JP2020013771A - 固体酸化物燃料電池用のモジュール化平面連結装置及びそれを含む固体酸化物燃料電池 - Google Patents
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Abstract
Description
2 モジュール化平面連結装置
21 平面連結本体
24 下主面
241 前辺縁領域
2411 第2の導入スロット
242 後辺縁領域
2421 第2の流出スロット
243 下主領域
244 第2の注入領域
2441 第2の注入凹部区域
2442 右境界壁表面
2443 左境界壁表面
245 第2の排出領域
2451 第2の排出凹部区域
2452 右境界壁表面
2453 左境界壁表面
246 溝付き流路
2461 第2の注入口
2462 第2の排出口
247 補助流路
248 下突起
25 上主面
251 右辺縁領域
2511 第1の導入スロット
252 左辺縁領域
2522 第1の流出スロット
253 上主領域
254 第1の注入領域
2541 第1の注入凹部区域
2542 前境界壁表面
2543 後境界壁表面
255 第1の排出領域
2551 第1の排出凹部区域
2552 前境界壁表面
2553 後境界壁表面
256 溝付き流路
2561 第1の注入口
2562 第1の排出口
257 補助流路
258 上突起
26 右側面
261 右側面スロット
262 第1の前端面
263 第1の後端面
27 左側面
271 左側面スロット
272 第2の前端面
273 第2の後端面
3 平面セルユニット
31 平面セル部材
32 セル本体支持フレーム
321 上前支持領域
322 上後支持領域
323 下右支持領域
324 下左支持領域
33 平面セル本体
34 陽極ウエブ
35 陰極ウエブ
36 陽極フレーム
361 前陽極フレーム領域
362 後陽極フレーム領域
37 陰極フレーム
371 右陰極フレーム領域
372 左陰極フレーム領域
38 陽極部材
39 陰極部材
4 下遮蔽板
5 上遮蔽板
A 縦方向
B 横方向
Claims (11)
- それぞれが、陽極ウエブと、陰極ウエブと、前記陽極ウエブ及び前記陰極ウエブの間に挟まれている平面セル本体と、を含む一対の平面セルユニットの間に挟まれるモジュール化平面連結装置であって、
平面連結本体と一対の上遮蔽板と一対の下遮蔽板とにより構成されており、
前記平面連結本体は、上主面と下主面とを含み、
前記上主面は、
右辺縁領域と、
縦方向において前記右辺縁領域の反対側に配置されている左辺縁領域と、
上方の前記平面セルユニットの前記陰極ウエブの下に重なるように、前記右辺縁領域及び前記左辺縁領域の間に配置されている上主領域と、
前記右辺縁領域及び前記上主領域の間に配置されているとともに、横方向に互いに離間している前境界壁表面及び後境界壁表面とが構成されるように、前記上主面から下方且つ内部へ凹む第1の注入凹部区域が形成されている、酸素含有流体用の第1の注入領域と、
前記左辺縁領域及び前記上主領域の間に配置されているとともに、前記横方向に互いに離間している前境界壁表面及び後境界壁表面とが構成されるように、前記上主面から下方且つ内部へ凹む第1の排出凹部区域が形成されている、酸素含有流体用の第1の排出領域と、
前記上主面の前記上主領域に形成されているとともに、前記第1の注入領域を通過して複数の第1の注入口で終端し、且つ、前記第1の排出領域を更に通過して複数の第1の排出口で終端している複数の溝付き流路と、を含み、
前記下主面は、
前辺縁領域と、
前記横方向において前記前辺縁領域の反対側に配置されている後辺縁領域と、
下方の前記平面セルユニットの前記陽極ウエブの上に重なるように前記前辺縁領域及び前記後辺縁領域の間に配置されている下主領域と、
前記前辺縁領域及び前記下主領域の間に配置されているとともに、前記縦方向に互いに離間している右境界壁表面及び左境界壁表面とが構成されるように、前記下主面から上方且つ内部へ凹む第2の注入凹部区域が形成されている、燃料流体用の第2の注入領域と、
前記後辺縁領域及び前記下主領域の間に配置されているとともに、前記縦方向に互いに離間している右境界壁表面及び左境界壁表面とが構成されるように、前記下主面から上方且つ内部へ凹む第2の排出凹部区域が形成されている、燃料流体用の第2の排出領域と、
前記下主面の前記下主領域に形成されているとともに、前記第2の注入領域を通過して複数の第2の注入口で終端し、且つ、前記第2の排出領域を更に通過して複数の第2の排出口で終端している複数の溝付き流路と、を含み、
前記右辺縁領域は、前記第1の注入口と流体連通するように、前記上主面から前記下主面まで延伸する第1の導入スロットを有し、
前記左辺縁領域は、前記第1の排出口と流体連通するように、前記上主面から前記下主面まで延伸する第1の流出スロットを有し、
前記平面連結本体は、更に、
前記上主面と前記下主面とに連結され、且つ、右側面スロットを含む右側面であって、前記右側面スロットは前記第1の導入スロットと流体連通するように左向き且つ内向きに延伸するとともに、前記横方向に沿って延伸して第1の前端面と第1の後端面とで終端する、右側面と、
前記上主面と前記下主面とに連結され、且つ、左側面スロットを含む左側面であって、前記左側面スロットは、前記第1の流出スロットと流体連通するように右向き且つ内向きに延伸するとともに、前記横方向に沿って延伸して第2の前端面と第2の後端面とで終端する、左側面と、を備え
前記一対の上遮蔽板は、前記第1の注入領域の前記前境界壁表面と前記後境界壁表面との間、及び、前記第1の排出領域の前記前境界壁表面と前記後境界壁表面との間にそれぞれフィットするように構成されており、
前記一対の下遮蔽板は、前記第2の注入領域の前記右境界壁表面と前記左境界壁表面との間、及び、前記第2の排出領域の前記右境界壁表面と前記左境界壁表面との間にそれぞれフィットするように構成されていることを特徴とするモジュール化平面連結装置。 - 前記右側面スロットの前記第1の前端面と第1の後端面とは、前記上主面と前記下主面とに連結するように延伸することを特徴とする請求項1に記載のモジュール化平面連結装置。
- 前記左側面スロットの前記第2の前端面と第2の後端面とは、前記上主面と前記下主面とに連結するように延伸することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモジュール化平面連結装置。
- 前記右側面スロットは、右切り欠き部を形成するために、前記第1の前端面と第1の後端面とが前記第1の導入スロットの前スロット端面及び後スロット端面とそれぞれ面一になるように、前記横方向に沿って延伸することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のモジュール化平面連結装置。
- 前記左側面スロットは、左切り欠き部を形成するために、前記第2の前端面と第2の後端面とが、前記第1の流出スロットの前スロット端面及び後スロット端面とそれぞれ面一になるように、前記横方向に沿って延伸することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のモジュール化平面連結装置。
- それぞれが請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のモジュール化平面連結装置である上と下のモジュール化平面連結装置と、
前記上と下のモジュール化平面連結装置の間に挟まれている平面セルユニットと、
第1の上補助シール部材と、
第1の下補助シール部材と、により構成されており、
前記平面セルユニットは、平面セル部材と陽極部材と陰極部材とを含み、
前記平面セル部材は、
前記上のモジュール化平面連結装置の前記下主面の前記下主領域と前記下のモジュール化平面連結装置の前記上主面の前記上主領域との間に介在している平面セル本体と、
前記平面セル本体の周縁を囲みながら支持するように配置されているセル本体支持フレームと、を含み、
前記セル本体支持フレームは、
前記横方向において互いに反対側にあるとともに、それぞれ前記上のモジュール化平面連結装置の前記下主面の前記第2の注入領域と前記第2の排出領域と対になる上前支持領域と上後支持領域、及び、
前記縦方向において互いに反対側にあるとともに、それぞれ前記下のモジュール化平面連結装置の前記上主面の前記第1の注入領域と前記第1の排出領域と対になる下右支持領域と下左支持領域、を有し、
前記陽極部材は、
前記平面セル本体と前記上のモジュール化平面連結装置の前記下主面の前記下主領域との間に挟まれている陽極ウエブと、
前記陽極ウエブの周縁を囲みながら支持するように配置されているとともに、前記横方向において互いに反対側にある前陽極フレーム領域と後陽極フレーム領域とを有し、前記前陽極フレーム領域と前記後陽極フレーム領域とがそれぞれ前記上のモジュール化平面連結装置の前記下主面の前記第2の注入領域と前記第2の排出領域と対になる陽極フレームと、を含み、
前記陰極部材は、
前記平面セル本体と前記下のモジュール化平面連結装置の前記上主面の前記上主領域との間に挟まれている陰極ウエブと、
前記陰極ウエブの周縁を囲みながら支持するように配置されているとともに、前記縦方向において互いに反対側にある右陰極フレーム領域と左陰極フレーム領域とを有し、前記右陰極フレーム領域と前記左陰極フレーム領域とがそれぞれ前記下のモジュール化平面連結装置の前記上主面の前記第1の注入領域と前記第1の排出領域と対になる陰極フレームと、を含み、
前記第1の上補助シール部材は、前記陽極フレームの前記前陽極フレーム領域と前記後陽極フレーム領域とのうちの一方と、前記上のモジュール化平面連結装置の前記下主面における前記第2の注入領域と前記第2の排出領域とのうちの対応する一方との間に配置されて、それらの間に流体密封シールを形成しており、
前記第1の下補助シール部材は、前記陰極フレームの前記右陰極フレーム領域と前記左陰極フレーム領域とのうちの一方と、前記下のモジュール化平面連結装置の前記上主面における前記第1の注入領域と前記第1の排出領域とのうちの対応する一方との間に配置されて、それらの間に流体密封シールを形成していることを特徴とする固体酸化物燃料電池。 - 前記陽極フレームの前記前陽極フレーム領域と前記後陽極フレーム領域とのうちの他方と、前記上のモジュール化平面連結装置の前記下主面における前記第2の注入領域と前記第2の排出領域とのうちの対応する一方との間に配置されて、それらの間に流体密封シールを形成している第2の上補助シール部材と、
前記陰極フレームの前記右陰極フレーム領域と前記左陰極フレーム領域とのうちの他方と、前記下のモジュール化平面連結装置の前記上主面における前記第1の注入領域と前記第1の排出領域とのうちの対応する一方との間に配置されて、それらの間に流体密封シールを形成している第2の下補助シール部材と、を更に含むことを特徴とする請求項6に記載の固体酸化物燃料電池。 - 前記第1の上補助シール部材は、前記陽極フレームと一体的に形成されており、前記第1の下補助シール部材は、前記陰極フレームと一体的に形成されていることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の固体酸化物燃料電池。
- 前記第2の上補助シール部材は、前記陽極フレームと一体的に形成されており、前記第2の下補助シール部材は、前記陰極フレームと一体的に形成されていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の固体酸化物燃料電池。
- 前記第1の上補助シール部材は、ガラスセラミック、雲母、はんだ合金、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれた材料から構成され、前記第1の下補助シール部材は、ガラスセラミック、雲母、はんだ合金、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれた材料から構成されることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の固体酸化物燃料電池。
- 前記第2の上補助シール部材は、ガラスセラミック、雲母、はんだ合金、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれた材料から構成され、前記第2の下補助シール部材は、ガラスセラミック、雲母、はんだ合金、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれた材料から構成されることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の固体酸化物燃料電池。
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