JP5904701B2 - シール材および電気化学装置 - Google Patents
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Description
実施形態の他のシール材は、常温を超える運転温度で使用される高温機器において、ガス流路の気密性を確保するために該ガス流路に配置されるシール材に関する。実施形態の他のシール材は、常温を超えかつ該運転温度以下の温度で膨張および硬化する材料を含む第1の層と、該第1の層に隣接して配置され、該運転温度以下の温度で軟化する材料を含む第2の層とを有することを特徴とする。第1の層および第2の層は略環状を有し、第1の層の外側に第2の層が配置される。第1の層は、常温を超えかつ運転温度以下の温度で発泡する発泡材料、運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、絶縁材料、およびこれらを成形するためのバインダーからなる。第1の層の発泡材料は、パーライト、フライアッシュ、および黒曜石から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ発泡したときに互いにかみ合うように含有され、第1の層の溶融材料は、ガラス材料からなり、第1の層のバインダーは、有機バインダーからなる。発泡材料の含有量は、第1の層中、1〜20質量%であり、溶融材料の含有量は、第1の層中、30〜40質量%であり、絶縁材料の含有量は、第1の層中、20〜30質量%である。第2の層は、運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、およびこれを成形するためのバインダーを含む。第2の層の溶融材料は、ガラス材料からなり、第2の層のバインダーは、有機バインダーからなる。
シール材14、15は、常温を超えかつ運転温度以下の温度で膨張および硬化する材料を含む第1の層31と、運転温度以下の温度で軟化する材料を含む第2の層32とを有する。
電気化学装置10としては、例えばセパレータ12、13のうち少なくとも一方が略皿状であるものが好ましい。図7は、セパレータ12、13のうち鉛直方向の下側に配置されるセパレータ13を略皿状としたものである。
図8に示すように、例えばセパレータ12はシール材14との接面に穴部33を有し、この穴部33に運転温度で溶融する溶融材料34が充填されていることが好ましい。このような溶融材料34が充填される穴部33は、例えばセパレータ13に設けられていてもよい。また、溶融材料34としては、例えば第1の層31における溶融材料312や第2の層32における溶融材料321と同様のものが挙げられる。
実施形態のシール材14、15は、例えば第1の層31と第2の層32とを別々に作製した後、両者を一体化することにより作製することができる。
Claims (12)
- 常温を超える運転温度で使用される高温機器におけるガス流路の気密性を確保するために前記ガス流路に配置されるシール材であって、
常温を超えかつ前記運転温度以下の温度で膨張および硬化する材料を含む第1の層と、前記第1の層に隣接して配置され、前記運転温度以下の温度で軟化する材料を含む第2の層とを有し、
前記第1の層および前記第2の層は略環状を有し、前記第1の層の外側に前記第2の層が配置され、
前記第1の層は、常温を超えかつ前記運転温度以下の温度で発泡する発泡材料、前記運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、およびこれらを成形するためのバインダーからなり、前記発泡材料は、パーライト、フライアッシュ、および黒曜石から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ発泡したときに互いにかみ合うように含有され、前記溶融材料は、ガラス材料からなり、前記バインダーは、有機バインダーからなり、前記発泡材料の含有量は、前記第1の層中、1〜20質量%であり、前記溶融材料の含有量は、前記第1の層中、30〜40質量%であり、
前記第2の層は、前記運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、およびこれを成形するためのバインダーを含み、前記溶融材料は、ガラス材料からなり、前記バインダーは、有機バインダーからなる
ことを特徴とするシール材。 - 常温を超える運転温度で使用される高温機器におけるガス流路の気密性を確保するために前記ガス流路に配置されるシール材であって、
常温を超えかつ前記運転温度以下の温度で膨張および硬化する材料を含む第1の層と、前記第1の層に隣接して配置され、前記運転温度以下の温度で軟化する材料を含む第2の層とを有し、
前記第1の層および前記第2の層は略環状を有し、前記第1の層の外側に前記第2の層が配置され、
前記第1の層は、常温を超えかつ前記運転温度以下の温度で発泡する発泡材料、前記運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、絶縁材料、およびこれらを成形するためのバインダーからなり、前記発泡材料は、パーライト、フライアッシュ、および黒曜石から選ばれる少なくとも1種からなり、かつ発泡したときに互いにかみ合うように含有され、前記溶融材料は、ガラス材料からなり、前記バインダーは、有機バインダーからなり、前記発泡材料の含有量は、前記第1の層中、1〜20質量%であり、前記溶融材料の含有量は、前記第1の層中、30〜40質量%であり、前記絶縁材料の含有量は、前記第1の層中、20〜30質量%であり、
前記第2の層は、前記運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、およびこれを成形するためのバインダーを含み、前記溶融材料は、ガラス材料からなり、前記バインダーは、有機バインダーからなる
ことを特徴とするシール材。 - 前記第2の層に含まれるバインダーは、常温を超えかつ前記運転温度以下の温度で分解するものであり、前記電気化学セルに対する被毒成分を含まないことを特徴とする請求項1または2記載のシール材。
- 前記第2の層は、前記溶融材料と前記バインダーとの合計量中、前記バインダーが10〜30質量%であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のシール材。
- 前記第2の層は、前記運転温度以下の温度で溶融する溶融材料、および前記運転温度で溶融しないガラスまたはセラミックスからなる繊維を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のシール材。
- 前記第2の層は、前記繊維からなる織布または不織布を有し、前記織布または不織布の間隙に前記溶融材料を有することを特徴とする請求項5記載のシール材。
- 前記第2の層は、前記溶融材料および前記繊維の合計量中、前記繊維が1〜20質量%であることを特徴とする請求項5または6記載のシール材。
- 前記第2の層に含まれる溶融材料は、珪酸ソーダまたは硼珪酸ガラスからなり、粉状またはファイバー状であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のシール材。
- 前記シール材は厚みが0.1〜0.5mmであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載のシール材。
- 電解質膜の両主面に一対の電極が設けられた電気化学セルと、前記電気化学セルの少なくとも一方の電極側にガス流路を形成する流路形成材と、前記電気化学セルと前記流路形成材との間、または前記流路形成材中に配置されるシール材とを有し、常温を超える運転温度で使用される電気化学装置であって、
前記シール材が請求項1乃至9のいずれか1項記載のシール材であることを特徴とする電気化学装置。 - 前記電気化学セルに対向して前記流路形成材としてのセパレータが配置され、前記電気化学セルと前記セパレータとの間に前記シール材が配置されていることを特徴とする請求項10記載の電気化学装置。
- 前記セパレータは前記シール材との接面に穴部を有し、前記穴部に前記運転温度で溶融する溶融材料が充填され、
前記穴部は、前記シール材の前記第2の層に達することを特徴とする請求項11記載の電気化学装置。
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