JPS6337573A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
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- JPS6337573A JPS6337573A JP61178770A JP17877086A JPS6337573A JP S6337573 A JPS6337573 A JP S6337573A JP 61178770 A JP61178770 A JP 61178770A JP 17877086 A JP17877086 A JP 17877086A JP S6337573 A JPS6337573 A JP S6337573A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は燃料電池システムに係り、特に溶融炭酸塩方式
の大型燃料電池システムに関する。
の大型燃料電池システムに関する。
[従来の技術]
燃料電池は、■熱効率が高い、■低公害である、■廃ガ
スが比較的高温でありコージェネレーションに適する、
■負荷応答性に浸れている、■スケールアップが容易で
ある等の特長を有しているため、盛んに研究開発が進め
られている。
スが比較的高温でありコージェネレーションに適する、
■負荷応答性に浸れている、■スケールアップが容易で
ある等の特長を有しているため、盛んに研究開発が進め
られている。
−殻内な燃料電池の構成を第5図に示す。すなわち、タ
イルaをカソードbとアノードCの画電極で両面から挟
んでなる単位セルをセパレータdを介して多層に積重ね
、これを上部ホルダe及び下部ホルダfにより保持して
いる。そして、下部ホルダfから酸化ガスQ及び燃料ガ
スhを供給して、酸化ガス9を各単位セルのカソードb
側に、燃料ガスhを各単位セルのアノードC側に導入す
ることによりこれら両電極間に電位差を発生させた模、
各ガスq及びhを下部ホルダfから排出する。
イルaをカソードbとアノードCの画電極で両面から挟
んでなる単位セルをセパレータdを介して多層に積重ね
、これを上部ホルダe及び下部ホルダfにより保持して
いる。そして、下部ホルダfから酸化ガスQ及び燃料ガ
スhを供給して、酸化ガス9を各単位セルのカソードb
側に、燃料ガスhを各単位セルのアノードC側に導入す
ることによりこれら両電極間に電位差を発生させた模、
各ガスq及びhを下部ホルダfから排出する。
ここで、高性能電池を得るためには以下の要件(1)及
び(2)を備えることが望まれる。
び(2)を備えることが望まれる。
(1) イオンを泳動させる電解質を含むタイルとセ
パレータとが密着し、酸化ガスと燃料ガスとの間にクロ
スリークがないこと及びこれら作動ガスが電池外部に漏
れないこと。
パレータとが密着し、酸化ガスと燃料ガスとの間にクロ
スリークがないこと及びこれら作動ガスが電池外部に漏
れないこと。
■ 電気化学反応を促進するために、タイル、電極及び
セパレータ間に均一な接触面圧が働くこと。
セパレータ間に均一な接触面圧が働くこと。
これらの要件を満たすために従来、バネやロッドの弾性
を利用して燃料電池を上部ホルダe及び下部ホルダfか
ら締付けていた。
を利用して燃料電池を上部ホルダe及び下部ホルダfか
ら締付けていた。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上述した従来の方法では次のような問題
点が生じていた。
点が生じていた。
(1) タイルは一般に、柔軟性があり大型化且つ量
産化に適するという利点を有するテープ成型法によって
得られるが、この場合脱脂及び含浸時に大きなりリープ
変形を呈することが知られている。従って、この変形に
追従するためにバネ径やロッド長を大きくする必要があ
り、さらに均一締付けを行なうために多数のバネやロッ
ドを必要とするので締付けのための装置が極めて大型化
してしまう。
産化に適するという利点を有するテープ成型法によって
得られるが、この場合脱脂及び含浸時に大きなりリープ
変形を呈することが知られている。従って、この変形に
追従するためにバネ径やロッド長を大きくする必要があ
り、さらに均一締付けを行なうために多数のバネやロッ
ドを必要とするので締付けのための装置が極めて大型化
してしまう。
(2) 溶融炭酸塩型の燃料電池では作動温度が65
0℃程度にもなり、バネやロッドがこのような高温状態
に晒されるので、クリープ現象が発生し、その結果締付
は力を制御することができなかった。
0℃程度にもなり、バネやロッドがこのような高温状態
に晒されるので、クリープ現象が発生し、その結果締付
は力を制御することができなかった。
(3) 上記(1)及び(υの理由から特に大型の溶
融炭酸塩型燃料電池システムを実現することが困難であ
った。
融炭酸塩型燃料電池システムを実現することが困難であ
った。
かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、高性能を示す大型の溶融炭酸塩型燃料電池システム
を提供することにある。
し、高性能を示す大型の溶融炭酸塩型燃料電池システム
を提供することにある。
E問題点を解決するための手段]
本発明の燃料電池システムは上記目的を達成するために
、上部ホルダ及び下部ホルダの間にタイルと一対の電極
から構成される単位セルがセパレータを介して積層され
てなる燃料電池スタックと、該燃料電池スタックを収容
する横置型の格納容器と、該格納容器内の燃料電池スタ
ックを持ち上げてこれに上記格納容器の天井部分との間
で締付は力を加える締付は手段と、上記格納容器の壁面
に設けられているガスポートを介して上記燃料電池スタ
ックに作動ガスを供給するガス供給手段とを備えたもの
である。
、上部ホルダ及び下部ホルダの間にタイルと一対の電極
から構成される単位セルがセパレータを介して積層され
てなる燃料電池スタックと、該燃料電池スタックを収容
する横置型の格納容器と、該格納容器内の燃料電池スタ
ックを持ち上げてこれに上記格納容器の天井部分との間
で締付は力を加える締付は手段と、上記格納容器の壁面
に設けられているガスポートを介して上記燃料電池スタ
ックに作動ガスを供給するガス供給手段とを備えたもの
である。
[作 用]
以上のような構成とすることにより、格納容器内に収容
された燃料電池スタックに格納容器外部から締付は手段
によって締付は力を加えると共にガス供給手段によって
作動ガスを供給することができる。従って、締付は手段
は発電時の受熱を避けることができ、容易に締付は力を
υ制御することもできる。
された燃料電池スタックに格納容器外部から締付は手段
によって締付は力を加えると共にガス供給手段によって
作動ガスを供給することができる。従って、締付は手段
は発電時の受熱を避けることができ、容易に締付は力を
υ制御することもできる。
また、燃料電池スタックの上部ホルダ及び下部ホルダに
ダイヤプラムシステムを設けることにより、電池本体で
ある電極、タイル、セパレータの積層体に均一の接触面
圧が与えられ、電池の高性能化が達成される。
ダイヤプラムシステムを設けることにより、電池本体で
ある電極、タイル、セパレータの積層体に均一の接触面
圧が与えられ、電池の高性能化が達成される。
さらに、格納容器底部にレールを設けると共に燃料電池
スタックの下部ホルダ下面に車輪を設けることにより、
燃料電池スタックの格納容器内への収容及び容器からの
取り出しが容易となる。
スタックの下部ホルダ下面に車輪を設けることにより、
燃料電池スタックの格納容器内への収容及び容器からの
取り出しが容易となる。
[実施例]
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る燃料電池システムの構
成を示す一部破断斜視図である。図中、1は燃料電池ス
タックであり、上部ホルダ2と下部ホルダ3との間にセ
パレータ、電極、タイルからなる積層体4が挟持された
構成を有している。
成を示す一部破断斜視図である。図中、1は燃料電池ス
タックであり、上部ホルダ2と下部ホルダ3との間にセ
パレータ、電極、タイルからなる積層体4が挟持された
構成を有している。
この燃料電池スタック1が格納容器5内に収容されてい
る。格納容器5は円筒状の容器本体6と容器本体6にヒ
ンジ結合されている挿入側フランジ7とからなり、容器
本体6の内壁部には断熱材8が設けられると共にその底
部に容器の長さ方向に沿った2本のレール9が敷設され
ている。
る。格納容器5は円筒状の容器本体6と容器本体6にヒ
ンジ結合されている挿入側フランジ7とからなり、容器
本体6の内壁部には断熱材8が設けられると共にその底
部に容器の長さ方向に沿った2本のレール9が敷設され
ている。
また、第2図にも示すように、レール9問に昇降自在に
昇降ガイド10が設けられており、この昇降ガイド10
の下面に当接すると共に容器本体6の底部を貫通して容
器外に導かれている昇降ロッド11が複数本容器の長さ
方向に沿って設けられている。各昇降ロッド11の下部
にはそれぞれジヤツキ12が取付けられており、各ジヤ
ツキ12は共通の連結軸13を介して締付は駆動装置1
4に接続されている。なお、昇降ロッド11が挿入され
る容器本体6底部の貫通孔には密封部材15が設けられ
ている。
昇降ガイド10が設けられており、この昇降ガイド10
の下面に当接すると共に容器本体6の底部を貫通して容
器外に導かれている昇降ロッド11が複数本容器の長さ
方向に沿って設けられている。各昇降ロッド11の下部
にはそれぞれジヤツキ12が取付けられており、各ジヤ
ツキ12は共通の連結軸13を介して締付は駆動装置1
4に接続されている。なお、昇降ロッド11が挿入され
る容器本体6底部の貫通孔には密封部材15が設けられ
ている。
また、燃料電池スタック1の下部ホルダ3は第3図に示
すように、ホルダ本体16とホルダ本体16の下面に設
けられた車輪17とホルダ本体16の上面周辺部に接合
される薄鋼板18とからなっている。ホルダ本体16は
作動ガスポート19とバックプレッシャボート20とを
有しその中央部にバックプレッシャボート20に通じる
凹部21が形成されている。そして、バックプレッシャ
ボート20から高圧ガス22を供給することにより薄鋼
板18の中央部が持ち上がりこの下部ホルダ3の上に位
貯する積層体4に均一に面圧を加えることができるよう
になっている。すなわち、ダイヤフラムシステムが構成
される。同様にして、上部ホルダ2にもダイヤフラムシ
ステムが備えられている。
すように、ホルダ本体16とホルダ本体16の下面に設
けられた車輪17とホルダ本体16の上面周辺部に接合
される薄鋼板18とからなっている。ホルダ本体16は
作動ガスポート19とバックプレッシャボート20とを
有しその中央部にバックプレッシャボート20に通じる
凹部21が形成されている。そして、バックプレッシャ
ボート20から高圧ガス22を供給することにより薄鋼
板18の中央部が持ち上がりこの下部ホルダ3の上に位
貯する積層体4に均一に面圧を加えることができるよう
になっている。すなわち、ダイヤフラムシステムが構成
される。同様にして、上部ホルダ2にもダイヤフラムシ
ステムが備えられている。
次に、本実施例の作用を述べる。
まず、第4図のように補助レール23上で燃料電池スタ
ック1を組立て、これを格納容器5内のレール9上に移
動し格納する。
ック1を組立て、これを格納容器5内のレール9上に移
動し格納する。
次に、締付は駆動装は14により連結軸13を回転させ
て各ジヤツキ12を同調運転させ、各昇降ロッド11を
上昇させる。これにより、昇降ガイド10が上昇し、燃
料電池スタック1は昇降ガイド10と容器本体6の天井
部分との間に挟まれて締付けられる。このようにして、
燃料電池スタック1に所定の締付は力を加えたところで
締付は駆動装置!14を停止し、さらに挿入側フランジ
7のバックプレッシャボート24から高圧ガスを供給し
、これを上部ホルダ2及び下部ボルダ3の各ダイヤフラ
ムシステムに導入して積層体4に加えられる面圧を均一
化する。
て各ジヤツキ12を同調運転させ、各昇降ロッド11を
上昇させる。これにより、昇降ガイド10が上昇し、燃
料電池スタック1は昇降ガイド10と容器本体6の天井
部分との間に挟まれて締付けられる。このようにして、
燃料電池スタック1に所定の締付は力を加えたところで
締付は駆動装置!14を停止し、さらに挿入側フランジ
7のバックプレッシャボート24から高圧ガスを供給し
、これを上部ホルダ2及び下部ボルダ3の各ダイヤフラ
ムシステムに導入して積層体4に加えられる面圧を均一
化する。
この状態で作動ガス供給装置(図示せず)により挿入側
フランジ7の作動ガスポート25から酸化ガス及び燃料
ガスを供給し、これを下部ホルダ3の作動ガスポート1
9に導入する。これにより、燃料電池スタック1の運転
が開始され、ターミナル26から出力が得られる。
フランジ7の作動ガスポート25から酸化ガス及び燃料
ガスを供給し、これを下部ホルダ3の作動ガスポート1
9に導入する。これにより、燃料電池スタック1の運転
が開始され、ターミナル26から出力が得られる。
なお、燃料電池スタック1から作動ガスがり−クすると
爆発事故を起こす恐れがあるので、これを防ぐために挿
入側7ランジ7のパージガス入口ボート27からパージ
ガスが格納容器5内に供給され、挿入側7ランジ7と反
対側のフランジに設けられた出口ボート(図示せず)か
ら排出されている。
爆発事故を起こす恐れがあるので、これを防ぐために挿
入側7ランジ7のパージガス入口ボート27からパージ
ガスが格納容器5内に供給され、挿入側7ランジ7と反
対側のフランジに設けられた出口ボート(図示せず)か
ら排出されている。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。
果を発揮する。
(1) 高性能で且つ安定性の高い大型燃料電池シス
テムが実現される。
テムが実現される。
(2)格納容器内に燃料電池スタックを収容しているの
で燃料電池の高圧運転が可能となる。
で燃料電池の高圧運転が可能となる。
(3) 格納容器内の燃料電池スタックを容器外部に
設置されている締付は手段によって締付けることができ
るので、締付けの信頼性が向上すると共に締付は力を容
易に制御することができる。
設置されている締付は手段によって締付けることができ
るので、締付けの信頼性が向上すると共に締付は力を容
易に制御することができる。
(4)燃料電池スタックの上部及び下部ホルダにダイセ
フラムシステムを設けることにより製作精度や電極のク
リープとは無関係に積層体内のりイルと電極との面圧を
均一化することが可能となる。
フラムシステムを設けることにより製作精度や電極のク
リープとは無関係に積層体内のりイルと電極との面圧を
均一化することが可能となる。
第1図は本発明の一実施例に係る燃料電池システムの構
成を示す一部破断斜視図、第2図及び第3図はそれぞれ
実施例の部分拡大図及び部分組立図、第4図は実施例に
おける燃料電池スタックの格納容器内への格納法を示す
斜視図、第5図は一般的な燃料電池の構成図である。 図中、1は燃料電池スタック、2は上部ホルダ、3は下
部ホルダ、4は積層体、5は格納容器、11は昇降ロン
ド、12はジヤツキ、25は作動ガスポートである。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士 絹 谷 信 雄 第2図 第3図
成を示す一部破断斜視図、第2図及び第3図はそれぞれ
実施例の部分拡大図及び部分組立図、第4図は実施例に
おける燃料電池スタックの格納容器内への格納法を示す
斜視図、第5図は一般的な燃料電池の構成図である。 図中、1は燃料電池スタック、2は上部ホルダ、3は下
部ホルダ、4は積層体、5は格納容器、11は昇降ロン
ド、12はジヤツキ、25は作動ガスポートである。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士 絹 谷 信 雄 第2図 第3図
Claims (4)
- (1)上部ホルダ及び下部ホルダの間にタイルと一対の
電極から構成される単位セルがセパレータを介して積層
されてなる燃料電池スタックと、該燃料電池スタックを
収容する横置型の格納容器と、該格納容器内の燃料電池
スタックを持ち上げてこれに上記格納容器の天井部分と
の間で締付け力を加える締付け手段と、上記格納容器の
壁面に設けられているガスボートを介して上記燃料電池
スタックに作動ガスを供給するガス供給手段とを備えた
ことを特徴とする燃料電池システム。 - (2)上記燃料電池スタックの上部ホルダ及び下部ホル
ダがこれらの間に積層されている単位セルとセパレータ
との接触面圧を均一化させるためのダイヤフラムシステ
ムを備えている特許請求の範囲第1項記載の燃料電池シ
ステム。 - (3)上記締付け手段が、上記格納容器の下方から密封
部材を介して容器内に導かれている昇降ロッドと、該昇
降ロッドを昇降させるジャッキとからなる特許請求の範
囲第1項あるいは第2項記載の燃料電池システム。 - (4)上記格納容器がその底部にレールを備えると共に
上記燃料電池スタックがその下部ホルダの下面上に上記
レール上を転動し得る車輪を備えている特許請求の範囲
第1項ないし第3項のうちいずれか1項記載の燃料電池
システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61178770A JPS6337573A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61178770A JPS6337573A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 燃料電池システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6337573A true JPS6337573A (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=16054316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61178770A Pending JPS6337573A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6337573A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997028573A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-07 | Westinghouse Electric Corporation | Purge gas protected transportable pressurized fuel cell modules and their operation in a power plant |
WO1997033333A1 (en) * | 1996-03-08 | 1997-09-12 | Westinghouse Electric Corporation | Solid oxide fuel cell generator with removable modular fuel cell stack configurations |
WO2012073271A1 (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池の製造方法、燃料電池の製造装置、及び、燃料電池 |
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JPS59138075A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-08 | Hitachi Ltd | 積層型燃料電池の収納装置 |
JPS6093769A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-25 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
JPS60101882A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-05 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP61178770A patent/JPS6337573A/ja active Pending
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