JP3261521B2 - 燃料電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料の有する化学エ
ネルギーを直接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ある。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池の内、たとえば、溶融炭酸塩型
燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にし
み込ませてなるタイル（電解質板）をカソード（酸素
極）とアノード（燃料極）の両電極で両面から挟み、カ
ソード側に酸化ガスを供給すると共にアノード側に燃料
ガスを供給することによりカソード側とアノード側で各
々反応を行わせて発電を行わせるようにしたものを１セ
ルとし、各セルをセパレータを介し多層に積層してスタ
ックとするようにしてある。

【０００３】上記スタックとした燃料電池は、各セルご
とに電池性能が良好に維持されることが必要であり、電
極反応部において、カソード及びアノードの各電極とタ
イルとセパレータとが一様な圧力分布で接触しているこ
と、内部マニホールド型の燃料電池にあっては、周辺部
のウェットシール部のシール性が維持されていること、
運転中におけるスタックの高さ変化に対して追従性があ
ること、等が要求される。そのため、燃料電池スタック
全体を一定の締付力で均一に締め付けることが必要であ
る。

【０００４】かかる必要性を満たすための従来の燃料電
池において、組み立て後に含浸の如き前処理を行わせる
ようにしたものでは、図４（イ）（ロ）（ハ）に一例と
してスタックが１セットのものについて示す如く、セル
をセパレータを介し多層に積層してなるスタック１を、
下部ボルスタ４上に、上下のホルダー２，３で挾持させ
た状態として載置し、上ホルダー２の上方に内側ボルス
タ５と外側ボルスタ６を２重に配置して、内側ボルスタ
５と上ホルダー２との間に、燃料電池の運転中の厚さ変
化に追従させるためのクッションとしてのばね７を介在
させ、且つ内側ボルスタ５と外側ボルスタ６との間に脱
脂、含浸時のスタック１の収縮量に追従できるだけの大
きな伸び量をもつ金属製の前処理用ベローズ８を介在さ
せ、更に、内側ボルスタ５と下部ボルスタ４に通した締
付ロッド９の上端部に内側ボルスタ５上でボルスタ拘束
用ナット１０を螺合し、外側ボルスタ６に通した延長ロ
ッド１１の下端部と締付ロッド９の上端部とを長ナット
１２で連結し、延長ロッド１１の上端部に外側ボルスタ
６上でナット１３を螺着させて、前処理用ベローズ８を
介してスタック１側に一定の締付力が付与されるように
してある。なお、１４は底部のサポート材である。又、
１０′は内側ボルスタ５の下側で締付ロッド９に螺着さ
せた固定用ナットであり、前処理用ベローズ８と延長ロ
ッド１１を取り外した後に内側ボルスタ５へ向けて締め
付けを行うように、前処理時には内側ボルスタ５の沈み
込み量以上の隙間が内側ボルスタ５に対して形成される
ようにしてある。

【０００５】図４（イ）に示す如く、工場で燃料電池ス
タック１が構成され、スタック１に締付力が与えられる
ように組み立てられると、運転開始前の作業として、電
解質板製造時に添加した有機物を除去する脱脂と、炭酸
塩粉末を電解質板にしみ込ませる含浸とが前処理として
行われるが、この前処理におけるスタック１の大きな沈
み込みを前処理用ベローズ８の伸びで吸収させるように
してある。なお、この際、ばね７は前処理用ベローズ８
の締付圧力を伝達するだけであるが、前処理用ベローズ
８の締付力が何らかの理由で低下、あるいは、なくなっ
た場合は、ばね７が伸びて内側ボルスタ５がナット１０
で拘束されることにより、ばね７がスタック組立時締付
圧力を与えることになる。

【０００６】スタック１の前処理時の沈み込みが前処理
用ベローズ８で吸収されると、図４（ハ）に示す如く、
内側ボルスタ５を締付ロッド９に固定するためにナット
１０と１０′の締め直しを行うと同時に、締付ロッド９
から延長ロッド１１を長ナット１２と共に切離し、外側
ボルスタ６と前処理用ベローズ８を取り外して現地へ搬
入し圧力容器内に据え付けるようにしてある。

【０００７】燃料電池は据え付け後、運転が開始される
が、運転中の電極のクリープ等によるスタック１の高さ
（厚さ）の変化及び冷間時と熱間時の締付ロッド９とス
タック１の伸び差は、ばね７の伸びで吸収され、該ばね
７によって、締付圧力の低下が防止される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
燃料電池の場合、締付ロッド９の上端部と延長ロッド１
１の下端部とを、長ナット１２を介して接続するように
してあるため、締付ロッド９の上端は、長ナット１２を
螺着させる分だけ内側ボルスタ５の上方へ或る長さだけ
突出するように設定してあって、前処理時から上方へ突
出している。したがって、前処理時に沈み込みが発生し
て、図４（ロ）において二点鎖線で示す如く内側ボルス
タ５が下降すると、締付ロッド９の上端が内側ボルスタ
５の上方へ更に大きく突出することになり、スタック１
の高さが高いほど締付ロッド９の突出量Ｌが大きくな
る。

【０００９】内側ボルスタ５の上面より上方へ締付ロッ
ド９が突出していると、電池を圧力容器内に収納させる
ためには、高さの高い容器が必要となる問題があり、
又、輸送時の高さも高くなることから、輸送制限に引っ
掛かる場合もある。

【００１０】そこで、本発明は、内側ボルスタの上面か
ら上方へ突出する締付ロッドの突出長さを短くして、容
器高さを低く抑えることができるような燃料電池を提供
しようとするものである。

【００１１】

【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、上下のホルダーで挾持させたスタックを
下部ボルスタで支持させ、上ホルダー上に、内側ボルス
タと外側ボルスタを配置し、上ホルダーと内側ボルスタ
との間にクッションを介在させると共に、内側ボルスタ
と外側ボルスタとの間に前処理用ベローズを介在させ
て、下部ボルスタと内側ボルスタに貫通させた締付ロッ
ドの上端と、外側ボルスタに貫通させた延長ロッドの下
端とを着脱自在に連結するようにしてある燃料電池にお
いて、上記締付ロッドを、上端部に内ねじを有し且つ前
処理としての含浸、脱脂処理前では上端が内側ボルスタ
の厚み方向の中間レベルに位置するような長さとし、
又、上記延長ロッドを、上記締付ロッドよりも小径とし
且つ下端部に締付ロッドの内ねじに螺着する雄ねじを有
する構成とし、該延長ロッドの雄ねじを締付ロッドの内
ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッドと締付ロッドを
連結するようにし、更に、上記延長ロッドに上記締付ロ
ッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナットを遊嵌させると
共に、上記締付ロッドの内側ボルスタよりも下方の所要
位置に固定用ナットを螺合させて備えてなり、上記前処
理によるスタックの沈み込みの後に上記ボルスタ拘束用
ナットを締付ロッドに螺着させて締め込み且つ上記固定
用ナットを内側ボルスタへ向けて締め付けることにより
前処理後の内側ボルスタの位置を固定できるようにした
構成とする。

【００１２】燃料電池の組立て後、含浸処理等の前処理
を行い、このときのスタック全体の沈み込みは前処理用
ベローズで吸収させる。前処理中、スタックの沈み込み
に伴って締付ロッドの上端部が内側ボルスタの上面より
上方に突出するので、前処理後、延長ロッドの下端部に
遊嵌させておいたボルスタ拘束用ナットを締付ロッドに
螺着させて締め込むと共に、固定用ナットを内側ボルス
タへ向けて締め付けることで内側ボルスタの位置を上下
方向より固定した後、延長ロッドを取り外して外側ボル
スタ及び前処理用ベローズを撤去し、現地への搬入を行
わせるようにする。この際、締付ロッドの上端は、内側
ボルスタの上面から大きく突出していないので、圧力容
器の小型化を図ることができる。燃料電池の運転中のス
タックの高さ変化はクッションで追従させるようにす
る。

【００１３】又、架台で固定した中間ホルダーと上ホル
ダーとの間に上部スタックを、又、上記中間ホルダーと
下ホルダーとの間に下部スタックをそれぞれ支持させ、
上ホルダーの上部と下ホルダーの下部にそれぞれ内側ボ
ルスタと外側ボルスタを配置し、上ホルダーと上部の内
側ボルスタとの間及び下ホルダーと下部の内側ボルスタ
との間にそれぞれクッションを介在させると共に、上部
の内側ボルスタと外側ボルスタとの間及び下部の内側ボ
ルスタと外側ボルスタとの間にそれぞれ前処理用ベロー
ズを介在させて、上下部でそれぞれ中間ホルダーと内側
ボルスタに貫通させた締付ロッドの一端と、外側ボルス
タに貫通させた延長ロッドの一端とを着脱自在に連結す
るようにしてある燃料電池において、上記上部の締付ロ
ッドを、上端部に内ねじを有し且つ前処理としての含
浸、脱脂処理前では上端が上部の内側ボルスタの厚み方
向の中間レベルに位置するような長さとし、且つ上記上
部の延長ロッドを、上記上部の締付ロッドよりも小径と
し且つ下端部に締付ロッド上端部の内ねじに螺合する雄
ねじを有する構成とし、該上部の延長ロッドの雄ねじを
上部の締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させて延長
ロッドと締付ロッドを連結するようにすると共に、上記
下部の締付ロッドと下部の延長ロッドが上記上部の締付
ロッドと上部の延長ロッドと上下対称となるように、下
部の締付ロッドを、下端部に内ねじを有し且つ前処理と
しての含浸、脱脂処理前では下端が下部の内側ボスルタ
の厚み方向の中間レベルに位置するような長さとし、且
つ上記下部の延長ロッドを、上記下部の締付ロッドより
も小径とし且つ下端部に締付ロッド下端部の内ねじに螺
合する雄ねじを有する構成として、該下部の延長ロッド
の雄ねじを下部の締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着
させて延長ロッドと締付ロッドを連結するようにし、更
に、上記上部と下部の各延長ロッドに、上部と下部の各
締付ロッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナットをそれぞ
れに遊嵌させると共に、上部の締付ロッドの内側ボルス
タよりも下方位置と下部の締付ロッドの内側ボルスタよ
りも上方位置に、それぞれ固定用ナットを螺合させて備
えてなり、前処理による上下部のスタックの沈み込みの
後に上記各ボルスタ拘束用ナットを上部及び下部の締付
ロッドに螺着させて締め込み且つ固定用ナットを内側ボ
ルスタへ向けて締め付けることにより前処理後の上記各
内側ボルスタの位置を固定できるようにした構成とする
と、スタックの高さを高くしても全体的に小型化を図る
ことができるようになる。

【００１４】更に、中間ホルダーの支持を、架台に代え
て締付ロッド自身で行わせるようにした構成とすると、
架台を用いない分、圧力容器の径を小さくすることがで
きる。

【００１５】更に又、中間ホルダーと上ホルダーとの間
に上部スタックを、又、上記中間ホルダーと下ホルダー
との間に下部スタックをそれぞれ支持させ、上ホルダー
の上部と下ホルダーの下部にそれぞれ内側ボルスタと外
側ボルスタを配置し、上ホルダーと上部の内側ボルスタ
との間及び下ホルダーと下部の内側ボルスタとの間にそ
れぞれクッションを介在させると共に、上部の内側ボル
スタと外側ボルスタとの間及び下部の内側ボルスタと外
側ボルスタとの間にそれぞれ前処理用ベローズを介在さ
せて、上下部でそれぞれ中間ホルダーと内側ボルスタに
貫通させた締付ロッドの一端と、外側ボルスタに貫通さ
せた延長ロッドの一端とを着脱自在に連結するようにし
てある燃料電池において、上記上部の締付ロッドを、上
端部に内ねじを有し且つ前処理としての含浸、脱脂処理
前では上端が上部の内側ボルスタの厚み方向の中間レベ
ルに位置するような長さとし、且つ上記上部の延長ロッ
ドを、上記上部の締付ロッドよりも小径とし且つ下端部
に締付ロッド上端部の内ねじに螺合する雄ねじを有する
構成として、該上部の延長ロッドの雄ねじを上部の締付
ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッドと締
付ロッドを連結するようにし、上記上部の延長ロッド
に、上部の締付ロッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナッ
トを遊嵌させると共に、上部の締付ロッドの内側ボルス
タよりも下方位置に固定用ナットを螺着させて備え、更
に、上記下部の締付ロッドの下端部を下部の内側ボルス
タの下方へ突出させて該突出させた下端部と下部の延長
ロッドの上端部とを長ナットで着脱可能に連結するよう
にし、上記下部の締付ロッドの下端部に下部の内側ボル
スタの下でボルスタ拘束用ナットを螺着させると共に、
下部の締付ロッドの内側ボスルタよりも上方位置に固定
用ナットを螺着させて備えてなり、前処理による上部及
び下部のスタックの沈み込みの後に上記各ボルスタ拘束
用ナットを上部及び下部の締付ロッドに締め込み且つ各
固定用ナットを内側ボルスタへ向けて締め付けることに
より前処理後の上記各内側ボルスタの位置を固定できる
ようにし、下部の締付ロッドから延長ロッドを長ナット
と共に切り離した後にサポート部材上に下部の締付ロッ
ドの下端部を支持させて、中間ホルダーの支持を締付ロ
ッド自身で行わせるようにした構成としても、締付ロッ
ドを上方へ大きく突出させることがない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】図１（イ）（ロ）（ハ）は本発明の実施の
一形態として、図４（イ）（ロ）（ハ）に示した燃料電
池と同様にスタックが１セットの場合を示すもので、燃
料電池のスタック１を上下のホルダー２，３で挟み、上
ホルダー２と内側ボルスタ５との間にクッションとして
のばね５を介在させ、内側ボルスタ５と外側ボルスタ６
との間に前処理用のベローズ８を介在させ、下部ボルス
タ４、内側ボルスタ５、外側ボルスタ６間に締付ロッド
及び延長ロッドを通し、前処理時に前処理用ベローズ８
を利用してスタック１に均一な締付力を付与できるよう
にし、前処理終了後に、延長ロッドを切り離して外側ボ
ルスタ６及び前処理用ベローズ８を取り外すようにして
ある構成において、上記締付ロッドとして、前処理前に
は内側ボルスタ５の厚み方向の中間部に上端が位置する
ように長さを短くし且つ上端部に内ねじ１５を有する締
付ロッド１６を用い、一方、延長ロッドとして、上記締
付ロッド１６よりも小径とし且つ下端部に締付ロッド１
６の内ねじ１５に螺着し得る雄ねじ１７を突設した延長
ロッド１８を用い、締付ロッド１６の上端部の内ねじ１
５に延長ロッド１８の下端部の雄ねじ１７を螺着させる
ことにより締付ロッド１６に延長ロッド１８を着脱可能
に連結し、更に、上記延長ロッド１８の下端部に、上記
締付ロッド１６に螺着可能なボルスタ拘束用ナット１０
を遊嵌させると共に、上記締付ロッド１６の内側ボルス
タ５よりも下方の所要位置に固定用ナット１０´を螺合
させておくようにした構成とする。なお、図１（イ）
（ロ）（ハ）において、図４（イ）（ロ）（ハ）と同一
部分には同一符号が付してある。

【００１８】図１（イ）に示す如き前処理前の状態で
は、図１（ロ）に拡大して示す如く、延長ロッド１８の
下端部の雄ねじ１７が締付ロッド１６の内ねじ１５に螺
着されて、締付ロッド１６と延長ロッド１８とが一体に
接続されていて、締付ロッド１６の上端は内側ボルスタ
５の厚み方向の中間部にあって、内側ボルスタ５の上面
から上方へは突出していない状態にある。

【００１９】前処理によりスタック１に沈み込みが発生
すると、図１（ロ）において二点鎖線で示す如く、内側
ボルスタ５が下降して締付ロッド１６の上端が内側ボル
スタ５の上面より上方へ突出する（突出量ΔＬ）ので、
内側ボルスタ５上で締付ロッド１６に対しボルスタ拘束
用ナット１０を螺着させて締め込みを行うと共に、固定
用ナット１０´を内側ボルスタ５へ向けて締め付けて、
該各ナット１０及び１０´により上下方向から内側ボル
スタ５の位置を固定し、しかる後、延長ロッド１８を締
付ロッド１６から取り外して外側ボルスタ６及び前処理
用ベローズ８を撤去する（図１（ハ）参照）。

【００２０】延長ロッド１８を取り外した後の締付ロッ
ド１６の突出量ΔＬは、従来の燃料電池における締付ロ
ッド９の突出量Ｌに比して小さくすることができ、その
分だけ、スタック１を収納させる圧力容器の小型化が可
能となり、現地への搬入が容易になると共に、据え付け
のスペースを小さくすることが可能になる。

【００２１】上記において、延長ロッド１８は従来の燃
料電池における延長ロッド１１よりも小径となるが、延
長ロッド１８は温度条件が低い前処理時のみの使用であ
るから、設計温度を実使用温度に合わせることができ、
何ら支障なく使用することができる。従来では前処理時
に、ナット１０を締付ロッド９の上端部に予め螺着させ
ておいて、スタック１の沈み込み分だけ再び締め込むよ
うな作業を行う必要があったが、その点本発明では、前
処理時に、ナット１０は延長ロッド１８に遊嵌させてお
くだけであるから、締め込み作業も一回だけ行えばよい
ので有利である。

【００２２】次に、図２（イ）（ロ）は本発明の他の実
施の形態として、高積層化を行うようにした場合を示す
もので、スタック１を上部スタック１ａと下部スタック
１ｂの２セットとし、且つ架台２０に支持させた中間ホ
ルダー１９上に、上部スタック１ａを配置すると共に、
上部スタック１ａ上に、図１（イ）（ロ）（ハ）に示し
たと同様に、上ホルダー２、ばね７、内側ボルスタ５、
前処理用ベローズ８、外側ボルスタ６の順に配置して、
中間ホルダー１９に固定した締付ロッド１６、延長ロッ
ド１８、ナット１３にて上部スタック１ａに所定の締付
力を付与するようにし、且つ延長ロッド１８の下端部に
はボルスタ拘束用ナット１０を遊嵌させると共に、締付
ロッド１６の内側ボルスタ５よりも下方の所要位置に、
固定用ナット１０´を螺着させて備え、一方、中間ホル
ダー１９の下側には、中間ホルダー１９の上側の上記構
成とは上下対称に、中間ホルダー１９下に、下部スタッ
ク１ｂを配置すると共に、下部スタック１ｂ下に、下ホ
ルダー３、ばね７、内側ボスルタ５、前処理用ベローズ
８、外側ボルスタ６の順に配して、中間ホルダー１９に
固定した締付ロッド１６、延長ロッド１８、ナット１３
にて下部スタック１ｂに所定の締付力を付与するように
し、且つ延長ロッド１８の上端部にはボルスタ拘束用ナ
ット１０を遊嵌させると共に、締付ロッド１６の内側ボ
ルスタ５よりも上方の所要位置に、固定用ナット１０´
を螺着させて備えた構成としたものである。

【００２３】図２（イ）（ロ）に示すように構成した場
合には、組立て後、前処理を行って上部スタック１ａと
下部スタック１ｂの沈み込み分が各々上下の前処理用ベ
ローズ８の伸びで吸収されると、上部の締付ロッド１６
が、上部の内側ボルスタ５の上面より上方に、又、下部
の締付ロッド１６が、下部の内側ボルスタ５の下面より
下方にそれぞれ突出するようになることから、上下の各
延長ロッド１８に遊嵌させておいたボルスタ拘束用ナッ
ト１０を、上下の各締付ロッド１６の突出端部にそれぞ
れ螺着させて締め込むと共に、上下の固定用ナット１０
´を内側ボルスタ５へ向けてそれぞれ締め付けることに
より内側ボルスタ５を上下ともに締付ロッド１６に保持
させた後、上下ともに延長ロッド１８、外側ボルスタ
６、前処理用ベローズ８を取り外して現地へ搬入して据
え付けるようにする。これにより、スタックの高さを高
くしても全体的に小型化が図れ、上記実施の形態の場合
と同様な効果が得られる。

【００２４】図３（イ）（ロ）は図２（イ）（ロ）の変
形例を示すもので、中間ホルダー１９を架台２０で支持
する代りに、締付ロッド１６を中間ホルダー１９に固定
すると共に、中間ホルダー１９より下方の締付ロッド１
６の下端をサポート部材１４で支持させて、中間ホルダ
ー１９を締付ロッド１６で受けるようにしたものであ
る。なお、図３（イ）では、延長ロッド１８、外側ボル
スタ６、前処理用ベローズ８を取り外す前の状態を示
し、又、図３（ロ）は取り外した後の状態を示してい
る。

【００２５】このようにすると、図２（イ）（ロ）に示
す架台２０を不要にでき、燃料電池を圧力容器に入れて
使用するときに、容器の径を大きくしなくて済む利点が
ある。

【００２６】又、図３の場合、下部の前処理用ベローズ
８と延長ロッド１８を取り外した後、サポート部材１４
に下部の締付ロッド１６の下端部を支持させるために、
下部の締付ロッド１６の下方への突出量を、上部の締付
ロッド１６の上方への突出量よりも大きくする必要があ
るため、上部よりも下部の締付ロッド１６の長さを長く
してもよく、あるいは、図４に示したと同様な、長ナッ
ト１２による連結構造としてもよい。すなわち、図４に
示す長ナット１２による連結構造を図３に示す燃料電池
の下部の締付ロッド１６と下部の延長ロッドの部分に採
用する場合は、図４について説明してある場合と同様
に、下部の締付ロッド１６の下端部を下部の内側ボルス
タ５の下方へ突出させて該突出させた下端部と下部の延
長ロッド１１の上端部とを長ナット１２で着脱可能に連
結するようにし、更に、上記下部の締付ロッド１６の下
端部に下部の内側ボルスタ５の下でボルスタ拘束用ナッ
ト１０を螺着させると共に、下部の締付ロッド１６の内
側ボルスタ５よりも上方位置に固定用ナット１０´を螺
着させて備えてなり、前処理による上下部のスタック１
ａ，１ｂの沈み込みの後に上記ボルスタ拘束用ナット１
０を締め込み且つ固定用ナット１０´を内側ボルスタ５
へ向けて締め付けることにより前処理後の上記内側ボル
スタ５の位置を固定できるようにし、締付ロッド１６か
ら延長ロッド１１を長ナット１２と共に切り離し、外側
ボルスタ６と前処理用ベローズ８を取り外した後に、図
３（ロ）に示したと同様に、サポート部材１４上に下部
の締付ロッド１６の下端部を支持させて、中間ホルダー
１９の支持を締付ロッド１６自身で行わせるようにした
構成となる。

【００２７】なお、上記各実施の形態では、燃料電池の
運転中の厚さ変化に追従させるためのクッションとして
ばね７を用いた場合を示したが、ベローズを用いるよう
にしてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料電池によ
れば、上下のホルダーで挾持させたスタックを下部ボル
スタで支持させ、上ホルダー上に、内側ボルスタと外側
ボルスタを配置し、上ホルダーと内側ボルスタとの間に
クッションを介在させると共に、内側ボルスタと外側ボ
ルスタとの間に前処理用ベローズを介在させて、下部ボ
ルスタと内側ボルスタに貫通させた締付ロッドの上端
と、外側ボルスタに貫通させた延長ロッドの下端とを着
脱自在に連結するようにしてある燃料電池において、上
記締付ロッドを、上端部に内ねじを有し且つ前処理とし
ての含浸、脱脂処理前では上端が内側ボルスタの厚み方
向の中間レベルに位置するような長さとし、又、上記延
長ロッドを、上記締付ロッドよりも小径とし且つ下端部
に締付ロッドの内ねじに螺着する雄ねじを有する構成と
し、該延長ロッドの雄ねじを締付ロッドの内ねじに着脱
可能に螺着させて延長ロッドと締付ロッドを連結するよ
うにし、更に、上記延長ロッドに上記締付ロッドに螺着
可能なボルスタ拘束用ナットを遊嵌させると共に、上記
締付ロッドの内側ボルスタよりも下方の所要位置に固定
用ナットを螺合させて備えてなり、上記前処理によるス
タックの沈み込みの後に上記ボルスタ拘束用ナットを締
付ロッドに螺着させて締め込み且つ上記固定用ナットを
内側ボルスタへ向けて締め付けることにより前処理後の
内側ボルスタの位置を固定できるようにした構成として
あるので、前処理前には内側ボルスタの上面から上方に
は突出していないが、前処理によるスタックの沈み込み
に伴って内側ボルスタの上面より上方に突出するように
なる締付ロッドの上端部に、ボルスタ拘束用ナットを螺
着させて締め込むと共に、固定用ナットを締め付けるこ
とで内側ボルスタの位置を固定できることにより、延長
ロッドを取り外した後の締付ロッドの突出量を、従来の
燃料電池における締付ロッドの突出量に比して小さくす
ることができ、したがって、スタックを収納させる圧力
容器の小型化を図ることができるという優れた効果を発
揮し、又、架台で固定した中間ホルダーと上ホルダーと
の間に上部スタックを、又、上記中間ホルダーと下ホル
ダーとの間に下部スタックをそれぞれ支持させ、上ホル
ダーの上部と下ホルダーの下部にそれぞれ内側ボルスタ
と外側ボルスタを配置し、上ホルダーと上部の内側ボル
スタとの間及び下ホルダーと下部の内側ボルスタとの間
にそれぞれクッションを介在させると共に、上部の内側
ボルスタと外側ボルスタとの間及び下部の内側ボルスタ
と外側ボルスタとの間にそれぞれ前処理用ベローズを介
在させて、上下部でそれぞれ中間ホルダーと内側ボルス
タに貫通させた締付ロッドの一端と、外側ボルスタに貫
通させた延長ロッドの一端とを着脱自在に連結するよう
にしてある燃料電池において、上記上部の締付ロッド
を、上端部に内ねじを有し且つ前処理としての含浸、脱
脂処理前では上端が上部の内側ボルスタの厚み方向の中
間レベルに位置するような長さとし、且つ上記上部の延
長ロッドを、上記上部の締付ロッドよりも小径とし且つ
下端部に締付ロッド上端部の内ねじに螺合する雄ねじを
有する構成とし、該上部の延長ロッドの雄ねじを上部の
締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッド
と締付ロッドを連結するようにすると共に、上記下部の
締付ロッドと下部の延長ロッドが上記上部の締付ロッド
と上部の延長ロッドと上下対称となるように、下部の締
付ロッドを、下端部に内ねじを有し且つ前処理としての
含浸、脱脂処理前では下端が下部の内側ボスルタの厚み
方向の中間レベルに位置するような長さとし、且つ上記
下部の延長ロッドを、上記下部の締付ロッドよりも小径
とし且つ下端部に締付ロッド下端部の内ねじに螺合する
雄ねじを有する構成として、該下部の延長ロッドの雄ね
じを下部の締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させて
延長ロッドと締付ロッドを連結するようにし、更に、上
記上部と下部の各延長ロッドに、上部と下部の各締付ロ
ッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナットをそれぞれに遊
嵌させると共に、上部の締付ロッドの内側ボルスタより
も下方位置と下部の締付ロッドの内側ボルスタよりも上
方位置に、それぞれ固定用ナットを螺合させて備えてな
り、前処理による上下部のスタックの沈み込みの後に上
記各ボルスタ拘束用ナットを上部及び下部の締付ロッド
に螺着させて締め込み且つ固定用ナットを内側ボルスタ
へ向けて締め付けることにより前処理後の上記各内側ボ
ルスタの位置を固定できるようにした構成とすることに
より、スタックの高さを高くしても全体的に小型化を図
ることができるという優れた効果を発揮し、更に、中間
ホルダーの支持を、架台に代えて締付ロッド自身で行わ
せるようにした構成とすることにより、架台を不要とす
ることができて、圧力容器の径を小さくすることがで
き、圧力容器をより小型化することができるという優れ
た効果を発揮し、更に又、中間ホルダーと上ホルダーと
の間に上部スタックを、又、上記中間ホルダーと下ホル
ダーとの間に下部スタックをそれぞれ支持させ、上ホル
ダーの上部と下ホルダーの下部にそれぞれ内側ボルスタ
と外側ボルスタを配置し、上ホルダーと上部の内側ボル
スタとの間及び下ホルダーと下部の内側ボルスタとの間
にそれぞれクッションを介在させると共に、上部の内側
ボルスタと外側ボルスタとの間及び下部の内側ボルスタ
と外側ボルスタとの間にそれぞれ前処理用ベローズを介
在させて、上下部でそれぞれ中間ホルダーと内側ボルス
タに貫通させた締付ロッドの一端と、外側ボルスタに貫
通させた延長ロッドの一端とを着脱自在に連結するよう
にしてある燃料電池において、上記上部の締付ロッド
を、上端部に内ねじを有し且つ前処理としての含浸、脱
脂処理前では上端が上部の内側ボルスタの厚み方向の中
間レベルに位置するような長さとし、且つ上記上部の延
長ロッドを、上記上部の締付ロッドよりも小径とし且つ
下端部に締付ロッド上端部の内ねじに螺合する雄ねじを
有する構成として、該上部の延長ロッドの雄ねじを上部
の締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッ
ドと締付ロッドを連結するようにし、上記上部の延長ロ
ッドに、上部の締付ロッドに螺着可能なボルスタ拘束用
ナットを遊嵌させると共に、上部の締付ロッドの内側ボ
ルスタよりも下方位置に固定用ナットを螺着させて備
え、更に、上記下部の締付ロッドの下端部を下部の内側
ボルスタの下方へ突出させて該突出させた下端部と下部
の延長ロッドの上端部とを長ナットで着脱可能に連結す
るようにし、上記下部の締付ロッドの下端部に下部の内
側ボルスタの下でボルスタ拘束用ナットを螺着させると
共に、下部の締付ロッドの内側ボスルタよりも上方位置
に固定用ナットを螺着させて備えてなり、前処理による
上部及び下部のスタックの沈み込みの後に上記各ボルス
タ拘束用ナットを上部及び下部の締付ロッドに締め込み
且つ各固定用ナットを内側ボルスタへ向けて締め付ける
ことにより前処理後の上記各内側ボルスタの位置を固定
できるようにし、下部の締付ロッドから延長ロッドを長
ナットと共に切り離した後にサポート部材上に下部の締
付ロッドの下端部を支持させて、中間ホルダーの支持を
締付ロッド自身で行わせるようにした構成としても、締
付ロッドを上方へ大きく突出させることがない、という
優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料電池の実施の一形態を示すもの
で、（イ）は前処理時の状態を示す概略側面図、（ロ）
は（イ）のＡ部拡大断面図、（ハ）は運転時の状態を示
す概略側面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態を示すもので、（イ）
は前処理時の状態を示す概略側面図、（ロ）は運転時の
状態を示す概略側面図である。

【図３】図２の変形例を示すもので、（イ）は前処理時
の状態を示す概略側面図、（ロ）は運転時の状態を示す
概略側面図である。

【図４】従来の燃料電池の一例を示すもので、（イ）は
前処理時の状態を示す概略側面図、（ロ）は（イ）のＢ
部拡大断面図、（ハ）は運転時の状態を示す概略側面図
である。

【符号の説明】

１ スタック １ａ 上部スタック １ｂ 下部スタック ２ 上ホルダー ３ 下ホルダー ４ 下部ボルスタ ５ 内側ボルスタ ６ 外側ボルスタ ７ ばね（クッション） ８ 前処理用ベローズ ９ 締付ロッド １０ ボルスタ拘束用ナット １０′ 固定用ナット １１ 延長ロッド １２ 長ナット １３ ナット １４ サポート部材 １５ 内ねじ １６ 締付ロッド １７ 雄ねじ １８ 延長ロッド １９ 中間ホルダー ２０ 架台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−89737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−236989（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 8/24

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下のホルダーで挾持させたスタックを
   下部ボルスタで支持させ、上ホルダー上に、内側ボルス
   タと外側ボルスタを配置し、上ホルダーと内側ボルスタ
   との間にクッションを介在させると共に、内側ボルスタ
   と外側ボルスタとの間に前処理用ベローズを介在させ
   て、下部ボルスタと内側ボルスタに貫通させた締付ロッ
   ドの上端と、外側ボルスタに貫通させた延長ロッドの下
   端とを着脱自在に連結するようにしてある燃料電池にお
   いて、上記締付ロッドを、上端部に内ねじを有し且つ前
   処理としての含浸、脱脂処理前では上端が内側ボルスタ
   の厚み方向の中間レベルに位置するような長さとし、
   又、上記延長ロッドを、上記締付ロッドよりも小径とし
   且つ下端部に締付ロッドの内ねじに螺着する雄ねじを有
   する構成とし、該延長ロッドの雄ねじを締付ロッドの内
   ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッドと締付ロッドを
   連結するようにし、更に、上記延長ロッドに上記締付ロ
   ッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナットを遊嵌させると
   共に、上記締付ロッドの内側ボルスタよりも下方の所要
   位置に固定用ナットを螺合させて備えてなり、上記前処
   理によるスタックの沈み込みの後に上記ボルスタ拘束用
   ナットを締付ロッドに螺着させて締め込み且つ上記固定
   用ナットを内側ボルスタへ向けて締め付けることにより
   前処理後の内側ボルスタの位置を固定できるようにした
   構成を有することを特徴とする燃料電池。
2. 【請求項２】 架台で固定した中間ホルダーと上ホルダ
   ーとの間に上部スタックを、又、上記中間ホルダーと下
   ホルダーとの間に下部スタックをそれぞれ支持させ、上
   ホルダーの上部と下ホルダーの下部にそれぞれ内側ボル
   スタと外側ボルスタを配置し、上ホルダーと上部の内側
   ボルスタとの間及び下ホルダーと下部の内側ボルスタと
   の間にそれぞれクッションを介在させると共に、上部の
   内側ボルスタと外側ボルスタとの間及び下部の内側ボル
   スタと外側ボルスタとの間にそれぞれ前処理用ベローズ
   を介在させて、上下部でそれぞれ中間ホルダーと内側ボ
   ルスタに貫通させた締付ロッドの一端と、外側ボルスタ
   に貫通させた延長ロッドの一端とを着脱自在に連結する
   ようにしてある燃料電池において、上記上部の締付ロッ
   ドを、上端部に内ねじを有し且つ前処理としての含浸、
   脱脂処理前では上端が上部の内側ボルスタの厚み方向の
   中間レベルに位置するような長さとし、且つ上記上部の
   延長ロッドを、上記上部の締付ロッドよりも小径とし且
   つ下端部に締付ロッド上端部の内ねじに螺合する雄ねじ
   を有する構成とし、該上部の延長ロッドの雄ねじを上部
   の締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッ
   ドと締付ロッドを連結するようにすると共に、上記下部
   の締付ロッドと下部の延長ロッドが上記上部の締付ロッ
   ドと上部の延長ロッドと上下対称となるように、下部の
   締付ロッドを、下端部に内ねじを有し且つ前処理として
   の含浸、脱脂処理前では下端が下部の内側ボスルタの厚
   み方向の中間レベルに位置するような長さとし、且つ上
   記下部の延長ロッドを、上記下部の締付ロッドよりも小
   径とし且つ下端部に締付ロッド下端部の内ねじに螺合す
   る雄ねじを有する構成として、該下部の延長ロッドの雄
   ねじを下部の締付ロッドの内ねじに着脱可能に螺着させ
   て延長ロッドと締付ロッドを連結するようにし、更に、
   上記上部と下部の各延長ロッドに、上部と下部の各締付
   ロッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナットをそれぞれに
   遊嵌させると共に、上部の締付ロッドの内側ボルスタよ
   りも下方位置と下部の締付ロッドの内側ボルスタよりも
   上方位置に、それぞれ固定用ナットを螺合させて備えて
   なり、前処理による上下部のスタックの沈み込みの後に
   上記各ボルスタ拘束用ナットを上部及び下部の締付ロッ
   ドに螺着させて締め込み且つ固定用ナットを内側ボルス
   タへ向けて締め付けることにより前処理後の上記各内側
   ボルスタの位置を固定できるようにした構成を有するこ
   とを特徴とする燃料電池。
3. 【請求項３】 中間ホルダーの支持を、架台に代えて締
   付ロッド自身で行わせるようにした請求項２記載の燃料
   電池。
4. 【請求項４】 中間ホルダーと上ホルダーとの間に上部
   スタックを、又、上記中間ホルダーと下ホルダーとの間
   に下部スタックをそれぞれ支持させ、上ホルダーの上部
   と下ホルダーの下部にそれぞれ内側ボルスタと外側ボル
   スタを配置し、上ホルダーと上部の内側ボルスタとの間
   及び下ホルダーと下部の内側ボルスタとの間にそれぞれ
   クッションを介在させると共に、上部の内側ボルスタと
   外側ボルスタとの間及び下部の内側ボルスタと外側ボル
   スタとの間にそれぞれ前処理用ベローズを介在させて、
   上下部でそれぞれ中間ホルダーと内側ボルスタに貫通さ
   せた締付ロッドの一端と、外側ボルスタに貫通させた延
   長ロッドの一端とを着脱自在に連結するようにしてある
   燃料電池において、上記上部の締付ロッドを、上端部に
   内ねじを有し且つ前処理としての含浸、脱脂処理前では
   上端が上部の内側ボルスタの厚み方向の中間レベルに位
   置するような長さとし、且つ上記上部の延長ロッドを、
   上記上部の締付ロッドよりも小径とし且つ下端部に締付
   ロッド上端部の内ねじに螺合する雄ねじを有する構成と
   して、該上部の延長ロッドの雄ねじを上部の締付ロッド
   の内ねじに着脱可能に螺着させて延長ロッドと締付ロッ
   ドを連結するようにし、上記上部の延長ロッドに、上部
   の締付ロッドに螺着可能なボルスタ拘束用ナットを遊嵌
   させると共に、上部の締付ロッドの内側ボルスタよりも
   下方位置に固定用ナットを螺着させて備え、更に、上記
   下部の締付ロッドの下端部を下部の内側ボルスタの下方
   へ突出させて該突出させた下端部と下部の延長ロッドの
   上端部とを長ナットで着脱可能に連結するようにし、上
   記下部の締付ロッドの下端部に下部の内側ボルスタの下
   でボルスタ拘束用ナットを螺着させると共に、下部の締
   付ロッドの内側ボスルタよりも上方位置に固定用ナット
   を螺着させて備えてなり、前処理による上部及び下部の
   スタックの沈み込みの後に上記各ボルスタ拘束用ナット
   を上部及び下部の締付ロッドに締め込み且つ各固定用ナ
   ットを内側ボルスタへ向けて締め付けることにより前処
   理後の上記各内側ボルスタの位置を固定できるように
   し、下部の締付ロッドから延長ロッドを長ナットと共に
   切り離した後にサポート部材上に下部の締付ロッドの下
   端部を支持させて、中間ホルダーの支持を締付ロッド自
   身で行わせるようにした構成を有することを特徴とする
   燃料電池。