[发明专利]挤压装置以及带有挤压装置的燃料电池装置

说明书

本发明涉及一种带有用于挤压燃料电池装置的燃料电池堆叠的挤压装置(3)的燃料电池装置以及一种用于对燃料电池堆叠进行挤压的挤压装置(3)。为了能够根据需要来挤压燃料电池堆叠，根据本发明设置成，挤压装置(3)具有带有调整元件(12)和支撑元件(13)的预紧设备(9a)，其中，调整元件(12)和支撑元件(13)的接触面(15,16)相对于挤压方向(P)倾斜地伸延。

技术领域

本发明涉及一种用于在挤压方向上挤压燃料电池堆叠(Brennstoffzellenstapel)的挤压装置(Pressvorrichtung)，其带有至少一个用于施加在挤压方向上作用的弹簧力的弹簧弹性的挤压设备，并且带有至少一个预紧设备(Vorspanneinrichtung)，利用该预紧设备可改变挤压设备的预应力(Vorspannung)。此外，本发明涉及一种带有燃料电池堆叠以及对燃料电池堆叠进行挤压的挤压装置的燃料电池装置。

背景技术

开头所提及类型的挤压装置和燃料电池装置是一般性的并且例如由文件WO 99/27602 A1已知。

燃料电池装置利用燃料与氧气的化学转换，以便产生电能。为此，燃料电池装置作为核心部件包含膜片-电极-组件，所述膜片-电极-组件能够分别设计为由传导离子的、尤其传导质子的膜片以及各一个在两侧布置在膜片处的电极(阳极和阴极)组成的复合装置(Verbund)。此外，气体扩散层能够在膜片-电极-单元两侧布置在电极的背离膜的侧边处。通常，燃料电池装置具有大量以堆叠布置的并且至少部分地成型燃料电池堆叠的膜片-电极-组件，其电功率叠加。在燃料电池装置的运行中，燃料、尤其氢气(H₂)或含氢的气体混合物被输送给阳极，在该处燃料的电化学氧化在给出电子的情况下发生。经由电解质或使反应空间气密地彼此分开且电绝缘的膜片进行质子从阳极空间到阴极空间中的结合水的或无水的运输。在阳极处提供的电子经由电导线导入给阴极。氧气或含氧的气体混合物被输送给阴极，从而氧气的还原在接纳电子的情况下发生。同时，在阴极空间中氧气阴离子与经由膜片运输的质子在形成水的情况下发生反应。通过从化学能到电能的直接转换，燃料电池装置相对于其它发电器(Elektrizitätsgenerator)由于绕过了卡诺因子(Carnot-Faktor)而得到更好的效率。

为了能够对燃料电池堆叠的外部的尺寸例如在其制造或在运行中加以影响和/或为了对各个燃料电池均匀地进行挤压，设置有挤压装置。挤压装置的预紧设备实现弹簧弹性的挤压设备的预应力的适应，从而使得作用到燃料电池上的弹簧弹性的挤压力可变化并由此使燃料电池可或多或少地受到挤压。

已知的挤压装置使用螺纹紧固件和螺母来改变预应力。然而，螺纹紧固件和螺母操作起来费力。

发明内容

因此，本发明基于如下任务，即提供一种用于挤压燃料电池堆叠的挤压装置以及一种带有燃料电池堆叠并且带有对燃料电池堆叠进行挤压的挤压装置的燃料电池装置，其中，可简单地改变作用到燃料电池堆叠上的挤压力。

对于开头所提及的挤压装置，该任务通过如下方式来解决，即预紧设备具有调整元件和支撑元件，其中，调整元件可沿围绕挤压方向伸延的调整方向相对于支撑元件扭转，并且其中，调整元件和支撑元件具有彼此接触的且彼此平行的且相对于挤压方向倾斜地伸延的接触面。对于开头所提及的燃料电池装置，该任务通过如下方式解决，即该挤压装置是根据本发明的挤压装置。

通过使预紧设备具有调整元件和支撑元件，其中，这些元件彼此在相对于挤压方向倾斜地伸延的接触面处接触并且彼此可围绕挤压方向扭转，预紧设备沿着挤压方向的高度且由此弹簧弹性的挤压设备的预应力能够简单地通过扭转而毫无困难地被改变。

根据本发明的解决方案能够通过不同的、对于本身分别有利的且(只要未另外阐明)可任意相互组合的设计方案来进一步得到改进。在下面对这些设计方式以及与其相关联的优点进行讨论。