JP4300315B2 - ガスリーク評価装置 - Google Patents
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Description
Q=φ(ΔP/t)A
(ただし、ここで Q:流量(cc/sec) φ:ガス透過係数(cc cm/sec (g/cm2)cm2) ΔP:差圧(g/cm2) t:試料厚さ(cm) A:試料面積(cm2) である。)
そのリーク量またはガス透過係数から被測定試料91の気密性を評価することができる。
電気学会論文誌B,109巻4号平成元年,固体電解質形燃料電池構成要素のガス透過特性評価に関する研究 電気学会論文誌B,112巻8号平成4年,固体電解質型燃料電池構成要素のガス透過特性評価
(1)低圧ではあるが圧力を実際に印加するので、セルの耐圧性能の確認試験が同時に出来、セルの耐圧力性能の試験装置としても使用できる。
(2)あらかじめリ−クの無いことが、室温で確認できるとともに、その後の動作温度の高温で確認でき、燃料投入前にガスリークに起因する面の安全性が充分確認できて異常燃焼等が起こらず安全性の面から好ましい。
(3)発電前に不具合が解るので健全なセルに損傷が生じないうちに修理が出来る。
(4)1回の検査に要する時間が短時間であるので、室温、高温と測定しても時間をそれほど気にせず出来る。また、必要に応じていつでも運転中に定期的な点検を兼ねて検査もできる。
(5)本評価装置を用いれば、リークの面に関する燃料電池の不良品は確実に排除できる。燃料電池は特にリークが故障の原因として多く、一部の不良品をあらかじめ排除できることは非常に有効である。
図3に、実施例1のガスリーク評価装置の使用例、具体的には、燃料電池のセル評価試験回路接続例(通過型、2個口型)を示す。この燃料電池試験回路60は、燃料電池ユニット65、測定用ガス入口側接続口61、測定用ガス出口側接続口62、発電用ガス供給ライン63、発電用ガス排気ライン64によって構成されている。
2 減圧弁
3 質量流量型流量制御装置
5 圧力計
6 圧力計
7 加圧装置
8 質量流量型流量計
10 排気
11 ガス供給接続口
12 出口側流量測定装置接続口
29 U字管型圧力計
30 U字管型差圧計
31 バルブ
32 水柱式低圧発生装置
33 安全装置(水柱式安全弁)
34 ガス冷却装置
36 内圧測定用接続口
37 外圧測定用接続口
38 内圧測定プローブ
39 外圧測定プローブ
41 被測定試料一例
42 断熱材
43 電気炉
44 ヒータ
45 被測定試料ガス入口
46 被測定試料ガス出口
50 入口ガス定量供給装置
51 出口ガス流量測定装置
52 一つ穴用測定アダプター(行き止まり用対応)
55 セル試験用入口ガス定量供給装置
56 セル試験用出口ガス流量測定装置
60 燃料電池試験回路一例(2個口の場合)
61 測定用ガス入口側接続口
62 測定用ガス出口側接続口
63 発電用ガス供給ライン
64 発電用ガス排気ライン
65 燃料電池ユニット
66 燃料ガス供給接続口
67 燃料ガス排気接続口
68 酸化剤ガス供給接続口
69 酸化剤ガス排気接続口
70 燃料電池試験回路一例(1個口の場合)
71 平板型燃料電池
72 セパレ−タ
73 円筒型燃料電池
74 ガスマニホールド
75 電池収納容器
76 計測アダプターガス入口
77 計測アダプターガス出口
78 計測アダプターガス供給口
90 流量計
91 被測定試料
92 試料収納容器
93 試料内圧測定用プローブ
94 試料外圧測定用プローブ
95 石鹸膜流量計
96 U字管式差圧計
97 低圧発生装置
121 圧力発生パイプ
122 パイプ固定装置
123 アクリルパイプ
124 目盛り板
125 給水バルブ
126 オーバーフロー用バルブ
127 排水バルブ
128 液体(水)
129 排気パイプ
200 被膜測定試料一例
201 多孔質基板管
202 ガスタイト膜
203 被測定試料膜
210 被測定試料一例
211 接続管
212 燃料電池
213 接続スリーブ
214 充填材
215 ガラスパッキン
220 試料ガス入口
221 試料ガス出口
222 試料外圧測定プローブ挿入口
223 試料内圧測定プローブ挿入口
224 試料透過ガス出口
Claims (7)
- 気密検査時に被検査対象物入口側からガスを一定流量で連続供給する入口ガス定量供給装置と、被検査対象物出口側で通過ガス流量を測定する出口ガス流量測定装置とを備え、通過ガス流量の減少量で前記被検査対象物の気密検査をするガスリーク評価装置において、
前記出口ガス流量測定装置は、流量計及び被検査対象物出口側に接続される加圧装置を有し、前記被検査対象物に流量を一定に保って供給しながら、該加圧装置により被検査対象物の内圧を可変し、そのときのリーク量が圧力に比例して大きくなることを利用して、この圧力に対する出口側流量値を2点以上で求めて、その勾配からリ−ク検査を実施できるようにしたことを特徴とするガスリーク評価装置。 - 前記入口ガス定量供給装置は、温度、圧力に依存しないで流量値を直読、制御出来る質量流量型流量計を有し、該質量流量型流量計で測定される入力ガスの供給量が一定値となるようにガスを安定供給可能とすることを特徴とする請求項1記載のガスリーク評価装置。
- 前記加圧装置として水柱を用い、安定して低い圧力を印加出来るようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載のガスリーク評価装置。
- 前記出口ガス流量測定装置は、温度、圧力に依存しないで流量値を直読出来る質量流量型流量計を有することを特徴とする請求項1、2又は3記載のガスリーク評価装置。
- 前記出口ガス流量測定装置は、膜流量計を有することを特徴とする請求項1、2又は3記載のガスリーク評価装置。
- 前記加圧装置で印加することで耐圧試験にも使用可能であることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載のガスリーク評価装置。
- 前記入口ガス定量供給装置及び前記出口ガス流量測定装置が電気炉に接続され、該電気炉内で加熱された高温の試料の測定に使用されることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載のガスリーク評価装置。
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