JP3349278B2 - シール構造 - Google Patents
シール構造Info
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- metal foil
- tube
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シール構造に関し、特
に、燃料電池を用いた発電装置の配管部分に適用すると
有効なものである。
に、燃料電池を用いた発電装置の配管部分に適用すると
有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】平板型固体電解質燃料電池を用いた発電
装置の構造を図６，７に示す。図６に示すように、ケー
シング２１の内部に載置されたセラミックス製の基台２
２上には、金属製の敷板２３を介してセラミックス製の
固定台２４が載置されている。固定台２４上には、平板
型固体電解質燃料電池を複数積層したスタック２５が載
置されている。図６，７に示すように、スタック２５の
両側面には、マニホールド２６，２７がそれぞれ設けら
れている。
装置の構造を図６，７に示す。図６に示すように、ケー
シング２１の内部に載置されたセラミックス製の基台２
２上には、金属製の敷板２３を介してセラミックス製の
固定台２４が載置されている。固定台２４上には、平板
型固体電解質燃料電池を複数積層したスタック２５が載
置されている。図６，７に示すように、スタック２５の
両側面には、マニホールド２６，２７がそれぞれ設けら
れている。
【０００３】また、図６に示すように、ケーシング２
１、基台２２、敷板２３、固定台２４、マニホールド２
６，２７には、ケーシング２１の外部とマニホールド２
６，２７の内部とを連通させる穴部２１ａ，２２ａ，２
３ａ，２４ａ，２６ａ，２７ａ，がそれぞれ形成されて
いる。マニホールド２６，２７の穴部２６ａ，２７ａの
下側には、配管１１，１３がそれぞれ連結されており、
配管１１，１３と固定台２４の穴部２４ａとの間には、
隙間がそれぞれ明けられている。配管１１，１３には、
ケーシング２１の外部に下端を突出させた接続管１２，
１４の上端がそれぞれ差し込まれており、配管１１，１
３と接続管１２，１４との間には、隙間がそれぞれ明け
られている。これら接続管１２，１４は、配管１１，１
３よりも熱膨張率が大きいものとなっている。
１、基台２２、敷板２３、固定台２４、マニホールド２
６，２７には、ケーシング２１の外部とマニホールド２
６，２７の内部とを連通させる穴部２１ａ，２２ａ，２
３ａ，２４ａ，２６ａ，２７ａ，がそれぞれ形成されて
いる。マニホールド２６，２７の穴部２６ａ，２７ａの
下側には、配管１１，１３がそれぞれ連結されており、
配管１１，１３と固定台２４の穴部２４ａとの間には、
隙間がそれぞれ明けられている。配管１１，１３には、
ケーシング２１の外部に下端を突出させた接続管１２，
１４の上端がそれぞれ差し込まれており、配管１１，１
３と接続管１２，１４との間には、隙間がそれぞれ明け
られている。これら接続管１２，１４は、配管１１，１
３よりも熱膨張率が大きいものとなっている。
【０００４】これらの接続管１２，１４の外周面には、
敷板２３の上面に当接するフランジ部１２ａ，１４ａが
それぞれ設けられており、接続管１２，１４は、そのフ
ランジ部１２ａ，１４ａが敷板２３と係合することによ
り支持されている。接続管１２，１４の下端に設けられ
たフランジ部１２ｂ，１４ｂとケーシング２１との間に
は、フレキシブル継手２８が設けられており、ケーシン
グ２１の内部と外部とをしゃへいするようになってい
る。
敷板２３の上面に当接するフランジ部１２ａ，１４ａが
それぞれ設けられており、接続管１２，１４は、そのフ
ランジ部１２ａ，１４ａが敷板２３と係合することによ
り支持されている。接続管１２，１４の下端に設けられ
たフランジ部１２ｂ，１４ｂとケーシング２１との間に
は、フレキシブル継手２８が設けられており、ケーシン
グ２１の内部と外部とをしゃへいするようになってい
る。
【０００５】このような発電装置では、当該装置を作動
温度（約９００〜１１００℃）に設定すると、配管１
１，１３と接続管１２，１４との熱膨張率の違いによ
り、配管１１，１３と接続管１２，１４との隙間が塞が
れる。このため、接続管１２へ反応ガスを送給すると、
反応ガスは、接続管１２と配管１１との連結部から漏れ
ることなくマニホールド２６へ全て送り込まれ、スタッ
ク２５で発電に供される。その後、マニホールド２７へ
流出した反応ガスは、上述と同様に、配管１３と接続管
１４との連結部から漏れることなく接続管１４から全て
回収される。
温度（約９００〜１１００℃）に設定すると、配管１
１，１３と接続管１２，１４との熱膨張率の違いによ
り、配管１１，１３と接続管１２，１４との隙間が塞が
れる。このため、接続管１２へ反応ガスを送給すると、
反応ガスは、接続管１２と配管１１との連結部から漏れ
ることなくマニホールド２６へ全て送り込まれ、スタッ
ク２５で発電に供される。その後、マニホールド２７へ
流出した反応ガスは、上述と同様に、配管１３と接続管
１４との連結部から漏れることなく接続管１４から全て
回収される。
【０００６】つまり、作動時のケーシング２１の外部と
スタック２５の周辺との温度差は非常に大きいので、ケ
ーシング２１の外部とマニホールド２６，２７の内部と
を単一の管材で連通させてしまうと、作動に伴い、管材
と他の部材との固定部分に歪みが生じてしまい、当該固
定部分に亀裂などを生じて発電装置の運転が不能になっ
てしまう場合がある。このため、前述のような分割した
管材を用いることにより、歪みの発生を防止しているの
である。
スタック２５の周辺との温度差は非常に大きいので、ケ
ーシング２１の外部とマニホールド２６，２７の内部と
を単一の管材で連通させてしまうと、作動に伴い、管材
と他の部材との固定部分に歪みが生じてしまい、当該固
定部分に亀裂などを生じて発電装置の運転が不能になっ
てしまう場合がある。このため、前述のような分割した
管材を用いることにより、歪みの発生を防止しているの
である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したような発電装
置は、作動温度よりも低い温度では、配管１１，１３と
接続管１２，１４との連結部に隙間が開いた状態となっ
ている。このため、発電装置の立ち上がり時など、作動
温度以下で反応ガスを供給する場合には、配管１１，１
３と接続管１２，１４との連結部から反応ガスが漏れて
しまうという問題があった。
置は、作動温度よりも低い温度では、配管１１，１３と
接続管１２，１４との連結部に隙間が開いた状態となっ
ている。このため、発電装置の立ち上がり時など、作動
温度以下で反応ガスを供給する場合には、配管１１，１
３と接続管１２，１４との連結部から反応ガスが漏れて
しまうという問題があった。
【０００８】このような問題は、前述したような発電装
置に限らず、例えば、燃料電池と逆反応を行う水蒸気電
解装置でも生じるのはもちろんのこと、温度変化によ
り、管と管との連結部に隙間が生じてしまうものであれ
ば、十分に起こり得ることである。
置に限らず、例えば、燃料電池と逆反応を行う水蒸気電
解装置でも生じるのはもちろんのこと、温度変化によ
り、管と管との連結部に隙間が生じてしまうものであれ
ば、十分に起こり得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明は、異なる熱膨張率の管と管とを差し込
んで連結した連結部のシール構造であって、前記連結部
を金属箔で包囲し、前記管に嵌合し且つ径方向へ弾性変
形可能なセラミックスリングで前記金属箔を当該管に取
り付けてなることを特徴とする。
ための、本発明は、異なる熱膨張率の管と管とを差し込
んで連結した連結部のシール構造であって、前記連結部
を金属箔で包囲し、前記管に嵌合し且つ径方向へ弾性変
形可能なセラミックスリングで前記金属箔を当該管に取
り付けてなることを特徴とする。
【００１０】本発明に係るシール構造は、前記セラミッ
クスリングが嵌合する溝部を前記管に形成してあること
を特徴とする。
クスリングが嵌合する溝部を前記管に形成してあること
を特徴とする。
【００１１】本発明に係るシール構造は、前記金属箔が
ニッケルまたは耐熱性ニッケル合金からなることを特徴
とする。
ニッケルまたは耐熱性ニッケル合金からなることを特徴
とする。
【００１２】本発明に係るシール構造は、前記連結部が
燃料電池を内部に設けた発電装置の当該燃料電池へ連通
する管と当該発電装置の外部へ連通する管との連結部で
あることを特徴とする。本発明に係るシール構造は、前
記発電装置の外部へ連通する前記管を、前記燃料電池へ
連絡する前記管に差し込んで連結すると共に、前記発電
装置の外部へ連通する前記管の熱膨張率を、前記燃料電
池へ連絡する前記管の熱膨張率よりも大きくすることに
より、前記発電装置の作動温度よりも低い温度では前記
金属箔及び前記セラミックスリングにより前記連結部を
シールし、前記発電装置の作動温度では前記管の熱膨張
により前記連結部をシールすることを特徴とする。
燃料電池を内部に設けた発電装置の当該燃料電池へ連通
する管と当該発電装置の外部へ連通する管との連結部で
あることを特徴とする。本発明に係るシール構造は、前
記発電装置の外部へ連通する前記管を、前記燃料電池へ
連絡する前記管に差し込んで連結すると共に、前記発電
装置の外部へ連通する前記管の熱膨張率を、前記燃料電
池へ連絡する前記管の熱膨張率よりも大きくすることに
より、前記発電装置の作動温度よりも低い温度では前記
金属箔及び前記セラミックスリングにより前記連結部を
シールし、前記発電装置の作動温度では前記管の熱膨張
により前記連結部をシールすることを特徴とする。
【００１３】
【作用】前述したように構成された本発明のシール構造
では、温度変化により管の径の大きさが変化すれば、セ
ラミックスリングも管の径変化に伴って、径の大きさが
弾性的に変化するので、セラミックスリングは、温度変
化に左右されることなく金属箔を常に押さえ付ける。こ
のため、金属箔は、管と管との連結部を常に包囲するの
で、温度変化により上記連結部に隙間が生じても、管内
を通る流体が外部へ漏れることはない。
では、温度変化により管の径の大きさが変化すれば、セ
ラミックスリングも管の径変化に伴って、径の大きさが
弾性的に変化するので、セラミックスリングは、温度変
化に左右されることなく金属箔を常に押さえ付ける。こ
のため、金属箔は、管と管との連結部を常に包囲するの
で、温度変化により上記連結部に隙間が生じても、管内
を通る流体が外部へ漏れることはない。
【００１４】前述したような溝部を形成し、この溝部に
金属箔を挟んでセラミックスリングを嵌合すれば、金属
箔は、ずれないように取り付けられる。
金属箔を挟んでセラミックスリングを嵌合すれば、金属
箔は、ずれないように取り付けられる。
【００１５】金属箔がニッケルまたは耐熱性ニッケル合
金からなれば、高温域で使用される管と管との連結部を
シールすることができる。
金からなれば、高温域で使用される管と管との連結部を
シールすることができる。
【００１６】このようなシール構造を燃料電池を用いた
発電装置に適用すれば、発電装置の作動温度以下で反応
ガスを供給しても、管と管との連結部から反応ガスが漏
れることはない。
発電装置に適用すれば、発電装置の作動温度以下で反応
ガスを供給しても、管と管との連結部から反応ガスが漏
れることはない。
【００１７】
【実施例】平板型固体電解質燃料電池を用いた発電装置
の管の連結部に、本発明によるシール構造を適用した場
合の一実施例を図１〜３を用いて説明する。なお、図１
は、その要部の常温時の断面図、図２は、図１のII−II
線断面矢視図、図３は、セラミックスリングの平面図で
ある。
の管の連結部に、本発明によるシール構造を適用した場
合の一実施例を図１〜３を用いて説明する。なお、図１
は、その要部の常温時の断面図、図２は、図１のII−II
線断面矢視図、図３は、セラミックスリングの平面図で
ある。
【００１８】スタックのマニホールドに連結された配管
１の外径とケーシングの外部に連通する接続管２の外径
とは、図１に示すように、常温では同等の大きさをな
し、接続管２は、配管１よりも熱膨張率が大きいものと
なっている。接続管２の上端には、配管１の内径よりも
小さい外径をなす接続部２ａが形成され、接続管２の接
続部２ａは、配管１に差し込まれている。接続管２は、
その肩部２ｂと配管１の下端との間に常温で隙間を有す
るように保持されている。
１の外径とケーシングの外部に連通する接続管２の外径
とは、図１に示すように、常温では同等の大きさをな
し、接続管２は、配管１よりも熱膨張率が大きいものと
なっている。接続管２の上端には、配管１の内径よりも
小さい外径をなす接続部２ａが形成され、接続管２の接
続部２ａは、配管１に差し込まれている。接続管２は、
その肩部２ｂと配管１の下端との間に常温で隙間を有す
るように保持されている。
【００１９】つまり、発電装置の作動に伴う配管１及び
接続管２の熱膨張により、配管１の内面及び下端と接続
管２の接続部２ａの外面及び肩部２ｂとが密接し、作動
温度における配管１と接続管２との連結部からの反応ガ
スの漏出が防止されるのである。
接続管２の熱膨張により、配管１の内面及び下端と接続
管２の接続部２ａの外面及び肩部２ｂとが密接し、作動
温度における配管１と接続管２との連結部からの反応ガ
スの漏出が防止されるのである。
【００２０】前記配管１の下端寄りの外周面には、周方
向に沿って溝部１ａが形成されている。配管１の下端と
接続管２の肩部２ｂとの周辺、即ち、配管１と接続管２
との連結部には、ハステロイなどの耐熱性ニッケル合金
やニッケルなどの金属からなる金属箔５が、図２に示す
ように、二重をなして巻かれており、この金属箔５の上
端は、配管１の前記溝部１ａよりも上方に位置されてい
る。この配管１の溝部１ａには、径方向へ弾性変形可能
なセラミックスリング６が前記金属箔５を挟んで嵌合し
ている。
向に沿って溝部１ａが形成されている。配管１の下端と
接続管２の肩部２ｂとの周辺、即ち、配管１と接続管２
との連結部には、ハステロイなどの耐熱性ニッケル合金
やニッケルなどの金属からなる金属箔５が、図２に示す
ように、二重をなして巻かれており、この金属箔５の上
端は、配管１の前記溝部１ａよりも上方に位置されてい
る。この配管１の溝部１ａには、径方向へ弾性変形可能
なセラミックスリング６が前記金属箔５を挟んで嵌合し
ている。
【００２１】このセラミックスリング６は、図３に示す
ように、線形状を曲折してその両端側を交差させて環状
をなした形状、即ち、略α型としたものである。このた
め、セラミックスリング６は、径方向外側へ応力が加わ
ると拡径し、上記応力が除かれると、当初の大きさに戻
る。よって、金属箔５の上端側は、セラミックスリング
６で配管１の溝部１ａに押さえ付けられることにより、
ずれないように取り付けられる。
ように、線形状を曲折してその両端側を交差させて環状
をなした形状、即ち、略α型としたものである。このた
め、セラミックスリング６は、径方向外側へ応力が加わ
ると拡径し、上記応力が除かれると、当初の大きさに戻
る。よって、金属箔５の上端側は、セラミックスリング
６で配管１の溝部１ａに押さえ付けられることにより、
ずれないように取り付けられる。
【００２２】前記金属箔５の下端寄りの接続管２の外周
面には、前述と同様なセラミックスリング６が金属箔５
を挟んで嵌合しており、金属箔５の下端側は、接続管２
の外周面に単に押さえ付けられている。つまり、金属箔
５は、その上端側がずれないように取り付けられ、その
下端側がずれるように取り付けられている。このため、
金属箔５は、連結部に確実に取り付けられながらも、配
管１及び接続管２の熱膨張に伴う外径の拡張による負荷
が緩衝されるのである。
面には、前述と同様なセラミックスリング６が金属箔５
を挟んで嵌合しており、金属箔５の下端側は、接続管２
の外周面に単に押さえ付けられている。つまり、金属箔
５は、その上端側がずれないように取り付けられ、その
下端側がずれるように取り付けられている。このため、
金属箔５は、連結部に確実に取り付けられながらも、配
管１及び接続管２の熱膨張に伴う外径の拡張による負荷
が緩衝されるのである。
【００２３】このようなシール構造を有する発電装置に
おいて、発電装置の立ち上がり時など、作動温度以下で
反応ガスを供給した場合には、反応ガスは、配管１と接
続管２との隙間に入り込むが、金属箔５により前記隙間
と外部との間をシールされているので、外部に漏れるこ
とがない。
おいて、発電装置の立ち上がり時など、作動温度以下で
反応ガスを供給した場合には、反応ガスは、配管１と接
続管２との隙間に入り込むが、金属箔５により前記隙間
と外部との間をシールされているので、外部に漏れるこ
とがない。
【００２４】一方、作動温度では、前述したように、熱
膨張により配管１と接続管２との隙間が塞がれるので、
反応ガスが外部へ漏れることはない。この熱膨張の際
に、配管１及び接続管２は、外径が拡張してしまうが、
この外径の拡張に伴い、セラミックスリング６は拡径
し、破損することなく金属箔５を常に押さえ付けている
ので、金属箔５は、配管１と接続管２との連結部から外
れてしまうことがない。
膨張により配管１と接続管２との隙間が塞がれるので、
反応ガスが外部へ漏れることはない。この熱膨張の際
に、配管１及び接続管２は、外径が拡張してしまうが、
この外径の拡張に伴い、セラミックスリング６は拡径
し、破損することなく金属箔５を常に押さえ付けている
ので、金属箔５は、配管１と接続管２との連結部から外
れてしまうことがない。
【００２５】また、金属箔５は、前記外径の拡張に伴
い、その下端側が接続管２の周方向にずれるので、負荷
がかからず、破損することない。この金属箔５は、配管
１と接続管２との連結部に二重に巻かれているので、当
該金属箔５が上記ずれを生じても、配管１と接続管２と
の連結部は、金属箔５で常に覆われている。
い、その下端側が接続管２の周方向にずれるので、負荷
がかからず、破損することない。この金属箔５は、配管
１と接続管２との連結部に二重に巻かれているので、当
該金属箔５が上記ずれを生じても、配管１と接続管２と
の連結部は、金属箔５で常に覆われている。
【００２６】このような状態から発電装置を常温へ戻す
と、金属箔５は、ずれた分だけたるんだままとなってし
まうが、金属箔５は、その上端側と下端側とがセラミッ
クスリング６により配管１及び接続管２に押さえ付けら
れ、配管１と接続管２との連結部に二重に巻かれている
ので、配管１と接続管２との隙間から反応ガスを外部へ
漏らすことない。
と、金属箔５は、ずれた分だけたるんだままとなってし
まうが、金属箔５は、その上端側と下端側とがセラミッ
クスリング６により配管１及び接続管２に押さえ付けら
れ、配管１と接続管２との連結部に二重に巻かれている
ので、配管１と接続管２との隙間から反応ガスを外部へ
漏らすことない。
【００２７】従って、上述したようなシール構造を有す
る発電装置では、発電装置の作動温度以下でも、配管１
と接続管２との連結部から反応ガスが漏れることはない
のである。
る発電装置では、発電装置の作動温度以下でも、配管１
と接続管２との連結部から反応ガスが漏れることはない
のである。
【００２８】なお、本実施例では、配管１よりも接続管
２の方が大きな熱膨張率であるため、金属箔５の接続管
２側がずれやすくなるように、配管１にのみ溝部１ａを
形成したが、特に問題を生じない場合には、どちらか一
方の管に溝部を形成すればよい。また、熱膨張が両者共
に比較的小さい場合には、溝部を形成しなくてもよい
し、両者共に比較的大きい場合には、両者共に溝部を形
成してもよい。但し、両者共に溝部を形成する場合に
は、金属箔のずれが困難となるため、両者の熱膨張によ
る拡径を考慮して、常温ではたるんだ状態となるように
金属箔を取り付ける必要がある。
２の方が大きな熱膨張率であるため、金属箔５の接続管
２側がずれやすくなるように、配管１にのみ溝部１ａを
形成したが、特に問題を生じない場合には、どちらか一
方の管に溝部を形成すればよい。また、熱膨張が両者共
に比較的小さい場合には、溝部を形成しなくてもよい
し、両者共に比較的大きい場合には、両者共に溝部を形
成してもよい。但し、両者共に溝部を形成する場合に
は、金属箔のずれが困難となるため、両者の熱膨張によ
る拡径を考慮して、常温ではたるんだ状態となるように
金属箔を取り付ける必要がある。
【００２９】本実施例では、図２に示すように、金属箔
５を二重にして巻いたが、例えば、図４（ａ）に示すよ
うに、二枚の金属箔５ａ，５ｂを互いに重ね代が重なら
ないように巻いたり、図４（ｂ）に示すように、接続管
２の膨張時の外径と同等の大きさの内径をなす円筒状の
金属箔５ｃで連結部を包囲してもよい。
５を二重にして巻いたが、例えば、図４（ａ）に示すよ
うに、二枚の金属箔５ａ，５ｂを互いに重ね代が重なら
ないように巻いたり、図４（ｂ）に示すように、接続管
２の膨張時の外径と同等の大きさの内径をなす円筒状の
金属箔５ｃで連結部を包囲してもよい。
【００３０】本実施例では、金属箔５を周方向へ全体的
に押さえ付けるため、図３に示すような略α型のセラミ
ックスリング６を用いたが、特に問題がない場合には、
例えば、図５（ａ）に示すような切欠部６ｂを単に形成
した環状のセラミックスリング６ａを用いれば、より簡
単で低コストなものとなり、また、図５（ｂ）に示すよ
うなΩ型をなすセラミックスリング６ｃを用いることも
できる。このΩ型のセラミックスリング６ｃの場合に
は、対向する頸部６ｄを接近離反させる締付具を当該頸
部６ｄに設ければ、セラミックスリング６ｃの押さえ付
け具合を調整することができるので、管の熱膨張具合に
応じて適切な押さえ付け具合を設定することができる。
に押さえ付けるため、図３に示すような略α型のセラミ
ックスリング６を用いたが、特に問題がない場合には、
例えば、図５（ａ）に示すような切欠部６ｂを単に形成
した環状のセラミックスリング６ａを用いれば、より簡
単で低コストなものとなり、また、図５（ｂ）に示すよ
うなΩ型をなすセラミックスリング６ｃを用いることも
できる。このΩ型のセラミックスリング６ｃの場合に
は、対向する頸部６ｄを接近離反させる締付具を当該頸
部６ｄに設ければ、セラミックスリング６ｃの押さえ付
け具合を調整することができるので、管の熱膨張具合に
応じて適切な押さえ付け具合を設定することができる。
【００３１】本実施例では、配管１と接続管２との外径
が常温時に同等の大きさとなるようにしたが、膨張時に
同等の大きさとなるようにしてもよい。本実施例では、
平板型固体電解質燃料電池を用いた発電装置に適用した
場合を説明したが、これに限らず、例えば、燃料電池と
逆反応を行う水蒸気電解の管の連結部に適用すれば、本
実施例と同様な効果が得られるのはもちろんのこと、温
度変化により、管の連結部に隙間が発生する場合であれ
ば、十分適用可能である。
が常温時に同等の大きさとなるようにしたが、膨張時に
同等の大きさとなるようにしてもよい。本実施例では、
平板型固体電解質燃料電池を用いた発電装置に適用した
場合を説明したが、これに限らず、例えば、燃料電池と
逆反応を行う水蒸気電解の管の連結部に適用すれば、本
実施例と同様な効果が得られるのはもちろんのこと、温
度変化により、管の連結部に隙間が発生する場合であれ
ば、十分適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】本発明によるシール構造では、温度変化
により管の径の大きさが変化すると共に管と管との連結
部に隙間が生じても、上記連結部を包囲する金属箔をセ
ラミックスリングが弾性的に径変化することにより常に
押さえ付けているので、管内を通る流体は、前記隙間か
ら外部へ漏れることがない。
により管の径の大きさが変化すると共に管と管との連結
部に隙間が生じても、上記連結部を包囲する金属箔をセ
ラミックスリングが弾性的に径変化することにより常に
押さえ付けているので、管内を通る流体は、前記隙間か
ら外部へ漏れることがない。
【００３３】また、管に形成した溝部に金属箔を挟んで
セラミックスリングを嵌合することにより、金属箔のず
れを防止することができる。
セラミックスリングを嵌合することにより、金属箔のず
れを防止することができる。
【００３４】また、ニッケルまたは耐熱性ニッケル合金
からなる金属箔を用いることにより、高温域で使用され
る管と管との連結部をシールすることができる。
からなる金属箔を用いることにより、高温域で使用され
る管と管との連結部をシールすることができる。
【００３５】このようなシール構造を燃料電池を用いた
発電装置に適用することにより、発電装置の立ち上がり
時など、発電装置の作動温度以下での反応ガスの供給時
でも、反応ガスが管と管との連結部の隙間から漏れるこ
とはない。このため、発電装置は、温度環境に左右され
ることなく、反応ガスを全て使用、回収することができ
る。
発電装置に適用することにより、発電装置の立ち上がり
時など、発電装置の作動温度以下での反応ガスの供給時
でも、反応ガスが管と管との連結部の隙間から漏れるこ
とはない。このため、発電装置は、温度環境に左右され
ることなく、反応ガスを全て使用、回収することができ
る。
【図１】本発明によるシール構造を、平板型固体電解質
燃料電池を用いた発電装置の管の連結部に適用した場合
の一実施例の要部の常温時の断面図である。
燃料電池を用いた発電装置の管の連結部に適用した場合
の一実施例の要部の常温時の断面図である。
【図２】図１のII−II線断面矢視図である。
【図３】セラミックスリングの平面図である。
【図４】金属箔の他の巻き方を表す断面図である。
【図５】他の例のセラミックスリングの平面図である。
【図６】平板型固体電解質燃料電池を用いた発電装置の
構造を表す縦断面図である。
構造を表す縦断面図である。
【図７】その横断面図である。
１ 配管 １ａ 溝部 ２ 接続管 ５ 金属箔 ６ セラミックスリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−115465（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−19283（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−164619（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/08 H01M 8/00 F16L 27/00
Claims (5)
- 【請求項１】 異なる熱膨張率の管と管とを差し込んで
連結した連結部のシール構造であって、前記連結部を金
属箔で包囲し、前記管に嵌合し且つ径方向へ弾性変形可
能なセラミックスリングで前記金属箔を当該管に取り付
けてなることを特徴とするシール構造。 - 【請求項２】 前記セラミックスリングが嵌合する溝部
を前記管に形成してあることを特徴とする請求項１に記
載のシール構造。 - 【請求項３】 前記金属箔がニッケルまたは耐熱性ニッ
ケル合金からなることを特徴とする請求項１または２に
記載のシール構造。 - 【請求項４】 前記連結部が燃料電池を内部に設けた発
電装置の当該燃料電池へ連通する管と当該発電装置の外
部へ連通する管との連結部であることを特徴とする請求
項３に記載のシール構造。 - 【請求項５】 前記発電装置の外部へ連通する前記管
を、前記燃料電池へ連絡する前記管に差し込んで連結す
ると共に、前記発電装置の外部へ連通する前記管の熱膨
張率を、前記燃料電池へ連絡する前記管の熱膨張率より
も大きくすることにより、前記発電装置の作動温度より
も低い温度では前記金属箔及び前記セラミックスリング
により前記連結部をシールし、前記発電装置の作動温度
では前記管の熱膨張により前記連結部をシールすること
を特徴とする請求項４に記載のシール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27463694A JP3349278B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | シール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27463694A JP3349278B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | シール構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08135794A JPH08135794A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3349278B2 true JP3349278B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17544469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27463694A Expired - Fee Related JP3349278B2 (ja) | 1994-11-09 | 1994-11-09 | シール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349278B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0108398D0 (en) * | 2001-04-04 | 2001-05-23 | Siemens Ag | Seal element for sealing a gap and combustion turbine having a seal element |
| JP7203668B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-01-13 | 大阪瓦斯株式会社 | 電気化学モジュール、電気化学装置及びエネルギーシステム |
-
1994
- 1994-11-09 JP JP27463694A patent/JP3349278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08135794A (ja) | 1996-05-31 |
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