CN106816618B - 管式燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管式燃料电池，特点是包括外壳、隔热内壳、第一及第二百叶风门、子堆、电加热管及风机；外壳上设有通风口及排风口；隔热内壳整体置于外壳的内腔中，隔热内壳与外壳间隙配合形成空气流道，在隔热内壳上设有通气孔；在隔热内壳的前端部及后端部分别设有前后两隔热端板，在后隔热端板上设有尾气出气口；第一及第二百叶风门分别设在排风口及通风口的内侧；子堆设在隔热内壳内且间隙配合；子堆包括尾气处理器、陶瓷管及燃气分配器，燃气分配器的进气管及出气管分与外界燃气连通及陶瓷管的进气口连通；尾气处理器的进气管及出气管分别与陶瓷管的出气口及排风口连通，相邻两陶瓷管间隙配合形成阴极空气流道；电加热管加热阴极空气流道。其优点为：热效率高，防止陶瓷管外壁积碳；结构紧凑有序。

Description

管式燃料电池

技术领域

本发明涉及一种管式燃料电池。

背景技术

目前，锂电池中的电解质是液体，该种电解质会蒸发、流淌及腐蚀电池，使用寿命短，锂电池不能自我产生电量，没电时，需连通外界电源进行充电，使用不方便；而核能发电虽然能自我产生电量，但核能发电技术水平要求较高，生产成本较高，不利于普及。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种管式燃料电池，电池构成材料全部是固体，没有电解质的蒸发、流淌，腐蚀；管式燃料电池热交换合理，热效率高；采用电加热管对隔热内壳内部加热，有效防止陶瓷管外壁积碳；结构紧凑有序，各气体不交叉混合。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种管式燃料电池，其特征在于包括：

外壳；在所述外壳两侧均设有通风口，在外壳的后端面设有排风口；

隔热内壳；所述隔热内壳整体置于外壳的内腔中，隔热内壳的外壁与外壳的内壁间隙配合形成空气流道，在隔热内壳上设有通气孔，所述通气孔位于通风口的另一侧；在隔热内壳的前端部设有前隔热端板，在隔热内壳的后端部设有后隔热端板，在所述后隔热端板上设有尾气出气口，隔热内壳的内腔、前隔热端板及后隔热端板相互配合形成隔热层内腔，空气流道中的空气通过通气孔进入隔热层内腔中，隔热层内腔中的尾气经过尾气出气口至排风口排至外界；

第一百叶风门及第二百叶风门；所述第一百叶风门设在排风口处用于打开或关闭排风口，所述第二百叶风门设在通风口的内侧用于打开或关闭通风口；

一个以上的子堆；所述相邻子堆相互堆叠的嵌设在隔热内壳内且间隙配合；每个子堆均包括尾气处理器、一根以上的陶瓷管及燃气分配器，所述燃气分配器包括燃气进气管及燃气出气管，所述燃气进气管嵌设在前隔热端板上，燃气进气管的进气口与外界燃气连通，燃气出气管与所对应子堆的所有陶瓷管的进气口连通；所述尾气处理器包括尾气进气管及尾气出气管，所述尾气进气管与对应子堆的所有陶瓷管的出气口连接，尾气出气管嵌设在后隔热端板上，尾气出气管与排风口连通，相邻两陶瓷管互相间隙配合，从而在每个陶瓷管的周围形成阴极空气流道；以及

电加热管及风机；所述电加热管设在隔热内壳中从而加热阴极空气流道，所述风机设在通风口的外侧。

在本技术方案中，在所述燃气进气管与燃气出气管之间设有多孔陶瓷片，所述多孔陶瓷片将燃气进气管及燃气出气管内部空间隔为燃气缓冲室及燃气均压室，所述燃气缓冲室位于燃气进气管侧，所述燃气均压室位于燃气出气管侧，燃气缓冲室内的燃气经过多孔陶瓷片缓冲后进入燃气均压室中并向每个陶瓷管提供等量的燃气。

在本技术方案中，在所述尾气进气管及尾气出气管所形成的空腔内设有泡沫镍和蜂窝陶瓷载体催化剂，所述陶瓷管的出气口排出的尾气通过泡沫镍和蜂窝陶瓷载体催化剂净化后通过尾气出气管排出。

在本技术方案中，所述隔热内壳为两块对称U型壳体，两壳体卡扣固定结合。

在本技术方案中，在所述后隔热端板的后端设有氧化铝载体催化剂，所述尾气出气管排出的尾气经过氧化铝载体催化剂净化后通过排风口排至外界。

在本技术方案中，在所述隔热内壳的后端部及前端部分别设有安装环槽，所述后隔热端板及前隔热端板分别嵌设在对应的安装环槽中。

本发明与现有技术相比的优点为：电池构成材料全部是固体，没有电解质的蒸发、流淌，腐蚀；管式燃料电池热交换合理，热效率高；采用电热管对隔热内壳内部加热，有效防止陶瓷管外壁积碳；结构紧凑有序，各气体不交叉混合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的分解图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的侧视图

图5是图3中A-A的剖视放大图；

图6是图4中B-B的剖视放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对与这些实施方式的说明用与帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明描述中,术语 “前”及“后”等指示的方位或位置关系为基与附图所示的方位或位置关系，仅是为了便与描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至6所示，其是一种管式燃料电池，包括：

外壳2；在所述外壳2两侧设有通风口22，在外壳2的后端面设有排风口21；

隔热内壳6；所述隔热内壳6整体置于外壳2内腔中，隔热内壳6的外壁与外壳2的内壁间隙配合形成空气流道26，在隔热内壳6上设有通气孔61，所述通气孔61位于通风口22的另一侧即通气孔61及通风口22位于两侧；在隔热内壳6的前端部设有前隔热端板63，在隔热内壳6的后端部设有后隔热端板62，在所述后隔热端板62上设有尾气出气口621，隔热内壳6的内腔、前隔热端板63及后隔热端板62相互配合形成隔热层内腔，空气流道26中的空气通过通气孔61进入隔热层内腔中，隔热层内腔中的尾气能依次经过尾气出气口621及排风口21排至外界；

第一百叶风门13及第二百叶风门14；所述第一百叶风门13设在排风口21处用于打开或关闭排风口21，所述第二百叶风门14设在通风口21的内侧用于打开或关闭通风口21；

一个以上的子堆15；所述相邻子堆15相互堆叠的嵌设在隔热内壳6内且间隙配合；每个子堆15均包括尾气处理器7、一根以上的陶瓷管8及燃气分配器9，所述燃气分配器9包括燃气进气管92及燃气出气管91，所述燃气进气管嵌设在前隔热端板63上，燃气进气管91的进气口与外界燃气连通，燃气出气管92与所对应子堆15的所有陶瓷管8的进气口连通；所述尾气处理器7包括尾气进气管71及尾气出气管72，所述尾气进气管71与所对应子堆15的所有陶瓷管8的出气口连接，尾气出气管72嵌设在后隔热端板62上，尾气出气管72与排风口21连通，相邻两陶瓷管8互相间隙配合，从而在每个陶瓷管8的周围形成阴极空气流道86；以及

电加热管5及风机1；所述电加热管5设在隔热内壳6中从而加热阴极空气流道86，所述风机1设在通风口21的外侧。

工作时，第一百叶风门13及第二百叶风门14均处于关闭状态，电加热管5对阴极空气流道86进行加热，当阴极空气流道86的温度达到500度时，燃气通过燃气分配器9等气量的进入每个陶瓷管8中，风机1启动，风机1吹开第二百叶风门14，空气依次经过空气流道26、阴极空气流道86及尾气出气口621，尾气出气口621排出的空气能吹开第一百叶风门13，从而使该空气排至外界，每个陶瓷管8的内壁作为燃料电池的阳极，每个陶瓷管8的外壁作为燃料电池的阴极；当每个电堆的温度均达到500度时，即可关闭电加热管3；空气流道26中的空气能吸收隔热内壳6外壁的热量从而达到预热的效果，并且冷气流道26中的空气也可以隔绝隔热内壳6的温度，保持燃料电池外壁处于常温。

在本实施例中，在所述燃气进气管92与燃气出气管91之间设有多孔陶瓷片10，所述多孔陶瓷片10将燃气进气管92及燃气出气管91内部空间隔为燃气缓冲室及燃气均压室，所述燃气缓冲室位于燃气进气管92侧，所述燃气均压室位于燃气出气管91侧，燃气缓冲室内的燃气经过多孔陶瓷片10缓冲后进入燃气均压室中并向每个陶瓷管8提供等量的燃气。

在本实施例中，在所述尾气进气管71及尾气出气管72所形成的空腔内设有泡沫镍111和蜂窝陶瓷载体催化剂112，所述陶瓷管8的出气口排出的尾气通过泡沫镍111和蜂窝陶瓷载体催化剂112净化后通过尾气出气管72排出。工作时，所述泡沫镍111和蜂窝陶瓷载体催化剂112能将未燃尽的燃料及一氧化碳处理净化。

在本实施例中，所述隔热内壳6为两块对称U型壳体，两壳体卡扣固定结合。

在本实施例中，在所述后隔热端板62的后端设有氧化铝载体催化剂12，所述尾气出气管72排出的尾气经过氧化铝载体催化剂12净化后通过排风口21排至外界。工作时，氧化铝载体催化剂12对尾气处理器7的出气管72排出的尾气进行再次净化。

在本实施例中，在所述燃气分配器9的外壁及尾气处理器7的外壁上均设有倒角，所述倒角R为5°。

在本实施例中，在所述隔热内壳6的后端部及前端部分别设有安装环槽，所述后隔热端板62及前隔热端板63分别嵌设在对应的安装环槽中。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限与所描述的实施方式。对与本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种管式燃料电池，其特征在于包括：

外壳（2）；在所述外壳（2）两侧均设有通风口（22），在外壳（2）的后端面设有排风口（21）；

隔热内壳（6）；所述隔热内壳（6）整体置于外壳（2）的内腔中，隔热内壳（6）的外壁与外壳（2）的内壁间隙配合形成空气流道（26），在隔热内壳（6）上设有通气孔（61），所述通气孔（61）位于通风口（22）的另一侧；在隔热内壳（6）的前端部设有前隔热端板（63），在隔热内壳（6）的后端部设有后隔热端板（62），在所述后隔热端板（62）上设有尾气出气口（621），隔热内壳（6）的内腔、前隔热端板（63）及后隔热端板（62）相互配合形成隔热层内腔，空气流道（26）中的空气通过通气孔（61）进入隔热层内腔中，隔热层内腔中的尾气经过尾气出气口（621）至排风口（21）排至外界；

第一百叶风门（13）及第二百叶风门（14）；所述第一百叶风门（13）设在排风口（21）处用于打开或关闭排风口（21），所述第二百叶风门（14）设在通风口（21）的内侧用于打开或关闭通风口（21）；

一个以上的子堆（15）；相邻所述子堆（15）相互堆叠的嵌设在隔热内壳（6）内且间隙配合；每个子堆（15）均包括尾气处理器（7）、一根以上的陶瓷管（8）及燃气分配器（9），所述燃气分配器（9）包括燃气进气管（92）及燃气出气管（91），所述燃气进气管（92）嵌设在前隔热端板（63）上，燃气进气管（91）的进气口与外界燃气连通，燃气出气管（91）与所对应子堆（15）的所有陶瓷管（8）的进气口连通；所述尾气处理器（7）包括尾气进气管（71）及尾气出气管（72），所述尾气进气管（71）与所对应子堆（15）的所有陶瓷管（8）的出气口连接，尾气出气管（72）嵌设在后隔热端板（62）上，尾气出气管（72）与排风口（21）连通，相邻两陶瓷管（8）互相间隙配合，从而在每个陶瓷管（8）的周围形成阴极空气流道（86）；以及

电加热管（5）及风机（1）；所述电加热管（5）设在隔热内壳（6）中从而加热阴极空气流道（86），所述风机（1）设在通风口（21）的外侧。

2.根据权利要求1所述的管式燃料电池，其特征在于在所述燃气进气管（92）与燃气出气管（91）之间设有多孔陶瓷片（10），所述多孔陶瓷片（10）将燃气进气管（92）及燃气出气管（91）内部空间隔为燃气缓冲室及燃气均压室，所述燃气缓冲室位于燃气进气管（92）侧，所述燃气均压室位于燃气出气管（91）侧，燃气缓冲室内的燃气经过多孔陶瓷片（10）缓冲后进入燃气均压室中并向每个陶瓷管（8）提供等量的燃气。

3.根据权利要求1所述的管式燃料电池，其特征在于在所述尾气进气管（71）及尾气出气管（72）所形成的空腔内设有泡沫镍（111）和蜂窝陶瓷载体催化剂（112），所述陶瓷管（8）的出气口排出的尾气通过泡沫镍（111）和蜂窝陶瓷载体催化剂（112）净化后通过尾气出气管（72）排出。

4.据权利要求1所述的管式燃料电池，其特征在于所述隔热内壳（6）为两块对称U型壳体，两壳体卡扣固定结合。

5.根据权利要求1所述的管式燃料电池，其特征在于在所述后隔热端板（62）的后端设有氧化铝载体催化剂（12），所述尾气出气管（72）排出的尾气经过氧化铝载体催化剂（12）净化后通过排风口（21）排至外界。

6.根据权利要求1所述的管式燃料电池，其特征在于在所述隔热内壳（6）的后端部及前端部分别设有安装环槽，所述后隔热端板（62）及前隔热端板（63）分别嵌设在对应的安装环槽中。