CN211907586U - 一种用于液体燃料电池系统的散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于液体燃料电池系统的散热装置，包括固定框架、通过左侧固定板设在固定框架左侧的左侧端板、通过右侧固定板设在固定框架右侧的右侧端板、若干个设在固定框架内的管道、若干个设在固定框架内的翅片、设在右侧端板上的进料口和出料口，管道穿过翅片，管道将进料口和出料口连通，若干个管道在固定框架内排列成若干层，左侧固定板和右侧固定板上均设有用于连通相邻两层管道的凹槽矩形流道。本实用新型的用于液体燃料电池系统的散热装置的两侧固定板上的凹槽矩形流道设计解决了相邻两层管道弯头连接处需要进行焊接的工艺难点，且结构简单，降低了散热器的加工难度。

Description

一种用于液体燃料电池系统的散热装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种用于液体燃料电池系统的散热装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后第四种发电技术。燃料电池发电效率高、噪声少、排放低，是最具前景的绿色发电技术。理论上燃料电池可在接近100％的热效率下运行，但实际转换效率多在25％-60％，约有40％-75％的燃料内能在反应过程中成为废热，若不及时排放，会造成电池内局部热量不断攀升，危及电池正常运转。

目前广泛用于燃料电池的散热方法主要有两种：一种是水冷却散热，通过冷却水或冷却剂在整个冷却回路中循环来带走电池废热；一种是风冷却散热，利用自然风或风机提供合适的冷风来实施冷却。相比较而言，水冷却散热通常需要大量水来参与循环冷却过程，需要体积相对较大、结构相对复杂的冷却水箱和冷却管道，更适用于搭配固定、不需移动的大功率燃料电池；风冷却散热换热效率较低，但辅助散热的风机和冷却管道结构简单易调整，更贴合于便于携带、易于改装的低功率燃料电池的散热需求。随着便携式燃料电池的蓬勃发展，更小、更轻、结构更简单的风冷却散热结构也逐渐成为燃料电池散热器的主流研究方向。

传统风冷散热器普遍采用金属材料，利用金属良好的导热性，通过增加散热面积的方式提高散热通量，如铝制、铜制的板翅式、管翅式、螺旋翅片管散热器等。但目前通过增加翅片来增加散热面积的扩展方式已近乎极致，难以再更大跨度地提升散热器的散热能力，因此最近研究多关注如何进一步改善散热器结构、缩小散热器体积、减小加工难度的问题上。传统散热器的管道和翅片的固定需要进行焊接，对于不同管径的管间距也有严格要求，从而限制了散热器的尺寸，增大了加工难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于液体燃料电池系统的散热装置。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种用于液体燃料电池系统的散热装置，包括固定框架、通过左侧固定板设在固定框架左侧的左侧端板、通过右侧固定板设在固定框架右侧的右侧端板、若干个设在固定框架内的管道、若干个设在固定框架内的翅片、设在右侧端板上的进料口和出料口，管道穿过翅片，管道将进料口和出料口连通，若干个管道在固定框架内排列成若干层，左侧固定板和右侧固定板上均设有用于连通相邻两层管道的凹槽矩形流道。以上技术方案中，进料口与燃料电池电堆阴极连通，电堆阴极生成的气液混合物从进料口进入顶层管道，气液混合物沿顶层管道向左流向左侧固定板上的凹槽矩形流道，并通过该凹槽矩形流道流入第二层的管道，气液混合物沿第二次管道向右流向右侧固定板上的凹槽矩形流道，并流入第三层的管道，如此往复，在此过程中气液混合物冷凝形成冷凝物，最后冷凝物从右侧端板的出料口流出。进料口设在右侧端板上侧，出料口设在右侧端板下侧，从而使得冷凝物能够顺利流出出料口。凹槽矩形流道上设有与管道相对应的接口，管道通过接口与凹槽矩形流道接通。

作为优选，凹槽矩形流道四周设有固定凸台，左侧端板和右侧端板上均设有与固定凸台相对应的密封槽。以上技术方案中，通过固定凸台与密封槽的配合，使得凹槽矩形流道仅与管道连通，降低了气液混合物或者冷凝物漏出的概率。

作为优选，固定凸台与密封槽的连接处通过密封线或密封胶密封。以上技术方案中，通过密封线或密封胶将固定凸台与密封槽的连接处密封，进一步降低了气液混合物或者冷凝物漏出的概率。密封线硬度为30HA-40HA，且材料为硅胶和氟橡胶等耐腐蚀、耐高温材料。

作为优选，左侧固定板和右侧固定板均设有胶塞安装孔，胶塞安装孔内安装有防渗胶塞。以上技术方案进一步降低了气液混合物或者冷凝物漏出的概率，左侧固定板与右侧固定板相对称。

作为优选，防渗胶塞与胶塞安装孔之间形成过盈配合关系，过盈量为0.02 —0.04mm。以上技术方案中，防渗胶塞与胶塞安装孔之间的过盈配合，使得防渗胶塞更加牢靠地安装进胶塞安装孔中。

作为优选，右侧端板上的进料口处形成进料通道，管道通过进料通道与进料口连通，右侧端板上的出料口处形成出料通道，管道通过出料通道与出料口连通。

作为优选，左侧固定板和右侧固定板靠近固定框架的一侧均设有螺母安装槽。以上技术方案中，通过螺母安装进螺母安装槽，左侧固定板和右侧固定板可拆卸地设在固定框架上。

作为优选，固定框架上还设有风扇安装孔。以上技术方案中，风扇安装孔用于将风扇安装在固定框架上，风扇的吹风或者自然空气对流形成冷却风力，冷却风力对管道内的气液混合物进行冷却，使气液混合物冷凝。

作为优选，固定框架内设有第一通孔，管道通过第一通孔设在固定框架内，第一通孔与管道形成间隙配合关系，间隙量为0.04—0.08mm。以上技术方案中，第一通孔与管道的间隙配合使管道具有一定受热扩展空间。

作为优选，翅片设有第二通孔，管道通过第二通孔穿过翅片，第二通孔上设有法兰面凸台，法兰面凸台高度为1.5mm—2.5mm。以上技术方案中，法兰面凸台高度即为相对翅片的距离。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型的用于液体燃料电池系统的散热装置的两侧固定板上的凹槽矩形流道设计解决了相邻两层管道弯头连接处需要进行焊接的工艺难点，且结构简单，降低了散热器的加工难度；

2、本实用新型的用于液体燃料电池系统的散热装置通过凹槽矩形流道设计，打破了不同管径严格管间距要求的限制，使得整个散热装置在保持散热面积不变的情况下能够更加紧凑布局，促使整个散热装置进一步小型化。

附图说明

图1是本实用新型一种用于液体燃料电池系统的散热装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种用于液体燃料电池系统的散热装置的剖面结构示意图；

图3是本实用新型一种用于液体燃料电池系统的散热装置左侧固定板的结构示意图；

图4是本实用新型一种用于液体燃料电池系统的散热装置左侧端板的结构示意图；

图5是本实用新型一种用于液体燃料电池系统的散热装置右侧端板的结构示意图；

图6是本实用新型一种用于液体燃料电池系统的散热装置翅片的结构示意图。

图中：1、固定框架，2、左侧固定板，3、左侧端板，4、右侧固定板，5、右侧端板，6、管道，7、翅片，8、进料口，9、出料口，10、固定凸台，11、密封槽，12、凹槽矩形流道，13、胶塞安装孔，14、防渗胶塞，16、进料通道， 17、出料通道，18、螺母安装槽，19、风扇安装孔，20、第一通孔，21、第二通孔，22、法兰面凸台。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1-6所示，本实施例的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，包括固定框架1、通过左侧固定板2设在固定框架1左侧的左侧端板3、通过右侧固定板4设在固定框架1右侧的右侧端板5、若干个设在固定框架1内的管道6、若干个设在固定框架1内的翅片7、设在右侧端板5上的进料口8和出料口9，管道6穿过翅片7，管道6将进料口8和出料口9连通，若干个管道6在固定框架 1内排列成若干层，左侧固定板2和右侧固定板4上均设有用于连通相邻两层管道6的凹槽矩形流道12。

本实施例中，凹槽矩形流道12四周设有固定凸台10，左侧端板3和右侧端板5上均设有与固定凸台10相对应的密封槽11。

本实施例中，固定凸台10与密封槽11的连接处通过密封线或密封胶密封。

本实施例中，左侧固定板2和右侧固定板4均设有胶塞安装孔13，胶塞安装孔13内安装有防渗胶塞14。

本实施例中，防渗胶塞14与胶塞安装孔13之间形成过盈配合关系，过盈量为0.02—0.04mm。

本实施例中，右侧端板5上的进料口8处形成进料通道16，管道6通过进料通道16与进料口8连通，右侧端板5上的出料口9处形成出料通道17，管道 6通过出料通道17与出料口9连通。

本实施例中，左侧固定板2和右侧固定板4靠近固定框架1的一侧均设有螺母安装槽18。

本实施例中，固定框架1上还设有风扇安装孔19。

本实施例中，固定框架1内设有第一通孔20，管道6通过第一通孔20设在固定框架1内，第一通孔20与管道6形成间隙配合关系，间隙量为0.04— 0.08mm。

本实施例中，翅片7设有第二通孔21，管道6通过第二通孔21穿过翅片7，第二通孔21上设有法兰面凸台22，法兰面凸台22高度为1.5mm—2.5mm。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在不改变本实用新型的创造内容下进行简单的置换均视为相同的创造。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：包括固定框架(1)、通过左侧固定板(2)设在固定框架(1)左侧的左侧端板(3)、通过右侧固定板(4)设在固定框架(1)右侧的右侧端板(5)、若干个设在固定框架(1)内的管道(6)、若干个设在固定框架(1)内的翅片(7)、设在右侧端板(5)上的进料口(8)和出料口(9)，管道(6)穿过翅片(7)，管道(6)将进料口(8)和出料口(9)连通，若干个管道(6)在固定框架(1)内排列成若干层，左侧固定板(2)和右侧固定板(4)上均设有用于连通相邻两层管道(6)的凹槽矩形流道(12)。

2.根据权利要求1所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：凹槽矩形流道(12)四周设有固定凸台(10)，左侧端板(3)和右侧端板(5)上均设有与固定凸台(10)相对应的密封槽(11)。

3.根据权利要求2所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：固定凸台(10)与密封槽(11)的连接处通过密封线或密封胶密封。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：左侧固定板(2)和右侧固定板(4)均设有胶塞安装孔(13)，胶塞安装孔(13)内安装有防渗胶塞(14)。

5.根据权利要求4所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：防渗胶塞(14)与胶塞安装孔(13)之间形成过盈配合关系，过盈量为0.02—0.04mm。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：右侧端板(5)上的进料口(8)处形成进料通道(16)，管道(6)通过进料通道(16)与进料口(8)连通，右侧端板(5)上的出料口(9)处形成出料通道(17)，管道(6)通过出料通道(17)与出料口(9)连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：左侧固定板(2)和右侧固定板(4)靠近固定框架(1)的一侧均设有螺母安装槽(18)。

8.根据权利要求1或2或3或5或7所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：固定框架(1)上还设有风扇安装孔(19)。

9.根据权利要求8所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：固定框架(1)内设有第一通孔(20)，管道(6)通过第一通孔(20)设在固定框架(1)内，第一通孔(20)与管道(6)形成间隙配合关系，间隙量为0.04—0.08mm。

10.根据权利要求9所述的一种用于液体燃料电池系统的散热装置，其特征在于：翅片(7)设有第二通孔(21)，管道(6)通过第二通孔(21)穿过翅片(7)，第二通孔(21)上设有法兰面凸台(22)，法兰面凸台(22)高度为1.5mm—2.5mm。

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