用于高温燃料电池系统组件的隔热装置和压紧装置制造方法及图纸

技术编号:5498164 阅读:234 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种装置(10),该装置包括隔热的容器(12-38)以及至少一个设置在容器(12-38)中的高温燃料电池系统组件(40),该高温燃料电池系统组件被至少一个由第一种材料构成的隔热层(24-30)包围,其中,压紧装置作用在该隔热层上。根据本发明专利技术,该压紧装置包括一个或多个支撑在容器外壳(12-22)上并且作用在隔热层(24-30)上的由第二种材料构成的板状的元件(32-38),第二种材料在接触压力下能够弹性形变,在接触压力下第一种材料不能发生形变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种装置,包括隔热的容器以及至少一个在该容器中设置的高温 燃料电池系统组件,该组件輕少一个由第一材料构成的隔热层包围,其中,压 紧装置作用在隔热层上。
技术介绍
例如结合SOFC-燃料电池系统公开了在定义的压紧下生产燃料电池 堆。在生产、储存和安装燃料电池堆期间使用到规定的系统中的压紧可以 特别是暂时的压紧,在设置最终的压紧之后可以将暂时的压紧撤去。最终 的压紧可以例如如同在专利文献DE 103 08 382 B3中的说明来实现。根据 该专利文献的教导,在包围高温燃料电池堆的隔热层外面以夹紧框架和拉 伸杆柱的形式设置最终的压紧。这种压紧的缺点是相对较高的空间需求、 高的重量和相对较高的费用。还会出现这样的问题,高热敏的隔热在压力 和高温下收缩,由此会损害隔热性能。因为隔热材料的收縮会导致裂缝的 出现。如果燃料电池系统的多个组件共同放置在所谓的隔热箱中,这个问 题也会很严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,特别是顾及到高繊料电池堆的压紧和隔热,改m类装置,使其避免或者至少^b前述的缺点。该目的舰独立权利要求i的特征解决。 本专利技术的有禾,设计和改进从从属权利要求中产生。 根据本专利技术的外壳在此类现有技术的勘出上如此鹏,压紧體包括一个或 多个支撑在容器外壳上并且作用在隔热层上的由第二种材料组成的板状的元件,该元件在接触压力下可以弹性形变,在该接触压力下第一种材料不^ 。 M;与 形成隔热层的第一种材料相比的第二种材料的齊性特性可以抵制裂缝的出现,该裂缝^Mil隔热材料的收縮弓胞的,这种收缩会在压力和高温下出现。因此可以对高Sli料电池系统组件长期地无限制itt行隔热。还可以通过第二种材料的预定义的压紧将定义的压紧力作用在高,料电池系统组件上。本专利技术特别可以在容器中设置至少一个如下的高^M料电池系统组件高温 燃料电池堆、重组器、燃烧器、控制器。同时,至少将高Slt料电池堆放置在容器中是特别有利的,因为该高Si料电池堆不仅必须被隔热也必须在工作期间被压紧。然而附加的或者可替换的是,同样也可以完全地或者部分地在隔热内部设 置用于产生燃烧气体所使用的重组器,其中,在这种情况下该压紧力可以用作固定位置。这也同样适用于燃烧器、例如补;K。关于控制器的放置,可以有利地 将该控制器设置在隔热层的外面,从而不会超过电子组件的允许工作温度。在这 种情况下既可以在隔热层和第二种材料之间设置控制器,又可以在第二种材料和 容器外壳之间设置控制器。必要时可以在第一种材料和/或第二种材料中设置空 隙,在该空隙中可以至少部分地容纳控制器。特别是鉴于高温燃料电池堆的放置,隔热层包括在高M料电池系统组件的 优选的膨胀方向运动的隔热层盖被认为是特别有禾啲。在高^it料电池堆的情况 下, 的膨胀方向也就是堆方向。在这种情况下隔热层以有禾啲方式杯状地设 计成隔热层盖在杯形件内部与杯形件的内圆周连接,使得隔热层可以在高 料 电池堆的高度变化下在隔热层的杯状的段的内部上下运动。根据本专利技术的體的同样 的改进在于,其具有至少一个穿孔,fflil该穿 孔引导高纖料电池系统组件的一个或多个供应管道。对于高M料电池堆,供:例如包括燃料和空气供给以^至少二个可燃气体输出。1在燃烧器的情况下除了需要输入燃料之外,还需要将废气从^a中输出。在前述的关系中,在隔热层的与隔热层盖相对的一侧上设置至少一个穿孔被 认为是特别有利的。例如在高^it料电池堆的情况下可以将供应管道设置在高温 燃料电池堆的底板上,从而使优选的膨胀方向垂直于底板延伸。在本专利技术中,第一种材料为微孔隔热材料被认为是特别有禾啲。可替代的是,可设想使用以Al2ft为基材的高温隔热板。此外,第一种材料至少在低于lN/mm2的接触压力下不会娜被认为是特别有利的。由此,通过第二种材料产生的所需的压紧力可以M第一种材料完全地传递到高^JM料电池系统组件上。在本专利技术的im实施例中,第二种材料包括橡胶、特别是多孑L橡胶材料,或者聚氨酯类、特比是聚氨酯泡沫。就此而言,第二种材料具有在110g/drf和150g/dtf之间的密度被认为^f寺别有利的。例如用具有大约130g/dm3的密度的多孑L繊材料达至U好的结果。本专利技术实现例如将依据专利文献DE 103 08 382 B3的燃料电池堆用微孔隔 热材料进行隔热。在燃料电池堆上面的隔热优选可移动地设计,从而可以容纳燃 料电池堆的可能出现的纵向膨胀。此外,隔热从外部用多孔橡胶(密度例如为 130g/dm3)或聚氨酯泡沫覆盖。多孑L橡胶或聚氨酯泡沫借助于容器外壳特别是在 侧面或上面和下面焊接的加板被定义地压紧。附图说明下面参照附图举例说明本专利技术的tt实施例。其中图1是根据本专利技术的装置的实施例的示意性立体视图,其中,为观察,的 结构将正面部分地切除;图2是按照图1的體的示意性立体视图,其中,特别对该體的底面进行 观察。具体实施方式在图1中所示的装置10包括隔热的容器,在该容器中设置有至少一个高温 燃料电池系统组件。该容器包括容器外壳,该容器外壳由六个互相焊接的板12-22 形成。前板16被部分地切除示出,从而对装置10的内部结构进行观察。在容器 外壳12-22的内部设置有高^M料电池堆40,其堆方向同时也表示优选的膨胀 方向50。高皿料电池堆40连接在供应管道48上,该供应管道特别包括阳极气 { 1入和输出以及阴极气#^入和输出。供应管道48 M底板22上的穿 L 52-58 向外引导。装置10也可以容纳重组器42和/gS^烧器44和/或控制器46,如其通 iW应的虚线框示出。高^M料电池堆40被由微孔隔热材料形成的隔热层24 - 30 包围。隔热层24-30包括隔热层盖30,该隔热层盖在高^jt料电池堆40的 的膨胀方向50上在通常为杯状的隔热材料内部上下运动。同时很明显,隔热材 料将高温燃料电池堆40完全地包围并且该隔热材料的正面仅由于图示的原因被切除,以便观察装置10的结构。形成隔热层24-30的微孔隔热材料设计成,使 其至少在接触压力小于1N/nW下不会郷。由此,高^M料电池堆借助于作用 在隔热层24-30上的由第二种材料构成的板状的元件32-38被压紧,该第二种 材料可以在接触压力下弹性形变,在该接触压力下形成隔热层24 - 30的微孔隔 热材料不会变形。在所示的情况下,第二种材料是具有130g/dm3的密度的多孔橡 胶。支撑在容器外壳12-22上的多孑L橡胶不仅在膨胀方向50上施加用于压紧高 ,料电池堆40所需的力,而且也作用在隔热层24-30上从而可^tW免Mil 形成隔热层24-30的材料的收缩导致的裂纹。很明显,在隔热层的底部区域26 和在底板34中必须设置有与穿孔52-58对准的穿 L。然而在理想情形下,隔热 材料以及tt^S有对应的多孑L橡胶板34紧密地贴靠在供应管道48上,从而避免 在这个区域中的隔热间隙。在上述的说明书、图例以及在权利要求中公开的特征可以独立地或者 任意组合,为实现本专利技术是不可缺少的。附图标己12外壳板14外壳板16夕卜壳板18外壳板20外壳板22外壳板24隔热层壁26隔热层壁28隔热层壁30隔热层盖32板状元件34板状元件36板板件38板状元件40高MM料电池堆42重组器44燃烧器46控制器48供应管道50膨胀方向5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置(10),包括隔热的容器(12-38)以及至少一个设置在所述容器(12-38)中的高温燃料电池系统组件(40),所述高温燃料电池系统组件被至少一个由第一种材料构成的隔热层(24-30)包围,其中,压紧装置作用在所述隔热层上,其特征在于,所述压紧装置包括一个或多个支撑在容器外壳(12-22)上并且作用在所述隔热层(24-30)上的由第二种材料构成的板状的元件(32-38),所述第二种材料在接触压力下能够弹性形变,在所述接触压力下所述第一种材料不能发生形变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:延斯哈佛麦斯特马蒂亚斯波尔策
申请(专利权)人:艾奈德有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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