CN114220987A - 一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，包括底板，底板的顶部固定安装有熔融碳酸盐燃料电池本体，熔融碳酸盐燃料电池本体的顶部和底部分别设置有阳极极板和阴极极板，阳极极板和阴极极板的表面均设置有散热机构。本发明通过设置第一防尘套罩在阳极极板和阴极极板的前、后、左、右来进行防尘，并在第一防尘套内设置带有散热鳍片的冷却液分流管对热量进行捕捉，并将冷却液储存箱中的冷却液通过第一水泵、第一连接管和第二连接管输进冷却液分流管中将热量带走，并形成循环管路，并配以第二防尘套、导热罩和风机来进行辅助散热，让散热机构在长时间散热时不会受到灰尘的干扰，以此来达到高效散热的目的。

Description

一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构

技术领域

本发明涉及熔融碳酸盐燃料电池技术领域，具体为一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构。

背景技术

燃料电池发电技术是一种清洁高效的发电技术，可以燃料气中的化学能直接转化为电能，有效避免了卡诺循环带来的热量损失，提高了发电效率。熔融碳酸盐燃料电池作为一种高温燃料电池，工作温度通常在650℃，可以利用富氢气体的化学能，熔融碳酸盐作为电解质，在电极上发生电化学反应，将其直接转化为电能，对外发电。

熔融碳酸盐燃料电池在发电工作时温度较高，需要在其极板上安装散热结构进行散热，由于熔融碳酸盐燃料电池的环保性，可以直接用空气进行散热，所以通常的散热方式只是单纯的使用风扇等工具进行散热，这种散热方式散热效率较低，而且空气中含有较多灰尘，在长时间的散热后，极板上会覆盖较厚灰尘阻挡散热，从而使散热效率低下。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，具备高效散热的优点，解决了现有的熔融碳酸盐燃料电池散热结构使用风扇降温会导致散热效率低下，且在长时间使用风扇散热导致极板上会覆盖较厚灰尘阻挡散热的问题。

本发明提供如下技术方案：一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，包括底板，所述底板的顶部固定安装有熔融碳酸盐燃料电池本体，所述熔融碳酸盐燃料电池本体的顶部和底部分别设置有阳极极板和阴极极板，所述阳极极板和阴极极板的表面均设置有散热机构；

所述散热机构包括套设在阳极极板和阴极极板表面的第一防尘套，所述阳极极板的顶部和阴极极板的底部均套设有第二防尘套，所述第一防尘套和第二防尘套均与阳极极板和阴极极板固定连接，所述底板顶部的左侧固定连接有冷却液储存箱，所述第一防尘套的左端和右端分别固定连接有第一连接管和第二连接管，所述第一连接管的右端和第二连接管的左端均延伸至第一防尘套的内部，所述第一连接管的右端连通有冷却液分流管，所述冷却液分流管的表面固定连接有散热鳍片，所述散热鳍片的内侧延伸至冷却液分流管的内部，所述冷却液分流管远离第一连接管的一端与第二连接管连通，所述冷却液储存箱的顶部连通有第一水泵，所述第一连接管的左端分别与冷却液储存箱和第一水泵连通，所述第一防尘套与第二防尘套连通，且两个第二防尘套远离阳极极板和阴极极板的一侧均固定连接有导热罩，所述导热罩与第二防尘套连通，所述导热罩的内部固定连接有风机。

作为本发明优选的，所述第一防尘套和第二防尘套顶部的两端均固定连接有滤尘盒，所述滤尘盒两侧的顶端均连通有进气管，所述进气管的底端与第一防尘套连通，所述滤尘盒的顶部连通有导风罩，所述导风罩的顶部固定连接有第二水泵，所述第二水泵的出水口连通有滤尘水分流管，所述第二水泵的进水口连通有进水管，所述进水管的底端延伸至滤尘盒的内部，所述滤尘盒内壁顶部的两侧均固定连接有水幕板，所述滤尘水分流管远离滤尘水分流管的一端与水幕板连通。

作为本发明优选的，所述滤尘盒内壁顶端的两侧均固定连接有空气过滤网，所述空气过滤网为倾斜设置。

作为本发明优选的，所述水幕板包括与滤尘盒固定连接的导水板，所述导水板为倾斜设置，所述导水板的底端开设有水幕口，所述水幕口的内部固定连接有导水条，所述滤尘水分流管与水幕口连通。

作为本发明优选的，所述第一防尘套顶部的左端和右端均连通有连通管，所述连通管远离第一防尘套的一端与第二防尘套连通，所述第一防尘套顶部的前端和后端均开设有连通孔，所述第一防尘套通过连通管和连通孔与第二防尘套连通。

作为本发明优选的，所述散热鳍片的表面涂覆有石墨烯涂层，所述散热鳍片位于冷却液分流管内部的一端为倾斜设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置第一防尘套罩在阳极极板和阴极极板的前、后、左、右来进行防尘，并在第一防尘套内设置带有散热鳍片的冷却液分流管对热量进行捕捉，并将冷却液储存箱中的冷却液通过第一水泵、第一连接管和第二连接管输进冷却液分流管中将热量带走，并形成循环管路，并配以第二防尘套、导热罩和风机来进行辅助散热，让散热机构在长时间散热时不会受到灰尘的干扰，以此来达到高效散热的目的。

2、本发明通过设置滤尘盒，在滤尘盒内注水，并通过第二水泵将水抽至水幕板中流出用来形成水幕，当空气进入进气管前会由水幕来将空气中的灰尘进行第一次过滤，从而减少空气中灰尘的含量，避免长时间使用后灰尘过多覆盖在极板表面。

3、本发明通过设置空气过滤网，当空气被水幕过滤之后再由空气过滤网进行二次过滤，而且空气过滤网与水幕位置较近，潮湿空气可以附着在滤网表面形成水珠来增加拦截灰尘的效果。

4、本发明通过设置水幕板，当水流进入水幕板后，通过水幕口流出，而在喷出时由导水条对水流进行分割，这样水流可以均匀的从水幕口流出形成较为完整的水幕。

5、本发明通过设置连通管和连通孔，在风机将第二防尘套中的高温空气排出时，可通过连通管和连通孔将第一防尘套中的高温空气辅助排出，而且空气进气从第一防尘套进入，这样可以由第一防尘套开始降温，降温后的空气可以再排至第二防尘套内进行降温，可以对冷空气进行最大化利用。

6、本发明通过设置散热鳍片，在散热鳍片的表面涂覆的石墨烯涂层可以帮助散热鳍片更好的进行吸热，而将散热鳍片延伸进冷却液分流管内的一端设置为倾斜的，可以在冷却液流动时减小阻力，帮助冷却液更好的流动。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明第一防尘套的俯视剖视示意图；

图3为本发明第二防尘套的俯视剖视示意图；

图4为本发明阳极极板与散热机构的连接结构俯视示意图；

图5为本发明滤尘盒的剖视示意图；

图6为本发明冷却液分流管的正面剖视示意图；

图7为本发明冷却液分流管的左视剖视示意图；

图8为本发明水幕板的剖视示意图。

图中：1、底板；2、熔融碳酸盐燃料电池本体；3、阳极极板；4、阴极极板；5、散热机构；51、第一防尘套；52、第二防尘套；53、冷却液储存箱；54、第一连接管；55、第二连接管；56、冷却液分流管；57、散热鳍片；58、第一水泵；59、导热罩；510、风机；6、滤尘盒；7、进气管；8、导风罩；9、第二水泵；10、滤尘水分流管；11、进水管；12、水幕板；121、导水板；122、水幕口；123、导水条；13、空气过滤网；14、连通管；15、连通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图8所示，一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，包括底板1，底板1的顶部固定安装有熔融碳酸盐燃料电池本体2，熔融碳酸盐燃料电池本体2的顶部和底部分别设置有阳极极板3和阴极极板4，阳极极板3和阴极极板4的表面均设置有散热机构5；

散热机构5包括套设在阳极极板3和阴极极板4表面的第一防尘套51，阳极极板3的顶部和阴极极板4的底部均套设有第二防尘套52，第一防尘套51和第二防尘套52均与阳极极板3和阴极极板4固定连接，第一防尘套51和第二防尘套52均为绝缘材料制成，底板1顶部的左侧固定连接有冷却液储存箱53，冷却液储存箱53的外壁固定连接有半导体制冷片，第一防尘套51的左端和右端分别固定连接有第一连接管54和第二连接管55，第一连接管54的右端和第二连接管55的左端均延伸至第一防尘套51的内部，第一连接管54的右端连通有冷却液分流管56，冷却液分流管56的表面固定连接有散热鳍片57，散热鳍片57的内侧延伸至冷却液分流管56的内部，冷却液分流管56远离第一连接管54的一端与第二连接管55连通，冷却液储存箱53的顶部连通有第一水泵58，第一连接管54的左端分别与冷却液储存箱53和第一水泵58连通，第一防尘套51与第二防尘套52连通，且两个第二防尘套52远离阳极极板3和阴极极板4的一侧均固定连接有导热罩59，导热罩59与第二防尘套52连通，导热罩59的内部固定连接有风机510。

参考图4和图5，第一防尘套51和第二防尘套52顶部的两端均固定连接有滤尘盒6，滤尘盒6两侧的顶端均连通有进气管7，进气管7的底端与第一防尘套51连通，滤尘盒6的顶部连通有导风罩8，导风罩8的顶部固定连接有第二水泵9，第二水泵9的出水口连通有滤尘水分流管10，第二水泵9的进水口连通有进水管11，进水管11的底端延伸至滤尘盒6的内部，滤尘盒6内壁顶部的两侧均固定连接有水幕板12，滤尘水分流管10远离滤尘水分流管10的一端与水幕板12连通。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置滤尘盒6，在滤尘盒6内注水，并通过第二水泵9将水抽至水幕板12中流出用来形成水幕，当空气进入进气管7前会由水幕来将空气中的灰尘进行第一次过滤，从而减少空气中灰尘的含量，避免长时间使用后灰尘过多覆盖在极板表面。

参考图5，滤尘盒6内壁顶端的两侧均固定连接有空气过滤网13，空气过滤网13为倾斜设置。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置空气过滤网13，当空气被水幕过滤之后再由空气过滤网13进行二次过滤，而且空气过滤网13与水幕位置较近，潮湿空气可以附着在滤网表面形成水珠来增加拦截灰尘的效果。

参考图5和图8，水幕板12包括与滤尘盒6固定连接的导水板121，导水板121为倾斜设置，导水板121的底端开设有水幕口122，水幕口122的内部固定连接有导水条123，滤尘水分流管10与水幕口122连通。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置水幕板12，当水流进入水幕板12后，通过水幕口122流出，而在喷出时由导水条123对水流进行分割，这样水流可以均匀的从水幕口122流出形成较为完整的水幕。

参考图1、图3、图4和图5，第一防尘套51顶部的左端和右端均连通有连通管14，连通管14远离第一防尘套51的一端与第二防尘套52连通，第一防尘套51顶部的前端和后端均开设有连通孔15，第一防尘套51通过连通管14和连通孔15与第二防尘套52连通。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置连通管14和连通孔15，在风机510将第二防尘套52中的高温空气排出时，可通过连通管14和连通孔15将第一防尘套51中的高温空气辅助排出，而且空气进气从第一防尘套51进入，这样可以由第一防尘套51开始降温，降温后的空气可以再排至第二防尘套52内进行降温，可以对冷空气进行最大化利用。

参考图6和图7，散热鳍片57的表面涂覆有石墨烯涂层，散热鳍片57位于冷却液分流管56内部的一端为倾斜设置。

作为本发明的一种技术优化方案，通过设置散热鳍片57，在散热鳍片57的表面涂覆的石墨烯涂层可以帮助散热鳍片57更好的进行吸热，而将散热鳍片57延伸进冷却液分流管56内的一端设置为倾斜的，可以在冷却液流动时减小阻力，帮助冷却液更好的流动。

本发明通过散热鳍片57吸收第一防尘套51内的热量，并将热量传导至冷却液分流管56的内部，然后利用第一水泵58将冷却液送至冷却液分流管56中，冷却液首先经过下方的第一连接管54输进冷却液分流管56中对阴极极板4进行散热，然后进入第二连接管55中，通过第二连接管55进入上方的冷却液分流管56中对阳极极板3进行散热，然后通过上方的第一连接管54和第一水泵58进入冷却液储存箱53中，以此形成循环管路进行散热降温，同时利用风机510将第二防尘套52中的热空气排出来辅助降温。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）的顶部固定安装有熔融碳酸盐燃料电池本体（2），所述熔融碳酸盐燃料电池本体（2）的顶部和底部分别设置有阳极极板（3）和阴极极板（4），所述阳极极板（3）和阴极极板（4）的表面均设置有散热机构（5）；

所述散热机构（5）包括套设在阳极极板（3）和阴极极板（4）表面的第一防尘套（51），所述阳极极板（3）的顶部和阴极极板（4）的底部均套设有第二防尘套（52），所述第一防尘套（51）和第二防尘套（52）均与阳极极板（3）和阴极极板（4）固定连接，所述底板（1）顶部的左侧固定连接有冷却液储存箱（53），所述第一防尘套（51）的左端和右端分别固定连接有第一连接管（54）和第二连接管（55），所述第一连接管（54）的右端和第二连接管（55）的左端均延伸至第一防尘套（51）的内部，所述第一连接管（54）的右端连通有冷却液分流管（56），所述冷却液分流管（56）的表面固定连接有散热鳍片（57），所述散热鳍片（57）的内侧延伸至冷却液分流管（56）的内部，所述冷却液分流管（56）远离第一连接管（54）的一端与第二连接管（55）连通，所述冷却液储存箱（53）的顶部连通有第一水泵（58），所述第一连接管（54）的左端分别与冷却液储存箱（53）和第一水泵（58）连通，所述第一防尘套（51）与第二防尘套（52）连通，且两个第二防尘套（52）远离阳极极板（3）和阴极极板（4）的一侧均固定连接有导热罩（59），所述导热罩（59）与第二防尘套（52）连通，所述导热罩（59）的内部固定连接有风机（510）。

2.根据权利要求1所述的一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，其特征在于：所述第一防尘套（51）和第二防尘套（52）顶部的两端均固定连接有滤尘盒（6），所述滤尘盒（6）两侧的顶端均连通有进气管（7），所述进气管（7）的底端与第一防尘套（51）连通，所述滤尘盒（6）的顶部连通有导风罩（8），所述导风罩（8）的顶部固定连接有第二水泵（9），所述第二水泵（9）的出水口连通有滤尘水分流管（10），所述第二水泵（9）的进水口连通有进水管（11），所述进水管（11）的底端延伸至滤尘盒（6）的内部，所述滤尘盒（6）内壁顶部的两侧均固定连接有水幕板（12），所述滤尘水分流管（10）远离滤尘水分流管（10）的一端与水幕板（12）连通。

3.根据权利要求2所述的一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，其特征在于：所述滤尘盒（6）内壁顶端的两侧均固定连接有空气过滤网（13），所述空气过滤网（13）为倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，其特征在于：所述水幕板（12）包括与滤尘盒（6）固定连接的导水板（121），所述导水板（121）为倾斜设置，所述导水板（121）的底端开设有水幕口（122），所述水幕口（122）的内部固定连接有导水条（123），所述滤尘水分流管（10）与水幕口（122）连通。

5.根据权利要求4所述的一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，其特征在于：所述第一防尘套（51）顶部的左端和右端均连通有连通管（14），所述连通管（14）远离第一防尘套（51）的一端与第二防尘套（52）连通，所述第一防尘套（51）顶部的前端和后端均开设有连通孔（15），所述第一防尘套（51）通过连通管（14）和连通孔（15）与第二防尘套（52）连通。

6.根据权利要求5所述的一种熔融碳酸盐燃料电池用高效散热结构，其特征在于：所述散热鳍片（57）的表面涂覆有石墨烯涂层，所述散热鳍片（57）位于冷却液分流管（56）内部的一端为倾斜设置。

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