固体氧化物燃料电池结构体制造技术

提供一种燃料电池结构体。燃料电池结构体具备：一个以上的燃料电池堆，所述一个以上的燃料电池堆包括层叠的多个单体电池，在内部形成有燃料流路及空气流路；支撑体，所述支撑体配置于燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合燃料供应管及燃料排出管，所述支撑体包括支撑板，所述支撑板形成有连接燃料供应管与燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接燃料排出管与燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及密封构件，所述密封构件配置于燃料电池堆与支撑板之间，将第四燃料供应孔与燃料流路的入口之间的区域及第四燃料排出孔与燃料流路的出口之间的区域密封。

Solid oxide fuel cell structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体氧化物燃料电池结构体
本专利技术涉及固体氧化物燃料电池结构体，更详细而言，涉及一种能够稳定地密封燃料及空气的固体氧化物燃料电池结构体。
技术介绍
通过氢与氧的电化学反应来生成电的燃料电池，由于能量转移步骤简单、高效率、无公害发电的环保特性，最近正在进行活跃研究。特别是所述燃料电池中的固体氧化物燃料电池(SOFC)，使用陶瓷作为电解质，作为在约600至1000℃左右的高温下运转的燃料电池，在熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、高分子型燃料电池(PEFC)等多种形态的燃料电池中效率最高、公害最小，而且具有不需要燃料重整器、可复合发电的多种优点。在这种固体氧化物燃料电池结构体中，在构成燃料电池堆的端板或歧管上直接连接燃料及空气的供应配管和排出配管，为了在高温下也稳定地密封燃料及空气，主要使用玻璃材质的密封构件。但是，在将燃料及空气的供应配管和排出配管直接连接于燃料电池堆的情况下，将燃料电池堆配置于安装位置后，连接所述燃料及空气的供应配管与排出配管，因而安装作业需要大量时间，由于空间上的制约，发生安装作业困难的问题。另一方面，为了解决如上所述的问题，在将所述燃料及空气的供应配管和排出配管连接于并非燃料电池堆的其他构成要素的情况下，会发生燃料电池堆与所述其他构成要素之间的燃料及空气的密封问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术目的是提供一种固体氧化物燃料电池结构体的安装及更换容易、能够稳定地密封燃料及空气的固体氧化物燃料电池结构体。技术方案本专利技术实施例的燃料电池结构体包括：一个以上的燃料电池堆，所述一个以上的燃料电池堆包括层叠的多个燃料电池的单体电池，在内部形成有供包含氢气(H2)的燃料移动的燃料流路及供包含氧气(O2)的空气移动的空气流路；支撑体，所述支撑体配置于所述燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合供向所述燃料电池堆供应的燃料移动的燃料供应管及供从所述燃料电池堆排出的燃料移动的燃料排出管，所述支撑体包括支撑板，所述支撑板形成有连接所述燃料供应管与所述燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接所述燃料排出管与所述燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及密封构件，所述密封构件配置于所述燃料电池堆与所述支撑板之间，将所述第四燃料供应孔与所述燃料流路的入口之间的区域及所述第四燃料排出孔与所述燃料流路的出口之间的区域密封。在一个实施例中，所述支撑体可以还包括从所述支撑板的下部面凸出而使所述支撑板从安装面隔开的多个支脚，所述燃料供应管及所述燃料排出管可以结合于所述支撑板的下部面。在一个实施例中，所述燃料电池堆可以包括：单体电池层叠结构体，所述单体电池层叠结构体包括多个平板型单体电池、分别支撑所述单体电池的边缘的多个单元框架、与所述单元框架交替配置并将所述单体电池电气连接的多个连接件；上部端板，所述上部端板配置于所述单体电池层叠结构体的上部；及下部端板，所述下部端板配置于所述单体电池层叠结构体的下部，与所述支撑板相向；可以在所述下部端板上，形成有形成所述燃料流路的入口的第三燃料供应孔及形成所述燃料流路的出口的第三燃料排出孔，所述密封构件可以配置于所述支撑板与所述下部端板之间，将所述第三燃料供应孔与所述第四燃料供应孔之间的区域及所述第三燃料排出孔与所述第四燃料排出孔之间的区域密封。在一个实施例中，所述密封构件可以包括环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔中至少一个孔的上部端部地配置的环形形状的金属垫片，以及将所述金属垫片置于之间并环绕所述至少一个孔的上部端部地配置的环形形状的内部高温用密封件及外部高温用密封件，可以在所述支撑板的上部面及所述下部端板的下部面中一者上，形成有对所述金属垫片加压的加压凸出部，在其余一者上，形成有供被所述加压凸出部加压的所述金属垫片插入的垫片插入槽。另外，可以在所述支撑板的上部面及所述下部端板的下部面中形成有所述垫片插入槽的面上，形成有内部插入槽及外部插入槽，所述内部插入槽及外部插入槽在所述垫片插入槽的内部及外部分别以环形形状形成，供所述内部高温用密封件及所述外部高温用密封件的端部分别插入。在一个实施例中，所述金属垫片可以以含有铁-铬的金属材料形成，所述内部及外部高温用密封件可以分别以玻璃材料或玻璃与陶瓷的复合体材料形成。在一个实施例中，所述金属垫片可以包括中央部分折弯的环形形状的金属板，所述加压凸出部可以具有宽度向上部越来越减小的环形形状，所述垫片插入槽可以与所述加压凸出部的形状对应，具有宽度向内部越来越减小的环形形状。在一个实施例中，所述金属垫片可以包括分别环绕所述第四燃料供应孔及所述第四燃料排出孔的上部端部地配置的第一及第二金属垫片，所述内部高温用密封件可以包括分别配置于所述第一及第二金属垫片的内部的第一及第二内部高温用密封件，所述外部高温用密封件可以包括分别环绕所述第一及第二金属垫片地配置的第一及第二外部高温用密封件。在一个实施例中，可以在所述支撑板上，追加结合有供向所述燃料电池堆供应的空气移动的空气供应管及供从所述燃料电池堆排出的空气移动的空气排出管，形成有连接所述空气供应管与所述空气流路的入口的第四空气供应孔及连接所述空气排出管与所述空气流路的出口的第四空气排出孔，可以在所述下部端板上，形成有形成所述空气流路的入口的第三空气供应孔及形成所述空气流路的出口的第三空气排出孔，所述密封构件可以追加密封所述第四空气供应孔与所述第三空气供应孔之间的区域及所述第四燃料排出孔与所述第三空气排出孔之间的区域。在一个实施例中，所述金属垫片可以还包括分别环绕所述第四空气供应孔及所述第四空气排出孔的上部端部地配置的第三及第四金属垫片，所述内部高温用密封件可以还包括分别配置于所述第三及第四金属垫片的内部的第三及第四内部高温用密封件，所述外部高温用密封件可以还包括分别环绕所述第三及第四金属垫片地配置的第三及第四外部高温用密封件。有益效果根据本专利技术的固体氧化物燃料电池结构体，所述密封构件一同包括高温用密封件和金属垫片，因而即使减小高温用密封件的涂覆面积，也可以稳定地确保燃料及空气的气密性，因而可以减小所述高温用密封件的涂覆面积，结果，可以在常温下将所述燃料电池堆容易地从所述支撑体拆卸或加装。另外，玻璃作为高温用密封件，在低温下存在气密性低下的问题，而在本专利技术的燃料电池结构体中，所述密封构件一同包括高温用密封件和金属垫片，所述金属垫片因在连结所述燃料电池堆与所述支撑体时施加的压缩力而变形，发挥作为密封件的功能，因而即使在不足高温用密封件的熔融温度的相对低温下，也可以将燃料及空气稳定地密封。而且，第一及第二高温用密封件配置于所述金属垫片的内部及外部，防止所述金属垫片暴露于外部含氧气气体中，因而可以防止所述金属垫片氧化。另外，将所述燃料供应/排出配管及空气供应/排出配管连接于并非燃料电池堆而是可以支撑一个以上的燃料电池堆的支撑体，从而可以简化燃料电池结构体的安装工序，通过使密封构件配置于所述支撑体与燃料电池堆之间，从而可以将燃料及空气稳定地密封。附图说明图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池结构体，其中，包括：/n一个以上的燃料电池堆，其包括层叠的多个燃料电池的单体电池，在内部形成供包括氢气的燃料移动的燃料流路及供包括氧气的空气移动的空气流路；/n支撑体，其配置于所述燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合向所述燃料电池堆供应燃料的燃料供应管及从所述燃料电池堆排出燃料的燃料排出管，以及包括支撑板，所述支撑板形成有连接所述燃料供应管与所述燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接所述燃料排出管与所述燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及/n密封构件，其配置于所述燃料电池堆与所述支撑板之间，密封所述第四燃料供应孔与所述燃料流路的入口之间的区域及所述第四燃料排出孔与所述燃料流路的出口之间的区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池结构体，其中，包括：
一个以上的燃料电池堆，其包括层叠的多个燃料电池的单体电池，在内部形成供包括氢气的燃料移动的燃料流路及供包括氧气的空气移动的空气流路；
支撑体，其配置于所述燃料电池堆的下部并对其进行支撑，结合向所述燃料电池堆供应燃料的燃料供应管及从所述燃料电池堆排出燃料的燃料排出管，以及包括支撑板，所述支撑板形成有连接所述燃料供应管与所述燃料流路的入口的第四燃料供应孔及连接所述燃料排出管与所述燃料流路的出口的第四燃料排出孔；及
密封构件，其配置于所述燃料电池堆与所述支撑板之间，密封所述第四燃料供应孔与所述燃料流路的入口之间的区域及所述第四燃料排出孔与所述燃料流路的出口之间的区域。


2.根据权利要求1所述的燃料电池结构体，其中，
所述支撑体还包括多个支脚，其从所述支撑板的下部面凸出而使所述支撑板从安装面隔开，
所述燃料供应管及所述燃料排出管结合于所述支撑板的下部面。


3.根据权利要求1所述的燃料电池结构体，其中，
所述燃料电池堆，包括：
单体电池层叠结构体，其包括多个燃料电池的单体电池、多个单元框架及多个连接件，其中，所述多个单元框架分别支撑所述单体电池的边缘，所述多个连接件与所述多个单元框架交替配置并将所述电池单体电气连接；
上部端板，其配置于所述单体电池层叠结构体的上部；及
下部端板，其配置于所述单体电池层叠结构体的下部，与所述支撑板相向；
在所述下部端板上，形成有第三燃料供应孔及第三燃料排出孔，其中，所述第三燃料供应孔形成所述燃料流路的入口，所述第三燃料排出孔形成所述燃料流路的出口，
所述密封构件配置于所述支撑板与所述下部端板之间，密封所述第三燃料供应孔与所述第四燃料供应孔之间的区域及所述第三燃料排出孔与所述第四燃料排出孔之间的区域。


4.根据权利要求3所述的燃料电池结构体，其中，
所述密封构件，包括：
环形形状的金属垫片，其配置为环绕所述第四燃料供应孔及第四燃料排出孔中至少一个孔的上部端部；及
环形形状的内部高温用密封件及外部高温用密封件，其之间具有所述金属垫片并配置为环绕所述至少一个孔的上部端部；
在所述支撑板的上部面及所述下部端板中一个上形成有加压所述金属垫片的加压凸出部，在另一个上形成供被所述加压凸出部加压的所述金属垫片插入的垫片插入槽。


5.根据权利要求4所述的燃料电池结构体，其中，
在所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋尚炫，李敏宰，朴镇我，崔成皞，
申请(专利权)人：美科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR