JP2017117661A - Manifold, and fuel cell stack - Google Patents
Manifold, and fuel cell stack Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017117661A JP2017117661A JP2015252094A JP2015252094A JP2017117661A JP 2017117661 A JP2017117661 A JP 2017117661A JP 2015252094 A JP2015252094 A JP 2015252094A JP 2015252094 A JP2015252094 A JP 2015252094A JP 2017117661 A JP2017117661 A JP 2017117661A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manifold
- groove
- bonding material
- lid member
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、マニホールド、及び燃料電池スタックに関するものである。 The present invention relates to a manifold and a fuel cell stack.
燃料電池スタックは、マニホールドと、複数の燃料電池セルとを備えている(特許文献1)。各燃料電池セルは、マニホールドから上方に延びるように、マニホールドに支持されている。マニホールドは、各燃料電池セルに燃料ガスを供給するように構成されている。 The fuel cell stack includes a manifold and a plurality of fuel cells (Patent Document 1). Each fuel cell is supported by the manifold so as to extend upward from the manifold. The manifold is configured to supply fuel gas to each fuel cell.
マニホールドは、マニホールド本体と、蓋部材とを有している。蓋部材は、マニホールド本体に接合されており、マニホールド本体の上面を塞いでいる。詳細には、接合材が蓋部材とマニホールド本体とを接合している。 The manifold has a manifold body and a lid member. The lid member is joined to the manifold body and closes the upper surface of the manifold body. Specifically, the bonding material joins the lid member and the manifold body.
上述した燃料電池スタックにおいて、マニホールドのガス密閉性を向上させるために、接合材は、マニホールドと蓋部材との隙間を確実に埋めていることが好ましい。 In the fuel cell stack described above, it is preferable that the bonding material reliably fills the gap between the manifold and the lid member in order to improve the gas tightness of the manifold.
本発明の課題は、接合材によってマニホールド本体と蓋部材との隙間を確実に埋めることにある。 An object of the present invention is to reliably fill a gap between a manifold body and a lid member with a bonding material.
本発明の第1側面に係るマニホールドは、燃料電池セルにガスを供給するように構成されている。このマニホールドは、マニホールド本体と、蓋部材と、第1接合材とを備えている。マニホールド本体は、底壁、底壁の周縁から上方に延びる側壁、及び側壁の上面を延びる溝部、を有する。蓋部材は、燃料電池セルの下端部が挿入される挿入孔を有する。蓋部材は、マニホールド本体の上面を塞ぐ。第1接合材は、溝部内に充填され、マニホールド本体と前記蓋部材とを接合する。第1接合材は、ガラス材料から構成される。溝部は、当該溝部の延在方向と直行する断面における形状が円弧状である。 The manifold according to the first aspect of the present invention is configured to supply gas to the fuel cells. The manifold includes a manifold body, a lid member, and a first bonding material. The manifold body has a bottom wall, a side wall extending upward from the peripheral edge of the bottom wall, and a groove portion extending from the upper surface of the side wall. The lid member has an insertion hole into which the lower end portion of the fuel battery cell is inserted. The lid member closes the upper surface of the manifold body. The first bonding material is filled in the groove and bonds the manifold body and the lid member. The first bonding material is made of a glass material. The groove has a circular arc shape in a cross section perpendicular to the extending direction of the groove.
第1接合材に熱処理を施すと第1接合材は表面張力の影響によって丸くなるため、断面形状が円弧状の溝部に沿った形状となる。この結果、マニホールド本体と蓋部材との隙間を第1接合材によって確実に埋めることができる。 When the first bonding material is subjected to heat treatment, the first bonding material is rounded due to the influence of surface tension, so that the cross-sectional shape becomes a shape along the arc-shaped groove. As a result, the gap between the manifold body and the lid member can be reliably filled with the first bonding material.
好ましくは、溝部の曲率半径は、1.0〜10mmである。 Preferably, the curvature radius of the groove is 1.0 to 10 mm.
好ましくは、側壁は、側壁本体部と、前記側壁本体部から外方に延びるフランジ部とを有する。そして、溝部は、フランジ部の上面を延びる。 Preferably, the side wall includes a side wall main body portion and a flange portion extending outward from the side wall main body portion. The groove portion extends on the upper surface of the flange portion.
好ましくは、蓋部材は、マニホールド本体の上面を塞ぐ蓋本体部と、蓋本体部の周縁から溝部に向かって延びる挿入部と、を有する。 Preferably, the lid member includes a lid body portion that closes the upper surface of the manifold body, and an insertion portion that extends from the periphery of the lid body portion toward the groove portion.
好ましくは、溝部は、環状である。 Preferably, the groove is annular.
好ましくは、第1接合材は、結晶化ガラスである。 Preferably, the first bonding material is crystallized glass.
本発明の第2側面に係る燃料電池スタックは、上記いずれかのマニホールドと、マニホールドの蓋部材から上方に延びる燃料電池セルと、を備える。 A fuel cell stack according to a second aspect of the present invention includes any one of the above manifolds and a fuel cell extending upward from a cover member of the manifold.
本発明によれば、接合材がマニホールド本体と蓋部材との隙間を確実に埋めることができる。 According to the present invention, the bonding material can reliably fill the gap between the manifold body and the lid member.
以下、本発明に係る燃料電池スタックの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図1では、図解を容易にするため、マニホールド20の一部を断面にしている。
Hereinafter, an embodiment of a fuel cell stack according to the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a part of the
図1に示すように、燃料電池スタック100は、複数の燃料電池セル10と、マニホールド20と、を備えている。各燃料電池セル10は、マニホールド20によって支持されている。マニホールド20は、各燃料電池セル10にガスを供給する。
As shown in FIG. 1, the
[燃料電池セル]
各燃料電池セル10は、マニホールド20から上方に延びている。燃料電池セル10の長手方向(x軸方向)は、上下方向に延びている。また、各燃料電池セル10は、マニホールド20の長手方向(z軸方向)に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。各燃料電池セル10は、集電部材(図示省略)を介して互いに電気的に接続されている。集電部材は、導電性を有する材料から形成されている。例えば、集電部材は、酸化物セラミックスの焼成体又は金属などによって形成されている。
[Fuel battery cell]
Each
図2に示すように、燃料電池セル10は、複数の発電素子部11と、支持基板12とを備えている。各発電素子部11は、支持基板12の両面に配置されている。なお、各発電素子部11は、支持基板12の片面のみに配置されていてもよい。各発電素子部11は、燃料電池セル10の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、本実施形態に係る燃料電池セル10は、いわゆる横縞型の燃料電池セルである。各発電素子部11は、電気的接続部17(図3参照)によって互いに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
支持基板12は、燃料電池セル10の長手方向に延びる複数のガス流路121を内部に有している。なお、支持基板12の長手方向(x軸方向)は、燃料電池セル10の長手方向と同じ方向である。各ガス流路121は、互いに実質的に平行に延びている。各ガス流路121は、燃料電池セル10の長手方向の両端部において開口している。
The
図3に示すように、支持基板12は、複数の第1凹部123を有している。各第1凹部123は、支持基板12の両面に形成されている。各第1凹部123は支持基板12の長手方向において互いに間隔をあけて配置されている。
As shown in FIG. 3, the
支持基板12は、絶縁性である。すなわち、支持基板12は、電子伝導性を有していない。支持基板12は、例えば、CSZ(カルシア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、支持基板12は、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とY2O3(イットリア)とから構成されてもよいし、MgO(酸化マグネシウム)とMgAl2O4(マグネシアアルミナスピネル)とから構成されてもよい。支持基板12は、多孔質である。支持基板12の気孔率は、例えば、20〜60%程度である。
The
各発電素子部11は、燃料極13、電解質14、及び空気極15を有している。また、各発電素子部11は、反応防止膜16をさらに有している。燃料極13は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。燃料極13は、燃料極集電部131と燃料極活性部132とを有する。
Each power
燃料極集電部131は、第1凹部123内に配置されている。詳細には、燃料極集電部131は、第1凹部123内に充填されており、第1凹部123と同様の外形を有する。各燃料極集電部131は、第2凹部131a及び第3凹部131bを有している。燃料極活性部132は、第2凹部131a内に配置されている。詳細には、燃料極活性部132は、第2凹部131a内に充填されている。
The fuel electrode
燃料極集電部131は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極集電部131は、NiO(酸化ニッケル)とY2O3(イットリア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とCSZ(カルシア安定化ジルコニア)とから構成されてもよい。燃料極集電部131の厚さ、並びに第1凹部123の深さは、50〜500μm程度である。
The fuel electrode
燃料極活性部132は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極活性部132は、NiO(酸化ニッケル)とGDC(ガドリニウムドープセリア)とから構成されてもよい。燃料極活性部132の厚さは、5〜30μmである。
The fuel electrode
電解質14は、燃料極13上を覆うように配置されている。詳細には、電解質14は、あるインターコネクタ171から他のインターコネクタ171まで燃料電池セル10の長手方向に延びている。すなわち、燃料電池セル10の長手方向において、電解質14とインターコネクタ171とが交互に配置されている。
The
電解質14は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料からなる焼成体である。電解質14は、例えば、YSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、電解質14は、LSGM(ランタンガレート)から構成されてもよい。電解質14の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。
The
反応防止膜16は、緻密な材料からなる焼成体であり、平面視(z軸方向視)において、燃料極活性部132と略同一の形状であり、燃料極活性部132と略同じ位置に配置されている。反応防止膜16は、電解質14内のYSZと空気極15内のSrとが反応して電解質14と空気極15との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜16は、例えば、GDC=(Ce,Gd)O2(ガドリニウムドープセリア)から構成され得る。反応防止膜16の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。
The
空気極15は、反応防止膜16上に配置されている。空気極15は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極15は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O3(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、空気極15は、LSF=(La,Sr)FeO3(ランタンストロンチウムフェライト)、LNF=La(Ni,Fe)O3(ランタンニッケルフェライト)、又は、LSC=(La,Sr)CoO3(ランタンストロンチウムコバルタイト)等から構成されてもよい。空気極15は、LSCFからなる第1層(内側層)とLSCからなる第2層(外側層)との2層によって構成されてもよい。空気極15の厚さは、例えば、10〜100μmである。
The
電気的接続部17は、隣り合う発電素子部11を電気的に接続するように構成されている。電気的接続部17は、インターコネクタ171及び空気極集電膜172を有する。インターコネクタ171は、第3凹部131b内に配置されている。詳細には、インターコネクタ171は、第3凹部131b内に埋設(充填)されている。インターコネクタ171は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。インターコネクタ171は、例えば、LaCrO3(ランタンクロマイト)から構成され得る。或いは、インターコネクタ171は、(Sr,La)TiO3(ストロンチウムチタネート)から構成されてもよい。インターコネクタ171の厚さは、例えば、10〜100μmである。
The
空気極集電膜172は、隣り合う発電素子部11のインターコネクタ171と空気極15との間を延びるように配置される。例えば、図3の左側に配置された発電素子部11の空気極15と、図3の右側に配置された発電素子部11のインターコネクタ171とを電気的に接続するように、空気極集電膜172が配置されている。空気極集電膜172は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。
The air electrode
空気極集電膜172は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O3(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、空気極集電膜172は、LSC=(La,Sr)CoO3(ランタンストロンチウムコバルタイト)から構成されてもよい。或いは、空気極集電膜172は、Ag(銀)、Ag−Pd(銀パラジウム合金)から構成されてもよい。空気極集電膜172の厚さは、例えば、50〜500μm程度である。
The air electrode
[マニホールド]
図1及び図4に示すように、マニホールド20は、各燃料電池セル10にガスを供給するように構成されている。燃料ガスなどのガスが、導入配管201を介して、マニホールド20の内部空間に供給される。マニホールド20は、各燃料電池セル10を支持している。マニホールド20は、マニホールド本体3と、蓋部材4と、第1接合材5と、を有する。
[Manifold]
As shown in FIGS. 1 and 4, the manifold 20 is configured to supply gas to each
マニホールド本体3は、直方体状であって、上面が開口した内部空間を有する。マニホールド本体3は、底壁31、側壁32、及び溝部33を有している。なお、底壁31、及び側壁32は、1つの部材によって構成されている。マニホールド本体3は、例えば、耐熱性を有するような金属によって形成される。より具体的には、マニホールド本体3は、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、及びNi基合金よりなる群から選ばれる少なくとも1種から形成されている。
The
底壁31は、平面視(x軸方向視)が矩形状である。底壁31は、平面視において、長手方向(z軸方向)と幅方向(y軸方向)を有している。側壁32は、底壁31の周縁から上方に延びている。すなわち、側壁32は、底壁31の長手方向に延びる一対の縁部と短手方向に延びる一対の縁部から延びている。
The
側壁32は、側壁本体部321と、フランジ部322と、を有している。側壁本体部321は、底壁31から上方に延びる部分である。フランジ部322は、側壁本体部321の上端部から外方に延びる部分である。なお、側壁本体部321とフランジ部322とは一体的に延びている。
The
図4から図6に示すように、溝部33は、側壁32の上面を延びている。詳細には、溝部33は、フランジ部322の上面を延びている。溝部33は、平面視(x軸方向視)において環状である。溝部33は、溝部33の延在方向と直行する断面における形状が円弧状である。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
溝部33は、側壁32の上面が延びる方向に沿って延びている。すなわち、溝部33は、フランジ部322の延びる方向に沿って延びている。具体的には、溝部33は、マニホールド20の長手方向(z軸方向)及び幅方向(y軸方向)に延びている。したがって、溝部33は、マニホールド20の長手方向に延びる部分では、マニホールド20の長手方向と直行する断面における形状が円弧状である。また、溝部33は、マニホールド20の幅方向に延びる部分では、マニホールド20の幅方向と直行する断面における形状が円弧状である。溝部33の曲率半径は、1.0〜10mm程度とすることが好ましい。
The
図4に示すように、蓋部材4は、マニホールド本体3の上面を塞ぐように構成されている。蓋部材4の外周縁部は、側壁32上に配置されており、後述する第1接合材5を介して側壁32に接合されている。
As shown in FIG. 4, the
蓋部材4は、蓋本体部41と、挿入部42とを有している。蓋本体部41は、マニホールド本体3の上面を塞ぐように構成されている。図7に示すように、蓋本体部41は、平面視(z軸方向視)が矩形状である。蓋本体部41は、複数の挿入孔411を有している。各挿入孔411には、各燃料電池セル10の下端部が挿入される。各挿入孔411は、マニホールド20の幅方向(y軸方向)に延びている。また、各挿入孔411は、マニホールド20の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。
The
図4に示すように、挿入部42は、蓋本体部41の周縁から溝部33に向かって延びている。挿入部42は、平面視(x軸方向視)が環状である。挿入部42は、溝部33内に挿入されている。なお、挿入部42は、蓋本体部41の周縁部を下方に折り曲げることによって形成されている。
As shown in FIG. 4, the
第1接合材5は、溝部33内に充填されており、マニホールド本体3と蓋部材4とを接合している。詳細には、挿入部42が挿入された状態の溝部33内に、第1接合材5は充填されている。なお、第1接合材5を溝部33内に充填した後に挿入部42を溝部33内に挿入してもよいし、挿入部42を溝部33内に挿入した後に第1接合材5を溝部33内に充填してもよい。
The
溝部33内に第1接合材5が挿入された状態において、第1接合材5は溝部33内を全て埋めていることが好ましい。例えば、溝部33内に第1接合材5が挿入された状態において、第1接合材5は、溝部33内から溢れる程度の量で、溝部33内を充填していることが好ましい。溝部33内に充填された第1接合材5を硬化させるために、第1接合材5に対して熱処理が施される。例えば、750〜900℃程度の温度で60〜180分程度、第1接合材5を加熱する。
In the state where the
第1接合材5は、ガラス材料を含んでいる。好ましくは、第1接合材5は、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、MgO−CaO系、SiO2−B2O3系、SiO2−CaO系、SiO2−MgO、SiO−BaO系、又はSiO−ZnO系が採用され得る。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合(結晶化度)が60%以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が40%未満のガラスを指す。なお、第1接合材5の材料として、非晶質ガラス等が採用されてもよい。具体的には、第2接合材101は、SiO2−MgO−B2O5−Al2O3系及びSiO2−MgO−Al2O3−ZnO系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
The
[燃料電池スタック]
以上のように構成されたマニホールド20に、各燃料電池セル10が支持されている。詳細には、各燃料電池セル10の下端部が、蓋部材4の各挿入孔411に挿入されている。燃料電池セル10が挿入された状態の挿入孔411内には、第2接合材101が充填されている。
[Fuel cell stack]
Each
第2接合材101は、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、SiO2−B2O3系、SiO2−CaO系、又はSiO2−MgO系が採用され得る。なお、第2接合材101の材料として、非晶質ガラス、ろう材、又はセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、第2接合材101は、SiO2−MgO−B2O5−Al2O3系及びSiO2−MgO−Al2O3−ZnO系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
The
以上のように構成された燃料電池スタック100は、次のようにして発電する。マニホールド20を介して各燃料電池セル10の各ガス流路121内に燃料ガス(水素ガス等)を供給するとともに、支持基板12の両面を酸素を含むガス(空気等)に曝すことにより、電解質14の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。この燃料電池スタック100を外部の負荷に接続すると、空気極15において下記(1)式に示す電気化学反応が起こり、燃料極13において下記(2)式に示す電気化学反応が起こり、電流が流れる。
(1/2)・O2+2e−→O2 − …(1)
H2+O2 −→H2O+2e− …(2)
The
(1/2) · O 2 + 2e − → O 2 − (1)
H 2 + O 2 − → H 2 O + 2e − (2)
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
変形例1
上記実施形態では、蓋部材4は、蓋本体部41と挿入部42とを有していたが、蓋部材4の構成は特にこれに限定されない。例えば、図8に示すように、蓋部材4は、挿入部42を有していなくてもよい。
Modification 1
In the above embodiment, the
変形例2
上記実施形態では、蓋部材4は、複数の挿入孔411を有しているが、これに限定されない。例えば、図9に示すように、マニホールド本体3の蓋部材4は、1つの挿入孔411を有していてもよい。そして、複数の燃料電池セル10の下端部が、1つの挿入孔411内に挿入されていてもよい。
Modification 2
In the said embodiment, although the
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.
(実施例)
実施例1〜35に係るマニホールドを以下のように作製した。
(Example)
Manifolds according to Examples 1 to 35 were produced as follows.
まず、図10に示すように、上記実施形態と同様の構成のマニホールド20を実施例1〜35として作製した。具体的には、マニホールド本体3を準備し、溝部33内に第1接合材5を充填する。そして、蓋部材4の挿入部42をマニホールド本体3の溝部33内に挿入した後、850℃で120分の熱処理を施す。なお、蓋部材4は、挿入孔411を有していない。すなわち、マニホールド20内は密閉空間となっている。
First, as shown in FIG. 10,
各実施例において第1接合材5、マニホールド本体3、及び蓋部材4の材料は表1に示す通りである。また、実施例1〜35におけるマニホールドの溝部33の曲率半径は、表1に示す通りである。なお、実施例1〜35におけるマニホールド20において、溝部33の曲率半径、並びに、第1接合材5、マニホールド本体3、及び蓋部材4の材料以外は互いに同じ構成とした。
In each embodiment, the materials of the
(比較例)
図11に示すように、比較例1〜7に係るマニホールド20は、溝部33の断面形状が矩形状である。なお、溝部33の深さは5mm、幅は5mmである。また、各比較例における第1接合材5、マニホールド本体3、及び蓋部材4の材料は表1に示す通りである。その他の構成は、上記実施例1〜35と同様である。
(Comparative example)
As shown in FIG. 11, in the manifold 20 according to Comparative Examples 1 to 7, the cross-sectional shape of the
(評価方法)
以上のようにして作製された実施例1〜35、及び比較例1〜7に係るマニホールド20に対して、ガスリークの発生の有無を確認した。まず、各実施例及び比較例に係るマニホールド20に、導入配管201を介して加圧ガスを導入した。次に、マニホールド20内の圧力を圧力計により測定した。具体的には、印加圧を10kPaとし、そのときのガスリーク量(cc/min)を測定した。この評価結果を表1に示した。なお、表1では、0.1cc/min未満(検出下限界値未満)の場合を「◎」と評価し、0.1cc/min以上5cc/min未満の場合を「○」と評価し、5cc/min以上の場合を「×」と評価した。
(Evaluation method)
The presence or absence of the occurrence of gas leak was confirmed for the
表1に示すように、比較例1〜7では、評価が「×」となった。これに対して、実施例1〜35では、評価が「◎」又は「○」となり、「×」の評価にならなかった。このように、実施例1〜35では評価が「×」とならなかったのに対して、比較例1〜7では評価が「×」となった理由は、溝部33の断面形状の違いによるものと考えられる。すなわち、第1接合材5を溝部33内に充填させて熱処理を施すと、第1接合材5は表面張力の影響で丸くなる性質を有する。このため、比較例1〜7のように断面形状が矩形状の溝部33内に充填された第1接合材5は、溝部33の角部において隙間が形成され、十分に接合されなくなる。これに対して、実施例1〜35のように溝部33の断面形状が円弧状であると、熱処理後の第1接合材5は、溝部33の形状に沿うような形状となり、隙間が形成されない。この結果、実施例1〜35は、比較例1〜7に比べて、接合強度が強くなり、ガスの密閉性が高くなるものと考えられる。
As shown in Table 1, in Comparative Examples 1 to 7, the evaluation was “x”. On the other hand, in Examples 1 to 35, the evaluation was “◎” or “◯”, and the evaluation was not “x”. As described above, in Examples 1 to 35, the evaluation was not “x”, but in Comparative Examples 1 to 7, the evaluation was “x” because of the difference in the cross-sectional shape of the
また、溝部33の曲率半径を1.0〜10mmとした実施例2〜4、7〜9、12〜14、17〜19、22〜24、27〜29、32〜34に係るマニホールド20では、ガスの密閉性がより高くなっていることが分かった。これは、熱処理後の第1接合材5が、曲率半径1.0〜10mmの溝部33に沿った形状となるためであると考えられる。
Further, in the manifold 20 according to Examples 2 to 4, 7 to 9, 12 to 14, 17 to 19, 22 to 24, 27 to 29, and 32 to 34 in which the curvature radius of the
3 :マニホールド本体
31 :底壁
32 :側壁
321 :側壁本体部
322 :フランジ部
33 :溝部
4 :蓋部材
41 :蓋本体部
411 :挿入孔
42 :挿入部
5 :第1接合材
10 :燃料電池セル
20 :マニホールド
100 :燃料電池スタック
3: Manifold body 31: Bottom wall 32: Side wall 321: Side wall body part 322: Flange part 33: Groove part 4: Lid member 41: Lid body part 411: Insert hole 42: Insert part 5: First bonding material 10: Fuel cell Cell 20: Manifold 100: Fuel cell stack
Claims (7)
底壁、前記底壁の周縁から上方に延びる側壁、及び前記側壁の上面を延びる溝部、を有するマニホールド本体と、
前記燃料電池セルの下端部が挿入される挿入孔を有し、前記マニホールド本体の上面を塞ぐ蓋部材と、
前記溝部内に充填され、前記マニホールド本体と前記蓋部材とを接合する、ガラス材料からなる第1接合材と、
を備え、
前記溝部は、当該溝部の延在方向と直行する断面における形状が円弧状である、
マニホールド。 A manifold for supplying gas to the fuel cell,
A manifold body having a bottom wall, a side wall extending upward from a peripheral edge of the bottom wall, and a groove portion extending from an upper surface of the side wall;
A lid member that has an insertion hole into which a lower end portion of the fuel battery cell is inserted, and closes an upper surface of the manifold body;
A first bonding material made of a glass material that fills the groove and bonds the manifold body and the lid member;
With
The groove part has an arc shape in a cross section perpendicular to the extending direction of the groove part.
Manifold.
請求項1に記載のマニホールド。 The radius of curvature of the groove is 1.0 to 10 mm.
The manifold according to claim 1.
前記溝部は、前記フランジ部の上面を延びる、
請求項1又は2に記載のマニホールド。 The side wall has a side wall main body part and a flange part extending outward from the side wall main body part,
The groove extends on the upper surface of the flange.
The manifold according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載のマニホールド。 The lid member includes a lid main body portion that closes an upper surface of the manifold main body, and an insertion portion that extends from a peripheral edge of the lid main body portion toward the groove portion.
The manifold according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれかに記載のマニホールド。 The groove is annular.
The manifold according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれかに記載のマニホールド。 The first bonding material is crystallized glass.
The manifold according to any one of claims 1 to 5.
前記マニホールドの蓋部材から上方に延びる燃料電池セルと、
を備える、燃料電池スタック。 A manifold according to any of claims 1 to 6;
A fuel battery cell extending upward from the lid member of the manifold;
A fuel cell stack comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015252094A JP6077095B1 (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Manifold and fuel cell stack |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015252094A JP6077095B1 (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Manifold and fuel cell stack |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6077095B1 JP6077095B1 (en) | 2017-02-08 |
JP2017117661A true JP2017117661A (en) | 2017-06-29 |
Family
ID=57981561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015252094A Expired - Fee Related JP6077095B1 (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Manifold and fuel cell stack |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6077095B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6435035B1 (en) * | 2017-10-31 | 2018-12-05 | 日本碍子株式会社 | Manifold and cell stack equipment |
JP2019016578A (en) * | 2017-07-11 | 2019-01-31 | 日本碍子株式会社 | Manifold and cell stack device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4623974B2 (en) * | 2003-01-29 | 2011-02-02 | 京セラ株式会社 | Fuel cell |
JP4578114B2 (en) * | 2004-01-28 | 2010-11-10 | 京セラ株式会社 | Fuel cell |
JP5766132B2 (en) * | 2012-01-30 | 2015-08-19 | 京セラ株式会社 | Cell stack device and fuel cell device |
JP5952139B2 (en) * | 2012-08-30 | 2016-07-13 | 京セラ株式会社 | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device |
JP5877235B1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-03-02 | 日本碍子株式会社 | Fuel manifold |
-
2015
- 2015-12-24 JP JP2015252094A patent/JP6077095B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019016578A (en) * | 2017-07-11 | 2019-01-31 | 日本碍子株式会社 | Manifold and cell stack device |
JP6435035B1 (en) * | 2017-10-31 | 2018-12-05 | 日本碍子株式会社 | Manifold and cell stack equipment |
JP2019083157A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 日本碍子株式会社 | Manifold and cell stack device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6077095B1 (en) | 2017-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6178534B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP6144813B2 (en) | Manifold and fuel cell stack | |
JP6154042B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP6077094B1 (en) | Manifold and fuel cell stack | |
JP6077095B1 (en) | Manifold and fuel cell stack | |
JP6124984B1 (en) | Manifold and fuel cell stack | |
JP6197074B2 (en) | Fuel cell | |
JP6159868B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP6588505B2 (en) | Manifold and cell stack equipment | |
JP6318314B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP6467002B2 (en) | Cell stack device | |
JP6261646B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP6359169B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP6378742B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP6527917B2 (en) | Cell stack device | |
JP6124983B1 (en) | Fuel cell stack and manufacturing method thereof | |
JP6257721B1 (en) | Fuel cell | |
JP6466902B2 (en) | Manifold and fuel cell stack | |
JP6371819B2 (en) | Manifold and fuel cell stack | |
JP6188267B1 (en) | Fuel cell stack and manifold | |
JP6084676B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP6378741B2 (en) | Fuel cell stack | |
JP6130578B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP6130575B1 (en) | Fuel cell stack | |
JP2018041557A (en) | Fuel battery cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161115 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20161115 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20161209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6077095 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |