用于在燃料电池歧管中使用的挡板制造技术

根据实施例，一种用于在燃料电池中使用的组件包括歧管，歧管具有至少一个入口和至少一个表面，至少一个表面构造成有利于来自入口的流体流沿着歧管中的方向流动。挡板定位成大体平行于流的方向。挡板具有第一部分、第二部分和第三部分。第一部分比第二部分更接近入口。第二部分比第三部分更接近入口。第一部分具有定位成大体垂直于流方向的第一宽度。第二部分具有定位成大体垂直于流方向的第二宽度。第二宽度小于第一宽度。第三部分具有定位成大体垂直于流方向的第三宽度。第三宽度大于第二宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
燃料电池可用于基于电化学反应来产生电。例如使用歧管将诸如氢和氧的反应剂供应到燃料电池。与歧管设计相关联的一个挑战是如何将反应剂充分地分配到电池叠堆组件的各种部分。例如，典型地以较高的速度将空气(是氧源)供应到歧管中。进入歧管的空气趋向于膨胀到正好在歧管入口内部的扩大区域中。当试图使空气在电池叠堆组件的面上均匀散布时，空气流的高速度会带来挑战。在电池叠堆组件内均匀地分配反应剂有助于增加燃料电池运行寿命，并且处理不同的运行状况。分配不均可能会使燃料电池叠堆组件的局部部分缺乏反应剂。阳极和阴极构件需要足量的反应剂来按期望方式工作。之前关于从歧管实现合适的反应剂分配的努力趋向于对歧管本身添加不同的通道。这些方法在歧管结构中引入了额外的复杂性。在一些情况下，额外的歧管复杂性不会产生期望的反应剂分配，使得从额外的复杂性中获得的好处较小。
技术实现思路
根据实施例，一种用于在燃料电池中使用的组件包括歧管，歧管具有至少一个入口和至少一个表面，至少一个表面构造成有利于来自入口的流体流沿着歧管中的方向流动。挡板定位成大体平行于流的方向。挡板具有第一部分、第二部分和第三部分。第一部分比第二部分更接近入口。第二部分比第三部分更接近入口。第一部分具有定位成大体垂直于流方向的第一宽度。第二部分具有定位成大体垂直于流方向的第二宽度。第二宽度小于第一宽度。第三部分具有定位成大体垂直于流方向的第三宽度。第三宽度大于第二宽度。根据以下详细描述，至少一个公开的实施例的各种特征和优点将对本领域技术人员变得显而易见。可在下面简要地描述伴随详细描述的附图。附图说明图1示意性地示出示例燃料电池组件。图2是根据本专利技术的实施例设计而成的示例歧管和挡板构造的透视图。图3是图2的示例的正视图。图4是沿着图3中的线4-4得到的横截面图。图5示意性地示出示例挡板构造和相关联的流体供应区域。图6是沿着图4中的线6-6得到的局部横截面图。具体实施方式图1示意性地显示示例燃料电池系统20的选定部分。电池叠堆组件(CSA)22包括按已知方式构造而成的多个单独的燃料电池单元。各个燃料电池单元包括阴极和阳极，它们按已知方式促进电化学反应，以产生电。歧管24定位成以便对CSA22内的燃料电池单元提供反应剂，诸如氢或氧。为了论述，将认为歧管24用来对CSA22供应氧。为了论述目的，空气作为CSA22的氧源流到歧管24中。图2示出与CSA22分开的歧管24，使得可看见歧管24的内部。入口26构造成连接到恰当布置的导管上，以将空气引导到歧管24中。歧管24内的表面28建立流径，空气进入歧管24时沿着该流径流动。在图2中，来自入口26的沿着表面28的空气流方向由箭头30示意性地显示。挡板32位于歧管24内，以将来自歧管24的空气流分配向CSA22。挡板32构造成实现以期望的方式将空气流分配到CSA22的单独的燃料电池单元。挡板32包括定位成较接近入口26的第一部分34。第二部分36在第一部分34的与入口26相反的侧。第三部分38比第二部分36离入口26更远。如图3中示出的那样，第一部分34具有第一长度L1和第一宽度W1。第二部分36具有第二长度L2和第二宽度W2。在这个示例中，第一长度L1小于第二长度L2。第一宽度W1大于第二宽度W2。第三部分38具有第三长度L3以及与第一宽度W1相同的宽度。在这个示例中，第三长度L3与第一长度L1相同。第一部分34、第二部分36和第三部分38的尺寸不同有利于将来自歧管24的流体流较均匀地分配到CSA22的构件。示例挡板包括位于第一部分34和入口26之间的第四部分40。第四部分40在这个示例中具有与第二部分36的第二宽度W2相同的宽度。第四部分40具有小于第一长度L1的长度L4。第五部分42位于挡板32的相反的端部附近。第五部分42具有第五长度L5，在这个示例中，第五长度L5与第四长度L4相同。第五部分42具有宽度W2，宽度W2等于第二部分36的第二宽度。挡板32的各种部分建立不同的流分配区域，流到歧管24中的空气可在朝CSA22移动时传送通过该流分配区域。安装部件48有利于将挡板32固定在歧管24内的期望位置上。如图4中显示的那样，示例挡板32包括位于挡板32和歧管24内的表面28之间的偏转器50。偏转器50在流动在歧管24中的空气的流径内建立表面。偏转器50的表面定位成使歧管24内的空气流偏转或改向，使得有利于以期望的方式朝CSA22分配流体。在示出的示例中，从图4中显示的透视图看，偏转器50具有大体L形横截面或轮廓。偏转器50连接到挡板32的一侧，挡板32在这个示例中包括大体平坦的片材。在另一个示例中，偏转器50模制或以别的方式形成为挡板32的一部分。图5示意性地显示由挡板32(包括偏转器50)提供的歧管内的产生的流体流。沿着表面28的流方向由箭头30示意性地显示。进入入口26的一些空气流将遇到位于挡板32的第一部分34上的偏转器50。如箭头30A示意性地显示的那样，一些空气流偏转离开偏转器50，并且以与流方向30不同的方向改向。在这个示例中，在30A处示意性地显示的空气流趋向于朝挡板32的第四部分40移动。30B处示意性地显示的大部分空气流趋向于移动到对应于挡板32的第二部分36的歧管区域中。30C处示意性地显示的其它空气流遇到另一个偏转器50，该偏转器50与挡板32的第三部分38相关联。30C处示意性地显示的至少一些空气流向后朝第二部分36移动。在30D处示意性地显示额外的空气流朝挡板32的第五部分42移动。挡板32的不同部分建立不同的流体流区域，以将其用来将空气分配到CSA22。在这个示例中，第二部分36在第二部分36的相反的侧建立流体流区域52。流体流区域52由虚线和在示意图中建立大体长方形区域的挡板的边缘示意性地表示。30B处的空气流以及30C处的一些空气流趋向于通过流体流区域52朝CSA22移动。另一个流体分配区域在54处由挡板32的第四部分40建立。如可从说明中理解的那样，流体流区域54小于流体流区域52，这是因为挡板32的第四部分40和第二部分36的尺寸不同。另一个流体分配区域56由挡板32的第五部分42建立。第一部分34和第二部分38建立流体供应区域，流体供应区域防止流体远离歧管表面28而朝CSA22移动。第一部分34和第三部分38的宽度W1比挡板32的其它部分更大，这有效地阻止来自歧管24的对应的部分空气流朝向CSA22流动。图6示意性地显示这样的布置：挡板32和歧管24内的表面28之间的接口包括密封件，密封件防止流体流在对应于第一部分34和第三部分38流体供应区域中流向CSA22。在这个示例中，第一部分34包括相反的边缘60和62，它们接收在表面28附近。在这个特定示例中，密封部件64设置在接口处，以密封那个接口，以及防止流体流沿着那个接口流向CSA22。密封部件64可由单独的部件和与对挡板32使用的不同的材料形成。在另一个示例中，密封部件64形成为挡板32的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在燃料电池中使用的组件，包括：歧管，其包括至少一个入口和至少一个表面，所述至少一个表面构造成有利于来自所述入口的流体流沿着所述歧管中的方向流动；以及定位成大体平行于所述方向的挡板，所述挡板具有第一部分、第二部分和第三部分，其中所述第一部分比所述第二部分更接近所述入口，所述第二部分比所述第三部分更接近所述入口，所述第一部分具有定位成大体垂直于所述方向的第一宽度，所述第二部分具有定位成大体垂直于所述方向的第二宽度，所述第二宽度小于所述第一宽度，所述第三部分具有定位成大体垂直于所述方向的第三宽度，所述第三宽度大于所述第二宽度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在燃料电池中使用的组件，包括：
歧管，其包括至少一个入口和至少一个表面，所述至少一个表面构造成有利于来自所述入口的流体流沿着所述歧管中的方向流动；以及
定位成大体平行于所述方向的挡板，所述挡板具有第一部分、第二部分和第三部分，其中
所述第一部分比所述第二部分更接近所述入口，
所述第二部分比所述第三部分更接近所述入口，
所述第一部分具有定位成大体垂直于所述方向的第一宽度，
所述第二部分具有定位成大体垂直于所述方向的第二宽度，
所述第二宽度小于所述第一宽度，
所述第三部分具有定位成大体垂直于所述方向的第三宽度，
所述第三宽度大于所述第二宽度。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于
所述挡板的第一部分具有垂直于所述第一宽度的第一长度，
所述挡板的第二部分具有垂直于所述第二宽度的第二长度，
所述挡板的第三部分具有垂直于所述第三宽度的第三长度，
所述第一长度小于所述第二长度，并且
所述第二长度大于所述第三长度。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述第一长度大约等于所述第三长度，并且所述第一宽度大约等于所述第三宽度。
4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一和第三部分在所述第一和第三部分的相反的边缘附近相对于所述歧管表面定位成使得所述歧管表面和所述边缘之间的接口阻挡通过所述接口的流体流。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述挡板包括大体平坦的片材。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述挡板包括至少一个偏转器，所述至少一个偏转器位于所述大体平坦的片材和所述歧管表面之间，其中，所述至少一个偏转器定位成使至少一些流体流从沿着所述方向移动改向到另一个方向。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述至少一个偏转器使所述至少一些流体改向，以沿大体垂直于所述方向的方向移动。
8.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述至少一个偏转器包括位于所述挡板的第一部分的一侧的第一偏转器部件，以及位于所述挡板的第三部分的所述一侧的第二偏转器部件。
9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述挡板包括在所述第一部分和所述歧管入口之间的第四部分，所述第四部分具有第四宽度，所述第四宽度小于所述第一宽度，并且第四长度小于所述第一长度。
10.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，
所述挡板包括在所述第三部分的与所述第二部分相反的侧的第五部分，所述第五部分具有小于所述第三宽度的第五宽度和小于所述第三长度的第五长...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ卡内瓦尔，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE