JP2019029120A - Fuel cell device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device.
燃料電池装置として、収納容器内に燃料ガス(水素含有ガス)と酸素含有ガス(空気)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数積層したセルスタックを備える燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールの動作に必要な熱交換器等の補機とが、外装ケース(ケーシング)等の筐体に収納された構成が知られている(特許文献1を参照)。 As a fuel cell device, a fuel cell module including a cell stack in which a plurality of fuel cell cells capable of obtaining electric power using a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air) are stacked in a storage container; There is known a configuration in which an auxiliary machine such as a heat exchanger necessary for the operation of the fuel cell module is housed in a housing such as an outer case (casing) (see Patent Document 1).
外装ケースは、ケース内を上下に区画する仕切板として保持部材が配設されており、この保持部材より上側の区画が、燃料電池モジュールを収納するモジュール収納室とされ、下側の区画が、燃料電池モジュールを動作させるための補機類を収納する補機収納室として構成されている。 The exterior case is provided with a holding member as a partition plate that divides the inside of the case up and down, a partition above this holding member is a module storage chamber for storing a fuel cell module, and a lower partition is An auxiliary equipment storage chamber is provided for storing auxiliary equipment for operating the fuel cell module.
なお、燃料電池モジュールは、前述の外装ケース内の仕切板の上に載置される場合の他、外装ケース内に別途配設された棚板や底板等、水平な上面(載置可能面)を有する板状の保持部材の上に載置される場合もある。 In addition to the case where the fuel cell module is placed on the partition plate in the outer case, a horizontal upper surface (mountable surface) such as a shelf plate or a bottom plate separately provided in the outer case. It may be placed on a plate-like holding member having a.
ところで、燃料電池モジュールは重量物であり、かつ、稼働中に高温になるため、通常、仕切板等の保持部材の上に配設された断熱材の上に、載置されている。しかしながら、装置輸送中の揺れや振動、または地震等の揺れを受けて、前記断熱材上に載置された燃料電池モジュールが、傾いたり位置ずれを起こしたりした場合、この燃料電池装置モジュールの周辺に位置する周辺機器(配管・配線や補機等)を、破損させてしまうおそれがある。そのため、揺れや振動等に起因する燃料電池モジュールの傾きや移動を抑える必要があった。 By the way, since the fuel cell module is heavy and becomes high temperature during operation, it is usually placed on a heat insulating material provided on a holding member such as a partition plate. However, when the fuel cell module placed on the heat insulating material is tilted or misaligned due to shaking, vibration or earthquake during transportation of the device, the periphery of the fuel cell device module Peripheral devices (piping, wiring, auxiliary equipment, etc.) located in the location may be damaged. Therefore, it is necessary to suppress the inclination and movement of the fuel cell module due to shaking, vibration and the like.
本発明の目的は、燃料電池モジュールの傾きや位置ずれを抑制できる燃料電池装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the fuel cell apparatus which can suppress the inclination and position shift of a fuel cell module.
本開示の燃料電池装置は、収納容器内に発電を行うセルスタックを収容する燃料電池モジュールと、前記燃料電池モジュールを保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材の上に載置され、複数の上下方向の貫通孔を有する断熱材と、前記燃料電池モジュールを固定する複数の第1モジュール支持部材と、を有し、
前記燃料電池モジュールは、前記断熱材の上に載置され、前記各第1モジュール支持部材は、前記断熱材の前記貫通孔に配置され、上側の第1端部が前記燃料電池モジュールに接続され、下側の第2端部が前記保持部材に接続されていることを特徴とする燃料電池装置である。
A fuel cell device of the present disclosure includes a fuel cell module that houses a cell stack that generates power in a storage container, and a holding member that holds the fuel cell module,
A heat insulating material placed on the holding member and having a plurality of vertical through holes, and a plurality of first module support members for fixing the fuel cell module,
The fuel cell module is placed on the heat insulating material, each first module support member is disposed in the through hole of the heat insulating material, and an upper first end is connected to the fuel cell module. The fuel cell device is characterized in that a lower second end portion is connected to the holding member.
本開示の構成によれば、揺れや振動等を受けても、燃料電池モジュールに傾きや位置ずれが生じることを抑制できる燃料電池装置とすることができる。 According to the configuration of the present disclosure, it is possible to provide a fuel cell device that can prevent the fuel cell module from being inclined or misaligned even when subjected to shaking, vibration, or the like.
図1は、燃料電池モジュール10と、この燃料電池モジュール10を作動させるための熱交換器等の補機(図示せず)とを、外装ケース30内に収納した燃料電池装置100の一例を示す透過斜視図である。なお、図1においては、補機や配管,配線等、燃料電池モジュール以外の構成を省略して示している。
FIG. 1 shows an example of a
燃料電池装置100は、燃料電池モジュール10を、外装ケース30に収容した構成である。外装ケース30は、各支柱33と複数の外装板34とから構成されており、その内部は、たとえば板状の仕切板35等により上下に区画されている。上側の区画は、燃料電池モジュール10を収納するモジュール収納室(空間31)であり、下側の区画は、燃料電池モジュール10を動作させるための補機類等を収納する補機収納室(空間32)である。なお、外装ケース30を構成する、各支柱33,外装板34,仕切板35等は、適宜変更することができる。
The
本実施形態において、図2に示すように、燃料電池モジュール10は、モジュール10からの放熱を抑制しつつ、補機収納室への伝熱を抑制すべく、断熱材11上に配置される。また、この断熱材11を固定すべく、断熱材11を覆う枠状の保持部材1が設けられている。そして、この燃料電池モジュール10と断熱材11と保持部材1とが、固定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
燃料電池モジュール10の保持部材1への固定は、具体的には、図2の斜視図および図3の断面(一部端面)図に示すように行われる。すなわち、図3に示すように、本実施形態の燃料電池装置100のモジュール固定手段20は、たとえば、2つの第1モジュール支持部材3と、第1の連結部材4と、第2モジュール支持部材5と、第2の連結部材6とから構成される、上下二段の構成である。
Specifically, the
第1の連結部材4を挟んで下側(下段側、図2では断熱材11の中)に位置する第1モジュール支持部材3は、中実の円柱状部材であり、図3に示すように、下側の第2端部3bが、保持部材1へ直接取り付けられ、その位置を固定されている。なお、燃料電池モジュール10の下側でかつ保持部材1の内側に、断熱材11が載置された状態で、各第1モジュール支持部材3は、断熱材11に形成された各貫通孔11aの中に、挿通されている。すなわち、第1モジュール支持部材3は、断熱材11の位置ずれを制限する機能も有している。また、第1モジュール支持部材3は、円柱状に限定されるものではなく、円筒状、四角柱状等、適宜変更可能である。
The first
また、第1モジュール支持部材3の上部(内径側)には、上側の第1端部3a(上面)に向けて開口するねじ穴が形成されており、このねじ穴に挿通した、ボルト等のねじ3cにより、第1端部3aは、第1の連結部材4に締結・固定されている。
Moreover, the upper part (inner diameter side) of the 1st
第1の連結部材4を挟んで上側(上段側)に位置する第2モジュール支持部材5も、第1モジュール支持部材3と同様、中実の円柱状部材である。第2モジュール支持部材5の下側の第2端部3bは、第1モジュール支持部材3との間に配設された前記第1の連結部材4に直接取り付けられ、その位置が固定されている。なお、第1の連結部材4に対する固定は溶接等により行うことが可能であり、ねじ止め等によって固定してもよい。また、第2モジュール支持部材5も、第1モジュール支持部材3と同様、円柱状に限定されるものではなく、円筒状、四角柱状等、適宜変更可能である。
Similarly to the first
また、第2モジュール支持部材5の上部(内径側)にも、第1モジュール支持部材3と同様の、上側の第1端部5a(上面)に向けて開口するねじ穴が形成されている。第2モジュール支持部材5は、このねじ穴に挿通したねじ5c等により、図3に示すように、第1端部5aが、燃料電池モジュール10の側面(側壁)に取り付けられた第2の連結部材6に、締結・固定されている。
In addition, a screw hole that opens toward the upper
なお、第1モジュール支持部材3と第2モジュール支持部材5とを上下方向に連結する第1の連結部材4は、板状(平板状)の部品であって、その中央部に、上側の第2モジュール支持部材5の第2端部5b(基端部)が固定され、その両側の、上方から見た平面視において位置が左右または前後にずれた場所に、前述の第1モジュール支持部材3の固定用ねじ3cを挿通するための貫通穴が、設けられている。
In addition, the
したがって、図2,図3のように、第1の連結部材4を挟んで下側に各第1モジュール支持部材3が接続され、上側に第2モジュール支持部材5が連結された状態では、これら各第1モジュール支持部材3と第2モジュール支持部材5とは、平面視位置が互いに異なる「互い違い」に配置される。これにより、上側の第2モジュール支持部材5にかかる燃料電池モジュール10の荷重が、下側の2つの第1モジュール支持部材3に分散して支持される。
Therefore, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, in a state where the first
なお、第2モジュール支持部材5の第1端部5aに接続される第2の連結部材6は、図2,図3では、燃料電池モジュール10の側面(側壁)から突出するよう構成されているが、特にこの形状に限定されるものではない。一部に、第2モジュール支持部材5の第1端部5aに配設されるねじ5c等を締結可能な面を有していれば、どのような形状でもよい。なお、図2,図3に示すように、第2の連結部材6は、第2の連結部材6にかかる燃料電池モジュール10の荷重を分散できる形状とするのがよい。
In addition, the
つぎに、燃料電池モジュール10の荷重を支持する保持部材1は、図4の斜視図に示すように、燃料電池モジュール10の端部近傍に対応する位置に、片側各4個、合計8個の第1モジュール支持部材3が取り付けられている。
Next, as shown in the perspective view of FIG. 4, the
この保持部材1の上に載置される断熱材11には、保持部材1上に固定された各第1モジュール支持部材3の位置に対応する位置に、それぞれ、第1モジュール支持部材3挿通用の貫通穴11aが、設けられている。ただし、第1モジュール支持部材3の数に特に制限はなく、適宜変更可能である。
The
また、各第1モジュール支持部材3の平面(水平)方向内側には、その上に載置される断熱材11を支持する台座2A〜2Dが設けられている。これら各台座2A〜2Dは、保持部材1の上面から上に向かって突出する、上向き凸状であり、板状部材を折り曲げて形成されているため、その内部には、下向き凹状の空間が形成されている。
Further, on the inner side of each first
この構成により、各台座2A〜2Dは、断熱材11を、保持部材1の上面から距離(隙間)を開けて支持する。したがって、各台座2A〜2Dは、断熱材11と保持部材1との間に、断熱性を向上させる隙間(閉鎖空間)を形成する。また、各台座2A〜2Dの中に形成される閉鎖空間も、断熱材11と保持部材1との間の断熱性を向上させる。
With this configuration, the pedestals 2 </ b> A to 2 </ b> D support the
なお、断熱材11の厚さを、第1モジュール支持部材3の上端(第1端部3a)より上に達する、若干厚めに設定すれば、燃料電池モジュール10の固定時に、重量物である燃料電池モジュール10が断熱材11の中に少し沈み込み、ずれの抵抗となって、この燃料電池モジュール10の位置ずれを、より抑制することができる。
In addition, if the thickness of the
また、モジュールの固定手段は、特に多段構成とする必要はなく、たとえば図5に示すように、第1モジュール支持部材3と、第2の連結部材6とからなる、シンプルな一段構成のモジュール固定手段21としてもよい。この構成によっても、燃料電池モジュール10の荷重を、効果的に支持することができる。
The module fixing means does not need to have a multi-stage configuration. For example, as shown in FIG. 5, a simple one-stage module fixing comprising a first
なお、上記構成の場合でも、断熱材11の厚さを第1モジュール支持部材3の上端(第1端部3a)より上に達する、若干厚めに設定すれば、燃料電池モジュール10を、断熱材11の中に少し沈み込むように支持することができる。
Even in the case of the above-described configuration, if the thickness of the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. is there.
1 保持部材
2A,2B,2C,2D 台座
3 第1モジュール支持部材
4 第1の連結部材
5 第2モジュール支持部材
6 第2の連結部材
10 燃料電池モジュール
11 断熱材
11a 貫通孔
20,21 モジュール固定手段
100 燃料電池装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃料電池モジュールを保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材の上に載置され、複数の上下方向の貫通孔を有する断熱材と、
前記燃料電池モジュールを固定する複数の第1モジュール支持部材と、を有し、
前記燃料電池モジュールは、前記断熱材の上に載置され、
前記各第1モジュール支持部材は、前記断熱材の前記貫通孔に配置され、上側の第1端部が前記燃料電池モジュールに接続され、下側の第2端部が前記保持部材に接続されている、燃料電池装置。 A fuel cell module containing a cell stack for generating power in a storage container;
A holding member for holding the fuel cell module,
A heat insulating material placed on the holding member and having a plurality of vertical through holes;
A plurality of first module support members for fixing the fuel cell module;
The fuel cell module is placed on the heat insulating material,
Each of the first module support members is disposed in the through hole of the heat insulating material, an upper first end is connected to the fuel cell module, and a lower second end is connected to the holding member. The fuel cell device.
前記第1のモジュール支持部材の第1端部が、前記第1の連結部材に接続されており、
上側の第1端部が前記燃料電池モジュールと接続され、下側の第2端部が前記第1の連結部材と接続される第2モジュール支持部材を有し、
前記第1モジュール支持部材と前記第2モジュール支持部材とが平面視位置を互いにずらした状態で、それぞれ前記第1の連結部材と接続されている、請求項1に記載の燃料電池装置。 A first connecting member that connects a lower portion of the fuel cell module and an upper portion of the first module support member;
A first end of the first module support member is connected to the first connecting member;
An upper first end connected to the fuel cell module, and a lower second end connected to the first connecting member; a second module support member;
2. The fuel cell device according to claim 1, wherein the first module support member and the second module support member are respectively connected to the first connecting member in a state in which the positions in plan view are shifted from each other.
前記第2モジュール支持部材の第1端部が、前記第2の連結部材と接続されている、請求項2に記載の燃料電池装置。 A second connecting member connected to a lower portion of the fuel cell module;
The fuel cell device according to claim 2, wherein a first end of the second module support member is connected to the second connecting member.
前記断熱材が前記台座の上に載置されている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の燃料電池装置。 A convex pedestal is arranged on the upper surface of the holding member,
The fuel cell device according to claim 1, wherein the heat insulating material is placed on the pedestal.
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