RU2613527C2 - Термически изолирующее устройство для размещения по меньшей мере одного компонента системы sofc-топливных элементов и способ изготовления указанного устройства - Google Patents

Термически изолирующее устройство для размещения по меньшей мере одного компонента системы sofc-топливных элементов и способ изготовления указанного устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2613527C2
RU2613527C2 RU2015129578A RU2015129578A RU2613527C2 RU 2613527 C2 RU2613527 C2 RU 2613527C2 RU 2015129578 A RU2015129578 A RU 2015129578A RU 2015129578 A RU2015129578 A RU 2015129578A RU 2613527 C2 RU2613527 C2 RU 2613527C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
container
inner container
side plates
cover
external
Prior art date
Application number
RU2015129578A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015129578A (ru
Inventor
Маттиас Больтце
Original Assignee
Элрингклингер Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Элрингклингер Аг filed Critical Элрингклингер Аг
Publication of RU2015129578A publication Critical patent/RU2015129578A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2613527C2 publication Critical patent/RU2613527C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству (10) для размещения по меньшей мере одного компонента системы SOFC (твердооксидных топливных элементов), включающему в себя термически изолирующий внутренний контейнер (12) и окружающий внутренний контейнер (12) внешний контейнер (14), причем внутренний контейнер (12) включает в себя дно (16), крышку (18) и боковые пластины (20, 22, 24, 26), причем внешний контейнер (14) прилегает к дну (16), крышке (18) и боковым пластинам (20, 22, 24, 26) внутреннего контейнера (12) и сжимает их, и причем по меньшей мере один компонент расположен внутри внутреннего компонента (12). Согласно изобретению предусмотрено, что дно (16), крышка (18) и боковые пластины (20, 22, 24, 26) имеют по меньшей мере частично превышение размера, так что внутренний контейнер (12) может быть собран прессовой посадкой. Настоящее изобретение относится, кроме того, к способу изготовления такого устройства. Выполнение сборки внутреннего контейнера системы SOFT методом прессовой посадки, снижает его тепловые потери и предотвращает образование щелей и зазоров в изоляции, что яляется техническим результатом изобретения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для размещения по меньшей мере одного компонента системы SOFC (твердооксидные топливные элементы)-топливных элементов, включающему в себя термически изолирующий внутренний контейнер и окружающий внутренний контейнер внешний контейнер, причем внутренний контейнер включает в себя дно, крышку и боковые пластины, причем внешний контейнер прилегает к дну, крышке и боковым пластинам внутреннего контейнера и сжимает их, и причем по меньшей мере один компонент может быть расположен внутри внутреннего контейнера.
Настоящее изобретение относится, кроме того, к способу изготовления указанного устройства.
Известно о размещении компонентов системы SOFC-топливных элементов, по меньшей мере, частично в так называемом «горячем контейнере», который, в частности, может вмещать, по меньшей мере, частично компоненты системы SOFC-топливных элементов, которые во время работы становятся очень горячими. Такого рода устройство для размещения, по меньшей мере, одного компонента системы SOFC-топливных элементов известно, например, из DE 102006060809 A1.
Проблематичной у такого рода конструкций является, в частности, убыль применяемого изоляционного материала, что может привести к более или менее большим или глубоким щелям или зазорам в изоляции.
В основе настоящего изобретения лежит с учетом этого задача предотвратить образование щелей/зазоров и таким путем улучшить изолирующие свойства.
Эта задача, согласно изобретению, решается посредством того, что дно, крышка и боковые пластины, по меньшей мере, частично могут иметь превышение размера, так что внутренний контейнер может быть собран способом прессовой посадки. За счет превышения размера при сжатии дна, крышки и боковых пластин, которые вместе образуют термически изолирующий внутренний контейнер, обеспечивается прессовая посадка. В частности, начальная убыль дна, крышки и/или боковых пластин вследствие давления или высокой температуры во время работы системы SOFC-топливных элементов не приводит, поэтому, к образованию щелей и/или зазоров между дном, крышкой и/или боковыми пластинами, которые вместе образуют изолирующий внутренний контейнер. Термин «превышение размера» характеризует, следовательно, размеры дна, крышки и боковых пластин относительно друг друга. По меньшей мере, некоторые из размеров дна, крышки и/или боковых пластин превышают возможные максимальные размеры внутреннего контейнера в собранном состоянии. При сборке внутреннего контейнера происходит соответственно прессовая посадка. Прессовая посадка делает возможной беззазорную/бесщелевую сборку частей внутреннего контейнера за счет необходимой для сборки механической деформации частей внутреннего контейнера. Благодаря механической деформации надежно предотвращается и после, в частности, начальной убыли материала на частях внутреннего контейнера, образование тепловых мостов вследствие образования щелей. Дно и/или крышка, и/или боковые пластины могут быть изготовлены, например, из микропористого изолирующего материала. Дно и/или крышка, и/или боковые пластины могут, например, иметь толщину стенки от 3 мм до 50 мм, преимущественно примерно 40 мм. Прилегающий к соответствующим внешним сторонам дна, крышки и боковых пластин внешний контейнер может, например, со всех сторон сжимать внутренний контейнер так сильно, что достигается желательная прессовая посадка. Дно и/или крышка, и/или боковые пластины деформируются при сборке соответственно внешним контейнером.
Предпочтительно, что внешний контейнер включает в себя внешнюю крышку, внешнее дно и внешние боковые пластины. Таким путем может быть реализован простой монтаж внешнего контейнера. Внешняя крышка и/или внешнее дно, и/или внешние боковые пластины могут, например, состоять из пластмассы, которая по сравнению с применяемым для изолирующего внутреннего контейнера изоляционным материалом имеет более высокую прочность. В частности, внешняя крышка и/или внешнее дно, и/или внешние боковые пластины могут быть изготовлены из полиамида или металла. Внешнее дно и/или внешняя крышка, и/или внешние боковые пластины могут быть изготовлены, например, способом литья под давлением. Внешнее дно и/или внешняя крышка, и/или внешние боковые пластины могут, например, иметь толщину стенки от 10 мм до 30 мм, преимущественно 20 мм.
Предпочтительно, что внешняя крышка и/или внешние боковые пластины, и/или внешнее дно фиксирующими приспособлениями могут быть соединены в окружающий внутренний контейнер внешний контейнер. Таким путем внешний контейнер может равномерно со всех сторон сжимать внутренний контейнер. Применяемыми фиксирующими приспособлениями могут быть, например, винты и/или гайки, и/или заклепки. В частности, фиксирующими приспособлениями могут быть шурупы, так что, с одной стороны, может создаваться разъемное соединение между внешней крышкой и/или внешним дном, и/или внешними боковыми пластинами и одновременно можно обойтись без нарезки резьбы для приема шурупа. При определенных условиях можно даже обойтись без отдельного создания сверленого отверстия для приема винта. Фиксирующими приспособлениями могут быть, кроме того, клеевые соединения между внешней крышкой и/или внешним дном, и/или внешними боковыми пластинами. Склеивание может быть, например, исполнено не теплостойким, чтобы сначала сделать возможным простой предварительный монтаж внешнего контейнера без дополнительных фиксирующих приспособлений. Окончательный монтаж внешнего контейнера может происходить затем, например, с использованием дополнительных легко разборных фиксирующих соединений, например винтов. За счет этого при проявлении в последующем дефекта после приведения в действие системы SOFT-топливных элементов внешний контейнер без проблем можно открыть снова, не отказываясь от необходимости облегченного предварительного монтажа.
Внешняя крышка и/или внешнее дно, и/или внешние боковые пластины исполнены в качестве жестких полых структур. Таким путем устройство в целом можно изготовить легче, поскольку может быть сэкономлен материал на внешнем контейнере, без снижения в соответствующей степени его прочности. Жесткая полая структура может быть исполнена, например, на обращенной к внутреннему контейнеру стороне и/или на обращенной от внутреннего контейнера стороне внешней крышки и/или внешнего дна и/или внешних боковых пластин посредством тонкого покровного слоя, который может быть составной частью внешней крышки и/или внешнего дна, и/или внешних боковых пластин. Этот тонкий покровный слой может на обращенной к внутреннему контейнеру стороне, способствовать, например, распределению давления. На обращенной от внутреннего контейнера стороне внешнего контейнера тонкий покровный слой может, например, улучшать изоляционное действие устройства, поскольку в жесткой полой структуре образуется изолирующая воздушная подушка.
Кроме того, может быть предусмотрено прижимное устройство с покровной пластиной и прижимной колодкой, причем прижимная колодка расположена, по меньшей мере, частично в прижимном отверстии во внешнем контейнере и сопряженном другом прижимном отверстии во внутреннем контейнере, и причем покровная пластина может фиксироваться на внешнем контейнере, так что прижимная колодка, по меньшей мере, частично вдавливается внутрь внутреннего контейнера. Благодаря наличию прижимного устройства расположенная внутри внутреннего контейнера батарея топливных элементов может отдельно сжиматься в ее предпочтительном термически обусловленном направлении продольного протяжения перпендикулярно к направлению батареи отдельных топливных элементов. Таким путем плотность расположенной во внутреннем контейнере батареи SOFT-топливных элементов может обеспечиваться и при обусловленной работой убыли обычно применяемых стеклянных уплотнителей.
Кроме того, может быть также предусмотрено, что расположенный внутри внутреннего элемента, по меньшей мере, один компонент является батареей SOFC-топливных элементов и/или топливным риформером, и/или блоком дожигателя-теплообменника. Таким путем все или, по меньшей мере, основные части системы SOFC-топливных элементов, которые во время работы нагреваются особенно сильно, могут быть расположены вместе внутри одного и того же изолирующего контейнера.
Может быть также предусмотрено, что во внешнем контейнере и во внутреннем контейнере предусмотрены сопряженные питающие отверстия, через которые могут быть проведены питающие линии, причем через питающие линии топливо и воздух могут подводиться внутрь внутреннего контейнера, и отходящий газ и выработанный ток могут отводиться изнутри внутреннего контейнера. Благодаря наличию сопряженных питающих отверстий во внешнем контейнере и во внутреннем контейнере соединительные линии могут особенно легко подводиться к расположенным внутри устройства компонентам системы SOFC-топливных элементов. В частности, таким путем можно не предусматривать в областях стенок внешнего контейнера и/или областях стенок внутреннего контейнера трудно изготовляемые и присоединяемые присоединения. Питающие линии могут легко вставляться через сопряженные питающие отверстия.
В этой связи может быть предусмотрено, что питающие отверстия во внешнем контейнере могут быть исполнены, по меньшей мере, как одна вставка, которая изготовлена из изоляционного материала, причем изоляционный материал имеет более высокую по сравнению с остальной частью внешнего контейнера прочность. Таким путем может, в частности, достигаться то, что возможно образующиеся у питающих линий тепловые мосты не повреждают внешний контейнер. Кроме того, может обеспечиваться также во время работы системы SOFC-топливных элементов надежное и точное проведение питательных линий через питающие отверстия, так что, в частности, предусмотренные во внутреннем контейнере питающие отверстия не повреждаются питающими линиями, например, не расширяются.
Внешний контейнер включает в себя, по меньшей мере, одно несущее устройство для управляющего прибора и/или для вспомогательного агрегата системы SOFC-топливных элементов, причем управляющий прибор устроен для управления, по меньшей мере, одним пригодным для расположения внутри внутреннего контейнера компонентом.
Таким путем вместе с устройством могут быть монтируемыми и при необходимости заменяемыми другие компоненты системы SOFC-топливных элементов. Кроме того, таким путем становится возможным многократное использование внешнего контейнера.
Дополнительно может быть предусмотрено что, по меньшей мере, одно несущее устройство может монтироваться на внешнем контейнере и/или изготовляться заодно с внешним контейнером. Если несущее устройство смонтировано на исполненном заодно внешнем контейнере, может достигаться разнообразное оформление внешнего контейнера, так что становится возможной индивидуализация расположения пригодных для расположения на несущем устройстве компонентов. Например, в зависимости от наличествующих пространственных условий может изменяться позиционирование отдельных компонентов. Также на заодно исполненном внешнем контейнере могут быть смонтированы разные компоненты, например, разные в отношении их производительности компоненты, которым необходимы разные несущие устройства. Если несущее устройство исполнено заодно с внешним контейнером, например, способом литья под давлением из такого же материала как остальная часть внешнего контейнера, внешний контейнер без дополнительных затрат может использоваться для монтажа компонентов на внешней стороне внешнего контейнера.
Соответствующий изобретению способ основывается на соответствующем родовому понятию способе для изготовления соответствующего изобретению устройства вследствие того, что внутренний контейнер собирается прессовой посадкой.
Изобретение поясняется единственной фигурой, на которой представлено трехмерное изображение в разборном виде устройства для размещения, по меньшей мере, одного компонента системы SOFC-топливных элементов.
Фиг. 1 показывает трехмерное изображение в разобранном виде устройства 10 для размещения, по меньшей мере, одного компонента системы SOFC-топливных элементов. Устройство 10 включает в себя внутренний контейнер 12 и внешний контейнер 14. Внешний контейнер 14 заключает в себе внутренний контейнер 12. Внутри внутреннего контейнера 12 могут быть расположены не изображенные на фигуре 1 компоненты системы SOFC-топливных элементов. Этими компонентами могут быть, например, батарея SOFC-топливных элементов и/или блок дожигателя-теплообменника. Внутренний контейнер 12 включает в себя дно 16, крышку 18 и боковые пластины 20, 22, 24 и 26. Дно 16 и/или крышка 18, и/или боковые пластины 20, 22, 24 и 26 изготовлены из термически изоляционного материала, например из микропористого изоляционного материала. Дно 16 и/или крышка 18, и/или боковые пластины 20, 22, 24 и 26 могут, как показано на фиг. 1, опционно иметь по своим краям меньшую толщину материала, чем на своей соответствующей середине, так что на их соответствующих краях могут образовываться, в частности, обегающие буртики с меньшей толщиной материала. Таким путем при соединении составных частей внутреннего контейнера 12 может предотвращаться образование сквозных зазоров, которые при материальной убыли изоляционного материала приводили бы к сквозной, ослабляющей изолирующее действие внутреннего контейнера 12 щели. Дно 16, крышка 18 и боковые пластины 20, 22, 24 и 26 изготовлены частично с превышением размера, так что полная сборка внутреннего контейнера 12 возможна лишь с применением действующего на внешние стороны внутреннего контейнера 12 давления, которое прилагается внешним контейнером 14. При сборке внутреннего контейнера 12 производится соответственно прессовая посадка. Термин «превышение размеров» характеризует, следовательно, размеры дна 16, крышки 18 и боковых пластин 20, 22, 24 и 26 относительно друг друга. По меньшей мере, некоторые из размеров дна 16, крышки 18 и/или боковых пластин 20, 22, 24 и 26 превышают возможные в собранном состоянии внутреннего контейнера 12 максимальные размеры. При сборке внутреннего контейнера 12 производится соответственно прессовая посадка. Прессовая посадка дает возможность беззазорной/бесщелевой сборки частей внутреннего контейнера 12 за счет необходимой для сборки механической деформации дна 16, крышки 18 и/или боковых пластин 20, 22, 24 и 26 внутреннего контейнера 12. Посредством механической деформации и после, в частности, начальной убыли материала частей внутреннего контейнера 12 надежно предотвращается образование тепловых мостов вследствие образования щелей.
Внешний контейнер 14 может включать в себя внешнюю крышку 28, внешнее дно 30 и внешние боковые пластины 32, 34, 36 и 38. Внешняя крышка 28, внешнее дно 30 и внешние боковые пластины 32, 34, 36 и 38 могут, например, собираться до образования внешнего контейнера 14 с помощью фиксирующих приспособлений 40. В собранном состоянии внутренние стороны внешней крышки 28, внешнего дна 30 и внешних боковых пластин 32, 34, 36 и 38 прилагают равномерные силы давления к внешним сторонам внутреннего контейнера 12, так что они собираются прессовой посадкой. Фиксирующими приспособлениями 40 могут быть, например, винты. Таким путем внешняя крышка 28, внешнее дно 30 и внешние боковые пластины 32, 34, 36 и 38 могут свинчиваться друг с другом. Как показано на фигуре 1, во внешней крышке 28, внешнем дне 30 и внешних боковых пластинах 32, 34, 36 и 38 могут быть предусмотрены отверстия для размещения исполненных в качестве винтов фиксирующих приспособлений 40. Если фиксирующие соединения 40 исполнены в качестве шурупов, может отпадать необходимость в отверстиях или, по меньшей мере, в создаваемой в отверстиях резьбе, которая взаимодействует с фиксирующими приспособлениями 40. Шурупы отверстия и/или резьбы при монтаже внешнего контейнера, то есть при ввинчивании, могут создавать сами. Для облегчения монтажа внешнего контейнера 14 может быть предусмотрено не изображенное явно клеевое соединение между внешней крышкой 28 и внешними боковыми пластинами 32, 34, 36 и 38, а также между внешним дном 30 и внешними боковыми пластинами 32, 34, 36 и 38. Это клеевое соединение может рассматриваться как составная часть фиксирующих приспособлений 40. Если предусмотрено клеевое соединение, можно, в зависимости от потребности, обойтись без других фиксирующих приспособлений, например в форме изображенных на фигуре 1 винтов. Если фиксирующее приспособление 40 включает в себя как изображенные на фигуре 1 винты, так и клеевое соединение между отдельными частями внешнего контейнера 14, для облегчения демонтажа внешнего контейнера 14 может быть предусмотрено, что применяемое клеевое соединение является не теплостойким или водорастворимым. Монтаж внешнего контейнера 14 может тогда подразделяться на предварительный монтаж и заключительный монтаж. Предварительный монтаж может включать в себя соединение внешнего контейнера 14 с помощью склеивания. Заключительный монтаж может включать в себя завершающее ввинчивание исполненных в качестве винтов других фиксирующих приспособлений 40. Таким путем во время заключительного монтажа можно уже обходиться без фиксации внешнего контейнера 14. Если применяемое клеевое соединение является не теплостойким и не водостойким, может также становиться возможным простой демонтаж внешнего контейнера 14. Внешняя крышка 28 и/или внешнее дно 30, и/или внешние боковые пластины 32, 34, 36 и 38 могут быть, как показано на фигуре 1, полой структурой 42. Полая структура 42 может быть, например, простой ячеистой структурой. Полая структура 42 делает возможной экономию материала, которая приводит к уменьшению веса, не уменьшая прочности внешнего контейнера 14. Полая структура 42 может быть покрыта тонкими пластинами, которые добавляются к внешней крышке 28, внешнему дну и внешним боковым пластинам 32, 34, 36 и 38. Таким путем, с одной стороны, может достигаться равномерное распределение действующих на внутренний контейнер 12 сил давления и, с другой стороны, улучшение изолирующего действия устройства 10 за счет заключенных в полой структуре 42 воздушных прослоек.
Устройство 10 может, кроме того, включать в себя прижимное устройство 44. Прижимное устройство 44 может, как показывает фигура 1, включать в себя покровную пластину 46, прижимную колодку 48, пластину 68 для распределения давления и эластичные элементы 66. Прижимная колодка 48 может в смонтированном состоянии прижимного устройства 44 вдавливаться через прижимное отверстие 50 и сопряженное другое прижимное отверстие 52 внутрь внутреннего контейнера 12 и при этом прижимать не изображенную на фигуре 1 батарею топливных элементов. Необходимая для этого прижимная сила может достигаться путем фиксирования покровной пластины 46 с помощью крепежных элементов 70 на внешней крышке 28, причем приложенная сила через эластичные элементы 66 и пластину 68 для распределения давления может равномерно передаваться на прижимную колодку 48. Возможно, что посредством снятия прижимного устройства 44 может выниматься расположенная внутри устройства 10 батарея топливных элементов. Кроме того, возможно, что батарея топливных элементов после сборки вставляется в устройство 10 уже после сборки внутреннего контейнера 12 и внешнего контейнера 14. Приложенная прижимным устройством 44 прижимная сила может регулироваться эластичными элементами 66 и составлять, например, от 500 H до 600 Н, преимущественно примерно 550 Н. Эластичные элементы 66 могут быть исполнены, например, как спиральные пружины.
Внешний контейнер 14 может иметь питающие отверстия 54, 56, 58 и 74. Питающие отверстия 54, 56, 58 и 74 могут проходить через внешний контейнер 14 и внутренний контейнер 12. Возможно, правда, что питающие отверстия 54, 56, 58 и 74 проходят только через внешний контейнер 14. Например, питающие отверстия 54, 56 и 58 могут быть расположены в передней внешней боковой пластине 32. Питающее отверстие 74 может быть, например, расположено во внешнем дне 30. Питающие отверстия 54, 56, 58 и 74 могут служить для подведения топлива и воздуха, а также вывода произведенной электрической энергии и отходящего газа. В частности, если питающие отверстия 54, 56, и 58 проходят через внешний контейнер 14 и внутренний контейнер 12, во внешнем контейнере 14 может быть предусмотрена вставка 60, которая состоит из теплоизоляционного материала, который имеет высокую жесткость. Таким путем могут предотвращаться тепловые мосты у проходящих через питающие отверстия 54, 56 и 58 питающих проводок, которые возможно могли бы вызвать повреждение внешнего контейнера 14 высоким нагревом. Кроме того, таким путем может предотвращаться повреждение питающих отверстий 54, 56 и 58 во внутреннем контейнере 12, например, путем расширения, так как питающие проводки вводятся через отверстия с точностью. Таким путем предотвращается образование щелей между питающими проводками и внутренним контейнером 12, которое может уменьшить изолирующее действие внутреннего контейнера 12.
На внешнем контейнере 14, например, на передней внешней боковой пластине 32, могут быть расположены несущие устройства 62, 64. На фигуре 1, например, изображено несущее устройство 62, которое изготовлено заодно с передней внешней боковой пластиной 32. Несущее устройство 62 может, например, быть исполнено в виде отверстия для размещения не изображенного на фигуре 1 монтажного приспособления на утолщении полой структуры 42. Кроме того, на фиг. 1 изображены несущие устройства 64, которые могут, например, быть смонтированы на передней внешней боковой пластине 32 и, со своей стороны, позволяют проводить монтаж дополнительных компонентов системы SOFC-топливных элементов. И несущее устройство 62 позволяет проводить монтаж дополнительных компонентов системы SOFC-топливных элементов на устройстве 10.
На внешнем дне 30 могут быть расположены, кроме того, опорные элементы 72, которые могут допускать фиксирование устройства 10, например, в не изображенном на фигуре 1 корпусе системы SOFC-топливных элементов.
Тонкое покрытие полой структуры 42 различимо, например, у внешнего дна 30. В качестве альтернативы можно исполнить внешнюю крышку 28 и/или внешнее дно 30 и/или внешние боковые пластины 32, 34, 36 и 38, то есть в частности без полой структуры 42.
Для монтажа устройства 10 сначала дно 16 накладывается на внешнее дно 30. Затем могут предварительно монтироваться на внутреннем дне 16 подлежащие размещению во внутреннем контейнере 12 компоненты системы SOFC-топливных элементов. После этого могут неплотно подводиться боковые пластины 20, 22, 24 и 26 к дну 16. Путем наложения крышки 18 боковые пластины 20, 22, 24 и 26 могут сначала удерживаться временно в этом положении. Теперь происходит монтаж внешних боковых пластин 32, 34, 36 и 38, причем преимущественно сначала закрепляются на внешнем дне 30 две расположенные одна напротив другой внешние боковые пластины, в частности передняя внешняя пластина 32 и задняя внешняя пластина 38. В завершение, внешняя крышка 28 сможет соединяться с остальными частями внешнего контейнера 14, так что как внешний контейнер 14, так и внутренний контейнер 12 являются смонтированными. Вставление прижимного устройства 44 может происходить после монтажа внешней крышки 28.
Раскрытые в приведенном выше описании, в чертежах, а также в формуле изобретения признаки изобретения для осуществления изобретения могут быть существенными как по отдельности, так и в любой комбинации.

Claims (17)

1. Устройство (10) для размещения по меньшей мере одного компонента системы SOFC-топливных элементов, содержащее:
- термически изолирующий внутренний контейнер (12) и
- охватывающий внутренний контейнер (12) внешний контейнер (14),
- причем внутренний контейнер (12) содержит дно (16), крышку (18) и боковые пластины (20, 22, 24, 26),
- причем внешний контейнер (14) прилегает ко дну (16), крышке (18) и боковым пластинам (20, 22, 24 и 26) внутреннего контейнера (12) и сжимает их,
- при этом по меньшей мере один компонент расположен внутри внутреннего контейнера (12),
отличающееся тем, что дно (16), крышка (18) и боковые пластины (20, 22, 24, 26) по меньшей мере частично имеют припуск, при этом внутренний контейнер (12) сформирован посредством прессовой посадки.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешний контейнер (14) содержит внешнюю крышку (28), внешнее дно (30) и внешние боковые пластины (32, 34, 36, 38).
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внешняя крышка (28) и/или внешние боковые пластины (32, 34, 36, 38) и/или внешнее дно (30) соединены фиксирующими приспособлениями (40) с образованием внешнего контейнера (14), охватывающего внутренний контейнер (12).
4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внешняя крышка (28) и/или внешнее дно (30) и/или внешние боковые пластины (32, 34, 36, 38) выполнены в качестве жесткой полой структуры (42).
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что оно содержит прижимное устройство (44) с покровной пластиной (46) и прижимной колодкой (48), причем прижимная колодка (48) расположена по меньшей мере частично в прижимном отверстии (50) во внешнем контейнере (14) и в сопряженном другом прижимном отверстии (52) во внутреннем контейнере (12), причем покровная пластина (46) выполнена с возможностью фиксации на внешнем контейнере (14), так что прижимная колодка (48) по меньшей мере частично вдавливается внутрь внутреннего контейнера (12).
6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что расположенным внутри внутреннего контейнера (12) по меньшей мере одним компонентом является батарея SOFC-топливных элементов и/или топливный риформер, и/или блок дожигателя-теплообменника.
7. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что во внешнем контейнере (14) и во внутреннем контейнере (12) выполнены сопряженные питающие отверстия (54, 56, 58, 74), через которые могут быть пропущены питающие подводки, причем через питающие подводки внутрь внутреннего контейнера (12) подводятся топливо и воздух и изнутри внутреннего контейнера (12) отводятся отходящий газ и выработанный ток.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что питающие отверстия (54, 56, 58) во внешнем контейнере (14) выполнены, по меньшей мере, в виде одной вставки (60), которая изготовлена из изоляционного материала, причем изоляционный материал имеет более высокую по сравнению с остальной частью внешнего контейнера (14) прочность.
9. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что внешний контейнер (14) содержит по меньшей мере одно несущее устройство (62, 64) для управляющего прибора и/или вспомогательного агрегата системы SOFC-топливных элементов, причем управляющий прибор предназначен для управления по меньшей мере одним расположенным внутри внутреннего контейнера (12) компонентом.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что по меньшей мере одно несущее устройство (62, 64) установлено на внешнем контейнере (14) и/или выполнено в виде единого целого с внешним контейнером (14).
11. Способ изготовления устройства (10) по п. 1, в котором дно (16), крышку (18) и боковые пластины (20, 22, 24, 26) внутреннего контейнера (12) сжимают внешним контейнером (14), отличающийся тем, что внутренний контейнер (12) формируют посредством прессовой посадки.
RU2015129578A 2012-12-19 2013-12-04 Термически изолирующее устройство для размещения по меньшей мере одного компонента системы sofc-топливных элементов и способ изготовления указанного устройства RU2613527C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012223864.6 2012-12-19
DE102012223864.6A DE102012223864B3 (de) 2012-12-19 2012-12-19 Vorrichtung zur Aufnahme mindestens einer Komponente eines SOFC-Brennstoffzellensystems und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
PCT/EP2013/075480 WO2014095369A1 (de) 2012-12-19 2013-12-04 Thermisch isolierende vorrichtung zur aufnahme mindestens einer komponente eines sofc-brennstoffzellensystems und verfahren zur herstellung einer solche vorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015129578A RU2015129578A (ru) 2017-01-26
RU2613527C2 true RU2613527C2 (ru) 2017-03-16

Family

ID=49883063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129578A RU2613527C2 (ru) 2012-12-19 2013-12-04 Термически изолирующее устройство для размещения по меньшей мере одного компонента системы sofc-топливных элементов и способ изготовления указанного устройства

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9893328B2 (ru)
EP (1) EP2936602B1 (ru)
DE (1) DE102012223864B3 (ru)
RU (1) RU2613527C2 (ru)
WO (1) WO2014095369A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016115693A1 (de) 2016-08-24 2018-03-01 Elringklinger Ag Hochtemperaturisolator und Herstellungsverfahren
CN110915046A (zh) * 2017-07-14 2020-03-24 爱尔铃克铃尔股份公司 燃料电池装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100098978A1 (en) * 2007-03-16 2010-04-22 Jens Hafemeister Housing for receiving at least one fuel cell stack
CN201689938U (zh) * 2010-04-22 2010-12-29 昆山弗尔赛能源有限公司 燃料电池电堆模块集成封装结构
RU2422951C1 (ru) * 2010-05-26 2011-06-27 Александр Сергеевич Липилин Модифицированный планарный элемент (варианты), батарея электрохимических устройств на его основе, способ изготовления элемента и форма для его реализации
US20110171544A1 (en) * 2008-09-19 2011-07-14 Mtu Onsite Energy Gmbh Fuel cell assembly with improved gas recirculation

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324907A1 (de) 1993-07-24 1995-01-26 Dornier Gmbh Verschalten von Brennstoffzellen
US20020178870A1 (en) 1999-03-30 2002-12-05 Lowther John K. Slide hammer
US6974646B2 (en) * 2002-06-24 2005-12-13 Delphi Technologies, Inc. Solid-oxide fuel cell assembly having an electronic control unit within a structural enclosure
DE102006060810B4 (de) * 2006-12-21 2015-01-15 Staxera Gmbh Gehäuse zur Aufnahme und Verspannung zumindest eines Brennstoffzellenstapels sowie Brennstoffzellensystem
DE102006060809A1 (de) 2006-12-21 2008-06-26 Enerday Gmbh Isolier- und Verspannvorrichtung für eine Hochtemperatur-Brennstoffzellensystemkomponente
FR2948342B1 (fr) * 2009-07-22 2011-09-16 Jean Louis Donato Caisse isotherme se presentant sous la forme d'un kit
DE102009034141A1 (de) * 2009-07-22 2011-01-27 Elringklinger Ag Gehäuse für eine elektrochemische Vorrichtung
DE102010006705B3 (de) * 2010-02-02 2011-04-14 Mtu Onsite Energy Gmbh Brennstoffzellenanordnung
JP5684665B2 (ja) * 2011-07-13 2015-03-18 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100098978A1 (en) * 2007-03-16 2010-04-22 Jens Hafemeister Housing for receiving at least one fuel cell stack
US20110171544A1 (en) * 2008-09-19 2011-07-14 Mtu Onsite Energy Gmbh Fuel cell assembly with improved gas recirculation
CN201689938U (zh) * 2010-04-22 2010-12-29 昆山弗尔赛能源有限公司 燃料电池电堆模块集成封装结构
RU2422951C1 (ru) * 2010-05-26 2011-06-27 Александр Сергеевич Липилин Модифицированный планарный элемент (варианты), батарея электрохимических устройств на его основе, способ изготовления элемента и форма для его реализации

Also Published As

Publication number Publication date
EP2936602B1 (de) 2018-03-21
DE102012223864B3 (de) 2014-04-03
RU2015129578A (ru) 2017-01-26
EP2936602A1 (de) 2015-10-28
US20150349305A1 (en) 2015-12-03
WO2014095369A1 (de) 2014-06-26
US9893328B2 (en) 2018-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8524387B2 (en) Battery unit for hybrid or electric vehicles
US10644366B2 (en) Method for producing an assembly from an energy storage module, and a cooling element and assembly
US9455427B2 (en) Battery with voltage-generating cells and interposed compensating plates
CN103855443B (zh) 具有堆叠框架的蓄电池热系统
JP5560335B2 (ja) ガルバニ電池用冷却金属薄板および冷却金属薄板を結合するための方法
US12034137B2 (en) Mounting bracket for cell supervision circuit, battery pack, and vehicle
US8931546B2 (en) Compact two sided cold plate with threaded inserts
US20110232879A1 (en) Compact two sided cold plate with transfer tubes
US8916282B1 (en) Battery cell isolation system
KR101628455B1 (ko) 연료전지용 엔드플레이트
RU2613527C2 (ru) Термически изолирующее устройство для размещения по меньшей мере одного компонента системы sofc-топливных элементов и способ изготовления указанного устройства
EP2704259B1 (en) Systems and Methods for Assembling Conformal Arrays
CN108352586A (zh) 具有冷却元件的电池模块
CN219144372U (zh) 电池模块及具有由耐热隔板分隔的电池单元的电池系统
KR101573575B1 (ko) 배터리 모듈
US20150180097A1 (en) Energy Storage Module and Method for Production of Energy Storage Module
KR20180054516A (ko) 파스닝 엘리먼트 단열 특징부를 가진 자동차 전지용 열전 모듈
WO2021012560A1 (zh) 电池模组及其框架结构
JP5368827B2 (ja) Ｐｔｃヒーター及びその製造方法
US9958216B2 (en) Connecting system for a heat exchanger
US9097003B1 (en) Saddle bracket assemblies
CN101651226B (zh) 电储能单元
CN219067068U (zh) 一种可拆卸电池包及电动车辆
US20240039076A1 (en) Battery pack
CN210379276U (zh) 电池模组体和电池包

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190228