CN219203216U - 一种电堆用的气体分配板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电堆用的气体分配板，包括由上往下焊接组合的第一导流层、气体分配层和第二导流层，气体分配层的内部设有第一分配流道和第二分配流道，气体分配层的两个相对侧面分别设有第一主燃料口和第二主燃料口，第一分配流道包括主流道和若干个支流道，主流道的一端与第一主燃料口连通，另一端与若干支流道连通；支流道一端的顶部与第一导流层连通，其底部与第二导流层连通；主流道的侧壁采用波浪形和弧形组合的结构，第二分配流道的结构与第一分配流道的结构相同且镜像设置；本实用新型在使用时，降低了气体分配板与电堆之间的温差，降低气体分配板对电堆内部温度的影响，使电堆内部的温度分配更加均匀，保证电堆间发电性能的一致性。

Description

一种电堆用的气体分配板

技术领域

本实用新型涉及燃料电池的技术领域，具体涉及一种电堆用的气体分配板。

背景技术

对于固体氧化物燃料电池而言，由于单个电池能量有限，往往需要由多个单体串联或并联，形成电池堆，电池堆进一步串联组成电堆模组，而这是整个高温燃料电池发电系统最为核心的器件。其中，电堆间发电性能的一致性直接影响系统的发电性能，而电堆内部的温度均匀分配和气体燃料流入电堆的温度一致性是保证电堆间发电性能一致的重要因素。固体氧化物燃料电池系统设计中，通常需要在电堆的外表面上安装分配板，然后在外部经过加热后的气体燃料通过分配板进入电堆内部。

然而，在电堆正常工作中，由于分配板和电堆之间的温差较大，通过热传导的作用，会导致电堆内部靠近分配板的位置温度较低，使电堆内部的温度分配不均匀，因此需要增加外部辅件，如换热器、加热器、额外管道等，使电堆内部的温度均匀分配，从而保证电堆间发电性能一致，这样不但会增加固体氧化物燃料电池系统的成本，还会增加电堆设计的复杂性，不利于固体氧化物燃料电池系统的整体布局。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种电堆用的气体分配板，使其可以解决背景技术中所提到的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电堆用的气体分配板，包括由上往下焊接组合的第一导流层、气体分配层和第二导流层，所述气体分配层的内部设有第一分配流道和第二分配流道，所述第一导流层的表面设有第一支燃料口和第二支燃料口，所述第二导流层的表面设有第三支燃料口和第四支燃料口，所述气体分配层的两个相对侧面分别设有第一主燃料口和第二主燃料口，所述第一分配流道包括主流道和若干个支流道，所述第一分配流道的所述主流道的一端与所述第一主燃料口连通，另一端与若干所述支流道连通；所述第一分配流道的所述支流道远离所述第一分配流道的所述主流道一端的顶部与所述第一支燃料口连通，其底部与所述第三支燃料口连通；所述主流道的侧壁采用波浪形和弧形组合的结构，所述第二分配流道的结构与所述第一分配流道的结构相同且镜像设置，所述第二分配流道的所述主流道与所述第二主燃料口连通，所述第二分配流道的所述支流道分别与所述第二支燃料口和所述第四支燃料口连通。

进一步的，所述支流道设有两个。

进一步的，所述气体分配层为上、中、下三层焊接组合的结构，所述上层设有相连的第一主流道孔和第一支流道孔各两个且镜像设置，所述中层设有相连的第二主流道孔和第二支流道孔各两个且镜像设置，所述下层设有相连的第三主流道孔和第三支流道孔各两个且镜像设置，所述第一主流道孔、所述第二主流道孔和所述第三主流道孔相配合组合成主流道，所述第一支流道孔、所述第二支流道孔和所述第三支流道孔相配合组合成若干个支流道。

更进一步的，所述第一主流道孔和所述第三主流道孔为波浪形结构，所述第二主流道孔为弧形结构。

进一步的，所述第一支流道孔、所述第二支流道孔和所述第三支流道孔为若干个矩形组合结构。

本实用新型的有益效果为：

当经过外部加热后的气体燃料经过第一分配流道的主流道时，波浪形和弧形组合的结构会干扰气流的流动，形成紊流，加强气体分配板与气体燃料间的传热，提高气体分配板的温度，而从电堆出来的出料气体经过第二分配流道的主流道时，此时出料气体的温度比气体燃料的温度要高，可以进一步提高气体分配板的温度，通过气体燃料和出料气体将热量传导给气体分配板，大大降低了气体分配板与电堆之间的温差，降低气体分配板对电堆内部温度的影响，从而使电堆内部的温度分配更加均匀，保证电堆间发电性能的一致性；

气体燃料在经过第一分配流道的支流道后，由第一支燃料口流入一个电堆内和由第三支燃料口流入另一个电堆内，由于进入上下电堆的气体燃料经过同样的路径，使进入上下两个电堆的气体温度一致，进一步保证电堆间发电性能的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现在技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型的内部结构示意图；

图4为本实用新型的局部剖视图；

图5为本实用新型中气体分配层的上层的结构示意图；

图6为本实用新型中气体分配层的中层的结构示意图；

图7为本实用新型中气体分配层的下层的结构示意图。

图中所标各部件的名称如下：

1、第一导流层；2、第二导流层；3、第一支燃料口；4、第二支燃料口；5、第三支燃料口；6、第四支燃料口；7、第一主燃料口；8、第二主燃料口；9、主流道；10、支流道；11、第一主流道孔；12、第一支流道孔；13、第二主流道孔；14、第二支流道孔；15第三主流道孔；16、第三支流道孔。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-7所示，一种电堆用的气体分配板，包括由上往下焊接组合的第一导流层1、气体分配层和第二导流层2，气体分配层的内部设有第一分配流道和第二分配流道，第一导流层1的表面设有第一支燃料口3和第二支燃料口4，第一导流层1的上表面焊接在电堆上，第一支燃料口3与电堆的入料口连接，第二支燃料口4与电堆的出料口连接；第二导流层2的表面设有第三支燃料口5和第四支燃料口6，第二导流层2的下表面焊接在另一个电堆上，第三支燃料口5与另一个电堆的入料口连接，第四支燃料口6与另一个电堆的出料口连接；气体分配层的两个相对侧面分别设有第一主燃料口7和第二主燃料口8，气体燃料由第一主燃料口7流入，出料气体由第二主燃料口8流出；

第一分配流道和第二分配流道的结构相同且镜像设置，均包括主流道9和两个支流道10，气体分配层为上、中、下三层焊接组合的结构，上层设有相连的第一主流道孔11和第一支流道孔12各两个且镜像设置，中层设有相连的第二主流道孔13和第二支流道孔14各两个且镜像设置，下层设有相连的第三主流道孔15和第三支流道孔16各两个且镜像设置，第一主流道孔11和第三主流道孔15为波浪形结构，第二主流道孔13为弧形结构，第一主流道孔11、第二主流道孔13和第三主流道孔15相配合组合成主流道9，使构成主流道9的侧壁采用波浪形和弧形组合的结构，当气体燃料或出料气体在经过主流道9时，波浪形和弧形组合的结构会干扰气流的流动，形成紊流，加强气体分配板与气体燃料或出料气体间的传热，提高气体分配板的温度，大大降低了气体分配板与电堆之间的温差，降低气体分配板对电堆内部温度的影响，从而使电堆内部的温度分配更加均匀；第一支流道孔12、第二支流道孔14和第三支流道孔16为若干个矩形组合结构，第一支流道孔12、第二支流道孔14和第三支流道孔16相配合组合成两个支流道10，第一分配流道的主流道9的一端与第一主燃料口7连通，另一端与两个第一分配流道的支流道10连通；第一分配流道的支流道10远离第一分配流道的主流道9一端的顶部与第一支燃料口3连通，其底部与第三支燃料口5连通；气体燃料在经过第一分配流道的支流道10后，由第一支燃料口3流入一个电堆内和由第三支燃料口5流入另一个电堆内，由于进入上下电堆的气体燃料经过同样的路径，使进入上下两个电堆的气体温度一致，从而保证电堆间发电性能的一致性；第二分配流道的主流道9与第二主燃料口8连通，第二分配流道的支流道10分别与第二支燃料口4和第四支燃料口6连通。

工作原理：

如图1-4所示，本实用新型在工作前，先将第一导流层1的上表面焊接在电堆上，第一支燃料口3与电堆的入料口连接，第二支燃料口4与电堆的出料口连接，第二导流层2的下表面焊接在另一个电堆上，第三支燃料口5与另一个电堆的入料口连接，第四支燃料口6与另一个电堆的出料口连接；

然后经过外部加热后的气体燃料由第一主燃料口7流入，气体燃料会先经过第一分配流道的主流道9，波浪形和弧形组合的结构会干扰气流的流动，形成紊流，加强气体分配板与气体燃料间的传热，提高气体分配板的温度，之后气体燃料流入第一分配流道的支流道10，最后由第一支燃料口3流入一个电堆内和由第三支燃料口5流入另一个电堆内，气体分配板上下两个电堆反应后的出料气体分别由第二支燃料口4和第四支燃料口6流入第二分配流道的支流道10，之后出料气体流入第二分配流道的主流道9，波浪形和弧形组合的结构会干扰气流的流动，形成紊流，加强气体分配板与出料气体间的传热，进一步提高气体分配板的温度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种电堆用的气体分配板，其特征在于，包括由上往下焊接组合的第一导流层(1)、气体分配层和第二导流层(2)，气体分配层的内部设有第一分配流道和第二分配流道，第一导流层(1)的表面设有第一支燃料口(3)和第二支燃料口(4)，第二导流层(2)的表面设有第三支燃料口(5)和第四支燃料口(6)，气体分配层的两个相对侧面分别设有第一主燃料口(7)和第二主燃料口(8)，第一分配流道包括主流道(9)和若干个支流道(10)，第一分配流道的主流道(9)的一端与第一主燃料口(7)连通，另一端与若干支流道(10)连通；第一分配流道的支流道(10)远离第一分配流道的主流道(9)一端的顶部与第一支燃料口(3)连通，其底部与第三支燃料口(5)连通；主流道(9)的侧壁采用波浪形和弧形组合的结构，第二分配流道的结构与第一分配流道的结构相同且镜像设置，第二分配流道的主流道(9)与第二主燃料口(8)连通，第二分配流道的支流道(10)分别与第二支燃料口(4)和第四支燃料口(6)连通。

2.根据权利要求1所述的电堆用的气体分配板，其特征在于，支流道(10)设有两个。

3.根据权利要求1所述的电堆用的气体分配板，其特征在于，气体分配层为上、中、下三层焊接组合的结构，上层设有相连的第一主流道孔(11)和第一支流道孔(12)各两个且镜像设置，中层设有相连的第二主流道孔(13)和第二支流道孔(14)各两个且镜像设置，下层设有相连的第三主流道孔(15)和第三支流道孔(16)各两个且镜像设置，第一主流道孔(11)、第二主流道孔(13)和第三主流道孔(15)相配合组合成主流道(9)，第一支流道孔(12)、第二支流道孔(14)和第三支流道孔(16)相配合组合成若干个支流道(10)。

4.根据权利要求3所述的电堆用的气体分配板，其特征在于，第一主流道孔(11)和第三主流道孔(15)为波浪形结构，第二主流道孔(13)为弧形结构。

5.根据权利要求3所述的电堆用的气体分配板，其特征在于，第一支流道孔(12)、第二支流道孔(14)和第三支流道孔(16)为若干个矩形组合结构。

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