CN210092297U - 一种空气导流格栅及其组成的金属-空气发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气导流格栅及其组成的金属‑空气发电机，所述空气导流格栅包括框体和至少两片导流片，所述空气导流格栅的外部四周为框体，所述框体的底部设有空气进口，所述框体的侧面边框的顶部设有空气出口，所述导流片的一端固定在框体上，另一端悬空，两片导流片交错排布。所述金属‑空气发电机包括至少两个发电模组单元、至少一个空气导流格栅、供气装置、外壳和电路系统，所述发电模组单元竖直放置在所述外壳内，所述空气导流格栅设置在相邻的发电模组单元之间，所述供气装置的气体进口和气体出口设在所述外壳的侧面，所述电路系统设在外壳内部，并与所述发电模组单元的正极和负极连接。

Description

一种空气导流格栅及其组成的金属-空气发电机

技术领域

本实用新型属于金属-空气发电技术领域，具体涉及一种空气导流格栅及其组成的金属-空气发电机。

背景技术

传统的柴油发电机柴油发电机是一种小型发电设备，以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电，可用于各种家庭、办公室、大中小型企业日常发电以及应急发电。柴油发电机产品具有高能耗、高污染、高噪音、运输及存放不安全的特点。

随着社会经济的发展，人们对能源问题和环境问题的关注和投入越来越大。金属-空气电池是一种清洁的新能源，其金属负极包括镁、铝、锌、铁等。以铝空气电池为例，铝空气电池以高纯度铝为负极、氧为正极，以氢氧化钾或氢氧化钠水溶液为电解质，在铝空气电池放电时产生化学反应，铝转化为氧化铝，只消耗铝和少量的水。氧化铝又可通过电解工艺得到金属铝，循环利用。现有的铝空气电池采用多个发电单体串联以满足电压需求，并且铝空气电池仍然处于实验室研究阶段，与大规模发电应用还有较大距离。

专利CN201520797774.1公开了一种金属空气电池用阶梯空气导流板，每个电池单体排列布置在金属空气电池壳体内，阶梯空气导流板布置在金属空气电池壳体内具体位于电池单体之间，阶梯空气导流板位于金属空气电池壳体底部进气端的部分为窄端，厚度为h2，以阶梯形式厚度逐渐增加，最终厚度增加到h1，并且每层阶梯导流板台阶之间为圆角过渡，阶梯的层数在3～10层之间；在阶梯空气导流板的两侧板面上有阶梯导流板凹槽，凹槽深度为h4，该阶梯导流板凹槽平行于板的长度方向。

现有的金属空气发电装置缺少空气导流装置，或采用简单的网状或阶梯状空气导流装置，虽然能达到空气压力分布均匀的目的，但无法延长空气在发电单元之间的停留时间，对空气利用效率不高，增加气泵能耗。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种空气导流格栅，所述空气导流格栅包括框体和至少两片导流片，所述空气导流格栅的外部四周为框体，所述框体的底部设有空气进口，所述框体的侧面边框的顶部设有空气出口，所述导流片的一端固定在框体上，另一端悬空，两片导流片交错排布。

所述空气导流格栅的外部四周为框体，所述框体的底部设有空气进口，优选的，所述空气进口设在框体的底部的一端。所述框体的侧面边框的顶部设有空气出口。

所述导流片设置在空气导流格栅的框体的正面，使得进入的空气沿所述导流片流动，促进空气均匀分布，延长空气在所述空气腔体中的流动时间，提高放电稳定性，延长发电时间。

优选的，所述导流片横向等间距地分布在空气导流格栅的正面，所述导流片的一端固定在空气导流格栅的侧面框体上，另一端悬空，即所述导流片水平设置，相邻的导流片则相应地一端悬空，另一端固定在空气导流格栅的另一侧面的框体上，这样所述导流片在空气导流格栅的正面交错布置，使得空气从空气导流格栅的空气进口进入后，沿导流片蛇形流动，最后从空气出口流出。

优选的，所述导流片纵向等间距地分布在空气导流格栅的正面，所述导流片的一端固定在空气导流格栅的顶部框体上，另一端悬空，即所述导流片竖直设置，相邻的导流片则相应地一端悬空，另一端固定在空气导流格栅的底部框体上，这样所述导流片在空气导流格栅的正面交错布置，使得空气从空气导流格栅的空气进口进入后，沿导流片蛇形流动，最后从空气出口流出。

一种金属-空气发电机，所述金属-空气发电机包括至少两个发电模组单元、至少一个空气导流格栅、供气装置、外壳和电路系统，所述发电模组单元竖直放置在所述外壳内，所述空气导流格栅设置在相邻的发电模组单元之间，所述供气装置的气体进口和气体出口设在所述外壳的侧面，所述电路系统设在外壳内部，并与所述发电模组单元的正极和负极连接。

所述外壳为立方体形状，外壳的材质为绝缘硬质塑料，外壳内部设有至少一个电池槽，所述电池槽用于放置所述发电模组单元，优选的，所述电池槽的形状为立方体形状，优选的，所述电池槽的底部设有镂空部分，便于所述金属-空气发电机散热。

所述外壳的侧面设有正极接口、负极接口、电解液进口和电解液出口，所述正极接口和负极接口分别连接所述金属-空气发电机内部的正极电路和负极电路，将产生的电能输送出去。所述电解液进口和电解液出口为所述发电模组单元提供和输出电解液，为金属和空气的放电反应提供反应环境。

优选的，所述发电模组单元内部包括铝电极片。

所述发电模组单元之间为空气腔，并设置所述空气导流格栅，促进所述空气腔中空气分布均匀。所述空气导流格栅包括框体和至少两片导流片，空气导流格栅的形状与发电模组单元的形状相同，空气导流格栅的尺寸不大于所述发电模组单元的尺寸，使得空气导流格栅能够置于相邻的两个所述发电模组单元之间。优选的，所述空气导流格栅的材质为绝缘的树脂材料。

所述空气腔与发电模组单元内部的电解液腔体相邻且独立的设置在所述发电模组单元的外部和内部，为空气和电解液分别提供空间，防止空气和电解液在金属电极片之外的区域接触，充分利用电解液，提高反应效率，防止漏电或电路短路，另外，也减少了接触电解液的部件的数量，减少了防腐蚀作业，降低了成本。

所述供气装置包括气体进口、气体出口和气泵。所述气体进口和气体出口设在所述外壳的侧面，所述气泵设置在所述外壳的内部或外部。外界空气由所述气体进口进入外壳后，逐渐流向距离最近的所述空气腔，并从所述空气导流格栅的空气进口进入，沿所述导流片运动，同时均匀进入所述发电模组单元，参与放电反应，再由所述空气出口流出空气腔，然后流向下一个空气腔和发电模组单元，最后经过各个发电模组单元利用后的空气从所述气体出口排出所述外壳。

优选的，所述气体进口和气体出口设置格栅，更优选的，所述格栅的数量为2-100条，所述格栅有利于提高气体分散程度。

所述电路系统包括正极电路、正极接口、负极电路和负极接口。所述正极电路连接第一个发电模组单元的正极，随后的发电模组单元的正极与相邻的发电模组单元的负极串联连接，所述负极电路连接最后一个发电模组单元的负极。所述正极电路和负极电路分别连接正极接口和负极接口，所述正极接口和负极接口设在所述外壳上，将所述金属-空气发电机产生的电能输送出去。

优选的，所述金属-空气发电机为铝-空气发电机。

本实用新型所述的发电模组单元为普通金属-空气发电装置的发电模组单元。

本实用新型提供的所述含有空气导流格栅的金属-空气发电机具有以下优点：(1)空气在各个所述发电模组单元之间流动均匀，提高空气利用率，延长发电时间，降低能耗；(2)发电功率较高，输出电压稳定，能量密度较高。

附图说明

图1所示为空气导流格栅1的结构图。

图2所示为另一种可选的空气导流格栅1的结构图。

图3所示为金属-空气发电机的整体结构图。

附图中，1-空气导流格栅，101-框体，102-导流片，103-空气进口，104-空气出口，2-外壳，201-电池槽，202-气体进口，203-气体出口，204-正极接口，205-负极接口，206-电解液进口，207-电解液出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

空气导流格栅1包括框体101和至少两片导流片102，空气导流格栅1的外部四周为框体101，框体101的底部设有空气进口103，框体101的侧面边框的顶部设有空气出口104，导流片102的一端固定在框体101上，另一端悬空，两片导流片102交错排布。

实施例1

本实施例的空气导流格栅1的结构图如图1所示，空气导流格栅1包括框体101和导流片102，空气导流格栅1为长方体，空气导流格栅1的尺寸等于发电模组单元的尺寸，使得空气导流格栅1能够置于相邻的两个发电模组单元之间。空气导流格栅1的材质为硬质材料。

空气导流格栅1的外部四周为框体101，框体101的底部的一端设有空气进口103，空气出口104设在与空气进口103相同的侧面边框101的顶部。

五个导流片102均匀设置在空气导流格栅1的框体101的正面，且交错布置，使得进入的空气沿导流片102流动，促进空气均匀分布，延长空气在空气腔体中的流动时间，提高放电稳定性，延长发电时间。

具体的，五个导流片102横向等间距地分布在空气导流格栅1的正面，导流片102的一端固定在空气导流格栅1的侧面框体101上，另一端悬空，即导流片102水平设置，相邻的导流片102则相应地一端悬空，另一端固定在空气导流格栅1的另一侧面的框体101上，这样导流片102在空气导流格栅1的正面交错布置，使得空气从空气导流格栅1的空气进口103进入后，沿导流片102蛇形流动，最后从空气出口104流出。

实施例2

本实施例的空气导流格栅1的结构图如图2所示，空气导流格栅1的外部四周为框体101，框体101的底部的一端设有空气进口103，空气出口104设在与空气进口103相对的侧面边框101的顶部。

六个导流片102均匀设置在空气导流格栅1的框体101的正面，且交错布置，使得进入的空气沿导流片102流动，促进空气均匀分布，延长空气在空气腔体中的流动时间，提高放电稳定性，延长发电时间。

具体的，六个导流片102纵向等间距地分布在空气导流格栅1的正面，导流片102的一端固定在空气导流格栅1的顶部框体101上，另一端悬空，即导流片102竖直设置，相邻的导流片102则相应地一端悬空，另一端固定在空气导流格栅1的底部的框体101上，这样导流片102在空气导流格栅1的正面交错布置，使得空气从空气导流格栅1的空气进口103进入后，沿导流片102蛇形流动，最后从空气出口104流出。

本实施例的空气导流格栅1的其它结构与实施例1的结构相同。

实施例3

本实施例的金属-空气发电机的整体结构图如图3所示，金属-空气发电机包括30个发电模组单元、29个空气导流格栅1、供气装置、外壳2和电路系统，发电模组单元竖直放置在外壳2内，空气导流格栅1设置在相邻的发电模组单元之间，供气装置的气体进口202和气体出口203设在外壳的侧面，电路系统设在外壳2内部，并与发电模组单元的正极和负极连接。

外壳2为立方体形状，外壳2的材质为绝缘硬质塑料，外壳2内部设有一个电池槽201，电池槽201用于放置发电模组单元，电池槽201的形状为立方体形状。

发电模组单元之间为空气腔，并设置空气导流格栅1，促进空气腔中空气分布均匀。空气腔与电解液腔体相邻且独立的设置在发电模组单元的外部和内部，为空气和电解液分别提供空间，防止空气和电解液在金属电极片之外的区域接触，充分利用电解液，提高反应效率，防止漏电或电路短路，另外，也减少了接触电解液的部件的数量，减少了防腐蚀作业，降低了成本。

供气装置包括气体进口202、气体出口203和气泵。气体进口202和气体出口203设在外壳2的两个相邻侧面，气体出口203设置格栅，有利于提高气体分散程度，气泵设置在外壳2的内部。外界空气由气体进口202进入外壳2后，逐渐流向距离最近的空气腔，并从空气导流格栅1的空气进口103进入，沿导流片102运动，同时均匀进入发电模组单元，参与放电反应，再由空气出口104流出空气腔，然后流向下一个空气腔和发电模组单元，最后经过各个发电模组单元利用后的空气从气体出口203排出外壳2。

电路系统包括正极电路、正极接口204、负极电路、负极接口205。正极电路连接第一个发电模组单元的正极，随后的发电模组单元的正极与相邻的发电模组单元的负极串联连接，负极电路链接最后一个发电模组单元的负极。正极电路和负极电路分别连接正极接口204和负极接口205，正极接口204和负极接口205设在外壳2的侧面上，将金属-空气发电机产生的电能输送出去。

电解液进口206和电解液出口207设在外壳2的侧面，并为发电模组单元提供和输出电解液，为金属和空气的放电反应提供反应环境。

Claims (10)

1.一种空气导流格栅，其特征在于，所述空气导流格栅包括框体和至少两片导流片，所述空气导流格栅的外部四周为框体，所述框体的底部设有空气进口，所述框体的侧面边框的顶部设有空气出口，所述导流片的一端固定在框体上，另一端悬空，两片导流片交错排布。

2.根据权利要求1所述的空气导流格栅，其特征在于，所述空气进口设在框体的底部的一端。

3.根据权利要求1所述的空气导流格栅，其特征在于，所述导流片横向等间距地分布在空气导流格栅的正面，所述导流片的一端固定在空气导流格栅的侧面框体上，另一端悬空，所述导流片水平设置，相邻的导流片则相应地一端悬空，另一端固定在空气导流格栅的另一侧面的框体上，不同的所述导流片在空气导流格栅的正面交错布置。

4.根据权利要求1所述的空气导流格栅，其特征在于，所述导流片纵向等间距地分布在空气导流格栅的正面，所述导流片的一端固定在空气导流格栅的顶部框体上，另一端悬空，所述导流片竖直设置，相邻的导流片则相应地一端悬空，另一端固定在空气导流格栅的底部框体上，不同的所述导流片在空气导流格栅的正面交错布置。

5.根据权利要求1所述的空气导流格栅，其特征在于，所述空气导流格栅的材质为绝缘的树脂材料。

6.一种金属-空气发电机，其特征在于，所述金属-空气发电机包括至少两个发电模组单元、至少一个空气导流格栅、供气装置、外壳和电路系统，所述发电模组单元竖直放置在所述外壳内，所述空气导流格栅设置在相邻的发电模组单元之间，所述供气装置的气体进口和气体出口设在所述外壳的侧面，所述电路系统设在外壳内部，并与所述发电模组单元的正极和负极连接。

7.根据权利要求6所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述外壳为立方体形状，外壳的材质为绝缘硬质塑料，外壳内部设有至少一个电池槽，并用于放置所述发电模组单元，所述电池槽的形状为立方体形状；

所述外壳的侧面设有电解液进口和电解液出口，所述电解液进口和电解液出口为所述发电模组单元提供和输出电解液。

8.根据权利要求6所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述发电模组单元内部包括铝电极片。

9.根据权利要求6所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述供气装置包括气体进口、气体出口和气泵，所述气体进口和气体出口设在所述外壳的侧面，所述气泵设置在所述外壳的内部或外部。

10.根据权利要求6所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述电路系统包括正极电路、正极接口、负极电路和负极接口；所述正极电路连接第一个发电模组单元的正极，随后的发电模组单元的正极与相邻的发电模组单元的负极串联连接，所述负极电路连接最后一个发电模组单元的负极；所述正极电路和负极电路分别连接正极接口和负极接口，所述正极接口和负极接口设在所述外壳上，将所述金属-空气发电机产生的电能输送出去。

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