JPH01320777A

JPH01320777A - 燃料電池

Info

Publication number: JPH01320777A
Application number: JP63153585A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Akimoto; 秋元　淳; Keizo Otsuka; 大塚　馨象; Toshiki Kahara; 俊樹加原; Tsutomu Takahashi; 務高橋; Tadashi Takashima; 正高島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1989-12-26
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JP2500862B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電池の締付構造に係り、特にベッセル（電池収
納容器）外に締付装置（バネ、ベロー、シリンダ等）を
持つ構造において、ベッセル、床などへ締付力を伝えず
、大面積セルを均一に締付けるに好適な締付構造に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、電池締付構造としては特開昭５８−１２８６７４
に示す様に、ベッセル外に取り出したシリンダを床等の
ベッセル外で固定し、シリンダにより引っ張るか、又は
押し上げる形で電池締付けを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術においてはベッセル外で締付ロッド及びシリン
ダを固定する為に、シリンダ固定部に直接電池締付力が
加わり床面の強度が必要となる事、及びベッセル内とベ
ッセル外のシリンダ固定部の温度差が約６００°Ｃと高
い為、ベッセルとロッドのしゅう動部に、熱伸び差に依
る力が加わるなどの問題がある。

本発明の目的は上記の様な問題点を解決し、電池面圧が
均一で且つ、電池締付力をベッセル及び床などに伝えず
、ベッセル及び床の強度を最小限とし、同時に大面積セ
ルでも電池面圧が均一な電池締付構造を得る事にある。

本発明の他の目的は、電池の発電時のクリープ等による
電池面圧の変化に対して、自動的に追従する様な電池締
付方法を得る事にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電池締付構造は電池スタックの４隅に配置され
た締付ボルトにおいて、上締付板をボルト上端に固定し
、上締付板を該ボルトが貫通したスリーブを介しバネあ
るいはシリンダからなる締付用弾力附勢機構で押し上げ
る構造とする。この時ベッセル（電池収納容器）スリー
ブ、及び締付ボルトのしゅう動部をスリーブのシールを
介して、温度の低いベッセル下部の外側に設け、シール
を行う事によって前記目的が達成される。

また、本発明の締付用弾力附勢機構をバネに代えて複数
のシリンダとした場合、各シリンダの圧力ラインを１本
のラインから分岐しライン圧力でセンサにて横用し、ラ
イン内の圧力を常に一定に保つことにより、各シリンダ
の圧力を一定に保つことによって前記目的が達成される
。

〔作　用〕

前記構成において本締付構造は４ケ所で電池スタックを
締付ける為、高積層化及び大面積化に伴う電池スタック
の温度分布による面内の高さのばらつきに対して均等に
荷重がかけられる。又、上締付板上の電池スタックの位
置が多少中心からずれても均等に面圧がかけられる。又
、スリーブはその外周部のしゅう動可能なシールにより
ベッセルと接している為、電池締付力がベッセルには伝
ワラない。又、スリーブ外筒はベッセルにベローづ− を介して取り付けるようにすると、ベッセル内外の温度
差に依る締付板とベッセルの熱伸びにより生じる締付ボ
ルトの傾きによる力をベローが吸収する為、シール部に
余計な力が加わらない。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す正面図である。

電池スタック２はベッセル１内に収納されており、上締
付板３、上締付板４によって締付けられる様になってい
る。又、ベッセル下部には断熱材９が敷きつめられてい
る。上締付板３は締付ボルト５に固定されており、上締
付板はスリーブ６によって支持されている。スリーブ６
には締付ボルト５が貫通しておりスリーブ６の外筒はベ
ロー１７を介してベッセル１に固定されており、その内
周部と外周部にはしゅう動可能なシール８が組み込んで
ある。締付ボルト５はスリーブ６を貫通しベッセル１の
下部に露出している。露出した締付ボルト５にはバネ７
が取り付けられて、バネ下側のす・ントを締め込むに従
い、スリーブを押し上げる様になっている。

上記締付構造に於て、−・・２セル１は電池スタック２
を最適な高圧条件下（１〜５ａｔｍ）で運転する為の圧
力容器である。上下の締イ」板は間に電池スタックを挟
み、締め付ける働きをする。

ベッセル下部の断熱材９はベッセル下部への伝熱を防ぎ
、シール８及びバネ７の雰囲気温度を上げない様にして
いる。スリーブ６はバネ７により発生する締付力を、上
締付板４に伝える働きをしている。締付ボルト５はバネ
７に依る締付力を上締付板３に伝える働きをしている。

スリーブ６のシール８は、高圧に保たれるベッセル内の
気密性を保つとともに、締付ボルト５及び外筒１５とス
リーブとの間にしゅう動性を持たせる役割も果たしてい
る。バネ７は、締付ボルトに固定されるナツトを締付け
る事に依り、スリーブを押し上げると同時に締付ボルト
を引っ張り、電池締付力を発生する働きをする。

上記構造において、第一に、締付力の発生源であるバネ
７を締付ボルト５に組込み、ヘンセル及び床から切り離
して、ベッセル及び床等に締付力を伝えない様な構造と
した事により、ヘンセル及び床等に必要な強度をそれぞ
れ、ベッセル内の高圧化に伴う最小限の強度及びベッセ
ル自重を支えるのに必要な最小限の強度におさえる事が
できる効果がある。

第二に、電池スタックを４隅の独立した締付ボルト５及
びバネ７で締付け、各バネ７の縮み量を常時一定に保つ
事によって、ガス量及び負荷などの運転条件に依り生じ
るホットスポットなどの温度分布によるスタック高さの
ばらつき、及びベッセル内外の温度差（約６００°Ｃ）
から生じる締付ボルトの傾きによる電池面圧の不均化を
防止する効果がある。

第三に、電池の締付バネ及びスリーブのシール部を温度
が最も低いベッセル外の下部に設置した事により、バネ
及びシール部の温度を常温付近に保つ事ができる為テフ
ロン系のシール材が使用可能となり、シールが容易とな
る効果がある。又バネは完全にヘンセル外に露出する為
、その強度を常温下で設計できる為強度の確保が容易と
なる効果もある。

第四に、スリーブ外筒１５とヘンセル１を、ベロー１７
を介して接続する事に依り、ヘンセル内外の温度差に依
り発生する上締付板３とベッセル下部の熱伸び差による
締付ボルト５の傾きを吸収する事で、スリーブ６のしゅ
う動部に力が加わる事を防ぎ、シール性を保つ効果があ
る。

第２図は本締付構造において、バネの代りにシリンダ１
０を締付具として用いた実施例である。本実施例に依れ
ば、締付力をシリンダ内圧で調整できる為、より容易に
電池締付圧力を管理する事ができる効果がある。

第３図はシリンダを本締付構造の一実施例である。本構
造においては、ヘンセル外の締付ボルトにシリンダ間挿
上部締付板Ａ、１１　、シリンダ間挿下部締付板Ｂ、１
２を新たに設は締付板Ｂの上にシリンダをおき、シリン
ダ間挿上部締付板Ａを介してスリーブ６を押し上げる構
造とする事で、一つのシリンダで電池を締付ける様にな
っている。この様な締付構造とする事で、シリンダ個数
を低減した為、電池締付圧の管理が容易となる効果があ
る。

第４図は本締付構造におけるスリーブ６の断面図である
。本スリーブの構成は、その中央に軸１６、その回りに
スリーブ６、更にその外側に外筒１５及び外筒に接続し
たベロー１７と、スリーブの内周及び外周に詰め込まれ
たしゅう動性を持つシール８から成り立っている。又、
スリーブはボルトないし軸と荷重に対する同程度の強度
を有している。

本構造に依り、ボルトないし軸とスリーブは互いに逆方
向の力を同時に伝達する事ができる。又、ベロー１７に
よりボルトないし軸に対して垂直方向の変位にも追従が
可能で、しゅろ動部に横方向の力が加わった場合にも、
シールの気密性及びしゅう動性が悪化しない。

第５図は本締付構造のシリンダを用いた場合の電池面圧
制御の一実施例である。電池スタック周囲の４ケ所に配
置されたシリンダ１０の圧力ライン１８はベッセル下部
で１本のラインから分岐している。又、この分岐点に圧
力検出用センサ１３を設置している。シリンダ圧力はセ
ンサ１３からの信号により、ライン圧力を制御する制御
装置１４によって常時一定圧力に保たれる。この様にシ
リンダ圧力を制御する事により、電池の連続運転に伴う
クリープ及び締付ホルトの伸びなどによる電池面圧の変
化を補う事ができる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電池締付力に対するベッセル及び床な
どの補強が不要となる効果がある。

又、電池を４ケ所から同一の締付力で締付ける為、電池
の通ガス量などの運転条件により発生する温度分布に依
るスタック高さの不均一に対しても、均一な電池面圧を
かける事ができる効果がある。

又、ベッセル外の断熱された部分にシール部を配する事
により、ベッセルと締付ボルト間のしゅう動部のシール
が容易になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明の一実施例を示す。第２図二本発明の一実施例における締付部を示す図。第３図：本発明の一実施例を示す図。第４図：本発明のスリーブ構造の断面図。第５図：本発明の一使用例を示す図。１・・・ベッセル（電池収納圧力容器）、２・・・電池
スタック、３・・・上締付板、４・・・上締付板、５・
・・締付ボルト、６・・・スリーブ、７・・・バネ、８
・・・シール、９・・・断熱材、１０・・・シリンダ、
１１・・・シリンダ間挿上部締付板Ａ、１２・・・シリ
ンダ間挿下部締付板Ｂ、１３・・・センサ、１４・・・
制御装置、１５・・・外筒、１６・・・ボルトないし軸
、１７・・・ベロー、１８・・・圧力ライン。

Claims

【特許請求の範囲】１、電池スタックを内部に収納した電池収納容器ないし
ベッセルから成る燃料電池において、電池スタックの上
部に配置した上締付板を電池スタックの４隅に配設した
ボルト上端に固定し、電池スタックの下部に配置した下
締付板を該ボルトが貫通した内周部及び外周部にシール
性を有するしゅう動可能なスリーブを介して電池収納容
器ないしベッセル外に設けた締付用弾力附勢機構を用い
て電池収納容器ないしベッセルへ締付力を伝えることな
く、電池スタックを締付力弾力附勢機構により押し上げ
て締付けることを特徴とする燃料電池締付構造。２、締付用弾力附勢機構はバネであることを特徴とする
請求項１記載の燃料電池締付構造。３、締付用弾力附勢機構は中心に貫通孔を有するシリン
ダであることを特徴とする請求項１記載の燃料電池締付
構造。４、電池収納容器ないしベッセル外にシリンダ間挿上部
締付板およびシリンダ間挿下部締付板を設け、シリンダ
間挿上部締付板にボルトを貫通せしめ、シリンダ間挿下
部締付板にボルト下端を固定し、シリンダ間挿上部締付
板とシリンダ挿下部締付板の間に１個のシリンダを設置
し、シリンダ間挿上部締付板を介して複数のスリーブを
同時に押し上げることを特徴とする燃料電池締付構造。５、請求項１記載のスリーブにおいて、スリーブは内側
にボルトないし軸を貫通し、外側にベローを介して電池
収納容器ないしベッセルと接している固定用の外筒ない
しケースを有し、スリーブにボルトないし軸と荷重に対
する同程度の強度を持たせることにより、ボルトないし
軸方向とスリーブ方向で互いに異なる方向へ同時に荷重
を伝達できる様にしたことを特徴とするスリーブ構造。６、請求項３記載の燃料電池締付構造において、各シリ
ンダの圧力ラインを１本のラインから分岐し、ライン圧
力でセンサにて検出し、ライン内の圧力を常に一定に保
つことにより各シリンダの圧力を一定に保つことを特徴
とする燃料電池締付方法。