示例性流场包括多个流动通道部分。存在n个入口部分，其构造成将流体引入流场。多个第一通过部分以第一方向引导流体流。多个第二通过部分以大致平行于所述第一方向并且与其相反的第二方向引导流体流。多个第三通过部分以所述第一方向引导流体流。n个出口部分构造成允许流体离开所述流场。n是整数并且在多个通过部分的至少一个中的部分的数量是n的非整数倍。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可变数量的通道部分的蜿蜒形流场本专利技术在由美国交通部授予的合同号CA-04-7003-00下在政府支持下被作出。因此，美国政府对本专利技术具有一定的权利。
本公开的主题大体涉及包括流场的部件。更确切地，本公开的主题涉及流场构型。
技术介绍
燃料电池用于产生电力。燃料电池有助于例如氢和氧的反应物之间的电化学反应。反应物或冷却剂分布板包括流场，该流场具有多个通道，以用于在电池组组件内引导反应物或冷却剂。各种流场构型已经被提出。例如，蜿蜒形流场包括彼此相邻以沿相反方向引导反应物或冷却剂流体的流动通道的部分。蜿蜒形流场构型的一个特征在于，其允许沿着流动路径的潜在更干燥区域的湿化。与实现用于流体分布板的蜿蜒形流场相关的一个难题在于，板上仅存在有限的空间，并且尤其当流动路径的所需数量增加时，特定设计考量必须被考虑在内。
技术实现思路
示例性流场包括多个流动通道部分。存在n个入口部分，其构造成将流体引入流场。多个第一通过部分以第一方向引导流体流。多个第二通过部分以大体平行于第一方向并且与其相反的第二方向引导流动流体。多个第三通过部分以第一方向引导流体流。n个出口部分构造成允许流体离开流场。n是整数，并且在多个通过部分中的至少一个中的部分的数量是n的非整数倍。本领域技术人员从下列详细说明将显而易见到所公开的示例性实施例的各个特征和优点。随附详细说明的附图可以被简要地描述如下。附图说明图1示意性地示出根据本专利技术实施例设计的示例性燃料电池部件。图2示意性地示出另一示例性实施例。图3示意性地示出另一示例性实施例。图4示意性地示出另一示例性实施例。图5示意性地示出图1-4的实施例中的任一个的对称特征。具体实施方式所公开的示例性流场具有数量为n的入口和出口部分。流场包括在入口部分和出口部分之间的n的非整数倍的通道部分。所公开的流场布置潜在地在各种情形中是有用的。燃料电池需要流场以用于分布例如反应物和冷却剂的流体。例如液流电池的其它装置包括流场，并且所公开的示例在此类装置中可以是有用的。包括流场的燃料电池部件在下述说明中被认为用于讨论目的。图1示意性地示出燃料电池部件20。在此示例中，燃料电池部件20是反应物分布板。流场22包括用于在燃料电池内引导流体的多个通道。在所示出的示例中，流场22构造成在燃料电池内引导流体流。此实施例对于引导冷却剂流来说是有用的，以提供湿化并且消散燃料电池内的热量。示例性流场22包括多个入口部分24。此示例包括五个入口部分24。入口部分24构造成沿朝向多个第一通过部分26的方向（例如根据附图，向上）引导流体（例如冷却剂）进入流场22中。所示出的示例包括八个第一通过部分26，其与入口部分24连接以用于流体流从入口部分24流入第一通过部分26。第一通过部分26位于流场22内，以用于以沿着板20的部分的第一方向引导流体流。在附图中，第一方向是大体水平的，并且从左至右。流体流的第一方向旨在朝向多个第二通过部分28引导流体。在所示出的示例中，存在九个第二通过部分28，其与第一通过部分26连接以用于从第一通过部分26到第二通过部分28中的流体运动。第二通过部分28沿着板20的另一部分以第二方向引导流体流，该第二方向大体平行于第一方向并且与第一方向相反。第二通过部分28沿着第二方向朝向第三通过部分30引导流体流。所示出的示例包括八个第三通过部分30，其与第二通过部分28连接以用于流体流从第二通过部分28流入第三通过部分30。第三通过部分30沿第三方向引导流体流，该第三方向在所示出的示例中与第一方向相同（例如，在附图中从左至右）。第三通过部分30朝向出口部分32引导流体流。所示出的示例包括五个出口部分32。出口部分32构造成允许流体离开流场22。如从说明中所能够领会到的，流场22具有流体运动进入入口部分24、沿着第一通过部分26、沿着第二通过部分28、然后沿着第三通过部分30且最后沿着出口部分32的大体流动。在所示出的示例中，存在相等数量的入口部分24和出口部分32。在多个通过部分中的至少一个的通过部分的数量是入口部分数量的非整数倍。换言之，存在n个入口和出口部分，且多个通过部分中的至少一个所包括的部分的数量是n的非整数倍。在图1的示例中，存在2n-2个第一通过部分和2n-2个第三通过部分。在图1的示例中存在2n-1个第二通过部分。提供不同数量的通过部分以及使用入口和出口部分数量的非整数倍会允许在燃料电池部件（例如反应物或冷却剂分布板）上可用的受限空间内容纳更大数量的入口和出口部分。在不同的多个通过部分中具有不同数量的通过部分是可能的。在存在n个入口和n个出口部分时，存在2n-a个第一通过部分、2n-b个第二通过部分和2n-c个第三通过部分。在图1的示例中，a和c是相等的。在图1的示例中，a和c等于2且b等于1。给出这些说明，本领域技术人员将意识到将满足其特定情形的需要的a、b或c的其它可能的值。给出通过部分的不同数量以及包含n的非整数倍的通过部分，沿着流场22的流动路径中的至少一些存在分叉，以及沿着流动路径中的至少一些存在结合部。在图1的示例中，开始于入口部分24-2的流动路径包括在40处的分叉，使得入口部分24-2与第一通过部分26-2和26-3中的每个连接，以用于从入口部分24-2至第一通过部分26-2和26-3中的每个的流体运动。在图1的示例中，在入口部分24-3与第一通过部分26-4和26-5中的每个连接的地方存在相似的分叉。沿着开始于入口部分24-4的流动路径存在相似的分叉，其中入口部分24-4被连接到第一通过部分26-6和26-7中的每个以与其流体连通。在图1的示例中，开始于入口部分24-1的流动路径不包括分叉。开始于入口部分24-5的流动路径在第一通过部分26-8的端部附近的42处包括分叉，在此处所述第一通过部分与第二通过部分28-8和28-9中的每个连接以允许流体流入这些第二通过部分。图1的示例包括在44处的结合部，在此处第二通过部分28-1和28-2中的每个被连接到第三通过部分30-1以与其流体连通。另一结合部被示出在46处，在此处第三通过部分30-6和30-7中的每个与出口部分32-4连接以允许流体流入此出口部分。在图1的示例中，如从附图所能够领会到的，出口部分32-1和32-5均被连接到单个的第三通过部分以与其流体连通。在图1的示例中，流场22的每个流动路径包括至少一个分叉或者至少一个结合部。流动路径中的大多数包括分叉和结合部。分叉和结合部有助于使用不同数量的通过部分以及入口部分24的数量n的非整数倍。使用作为入口部分24的数量n的非整数倍的数量的通过部分会使得可能使用更大范围的数量的入口部分24，同时仍能够在燃料电池部件（例如流体分布板）上可用的受限空间内实现蜿蜒形流场。反应物和冷却剂分布板流场典型地需要一致的通道间距，以及对于一些所需数量的入口部分，不可能在燃料电池部件的尺寸约束内以蜿蜒形构型装配此数量的整数倍。包括可变数量的通过部分以及非整数倍因子的使用的所示出的示例会使得可能容纳更大数量的入口部分，所述入口部分供应至多个通过部分从而建立蜿蜒形流场构型。图2说明另一示例性实施例。在此示例中，入口部分24、出口部分32、第一通过部分26、第二通过部分28和第三通过部分30的数量分别等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流场，包括：多个流动通道部分，所述流动通道部分包括： n个入口部分，其构造成将流体引入所述流场， 多个第一通过部分，其沿第一方向引导流体流， 多个第二通过部分，其沿大体平行于所述第一方向并且与所述第一方向相反的第二方向引导流体流， 多个第三通过部分，其沿所述第一方向引导流体流，以及 n个出口部分，其构造成允许所述流体离开所述流场；以及 其中n是整数，并且所述多个通过部分中的至少一个通过部分中的通过部分的数量是n的非整数倍。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流场，包括：多个流动通道部分，所述流动通道部分包括：n个入口部分，其构造成将流体引入所述流场，多个第一通过部分，其沿第一方向引导流体流，多个第二通过部分，其沿大体平行于所述第一方向并且与所述第一方向相反的第二方向引导流体流，多个第三通过部分，其沿所述第一方向引导流体流，以及n个出口部分，其构造成允许所述流体离开所述流场；以及其中沿着所述流场的流体流朝向所述第一通过部分移动经过所述入口部分，朝向所述第二通过部分经过所述第一通过部分，朝向所述第三通过部分经过所述第二通过部分，并且朝向所述出口部分经过所述第三通过部分，其中n是整数，并且所述多个通过部分中的至少一个通过部分中的通过部分的数量是n的非整数倍，其中存在2n-a个所述第一通过部分，存在2n-b个所述第二通过部分，以及存在2n-c个所述第三通过部分，其中，a等于c，但是不等于b。2.根据权利要求1所述的流场，其中：a、b或c是非零整数。3.根据权利要求2所述的流场，其中，a、b或c等于1或2。4.根据权利要求1所述的流场，其中，多个通过部分中的每个通过部分中的所述通过部分的数量是n的非整数倍。5.根据权利要求1所述的流场，其中：a是2；c是2；以及b是1。6.根据权利要求1所述的流场，其中：所述入口部分中的至少一些均被连接到超过一个的所述第一通过部分以与其流体连通；所述出口部分中的至少一些均被连接到超过一个的所述第三通过部分以与其流体连通；所述入口部分中的至少一个被连接到所述第一通过部分中的仅一个以与其流体连通；以及所述出口部分中的至少一个被连接到所述第三通过部分中的仅一个以与其流体连通。7....
【专利技术属性】
技术研发人员：JD奥奈尔，CJ卡内瓦尔，
申请(专利权)人：百拉得动力系统公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。