JPH08138719A

JPH08138719A - 燃料電池の保守点検方法

Info

Publication number: JPH08138719A
Application number: JP6279013A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Mitsuzuka; 隆正三塚; Takehiro Kayano; 武広茅野; Hiroyuki Kimura; 弘之木村; Shinichi Ikeda; 紳一池田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料電池の保守点検時に、部品の破損を抑制
しかつ高い信頼性を確保しながら容易に積層体下部を解
体可能とする。【構成】積層体１の四方の側面Ｓ₁〜Ｓ₄に、反応ガ
ス供給・排出用のガスマニホールド４を、シール材５を
介して取り付ける。積層体１の上下の締付板２に横梁１
１を取り付け、上下の横梁１１の端部間に縦梁１２を取
り付ける。縦梁１２の長さ方向および幅方向のほぼ中央
部に、回転軸１３を取り付ける。縦梁１２に、積層体１
を水平方向に取り囲む枠１４を取り付ける。積層体１の
回転時に下側になる側面Ｓ₃のガスマニホールド４と枠
１４の間に荷重計１５を取り付け、反対側の側面Ｓ₄の
ガスマニホールド４と枠１４の間に変位計１６を取り付
ける。積層体１または回転治具１０にバランスウェイト
１７を取り付け、積層体構造物２０を構成する。回転軸
１３を回転させて積層体１を上下逆転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池に係り、特
に、燃料電池の保守点検時に、積層体の下部の解体を高
い信頼性で容易に行うための保守点検方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、燃料を電気化学プロセスで
酸化させることにより、この酸化反応に伴って放出され
る化学エネルギーを、直接電気エネルギーに変換する装
置である。このような燃料電池を使用した発電システム
は、比較的小さな規模でも発電の熱効率が４０〜５０％
にも達し、新鋭の火力発電システムをはるかにしのぐ発
電システムとして期待されている。

【０００３】また、このような燃料電池は、近年大きな
社会問題になっている公害要因であるＳＯｘ、ＮＯｘの
排出が極めて少ない、発電装置内に燃料サイクルを含ま
ないので大量の冷却水を必要としない、振動が小さく、
騒音・排ガスなどの環境問題が少ない、などの利点を持
っている。さらに、負荷変動に対して応答性が良い、原
理的に高い変換効率が期待できると共に、発電と同時に
熱も利用するコジェネシステムに向いている、などの特
徴があることから、その研究開発に期待と関心が寄せら
れ、実用化は目前に迫っている。

【０００４】この種の燃料電池としては、例えば、特開
昭６０−９３７６５号公報で開示されたものが知られて
いる。図４は、このような燃料電池の電池本体の典型的
な一例を示す図である。すなわち、この図４に示すよう
に、電池本体は、発電のための多数のセルと、セルで発
生する熱を排出するための冷却板を積層してなる積層体
１、積層体１をその上下から積層方向に締め付ける上下
の締付板２、積層体１と上下の締付板２の間に挿入する
スペーサ３、反応ガス供給・排出用のガスマニホールド
４、ガスマニホールド４と積層体１の間をシールするシ
ール材５を備えている。また、図示していないが、電池
本体はさらに、冷媒供給・排出用の冷媒マニホールド、
電気出力取出し用ブスバーなどを備えている。

【０００５】そして、積層体１のセルには、天然ガスな
どの燃料ガスと空気などの酸化剤ガスが、外部からガス
マニホールド４を介して供給・排出され、積層体１の冷
却板には水等の冷媒が、外部から冷媒マニホールドを介
して供給、排出されるようになっている。なお、このよ
うな燃料電池の積層体１は、一般に、炭素を主成分とす
る多数のセル、セパレータ板、および冷却板を多数個積
層して構成されており、各セルには一定量のリン酸など
の電解液が含浸されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示す
ような燃料電池の積層体１においては、燃料電池の長時
間の運転に伴い、材料の劣化などにより、その構成部品
の一部に不適合が生じる場合がある。そのため、従来で
は、周期的に積層体１の構成部品の保守点検を行ってい
る。すなわち、積層体１を上から順に解体して構成部品
の点検を行い、不適合部品がある場合には部品交換を行
っている。

【０００７】しかしながら、積層体１の構成部品は機械
的強度上破損し易く、また、長時間の使用による機械的
強度の低下により、解体によって信頼性が低下する恐れ
がある。特に、積層体１の下部の構成部品を点検・交換
する場合には、多数の交換部品と長い修理時間が必要と
なる。このことはコストの増大にもつながる。

【０００８】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
燃料電池の保守点検時に、部品の破損を抑制しかつ高い
信頼性を確保しながら容易に積層体下部を解体可能とし
て、交換部品の削減と修理時間の短縮を可能とすること
により、信頼性が高く、コストも低減可能な、優れた燃
料電池の保守点検方法を提供することである。

【０００９】より具体的に、請求項１記載の発明の目的
は、解体部品数を少なくして、部品の解体に伴う部品の
破損の発生を抑制し、高い信頼性を確保するとともに、
修理時間を短縮することである。請求項２記載の発明の
目的は、回転時における積層体の変形と応力集中を抑制
し、かつ積層体をスムーズに回転させることにより、回
転時における積層体の信頼性を向上するとともに、回転
治具の構成をできる限り小型・簡略化することである。
請求項３記載の発明の目的は、回転時において積層体を
横方向から支持することにより、回転時における積層体
の信頼性を向上することである。請求項４記載の発明の
目的は、回転時において積層体を横方向から支持すると
ともに、積層体の荷重を検出して回転治具の回転を適切
に制御することにより、回転時における積層体の信頼性
を向上することである。請求項５記載の発明の目的は、
回転時における積層体の変位を検出して回転治具の回転
を適切に制御することにより、回転時における積層体の
信頼性を向上することである。

【００１０】請求項６記載の発明の目的は、ターニング
ローラによって回転治具の制御をより適切に行うことに
より、回転時における積層体の信頼性を向上することで
ある。請求項７記載の発明の目的は、ターニングローラ
の駆動電源負荷、駆動トルクを検出して回転治具の回転
を適切に制御することにより、回転時における積層体の
信頼性を向上することである。

【００１１】請求項８記載の発明の目的は、回転時にお
いて積層体を横方向から支持することにより、回転時に
おける積層体の信頼性を向上することである。請求項９
記載の発明の目的は、回転時における積層体の横方向の
支持力をより増大することにより、回転時における積層
体の信頼性をより向上することである。請求項１０記載
の発明の目的は、ガスマニホールドと積層体との間に十
分な固定力を確保することにより、ガスマニホールドを
含めた積層体構造物全体の信頼性を向上することであ
る。

【００１２】請求項１１記載の発明の目的は、上下の締
付板による締付支持力を増大することにより、回転時に
おける積層体の信頼性を向上しながらしかも回転治具の
構成をできる限り小型・簡略化することである。請求項
１２記載の発明の目的は、回転中心と積層体構造物全体
の重心のずれを小さくして積層体をスムーズに回転させ
ることにより、回転時において積層体の横方向に加わる
荷重を極力低減し、かつ安定させて、回転時における積
層体の信頼性を向上することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による燃料電池の
保守点検方法は、電解液が含浸された複数のセルと、セ
ル間に挿入されるセパレータ板と、冷却板とが複数個積
層されて積層体が形成され、この積層体がその上下に取
り付けられた上下の締付板によって積層方向に締め付け
られてなる燃料電池の保守点検方法において、特に積層
体の下部を保守点検するための方法である。

【００１４】請求項１記載の方法は、積層体に回転治具
を取り付けてこの回転治具を回転させることにより、積
層体を正規状態と上下反対になるように回転させ、この
回転によって上部となった正規の下部部分から順に積層
部品を解体、点検することを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の方法は、請求項１記載の方
法において、さらに回転治具が次のように構成されたこ
とを特徴としている。すなわち、請求項２記載の方法に
おいて、回転治具は、積層体の第１の側面と対向するよ
うに配置されて上下の締付板間を接続する梁と、この梁
のほぼ中央に取り付けられた回転軸を備える。そして、
この回転軸の回転によって回転治具全体が回転するよう
に構成される。

【００１６】請求項３記載の方法は、請求項２記載の方
法において、さらに回転治具が次のように構成されたこ
とを特徴としている。すなわち、請求項３記載の方法に
おいて、回転治具は、梁に取り付けられて積層体を水平
方向に取り囲む枠を備え、この枠によって、積層体の第
１の側面と直交する第２の側面を支持するように構成さ
れる。

【００１７】請求項４記載の方法は、請求項３記載の方
法において、さらに回転治具の回転を次のように制御す
ることを特徴としている。すなわち、請求項４記載の方
法において、回転治具は、枠によって、積層体の第２の
側面を荷重計を介して支持するように構成される。そし
て、この荷重計による荷重の検出値に基づいて回転治具
の回転を制御する。

【００１８】請求項５記載の方法は、請求項２記載の方
法において、さらに回転治具の回転を次のように制御す
ることを特徴としている。すなわち、請求項５記載の方
法においては、積層体の第１の側面と直交する第２の側
面の撓みまたは滑りによる変位を検出し、その変位量に
基づいて回転治具の回転を制御する。

【００１９】請求項６、７記載の方法は、請求項１記載
の方法において、さらに回転治具を次のように回転させ
ることを特徴としている。請求項６記載の方法は、回転
方向および回転速度が可変の駆動装置を有するターニン
グローラによって回転治具を回転させることを特徴とし
ている。請求項７記載の方法は、請求項６記載の方法に
おいて、さらに、ターニングローラの駆動電源負荷、ま
たは駆動トルクを検出し、その検出量によって回転治具
の回転を制御することを特徴としている。

【００２０】請求項８〜１０記載の方法は、請求項１記
載の方法において、さらに積層体にマニホールドを取り
付けたことを特徴としている。請求項８記載の方法は、
積層体の側面に反応ガス供給排出用のガスマニホールド
を配置し、このガスマニホールドの上下端を上下の各締
付板にそれぞれ固定することを特徴としている。請求項
９記載の方法は、請求項８記載の方法において、さら
に、ガスマニホールド内に反応ガス仕切板を取り付け、
この反応ガス仕切板が下側になるようにして回転治具を
回転させることを特徴としている。請求項１０記載の方
法は、請求項８記載の方法において、ガスマニホールド
による積層体の締付力をＦｂ、積層体の質量をｍ、重力
加速度をｇとした場合に、Ｆｂ＞ｍｇの関係を有するこ
とを特徴としている。

【００２１】請求項１１、１２記載の方法は、請求項１
記載の方法において、さらに次のような特徴を有する。
請求項１１記載の方法は、上下の締付板による積層体の
締付力をＦａ、積層体を構成する各部材間の静止摩擦係
数の最小値をμ、積層体の質量をｍ、重力加速度をｇと
した場合に、μＦａ＞ｍｇの関係を有することを特徴と
している。請求項１２記載の方法は、積層体または回転
治具にバランスウェイトを取り付けることを特徴として
いる。

【００２２】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、請求項１記載の方法において、
積層体下部の構成部品を点検・交換する場合には、回転
治具によって積層体全体を上下逆転後、この時点で上部
となる正規の下部部分から順次積層体を解体することが
できる。そのため、正規の上部部分から解体する場合に
比べて、少数の部品の解体により構成部品の点検と不適
合部品の交換を容易に行うことができる。そして、点検
・交換を終了した時点で積層体を再度積層した後、この
積層体を再び回転治具によって上下逆転し、元の正規状
態に戻せばよい。したがって、解体部品数が少なくなる
ため、部品の解体に伴う部品の破損の発生を抑制し、高
い信頼性を確保することができ、また、修理時間を短縮
することができる。

【００２３】請求項２記載の方法においては、上下の締
付板間に回転治具を取り付けることにより、回転時にお
ける積層体の変形と応力集中を抑制することができるた
め、回転時における積層体の信頼性を向上することがで
きる。また、梁のほぼ中央に回転軸を取り付けているた
め、回転中心と回転治具を含めた積層体構造物全体の重
心とを近付けることができ、積層体をスムーズに回転さ
せることができる。したがって、回転時において積層体
に加わる荷重を極力低減し、かつ安定させることができ
るため、この点からも、回転時における積層体の信頼性
を向上することができる。さらに、梁と回転軸によって
回転治具をできる限り小型・簡略に構成することができ
る。

【００２４】請求項３記載の方法においては、積層体の
回転軸と平行となる第２の側面を、枠によって支持する
ことができる。したがって、この枠により、積層体の回
転時における横方向への荷重と変位をある程度支持し、
吸収することができ、回転時における積層体の信頼性を
向上することができる。

【００２５】請求項４記載の方法においては、積層体の
回転軸と平行となる第２の側面を、枠により、荷重計を
介して支持することができる。したがって、積層体の回
転時に仮に積層体が横方向に滑った場合や大きな撓みが
生じた場合に、この側面を荷重計によって十分に支持
し、吸収することができるため、回転時における積層体
の信頼性をより向上することができる。また、荷重計に
よって、回転時に積層体から加わる荷重を検出すること
ができるため、この検出値に応じて回転治具の回転を適
切に制御することができる。そして、検出値が許容値を
越える場合には、回転治具を逆回転させて速やかに積層
体を正規状態に戻し、バランスの確認や各部の点検を行
うことができるため、回転時における積層体の信頼性を
より向上することができる。

【００２６】請求項５記載の方法においては、積層体の
回転軸と平行となる第２の側面の撓みまたは滑りによる
変位を検出することができるため、検出した変位量に応
じて回転治具の回転を適切に制御することができる。そ
して、変位量が許容値を越える場合には、回転治具を逆
回転させて速やかに積層体を正規状態に戻し、バランス
の確認や各部の点検を行うことができるため、回転時に
おける積層体の信頼性をより向上することができる。

【００２７】請求項６記載の方法においては、ターニン
グローラによって、回転治具の回転方向および回転速度
を容易に変化させることができるため、回転治具の制御
を適切に行うことができる。したがって、回転時におけ
る積層体の信頼性を向上することができる。

【００２８】請求項７記載の方法においては、ターニン
グローラの駆動電源負荷、または駆動トルクを検出し、
その検出量によって回転治具の回転を適切に制御するこ
とができる。そして、検出量が許容値を越える場合に
は、回転治具を逆回転させて速やかに積層体を正規状態
に戻し、バランスの確認や各部の点検を行うことができ
るため、回転時における積層体の信頼性をより向上する
ことができる。

【００２９】請求項８記載の方法においては、ガスマニ
ホールドによって積層体の側面を支持することができ
る。したがって、このガスマニホールドにより、積層体
の回転時における横方向への荷重と変位をある程度支持
し、吸収することができ、回転時における積層体の信頼
性を向上することができる。

【００３０】請求項９記載の方法においては、ガスマニ
ホールドに取り付けた反応ガス仕切板が下側になるよう
にして回転治具を回転させることにより、積層体の回転
時における横方向の支持力をより増大することができ、
回転時における積層体の信頼性をより向上することがで
きる。

【００３１】請求項１０記載の方法においては、ガスマ
ニホールドによって積層体全体の重量より十分大きい力
で積層体を横方向から締め付けることができるため、ガ
スマニホールドと積層体との間に十分な固定力を確保で
きる。したがって、回転時において、仮に積層体の全重
量がガスマニホールドに作用した場合でも、上側になっ
たガスマニホールドが積層体から浮き上がることはな
く、ガスマニホールドを含めた積層体構造物全体の信頼
性を向上することができる。

【００３２】請求項１１記載の方法においては、上下の
締付板によって十分な力で積層体を締め付けることがで
きるため、積層体を横方向から支持しなくても、積層体
を十分に支持することができる。したがって、積層体の
回転時における締付支持力を増大することができ、回転
時における積層体の信頼性を向上しながらしかも回転治
具の構成をできる限り小型・簡略化することができる。

【００３３】請求項１２記載の方法においては、積層体
または回転治具にバランスウェイトを取り付けることに
より、回転中心と回転治具を含めた積層体構造物全体の
重心のずれを小さくすることができ、積層体をスムーズ
に回転させることができる。したがって、回転時におい
て積層体に加わる荷重を極力低減し、かつ安定させるこ
とができるため、回転時における積層体の信頼性を向上
することができる。

【００３４】

【実施例】以下には、本発明による燃料電池の保守点検
方法の一実施例について、図１〜図３を参照して具体的
に説明する。

【００３５】［１］実施例の構成まず、図１は、本発明を適用した保守点検方法の代表的
な一実施例を示す図である。この図１に示すように、積
層体１の正規状態における下部部分を点検・交換する場
合には、積層体１にマニホールド４を取り付けたままの
状態で、回転治具１０を取り付けて、積層体構造物２０
を構成する。すなわち、図１および図２に示すように、
積層体１の四方の側面Ｓ₁〜Ｓ₄には、反応ガス供給・
排出用のガスマニホールド４が、シール材５を介して取
り付けられている。このガスマニホールド４は、その上
下端に固定されている支持板６によって上下の各締付板
２に支持されている。また、各ガスマニホールド４内に
は、反応ガス仕切板７が取り付けられている。

【００３６】この場合、積層体１は、各ガスマニホール
ド４によって、積層体１全体の重量より十分大きな力で
その横方向から締め付けられている。また、積層体１
は、上下の締付板２によって、積層体１の横方向に加わ
る負荷より十分大きな力でその上下方向から締め付けら
れている。すなわち、積層体１は、上下の締付板２によ
る積層体１の締付力をＦａ、積層体１を構成する各部材
間の静止摩擦係数の最小値をμ、積層体の質量をｍ、重
力加速度をｇとした場合に、μＦａ＞ｍｇとなるような
締付力Ｆａで、締め付けられている。

【００３７】そして、このようにガスマニホールド４が
取り付けられた積層体１に対して、横梁１１、縦梁１
２、回転軸１３、および枠１４からなる回転治具１０を
取り付ける。すなわち、図２に示すように、積層体１の
上下の締付板２の上面および下面に各２本の横梁１１を
それぞれ取り付け、上下の各２本の横梁１１の同じ側の
端部間に縦梁１２をそれぞれ取り付ける。この結果、積
層体１の対向する一対の側面Ｓ₁，Ｓ₂に配置された各
ガスマニホールド４の外面に、各ガスマニホールド４と
対向する形で、各２本の縦梁１２がそれぞれ配置される
ことになる。そして、図１に示すように、同一のガスマ
ニホールド４に対向する２本の縦梁１２の長さ方向およ
び幅方向のほぼ中央部に、回転軸１３を取り付ける。さ
らに、縦梁１２には、図１および図２に示すように、積
層体１を水平方向に取り囲む枠１４を取り付ける。

【００３８】また、図１に示すように、積層体１の一対
の側面Ｓ₁，Ｓ₂と直交する一対の側面Ｓ₃，Ｓ₄のう
ち、積層体１の回転時に下側になる方の側面Ｓ₃に配置
されたガスマニホールド４と枠１４の間には、荷重計１
５を取り付ける。そして、積層体１の荷重計１５と反対
側の側面Ｓ₄に配置されたガスマニホールド４と枠１４
の間には、変位計１６を取り付ける。さらに、積層体１
または回転治具１０のいずれかにバランスウェイト１７
を取り付け、積層体構造物２０を構成する。なお、図１
においては、回転治具１０の横梁１１部分にバランスウ
ェイト１７を取り付けた状態を示している。

【００３９】以上のようにして、積層体１の周囲に、横
梁１１、縦梁１２、回転軸１３、および枠１４からなる
回転治具１０を取り付け、さらに、荷重計１５、変位計
１６、およびバランスウェイト１７を取り付けて、積層
体構造物２０を構成した状態で、図２および図３に示す
ように、回転治具１０の回転軸１３をターニングローラ
３０によって支持する。そして、このターニングローラ
３０によって、回転軸１３を図中矢印で示す順方向Ｆに
１８０度回転させる。この結果、回転治具１０およびこ
れに取り付けられた積層体１およびガスマニホールド４
を含む積層体構造物２０全体が順方向Ｆに１８０度回転
する。すなわち、積層体１の正規状態における上下が逆
転し、正規の下部部分が上部に位置し、正規の上部部分
が下部に位置する形となる。なお、ターニングローラ３
０は、回転方向および回転速度が可変の駆動装置を有す
る。

【００４０】また、ターニングローラ３０による積層体
１の回転時には、荷重計１５によって、積層体１の横方
向に加わる荷重を測定するとともに、変位計１６によっ
て、積層体１の撓みや滑りによる変位を測定する。この
場合、ターニングローラ３０の駆動電源負荷または駆動
トルクの検出も同時に行う。そして、これらの検出量に
よって、ターニングローラ３０の回転方向および回転速
度を制御する。

【００４１】［２］実施例の作用と効果以上のような構成を有する本実施例の保守点検方法によ
れば、次のような作用と効果が得られる。

【００４２】まず、積層体１の下部の構成部品を点検・
交換する場合には、前述したような操作で、ターニング
ローラ３０によって積層体構造物２０全体を１８０度回
転させることにより、積層体１を上下逆転させる。この
時点で、正規状態における下部部分は上部に位置するた
め、この部分から順次積層体１を解体し、点検・交換を
行うことができる。そのため、正規の上部部分から解体
していた従来方法に比べて、必要最小限の部品の解体の
みにより、構成部品の点検と不適合部品の交換を容易に
行うことができる。そして、このような必要最小限の部
品の解体による点検・交換を終了した時点で、積層体１
を再度積層し、この後、積層体１をターニングローラ３
０によって再び上下逆転することにより、積層体１を元
の正規状態に容易に戻すことができる。したがって、従
来に比べて解体部品数が少なくなるため、その分だけ部
品の解体に伴う部品の破損の発生を抑制し、高い信頼性
を確保することができ、また、修理時間を短縮すること
ができる。

【００４３】ところで、積層体１を構成するセルは、リ
ン酸などの電解液を含んだ炭素などの脆い材料で構成さ
れているので、このセルを積層したまま回転する際に
は、起動、停止時に大きな荷重が加わらないように、起
動、停止速度を低速とする必要がある。その一方で、セ
ルに含まれたリン酸などの電解液が漏出しないように、
回転時間を極力短縮する必要がある。これに対して、本
実施例では、ターニングローラ３０によって、回転治具
１０の回転方向および回転速度を容易に変化させること
ができるため、回転治具１０の制御を適切に行うことが
でき、回転時における積層体１の信頼性を向上すること
ができる。特に、ターニングローラ３０としては、イン
バータモータなどを使用した無段変速可能なものを使用
することが望ましい。

【００４４】また、以上のような構成を有する積層体１
の回転時には、積層体１の変形を小さくし、かつ応力集
中をできるだけ回避してセルの破損を防止することが必
要である。これに対して、本実施例においては、上下の
締付板２間に縦梁１２を取り付けているため、回転時に
おける積層体１の変形と応力集中を抑制することがで
き、回転時における積層体１の信頼性を向上することが
できる。さらに、積層体１の側面Ｓ₁，Ｓ₂に配置され
た各２本の縦梁１２の幅方向および長さ方向のほぼ中央
に回転軸１３を取り付けるとともに、積層体１または回
転治具１０にバランスウェイト１７を取り付けているた
め、回転中心と積層体構造物２０全体の重心とのずれを
できるだけ小さくでき、積層体１をスムーズに回転させ
ることができる。したがって、回転時において積層体１
に加わる荷重を極力低減し、かつ安定させることができ
るため、回転時における積層体１の信頼性を向上するこ
とができる。

【００４５】さらに、図１に示すように、積層体１の一
対の側面Ｓ₁，Ｓ₂と交差する回転軸１３によって積層
体１を回転させる場合、積層体１の別の一対の側面
Ｓ₃，Ｓ₄には、回転に起因する横方向の荷重が加わる
ことになる。特に、回転時に下側となる側面Ｓ₃には、
回転に起因する荷重に加えて、重力に起因する荷重が相
乗的に加わることになる。これに対して、本実施例にお
いては、側面Ｓ₃，Ｓ₄に加わる荷重を枠１４により支
持することができる。そのため、この枠１４により、積
層体１の回転時における横方向への荷重と変位をある程
度支持し、吸収することができる。特に、回転時に下側
となる側面Ｓ₃に加わる大きな荷重を、枠１４により、
荷重計１５を介して支持することができる。そのため、
積層体の回転時に仮に積層体１の側面Ｓ₃が横方向（下
方向）に滑った場合や大きな撓みが生じた場合には、こ
の側面Ｓ₃を枠１４および荷重計１５によって十分に支
持し、吸収することができる。したがって、回転時にお
ける積層体１の信頼性をより向上することができる。

【００４６】一方、本実施例においては、以上のような
積層体１の回転時に、荷重計１５と変位計１６によって
積層体１の横方向の荷重や変位を測定するとともに、タ
ーニングローラ３０の駆動電源負荷または駆動トルクの
検出を行っているため、これらの検出量によって、ター
ニングローラ３０による積層体１の回転を適切に制御す
ることができる。そして、各検出量が許容値を越える場
合には、回転治具１０を逆回転させて速やかに積層体１
を正規状態に戻し、バランスの確認や各部の点検を行う
ことができるため、回転時における積層体１の信頼性を
より向上することができる。

【００４７】また、本実施例においては、積層体１の４
側面Ｓ₁〜Ｓ₄に、ガスマニホールド４をシール材５を
介して取り付けているため、このガスマニホールド４に
よって積層体１の各側面Ｓ₁〜Ｓ₄を支持することがで
きる。特に、本実施例においては、各ガスマニホールド
４内に、反応ガス仕切板７を取り付けているため、積層
体１の回転時における横方向の支持力をより増大するこ
とができる。さらに、本実施例においては、ガスマニホ
ールド４によって、積層体１全体の重量より十分大きい
力で積層体１を横方向から締め付けているため、積層体
１が９０度回転してその横方向が上下方向に一致した際
に、万一積層体１の全重量がガスマニホールド４に作用
した場合でも、上側になったガスマニホールド４が積層
体から浮き上がることはない。したがって、このガスマ
ニホールド４を含めた積層体構造物２０全体の信頼性を
向上することができ、それによって積層体１の信頼性を
向上することができる。

【００４８】そしてまた、本実施例においては、上下の
締付板２による積層体１の締付力をＦａ、積層体１を構
成する各部材間の静止摩擦係数の最小値をμ、積層体１
の質量をｍ、重力加速度をｇとした場合に、μＦａ＞ｍ
ｇとなるような締付力Ｆａで積層体１を締め付けている
ため、この締付力Ｆａだけで、積層体１を十分に支持す
ることができる。すなわち、積層体１が９０度回転して
その横方向が上下方向に一致した場合でも、積層体１を
構成する各部材が横方向（下方向）にずれる恐れはな
く、回転時における積層体１の信頼性を向上できる。し
たがって、この締付力Ｆａを保持することにより、図１
における枠１４やマニホールド４を省略した場合でも、
回転時における積層体１の信頼性を十分に確保すること
ができる。

【００４９】以上のように、本発明によれば、積層体１
の下部部分の点検・交換時に、この積層体１に回転治具
１０を取り付けて積層体構造物２０を構成し、この積層
体構造物２０をターニングローラ３０で回転させること
により、積層体１の信頼性を低下させることなしに、積
層体１を容易に上下逆転させることができる。そして、
このように上下逆転させた状態で、上部に位置している
正規の下部部分を解体することができるため、必要最小
限の部品の解体のみにより、構成部品の点検と不適合部
品の交換を容易に行うことができる。したがって、本実
施例の保守点検方法によれば、積層体１の交換部品を削
減し、修理時間を短縮しながら、しかも、信頼性の高い
保守点検を行うことができる。

【００５０】［３］他の実施例なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、他にも多種多様な変形例を実施可能である。すなわ
ち、対象となる積層体の寸法・重量などに応じて、回転
治具の具体的な構造やこの回転治具を回転させるための
具体的な方法は、適宜変更可能である。例えば、積層体
が比較的小型・軽量である場合などには、上下の締付板
により、前述した関係：μＦａ＞ｍｇを満たす締付力Ｆ
ａによって積層体を締め付けるだけで、回転時における
積層体の信頼性を十分に確保することができる。このよ
うな場合には、前述したように、図１における枠１４や
マニホールド４を省略することが可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池
の保守点検方法においては、積層体に取り付けた回転治
具を回転させ、それによって、積層体を正規状態と上下
逆転させることにより、部品の破損を抑制しかつ高い信
頼性を確保しながら容易に積層体下部を解体可能とし
て、交換部品を削減するとともに、修理時間を短縮する
ことができる。したがって、保守点検の信頼性を向上で
き、コストも低減可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した保守点検方法の一実施例にお
いて構成した積層体構造物を回転軸方向から示す側面
図。

【図２】図１の積層体構造物をターニングローラによっ
て支持した状態を回転軸と直交方向から示す側面図。

【図３】図２の状態を回転軸方向から示す側面図。

【図４】燃料電池の電池本体の典型的な一例を示す斜視
図。

【符号の説明】

１…積層体２…締付板３…スペーサ４…ガスマニホールド５…シール材６…支持板７…反応ガス仕切板１０…回転治具１１…横梁１２…縦梁１３…回転軸１４…枠１５…荷重計１６…変位計１７…バランスウェイト２０…積層体構造物３０…ターニングローラ

フロントページの続き (72)発明者池田紳一神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号株式会社東芝浜川崎工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解液が含浸された複数のセルと、セル
間に挿入されるセパレータ板と、冷却板とが複数個積層
されて積層体が形成され、この積層体がその上下に取り
付けられた上下の締付板によって積層方向に締め付けら
れてなる燃料電池の保守点検方法において、前記積層体に回転治具を取り付けてこの回転治具を回転
させることにより、積層体を正規状態と上下反対になる
ように回転させ、この回転によって上部となった正規の
下部部分から順に積層部品を解体、点検することを特徴
とする燃料電池の保守点検方法。
【請求項２】前記回転治具は、前記積層体の第１の側
面と対向するように配置されて前記上下の締付板間を接
続する梁と、この梁のほぼ中央に取り付けられた回転軸
を備え、この回転軸の回転によって回転治具全体が回転
するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の
燃料電池の保守点検方法。
【請求項３】前記回転治具は、前記梁に取り付けられ
て前記積層体を水平方向に取り囲む枠を備え、この枠に
よって、積層体の前記第１の側面と直交する第２の側面
を支持するように構成されたことを特徴とする請求項２
記載の燃料電池の保守点検方法。
【請求項４】前記回転治具は、前記枠によって、前記
積層体の前記第２の側面を荷重計を介して支持するよう
に構成され、この荷重計による荷重の検出値に基づいて
回転治具の回転を制御することを特徴とする請求項３記
載の燃料電池の保守点検方法。
【請求項５】前記積層体の前記第１の側面と直交する
第２の側面の撓みまたは滑りによる変位を検出し、検出
した変位量に基づいて前記回転治具の回転を制御するこ
とを特徴とする請求項２記載の燃料電池の保守点検方
法。
【請求項６】回転方向および回転速度が可変の駆動装
置を有するターニングローラによって前記回転治具を回
転させることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の保
守点検方法。
【請求項７】前記ターニングローラの駆動電源負荷、
または駆動トルクを検出し、その検出量によって前記回
転治具の回転を制御することを特徴とする請求項６記載
の燃料電池の保守点検方法。
【請求項８】前記積層体の側面に反応ガス供給排出用
のガスマニホールドを配置し、このガスマニホールドの
上下端を前記上下の各締付板にそれぞれ固定することを
特徴とする請求項１記載の燃料電池の保守点検方法。
【請求項９】前記ガスマニホールド内に反応ガス仕切
板を取り付け、この反応ガス仕切板が下側になるように
して前記回転治具を回転させることを特徴とする請求項
８記載の燃料電池の保守点検方法。
【請求項１０】前記ガスマニホールドによる前記積層
体の締付力をＦｂ、積層体の質量をｍ、重力加速度をｇ
とした場合に、Ｆｂ＞ｍｇの関係を有することを特徴と
する請求項８記載の燃料電池の保守点検方法。
【請求項１１】前記上下の締付板による積層体の締付
力をＦａ、積層体を構成する各部材間の静止摩擦係数の
最小値をμ、積層体の質量をｍ、重力加速度をｇとした
場合に、μＦａ＞ｍｇの関係を有することを特徴とする
請求項１記載の燃料電池の保守点検方法。
【請求項１２】前記積層体または前記回転治具にバラ
ンスウェイトを取り付けることを特徴とする請求項１記
載の燃料電池の保守点検方法。