JP4571194B2

JP4571194B2 - Ｓｏｆｃバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置

Info

Publication number: JP4571194B2
Application number: JP2008018850A
Authority: JP
Inventors: 雍敦元; 劉建國; 林金福; 呉思翰
Original assignee: 行政院原子能委員会核能研究所
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP2009180582A

Description

本発明は、ＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置に関し、特に、高温下で長期に漏れ速度を測定でき、封止材の封止効果をチェックでき、また、漏れが発生する時、該封止材の故障を補修するメカニズムを有するＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置に関する。

固体酸化物燃料電池（ＳｏｌｉｄＯｘｉｄｅＦｕｅｌＣｅｌｌ、ＳＯＦＣ）工程に適用される封止材は、例えば、ガラスセラミックスや雲母ガラス等であり、その高温気密性が尤も基本の要求で、そのため、高温下で、また、異なる雰囲気下での漏れ速度を測定して評価することにより、該封止材が良いかを判断する。

現在、該ガラスセラミックスをＳＯＦＣ封止材として、開発していて、開発した処方やその熱的性質が、実験工程に適用されるが、実際の封止効果の測定や実際の操作環境と温度を、長期に検知できる適当な器具設備や標準測定手順がない。その故、実用的とは言えない。

本発明の主な目的は、有効にＳＯＦＣの高温封止材の高温封止能力を測定でき、ダイナミックに変化する温度やダイナミックに負荷される等の条件下で、該封止材の封止効果を測定でき、また、高温下で長期に漏れ速度を測定する時、漏れが発生する場合、更に、該封止材の故障を補修するメカニズムが備えられ、また、ＳＯＦＣ工程や操作手順の重要パラメーターを提供できるＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置を提供する。

本発明の他の目的は、テストユニットのサイズを調整でき、また、異なる雰囲気を導入でき、バッテリパックの漏れ検出等の能力を拡張できるＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置を提供する。

本発明は、上記の目的を達成するため、少なくとも、高温炉本体と炉体棒、加圧テストチャンバー、高温加圧クラウンバー及びクラウンバー作動電機ユニットから構成され、該加圧テストチャンバーは、該高温炉本体の上底座上に設けられ、下から上へ第１のチャンバー体と第２のチャンバー体があり、該第１のチャンバー体と該第２のチャンバー体の内部に、それぞれに下搭載板と上搭載板が設けられ、また、該第１、２のチャンバー体に、それぞれに第１、２の給気管があり、該第１、２の給気管が第１、２の圧力計に接続される。これにより、封止材に対して、気密性を測定できるＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置である。まず、該封止材を該下搭載板上に塗布して、異なる高温条件下で該上搭載板と気密に接着し、また、それぞれ該第１、２の給気管から気体が導入され、該第１のチャンバー体と該第２のチャンバー体の内部に、それぞれ第１のチャンバー圧と第２のチャンバー圧が生成され、該第１のチャンバー圧と該第２のチャンバー圧により圧差が得られ、該高温環境下、圧差の時効変化を監視できる。圧差が小さくなると、該封止材に漏れが発生し、この時、該クラウンバー作動電機ユニットで該高温加圧クラウンバーを下へ作動するように制御し、負荷を印加して該封止材に漏れがないまで該上搭載板に抵当させる。

図１は、本発明の断面概念図である。図のように、本発明はＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置であり、本発明に係わるＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置１は、少なくとも、高温炉本体１１と炉体棒１２、加圧テストチャンバー１３、高温加圧クラウンバー１４及びクラウンバー作動電機ユニット１５から構成され、高温下で長期に漏れ速度を測定でき、封止材の封止効果をチェックでき、また、該封止材の故障を補修するメカニズムを有し、固体酸化物燃料電池（Ｓｏｌｉｄ
ＯｘｉｄｅＦｕｅｌＣｅｌｌ、ＳＯＦＣ）工程や操作手順の重要パラメーターを提供できる。

該高温炉本体１１は、円柱状であり、それぞれ下底座１１１と上底座１１２及び機座１１３が設けられる。

該炉体棒１２は、該高温炉本体１１の側辺に設置され、該高温炉本体１１の上昇や降下を実行する。

該加圧テストチャンバー１３は、該上底座１１２上に設置され、下から上へ第１のチャンバー体１３１と第２のチャンバー体１３２があり、また、該第１のチャンバー体１３１と該第２のチャンバー体１３２の内部に、それぞれに下搭載板２１と上搭載板２２が設けられ、該下搭載板２１は、リング２１２を介して、ネジ２１１を螺着することにより該加圧テストチャンバー１３内に固定され、また、該第１のチャンバー体１３１は第１の給気管線３ａがあり、該第１の給気管３ａが第１の圧力計４ａに接続され、該第２のチャンバー体１３２は第２の給気管３ｂがあり、該第１の給気管３ｂが第２の圧力計４ｂに接続される。

該高温加圧クラウンバー１４は、該加圧テストチャンバー１３に合わせて定位され、また、該機座１１３の上方にロックされ、該上搭載板２２上に負荷を印加して、該下搭載板２１の中央穴の周りに塗布された封止材２と該上搭載板２２とが封止される時、該高温加圧クラウンバー１４により漏れ速度が低減され、その気密性を測定できる。

該クラウンバー作動電機ユニット１５は、該機座１１３上に設置され、該機座１１３の上方にある高温加圧クラウンバー１４が下へ作動することを制御する。以上のように、新規のＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置１が構成される。

本発明によれば、該ＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置１で、該封止材２に対して、漏れ速度を測定し、パッケージに利用されるガラスセラミックスを例とする。まず、該パッケージに利用されるガラスセラミックスを、該下搭載板２１上に塗布し、異なる高温条件下で該上搭載板２２と封止接着して、それぞれ該第１、２の給気管３ａ、３ｂから気体が導入され、該気体により、該第２のチャンバー体１３２内に第２のチャンバー圧Ｐ２が生成され、また、該第１のチャンバー体１３１内に導入される気体が該下搭載板２１の中央に設置された穴を介して、該パッケージに利用されるガラスセラミックスが塗布された箇所の周りに分布し、これにより、該第１のチャンバー体１３１内に第１のチャンバー圧Ｐ１が生成される。該第１のチャンバー圧と該第２のチャンバー圧により、圧差△Ｐ（△Ｐ＝Ｐ２−Ｐ１）が得られ、また、異なる高温環境下、圧差△Ｐの時効変化を検知できる。圧差△Ｐが小さくなる時、該パッケージに利用されるガラスセラミックスに、漏れが発生することを示し、この時、該クラウンバー作動電機ユニット１５で、該高温加圧クラウンバー１４が下へ作動するように制御し、負荷印加して、該上搭載板２２に抵当させ、これにより、該パッケージに利用されるガラスセラミックスに、漏れがなくなる。

これにより、有効にＳＯＦＣの高温封止材の高温封止能力を測定でき、また、ダイナミックに変化する温度やダイナミックに負荷印加の条件で測定でき、該封止材の封止効果をチェックでき、例えば、機械性能や耐久性能等である。また、更に、高温下で長期に漏れ速度を測定する場合、漏れが発生する時、該封止材の故障を補修するメカニズムがあり、そして、ＳＯＦＣ工程や操作手順の重要パラメーターを提供でき、また、本発明によれば、テストユニットのサイズを調整でき、異なる雰囲気を導入して、バッテリパックの漏れ検出等の能力を拡張できる。

以上のように、本発明はＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置であり、有効に従来の諸欠点を改善でき、有効にＳＯＦＣの高温封止材の高温封止能力を測定でき、また、ダイナミックに変化する温度やダイナミックに負荷印加等の条件下で測定でき、該封止材の封止効果をチェックでき、また、更に高温下で長期に漏れ速度を測定する場合、漏れが発生する時、該封止材の故障を補修できるメカニズムを有し、また、ＳＯＦＣ工程や操作手順の重要パラメーターを提供でき、そしてテストユニットのサイズを調整でき、異なる雰囲気を導入でき、バッテリパックの漏れ検出等の能力が拡張され、そのため、本発明はより進歩的かつより実用的で、法に従って特許請求を出願する。

以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明はそれによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

本発明の断面概念図

１ＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置
１１高温炉本体
１１１下底座
１１２上底座
１１３機座
１２炉体棒
１３加圧テストチャンバー
１３１第１のチャンバー体
１３２第２のチャンバー体
１４高温加圧クラウンバー
１５クラウンバー作動電機ユニット
２封止材
２１下搭載板
２１１ネジ
２１２リング
２２上搭載板
３ａ第１の給気管
３ｂ第２の給気管
４ａ第１の圧力計
４ｂ第２の圧力計

Claims

少なくとも、下底座と上底座及び機座を有する台座と、高温炉本体と炉体棒、加圧テストチャンバー、高温加圧クラウンバー及びクラウンバー作動電機ユニットから構成され、
該高温炉本体は、該高温炉本体の側辺に設けられた炉体棒により上昇と降下を実行され、
該加圧テストチャンバーは、該高温炉本体の上底座上に設けられ、下から上へ第１のチャンバー体と第２のチャンバー体からなり、
該第１のチャンバー体と該第２のチャンバー体の内部に、下搭載板と上搭載板が設けられ、
該下搭載板の中央に、穴が形成され、
該下搭載板と上搭載板とで試料の封止材を夾むように構成され、
該第１、第２のチャンバー体には、それぞれに第１、第２の給気管があり、
該第１、第２の給気管は、それぞれ第１、第２の圧力計に接続され、
該高温加圧クラウンバーは、該加圧テストチャンバーに合わせて定位され、該上搭載板上に負荷を印加するように該機座の上方に設置され、
該クラウンバー作動電機ユニットは、該機座の上方にある高温加圧クラウンバーの作動を制御するように構成されたことを特徴とするＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置。
該第１のチャンバー体には、該第１の給気管から気体が導入され、該第１のチャンバー体内に第１のチャンバー圧が生成されることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置。
該第２のチャンバー体には、該第２の給気管から気体が導入され、該第２のチャンバー体内に第２のチャンバー圧が生成されることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置。
該下搭載板は、リングを介して、ネジで該加圧テストチャンバー内に螺着されることを特徴とする、請求項１に記載のＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置。
該高温炉本体は、円柱状であることを特徴とする、請求項１に記載のＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置。
該第１のチャンバー体内の第１のチャンバー圧と該第２のチャンバー体内の第２のチャンバー圧との間で圧差を生成することを特徴とする、請求項１に記載のＳＯＦＣバッテリパック用封止材の高温漏れ検出装置。