JP5336159B2 - Flat plate type solid oxide fuel cell module and operation method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、平板型の固体酸化物からなる電解質層を備えた平板型固体酸化物形燃料電池モジュールおよびその動作方法に関するものである。 The present invention relates to a flat plate type solid oxide fuel cell module having an electrolyte layer made of a flat plate type solid oxide and an operation method thereof.
平板型固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell、以下、平板型SOFCともいう)は、他の燃料電池に比べて発電効率が高く、また作動温度が高い(700〜1000℃)ため高温の熱を利用することができるという利点を有している(例えば、特許文献1参照)。 A flat solid oxide fuel cell (SOFC: Solid Oxide Fuel Cell, hereinafter also referred to as a flat SOFC) has higher power generation efficiency and higher operating temperature (700 to 1000 ° C) than other fuel cells. It has an advantage that high-temperature heat can be used (see, for example, Patent Document 1).
図9に従来の平板型SOFCを示す。1は平板型固体酸化物形燃料電池を1つ内包する発電ユニット、4は発電ユニット1を複数、例えば8つ積層して電気的に直列に接続することにより形成された平板型SOFCスタック(以下、セルスタックという)、5、6はセルスタック4の上下面を挟持する金属板、7はセルスタック4を収納するスタック容器、8はセルスタック4を加圧、シールする荷重機構で、これらによって平板型SOFCモジュール10を構成し、セルスタック4に燃料ガスと酸化剤ガスを供給することにより発電を行なうようにしている。
FIG. 9 shows a conventional flat SOFC. 1 is a power generation unit including one flat solid oxide fuel cell, 4 is a flat SOFC stack formed by stacking a plurality of, for example, eight
荷重機構8は、スタック容器7の上面を貫通して設けられたスタック荷重棒11と、このスタック荷重棒11を上側の金属板5に押し付ける荷重装置12とで構成され、これにより各単セル間の密着度を高め(常温では隙間だらけ)、接続部分での電力の伝達損失を少なくしている。
The
このような平板型SOFCモジュール10は、定常運転を想定する温度(800〜1000℃)に昇温した後に、アノードの還元を行ってから発電を開始する。一度、還元した単セルは、アノード側を還元雰囲気に保ち続ければ、再度酸化されることはない。すなわち、還元作業が必要なのは、最初に昇温した時のみである。アノードを還元すると、アノードの厚さが減少して単セルが薄くなる。このため、初期の還元で、発電部分であるセルスタックの高さは、セル自体の痩せ、柔らかい集電部材の潰れ、シール材(ガラス)の溶融等により低くなる。荷重機構8は、荷重装置12のスタック荷重棒11を押す力を一定にしておけば、セルスタック4の高さが変化しても、一定の荷重をセルスタック4に掛けることができる。
Such a flat
他の荷重機構としてセラミックばねや重りを用いた方法も知られている。しかし、セラミックばねを用いた場合は、セルスタック4の高さが低くなると、これに掛かる荷重が小さくなり発電効率が低下してしまう。
As another load mechanism, a method using a ceramic spring or a weight is also known. However, when a ceramic spring is used, when the height of the
重りによってセルスタック4に荷重を掛ける場合は、常に一定の荷重を掛けることができるが、セルスタック4を乗せる台の強度で掛けられる荷重は制限されてしまう。セルスタック4を設置する空間をあまりに広くすると放熱ロスが大きくなりすぎてしまうということを考えると、重りで荷重をかける場合は、30kgf程度が限度である。また、重りを使う場合には、重りの分だけ平板型SOFCモジュールの重量が増大するという問題が生じる。
When a load is applied to the
これに対し、前述した荷重機構8を用いた場合は、荷重装置12として油圧ポンプなどを用いることにより、100kgf以上の荷重を容易に掛けることが可能である。
On the other hand, when the above-described
以上のように、スタック荷重棒11と荷重装置12を用いた荷重機構8は、初期還元によりセルスタック4の高さが低くなっても一定の荷重を掛けることができ、また大きな荷重を掛けることができるという点で優れている。
As described above, the
しかしながら、スタック荷重棒11と荷重装置12を用いた荷重機構8には以下に記載するような課題があった。すなわち、スタック容器7にスタック荷重棒11が摺動自在に貫通する穴を設ける必要があり、このような穴を設けると容器内部の気密性および断熱性が低下するため、平板型SOFCモジュール10の出力特性も低下してしまう。また、荷重装置12を停止させると荷重が掛からなくなってしまうため、一度昇温し還元したセルスタック4を取り出して別の容器に入れ替えたり、輸送したりすることが困難である。
However, the
そこで、本発明者等は、荷重について鋭意検討した結果、セルスタックの上下面を挾む2枚の金属板と、これら金属板を連結する連結部材とからなる連結機構を設け、還元作用時においては従来の荷重機構8によって荷重を掛け、それ以降は従来の荷重機構8を取り除いて前記連結機構によって荷重を掛ける、すなわち連結機構に荷重機構を兼用させることにより、発電時には荷重機構8を備えない別のスタック容器に移して運転することができ、良好な発電出力が得られることを見出した。
Therefore, as a result of diligent study on the load, the present inventors have provided a connection mechanism including two metal plates sandwiching the upper and lower surfaces of the cell stack and a connection member for connecting these metal plates, and at the time of reduction action Applies a load by the
本発明は、上記した従来の課題と知見に基づいてなされたもので、その目的とするところは、小型で安定した発電出力と設置安定性の高い平板型固体酸化物形燃料電池モジュールおよびその動作方法を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the above-described conventional problems and knowledge. The object of the present invention is a flat solid oxide fuel cell module having a small and stable power output and high installation stability, and its operation. It is to provide a method.
上記目的を達成するために本発明に係る平板型固体酸化物形燃料電池モジュールは、平板型固体酸化物形燃料電池を用いたセルスタックと、前記セルスタックの上下両面を挟持する2枚の金属板およびこれらの金属板を互いに連結する連結部材とからなる連結機構とを備え、前記連結部材は、熱膨張係数が前記セルスタックの熱膨張係数より大きく、一端が前記2枚の金属板のうちのいずれか一方に固定され、他端側が前記2枚の金属板の他方に形成した係止孔に挿入され、還元作用時に加えられた荷重による塑性変形によって形成された係止部により前記係止孔に係止されているものである。 In order to achieve the above object, a flat plate type solid oxide fuel cell module according to the present invention includes a cell stack using a flat plate type solid oxide fuel cell, and two metals sandwiching the upper and lower surfaces of the cell stack. and a coupling mechanism comprising a plate and a connecting member for connecting the metal plates to each other, the connecting member is greater than the thermal expansion coefficient of the thermal expansion coefficient of the cell stack, one end of the two metal plates The other end side is inserted into a locking hole formed in the other of the two metal plates, and the locking portion is formed by a locking portion formed by plastic deformation due to a load applied during the reduction action. It is locked in the hole.
また、本発明は、上記発明において、他方の金属板に形成された係止孔は、不貫通孔からなり、先端部が開口端縁よりも広く形成されているものである。 Further, according to the present invention, in the above invention, the locking hole formed in the other metal plate is a non-through hole, and the tip portion is formed wider than the opening edge.
また、本発明は、上記発明において、前記連結部材の他端部が中空に形成されているものである。 In the present invention, the other end of the connecting member is formed hollow.
また、本発明は、上記発明において、連結機構が発電時においてセルスタックに対して荷重機構として機能するものである。 Further, according to the present invention, in the above invention, the coupling mechanism functions as a load mechanism for the cell stack during power generation.
さらに、本発明に係る平板型固体酸化物形燃料電池モジュールの動作方法は、平板型固体酸化物形燃料電池を用いたセルスタックと、前記セルスタックの上下両面を挟持する2枚の金属板と、熱膨張係数が前記セルスタックの熱膨張係数より大きく、一端が前記2枚の金属板のうちのいずれか一方に固定され、他端側が前記2枚の金属板の他方に形成した係止孔に挿入され、前記2枚の金属板を互いに連結する連結部材とからなる連結機構とを有する平板型固体酸化物形燃料電池モジュールの動作方法であって、発電温度より高い温度で、前記セルスタックに荷重を掛けながら還元作用を行い、初期還元によりセルスタックの高さが低くなることに伴って前記荷重で前記連結部材の他端部を塑性変形することにより形成された係止部によって、前記連結部材の他端部を前記係止孔に係止させる第1の工程と、前記連結機構によってのみ前記セルスタックに荷重を掛けながら前記発電温度で発電する第2の工程とを備えているものである。 Further, an operation method of the flat solid oxide fuel cell module according to the present invention includes a cell stack using the flat solid oxide fuel cell, and two metal plates sandwiching the upper and lower surfaces of the cell stack. , The thermal expansion coefficient is larger than the thermal expansion coefficient of the cell stack, one end is fixed to one of the two metal plates, and the other end side is formed in the other of the two metal plates. The flat stack type solid oxide fuel cell module having a connecting mechanism including a connecting member for connecting the two metal plates to each other, the cell stack at a temperature higher than a power generation temperature perform a reducing action while applying a load to, Tsu by the other end portion of the coupling member in the load with the the height of the cell stack is lowered to a locking portion formed by plastically deformed by initial reduction The It comprises a first step of engaging the other end of the connecting member in the locking hole, and a second step of generating at the generator temperature while applying a load to the cell stack only by the coupling mechanism Is.
本発明において、還元作用時に荷重機構によって連結部材に荷重を掛けると、連結部材の他端部が塑性変形して金属板の係止孔に係止される。また、発電温度より高い温度で還元し、その後、発電温度まで下げて発電を行うため、連結部材は、セルスタックよりも収縮して短くなり熱応力が生じる。これにより2枚の金属板で金属板間にあるセルスタックを押圧する。すなわち、金属板と連結部材とからなる連結機構は、還元作用後、還元作用時の温度と発電時の温度差および熱膨張係数の差によりセルスタックに対して荷重機構として機能し、従来の荷重機構を不要にする。このため、還元作用後は、荷重機構を備えたモジュール容器からモジュールを取り出して荷重機構を備えないモジュール容器内に燃料電池を収納することにより、発電性能を向上させることができる。すなわち、荷重機構を備えなければ、セルスタックに荷重を掛けるためのスタック荷重棒を通す穴が減るため、容器の断熱性や気密性が高くなり、発電性能を向上させる。また、従来の荷重機構が不要となるので、軽量小型化と低重心化により設置安定性の向上を図ることができ、しかも容易に移動、輸送することができる。 In the present invention, when a load is applied to the connecting member by the load mechanism during the reducing action, the other end of the connecting member is plastically deformed and is locked in the locking hole of the metal plate. In addition, since reduction is performed at a temperature higher than the power generation temperature, and then power generation is performed by lowering the temperature to the power generation temperature, the connecting member contracts and becomes shorter than the cell stack, resulting in thermal stress. Thereby, the cell stack between the metal plates is pressed by the two metal plates. In other words, the connecting mechanism composed of the metal plate and the connecting member functions as a load mechanism for the cell stack due to the difference between the temperature during the reducing action, the temperature difference during power generation, and the thermal expansion coefficient after the reducing action. Make the mechanism unnecessary. For this reason, after the reducing action, the power generation performance can be improved by taking out the module from the module container provided with the load mechanism and storing the fuel cell in the module container not provided with the load mechanism. That is, if the load mechanism is not provided, the number of holes through which the stack load rod for applying a load to the cell stack is reduced, so that the heat insulation and airtightness of the container are increased, and the power generation performance is improved. In addition, since the conventional load mechanism is not required, the installation stability can be improved by reducing the weight and size and the center of gravity, and it can be easily moved and transported.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る平板型固体酸化物形燃料電池モジュールの一実施の形態を示す還元時の概略構成図、図2(a)は連結部材の端部を金属板の係止孔に挿入した直後の状態を示す要部の断面図、(b)は連結部材の端部が塑性変形した状態を示す断面図、図3は定格の発電時の状態を示す概略構成図、図4は連結部材の端部の状態を示す断面図、図5は発電ユニットの分解斜視図、図6は燃料極支持型の単セルの側面図、図7は初期還元から初期通電までは一定の荷重が必要であることを示す図、図8は初期通電以降セルスタックヘの荷重を制御する必要がないことを示す図である。なお、図9に示した部材、部品等と同一のものについては同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram at the time of reduction showing an embodiment of a flat solid oxide fuel cell module according to the present invention, and FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view of a main part showing a state immediately after the operation, FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state in which the end of the connecting member is plastically deformed, FIG. FIG. 5 is an exploded perspective view of the power generation unit, FIG. 6 is a side view of the fuel cell support type single cell, and FIG. 7 is a constant load from initial reduction to initial energization. FIG. 8 is a diagram showing that it is not necessary to control the load on the cell stack after the initial energization. Note that the same members and parts as those shown in FIG.
まず、本発明の原理を説明する。
本発明は、以下に示す一連の実験結果から知見した事実に基づいている。
図7は、図9に示す従来の平板型SOFCモジュール10において、初期還元時にスタック荷重棒11と荷重装置12を用いた荷重機構8によりセルスタック4に120kgfの荷重を掛けた場合と、荷重装置12を停止させて荷重を掛けなかった場合の電流密度−電圧特性を示す図である。ここで、発電ユニット1の積層数は1である。
First, the principle of the present invention will be described.
The present invention is based on the facts found from the following series of experimental results.
FIG. 7 shows a case where a load of 120 kgf is applied to the
図7から明らかなように、初期還元時から初期通電において発電部分に掛かる荷重は、出力特性に影響を及ぼす。すなわち、初期還元から初期通電において発電部分には、発電特性を引き出すのに十分なだけの荷重を、その大きさを制御しながら掛ける必要がある。 As is apparent from FIG. 7, the load applied to the power generation part during the initial energization from the initial reduction affects the output characteristics. That is, it is necessary to apply a load sufficient to bring out the power generation characteristics from the initial reduction to the initial energization while controlling the magnitude thereof.
図8は、120kgfの荷重を掛けながら初期還元から初期通電まで行った後に、荷重を低下させた場合の電圧の変化を示す。ここで、発電ユニット1の積層数は1である。荷重は荷重装置12においてスタック荷重棒11を押す力を変化させることによって変化させた。また、荷重を変化させる際は、電流密度(0.28Acm-2)を一定とした。
FIG. 8 shows a change in voltage when the load is decreased after the initial reduction to the initial energization while applying a load of 120 kgf. Here, the number of
図8から明らかなように、初期通電を行った後であれば、発電特性は荷重による影響を受けない。つまり、初期還元から初期通電まで一定の荷重を掛けていれば、その後は荷重を制御する必要がないといえる。ただし、発電中に外部から振動が加わった場合に備え、その後の発電中も荷重を掛け続けることが望ましい。また、昇降温時には様々な部材が熱膨張で変形し、部材の位置がずれるような力が掛かるので、昇降温時にも荷重を掛け続けることが望ましい。そして、室温において設置場所を移動する際にも、振動に備えて荷重を掛け続けることが望ましい。 As is apparent from FIG. 8, the power generation characteristics are not affected by the load after the initial energization. That is, if a constant load is applied from the initial reduction to the initial energization, it can be said that it is not necessary to control the load thereafter. However, it is desirable to continue to apply a load during subsequent power generation in preparation for a case where external vibration is applied during power generation. In addition, since various members are deformed by thermal expansion when the temperature is raised and lowered, and a force that shifts the position of the members is applied, it is desirable to continue to apply a load even when the temperature is raised and lowered. And when moving the installation place at room temperature, it is desirable to continue to apply a load in preparation for vibration.
以上の事項をまとめると、
(1) 初期還元から初期通電までは、発電特性を引き出すのに十分なだけの荷重を、その大きさを制御しながら、発電部分に掛け続ける必要がある。
(2) 初期通電後も発電部分に荷重を掛け続けることが望ましいが、その大きさを制御する必要はない。
In summary,
(1) From initial reduction to initial energization, it is necessary to continue to apply a load sufficient to bring out the power generation characteristics while controlling the magnitude of the load.
(2) Although it is desirable to continue applying a load to the power generation part even after the initial energization, it is not necessary to control the magnitude.
以下、本発明に係る平板型固体酸化物形燃料電池モジュールについて詳細に説明する。
図1において、本発明に係る平板型SOFCモジュール20は、複数の発電ユニット1を積層して電気的に直列に接続することにより形成した平板型のセルスタック4を備えている点で、図9に示した従来の平板型SOFCモジュール10と略同一ではあるが、還元作用時と、その後の定格発電時における荷重方式が異なる点と、還元作用後に2枚の金属板5、6と連結部材21とからなる連結機構22に荷重機構を兼用させた点が従来装置と異なっている。すなわち、平板型SOFCモジュール20は、上述した通り定常運転を想定する温度に昇温した後、アノードの還元を行なってから発電を開始する必要がある。このため、図1に示すように還元作用時においては、還元作用によるアノードの厚さの減少による各単セル2(図5、図6)間の密着度の低下、電力の伝達損失等を防止するために荷重機構8によってセルスタック4に必要な荷重を加えている。荷重機構8としては、スタック荷重棒11と荷重装置12とを用いたが、必要な荷重を掛けることができる荷重機構であれば、どのような荷重機構であってもよい。
Hereinafter, a flat solid oxide fuel cell module according to the present invention will be described in detail.
In FIG. 1, a flat
初期還元から初期通電は、定常発電温度よりも高い温度で行う。例えば、定常発電温度が800℃であれば、820〜850℃程度で初期還元を行う。 Initial energization from initial reduction is performed at a temperature higher than the steady power generation temperature. For example, if the steady power generation temperature is 800 ° C., the initial reduction is performed at about 820 to 850 ° C.
図5および図6において、発電ユニット1は、単セル2と、セパレータセット3と、セルホルダー14等で構成されている。
5 and 6, the
単セル2は、平板型の固体酸化物からなる電解質層15と、この電解質層15の表裏面にそれぞれ形成した空気極16および燃料極17とからなり、燃料極支持型の単セルを形成している。
The
セパレータセット3は、それぞれ所定形状の溝18および穴19を有する、例えば4枚の金属製のセパレータ3A〜3Dとセルホルダー14を重ね合わせることにより構成されるもので、これらのセパレータ3A〜3Dとセルホルダー14によって前記単セル2を収納する空間と、空気極16に酸化剤ガスを供排出するガス経路と、燃料極17に燃料ガスを供排出するガス経路と、単セル2から電気を取り出す経路(いずれも図示せず)を形成している。
The separator set 3 is configured by stacking, for example, four
このような単セル2とセパレータセット3とからなる発電ユニット1を複数積層し電気的に直列に接続することにより形成されたセルスタック4は、連結機構22が取付けられた後、荷重機構8を備えたモジュール容器7(図9に示した従来のスタック容器7に相当、以下同様)内に収納され(図1)、初期還元された後モジュール容器7から取り出され、図3に示す荷重機構8を備えないモジュール容器25内に収納される。
The
セルスタック4の上下面を挟持する2枚の金属板5、6は、4本の連結部材21によって各角部がそれぞれ連結されている。上側の金属板5は、還元作用時において荷重機構8のスタック加重棒11によって所定の荷重が加えられる。下側の金属板6は、断熱プレート23上に設置されており、セルスタック4に加わる荷重を受け止める。
The corners of the two
連結部材21は、熱膨張係数がセルスタック4の熱膨張係数(平均熱膨張係数)よりも大きい金属材料によって中実の丸棒状に製作され、上端21aが上側の金属板5に溶接、ナット等によって固定されており、下端部21bが下側の金属板6の上面に形成した不貫通孔からなる係止孔24に差し込まれているだけで固定されていない。連結部材21の前記係止孔24に挿入される下端部21bは、荷重機構8により所要の荷重が加えられると塑性変形する形状であればどのような形状であってもよく、本実施の形態においては図2(a)に示すように中空(筒状)に形成されている。前記係止孔24は、開口部24aの端縁側が連結部材21の外径より若干大きい穴径で、先端部(内奥部)24bが開口部24aよりも大きい穴径を有している。連結部材21は、初期還元によってアノードの厚さが減少してセルスタック4の高さが低くなると、荷重機構8により金属板5に加えられている荷重によって下端部21bが徐々に押し潰される。このため、下端部21bのうち係止孔24の先端部24bに挿入されている下側部分が、図2(b)に示すように軸線と直交する方向に大きく塑性変形すると係止部21cを形成し、係止孔24内に係止される。
The connecting
また、連結部材21は、下端部21bが押し潰されると長さが短くなるため、上側の金属板5をセルスタック4の上面に押し付ける。また、発電時における発電温度は、上記した通り還元時の温度よりも低いため、連結部材21は還元時の温度差と、セルスタック4との熱膨張係数差とに応じた長さだけ収縮しようとする応力が生じて金属板5を押圧し、これにより連結機構22がセルスタック4に対して荷重機構として機能する。したがって、初期還元を行なった後の定格発電時においては、アノード側を還元雰囲気に保ち続ければ再度酸化されることはない。言い換えれば、還元作業を必要としないため、セルスタック4を連結機構22とともにモジュール容器7から取り出して、図3に示すように外付けの荷重機構を備えない別のモジュール容器25内に設置し所定の発電温度にて発電を行なうことができる。
Further, since the connecting
このように、本発明に係る平板型SOFCモジュール20は、定格発電時に連結機構22を荷重機構として機能させるようにしているため、図1に示したモジュール容器7からモジュールを取り出して図3に示すように従来の荷重機構8を備えない別のモジュール容器25内に設置することができ、これによりモジュール容器7からガスや熱が漏洩して平板型SOFCの性能が低下するという従来の問題を解決することができ、良好な発電出力を得ることができる。すなわち、モジュール容器25が荷重機構8を備えなければ、スタック荷重棒11が貫通する穴を設ける必要がないため、モジュール容器25の断熱性および気密性が向上し、発電性能を向上させることができる。
Thus, since the flat plate
また、発電時において従来の荷重機構8を必要としなければ、小型軽量化することができ、しかも低重心化により設置安定性を向上させることができる。
Further, if the
なお、上記した実施の形態においては、連結部材21の上端21a側を上側の金属板5に固定し、下端部21b側を筒状に形成して下側の金属板6に形成した係止孔24に挿入し、荷重を加えて塑性変形させることにより係止部21cを形成し、係止孔24内に係止する構造としたが、本発明はこれに限らず、上側の金属板5に係止孔を形成し、連結部材21の上端側を塑性変形し易い形状に形成して係止孔に挿入し、荷重を加えて塑性変形させることにより係止部としてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、本実施の形態においては、燃料極に十分な強度を持たせた燃料極支持型の単セル2を示したが、十分な強度を有する平板型固体電解質の表裏面に燃料極、空気極をそれぞれ配置した電解質支持型の単セルまたは空気極に十分な強度を持たせた空気極支持型の単セルを用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the fuel electrode supporting
1…発電ユニット、2…単セル、3…セパレータセット、3A〜3D…セパレータ、4…セルスタック、5、6…金属板、7…モジュール容器、8…荷重機構、10…平板型SOFCモジュール、11…固体電解質、12…空気極、13…燃料極、20…平板型SOFCモジュール、21…連結部材、21c…係止部、22…連結機構、24…係止孔。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記セルスタックの上下両面を挟持する2枚の金属板およびこれらの金属板を互いに連結する連結部材とからなる連結機構と、
を備え、
前記連結部材は、熱膨張係数が前記セルスタックの熱膨張係数より大きく、一端が前記2枚の金属板のうちのいずれか一方に固定され、他端側が前記2枚の金属板の他方に形成した係止孔に挿入され、還元作用時に加えられた荷重による塑性変形によって形成された係止部により前記係止孔に係止されている平板型固体酸化物形燃料電池モジュール。 A cell stack using a flat solid oxide fuel cell;
A coupling mechanism comprising two metal plates that sandwich the upper and lower surfaces of the cell stack and a coupling member that couples the metal plates to each other;
With
The connecting member has a thermal expansion coefficient larger than that of the cell stack, one end is fixed to one of the two metal plates, and the other end is formed on the other of the two metal plates. A flat-type solid oxide fuel cell module inserted into the locking hole and locked to the locking hole by a locking portion formed by plastic deformation caused by a load applied during the reduction action.
他方の金属板に形成された係止孔は、不貫通孔からなり、先端部が開口端縁よりも広く形成されている平板型固体酸化物形燃料電池モジュール。 The flat plate type solid oxide fuel cell module according to claim 1,
The locking hole formed in the other metal plate is a flat plate type solid oxide fuel cell module having a non-through hole and having a tip formed wider than the opening edge.
連結部材の他端部が中空に形成されている平板型固体酸化物形燃料電池モジュール。 The flat plate type solid oxide fuel cell module according to claim 1 or 2,
A flat plate solid oxide fuel cell module in which the other end of the connecting member is formed hollow.
連結機構は、発電時においてセルスタックに対して荷重機構として機能する平板型固体酸化物形燃料電池モジュール。 The flat plate type solid oxide fuel cell module according to any one of claims 1, 2, and 3,
The coupling mechanism is a flat-plate solid oxide fuel cell module that functions as a load mechanism for the cell stack during power generation.
前記セルスタックの上下両面を挟持する2枚の金属板と、熱膨張係数が前記セルスタックの熱膨張係数より大きく、一端が前記2枚の金属板のうちのいずれか一方に固定され、他端側が前記2枚の金属板の他方に形成した係止孔に挿入され、前記2枚の金属板を互いに連結する連結部材とからなる連結機構と、
を有する平板型固体酸化物形燃料電池モジュールの動作方法であって、
発電温度より高い温度で、前記セルスタックに荷重を掛けながら還元作用を行い、初期還元によりセルスタックの高さが低くなることに伴って前記荷重で前記連結部材の他端部を塑性変形することにより形成された係止部によって、前記連結部材の他端部を前記係止孔に係止させる第1の工程と、
前記連結機構によってのみ前記セルスタックに荷重を掛けながら前記発電温度で発電する第2の工程と、
を備えた平板型固体酸化物形燃料電池モジュールの動作方法。 A cell stack using a flat solid oxide fuel cell;
Two metal plates sandwiching the upper and lower surfaces of the cell stack, a coefficient of thermal expansion larger than the coefficient of thermal expansion of the cell stack, one end fixed to one of the two metal plates, and the other end A connecting mechanism comprising a connecting member that is inserted into a locking hole formed on the other of the two metal plates and connects the two metal plates to each other;
A method for operating a flat plate type solid oxide fuel cell module comprising:
Higher than the power generation temperature temperature, subjected to reducing action while applying a load to the cell stack, that in association with the height of the cell stack is lowered to plastically deform the other end of the coupling member in the load by the initial reduction I by the engaging portion formed by a first step of engaging the other end of the connecting member in the locking hole,
A second step of generating power at the power generation temperature while applying a load to the cell stack only by the connection mechanism;
A method for operating a flat plate type solid oxide fuel cell module comprising:
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