FR3101485A3 - Appareil et procédé d’assemblage d’empilement de piles à combustibles - Google Patents

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Abstract

Appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible comprenant une base et un élément d’alignement d’empilement s’étendant globalement perpendiculairement à ladite base pour aligner des unités de pile à combustible ferritiques empilées contre celle-ci dans un ensemble d’empilement de piles à combustible, où chaque unité de pile à combustible comprend un premier élément d’alignement respectif présentant une forme complémentaire à celle dudit élément d’alignement d’empilement. D’autres éléments comportent une butée magnétique s’étendant globalement perpendiculairement à ladite base pour attirer la pluralité d’unités de pile à combustible vers l’élément d’alignement d’empilement, et un coulisseau d’alignement pouvant coulisser globalement perpendiculairement à ladite base pour aligner des unités de pile à combustible ferritiques empilées contre l’élément d’alignement d’empilement. Un procédé d’utilisation de l’appareil d’assemblage comprend l’empilement d’unités de pile à combustible les unes sur les autres sur la base avec leurs premiers éléments d’alignement respectifs contre l’élément d’alignement d’empilement, et attirées vers celui-ci grâce à la force magnétique de la butée magnétique. Figure 1

Description

Appareil et procédé d’assemblage d’empilement de piles à combustibles
PORTÉE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible et des procédés d’assemblage d’empilement de piles à combustible l’utilisant.
ARRIÈRE-PLAN DE L’INVENTION
Les enseignements sur des piles à combustible, des empilements de piles à combustible, des ensembles d’empilement de piles à combustible et des systèmes, agencements et procédés d’échange thermique sont bien connus et comportent les documents WO02/35628, WO03/075382, WO2004/089848, WO2005/078843, WO2006/079800, WO2006/106334, WO2007/085863, WO2007/110587, WO2008/001119, WO2008/003976, WO2008/015461, WO2008/053213, WO2008/104760, WO2008/132493, WO2009/090419, WO2010/020797, WO2010/061190, WO2015/004419, WO2015/136295, WO2016/124929, WO2016/124928, WO2016/128721 et WO2016/083780.
Des défis significatifs dans une conception mécanique, électrique et thermique sont rencontrés lors de la conception d’empilements SOFC (piles à combustible à oxyde solide), étant donné que les empilements doivent être en compression pour la connectivité électrique, l’étanchéité au gaz, et le maintien de l’intégrité structurale pour l’assemblage, le mouvement et le fonctionnement, ils subissent des cycles thermiques importants et doivent maintenir leur intégrité tout au long de leur durée de vie de fonctionnement.
Les ensembles d’empilement de piles à combustible à oxyde solide à support métallique comprennent généralement une plaque de base métallique, au moins un empilement de piles à combustible à oxyde solide monté sur la plaque de base, une plaque d’extrémité métallique, chaque au moins un empilement de piles à combustible étant agencé de manière à être monté entre la plaque de base et l’extrémité plaque, et (chaque au moins un empilement de piles à combustible) comprenant au moins une couche d’empilement de piles à combustible, chaque au moins une couche d’empilement de piles à combustible comprenant au moins une pile à combustible et au moins un joint de compression électriquement isolant. Les couches d’empilement de piles à combustible individuelles peuvent également être appelées « unités de pile à combustible ».
Dans l’art antérieur, de tels composants de pile à combustible à oxyde solide d’ensembles d’empilement de piles à combustible à oxyde solide (SOFC) à support métallique sont souvent maintenus en compression avec l’utilisation de multiples tirants partant de la plaque de base, à travers des trous de guidage dans l’au au moins un empilement de piles à combustible et à travers la plaque d’extrémité où ils sont fixés avec des écrous de blocage.
En raison de la proximité des tirants aux bords des trous de guidage (c’est-à-dire aux bords des composants métalliques qui définissent les trous de guidage dans l’au moins un empilement de piles à combustible), un examen minutieux de la conception est nécessaire car il existe un risque de court-circuit entre les tirants et l’empilement lorsque les composants se dilatent à des températures élevées dans une atmosphère potentiellement mixte impliquant de la vapeur, des hydrocarbures ayant réagi et n’ayant pas réagi et de l’air.
Pendant la fabrication de l’ensemble d’empilement de piles à combustible, des barres d’assemblage (ayant un diamètre plus grand que celui des tirants) sont insérées à travers les trous de guidage dans l’au moins un empilement de piles à combustible pour réaliser l’alignement des piles à combustible tandis que l’empilement est d’abord assemblé. Les barres d’assemblage sont ensuite retirées et remplacées par les tirants qui ont un diamètre plus petit que celui des barres d’assemblage. La plaque d’extrémité est ensuite ajoutée à la partie supérieure de l’au moins un empilement de piles à combustible, et des moyens de compression sont utilisés pour comprimer l’ensemble d’empilement de piles à combustible. Avec l’ensemble d’empilement de piles à combustible comprimé, des écrous de blocage sont ensuite ajoutés. La charge de compression est ensuite retirée de l’empilement, laissant les tirants pour maintenir la compression de l’empilement. Le maintien de la charge de compression sur la plage de température de fonctionnement de l’empilement de piles à combustible peut être un défi en fonction de la charge de compression requise, du nombre de couches d’empilement de piles à combustible - et donc de la longueur de tirant, et des matériaux appropriés pour fabriquer le tirant à partir de ceux-ci. Le fait d’avoir des tirants de conception différente pour différentes conceptions d’empilement peut ajouter de la complexité et des coûts.
Les tirants s’ajoutent également à la masse thermique de l’ensemble d’empilement de piles à combustible et prennent de l’espace dans les unités de pile à combustible qui pourrait autrement être utilisé.
Il est également hautement souhaitable d’améliorer le processus d’assemblage d’empilement de piles à combustible, par exemple le rendant plus modulaire, plus simple, standardisé et/ou d’automatiser le processus.
Les documents EP1689015B1, JP2000048849A (JP19980217090), JP2006147232 (JP2004333056) JP2008059875A (JP20060234743), JP2008123760A (JP20060304394), JP2010113997A (JP20080286772), JP2012069333A (JP20100212139), US7794890B2, US8663865B2, et US8722275B2 divulguent des aspects de processus d’assemblage d’empilement de piles à combustible.
La présente invention cherche à remédier à un ou plusieurs des inconvénients connus.
Selon un premier aspect de la présente invention, il est prévu un appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible comprenant :
(i) une base ; et,
(ii) un élément d’alignement d’empilement s’étendant globalement perpendiculairement à la base pour aligner une pluralité d’unités de pile à combustible ferritiques empilées contre celle-ci dans un ensemble d’empilement de piles à combustible, où chaque unité de pile à combustible comprend un premier élément d’alignement respectif présentant une forme complémentaire à celle de l’élément d’alignement d’empilement ; et,
(iii) au moins une butée magnétique s’étendant globalement perpendiculairement à la base pour attirer la pluralité d’unités de pile à combustible vers l’élément d’alignement d’empilement.
Lors de l’utilisation, l’ensemble d’empilement de piles à combustible (incorporant au moins un empilement de piles à combustible) est formé (assemblé) sur l’appareil d’assemblage, avec le premier élément d’alignement des unités de pile à combustible aligné avec (par exemple, accouplé avec) l’élément d’alignement d’empilement complémentaire de l’appareil d’assemblage.
La base de l’appareil d’assemblage peut, par exemple, se présenter sous la forme d’une plaque de base.
L’ensemble d’empilement de piles à combustible peut par exemple comprendre une plaque de base d’empilement de piles à combustible et une plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible. Des moyens d’alignement pour l’une de la plaque de base d’empilement de piles à combustible et de la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible ou les deux peuvent être prévus. Dans certains modes de réalisation, au moins l’une de la plaque de base d’empilement de piles à combustible et de la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible comprend un élément d’alignement présentant une forme complémentaire à celle de l’élément d’alignement d’empilement. Dans d’autres modes de réalisation, d’autres moyens d’alignement sont prévus pour la plaque de base d’empilement de piles à combustible et/ou la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible.
L’élément d’alignement d’empilement peut comprendre un bloc d’alignement. Par exemple, il comprend un premier organe d’alignement et un deuxième organe d’alignement. Chacun des premier et deuxième organes d’alignement de l’élément d’alignement d’empilement peut comprendre une saillie. Ainsi, les saillies des premier et deuxième organes d’alignement peuvent s’accoupler avec le premier élément d’alignement (de chaque unité de pile à combustible).
Les unités de pile à combustible ferritiques peuvent être fabriquées à partir d’un métal ferromagnétique, tel qu’un acier ferritique ou un acier inoxydable ferritique. La présente invention peut s’appliquer à des unités de pile à combustible à support métallique telles que des unités de pile à combustible à oxyde solide à support métallique.
Au moins une butée magnétique peut comprendre au moins deux blocs de butée magnétique. Chaque bloc de butée magnétique peut définir une face avant qui est positionnée pour, en utilisation, venir en butée contre les unités de pile à combustible ferritiques lorsque leur premier élément d’alignement est aligné avec (par exemple accouplé avec) l’élément d’alignement d’empilement complémentaire.
L’appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible peut en outre comprendre une plaque arrière fixée à la base. L’au moins une butée magnétique peut être montée sur la plaque arrière.
L’au moins une butée magnétique peut être activée pour exercer sélectivement une force d’alignement magnétique sur la pluralité d’unités de pile à combustible. Par exemple, l’au moins une butée magnétique peut être actionnée pour commuter entre un premier état « marche » dans lequel (en utilisation) les unités de pile à combustible sont attirées (vers l’au moins une butée magnétique), et un deuxième état « arrêt » dans lequel il y a (en utilisation) une attraction réduite des unités de pile à combustible vers l’au moins une butée magnétique.
Dans certains modes de réalisation, l’au moins une butée magnétique est un aimant permanent qui peut être activé en modifiant sa position ou son orientation. Dans d’autres modes de réalisation, l’au moins une butée magnétique est un aimant qui peut être activé par le fonctionnement d’un courant électrique, éventuellement choisi parmi un électroaimant, un aimant électropermanent ou un autre dispositif magnétique permanent commutable.
Dans certains modes de réalisation, l’au moins une butée magnétique comprend une tige rotative qui peut tourner autour de son axe longitudinal qui s’étend globalement perpendiculairement à la base de l’appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible. L’axe magnétique (nord-sud) de la tige peut être globalement perpendiculaire à l’axe longitudinal de la tige rotative. Dans un mode de réalisation, à l’état « marche », l’axe magnétique (nord-sud) de l’au moins une butée magnétique peut être globalement, en utilisation, perpendiculaire à l’axe longitudinal des unités de pile à combustible (c’est-à-dire l’axe longitudinal de la base). Dans l’état « arrêt », l’axe magnétique (nord-sud) de l’au moins une butée magnétique peut être globalement parallèle à l’axe longitudinal des unités de pile à combustible (c’est-à-dire l’axe longitudinal de la base).
Dans un autre mode de réalisation, un courant électrique peut être fourni à des électroaimants pour les mettre à l’état « marche », et le courant électrique peut être coupé pour les mettre à l’état « arrêt ».
Dans d’autres modes de réalisation, des agencements d’aimants tels que des aimants électropermanents (EPM) peuvent être utilisés. Dans d’autres modes de réalisation, des bases magnétiques peuvent être utilisées. Dans d’autres modes de réalisation, des dispositifs magnétiques permanents commutables tels que ceux du document US7012495 peuvent être utilisés.
Ainsi, en utilisation, les unités de pile à combustible peuvent être attirées (c’est-à-dire sont poussées vers) l’au moins une butée magnétique lorsqu’elles sont à l’état « marche ».
Inversement, lorsque l’au moins une butée magnétique est dans l’état « arrêt », l’attraction en utilisation des unités de pile à combustible vers l’au moins une butée magnétique est réduite.
Ainsi, lorsque l’au moins une butée magnétique comprend des aimants permanents, les blocs de butée magnétique peuvent être actionnés entre (c’est-à-dire sont actionnables entre ou commutables entre) :
(i) un premier état « marche » (une première position) dans lequel l’axe magnétique (nord-sud) de l’au moins une butée magnétique peut être globalement perpendiculaire à l’axe longitudinal de la base de l’appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible, et
(ii) un deuxième état « arrêt » (une deuxième position) dans lequel l’axe magnétique (nord-sud) de leurs aimants peut être globalement parallèle à l’axe longitudinal de la base de l’appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible.
Avec l’au moins une butée magnétique commutable entre des premier/première et deuxième états/positions (« marche » et « arrêt »), elle peut être placée dans la position (ou état) « marche » pendant l’assemblage afin d’aider à la localisation/au positionnement des unités de pile à combustible et des collecteurs de courant, les attirant (poussant) vers eux-mêmes et l’élément d’alignement d’empilement. Lorsque l’alignement des unités de pile à combustible est terminé, l’au moins une butée magnétique peut être placée ou commutée dans la position ou dans l’état « arrêt ».
L’élément d’alignement d’empilement peut comprendre un élément mâle pour l’engagement avec un premier élément d’alignement de forme femelle (c’est-à-dire que le premier élément d’alignement complémentaire est de forme femelle). Le premier élément d’alignement se présente sous la forme d’une encoche ou d’un évidement.
Dans certains modes de réalisation, l’élément d’alignement d’empilement peut comprendre un mécanisme de déploiement et/ou un mécanisme rotatif adapté pour se déplacer vers l’extérieur à l’intérieur du premier élément d’alignement de la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci. Ainsi, l’ajustement entre le premier élément d’alignement des unités de pile à combustible et l’élément d’alignement d’empilement peut être tel que l’assemblage peut être réalisé facilement et rapidement, en particulier par un appareil d’assemblage automatisé tel qu’un robot d’assemblage. Lorsque cet assemblage initial a été préformé, le mécanisme de déploiement peut être actionné pour se déployer dans le premier élément d’alignement des unités de pile à combustible, provoquant un alignement amélioré.
Dans certains modes de réalisation, l’élément d’alignement d’empilement peut comprendre deux organes allongés s’étendant globalement perpendiculairement à la base dont au moins l’un est rotatif et/ou déployable en s’écartant de l’autre. Cela peut par exemple être utilisé pour obtenir un alignement supplémentaire pendant la compression des unités de pile à combustible ou de l’ensemble d’empilement de piles à combustible.
Par exemple, le mécanisme de déploiement peut comprendre un organe de déploiement comprenant un organe rotatif, par exemple un organe d’alignement rotatif ou une saillie d’alignement rotative. Par exemple, lorsque l’élément d’alignement d’empilement comprend un bloc d’alignement comprenant des premier et deuxième organes d’alignement, l’un des premier et deuxième organes d’alignement peut être rotatif.
Dans certains modes de réalisation, l’appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible peut en outre comprendre un coulisseau d’alignement monté pour un mouvement coulissant globalement perpendiculaire à la base contre la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci. En particulier, le coulisseau d’alignement peut être monté pour un mouvement coulissant le long de l’élément d’alignement d’empilement, éventuellement dans l’espace défini entre celui-ci et les premiers éléments d’alignement respectifs adjacents de la pluralité d’unités de pile à combustible.
Ainsi, après que les unités de pile à combustible ont été placées sur l’appareil d’assemblage avec le premier élément d’alignement des unités de pile à combustible aligné avec l’élément d’alignement d’empilement, un alignement supplémentaire peut être effectué en utilisant le coulisseau d’alignement. Avec l’au moins une butée magnétique attirant (poussant) les unités de pile à combustible, le mouvement du coulisseau d’alignement le long de l’élément d’alignement d’empilement peut entraîner l’éloignement des unités de pile à combustible de l’élément d’alignement d’empilement et de la butée magnétique. Cependant, ce mouvement peut rencontrer une résistance par l’attraction entre la butée magnétique et les unités de pile à combustible, limitant le mouvement des unités de pile à combustible et permettant d’obtenir un alignement amélioré des unités de pile à combustible.
Dans des modes de réalisation comprenant des premier et deuxième organes d’alignement, le coulisseau d’alignement peut être déplacé en coulissement (par exemple le long d’une patte de support) entre les premier et deuxième organes d’alignement, par exemple entre les saillies des premier et deuxième organes d’alignement. Un canal peut être défini entre les premier et deuxième organes d’alignement, par exemple entre leurs saillies. Le coulisseau d’alignement peut se déplacer le long du canal. Le coulisseau d’alignement peut comprendre une saillie avant, par exemple un organe avant définissant une face d’alignement, qui en utilisation s’étend vers l’avant de l’élément d’alignement d’empilement vers le premier élément d’alignement de la pluralité d’unités de pile à combustible lorsqu’elles sont alignées les unes avec les autres.
Dans des modes de réalisation comprenant à la fois un mécanisme de déploiement (et/ou un mécanisme rotatif) et un coulisseau d’alignement, le mécanisme de déploiement (et/ou le mécanisme rotatif) peut être actionné avant l’utilisation du coulisseau d’alignement. En variante, il peut être actionné après que l’étape d’alignement supplémentaire (ci-dessus) a été effectuée en utilisant le coulisseau d’alignement.
Dans certains modes de réalisation, le coulisseau d’alignement comprend un organe de déploiement. Le coulisseau d’alignement peut comprendre un organe rotatif, tel qu’un organe d’alignement rotatif ou une saillie d’alignement rotative. Le coulisseau d’alignement peut comprendre des premier et deuxième organes avant définissant une face d’alignement qui, en utilisation, s’étend vers l’avant de l’élément d’alignement d’empilement vers le premier élément d’alignement de la pluralité d’unités de pile à combustible lorsqu’elles sont alignées les unes avec les autres. L’un des premier et deuxième organes avant peut être rotatif.
Ainsi, l’organe de déploiement du coulisseau d’alignement peut être actionné pour exercer une force sur le premier élément d’alignement des unités de pile à combustible, améliorant ainsi l’alignement des unités de pile à combustible individuelles.
Dans certains modes de réalisation, l’appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible comprend en outre un coulisseau magnétique monté pour un mouvement coulissant globalement perpendiculaire à la base contre la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci, et éventuellement monté (par exemple contre des côtés opposés de la pluralité d’unités de pile à combustible) de manière à exercer une force magnétique agissant perpendiculairement à la force magnétique de l’au moins une butée magnétique.
Le mécanisme de déploiement et l’organe de déploiement de coulisseau d’alignement peuvent être utilisés lors de l’assemblage d’empilements de piles à combustible de grande taille. Ainsi, l’un d’entre eux ou les deux peut/peuvent être prévu(s) pour un appareil d’assemblage qui est dimensionné pour l’assemblage d’ensembles d’empilement de piles à combustible comprenant au moins 50, au moins 75 ou au moins 100 unités de pile à combustible.
Dans des modes de réalisation comprenant un coulisseau d’alignement ou un coulisseau d’alignement magnétique, le coulisseau d’alignement et/ou le coulisseau magnétique peut/peuvent être monté(s) en coulissement sur un rail et supporté(s) par un mécanisme à ressort fournissant une force de rappel vers le haut.
Dans certains modes de réalisation de la présente invention, un organe de guidage est prévu sur la base, ou s’étendant à l’écart de celle-ci, pour aider au positionnement de la pluralité d’unités de pile à combustible. Cela peut être utile lors de l’assemblage, de la compression et/ou du retrait.
Un deuxième aspect de la présente invention fournit un appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible comprenant :
(i) une base ; et,
(ii) un élément d’alignement d’empilement s’étendant globalement perpendiculairement à la base pour aligner une pluralité d’unités de pile à combustible ferritiques empilées contre elle dans un ensemble d’empilement de piles à combustible, où chaque unité de pile à combustible comprend un premier élément d’alignement respectif présentant une forme complémentaire à celle de l’élément d’alignement d’empilement ; et,
(iii) un coulisseau d’alignement pouvant coulisser globalement perpendiculairement à la base pour aligner une pluralité d’unités de pile à combustible ferritiques empilées contre l’élément d’alignement d’empilement.
Un troisième aspect de la présente invention fournit un procédé de fabrication d’un ensemble d’empilement de piles à combustible utilisant un appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible selon le premier ou le deuxième aspect de la présente invention, dans lequel le procédé comprend les étapes consistant :
(i) à empiler une pluralité d’unités de pile à combustible, et des composants supplémentaires facultatifs, les uns sur les autres sur la base avec leurs premiers éléments d’alignement respectifs contre l’élément d’alignement d’empilement, et attirés vers celui-ci grâce à la force magnétique de l’au moins une butée magnétique ;
(ii) et éventuellement, dans le cas d’un appareil dans lequel l’élément d’alignement d’empilement comprend un mécanisme de déploiement et/ou un mécanisme rotatif, à effectuer une étape d’alignement supplémentaire en déplaçant le mécanisme de déploiement et/ou le mécanisme rotatif vers l’extérieur à l’intérieur du premier élément d’alignement de la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci ;
(iii) et éventuellement, dans le cas d’un appareil comprenant en outre un coulisseau d’alignement et/ou un coulisseau magnétique, à effectuer une étape d’alignement supplémentaire en faisant glisser le coulisseau d’alignement et/ou le coulisseau magnétique contre la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci.
Dans certains modes de réalisation, le procédé comprend les étapes consistant :
(a) à positionner les uns sur les autres sur la base d’assemblage :
(1) un premier organe de compression,
(2) une plaque de base d’empilement de piles à combustible, et
(3) la pluralité d’unités de pile à combustible,
où le premier élément d’alignement de chacune de la pluralité d’unités de pile à combustible est aligné avec l’élément d’alignement d’empilement ;
(b) à positionner les uns sur les autres sur la pluralité d’unités de pile à combustible :
(1) une plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible, et
(2) un deuxième organe de compression ; et
(c) à appliquer une force de compression à travers le premier organe de compression et le deuxième organe de compression (c’est-à-dire appliquer une charge de compression sur la plaque de base d’empilement de piles à combustible, la pluralité d’unités de pile à combustible et la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible) en utilisant un moyen de compression.
Dans des modes de réalisation où l’élément d’alignement d’empilement comprend un mécanisme de déploiement et/ou un mécanisme rotatif, l’étape d’alignement supplémentaire peut être effectuée avant l’étape (c). Dans certains modes de réalisation, elle est effectuée entre les étapes (a) et (b).
De même, dans des modes de réalisation où l’appareil comprend en outre un coulisseau d’alignement et/ou un coulisseau magnétique, l’étape d’alignement supplémentaire peut être effectuée avant l’étape (c). Dans certains modes de réalisation, elle est effectuée entre les étapes (a) et (b).
Dans certains modes de réalisation où l’appareil d’assemblage comprend un coulisseau d’alignement (ou un coulisseau magnétique), il est glissé d’une première position au-dessus du premier organe de compression, de la plaque de base d’empilement de piles à combustible et de la pluralité d’unités de pile à combustible à une deuxième position adjacente à et en butée contre la pluralité d’unités de pile à combustible.
Dans certains modes de réalisation, l’au moins une butée magnétique peut être activée et la force d’alignement magnétique est exercée de manière sélective pendant une étape d’assemblage et une étape de compression ultérieure, mais pas pendant une étape finale de retrait.
L’au moins une butée magnétique peut être actionnée pour commuter entre un premier état « marche » dans lequel (en utilisation) les unités de pile à combustible sont attirées vers l’au moins une butée magnétique, et un deuxième état « arrêt » dans lequel il y a (en utilisation) une attraction réduite des unités de pile à combustible vers l’au moins une butée magnétique.
Dans certains modes de réalisation, avant l’étape (a), l’au moins une butée magnétique est actionnée ou commutée dans le premier état (« marche »). L’étape (a) peut être effectuée avec l’au moins une butée magnétique dans le premier état (« marche »). Après l’étape (c), l’au moins une butée magnétique peut être actionnée ou commutée dans le deuxième état « arrêt ».
L’étape (a) peut comprendre le placement des divers composants les uns sur les autres et leur alignement avec (leur alignement en utilisant) l’élément d’alignement d’empilement.
Le moyen de compression peut être fixé sur, à ou entre le premier organe de compression et le deuxième organe de compression, et une force de compression étant appliquée en utilisant le moyen de compression. Dans certains modes de réalisation, le moyen de compression comprend une pluralité de tiges filetées qui sont fixées entre le premier organe de compression et le deuxième organe de compression, la force de compression étant appliquée en serrant un écrou de retenue. L’écrou de retenue peut être serré de sorte qu’une force de compression souhaitée soit appliquée. Au moins une tige filetée peut être fixée au niveau d’une première extrémité au premier organe de compression, et passe à travers le deuxième organe de compression, et un écrou de retenue est fixé au niveau d’une deuxième extrémité de la tige filetée et serré de manière à appliquer une force de compression entre le premier organe de compression et le deuxième organe de compression.
Dans d’autres modes de réalisation, le moyen de compression comprend un dispositif de compression et des moyens de retenue, le dispositif de compression étant utilisé pour effectuer une compression souhaitée (c’est-à-dire exercer une force de compression souhaitée à travers les premier et deuxième organes de compression), et les moyens de retenue étant configurés de sorte que lors de retrait du dispositif de compression, la force de compression appliquée à travers le premier organe de compression et le deuxième organe de compression soit maintenue par des forces de traction dans les moyens de retenue.
Ainsi, dans certains modes de réalisation, l’étape (c) comprend le fait :
(i) d’appliquer une force de compression à travers le premier organe de compression et le deuxième organe de compression en utilisant un dispositif de compression ; et
(ii) de fixer des moyens de retenue sur, à ou entre le premier organe de compression et le deuxième organe de compression, les moyens de retenue étant configurés de sorte que lors du retrait du moyen de compression, la force de compression appliquée à travers le premier organe de compression et le deuxième organe de compression soit maintenue par des forces de traction dans les moyens de retenue.
Lorsqu’un dispositif de compression et des moyens de retenue sont utilisés, l’étape (c) peut comprendre en outre le fait :
(iii) de retirer le dispositif de compression.
Ainsi, une charge de compression peut être exercée sur la pluralité d’unités de pile à combustible.
Ainsi, le produit final peut être l’ensemble d’empilement de piles à combustible retenu entre les premier et deuxième organes de compression. Dans un tel état, il convient alors au stockage, au déplacement ou à des étapes de fabrication supplémentaires telles qu’une compression supplémentaire et la fixation d’une jupe ou d’organes de jupe à la plaque de base d’empilement de piles à combustible et à la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible pour contenir l’empilement de piles à combustible, et maintenir les forces de compression appliquées à travers le premier organe de compression et le deuxième organe de compression par l’intermédiaire de forces de traction dans la jupe. À un tel stade, les moyens de retenue et les premier et deuxième organes de compression peuvent être retirés.
L’ensemble d’empilement de piles à combustible peut en outre comprendre au moins deux collecteurs de courant, par exemple une plaque de prise de puissance négative et une plaque de prise de puissance positive. Ainsi, à l’étape (a), un collecteur de courant peut être aligné entre la plaque de base d’empilement de piles à combustible et la pluralité d’unités de pile à combustible, et un collecteur de courant peut être aligné entre la pluralité d’unités de pile à combustible et la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible.
Au moins l’une de la plaque de base d’empilement de piles à combustible et de la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible peut comprendre le premier élément d’alignement.
L’élément d’alignement d’empilement peut entrer en contact soit avec la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible, soit avec le deuxième organe de compression. Ainsi, dans des modes de réalisation comprenant un coulisseau d’alignement ou un coulisseau magnétique, le mouvement du coulisseau d’alignement ou du coulisseau magnétique peut être effectué en plaçant la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible et le deuxième organe de compression au-dessus de l’organe d’alignement, et en les déplaçant vers le bas vers les unités de pile à combustible. Le mouvement vers le bas de la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible et du deuxième organe de compression peut alors être poursuivi de sorte qu’ils soient positionnés l’un(e) sur l’autre sur la pluralité d’unités de pile à combustible. Une force de compression peut alors être exercée.
Référence sera maintenant faite en détail à des modes de réalisation de l’invention, dont un ou plusieurs exemple(s) est/sont présenté(s) ci-dessous. Chaque exemple est fourni à titre d’explication de l’invention et non de limitation de l’invention.
DESCRIPTION DES DESSINS
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement.
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement de la Figure 1 avec une plaque de base de compression.
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement de la Figure 2 avec une plaque de base d’empilement de piles à combustible.
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement de la Figure 3 avec un empilement de piles à combustible et une plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible.
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement de la Figure 4 avec une plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible et des moyens de compression.
est une vue en perspective d’une plaque de base de compression avec des plaques latérales en forme de L fixées.
est une vue en perspective d’un deuxième appareil d’alignement.
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement de la Figure 7 avec une plaque de base de compression et une plaque de base d’empilement de piles à combustible.
est une vue de dessus de l’appareil d’alignement de la Figure 8.
est une vue de dessus de l’appareil d’alignement de la Figure 9 avec une unité de pile à combustible.
est une vue en perspective de l’appareil d’alignement de la Figure 10.
est une vue latérale de l’appareil d’alignement de la Figure 10.
est une vue en perspective d’une section de l’appareil d’alignement de la Figure 9.
est une vue en coupe partielle de la Figure 13.
est une vue en coupe partielle de la Figure 13 et du fonctionnement d’un organe de déploiement (un élément de poussée).
est une vue en perspective de la Figure 7 et du fonctionnement d’un organe de déploiement (une porte rotative).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Diverses modifications et variations peuvent être apportées à la présente invention sans sortir de la portée des revendications.
D’autres objets, caractéristiques et aspects de la présente invention sont divulgués dans le reste de la spécification. Ce qui suit est une description de modes de réalisation exemplaires uniquement et n’est pas censé limiter les aspects plus larges de la présente invention.
Mode de réalisation 1
La Figure 1 montre un gabarit d’assemblage 30 comprenant une plaque arrière 31, une plaque de base 32 et une patte de support 33 fixée à la fois à la plaque arrière 31 et à la plaque de base 32 pour maintenir la plaque arrière 31 essentiellement verticale par rapport à la plaque de base 32. Des rails de guidage 36a, 36b, 36c sont disposés sur la plaque arrière 31, chaque rail de guidage 36a, 36b, 36c ayant un chariot de rail correspondant 37a, 37b, 37c, monté en coulissement pour se déplacer le long de chaque rail de guidage respectif 36a, 36b, 36c. Le rail de guidage 36c est positionné essentiellement verticalement et fixé au centre de la plaque arrière 31, et les rails de guidage 36a, 36b sont positionnés essentiellement verticalement et fixés à la plaque arrière 31 vers les bords latéraux entre le rail de guidage 36c et les bords de la plaque arrière 31. Des coulisseaux magnétiques 45a, 45b sont fixés à des chariots de rail respectifs 37a, 37b, et des aimants 47a, 47b sont fixés à des coulisseaux magnétiques respectifs 45a, 45b. Un coulisseau d’alignement 35 est fixé au chariot de rail 37c, qui à son tour, est monté en coulissement pour se déplacer le long du rail de guidage 36c. Des pattes de suspension 38a, 38b, 38c sont fixées sur les rails de guidage 36a, 36b, 36c au niveau des bords supérieurs. Un ressort d’extension 39a, 39b est fixé entre le bord supérieur de chaque patte de suspension 38a, 38b et chaque coulisseau magnétique respectif 45a, 45b. Un ressort d’extension 39c est fixé entre le bord supérieur de la patte de suspension 38c et le coulisseau d’alignement 35.
La force de tension des ressorts d’extension 39a, 39b, 39c garantit que les coulisseaux magnétiques 45a, 45b et le coulisseau d’alignement 35 sont maintenus vers la partie supérieure des rails de guidage 36a, 36b, 36c jusqu’à ce qu’une force dirigée vers le bas soit exercée sur eux.
Le bloc d’alignement 34 est fixé à la plaque arrière 31 et positionné sur le rail de guidage 37c, et comprend des premier et deuxième organes d’alignement respectifs 34a, 34b. Les premier et deuxième organes d’alignement 34a, 34b comprennent des saillies respectives 50a, 50b. Chaque saillie 50a, 50b a une face avant 67, une face externe 68 et une face interne 68a. Un canal 51 est défini par la distance entre les faces internes 68a des saillies 50a, 50b.
Le coulisseau d’alignement 35 est conformé pour s’étendre à travers le canal 51 et a une face d’alignement orientée vers l’avant 66 de largeur supérieure à celle du canal 51, et correspondant à la largeur des encoches 1a des unités de pile à combustible (comme le montre la Figure 11 ci-dessous) et des encoches des collecteurs de courant 75a, 75b, voir la Figure 4 (ci-dessous).
Des blocs de butée magnétique 43a, 43b sont fixés à la plaque arrière 31 et disposés entre le bloc d’alignement 34 et un rail de guidage respectif 36a, 36b. Chaque bloc de butée magnétique 43a, 43b comprend une surface de butée avant 81a, 81b et une tige magnétique 42a, 42b. Chaque tige magnétique 42a, 42b est maintenue essentiellement verticalement et peut tourner axialement par le mouvement d’une liaison respective 41a, 41b. Chaque liaison 41a, 41b est fixée au-dessus de la tige magnétique respective 42a, 42b et s’étend vers l’arrière à travers une fente 44 dans la plaque arrière de gabarit d’assemblage 31. À l’arrière de la plaque arrière de gabarit d’assemblage 31, un levier 40 est fixé aux liaisons 41a, 41b et peut être déplacé pour faire tourner les tiges magnétiques 42a, 42b.
Chaque bloc de butée magnétique 43a, 43b comprend une partie étagée conformée pour définir un évidement 52a, 52b au niveau des bords inférieurs du bloc de butée 43a, 43b. La surface de butée avant 82a, 82b de l’évidement est plus en arrière que la surface de butée avant 81a, 81b du bloc de butée magnétique 43a, 43b.
Comme le montre la Figure 4, un ensemble d’empilement de piles à combustible à oxyde solide 100 à support métallique comprend une plaque de base d’empilement de piles à combustible métallique 73, une plaque d’extrémité métallique 79 et un empilement de piles à combustible 80 disposé entre la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73 et la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79. Des joints isolants en Thermiculite® 77 sont présents entre l’empilement de piles à combustible 80 et la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73 (Figure 9), et entre l’empilement de piles à combustible 80 et la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79. L’empilement de piles à combustible 80 comprend au moins deux unités de pile à combustible 1. Des joints isolants sont disposés entre chaque unité de pile à combustible 1, spécifiquement autour des orifices d’entrée/sortie de combustible situés à chaque coin ou les unités de pile à combustible 1.
Un ensemble d’empilement de piles à combustible à oxyde solide 100 à support métallique est assemblé en utilisant le gabarit d’assemblage 30. Dans une première étape (Figure 2), une plaque de base de compression 70 est placée sur la plaque de base de gabarit d’assemblage 32 et positionnée de sorte qu’elle vienne en butée contre les évidements 52a, 52b des blocs de butée magnétique 43a, 43b. La plaque de base de compression 70 a un rebord 70a s’étendant autour du périmètre de la surface supérieure 70b, et quatre saillies filetées femelles 70c, dont chacune définit un trou de barre d’assemblage 71 pour recevoir une barre d’assemblage 72.
Comme on le voit sur la Figure 3, la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73 (fabriquée en acier inoxydable ferritique) est placée sur la surface supérieure 70b de la plaque de base de compression 70, en accouplement avec le rebord 70a pour assurer un positionnement relatif correct. Une découpe 74 (qui définit une encoche) de la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73 est alignée avec les premier et deuxième organes d’alignement 34a, 34b du bloc d’alignement 34. Cela réalise un alignement initial de la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73 (et donc également de la plaque de base de compression 70).
Comme on le voit sur la Figure 4, une couche de joint en Thermiculite® 77 (un joint de compression électriquement isolant) est ensuite placée au-dessus de la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73 pour fournir une isolation thermique et électrique. Un collecteur de courant 75a (une plaque de prise de puissance négative ; fabriquée en acier inoxydable ferritique) est ensuite placé sur le dessus. Le collecteur de courant 75a comprend une encoche (non montrée) qui est alignée avec les premier et deuxième organes d’alignement 34a, 34b.
Pour aider davantage à l’alignement, le collecteur de courant 75a vient en butée contre (et est attiré vers) les blocs de butée magnétique 43a, 43b, le maintenant en place. À ce stade, le levier 40 est positionné de sorte que les liaisons 41a, 41b orientent les tiges magnétiques 42a, 42b vers une position « marche » dans laquelle l’axe magnétique (nord-sud) des tiges magnétiques 42a, 42b est globalement perpendiculaire à l’axe longitudinal de la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73, c’est-à-dire le collecteur de courant 75a, est attiré vers les blocs de butée magnétique 43a, 43b.
Une première unité de pile à combustible 1 est alors placée au-dessus du collecteur de courant 75a. L’unité de pile à combustible 1 est une unité de pile à combustible à oxyde solide préfabriquée et comprend (dans l’ordre) les couches suivantes : un substrat métallique, une entretoise métallique et une plaque d’interconnexion métallique, tous réalisés en acier inoxydable ferritique. Une pile à combustible est disposée sur la surface externe du substrat métallique.
L’unité de pile à combustible 1 a une encoche 1a (Figure 11) qui s’accouple avec (est alignée avec) les premier et deuxième organes d’alignement 34a, 34b du bloc d’alignement 34. Le bord extérieur longitudinal 1b de l’unité de pile à combustible 1 vient en butée contre (et est attiré vers) les blocs de butée magnétique 43a, 43b, en les maintenant en place. Des joints en Thermiculite® sont ensuite placés au-dessus de la première unité de pile à combustible (c’est-à-dire au-dessus de la couche de plaque d’interconnexion métallique). Une deuxième unité de pile à combustible 1 est ensuite placée sur le dessus et positionnée de la même manière dont la première unité de pile à combustible 1, et des joints en Thermiculite® sont placés sur le dessus. Le processus est ensuite répété de manière appropriée pour donner le nombre total souhaité de couches d’unités de pile à combustible 1 dans l’empilement de piles à combustible 80. Un collecteur de courant 75b (une plaque de prise de puissance positive ; fabriquée en acier inoxydable ferritique) est ensuite placé sur le dessus. Le collecteur de courant 75b comprend une encoche (non montrée) qui est alignée avec les premier et deuxième organes d’alignement 34a, 34b. Une couche de joint en Thermiculite® 77 (un joint de compression électriquement isolant) est ensuite placée au-dessus du collecteur de courant 75b pour fournir une isolation thermique et électrique. À ce stade, l’empilement de piles à combustible 80 est formé. La hauteur totale de l’empilement de piles à combustible 80 (plus la couche de joint 77 et le collecteur de courant 75b) est supérieure à celle du bloc d’alignement 34 et des socles magnétiques 43a, 43b, c’est-à-dire qu’elle s’étend au-dessus de la partie supérieure du bloc d’alignement 34 et des socles magnétiques 431a, 43b.
Pour améliorer davantage l’alignement des composants dans l’empilement de piles à combustible 80, une étape de compression partielle et d’alignement est effectuée (Figure 5). La plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79 (fabriquée en acier inoxydable ferritique) est placée au-dessus de la couche de joint en Thermiculite® 77. La plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79 ne comporte pas de partie d’encoche complémentaire aux saillies 50a, 50b des premier et deuxième organes d’alignement 34a, 34b et au coulisseau de guidage 35. Au lieu de cela, dans cette étape de compression partielle et d’alignement, la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79 est placée au-dessus du coulisseau d’alignement 35 et des coulisseaux magnétiques 45a, 45b. Une plaque d’extrémité de compression 69 est placée au-dessus de la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79. Les barres d’assemblage filetées 72 sont ensuite passées à travers des orifices 69a de la plaque d’extrémité de compression 69 et vissées dans les saillies filetées femelles 70c de la plaque de base de compression 70. Des écrous de compression 69b sont ensuite vissés sur les barres d’assemblage filetées 72 pour venir en butée contre la surface supérieure de la plaque d’extrémité de compression 69. En serrant davantage les écrous de compression 69b, une force de compression est alors exercée entre la plaque de base de compression 70 et la plaque d’extrémité de compression 69. Les écrous de compression 69b maintiennent la plaque d’extrémité de compression 69 en place, c’est-à-dire maintiennent la force de compression exercée entre la plaque de base de compression 70 et la plaque d’extrémité de compression 69. Les écrous de compression 69b sont serrés/vissés, amenant la plaque d’extrémité de compression 69, la plaque d’extrémité d’empilement de piles à combustible 79, le coulisseau d’alignement 35 et les coulisseaux magnétiques 45a, 45b à être comprimés ensemble, avec le coulisseau d’alignement 35 coulissant vers le bas le long du canal 51. La face d’alignement orientée vers l’avant 66 du coulisseau d’alignement 35 entre en contact avec les unités de pile à combustible 1 et les pousse loin de la plaque arrière de gabarit d’assemblage 31, c’est-à-dire loin des blocs de butée magnétique 43a, 43b. La tension résultante entre les forces magnétiques tirant les unités de pile à combustible 1 vers les blocs de butée magnétique 43a, 43b et la face d’alignement 66 contraignant ce mouvement entraîne un alignement amélioré des unités de pile à combustible 1 de l’empilement de piles à combustible 80. Les coulisseaux magnétiques 45a, 45b agissent pour attirer les composants métalliques (en particulier les unités de pile à combustible 1) de leurs côtés (c’est-à-dire globalement parallèles à l’axe longitudinal de la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73) afin de réduire le risque que les unités de pile à combustible individuelles 1 soient décalées lorsque le coulisseau d’alignement 35 entre en contact avec elles et les déplace.
On obtient ainsi un état partiellement comprimé dans lequel les unités de pile à combustible 1 et les collecteurs de courant 75a, 75b sont alignés contre la face d’alignement 66 du coulisseau d’alignement 35. L’ensemble d’empilement de piles à combustible à oxyde solide 100 (et l’empilement de piles à combustible 80 à l’intérieur de celui-ci) est maintenant dans un état aligné et partiellement comprimé et est retenu entre la plaque de base de compression 70 et la plaque d’extrémité de compression 69. Le levier 40 est positionné de sorte que les liaisons 41a, 41b orientent les tiges magnétiques 42a, 42b vers une position « arrêt » dans laquelle l’axe magnétique (nord-sud) des tiges magnétiques 42a, 42b est globalement parallèle à l’axe longitudinal de la plaque de base d’empilement de piles à combustible 73, réduisant l’attraction du collecteur de courant 75a, des unités de pile à combustible 1 et du courant collecteur 75b vers les blocs de butée magnétique 43a, 43b. Avec l’attraction magnétique réduite, l’ensemble d’empilement de piles à combustible à oxyde solide (et la plaque de base de compression 70 et la plaque d’extrémité de compression 69) peut être retiré du gabarit d’assemblage 30.
Mode de réalisation 2
Ce mode de réalisation est essentiellement le même que le mode de réalisation 1, sauf que les plaques latérales 200, 201 sont fixées aux côtés de la plaque de base de compression 70 (Figure 6). Dans ce mode de réalisation, les plaques latérales en forme de L 200, 201 peuvent agir pour aider au processus d’assemblage en guidant les divers composants vers les composants d’alignement (bloc d’alignement 34, etc.). Les plaques latérales 200, 201 aident également à l’assemblage en réduisant le risque que les parties constitutives de l’ensemble d’empilement de piles à combustible 100 soient décalées, par exemple par les opérateurs avant la compression. Les plaques latérales 200, 201 réduisent également le risque d’endommagement accidentel de l’ensemble d’empilement de piles à combustible 100 lorsqu’il est séparé du gabarit d’assemblage 30, par exemple pendant le déplacement ou le stockage.
Mode de réalisation 3
Ce mode de réalisation est essentiellement le même que le mode de réalisation 1, sauf que l’alignement est encore amélioré grâce à une modification du deuxième organe d’alignement 34b. Dans ce mode de réalisation, l’organe d’alignement 34b comprend des premier et deuxième organes de support 58a, 58b entre lesquels est monté un organe de porte rotatif 58. L’organe de porte rotatif 58 a une section transversale globalement en forme de L et peut tourner autour d’un axe défini entre les premier et deuxième organes de support 58a, 58b (Figure 7). L’organe de porte rotatif 58 comporte une saillie 58c qui correspond à la saillie 50b du mode de réalisation 1. Un écrou de réglage 60 (Figure 9) s’étend à travers la plaque arrière de gabarit d’assemblage 31 et s’engage avec l’organe de porte rotatif 58 pour l’actionner. De cette manière, la rotation de l’écrou de réglage 60 exerce une force sur l’organe de porte rotatif 58 et le fait tourner, c’est-à-dire le déploie en l’écartant du premier organe d’alignement 34a.
Dans le processus de formation d’un ensemble d’empilement de piles à combustible 100, avant la réalisation de l’étape de compression partielle et d’alignement, l’écrou de réglage 60 tourne pour faire tourner l’organe de porte rotatif 58, éloignant la saillie 58c de la saillie 50a (c’est-à-dire déployant le deuxième organe d’alignement 34b en l’écartant du premier organe d’alignement 34a), et exerçant une force sur les côtés des encoches 1a et des encoches des collecteurs de courant 75a, 75b, améliorant ainsi l’alignement. L’assemblage se poursuit alors essentiellement comme dans le mode de réalisation 1.
Mode de réalisation 4
Ce mode de réalisation est essentiellement le même que le mode de réalisation 1, sauf que l’alignement est encore amélioré grâce à une modification du coulisseau d’alignement 35. Dans ce mode de réalisation, le coulisseau d’alignement 35 comprend un premier organe 35a fixé au chariot de rail 37c et définissant une première partie 66a de la face d’alignement 66 (Figures 13 à 15). La tige filetée 62 traverse le premier organe 35a, et un élément de poussée 62a est monté sur la tige filetée 62. La tige filetée 62 fait saillie au-dessus du coulisseau d’alignement 35, lui permettant de tourner, c’est-à-dire permettant à l’élément de poussée 62a de tourner. Le coulisseau d’alignement 35 comprend également un organe de déploiement se présentant sous la forme d’un coulisseau d’alignement rotatif 57. Le coulisseau d’alignement rotatif 57 est monté en rotation sur le premier organe 35a et peut tourner autour d’un axe globalement parallèle à celui de la tige filetée 62. Le coulisseau d’alignement rotatif 57 définit une deuxième partie 66b de la face d’alignement 66, adjacente à la première partie 66a. La rotation de la tige filetée 62 fait ainsi tourner l’élément de poussée 62a, qui à son tour entre en contact avec le coulisseau d’alignement rotatif 57 et le pousse, amenant la deuxième partie 66b de la face d’alignement 66 à tourner loin de la première partie 66a.
Dans le processus de formation d’un ensemble d’empilement de piles à combustible 100, pendant l’étape de compression partielle et d’alignement (en particulier, à la fin de l’étape de compression partielle et d’alignement lorsque l’état partiellement comprimé est atteint), la tige filetée 62 tourne, amenant la deuxième partie 66b de la face d’alignement 66 à tourner loin de la première partie 66a (c’est-à-dire provoquant le déploiement du coulisseau d’alignement 35), et exerçant une force sur les côtés des encoches 1a et des encoches des collecteurs de courant 75a, 75b. Ainsi, un alignement supplémentaire est obtenu.
À mesure que la hauteur d’un ensemble d’empilement de piles à combustible 100 augmente, en particulier à mesure que la hauteur d’un empilement de piles à combustible 80 dans un ensemble d’empilement de piles à combustible 100 augmente (c’est-à-dire avec des empilements de piles à combustible 80 ayant un grand nombre d’unités de pile à combustible 1), la précision d’alignement devient plus importante. Ce mode de réalisation est en particulier utile dans l’assemblage de tels ensembles empilements de piles à combustible 100 « de grande taille ».
Mode de réalisation 5
Dans ce mode de réalisation, les caractéristiques des modes de réalisation 1, 3 et 4 sont combinées.
Mode de réalisation 6
Dans ce mode de réalisation, les caractéristiques des modes de réalisation 1, 2, 3 et 4 sont combinées.
Mode de réalisation 7
Ce mode de réalisation est essentiellement le même que le mode de réalisation 3, mais le levier 40 et les liaisons 41a et 41b sont remplacés par un indicateur 53 qui est utilisé pour faire tourner les tiges magnétiques 42a et 42b.
Mode de réalisation 8
Ce mode de réalisation est essentiellement le même que le mode de réalisation 4, mais le levier 40 et les liaisons 41a et 41b sont remplacés par un indicateur 53 qui est utilisé pour faire tourner les tiges magnétiques 42a et 42b.
D’autres modes de réalisation apparaîtront facilement à l’homme du métier sans s’écarter de la portée des revendications annexées. Les signes de référence sont incorporés dans les revendications uniquement pour faciliter leur compréhension et ne limitent pas la portée des revendications.

Claims (14)

  1. Appareil d’assemblage d’empilement de piles à combustible comprenant :
    (i) une base ; et,
    (ii) un élément d’alignement d’empilement s’étendant globalement perpendiculairement à la base pour aligner une pluralité d’unités de pile à combustible ferritiques empilées contre celle-ci dans un ensemble d’empilement de piles à combustible, où chaque unité de pile à combustible comprend un premier élément d’alignement respectif présentant une forme complémentaire à celle de l’élément d’alignement d’empilement ; et,
    (iii) au moins une butée magnétique s’étendant globalement perpendiculairement à la base pour attirer la pluralité d’unités de pile à combustible vers l’élément d’alignement d’empilement ;
    dans lequel l’élément d’alignement d’empilement comprend un élément mâle configuré pour s’engager avec un premier élément d’alignement de forme femelle dans les éléments de pile à combustible se présentant sous la forme d’une encoche ou d’un évidement.
  2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une butée magnétique peut être activée pour exercer sélectivement une force d’alignement magnétique sur la pluralité d’unités de pile à combustible.
  3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une butée magnétique est un aimant permanent qui peut être activé en modifiant sa position ou son orientation.
  4. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une butée magnétique comprend un électroaimant, un aimant électropermanent ou un dispositif magnétique permanent commutable.
  5. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément d’alignement d’empilement comprend un mécanisme de déploiement et/ou un mécanisme rotatif adapté pour se déplacer vers l’extérieur à l’intérieur du premier élément d’alignement de la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci.
  6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel l’élément d’alignement d’empilement comprend deux organes allongés s’étendant globalement perpendiculairement à la base, dont au moins l’un est rotatif et/ou déployable en s’écartant de l’autre.
  7. Appareil selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un coulisseau d’alignement monté pour un mouvement coulissant globalement perpendiculaire à la base contre la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci.
  8. Appareil selon la revendication 7, dans lequel le coulisseau d’alignement est monté pour un mouvement coulissant le long de l’élément d’alignement d’empilement.
  9. Appareil selon la revendication 8, dans lequel le coulisseau d’alignement est monté pour un mouvement coulissant dans un espace défini entre l’élément d’alignement d’empilement et les premiers éléments d’alignement respectifs adjacents d’un empilement d’unités de pile à combustible.
  10. Appareil selon la revendication 7, dans lequel le coulisseau d’alignement est monté en coulissement sur un rail et supporté par un mécanisme à ressort fournissant une force de rappel vers le haut.
  11. Appareil selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un coulisseau magnétique monté pour un mouvement coulissant globalement perpendiculaire à la base contre la pluralité d’unités de pile à combustible pour un alignement supplémentaire de celles-ci.
  12. Appareil selon la revendication 11, dans lequel le coulisseau magnétique est monté de manière à exercer une force magnétique agissant perpendiculairement à la force magnétique de l’au moins une butée magnétique.
  13. Appareil selon la revendication 11, dans lequel le coulisseau magnétique est monté en coulissement sur un rail et supporté par un mécanisme à ressort fournissant une force de rappel vers le haut.
  14. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un organe de guidage est prévu sur la base, ou s’étendant à l’écart de celle-ci, pour aider au positionnement de la pluralité d’unités de pile à combustible.
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