CN1845365A - 制造燃料电池装置的热压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种制造燃料电池装置的热压装置，其是用来压合由多层基板所叠合而成的燃料电池装置，该热压装置包括有第一压板、第一加热部、第一镂空部、第二压板、第二加热部、第二镂空部。第一加热部是设置于该第一压板的内部，以及第一镂空部是设置于第一压板且贯穿于第一压板。第二加热部是设置于第二压板的内部，以及第二镂空部是设置于第二压板且贯穿于第二压板。其中该第一加热部与该第二加热部都是用以提供热源区域。

Description

制造燃料电池装置的热压装置
技术领域
本发明涉及一种制造燃料电池装置的制造设备，其特别关于一种热压装置，用来热压压合以制造由多层基板所叠合而成燃料电池装置。
背景技术
为了提供薄型化、小型化的燃料电池，一种以板状基材热压贴合所构成的燃料电池已被开发且制造出来，例如采以印刷电路板制程技术所制造出来的燃料电池。这类燃料电池的制造过程中会经由热压制程，来将数片基板予以接合，如此才能完成制造出这种采用印刷电路板制程的燃料电池。然而，由于若其热压的温度过高时，则往往会损毁燃料电池的膜电极组，此一情况下，制造者不得不使用操作温度较低的接合胶，但是通常这类的低温接合胶的接合力都不好，容易造成热压合后的燃料电池剥离损坏。另一方面，制造者若是使用接合力强但操作温度较高的接合胶，则必须面临到高温带给膜电极组不良影响的制造问题。
本发明发明人有鉴于上述制造问题的严重性，乃亟思而发明一种制造燃料电池装置的热压装置，其完全克服了上述制造问题。
发明内容
本发明目的是提供一种制造燃料电池装置的热压装置，其能够在热压过程中，避免燃料电池装置的膜电极组受到破坏。
为达成本发明上述目的，本发明提供一种制造燃料电池装置的热压装置，其是用来压合一由多层基板所叠合而成的燃料电池装置，该热压装置乃包括有第一压板、第一加热部、第一镂空部、第二压板、第二加热部、第二镂空部。第一加热部是设置于该第一压板的内部，以及第一镂空部是设置于第一压板且贯穿于第一压板。第二加热部是设置于第二压板的内部，以及第二镂空部是设置于第二压板且贯穿于第二压板。其中该第一加热部与该第二加热部都是用以提供热源区域。
为使熟悉该项技术人士了解本发明的目的、特征及功效，兹通过下述具体实施例，并配合附图，对本发明详加说明如后。
附图说明
图1是本发明制造燃料电池装置的热压装置的第一具体实施例的立体分解图。
图2是本发明第一具体实施例的第一压板的平面透视图。
图3是本发明制造燃料电池装置的热压装置的第二具体实施例的立体分解图。
图4是本发明第二具体实施例的第一压板在下表面的平面图。
图5是本发明设置镂空部的相关组件的结构图。
符号说明
1   燃料电池装置            2   热压装置
3   热压装置                4   油压装置
11  基板                    21  第一压板
23  第二压板                31  第一压板
33  第二压板                35  第一覆盖板
37  第二覆盖板              40  冷却组件
50  绝热组件                211、311  第一加热部
211a  注入口                211b  输出口
213、313  第一镂空部        231、331  第二加热部
233、333  第二镂空部        351  镂空区域
371  镂空区域
具体实施方式
请参见图1与图3，本发明的热压装置2、3的主要功能，是用来压合燃料电池装板1，透过压合的制造手段，来将由多层基板11所叠合而成的燃料电池装置1予以制造出来。燃料电池装置1的范例乃可以一片直接甲醇燃料电池装置，而压合前的直接甲醇燃料电池装置，是由至少二层或二层以上的FR4基板11(或为陶瓷基板、印刷电路基板、高分子塑化基板等任意一种)叠合一起，例如这些基板11自下而上分别是一片双极燃料电池板、一片双面流道板、另一片双极燃料电池板，然后再经由热压装置2、3的压合，压合后的直接甲醇燃料电池装置则是形成密接结构的单片状。
图1显示本发明制造燃料电池装置的热压装置的第一具体实施例的立体分解图。热压装置2主要包括第一压板21、第一加热部211、第一镂空部213、第二压板23、第二加热部231、第二镂空部233，分别说明如下内文。第一压板21是可以采用金属板，并且在第一压板21的内部设置第一加热部211。第一镂空部213是设置于第一压板21，并且贯穿于第一压板21。由于燃料电池装置1的膜电极组(图未显示)极为容易因为受热而损坏，因此，这些第一镂空部213的设置位置是对应于这些膜电极组的位置。同样地，第二压板23、第二加热部231、第二镂空部233等结构都可以直接采用第一压板21、第一加热部211、第一镂空部213等结构。再者，本发明的第一压板21与第二压板23要至少在彼此相面向的两个表面，分别形成用来配合燃料电池装置1的上、下表面的一种结构，如此使得第一压板21与第二压板23更能够平整地接触到燃料电池装置1，来帮助压合操作的顺利进行。
第一加热部211与第二加热部231用来分别在第一压板21与第二压板23中形成的热源区域，以能够对压板21、23进行加热，来升高压板21、23的温度，通过压板21、23其分别接触到燃料电池装置1最外侧的上、下表面，经温度作用来产生足以融接各个基板11的热源场。同时，这些镂空部213、223在设计时已考虑到要对这些膜电极组提供保护，因此加热部211、231所产生的热源场，其可能对这些膜电极组所造成的热破坏已经受到控制，并且被尽量地降低，而不会破坏这些膜电极组。
图2显示本发明第一具体实施例的第一压板的平面透视图。第一加热部211的具体实施手段是采用加热信道，且这加热信道乃采弯蜒于第一压板21内部的中空管状结构，其有如水管结构。中空管状结构是用来引流高温流体，高温流体是自注入口211a流入，再流经于位于第一压板21内部的中空管状结构，最后从输出口211b流出。同样地，第二压板23的结构也可以采用相同于图2的第一压板21的结构。再者，加热信道的其它具体实施手段，例如可以采用加热管，例如电阻式加热管，或是其它加热形式的加热管。
图3显示本发明制造燃料电池装置的热压装置的第二具体实施例的立体分解图。热压装置3包括有第一压板31、第一加热部311、第一镂空部313、第一覆盖板35、第二压板33、第二加热部331、第二镂空部333、第二覆盖板37，分别说明如下内文。第一压板31是可以采用金属板，并且在第一压板31的下表面设置第一加热部311。第一镂空部313是设置于第一压板31且贯穿于第一压板31。第一加热部311与第一镂空部313所提供的功能是完全相同于第一具体实施例，因此不再予重述其功能如何。由于第一加热部311是设置在第一压板31的表面，因此第一加热部311是呈现外露状态，而第一覆盖板35主要是用来覆盖第一压板31的下表面，同时也将第一加热部311完全封闭住。第一压板31与第一覆盖板35所采行的接合手段，例如可以采用螺丝螺紧来达成螺合，或例如可以采用焊接方式来达成密合，或例如可以采用金属黏合剂黏合方式来达成密合，或是采用复合上述各手段的接合手段。第二压板33、第二加热部331、第二镂空部333、第二覆盖板37等结构都可以直接采用对应的第一压板31、第一加热部311、第一镂空部313、第一覆盖板35等结构，所相异的处乃是：第二加热部331是设置在第二压板33的上表面，并且第二覆盖板37是用来覆盖第二压板33的上表面。上述的第一压板31的下表面是面向于第二压板33的上表面。
分别位于第一覆盖板35与第二覆盖板37的这些镂空区域351、371，乃是分别对应于这些镂空部313、333。而第一覆盖板35与第二覆盖板37乃是可以采用金属板来作为实施手段。
图4显示本发明第二具体实施例的第一压板在下表面的平面图。第一加热部311的具体实施手段是采用加热信道，且这加热信道是弯蜒于第一压板31下表面的沟槽，其有如水沟结构。当第一覆盖板35覆盖住第一压板31下表面后，沟槽就能够可以用来引流高温流体，而引流高温流体的目的是相同于第一具体实施例。同样地，设置在第二压板33上表面的沟槽，也是用来引流高温流体。再者，加热信道的其它具体实施手段，例如可以采用加热管，例如电阻式加热管，或是其它加热形式的加热管。
图5显示本发明设置镂空部的相关组件的结构图。在第一具体实施例与第二具体实施例下，各个镂空部213、233、313、333可以进一步装设冷却组件40，而冷却组件40主要功能是用来自镂空部213、233、313、333将热能排出，因而达到散热效果，来避免因为压合过程中的高温而损坏到这些膜电极组。再者，各个镂空部(24)213、233、313、333的周壁可以进一步装设绝热组件50，而绝热组件50是具备非热良导体的物理性质，用来隔绝这些镂空部213、233、313、333与对应的压板21、23、31、33之间的热传。
所述的冷却组件40的具体实施组件，是可选择能够通过热对流、热传导、热辐射等各种热传形式来进行散热的组件，诸如风扇、空气帮浦、热导管、散热鳍片、热良导体的块材、液体冷却系统等。
基于所述本发明的热压装置2、3，当构成燃料电池装置1的各片基板11，都已叠合一起并且将通过热压装置2、3进行热压，叠合一起的这些基板11是放置于热压装置2的第一压板21与第二压板22之间，或者是放置于热压装置3的第一覆盖板35与第二覆盖板37之间，且加热部211、213、311、313会导入热能，而较佳实施方式是导入高温的热油，来使得这些待接合基板11之间的接合胶软化而产生黏性，如此而接合这些基板11。再者，热压装置2、3的第一压板21、31与第二压板23、33分别会通过油压装置4施以作用力，请参见图1与图3，使得第一压板21、31与第二压板23、33相互压掣，并挤压这些基板11，而促进这些基板11的接合强度。
再者，在这些基板11进行热压合时，为了保护燃料电池装置1的这些膜电极组，以及掌握热压装置2、3所产生的热源场的温度分布，本发明进一步在第一压板21、31与第二压板23、33的各个适当位置分别设置数个温度传感器(图未显示)，例如电热耦温度传感器(thermal couple)等。
再者，本发明热压装置2、3可以连接控制器(图未显示)，例如为可程控器或者是一台计算机，用来控制这些基板热压合整个操作的进行。控制器在配合上述温度传感器所传回的温度信号，来判断并调整热压装置2、3运作中的操作温度，来提供最佳的热源供给量。
虽然本发明已以具体实施例揭露如上，然其所揭露的具体实施例并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，其所作的更动与润饰都属于本发明的范畴，本发明的保护范围当根据权利要求所界定的为准。

Claims (23)

1.一种制造燃料电池装置的热压装置，其特征在于，是用来压合由多层基板所叠合而成的燃料电池装置，该热压装置包括：
一第一压板；
一第一加热部，是设置于该第一压板的内部；
一第一镂空部，是设置于该第一压板且贯穿于该第一压板；
一第二压板；
一第二加热部，是设置于该第二压板的内部；
一第二镂空部，是设置于该第二压板且贯穿于该第二压板；
其中第一加热部与第二加热部，是用以提供热源区域。
2.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，该第一加热部，是一弯蜒于该第一压板内部的加热信道；其中该第二加热部，是一弯蜒于该第二压板内部的加热信道。
3.如权利要求2所述的制造燃料电池装置的热压装置，其特征在于，该加热信道是一加热管。
4.如权利要求2所述的热压装置，其特征在于，该加热信道，是一中空管状结构，其用来引流一高温流体。
5.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，该第一镂空部，是进一步用来装设一冷却组件。
6.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，该第二镂空部，是进一步用来装设一冷却组件。
7.如权利要求5所述的热压装置，其特征在于，该冷却组件，是选择自一风扇、一空气帮浦、一热导管、一散热鳍片、一热良导体的块材、一液体冷却系统的其中一个。
8.如权利要求6所述的热压装置，其特征在于，该冷却组件，是选择自一风扇、一空气帮浦、一热导管、一散热鳍片、一热良导体的块材、一液体冷却系统的其中一个。
9.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，该第一镂空部的周壁，是进一步用来装设一绝热组件。
10.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，该第二镂空部的周壁，是进一步用来装设一绝热组件。
11.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，进一步包括一油压装置，是用于分别对该第一压板与该第二压板施加压合力量。
12.如权利要求1所述的热压装置，其特征在于，进一步包括数个温度传感器，是分别设置于该第一压板与该第二压板，以及是用来分别侦测该第一加热部的温度以及该第二加热部的温度。
13.一种制造燃料电池装置的热压装置，其特征在于，是用来压合由多层基板所叠合而成的燃料电池装置，该热压装置包括：
一第一压板；
一第一加热部，是设置于该第一压板的下表面；
一第一镂空部，是设置于该第一压板且贯穿于该第一压板；
一第一覆盖板，是用来覆盖该第一压板的下表面；
一第二压板；
一第二加热部，是设置于第二压板的上表面，其中第二压板的上表面是面向于该第一压板的下表面；
一第二镂空部，是设置于第二压板且贯穿于第二压板；
一第二覆盖板，是用来覆盖该第二压板的上表面；
其中第一加热部与第二加热部，是用以提供热源区域。
14.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，该第一加热部，是一设置在第一压板下表面且呈弯蜒状的沟槽，其中该沟槽是用来引流一高温流体。
15.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，该第二加热部，是一设置在第二压板上表面且呈弯蜒状的沟槽，其中该沟槽是用来引流一高温流体。
16.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，该第一镂空部，是进一步用来装设一冷却组件。
17.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，该第二镂空部，是进一步用来装设一冷却组件。
18.如权利要求16所述的热压装置，其特征在于，该冷却组件，是选择自一风扇、一空气帮浦、一热导管、一散热鳍片、一热良导体的块材、一液体冷却系统的其中一个。
19.如权利要求17所述的热压装置，其特征在于，该冷却组件，是选择自一风扇、一空气帮浦、一热导管、一散热鳍片、一热良导体的块材、一液体冷却系统的其中一个。
20.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，该第一镂空部的周壁，是进一步用来装设一绝热组件。
21.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，该第二镂空部的周壁，是进一步用来装设一绝热组件。
22.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，进一步包括一油压装置，是用于分别对该第一压板与该第二压板施加压合力量。
23.如权利要求13所述的热压装置，其特征在于，进一步包括数个温度传感器，是分别设置于该第一压板与该第二压板，以及是用来分别侦测该第一加热部的温度以及该第二加热部的温度。
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