JPH0754713B2 - 燃料電池の締付装置、焼成装置及び焼成運転方法 - Google Patents
燃料電池の締付装置、焼成装置及び焼成運転方法Info
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- JPH0754713B2 JPH0754713B2 JP1112214A JP11221489A JPH0754713B2 JP H0754713 B2 JPH0754713 B2 JP H0754713B2 JP 1112214 A JP1112214 A JP 1112214A JP 11221489 A JP11221489 A JP 11221489A JP H0754713 B2 JPH0754713 B2 JP H0754713B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃料電池の締付装置に関し、さらに詳しくは、
高積層スタックの燃料電池に好適な締付装置及び焼成装
置に関する。
高積層スタックの燃料電池に好適な締付装置及び焼成装
置に関する。
燃料電池スタックは、主として電解質板、電極、セパレ
ータ等の平板形状の部材を多数積層して構成される。そ
の電池スタックの性能を高水準に維持して運転する為に
は、スタックの上下から加圧して、ある一定の締付面圧
をかけ、各部材の接触及び端部でのガスシールを良好に
保つ必要がある。しかし、電池スタックはその高さが運
転中に収縮する為、その収縮に追従して一定の力で締付
けなければならない。
ータ等の平板形状の部材を多数積層して構成される。そ
の電池スタックの性能を高水準に維持して運転する為に
は、スタックの上下から加圧して、ある一定の締付面圧
をかけ、各部材の接触及び端部でのガスシールを良好に
保つ必要がある。しかし、電池スタックはその高さが運
転中に収縮する為、その収縮に追従して一定の力で締付
けなければならない。
そこで従来の締付装置は特開昭58-163185号公報に記載
のように、電池スタックと押え板との間に伸縮性を有す
る加圧槽を装着するようになっており、スタックの収縮
に追従できると共にその締付面圧をコントロールするこ
とができる構造となっていた。
のように、電池スタックと押え板との間に伸縮性を有す
る加圧槽を装着するようになっており、スタックの収縮
に追従できると共にその締付面圧をコントロールするこ
とができる構造となっていた。
上記従来技術は、高積層化した時の伸縮部材のストロー
クの増大について配慮されておらず、電池のコンパクト
化の点に問題があった。
クの増大について配慮されておらず、電池のコンパクト
化の点に問題があった。
すなわち、燃料電池、その中でも溶解炭酸塩型燃料電池
は収縮量が多く、単位電池（セル）当り2mm程度収縮す
る。実用化スタックの積層数を500セルと仮定すると、
スタックの収縮量は約1mとなり、その収縮量に追従でき
る伸縮部材の高さは1m以上となる。従って締付装置を含
めたスタックの高さが大きくなり、それを収納する圧力
容器等の高さも大きくなり、価格及び輸送の面で好まし
くなかった。
は収縮量が多く、単位電池（セル）当り2mm程度収縮す
る。実用化スタックの積層数を500セルと仮定すると、
スタックの収縮量は約1mとなり、その収縮量に追従でき
る伸縮部材の高さは1m以上となる。従って締付装置を含
めたスタックの高さが大きくなり、それを収納する圧力
容器等の高さも大きくなり、価格及び輸送の面で好まし
くなかった。
本発明は前記燃料電池の締付装置の高さを低減し、コン
パクトな燃料電池の締付装置を提供することを目的とす
る。
パクトな燃料電池の締付装置を提供することを目的とす
る。
上記目的は、電池の締付装置を、複数個の伸縮部材を分
離する手段を介して直列に装着して構成することにより
達成される。
離する手段を介して直列に装着して構成することにより
達成される。
したがって、本発明の燃料電池の締付装置は、単位電池
を複数個積層してなる燃料電池スタックを上下より挟圧
して締付けるように構成された燃料電池の締付装置にお
いて、前記燃料電池スタックの上下のいずれか一方、ま
たは、両方に、燃料電池スタックの単位電池の積層方向
に伸長力の働く複数個の伸縮部材を直列状に、かつ、各
伸縮部材の前記伸長力が総合的に燃料電池スタックに働
いて燃料電池スタックを締付けるように配備するととも
に、前記伸縮部材の一部による前記燃料電池スタックの
締付状態を保持したまま残りの伸縮部材を除去し得る手
段を具備したことを特徴とする。
を複数個積層してなる燃料電池スタックを上下より挟圧
して締付けるように構成された燃料電池の締付装置にお
いて、前記燃料電池スタックの上下のいずれか一方、ま
たは、両方に、燃料電池スタックの単位電池の積層方向
に伸長力の働く複数個の伸縮部材を直列状に、かつ、各
伸縮部材の前記伸長力が総合的に燃料電池スタックに働
いて燃料電池スタックを締付けるように配備するととも
に、前記伸縮部材の一部による前記燃料電池スタックの
締付状態を保持したまま残りの伸縮部材を除去し得る手
段を具備したことを特徴とする。
本発明の燃料電池の締付装置のより具体的な態様として
は、第１図又は第５図に示すように、単位電池を複数個
積層してなる燃料電池スタックを上下より挟圧して締付
けるように構成された燃料電池の締付装置において、焼
成用締付板及び上締付板を下締付板上に、それぞれ、上
方への移動を規制する固定手段によって上下に配備し、
前記上締付板及び下締付板間に燃料電池スタックを収容
するとともに、前記焼成用締付板及び上締付板間に焼成
用伸縮部材を、また、前記上締付板及び前記燃料電池ス
タックの上部間に運転用伸縮部材を、それぞれ、前記各
伸縮部材の伸長力が上方より総合的に燃料電池スタック
に働いて燃料電池スタックを締付けるように設置し、か
つ、前記運転用伸縮部材による前記燃料電池スタックの
締付状態を保持したまま、前記焼成用締付板及びその固
定手段を着脱し得るように構成したことを特徴とし、或
いは、第４図に示すように、単位電池を複数個積層して
なる燃料電池スタックを上下より挟圧して締付けるよう
に構成された燃料電池の締付装置において、焼成用締付
板及び上締付板を下締付板上に、それぞれ、上方への移
動を規制とする固定手段によって上下に配備し、前記上
締付板及び下締付板間に燃料電池スタックを収容すると
ともに、前記焼成用締付板及び上締付板間に焼成用伸縮
部材を、また、前記燃料電池スタックの下部及び前記下
締付板間に運転用伸縮部材を、それぞれ、前記各伸縮部
材の伸長力が上下より総合的に燃料電池スタックに働い
て燃料電池スタックを締付けるよう設置し、かつ、前記
運転用伸縮部材による前記燃料電池スタックの締付状態
を保持したまま、前記焼成用締付板及びその固定手段を
着脱自在としたことを特徴とする。
は、第１図又は第５図に示すように、単位電池を複数個
積層してなる燃料電池スタックを上下より挟圧して締付
けるように構成された燃料電池の締付装置において、焼
成用締付板及び上締付板を下締付板上に、それぞれ、上
方への移動を規制する固定手段によって上下に配備し、
前記上締付板及び下締付板間に燃料電池スタックを収容
するとともに、前記焼成用締付板及び上締付板間に焼成
用伸縮部材を、また、前記上締付板及び前記燃料電池ス
タックの上部間に運転用伸縮部材を、それぞれ、前記各
伸縮部材の伸長力が上方より総合的に燃料電池スタック
に働いて燃料電池スタックを締付けるように設置し、か
つ、前記運転用伸縮部材による前記燃料電池スタックの
締付状態を保持したまま、前記焼成用締付板及びその固
定手段を着脱し得るように構成したことを特徴とし、或
いは、第４図に示すように、単位電池を複数個積層して
なる燃料電池スタックを上下より挟圧して締付けるよう
に構成された燃料電池の締付装置において、焼成用締付
板及び上締付板を下締付板上に、それぞれ、上方への移
動を規制とする固定手段によって上下に配備し、前記上
締付板及び下締付板間に燃料電池スタックを収容すると
ともに、前記焼成用締付板及び上締付板間に焼成用伸縮
部材を、また、前記燃料電池スタックの下部及び前記下
締付板間に運転用伸縮部材を、それぞれ、前記各伸縮部
材の伸長力が上下より総合的に燃料電池スタックに働い
て燃料電池スタックを締付けるよう設置し、かつ、前記
運転用伸縮部材による前記燃料電池スタックの締付状態
を保持したまま、前記焼成用締付板及びその固定手段を
着脱自在としたことを特徴とする。
また、前記燃料電池の締付装置における上締付板及び焼
成用締付板の固定手段としては、具体的には、例えば前
記各図に示すように、それぞれ、下締付板に立設された
運転用締付ボルト及び焼成用締付ボルトからなり、ま
た、好ましくは焼成用伸縮部材としてベローズが、ま
た、運転用伸縮部材としてバネが用いられる。
成用締付板の固定手段としては、具体的には、例えば前
記各図に示すように、それぞれ、下締付板に立設された
運転用締付ボルト及び焼成用締付ボルトからなり、ま
た、好ましくは焼成用伸縮部材としてベローズが、ま
た、運転用伸縮部材としてバネが用いられる。
さらに、本発明の燃料電池の焼成装置は、単位電池を複
数個積層してなる燃料電池スタックを収容して、上下よ
り挟圧して締付けた状態で燃料電池の焼成を行う燃料電
池の焼成装置において、前記燃料電池スタックの上部に
燃料電池スタックの単位電池の積層方向にそれぞれ伸長
力及び拡開作用の働く１乃至複数個の伸縮部材及び伸縮
機構を直列状に、かつ、前記伸縮部材の伸長力及び前記
伸縮機構の伸長による押圧力が総合的に燃料電池スタッ
クに働いて燃料電池スタックを締付けるように配備する
とともに、前記伸縮部材の少なくとも一部による前記燃
料電池スタックの締付状態を保持したまま、これを残り
の伸縮機構等から取り外し得る手段を具備したことを特
徴とする。
数個積層してなる燃料電池スタックを収容して、上下よ
り挟圧して締付けた状態で燃料電池の焼成を行う燃料電
池の焼成装置において、前記燃料電池スタックの上部に
燃料電池スタックの単位電池の積層方向にそれぞれ伸長
力及び拡開作用の働く１乃至複数個の伸縮部材及び伸縮
機構を直列状に、かつ、前記伸縮部材の伸長力及び前記
伸縮機構の伸長による押圧力が総合的に燃料電池スタッ
クに働いて燃料電池スタックを締付けるように配備する
とともに、前記伸縮部材の少なくとも一部による前記燃
料電池スタックの締付状態を保持したまま、これを残り
の伸縮機構等から取り外し得る手段を具備したことを特
徴とする。
本発明の燃料電池の締付装置の好ましい態様としては、
例えば、第６図に示すように、単位電池を複数個積層し
てなる燃料電池スタックを収容して、上下より挟圧して
締付けた状態で燃料電池の焼成を行う燃料電池の焼成装
置において、所要の間隔をおいて上下に固定された焼成
用締付板間に上締付板及び下締付板を、それぞれ、上方
への移動を規制する固定手段及び下方への移動を規制す
る固定手段によって上下に配備し、前記上締付板及び前
記下締付板間に燃料電池スタックを収容するとともに、
上部の焼成用締付板及び前記上締付板間に剛性のスペー
サーを介在させ、前記上締付板及び前記燃料電池の上部
間に運転用伸縮部材を設置し、下部の焼成用締付板上に
下締付板の下部に当接して伸長にともなう押圧力を働か
せるシリンダー機構を配備することにより、前記運転用
伸縮部材の伸長力及び前記シリンダー機構の伸長による
押圧力が総合的に燃料電池スタックに働いて燃料電池ス
タックを締付けるように構成するとともに、前記運転用
伸縮部材による前記燃料電池スタックの締付状態を保持
したまま、これを残りのシリンダー機構等から取り外し
得る手段を具備したことを特徴とする。
例えば、第６図に示すように、単位電池を複数個積層し
てなる燃料電池スタックを収容して、上下より挟圧して
締付けた状態で燃料電池の焼成を行う燃料電池の焼成装
置において、所要の間隔をおいて上下に固定された焼成
用締付板間に上締付板及び下締付板を、それぞれ、上方
への移動を規制する固定手段及び下方への移動を規制す
る固定手段によって上下に配備し、前記上締付板及び前
記下締付板間に燃料電池スタックを収容するとともに、
上部の焼成用締付板及び前記上締付板間に剛性のスペー
サーを介在させ、前記上締付板及び前記燃料電池の上部
間に運転用伸縮部材を設置し、下部の焼成用締付板上に
下締付板の下部に当接して伸長にともなう押圧力を働か
せるシリンダー機構を配備することにより、前記運転用
伸縮部材の伸長力及び前記シリンダー機構の伸長による
押圧力が総合的に燃料電池スタックに働いて燃料電池ス
タックを締付けるように構成するとともに、前記運転用
伸縮部材による前記燃料電池スタックの締付状態を保持
したまま、これを残りのシリンダー機構等から取り外し
得る手段を具備したことを特徴とする。
さらに、本発明の燃料電池の焼成及び運転方法は、上記
燃料電池の締付装置に燃料電池スタックを収容した状態
で、燃料電池スタックの焼成を行い、ついで、上記運転
用伸縮部材による前記燃料電池スタックの締付状態を保
持したまま焼成用伸縮部材、焼成用締付板及び固定手段
を除去し、前記燃料電池スタックを前記運転用伸縮部材
による締付状態を保持したまま圧力容器内に収容して燃
料電池の運転を行うことを特徴とする。
燃料電池の締付装置に燃料電池スタックを収容した状態
で、燃料電池スタックの焼成を行い、ついで、上記運転
用伸縮部材による前記燃料電池スタックの締付状態を保
持したまま焼成用伸縮部材、焼成用締付板及び固定手段
を除去し、前記燃料電池スタックを前記運転用伸縮部材
による締付状態を保持したまま圧力容器内に収容して燃
料電池の運転を行うことを特徴とする。
本発明の燃料電池の焼成及び運転方法のより具体的な態
様としては、第６図に示すように、前記上締付板及び焼
成用締付板の固定手段が、下締付板に立設された運転用
締付ボルト及び焼成用締付ボルトからなり、また、焼成
用伸縮部材がベローズからなり、運転用伸縮部材がバネ
からなる。
様としては、第６図に示すように、前記上締付板及び焼
成用締付板の固定手段が、下締付板に立設された運転用
締付ボルト及び焼成用締付ボルトからなり、また、焼成
用伸縮部材がベローズからなり、運転用伸縮部材がバネ
からなる。
溶解炭酸塩型燃料電池スタックの収縮特性は第２図に示
す様に、収縮量の大部分がスタック焼成時に生ずる。こ
の焼成というのはスタックを組み立てた後、温度を電解
質であるアルカリ金属炭酸塩の融点以上に上げ、電解質
基板中のバインダー等を飛散させると共に、飛散後に形
成される基板中の空孔に、溶解した電解質を含浸させる
過程のことである。
す様に、収縮量の大部分がスタック焼成時に生ずる。こ
の焼成というのはスタックを組み立てた後、温度を電解
質であるアルカリ金属炭酸塩の融点以上に上げ、電解質
基板中のバインダー等を飛散させると共に、飛散後に形
成される基板中の空孔に、溶解した電解質を含浸させる
過程のことである。
従って締付用の伸縮部材のストロークは、焼成中は大き
いが、運転中は小さいことになる。
いが、運転中は小さいことになる。
そこで、焼成中に用いた大ストロークの伸縮部材を焼成
後に取り外し、小ストロークの伸縮部材に取り替えて運
転すれば、運転中の締付装置を含む電池高さを低減する
ことができることになる。
後に取り外し、小ストロークの伸縮部材に取り替えて運
転すれば、運転中の締付装置を含む電池高さを低減する
ことができることになる。
しかしこの伸縮部材を取り替える時、電池の締付面圧を
解放すると、電解質基板中に亀裂が生じたり、積層した
セルがずれる等の問題があり不可能であった。
解放すると、電解質基板中に亀裂が生じたり、積層した
セルがずれる等の問題があり不可能であった。
本発明では前記伸縮部材の一部による前記燃料電池スタ
ックの締付状態を保持したまま残りの伸縮部材或いは伸
縮機構を除去し得るようにしているから、焼成時の大収
縮を吸収した後、前記残りの伸縮部材を燃料電池スタッ
クの締付面圧を解放せずに取り外すことができ、前記一
部の収縮部材による燃料電池の締付状態を保持したまま
運転できるようになる。従って、電池に悪影響を与える
ことなく、運転時の電池高さを低減できる。
ックの締付状態を保持したまま残りの伸縮部材或いは伸
縮機構を除去し得るようにしているから、焼成時の大収
縮を吸収した後、前記残りの伸縮部材を燃料電池スタッ
クの締付面圧を解放せずに取り外すことができ、前記一
部の収縮部材による燃料電池の締付状態を保持したまま
運転できるようになる。従って、電池に悪影響を与える
ことなく、運転時の電池高さを低減できる。
以下、本発明の一実施例を第１図による説明する。
電池スタック１は上下より電気絶縁体２により挟まれて
おり、その上部に運転用ベローズ３を設置し、下締付板
４と上締付板５の間に挟持されている。さらに上締付板
５の上部には焼成用ベローズ７及び焼成用締付板８が設
置されている。
おり、その上部に運転用ベローズ３を設置し、下締付板
４と上締付板５の間に挟持されている。さらに上締付板
５の上部には焼成用ベローズ７及び焼成用締付板８が設
置されている。
また下締付板４と上締付板５は、運転用締付ボルト６に
よって、それらの相互間の距離を一定に保つことができ
る様になっており、下締付板４と焼成用締付板８も焼成
用ボルト９によって距離が一定に保たれている。また、
前記運転用締付ボルト６及び焼成用ボルト９は、ナット
が螺合する部分以外には螺子が存在せず、上締付板５及
び焼成用締付板８は上方への移動は規制されるが、下方
への移動はフリーとなっている。さらに電池スタック１
の周囲には断熱材10が設けられており、電気絶縁体２と
共にスタック１の高い温度が締付装置に伝わらない様に
なっている。
よって、それらの相互間の距離を一定に保つことができ
る様になっており、下締付板４と焼成用締付板８も焼成
用ボルト９によって距離が一定に保たれている。また、
前記運転用締付ボルト６及び焼成用ボルト９は、ナット
が螺合する部分以外には螺子が存在せず、上締付板５及
び焼成用締付板８は上方への移動は規制されるが、下方
への移動はフリーとなっている。さらに電池スタック１
の周囲には断熱材10が設けられており、電気絶縁体２と
共にスタック１の高い温度が締付装置に伝わらない様に
なっている。
この電池の運転法は以下に示す手順で行う。
まず、運転用ベローズ３及び焼成用ベローズ７がそれぞ
れ収縮した状態になって、各ベローズの伸長力が上方よ
り総合的にスタック１に働いてこれを締付ける様に焼成
用締付ボルト９の長さを調整して、下締付板４と焼成用
締付板８の間の距離が広がらない様に固定する。次に運
転用ベローズ３及び焼成用ベローズ７それぞれに窒素ガ
スを送り込み、スタックの締付面圧が所定の値になる様
に窒素ガスの圧力を調整する。その後スタック１の温度
を上げてゆき焼成を行うこの段階では運転用締付ボルト
６は必要ない為、取り外しておいてもかまわない。
れ収縮した状態になって、各ベローズの伸長力が上方よ
り総合的にスタック１に働いてこれを締付ける様に焼成
用締付ボルト９の長さを調整して、下締付板４と焼成用
締付板８の間の距離が広がらない様に固定する。次に運
転用ベローズ３及び焼成用ベローズ７それぞれに窒素ガ
スを送り込み、スタックの締付面圧が所定の値になる様
に窒素ガスの圧力を調整する。その後スタック１の温度
を上げてゆき焼成を行うこの段階では運転用締付ボルト
６は必要ない為、取り外しておいてもかまわない。
焼成中にスタック１の高さが収縮するにつれて運転用ベ
ローズ３及び焼成用ベローズ７の高さが伸びてゆき、焼
成中の締付力を一定に保つことができる。
ローズ３及び焼成用ベローズ７の高さが伸びてゆき、焼
成中の締付力を一定に保つことができる。
焼成終了後は、運転用ベローズ３が収縮した状態になる
様に運転用締付ボルト６によって、下締付板４と上締付
板５の間隔を調整して固定する。その後焼成用ベローズ
７のみ、内部のガス圧力を抜き、焼成用ベローズ７、焼
成用締付板８及び焼成用締付ボルト９を取り外す。
様に運転用締付ボルト６によって、下締付板４と上締付
板５の間隔を調整して固定する。その後焼成用ベローズ
７のみ、内部のガス圧力を抜き、焼成用ベローズ７、焼
成用締付板８及び焼成用締付ボルト９を取り外す。
この様に焼成用の締付装置を取り外しても、下締付板４
と上締付板５が運転用締付ボルト６によって固定されて
いると共に、運転用ベローズ３が加圧されていることか
ら、スタック１を締付けている運転用ベローズ３の伸長
力は一定に保たれていることになる。
と上締付板５が運転用締付ボルト６によって固定されて
いると共に、運転用ベローズ３が加圧されていることか
ら、スタック１を締付けている運転用ベローズ３の伸長
力は一定に保たれていることになる。
次に燃料電池は、供給する反応ガスの圧力を高くした方
が性能が向上する為、運転する時は、第３図に示す様な
圧力容器11の中に設置される。運転中のスタック１の収
縮に追従しながら、一定の伸長力で締付ける運転用ベロ
ーズ３は、運転中のスタック１の収縮量が小さいことか
ら、ストローク大きく取る必要がない為、コンパクトな
ものとなる。従って圧力容器11もコンパクトにできる。
が性能が向上する為、運転する時は、第３図に示す様な
圧力容器11の中に設置される。運転中のスタック１の収
縮に追従しながら、一定の伸長力で締付ける運転用ベロ
ーズ３は、運転中のスタック１の収縮量が小さいことか
ら、ストローク大きく取る必要がない為、コンパクトな
ものとなる。従って圧力容器11もコンパクトにできる。
以上の実施例では、伸縮部材としてベローズを運転用と
焼成用各１個ずつ計２個を用いたが、伸縮部材を２個以
上直列に用いてもかまわない。また、第４図に示す様
に、ベローズ等の伸縮部材をスタックの下方に設置する
こともできる。さらに、伸縮部材としてベローズ以外
に、ばね、シリンダー等も使用可能である。
焼成用各１個ずつ計２個を用いたが、伸縮部材を２個以
上直列に用いてもかまわない。また、第４図に示す様
に、ベローズ等の伸縮部材をスタックの下方に設置する
こともできる。さらに、伸縮部材としてベローズ以外
に、ばね、シリンダー等も使用可能である。
伸縮部材、特に運転用のものにベローズを用いた場合、
ベローズの内圧を調整することで、スタックの締付面圧
を自由にコントロールできる点ではすぐれているが、第
３図に示す様に圧力容器11の中に設置して運転すること
になるので、圧力容器11の内圧と、運転用ベローズ３の
内圧との差圧を所定の値にコントロールしなければなら
ず、運転が複雑となる。
ベローズの内圧を調整することで、スタックの締付面圧
を自由にコントロールできる点ではすぐれているが、第
３図に示す様に圧力容器11の中に設置して運転すること
になるので、圧力容器11の内圧と、運転用ベローズ３の
内圧との差圧を所定の値にコントロールしなければなら
ず、運転が複雑となる。
その点を考慮したのが第５図に示す実施例である。
これは、第１図における運転用ベローズ３をばね12に替
えたものであり、このばね12によって運転中のスタック
１の収縮量を吸収するものである。この方式の場合、ス
タックの収縮によって締付面圧が若干変化すると共に、
締付面圧を自由に変化させられないという短所もある
が、ガス圧力等を制御する必要がなく、運転が容易にな
る特長を有する。
えたものであり、このばね12によって運転中のスタック
１の収縮量を吸収するものである。この方式の場合、ス
タックの収縮によって締付面圧が若干変化すると共に、
締付面圧を自由に変化させられないという短所もある
が、ガス圧力等を制御する必要がなく、運転が容易にな
る特長を有する。
第６図は電池の焼成専用に行う焼成装置である。この装
置は、電池スタック１を、運転用の締付装置も含めて上
下の焼成用締付板８の間に設置し、シリンダー13を伸長
させて下締付板４の下部に押圧力を働かせることにより
電池スタック１に締付面圧をかけつつスタック１の温度
を上げ、焼成を行うものであり、焼成時の大きな収縮量
はシリンダ13の伸長により吸収する構造となっている。
なお、その他の固定手段等の構成は、第１図等の実施例
とほぼ同様の構成となっているが、上部の焼成用締付板
及び上締付板間には、前記各実施例の場合と異なり、合
成のスペーサー７′を介在させてある。この装置でスタ
ック１を焼成した後、前述と同様に、運転用ベローズ３
の内圧を所定の値に保ってスタック１の締付状態を維持
したまま下締付板４と上締付板５を運転用締付ボルト６
で固定し、その後、シリンダー13を縮じめてスタック１
を運転用締付装置ごと取り外して第３図の如く、圧力容
器に移設して運転を行う。この焼成装置は圧力容器とす
る必要はない。また多くのスタックを次々に焼成する
為、焼成用の伸縮機構には、比較的耐久性の高いシリン
ダー13を用いているが、これを伸縮部材であるベローズ
等に換えることもできる。
置は、電池スタック１を、運転用の締付装置も含めて上
下の焼成用締付板８の間に設置し、シリンダー13を伸長
させて下締付板４の下部に押圧力を働かせることにより
電池スタック１に締付面圧をかけつつスタック１の温度
を上げ、焼成を行うものであり、焼成時の大きな収縮量
はシリンダ13の伸長により吸収する構造となっている。
なお、その他の固定手段等の構成は、第１図等の実施例
とほぼ同様の構成となっているが、上部の焼成用締付板
及び上締付板間には、前記各実施例の場合と異なり、合
成のスペーサー７′を介在させてある。この装置でスタ
ック１を焼成した後、前述と同様に、運転用ベローズ３
の内圧を所定の値に保ってスタック１の締付状態を維持
したまま下締付板４と上締付板５を運転用締付ボルト６
で固定し、その後、シリンダー13を縮じめてスタック１
を運転用締付装置ごと取り外して第３図の如く、圧力容
器に移設して運転を行う。この焼成装置は圧力容器とす
る必要はない。また多くのスタックを次々に焼成する
為、焼成用の伸縮機構には、比較的耐久性の高いシリン
ダー13を用いているが、これを伸縮部材であるベローズ
等に換えることもできる。
本発明によれば、焼成時のスタック収縮を吸収した伸縮
部材或い伸縮機構の残部を取り外して運転できる為、燃
料電池をコンパクトにできる効果がある。
部材或い伸縮機構の残部を取り外して運転できる為、燃
料電池をコンパクトにできる効果がある。
第１図は本発明の燃料電池の締付装置の一実施例の縦断
面図である。 第２図は溶解炭酸塩型燃料電池スタックの収縮特性であ
る。 第３図は運転中の電池構造の縦断面図である。 第４図は本発明の燃料電池の締付装置の第２の実施例の
縦断面図である。 第５図は本発明の燃料電池の締付装置の第３の実施例の
縦断面図である。 第６図は本発明の燃料電池の焼成装置の縦断面図であ
る。 １……燃料電池スタック、２……電気絶縁体、３……運
転用ベローズ、４……下締付板、５……上締付板、６…
…運転用締付ボルト、７……焼成用ベローズ、７′……
スペーサー、８……焼成用締付板、９……焼成用締付ボ
ルト、10……断熱材、11……圧力容器、12……ばね、13
……シリンダー
面図である。 第２図は溶解炭酸塩型燃料電池スタックの収縮特性であ
る。 第３図は運転中の電池構造の縦断面図である。 第４図は本発明の燃料電池の締付装置の第２の実施例の
縦断面図である。 第５図は本発明の燃料電池の締付装置の第３の実施例の
縦断面図である。 第６図は本発明の燃料電池の焼成装置の縦断面図であ
る。 １……燃料電池スタック、２……電気絶縁体、３……運
転用ベローズ、４……下締付板、５……上締付板、６…
…運転用締付ボルト、７……焼成用ベローズ、７′……
スペーサー、８……焼成用締付板、９……焼成用締付ボ
ルト、10……断熱材、11……圧力容器、12……ばね、13
……シリンダー
Claims (7)
- 【請求項１】単位電池を複数個積層してなる燃料電池ス
タックを上下より挟圧して締付けるように構成された燃
料電池の締付装置において、前記燃料電池スタックの上
下のいずれか一方、または、両方に、燃料電池スタック
の単位電池の積層方向に伸長力の働く複数個の伸縮部材
を直列状に、かつ、各伸縮部材の前記伸長力が総合的に
燃料電池スタックに働いて燃料電池スタックを締付ける
ように配備するとともに、前記伸縮部材の一部による前
記燃料電池スタックの締付状態を保持したまま残りの伸
縮部材を除去し得る手段を具備したことを特徴とする燃
料電池の締付装置。 - 【請求項２】単位電池を複数個積層してなる燃料電池ス
タックを上下より挟圧して締付けるように構成された燃
料電池の締付装置において、焼成用締付板及び上締付板
を下締付板上に、それぞれ、上方への移動を規制する固
定手段によって上下に配備し、前記上締付板及び下締付
板間に燃料電池スタックを収容するとともに、前記焼成
用締付板及び上締付板間に焼成用伸縮部材を、また、前
記上締付板及び前記燃料電池スタックの上部間に運転用
伸縮部材を、それぞれ、前記各伸縮部材の伸長力が上方
より総合的に燃料電池スタックに働いて燃料電池スタッ
クを締付けるよう設置し、かつ、前記運転用伸縮部材に
よる前記燃料電池スタックの締付状態を保持したまま、
前記焼成用締付板及びその固定手段を着脱し得るように
構成したことを特徴とする燃料電池の締付装置。 - 【請求項３】単位電池を複数個積層してなる燃料電池ス
タックを上下より挟圧して締付けるように構成された燃
料電池の締付装置において、焼成用締付板及び上締付板
を下締付板上に、それぞれ、上方への移動を規制とする
固定手段によって上下に配備し、前記上締付板及び下締
付板間に燃料電池スタックを収容するとともに、前記焼
成用締付板及び上締付板間に焼成用伸縮部材を、また、
前記燃料電池スタックの下部及び前記下締付板間に運転
用伸縮部材を、それぞれ、前記各伸縮部材の伸長力が上
下より総合的に燃料電池スタックに働いて燃料電池スタ
ックを締付けるよう設置し、かつ、前記運転用伸縮部材
による前記燃料電池スタックの締付状態を保持したま
ま、前記焼成用締付板及びその固定手段を着脱自在とし
たことを特徴とする燃料電池の締付装置。 - 【請求項４】単位電池を複数個積層してなる燃料電池ス
タックを収容して、上下より挟圧して締付けた状態で燃
料電池の焼成を行う燃料電池の焼成装置において、前記
燃料電池スタックの上部に燃料電池スタックの単位電池
の積層方向にそれぞれ伸長力及び拡開作用の働く１乃至
複数個の伸縮部材及び伸縮機構を直列状に、かつ、前記
伸縮部材の伸長力及び前記伸縮機構の伸長による押圧力
が総合的に燃料電池スタックに働いて燃料電池スタック
を締付けるように配備するとともに、前記伸縮部材の少
なくとも一部による前記燃料電池スタックの締付状態を
保持したまま、これを残りの伸縮機構等から取り外し得
る手段を具備したことを特徴とする燃料電池の焼成装
置。 - 【請求項５】単位電池を複数個積層してなる燃料電池ス
タックを収容して、上下より挟圧して締付けた状態で燃
料電池の焼成を行う燃料電池の焼成装置において、所要
の間隔をおいて上下に固定された焼成用締付板間に上締
付板及び下締付板を、それぞれ、上方への移動を規制す
る固定手段及び下方への移動を規制する固定手段によっ
て上下に配備し、前記上締付板及び前記下締付板間に燃
料電池スタックを収容するとともに、上部の焼成用締付
板及び前記上締付板間に剛性のスペーサーを介在させ、
前記上締付板及び前記燃料電池の上部間に運転用伸縮部
材を設置し、下部の焼成用締付板上に下締付板の下部に
当接して伸長にともなう押圧力を働かせるシリンダー機
構を配備することにより、前記運転用伸縮部材の伸長力
及び前記シリンダー機構の伸長による押圧力が総合的に
燃料電池スタックに働いて燃料電池スタックを締付ける
ように構成するとともに、前記運転用伸縮部材による前
記燃料電池スタックの締付状態を保持したまま、これを
残りのシリンダー機構等から取り外し得る手段を具備し
たことを特徴とする燃料電池の焼成装置。 - 【請求項６】請求項２又は請求項３記載の燃料電池の締
付装置に燃料電池スタックを収容した状態で、燃料電池
スタックの焼成を行い、ついで、請求項２又は請求項３
記載の運転用伸縮部材による前記燃料電池スタックの締
付状態を保持したまま焼成用伸縮部材、焼成用締付板及
び固定手段を除去し、前記燃料電池スタックを前記運転
用伸縮部材による締付状態を保持したまま圧力容器内に
収容して燃料電池の運転を行うことを特徴とする燃料電
池の焼成及び運転方法。 - 【請求項７】上締付板及び焼成用締付板の固定手段が、
下締付板に立設された運転用締付ボルト及び焼成用締付
ボルトであることを特徴とする請求項２又は請求項３記
載の燃料電池の焼成及び運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112214A JPH0754713B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 燃料電池の締付装置、焼成装置及び焼成運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112214A JPH0754713B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 燃料電池の締付装置、焼成装置及び焼成運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291670A JPH02291670A (ja) | 1990-12-03 |
| JPH0754713B2 true JPH0754713B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=14581112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112214A Expired - Fee Related JPH0754713B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 燃料電池の締付装置、焼成装置及び焼成運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754713B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10151452A1 (de) * | 2001-10-18 | 2003-04-30 | Behr Gmbh & Co | Brennstoffzellenstapel |
| EP3375035A4 (en) * | 2015-11-13 | 2019-06-19 | Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. | INSULATION AND COMPRESSION OF A HIGH-TEMPERATURE DEVICE |
| US10727521B2 (en) * | 2017-09-19 | 2020-07-28 | Phillips 66 Company | Solid oxide fuel cell stack design |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP1112214A patent/JPH0754713B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02291670A (ja) | 1990-12-03 |
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Legal Events
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