CN111095642B - 燃料电池结构体 - Google Patents

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Abstract

提供一种燃料电池结构体。燃料电池结构体具备：一个以上的燃料电池堆，所述一个以上的燃料电池堆包括层叠的多个电池单体，在内部形成有燃料流路及空气流路；支撑体，所述支撑体配置于燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合燃料供应管及燃料排出管，所述支撑体包括支撑板，所述支撑板形成有连接燃料供应管与燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接燃料排出管与燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及密封构件，所述密封构件配置于燃料电池堆与支撑板之间，将第四燃料供应孔与燃料流路的入口之间及第四燃料排出孔与燃料流路的出口之间密封。

Description

燃料电池结构体
技术领域
本发明涉及燃料电池结构体，更详细而言，涉及一种能够稳定地密封燃料及空气的固体氧化物燃料电池结构体。
背景技术
通过氢与氧的电化学反应来生成电的燃料电池，由于能量转移步骤简单、高效率、无公害发电的环保特性，最近正在进行活跃研究。
特别是所述燃料电池中的固体氧化物燃料电池(SOFC)，使用陶瓷作为电解质，作为在约600至1000℃左右的高温下运转的燃料电池，在熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、高分子型燃料电池(PEFC)等多种形态的燃料电池中效率最高、公害最小，而且具有不需要燃料重整器、可复合发电的多种优点。
在这种固体氧化物燃料电池结构体中，在构成燃料电池堆的端板或歧管上直接连接燃料及空气的供应配管和排出配管，为了在高温下也稳定地密封燃料及空气，主要使用玻璃材质的高温用密封构件。
但是，在将燃料及空气的供应配管和排出配管直接连接于燃料电池堆的情况下，将燃料电池堆配置于安装位置后，连接所述燃料及空气的供应配管与排出配管，因而安装作业需要大量时间，由于空间上的制约，发生安装作业困难的问题。
另一方面，为了解决如上所述的问题，在将所述燃料及空气的供应配管和排出配管连接于并非燃料电池堆的其他构成要素的情况下，会发生燃料电池堆与所述其他构成要素之间的燃料及空气的密封问题。
发明内容
技术问题
本发明目的是提供一种燃料电池结构体的安装及更换容易、能够稳定地密封燃料及空气的燃料电池结构体。
技术方案
本发明实施例的燃料电池结构体包括：一个以上的燃料电池堆，所述一个以上的燃料电池堆包括层叠的多个燃料电池的单体电池，在内部形成供包括氢气(H2)的燃料移动的燃料流路及供包括氧气(O2)的空气移动的空气流路；支撑体，所述支撑体配置于所述燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合向所述燃料电池堆供应燃料的燃料供应管及从所述燃料电池堆排出燃料的燃料排出管，所述支撑体包括支撑板，所述支撑板形成有连接所述燃料供应管与所述燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接所述燃料排出管与所述燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及密封构件，所述密封构件配置于所述燃料电池堆与所述支撑板之间，包括将所述第四燃料供应孔与所述燃料流路的入口之间及所述第四燃料排出孔与所述燃料流路的出口之间密封的高温用密封件及压缩密封件。
在一个实施例中，所述支撑体可以还包括从所述支撑板的下部面凸出而使所述支撑板从安装面隔开的多个支脚，此时，所述燃料供应管及所述燃料排出管可以结合于所述支撑板的下部面。
在一个实施例中，所述燃料电池堆可以包括：单体电池层叠结构体，所述单体电池层叠结构体包括所述多个燃料电池的单体电池、分别支撑所述单体电池的边缘的多个单元框架、与所述单元框架交替配置并将所述单体电池电气连接的多个连接件；上部端板，所述上部端板配置于所述单体电池层叠结构体的上部；及下部端板，所述下部端板配置于所述单体电池层叠结构体的下部，与所述支撑板相向。而且，在所述下部端板上，可以形成有形成所述燃料流路的入口的第三燃料供应孔及形成所述燃料流路的出口的第三燃料排出孔，所述压缩密封件可以在所述支撑板的上部面与所述下部端板的下部面之间，具有环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔中至少一个孔的上部端部的环形形状，所述高温用密封件可以包括环形形状的内部高温用密封件，所述环形形状的内部高温用密封件在所述支撑板的上部面与所述下部端板的下部面之间，配置于所述压缩密封件的内部，环绕所述至少一个孔的上部端部地配置。
在一个实施例中，所述压缩密封件可以具备与所述支撑板的上部面进行面接触的扁平的下部面及与所述端板的下部面进行面接触的扁平的上部面。
在一个实施例中，所述支撑板的上部面及所述下部端板的下部面中的一个，可以形成有供所述内部高温用密封件的端部插入的内部插入槽。
在一个实施例中，所述高温用密封件可以还包括在所述支撑板的上部面与所述下部端板的下部面之间环绕所述压缩密封件地配置的外部高温用密封件。
在一个实施例中，所述支撑板的上部面及所述下部端板的下部面中的一个，可以形成有供所述外部高温用密封件的端部插入的外部插入槽。
在一个实施例中，所述内部及外部高温用密封件可以分别以玻璃材料或玻璃与陶瓷的复合体材料形成，所述压缩密封件可以以陶瓷材料形成。
在一个实施例中，所述压缩密封件可以包括分别环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔的上部端部地配置的第一及第二压缩密封件，所述内部高温用密封件可以包括分别配置于所述第一及第二压缩密封件的内部的第一及第二内部高温用密封件，所述外部高温用密封件可以包括分别环绕所述第一及第二压缩密封件地配置的第一及第二外部高温用密封件。
在一个实施例中，可以在所述支撑板上，追加结合有向所述燃料电池堆供应空气的空气供应管及从所述燃料电池堆排出空气的空气排出管，形成有连接所述空气供应管与所述空气流路的入口的第四空气供应孔及连接所述空气排出管与所述空气流路的出口的第四空气排出孔，可以在所述下部端板上，形成有形成所述空气流路的入口的第三空气供应孔及形成所述空气流路的出口的第三空气排出孔。
在一个实施例中，所述压缩密封件可以包括分别环绕所述第四空气供应孔及所述第四空气排出孔的上部端部地配置的第三及第四压缩密封件，所述高温用密封件可以包括分别配置于所述第三及第四压缩密封件的内部的第三及第四内部高温用密封件，以及分别环绕所述第三及第四压缩密封件地配置的第三及第四外部高温用密封件。
有益效果
根据本发明的固体氧化物燃料电池结构体，所述密封构件一同包括高温用密封件和压缩密封件，因而即使减小高温用密封件的涂覆面积，也可以稳定地确保燃料及空气的气密性。因此，可以减小所述高温用密封件的涂覆面积，结果，可以在常温下将所述燃料电池堆从所述支撑体容易地拆卸或加装。
另外，玻璃作为高温用密封件，在低温下存在气密性低下的问题，而在本发明的燃料电池结构体中，所述密封构件一同包括高温用密封件和压缩密封件，因而即使在不足高温用密封件的熔融温度的相对低温下，也可以将燃料及空气稳定地密封。
另外，将所述燃料供应/排出配管及空气供应/排出配管连接于并非燃料电池堆而是可以支撑一个以上的燃料电池堆的支撑体，从而可以简化燃料电池结构体的安装和拆卸及堆更换工序，通过使密封构件配置于所述支撑体与燃料电池堆之间，从而可以将燃料及空气稳定地密封。
附图说明
图1是用于说明本发明实施例的燃料电池结构体的立体图。
图2是用于说明图1所示的燃料电池堆的剖面图。
图3及图4是用于说明图1所示的密封构件的部分俯视图及部分剖面图。
附图符号：
1000：燃料电池结构体     1100：燃料电池堆
1111：单体电池           1112：单元框架
1113：连接件             1200：支撑体
1300：密封构件           1310：压缩密封件
1320：内部高温用密封件   1330：外部高温用密封件
具体实施方式
下面参照附图，对本发明实施例的燃料电池用堆结构物进行详细说明。本发明可以施加多种变更，可以具有多种形态，将在附图中示例性地图示特定实施例，在正文中详细说明。但是，这并非要把本发明限定于特定的实施形态，应理解为包括本发明的思想及技术范围内包含的所有变更、等同物以及替代物。在说明各附图的同时，针对类似的构成要素，使用了类似的附图标记。在附图中，为了有助于本发明的明确性，结构物的尺寸比实际放大图示。
第一、第二等术语可以用于说明多样的构成要素，但所述构成要素不得由所述术语所限定。所述术语只用于把一种构成要素区别于另一构成要素的目的。例如，在不超出本发明的权利范围的同时，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。
在本申请中使用的术语只是为了说明特定实施例而使用，并非要限定本发明之意。只要在文理上未明白地表示不同，单数的表现包括复数的表现。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为是要指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，不预先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。
另一方面，只要未不同地定义，包括技术的或科学的术语在内，此处使用的所有术语具有与本发明所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。与一般使用的字典定义的内容相同的术语，应解释为具有与在相关技术的文理上具有的意义一致的意义，只要在本申请中未明确定义，不得解释为理想性地或过度地形式上的意义。
图1是用于说明本发明实施例的燃料电池结构体的立体图，图2是用于说明图1所示的燃料电池堆的剖面图，图3及图4是用于说明图1所示的密封构件的部分俯视图及部分剖面图。
如果参照图1至图4，本发明实施例的燃料电池结构体1000可以包括一个以上的燃料电池堆1100、支撑体1200及密封构件1300。
所述燃料电池堆1100可以包括层叠的多个燃料电池的单体电池，可以在内部形成有供包括氢气(H2)的燃料移动的燃料流路及供包括氧气(O2)的空气移动的空气流路。在一个实施例中，所述燃料电池堆1100可以包括单体电池层叠结构体1110、上部端板1120及下部端板1130。
所述单体电池层叠结构体1110可以包括多个单体电池1111、支撑所述单体电池1111的边缘的多个单元框架1112、将所述单体电池1111电气连接的多个连接件1113。如上所述的单体电池层叠结构体1110可以具有支撑多个单体电池1111的单元框架1112与连接件1113交替层叠的结构。
所述单体电池1111可以分别为燃料电池的平板型单体电池。例如，所述单体电池1111可以分别是固体氧化物燃料电池(SOFC)、高分子电解质燃料电池(PEMFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)等平板型单体电池。
作为一个实施例，在所述单体电池1111为固体氧化物燃料电池的平板型单体电池的情况下，所述单体电池1111可以分别包括第一电极、第二电极及位于他们之间的固体氧化物电解质。所述第一电极及第二电极之一可以为供应所述燃料的燃料极(anode)，其余一者可以为供应所述空气的空气极(cathode)。如果分别向所述燃料极及空气极供应包括氢气(H2)的燃料及包括氧气(O2)的空气，则借助于氧气压差，在所述空气极还原的氧离子(O2-)经由固体氧化物电解质移动到所述燃料极，移动到所述燃料极的氧离子(O2-)与向所述燃料极提供的氢气(H2)反应而生成水(H2O)和电子(e-)。所述单体电池1111分别可以利用如上所述通过反应而生成的电子来生成电能。
所述单元框架1112可以分别支撑所述单体电池1111各自的边缘部分，提高所述燃料电池堆1100的组装性及耐久性。作为一个实施例，所述单元框架1112分别可以具有在中央形成有使所支撑的单体电池1111的第一及第二电极之一的电极露出的通道用开口112的四边形相框形态的框架结构，可以将所述通道用开口112置于之间而相互隔开地形成有第一燃料供应孔112-1a及第一燃料排出孔112-1b，另外，将所述通道用开口112置于之间而相互隔开地形成有第一空气供应孔112-2a及第一空气排出孔112-2b。所述第一燃料供应孔112-1a和所述第一空气供应孔112-2a既可以在所述单元框架1112相同的角部邻接形成，也可以在互不相同的角部分别邻接形成。
所述连接件1113将所述单体电池1111相互电气连接，可以将借助于所述单体电池1111而生成的电能传递到外部。为此，所述连接件1113可以以导电性陶瓷或金属材质形成。例如，所述连接件1113可以以具有钙钛矿(perovskite)结构的LaCrO3类陶瓷材质或铁(Fe)-铬(Cr)类金属材质形成。而且，所述连接件1113可以分别具有与所述单元框架1112相同形状的边框的四边板结构，在各个所述连接件1113上，可以形成有与所述单元框架1112的第一燃料供应孔112-1a、第一燃料排出孔112-1b、第一空气供应孔112-2a及第一空气排出孔112-2b分别连通的第二燃料供应孔113-1a、第二燃料排出孔113-1b、第二空气供应孔113-2a及第二空气排出孔113-2b。
所述连接件1113可以包括配置于所述上部端板1120与所述单体电池1111中最上部单体电池之间的第一连接件1113A、配置于所述单体电池1111之间的多个第二连接件1113B及配置于所述下部端板1130与所述单体电池1111中最下部单体电池之间的第三连接件1113C。所述第二连接件1113B可以将所述单体电池1111相互电气连接，所述第一连接件1113A及第三连接件1113C可以将从所述单体电池1111生成的电能传递给外部电路。另一方面，可以不在所述第一连接件1113A上形成所述第二燃料供应孔113-1a、第二燃料排出孔113-1b、第二空气供应孔113-2a及第二空气排出孔113-2b。
所述上部端板1120及所述下部端板1130可以分别配置于所述单体电池层叠结构体1110的上部及下部，向所述单体电池层叠结构体1110施加均一压力。
在一个实施例中，在所述下部端板1130，可以形成有与在所述连接件1113中所述第三连接件1113C上形成的所述第二燃料供应孔113-1a、第二燃料排出孔113-1b、第二空气供应孔113-2a及第二空气排出孔113-2b分别连通的第三燃料供应孔130-1a、第三燃料排出孔130-1b、第三空气供应孔130-2a及第三空气排出孔130-2b。
所述第一至第三燃料供应孔112-1a、113-1a、130-1a与所述第一至第三燃料排出孔112-1b、113-1b、130-1b可以形成所述燃料流路，所述第一至第三空气供应孔112-2a、113-2a、130-2a与所述第一至第三空气排出孔112-2b、113-2b、130-2b可以形成所述空气流路。而且，所述第三燃料供应孔130-1a及第三燃料排出孔130-1b分别形成所述燃料流路的入口及出口，所述第三空气供应孔130-2a及所述第三空气排出孔130-2b分别形成所述空气流路的入口及出口。
所述支撑体1200可以配置于所述一个以上的燃料电池堆1100的下部并对其进行支撑。而且，在所述支撑体1200可以连接有与外部燃料供应部(图上未示出)连接而向所述燃料电池堆1100供应燃料的燃料供应管1410及供从所述燃料电池堆1100排出的燃料移动的燃料排出管1420。另一方面，在所述支撑体1200上，也可以追加连接有与外部空气供应部(图上未示出)连接而向所述燃料电池堆1100供应空气的空气供应管1430及供从所述燃料电池堆1100排出的空气移动的空气排出管1440。例如，所述支撑体1200可以形成有与所述下部端板1130的所述第三燃料供应孔130-1a、第三燃料排出孔130-1b、第三空气供应孔130-2a及第三空气排出孔130-2b分别连通的第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b，所述燃料供应管1410、所述燃料排出管1420、所述空气供应管1430及所述空气排出管1440可以分别连接于所述第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b。
在一个实施例中，所述支撑体1200可以包括直接支撑所述燃料电池堆1100的支撑板1210、从所述支撑板1210的下部面凸出而使所述支撑板1210从安装面隔开地配置的多个支脚1220。
在所述支撑板1210上，可以形成有所述第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b，所述燃料供应管1410、所述燃料排出管1420、所述空气供应管1430及所述空气排出管1440可以结合于所述支撑板1210的下部面，分别连接于所述第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b。
所述支脚1220如果能够将所述支撑板1210在从所述安装面隔开的状态下稳定支撑，则其结构或形状等不特别限制。
所述密封构件1300配置于所述支撑体1200与所述燃料电池堆1100之间，可以密封所述支撑体的所述第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b和与之分别连通的所述下部端板1130的第三燃料供应孔130-1a、第三燃料排出孔130-1b、第三空气供应孔130-2a及第三空气排出孔130-2b之间的区域，可以防止燃料或空气在所述支撑体1200与所述燃料电池堆1100之间泄漏。
在一个实施例中，所述密封构件1300可以在所述支撑体的上部面与所述下部端板的下部面之间，包括：环形形状的压缩密封件1310，所述压缩密封件1310以环绕所述第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b中至少一个上部端部的方式配置，以具有相对高温的熔融温度的陶瓷材质形成；环形形状的内部高温用密封件1320及外部高温用密封件1330，所述环形形状的内部高温用密封件1320及外部高温用密封件1330将所述压缩密封件1310置于之间而在相互隔开的位置，环绕所述孔的上部端部地配置。
所述压缩密封件1310可以以具有固体氧化物燃料电池工作温度以上的熔融温度的陶瓷材料形成，例如以云母(mica)等形成，可以具备具有扁平的上部面及下部面的环形形状。而且，所述内部及外部高温用密封件1320、1330可以以熔融温度低于所述压缩密封件1310的玻璃材料、玻璃与陶瓷的复合体材料等形成，可以是分别具有扁平的上部面和下部面的环形形状。
在一个实施例中，所述内部及外部高温用密封件1320、1330的高度可以大于所述压缩密封件的高度，此时，在所述支撑板1210的上部面及所述下部端板1130的下部面之一上，可以分别形成有供所述内部及外部高温用密封件1320、1330的一端部分别插入的内部插入槽(参照11-1a、11-1b、11-2a、11-2b)及外部插入槽(参照12-1a、12-1b、12-2a、12-2b)。
作为一个实施例，所述压缩密封件1310可以包括分别环绕所述第四燃料供应孔210-1a、第四燃料排出孔210-1b、第四空气供应孔210-2a及第四空气排出孔210-2b的上部端部地配置的第一至第四压缩密封件1310a、1310b、1310c、1310d，所述内部高温用密封件1320可以包括在所述第一至第四压缩密封件1310a、1310b、1310c、1310d的内部分别配置的第一至第四内部高温用密封件1320a、1320b、1320c、1320d，所述外部高温用密封件1330可以包括分别环绕所述第一至第四压缩密封件1310a、1310b、1310c、1310d地配置的第一至第四外部高温用密封件1330a、1330b、1330c、1330d。所述第一至第四压缩密封件1310a、1310b、1310c、1310d各个的截面积可以大于所述第一至第四内部高温用密封件1320a、1320b、1320c、1320d及所述第一至第四外部高温用密封件1330a、1330b、1330c、1330d各个的截面积。
另一方面，在所述第一至第四压缩密封件1310a、1310b、1310c、1310d的高度大于所述第一至第四内部高温用密封件1320a、1320b、1320c、1320d及所述第一至第四外部高温用密封件1330a、1330b、1330c、1330d的高度的情况下，在所述支撑板1210的上部面及所述下部端板1130的下部面之一上，可以形成有第一至第四内部插入槽11-1a、11-1b、11-2a、11-2b及第一至第四外部插入槽12-1a、12-1b、12-2a、12-2b，所述第一至第四内部插入槽11-1a、11-1b、11-2a、11-2b分别环绕所述第三燃料供应孔130-1a、第三燃料排出孔130-1b、第三空气供应孔130-2a及第三空气排出孔130-2b地形成，供所述第一至第四内部高温用密封件1320a、1320b、1320c、1320d的端部分别插入，所述第一至第四外部插入槽12-1a、12-1b、12-2a、12-2b分别环绕所述第一至第四内部插入槽11-1a、11-1b、11-2a、11-2b地形成，供所述第一至第四外部高温用密封件1330a、1330b、1330c、1330d的端部分别插入。所述第一至第四内部插入槽11-1a、11-1b、11-2a、11-2b及所述第一至第四外部插入槽12-1a、12-1b、12-2a、12-2b的底面可以与所述第一至第四内部高温用密封件1320a、1320b、1320c、1320d及所述第一至第四外部高温用密封件1330a、1330b、1330c、1330d的端部面同样扁平。
一般而言，在安装燃料电池堆时，在安装了堆后，将燃料供应/排出配管及空气供应/排出配管连接于燃料电池堆，因而连接所述配管所需的作业发生许多困难，而根据本发明的燃料电池结构体，将燃料供应/排出配管及空气供应/排出配管连接于并非燃料电池堆而是能够支撑一个以上的燃料电池堆的支撑体，从而可以简化燃料电池结构体的安装工序，通过使密封构件配置于所述支撑体与燃料电池堆之间，从而可以稳定地密封燃料及空气。
在本发明的燃料电池结构体中，所述密封构件一同包括高温用密封件和压缩密封件，因而即使减小高温用密封件的涂覆面积，也可以稳定地确保燃料及空气的气密性，因而可以减小所述高温用密封件的涂覆面积，结果，可以在常温下将所述燃料电池堆容易地从所述支撑体拆卸或加装。
另外，玻璃作为高温用密封件，在低温下存在气密性低下的问题，而在本发明的燃料电池结构体中，所述密封构件一同包括高温用密封件和压缩密封件，因而即使在不足高温用密封件的熔融温度的相对低温下，也可以将燃料及空气稳定地密封。
在前面说明的本发明的详细说明中，参照本发明的优选实施例进行了说明，但只要是相应技术领域的熟练从业人员或相应技术领域的普通技术人员便会理解，在不超出后述权利要求书记载的本发明思想及技术领域的范围内，可以多样地修订及变更本发明。

Claims (9)

1.一种燃料电池结构体，其特征在于，包括：
一个以上的燃料电池堆，其包括层叠的多个燃料电池的单体电池构成的单体电池层叠结构体和配置于所述单体电池层叠结构体下部的下部端板，在内部形成供包括氢气的燃料移动的燃料流路及供包括氧气的空气移动的空气流路；
支撑体，其配置于所述燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合向所述燃料电池堆供应燃料的燃料供应管及从所述燃料电池堆排出燃料的燃料排出管，以及包括支撑板，所述支撑板形成有连接所述燃料供应管与所述燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接所述燃料排出管与所述燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及
密封构件，其配置于所述下部端板与所述支撑板之间，包括将所述第四燃料供应孔与所述燃料流路的入口之间及所述第四燃料排出孔与所述燃料流路的出口之间密封的高温用密封件及压缩密封件；
其中，所述高温用密封件包括内部高温用密封件和外部高温用密封件，所述内部高温用密封件和外部高温用密封件将所述压缩密封件置于中间而隔开以分别配置，
所述高温用密封件的高度大于所述压缩密封件的高度，
在所述支撑板的上部面和所述下部端板的下部面之一上，形成有供所述高温用密封件的端部插入的内部插入槽和外部插入槽。
2.根据权利要求1所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述支撑体还包括多个支脚，其从所述支撑板的下部面凸出而使所述支撑板从安装面隔开，
所述燃料供应管及所述燃料排出管结合于所述支撑板的下部面。
3.根据权利要求1所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述单体电池层叠结构体还包括分别支撑所述单体电池的边缘的多个单元框架、与所述单元框架交替配置并将所述单体电池电气连接的多个连接件，
所述燃料电池堆还包括配置于所述单体电池层叠结构体的上部的上部端板，
在所述下部端板上，形成有第三燃料供应孔及第三燃料排出孔，其中，所述第三燃料供应孔形成所述燃料流路的入口，所述第三燃料排出孔形成所述燃料流路的出口，
所述压缩密封件具有环形形状，其在所述支撑板的上部面与所述下部端板的下部面之间环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔的上部端部，
所述高温用密封件包括环形形状的内部高温用密封件，其在所述支撑板的上部面与所述下部端板的下部面之间配置于所述压缩密封件的内部，配置为环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔的上部端部。
4.根据权利要求3所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述压缩密封件具备扁平的下部面及扁平的上部面，其中，所述压缩密封件的下部面与所述支撑板的上部面进行面接触，所述压缩密封件的上部面与所述端板的下部面进行面接触。
5.根据权利要求3所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述高温用密封件还包括外部高温用密封件，其配置为在所述支撑板的上部面与所述下部端板的下部面之间环绕所述压缩密封件。
6.根据权利要求5所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述内部高温用密封件及所述外部高温用密封件分别以玻璃材料或玻璃与陶瓷的复合体材料形成，
所述压缩密封件以陶瓷材料形成。
7.根据权利要求5所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述压缩密封件包括第一压缩密封件及第二压缩密封件，其分别配置为环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔的上部端部，
所述内部高温用密封件包括第一内部高温用密封件及第二内部高温用密封件，其分别配置于所述第一压缩密封件及所述第二压缩密封件的内部，
所述外部高温用密封件包括第一外部高温用密封件及第二外部高温用密封件，其分别配置为环绕所述第一压缩密封件及所述第二压缩密封件。
8.根据权利要求3所述的燃料电池结构体，其特征在于，
在所述支撑板上，追加结合有向所述燃料电池堆供应空气的空气供应管及从所述燃料电池堆排出空气的空气排出管，形成有连接所述空气供应管与所述空气流路的入口的第四空气供应孔及连接所述空气排出管与所述空气流路的出口的第四空气排出孔，
在所述下部端板上，形成有形成第三空气供应孔及第三空气排出孔，其中，所述第三空气供应孔形成所述空气流路的入口，所述第三空气排出孔形成所述空气流路的出口。
9.根据权利要求8所述的燃料电池结构体，其特征在于，
所述压缩密封件包括第三压缩密封件及第四压缩密封件，其分别配置为环绕所述第四空气供应孔及所述第四空气排出孔的上部端部，
所述高温用密封件包括第三内部高温用密封件、第四内部高温用密封件、第三外部高温用密封件及第四外部高温用密封件，其中，所述第三内部高温用密封件及所述第四内部高温用密封件分别配置于所述第三压缩密封件及所述第四压缩密封件的内部，所述第三外部高温用密封件及所述第四外部高温用密封件分别配置为环绕所述第三压缩密封件及所述第四压缩密封件。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200135632A (ko) * 2019-05-23 2020-12-03 주식회사 미코 연료전지 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1547785A (zh) * 2001-05-15 2004-11-17 用于燃料电池的流场板和结合流场板的燃料电池组件
CN1825672A (zh) * 2005-02-22 2006-08-30 通用电气公司 密封固体氧化物燃料电池的方法
CN104521053A (zh) * 2013-06-27 2015-04-15 美科股份有限公司 固体氧化物燃料电池堆
CN105340116A (zh) * 2013-06-28 2016-02-17 日本特殊陶业株式会社 燃料电池和其制造方法
CN106935892A (zh) * 2015-12-10 2017-07-07 本田技研工业株式会社 燃料电池系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002050391A (ja) * 2000-08-02 2002-02-15 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
US7534521B2 (en) * 2004-01-31 2009-05-19 Shen-Li High Tech Co., Ltd (Shanghai) Integral multi-stack system of fuel cell
JP2007207707A (ja) 2006-02-06 2007-08-16 Toyota Motor Corp 燃料電池
DE102007021292A1 (de) * 2007-05-07 2008-11-13 Daimler Ag Dichtungsanordnung in einer Brennstoffzellenvorrichtung
KR101065378B1 (ko) * 2009-08-17 2011-09-16 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 스택 및 이를 이용한 연료전지 시스템
KR101135367B1 (ko) 2010-04-09 2012-04-16 포항공과대학교 산학협력단 평관형 고체산화물 연료전지용 거대 스택 및 그 제작 방법
JP6054912B2 (ja) * 2013-06-28 2016-12-27 日本特殊陶業株式会社 燃料電池及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1547785A (zh) * 2001-05-15 2004-11-17 用于燃料电池的流场板和结合流场板的燃料电池组件
CN1825672A (zh) * 2005-02-22 2006-08-30 通用电气公司 密封固体氧化物燃料电池的方法
CN104521053A (zh) * 2013-06-27 2015-04-15 美科股份有限公司 固体氧化物燃料电池堆
CN105340116A (zh) * 2013-06-28 2016-02-17 日本特殊陶业株式会社 燃料电池和其制造方法
CN106935892A (zh) * 2015-12-10 2017-07-07 本田技研工业株式会社 燃料电池系统

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