JP5160811B2 - 固体酸化物形燃料電池スタック - Google Patents
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Description
加えて、特許文献1に開示された処理方法では、スタックの側面に短絡治具をねじ止めする必要があるので、高温化で作業することは困難であり、スタックが冷えるまで待つ必要があり、スタックの修繕に時間がかかるという問題点があった。
また、本発明の固体酸化物形燃料電池スタックは、前記マニホールドの内部に、前記単スタックの積層方向に沿った軸を中心として回動可能であり、前記積層方向に沿って移動可能な螺旋状の部材を備え、この螺旋状の部材は、特定のガス流路を塞ぐ際に、前記積層方向に沿った軸を中心として回動し前記積層方向に沿って移動することにより、前記マニホールドと前記発電セルとを繋ぐ複数の前記ガス流路のうちの1つのガス流路の位置に選択的に配置され、このガス流路を通るガスの流れを遮断することを特徴とするものである。
また、本発明の固体酸化物形燃料電池スタックの1構成例において、前記セパレータは、導電性材料からなり、前記螺旋状の部材は、導電性材料からなり、回動時に描く円の軌跡が選択された前記ガス流路の位置のセパレータと接するように配置されるものである。
また、本発明の固体酸化物形燃料電池スタックの1構成例において、前記螺旋状の部材の幅は、前記ガス流路の幅と略同一である。
また、本発明の固体酸化物形燃料電池スタックの1構成例において、前記螺旋状の部材は、固体酸化物形燃料電池スタックの高さで半周から1周するものである。
また、本発明の固体酸化物形燃料電池スタックの1構成例において、前記螺旋状の部材は、燃料ガス供給用の前記マニホールドと燃料ガス排出用の前記マニホールドのうち少なくとも一方に設けられるものである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る内部マニホールド型固体酸化物形燃料電池スタックの単スタックの構造を示す断面図、図2は本発明の第1の実施の形態に係るセパレータの平面図である。図1、図2において、1は発電セル、2a,2bは導電性のセラミックス若しくは耐熱合金からなるセパレータ、3は燃料ガス供給用マニホールドの一部を構成する燃料ガス供給用貫通孔、4は燃料ガス排出用マニホールドの一部を構成する燃料ガス排出用貫通孔、5は単スタック、7は発電セル1に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給用流路、8は燃料ガスを排出するための燃料ガス排出用流路、9は発電セル1を収容するセル設置部である。
図1、図2に示すように、セパレータ2aには、燃料ガス供給用貫通孔3と燃料ガス排出用貫通孔4と燃料ガス供給用流路7と燃料ガス排出用流路8とが形成され、さらに発電セル1を収容する凹状のセル設置部9が形成されている。燃料ガス供給用流路7は、燃料ガス供給用貫通孔3とセル設置部9とを繋ぐように形成され、燃料ガス排出用流路8は、セル設置部9と燃料ガス排出用貫通孔4とを繋ぐように形成されている。セル設置部9の形状は発電セル1の形に依存する。セパレータ2bは、セパレータ2aと同様の構成を有する。
こうして、600−1000℃の作動温度下にて固体酸化物形燃料電池スタックの各発電セル1に燃料ガスと空気を供給して、発電電流を取り出すことができる。
図7(A)の状態では、補修部材10は燃料ガス供給用流路7の入口を塞いでおらず、燃料ガスは燃料ガス供給用貫通孔3から燃料ガス供給用流路7を介して発電セル1へ供給される。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は本発明の第2の実施の形態に係る内部マニホールド型固体酸化物形燃料電池スタックの発電セル1とセパレータ2aの平面図であり、本実施の形態の補修部材10の配置を示す図である。第1の実施の形態では、補修部材10を燃料ガス供給用流路7の入口側に設けたが、図8に示すように補修部材10を燃料ガス排出用流路8の出口側、すなわち燃料ガス排出用貫通孔4の中に設けるようにしてもよい。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図9は本発明の第3の実施の形態に係る内部マニホールド型固体酸化物形燃料電池スタックの発電セル1とセパレータ2aの平面図であり、本実施の形態の補修部材10の配置を示す図である。本実施の形態では、補修部材10を燃料ガス供給用流路7の入口側と燃料ガス排出用流路8の出口側の両方に設けている。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図10は本発明の第4の実施の形態に係る内部マニホールド型固体酸化物形燃料電池スタックの構造を示す分解斜視図である。本実施の形態では、単スタックを例えば5枚単位として、5枚の単スタック毎に燃料ガス供給用流路7(7−1,7−2,7−3)の位置をずらし、この位置をずらした燃料ガス供給用流路7に対応して複数の補修部材10(10−1,10−2,10−3)を設けるようにしている。
本実施の形態では、燃料ガス供給用流路7の入口側に複数の補修部材10を設けることにより、複数の発電セル1を修繕することができる。
Claims (6)
- ガス流路を備えたセパレータと発電セルとからなる単スタックを複数積層し、各セパレータに形成された貫通孔の連結によって燃料ガスのマニホールドを構成する内部マニホールド型の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記マニホールドの内部に、前記単スタックの積層方向に沿った軸を中心として回動可能な螺旋状の部材を備え、
前記マニホールドと前記発電セルとを繋ぐ前記ガス流路は、前記積層方向と垂直な各セパレータの面内の方向のうち前記ガス流路の伸長方向と交わる方向の位置が所定数の単スタック毎にずれるように配置され、
前記螺旋状の部材は、位置のずれたガス流路に対応して前記マニホールドの内部に複数設けられ、
各螺旋状の部材は、特定のガス流路を塞ぐ際に、前記積層方向に沿った軸を中心として回動することにより、対応する前記ガス流路のうちの1つのガス流路の位置に選択的に配置され、このガス流路を通るガスの流れを遮断することを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。 - ガス流路を備えたセパレータと発電セルとからなる単スタックを複数積層し、各セパレータに形成された貫通孔の連結によって燃料ガスのマニホールドを構成する内部マニホールド型の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記マニホールドの内部に、前記単スタックの積層方向に沿った軸を中心として回動可能であり、前記積層方向に沿って移動可能な螺旋状の部材を備え、
この螺旋状の部材は、特定のガス流路を塞ぐ際に、前記積層方向に沿った軸を中心として回動し前記積層方向に沿って移動することにより、前記マニホールドと前記発電セルとを繋ぐ複数の前記ガス流路のうちの1つのガス流路の位置に選択的に配置され、このガス流路を通るガスの流れを遮断することを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。 - 請求項1または2記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記セパレータは、導電性材料からなり、
前記螺旋状の部材は、導電性材料からなり、回動時に描く円の軌跡が選択された前記ガス流路の位置のセパレータと接するように配置されることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。 - 請求項1または2記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記螺旋状の部材の幅は、前記ガス流路の幅と略同一であることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。 - 請求項1または2記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記螺旋状の部材は、固体酸化物形燃料電池スタックの高さで半周から1周することを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。 - 請求項1または2記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記螺旋状の部材は、燃料ガス供給用の前記マニホールドと燃料ガス排出用の前記マニホールドのうち少なくとも一方に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
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