JP2000208163A - 燃料電池締付装置 - Google Patents
燃料電池締付装置Info
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- JP2000208163A JP2000208163A JP11010042A JP1004299A JP2000208163A JP 2000208163 A JP2000208163 A JP 2000208163A JP 11010042 A JP11010042 A JP 11010042A JP 1004299 A JP1004299 A JP 1004299A JP 2000208163 A JP2000208163 A JP 2000208163A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的簡単な構造でスタックを均一に締結で
き、さらに高温にならない位置にバネを配置した燃料電
池スタック締結装置を提供する。 【解決手段】 単セルを積層したスタック１０の下部を
支持する下部ホルダ１１と、スタック１０の頂部を押さ
える上部ホルダ１２と、この上部ホルダ１２の上部に配
置された押さえ材１３と、この押さえ材１３と下部ホル
ダ１１を貫通し両端にナット１５が螺合する締付けロッ
ド１４と、下部ホルダ１１の下部に設けられたナット１
５と下部ホルダ１１の間に設けられ締付けロッド１４が
内部を貫通しているバネ１６と、押さえ材１３に螺合し
先端が上部ホルダ１２の頂部に当接する複数の締付け力
調整ボルト１７と、を備える。
き、さらに高温にならない位置にバネを配置した燃料電
池スタック締結装置を提供する。 【解決手段】 単セルを積層したスタック１０の下部を
支持する下部ホルダ１１と、スタック１０の頂部を押さ
える上部ホルダ１２と、この上部ホルダ１２の上部に配
置された押さえ材１３と、この押さえ材１３と下部ホル
ダ１１を貫通し両端にナット１５が螺合する締付けロッ
ド１４と、下部ホルダ１１の下部に設けられたナット１
５と下部ホルダ１１の間に設けられ締付けロッド１４が
内部を貫通しているバネ１６と、押さえ材１３に螺合し
先端が上部ホルダ１２の頂部に当接する複数の締付け力
調整ボルト１７と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の単セル
を積層して構成されたスタックの締付装置に関する。
を積層して構成されたスタックの締付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は電池の１単位で
ある単セルを積層して、各単セルの発生する小電圧を増
倍し所定の電圧を発生する。この単セルを積層したもの
をスタックと言う。このスタックは締付装置で一体に締
付けられる。図２は燃料電池を模式的に示した図であ
る。電解質板２を挟んで空気極（カソード）３と燃料極
（アノード）４が設けられ、空気極３の上側には空気極
３に供給するガスの流路を有するとともに、この上段に
重なる燃料極４を分離するセパレータ５が設けられてい
る。また、燃料極４の下側には燃料極４に供給するガス
の流路を有するとともに、この下段に重なる空気極３と
を分離するセパレータ５が設けられ、電解質板２、空気
極３、燃料極４、上下のセパレータ５で単セル１を構成
している。
ある単セルを積層して、各単セルの発生する小電圧を増
倍し所定の電圧を発生する。この単セルを積層したもの
をスタックと言う。このスタックは締付装置で一体に締
付けられる。図２は燃料電池を模式的に示した図であ
る。電解質板２を挟んで空気極（カソード）３と燃料極
（アノード）４が設けられ、空気極３の上側には空気極
３に供給するガスの流路を有するとともに、この上段に
重なる燃料極４を分離するセパレータ５が設けられてい
る。また、燃料極４の下側には燃料極４に供給するガス
の流路を有するとともに、この下段に重なる空気極３と
を分離するセパレータ５が設けられ、電解質板２、空気
極３、燃料極４、上下のセパレータ５で単セル１を構成
している。
【０００３】図３は単セル１の具体的な構成を示す図で
ある。単セル１は、電解質板２の上側の空気極３、下側
の燃料極４、それぞれの極３、４とセパレータ５との間
に設けられ、電極３、４に近い方から、多孔板からなる
パンチ板６と、不要な流路や開口を遮蔽するマスク板７
とから構成されている。セパレータ５は、ガスの流路を
形成する多数の凹凸のひだを有した構造である。このよ
うな単セル１を積層してスタックは構成され、締付装置
で締付けられる。
ある。単セル１は、電解質板２の上側の空気極３、下側
の燃料極４、それぞれの極３、４とセパレータ５との間
に設けられ、電極３、４に近い方から、多孔板からなる
パンチ板６と、不要な流路や開口を遮蔽するマスク板７
とから構成されている。セパレータ５は、ガスの流路を
形成する多数の凹凸のひだを有した構造である。このよ
うな単セル１を積層してスタックは構成され、締付装置
で締付けられる。
【０００４】図４は従来の締付装置の一例を示す図であ
る。スタック１０は変形を防止するため、剛性の大きな
下部ホルダ１１に載置され、頂部に同様に剛性の大きな
上部ホルダ１２が設けられている。上部ホルダ１２の上
にはベローズ１８を介して同様に剛性の大きな押さえ材
１３が設けられ、この押さえ材１３と下部ホルダ１１を
締付けロッド１４が貫通し、この両端にナット１５が螺
合して、押さえ材１３と下部ホルダ１１とを結合してい
る。ベローズ１８に加圧することにより、スタック１０
に一様な締付け力を与えるようになっている。
る。スタック１０は変形を防止するため、剛性の大きな
下部ホルダ１１に載置され、頂部に同様に剛性の大きな
上部ホルダ１２が設けられている。上部ホルダ１２の上
にはベローズ１８を介して同様に剛性の大きな押さえ材
１３が設けられ、この押さえ材１３と下部ホルダ１１を
締付けロッド１４が貫通し、この両端にナット１５が螺
合して、押さえ材１３と下部ホルダ１１とを結合してい
る。ベローズ１８に加圧することにより、スタック１０
に一様な締付け力を与えるようになっている。
【０００５】図５は従来の締結装置の別の例を示す図で
ある。本締付装置は図４に示す装置がベローズ１８を用
いてスタック１０に一様な締付け力を付与したのに対
し、バネ１９を用いて均一な締付け力をスタック１０に
付与するもので、他は図４に示す装置と同じである。
ある。本締付装置は図４に示す装置がベローズ１８を用
いてスタック１０に一様な締付け力を付与したのに対
し、バネ１９を用いて均一な締付け力をスタック１０に
付与するもので、他は図４に示す装置と同じである。
【０００６】特許公報第２７８６４５４号には燃料電池
の組み込み構造としてスタックの締付装置が記載されて
いる。この締付装置はスタックに上面中心に球状突起を
有し、底面がスタック上面と同一形状の錐体の押さえ治
具を載せ、この押さえ治具をバネを介して押し付けるこ
とにより、スタックを均一に締付けるようにしている。
の組み込み構造としてスタックの締付装置が記載されて
いる。この締付装置はスタックに上面中心に球状突起を
有し、底面がスタック上面と同一形状の錐体の押さえ治
具を載せ、この押さえ治具をバネを介して押し付けるこ
とにより、スタックを均一に締付けるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ベローズやバネを用い
てスタックに一様な締付け力を与える場合、押さえ材１
３の剛性を大きくする必要があり、締付装置が大きくな
り易い。また、ベローズ１８を用いる場合、常時ベロー
ズ内の圧力を制御する必要がある。またバネ１９を用い
る場合、スタック上部は高温になるため、バネ１９の健
全性を保持するのが技術的に難しい。また、特許公報第
２７８６４５４号に記載された締付装置は、錐体の押さ
え治具が複雑な構造であるため、製作費用が嵩むという
問題点がある。
てスタックに一様な締付け力を与える場合、押さえ材１
３の剛性を大きくする必要があり、締付装置が大きくな
り易い。また、ベローズ１８を用いる場合、常時ベロー
ズ内の圧力を制御する必要がある。またバネ１９を用い
る場合、スタック上部は高温になるため、バネ１９の健
全性を保持するのが技術的に難しい。また、特許公報第
２７８６４５４号に記載された締付装置は、錐体の押さ
え治具が複雑な構造であるため、製作費用が嵩むという
問題点がある。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較
的簡単な構造でスタックを均一に締付けでき、さらに高
温にならない位置にバネを配置した燃料電池締付装置を
提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較
的簡単な構造でスタックを均一に締付けでき、さらに高
温にならない位置にバネを配置した燃料電池締付装置を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、単セルを積層したスタックの
下部を支持する下部ホルダと、前記スタックの頂部を押
さえる上部ホルダと、この上部ホルダの上部に配置され
た押さえ材と、この押さえ材と前記下部ホルダを貫通し
両端にナットが螺合する締付けロッドと、前記下部ホル
ダの下部に設けられたナットと下部ホルダの間に設けら
れ前記締付けロッドが内部を貫通しているバネと、前記
押さえ材に螺合し先端が前記上部ホルダの頂部に当接す
る複数の締付け力調整ボルトと、を備える。
め、請求項１の発明では、単セルを積層したスタックの
下部を支持する下部ホルダと、前記スタックの頂部を押
さえる上部ホルダと、この上部ホルダの上部に配置され
た押さえ材と、この押さえ材と前記下部ホルダを貫通し
両端にナットが螺合する締付けロッドと、前記下部ホル
ダの下部に設けられたナットと下部ホルダの間に設けら
れ前記締付けロッドが内部を貫通しているバネと、前記
押さえ材に螺合し先端が前記上部ホルダの頂部に当接す
る複数の締付け力調整ボルトと、を備える。
【００１０】スタックは下部ホルダと上部ホルダにより
押さえられ、上部ホルダは押さえ材に螺合した締付け力
調整ボルトにより均一な押圧力を受ける。押さえ材は下
部ホルダと締付けロッドによりバネを介して締結されて
おり、温度変化により各部材が伸縮してもスタックの締
め付け力が変化するのを防止している。バネは下部ホル
ダの下側に取付けられているので、高温に晒されること
はない。
押さえられ、上部ホルダは押さえ材に螺合した締付け力
調整ボルトにより均一な押圧力を受ける。押さえ材は下
部ホルダと締付けロッドによりバネを介して締結されて
おり、温度変化により各部材が伸縮してもスタックの締
め付け力が変化するのを防止している。バネは下部ホル
ダの下側に取付けられているので、高温に晒されること
はない。
【００１１】請求項２の発明では、前記各締付け力調整
ボルトは前記上部ホルダに与える押付け力がほぼ同じに
なるように締付けトルクが調整されている。
ボルトは前記上部ホルダに与える押付け力がほぼ同じに
なるように締付けトルクが調整されている。
【００１２】各締付け力調整ボルトの締め付けトルクを
同じにすることにより、各締付け力調整ボルトが上部ホ
ルダを均一に押圧するようにすることができる。
同じにすることにより、各締付け力調整ボルトが上部ホ
ルダを均一に押圧するようにすることができる。
【００１３】請求項３の発明によれば、前記押さえ材の
剛性を前記下部ホルダの剛性より小さくする。
剛性を前記下部ホルダの剛性より小さくする。
【００１４】押さえ材の剛性を小さくし曲がり易くして
も、各締付け力調整ボルトの締め付けトルクを同じに
し、各締付け力調整ボルトが上部ホルダを均一に押圧す
るようにすることができる。これにより押さえ部材の寸
法を小さくして装置をコンパクトにすることができる。
も、各締付け力調整ボルトの締め付けトルクを同じに
し、各締付け力調整ボルトが上部ホルダを均一に押圧す
るようにすることができる。これにより押さえ部材の寸
法を小さくして装置をコンパクトにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態
の燃料電池締付装置の構成を示す図である。図１におい
て、スタック１０は変形を防止するため、剛性の大きな
下部ホルダ１１に載置され、頂部に同様に剛性の大きな
上部ホルダ１２が設けられている。上部ホルダ１２の上
には下部ホルダ１１に比べ剛性の小さな押さえ材１３が
設けられ、この押さえ材１３と下部ホルダ１１とを締付
けロッド１４が貫通し、この両端にナット１５が螺合し
て、押さえ材１３と下部ホルダ１１とを結合している。
下部ホルダ１１とナット１５の間には締付けロッド１４
が内部を貫通しているバネ１６が設けられている。押さ
え材１３にはほぼ一様な間隔で締付け力調整ボルト１７
が螺合され、その先端が上部ホルダの上面に当接しスタ
ック１０に一様な締付け力を与えるようになっている。
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態
の燃料電池締付装置の構成を示す図である。図１におい
て、スタック１０は変形を防止するため、剛性の大きな
下部ホルダ１１に載置され、頂部に同様に剛性の大きな
上部ホルダ１２が設けられている。上部ホルダ１２の上
には下部ホルダ１１に比べ剛性の小さな押さえ材１３が
設けられ、この押さえ材１３と下部ホルダ１１とを締付
けロッド１４が貫通し、この両端にナット１５が螺合し
て、押さえ材１３と下部ホルダ１１とを結合している。
下部ホルダ１１とナット１５の間には締付けロッド１４
が内部を貫通しているバネ１６が設けられている。押さ
え材１３にはほぼ一様な間隔で締付け力調整ボルト１７
が螺合され、その先端が上部ホルダの上面に当接しスタ
ック１０に一様な締付け力を与えるようになっている。
【００１６】押さえ材１３は剛性を小さくしているの
で、図１に示すように締付けロッド１４で締め付けると
撓むが、各締付け力調整ボルト１７の締め付けトルクを
同じにすることにより、上部ホルダ１２に均一な押圧力
を与えることができる。押さえ材１３の剛性を小さくす
ることにより寸法を小さくでき、コンパクトな装置とす
ることができる。温度変化により各部材が伸縮してもバ
ネ１６の働きにより、スタック１０の締め付け力の変化
を防止することができる。バネ１６は温度の低い下部ホ
ルダ１１の下側に設けられているので、高温による機能
低下は起こらない。
で、図１に示すように締付けロッド１４で締め付けると
撓むが、各締付け力調整ボルト１７の締め付けトルクを
同じにすることにより、上部ホルダ１２に均一な押圧力
を与えることができる。押さえ材１３の剛性を小さくす
ることにより寸法を小さくでき、コンパクトな装置とす
ることができる。温度変化により各部材が伸縮してもバ
ネ１６の働きにより、スタック１０の締め付け力の変化
を防止することができる。バネ１６は温度の低い下部ホ
ルダ１１の下側に設けられているので、高温による機能
低下は起こらない。
【００１７】上述の実施形態では、押さえ材１３の剛性
を小さくした場合を説明したが、剛性を大きくしても機
能的には変わらない。しかし寸法が大きくなり装置が大
型化するというデメリットは生じる。さらに上述の実施
形態では、上部に締付け力調整ボルトを設けたが、下部
も上部と同構造にしてもよい。
を小さくした場合を説明したが、剛性を大きくしても機
能的には変わらない。しかし寸法が大きくなり装置が大
型化するというデメリットは生じる。さらに上述の実施
形態では、上部に締付け力調整ボルトを設けたが、下部
も上部と同構造にしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】上述したように、本発明は以下の効果を
奏する。 押さえ材の変形を許容しても、締付け力調整ボルト
の締め付けトルクを調整してスタックに均一な押圧力を
付与できるので、締め付け構造が単純になり、装置を小
型化できる。 装置が小型化、単純化されるため、低コストにな
る。 バネを比較的低温部の下部ホルダの下側に配置する
ことにより、バネの健全性を維持することができる。 ベローズ式の締付装置に比べ、ランニングコストが
かからず、バネ式の締付装置に比べ、バネの数が減るこ
とと標準的なものが使えるため、低コスト化が可能であ
る。また、特許公報第２７８６４５４号のものに比べ、
構造が簡単である。
奏する。 押さえ材の変形を許容しても、締付け力調整ボルト
の締め付けトルクを調整してスタックに均一な押圧力を
付与できるので、締め付け構造が単純になり、装置を小
型化できる。 装置が小型化、単純化されるため、低コストにな
る。 バネを比較的低温部の下部ホルダの下側に配置する
ことにより、バネの健全性を維持することができる。 ベローズ式の締付装置に比べ、ランニングコストが
かからず、バネ式の締付装置に比べ、バネの数が減るこ
とと標準的なものが使えるため、低コスト化が可能であ
る。また、特許公報第２７８６４５４号のものに比べ、
構造が簡単である。
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】燃料電池の構成を模式的に示す図である。
【図３】燃料電池の具体的な構成を示す図である。
【図４】従来のベローズ式締付装置を示す図である。
【図５】従来のバネ式締付装置を示す図である。
１ 単セル ２ 電解質板 ３ 空気極 ４ 燃料極 ５ セパレータ １０ スタック １１ 下部ホルダ １２ 上部ホルダ １３ 押さえ材 １４ 締付けロッド １５ ナット １６ バネ １７ 締付け力調整ボルト １８ ベローズ １９ バネ
Claims (3)
- 【請求項１】 単セルを積層したスタックの下部を支持
する下部ホルダと、前記スタックの頂部を押さえる上部
ホルダと、この上部ホルダの上部に配置された押さえ材
と、この押さえ材と前記下部ホルダを貫通し両端にナッ
トが螺合する締付けロッドと、前記下部ホルダの下部に
設けられたナットと下部ホルダの間に設けられ前記締付
けロッドが内部を貫通しているバネと、前記押さえ材に
螺合し先端が前記上部ホルダの頂部に当接する複数の締
付け力調整ボルトと、を備えたことを特徴とする燃料電
池締付装置。 - 【請求項２】 前記各締付け力調整ボルトは前記上部ホ
ルダに与える押付け力がほぼ同じになるように締付けト
ルクが調整されていることを特徴とする請求項１記載の
燃料電池締付装置。 - 【請求項３】 前記押さえ材の剛性を前記下部ホルダの
剛性より小さくしたことを特徴とする請求項２記載の燃
料電池締付装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11010042A JP2000208163A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 燃料電池締付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11010042A JP2000208163A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 燃料電池締付装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208163A true JP2000208163A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11739349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11010042A Pending JP2000208163A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 燃料電池締付装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208163A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005117194A1 (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Advanex Inc. | 燃料電池用締め付け工具 |
| US7163761B2 (en) | 2002-11-14 | 2007-01-16 | 3M Innovative Properties Company | Fuel cell stack |
| WO2007148770A1 (ja) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池 |
| WO2008084808A1 (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-17 | Panasonic Corporation | 燃料電池 |
| JP2008251493A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Toho Gas Co Ltd | 燃料電池モジュール |
| US9511476B2 (en) | 2012-08-07 | 2016-12-06 | Ebara Corporation | Dresser disk cleaning brush, cleaning apparatus, and cleaning method |
| US9559378B2 (en) | 2011-06-28 | 2017-01-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack case with pressure plate |
| CN109585893A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-05 | 大连交通大学 | 一种长寿命的燃料电池及制作方法 |
-
1999
- 1999-01-19 JP JP11010042A patent/JP2000208163A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005339958A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Advanex Inc | 燃料電池用締め付け工具 |
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| US8728682B2 (en) | 2007-01-09 | 2014-05-20 | Panasonic Corporation | Fuel cell having a fastening structure including a specified configuration of elastic members |
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| KR101810086B1 (ko) * | 2011-06-28 | 2017-12-18 | 도요타 지도샤（주） | 연료전지, 및 연료전지의 제조방법 |
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