JP2581084Y2 - 溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレーム - Google Patents
溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレームInfo
- Publication number
- JP2581084Y2 JP2581084Y2 JP1991056064U JP5606491U JP2581084Y2 JP 2581084 Y2 JP2581084 Y2 JP 2581084Y2 JP 1991056064 U JP1991056064 U JP 1991056064U JP 5606491 U JP5606491 U JP 5606491U JP 2581084 Y2 JP2581084 Y2 JP 2581084Y2
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- JP
- Japan
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- insulating frame
- molten carbonate
- battery
- fuel cell
- carbonate fuel
- Prior art date
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-
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、溶融炭酸塩型燃料電池
における絶縁フレームの改良に関する。
における絶縁フレームの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）は、
図４に示すように、電池本体２と、その上下よりエンド
プレート３、絶縁板４、ヒーター板５及び断熱材６を介
して締付板７，７間で締付固定され、前記電池本体２の
対向側面には、絶縁フレーム１を介して、マニホールド
８が取り付けられた構造をしている。また、前記絶縁フ
レーム１は、アルミナ等を原料として、図５に示すよう
に一体成型された構造をしている。
図４に示すように、電池本体２と、その上下よりエンド
プレート３、絶縁板４、ヒーター板５及び断熱材６を介
して締付板７，７間で締付固定され、前記電池本体２の
対向側面には、絶縁フレーム１を介して、マニホールド
８が取り付けられた構造をしている。また、前記絶縁フ
レーム１は、アルミナ等を原料として、図５に示すよう
に一体成型された構造をしている。
【０００３】一般に、溶融炭酸塩型燃料電池は、作動温
度が６５０℃と高温であるため、通常、ヒーター板５を
６５０℃程度に温度制御している。また、反応ガス（酸
化剤ガス及び燃料ガス）は、溶融炭酸塩型燃料電池が開
路状態の場合でも、負極（アノード）の酸化防止及び正
極（カソード）の還元防止の目的のため、溶融炭酸塩型
燃料電池へ供給されている。この為、スタックの電池積
層方向の温度分布は、開路状態あるいは低負荷状態で
は、センター部分が低温となり熱膨張が小さく、一方、
定格負荷状態では電池反応熱によってセンター部分が高
温となり熱膨張が大きくなる。
度が６５０℃と高温であるため、通常、ヒーター板５を
６５０℃程度に温度制御している。また、反応ガス（酸
化剤ガス及び燃料ガス）は、溶融炭酸塩型燃料電池が開
路状態の場合でも、負極（アノード）の酸化防止及び正
極（カソード）の還元防止の目的のため、溶融炭酸塩型
燃料電池へ供給されている。この為、スタックの電池積
層方向の温度分布は、開路状態あるいは低負荷状態で
は、センター部分が低温となり熱膨張が小さく、一方、
定格負荷状態では電池反応熱によってセンター部分が高
温となり熱膨張が大きくなる。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】ところで、図４に示し
た、従来の溶融炭酸塩型燃料電池においては、通常、電
池本体２及びマニホールド８は金属性であり、電池本体
２とマニホールド８との間に設置される絶縁フレーム１
はセラミックスであるため、燃料電池が電池作動温度
（６５０℃程度）まで昇温した時に、金属−セラミック
スの熱膨張の違いによって生じる熱応力により、絶縁フ
レーム１にクラックが発生し、燃料ガス等のリークが生
じるという問題がある。
た、従来の溶融炭酸塩型燃料電池においては、通常、電
池本体２及びマニホールド８は金属性であり、電池本体
２とマニホールド８との間に設置される絶縁フレーム１
はセラミックスであるため、燃料電池が電池作動温度
（６５０℃程度）まで昇温した時に、金属−セラミック
スの熱膨張の違いによって生じる熱応力により、絶縁フ
レーム１にクラックが発生し、燃料ガス等のリークが生
じるという問題がある。
【０００５】本考案は、上記の事情に鑑み、絶縁フレー
ムにクラックを発生させず、燃料ガス等のリークを防止
することができる溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレーム
を提供することを目的とする。
ムにクラックを発生させず、燃料ガス等のリークを防止
することができる溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレーム
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本考案は、溶融炭酸塩型
の燃料電池スタックの側面とマニホールドとの間に介挿
される絶縁フレームであって、上側支柱及び下側支柱の
両端間に、すり合わせ面を持つ複数個のブロックを電池
の積層方向に積重させてなる支柱を配列すると共に、上
側支柱、下側支柱及びブロックを、耐熱・耐腐食性金属
線で連結することによって構成され、このすり合わせ面
は、電池の側面と直交して電池の積層方向に切断した断
面が円弧状である周面状であることを特徴としている。
の燃料電池スタックの側面とマニホールドとの間に介挿
される絶縁フレームであって、上側支柱及び下側支柱の
両端間に、すり合わせ面を持つ複数個のブロックを電池
の積層方向に積重させてなる支柱を配列すると共に、上
側支柱、下側支柱及びブロックを、耐熱・耐腐食性金属
線で連結することによって構成され、このすり合わせ面
は、電池の側面と直交して電池の積層方向に切断した断
面が円弧状である周面状であることを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、熱応力が生じた場合に、耐
熱・耐腐食性金属線が熱膨張し、各ブロックが熱応力を
緩和する方向へ周面状のすり合わせ面でずれることによ
り、必要なクリアランスが生じるので、熱応力を絶縁フ
レーム内で吸収することができる。
熱・耐腐食性金属線が熱膨張し、各ブロックが熱応力を
緩和する方向へ周面状のすり合わせ面でずれることによ
り、必要なクリアランスが生じるので、熱応力を絶縁フ
レーム内で吸収することができる。
【０００８】また、すり合わせ面が、電池の側面と直交
して電池の積層方向に切断した断面が円弧状である周面
状であるため、ブロック同士は、フレームが配される燃
料電池スタックの側面に対して直交する方向に摺動し
て、気密性を保ったまま角度を変えることができる。従
って、複数のブロックによって構成される支柱は、スタ
ックの側面と直交する方向に曲線状に変形可能である。
即ち、絶縁フレームとマニホールド、絶縁フレームと電
池本体との間の密着性を保ったまま、絶縁フレームの変
形が可能あるため、ガスリークは生じにくい。
して電池の積層方向に切断した断面が円弧状である周面
状であるため、ブロック同士は、フレームが配される燃
料電池スタックの側面に対して直交する方向に摺動し
て、気密性を保ったまま角度を変えることができる。従
って、複数のブロックによって構成される支柱は、スタ
ックの側面と直交する方向に曲線状に変形可能である。
即ち、絶縁フレームとマニホールド、絶縁フレームと電
池本体との間の密着性を保ったまま、絶縁フレームの変
形が可能あるため、ガスリークは生じにくい。
【０００９】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に従って具体
的に説明する。図１は本考案の一実施例に係る溶融炭酸
塩型燃料電池における絶縁フレームの全体図であり、図
２は該絶縁フレームにおけるブロックの拡大図である。
該絶縁フレーム１０は、図１に示すように、上側支柱１
３及び下側支柱１４の間に、ブロック１１を例えば、４
個積重させ、外周に耐熱・耐腐食性金属線１５（例え
ば、ステンレス）を通して、各部材（上側支柱１３、下
側支柱１４、ブロック１２）を連結させている。
的に説明する。図１は本考案の一実施例に係る溶融炭酸
塩型燃料電池における絶縁フレームの全体図であり、図
２は該絶縁フレームにおけるブロックの拡大図である。
該絶縁フレーム１０は、図１に示すように、上側支柱１
３及び下側支柱１４の間に、ブロック１１を例えば、４
個積重させ、外周に耐熱・耐腐食性金属線１５（例え
ば、ステンレス）を通して、各部材（上側支柱１３、下
側支柱１４、ブロック１２）を連結させている。
【００１０】上側支柱１３は、両側に貫通穴１３ａ，１
３ｂがあり、下側支柱も両側に貫通穴（不図示）があ
る。ブロック１１は、図２に示すように、上下に周面状
のすり合わせ面を持ち、その中央部に貫通穴１２があ
る。このすり合わせ面は、フレーム１０を配する側面と
直交して上下方向に切断したときの断面が円弧状であ
る。前記絶縁フレーム１０は、上側支柱１３に設けた貫
通穴１３ａ、ブロック１１に設けた貫通穴１２及び下側
支柱１４に設けた貫通穴（不図示）に、耐熱・耐腐食性
金属線１５をループ状に通して、各部材（上側支柱１
３、ブロック１１、下側支柱１４）を連結させた構成で
ある。
３ｂがあり、下側支柱も両側に貫通穴（不図示）があ
る。ブロック１１は、図２に示すように、上下に周面状
のすり合わせ面を持ち、その中央部に貫通穴１２があ
る。このすり合わせ面は、フレーム１０を配する側面と
直交して上下方向に切断したときの断面が円弧状であ
る。前記絶縁フレーム１０は、上側支柱１３に設けた貫
通穴１３ａ、ブロック１１に設けた貫通穴１２及び下側
支柱１４に設けた貫通穴（不図示）に、耐熱・耐腐食性
金属線１５をループ状に通して、各部材（上側支柱１
３、ブロック１１、下側支柱１４）を連結させた構成で
ある。
【００１１】図３は図１の絶縁フレームを適用した溶融
炭酸塩型燃料電池における室温時、電池作動（６５０℃
程度）時及び放電時の該絶縁フレームの変形状態を示す
図である。室温時においては、図３（ａ）に示すよう
に、絶縁フレーム１０は変形せず通常の状態であるが、
電池作動（６５０℃程度）時及び放電時においては、
（ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電池本体２及びマニホ
ールド８の熱膨張の状態に応じて、絶縁フレーム１０が
円弧状に変形するので、絶縁フレーム１０にクラックが
入ることなく、電池本体２及びマニホールド８ととの気
密を保持することができる。
炭酸塩型燃料電池における室温時、電池作動（６５０℃
程度）時及び放電時の該絶縁フレームの変形状態を示す
図である。室温時においては、図３（ａ）に示すよう
に、絶縁フレーム１０は変形せず通常の状態であるが、
電池作動（６５０℃程度）時及び放電時においては、
（ｂ）及び（Ｃ）に示すように、電池本体２及びマニホ
ールド８の熱膨張の状態に応じて、絶縁フレーム１０が
円弧状に変形するので、絶縁フレーム１０にクラックが
入ることなく、電池本体２及びマニホールド８ととの気
密を保持することができる。
【００１２】上記構成によれば、熱応力が生じた場合
に、耐熱・耐腐食性金属線１５が熱膨張し、各ブロック
１１が熱応力を緩和する方向へ、すり合わせ面でずれる
ことになる。更に、ブロック１１のすり合わせ面は、フ
レーム１０が配される面と直交して上下方向に切断した
ときの断面が円弧状である周面状であるため、ブロック
１１同士は、フレーム１０が配される面と直交する方向
に摺動して、気密性を保ったまま角度を変えることがで
きる。従って、複数のブロック１１によって構成される
支柱は、電池本体２の側面と直交する方向に曲線状に変
形可能である。即ち、絶縁フレーム１０とマニホールド
８、絶縁フレーム１０と電池本体２との間の密着性を保
ったまま、絶縁フレーム１０の変形が可能あるため、ガ
スリークは生じにくい。
に、耐熱・耐腐食性金属線１５が熱膨張し、各ブロック
１１が熱応力を緩和する方向へ、すり合わせ面でずれる
ことになる。更に、ブロック１１のすり合わせ面は、フ
レーム１０が配される面と直交して上下方向に切断した
ときの断面が円弧状である周面状であるため、ブロック
１１同士は、フレーム１０が配される面と直交する方向
に摺動して、気密性を保ったまま角度を変えることがで
きる。従って、複数のブロック１１によって構成される
支柱は、電池本体２の側面と直交する方向に曲線状に変
形可能である。即ち、絶縁フレーム１０とマニホールド
８、絶縁フレーム１０と電池本体２との間の密着性を保
ったまま、絶縁フレーム１０の変形が可能あるため、ガ
スリークは生じにくい。
【００１３】なお、実施例においては、耐熱・耐腐食性
金属線１５としてステンレスを用いたが、耐熱・耐腐食
性のものであれば、特に限定されない。
金属線１５としてステンレスを用いたが、耐熱・耐腐食
性のものであれば、特に限定されない。
【００１４】
【考案の効果】以上の本考案によれば、熱応力が生じた
場合に、耐熱・耐腐食性金属線も熱膨張し、各ブロック
が熱応力緩和方向へと移動することになる。従って、電
池本体及びマニホールドとの間に設置された絶縁フレー
ムが、電池本体及びマニホールドとの気密を保持しなが
ら変形することにより、熱応力を絶縁フレーム内で吸収
し、絶縁フレームにクラックが発生するのを防止し、燃
料ガス等のリークを防止することができるという効果を
奏する。
場合に、耐熱・耐腐食性金属線も熱膨張し、各ブロック
が熱応力緩和方向へと移動することになる。従って、電
池本体及びマニホールドとの間に設置された絶縁フレー
ムが、電池本体及びマニホールドとの気密を保持しなが
ら変形することにより、熱応力を絶縁フレーム内で吸収
し、絶縁フレームにクラックが発生するのを防止し、燃
料ガス等のリークを防止することができるという効果を
奏する。
【図１】本考案の一実施例に係る溶融炭酸塩型燃料電池
用絶縁フレームの全体図である。
用絶縁フレームの全体図である。
【図２】図１の絶縁フレームにおけるブロックの拡大図
である。
である。
【図３】図１の絶縁フレームを適用した溶融炭酸塩型燃
料電池における室温時、電池作動（６５０℃程度）時及
び放電時の該絶縁フレームの変形状態を示す図である。
料電池における室温時、電池作動（６５０℃程度）時及
び放電時の該絶縁フレームの変形状態を示す図である。
【図４】従来の溶融炭酸塩型燃料電池の全体図である。
【図５】図４の溶融炭酸塩型燃料電池における絶縁フレ
ームの全体図である。
ームの全体図である。
１０ 絶縁フレーム １１ ブロック １３ 上側支柱 １４ 下側支柱 １５ 耐熱・耐腐食性金属線
Claims (1)
- 【請求項１】 溶融炭酸塩型の燃料電池スタックの側面
とマニホールドとの間に介挿される絶縁フレームであっ
て、 上側支柱及び下側支柱の両端間に、すり合わせ面を持つ
複数個のブロックを前記電池の積層方向に積重させてな
る支柱を配列すると共に、前記上側支柱、下側支柱及び
ブロックを、耐熱・耐腐蝕性金属線で連結することによ
って構成され、 前記すり合わせ面は、 電池の側面と直交して電池の積層方向に切断した断面が
円弧状である周面状であることを特徴とする溶融炭酸塩
型燃料電池用フレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991056064U JP2581084Y2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991056064U JP2581084Y2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレーム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH058868U JPH058868U (ja) | 1993-02-05 |
| JP2581084Y2 true JP2581084Y2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=13016657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991056064U Expired - Fee Related JP2581084Y2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 溶融炭酸塩型燃料電池用絶縁フレーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581084Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101501559B1 (ko) * | 2013-10-18 | 2015-03-11 | 두산중공업 주식회사 | 연료전지용 매니폴드 조립체 |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP1991056064U patent/JP2581084Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101501559B1 (ko) * | 2013-10-18 | 2015-03-11 | 두산중공업 주식회사 | 연료전지용 매니폴드 조립체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH058868U (ja) | 1993-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |