JP5119257B2 - 燃料電池セルスタック装置、燃料電池セルスタック連結装置および燃料電池装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1Aおよび図1Bは、本発明の第1の実施形態の燃料電池セルスタック装置1の一例を示したものであり、図1Aは燃料電池セルスタック装置1を概略的に示す側面図であり、図1Bは図1Aの燃料電池セルスタック装置1の一部拡大平面図であり、図1Aで示した点線枠で囲った部分を抜粋して示している。また、同一の部材については同一の番号を付するものとし、以下同様とする。なお、図1Bにおいて図1Aで示した点線枠で囲った部分A,Bの対応する部分を明確とするために、図1Bに「セクションA」および「セクションB」とのキャプションを付している。
また、支持基板12は燃料側電極層8を兼ねるものとし、その表面に固体電解質層9および空気側電極層10を順次積層して燃料電池セル3を構成することもできる。
なお、燃料電池セルスタック支持部材5は弾性変形可能な部材であればよく、例えば、板状の部材や、棒状の部材、メッシュ状の部材等、適宜選択して使用することができる。
それにより、燃料電池セル3に生じる応力を緩和することができることから、燃料電池セル3の破損を抑制することができる。
図5Aおよび図5Bは、本発明の第2の実施形態の燃料電池セルスタック連結装置21を示したものであり、図5Aは平面図であり、図5Bは正面図である。なお、図5Aにおいて各燃料電池セル3を電気的に接続するための集電部材4aは省略して示している。燃料電池セルスタック連結装置21は、燃料電池セルスタック装置1を、燃料電池セル3の配列方向を互いに平行に、かつ燃料電池セルスタック装置1の同じ側の端で電流極性が逆となるように2つ並置するとともに、燃料電池セルスタック装置1の同じ側の端に配置される電流引き出し部6同士を導電性の連結部材22により連結してなる。
図6Aは、本発明の第3の実施形態の燃料電池セルスタック装置1Aの一例を示したものであり、図6Aは燃料電池セルスタック装置1Aを概略的に示す側面図であり、図6Bは図6Aの燃料電池セルスタック装置1Aの一部拡大平面図であり、図6Aで示した点線枠で囲った部分を抜粋して示している。なお、図6Bにおいて図6Aで示した点線枠で囲った部分C,Dの対応する部分を明確とするために、図6Bに「セクションC」および「セクションD」とのキャプションを付している。
それゆえ、断熱材支持部材25(平板部26)に一対の側板部を設けることにより、断熱材支持部材25の剛性を高めることができ、断熱材の位置あわせをさらに容易に行なうことができるとともに、燃料電池セル3の破損を抑制することができる。
なお、側板部28の大きさは適宜設定することができるが、上述した燃料電池セルスタックの温度分布を考慮して、マニホールド7に固定されていない燃料電池セルスタック支持部材5の平板部15と同じ高さとなるようにするのが好ましい。さらに、側板部28は燃料電池セル3と接触しないことを前提に、平面視で、燃料電池セルスタック支持部材5の平板部15よりも、燃料電池セルスタック2側に突出する形状とすることもできる。
図11Aおよび図11Bは、本発明の第4の実施形態の燃料電池セルスタック連結装置31を示したものであり、図11Aは平面図であり、図11Bは正面図である。なお、図11Aにおいて各燃料電池セル3を電気的に接続するための集電部材4aは省略して示している。燃料電池セルスタック連結装置31は、本発明の燃料電池セルスタック装置1Aを、燃料電池セル3の配列方向を互いに平行に、かつ燃料電池セルスタック装置1Aの同じ側の端で電流極性が逆となるように2つ並置するとともに、燃料電池セルスタック装置1Aの同じ側の端に配置される電流引き出し部6同士を導電性の連結部材22により連結してなる。
Claims (13)
- 柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル間に集電部材を介して電気的に接続してなる燃料電池セルスタックと、
前記燃料電池セルの下端を固定するとともに、前記燃料電池セルに反応ガスを供給するためのマニホールドと、
下端が前記マニホールドに固定され、前記燃料電池セルスタックの前記燃料電池セルの配列方向における両端側から端部集電部材を介して前記燃料電池セルスタックを挟持するように配置された弾性変形可能な燃料電池セルスタック支持部材とを具備し、
前記燃料電池セルスタック支持部材は、前記マニホールドへの固定部が前記燃料電池セルの固定部と同じ高さまたは低い高さで配置されていることを特徴とする燃料電池セルスタック装置。 - 前記燃料電池セルスタック支持部材は、導電性の部材により形成されているとともに、前記燃料電池セルの配列方向に沿って外側に延びる電流引き出し部を有することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 前記燃料電池セルスタック支持部材は、前記端部集電部材を介して前記燃料電池セルスタックを挟持する弾性変形可能な平板部と、該平板部に設けられ、前記燃料電池セルの配列方向に沿って外側に延びる電流引き出し部と、前記電流引き出し部よりも低い位置に設けられ、前記平板部の両縁から屈曲して延びる一対の側板部とを有し、該側板部と前記平板部の下端とが、前記マニホールドに固定されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 下端が前記マニホールドに固定され、前記燃料電池セルスタック支持部材と所定の間隔をおいて配置された断熱材を支持するための断熱材支持部材をさらに具備し、
前記燃料電池セルスタック支持部材の固定部の上端が前記燃料電池セルの固定部の上端と同じ高さまたは低い高さで配置されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池セルスタック装置。 - 前記燃料電池セルスタック支持部材は、前記端部集電部材を介して前記燃料電池セルスタックを挟持する弾性変形可能な平板部を有し、前記断熱材支持部材は、前記燃料電池セルスタック支持部材の前記平板部と所定の間隔をおいて配置された断熱材を支持するための平板部を有し、前記断熱材支持部材の前記平板部の両縁から前記燃料電池セルスタック側に屈曲して延びる一対の側板部を有するとともに、前記側板部は、平面視で、前記燃料電池セルスタック支持部材の前記平板部よりも外側に位置するように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 前記燃料電池セルスタック支持部材が導電性の部材により形成されているとともに、前記燃料電池セルスタック支持部材の前記平板部に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って外側に延びる電流引き出し部を有することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 前記燃料電池セルスタック支持部材および前記断熱材支持部材が導電性の部材により形成され、互いに下端部側で接続されているとともに、前記断熱材支持部材の前記平板部に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って外側に延びる電流引き出し部を有することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 前記燃料電池セルスタック支持部材の前記平板部の両縁に、前記電流引き出し部よりも低い位置に設けられ、かつ前記断熱材支持部材の前記側板部と接続される一対の側板部を有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 前記燃料電池セルスタック支持部材の前記平板部、前記断熱材支持部材の前記平板部および前記断熱材支持部材の前記側板部のそれぞれの前記電流引き出し部よりも低い部位と、前記燃料電池セルスタック支持部材の側板部とが、前記マニホールドに接合材によって固定されていることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池セルスタック装置。
- 前記燃料電池セルスタック支持部材と前記断熱材支持部材との間に、前記燃料電池セルスタックの振動に伴う前記燃料電池セルスタック支持部材の共振を抑制するための共振抑制部材が配置されていることを特徴とする請求項4〜9のうちのいずれかに記載の燃料電池セルスタック装置。
- 請求項1〜10のうちのいずれかに記載の燃料電池セルスタック装置を、前記燃料電池セルの配列方向を互いに平行に、かつ前記燃料電池セルスタック装置の同じ側の端で電流極性が逆となるように2つ並置するとともに、前記燃料電池セルスタック装置の同じ側の端に配置される電流引き出し部同士を、導電性の連結部材により連結したことを特徴とする燃料電池セルスタック連結装置。
- 請求項1〜10のうちいずれかに記載の燃料電池セルスタック装置、もしくは請求項11に記載の燃料電池セルスタック連結装置を、収納容器内に収納してなることを特徴とする燃料電池装置。
- 前記燃料電池セルスタック装置もしくは前記燃料電池セルスタック連結装置の周囲に断熱材を配置した状態で、前記燃料電池セルスタック装置もしくは前記燃料電池セルスタック連結装置が収納容器内に収納されることを特徴とする請求項12記載の燃料電池装置。
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