DE102008040869A1

DE102008040869A1 - Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung

Info

Publication number: DE102008040869A1
Application number: DE102008040869A
Authority: DE
Inventors: Young Bum Kum; Sae Hoon Yongin Kim; Yoo Chang Gunpo Yang; Sung Ho Seongnam Lee; Jung Do Suh; Chul Ho Suwon Yim; Ji Hoon Pohang Jeon; Woon Bong Pohang Hwang; Sang Min Pohang Lee; Chang Woo Pohang Lee; Seong Jin Pohang Cho
Original assignee: Hyundai Motor Co; Pohang University of Science and Technology Foundation POSTECH
Current assignee: Hyundai Motor Co; Pohang University of Science and Technology Foundation POSTECH
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: DE102008040869B4; KR20090094905A; JP5420193B2; JP2009212073A; KR100986456B1; US7776489B2; CN101567429A; US20090226794A1

Abstract

Eine Klemmvorrichtung umfasst eine schräge Vorrichtung und eine einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte, welche an der Außenseite des Brennstoffzellenstapels, und nicht an der Innenseite des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist. Die Vorrichtung kann automatisch den konstant beizubehaltenden Anpressdruck in dem Brennstoffzellenstapel ausgleichen, und eine große Klemmlast mit einer kleinen Kraft mittels der Last des Brennstoffzellenstapels bereitstellen.

Description

Hintergrund
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung, welche den konstant beizubehaltenden Anpressdruck in einem Brennstoffzellenstapel automatisch mittels der Last des Brennstoffzellenstapels und einer Neigung einer schrägen Vorrichtung ausgleichen kann.
(b) Hintergrund des Standes der Technik
Im Allgemeinen ist eine Brennstoffzelle eine Vorrichtung, die elektrische Energie durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Wasserstoff (H²) und Sauerstoff (O²) erzeugt und eine Membran-Elektroden-Einheit (MEA) umfasst. Die MEA umfasst eine Brennstoffelektrode (Anode), welche mit Wasserstoffversorgt wird, und eine Sauerstoffelektrode (Kathode), welche mit Luft versorgt wird, gebildet an beiden Seiten einer Elektrolytmembran, an der Wasserstoff-Ionen (H⁺) übertragen werden.
Ein Brennstoffzellenstapel weist einen Aufbau auf, in dem die MEAs und Trenneinrichtungen der Reihe nach gestapelt sind, und eine Abschlussplatte, das heißt eine bipolare Platte, aufweisend einen Wasserstoffeinlass und einen Wasserstoffauslass, und einen Lufteinlass und einen Luftauslass, die an dem Äußersten des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist.
Bei der oberhalb beschriebenen Brennstoffzelle ist eine Ausgangsspannung des Brennstoffzellenstapels die Summe von Ausgangsspannungen von Einzelzellen. Da die durch die Trenneinrichtungen geteilten Einzelzellen der Reihe nach gestapelt sind, um den Brennstoffzellenstapel zu bilden, sind die summierten Ausgangsspannungen der entsprechenden Einzelzellen bestimmt als die Ausgangsspannung des Brennstoffzellenstapels.
Gleichzeitig wird die Leistung des Brennstoffzellenstapels durch den Betrag der Ausgangsspannung, welcher durch einen Druck zwischen den Trenneinrichtungen beeinflusst wird, bestimmt.
Bei dem Brennstoffzellenstapel mit der obigen Anordnung und Funktion ist es notwendig, die Mehrzahl von gestapelten Zellen einstückig zu verbinden und anzubringen, um eine Leckage des Brennstoffs zu verhindern, und einen Aufbau wie die Brennstoffzelle zu bilden. Demzufolge wurde ein Verfahren verwendet, bei dem die Einzelzellen mit einem vorbestimmten Druck durch die Abschlussplatten geklemmt werden, und ein elastischer Körper wie einer Feder wird noch zu der Innenseite des Brennstoffzellenstapels hinzugefügt, um den Anpressdruck in dem Brennstoffzellenstapel selbst für den Fall einer langfristigen Verwendung konstant beizubehalten.
1 zeigt einen herkömmlichen Klemmaufbau zum Beibehalten des Anpressdrucks in einem Brennstoffzellenstapel, in dem eine Tellerfeder 1 und eine Flüssigkeitskammer 2, das heißt ein elastischer Körper verwendet werden, um einen gleichmäßigen Anpressdruck vorzusehen, selbst für den Fall, in dem die Last des Brennstoffzellenstapels verändert wird.
Der herkömmliche Aufbau weist jedoch Nachteile auf, da viele Tellerfedern und Flüssigkeitskammern, entsprechend einer Erhöhung der Klemmlast innerhalb der Trenneinrichtungen benötigt werden, was somit die Herstellungskosten steigert. Außerdem ist der innere Aufbau des Brennstoffzellenstapels mit den vom Brennstoffzellenstapel umfassten Tellerfedern und den Flüssigkeitskammern kompliziert.
Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, welche nicht zum bereits bekannten Stand der Technik gehören, welcher einem Fachmann in diesem Land bekannt ist.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die vorliegende Erfindung wurde im Bemühen gemacht, die oberhalb beschriebenen mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme zu lösen. In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung bereit, aufweisend: eine Abschlussplatte mit einer Innenseite, welche in einer vertikalen Oberfläche gebildet ist, um nah an beiden Seiten eines Moduls eines Brennstoffzellenstapels angehaftet zu werden, und eine Außenfläche, welche in einer ersten Schräge gebildet ist; eine schräge Vorrichtung, welche in Flächenberührung mit der ersten Schräge steht und die Abschlussplatte aufnimmt und erste und zweite einseitig gerichtet Laststeuerungsplatten, welche mit den Oberseiten beziehungsweise den Unterseiten der Abschlussplatte verbunden sind, so dass die Last des Brennstoffzellenstapels lediglich gegen das Innere des Brennstoffzellenstapels einwirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein erstes Hakenmittel auf der Oberseite der Abschlussplatte gebildet, und ein erstes mit dem ersten Hakenmittel in Eingriff stehendes Verriegelungsmittel ist in der äußeren Unterseite der ersten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte gebildet, und ist ein zweites Hakenmittel auf der Unterseite der Abschlussplatte gebildet, und ein zweites mit dem zweiten Hakenmittel in Eingriff stehendes Verriegelungsmittel ist auf der äußeren Oberseite der zweiten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte gebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Durchgangsloch zum Verbinden der zweiten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte auf einer Bodenplatte der schrägen Vorrichtung gebildet.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung ferner auf eine Last-hinzufügende Abdeckung einschließlich einer Deckplatte zum Abdecken der Oberseite des Moduls des Brennstoffzellenstapels, der Endplatte, und der schrägen Vorrichtung, und eine Seitenplatte zum Abdecken der umlaufenden Oberfläche des Moduls des Brennstoffzellenstapels, der Endplatte, und der schrägen Vorrichtung.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Öffnung, durch die ein Wasserstoffeinlass und Wasserstoffauslass und ein Lufteinlass und Luftauslass der Endplatte nach außen geführt ist, auf der oberen Platte der Last addierenden Abdeckung gebildet.
In noch einer weiteren Ausführungsform sind die Seitenplatte der Last addierende Abdeckung und ein Gehäuseteil der schrägen Vorrichtung durch Abdeckungsbefestigungsmittel verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Vibration absorbierendes Material zwischen der Unterseite der Deckplatte der Last addierenden Abdeckung und der Oberseite des Moduls des Brennstoffzellenstapels angeordnet.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Zylinderrollen auf der Innenseite des Gehäuseteils der schrägen Vorrichtung befestigt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die schräge Vorrichtung einen Gehäuseteil, in dem eine zweite Schräge, die in Flächenberührung mit der ersten Schräge der Endplatte steht, auf der Innenseite davon gebildet ist, und eine Bodenplatte zum einstückigen Verbinden des unteren Ende des Gehäuseteils.
Es ist zu beachten, das der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere ähnliche Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließt, wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschieden Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen.
Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich oder werden ausführlicher in den beigefügten Zeichnungen dargelegt, welche hier enthalten sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, welche zusammen dazu dient beispielsweise die Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen ausführlicher beschreiben, welche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, die lediglich veranschaulichenden Zwecken dienen, und somit nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung sind, und wobei:
1 eine Seitenansicht zeigt, welche einen Klemmaufbau eines herkömmlichen Brennstoffzellenstapels darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht zeigt, welche einen Zustand darstellt, in dem ein Brennstoffzellenstapel durch eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist;
3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A aus 2 zeigt;
4 ein Diagramm und eine Gleichung zeigt, welche das Prinzip und die Funktion der Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 eine vergrößerte Draufsicht zeigt, welche eine Abschlussplatte an einem Ende eines Brennstoffzellenstapelmoduls in einem Zustand darstellt, in dem der Brennstoffzellenstapel durch die Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist;
6 eine Querschnittsansicht zeigt, welche eine schräge Vorrichtung der Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 eine Querschnittsansicht zeigt, welche ein Hakenmittel einer einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte des Moduls des Brennstoffzellenstapels als einen Bestandteil der Brenn stoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 eine perspektivische Ansicht zeigt, welche eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 eine Draufsicht zeigt, welche die Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
10 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B aus 8 zeigt.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen beziehen sich auf die folgenden Elemente, welche nachfolgend erläutert werden:

10: schräge Vorrichtung
12: Brennstoffzellenstapel
14: Abschlussplatte
18: erste Schräge
20: Gehäuseteil
22: Bodenplatte
24: zweite Schräge
26: erste einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte
28: zweite einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte
30: erstes Hakenmittel
32: erstes Verriegelungsmittel
34: zweites Hakenmittel
36: zweites Verriegelungsmittel
38: Rolle
39: Öffnung
40: Last addierende Abdeckung
42: Deckplatte
44: Seitenplatte
50: Vibration absorbierendes Material

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind, und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, die das Grundprinzip der Erfindung erläutern. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich zum Beispiel bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Einbaulagen, und Formen werden teilweise durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und der Arbeitsumgebung bestimmt.
Ausführliche Beschreibung
Es wird nun ausführlicher auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und auf Beispiele, welche in den hierin beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, Bezug genommen, wobei gleiche Bezugszeichen durchwegs auf gleiche Elemente verweisen. Die Ausführungsformen werden nachfolgend beschreiben, um damit die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme auf die Figuren zu erläutern.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein Brennstoffzellenstapel durch eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist, und 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A aus 2.
Wie in 3 gezeigt, richtet sich die vorliegende Erfindung darauf, eine Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine schräge Vorrichtung 10 umfasst, in welcher ein Brennstoffzellenstapel 12 und eine Abschlussplatte 14 eingefügt und mit einer Art Keilverbindung mittels der Neigung der Schräge befestigt sind, um den konstant beizubehaltenden Anpressdruck in dem Brennstoffzellenstapel 12 automatisch auszugleichen und eine große Klemmlast mit einer kleinen Kraft bereitzustellen.
Die Abschlussplatte 14 ist an beiden Seiten des Brennstoffzellenstapels 12 angeordnet, und umfasst wie in 5 gezeigt einen Wasserstoffversorgungseinlass 16a, einen Luftversorgungseinlass 16b, einen Köhlmittelversorgungseinlass 16c, einen Köhlmittelauslass 16d, einen Luftauslass 16e, und einen Wasserstoffauslass 16f, welche dazu eingerichtet sind, an der Außenseite an einem oberen Endteil der Abschlussplatte 14 angeschlossen zu werden. Die Innenseite der Abschlussplatte 14 ist gradlinig in einer auf- und absteigenden Richtung ausgebildet, um nah an den beiden Seiten des Brennstoffzellenstapels 12 angehaftet zu werden, und die Außenfläche ist in einer ersten Schräge 18 mit einer bestimmten Neigung gebildet.
Aufgrund der ersten Schräge 18 weist die Abschlussplatte 14 eine Querschnittsfläche auf, welche fortschreitend von oben nach unten abnimmt.
Die schräge Vorrichtung 10 umfasst einen Gehäuseteil 20, welcher in der vertikalen Richtung gebildet ist, und eine Bodenplatte 22, welche ein unteres Ende des Gehäuseteils 20 verbindet und mit dem Gehäuseteil 20 einstückig ausgebildet ist.
Die Innenfläche des Gehäuseteils 20 umfasst insbesondere eine zweite Schräge 24, welche mit der ersten Schräge 18 der Abschlussplatte 14 in Flächenkontakt steht.
Wenn der Brennstoffzellenstapel 12 und die Abschlussplatte 14 in das Innere der schrägen Vorrichtung 10 mit einer Art Keilverbindung eingefügt werden, steht demzufolge die erste Schräge 18 der Abschlussplatte 14 in Oberflächenkontakt mit Bezug auf die zweite Schräge 24 des Gehäuseteils 20, um auf diese Weise den Brennstoffzellenstapel 12 und die Abschlussplatte 14 durch die schräge Vorrichtung 10 zu verbinden.
Das Prinzip, dass die Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine große Klemmlast mit einer kleinen Kraft bereitstellt, wird nun mit Bezug auf 4 wie folgt beschrieben.
Das Diagramm in 4 stellt eine Vergrößerung der Klemmlast mit Bezug auf die Last des Brennstoffzellenstapels 12 entsprechend der Neigung der ersten und zweiten Schrägen 18 und 24 dar. In der Gleichung aus 4, stellt R eine Abstoßungskraft der schrägen Vorrichtung dar, θ stellt eine Neigung der schrägen Vorrichtung dar, P stellt eine Last des Brennstoffzellenstapels 12 dar, und ϕ/2 stellt einen Eckwinkel der schrägen Vorrichtung dar, und k stellt ein Vielfaches dar, welches die Last des Brennstoffzellenstapels 12 als die Klemmlast des Brennstoffzellenstapels 12 ausdrückt.
Gemäß diesem Prinzip, wenn der Wert der schrägen Neigung θ der schrägen Vorrichtung 10 von 80° bis 85° reicht, weist k einen Wert auf, welcher von 3 bis 6 reicht, und somit kann der Brennstoffzellenstapel 12 mit einer Klemmlast entsprechend 3 bis 6 mal der Last des Brennstoffzellenstapels 12 montiert werden.
Gemäß der Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, können als Mittel zum Aufbringen der Last des Brennstoffzellenstapels 12, um in Richtung des Inneren des Brennstoffzellenstapels 12 zu wirken, erste und zweite einseitig gerichtete Laststeuerungsplatten 26 und 28 mit einer rechtwinkligen Plattenform jeweils mit der Oberseite und der Unterseite der Abschlussplatte 14 verbunden werden.
Wie in 7 ausführlicher gezeigt, kann die Last des Brennstoffzellenstapels 12 lediglich gegen das Innere davon einwirken, wenn ein erstes Verriegelungsmittel 32, welches an der äußeren Unterseite der ersten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte 26 gebildet ist, mit einem ersten Hakenmittel 30 in Eingriff steht, welches an der Oberseite der Abschlussplatte 14 gebildet ist, und dann die erste einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte 26 gegen das Innere des Brennstoffzellenstapels 12 gedrückt wird.
Wie in 6 gezeigt, kann in der gleichen Art und Weise die Last des Brennstoffzellenstapels 12 lediglich gegen die Innenseite davon mehr und mehr einwirken, wenn ein zweites Verriegelungsmittel 36, welches an der äußeren Oberseite der zweiten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte 28 gebildet ist, mit einem zweiten Hakenmittel 34 in Eingriff steht, welches an der Unterseite der Abschlussplatte 14 gebildet ist, und dann die erste einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte 26 gegen das Innere des Brennstoffzellenstapels 12 gedrückt wird.
Um die zweite einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte 28 zu verbinden, wird eine Durchgangsbohrung 46 an der Bodenplatte 22 der schrägen Vorrichtung 10 gebildet. Demzufol ge kann die zweite einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte 28 ohne Umstände mit der Unterseite der Abschlussplatte 14 verbunden werden, welche durch die Durchgangsbohrung freigelegt ist.
Indessen ist eine Vielzahl von Zylinderrollen 38a, 38b, 38c, 38d und 38e wie in 6 gezeigt an der zweiten Schräge 24 der schrägen Vorrichtung 10 befestigt. Wenn die Abschlussplatte 14 in die schräge Vorrichtung 10 mit einer Art Keilverbindung eingefügt wird, stehen die Zylinderrollen 38a, 38b, 38c, 38d und 38e mit der ersten Schräge 18 der Abschlussplatte 14 in Rollkontakt, um die Klemmlast gegen das Innere des Brennstoffzellenstapels 12 einfach zu übertragen.
Wie oberhalb beschrieben, ist es möglich, den Brennstoffzellenstapel 12 mit einer großen Klemmlast entsprechend k mal der Last des Brennstoffzellenstapels 12 zu verbinden, wenn die erste und zweite einseitig gerichtete Laststeuerungsplatte 26 und 28 gegen das Innere des Brennstoffzellenstapels 12 gedrückt werden, um das Brennstoffzellenstapelmodul mit einer gewünschten Klemmkraft zu verbinden, und dann eine Verschiebung des Brennstoffzellenstapels in Richtung der Erdanziehung unter Verwenden des Flächenkontakts gemäß der Neigung θ der ersten Schräge 18 der Abschlussplatte 14 und der zweiten Schräge 24 der schrägen Vorrichtung 10 erfolgt.
Außerdem ist es möglich, den konstant beizubehaltenden Anpressdruck in dem Brennstoffzellenstapel 12 durch einfaches Übertragen der Kraft entsprechend k mal der Last des Brennstoffzellenstapels 12 an das Brennstoffzellenstapelmodul durch die Zylinderrollen 38a, 38b, 38c, 38d und 38e automatisch auszugleichen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weist die vorliegende Erfindung ein typisches Merkmal auf, weil eine Last addierende Abdeckung 40 vorgesehen ist, mittels welcher der Brennstoffzellenstapel 12, die Abschlussplatte 14, und die schräge Vorrichtung 10 abdeckbar sind.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche die Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 9 zeigt eine Draufsicht davon, und 10 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B aus 8.
Die Last addierende Abdeckung 40 umfasst eine Deckplatte 42 und eine Seitenplatte 44. Die Deckplatte 42 deckt die Oberseite des Moduls des Brennstoffzellenstapels, die Abschlussplatte 14, und die schräge Vorrichtung 10 ab, und die Seitenplatten 44 decken die umlaufende Oberfläche des Brennstoffzellenstapelmoduls, die Abschlussplatte 14, und die schräge Vorrichtung 10 ab.
Eine Öffnung 39, durch die der Wasserstoffversorgungseinlass 16a, der Luftversorgungseinlass 16b, der Kühlmittelversorgungseinlass 16c, der Kühlmittelauslass 16d, der Luftauslass 16e, und der Wasserstoffauslass 16f der Abschlussplatte 14 zur Leitungsverlegung nach außen geführt sind, ist an der Deckplatte der Last addierende Abdeckung gebildet.
Außerdem ist die Seitenplatte der Last addierenden Abdeckung 40 an dem Gehäuseteil 20 der schrägen Vorrichtung 10 durch Abdeckungsbefestigungsschrauben 48a, 48b, 48c und 48d verbunden, um somit den Zustand beizubehalten, in dem die Last addierende Abdeckung 40 an dem Gehäuseteil 20 der schrägen Vorrichtung 10 befestigt ist.
Wenn die Last addierende Abdeckung 40 eingesetzt wird, werden demzufolge die Last und die Klemmkraft der Last addierenden Abdeckung 40 zu der Last des Brennstoffzellenstapelmoduls addiert, und somit der Klemmanpressdruck des Brennstoffzellenstapels 12 erhöht.
In Vorbereitung auf den Fall, in dem eine Abweichung des Anpressdrucks des Brennstoffzellenstapels 12 durch eine auf den Brennstoffzellenstapel 12 und die Abschlussplatte 14 einwirkende Vibration während des Betriebs des Brennstoffzellensystems verursacht werden kann, wird ein Vibration absorbierendes Material 50, mittels welchem Vibrationen absorbierbar sind, zwischen die Unterseite der Deckplatte 42 der Last addierenden Abdeckung 40 und der Oberseite des Brennstoffzellenstapelmoduls eingefügt.
Nachdem der Brennstoffzellenstapel 12 und die Abschlussplatte 14 in die schräge Vorrichtung 10 mittels einer Art Keilverbindung eingefügt sind, wird folglich die Last der Last addierenden Abdeckung 40 zu der des Brennstoffstapels dazu addiert, um eine gewünschte Klemmlast an das Innere des Brennstoffzellenstapels 12 bereitzustellen, und somit kann der Brennstoffzellenstapel 12 mit einem konstanten Anpressdruck, welcher automatisch ausgeglichen wird, montiert werden.
Wie oberhalb beschrieben stellt die vorliegende Erfindung Effekte einschließlich der folgenden bereit. Erstens, da die schräge Vorrichtung, welche an das Äußere des Brennstoffzellenstapels angelegt wird, eine Klemmlast mit einer kleinen Kraft bereitstellt, ist es möglich, den Brennstoffzellenstapel ohne die Verwendung von irgendeiner zusätzlichen Vorrichtung einfach in dem Brennstoffzellenstapelmodul zu verbinden, und ferner ist es möglich, den konstant beizubehaltenden Anpressdruck in dem Brennstoffzellenstapel automatisch auszugleichen. Darüber hinaus ist es möglich, den inneren Aufbau des Brennstoffzellenstapels zu vereinfachen, da ein elastischer Körper wie zum Beispiel eine Tellerfeder im Inneren des herkömmlichen Brennstoffzellenstapels nicht verwendet wird.
Die Erfindung würde ausführlich mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben. Jedoch ist für den Fachmann zu beachten, dass Änderungen bei diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung, und dem Umfang abzuweichen, welcher in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt ist.

Claims

Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung, aufweisend: eine Abschlussplatte mit einer Innenseite, welche in einer vertikalen Oberfläche gebildet ist, welche nah an beiden Seiten eines Brennstoffzellenmoduls und einer in einer ersten Schräge gebildeten Außenfläche angehaftet ist; eine schräge Vorrichtung, welche in Flächenberührung mit der ersten Schräge steht und die Abschlussplatte aufnimmt; und erste und zweite einseitig gerichtete Laststeuerungsplatten, welche jeweils mit der Oberseite und der Unterseite der Abschlussplatte verbunden sind, so dass die Last des Brennstoffzellenstapels lediglich gegen das Innere des Brennstoffzellenstapels einwirkt.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein erstes Hakenmittel an der Oberseite der Abschlussplatte gebildet ist, ein erstes Verriegelungsmittel, welches mit dem ersten Hakenmittel in Eingriff steht, an der äußeren Unterseite der ersten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte gebildet ist, ein zweites Hakenmittel an der Unterseite der Abschlussplatte gebildet ist, und eine zweites Verriegelungsmittel, welches mit dem zweiten Hakenmittel in Eingriff steht, an der äußeren Oberseite der zweiten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte gebildet ist.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Durchgangsloch zum Verbinden der zweiten einseitig gerichteten Laststeuerungsplatte an einer Bodenplatte der schrägen Vorrichtung gebildet ist.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Last addierende Abdeckung, umfassend eine Deckplatte zum Abdecken der Oberseite des Brennstoffzellenstapelmoduls, der Abschlussplatte, und der schrägen Vorrichtung, und eine Seitenplatte zum Abdecken der umlaufenden Oberfläche des Brennstoffzellenstapelmoduls, der Abschlussplatte, und der schrägen Vorrichtung.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Öffnung, durch welche ein Wasserstoffeinlass und Wasserstoffauslass und ein Lufteinlass und Luftauslass der Abschlussplatte nach außen geführt, an der Deckplatte der Last addierenden Abdeckung gebildet ist.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Seitenplatte der Last addierenden Abdeckung und ein Gehäuseteil der schrägen Vorrichtung durch Abdeckungsbefestigungsmittel verbunden sind.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Vibration absorbierendes Material zwischen der Unterseite der Deckplatte der Last addierenden Abdeckung und der Oberseite des Brennstoffzellenstapelmoduls angeordnet ist.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Zylinderrollen an der Innenseite des Gehäuseteils der schrägen Vorrichtung montiert sind.
Brennstoffzellenstapel-Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die schräge Vorrichtung einen Gehäuseteil umfasst, in dem eine zweite Schräge, welche in Flächenberührung mit der ersten Schräge der Abschlussplatte steht, an der Innenseite davon gebildet ist, und eine Bodenplatte zum einstückigen Verbinden des unteren Endes des Gehäuseteils umfasst.