TWI422096B - 易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池電池堆結構 - Google Patents

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Description

易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池電池堆結構
本發明是有關於一種易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池(SOFC)電池堆(stack)結構，尤指一種可使每一SOFC電池堆單元直接插設於容置機構中，且由每一第一、二均壓導電彈性機構加以串接導通形成電池堆，並於更換時，可將單一SOFC電池堆單元直接由該容置機構中取出進行拆換，而達到易於組裝及抽換之功效者。
按，一般習用之平板型固態氧化物燃料電池(SOFC)電池堆(stack)結構為了產生較多之電力，通常係將數個到數十個之燃料電池單體加以堆疊固接在一起，且使各SOFC單體之間加以穿串接導通，而形成一SOFC電池堆。
而由於該習用之SOFC電池堆係將多數個SOFC單體以堆疊固接之方式加以組裝，因此，不但使得製程方面較為複雜，且當各燃料電池單體於組裝之後並無法直接加以卸除，如此，除造成組裝上之複雜度增加之外，若當某一個SOFC單體發生故障時，更會有不易於置換及維修之現象發生。
本發明之主要目的係在於，可使每一SOFC電池堆單元直接插設於容置機構中，且由每一第一、二均壓導電彈性機構 加以串接導通形成SOFC電池堆，並於更換時，可將單一SOFC電池堆單元直接由該容置機構中取出進行拆換，而達到易於組裝及抽換之功效，具有助於SOFC產業化之價值。
為達上述之目的，本發明係一種易組裝及抽換之平板型SOFC電池堆結構，包含有一容置機構，其具有相互層疊之第一、第二及第三氣流分配單元，該第一、二及第三氣流分配單元之兩側係分別設有相連通之進氣口及出氣口，且該第一、二及第三氣流分配單元上係分別具有多數置放區，並於該第一、第二及第三氣流分配單元上設有貫通該些置放區之定位孔；多數設於該第一、二及第三氣流分配單元間相對應每一該些置放區中之第一均壓導電彈性機構，且每一該些第一均壓導電彈性機構之間係設有多數穿設於該些定位孔中之彈性體；多數設於該第一、第二及第三氣流分配單元之每一該些置放區中之第二均壓導電彈性機構，且每一該些第二均壓導電彈性機構之間係設有多數穿設於該些定位孔中之彈性體；以及多數分別活動設於每一該些置放區中且與每一該些第一、二均壓導電彈性機構相互抵接導通之SOFC電池堆單元，每一該些SOFC電池堆單元之兩端係分別設有一端面防漏氣密墊片。
於本發明之一實施例中，該容置機構係可設置於一高溫爐中。
於本發明之一實施例中，該高溫爐係包含有一置放平台、二相對應且封閉該置放平台之遮蓋、及多數設於該些遮蓋內面上之加熱線圈。
於本發明之一實施例中，該第一及第三氣流分配單元上係分別設有一電負載導板。
於本發明之一實施例中，該第一、第二及第三氣流分配單元之進氣口及出氣口之間係分別設置有一防漏層。
於本發明之一實施例中，該第一、第二及第三氣流分配單元係可為金屬或陶瓷材質。
於本發明之一實施例中，每一該些彈性體係可為導電彈簧，可供串接導通每一該些第一、二均壓導電彈性機構，並於每一該些彈性體之外緣係可分別包覆有一絕緣套。
於本發明之一實施例中，每一該些SOFC電池堆單元係分別包含有依序層疊之第一防漏氣密墊片、陰極氣流導板、第一金屬網、第二防漏氣密墊片、平板型SOFC電池片、第三防漏氣密墊片、第二金屬網、陽極氣流導板及第四防漏氣密墊片。
請參閱『第1、2、3、4及第5圖』所示，係分別為係本發明之外觀示意圖、本發明之分解示意圖、係本發明之正視狀態示意圖、本發明SOFC電池堆之分解示意圖及本發明之使用狀態示意圖。如圖所示：本發明係一種易組裝及抽換之平板型SOFC電池堆結構，其至少包含一容置機構1、多數第一均壓導電彈性機構2、多數第二均壓導電彈性機構2a以及多數SOFC電池堆單元3所構成。
上述所提之容置機構1係具有相互層疊之第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13，該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13可為金屬或陶瓷材質，而該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13之兩側係分別設有相連通之進氣口111、121、131及出氣口112、1 22、132，且該進氣口111、121、131及出氣口112、122、132之間係分別設置有一防漏層14，且該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13上係分別具有多數置放區15，並於該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13上設有貫通該些置放區15、15a之定位孔16，並於該第一及第三氣流分配單元11、13上係分別設有一電負載導板17。
每一該些第一均壓導電彈性機構2係設於該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13間相對應之每一該些置放區15中，且每一該些第一均壓導電彈性機構2之間係設有多數穿設於該些定位孔16中之彈性體21，而每一該些彈性體21係可為導電彈簧，可供串接導通每一該些第一均壓導電彈性機構2，並於每一該些彈性體21之外緣係可分別包覆有一絕緣套22。
每一該些第二均壓導電彈性機構2a係設於該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13之每一該些置放區15a中，且每一該些第二均壓導電彈性機構2a之間係設有多數穿設於該些定位孔16中之彈性體21a，而每一該些彈性體21a係可為導電彈簧，可供串接導通每一該些第二均壓導電彈性機構2a。
每一該些SOFC電池堆單元3係分別活動設於每一該些置放區15、15a中且與每一該些第一、二均壓導電彈性機構2、2a相互抵接導通，而每一該些SOFC電池堆單元3係分別包含有依序層疊之第一防漏氣密墊片31、陰極氣流導板32、第一金屬網33、第二防漏氣密墊片34、平板型SOFC 電池片35、第三防漏氣密墊片36、第二金屬網37、陽極氣流導板38及第四防漏氣密墊片39，且每一該些SOFC電池堆單元3之兩端係分別設有一端面防漏氣密墊片4。如是，藉由上述之結構構成一全新之易組裝及抽換之平板型SOFC電池堆結構。
當本發明於組裝時，係可將每一該些SOFC電池堆單元3直接分別插設於該容置機構1之置放區15、15a中，且使每一該些SOFC電池堆單元3由該陰極氣流導板32及該陽極氣流導板38與每一該些置放區15、15a中之每一該些第一及第二均壓導電彈性機構2、2a相互抵靠，並利用每一該些第一及第二均壓導電彈性機構2、2a之彈性體21、21a將每一該些SOFC電池堆單元3加以串接導通形成一電池堆，而達到易於組裝之功效；且於實際使用時，係可於該第一及第三氣流分配單元11、13之電負載導板17上連接一導線(圖未示)，並搭配一高溫爐5進行使用，而該高溫爐5係包含有一置放平台51、二相對應且封閉該置放平台51之遮蓋52、及多數設於該些遮蓋52內面上之加熱線圈53，進而將每一該些相互層疊之容置機構1設於該置放平台51上，且蓋上該些遮蓋52並啟動該加熱線圈53，而由該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13兩側呈相互連通之每一該些進氣口111、121、131中導入所需之反應氣體，以供與每一該些SOFC電池堆單元3進行反應，並使反應後之氣體由每一該些出氣口112、122、132排出，而當氣體於進行反應時，係可配合該容置機構1間之防漏層14以及每一該些SOFC電池堆單元3兩端之端面防漏氣 密墊片4，防止氣體外洩，以維持使用時之穩定性；另外，當有其中一SOFC電池堆單元3損壞而欲進行更換時，係可讓相關之維修人員將單一SOFC電池堆單元3直接由該容置機構1所設該第一、第二及第三氣流分配單元11、12、13之置放區15、15a中取出，之後再插入另一全新之SOFC電池堆單元3，進而達到易於進行拆換SOFC電池堆單元3之功效。
綜上所述，本發明易組裝及抽換之燃料電池結構可有效改善習用之種種缺點，可使每一燃料電池直接插設於容置機構中，且由每一第一、二均壓導電彈性機構加以串接導通形成電池堆，並於更換時，可將單一片燃料電池直接由該容置機構中取出進行拆換，而達到易於組裝及抽換之功效；進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合創作專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧容置單元
11‧‧‧第一氣流分配單元
12‧‧‧第二氣流分配單元
13‧‧‧第三氣流分配單元
111、121、131‧‧‧進氣口
112、122、132‧‧‧出氣口
14‧‧‧防漏層
15、15a‧‧‧置放區
16‧‧‧定位孔
17‧‧‧電負載導板
2‧‧‧第一均壓導電彈性機構
2a‧‧‧第二均壓導電彈性機構
21、21a‧‧‧彈性體
22‧‧‧絕緣套
3‧‧‧燃料電池
31‧‧‧第一防漏氣密墊片
32‧‧‧陰極氣流導板
33‧‧‧第一金屬網
34‧‧‧第二防漏氣密墊片
35‧‧‧平板型SOFC電池片
36‧‧‧第三防漏氣密墊片
37‧‧‧第二金屬網
38‧‧‧陽極氣流導板
39‧‧‧第四防漏氣密墊片
4‧‧‧端面防漏氣密墊片
5‧‧‧高溫爐
51‧‧‧置放平台
52‧‧‧遮蓋
53‧‧‧加熱線圈
第1圖，係本發明之外觀示意圖。
第2圖，係本發明之分解示意圖。
第3圖，係本發明之正視狀態示意圖。
第4圖，係本發明SOFC電池堆單元之分解示意圖。
第5圖，係本發明之使用狀態示意圖。
11‧‧‧第一氣流分配單元
12‧‧‧第二氣流分配單元
13‧‧‧第三氣流分配單元
111、121、131‧‧‧進氣口
112、122、132‧‧‧出氣口
14‧‧‧防漏層
15、15a‧‧‧置放區
16‧‧‧定位孔
17‧‧‧電負載導板
2‧‧‧第一均壓導電彈性機構
2a‧‧‧第二均壓導電彈性機構
21、21a‧‧‧彈性體
22‧‧‧絕緣套
3‧‧‧SOFC電池堆單元
4‧‧‧端面防漏氣密墊片

Claims (8)

  1. 一種易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池(SOFC)電池堆(stack)結構，包括有：一容置機構，係具有相互層疊之第一、第二及第三氣流分配單元，而該第一、第二及第三氣流分配單元之兩側係分別設有相連通之進氣口及出氣口，且該第一、第二及第三氣流分配單元上係分別具有多數置放區，並於該第一、第二及第三氣流分配單元上設有貫通該些置放區之定位孔；多數第一均壓導電彈性機構，係設於該第一、第二及第三氣流分配單元間相對應之每一該些置放區中，且每一該些第一均壓導電彈性機構之間係設有多數穿設於該些定位孔中之彈性體；多數第二均壓導電彈性機構，係設於該第一、第二及第三氣流分配單元之每一該些置放區中，且每一該些第二均壓導電彈性機構之間係設有多數穿設於該些定位孔中之彈性體；以及多數燃料電池，係分別活動設於每一該些置放區中且與每一該些第一及第二均壓導電彈性機構相互抵接導通，且每一該些燃料電池之兩端係分別設有一端面防漏氣密墊片。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池電池堆結構，其中，該容置機構係可設置於一高溫爐中。
  3. 依申請專利範圍第2項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池電池堆結構，其中，該高溫爐係包含有一置放平台、二相對應且封閉該置放平台之遮蓋、及多數設於該 些遮蓋內面上之加熱線圈。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池堆結構，其中，該第一及第三氣流分配單元上係分別設有一電負載導板。
  5. 依申請專利範圍第1項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池堆結構，其中，該第一、第二及第三氣流分配單元之進氣口及出氣口之間係分別設置有一防漏層。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池堆結構，其中，該第一、第二及第三氣流分配單元係可為金屬或陶瓷材質。
  7. 依申請專利範圍第1項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池堆結構，其中，每一該些彈性體係可為導電彈簧，可供串接導通每一該些第一、二均壓導電彈性機構，並於每一該些彈性體之外緣係可分別包覆有一絕緣套。
  8. 依申請專利範圍第1項所述之易組裝及抽換之平板型固態氧化物燃料電池堆結構，其中，每一該些燃料電池係分別包含有依序層疊之第一防漏氣密墊片、陰極氣流導板、第一金屬網、第二防漏氣密墊片、平板型SOFC電池片、第三防漏氣密墊片、第二金屬網、陽極氣流導板及第四防漏氣密墊片。
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