JP2008505461A - 可撓性高温ケーブル - Google Patents
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Abstract
高温の柔軟な導電ケーブルは、各々の端部に取り付けられたターミナルラグを有する固体導電コアから形成され、気体不浸透性のシースで覆われ、波形をつけられた柔軟なステンレススチールシースで気密密閉される。固体導電コアは、銅、ニッケル、アルミニウム、銀又はその組み合わせを含み得る。
Description
本発明は、高温設置に適した可撓性電気導管ケーブルに関する。
固体酸化物燃料電池は、他の高温燃料電池と共に、典型的には、５００度より十分に高い温度で動作し、多くの場合、８００度又はそれより高い範囲で動作する。適切に低い電気抵抗を有し、そのような上昇した温度での熱的劣化を阻止し、環境（アンビエント）温度から動作温度への繰り返される熱循環に耐え得る、そのような高温環境で使用する電気伝導ケーブルを見出すことは難題である。
商業的に利用可能な高温ケーブルは満足に実現していない。例えば、Radix MCSTMファーネス（炉）ケーブルは、絶縁体及び保護カバーで覆われている固体の又は撚り合わせたニッケルコアを含んでいる。絶縁体は、編んだマイカ層及び編んだセラミックファイバ層を備えている。保護カバーは、編んだステンレススチール層を含んでいる。これらのケーブルは、高温のＡＣ印加に対して適しているが、燃料電池などのＤＣ電源で用いられるとき、それらは許容できない大きな電圧降下を示す。コア及び編まれた又は滑らかなステンレススチールシースを伝導する他の組み合わせは、同様に成功していない。
それゆえ、先行技術の困難性を軽減する高温電気導管ケーブルに対する技術が必要である。
（ａ）各々の端部にターミナルラグを有する導電コアと、
（ｂ）前記ターミナルラグの各々に対して気密密閉されている可撓性かつ気体不浸透性のシースとを備えた電気導電ケーブル。
（ｂ）前記ターミナルラグの各々に対して気密密閉されている可撓性かつ気体不浸透性のシースとを備えた電気導電ケーブル。
一実施形態では、ケーブルは、本質的に、上述の導電コア及びシースからなる。
ここで、本発明は、単純化された概略の縮尺して作られていない図面を参照して典型的な例を通して説明される。
本発明は、高温燃料電池スタック、特に固体酸化物燃料電池スタックなどの高温環境で使用するのに適した電気導電ケーブルを提供する。本発明を説明するとき、この中で定義されていない全ての用語は、慣用技術として認識される意味を有している。
図１を参照すると、本発明のケーブル（１０）は、波形をつけられた可撓性シース（１４）を有する導電コア（１２）を備えている。コア（１２）は、図１においてシースを介してターミナルラグ（１６）に接続されており、図２では、コア（１２）は、コアを示すために切り出しており、コア（１２）は、シースがケーブル（１０）の両端でターミナルラグにろう付けされるように、シース（１４）内に気密密閉される。
一実施形態では、導電コア（１２）は、銅、ニッケル又は銀、又はその合金を含む高い伝導性を有する金属又は金属合金を含んでいる。アルミニウムは、少量の合金要素として用いられ得るが、その相対的に低い溶解温度のため、純粋な形状では用いることができない。１つの好ましい実施形態では、コアは、実質的に純粋な銅を含んでいる。波形をつけられたシース（１４）は、必ずというわけではないが、好ましくは、ステンレススチール又は任意の他の酸化に抵抗力のある合金を含んでいる。波形をつけられたシースは、全ての意図する動作温度において気体不浸透性でなければならない。InconelTMなどの高温合金が適しているが、それらの付加的な費用に対応した追加される利益を提供しない。ターミナルラグ（１６）は、任意の伝導性のある金属から形成され得るが、好ましくは、ステンレススチール又はInconelTM又はその類似のものから形成される。シース（１４）におけるコルゲーションは、ケーブル（１０）の柔軟性を強化する。
一実施形態では、ケーブル（１０）は、外側のシース（１４）と導電コア（１２）の間に絶縁層を必要としない。ケーブル（１０）は、そのような絶縁層なしに高温で満足に実現するほど頑丈である。
ケーブルの電気的容量は、導電コアの直径及び長さに関係している。当業者は、最小限かつ日常的な実験により、各実現値の最適かつ最小限の満足な設定を決定し得るであろう。
導電コア（１２）、シース（１４）及びターミナルラグ（１６）の間の気密シールを確実にする１つの方法は、真空ろう付けによってそれらを結合することである。Ni-braze合金Bni-3のペーストは、ターミナルラグの空洞に挿入され、導電コア及びシースが結合される内面をコーティングする。導電コアは、そのコアの長さより僅かに短くカットされている波形をつけられたシース（外装）に挿入される。導電コアの端部及び波形をつけられたシースは、ろう合金ペーストで既に覆われているターミナルラグの空洞に挿入される。アセンブリは、ろう合金ペーストがターミナルラグから流れることがないようにするように設計される取り付け具に置かれ、１０５０度のろう付け温度で真空炉において加熱され、冷却前に１時間保持される。
結合する方法は、ターミナルラグとコアの間の適切な電気的接触をもちろん提供しなければならない。
一実施形態では、ケーブル（１０）は、外側のシース（１４）と導電コア（１２）の間に絶縁層を必要としない。ケーブル（１０）は、そのような絶縁層なしに高温で満足に実現するほど頑丈である。
前述の特定の開示の様々な変更、調整及び変化が本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることは、当業者には明らかであるであろう。説明した本発明の様々な特徴及び構成要素は、本発明の範囲から逸脱することなく、この中で記載され要求される組み合わせとは異なる方法で組み合わせられ得る。
Claims (10)
- （ａ）各々の端部にターミナルラグを有する導電コアと、
（ｂ）前記ターミナルラグの各々に対して気密密閉されている可撓性かつ気体不浸透性のシースとを備えた電気導電ケーブル。 - 前記導電コアは、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、又はその合金を含んでいる請求項１に記載のケーブル。
- 前記導電コアは、銅を含んでいる請求項２に記載のケーブル。
- 可撓性シースは、酸化に対して抵抗力のある波形をつけられた金属を含んでいる請求項１に記載のケーブル。
- 前記波形をつけられた金属は、ステンレススチールを含んでいる請求項４に記載のケーブル。
- （ａ）各々の端部にターミナルラグを有する導電コアと、
（ｂ）前記ターミナルラグの各々に対して気密密閉されている可撓性かつ気体不浸透性のシースとから本質的に構成される電機導電ケーブル。 - 前記導電コアは、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、又はその合金を含んでいる請求項６に記載のケーブル。
- 前記導電コアは、銅を含んでいる請求項７に記載のケーブル。
- 可撓性シースは、酸化に対して抵抗力のある波形をつけられた金属を含んでいる請求項６に記載のケーブル。
- 前記波形をつけられた金属は、ステンレススチールを含んでいる請求項９に記載のケーブル。
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