに対して、この実施
の形態では、加圧座３９と加圧ビーム３２ａとは線接触
しており、摩擦抵抗が大きく、それだけ加圧ビーム３２
ａは回転方向に回転しにくくなり、スタック３１の締付
作業時に重量の大きな加圧ビーム３２ａが位置ずれを起
こし、元の位置に位置合わせしなければならないといっ
たことを防止することができる。
【００２３】実施の形態３．また、図５に示すように、
加圧板３５ａ、３５ｂの領域を加圧座３８の個数で等面
積になるように分割した分割領域Ｄの中心部に加圧座３
８をそれぞれ１個ずつ配設することにより、加圧板３５
ａ、３５ｂ全面に対して面圧のより均一化を図ることが
できる。
加圧板３５ａ、３５ｂの領域を加圧座３８の個数で等面
積になるように分割した分割領域Ｄの中心部に加圧座３
８をそれぞれ１個ずつ配設することにより、加圧板３５
ａ、３５ｂ全面に対して面圧のより均一化を図ることが
できる。
【００２４】実施の形態４．図６はこの発明の他の実施
の形態を示す部分側面図であり、加圧ビーム３２ａには
加圧座３８に当接する受け部４０が固着されている。こ
の受け部４０には曲率半径が加圧座３８の曲面部３８ａ
よりも大きな凹面４０ａを有している。なお、加圧ビー
ム３２ｂにも加圧座３８に当接する受け部４０が固着さ
れている。
の形態を示す部分側面図であり、加圧ビーム３２ａには
加圧座３８に当接する受け部４０が固着されている。こ
の受け部４０には曲率半径が加圧座３８の曲面部３８ａ
よりも大きな凹面４０ａを有している。なお、加圧ビー
ム３２ｂにも加圧座３８に当接する受け部４０が固着さ
れている。
【００２５】加圧座３８に当接する受け部４０を設けた
ことにより、実施の形態１と比較して加圧ビーム３２
ａ、３２ｂの撓み変形に対する接触角の変化を小さくす
ることができ、それだけ荷重点の移動は小さくてよく、
加圧板３５ａ、３５ｂに対してより面圧の均一化を図る
ことができる。また、燃料電池の組立時および運転中に
おける加圧座３８に対する加圧ビーム３２ａ、３２ｂの
位置ずれも防止することができる。
ことにより、実施の形態１と比較して加圧ビーム３２
ａ、３２ｂの撓み変形に対する接触角の変化を小さくす
ることができ、それだけ荷重点の移動は小さくてよく、
加圧板３５ａ、３５ｂに対してより面圧の均一化を図る
ことができる。また、燃料電池の組立時および運転中に
おける加圧座３８に対する加圧ビーム３２ａ、３２ｂの
位置ずれも防止することができる。
【００２６】実施の形態５．図７はこの発明の他の実施
の形態を示す部分断面図であり、上側加圧板３５ａの四
箇所には球形状の加圧座４１を載置する半球形状の溝部
３５ａ1が形成されている。なお、下側加圧板にも四箇
所に加圧座用の溝部が形成されている。なお、加圧ビー
ム３２ａ、３２ｂにだけ半球形状の溝部を形成してもよ
いし、加圧ビーム３２ａ、３２ｂおよび加圧板３５ａ、
３５ｂそれぞれに溝部を形成してもよい。この実施の形
態では、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの撓み変形に対して
加圧ビーム３２ａ，３２ｂと加圧座４１とが当接する荷
重点は僅かに外側に移動するだけであり、加圧板３５
ａ、３５ｂ全面に対する面圧をほぼ均一に保つことがで
きる。また、加圧座４１は溝部３５ａ1に載置するだけ
でよく、燃料電池の組立作業性が向上する。
の形態を示す部分断面図であり、上側加圧板３５ａの四
箇所には球形状の加圧座４１を載置する半球形状の溝部
３５ａ1が形成されている。なお、下側加圧板にも四箇
所に加圧座用の溝部が形成されている。なお、加圧ビー
ム３２ａ、３２ｂにだけ半球形状の溝部を形成してもよ
いし、加圧ビーム３２ａ、３２ｂおよび加圧板３５ａ、
３５ｂそれぞれに溝部を形成してもよい。この実施の形
態では、加圧ビーム３２ａ、３２ｂの撓み変形に対して
加圧ビーム３２ａ，３２ｂと加圧座４１とが当接する荷
重点は僅かに外側に移動するだけであり、加圧板３５
ａ、３５ｂ全面に対する面圧をほぼ均一に保つことがで
きる。また、加圧座４１は溝部３５ａ1に載置するだけ
でよく、燃料電池の組立作業性が向上する。
【００２７】なお、上記各実施の形態では溶融炭酸塩型
燃料電池の締付装置について説明したが、例えばリン酸
型燃料電池の締付装置にもこの発明は適用できるのは勿
論である。また、押圧体として加圧ビーム３２ａ、３２
ｂを用いたが、平板であってもよい。さらに、加圧座は
円錐形状であってもよいし、加圧ビームおよび加圧板の
両方に点接触または線接触する形状の加圧座であっても
よい。
燃料電池の締付装置について説明したが、例えばリン酸
型燃料電池の締付装置にもこの発明は適用できるのは勿
論である。また、押圧体として加圧ビーム３２ａ、３２
ｂを用いたが、平板であってもよい。さらに、加圧座は
円錐形状であってもよいし、加圧ビームおよび加圧板の
両方に点接触または線接触する形状の加圧座であっても
よい。
【００２８】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に示すような効果を得ることができる。
るので、以下に示すような効果を得ることができる。
【００２９】スタックの上側、下側にそれぞれ配設され
る加圧板と、これら加圧板の上側、下側にそれぞれ配設
された押圧体と、これら押圧体の隅部を貫通し押圧体で
スタックを挟み付ける締付体と、加圧板と押圧体との間
に配設され加圧板または押圧体と点接触または線接触す
る加圧座とを備えたので、例えば押圧体の撓みに沿って
離れた一対の加圧座を配設することにより、押圧体の加
圧座に対する荷重点の変動は小さくてすみ、簡単な構造
で、かつ低コストでスタックに対する均一な面圧を保持
することができる。また、押圧体と加圧板とは熱伝達面
積の小さい加圧座を介して接続されており、押圧体に対
するスタックからの熱伝達量は少なく、熱の影響で押圧
体の物理的強度が低下するようなことを防止することが
できる。
る加圧板と、これら加圧板の上側、下側にそれぞれ配設
された押圧体と、これら押圧体の隅部を貫通し押圧体で
スタックを挟み付ける締付体と、加圧板と押圧体との間
に配設され加圧板または押圧体と点接触または線接触す
る加圧座とを備えたので、例えば押圧体の撓みに沿って
離れた一対の加圧座を配設することにより、押圧体の加
圧座に対する荷重点の変動は小さくてすみ、簡単な構造
で、かつ低コストでスタックに対する均一な面圧を保持
することができる。また、押圧体と加圧板とは熱伝達面
積の小さい加圧座を介して接続されており、押圧体に対
するスタックからの熱伝達量は少なく、熱の影響で押圧
体の物理的強度が低下するようなことを防止することが
できる。
【００３０】また、曲面部を半球形状にすること、半円
筒形状にすること、および加圧座を球形状にすること
は、それぞれ簡単な加工で行うことができる。
筒形状にすること、および加圧座を球形状にすること
は、それぞれ簡単な加工で行うことができる。
【００３１】また、加圧板と押圧体との間に半円筒形状
の曲面部を有する加圧座を設けたことにより、スタック
の締付作業時における押圧体の位置ずれが起こりにく
く、燃料電池の組立作業性が向上する。
の曲面部を有する加圧座を設けたことにより、スタック
の締付作業時における押圧体の位置ずれが起こりにく
く、燃料電池の組立作業性が向上する。
【００３２】また、加圧座の個数を締付体の締付ロッド
と同数にしたので、各加圧座はすべて加圧板全面に対す
る面圧の均一化に寄与することができる。
と同数にしたので、各加圧座はすべて加圧板全面に対す
る面圧の均一化に寄与することができる。
【００３３】また、加圧板の領域を加圧座の個数で等面
積に分割した分割領域に加圧座をそれぞれ配設したの
で、加圧板全面に対する面圧のより均一化を図ることが
できる。
積に分割した分割領域に加圧座をそれぞれ配設したの
で、加圧板全面に対する面圧のより均一化を図ることが
できる。
【００３４】また、加圧座に当接する凹面を有する受け
部を備えたので、押圧体の撓み変形に対して荷重点の移
動は小さくてすみ、加圧板に対する均一な面圧をより保
持することができる。また、燃料電池の組立時および運
転中における加圧座に対する押圧体の位置ずれを防止す
ることができる。
部を備えたので、押圧体の撓み変形に対して荷重点の移
動は小さくてすみ、加圧板に対する均一な面圧をより保
持することができる。また、燃料電池の組立時および運
転中における加圧座に対する押圧体の位置ずれを防止す
ることができる。
【図１】 この発明の一実施の形態を示す燃料電池の締
付装置の斜視図である。
付装置の斜視図である。
【図２】 図１の加圧ビームの撓み変形および加圧板に
対する面圧を説明する説明図である。
対する面圧を説明する説明図である。
【図３】 従来の加圧ビームの撓み変形および加圧板に
対する面圧を説明する説明図である。
対する面圧を説明する説明図である。
【図４】 この発明の他の実施の形態を示す燃料電池の
締付装置の部分斜視図である。
締付装置の部分斜視図である。
【図５】 この発明の他の実施の形態を示す燃料電池の
締付装置の部分斜視図である。
締付装置の部分斜視図である。
【図６】 この発明の他の実施の形態を示す燃料電池の
締付装置の部分側面図である。
締付装置の部分側面図である。
【図７】 この発明の他の実施の形態を示す燃料電池の
締付装置の部分側断面図である。
締付装置の部分側断面図である。
【図８】 従来の燃料電池の締付装置を示す側面図であ
る。
る。
【図９】 図８のスタックの構成図である。
【図１０】 図８のセパレータ板の斜視図である。
【符号の説明】 ３１ スタック、３２ａ，３２ｂ 加圧ビーム（押圧
体）、３３ 締付ロッド、３４ ナット、３５ 加圧
板、３７ 加圧バネ、３８、３９ 加圧座、３８ａ曲面
部、３９ａ 曲面部、４０ 受け部、４０ａ 凹面部、
４１ 加圧座、５０ 締付体（加圧バネ、締付ロッド、
ナット、）。
体）、３３ 締付ロッド、３４ ナット、３５ 加圧
板、３７ 加圧バネ、３８、３９ 加圧座、３８ａ曲面
部、３９ａ 曲面部、４０ 受け部、４０ａ 凹面部、
４１ 加圧座、５０ 締付体（加圧バネ、締付ロッド、
ナット、）。
Claims (7)
- 【請求項１】 スタックの上側、下側にそれぞれ配設さ
れる加圧板と、これら加圧板の上側、下側にそれぞれ配
設された押圧体と、これら押圧体の隅部を貫通し押圧体
を介して前記スタックを挟み付ける締付体と、前記加圧
板と前記押圧体との間に配設され加圧板または押圧体と
点接触または線接触する曲面部を有する加圧座とを備え
た燃料電池の締付装置。 - 【請求項２】 曲面部は半球形状である請求項１記載の
燃料電池の締付装置。 - 【請求項３】 曲面部は半円筒形状である請求項１記載
の燃料電池の締付装置。 - 【請求項４】 加圧座は球形状である請求項１記載の燃
料電池の締付装置。 - 【請求項５】 加圧座の個数は、締付体に含まれる締付
ロッドの本数と同数である請求項１ないし請求項４のい
ずれかに記載の燃料電池の締付装置。 - 【請求項６】 加圧板の領域を加圧座の個数で等面積に
分割した分割領域に加圧座をそれぞれ配設した請求項１
ないし請求項５のいずれかに記載の燃料電池の締付装
置。 - 【請求項７】 加圧座に当接する凹面を有する受け部を
備えた請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料
電池の締付装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063167A JPH09259916A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 燃料電池の締付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063167A JPH09259916A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 燃料電池の締付装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259916A true JPH09259916A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13221431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063167A Pending JPH09259916A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 燃料電池の締付装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09259916A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6645659B2 (en) | 2000-07-19 | 2003-11-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell apparatus |
| JP2006038611A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Minoru Umeda | 電極構造体及びイオン伝導度測定装置 |
| JP2006156164A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池 |
| EP1304757A3 (de) * | 2001-10-18 | 2006-11-29 | Behr GmbH & Co. KG | Brennstoffzellenstapel |
| KR100710274B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-04-20 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 연료전지 스택의 체결 구조 |
| KR100746270B1 (ko) * | 2006-01-20 | 2007-08-03 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 연료전지 스택의 체결 장치 |
| WO2008025572A1 (de) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Fraunhofer-Gesselschaft zur Förderung der angewandten Forschung E.V. | Brennstoffzellenanordnung |
| WO2008089977A1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Topsoe Fuel Cell | Fuel cell stack clamping structure and solid oxide fuel cell stack |
| DE112008000024T5 (de) | 2007-06-06 | 2009-06-10 | Panasonic Corporation, Kadoma-shi | Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle |
| US7700216B2 (en) | 2005-04-20 | 2010-04-20 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Stack for fuel cell system having an element for reducing stress concentration |
| JP2010514136A (ja) * | 2006-12-21 | 2010-04-30 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 複合型端部プレートアセンブリを備える燃料電池セルスタック |
| US7776488B2 (en) | 2003-02-23 | 2010-08-17 | Tribecraft Ag | End plate for a stack of fuel cells |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8063167A patent/JPH09259916A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10135025B4 (de) * | 2000-07-19 | 2006-10-12 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Brennstoffzellengerät |
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| US8343688B2 (en) | 2007-06-06 | 2013-01-01 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte fuel cell having a fastening structure including elastic members |
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