JPH08162144A - 平板型固体電解質燃料電池 - Google Patents
平板型固体電解質燃料電池Info
- Publication number
- JPH08162144A JPH08162144A JP6300634A JP30063494A JPH08162144A JP H08162144 A JPH08162144 A JP H08162144A JP 6300634 A JP6300634 A JP 6300634A JP 30063494 A JP30063494 A JP 30063494A JP H08162144 A JPH08162144 A JP H08162144A
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- Japan
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- fiber
- gas
- gasket
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池本体に燃料ガス及び酸化ガスをそれ
ぞれ供給・排出するマニホールドのシール性を向上させ
た平板型固体電解質燃料電池を提供する。 【構成】 単電池セルを複数積層してなる燃料電池本体
１５と、該燃料電池本体に燃料ガス及び酸化ガスをそれ
ぞれ供給・排出し該燃料電池本体にガスケット２８を介
して接続するマニホールド１６Ａを具えた平板型固体電
解質燃料電池において、上記ガスケット２８をセラミッ
ク繊維単体のガスケットとすると共に、燃料電池稼働温
度近傍の温度で溶融する耐熱シール材３１をその半径方
向に組み合わせ配置し一体成形した。
ぞれ供給・排出するマニホールドのシール性を向上させ
た平板型固体電解質燃料電池を提供する。 【構成】 単電池セルを複数積層してなる燃料電池本体
１５と、該燃料電池本体に燃料ガス及び酸化ガスをそれ
ぞれ供給・排出し該燃料電池本体にガスケット２８を介
して接続するマニホールド１６Ａを具えた平板型固体電
解質燃料電池において、上記ガスケット２８をセラミッ
ク繊維単体のガスケットとすると共に、燃料電池稼働温
度近傍の温度で溶融する耐熱シール材３１をその半径方
向に組み合わせ配置し一体成形した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池本体に燃料ガ
ス及び酸化ガスをそれぞれ供給・排出するマニホールド
のシール性を向上させた平板型固体電解質燃料電池に関
する。
ス及び酸化ガスをそれぞれ供給・排出するマニホールド
のシール性を向上させた平板型固体電解質燃料電池に関
する。
【０００２】
【従来の技術】平板型固体電解質燃料電池を用いた発電
装置の構造を図２及び図３に示す。先ず、図２に示すよ
うに、外壁としての本体ケーシング１１の内部は、仕切
り板（底板）１２によって二分割されており、該仕切り
板１２によって仕切られた上部空間には電池収納室１３
が形成され、該仕切り板１２の下部空間には排ガス空間
室１４を形成している。
装置の構造を図２及び図３に示す。先ず、図２に示すよ
うに、外壁としての本体ケーシング１１の内部は、仕切
り板（底板）１２によって二分割されており、該仕切り
板１２によって仕切られた上部空間には電池収納室１３
が形成され、該仕切り板１２の下部空間には排ガス空間
室１４を形成している。
【０００３】上記仕切り板１２上には、単電池セルを複
数積層してなる燃料電池本体１５が載置されている。ま
た、図３に示すように、上記燃料電池本体１５の両側面
には、燃料及び酸化剤（空気）ガスを導入・排出する入
口側マニホールド１６Ａ，１６Ｂ、出口側マニホールド
１７Ａ，１７Ｂが各々相対向して設けられており、外部
から供給される燃料ガス及び排気ガスの吸気ガス室１８
Ａ，１８Ｂ及び排気ガス室１９Ａ，１９Ｂを構成してい
る。なお、図３においては、符号１６Ａ，１７Ａ，１８
Ａ，１９Ａが図示する各部材は燃料ガス２０側の部材を
各々図示し、符号１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂ，１９Ｂが図
示する各部材は酸化剤ガス２１側の部材を各々図示して
いる。以下、両者のガスの流れはクロスして流れる以外
は同様であるので、図２では燃料ガス２０の流れを基に
してその供給・排気の場合について説明する。
数積層してなる燃料電池本体１５が載置されている。ま
た、図３に示すように、上記燃料電池本体１５の両側面
には、燃料及び酸化剤（空気）ガスを導入・排出する入
口側マニホールド１６Ａ，１６Ｂ、出口側マニホールド
１７Ａ，１７Ｂが各々相対向して設けられており、外部
から供給される燃料ガス及び排気ガスの吸気ガス室１８
Ａ，１８Ｂ及び排気ガス室１９Ａ，１９Ｂを構成してい
る。なお、図３においては、符号１６Ａ，１７Ａ，１８
Ａ，１９Ａが図示する各部材は燃料ガス２０側の部材を
各々図示し、符号１６Ｂ，１７Ｂ，１８Ｂ，１９Ｂが図
示する各部材は酸化剤ガス２１側の部材を各々図示して
いる。以下、両者のガスの流れはクロスして流れる以外
は同様であるので、図２では燃料ガス２０の流れを基に
してその供給・排気の場合について説明する。
【０００４】図２に示すように、本体ケーシング１１及
び仕切り板１２には、穴部１１ａ，１２ａがそれぞれ形
成されており、該穴部１１ａ，１２ａには外部からの燃
料ガス２０をマニホールド１６Ａの開口部１６ａを介し
て吸気ガス室１８Ａ内に導入するガス入口管２２と、マ
ニホールド１７の排気ガス室１９Ａ内からの残ガス２３
を排出する残ガス出口管２４とが各々接続されており、
ガスの導入・排出を行ってている。
び仕切り板１２には、穴部１１ａ，１２ａがそれぞれ形
成されており、該穴部１１ａ，１２ａには外部からの燃
料ガス２０をマニホールド１６Ａの開口部１６ａを介し
て吸気ガス室１８Ａ内に導入するガス入口管２２と、マ
ニホールド１７の排気ガス室１９Ａ内からの残ガス２３
を排出する残ガス出口管２４とが各々接続されており、
ガスの導入・排出を行ってている。
【０００５】また、上記燃料ガス入口管２２及び残ガス
出口管２４の外部にある他端部の外周面には、燃料ガス
入口管フレキシブル継手２５及び残ガス出口管フレキシ
ブル継手２６が設けられており、本体ケーシング１１の
内部と外部とを遮蔽するようになっている。また、上記
燃料電池本体１５と本体ケーシング１１との間にさらに
該燃料電池本体１５を覆い込む電池外部ケーシング２７
が仕切板１２上に設けられている。
出口管２４の外部にある他端部の外周面には、燃料ガス
入口管フレキシブル継手２５及び残ガス出口管フレキシ
ブル継手２６が設けられており、本体ケーシング１１の
内部と外部とを遮蔽するようになっている。また、上記
燃料電池本体１５と本体ケーシング１１との間にさらに
該燃料電池本体１５を覆い込む電池外部ケーシング２７
が仕切板１２上に設けられている。
【０００６】このような発電装置においては、燃料ガス
２０は燃料ガス入口管２２を介して吸気ガス室１８Ａに
供給され、燃料電池本体１５において発電に供され、発
電後は残ガス２３として排気ガス室１９Ａに流れ、残ガ
ス出口管２４を通して、本体ケーシング１１外に排出さ
れ、その後回収されている。
２０は燃料ガス入口管２２を介して吸気ガス室１８Ａに
供給され、燃料電池本体１５において発電に供され、発
電後は残ガス２３として排気ガス室１９Ａに流れ、残ガ
ス出口管２４を通して、本体ケーシング１１外に排出さ
れ、その後回収されている。
【０００７】また、燃料電池本体１５、ガス供給室１８
Ａ、排気ガス室１９Ａ、本体ケーシング１１及び仕切板
１２等はそれぞれ異なる材料で作られているため、高温
時には熱膨張による熱変形や伸びが生じる。電池内部は
発電効率を考慮して作動温度は約９００〜１１００℃の
高温で使用されている。そこで、燃料電池本体１５とマ
ニホールド１６Ａ，１７Ａとのガスシールはそれらの間
にセラミックス繊維単体のガスケット２８を挟み込むと
共にマニホールド１６Ａ，１７Ａの背面に設けられた押
圧手段（例えばバネ、弾性部材等）２９によって面圧を
付加し、接合面をなじましてシールを行っている。
Ａ、排気ガス室１９Ａ、本体ケーシング１１及び仕切板
１２等はそれぞれ異なる材料で作られているため、高温
時には熱膨張による熱変形や伸びが生じる。電池内部は
発電効率を考慮して作動温度は約９００〜１１００℃の
高温で使用されている。そこで、燃料電池本体１５とマ
ニホールド１６Ａ，１７Ａとのガスシールはそれらの間
にセラミックス繊維単体のガスケット２８を挟み込むと
共にマニホールド１６Ａ，１７Ａの背面に設けられた押
圧手段（例えばバネ、弾性部材等）２９によって面圧を
付加し、接合面をなじましてシールを行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
発電装置は、電池本体や外部マニホールドの熱変形に追
随させるために、ガスケットにバネ効果を持たせるの
に、例えばアルミニナ、シリカ系のセラミック繊維単体
ガスケットを使用していた。
発電装置は、電池本体や外部マニホールドの熱変形に追
随させるために、ガスケットにバネ効果を持たせるの
に、例えばアルミニナ、シリカ系のセラミック繊維単体
ガスケットを使用していた。
【０００９】しかしながら、セラミック繊維単体ではバ
ネ効果は期待できるが、ガスケットの中の空隙率が大き
いためにシールが悪いという問題が生じ、この結果、該
シールのリークが発生すると燃料電池の発電膜が損傷さ
れ、安定した発電ができないという問題がある。
ネ効果は期待できるが、ガスケットの中の空隙率が大き
いためにシールが悪いという問題が生じ、この結果、該
シールのリークが発生すると燃料電池の発電膜が損傷さ
れ、安定した発電ができないという問題がある。
【００１０】本発明は上記問題に鑑み、燃料電池本体の
シール性を向上させ、該シールのリークにより生じる発
電膜の損傷を防止し、安定した発電ができる平板型固体
電解質燃料電池を提供することを目的とする。
シール性を向上させ、該シールのリークにより生じる発
電膜の損傷を防止し、安定した発電ができる平板型固体
電解質燃料電池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
本発明の平板型固体電解質燃料電池の構成は、単電池セ
ルを複数積層してなる燃料電池本体と、該燃料電池本体
に燃料ガス及び酸化ガスをそれぞれ供給・排出し該燃料
電池本体にガスケットを介して接続するマニホールドか
らなる平板型固体電解質燃料電池において、上記ガスケ
ットが、セラミック繊維単体のガスケットと燃料電池稼
働温度近傍の温度で溶融する耐熱シール材とをその半径
方向に組み合わせ配置し、一体成型してなることを特徴
とする。
本発明の平板型固体電解質燃料電池の構成は、単電池セ
ルを複数積層してなる燃料電池本体と、該燃料電池本体
に燃料ガス及び酸化ガスをそれぞれ供給・排出し該燃料
電池本体にガスケットを介して接続するマニホールドか
らなる平板型固体電解質燃料電池において、上記ガスケ
ットが、セラミック繊維単体のガスケットと燃料電池稼
働温度近傍の温度で溶融する耐熱シール材とをその半径
方向に組み合わせ配置し、一体成型してなることを特徴
とする。
【００１２】上記平板型固体電解質燃料電池において、
上記セラミック繊維単体が、シリカ系繊維、アルミナ系
繊維、ジルコニア系繊維、炭素系繊維、窒化ケイ素系繊
維及び炭化ケイ素系繊維の何れかの繊維材料又はこれら
を組合わせた複合繊維材料からなることを特徴とする。
上記セラミック繊維単体が、シリカ系繊維、アルミナ系
繊維、ジルコニア系繊維、炭素系繊維、窒化ケイ素系繊
維及び炭化ケイ素系繊維の何れかの繊維材料又はこれら
を組合わせた複合繊維材料からなることを特徴とする。
【００１３】上記平板型固体電解質燃料電池において、
上記耐熱シール材が珪酸ナトリウムであることを特徴と
する。
上記耐熱シール材が珪酸ナトリウムであることを特徴と
する。
【００１４】
【作用】前述したように構成された本電池構造では、セ
ラミックス繊維担体（例えばシリカ、アルミナ等）が熱
変形に対して追随する機能を果たし、半径方向の片側若
しくは両側に配置した耐熱シール材（例えば珪酸ナトリ
ウム）がガスのシール機能を果たすこととなる。
ラミックス繊維担体（例えばシリカ、アルミナ等）が熱
変形に対して追随する機能を果たし、半径方向の片側若
しくは両側に配置した耐熱シール材（例えば珪酸ナトリ
ウム）がガスのシール機能を果たすこととなる。
【００１５】
【実施例】以下、平板型固体電解質燃料電池の好適な一
実施例を図面を参照しつつて説明する。
実施例を図面を参照しつつて説明する。
【００１６】図１は、前述した図２に示す平板型固体電
解質燃料電池を用いた発電装置のＡ部のシール構造の一
断面図を示す。尚、図中図２に示したものと同一部材に
ついては同一の符号を付してその説明は省略する。
解質燃料電池を用いた発電装置のＡ部のシール構造の一
断面図を示す。尚、図中図２に示したものと同一部材に
ついては同一の符号を付してその説明は省略する。
【００１７】図１に示すように、単電池セルを複数積層
してなる燃料電池本体１５と、該燃料電池本体１５に燃
料ガス及び酸化ガスをそれぞれ供給・排出し該燃料電池
本体にガスケット２８を介して接続するマニホールド１
６Ａを具えた平板型固体電解質燃料電池において、上記
ガスケット２８をセラミック繊維単体のガスケットとす
ると共に、燃料電池稼働温度近傍の温度で溶融する耐熱
シール材３１をその半径方向に組み合わせ配置し一体成
形した。すなわち、マニホールド１６Ａと電池本体１５
との当接面にセラミック繊維単体のガスケット２８を配
置してバネ等の押圧手段２９によって押さえつけられて
いることで、熱変形に対して追随する機能を果たして吸
気ガス室１６Ａの密閉性を確保すると共に、この繊維単
体のガスケット２８の半径方向の両側に燃料電池稼働温
度近傍の温度で溶融する耐熱シール材３１を一体に配置
・形成することで、該耐熱シール材３１の熱溶融性によ
りガスシール機能を更に向上させるようにしている。
してなる燃料電池本体１５と、該燃料電池本体１５に燃
料ガス及び酸化ガスをそれぞれ供給・排出し該燃料電池
本体にガスケット２８を介して接続するマニホールド１
６Ａを具えた平板型固体電解質燃料電池において、上記
ガスケット２８をセラミック繊維単体のガスケットとす
ると共に、燃料電池稼働温度近傍の温度で溶融する耐熱
シール材３１をその半径方向に組み合わせ配置し一体成
形した。すなわち、マニホールド１６Ａと電池本体１５
との当接面にセラミック繊維単体のガスケット２８を配
置してバネ等の押圧手段２９によって押さえつけられて
いることで、熱変形に対して追随する機能を果たして吸
気ガス室１６Ａの密閉性を確保すると共に、この繊維単
体のガスケット２８の半径方向の両側に燃料電池稼働温
度近傍の温度で溶融する耐熱シール材３１を一体に配置
・形成することで、該耐熱シール材３１の熱溶融性によ
りガスシール機能を更に向上させるようにしている。
【００１８】ここで、本発明で該耐熱シール材として
は、例えば珪酸ナトリウム（珪酸ソーダともいう）等を
挙げることができるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、燃料電池稼働温度近傍の温度で溶融する他の
耐熱シール材を用いてもよい。
は、例えば珪酸ナトリウム（珪酸ソーダともいう）等を
挙げることができるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、燃料電池稼働温度近傍の温度で溶融する他の
耐熱シール材を用いてもよい。
【００１９】また、本発明でセラミック繊維単体として
は、例えばシリカ系繊維、アルミナ系繊維、ジルコニア
系繊維、炭素系繊維、窒化ケイ素系繊維及び炭化ケイ素
系繊維の何れかの繊維材料又はこれらを組合わせた複合
繊維材料を挙げることができる。
は、例えばシリカ系繊維、アルミナ系繊維、ジルコニア
系繊維、炭素系繊維、窒化ケイ素系繊維及び炭化ケイ素
系繊維の何れかの繊維材料又はこれらを組合わせた複合
繊維材料を挙げることができる。
【００２０】よって、図１に示すように、燃料電池本体
１５に対するマニホールド１６Ａ，１６Ｂのシール構造
において、セラミック繊維単体ガスケット２８を中央に
配すると共に、その半径方向の片側若しくは両側に耐熱
シール材３１として珪酸ナトリウムを配置して一体成形
することにより、セラミックス繊維が熱変形に対する追
随機能を果たすと共に、該耐熱シール材によりガスのシ
ール機能を持たせたことによりシール性を向上させるこ
とができる。よって、燃料電池の発電効率を図２に示し
たような従来の装置のシール性と較べてよりそのシール
性を向上させることができ、その結果、燃料ガス又は酸
化ガスのリークにより生じる発電膜の損傷を一層防止す
ることができ、安定した発電が可能となる。
１５に対するマニホールド１６Ａ，１６Ｂのシール構造
において、セラミック繊維単体ガスケット２８を中央に
配すると共に、その半径方向の片側若しくは両側に耐熱
シール材３１として珪酸ナトリウムを配置して一体成形
することにより、セラミックス繊維が熱変形に対する追
随機能を果たすと共に、該耐熱シール材によりガスのシ
ール機能を持たせたことによりシール性を向上させるこ
とができる。よって、燃料電池の発電効率を図２に示し
たような従来の装置のシール性と較べてよりそのシール
性を向上させることができ、その結果、燃料ガス又は酸
化ガスのリークにより生じる発電膜の損傷を一層防止す
ることができ、安定した発電が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、セラミックス繊維単体
（例えばシリカ、アルミナ等）が熱変形に対して追随す
る機能を果たし、半径方向の片側若しくは両側に配置し
た耐熱シール材（例えば珪酸ナトリウム）がガスのシー
ル機能を果たすこととなり、その結果、燃料ガス又は酸
化ガスのリークにより生じる発電膜の損傷を一層防止す
ることができ、安定した発電が可能となる。
（例えばシリカ、アルミナ等）が熱変形に対して追随す
る機能を果たし、半径方向の片側若しくは両側に配置し
た耐熱シール材（例えば珪酸ナトリウム）がガスのシー
ル機能を果たすこととなり、その結果、燃料ガス又は酸
化ガスのリークにより生じる発電膜の損傷を一層防止す
ることができ、安定した発電が可能となる。
【図１】本発明による平板型固体電解質燃料電池のシー
ル構造の要部の断面図である。
ル構造の要部の断面図である。
【図２】平板型固体電解質燃料電池を用いた発電装置の
構造を表す縦断面図である。
構造を表す縦断面図である。
【図３】その横断面図である。
１１ 本体ケーシング １５ 燃料電池本体 １６Ａ，１６Ｂ 入口側マニホールド １７Ａ，１７Ｂ 出口側マニホールド １８Ａ，１８Ｂ 吸気ガス室 １９Ａ，１９Ｂ 排気ガス室 ２０ 燃料ガス ２１ 酸化剤ガス ２２ ガス入口管 ２３ 残ガス ２４ 残ガス出口管 ２７ 電池外部ケーシング ２８ ガスケット ２９ 押圧手段（バネ、弾性部材等） ３１ 耐熱シール材
Claims (3)
- 【請求項１】 単電池セルを複数積層してなる燃料電池
本体と、該燃料電池本体に燃料ガス及び酸化ガスをそれ
ぞれ供給・排出し該燃料電池本体にガスケットを介して
接続するマニホールドを有する平板型固体電解質燃料電
池において、上記ガスケットが、セラミック繊維単体の
ガスケットと燃料電池稼働温度近傍の温度で溶融する耐
熱シール材とをその半径方向に組み合わせ配置し、一体
成型してなることを特徴とする平板型固体電解質燃料電
池。 - 【請求項２】 請求項１記載の平板型固体電解質燃料電
池において、 上記セラミック繊維単体が、シリカ系繊維、アルミナ系
繊維、ジルコニア系繊維、炭素系繊維、窒化ケイ素系繊
維及び炭化ケイ素系繊維の何れかの繊維材料又はこれら
を組合わせた複合繊維材料からなることを特徴とする平
板型固体電解質燃料電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の平板型固体電解質
燃料電池において、上記耐熱シール材が珪酸ナトリウム
であることを特徴とする平板型固体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6300634A JPH08162144A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6300634A JPH08162144A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162144A true JPH08162144A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17887231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6300634A Withdrawn JPH08162144A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 平板型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162144A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537285A (ja) * | 2005-03-21 | 2008-09-11 | ズルツァー・ヘキス・アクチェンゲゼルシャフト | 高温燃料電池および電池スタック用多要素スリーブを備える機械装置 |
| JP2015510662A (ja) * | 2012-01-24 | 2015-04-09 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ | 燃料電池システムの冷媒回路のための機能モジュールおよび機能モジュールを製造する方法および燃料電池システムの冷媒回路のための容器 |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP6300634A patent/JPH08162144A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537285A (ja) * | 2005-03-21 | 2008-09-11 | ズルツァー・ヘキス・アクチェンゲゼルシャフト | 高温燃料電池および電池スタック用多要素スリーブを備える機械装置 |
| JP2015510662A (ja) * | 2012-01-24 | 2015-04-09 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ | 燃料電池システムの冷媒回路のための機能モジュールおよび機能モジュールを製造する方法および燃料電池システムの冷媒回路のための容器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020205 |