JP2003203657A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
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Abstract
組み込まれる転がり軸受のグリース劣化を防止して、長
期にわたり安定動作を維持できる燃料電池システムを提
供する。 【解決手段】 少なくとも、燃料電池スタック及び各種
流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システ
ムにおいて、前記圧送機が、フッ素樹脂とフッ素油とか
らなるフッ素グリース、もしくはウレア化合物と合成油
とからなるウレアグリース、もしくはリチウムコンプレ
ックスと合成油とからなるリチウムコンプレックスグリ
ースが封入された転がり軸受を備えることを特徴とする
燃料電池システム。
Description
ような燃料をガス化し、改質器で改質した後、CO除去
装置でCO除去を行い、燃料電池スタック(燃料電池本
体)に燃料を供給し、発電を行う燃料電池システムに関
するものである。更に、本発明は、燃料供給源として、
水素タンク、水素貯蔵合金等の水素保存手段から燃料と
しての水素を燃料電池スタックに供給し、発電する燃料
電池システム、あるいは、メタノール水のような水素含
有化合物から改質器で水素を取り出し、CO除去装置等
の不純物除去装置で不純物を除去し、燃料電池スタック
に水素を供給し、発電する燃料電池システムに関するも
のである。
燃料電池を用いることの検討が進められているが、メタ
ノールを原料とする固体高分子電解質型燃料電池は、比
較的低温(100℃以下)で発電が行われ、出力密度が
高く、低温で作動し、電池構成材料の劣化が少なく、起
動が容易である等の長所があることから、特に、自動車
等の輸送体の動力源として有効とされている。
は、固体高分子電解質膜の両面を、白金等の貴金属を触
媒とする多孔質のカソード(酸素極)とアノード(燃料
極)の両ガス拡散電極で挟んで重ね合わせてなるセル
を、セパレータを介して積層して燃料電池スタックと
し、各セパレータの表裏両面にガス通路を形成し、カソ
ード側のガス通路には酸化剤ガスを給排させ、アノード
側のガス通路には燃料ガスを給排させるようにし、更
に、燃料電池の反応が発熱反応であることから、数セル
に1つずつの冷却部が設けられた構成が一般的である。
電池を用いた発電装置として、例えば、図1に示す如き
システム構成のものが知られている。即ち、固体高分子
電解質膜1の両面をカソード2とアノード3の両ガス拡
散電極で狭持してなるセルをセパレータを介して積層し
て燃料電池スタックとし、更に数セルに1つずつの冷却
部4を備える固体高分子電解質型燃料電池Iのアノード
3入口側に、上流側より順に改質器5、熱交換器6、シ
フトコンバータ7、CO除去器8をそれぞれ設置し、燃
料タンク9から供給されるメタノールを、メタノール蒸
発器10を経て改質器5に導入させるようにメタノール
供給ライン11を設け、一方、水タンク12からの水の
一部を蒸気発生器13で水蒸気にして送る水蒸気ライン
14をメタノール供給ライン11に接続してメタノール
と水蒸気とを改質器5に導入して水蒸気改質を行わせる
ようにすると共に、水の他の一部を、冷却用として熱交
換器6とCO除去器8を通過させるようにし、改質器5
で改質された燃料ガスFGを、熱交換器6で水タンク1
2からの冷却水により冷却した後、200℃で運転され
るシフトコンバータ7でシフト反応を行って、固体高分
子電解質型燃料電池Iの触媒毒となる一酸化炭素(C
O)の濃度をCO除去器8が処理可能な濃度(1%以
下)に低減するようにする。また、100〜150℃程
度で運転されるCO除去器8でCO除去処理された燃料
ガスFGが加湿器15を経て固体高分子電解質型燃料電
池Iのアノード3へ供給するようにしてある。
ソード2の入口側には、酸化剤ガスとして空気Aをター
ボチャージャ16のコンプレッサ17で圧縮して加湿器
15を経て供給するようにすると共に、一部を分岐して
CO除去器8に入れてCOの燃焼に用いるようにしてあ
り、また、カソード2から排出されたカソード排ガスC
Gの全量と、アノード3から排出されたアノード排ガス
AGの一部とを燃焼器19で燃焼させた後、改質器5の
燃焼室に導入し、改質器5の改質室内のメタノールを改
質触媒の存在下で250℃になるように熱を吸熱して反
応させて燃料ガスFGに改質するようにしてある。
ガスは、アノード3から排出されたアノード排ガスAG
の一部とともに燃焼器20で燃焼させられた後にタービ
ン18に導いてコンプレッサ17を駆動させるように
し、タービン18から排出された排気ガスは蒸気発生器
13、メタノール蒸発器10を通して排気ガスとして排
出させるようにしてある。更に、水タンク12からの冷
却水の一部は、加湿器15を経て固体高分子電解質型燃
料電池Iの冷却部4を通過させられるようにしてあり、
冷却部4を通過させられた冷却水は、冷却器21で冷却
されて水タンク12へ入れられるようにしてあり、ま
た、カソード排ガスライン22中の気水分離器23及び
アノード排ガスライン24中の気水分離器25で各々分
離された水は、熱交換器6及びCO除去器8を通過した
水とともに水タンク12へ戻されるようにしてある。
られており、例えば図2に示すようなシステム構成のも
のが知られている。図中、符号51は、固体高分子電解
質膜を間に挟んで燃料極53と酸化剤極55とを相互に
対向配置し、更にセパレータで挟持して複数積層して構
成される燃料電池スタックである。また、符号57は加
湿器であり、燃料ガスおよび酸化剤ガスが、それぞれ半
透膜を介して純水と隣接し、水分子が半透膜を通過する
ことにより燃料ガスおよび酸化剤ガスに対して加湿を行
うものである。
り、この水素は燃料調圧弁61により調圧された後、エ
ゼクタ圧送機63、供給側水分離器65及び加湿器57
を通り、燃料電池スタック51に対し燃料極53の燃料
入口53aから供給される。燃料極53の燃料出口53
bから排出される水素と水蒸気との混合ガスは、排出側
水分離器67、流路遮断弁69を通り、エゼクタ圧送機
63で原燃料ガスと混合され、この混合ガスが供給側水
分離器65及び加湿器57を経て燃料電池スタック51
の燃料極53に循環される。
9との間の配管71には、パージ分岐部73にて、水素
をパージさせるパージ配管75が分岐接続され、パージ
配管75にはパージガス遮断弁77及びパージガス触媒
79がそれぞれ設けられている。
て加湿器57を経て燃料電池スタック1の酸化剤極55
に、酸化剤入口55aから供給される。酸化剤極55の
酸化剤出口55bから排出される排気は、水蒸気と液水
を含み、水分離器83によって液水分が分離される。水
分離器83には、水素パージ時の空気供給用の空気パー
ジ配管85及びパージガス遮断弁87が設けてあり、水
素パージ時にはパージガス触媒79に空気が供給されて
外部に排出される。また、空気パージ配管85には、空
気排出管89が分岐接続され、空気排出管89には空気
調圧弁91が設けられている。
センサ(図示せず)で検知され、検知信号を受けて発電
状態に応じて、水素圧力及び空気圧力を燃料調圧弁51
及び空気調圧弁91で調整するようフィードバック制御
するとともに、空気流量をコンプレッサ81の回転数に
より調整するようフィードバック制御する構成となって
いる。
は、蒸気となった燃料、燃料ガス、高温の燃料あるいは
圧縮空気を各機器間に送り込む必要があり、圧送ポンプ
やターボチャージャなど各種の圧送機が使用され、その
圧送機には多くの場合軸受が組み込まれている。
(インペラ式圧送機)を示す断面図であるが、図示され
るように、回転軸31にインペラ32が取り付けられて
おり、この回転軸31が転がり軸受33a、33bで支
持されている。そして、回転軸31の高速回転に伴って
インペラ32が高速回転すると、水蒸気吸込み口34か
ら吸込まれた水蒸気がインペラ32の遠心力で加圧さ
れ、ハウジング35とバックプレート36とで形成され
た加圧ボリュート37を通って水蒸気吐出口38から圧
送される。また、この圧送機では、シーリング部材39
のシール性が低下してくると、水蒸気がインペラ32の
背面の背面空間40から回転軸31とシーリング部材3
9との間隙41を通って転がり軸受33a、33bに達
するため、これを防ぐためのバッフル42とブッシュ4
3とが回転軸31に付設されている。
滑のためにグリースが封入され、従来ではリチウム石鹸
−鉱油系グリースが一般的に使用されている(例えば、
特許文献1参照)。しかし、特に改質器5で改質された
燃料ガスを燃料電池スタックに圧送する圧送機や、蒸気
発生器13から改質器5に蒸気を圧送する圧送機では、
高温水蒸気下で使用されることから、グリースの耐熱性
も重要になっているが、リチウム石鹸−鉱油系グリース
は高温で劣化し易く、圧送機寿命やひいてはシステム全
体の寿命を短くしてしまうことが考えられる。更に、グ
リース中に揮発成分が多いと、これが燃料電池スタック
の触媒毒となることも考えられ、好ましいものではい。
おいても、エゼクタ圧送機63が同様の問題を抱えてい
る。
況に鑑みてなされたものであり、機器間に各種流体を圧
送するための圧送機に組み込まれる転がり軸受のグリー
ス劣化を防止して、長期にわたり安定動作を維持できる
燃料電池システムを提供することを目的とする。
の結果、以下の通りのグリースを封入した転がり軸受を
燃料電池システムに使用することにより、より長寿命で
信頼性のあるものとすることができることを知見した。
は、少なくとも、燃料電池スタック及び各種流体を輸送
するための圧送機を具備する燃料電池システムにおい
て、前記圧送機が、フッ素樹脂とフッ素油とからなるフ
ッ素グリース、もしくはウレア化合物と合成油とからな
るウレアグリース、もしくはリチウムコンプレックスと
合成油とからなるリチウムコンプレックスグリースが封
入された転がり軸受を備えることを特徴とする燃料電池
システムを提供する。
に関して詳細に説明するが、燃料電池システム自体の構
成は制限されるものではなく、図1に示したような固体
高分子電解質型燃料電池システム並びに図2に示したよ
うな水素タンク方式燃料電池システムを例示することが
できる。
に示したようなインペラ式圧送機の他にも、例えば以下
に示すスクロール式、斜板式、スクリュー式等の圧送機
を使用できる。
面断面図である。図示されるスクロール式圧送機100
は、固定スクロール111と旋回スクロール112とか
らなる圧縮機構部110と、モータ主軸122に対して
偏心して設けられたクランクピン122aにより旋回ス
クロール112を旋回させるクランク機構部130と、
モータ主軸122を回転させる駆動モータ部120とか
らなる。
112の自転を防止する自転防止機構132が配設され
ている。自転防止機構132には、図4に示すボールカ
ップリング134の他にもオルダムカップリングやピン
&リングカップリング等がある。また、自転防止機構1
32としては、特開2002−70762号公報に開示
されているような転がり軸受を用いたクランク機構が知
られているが、上記何れの自転防止機構を採用しても構
わない。
れた固定基盤111aと、この固定基盤111aから立
設した渦巻状の旋回渦巻部111cと、この旋回渦巻部
111cを覆う外周壁111bとからなる。旋回スクロ
ール112は、円盤状の旋回基盤112bと、この旋回
基盤112bから立設した渦巻状の旋回渦巻部112a
とからなる。旋回基盤112bのリア側中央には有底円
筒状の凹状部112cが設けられている。固定基盤11
1aにおける図4中上下方向略中央には、固定スクロー
ル111及び旋回スクロール112間で圧縮された空気
等の吐出口114が設けられている。
ろ軸受133が凹状部112cの内周側に挿入されてい
る。この針状ころ軸受133は、モータ主軸122のク
ランクピン122aを回転軸として、旋回スクロール1
12を回転自在に支えている。
121は、モータ主軸122に嵌め合わされたロータ1
23と、ロータ123の外周側に設けられてコイル12
4を巻回されたステータ125とを、モータハウジング
101内に備えてなる。
01に転がり軸受102を介して回転自在に支持される
とともに、リア側(図4中右側)の端部を転がり軸受1
03を介してリアハウジング104に回転自在に支持さ
れている。また、モータ主軸122は、転がり軸受10
2よりクランクピン122a側において、モータハウジ
ング101との間にシール106が介在されるととも
に、リア側(図4中右端部側)において、リアハウジン
グ104との間にシール107が介在されている。更
に、モータ主軸122には、バランスウェイト122b
が設けられており、バランスウェイト122bによっ
て、旋回スクロール112の旋回時に生じる慣性モーメ
ントを打ち消され、振動低減が図られている。
送機100では、駆動モータ121に電力が供給される
と、モータ主軸122が回転し、その回転が駆動クラン
ク機構130を介して旋回スクロール112に伝達され
る。旋回スクロール112は、モータ主軸122の回転
に伴って、固定スクロール111と噛み合いつつ旋回
し、図示しない吸入口から固定スクロール111との間
に空気等を吸入するとともに、固定スクロール111と
の間で圧縮させる。その後、圧縮された空気等を吐出口
114から燃料電池の電極側に吐出させる。
す構成のものも知られている。図示されるスクロール式
圧送機140において、クランク機構部150は、旋回
スクロール112に旋回運動を行わせる駆動クランク機
構151、及び旋回スクロール112の自転を防止する
従動クランク機構152で構成されている。
ル112に設けられた凹状保持部112cと、従動クラ
ンク軸153のクランクピン153a及びクランクピン
153aを旋回スクロール112に対して回転自在とす
る転がり軸受154とからなる。従動クランク軸153
は、クランクピン153aとは反対側を転がり軸受15
5を介してモータハウジング101に回転自在に支持さ
れている。
主軸122と同様にバランスウェイト153bが設けら
れており、バランスウェイト153bによって、旋回ス
クロール112の旋回時に生じる慣性モーメントを打ち
消され、振動の低減が図られている。その他の構成及び
作用については、図4に示したスクロール式圧送機10
0と同様であり、同一の部位には同一の符号を付してあ
る。
図である。図示される斜板式圧送機160は、燃料電池
の電極に送る空気等の流体を、斜板171の回転に伴う
両頭ピストン172の往復動で圧縮する圧縮機構部17
0と、駆動モータ181のモータ主軸182の回転によ
り圧縮機構部170を駆動する駆動モータ部180とを
備える。
172は、シリンダブロック161のクランク室163
内にモータ主軸182の軸方向に沿って往復動可能に設
けられており、斜板171にシュー173を介して連結
されている。また斜板171は、モータ主軸182の外
周面に、モータ主軸182と一体回転可能に挿着されて
おり、シリンダブロック161内に設けられた支持部材
162に、スラスト軸受174を介して回転自在に支持
されている。
181は、モータ主軸182に嵌入されたロータ183
と、ロータ183の外周側に設けられ、コイル184を
巻回されたステータ185とを、モータハウジング18
6内に備えてなる。
6中左側を、図6中左右一対の転がり軸受187を介し
てモータハウジング186に回転自在に支持されるとと
もに、軸方向略中央より図6中右側を、図6中左右一対
の転がり軸受175を介して支持部材162に回転自在
に支持されている。
では、駆動モータ181に電力が供給されると、モータ
主軸182が回転し、その回転が斜板171及びシュー
173を介して両頭ピストン172に伝達される。両頭
ピストン172は、モータ主軸182の回転に伴ってク
ランク室163内で軸方向に沿って往復動することによ
り、空気等を吸入・圧縮させ、燃料電池の電極側に吐出
させる。
面断面図である。図示されるスクリュー式圧送機190
は、燃料電池の電極に送る空気等の流体を、主ロータ2
01と副ロータ202とを噛み合わせて回転させること
で圧縮する圧縮機構部200と、駆動モータ181のモ
ータ主軸182の回転により圧縮機構部200を駆動す
る駆動モータ部180とを備える。なお、駆動モータ部
180については、図6に示した斜板式圧送機160と
同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
1及び副ロータ202はそれぞれ、対応する螺旋状に形
成されて互いに噛み合わせることで協働して回転可能な
構成である。主ロータ201は、図7中左側の回転軸2
01aを図7中左右一対の転がり軸受203を介してハ
ウジング207に回転自在に支持されるとともに、図7
中右側の回転軸201aを転がり軸受204を介してハ
ウジングに回転自在に支持されている。また、副ロータ
202は、図7中左側の回転軸202aを図7中左右一
対の転がり軸受205を介してハウジング207に回転
自在に支持されるとともに、図7中右側の回転軸202
aを転がり軸受206を介してハウジング207に回転
自在に支持されている。
回転軸201aにおいて、転がり軸受203,204に
対して軸方向内側には、ハウジング207との間にシー
ル208が介在されている。副ロータ202の図7中左
右両側の回転軸202aにおいて、転がり軸受205,
206より軸方向内側には、ハウジング207との間に
シール209が介在されている。
7中左側の回転軸201a,202aにそれぞれ設けら
れた連結ギア210を介して連動される。主ロータ20
1の図7中左側の回転軸201aの左端部には、被駆動
ギア211が設けられており、被駆動ギア211は、駆
動モータ181のモータ主軸182に嵌合された駆動軸
188の駆動ギア189に噛合されている。従って、主
ロータ201は、モータ主軸182の回転を、駆動軸1
88、駆動ギア189及び被駆動ギア211を介して伝
達される。主ロータ201の回転は、連結ギア210を
介して副ロータ202に伝達される。
転がり軸受212を介してハウジング213に回転自在
に支持されている。駆動軸188とハウジング213と
の間には、シール214が介在されている。
190では、駆動モータ181に電力が供給されると、
モータ主軸182が回転し、その回転が駆動軸188、
駆動ギア189、被駆動ギア211を介して主ロータ2
01の回転軸201aに伝達される。同時に、主ロータ
201の回転軸201aから連結ギア210を介して副
ロータ202の回転軸202aに伝達される。主ロータ
201及び副ロータ202は、噛み合い回転することに
より、空気等を吸入・圧縮させ、燃料電池の電極側に吐
出させる。
り軸受にも構造上の制限がないが、シールもしくはシー
ルドを備えることが好ましい。そして、本発明において
は、これらの転がり軸受には、下記に詳述されるグリー
スが封入される。
る、フッ素樹脂とフッ素油とからなるフッ素グリース、
もしくはウレア化合物と合成油とからなるウレアグリー
ス、もしくはリチウムコンプレックスと合成油とからな
るリチウムコンプレックスグリースを使用できる。リチ
ウム石鹸等の単純な金属石鹸系の増ちょう剤を使用した
グリースは、ウレア系やフッ素系の増ちょう剤等を使用
したグリースに比べ吸水性があるため、使用中に水分を
含みやすく、そのため軸受に錆を発生させたり、グリー
スそのものが流出しやすくなり好ましくない。また、軸
受に使用したときの通常の漏れも剪断安定性に優れるコ
ンプレックス石鹸、ウレア系グリースまたはフッ素樹脂
系グリースが優れている。
としては、四フッ化エチレン(PTFE樹脂)、四フッ
化エチレン-パーフルオロエチレンアルキルビニルエー
テル共重合体(PFA樹脂)、四フッ化エチレン-エチ
レン共重合体(FEP樹脂)、フッ化ビニリデン(PV
DF)等の微粉末を挙げることができる。また、リチウ
ムコンプレックス石鹸としては、アゼライン酸とセバシ
ン酸との混合物を水酸化リチウムでケン化したもの等を
挙げることができる。また、ウレア化合物としては、ジ
ウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等を挙
げることができる。
グリース全量に対して5〜50質量%含まれるようにす
るのが良い。増ちょう剤含有量がこの範囲であれば、グ
リース漏れを有効に防ぐことができる。また、増ちょう
剤含有量が5質量%未満では、良好なグリース状が得ら
れず、50質量%を越えるとグリースが硬化し好ましく
ない。
は、パーフルオロポリエーテル油、クロロパーフルオロ
エーテル油等が挙げられる。また、合成油としては、エ
ーテル油、エステル油、合成炭化水素油、シリコーン油
が好ましく、具体的には、合成炭化水素油としてはポリ
−α−オレフィン油等を、エーテル油としてはジアルキ
ルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテ
ル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を、エステ
ル油としてはジエステル油、ポリオールエステル油また
はこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル
油、メチルシリコーン油、フェニルメチルシリコーン
油、フルオロシリコーン油等を挙げることができる。こ
れらの合成油は、単独で使用してもよく、混合油として
使用してもよい。中でも、高温、高速での潤滑性能並び
に潤滑寿命を考慮すると、エステル油、エーテル油の含
有が望ましい。また、必要に応じて鉱油を配合してもよ
く、鉱油としてはパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油を
挙げることができる。
を付与するため各種の防錆剤を加えるのがよい。特に限
定はしないが、フッ素油以外の基油の場合はエステル
系、アミン系、スルホン酸やカルボン酸の金属塩系、界
面活性剤系の防錆剤が好適である。
等の固体潤滑剤を添加してもよく、下記に示すような各
種添加剤を添加してもよい。
ラスチック、潤滑油等に添加する老化防止剤、オゾン劣
化防止剤、酸化防止剤から適宜選択して使用する。例え
ば、以下の化合物を使用することができる。即ち、フェ
ニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルア
ミン、ジフェニル−p−フェニレンジアミン、ジピリジ
ルアミン、フェノチアジン、N−メチルフェノチアジ
ン、N−エチルフェノチアジン、3,7−ジオクチルフ
ェノチアジン、p,p′−ジオクチルジフェニルアミ
ン、N,N′−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミ
ン、N,N′−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジ
アミン等のアミン系化合物、2,6−ジ−tert−ジ
ブチルフェノール等のフェノール系化合物等を使用する
ことができる。
て、例えば以下の化合物を使用することができる。即
ち、有機スルホン酸のアンモニウム塩、バリウム、亜
鉛、カルシウム、マグネシウム等アルカリ金属、アルカ
リ土類金属の有機スルホン酸塩、有機カルボン酸塩、フ
ェネート、ホスホネート、アルキルもしくはアルケニル
こはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘
導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの
部分エステル、オレオイルザルコシン等のヒドロキシ脂
肪酸類、1−メルカプトステアリン酸等のメルカプト脂
肪酸類あるいはその金属塩、ステアリン酸等の高級脂肪
酸類、イソステアリルアルコール等の高級アルコール
類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエステル、2,5
−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メ
ルカプトチアジアゾール等のチアゾール類、2−(デシ
ルジチオ)−ベンゾイミダゾール、ベンズイミダゾール
等のイミダゾール系化合物、あるいは、2,5−ビス
(ドデシルジチオ)ベンズイミダゾール等のジスルフィ
ド系化合物、あるいは、トリスノニルフェニルフォスフ
ァイト等のリン酸エステル類、ジラウリルチオプロピオ
ネート等のチオカルボン酸エステル系化合物等を使用す
ることができる。また、亜硝酸塩等も使用することがで
きる。金属不活性化剤として、例えばベンゾトリアゾー
ルやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合物を使
用することができる。
合物を使用することができる。即ち、オレイン酸やステ
アリン酸等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸ア
ルコール、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルや
ポリグリセリルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステ
ル、リン酸、トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エ
ステルまたはポリオキシエチレンオレイルエーテルリン
酸等のリン酸エステル等を使用することができる。ま
た、基油がフッ素油の場合は、酸化マグネシウム、酸化
チタン等の無機系防製剤やベンゾトリアゾール等のトリ
アゾール系防製剤が好適に使用できる。
ジチオカルバミン酸塩とリン酸エステル、もしくはモリ
ブデンのジチオカルバミン酸塩と亜鉛のジチオカルバミ
ン酸塩との組み合わせ等、従来公知の極圧剤を単独ある
いは併用することにより、耐荷重性や極圧性を更に向上
させることができる。具体的には、以下の化合物を使用
することができる。即ち、有機金属系のものとしては、
ジチオリン酸モリブデン等の有機モリブデン化合物、ジ
チオリン酸亜鉛、亜鉛フェネート等の有機亜鉛化合物、
ジチオカルバミン酸アンチモン、ジチオリン酸アンチモ
ン等の有機アンチモン化合物、ジチオカルバミン酸セレ
ン等の有機セレン化合物、ナフテン酸ビスマス、ジチオ
カルバミン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、ジチオ
カルバミン酸鉄、オクチル酸鉄等の有機鉄化合物、ジチ
オカルバミン酸銅、ナフテン酸銅等の有機銅化合物、ナ
フテン酸鉛、ジチオカルバミン酸鉛等の有機鉛化合物、
マレイン酸スズ、ジブチルスズスルファイド等の有機ス
ズ化合物、あるいは、アルカリ金属、アルカリ土類金属
の有機スルホネート、フェネート、ホスホネート、金、
銀、チタン、カドミウム等の有機金属化合物も必要なら
ば使用できる。硫黄系化合物としては、ジベンジルジス
ルフィド等のスルフィドあるいはポリスルフィド化合
物、硫化油脂類、無灰系カルバミン酸化合物類、チオウ
レア系化合物、もしくはチオカーボネート類等を使用す
ることができる。また、その他、塩素化パラフィン等の
ハロゲン系の極圧剤、あるいは、二流化モリブデン、二
流化タングステン、グラファイト、PTFE、硫化アン
チモン、窒化硼素等の硼素化合物等の固体潤滑剤を使用
することができる。
曝されることを考慮すると、フッ素油以外の基油の場合
は、特に酸化防止剤を組み合わせて使用するのが好まし
い。また、添加量は、通常グリースに添加される量で構
わない。
に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるもの
ではない。
配合にて、試験グリースA〜Gを調製した。また、比較
のために市販のリチウム石鹸−鉱油系グリース、及びウ
レア化合物-鉱油系グリース(グリースC)を用意し
た。
受6203DD(日本精工製)を用い、これに試験グリ
ースを封入して試験軸受とした。そして、この試験軸受
を120℃、ラジアル荷重100N、アキシアル荷重1
00N、内輪回転速度2000rpmで回転させ、24
時間毎に回転を止めて注射器で0.3mlの水を軸受内
部に注入した。そして、異常音の発生、起動不可あるい
は起動から1分を越えてからも、モータ電流値が無負荷
時の+10%以上となったときに焼付きと判定し、それ
までの時間を計測した。結果を表1に併記する。
ッ素油とからなるフッ素グリース(グリースG)、もし
くはウレア化合物と合成油とからなるウレアグリース
(グリースA,グリースD)、もしくはリチウムコンプ
レックスと合成油とからなるリチウムコンプレックスグ
リース(グリースB、グリースE)を封入した試験軸受
は、何れも市販リチウム−鉱油系グリースに比べて優れ
た耐久性能を示すことがわかる。これに対し、基油に鉱
油を用いたグリースC(比較例)では、耐久性能にやや
劣っている。
特定のグリースを封入した転がり軸受を圧送機に組み込
むことにより、グリース漏れに起因する燃料電池システ
ム全体としての動作不良を防ぐことができ、特に自動車
駆動用の燃料電池システムとして有用となる。
電解質型燃料電池)の全体構成を示す図である。
ク方式燃料電池)の全体構成を示す図である。
の一例(インペラ式圧送機)を示す断面図である。
の他の例(スクロール式圧送機)を示す断面図である。
る。
の他の例(斜板式圧送機)を示す断面図である。
の他の例(スクリュー式圧送機)を示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも、燃料電池スタック及び各種
流体を輸送するための圧送機を具備する燃料電池システ
ムにおいて、 前記圧送機が、フッ素樹脂とフッ素油とからなるフッ素
グリース、もしくはウレア化合物と合成油とからなるウ
レアグリース、もしくはリチウムコンプレックスと合成
油とからなるリチウムコンプレックスグリースが封入さ
れた転がり軸受を備えることを特徴とする燃料電池シス
テム。 - 【請求項2】 燃料電池システムが、自動車駆動用の燃
料電池システムであることを特徴とする請求項1記載の
燃料電池システム。 - 【請求項3】 転がり軸受が、シールあるいはシールド
付であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料
電池システム。 - 【請求項4】 更に、少なくとも、燃料タンク、燃料蒸
発器、改質器、CO除去装置を具備することを特徴とす
る請求項1〜3の何れか1項に記載の燃料電池システ
ム。
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- 2002-10-21 JP JP2002306048A patent/JP4306220B2/ja not_active Expired - Fee Related
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