CN102122719A

CN102122719A - 具有导流件的气冷式燃料电池结构

Info

Publication number: CN102122719A
Application number: CN2010100006103A
Authority: CN
Inventors: 陈丰璋; 邱文欣; 吴启斌
Original assignee: Chung Hsin Electric and Machinery Manufacturing Corp
Current assignee: Chung Hsin Electric and Machinery Manufacturing Corp
Priority date: 2010-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2011-07-13

Abstract

本发明是有关于一种具有导流件的气冷式燃料电池结构，其包括：燃料电池组；风罩；风扇；以及导流件。风罩具有第一开口及第二开口，其中第一开口气密结合于燃料电池组的气体流道的第一端部，而风扇则装设于风罩的第二开口，又导流件设置于风罩内。导流件可以引导风罩内的气流，以使得燃料电池组内气体流道的气体流量均匀，以达到减少燃料电池组内部温度差的效果，并进一步提升燃料电池组发电效能。

Description

具有导流件的气冷式燃料电池结构

技术领域

本发明涉及一种具有导流件的气冷式燃料电池结构，特别是涉及一种应用于燃料电池的具有导流件的气冷式燃料电池结构。

背景技术

燃料电池组是一种发电装置，其是借由通入燃料气体与空气并经过一连串电化学反应将化学能转变为电能，以得到电流及水。由于燃料电池组具有高发电量和对人体及环境伤害低等特性，因此是目前最具发展性的能源方式之一。

然而对于燃料电池组而言，其燃料气体或空气的导入，或反应后高能量水气的导出，都是影响燃料电池组转换率的重要因素之一，特别是使燃料气体、空气及水气如何均匀的导入或导出，并使其内部气流均匀的分布，更是一门重要的课题。

图1为公知的长风罩燃料电池组结构示意图。图2为公知的长风罩燃料电池组温度分布图。

燃料电池组10是由多个燃料电池单体组合堆叠而成，如图1所示，公知技术中燃料电池组10所配合使用的抽气或进气系统，都是借由风扇20直接吹入或卷出其内部气体。如图2所示，而又因为燃料电池组10的中心地带因为正对风扇20的位置，因此气流相对流通顺畅，所以在燃料电池组10中心地带的温度相对地低，然而相反地因燃料电池组10两侧未正对风扇20，所以其温度也相对提高。对于燃料电池组10整体而言，整体温度分布就显的不平均，并影响燃料电池组10侧边的发电效能。

公知技术中为改善气流不均匀现象，可以利用加长风罩30的长度并使风罩30呈锥状来改善其内部气流分布，但相对地却也造成风罩30体积大、成本高、重量重等缺点，并且风罩30的长度也无法无限制地增加，所以改善气流分布不均匀的效果仍是有限。

由此可见，上述现有的燃料电池结构在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的具有导流件的气冷式燃料电池结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的燃料电池结构存在的缺陷，而提供一种新的具有导流件的气冷式燃料电池结构，所要解决的技术问题是使用导流件控制燃料电池组内气体的流向，以达到使燃料电池组内部气流均匀分布的功效，进而减少燃料电池组内部温度差，并进一步提升燃料电池组发电效能，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种新的具有导流件的气冷式燃料电池结构，所要解决的技术问题是使用导流件使燃料电池组内部气流的分布均匀，并可借由缩短风罩的长度，以减少压力损失并降低风扇耗能，而且因为短风罩的设计又可降低风罩成本与风罩重量，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有导流件的气冷式燃料电池结构，其包括：一燃料电池组，其具有多个气体流道；一风罩，其具有一第一开口及一第二开口，又第一开口气密于气体流道的一第一端部；一风扇，其装设于第二开口；以及一导流件，其设置于风罩内，以引导风罩内的气流，以使得气体流道的气体流量均匀。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

上述具有导流件的气冷式燃料电池结构，其中风罩的深度为120～150厘米。

上述具有导流件的气冷式燃料电池结构，其中风罩的内侧壁为一弧面。

上述具有导流件的气冷式燃料电池结构，其中导流件是借由一连接体连接于风罩的内侧壁。

上述具有导流件的气冷式燃料电池结构，其中导流件设置邻近于第一开口或第二开口。

上述具有导流件的气冷式燃料电池结构，其中导流件为一多边形导流件、一圆形导流件或一椭圆形导流件。

借由上述技术方案，本发明具有导流件的气冷式燃料电池结构至少具有下列优点及有益效果：

一、利用导流件使燃料电池组内部气流均匀分布，以减少燃料电池组内部温度差，进而提高燃料电池组发电效能。

二、可借由缩短风罩长度，以提升风扇使用效果，并可降低风罩成本重量，减少压力损失。

综上所述，本发明是有关于一种具有导流件的气冷式燃料电池结构，其包括：燃料电池组；风罩；风扇；以及导流件。风罩具有第一开口及第二开口，其中第一开口气密结合于燃料电池组的气体流道的第一端部，而风扇则装设于风罩的第二开口，又导流件设置于风罩内。导流件可以引导风罩内的气流，以使得燃料电池组内气体流道的气体流量均匀，以达到减少燃料电池组内部温度差的效果，并进一步提升燃料电池组发电效能。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为公知的长风罩燃料电池组结构示意图。

图2为公知的长风罩燃料电池组温度分布图。

图3为本发明的一种具有导流件的气冷式燃料电池结构的分解实施例图。

图4A为本发明的一种导流件藉连接体连接于风罩的实施态样示意图。

图4B为本发明的一种导流件连接于风罩的实施态样示意图。

图5A为本发明的一种具有导流件的气冷式燃料电池结构内气流流向的示意图。

图5B为本发明的另一种具有导流件的气冷式燃料电池结构内气流流向的示意图。

图6为本发明的一种未加装导流件的短风罩气冷式燃料电池结构的温度分布图。

图7为本发明的一种加装导流件的短风罩气冷式燃料电池结构的温度分布图。

10：燃料电池组 11：气体流道

12：第一端部 13：第二端部

20：风扇 21：叶片

30：风罩 40：气冷式燃料电池结构

50：风罩 51：第一开口

52：第二开口 60：导流件

61：连接体

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有导流件的气冷式燃料电池结构其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

图3为本发明的一种具有导流件60的气冷式燃料电池结构40的分解实施例图。图4A为本发明的一种导流件60藉连接体61连接于风罩50的实施态样示意图。图4B为本发明一种导流件60连接于风罩50的实施态样示意图。图5A为本发明的一种具有导流件60的气冷式燃料电池结构40内气流流向的示意图。图5B为本发明的另一种具有导流件60的气冷式燃料电池结构40内气流流向的示意图。图6为本发明的一种未加装导流件60的短风罩气冷式燃料电池结构40的温度分布图。图7为本发明的一种加装导流件60的短风罩气冷式燃料电池结构40的温度分布图。

如图3所示，本实施例为一种具有导流件60的气冷式燃料电池结构40，其包括：一燃料电池组10；一风罩50；一风扇20；以及一导流件60。

燃料电池组10是由多个燃料电池单体堆叠而成，又燃料电池组10具有多个气体流道11，以供气体进气或出气。气体流道的第一端部12可以为进气端部，而其第二端部13(如图5A所示)相对可以为出气端部，又或者气体流道的第一端部12为出气端，而其第二端部13为进气端(如图5B所示)。

风罩50具有一第一开口51(如图5A所示)及一第二开口52，风罩50的深度为120～150厘米，相较于公知技术可归类为短风罩，而为使气体流动顺畅风罩50的内侧壁设计为一弧面。又第一开口51气密于燃料电池组10的气体流道11的第一端部12。

风扇20，装设于第二开口52并可以一定转速转动，另可借由叶片21的设计以使得风扇20可吹入或卷出燃料电池组10的内部气流。

导流件60设置于风罩50内，用以引导风罩50内的气流，以使得燃料电池组10的气体流道11的气体流量均匀，而导流件60的外型可为一多边形导流件、一圆形导流件或一椭圆形导流件，并且导流件60可设置邻近于风罩50的第一开口51或第二开口52，但不仅限于此。如图4A所示，导流件60可借由一连接体61连接于风罩50内侧壁，又或者如图4B所示，导流件60可直接连接于风罩50内侧壁上。

如图5A所示，当第一端部12为进气端时，风扇20可用于将气流吹入燃料电池组10内部，并由于导流件60可设置在风罩50中，因此使得风罩50内部气流无论中心部分或侧边气流皆同时抵达燃料电池组10。如图5B所示，当第一端部12为出气端时，风扇20则用以卷出气体，并同样地利用导流件60的作用，可使得在中心地带或侧边的气流皆可同时被带离燃料电池组10。如图5A及图5B所示，图中箭头可说明气流的流向。

为了说明导流件60的必要性与功能性，如图6所示，其为未加装导流件60的气冷式燃料电池结构40温度分布图。虽然缩短风罩长度可减少内部气流流通时的损失，并且确实有助于整体温度的降低，但仍无法改善内部气流不均匀的现象。故说明缩短风罩或变更风罩50设计都仅能使整体温度下降，但却无法使气流均匀化，换句话说燃料电池组10内仍存在一定的温度差。

如图7所示，其为加装导流件60的气冷式燃料电池结构40温度分布图。加装导流件60后的温度分布图其整体温度分布是相当平均的，更佳的是在本实施例中加装导流件60后其温度差范围可缩小至5℃以内。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种具有导流件的气冷式燃料电池结构，其特征在于其包括：

一燃料电池组，其具有多个气体流道；

一风罩，其具有一第一开口及一第二开口，又该第一开口气密于该些气体流道的一第一端部；

一风扇，其装设于该第二开口；以及

一导流件，其设置于该风罩内，以引导该风罩内的气流，以使得该些气体流道的气体流量均匀。

2.如权利要求1所述的气冷式燃料电池结构，其特征在于其中所述的风罩的深度为120-150厘米。

3.如权利要求1所述的气冷式燃料电池结构，其特征在于其中所述的风罩的内侧壁为一弧面。

4.如权利要求1所述的气冷式燃料电池结构，其特征在于其中所述的导流件是借由一连接体连接于该风罩的内侧壁。

5.如权利要求1所述的气冷式燃料电池结构，其特征在于其中所述的导流件设置邻近于该第一开口。

6.如权利要求1所述的气冷式燃料电池结构，其特征在于其中所述的导流件设置邻近于该第二开口。

7.如权利要求1所述的气冷式燃料电池结构，其特征在于，其中所述的导流件为一多边形导流件、一圆形导流件或一椭圆形导流件。