(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸型燃料電池の電池スタックにガスを供給、排出するために装着されるガスマニホールドにおいて、
ガスマニホールドに備えられた、上面に防食用シートライニングを有する接続フランジ面に、ガスマニホールドに連結されるガス供給、排出用ライニング配管の接続フランジ面が締結して接続され、かつ、ガスマニホールドに備えられた前記接続フランジ面と前記防食用シートライニングとの間にクッションシートが介装されていることを特徴とするリン酸型燃料電池のガスマニホールド。
【請求項２】
前記防食用シートライニングが、型成形、あるいは切削加工により製作されたポリテトラフルオロエチレン製のリングより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ガスマニホールド。
【請求項３】
前記防食用シートライニングが、シートより製作されたポリテトラフルオロエチレン製のリングより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ガスマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リン酸型燃料電池の電池スタックに装着されるガスマニホールドに係わり、特にガスを供給、排出するための配管の接続構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リン酸型燃料電池は液体状のリン酸を電解質として用い、高温で運転されるので、電池スタックを流れたガス中にはリン酸ミストが含まれる。したがって、電池スタックに装着されるガスマニホールドの内面にはポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略記する）製のシート等による防食処置が施されており、このガスマニホールドに接続されるガス供給、排出用の配管の接続部においても、ＰＴＦＥ包みガスケットを使用してリン酸ミストに対する防食措置が講じられている。
【０００３】
図４は、従来のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの配管接続部の基本構成を示す断面図で、図の左側に配される電池スタックに装着されたガスマニホールドのガス供給、排出用の配管の接続部の断面を示したものである。図において、１はガスマニホールド本体を形成するマニホールド側板、１１はガス供給、排出用配管の接続用としてマニホールド側板１に溶接接続されたフランジ付きのノズルパイプ、２はノズル孔である。外部よりガスを供給する、あるいは外部へとガスを排出する接続配管８とノズルパイプ１１は、締付スタッド１０によってフランジ接続されている。リン酸ミストによる腐食を防止するために、マニホールド側板１の内面には防食シート４が備えられ、また、ノズルパイプ１１の内面にはノズルライニング１２が施されている。さらに、ノズルライニング１２は融着部５Ｄにおいて防食シート４に融着されている。また、接続配管８にもリン酸ミストによる腐食の防止用に配管ライニング９が施されており、ノズルパイプ１１の接続フランジと接続配管８の接続フランジとの間には、コの字型断面をもつＰＴＦＥ製リングの外皮１３の中にクッション材７を収めたＰＴＦＥ包みガスケットが用いられている。ＰＴＦＥ包みガスケットは、クッション材７がフランジ面の凹凸を吸収するので低い締付け圧力でもシール性能が確保できるという特性を持ち、ライニング配管接続用のガスケットとして一般に市販されている。この種の市販のガスケットにおいては、通常 0.1〜0.5mm 程度のＰＴＦＥが外皮１３として用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの配管接続部は、ノズルライニング１２を施したフランジ付きのノズルパイプ１１のフランジと、配管ライニング９を施した接続配管８のフランジとの間にＰＴＦＥ包みガスケットを配して、リン酸ミストによる腐食を防止するように構成されているが、ノズルパイプ１１へのノズルライニング１２の施工は、ＰＴＦＥ製のパイプをノズルパイプ１１の内側に通した後、フランジ部のガスケット面をフレア加工することによって行われている。またガスマニホールド側板１内面に配された防食シート４との接合部は、防食シート４が厚い場合には溶接によって接合され、防食シート４が薄い場合にはノズルパイプ１１の内側に通したＰＴＦＥ製のパイプをフランジ部のガスケット面と同様のフレア加工による融着によって接合されている。
【０００５】
このように従来のリン酸型燃料電池のガスマニホールドにおいては、配管接続部のノズルパイプ１１への防食用のノズルライニング１２の施工に際して、フレア加工が必要となるため、ガスマニホールドの製作コストが高くなるという問題点があった。
本発明の目的は、このよな従来技術の難点を解消して、配管接続部の防食処理が容易で、安価に製作できるリン酸型燃料電池のガスマニホールドを提供することにある。
【０００６】
【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、
リン酸型燃料電池の電池スタックにガスを供給、排出するために装着されるガスマニホールドにおいて、
ガスマニホールドに備えられた、上面に防食用シートライニングを有する接続フランジ面に、ガスマニホールドに連結されるガス供給、排出用ライニング配管の接続フランジ面を締結して接続し、かつ、ガスマニホールドの上記の接続フランジ面と上記の防食用シートライニングとの間にクッションシートを介装することとし、さらに、上記の防食用シートライニングを、型成形あるいは切削加工により製作されたＰＴＦＥ製のリングより構成する。あるいは、シートより製作されたＰＴＦＥ製のリングより構成することとする。
【０００７】
このようにガスマニホールドの接続フランジ面にクッションシートを介装して防食用シートライニングを備え、この面にガス供給、排出用のライニング配管の接続フランジ面を締結して接続することとすれば、クッションシートの働きによって防食用シートライニングはガス供給、排出用のライニング配管の接続フランジ面のライニングに押し付けられ、気密に保持し、従来の構成において用いられているＰＴＦＥ包みガスケットと同様の機能を有することとなる。したがって、従来のごときＰＴＦＥ包みガスケットやこれを組み込むためのフランジ付きノズルを用いなくとも、配管接続部の防食処理が容易に行われることになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
＜実施例１＞
図１は、本発明のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの第１の実施例の基本構成を示す断面図で、図４の従来例と同様に、図の左側に配される電池スタックに装着されたガスマニホールドのガス供給、排出用の配管の接続部の断面を示したものである。図において図４と同一の機能を有する構成部品には同一の符号が付されており、重複する説明は省略する。
【０００９】
本構成では、マニホールド側板１のノズル孔２の形成部にノズルフランジ３が設置されており、このノズルフランジ３は締付け時の変形を防止するために厚肉に形成されている。ノズルフランジ３のノズル孔２に面する内側には、型成形により製作されたコの字型断面を持つＰＴＦＥ製リング６Ａが防食シートライニングとしてはめ込まれており、このＰＴＦＥ製リング６Ａのコの字型断面の側面の一端は、配管ライニング８を備えた外部の接続配管８に連結されるノズルフランジ３のガスケット面に、また、この側面の他の一端は、融着部５Ａにおいてマニホールド側板１の内面に配される防食シート４に融着されている。さらに、ＰＴＦＥ製リング６Ａのノズルフランジ３のガスケット面に配された部分とノズルフランジ３との間には、従来例で用いられているものと同様のクッションシート７が挿入されている。配管ライニング８を備えた接続配管８は、接続フランジを締付スタッド１０によってノズルフランジ３に加圧、締結することにより気密性と防食性を備える構造として接続されている。本構成では、従来例のごときＰＴＦＥ包みガスケットやこれを組み込むためのフランジ付きノズルを組み込む必要がなく、安価に配管接続部を構成することができる。
【００１０】
なお、本構成では防食シートライニングとして型成形により製作したＰＴＦＥ製リング６Ａを用いているが、同様な機能を果たすＰＴＦＥ製リングは切削加工によっても製作可能である。
＜実施例２＞
図２は、本発明のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの第２の実施例の基本構成を示す断面図で、図１と同様に、図の左側に配される電池スタックに装着されたガスマニホールドのガス供給、排出用の配管の接続部の断面を示したものである。
【００１１】
本実施例の実施例１との相違点はノズルフランジ３のノズル孔２に面する内側に防食シートライニングとしてはめ込まれたＰＴＦＥ製リングの形状、ならびにこのＰＴＦＥ製リングとマニホールド側板１の内面に配される防食シート４との接続構造にある。すなわち、実施例１ではコの字型の断面を持つＰＴＦＥ製リング６Ａが用いられていたのに対して、本実施例では略Ｚ字型の断面を持つよう形成されたＰＴＦＥ製リング６Ｂが用いられており、その一端はノズル孔２の周縁部より内側へと突出した融着部５Ｂにおいて防食シート４に融着されている。本構成では、実施例１と同様にＰＴＦＥ包みガスケットやこれを組み込むためのフランジ付きノズルを組み込む必要がなく、安価に配管接続部を構成することができるとともに、防食シート４に実施例１のような曲げ加工を加える必要がないので、厚い防食シート４を用いるガスマニホールドの場合にも容易に施工することができるという利点がある。
【００１２】
＜実施例３＞
図３は、本発明のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの第３の実施例の基本構成を示す断面図で、図１，２と同様に、図の左側に配される電池スタックに装着されたガスマニホールドのガス供給、排出用の配管の接続部の断面を示したものである。
【００１３】
本実施例の構成の特徴は、防食シートライニングとして実施例１、２のＰＴＦＥ製リング６Ａ，６Ｂに代わってＰＴＦＥの平板シートよりなるＰＴＦＥ製リング６Ｃが使用され、その一端がノズル孔２の周縁部より内側へと突出した融着部５Ｃにおいて防食シート４に融着されている点にある。本構成に用いられるＰＴＦＥ製リング６ＣはＰＴＦＥの平板シートを単純に切り抜くことによって得られるので、本構成のガスマニホールドは特に安価に製作することができる。
【００１４】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、
リン酸型燃料電池の電池スタックにガスを供給、排出するために装着されるガスマニホールドにおいて、ガスマニホールドに備えられた、上面にＰＴＦＥ製の防食用シートライニングを有する接続フランジ面に、ガスマニホールドに連結されるガス供給、排出用ライニング配管の接続フランジ面を締結して接続し、かつ、ガスマニホールドの上記の接続フランジ面と上記の防食用シートライニングとの間にクッションシートを介装することとしたので、従来のごときＰＴＦＥ包みガスケットやこれを組み込むためのフランジ付きノズルを用いなくとも防食処理が容易に行われることになり、配管接続部の防食処理が容易で、安価に製作できるリン酸型燃料電池のガスマニホールドが得られることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの第１の実施例の基本構成を示す断面図
【図２】本発明のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの第２の実施例の基本構成を示す断面図
【図３】本発明のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの第３の実施例の基本構成を示す断面図
【図４】従来のリン酸型燃料電池のガスマニホールドの配管接続部の基本構成を示す断面図
【符号の説明】
１    マニホールド側板
２    ノズル孔
３    ノズルフランジ
４    防食シート
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ    融着部
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ    ＰＴＦＥ製リング
７    クッションシート
８    接続配管
９    配管ライニング
１０    締付スタッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003812259.tif 000005