JPH0338943Y2 - - Google Patents
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- JPH0338943Y2 JPH0338943Y2 JP1985001081U JP108185U JPH0338943Y2 JP H0338943 Y2 JPH0338943 Y2 JP H0338943Y2 JP 1985001081 U JP1985001081 U JP 1985001081U JP 108185 U JP108185 U JP 108185U JP H0338943 Y2 JPH0338943 Y2 JP H0338943Y2
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
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- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の属する技術分野〕
本考案は積層単位体を複数個積層してセルスタ
ツクを構成する燃料電池の積層単位体の締付装置
に関する。
ツクを構成する燃料電池の積層単位体の締付装置
に関する。
一般に燃料電池は電解質を保持するマトリツク
層と、これを挟持する多孔性の燃料電極および酸
化剤電極と、さらにその外側に反応ガスとして燃
料ガスを供給する溝の形成されたプレートと、こ
の供給溝と直交する方向に酸化剤ガスを供給する
溝の形成されたプレートからなる単電池と、単電
池の複数個ごとに介装されて燃料電池運転時の発
生熱を冷却する冷却板とを多数柱状に積層し、こ
れを締付手段により積層方向に締め付けて燃料電
池のセルスタツクを構成している。
層と、これを挟持する多孔性の燃料電極および酸
化剤電極と、さらにその外側に反応ガスとして燃
料ガスを供給する溝の形成されたプレートと、こ
の供給溝と直交する方向に酸化剤ガスを供給する
溝の形成されたプレートからなる単電池と、単電
池の複数個ごとに介装されて燃料電池運転時の発
生熱を冷却する冷却板とを多数柱状に積層し、こ
れを締付手段により積層方向に締め付けて燃料電
池のセルスタツクを構成している。
この場合、数セルないし数10セルの単電池をあ
らかじめ接合して積層単位体（以下ユニツトとも
いう）とし、このユニツトを複数積み重ねてセル
スタツクを構成する構造がとられるものがある。
この場合単電池をあらかじめユニツトで構成し、
セルスタツクに積層する前にユニツトでの特性試
験を行うことにより、特性の良好なユニツトだけ
をセルスタツクに組むことができ、不良な単電池
のセルスタツクへの組み込みを避けることができ
る。
らかじめ接合して積層単位体（以下ユニツトとも
いう）とし、このユニツトを複数積み重ねてセル
スタツクを構成する構造がとられるものがある。
この場合単電池をあらかじめユニツトで構成し、
セルスタツクに積層する前にユニツトでの特性試
験を行うことにより、特性の良好なユニツトだけ
をセルスタツクに組むことができ、不良な単電池
のセルスタツクへの組み込みを避けることができ
る。
つぎに上記のユニツトを係合部材を介して締付
けた構造として堤案されている燃料電池の積層単
位体の締付装置の例を説明する。第５図はユニツ
トの組立構造を示す分解斜視図である。第５図に
おいて単電池の集合体と図示しない冷却板からな
る積層単位体１の数十個を積重ねて、その上面に
上部端板２を、下面に下部端板３を設けて１ユニ
ツトを構成している。上部端板２の端面には二本
の溝２ａ，２ｂが周縁にそつて両側に設けられ、
下部端板３の端面には上部端板の溝と対向する位
置に二本の溝３ａ，３ｂが両側に設けられてい
る。そして、係合部材としての二本の締付バー４
を上部端板の溝２ａにそれぞれ嵌めこみ、他方の
二本の締付バー５を下部端板の溝３ａにそれぞれ
嵌めこみ、締付バー４，５を締付手段としてのタ
ーンバツクル６ｅを有する締付ねじ６の上端、下
端部に設けられた割り溝を有する連結部６ｄを締
付バー４，５に嵌めこみピン７を連結部の孔６ｃ
と締付バー４，５のピン孔４ｆ，５ｆとに貫通し
て挿入して締付ねじと締付バーを連結し、ターン
バツクル６ｅを用いて締付バー４，５を介して締
付ねじ６によりユニツトを締付けている。
けた構造として堤案されている燃料電池の積層単
位体の締付装置の例を説明する。第５図はユニツ
トの組立構造を示す分解斜視図である。第５図に
おいて単電池の集合体と図示しない冷却板からな
る積層単位体１の数十個を積重ねて、その上面に
上部端板２を、下面に下部端板３を設けて１ユニ
ツトを構成している。上部端板２の端面には二本
の溝２ａ，２ｂが周縁にそつて両側に設けられ、
下部端板３の端面には上部端板の溝と対向する位
置に二本の溝３ａ，３ｂが両側に設けられてい
る。そして、係合部材としての二本の締付バー４
を上部端板の溝２ａにそれぞれ嵌めこみ、他方の
二本の締付バー５を下部端板の溝３ａにそれぞれ
嵌めこみ、締付バー４，５を締付手段としてのタ
ーンバツクル６ｅを有する締付ねじ６の上端、下
端部に設けられた割り溝を有する連結部６ｄを締
付バー４，５に嵌めこみピン７を連結部の孔６ｃ
と締付バー４，５のピン孔４ｆ，５ｆとに貫通し
て挿入して締付ねじと締付バーを連結し、ターン
バツクル６ｅを用いて締付バー４，５を介して締
付ねじ６によりユニツトを締付けている。
したがつて第６図に示すように締付バー４，５
はそれぞれ上部、下部端板２，３の溝２ａ，３ａ
に挿入されており、孔４ｆ，５ｆに介挿した締付
ねじ６（第５図参照）によりユニツトは締付バー
４，５を介して締付けられる。上記のようなこれ
までに提案されている燃料電池の積層単位体の締
付装置は、ターンバツクルを用いているので、不
良な単電池を交換する際やユニツトの特性試験を
終了してセルスタツクの組み立てに移行する際に
締付装置の着脱が容易であり、また締付け力の調
整も工具なしで可能となる等の簡便さがある。し
かしながら、下記のような問題がある。締付バー
４，５は締付力により弯曲し、第７図に示すよう
に締付バー４は弯曲し、上部端板４の周縁から中
央にいく程弯曲量が大きくなる。図示しないが締
付バー５にも同じ現象が生じる。したがつて単電
池の全面にわたつて締付力による均一な面圧が得
られない。このため局部的に単電池の健全性を保
つ面圧が得られずにマトリツクスやシール材等の
破損が生じるという問題がある。
はそれぞれ上部、下部端板２，３の溝２ａ，３ａ
に挿入されており、孔４ｆ，５ｆに介挿した締付
ねじ６（第５図参照）によりユニツトは締付バー
４，５を介して締付けられる。上記のようなこれ
までに提案されている燃料電池の積層単位体の締
付装置は、ターンバツクルを用いているので、不
良な単電池を交換する際やユニツトの特性試験を
終了してセルスタツクの組み立てに移行する際に
締付装置の着脱が容易であり、また締付け力の調
整も工具なしで可能となる等の簡便さがある。し
かしながら、下記のような問題がある。締付バー
４，５は締付力により弯曲し、第７図に示すよう
に締付バー４は弯曲し、上部端板４の周縁から中
央にいく程弯曲量が大きくなる。図示しないが締
付バー５にも同じ現象が生じる。したがつて単電
池の全面にわたつて締付力による均一な面圧が得
られない。このため局部的に単電池の健全性を保
つ面圧が得られずにマトリツクスやシール材等の
破損が生じるという問題がある。
本考案は、前述のような点に鑑み積層単位体の
端面に均一な面圧が得られる燃料電池の積層単位
体の締付装置を提供することを目的とする。
端面に均一な面圧が得られる燃料電池の積層単位
体の締付装置を提供することを目的とする。
上記の目的は、本考案によれば積層単位体を複
数個積層してセルスタツクを構成する燃料電池の
積層単位体の締付装置において、前記積層単位体
の両端に設けた端板とそれぞれ係合して積層単位
体に所定の締付圧力を与える係合部材と、該係合
部材間に連結され前記係合部材に締付力を付与す
るターンバツクルを有する締付ねじとを備え、前
記係合部材は前記積層単位体を所定の締付圧力で
締付けた際前記端板に一様に密着するように締付
力による変形をあらかじめ付与された形状を有し
てなるようにすることにより達成される。
数個積層してセルスタツクを構成する燃料電池の
積層単位体の締付装置において、前記積層単位体
の両端に設けた端板とそれぞれ係合して積層単位
体に所定の締付圧力を与える係合部材と、該係合
部材間に連結され前記係合部材に締付力を付与す
るターンバツクルを有する締付ねじとを備え、前
記係合部材は前記積層単位体を所定の締付圧力で
締付けた際前記端板に一様に密着するように締付
力による変形をあらかじめ付与された形状を有し
てなるようにすることにより達成される。
以下図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。第１図は本考案の実施例による係合部材をユ
ニツトの端板に介挿した状態を示す正面図であ
る。なお、第１図ないし後出する第２図なし第４
図において第５図ないし第７図の従来例と同一部
分には同じ符号を付している。第１図においてセ
ルスタツクとしてのユニツトの上部端板２、下部
端板３の溝２ａ，３ａにそれぞれ係合部材として
の締付バー４，５が介挿され、ピン孔４ｆ，５ｆ
にそれぞれ従来技術の項で説明したように締付ね
じが挿入されてユニツトは締付けられる。締付バ
ー４，５にはユニツトを締付けた時に締付バー
４，５が締付力により変形する形状、すなわち締
付バーがユニツトの端面に一様に密着して締付力
による面圧が一様にかゝつた時の変形によるたわ
み曲線の形状としている。したがつて第２図の部
分正面図に示すように締付力により端板の溝に介
挿された締付バー４は変形が消滅して平担にな
る。この現象は図示しないが締付バー５にも生
じ、ユニツトの端面に締付バーが一様に密着して
ユニツトの単電池に均一な面圧を与えることがで
きる。
る。第１図は本考案の実施例による係合部材をユ
ニツトの端板に介挿した状態を示す正面図であ
る。なお、第１図ないし後出する第２図なし第４
図において第５図ないし第７図の従来例と同一部
分には同じ符号を付している。第１図においてセ
ルスタツクとしてのユニツトの上部端板２、下部
端板３の溝２ａ，３ａにそれぞれ係合部材として
の締付バー４，５が介挿され、ピン孔４ｆ，５ｆ
にそれぞれ従来技術の項で説明したように締付ね
じが挿入されてユニツトは締付けられる。締付バ
ー４，５にはユニツトを締付けた時に締付バー
４，５が締付力により変形する形状、すなわち締
付バーがユニツトの端面に一様に密着して締付力
による面圧が一様にかゝつた時の変形によるたわ
み曲線の形状としている。したがつて第２図の部
分正面図に示すように締付力により端板の溝に介
挿された締付バー４は変形が消滅して平担にな
る。この現象は図示しないが締付バー５にも生
じ、ユニツトの端面に締付バーが一様に密着して
ユニツトの単電池に均一な面圧を与えることがで
きる。
つぎに上記の締付バーにあらかじめ与える変
形、すなわちたわみ曲線について説明する。第３
図において締付バー４が端板２に密着した場合、
締付バーの端板との密着部分CDの長さを1、端
板の両端からのそれぞれの突出部分の長さAC，
BDをそれぞれ同一として2、密着部分の単位長
さ当り締付力よる等分布荷重をｗ、縦弾性係数を
Ｅ、断面二次モーメントをＩ、そして第４図に示
すように締付バーAC間（Ｏ＜ｘ＜2：但しｘは
Ａからの任意の距離とする。）の中立軸Ｘ−Ｘを
通る曲率半径をp2，締付バーCD間（1＜ｘ＜
１＋2）の中立軸Ｘ−Ｘを通る曲率半径をp1、締
付バーの変位をｖとすればたわみ曲線は ACおよびBD間：１／p1＝d2v／dx2＝−１／EI ｛ｗ1／（2＋1／２）ｘ｝ CD間：１／p2＝d2v／dx2＝−１／EI｛ｗ1／ （2＋1／２）ｘ−ｗ／２（ｘ−2）2｝で表わ される。
形、すなわちたわみ曲線について説明する。第３
図において締付バー４が端板２に密着した場合、
締付バーの端板との密着部分CDの長さを1、端
板の両端からのそれぞれの突出部分の長さAC，
BDをそれぞれ同一として2、密着部分の単位長
さ当り締付力よる等分布荷重をｗ、縦弾性係数を
Ｅ、断面二次モーメントをＩ、そして第４図に示
すように締付バーAC間（Ｏ＜ｘ＜2：但しｘは
Ａからの任意の距離とする。）の中立軸Ｘ−Ｘを
通る曲率半径をp2，締付バーCD間（1＜ｘ＜
１＋2）の中立軸Ｘ−Ｘを通る曲率半径をp1、締
付バーの変位をｖとすればたわみ曲線は ACおよびBD間：１／p1＝d2v／dx2＝−１／EI ｛ｗ1／（2＋1／２）ｘ｝ CD間：１／p2＝d2v／dx2＝−１／EI｛ｗ1／ （2＋1／２）ｘ−ｗ／２（ｘ−2）2｝で表わ される。
したがつて上記のたわみ曲線を締付バーに与え
ることにより締付けによりセルスタツクの端面に
均一な面圧がかけられる。
ることにより締付けによりセルスタツクの端面に
均一な面圧がかけられる。
以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、積層単位体を複数個積層してセルスタツクを
構成する燃料電池の積層単位体の締付装置におい
て、前記積層単位体の両端に設けた端板とそれぞ
れ係合して積層単位体に所定の締付圧力を与える
係合部材と、該係合部材間に連結され前記係合部
材に締付力を付与するターンバツクルを有する締
付ねじとを備え、前記係合部材は前記積層単位体
を所定の締付圧力で締付けた際前記端板に一様に
密着するように締付力による変形をあらかじめ付
与された形状を有してなるようにしたことによ
り、締付け完了後係合部材は平担になつて前記端
板の面に一様に密着することになるのでユニツト
の単電池に均一な面圧をかけることができ、マト
リツクスやシール材等の破損等による単電池の損
傷を防ぐことができるという効果がある。さら
に、本考案の積層単位体の締付装置は、ターンバ
ツクルを用いているので、不良な単電池を交換す
る際やユニツトの特性試験を終了してセルスタツ
クの組み立てに移行する際に締付装置の着脱が容
易であり、また締付け力の調整も工具なしで可能
となる等の簡便さがある。
ば、積層単位体を複数個積層してセルスタツクを
構成する燃料電池の積層単位体の締付装置におい
て、前記積層単位体の両端に設けた端板とそれぞ
れ係合して積層単位体に所定の締付圧力を与える
係合部材と、該係合部材間に連結され前記係合部
材に締付力を付与するターンバツクルを有する締
付ねじとを備え、前記係合部材は前記積層単位体
を所定の締付圧力で締付けた際前記端板に一様に
密着するように締付力による変形をあらかじめ付
与された形状を有してなるようにしたことによ
り、締付け完了後係合部材は平担になつて前記端
板の面に一様に密着することになるのでユニツト
の単電池に均一な面圧をかけることができ、マト
リツクスやシール材等の破損等による単電池の損
傷を防ぐことができるという効果がある。さら
に、本考案の積層単位体の締付装置は、ターンバ
ツクルを用いているので、不良な単電池を交換す
る際やユニツトの特性試験を終了してセルスタツ
クの組み立てに移行する際に締付装置の着脱が容
易であり、また締付け力の調整も工具なしで可能
となる等の簡便さがある。
第１図は本考案の実施例による係合部材をユニ
ツトの端板に載置した状態を示す正面図、第２図
は第１図のユニツトを締付けた後の係合部材の状
態を示す部分正面図、第３図は係合部材としての
平担な締付バーを端板に密着させた場合の締付バ
ー各部の長さ等を示す説明図、第４図は本考案の
実施例による締付バーに与えるたわみ曲線を示す
説明図、第５図はユニツトの組立構造を示す分解
斜視図、第６図は従来の係合部材としての締付バ
ーをユニツトの端板に載置して締付ける前の状態
を示す正面図、第７図は第６図の締付バーにより
締付けた後の締付バーの変形を示す部分正面図で
ある。 １……積層単位体、２……上部端板、３……下
部端板、４，５……係合部材としての締付バー。
ツトの端板に載置した状態を示す正面図、第２図
は第１図のユニツトを締付けた後の係合部材の状
態を示す部分正面図、第３図は係合部材としての
平担な締付バーを端板に密着させた場合の締付バ
ー各部の長さ等を示す説明図、第４図は本考案の
実施例による締付バーに与えるたわみ曲線を示す
説明図、第５図はユニツトの組立構造を示す分解
斜視図、第６図は従来の係合部材としての締付バ
ーをユニツトの端板に載置して締付ける前の状態
を示す正面図、第７図は第６図の締付バーにより
締付けた後の締付バーの変形を示す部分正面図で
ある。 １……積層単位体、２……上部端板、３……下
部端板、４，５……係合部材としての締付バー。
Claims (1)
- 積層単位体を複数個積層してセルスタツクを構
成する燃料電池の積層単位体の締付装置におい
て、前記積層単位体の両端に設けた端板とそれぞ
れ係合して積層単位体に所定の締付圧力を与える
係合部材と、該係合部材間に連結され前記係合部
材に締付力を付与するターンバツクルを有する締
付ねじとを備え、前記係合部材は前記積層単位体
を所定の締付圧力で締付けた際前記端板に一様に
密着するように締付力による変形をあらかじめ付
与された形状を有してなることを特徴とする燃料
電池積層単位体の締付装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985001081U JPH0338943Y2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985001081U JPH0338943Y2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117463U JPS61117463U (ja) | 1986-07-24 |
| JPH0338943Y2 true JPH0338943Y2 (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=30473497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985001081U Expired JPH0338943Y2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338943Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166867U (ja) * | 1984-10-06 | 1986-05-08 |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP1985001081U patent/JPH0338943Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61117463U (ja) | 1986-07-24 |
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