JP3252473B2 - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JP3252473B2
JP3252473B2 JP23520092A JP23520092A JP3252473B2 JP 3252473 B2 JP3252473 B2 JP 3252473B2 JP 23520092 A JP23520092 A JP 23520092A JP 23520092 A JP23520092 A JP 23520092A JP 3252473 B2 JP3252473 B2 JP 3252473B2
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Japan
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intermediate holder
stack
supply
oxidizing gas
discharge
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三生 大坪
博 青木
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石川島播磨重工業株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は燃料の有する化学エネル
ギーを電気エネルギーに変換させるエネルギー部門で用
いる燃料電池に関するもので、特に、セルを多層に積層
するときに中間ホルダーを用いて積層してなる燃料電池
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell used in the energy sector for converting chemical energy of a fuel into electric energy, and more particularly, to a structure in which cells are stacked in multiple layers using an intermediate holder. It relates to a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池のうち、溶融炭酸塩型燃料電池
は、図3に一例を示す如く、電解質として溶融炭酸塩を
多孔質物質にしみ込ませてなる電解質板1を、カソード
(酸素極)2とアノード(燃料極)3の両電極で両面か
ら挟み、カソード2側には酸化ガスOGを供給すると共
にアノード3側に燃料ガスFGを供給するようにしたも
のを1セルCとし、各セルCをセパレータ4を介し積層
してスタックとするようにしてある。5は電極位置とな
る中央部分を切り抜いて周辺部のみとしたマスク板、6
は電極を均一に電解質板1に接触させるために用いてい
るパンチ板である。
2. Description of the Related Art Among fuel cells, a molten carbonate type fuel cell includes, as shown in FIG. 3, an electrolyte plate 1 in which a molten carbonate is impregnated into a porous material as an electrolyte, and a cathode (oxygen electrode). A cell C sandwiched between both electrodes of an anode 2 and an anode (fuel electrode) 3 to supply the oxidizing gas OG to the cathode 2 and the fuel gas FG to the anode 3 is referred to as one cell C. C is laminated via a separator 4 to form a stack. Reference numeral 5 denotes a mask plate in which a central portion serving as an electrode position is cut out to form only a peripheral portion.
Is a punch plate used to uniformly contact the electrode with the electrolyte plate 1.

【0003】又、上記溶融炭酸塩型燃料電池において内
部マニホールド型のものは、図3に示す如く、電解質板
1、マスク板5及びセパレータ4の周辺部一側に、酸化
ガスOGの供給用マニホールド7と燃料ガスFGの供給
用マニホールド8を設けると共に、反対側の周辺部に酸
化ガスOGの排出用マニホールド9と燃料ガスFGの排
出用マニホールド10を設け、セパレータ4の表裏両面
に形成されているガス通路11に沿い酸化ガスOGと燃
料ガスFGが平行流で流されるようにしてある。
As shown in FIG. 3, an internal manifold type of the above-mentioned molten carbonate fuel cell has a manifold for supplying an oxidizing gas OG on one side of an electrolyte plate 1, a mask plate 5 and a separator 4. As shown in FIG. 7 and a fuel gas FG supply manifold 8 are provided, and an oxidizing gas OG discharge manifold 9 and a fuel gas FG discharge manifold 10 are provided on opposite peripheral portions, and are formed on both front and back surfaces of the separator 4. The oxidizing gas OG and the fuel gas FG are caused to flow in a parallel flow along the gas passage 11.

【0004】かかる構成の燃料電池で高出力が得られる
ようにするために、セルCの積層数を多くして高積層化
を図ろうとする場合には、図4に示す如く、上下のホル
ダー12と13で挾持させた状態の高積層のスタックS
を下部ボルスタ15上に載置させ、上部ホルダー12上
には、燃料電池の組立て後に行う含浸処理時にスタック
Sの大きな収縮量に追従させるよう大きな伸び量を有す
る金属製のベローズ16を載せて、その上に上部ボルス
タ14を配置し、上下のボルスタ14,15同士を締付
ロッド17、ナット18にて締め付けることによりベロ
ーズ16を介してスタックSに所定の締付力を付与させ
るようにするのが一般的である。
In order to obtain a high output with the fuel cell having such a structure, when the number of stacked cells C is increased to increase the number of stacked cells, as shown in FIG. And stack 13 sandwiched between 13 and 13
Is placed on the lower bolster 15, and on the upper holder 12, a metal bellows 16 having a large elongation is mounted so as to follow a large shrinkage of the stack S during the impregnation process performed after assembling the fuel cell. An upper bolster 14 is disposed thereon, and the upper and lower bolsters 14 and 15 are tightened by a tightening rod 17 and a nut 18 so that a predetermined tightening force is applied to the stack S via the bellows 16. Is common.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図4のよう
に高積層とした燃料電池の場合、セルの積層段数が高く
なると、上層部と下層部とで締付面圧がスタックS自体
の自重で異なり、下層部では締付面圧が高くなって電極
のクリープ現象が激しくなって来て電池の寿命に悪影響
を与えることになると共に、各段のセルへのガスの流配
が不均一になって電池性能の不均等を招く、等の問題が
出て来るおそれがある。
However, in the case of a fuel cell having a high stack as shown in FIG. 4, as the number of stacked cells increases, the tightening surface pressure between the upper layer and the lower layer increases the weight of the stack S itself. In the lower layer, the clamping surface pressure increases in the lower layer, and the creep phenomenon of the electrode becomes severe, which adversely affects the battery life, and the gas distribution to the cells in each stage becomes uneven. This may cause problems such as uneven battery performance.

【0006】そこで、本発明は、スタックの高積層化に
伴い発生する上述の問題を解消するためにスタックの中
間部に中間ホルダーを配置してこの中間ホルダーを固定
支持することでスタックの上層部と下層部との締付面圧
の差を少なくできるようにすると共に、上下間のセルに
おける流量配分性能を向上させ、燃料電池の運転開始前
に行う脱脂、含浸のための昇温を助けることができるよ
うにした燃料電池を提供しようとするものである。
[0006] In order to solve the above-mentioned problems caused by the high stacking of the stack, the present invention provides an intermediate holder at an intermediate portion of the stack and fixedly supports the intermediate holder. To reduce the difference in tightening surface pressure between the upper and lower layers, improve the flow distribution performance in the upper and lower cells, and help increase the temperature for degreasing and impregnation before starting operation of the fuel cell It is an object of the present invention to provide a fuel cell capable of performing the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、厚板とした中間ホルダー本体の周辺部の
一側と他側に、内部マニホールド型の燃料電池の周辺部
の一側と他側に設けられている酸化ガスと燃料ガスの各
給排用マニホールドに連通し得るよう、酸化ガスと燃料
ガスの各給排用マニホールドを上下方向に開口させて設
け、且つ該酸化ガスの給排用マニホールドと燃料ガスの
給排用マニホールドに、各々酸化ガスの供給側及び排出
側のヘッダーと燃料ガスの供給側と排出側のヘッダーと
を接続し、更に、マニホールド位置よりも内側位置で且
つ厚さ方向の中央部に複数本のヒータピンを挿入配置し
てなる中間ホルダーを、脚で支持して固定し、該中間ホ
ルダーを挟んで上下両側に、分割した上部スタックと下
部スタックを、周辺部の一側と他側に設けられている酸
化ガスと燃料ガスの各給排用マニホールドが中間ホルダ
ーの上記酸化ガスと燃料ガスの各給排用マニホールドに
合致するように直接接触させて配置して、中間ホルダー
から上下のスタックへガスの供給を行わせることができ
るようにし、上部スタック上に上部ホルダー、ベロー
ズ、上部ボルスタを順に載置して、中間ホルダーに固定
した締付ロッドの上端部を上部ボルスタに挿通させてナ
ットを螺合させると共に、下部スタックの下側に下部ホ
ルダー、ベローズ、下部ボルスタを順に配して、中間ホ
ルダーに固定した締付ロッドの下端部を下部ボルスタに
挿通させてナットを螺合させ、上記各締付ロッドとナッ
トにより上部ボルスタと中間ホルダーの間で上部スタッ
クに、又、下部ボルスタと中間ホルダーの間で下部スタ
ックにそれぞれ締付力を与えるようにした構成とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a peripheral part of an internal manifold type fuel cell on one side and the other side of a thick intermediate holder body. The oxidizing gas and fuel gas supply / discharge manifolds are provided to be open in the vertical direction so as to be able to communicate with the oxidizing gas and fuel gas supply / discharge manifolds provided on the other side and the oxidizing gas and the oxidizing gas. The oxidizing gas supply side and discharge side headers and the fuel gas supply side and discharge side header are connected to the supply / discharge manifold and the fuel gas supply / discharge manifold, respectively. An intermediate holder formed by inserting and arranging a plurality of heater pins at the center in the thickness direction is supported and fixed by legs, and the upper stack and the lower stack are divided into upper and lower sides on both sides of the intermediate holder. Week The oxidizing gas and fuel gas supply / discharge manifolds provided on one side and the other side of the unit are arranged in direct contact with the intermediate gas supply / discharge manifolds of the intermediate holder so as to match the respective oxidant gas / fuel gas supply / discharge manifolds. So that gas can be supplied from the intermediate holder to the upper and lower stacks, and the upper holder, bellows, and upper bolster are placed on the upper stack in order, and the upper end of the tightening rod fixed to the intermediate holder Into the upper bolster, screw the nut, and arrange the lower holder, bellows, and lower bolster under the lower stack in order, and insert the lower end of the tightening rod fixed to the intermediate holder through the lower bolster. Screw the nut, and tighten the upper rod between the upper bolster and the intermediate holder using the tightening rods and nuts. Each lower stack a configuration which is adapted provide a clamping force between the.

【0008】[0008]

【作用】中間ホルダーを厚板とし脚で支持して固定する
ことでスタックの自重を支持でき、この中間ホルダーを
境にしてスタックを上下に分割して支持することとなる
ため、スタックの上層部と下層部の締付面圧の差を小さ
くすることができ、且つ中間ホルダーから上下のスタッ
クへガスを給排させることから、ガスの流配の不均一を
解消することができる。又、脱脂、含浸時の電池内の温
度上昇をヒータによる加熱で助けることができ、この
際、ヒータピンの挿入位置が厚さ方向(上下方向)の中
央部であるため、上下方向に対称的に昇温でき、中間ホ
ルダー自体の変形の防止が図れる。
[Function] The weight of the stack can be supported by supporting and fixing the intermediate holder as a thick plate with legs, and the stack is divided vertically and supported by the intermediate holder, so the upper layer of the stack Since the difference between the clamping surface pressures of the upper and lower layers can be reduced, and gas is supplied and discharged from the intermediate holder to the upper and lower stacks, it is possible to eliminate uneven gas distribution. Further, the temperature rise in the battery during degreasing and impregnation can be assisted by heating with a heater. At this time, since the insertion position of the heater pin is the center in the thickness direction (vertical direction), it is symmetrical in the vertical direction. The temperature can be raised, and the deformation of the intermediate holder itself can be prevented.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1及び図2は本発明の一実施例を示すも
ので、図3及び図4に示してある例と同様に、電解質板
1をカソード2とアノード3の両電極で両面から挾持し
てなるセルをセパレータ4を介し多層に積層して構成さ
れているスタックSの中間位置に中間ホルダーを挟み込
んでスタックを上部スタックS1と下部スタックS2に
分けて支持させるようにする。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. Similar to the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, an electrolyte plate 1 is sandwiched between both electrodes of a cathode 2 and an anode 3 from both sides. The intermediate cell is sandwiched at an intermediate position of the stack S configured by stacking the resulting cells in multiple layers with the separator 4 interposed therebetween, and the stack is divided into an upper stack S1 and a lower stack S2 to be supported.

【0011】上記中間ホルダー19は、厚板を矩形状に
成形してなる中間ホルダー本体20の周辺部一側に、酸
化ガスの供給用マニホールド7と燃料ガスの供給用マニ
ホールド8を交互に並べて設けると共に、周辺部の他側
に、酸化ガスの排出用マニホールド9と燃料ガスの排出
用マニホールド10を交互に並べて設け、上記酸化ガス
の各供給用マニホールド7と各排出用マニホールド9
は、別々に配してある酸化ガスの供給側ヘッダー21と
排出側ヘッダー22に各々連絡流路25と26を介して
接続し、又、上記燃料ガスの各供給用マニホールド8と
各排出用マニホールド10は、同じく別々に配してある
燃料ガスの供給側ヘッダー23と排出側ヘッダー24に
各連絡流路27と28を介して接続し、各供給側ヘッダ
ー21,23から供給された酸化ガス及び燃料ガスは、
上記供給用マニホールド7及び8から中間ホルダー本体
20の上下両側に分配されるようにし、一方、排出側で
は、中間ホルダー本体20の上下両側から酸化ガスと燃
料ガスが各々の排出用マニホールド9と10に入り、各
々排出側ヘッダー22,24へ導かれるようにする。
The intermediate holder 19 is provided with an oxidizing gas supply manifold 7 and a fuel gas supply manifold 8 alternately arranged on one side of a peripheral portion of an intermediate holder body 20 formed by forming a thick plate into a rectangular shape. At the same time, on the other side of the peripheral portion, oxidizing gas discharge manifolds 9 and fuel gas discharge manifolds 10 are alternately arranged, and the oxidizing gas supply manifolds 7 and the discharge manifolds 9 are provided.
Are connected to the oxidizing gas supply side header 21 and the oxidizing gas supply side header 22 via communication passages 25 and 26, respectively, and are connected to the fuel gas supply manifold 8 and the discharge gas manifold. Reference numeral 10 denotes a fuel gas supply-side header 23 and a fuel gas supply-side header 24, which are connected separately via communication passages 27 and 28, respectively. Fuel gas is
The supply manifolds 7 and 8 are distributed to the upper and lower sides of the intermediate holder main body 20. On the discharge side, the oxidizing gas and the fuel gas are supplied from the upper and lower sides of the intermediate holder main body 20 to the respective discharge manifolds 9 and 10 respectively. And are guided to the discharge side headers 22 and 24, respectively.

【0012】又、上記中間ホルダー本体20の中央部、
すなわち、スタックS1,S2の中央部の電池反応部に
対応する範囲には、昇温のためのヒータピン29を挿入
できるようにする。ヒータピン29の挿入位置は、中間
ホルダー本体20の厚さ方向の中央部分に、幅方向へ複
数のヒータピン穴30を平行に穿設し、該各ヒータピン
穴30にヒータピン29を挿入し、上下方向へ対称的に
伝熱されて中間ホルダー本体20が熱変形するのを防止
できるようにする。
A central portion of the intermediate holder body 20;
That is, the heater pins 29 for raising the temperature can be inserted into the area corresponding to the battery reaction section at the center of the stacks S1 and S2. A plurality of heater pin holes 30 are formed in the width direction in parallel at the center portion of the intermediate holder body 20 in the thickness direction, and the heater pins 29 are inserted into the respective heater pin holes 30. The intermediate holder body 20 is prevented from being thermally deformed due to symmetrical heat transfer.

【0013】上記のようにして構成された中間ホルダー
19を使用してスタックを支持しようとするときは、図
2に一例を示す如く、中間ホルダー19を脚31付きと
して床上に固定できるようにし、中間ホルダー19を挟
んで上下両側に、分割した上部スタックS1と下部スタ
ックS2を、図3に示す如き周辺部の各マニホールド
7,8,9,10が中間ホルダー19の各マニホールド
7,8,9,10に合致するように配置し、上部スタッ
クS1上には、上部ホルダー12、金属製ベローズ1
6、上部ボルスタ14を順に載置して、中間ホルダー1
9に下端を固定した締付ロッド17aの上端部を上部ボ
ルスタ14に挿通させてナット18を螺合させ、該締付
ロッド17aとナット18にて上部スタックS1に締付
力を与えるようにし、下部スタックS2も同様に、下部
ホルダー13、ベローズ16を介し下部ボルスタ15を
順に下部スタックS2の下側に配して、中間ホルダー1
9に上端を固定した締付ロッド17bの下端部を下部ボ
ルスタ15に挿通させてナット18を螺合させ、該締付
ロッド17bとナット18にて締付けることにより下部
スタックS2に締付力を与えるようにする。
When the stack is to be supported by using the intermediate holder 19 configured as described above, as shown in an example in FIG. 2, the intermediate holder 19 is provided with legs 31 so that it can be fixed on the floor. The upper stack S1 and the lower stack S2 which are divided on the upper and lower sides with the intermediate holder 19 interposed therebetween, and the manifolds 7, 8, 9, 10 in the peripheral portion as shown in FIG. , 10 on the upper stack S1, the upper holder 12, the metal bellows 1
6. Place the upper bolster 14 in order and place the intermediate holder 1
The upper end of a tightening rod 17a having a lower end fixed to 9 is inserted through the upper bolster 14, and a nut 18 is screwed into the upper rod S1 so as to apply a tightening force to the upper stack S1 with the tightening rod 17a and the nut 18. Similarly, in the lower stack S2, the lower bolster 15 is sequentially disposed below the lower stack S2 via the lower holder 13 and the bellows 16, and the intermediate holder 1
The lower end of the tightening rod 17b whose upper end is fixed to 9 is inserted through the lower bolster 15, the nut 18 is screwed, and the lower stack S2 is tightened by tightening the nut 18 with the tightening rod 17b. To do.

【0014】図2のように中間ホルダー19をスタック
S1とS2の間に置いて、両スタックS1,S2を中間
ホルダー19に支持させた状態に組立てられると、燃料
電池の運転開始前に、各スタックS1,S2における各
セルの電解質板1を製造するときに添加された有機物を
除去する脱脂処理と、電解質板1に炭酸塩を溶融させて
しみ込ませる含浸処理とが行われる。かかる脱脂、含浸
処理は、電池内に不活性ガス等を流しながら電池内を昇
温させて行うが、中間ホルダー19の中央位置に配置し
たヒータにより上下のスタックS1,S2を昇温させる
ことができるので、初期の脱脂、含浸のための昇温の助
けをヒータにより行わせることができる。この際、ヒー
タピン29は中間ホルダー19の中央部にあるので、熱
の伝達は上下対称的に行われる結果、上下で温度差がつ
かず、中間ホルダー19自体を熱変形させるおそれがな
くなる。
When the intermediate holder 19 is placed between the stacks S1 and S2 as shown in FIG. 2 and both stacks S1 and S2 are supported by the intermediate holder 19, each of the stacks S1 and S2 can be assembled before starting operation of the fuel cell. A degreasing process for removing organic substances added when manufacturing the electrolyte plates 1 of each cell in the stacks S1 and S2, and an impregnation process for melting and impregnating the electrolyte plates 1 with carbonates are performed. Such degreasing and impregnating treatments are performed by raising the temperature inside the battery while flowing an inert gas or the like into the battery. However, it is possible to raise the temperature of the upper and lower stacks S1 and S2 by a heater disposed at the center position of the intermediate holder 19. As a result, the heater can be used to assist in initial degreasing and temperature rise for impregnation. At this time, since the heater pin 29 is located at the center of the intermediate holder 19, heat is transmitted symmetrically in the vertical direction. As a result, there is no temperature difference between the upper and lower parts, and the intermediate holder 19 itself is not likely to be thermally deformed.

【0015】燃料電池の運転が開始されると、酸化ガス
及び燃料ガスを各スタックS1,S2の供給用マニホー
ルド7,8(図3参照)に導いてカソード2側及びアノ
ード3側に供給させるようにするが、中間ホルダー19
に酸化ガス及び燃料ガスの各給排用マニホールド7,
8,9,10が設けてあり、且つこれらがそれぞれ供給
側及び排出側のヘッダー21,23及び22,24に接
続されているため、中間ホルダー19から上部スタック
S1及び下部スタックS2へガスの給排を行うことがで
き、上下スタックS1,S2のいずれか一方から他方へ
ガスの給排を行わせる場合に比して、ガスの流配性能を
向上させることができる。この場合、各連絡流路25,
26,27,28の径を変えることにより流配性能のコ
ントロールが可能となる。
When the operation of the fuel cell is started, the oxidizing gas and the fuel gas are guided to the supply manifolds 7 and 8 (see FIG. 3) of the respective stacks S1 and S2 so as to be supplied to the cathode 2 side and the anode 3 side. However, the intermediate holder 19
The manifolds 7 for supplying and discharging oxidizing gas and fuel gas
8, 9, and 10, which are connected to the headers 21, 23 and 22, 24 on the supply side and the discharge side, respectively, so that the gas is supplied from the intermediate holder 19 to the upper stack S 1 and the lower stack S 2. Discharge can be performed, and the gas distribution performance can be improved as compared with the case where gas is supplied and discharged from one of the upper and lower stacks S1 and S2 to the other. In this case, each communication channel 25,
The flow distribution performance can be controlled by changing the diameter of 26, 27, 28.

【0016】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、たとえば、ヘッダー21,22,2
3,24をすべて中間ホルダー本体20の外側に配して
連絡流路25,26,27,28でつないだ場合を例示
したが、中間ホルダー本体20の周辺部の内部に孔をあ
けてこれをヘッダーとして用いるようにしてもよいこ
と、又、本発明の中間ホルダーを上下のホルダーとして
用いるようにしてもよいこと、更に、中間ホルダーの支
持を脚31を用いず締付ロッド17bを用いてもよいこ
と、更に又、中間ホルダーを支持せず、締付ロッドを中
間ホルダー部で固定しないで下部の締付ベローズ16を
なくした構造としてもよいこと、その他本発明の要旨を
逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
The present invention is not limited to the above-described embodiment.
Although the case where all of the components 3 and 24 are arranged outside the intermediate holder main body 20 and connected by the communication flow paths 25, 26, 27 and 28 is illustrated, a hole is formed inside the peripheral portion of the intermediate holder main body 20 to form a hole. It may be used as a header, the intermediate holder of the present invention may be used as upper and lower holders, and the intermediate holder may be supported using the fastening rod 17b without using the leg 31. Good, furthermore, the intermediate holder is not supported, and a structure in which the lower fastening bellows 16 is eliminated without fixing the fastening rod by the intermediate holder portion may be employed. Of course, various changes can be made.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料電池によ
れば、厚板とした中間ホルダー本体の周辺部の一側と他
側に、内部マニホールド型の燃料電池の周辺部の一側と
他側に設けられている酸化ガスと燃料ガスの各給排用マ
ニホールドに連通し得るよう、酸化ガスと燃料ガスの各
給排用マニホールドを上下方向に開口させて設け、且つ
該酸化ガスの給排用マニホールドと燃料ガスの給排用マ
ニホールドに、各々酸化ガスの供給側及び排出側のヘッ
ダーと燃料ガスの供給側と排出側のヘッダーとを接続
し、更に、マニホールド位置よりも内側位置で且つ厚さ
方向の中央部に複数本のヒータピンを挿入配置してなる
中間ホルダーを、脚で支持して固定し、該中間ホルダー
を挟んで上下両側に、分割した上部スタックと下部スタ
ックを、周辺部の一側と他側に設けられている酸化ガス
と燃料ガスの各給排用マニホールドが中間ホルダーの上
記酸化ガスと燃料ガスの各給排用マニホールドに合致す
るように直接接触させて配置して、中間ホルダーから上
下のスタックへガスの供給を行わせることができるよう
にし、上部スタック上に上部ホルダー、ベローズ、上部
ボルスタを順に載置して、中間ホルダーに固定した締付
ロッドの上端部を上部ボルスタに挿通させてナットを螺
合させると共に、下部スタックの下側に下部ホルダー、
ベローズ、下部ボルスタを順に配して、中間ホルダーに
固定した締付ロッドの下端部を下部ボルスタに挿通させ
てナットを螺合させ、上記各締付ロッドとナットにより
上部ボルスタと中間ホルダーの間で上部スタックに、
又、下部ボルスタと中間ホルダーの間で下部スタックに
それぞれ締付力を与えるようにした構成としてあるの
で、スタックの上層部と下層部の締付面圧の差を半減も
しくは更に小さくすることができて、下層部でもガスを
均等に流すことができると共に、中間ホルダーから上下
のスタックへガスの供給を行わせることから流配性能の
向上が図れ、電池性能のより均等な維持が可能となり、
更に、中間ホルダーの中央部にヒータピンが挿入配置し
てあって、スタックの加熱ができるようにしてあるた
め、燃料電池組立て後、脱脂、含浸のための昇温に用い
ることができ、しかもヒータピンは中間ホルダーの中央
部にあることから、上下に温度差がつくことがなく、熱
変形の防止が図れ、中間ホルダーは厚板で剛性がもたせ
てあることから、脚で支持して固定して上下のスタック
を支持することができる、等の優れた効果を奏し得る。
As described above, according to the fuel cell of the present invention, one side of the peripheral portion of the intermediate holder main body formed as a thick plate and the other side of the peripheral portion of the internal manifold type fuel cell are provided. The oxidizing gas and fuel gas supply / discharge manifolds are provided to be open in the vertical direction so as to be able to communicate with the oxidizing gas / fuel gas supply / discharge manifolds provided on the other side, and the oxidizing gas supply / discharge is provided. The exhaust manifold and the fuel gas supply / discharge manifold are connected to the oxidizing gas supply side and discharge side headers, and the fuel gas supply side and discharge side headers, respectively, and further at an inner position than the manifold position and An intermediate holder, in which a plurality of heater pins are inserted and arranged at the center in the thickness direction, is fixed by supporting with legs, and the upper stack and the lower stack, which are divided into upper and lower sides on both sides of the intermediate holder, are separated into peripheral parts. One And the oxidizing gas and fuel gas supply / discharge manifolds provided on the other side are arranged in direct contact with the oxidizing gas and fuel gas supply / discharge manifolds of the intermediate holder so as to match the intermediate holder. The upper holder, the bellows, and the upper bolster are placed on the upper stack in this order, and the upper end of the tightening rod fixed to the intermediate holder is placed on the upper bolster. Insert and screw the nut together, and the lower holder under the lower stack,
Bellows and lower bolster are arranged in order, the lower end of the tightening rod fixed to the intermediate holder is inserted through the lower bolster, and nuts are screwed together. In the upper stack,
In addition, since the tightening force is applied to the lower stack between the lower bolster and the intermediate holder, the difference in tightening surface pressure between the upper layer and the lower layer of the stack can be reduced by half or further reduced. In addition, the gas can be flowed evenly in the lower layer part, and the gas is supplied from the intermediate holder to the upper and lower stacks, so that the flow distribution performance can be improved, and the battery performance can be more evenly maintained.
Furthermore, since a heater pin is inserted and arranged in the center of the intermediate holder to heat the stack, it can be used for degreasing and raising the temperature for impregnation after assembling the fuel cell. Because it is located in the center of the intermediate holder, there is no temperature difference between the upper and lower parts, preventing thermal deformation.The intermediate holder is made of thick plate and has rigidity, so it is supported and fixed with legs and moves up and down. And the like can be supported.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の燃料電池に用いる中間ホルダーの一実
施例を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an intermediate holder used for a fuel cell according to the present invention.

【図2】本発明の燃料電池の概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the fuel cell of the present invention.

【図3】燃料電池の一部を分解して示す斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of the fuel cell.

【図4】高積層した燃料電池を締め付けている状態を示
す概略側面図である。
FIG. 4 is a schematic side view showing a state where a highly stacked fuel cell is tightened.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 酸化ガス供給用マニホールド 8 燃料ガス供給用マニホールド 9 酸化ガス排出用マニホールド 10 燃料ガス排出用マニホールド 17a,17b 締付ロッド 19 中間ホルダー 20 中間ホルダー本体 21 酸化ガスの供給側ヘッダー 22 酸化ガスの排出側ヘッダー 23 燃料ガスの供給側ヘッダー 24 燃料ガスの排出側ヘッダー 25,26,27,28 連絡流路 29 ヒータピン 31 脚 S1 上部スタック S2 下部スタック 7 Manifold for oxidizing gas supply 8 Manifold for fuel gas supply 9 Manifold for oxidizing gas discharge 10 Manifold for fuel gas discharge 17 a, 17 b Tightening rod 19 Intermediate holder 20 Intermediate holder main body 21 Header for oxidizing gas supply 22 Oxidizing gas discharging side Header 23 Fuel gas supply side header 24 Fuel gas discharge side header 25, 26, 27, 28 Communication flow path 29 Heater pin 31 Leg S1 Upper stack S2 Lower stack

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−309564(JP,A) 特開 昭61−161667(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/24 H01M 8/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-309564 (JP, A) JP-A-61-161667 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 8/24 H01M 8/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 厚板とした中間ホルダー本体の周辺部の
一側と他側に、内部マニホールド型の燃料電池の周辺部
の一側と他側に設けられている酸化ガスと燃料ガスの各
給排用マニホールドに連通し得るよう、酸化ガスと燃料
ガスの各給排用マニホールドを上下方向に開口させて設
け、且つ該酸化ガスの給排用マニホールドと燃料ガスの
給排用マニホールドに、各々酸化ガスの供給側及び排出
側のヘッダーと燃料ガスの供給側と排出側のヘッダーと
を接続し、更に、マニホールド位置よりも内側位置で且
つ厚さ方向の中央部に複数本のヒータピンを挿入配置し
てなる中間ホルダーを、脚で支持して固定し、該中間ホ
ルダーを挟んで上下両側に、分割した上部スタックと下
部スタックを、周辺部の一側と他側に設けられている酸
化ガスと燃料ガスの各給排用マニホールドが中間ホルダ
ーの上記酸化ガスと燃料ガスの各給排用マニホールドに
合致するように直接接触させて配置して、中間ホルダー
から上下のスタックへガスの供給を行わせることができ
るようにし、上部スタック上に上部ホルダー、ベロー
ズ、上部ボルスタを順に載置して、中間ホルダーに固定
した締付ロッドの上端部を上部ボルスタに挿通させてナ
ットを螺合させると共に、下部スタックの下側に下部ホ
ルダー、ベローズ、下部ボルスタを順に配して、中間ホ
ルダーに固定した締付ロッドの下端部を下部ボルスタに
挿通させてナットを螺合させ、上記各締付ロッドとナッ
トにより上部ボルスタと中間ホルダーの間で上部スタッ
クに、又、下部ボルスタと中間ホルダーの間で下部スタ
ックにそれぞれ締付力を与えるようにしたことを特徴と
する燃料電池。
1. An oxidizing gas and a fuel gas provided on one side and the other side of a peripheral part of an internal manifold type fuel cell on one side and the other side of a peripheral part of an intermediate holder body made of a thick plate. In order to be able to communicate with the supply / discharge manifold, each supply / discharge manifold for the oxidizing gas and the fuel gas is provided to be opened in the vertical direction, and the supply / discharge manifold for the oxidizing gas and the supply / discharge manifold for the fuel gas are respectively provided. Connect the header on the supply side and discharge side of the oxidizing gas and the header on the supply side and discharge side of the fuel gas, and further insert and arrange a plurality of heater pins inside the manifold position and at the center in the thickness direction. The intermediate holder is supported and fixed by the legs, and the upper and lower stacks divided on the upper and lower sides of the intermediate holder are separated from the oxidizing gas provided on one side and the other side of the peripheral part. Fuel gas Each supply / discharge manifold can be arranged in direct contact with the supply / discharge manifold for the oxidizing gas and fuel gas of the intermediate holder so that gas can be supplied from the intermediate holder to the upper and lower stacks. Place the upper holder, bellows, and upper bolster on the upper stack in this order, insert the upper end of the tightening rod fixed to the intermediate holder into the upper bolster, screw the nut, and lower the lower stack. Side, a lower holder, a bellows, and a lower bolster are arranged in this order. Tighten the upper stack between the intermediate holders and the lower stack between the lower bolster and the intermediate holder. Fuel cell characterized by.
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