專利名稱：用于容納和壓緊至少一個燃料電池堆的外殼的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于容納至少一個燃料電池堆的具有外殼部分的外殼，該外 殼如此設計，使其能夠至少部分地容納燃料電池堆。本發明還涉及一種具有這種外殼以及至少一個在該外殼中容納的燃料電池 堆的系統。
背景技術：
燃料電池系統，特別是SOFC-燃料電池系統(SOFC = Solid Oxide Fuel Cdl，中文意思是固體氧化物燃料電池)，通常包括重組器、補燃器、SOFC-燃料 電池堆或者說SOFC-燃料電池棧等等。由有關制造的角度來看，SOFC-燃料電池 鄉常在定義的壓緊下生產。該壓緊必須在生產期間以及此外在存儲和^A燃料 電池系統期間首先ilil暫時的壓緊得以確保。隨后，燃料電池堆的最終的壓二魏 艦常設置在燃料電池堆上的夾緊體產生。例如在DE 195 17 042C1中描述了一種燃料電池結構，針對這種結構， 燃料電池堆設置在此類的外殼內或者說容納在其中。在該燃料電池堆上最 終設置有作為夾緊裝置的波紋管，其支撐在外殼上并且由此可以施加用于 壓緊燃料電池堆的力。為了能夠適當地調整或者改進相應的力，可以從外 殼的外部在壓力下將氣體導入波紋管中。DE 103 08 382 B3中公開了另一種壓緊的可能性。與屬于現有技術的 該文獻一致，燃料電池堆在爐中冷卻之后首先用暫時的壓緊裝置或者說夾 緊裝置壓緊，隨后開始對燃料電池堆進行隔熱，在隔熱層的外面設置最終 的壓緊裝置或者說夾緊裝置并且之后撤除暫時的夾緊裝置。然而，特別是 進行這種壓緊的缺點在于，假如高熱敏的隔熱在壓力和高溫下收縮，那么 該壓緊就不足以應付這種收縮。由此燃料電池堆的壓緊無法長期地得到確 保。此外，這種壓緊只能在高昂的安裝費用下實施，因此無法提供安裝成 本低的方案。同樣在多個燃料電池堆的情況下很難實現各個燃料電池堆的3不同的壓緊。 發明內容本發明的目的在于，改艦l:對卜殼，使得至少能夠部分地消除上述的缺點。該任務艦獨立權利要求的特征解決。本發明的有禾啲設計和艦i^人屬權利要求中產生。根據本發明的外殼在此類現有技術的基礎上如此改進，設置有夾緊裝置，通 過該夾緊裝置可以iW;外殼部分的至少一個開口壓緊燃料電池堆。就此而言，將 夾緊裝置理解為那種部件，其基于力傳遞產4^料電池堆的夾緊。根據本發明的 外殼可以特別設計鵬于容納和壓緊燃料電池堆的所謂"隔熱箱"，其對外隔熱。 Mil在例如一個外殼部分或者多個外殼部分的外殼部分中的開口的設置，可以用 夾緊，通過開口精確校準燃料電池堆，由此可以輕易調節燃料電池堆的壓緊。 同樣可以通過多個開口實現對燃料電池堆的校準或者對燃料電池堆的壓緊的調 節。因此可以依據結構形式大大簡化對壓緊的調節且由此大大簡化了燃料電池堆 在隔熱箱中的安裝，由此有了成本相對較低的方案。根據本發明的外殼可以有利地如此，，使得夾緊裝置包括夾緊體，該夾緊 懶入開口中用于壓緊燃料電池堆。例如可以在外殼部分上設置一個或多個圓柱 體形的開口，在該開口中可以方i(A^者說插入特別是圓柱體。可以例如艦壓緊 板將該圓柱體朝x寸應的燃料電池堆壓緊。根據本發明的外殼還可以如此實現，使得夾緊體可以通過至少一個齊性元件 的力朝燃料電池堆夾緊。由此也可以在考慮到高溫隔熱的收縮特性的情況下實現 燃料電池堆的長期的壓緊。此外，可以M31^性元件的適當的選擇或者說設計以 及定位將燃料電池堆的壓緊準確定量。在外殼中容納多個燃料電池堆的情況下， 可以通過大量所使用的彈性元件#^蟲地調節各^^燃料電池堆的壓緊力。就此而言，根據本發明的外殼 如此設計，使得將從外側設置在外殼部分 上的至少一個彈性元件的力可以通過壓力元件施加在夾緊體上。因此燃料電池堆 的壓力元件可以例如基于M31^性元件作用的力朝外殼部分壓緊。根據本發明的外殼還可以如此實現，使得夾緊體為陶瓷圓柱體。此外，根據本發明的外殼如此設計，使得彈性元件包括至少一個彈簧。同樣 可以使用螺,接的圓^ffi于^f共均勻的壓緊。根據本發明的外殼還可以如此，，使得壓力元件為壓緊板或夾緊框架。壓 緊板例如在外殼部分的金屬套之外、例如在隔熱箱的外殼部分被移動地擰緊并且 用彈性元件朝陶瓷圓柱體壓緊，從而使陶瓷圓柱體又壓緊燃料電池堆。可替換的 形式為，同樣用夾緊框架實現壓緊，該夾緊框架例如至少部分地將隔熱箱包裹設 置在外殼部分的外側上。就此而言，根據本發明的外殼設置成可以il31壓緊板將多個夾緊^^月燃料電 池堆夾緊被認為是有利的。該夾緊體可以例如均勻地在燃料電池堆端面上被壓緊。由此可以 ;夾緊體的均勻分布實5 料電池堆的均勻的壓緊。根據本發明的外殼還可以如此實現，使得外殼部分由高熱敏的隔熱材料構 成。特別是隔熱箱由高熱敏的隔熱材料組成。根據本發明的外殼雌如此設計，使得外殼部分用金屬套包圍。可以ffiii金 屬套保持以及保護為隔熱箱使用的隔熱材料。根據本發明的外^S可以有利地如此改進，使得燃料電池堆可以M3i夾緊裝 置在其堆方向朝外殼部分壓緊。本發明同樣涉及一種具有根據本發明的夕卜殼和至少一個在該外殼中容納的 燃料電池堆的系統。
下面參照附圖鄉l脫明本發明的雌實施例。其中 圖1是根據本發明的外殼的立方圖；以及 圖2是圖1中根據本發明的外殼的截面圖。
具體實施方式
圖1和2分別在立方圖和截面圖中展示了根據本發明的外殼10。在該實施 例中，根據本發明的外殼10通過隔熱箱構成并且包括形成外殼部分的外殼部分 14，其至少部分地包圍燃料電池堆或者iM料電池棧24。外殼部分14與另一個 外殼部分12如iib^接，使得燃料電池堆24完全被外殼部分14、 12封閉。兩個 外殼部分12、 14的連接或者說外殼部分接合處18以本領域技術人員公知的方式 實現并且可以任意實施，例如Mil固定銷連接、彈簧翻轉夾緊裝置、夾子連接等 等。在所描述的情況下燃料電池堆24如此設置在外殼部分14中，使得其與在外5殼部分14的下殼壁上的底面以及與在外殼部分14的外殼側壁上的側面接觸。燃 料電池堆24的堆方向與圖2中的豎直方向一致。在與外殼部分14的下殼壁相對 的上殼壁上，在燃料電池堆24的上面設置有三個圓柱體形的開口30 (在圖2中 僅示出了一個開口)，夾緊裝置28可以通過開口 料電池堆24上施加相應的 壓緊，如在下文中詳細說明。夾緊裝置28分別包括向對應的開口30中插入的陶 瓷圓柱體26，其基于微小的縫隙可以在開口 30中活動。該陶瓷圓柱體26 —方面 與燃料電池堆24接觸并且M31開口 30對準燃料電池堆24的堆方向。該陶瓷圓 柱體26還與夾緊裝置28的壓緊板22撤4。壓緊板22在殼體外側M31至少一個 螺輕接固定在外殼部分14上，該螺^I接包括彈性元件20。特別^M該螺 ,接可移動地弓l導壓緊板22，而同時M在該螺,接上設置的彈簧形式的彈 性元件20將該壓緊板朝對應的陶瓷圓柱體壓緊。該壓緊可以例如Mii設置在螺 栓頭和壓緊板22之間以及相應地設計的彈簧得以實現。Mil施加自應的陶瓷 圓柱體26上的壓緊最終產，應的燃料電池堆的壓緊。此外，該壓緊可以M3！ 擰緊或松開該螺^I,確地定量或者說調整。互相連接的外殼部分12、 14還 至少部分地容納燃料電池系統的其它部件16，在所描述的情況下該部件M31管道 16構成。這些管道16可以例如來自重組器或者補燃器。為了容納這些管道16， 外殼部分12、 14分別配備有與這些管道16的管直徑相適應的凹槽，從而使這些 管道16可以與燃料電池堆24相鄰穿過外殼10。在多個由外殼部分12、 14容納的燃料電池堆24的情況下，設置有多個夾緊 裝置28用于分別壓緊對應的燃料電池堆24。同樣也可以設想，多個燃料電池堆 24 iM下述陶瓷圓柱體26被壓緊，此類陶瓷圓柱體僅由相應尺寸設計的、即更 大的壓緊板22朝燃料電池堆24壓緊。在上述的說明書、圖例以及在權利要求中公開的特征可以獨立地或者 任意組合，為實現本發明是不可缺少的。10外殼12外殼部分14外殼部分16燃料電池系統的部件18外殼部分接合處20彈性元件22壓力元件24燃料電池堆26夾緊體28夾緊裝置30外殼開口
權利要求
1.一種外殼(10)，用于容納至少一個燃料電池堆(24)，所述外殼具有外殼部分(14)，所述外殼設計成能夠至少部分地容納所述燃料電池堆(24)，其特征在于，設置有夾緊裝置(28)，通過所述夾緊裝置能夠通過所述外殼部分(14)的至少一個開口(30)將所述燃料電池堆(24)壓緊。
2. 根據權利要求l所述的外殼(10)，其特征在于，所述夾緊裝置(28)包 括夾緊體(26)，所:^夾緊 入戶艦開口 (30)中用于壓緊戶; M料電池堆(24)。
3. 根據權利要求2戶腐的外殼(10)，其特征在于，所述夾緊體(26)能夠 M至少一個彈性元件(20)的力朝所^M料電池堆夾緊。
4. 根據權利要求3所述的外殼(10)，其特征在于，從外側設置在所游卜殼 部分(14)上的至少一個彈性元件(20)的力能夠ilil壓力元件(22)施加在所 述夾緊體(26)上。
5. 根據權利要求2至4中任一項所述的外殼(10)，其特征在于，所述夾緊 體(26)為陶瓷圓柱體(26)。
6. 根據權利要求3至5中任一項戶腿的外殼(10)，其特征在于，戶脫彈性 元件(20)包括至少一個彈簧。
7. 根據權利要求4至6中任一項所述的外殼(10)，其特征在于，所述壓力 元件(22)為壓緊板或者夾緊框架。
8.根據權利要求7戶皿的外殼(io)，其特征在于，能夠M戶;M壓緊板將多個夾緊體(26)朝所述燃料電池堆(24)夾緊。
9. 根據前述權利要求中任一項戶;M的外殼(10)，其特征在于，所述外殼部分(14)由高熱敏的隔熱材料構成。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的外殼(io)，其特征在于，戶;M外殼部分(14)被金屬套包圍。
11.根據前述權利要求中任一項所述的外殼(10)，其特征在于，所述燃料電 池堆(24)能夠ffl31^M夾緊裝置(28)在其堆方向上朝所粉卜殼部分(14)壓 緊。
12. —種系統，具有按照權利要求1至10中任一項戶，的外殼(10)以及至 少一個在戶/M外殼中容納的燃料電池堆(24)。
全文摘要
本發明涉及一種用于容納至少一個燃料電池堆(24)的具有外殼部分(14)的外殼(10)，該外殼設計成能夠至少部分地容納燃料電池堆。根據本發明，設置有夾緊裝置(28)，通過該夾緊裝置能夠通過外殼部分(14)的至少一個開口(30)將燃料電池堆(24)壓緊。本發明還涉及一種具有這種外殼(10)以及至少一個在該外殼中容納的燃料電池堆(24)的系統。
文檔編號H01M8/24GK101601160SQ200780047687
公開日2009年12月9日 申請日期2007年10月29日 優先權日2006年12月21日
發明者延斯·哈佛麥斯特, 馬蒂亞斯·波爾策 申請人:艾奈德有限公司