JP3221196B2 - 燃料電池のガス配管継手 - Google Patents
燃料電池のガス配管継手Info
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- JP3221196B2 JP3221196B2 JP31510593A JP31510593A JP3221196B2 JP 3221196 B2 JP3221196 B2 JP 3221196B2 JP 31510593 A JP31510593 A JP 31510593A JP 31510593 A JP31510593 A JP 31510593A JP 3221196 B2 JP3221196 B2 JP 3221196B2
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- Japan
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- flange
- bolt
- gas pipe
- fuel cell
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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】本発明は燃料電池のガス配管継手
に係り、特に高温のガス配管の電気絶縁性を確保しつつ
ボルトによる締付け力の低下を防止することのできる燃
料電池のガス配管継手に関するものである。
に係り、特に高温のガス配管の電気絶縁性を確保しつつ
ボルトによる締付け力の低下を防止することのできる燃
料電池のガス配管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は燃料電池の一例を示すものであ
り、図示するように、容器１内にはボルト２で上下に締
付けられる電池本体（単セルの積層体）３が収容されて
いる。この燃料電池本体３の下部に設けられたホルダ４
にはアノード（燃料）側の入口ガス配管５および出口ガ
ス配管６が接続されると共にカソード（酸化剤）側の入
口ガス配管７および出口ガス配管８が接続されている。
これら容器１内の各ガス配管５〜８にはフランジ部１
１，１２を互いに突き合わせてボルト締めしてなる継手
１３が介設されている。
り、図示するように、容器１内にはボルト２で上下に締
付けられる電池本体（単セルの積層体）３が収容されて
いる。この燃料電池本体３の下部に設けられたホルダ４
にはアノード（燃料）側の入口ガス配管５および出口ガ
ス配管６が接続されると共にカソード（酸化剤）側の入
口ガス配管７および出口ガス配管８が接続されている。
これら容器１内の各ガス配管５〜８にはフランジ部１
１，１２を互いに突き合わせてボルト締めしてなる継手
１３が介設されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池の
電位を確保するためには容器１内の電池本体側配管（例
においてはホルダ４の各配管部分）において容器１と電
気絶縁する必要がある。
電位を確保するためには容器１内の電池本体側配管（例
においてはホルダ４の各配管部分）において容器１と電
気絶縁する必要がある。
【０００４】一方、出力の高い大型の燃料電池において
は各ガス配管５〜８を通過するガスの運転温度は高温
（700 度）になり、各ガス配管温度も高温になる。した
がって、フランジ部１１，１２間にテフロン（登録商
標）を使用したパッキンを介設してもテフロンの使用限
界温度が低い（200 〜220 度）ことから電気絶縁には限
界があり、また、継手１３部分においてはボルトが熱膨
張して締付け力が弱められ、ガスリークが発生する問題
がある。
は各ガス配管５〜８を通過するガスの運転温度は高温
（700 度）になり、各ガス配管温度も高温になる。した
がって、フランジ部１１，１２間にテフロン（登録商
標）を使用したパッキンを介設してもテフロンの使用限
界温度が低い（200 〜220 度）ことから電気絶縁には限
界があり、また、継手１３部分においてはボルトが熱膨
張して締付け力が弱められ、ガスリークが発生する問題
がある。
【０００５】本発明は上記問題点を有効に解決すべく創
案されたものである。
案されたものである。
【０００６】本発明はガス配管の電気絶縁性を確保しつ
つボルトの締付け力の低下によるガスリークの発生を未
然に防止することのできる燃料電池のガス配管継手を提
供することを目的とする。
つボルトの締付け力の低下によるガスリークの発生を未
然に防止することのできる燃料電池のガス配管継手を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はフランジ部とフ
ランジ部とを突き合わせてボルト締めしてなる燃料電池
のガス配管継手において、上記フランジ部とフランジ部
との間にアルミナ繊維を主成分とするセラミックファイ
バー製のシート状ガスケットを介設すると共に、上記ボ
ルトと少なくとも一方のフランジ部との間にセラミック
ファイバシートからなる絶縁部材を介設し、少なくとも
一方のフランジ部の径方向外側にフランジ部同士を離間
させる間隙を形成し、この間隙の位置でボルト締めする
ものである。
ランジ部とを突き合わせてボルト締めしてなる燃料電池
のガス配管継手において、上記フランジ部とフランジ部
との間にアルミナ繊維を主成分とするセラミックファイ
バー製のシート状ガスケットを介設すると共に、上記ボ
ルトと少なくとも一方のフランジ部との間にセラミック
ファイバシートからなる絶縁部材を介設し、少なくとも
一方のフランジ部の径方向外側にフランジ部同士を離間
させる間隙を形成し、この間隙の位置でボルト締めする
ものである。
【０００８】
【作用】フランジ部とフランジ部との間にアルミナ繊維
を主成分とするセラミックファイバー製のシート状ガス
ケットが介設され、ボルトと少なくとも一方のフランジ
部との間にセラミックファイバシートからなる絶縁部材
が介設され、ガス配管の継手において電気絶縁される。
また、フランジ部間に間隙が形成され、この隙間をボル
ト締めすることでフランジ部を弾性変形させるので、フ
ランジ部はバネ効果を発揮する。したがって、ボルトが
熱膨張してもボルトによる締付け力がフランジ部の弾性
力で補われ、フランジ部に対する締付け力を維持でき
る。
を主成分とするセラミックファイバー製のシート状ガス
ケットが介設され、ボルトと少なくとも一方のフランジ
部との間にセラミックファイバシートからなる絶縁部材
が介設され、ガス配管の継手において電気絶縁される。
また、フランジ部間に間隙が形成され、この隙間をボル
ト締めすることでフランジ部を弾性変形させるので、フ
ランジ部はバネ効果を発揮する。したがって、ボルトが
熱膨張してもボルトによる締付け力がフランジ部の弾性
力で補われ、フランジ部に対する締付け力を維持でき
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１０】図２は高出力の大型燃料電池を示すもので
ある。
ある。
【００１１】図示するように、容器２１内にはボルト２
２で締付けられる電池本体（スタック）２３，２４が上
下に配置されると共に、これら電池本体２３，２４にガ
スを均一に分配し、かつ電池本体２３，２４の締付けを
安定させるための中間ホルダ２５が配置されている。中
間ホルダ２５にはアノード（燃料）側の入口ガス配管２
６および出口ガス配管２７が接続されると共にカソード
（酸化剤）側の入口ガス配管２８および出口ガス配管２
９が接続されている。これらガス配管２６〜２９は容器
２１内に立ち上げて中間ホルダ２５に接続されている。
２で締付けられる電池本体（スタック）２３，２４が上
下に配置されると共に、これら電池本体２３，２４にガ
スを均一に分配し、かつ電池本体２３，２４の締付けを
安定させるための中間ホルダ２５が配置されている。中
間ホルダ２５にはアノード（燃料）側の入口ガス配管２
６および出口ガス配管２７が接続されると共にカソード
（酸化剤）側の入口ガス配管２８および出口ガス配管２
９が接続されている。これらガス配管２６〜２９は容器
２１内に立ち上げて中間ホルダ２５に接続されている。
【００１２】３１は下部ホルダであり、この下部ホルダ
３１は容器２１と導通して同電位となっている。なお、
容器２１に収容された電池本体を１ユニットとしてこれ
を直列に接続する場合には下部ホルダ３１において絶縁
する必要がある。また、数ユニットの電池本体を直列に
接続し高電圧化を図る場合、電池本体のすべての部分を
電気的に対地（容器）と絶縁する必要がある。
３１は容器２１と導通して同電位となっている。なお、
容器２１に収容された電池本体を１ユニットとしてこれ
を直列に接続する場合には下部ホルダ３１において絶縁
する必要がある。また、数ユニットの電池本体を直列に
接続し高電圧化を図る場合、電池本体のすべての部分を
電気的に対地（容器）と絶縁する必要がある。
【００１３】各ガス配管２６〜２９には図１に示すよう
にフランジ付配管３０ａとフランジ付配管３０ｂとを連
結する継手３２が介設され、この継手３２はボルト３３
を下部のＳＵＳ製フランジ部３４に形成されたボルト挿
通孔３５および上部のＳＵＳ製フランジ部３６に形成さ
れたボルト挿通孔３７に挿通させてナット３８で締め付
けて構成されるものである。
にフランジ付配管３０ａとフランジ付配管３０ｂとを連
結する継手３２が介設され、この継手３２はボルト３３
を下部のＳＵＳ製フランジ部３４に形成されたボルト挿
通孔３５および上部のＳＵＳ製フランジ部３６に形成さ
れたボルト挿通孔３７に挿通させてナット３８で締め付
けて構成されるものである。
【００１４】特に、フランジ部３４，３６間には電池本
体２３，２４の電位を確保するためにフランジ部３４の
フランジ面とフランジ部３６のフランジ面との接触を切
断する電気絶縁部材４１が介設されている。また、ボル
ト３３と下部のフランジ部３４との間にも絶縁が施され
ている。ボルト３３と下部のフランジ部３４との絶縁
は、ボルト挿通孔３５内に絶縁部材たる絶縁パイプ４５
をボルト３３を覆うように設けると共に、下部のフラン
ジ部３４とボルト頭部４６との間に絶縁部材たる絶縁ワ
ッシャ４７，４８，４９をそれぞれ３層に重ね合わせて
設けることにより行われている。
体２３，２４の電位を確保するためにフランジ部３４の
フランジ面とフランジ部３６のフランジ面との接触を切
断する電気絶縁部材４１が介設されている。また、ボル
ト３３と下部のフランジ部３４との間にも絶縁が施され
ている。ボルト３３と下部のフランジ部３４との絶縁
は、ボルト挿通孔３５内に絶縁部材たる絶縁パイプ４５
をボルト３３を覆うように設けると共に、下部のフラン
ジ部３４とボルト頭部４６との間に絶縁部材たる絶縁ワ
ッシャ４７，４８，４９をそれぞれ３層に重ね合わせて
設けることにより行われている。
【００１５】フランジ部３４，３６間に介設される電気
絶縁部材４１は、アルミナ繊維を主成分とするセラミッ
クファイバー製シート状ガスケット６１で構成されてい
る。このガスケット６１はセラミックファイバにシリカ
系等のバインダを加えてなるものである。セラミックフ
ァイバにバインダを加えたガスケット６１は耐食性の強
い電解質である炭酸塩に対して健全である。
絶縁部材４１は、アルミナ繊維を主成分とするセラミッ
クファイバー製シート状ガスケット６１で構成されてい
る。このガスケット６１はセラミックファイバにシリカ
系等のバインダを加えてなるものである。セラミックフ
ァイバにバインダを加えたガスケット６１は耐食性の強
い電解質である炭酸塩に対して健全である。
【００１６】絶縁パイプ４５は、ボルト３３の周りに巻
き付けてなるセラミックファイバシートで構成されてい
る。三層の絶縁ワッシャ４７，４８，４９のうち中間の
絶縁ワッシャ４８はセラミックファイバシートで構成さ
れている。そして、その上下に位置する絶縁ワッシャ４
７，４９は上下面にセラミック溶射層が施されたＳＵＳ
材で構成されている。
き付けてなるセラミックファイバシートで構成されてい
る。三層の絶縁ワッシャ４７，４８，４９のうち中間の
絶縁ワッシャ４８はセラミックファイバシートで構成さ
れている。そして、その上下に位置する絶縁ワッシャ４
７，４９は上下面にセラミック溶射層が施されたＳＵＳ
材で構成されている。
【００１７】また、下部のフランジ部３４のフランジ面
には径方向内側を隆起させてなる段部６２が形成されて
おり、この段部６２は上下のフランジ面間に間隙６３を
形成するようになっている。それぞれのフランジ部３
４，３６は、間隙６３の位置でボルト締めされるように
なっている。そして、フランジ部３４，３６は、ボルト
締めされることによって互いに近接する方向に弾性変形
され、ボルト３３の熱膨張による締付け力の低下を防止
するようになっている。
には径方向内側を隆起させてなる段部６２が形成されて
おり、この段部６２は上下のフランジ面間に間隙６３を
形成するようになっている。それぞれのフランジ部３
４，３６は、間隙６３の位置でボルト締めされるように
なっている。そして、フランジ部３４，３６は、ボルト
締めされることによって互いに近接する方向に弾性変形
され、ボルト３３の熱膨張による締付け力の低下を防止
するようになっている。
【００１８】また、運転温度が上昇するとバインダのみ
が飛散および焼結して収縮してしまうため、ガスケット
６１の厚さは多少減少するが、フランジ部材３４，３６
がボルト締めされて弾性変形しているので、ガスケット
６１の厚さの減少に伴うフランジ部３４，３６の締付け
力の低下をフランジ部３４，３６の弾性変形で補うこと
ができる。すなわち、各フランジ部３４，３６はボルト
締めされることにより強制的に互いに近接する方向に変
形するために、元の平坦なフランジ面に復帰しようとす
るバネ力を発揮する。なお、ガスケット６１は一度収縮
すると後に温度変化があってもガスケット６１の厚さに
変化は生じない。したがって、室温と運転温度（700 度
程度）との間の熱サイクルの繰り返し（温度の上下変
動）があっても、本実施例にあっては安定したガスシー
ル性を発揮できる。
が飛散および焼結して収縮してしまうため、ガスケット
６１の厚さは多少減少するが、フランジ部材３４，３６
がボルト締めされて弾性変形しているので、ガスケット
６１の厚さの減少に伴うフランジ部３４，３６の締付け
力の低下をフランジ部３４，３６の弾性変形で補うこと
ができる。すなわち、各フランジ部３４，３６はボルト
締めされることにより強制的に互いに近接する方向に変
形するために、元の平坦なフランジ面に復帰しようとす
るバネ力を発揮する。なお、ガスケット６１は一度収縮
すると後に温度変化があってもガスケット６１の厚さに
変化は生じない。したがって、室温と運転温度（700 度
程度）との間の熱サイクルの繰り返し（温度の上下変
動）があっても、本実施例にあっては安定したガスシー
ル性を発揮できる。
【００１９】高温ガスを移送する運転時において、ボル
ト３３が軸方向に熱膨脹しても、ボルト３３の締付けに
よりフランジ部３４，３６が互いに近接させる方向に弾
性変形している限り、その弾性力がボルト３３の締付け
力を補うことになり、ボルト３３による締付け力の低下
を防止できる。
ト３３が軸方向に熱膨脹しても、ボルト３３の締付けに
よりフランジ部３４，３６が互いに近接させる方向に弾
性変形している限り、その弾性力がボルト３３の締付け
力を補うことになり、ボルト３３による締付け力の低下
を防止できる。
【００２０】このようにフランジ部３４，３６間にアル
ミナ繊維を主成分とするセラミックファイバー製のシー
ト状ガスケット６１を介設すると共に、ボルト３３とフ
ランジ部３４との間にセラミックファイバシートからな
る絶縁ワッシャ（絶縁部材）４８を介設し、少なくとも
一方のフランジ部３４，３６の径方向外側にフランジ部
３４，３６同士を離間させる間隙６３を形成し、この間
隙６３の位置でボルト締めするようにしたため、継手３
２においてはガス配管２６〜２９の電気絶縁を確保しつ
つフランジ部３４，３６のバネ効果によりフランジ部３
４，３６の締付け力が維持されガスシール性が確保され
る。
ミナ繊維を主成分とするセラミックファイバー製のシー
ト状ガスケット６１を介設すると共に、ボルト３３とフ
ランジ部３４との間にセラミックファイバシートからな
る絶縁ワッシャ（絶縁部材）４８を介設し、少なくとも
一方のフランジ部３４，３６の径方向外側にフランジ部
３４，３６同士を離間させる間隙６３を形成し、この間
隙６３の位置でボルト締めするようにしたため、継手３
２においてはガス配管２６〜２９の電気絶縁を確保しつ
つフランジ部３４，３６のバネ効果によりフランジ部３
４，３６の締付け力が維持されガスシール性が確保され
る。
【００２１】なお、段部６２は下部のフランジ部３４に
形成するものとしたがこれに限るものではない。段部６
２は、上部のフランジ部３６のフランジ面あるいは双方
のフランジ部３４，３６のフランジ面に形成してもよ
い。
形成するものとしたがこれに限るものではない。段部６
２は、上部のフランジ部３６のフランジ面あるいは双方
のフランジ部３４，３６のフランジ面に形成してもよ
い。
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、高温下に
おいてガス配管の電気絶縁性を確保しつつボルトの締付
け力の低下を防止でき、ガスシール性を確保できる。
おいてガス配管の電気絶縁性を確保しつつボルトの締付
け力の低下を防止でき、ガスシール性を確保できる。
【図１】本発明のガス配管の継手を示す断面図である。
【図２】大型の燃料電池を示す断面図である。
【図３】小型の燃料電池を示す断面図である。
２６〜２９ ガス配管 ３３ ボルト ３４，３６ フランジ部４８ 絶縁ワッシャ（絶縁部材） ６１ シート状ガスケット ６３ 間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−119059（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−207459（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/02 H01M 8/04
Claims (1)
- 【請求項１】 フランジ部とフランジ部とを突き合わせ
てボルト締めしてなる燃料電池のガス配管継手におい
て、上記フランジ部とフランジ部との間にアルミナ繊維
を主成分とするセラミックファイバー製のシート状ガス
ケットを介設すると共に、上記ボルトと少なくとも一方
のフランジ部との間にセラミックファイバシートからな
る絶縁部材を介設し、少なくとも一方のフランジ部の径
方向外側にフランジ部同士を離間させる間隙を形成し、
該間隙の位置でボルト締めすることを特徴とする燃料電
池のガス配管継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31510593A JP3221196B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 燃料電池のガス配管継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31510593A JP3221196B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 燃料電池のガス配管継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169472A JPH07169472A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3221196B2 true JP3221196B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=18061484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31510593A Expired - Fee Related JP3221196B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 燃料電池のガス配管継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221196B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5292084B2 (ja) * | 2008-12-16 | 2013-09-18 | 新明和工業株式会社 | 真空成膜装置 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP31510593A patent/JP3221196B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07169472A (ja) | 1995-07-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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