JPH09259911A - リン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置 - Google Patents
リン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置Info
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- JPH09259911A JPH09259911A JP8065749A JP6574996A JPH09259911A JP H09259911 A JPH09259911 A JP H09259911A JP 8065749 A JP8065749 A JP 8065749A JP 6574996 A JP6574996 A JP 6574996A JP H09259911 A JPH09259911 A JP H09259911A
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- flange
- cooling water
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- metal pipe
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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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】フランジ間に挟持される絶縁ガスケットに加わ
る締付け荷重を適量に保持し、破損が防止して、長期に
わたり安全に使用できるものとする。 【解決手段】金属製配管３ａ，３ｂの金属製フランジ１
ａ，１ｂの間に絶縁ガスケット１０ａ，１０ｂと樹脂製
絶縁配管２のフランジ部を挟持し、絶縁チューブ９を外
周に配し金属製フランジ１ａとの間に絶縁スペーサー８
を配したボルト１１に、金属製フランジ１ｂとの間にば
ね４を配したナット１２を螺合させて締め付けるものに
おいて、ばね４の長さが所定値に圧縮されたときばね４
の一端を拘束するカラー５Ａの軸部の先端とばね４の他
端を拘束するストッパー１３が互いに突き当たる構成と
することによりばね４の長さの下限値を制限して、ばね
４の伸張力により生じる荷重を抑え、絶縁ガスケット１
０ａ等に加わる荷重を適量とする。
る締付け荷重を適量に保持し、破損が防止して、長期に
わたり安全に使用できるものとする。 【解決手段】金属製配管３ａ，３ｂの金属製フランジ１
ａ，１ｂの間に絶縁ガスケット１０ａ，１０ｂと樹脂製
絶縁配管２のフランジ部を挟持し、絶縁チューブ９を外
周に配し金属製フランジ１ａとの間に絶縁スペーサー８
を配したボルト１１に、金属製フランジ１ｂとの間にば
ね４を配したナット１２を螺合させて締め付けるものに
おいて、ばね４の長さが所定値に圧縮されたときばね４
の一端を拘束するカラー５Ａの軸部の先端とばね４の他
端を拘束するストッパー１３が互いに突き当たる構成と
することによりばね４の長さの下限値を制限して、ばね
４の伸張力により生じる荷重を抑え、絶縁ガスケット１
０ａ等に加わる荷重を適量とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リン酸型燃料電
池の燃料電池本体に通流する電池冷却水の配管を電気絶
縁性を備えて接続する接続装置に関する。
池の燃料電池本体に通流する電池冷却水の配管を電気絶
縁性を備えて接続する接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リン酸型燃料電池は、リン酸を担持した
マトリックスを燃料電極と空気電極とで挟持してなる単
電池を積層して燃料電池本体を形成し、燃料電極に燃料
ガスを、また空気電極に空気を供給して電気化学作用に
より発電するもので、発電に伴い発熱が生じるので電池
冷却水を供給して冷却される。電池冷却水は約 200℃と
高温であり、電池冷却水を通流する冷却水配管には高強
度で導電性の金属製配管が用いられるが、燃料電池本体
側に連結された冷却水配管は導電状態となるので、電気
的に絶縁して外部の冷却水配管へと連結する電気絶縁構
成の接続装置を組み込む必要がある。
マトリックスを燃料電極と空気電極とで挟持してなる単
電池を積層して燃料電池本体を形成し、燃料電極に燃料
ガスを、また空気電極に空気を供給して電気化学作用に
より発電するもので、発電に伴い発熱が生じるので電池
冷却水を供給して冷却される。電池冷却水は約 200℃と
高温であり、電池冷却水を通流する冷却水配管には高強
度で導電性の金属製配管が用いられるが、燃料電池本体
側に連結された冷却水配管は導電状態となるので、電気
的に絶縁して外部の冷却水配管へと連結する電気絶縁構
成の接続装置を組み込む必要がある。
【０００３】図２は、この種の冷却水配管の接続装置の
従来例を示す断面図である。図に見られるように、金属
製配管３ａの金属製フランジ１ａと、もう一方の金属製
配管３ｂの金属製フランジ１ｂとの間に、電気絶縁性の
絶縁ガスケット１０ａ、電気絶縁性の樹脂製絶縁配管２
のフランジ部、並びに電気絶縁性の絶縁ガスケット１０
ｂを挟んで締め付け、冷却水の漏れを防止するととも
に、電気的に絶縁するように構成した接続装置である。
電気絶縁性の絶縁チューブ９を外周に備えた金属製のボ
ルト１１を、金属製フランジ１ａとの間に絶縁スペーサ
ー８を介装して、金属製フランジ１ａと金属製フランジ
１ｂの貫通孔に図中上方より挿入し、金属製フランジ１
ｂとの間にばね４を介在させて配置したナット１２によ
り螺合させて締め付けることによって電気絶縁性を確保
している。なお、金属製配管３ａの内部に配された樹脂
製絶縁配管２は、冷却水を介しての導電特性は抑制する
ためのものであり、冷却水の電気電導度より算出して十
分な電気絶縁性が得られる配管長が備えられている。ま
た、絶縁ガスケット１０ｂの金属製フランジ１ｂの外周
に伸びる円筒部分は、金属製フランジ１ａと金属製フラ
ンジ１ｂの間の気中の沿面距離を増大させて電気絶縁性
を確保するために備えられたものである。
従来例を示す断面図である。図に見られるように、金属
製配管３ａの金属製フランジ１ａと、もう一方の金属製
配管３ｂの金属製フランジ１ｂとの間に、電気絶縁性の
絶縁ガスケット１０ａ、電気絶縁性の樹脂製絶縁配管２
のフランジ部、並びに電気絶縁性の絶縁ガスケット１０
ｂを挟んで締め付け、冷却水の漏れを防止するととも
に、電気的に絶縁するように構成した接続装置である。
電気絶縁性の絶縁チューブ９を外周に備えた金属製のボ
ルト１１を、金属製フランジ１ａとの間に絶縁スペーサ
ー８を介装して、金属製フランジ１ａと金属製フランジ
１ｂの貫通孔に図中上方より挿入し、金属製フランジ１
ｂとの間にばね４を介在させて配置したナット１２によ
り螺合させて締め付けることによって電気絶縁性を確保
している。なお、金属製配管３ａの内部に配された樹脂
製絶縁配管２は、冷却水を介しての導電特性は抑制する
ためのものであり、冷却水の電気電導度より算出して十
分な電気絶縁性が得られる配管長が備えられている。ま
た、絶縁ガスケット１０ｂの金属製フランジ１ｂの外周
に伸びる円筒部分は、金属製フランジ１ａと金属製フラ
ンジ１ｂの間の気中の沿面距離を増大させて電気絶縁性
を確保するために備えられたものである。
【０００４】リン酸型燃料電池の運転中には冷却水配管
を流れる電池冷却水は約 200℃の高温になるため、金属
製フランジ１ａと金属製フランジ１ｂとの間に挟まれ、
締め付けられた絶縁ガスケット１０ａ、樹脂製絶縁配管
２のフランジ部、および絶縁ガスケット１０ｂは、圧縮
クリープを起こす。圧縮クリープによって寸法変化が生
じると、締め付け荷重が減少して、冷却水の漏洩をもた
らす恐れがある。金属製フランジ１ｂとナット１２との
間に配されたばね４は、上記のごとき冷却水の漏洩の危
険性を回避するためのもので、ばね４の伸びによって上
記の圧縮クリープによる寸法変化を吸収し、締め付け荷
重の低下を防止する役割を果たしている。なお、可動性
を良くするために、ばね４をカラー５の軸部に差し込
み、ばね４がボルト１１と直接接触しないよう構成され
ている。また、スペーサー６をカラー５の軸部に差し込
み、ばね４が金属製フランジ１ｂと直接接触しないよう
構成されている。
を流れる電池冷却水は約 200℃の高温になるため、金属
製フランジ１ａと金属製フランジ１ｂとの間に挟まれ、
締め付けられた絶縁ガスケット１０ａ、樹脂製絶縁配管
２のフランジ部、および絶縁ガスケット１０ｂは、圧縮
クリープを起こす。圧縮クリープによって寸法変化が生
じると、締め付け荷重が減少して、冷却水の漏洩をもた
らす恐れがある。金属製フランジ１ｂとナット１２との
間に配されたばね４は、上記のごとき冷却水の漏洩の危
険性を回避するためのもので、ばね４の伸びによって上
記の圧縮クリープによる寸法変化を吸収し、締め付け荷
重の低下を防止する役割を果たしている。なお、可動性
を良くするために、ばね４をカラー５の軸部に差し込
み、ばね４がボルト１１と直接接触しないよう構成され
ている。また、スペーサー６をカラー５の軸部に差し込
み、ばね４が金属製フランジ１ｂと直接接触しないよう
構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき冷却水配
管の接続部において、冷却水の漏洩を防止するために
は、絶縁ガスケット１０ａ、樹脂製絶縁配管２のフラン
ジ部、および絶縁ガスケット１０ｂは、使用時の所要荷
重を満たす荷重で締め付けられねばならない。また、ガ
スケットの一般的な特性として、組み立てに際してガス
ケットをシール面になじませる必要があり、そのために
は使用時の所要荷重の３〜４倍の荷重を初期締付け時の
所要荷重として加える必要がある。
管の接続部において、冷却水の漏洩を防止するために
は、絶縁ガスケット１０ａ、樹脂製絶縁配管２のフラン
ジ部、および絶縁ガスケット１０ｂは、使用時の所要荷
重を満たす荷重で締め付けられねばならない。また、ガ
スケットの一般的な特性として、組み立てに際してガス
ケットをシール面になじませる必要があり、そのために
は使用時の所要荷重の３〜４倍の荷重を初期締付け時の
所要荷重として加える必要がある。
【０００６】これに対して、図２に示した接続装置の構
成においては、金属製フランジ１ｂとナット１２との間
にばね４が配置されており、圧縮されたばね４の伸張力
によって締付け力が得られるので、組み立て時の初期締
付け時に、使用時の所要荷重の３〜４倍の荷重が加わる
ようばね４の圧縮量を設定すれば、所要荷重を満たす締
付け状態が得られることとなる。
成においては、金属製フランジ１ｂとナット１２との間
にばね４が配置されており、圧縮されたばね４の伸張力
によって締付け力が得られるので、組み立て時の初期締
付け時に、使用時の所要荷重の３〜４倍の荷重が加わる
ようばね４の圧縮量を設定すれば、所要荷重を満たす締
付け状態が得られることとなる。
【０００７】しかしながら、上記の構成においては、絶
縁ガスケット１０ａ、樹脂製絶縁配管２のフランジ部、
および絶縁ガスケット１０ｂに、使用時の所要荷重を大
きく上回る荷重が付加された状態で長期間使用されるこ
ととなるので、これらの部材の圧縮クリープの速度を早
め、破損に至る危険性がある。この発明の目的は、フラ
ンジ間に挟持される絶縁ガスケット等の部材に加わる締
付け荷重が適量に保持されて破損が防止され、長期にわ
たり安全に使用できる冷却水配管の接続装置を提供する
ことにある。
縁ガスケット１０ａ、樹脂製絶縁配管２のフランジ部、
および絶縁ガスケット１０ｂに、使用時の所要荷重を大
きく上回る荷重が付加された状態で長期間使用されるこ
ととなるので、これらの部材の圧縮クリープの速度を早
め、破損に至る危険性がある。この発明の目的は、フラ
ンジ間に挟持される絶縁ガスケット等の部材に加わる締
付け荷重が適量に保持されて破損が防止され、長期にわ
たり安全に使用できる冷却水配管の接続装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、リン酸を電解質とするリン酸
型燃料電池の燃料電池本体に通流する電池冷却水の配管
の接続装置で、一端にフランジを備えた第１の金属製配
管と、第１の金属製配管のフランジに相対して配される
フランジを備えた第２の金属製配管を、二つのフランジ
の間に電気絶縁性の絶縁ガスケットを挟持して締め付
け、電気絶縁性を備えて接続する冷却水配管の接続装置
を、二つのフランジに設けられた貫通孔に第１の金属製
配管のフランジ側より挿入して配設される金属製のボル
トと、第２の金属製配管のフランジの外側において上記
のボルトに螺合される金属製のナットと、ボルトの外周
に配された電気絶縁性のチューブと、第１の金属製配管
のフランジとボルトのヘッドとの間に配された電気絶縁
性のスペーサーと、第２の金属製配管のフランジとナッ
トとの間に挟持されたばねを備えて構成し、さらに、上
記のばねの長さの下限値を制限する制限手段、例えば、
ばねの一端を拘束する部材と他端を拘束する部材とから
なり、二つの部材が互いに接して面することによりばね
の長さの下限が制限されるように構成された制限手段を
備えることとする。
めに、本発明においては、リン酸を電解質とするリン酸
型燃料電池の燃料電池本体に通流する電池冷却水の配管
の接続装置で、一端にフランジを備えた第１の金属製配
管と、第１の金属製配管のフランジに相対して配される
フランジを備えた第２の金属製配管を、二つのフランジ
の間に電気絶縁性の絶縁ガスケットを挟持して締め付
け、電気絶縁性を備えて接続する冷却水配管の接続装置
を、二つのフランジに設けられた貫通孔に第１の金属製
配管のフランジ側より挿入して配設される金属製のボル
トと、第２の金属製配管のフランジの外側において上記
のボルトに螺合される金属製のナットと、ボルトの外周
に配された電気絶縁性のチューブと、第１の金属製配管
のフランジとボルトのヘッドとの間に配された電気絶縁
性のスペーサーと、第２の金属製配管のフランジとナッ
トとの間に挟持されたばねを備えて構成し、さらに、上
記のばねの長さの下限値を制限する制限手段、例えば、
ばねの一端を拘束する部材と他端を拘束する部材とから
なり、二つの部材が互いに接して面することによりばね
の長さの下限が制限されるように構成された制限手段を
備えることとする。
【０００９】上記のごとく冷却水配管の接続装置を構成
すれば、第１の金属製配管と第２の金属製配管は、二つ
のフランジの間に電気絶縁性の絶縁ガスケットを挟持
し、第１の金属製配管のフランジに対して電気絶縁され
たボルトとナットの螺合により締め付けて接続されるの
で、電気絶縁性を保持して接続されることとなる。ま
た、第２の金属製配管のフランジとナットとの間にはば
ねが配され、かつこのばねには制限手段、例えば、ばね
の一端を拘束する部材と他端を拘束する部材とからな
り、二つの部材が互いに接して面することによりばねの
長さの下限値を制限する制限手段が備えられているの
で、ばねの伸張力が、絶縁ガスケットの初期締付け時の
所要荷重に比べて十分小さく、かつ冷却水配管の使用時
における所要荷重を上回るように、ばねの長さの下限値
を設定し、所定の初期締付け時の所要荷重を加えて締め
付けて組み立てれば、初期締付け時の締付け荷重は、ば
ねを介することなく、ばねの拘束部材を介して伝達され
て絶縁ガスケットを締め付けることとなる。
すれば、第１の金属製配管と第２の金属製配管は、二つ
のフランジの間に電気絶縁性の絶縁ガスケットを挟持
し、第１の金属製配管のフランジに対して電気絶縁され
たボルトとナットの螺合により締め付けて接続されるの
で、電気絶縁性を保持して接続されることとなる。ま
た、第２の金属製配管のフランジとナットとの間にはば
ねが配され、かつこのばねには制限手段、例えば、ばね
の一端を拘束する部材と他端を拘束する部材とからな
り、二つの部材が互いに接して面することによりばねの
長さの下限値を制限する制限手段が備えられているの
で、ばねの伸張力が、絶縁ガスケットの初期締付け時の
所要荷重に比べて十分小さく、かつ冷却水配管の使用時
における所要荷重を上回るように、ばねの長さの下限値
を設定し、所定の初期締付け時の所要荷重を加えて締め
付けて組み立てれば、初期締付け時の締付け荷重は、ば
ねを介することなく、ばねの拘束部材を介して伝達され
て絶縁ガスケットを締め付けることとなる。
【００１０】時間の経過とともに絶縁ガスケットと二つ
のフランジの間が馴染み、絶縁ガスケットが圧縮される
と、絶縁ガスケットに加わる荷重は急激に減少する。荷
重の減少が進み、設定されたばねの長さの下限値に相当
する荷重に達すると、ばねを拘束する二つの部材の間に
空隙が生じて、ばねの伸張力による荷重が絶縁ガスケッ
トに加わることとなる。
のフランジの間が馴染み、絶縁ガスケットが圧縮される
と、絶縁ガスケットに加わる荷重は急激に減少する。荷
重の減少が進み、設定されたばねの長さの下限値に相当
する荷重に達すると、ばねを拘束する二つの部材の間に
空隙が生じて、ばねの伸張力による荷重が絶縁ガスケッ
トに加わることとなる。
【００１１】したがって、絶縁ガスケットに加わる荷
重、並びに絶縁ガスケットに生じるクリープ量は、図３
の（ａ）、（ｂ）に特性曲線として示したごとく運転
時間の経過とともに変化する。すなわち、図３（ａ）の
特性曲線のように、絶縁ガスケットに加わる荷重は、初
期締付け時の所要荷重ＷS から急激に減少し、時間ｔ1
でばねが作動する荷重Ｗ1 に達する。ばねの長さは絶縁
ガスケットのクリープ量のみに依り変化するので、時間
ｔ1 以降、ばねにより絶縁ガスケットに加わる荷重の変
化は微小で、目標運転時間ｔ0 まで使用時の所要荷重Ｗ
0 以上の荷重が加わることとなる。また、これに対応し
て、絶縁ガスケットのクリープ量は、図３（ｂ）の特性
曲線のように、時間ｔ1 に達する間は荷重が比較的高い
ので比較的速くクリープ量が増大するが、時間ｔ1 でク
リープ量δ1 に達した後は、加わる荷重が低いので緩や
かに増大し、目標運転時間ｔ0 に達しても臨界クリープ
量δ C より十分低い値に抑制される。
重、並びに絶縁ガスケットに生じるクリープ量は、図３
の（ａ）、（ｂ）に特性曲線として示したごとく運転
時間の経過とともに変化する。すなわち、図３（ａ）の
特性曲線のように、絶縁ガスケットに加わる荷重は、初
期締付け時の所要荷重ＷS から急激に減少し、時間ｔ1
でばねが作動する荷重Ｗ1 に達する。ばねの長さは絶縁
ガスケットのクリープ量のみに依り変化するので、時間
ｔ1 以降、ばねにより絶縁ガスケットに加わる荷重の変
化は微小で、目標運転時間ｔ0 まで使用時の所要荷重Ｗ
0 以上の荷重が加わることとなる。また、これに対応し
て、絶縁ガスケットのクリープ量は、図３（ｂ）の特性
曲線のように、時間ｔ1 に達する間は荷重が比較的高い
ので比較的速くクリープ量が増大するが、時間ｔ1 でク
リープ量δ1 に達した後は、加わる荷重が低いので緩や
かに増大し、目標運転時間ｔ0 に達しても臨界クリープ
量δ C より十分低い値に抑制される。
【００１２】なお、図３の（ａ）、（ｂ）に特性曲線
として示した特性は、図２に示した従来例の接続装置に
おける絶縁ガスケットに加わる荷重、および絶縁ガスケ
ットのクリープ量の挙動を比較例として示したものであ
る。既に述べたように従来例の接続装置ではばねにより
初期締付け時の所要荷重ＷS を加える構成としているの
で、絶縁ガスケットに加わる荷重は通常の使用時にも高
いレベルにある。したがって、図３（ｂ）に示したよう
に急速にクリープ量が増大し、図中に点Ｐで表示したよ
うに、目標運転時間ｔ0 に満たない臨界運転時間ｔc で
臨界クリープ量δC に達して破損してしまうこととな
る。これに対して本発明のごとく、ばねの長さの下限値
が制限されるように構成された制限手段を備えると、絶
縁ガスケットのクリープ量が抑制され、破損が回避され
て長時間運転できることとなる。
として示した特性は、図２に示した従来例の接続装置に
おける絶縁ガスケットに加わる荷重、および絶縁ガスケ
ットのクリープ量の挙動を比較例として示したものであ
る。既に述べたように従来例の接続装置ではばねにより
初期締付け時の所要荷重ＷS を加える構成としているの
で、絶縁ガスケットに加わる荷重は通常の使用時にも高
いレベルにある。したがって、図３（ｂ）に示したよう
に急速にクリープ量が増大し、図中に点Ｐで表示したよ
うに、目標運転時間ｔ0 に満たない臨界運転時間ｔc で
臨界クリープ量δC に達して破損してしまうこととな
る。これに対して本発明のごとく、ばねの長さの下限値
が制限されるように構成された制限手段を備えると、絶
縁ガスケットのクリープ量が抑制され、破損が回避され
て長時間運転できることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるリン酸型燃
料電池の冷却水配管の接続装置の実施の形態を示す断面
図である。本図において、図２に示した従来例の接続装
置の構成部品と同一機能を有する構成部品には同一符号
を付し、重複する説明は省略する。本図の構成と図２の
従来例の構成との相違点は、ばね４の両端を拘束する構
成部品にある。従来例の構成では、ナット１２の側の端
部にカラー５を配し、カラー５の軸部にばね４を差し込
み、ばね４の他端にはスペーサー６をカラー５の軸部に
移動可能に差し込んで配している。したがって、既に述
べたように、ナット１２の締め付けに応じて生じるばね
４の伸張力が、絶縁ガスケット１０ａ、１０ｂ、および
これらに挟まれた樹脂製絶縁配管２のフランジ部の締め
付け荷重として直接加わることとなる。これに対して、
図１に示した本発明の構成においては、ナット１２の側
の端部にカラー５Ａを配し、カラー５Ａの軸部にばね４
を差し込むとともに、ばね４の他端と金属製フランジ１
ｂとの間に、カラー５Ａの移動量を制限するストッパー
１３を配して構成されており、さらに、カラー５Ａの軸
部の先端がストッパー１３に接して面することによりバ
ネ４の長さの下限値が制限されるように配慮して構成さ
れていることが特徴である。
料電池の冷却水配管の接続装置の実施の形態を示す断面
図である。本図において、図２に示した従来例の接続装
置の構成部品と同一機能を有する構成部品には同一符号
を付し、重複する説明は省略する。本図の構成と図２の
従来例の構成との相違点は、ばね４の両端を拘束する構
成部品にある。従来例の構成では、ナット１２の側の端
部にカラー５を配し、カラー５の軸部にばね４を差し込
み、ばね４の他端にはスペーサー６をカラー５の軸部に
移動可能に差し込んで配している。したがって、既に述
べたように、ナット１２の締め付けに応じて生じるばね
４の伸張力が、絶縁ガスケット１０ａ、１０ｂ、および
これらに挟まれた樹脂製絶縁配管２のフランジ部の締め
付け荷重として直接加わることとなる。これに対して、
図１に示した本発明の構成においては、ナット１２の側
の端部にカラー５Ａを配し、カラー５Ａの軸部にばね４
を差し込むとともに、ばね４の他端と金属製フランジ１
ｂとの間に、カラー５Ａの移動量を制限するストッパー
１３を配して構成されており、さらに、カラー５Ａの軸
部の先端がストッパー１３に接して面することによりバ
ネ４の長さの下限値が制限されるように配慮して構成さ
れていることが特徴である。
【００１４】したがって、バネ４とカラー５Ａとストッ
パー１３の寸法、ならびにバネ４のばね特性を考慮し
て、バネ４の長さの下限値を、ばね４の伸張力が絶縁ガ
スケット１０ａ等の初期締付け時の所要荷重に比べて十
分小さく、かつ冷却水配管の使用時における所要荷重を
上回る値となる長さに設定し、ナット１２により初期締
付け時の所要荷重に対応した荷重を加えて締め付けれ
ば、初期段階においては、締付け荷重はカラー５Ａとス
トッパー１３を介して金属フランジ１ｂへと伝わり、絶
縁ガスケット１０ａ等へ加わることとなる。時間の経過
とともに絶縁ガスケット１０ａ等と二つのフランジの間
が馴染み、絶縁ガスケット１０ａ等が圧縮されると、加
わる荷重は急激に減少する。荷重の減少が進み、設定さ
れたばね４の長さの下限に相当する荷重に達すると、ば
ね４を拘束する二つの部材、即ちカラー５Ａとストッパ
ー１３の接する面の間に空隙が生じて、ばね４の伸張力
による荷重がストッパー１３を介して金属フランジ１ｂ
へと伝わり、絶縁ガスケット１０ａ等に加わることとな
る。このばね４の伸張力による荷重は初期締付け時の所
要荷重に比べて十分小さく、かつ使用時における所要荷
重を上回る値に設定されているので、使用時の締付け荷
重は適量に保持されることとなる。
パー１３の寸法、ならびにバネ４のばね特性を考慮し
て、バネ４の長さの下限値を、ばね４の伸張力が絶縁ガ
スケット１０ａ等の初期締付け時の所要荷重に比べて十
分小さく、かつ冷却水配管の使用時における所要荷重を
上回る値となる長さに設定し、ナット１２により初期締
付け時の所要荷重に対応した荷重を加えて締め付けれ
ば、初期段階においては、締付け荷重はカラー５Ａとス
トッパー１３を介して金属フランジ１ｂへと伝わり、絶
縁ガスケット１０ａ等へ加わることとなる。時間の経過
とともに絶縁ガスケット１０ａ等と二つのフランジの間
が馴染み、絶縁ガスケット１０ａ等が圧縮されると、加
わる荷重は急激に減少する。荷重の減少が進み、設定さ
れたばね４の長さの下限に相当する荷重に達すると、ば
ね４を拘束する二つの部材、即ちカラー５Ａとストッパ
ー１３の接する面の間に空隙が生じて、ばね４の伸張力
による荷重がストッパー１３を介して金属フランジ１ｂ
へと伝わり、絶縁ガスケット１０ａ等に加わることとな
る。このばね４の伸張力による荷重は初期締付け時の所
要荷重に比べて十分小さく、かつ使用時における所要荷
重を上回る値に設定されているので、使用時の締付け荷
重は適量に保持されることとなる。
【００１５】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、リン酸
を電解質とするリン酸型燃料電池の燃料電池本体に通流
する電池冷却水の配管の接続装置で、一端にフランジを
備えた第１の金属製配管と、第１の金属製配管のフラン
ジに相対して配されるフランジを備えた第２の金属製配
管を、二つのフランジの間に電気絶縁性の絶縁ガスケッ
トを挟持して締め付け、電気絶縁性を備えて接続する冷
却水配管の接続装置を、二つのフランジに設けられた貫
通孔に第１の金属製配管のフランジ側より挿入して配設
される金属製のボルトと、第２の金属製配管のフランジ
の外側において上記のボルトに螺合される金属製のナッ
トと、ボルトの外周に配された電気絶縁性のチューブ
と、第１の金属製配管のフランジとボルトのヘッドとの
間に配された電気絶縁性のスペーサーと、第２の金属製
配管のフランジとナットとの間に挟持されたばねを備え
て構成し、さらに、上記のばねの長さの下限値を制限す
る制限手段、例えば、ばねの一端を拘束する部材と他端
を拘束する部材とからなり、二つの部材が互いに接して
面することによりばねの長さの下限値が制限されるよう
に構成された制限手段を備えることとしたので、フラン
ジ間に挟持される絶縁ガスケット等の部材に加わる締付
け荷重が適量に保持されて破損が防止され、長期にわた
り安全に使用できる冷却水配管の接続装置が得られるこ
ととなった。
を電解質とするリン酸型燃料電池の燃料電池本体に通流
する電池冷却水の配管の接続装置で、一端にフランジを
備えた第１の金属製配管と、第１の金属製配管のフラン
ジに相対して配されるフランジを備えた第２の金属製配
管を、二つのフランジの間に電気絶縁性の絶縁ガスケッ
トを挟持して締め付け、電気絶縁性を備えて接続する冷
却水配管の接続装置を、二つのフランジに設けられた貫
通孔に第１の金属製配管のフランジ側より挿入して配設
される金属製のボルトと、第２の金属製配管のフランジ
の外側において上記のボルトに螺合される金属製のナッ
トと、ボルトの外周に配された電気絶縁性のチューブ
と、第１の金属製配管のフランジとボルトのヘッドとの
間に配された電気絶縁性のスペーサーと、第２の金属製
配管のフランジとナットとの間に挟持されたばねを備え
て構成し、さらに、上記のばねの長さの下限値を制限す
る制限手段、例えば、ばねの一端を拘束する部材と他端
を拘束する部材とからなり、二つの部材が互いに接して
面することによりばねの長さの下限値が制限されるよう
に構成された制限手段を備えることとしたので、フラン
ジ間に挟持される絶縁ガスケット等の部材に加わる締付
け荷重が適量に保持されて破損が防止され、長期にわた
り安全に使用できる冷却水配管の接続装置が得られるこ
ととなった。
【図１】本発明によるリン酸型燃料電池の冷却水配管の
接続装置の実施の形態を示すの断面図
接続装置の実施の形態を示すの断面図
【図２】リン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置の従
来例を示す断面図
来例を示す断面図
【図３】冷却水配管の接続装置のフランジ間に挟持され
る絶縁ガスケットの特性を本発明の実施形態と従来例と
を比較して模式的に示す特性図で、（ａ）は絶縁ガスケ
ットに加わる荷重の時間変化特性図、（ｂ）は絶縁ガス
ケットのクリープ量の時間変化特性図
る絶縁ガスケットの特性を本発明の実施形態と従来例と
を比較して模式的に示す特性図で、（ａ）は絶縁ガスケ
ットに加わる荷重の時間変化特性図、（ｂ）は絶縁ガス
ケットのクリープ量の時間変化特性図
１ａ 金属製フランジ １ｂ 金属製フランジ ２ 樹脂製絶縁配管 ３ａ 金属製配管 ３ｂ 金属製配管 ４ ばね ５ カラー ５Ａ カラー ６ スペーサー ７ 金属製ワッシャー ８ 絶縁スペーサー ９ 絶縁チューブ １０ａ 絶縁ガスケット １０ｂ 絶縁ガスケット １１ ボルト １２ ナット １３ ストッパー
Claims (2)
- 【請求項１】リン酸を電解質とするリン酸型燃料電池の
燃料電池本体に通流する電池冷却水の配管の接続装置
で、一端にフランジを備えた第１の金属製配管と、第１
の金属製配管のフランジに相対して配されるフランジを
備えた第２の金属製配管を、二つのフランジの間に電気
絶縁性の絶縁ガスケットを挟持して締め付け、電気絶縁
性を備えて接続する冷却水配管の接続装置において、 二つのフランジに設けられた貫通孔に第１の金属製配管
のフランジ側より挿入して配設される金属製のボルト
と、 第２の金属製配管のフランジの外側において前記ボルト
に螺合される金属製のナットと、 ボルトの外周に配された電気絶縁性のチューブと、 第１の金属製配管のフランジとボルトのヘッドとの間に
配された電気絶縁性のスペーサーと、 第２の金属製配管のフランジとナットとの間に挟持され
たばねを備え、かつ、 前記ばねの長さの下限値を制限する制限手段を備えてな
ることを特徴とするリン酸型燃料電池の冷却水配管の接
続装置。 - 【請求項２】前記のばねの制限手段が、ばねの一端を拘
束する部材と他端を拘束する部材とからなり、二つの部
材が互いに接して面することによりばねの長さが制限さ
れるよう構成されてなることを特徴とする請求項１に記
載のリン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8065749A JPH09259911A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | リン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8065749A JPH09259911A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | リン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259911A true JPH09259911A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13295988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8065749A Pending JPH09259911A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | リン酸型燃料電池の冷却水配管の接続装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09259911A (ja) |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8065749A patent/JPH09259911A/ja active Pending
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