CN214176076U - 一种燃料电池用增湿器非金属隔板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃料电池技术领域，一种燃料电池用增湿器非金属隔板，包括由PPS材料注塑制成的矩形板材，该矩形板材的四个边角处具有气流通孔，四个气流通孔形成对角设置的干气流通孔和湿气流通孔，矩形板材正面具由导气条组成的干气流通区，该干气流通区位于第一干气流通孔和第二干气流通孔之间，矩形板材背面具由导气条组成的湿气流通区，该湿气流通区位于第一湿气流通孔和第二湿气流通孔之间；矩形板材两侧表面气流通孔的周围、干气流通区的周围、湿气流通区的周围、以及矩形板材两侧表面的边缘处均具有连续的凹凸结构。该隔板进出口压降相同的情况下，可以显著提高增湿效率，与金属材料相比重量轻，成本较低，且加工方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是一种燃料电池用增湿器非金属隔板。
背景技术
根据电解质的不同，目前常用的燃料电池有：聚合物电解质膜燃料电池、磷酸盐燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池。其中质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell)是聚合物电解质膜燃料电池中的一种，因其能量密度高、启动速度快、工作寿命长等优点，很适合应用于运输工具，因此目前大多数汽车公司开发的燃料电池也都着重于质子交换膜燃料电池。
目前,质子交换膜燃料电池中所用的质子交换膜,在电池运行过程中需要有水分子存在,因为只有水化的质子才可以自由的穿透质子交换膜,从膜电极阳极到达电极阴极参加电化学反应,如果燃料电池缺水,将导致质子无法穿过质子交换膜,电极内阻急剧增加,电池性能急剧下降,为了使质子交换膜保持使质子从膜电极阳极到达电极阴极的传输能力,需要对质子交换膜增湿,增湿不足,质子交换膜传输能力差,影响电池性能。因此，对质子交换膜增湿是质子交换膜燃料电池的关键技术。
现有专利提出的增湿器隔板不利于批量化生产，结构复杂，生产工艺难控制。
实用新型内容
为实现上述目的，本实用新型提出一种燃料电池用增湿器非金属隔板，该隔板进出口压降相同的情况下，可以显著提高增湿效率，与金属材料相比重量轻，成本较低，且加工方便。
一种燃料电池用增湿器非金属隔板，包括由PPS材料注塑制成的矩形板材，该矩形板材的四个边角处具有气流通孔，其中一组对角位置的气流通孔为第一干气流通孔和第二干气流通孔，另外一组对角位置的气流通孔为第一湿气流通孔和第二湿气流通孔，所述矩形板材正面具由导气条组成的干气流通区，该干气流通区位于第一干气流通孔和第二干气流通孔之间，所述矩形板材背面具由导气条组成的湿气流通区，该湿气流通区位于第一湿气流通孔和第二湿气流通孔之间；
矩形板材两侧表面气流通孔的周围、干气流通区的周围、湿气流通区的周围、以及矩形板材两侧表面的边缘处均具有连续的凹凸结构，该凹凸结构包括间隔凹槽和凸台，且凹槽和凸台使凹凸结构形成齿状结构。
作为优选的，所述干气流通区包括第一干气流通区、第二干气流通区和第三干气流通区，其中第二干气流通区为矩形，且第二干气流通区中导气条的延伸方向为矩形板材的长度方向，第一干气流通区位于第一干气流通孔和第一湿气流通孔之间，第三干气流通区位于第二干气流通孔和第二湿气流通孔之间。
作为优选的，所述第一干气流通区为三角形区域，第一干气流通区中导气条两端分别朝向第一干气流通孔和第二干气流通区；所述第三干气流通区为三角形区域，第三干气流通区中导气条两端分别朝向第二干气流通孔和第二干气流通区。
作为优选的，第一干气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第二干气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第三干气流通区中导向条相互平行且等间距设置。
作为优选的，所述湿气流通区包括第一湿气流通区、第二湿气流通区和第三湿气流通区，其中第二湿气流通区为矩形，且第二湿气流通区中导气条的延伸方向为矩形板材的长度方向，第一湿气流通区位于第一干气流通孔和第一湿气流通孔之间，第三湿气流通区位于第二干气流通孔和第二湿气流通孔之间。
作为优选的，所述第一湿气流通区为三角形区域，第一湿气流通区中导气条两端分别朝向第一湿气流通孔和第二湿气流通区；所述第三湿气流通区为三角形区域，第三湿气流通区中导气条两端分别朝向第二湿气流通孔和第二湿气流通区。
作为优选的，第一湿气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第二湿气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第三湿气流通区中导向条相互平行且等间距设置。
作为优选的，所述气流通孔的周围凹凸结构的外围具有密封垫安装槽。
本实用新型的有益效果是：
本隔板采用PPS材料注塑制成，工艺简单成熟，更加利于生产，更加便于管理控制，与金属材料相比重量轻，成本较低。本隔板两侧表面分别作为干气和湿气的流动通道，在板材四个边角处分别开设第一干气流通孔、第二干气流通孔、第一湿气流通孔和第二湿气流通孔，其中第一干气流通孔和第二干气流通孔中的一个作为干气入口，另一个作为干气出口，类似的，第一湿气流通孔和第二湿气流通孔中的一个作为湿气入口，另一个作为湿气出口，可平衡干气/湿气进出口的气压，干气/湿气进出口压降相同的情况下，可以显著提高增湿效率。
附图说明
图1为本实用新型燃料电池用增湿器非金属隔板正面示意图。
图2为本实用新型燃料电池用增湿器非金属隔板背面示意图。
图3为本实用新型燃料电池用增湿器非金属隔板外侧条和内侧条示意图。
图4为本实用新型燃料电池用增湿器非金属隔板气流通孔圈示意图。
图5为本实用新型燃料电池用增湿器非金属隔板密封垫安装槽示意图。
附图标记包括：
1-第一干气流通孔，2-第二干气流通孔，3-第一湿气流通孔，4-第二湿气流通孔，5-第一干气流通区，6-第二干气流通区，7-第三干气流通区，8-密封垫安装槽，9-第一湿气流通区，10-第二湿气流通区，11-第三湿气流通区，12- 外侧条，13-内侧条，14-导气条，15-气流通孔圈。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
如图1-图5所示，本实施例提出的一种燃料电池用增湿器非金属隔板，包括由PPS材料注塑制成的矩形板材，该矩形板材的四个边角处具有气流通孔，其中一组对角位置的气流通孔为第一干气流通孔1和第二干气流通孔2，另外一组对角位置的气流通孔为第一湿气流通孔3和第二湿气流通孔4，矩形板材正面具由导气条14组成的干气流通区，该干气流通区位于第一干气流通孔1和第二干气流通孔2之间，矩形板材背面具由导气条14组成的湿气流通区，该湿气流通区位于第一湿气流通孔3和第二湿气流通孔4之间；矩形板材两侧表面气流通孔的周围、干气流通区的周围、湿气流通区的周围、以及矩形板材两侧表面的边缘处均具有连续的凹凸结构，该凹凸结构包括间隔凹槽和凸台，且凹槽和凸台使凹凸结构形成齿状结构。
如图1所示，干气流通区包括第一干气流通区5、第二干气流通区6和第三干气流通区7，其中第二干气流通区6为矩形，且第二干气流通区6中导气条14的延伸方向为矩形板材的长度方向，第一干气流通区5位于第一干气流通孔1和第一湿气流通孔3之间，第三干气流通区7位于第二干气流通孔2和第二湿气流通孔4之间。第一干气流通区5为三角形区域，第一干气流通区5中导气条14两端分别朝向第一干气流通孔1和第二干气流通区6；第三干气流通区7为三角形区域，第三干气流通区7中导气条14两端分别朝向第二干气流通孔2和第二干气流通区6。
结合图3所示，第一干气流通区5中导向条相互平行且等间距设置；第二干气流通区6中导向条相互平行且等间距设置；第三干气流通区7中导向条相互平行且等间距设置。
具体的，如图1所述，例如第一干气流通孔1作为干气进口，第二干气流通孔2作为干气出口，将矩形板材正面和背面分别扣装其他功能板后，干气由第一干气流通孔1流向干气流通区，即经过第一干气流通区5、第二干气流通区6和第三干气流通区7，最终从第二干气流通孔2排出。
矩形板材两侧表面气流通孔周围的凹凸结构，即形成如图5示出的气流通孔圈15。
如图3所示，干气流通区周围的凹凸结构形成内侧条13，矩形板材两侧表面边缘处的凹凸结构形成外侧条12。类似的，湿气流通区周围的凹凸结构形成另外一组内侧条13。
如图2所示，湿气流通区包括第一湿气流通区9、第二湿气流通区10和第三湿气流通区11，其中第二湿气流通区10为矩形，且第二湿气流通区10 中导气条14的延伸方向为矩形板材的长度方向，第一湿气流通区9位于第一干气流通孔1和第一湿气流通孔3之间，第三湿气流通区11位于第二干气流通孔2和第二湿气流通孔4之间。第一湿气流通区9为三角形区域，第一湿气流通区9中导气条14两端分别朝向第一湿气流通孔3和第二湿气流通区 10；第三湿气流通区11为三角形区域，第三湿气流通区11中导气条14两端分别朝向第二湿气流通孔4和第二湿气流通区10。
结合图3所示，第一湿气流通区9中导向条相互平行且等间距设置；第二湿气流通区10中导向条相互平行且等间距设置；第三湿气流通区11中导向条相互平行且等间距设置。
结合图1、图5所示，气流通孔的周围凹凸结构的外围具有密封垫安装槽8。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：包括由PPS材料注塑制成的矩形板材，该矩形板材的四个边角处具有气流通孔，其中一组对角位置的气流通孔为第一干气流通孔和第二干气流通孔，另外一组对角位置的气流通孔为第一湿气流通孔和第二湿气流通孔，所述矩形板材正面具由导气条组成的干气流通区，该干气流通区位于第一干气流通孔和第二干气流通孔之间，所述矩形板材背面具由导气条组成的湿气流通区，该湿气流通区位于第一湿气流通孔和第二湿气流通孔之间；
矩形板材两侧表面气流通孔的周围、干气流通区的周围、湿气流通区的周围、以及矩形板材两侧表面的边缘处均具有连续的凹凸结构，该凹凸结构包括间隔凹槽和凸台，且凹槽和凸台使凹凸结构形成齿状结构。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：所述干气流通区包括第一干气流通区、第二干气流通区和第三干气流通区，其中第二干气流通区为矩形，且第二干气流通区中导气条的延伸方向为矩形板材的长度方向，第一干气流通区位于第一干气流通孔和第一湿气流通孔之间，第三干气流通区位于第二干气流通孔和第二湿气流通孔之间。
3.根据权利要求2所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：所述第一干气流通区为三角形区域，第一干气流通区中导气条两端分别朝向第一干气流通孔和第二干气流通区；所述第三干气流通区为三角形区域，第三干气流通区中导气条两端分别朝向第二干气流通孔和第二干气流通区。
4.根据权利要求2所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：第一干气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第二干气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第三干气流通区中导向条相互平行且等间距设置。
5.根据权利要求1所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：所述湿气流通区包括第一湿气流通区、第二湿气流通区和第三湿气流通区，其中第二湿气流通区为矩形，且第二湿气流通区中导气条的延伸方向为矩形板材的长度方向，第一湿气流通区位于第一干气流通孔和第一湿气流通孔之间，第三湿气流通区位于第二干气流通孔和第二湿气流通孔之间。
6.根据权利要求5所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：所述第一湿气流通区为三角形区域，第一湿气流通区中导气条两端分别朝向第一湿气流通孔和第二湿气流通区；所述第三湿气流通区为三角形区域，第三湿气流通区中导气条两端分别朝向第二湿气流通孔和第二湿气流通区。
7.根据权利要求5所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：第一湿气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第二湿气流通区中导向条相互平行且等间距设置；第三湿气流通区中导向条相互平行且等间距设置。
8.根据权利要求1-7任一项所述的燃料电池用增湿器非金属隔板，其特征在于：所述气流通孔的周围凹凸结构的外围具有密封垫安装槽。
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