JP2018028520A - Characteristic testing device - Google Patents
Characteristic testing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018028520A JP2018028520A JP2016161489A JP2016161489A JP2018028520A JP 2018028520 A JP2018028520 A JP 2018028520A JP 2016161489 A JP2016161489 A JP 2016161489A JP 2016161489 A JP2016161489 A JP 2016161489A JP 2018028520 A JP2018028520 A JP 2018028520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- temperature
- hydrogen
- gas
- heating
- 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.)
- Pending
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
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、圧縮ガス雰囲気下で試験片もしくは供試体の疲労試験などの特性試験を行う特性試験装置に関する。 The present invention relates to a characteristic test apparatus for performing a characteristic test such as a fatigue test of a test piece or a specimen under a compressed gas atmosphere.
下記特許文献1には、高圧ガス雰囲気下で試験片の機械特性試験を行う機械特性試験装置が開示されている。この機械特性試験装置は、高圧容器内に水素ガスを含む高圧ガスが導入された状態で、高圧容器内に配置された試験片に荷重が負荷され、その負荷された荷重を歪ゲージにて測定する装置である。
他方で、水素雰囲気下で試験片の引張強度や曲げ強度などの特性試験を行う特性試験装置が出願されている(特許文献2)。 On the other hand, a characteristic test apparatus for performing a characteristic test such as tensile strength and bending strength of a test piece in a hydrogen atmosphere has been filed (Patent Document 2).
ところが、この従来の特許文献1の機械特性試験装置においては、高圧容器の外面にヒータや冷却手段を設けることにより、高圧容器内の温度を変化させようとするため、試験の際に多大の時間を要するという問題があった。このため、例えば−80℃といった極低温域の試験を行うことは困難であった。
However, in the conventional mechanical property test apparatus of
また、特許文献2の特性試験装置においては、容器の厚み内に設けた流路へ熱水もしくは冷水を供給することで、容器内の温度を変化させようとするため、極低温域の試験を行うことは困難であった。
Moreover, in the characteristic test apparatus of
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、極低温域の試験を行うことができる特性試験装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the problems existing in the prior art as described above. An object of the invention is to provide a characteristic test apparatus capable of performing a test in a cryogenic region.
上記目的を達成するために、本発明に係る特性試験装置は、圧縮ガス雰囲気下に晒された試験片もしくは供試体の特性を試験する特性試験装置であって、前記試験片もしくは供試体を収納し、かつ、圧縮ガスが流通もしくは貯留する容器と、該容器の肉厚部に設けられている媒体流路と、該媒体流路に冷媒体を供給する冷却媒体供給手段とを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a characteristic test apparatus according to the present invention is a characteristic test apparatus for testing characteristics of a test piece or specimen exposed to a compressed gas atmosphere, and contains the test piece or specimen. And a container through which compressed gas circulates or stores, a medium flow path provided in a thick portion of the container, and a cooling medium supply means for supplying a refrigerant body to the medium flow path. It is characterized by.
ここで、特性試験装置は、機械的特性、物理的特性、電気化学的特性などの特性を評価するものである。また、圧縮ガスは、常温で液化しない程度に圧縮して、大気圧より圧力を高めたガスをいい、高圧ガスを含む。高圧ガスは、常用の温度において圧力(ゲージ圧力)が1MPa以上となる圧縮ガスをいう。圧縮ガスには、水素ガス、水素ガスを含有したガス、水素ガスを模擬したガスが含まれる。 Here, the characteristic test apparatus evaluates characteristics such as mechanical characteristics, physical characteristics, and electrochemical characteristics. The compressed gas refers to a gas that is compressed to an extent that it does not liquefy at room temperature and has a pressure higher than atmospheric pressure, and includes high-pressure gas. High-pressure gas refers to compressed gas whose pressure (gauge pressure) is 1 MPa or more at ordinary temperature. The compressed gas includes hydrogen gas, gas containing hydrogen gas, and gas simulating hydrogen gas.
媒体流路は、容器(容器を構成する容器本体、蓋体等を含む。)の肉厚部に設けられており、単数もしくは複数の流路から構成される。媒体流路は、反応ガス、水素ガスを流さない意味では、加熱・冷却専用である。媒体流路に、冷却用の冷媒体を流すことによって容器もしくは容器の内部を冷却する。 The medium flow path is provided in a thick portion of a container (including a container main body, a lid, and the like constituting the container), and includes a single or a plurality of flow paths. The medium flow path is dedicated to heating and cooling in the sense that the reaction gas and hydrogen gas do not flow. The container or the inside of the container is cooled by flowing a cooling medium through the medium flow path.
ここで、冷媒体は、特性試験装置において、温度・熱量の測定や燃料電池(システム)などの試験に使用する冷却のための媒体をいう。例えば、液化窒素、液化ヘリウムなどが挙げられる。冷媒体は、媒体流路に外部から仕事(圧縮)を与えられることにより、低温部(被冷却物)である容器もしくは容器の内部から連続的に熱を吸収し、この熱を運んで高温部(外部)へ放出する。 Here, the refrigerant body refers to a cooling medium used in a characteristic test apparatus for temperature / heat quantity measurement or fuel cell (system) testing. Examples thereof include liquefied nitrogen and liquefied helium. The refrigerant body receives work (compression) from the outside to the medium flow path, so that it continuously absorbs heat from the container that is the low temperature part (object to be cooled) or the inside of the container, and carries this heat to the high temperature part. Release to (external).
容器もしくは容器を構成する容器本体、蓋体等は、鉄、ニッケル、クロム、マンガン、モリブデン、鉄よりも熱伝導性に優れた銅、アルミニウムの少なくとも1種類の元素を含む金属製、もしくはシリコン製、カーボン製、これらに対して、複数の金属元素あるいは金属元素と非金属元素からなる合金製、又はそれら複数の材質からなる構造の組合せに係るものが挙げられる。 The container or the container body constituting the container, the lid, etc. are made of iron, nickel, chromium, manganese, molybdenum, metal having at least one element of copper or aluminum having higher thermal conductivity than iron, or made of silicon These are made of carbon, on the other hand, those made of a plurality of metal elements or an alloy made of a metal element and a non-metal element, or a combination of structures made of these materials.
また、本発明に係る特性試験装置は、前記媒体流路に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段を備えていてもよい。この場合に、媒体流路は、加熱用の加熱媒体又は/及び冷却用の冷媒体を流すものであってもよい。例えば、単数の媒体流路に、加熱媒体を流したり、冷媒体を流したりすることができる。媒体流路の流路構成は、例えば、円形状溝と円形状リブを形成した単数もしくは複数の流路、多数のエンボスによって構成される単数もしくは複数の流路、マニホールドによって複数本の直線溝に分岐合流される構成の単数もしくは複数の流路、又は単数もしくは複数の直線流路が挙げられる。 In addition, the characteristic test apparatus according to the present invention may include a heating medium supply unit that supplies a heating medium to the medium flow path. In this case, the medium flow path may flow a heating medium for heating and / or a cooling medium for cooling. For example, a heating medium or a coolant can be flowed through a single medium flow path. The flow path configuration of the medium flow path is, for example, one or a plurality of flow paths formed with circular grooves and circular ribs, a single or a plurality of flow paths configured with a large number of embosses, and a plurality of linear grooves with a manifold. One or a plurality of flow paths configured to be branched and joined, or a single or a plurality of straight flow paths may be mentioned.
さらに、本発明に係る特性試験装置は、前記容器もしくは前記容器の内部の温度を検出する温度センサを備えており、前記温度センサの検出温度に基づき、前記冷却媒体供給手段を制御することを特徴としている。 Furthermore, the characteristic test apparatus according to the present invention includes a temperature sensor that detects the temperature of the container or the container, and controls the cooling medium supply unit based on the temperature detected by the temperature sensor. It is said.
本発明に係る特性試験装置は、前記供試体が燃料電池の単セル又はセル積層体であり、前記容器の内部に水素ガス、水素含有ガス又は水素模擬ガスを供給するガス供給手段を備えており、該ガス供給手段は、前記単セル又はセル積層体の燃料極側に前記水素ガス、水素含有ガス又は水素模擬ガスを流すことを特徴としている。 In the characteristic test apparatus according to the present invention, the specimen is a single cell or a cell stack of a fuel cell, and includes gas supply means for supplying hydrogen gas, hydrogen-containing gas, or hydrogen simulation gas into the container. The gas supply means is characterized in that the hydrogen gas, hydrogen-containing gas, or hydrogen simulation gas flows through the fuel electrode side of the single cell or cell stack.
本発明の請求項1記載の特性試験装置によれば、冷却媒体供給手段を備えているので、媒体流路へ冷媒体が供給されることで、極低温域の試験を行うことができるという効果を奏する。 According to the characteristic test apparatus of the first aspect of the present invention, since the cooling medium supply means is provided, the cryogenic temperature range test can be performed by supplying the coolant to the medium flow path. Play.
請求項2記載の特性試験装置によれば、請求項1記載の特性試験装置の奏する効果に加えて、温度センサの検出温度に基づき、冷却媒体供給手段を制御することで、所定の温度に静定することができるという効果を奏する。 According to the characteristic test apparatus of the second aspect, in addition to the effect exhibited by the characteristic test apparatus of the first aspect, the cooling medium supply means is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor, so that the static temperature can be reduced to a predetermined temperature. There is an effect that it can be determined.
請求項3記載の特性試験装置によれば、請求項1又は2に記載の特性試験装置の奏する効果に加えて、水素ガス、水素含有ガス又は水素模擬ガスの流量が変化したり、ガス組成が変化したりした場合の試験を行うことができるという効果を奏する。
According to the characteristic test apparatus according to
以下、本発明を実施するための第1実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
Hereinafter, a first embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
図1及び図2は、本発明の特性試験装置の一例を示す図である。図1は、特性試験装置の全体を示す概略構成図であり、図2は一部を省略して示す媒体流路の要部拡大概略図である。本実施形態の特性試験装置1は、略全面が水素ガスに晒された試験片2の特性を試験する装置である。特性試験装置1は、試験片2が収容される容器3と、容器3内へ供給される水素ガスを供給する水素ガス供給手段4と、容器3に供給される水素ガスを加圧する加圧手段5と、容器3内の圧力を検出する圧力センサ6と、容器3の肉厚部に設けられた冷却流路7へ冷媒体を供給する冷却媒体供給手段8と、容器3の肉厚部に設けられた加熱流路9へ加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段10と、容器3内の温度を検出する温度センサ11と、試験片2の試験を行う試験具12と、冷媒体、加熱媒体の温度や流量を制御する制御手段(図示せず)とを備えている。なお、水素ガス供給手段4の圧力が高い場合には、加圧手段5を備えることなく、水素ガス供給手段4からの水素ガスを減圧して容器3に供給することもある。
1 and 2 are diagrams showing an example of the characteristic test apparatus of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the entire characteristic test apparatus, and FIG. The
容器3は、新日鐵住金株式会社製のステンレス鋼「HRX19」(登録商標)を用い、中空部13を有し、容器本体14に蓋体15が開閉可能に設けられて構成されている。容器本体14は、上方に開口した有底略円筒状であり、容器本体14と蓋体15には、少なくとも1本の冷却流路7と少なくとも1本の加熱流路9が形成されている。
The
冷却流路7は、図2に示すように、容器本体14及び蓋体15の肉厚部に円形状溝16と円形状リブ17とが形成されており、冷却のための冷媒体18を、円形状リブ17によって形成された円形状溝16に沿って流すことができる。その結果、容器3を効率良く冷却することができる。
As shown in FIG. 2, the
加熱流路9は、図示しないが、冷却流路7より外表面側の容器本体14及び蓋体15の肉厚部に、試験片2からの距離が冷却流路7より遠方となる位置となるように設けられている。加熱流路9は、冷却流路7と略同様の構造である。この加熱流路9に、加熱のための加熱媒体を供給することで、円形状リブによって形成された円形状溝に沿って流すことができる。その結果、容器3を効率良く加熱することができる。
Although not shown, the
一方、蓋体15は、下方にのみ開口した略円筒状に形成されている。このような蓋体15で容器本体14の上部開口を閉じた際には、容器本体14の上端部と蓋体15の下端部とが金属製または樹脂製のパッキン22を介して重ね合される。これにより容器3を密閉することができ、容器3内に気密状態を保つ中空部13を形成することができる。
On the other hand, the
水素ガス供給手段4は、中空部13へ水素を供給する手段であり、本実施形態では水素ボンベと、水素ガス供給路23とから構成される。水素ガス供給路23は、水素ボンベから中空部13へのガス供給路であり、蓋体15に接続されている。これにより、水素ボンベからの水素ガスが容器3の上部から中空部13へ供給される。
The hydrogen gas supply means 4 is means for supplying hydrogen to the
加圧手段5は、中空部13へ供給する水素ガスを加圧する手段であり、本実施形態では圧縮機から構成される。この圧縮機5は、水素ボンベからの水素を圧縮するものであり、容器3に設けられた圧力センサ6の検出圧力に基づき制御される。なお、圧力センサ6は水素ガス供給路23に設けられていてもよい。
The pressurizing means 5 is a means for pressurizing the hydrogen gas supplied to the
容器3の蓋体15に、中空部13の水素ガスを外部へ排除する水素ガス排気路24が接続されている。水素ガス排気路24には、排気弁が設けられており、この排気弁を開閉することで、中空部13の内外を連通可能とすることができる。
A hydrogen
冷却媒体供給手段8は、冷却流路7へ冷媒体18(図2参照)を供給する手段であり、本実施形態では、冷媒体18が貯留される冷却媒体タンク25と、冷却媒体タンク25の冷媒体18を冷却流路7へ供給する冷却媒体ポンプ26と、冷却媒体タンク25から冷却媒体ポンプ26を介して冷却流路7への冷媒体18の供給路である冷却媒体供給路27とを備えて構成される。
The cooling medium supply means 8 is means for supplying the refrigerant body 18 (see FIG. 2) to the
冷却媒体タンク25には、内部に貯留された冷媒体18を冷却するシステムが設けられており、これにより冷却媒体タンク25に冷媒体18を貯留することができる。本実施形態では、冷媒体18として、液体窒素等の流体が用いられている。冷却媒体ポンプ26は、容器3に設けられた温度センサ11の検出温度に基づいて制御される。
The cooling
冷却媒体タンク25は、冷却媒体供給路27を介して冷却流路7の一端部に接続されている。冷却媒体供給路27は、容器本体14内または蓋体15内に供給されてから分岐されている。冷却媒体供給路27には、分岐部より上流側に前述した冷却媒体ポンプ26が設けられており、この冷却媒体ポンプ26によって、冷却媒体タンク25から冷却媒体供給路27を介して冷却流路7へ冷媒体18が供給される。冷却流路7へ供給された冷媒体18は、冷却流路7の他端部に接続された冷却媒体戻し道28を介して、冷却媒体タンク25内に戻される。
The cooling
加熱媒体供給手段10は、加熱流路9へ加熱媒体を供給する手段であり、本実施形態では、容器3および中空部13を加熱する加熱媒体が貯留される加熱媒体タンク29と、加熱媒体タンク29の加熱媒体を加熱流路9へ供給する加熱媒体ポンプ30と、加熱媒体タンク29から加熱媒体ポンプ30を介して加熱流路9への加熱媒体の供給路である加熱媒体供給路31とを備えて構成される。
The heating medium supply means 10 is a means for supplying a heating medium to the
加熱媒体タンク29には、内部に貯留された加熱媒体を加熱するヒータが設けられており、これにより加熱媒体タンク29に加熱媒体を貯留することができる。本実施形態では、加熱媒体として、シリコーン油等の流体が用いられている。加熱媒体ポンプ30は、温度センサ11の検出温度に基づいて制御される。
The
加熱媒体タンク29は、加熱媒体供給路31を介して加熱流路9の一端部に接続されている。加熱媒体供給路31は、容器本体14内または蓋体15内に供給されてから分岐されている。加熱媒体供給路31には、分岐部より上流側に加熱媒体ポンプ30が設けられており、この加熱媒体ポンプ30によって、加熱媒体タンク29から加熱媒体供給路31を介して加熱流路9へ加熱媒体が供給される。加熱流路9へ供給された加熱媒体は、加熱流路9の他端部に接続された加熱媒体戻し道32を介して、加熱媒体タンク29内に戻される。
The
試験具12は、試験片2の機械的特性、物理的特性または電気化学的特性などを評価するためのものであり、本実施形態では、試験片2の疲労試験具とされる。この疲労試験具12は公知のものが用いられる。たとえば、疲労試験具12は、容器3が設けられる台座33から上方に延長された一対の支持軸34,34と、支持軸34に上下動可能に設けられた可動部材35と、可動部材35に設けられる上側つかみ材36と、上側つかみ材36の下方に配置される下側つかみ材37とを備えている。
The
台座33には、左右に隔離して支持軸34が設けられており、この支持軸34,34間に前述した容器3が設けられる。可動部材35は、支持軸34,34間に架け渡すように設けられており、油圧シリンダにより支持軸34,34に沿って上下に移動可能とされる。上側つかみ材36は、可動部材35に下方に延出して設けられている。台座33に容器3が設置された場合、上側つかみ材36は、蓋体15を上下に貫通して配置されている。下側つかみ材37は、容器3の底部に上方へ延出して設けられて、中空部13に配置されている。台座33に容器3が設置された場合、上側つかみ材36と下側つかみ材37とは、上下に互いに対応するよう配置されている。
A
制御手段は、中央演算装置(CPU)と、記憶手段と、入出力手段と、通信手段と、表示手段とを備えている。記憶手段には、予め極低温域の所定の温度を設定するための第一設定温度の値を示すデータと、予め中温域の所定の温度を設定するための第二設定温度の値を示すデータとが記憶されている。制御手段は、試験片2の評価試験の開始前は、加熱媒体ポンプ30を閉じる一方、冷却媒体ポンプ26を開くことにより、冷却媒体ポンプ26から冷却媒体供給路27を経て冷却流路7に至る冷媒体流を生じさせる。
The control means includes a central processing unit (CPU), storage means, input / output means, communication means, and display means. In the storage means, data indicating the value of the first set temperature for setting the predetermined temperature in the cryogenic temperature range in advance, and data indicating the value of the second set temperature for setting the predetermined temperature in the intermediate temperature range in advance Is stored. The control means closes the
この際に、制御手段は、中空部13の温度が予め設定された第一設定温度の値になるように、温度センサ11の検出信号に基づいて冷却媒体ポンプ26を制御し、同時に、冷却媒体供給路27を流れる冷媒体18の流量を調節する。この冷媒体18の流量の調節は、例えば、冷却媒体供給路27に設けた流量計の計測値に基づいて冷却媒体ポンプ26の開度を調節することによってなされる。なお、容器3の各部及び中空部13の温度の値と、温度センサ11の検出値とは所定誤差内となるように事前に測定され、校正されている。
At this time, the control means controls the cooling
そして、中空部13の温度を示す温度センタ11の検出温度が第一設定温度近くになった時点で、評価試験が開始され、制御手段は、冷却媒体ポンプ26を制御し、温度センサ11の検出信号に基づいて中空部13の温度が第一設定温度付近の値を維持するように冷媒体18の供給を制御する。その後、中空部13の温度を示す温度センサ11の検出温度が第二設定温度になるまで加熱する場合、制御手段は、加熱媒体ポンプ30を開くことにより、加熱媒体ポンプ30から加熱媒体供給路31を経て加熱流路9に至る加熱媒体流を生じさせる。この際に、制御手段は、温度センサ11の検出信号に基づいて加熱媒体ポンプ30を制御し、加熱媒体の流量を調節する。加熱媒体の流量の調節は、例えば、加熱媒体供給路31に設けた流量計の計測値に基づいて加熱媒体ポンプ30の開度を調節することによってなされる。
Then, when the detected temperature of the
次に、本実施形態の特性試験装置1の動作について説明する。まず、試験片2が容器3の中空部13に収容される。収容状態では、試験片2は、上端部が上側つかみ材36に固定される一方、下端部が下側つかみ材37に固定される。試験片2を収容後、水素ボンベから水素ガス供給路23を介して中空部13へ水素ガスが供給される。中空部13へ供給される水素ガスは、圧縮機5によって圧縮される。この際、圧縮機5は、中空部13の検出圧力を一定に維持するように制御する。なお、水素ボンベの圧力が高い場合には、圧縮機5に換えて、減圧弁を用いることも可能である。
Next, the operation of the
そして、検出圧力を一定に維持した状態で、油圧シリンダにより可動部材35が上方へ移動することで、両つかみ材36,37に固定した試験片2に、油圧シリンダによって、引張り−圧縮、または、引張り−引張り、または、圧縮−圧縮の繰り返し応力が加えられる。試験片2に加えられる繰り返し応力は、次のように測定されて制御される。
Then, the
本実施形態の試験具12は、油圧シリンダからの力を検出する作動力検出手段と、作動力検出手段からの検出信号に基づいて繰り返し応力を演算する測定手段とをさらに備えている。作動力検出手段としては、予め、断面積と縦弾性係数を測定した材料に歪ゲージを貼付したロードセルなどが有効である。この繰り返し応力は、測定手段に記録されたり、測定手段のディスプレイに表示されたりする。
The
このような疲労試験は、中空部13の温度を変化させつつ行われる。たとえば、制御手段により、中空部13の温度を第一設定温度から第二設定温度へ変化させ、または、第一設定温度と第二設定温度との間を繰り返し変動させつつ行うことができる。これは、制御手段が、温度センサ11の検出温度に基づき冷却媒体ポンプ26と加熱媒体供給ポンプ30の少なくとも一方又は両方を制御することでなされる。
Such a fatigue test is performed while changing the temperature of the
例えば、制御手段は、中空部13を第一設定温度になるまで冷却する場合、温度センサ11の検出信号により入力される実測値が第一設定温度の値になるまで、冷却媒体ポンプ26を作動させて冷媒体18を冷却流路7へ供給させる。ここで、温度センサ11の検出値が第一設定温度近くになったら、冷却媒体ポンプ26を制御してもよいし、もしくは加熱媒体供給ポンプ30を作動させて加熱媒体を加熱流路9へ供給させてもよい。
For example, when cooling the
また、中空部13を第二設定温度になるまで加熱する場合、温度センサ11の検出信号により入力される実測値が第二設定温度の値になるまで加熱媒体供給ポンプ30を作動させて加熱媒体を加熱流路9へ供給させる。第二設定温度近くになったら、加熱媒体供給ポンプ30を制御してもよいし、もしくは冷却媒体ポンプ26を作動させて冷媒体18を冷却流路7へ供給させてもよい。
Further, when the
以上詳述した第1実施形態の特性試験装置1によれば、容器3の肉厚部に冷却流路7と加熱流路9を設けているので、冷却流路7の少なくとも1本には容器3を冷却する冷媒体18を供給し、加熱流路9の少なくとも1本には容器3を加熱する加熱媒体を供給することができる。従って、容器3および容器内の温度を変化させつつ、試験片2に水素ガスを供給した状態で試験片2の特性を試験する際、容器の外面に設けられたヒータや冷却手段により容器を冷却または加熱する場合と比較して、容器3および容器内の温度を迅速に変化させることができる。
According to the
従来は恒温室で1日24時間をかけて冷却をしていた。これに対し、本実施形態の特性試験装置1によれば、約数分間で行うことができる。そして、たとえば、燃料電池車等のタンク内温度−40℃、0MPaから90℃、70MPaまでの水素ガス充填時間約3分間の温度の上げ下ろしの耐久性試験を約1週間足らずで模擬することができる。
Conventionally, cooling was performed in a constant temperature room for 24 hours a day. On the other hand, according to the
また、制御手段が、温度センサ11の検出温度に基づき、冷却媒体供給手段8を制御することで、速やかに極低温域に温度変化させることができ、所定の温度に静定することができる。さらに、加熱媒体供給手段10を備えており、加熱流路9へ加熱媒体が供給されることで、短時間に極低温域から中温域の所定の温度に変化させることができる。このとき、制御手段は、冷却媒体供給手段8もしくは加熱媒体供給手段10のいずれか一方又は両方を制御する。そして、温度センサ11の検出温度に基づき、冷却流路7の冷媒体18および加熱流路9の加熱媒体の供給の有無、量または温度を制御することができる。中温域から極低温域へ温度を変化させる場合も同様である。
Further, the control means controls the cooling medium supply means 8 based on the temperature detected by the
そして、容器3の肉厚部に設けられた冷却流路7へ冷媒体18を供給し、加熱流路9に加熱媒体を供給する構成であるので、冷媒体18の流量を増して、加熱媒体の流量を減らすことで、容器3および中空部13の昇温速度を下げたり、降温速度を上げたりすることが可能となる。また、冷媒体18の流量を減らして、加熱媒体の流量を増やすことで、容器3および中空部13の降温速度を下げたり、昇温速度を上げたりすることが可能となる。このようにして、昇温と降温の速度を任意に制御することが可能となる。
And since it is the structure which supplies the
すなわち、極低温域と中温域との間で速やかに中空部13の温度を任意に変化させることができる。また、容器3および中空部13の温度を、極低温域もしくは中温域の所定温度一定に保つことができる。このようにして、本実施形態の特性試験装置1によれば、速やかに、もしくは、温度変動なく、温度モードを切り替えることができる。
That is, the temperature of the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図3を参照して説明する。
第2実施形態は、上記実施形態の媒体流路の変形例である。本実施形態の媒体流路は、多数のエンボスによって構成される複数の流路からなる。媒体流路は、冷却流路7と,加熱流路9とを備えている。図3に、冷却流路7の一例を示す。なお、第1実施形態と異なる部分のみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
The second embodiment is a modification of the medium flow path of the above embodiment. The medium flow path of this embodiment is composed of a plurality of flow paths constituted by a large number of embossments. The medium flow path includes a
冷却流路7は、図3に示すように、多数のエンボス19によって構成され、冷媒体18は、多数のエンボス19にぶつかりながら縦横無尽に冷却流路7内を流れる。容器本体14と蓋体15とからなる容器3は、冷媒体18とエンボスとの対流熱伝達とエンボスの熱伝導によって速やかに冷却される。
As shown in FIG. 3, the
加熱流路9は、図示しないが、冷却流路7と同様の構成である。このため、加熱媒体は、多数のエンボス19にぶつかりながら縦横無尽に加熱流路9内を流れる。容器3は、加熱媒体とエンボスとの対流熱伝達とエンボスの熱伝導によって速やかに加熱される。
Although not shown, the
第2実施形態の特性試験装置1によれば、これまで1昼夜=24時間×60分=1440時間かけていた冷却を、本実施形態の流路構成を用いることで、およそ約3分間程度で冷却することができる。
According to the
(第3実施形態)
第3実施形態について図4乃至図7を参照して説明する。
図4は、本発明の特性試験装置の供試体を燃料電池の単電池とした他の実施形態を示す概略構成図である。本第3実施形態の特性試験装置1は、基本的には前述の実施形態1,2の特性試験装置1と同様である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。また、前述の実施形態との共通の事項については、説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment in which a specimen of the characteristic test apparatus of the present invention is a unit cell of a fuel cell. The
本第3実施例の特性試験装置1は、供試体である燃料電池の単電池38の一方の面(片面)に水素ガスを供給し、単電池38の他方の面(片面)に空気を含む酸化剤ガスを供給して単電池38の特性を試験する装置である。本第3実施形態の特性試験装置1は、容器3と、水素ガス供給手段4と、圧力調整手段40と、酸化剤ガス供給手段42と、冷却媒体供給手段8と、加熱媒体供給手段10と、温度センサ11と、外部ヒータと、制御手段とを備えている。
In the
容器3は、複数の材質からなる構造の組合せに係るものであり、全体として略矩形状に形成されている。容器3は、上部中空部39と下部中空部41を有し、パッキン22を介して重ね合わされる一対の収納板と、収納板の両外側面に配設される導電材製の一対の集電板と、一対の集電板の両外側面に配設されるステンレス鋼製の一対の端板との組み合わせに係るものであり、この一対の端板にその両外側面側から複数の締付けボルトにより適度の加圧力を与えるようにして構成されている。これら一対のうち、一方側が容器本体14を、他方側が蓋体15を構成する。
The
一対の収納板は、ともに所定の肉厚を有する略矩形状のカーボン製で、一方に上部中空部39を有し、他方に下部中空部41を有している。ここに単電池38が収容される。一対の収納板には、それぞれ、単電池38に反応ガスを供給する手段としてのガス通流用の溝と突状の隔壁とが形成されている。本実施形態では、上部中空部39が燃料ガスを通流させるための機能を発揮し、下部中空部41が酸化剤ガスを通流させるための機能を発揮する。
Each of the pair of storage plates is made of substantially rectangular carbon having a predetermined thickness, and has an upper
集電板は、鋼板に金メッキが施された金属製であり、収納板の肉厚より薄く形成されている一対のものからなる。一対の集電板は、一方には正極端子が設けられており、他方には負極端子が設けられている。 The current collector plate is made of metal in which a steel plate is gold-plated, and is made of a pair formed thinner than the thickness of the storage plate. One of the pair of current collector plates is provided with a positive electrode terminal, and the other is provided with a negative electrode terminal.
端板は、SUS316をベースにしてニッケル(Ni)を12重量%以上13重量%以下の範囲内で含有し、窒素(N)を0.05重量%以上0.2重量%以下の範囲内で添加したステンレス鋼製である。端板は、ともに収納板の肉厚より厚く形成されて略矩形状に形成され、一対の構成とされている。容器3は、一対の端板を備えていることで、両内側に配設される収納板、集電板の曲げ、反りを防止する。
The end plate contains nickel (Ni) in the range of 12 wt% to 13 wt% based on SUS316, and nitrogen (N) in the range of 0.05 wt% to 0.2 wt%. Made of added stainless steel. The end plates are both formed to be thicker than the wall thickness of the storage plate, are formed in a substantially rectangular shape, and have a pair of configurations. The
パッキン22は、単電池38の肉厚と同程度の肉厚を有するテフロン(登録商標)シートからなる。単電池38が容器内に収納されたときに、テフロン(登録商標)シートからなるパッキン22があることで、単電池38が収納される容器内を気密状態に保つ。
The packing 22 is made of a Teflon (registered trademark) sheet having a thickness similar to that of the
容器3を構成する一対の収納板には、それぞれ、少なくとも1本の冷却流路7と少なくとも1本の加熱流路9が形成されている。さらに、一対の端板には、図示しないが、それぞれ、外表面に外部ヒータが設けられている。
At least one
水素ガス供給手段4は、上部中空部39へ水素ガスを供給する手段であり、本第3実施形態では水素ボンベと水素ガス供給路23とから構成され、水素ガスを、圧力調整手段40を介して供給する構成である。水素ガス供給路23は、蓋体15を構成する端板、集電板、収納板を介して上部中空部39に接続されており、これにより、水素ボンベからの水素ガスが容器3の上部から上部中空部39へ供給される。
The hydrogen gas supply means 4 is a means for supplying hydrogen gas to the upper
圧力調整手段40は、上部中空部39へ供給する水素ガスの圧力を所定圧力の範囲内に調節する手段であり、本第3実施形態では減圧弁から構成される。この圧力調整手段40は、水素ボンベからの水素を減圧するものであり、容器3または水素ガス供給路23に設けられた圧力センサ6の検出圧力に基づき制御されたりする。本実施形態では、圧力調整手段40の出口側には水素ガスを加湿する水素ガス加湿器43が設けられている。また、容器3の蓋体15を構成する端板、集電板、収納板には、上部中空部39の水素ガスを外部へ排除する水素ガス排気路24が接続されている。水素ガス排気路24には、排気弁が設けられており、この排気弁を開閉することで、上部中空部39の内外を連通可能とすることができる。
The pressure adjusting means 40 is a means for adjusting the pressure of the hydrogen gas supplied to the upper
酸化剤ガス供給手段42は、下部中空部41へ、酸素を含有する酸化剤ガスを供給する手段であり、本実施形態では空気を圧縮供給するコンプレッサーと、コンプレッサーから下部中空部41への酸化剤ガスの供給路である酸化剤ガス供給路45とから構成される。酸化剤ガス供給手段42の出口側には酸化剤ガスを加湿する酸化剤ガス加湿器44が設けられている。酸化剤ガス供給路45は、コンプレッサーから酸化剤ガス加湿器44を経由し、容器本体14を構成する端板、集電板、収納板を介して下部中空部41に接続されている。また、容器本体14を構成する端板、集電板、収納板には、酸化剤ガスを外部へ排除する酸化剤ガス排気路46が接続している。酸化剤ガス排気路46には、排気弁が設けられており、この排気弁を開閉することで、下部中空部41の内外を連通可能とすることができる。
The oxidant gas supply means 42 is a means for supplying an oxidant gas containing oxygen to the lower
冷却媒体供給手段8は、一対の収納板内に設けられている冷却流路7に冷媒体18を供給するためのものである。冷却媒体供給路27は、一端が容器内の収納板の冷却流路7に接続され、他端が容器外の冷却媒体タンク25に接続されている。冷却媒体供給路27に、冷却媒体ポンプ26を介して冷媒体18が供給されることで、冷却流路7に至る冷媒体流が生じる。
The cooling medium supply means 8 is for supplying the
加熱媒体供給手段10は、、一対の収納板内に設けられている加熱流路9に加熱媒体を供給するためのものである。加熱媒体供給路31は、一端が容器内の加熱流路9に接続され、他端が容器外の加熱媒体タンク29に接続されている。
The heating medium supply means 10 is for supplying a heating medium to the
容器3には、温度センサ11が設けてあり、容器3、上部中空部39または下部中空部41の温度を検出する。冷却媒体ポンプ26、加熱媒体ポンプ30及び外部ヒータは、温度センサ11の検出温度に基づき、制御手段により制御される。
The
図5に示すように、冷却流路7は、容器3を構成する一対の収納板内に設けられたマニホールド20によって複数本の直線溝21に分岐合流される構成である。複数本の直線溝21に分岐することで、容器本体14や蓋体15の隅々にまで冷媒体18を流すことが可能となる。なお、直線溝21は単数であっても、Uターンしたサーペンタイン形状であっても効果は同様である。また、マニホールド20は、容器本体14または蓋体15の外部に設けても効果は同様である。
As shown in FIG. 5, the
加熱流路9は、図示しないが、冷却流路7と同様の構成としてある。複数本の直線溝21に分岐することで、容器本体14や蓋体15の隅々にまで加熱媒体を流すことが可能となる。媒体流路7、9に、冷媒体18及び加熱媒体を流すことが可能となり、容器3の全体に亘る温度分布を速やかに一様にすることが可能となる。
Although not shown, the
本第3実施形態の特性試験装置1を用い、集電板の正極端子と負極端子を導電性の材料で接続することで、起電することが可能となる。また、水素ガス加湿器43および酸化剤ガス加湿器44の加湿温度を、高温と低温の間で変動させることで、単電池38を構成する部材が破損する。こうした部材の破損までの乾湿のサイクル数を試験することで、単電池38の構成材料の乾湿サイクル耐性を評価することが可能となる。
Using the
本第3実施形態の特性試験装置1は、容器本体14と蓋体15とが上下に置く配置をとっているが、容器本体14と蓋体15が鉛直に配置されても効果は同様である。
In the
[比較例]
上述した本第3実施形態において、冷却流路7に冷媒体を供給せず、かつ、加熱媒体9に加熱媒体を供給しないで容器3の外表面である端板に貼付した外部ヒータのみを用いて、容器3の温度を80℃に設定し、水素ガス加湿器43の加湿温度、および、酸化剤ガス加湿器44の加湿温度を90℃に設定して容器3の温度を実測した。その実測値のグラフを図6に示す。図6に示すように、温度センサ11の検出値を基に容器3の温度を80℃に設定したにも拘らず、容器3の温度の実測値(第二軸)は80℃から86℃の温度範囲で大きく変動していることが分かる。
[Comparative example]
In the third embodiment described above, only the external heater attached to the end plate which is the outer surface of the
[実施例]
一方、図4に示す本第3実施形態において、冷媒体18を冷却流路7に供給制御し、加熱媒体を加熱流路9に供給制御し、下記条件にて容器3の温度を実測した。その実測値のグラフを図7に示す。
[Example]
On the other hand, in the third embodiment shown in FIG. 4, supply control of the
この実施例で用いた実測条件は、以下のとおりである。
温度センサ11の検出値を基に容器3の温度を80℃に設定し、水素ガス加湿器43の加湿温度、および、酸化剤ガス加湿器44の加湿温度を90℃に設定して容器3の温度を実測した。
The actual measurement conditions used in this example are as follows.
The temperature of the
上記実施例の特性試験装置1によれば、温度センサ11の検出値を基に容器3の温度を80℃に設定した結果、容器3の温度の実測値は79℃から82℃の温度範囲で推移している。容器3の温度は、約±1℃程度の狭小変動幅に収まっている。
According to the
媒体流路に媒体を供給制御した場合の容器3の温度は、図7に示すように、設定温度である80℃前後で変動しているのに対して、媒体流路に媒体を供給しない場合の容器3の温度は、図6に示すように、80℃に設定したにも拘らず平均温度でおよそ84℃程度であり、設定温度よりも4℃も高い。
When the supply of the medium to the medium flow path is controlled, the temperature of the
また、媒体流路に媒体を供給制御とした場合の容器3の温度変動幅は、図7に示すように、79℃から82℃の程度であるのに対して、媒体流路に媒体を供給しない場合の容器3の温度変動幅は、図6に示すように、80℃から86℃と非常に大きい。
Further, the temperature fluctuation range of the
このように、冷媒体18を冷却流路7に、加熱媒体を加熱流路9に流すことで、目標とする温度への静定が容易になる。そればかりでなく、実際の試験結果である図6と図7は、温度変動も小さく抑えられていることを示しており、本実施形態の特性試験装置1による効果を実際に検証している。
In this way, by allowing the
本第3実施形態の特性試験装置1によれば、供試体に燃料電池の単電池38を用いて、燃料電池自動車の水素タンクへの水素の3分間での充填による温度上昇や、急減な水素の消費による温度低下といった水素タンクの材料が晒される昇降温を行いつつ材料の特性試験を行うことができる。
According to the
なお、特性試験装置1の構成は上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、圧縮ガス雰囲気のガスは、水素ガス100%のものを用いたが、何らこれに限定されるものではなく、水素ガスを含有するガス又は水度ガスを模擬したガスであってもよい。例えば、水素ガスに水蒸気を含有するもの、空気に水蒸気を含有するもの、これらに硫黄分(基準値は4ppb)を含有するものが挙げられる。
In addition, the structure of the
また、第1実施形態から第3実施形態において媒体流路に供給される加熱媒体は、温水、蒸気、液水と蒸気の二層流であってもよい。また、ダウサムA、空気、アセトン、液体ヘリウム、二酸化炭素、フロン、アンモニア、アルコールなどでもよい。 In addition, the heating medium supplied to the medium flow path in the first to third embodiments may be a two-layer flow of hot water, steam, liquid water, and steam. Also, dowsum A, air, acetone, liquid helium, carbon dioxide, chlorofluorocarbon, ammonia, alcohol, etc. may be used.
さらに、容器3は上記実施形態1,2ではステンレス鋼製であり、また上記実施形態3では複数の材質からなる構造の組合せに係るものであるが、何らこれらに限定されるものではない。例えば、容器3は、鉄、ニッケル、クロムの少なくとも1種類の元素を含む金属製、鉄よりも熱伝導性に優れた銅製または銅合金製、アルミニウムまたはアルミニウム合金製、カーボン製、SUS304であってもよいし、耐水素脆性に優れ、水素ステーションに使用可能なステンレス鋼JISG4303 SUS31と同等のニッケル当量(質量%)=12.6xC+0.35xSi+1.05xMn+Ni+0.65xCr+0.98xMoが28.5%以上の金属製であってもよい。容器3の形状は有底略円筒状や略矩形状のものを説明したが、何らこれに限定されるものではなく、例えば円板状であってもよい。
Furthermore, the
さらにまた、中空部13の内表面には、耐水素脆性に優れた表面処理を施してもよい。表面処理としては、ダイヤモンドライクコーティング、グラフェンなどの炭素を含む被覆であってもよいし、炭化ケイ素、窒化カーボン、窒化チタン、窒化アルミなどの表面処理であってもよい。金属表面近くに窒素を含有させる窒化処理であってもよい。
Furthermore, the inner surface of the
上記第1実施形態では、試験具12は、試験片2の疲労特性を試験するものを挙げたが、何らこれに限定されるものではなく、たとえば、引張り特性、曲げ特性、クリープ特性などの試験を行うものであってもよい。これらの試験具は、従来公知のものが用いられる。
In the said 1st Embodiment, although the
さらに、上記実施形態では、水素ガス供給路23を蓋体15に設けたが、容器本体14に設けてもよいし、容器本体14と蓋体15に複数設けることも出来る。
Furthermore, in the above embodiment, the hydrogen
さらにまた、冷却媒体供給路27は、容器本体14または蓋体15に接続する前に分岐される場合もある。加熱媒体供給路31は、容器本体14または蓋体15に接続する前に分岐される場合もある。
Furthermore, the cooling
図2、図3および図5には、冷却流路7の構成の一例を示し、媒体流路の構成の一例を説明したが、その媒体流路の構成は、供給される媒体との伝熱面積が増大して、対流熱伝達を上げる構成であれば、図2、図3および図5の構成にこだわるものではない。
2, 3, and 5 show an example of the configuration of the
上記実施形態3では、一対の収納板に、それぞれ、少なくとも1本の冷却流路7と少なくとも1本の加熱流路9が形成されているが、何らこれに限定されるものではなく、例えば、一対の端板にそれぞれ形成されているものであってもよいし、一対の収納板及び端板双方に形成されていてもよい。本実施形態から把握できる技術的思想を下記に示す。
In
上記実施形態から次の技術的思想が把握できる。
(1)前記容器は、ニッケル当量(質量%)=12.6xC+0.35xSi+1.05xMn+Ni+0.65xCr+0.98xMoが28.5%以上の金属製材料を含有することを特徴とする特性試験装置。
The following technical idea can be grasped from the above embodiment.
(1) The characteristic test apparatus characterized in that the container contains a metal material in which nickel equivalent (mass%) = 12.6 × C + 0.35 × Si + 1.05 × Mn + Ni + 0.65 × Cr + 0.98 × Mo is 28.5% or more.
この(1)に記載の発明によれば、耐水素脆性に優れる。 According to the invention described in (1), the hydrogen embrittlement resistance is excellent.
(2)前記容器は、燃料極側中空部と空気極側中空部とを有する一対の収納板と、該収納板の両外側面に配設される導電材製の一対の集電板と、該一対の集電板の両外側面に配設されるステンレス鋼製の一対の端板とを備えていることを特徴とする特性試験装置。 (2) The container includes a pair of storage plates having a fuel electrode side hollow portion and an air electrode side hollow portion, a pair of current collector plates made of a conductive material disposed on both outer side surfaces of the storage plate, A characteristic testing apparatus comprising a pair of stainless steel end plates disposed on both outer side surfaces of the pair of current collector plates.
この(2)において、次の組合せを含む特性試験装置。
(a)前記一対の収納板の何れか又は両方に設けられている冷却流路に冷媒体を供給する冷媒体供給手段と、
前記一対の収納板の何れか又は両方に設けられている加熱流路に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段とを備えていることを特徴とする特性試験装置。
(b)前記一対の端板の何れか又は両方に設けられている冷却流路に冷媒体を供給する冷媒体供給手段と、
前記一対の端板の何れか又は両方に設けられている加熱流路に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段とを備えていることを特徴とする特性試験装置。
(c)前記一対の収納板の何れか又は両方に設けられている冷却流路に冷媒体を供給する冷媒体供給手段と、
前記一対の端板の何れか又は両方に設けられている加熱流路に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段とを備えていることを特徴とする特性試験装置。
(d)前記一対の端板の何れか又は両方に設けられている冷却流路に冷媒体を供給する冷媒体供給手段と、
前記一対の収納板の何れか又は両方に設けられている加熱流路に加熱媒体を供給する加熱媒体供給手段とを備えていることを特徴とする特性試験装置。
(e)前記一対の端板の何れか又は両方に設けられている外部ヒータからなる加熱手段を備えていることを特徴とする前記(a)から(d)の何れかに記載の特性試験装置。
In this (2), the characteristic test apparatus containing the following combinations.
(A) a refrigerant supply means for supplying a refrigerant to a cooling flow path provided in either or both of the pair of storage plates;
A characteristic test apparatus comprising: a heating medium supply unit that supplies a heating medium to a heating channel provided in either or both of the pair of storage plates.
(B) Refrigerant body supply means for supplying a refrigerant body to the cooling flow path provided in either or both of the pair of end plates;
A characteristic test apparatus comprising: a heating medium supply means for supplying a heating medium to a heating channel provided in either or both of the pair of end plates.
(C) Refrigerant body supply means for supplying a refrigerant body to a cooling flow path provided in either or both of the pair of storage plates;
A characteristic test apparatus comprising: a heating medium supply means for supplying a heating medium to a heating channel provided in either or both of the pair of end plates.
(D) Refrigerant body supply means for supplying a refrigerant body to the cooling flow path provided in either or both of the pair of end plates;
A characteristic test apparatus comprising: a heating medium supply unit that supplies a heating medium to a heating channel provided in either or both of the pair of storage plates.
(E) The characteristic testing apparatus according to any one of (a) to (d), further comprising heating means including an external heater provided on one or both of the pair of end plates. .
これら(2)に記載の発明によれば、燃料電池の特性を試験することができる。 According to the invention described in (2), the characteristics of the fuel cell can be tested.
(3)前記冷却媒体供給手段と前記加熱媒体供給手段と前記加熱手段とを、温度センサの検出信号に基づき制御する制御手段とを備えていることを特徴とする特性試験装置。 (3) A characteristic test apparatus comprising a control means for controlling the cooling medium supply means, the heating medium supply means and the heating means based on a detection signal of a temperature sensor.
この(3)に記載の発明によれば、冷却媒体供給手段と加熱媒体供給手段と加熱手段との組合せにより、正確に、迅速に、適切な制御を行うことができる。 According to the invention described in (3), appropriate control can be performed accurately and quickly by the combination of the cooling medium supply means, the heating medium supply means and the heating means.
本発明は、水素環境に晒される試験片もしくは供試体の機械的特性および電気化学的特性を評価する特性試験装置に好適に適用されるものである。 The present invention is suitably applied to a characteristic test apparatus for evaluating the mechanical characteristics and electrochemical characteristics of a test piece or specimen exposed to a hydrogen environment.
1 特性試験装置
2 試験片(試験片もしくは供試体)
3 容器
4 水素ガス供給手段
5 加圧手段
6 圧力センサ
7 冷却流路(媒体流路)
8 冷却媒体供給手段
9 加熱流路(媒体流路)
10 加熱媒体供給手段
11 温度センサ
12 試験具
13 中空部
14 容器本体
15 蓋体
16 円形状溝
17 円形状リブ
18 冷媒体
19 エンボス
20 マニホールド
21 直線溝
22 パッキン
23 水素ガス供給路
24 水素ガス排気路
25 冷却媒体タンク(冷却媒体供給手段)
26 冷却媒体ポンプ(冷却媒体供給手段)
27 冷却媒体供給路(冷却媒体供給手段)
28 冷却媒体戻し道
29 加熱媒体タンク(加熱媒体供給手段)
30 加熱媒体ポンプ(加熱媒体供給手段)
31 加熱媒体供給路(加熱媒体供給手段)
32 加熱媒体戻し道
33 台座
34 支持軸
35 可動部材
36 上側つかみ材
37 下側つかみ材
38 単電池(試験片もしくは供試体)
39 上部中空部
40 圧力調整手段
41 下部中空部
42 酸化剤ガス供給手段
43 水素ガス加湿器
44 酸化剤ガス加湿器
45 酸化剤ガス供給路
46 酸化剤ガス排気路
1
3
8 Cooling medium supply means 9 Heating channel (medium channel)
DESCRIPTION OF
26 Cooling medium pump (cooling medium supply means)
27 Cooling medium supply path (cooling medium supply means)
28 Cooling
30 Heating medium pump (heating medium supply means)
31 Heating medium supply path (heating medium supply means)
32 Heating
39 Upper
Claims (3)
前記試験片もしくは供試体を収納し、かつ、圧縮ガスが流通もしくは貯留する容器と、
該容器の肉厚部に設けられている媒体流路と、
該媒体流路に冷媒体を供給する冷却媒体供給手段と
を備えていることを特徴とする特性試験装置。 A characteristic test apparatus for testing the characteristics of a test piece or specimen exposed to a compressed gas atmosphere,
A container in which the test piece or specimen is stored and in which compressed gas is distributed or stored;
A medium flow path provided in the thick part of the container;
A characteristic test apparatus comprising: a cooling medium supply means for supplying a coolant to the medium flow path.
前記温度センサの検出温度に基づき、前記冷却媒体供給手段を制御することを特徴とする請求項1記載の特性試験装置。 A temperature sensor for detecting the temperature of the container or the container;
The characteristic test apparatus according to claim 1, wherein the cooling medium supply unit is controlled based on a temperature detected by the temperature sensor.
前記容器の内部に水素ガス、水素含有ガス又は水素模擬ガスを供給するガス供給手段を備えており、
該ガス供給手段は、前記単セル又はセル積層体の燃料極側に前記水素ガス、水素含有ガス又は水素模擬ガスを流すことを特徴とする請求項1又は2に記載の特性試験装置。 The specimen is a single cell or a cell stack of a fuel cell,
Gas supply means for supplying hydrogen gas, hydrogen-containing gas or hydrogen simulation gas into the container is provided,
3. The characteristic test apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit causes the hydrogen gas, the hydrogen-containing gas, or the hydrogen simulation gas to flow to the fuel electrode side of the single cell or the cell stack.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016161489A JP2018028520A (en) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Characteristic testing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016161489A JP2018028520A (en) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Characteristic testing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018028520A true JP2018028520A (en) | 2018-02-22 |
Family
ID=61249050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016161489A Pending JP2018028520A (en) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Characteristic testing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018028520A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110261579A (en) * | 2019-07-02 | 2019-09-20 | 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 | A kind of automatic control ground wetting-drying test method and device |
CN110336059A (en) * | 2019-03-29 | 2019-10-15 | 上海楞次新能源汽车科技有限公司 | A kind of the pressure oscillation test device and method of fuel cell hydrogen circulating pump |
KR20200062798A (en) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 한국가스안전공사 | Test device for metallic materials resistant to hydrogen embrittlement |
KR20210069471A (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-11 | 한국가스안전공사 | Test device for metallic materials resistant to hydrogen embrittlement |
CN115266108A (en) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 中南大学 | Engine combustion chamber wall surface cooling test device |
KR102579777B1 (en) * | 2022-12-26 | 2023-09-18 | 에너진(주) | Hydrogen embrittlement test apparatus equipped with heat exchanger |
WO2024122505A1 (en) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | 株式会社アイシン | Thermoelectric generation apparatus |
-
2016
- 2016-08-19 JP JP2016161489A patent/JP2018028520A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200062798A (en) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 한국가스안전공사 | Test device for metallic materials resistant to hydrogen embrittlement |
KR102154632B1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-09-10 | 한국가스안전공사 | Test device for metallic materials resistant to hydrogen embrittlement |
CN110336059A (en) * | 2019-03-29 | 2019-10-15 | 上海楞次新能源汽车科技有限公司 | A kind of the pressure oscillation test device and method of fuel cell hydrogen circulating pump |
CN110261579A (en) * | 2019-07-02 | 2019-09-20 | 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 | A kind of automatic control ground wetting-drying test method and device |
CN110261579B (en) * | 2019-07-02 | 2024-02-09 | 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 | Automatic control rock soil dry-wet circulation test method and device |
KR20210069471A (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-11 | 한국가스안전공사 | Test device for metallic materials resistant to hydrogen embrittlement |
KR102309369B1 (en) | 2019-12-03 | 2021-10-06 | 한국가스안전공사 | Test device for metallic materials resistant to hydrogen embrittlement |
CN115266108A (en) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 中南大学 | Engine combustion chamber wall surface cooling test device |
WO2024122505A1 (en) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | 株式会社アイシン | Thermoelectric generation apparatus |
KR102579777B1 (en) * | 2022-12-26 | 2023-09-18 | 에너진(주) | Hydrogen embrittlement test apparatus equipped with heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018028520A (en) | Characteristic testing device | |
Odabaee et al. | Metal foam heat exchangers for thermal management of fuel cell systems–An experimental study | |
Jensen et al. | Pressurized operation of a planar solid oxide cell stack | |
Gambini et al. | Numerical analysis and performance assessment of metal hydride-based hydrogen storage systems | |
CN103424518B (en) | Device and method for testing hydrogen release of temperature-adjustable material | |
US11156535B2 (en) | Small-punch test apparatus for quantitatively evaluating material embrittlement behavior under various gaseous hydrogen environments | |
KR102533439B1 (en) | Method and apparatus for detecting damage in fuel cell stacks, and adjusting operational characteristics in fuel cell systems | |
Morner et al. | Experimental evaluation of the dynamic behavior of an air-breathing fuel cell stack | |
Akbari et al. | Thermal assessment of convective heat transfer in air-cooled PEMFC stacks: an experimental study | |
Lee et al. | Flexible micro temperature, voltage and current sensors for local real-time microscopic diagnosis inside high temperature proton exchange membrane fuel cell stack | |
CN102928151A (en) | Pressure measuring method and device for liquid metal | |
JP6335356B1 (en) | Hydrogen filling method and hydrogen filling system | |
JP7491945B2 (en) | Hydrogen Storage System | |
Liao et al. | Study of pressure drop-flow rate and flow resistance characteristics of heated porous materials under local thermal non-equilibrium conditions | |
Radu et al. | Design and experimental characterization of a high-temperature proton exchange membrane fuel cell stack | |
CN110672658B (en) | Block porous material heat insulation performance test experiment system and test method suitable for large temperature difference and variable pressure conditions | |
JP4300315B2 (en) | Gas leak evaluation device | |
CN207702126U (en) | A kind of binary channels vacuum measuring device being exclusively used in pressure vessel | |
CN114824373B (en) | Simulation test combined fuel cell performance optimization method, device and equipment | |
JP2017203635A (en) | Characteristics testing device | |
Xiong et al. | External temperature field test and leakage fault diagnosis for SOFC stacks | |
Cano et al. | Free air breathing proton exchange membrane fuel cell: Thermal behavior characterization near freezing temperature | |
Evans | Experimental evaluation of the effect of inlet gas humidification on fuel cell performance | |
Peigat et al. | A leakage model to design seals for solid oxide fuel and electrolyser cell stacks | |
JP2010073343A (en) | Method and device for filling cooling liquid for fuel cell |