质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，包括加热本体，加热本体内设置有空气集散腔、汇集腔、氢气集散腔、若干空气流道以及若干氢气流道，空气流道的进口端和出口端分别与空气集散腔和汇集腔相连通，氢气流道的进口端均氢气集散腔相连通，每条空气流道的流道壁上均开设有与对应氢气流道相连通的燃烧口，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气流道内，每条空气流道中的燃烧口处均设置有点火器；空气集散腔与加热空气孔道相连通；氢气集散腔与加热氢气孔道相连通；汇集腔与排气孔道和排水孔道相连通。本实用新型专利技术的优点在于：加热效果好，能使得质子交换膜燃料电池在超低温条件下可靠启动。

【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置
本技术涉及质子交换膜燃料电池
，具体涉及质子交换膜燃料电池电堆。
技术介绍
质子交换膜燃料电池，其结构主要包括：设置在一对端板之间的若干单电池。质子交换膜燃料电池是一种以氢气和氧气为原料进行电化学反应生成水、同时将化学能转化成电能的电化学发电装置，其具有清洁、高效、节能环保、能量转化率高等特点。由于化学反应产生的水会残留在质子交换膜燃料电池电堆内部，在冰点以下的低温环境中，燃料电池内部的液态水会发生冻结，燃料电池启动时产生的反应热不足以溶解冰，这就对燃料电池的启动造成影响，在恶劣的低温环境下质子交换膜燃料电池可能会出现启动缓慢、启动困难或启动失败等问题。
技术实现思路
本技术的目的是：提供一种能实现超低温冷启动的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，包括加热本体，加热本体内设置有空气集散腔、汇集腔、氢气集散腔、若干空气流道以及若干氢气流道，空气流道的进口端均与空气集散腔相连通，空气流道的出口端均与汇集腔相连通，空气流道与氢气流道一一对应，氢气流道的进口端均氢气集散腔相连通，每条空气流道的流道壁上均开设有与对应氢气流道相连通的燃烧口，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气流道内，每条空气流道中的燃烧口处均设置有点火器；空气集散腔与开设在加热本体上的加热空气孔道相连通，加热空气孔道用于连接空气源，空气由加热空气孔道进入至空气集散腔中；氢气集散腔与开设在加热本体上的加热氢气孔道相连通，加热氢气孔道用于连接氢气源，氢气由加热氢气孔道进入至氢气集散腔中；汇集腔与开设在加热本体上的排气孔道和排水孔道相连通，汇集腔内的气体和水能分别从排气孔道和排水孔道中向外排出。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，加热本体包括相互密封盖合固定设置的盖板和燃烧板，正对着盖板的燃烧板的板面上设置有向内凹进的加热反应区，加热反应区分为空气集散区、空气导流区、汇集区，空气导流区内设置有若干导流凸肋，导流凸肋将空气导流区分隔成若干空气导流槽，空气导流槽的进口端均与空气集散区相连通，空气导流槽的出口端均与汇集区相连通，氢气集散腔和若干氢气流道设置在燃烧板的板体内部，氢气流道与空气导流槽一一对应，每条空气导流槽内的燃烧板上均开设有燃烧口，每个燃烧口均与对应的氢气流道相连通，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气导流槽内；密封盖合在燃烧板上的盖板与空气集散区、每条空气导流槽以及汇集区分别形成空气集散腔、若干空气流道以及汇集腔；每个点火器均设置在盖板上。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，空气集散腔和氢气集散腔均位于汇集腔的上方，空气流道呈辐射状从空气集散腔向下导向至汇集腔，氢气流道呈辐射状从氢气集散腔向下导向连通至燃烧口。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，每个燃烧口均位于对应氢气流道的底端，所有燃烧口均在加热本体中间部位的同一高度处齐平设置。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，空气集散腔与氢气集散腔分别位于燃烧板上端部的两侧部位。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，加热本体设置在质子交换膜燃料电池电堆的相邻的一对单电池之间，加热本体在整个质子交换膜燃料电池电堆中均匀间隔布置。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，加热空气孔道是由分别贯通设置在盖板和燃烧板上的加热空气进口连通形成，加热氢气孔道是由分别贯通设置在盖板和燃烧板上的加热氢气进口连通形成，排气孔道是由分别贯通设置在盖板和燃烧板上的排气口连通形成，排水孔道是由分别贯通设置在盖板和燃烧板上的排水口连通形成；设置在质子交换膜燃料电池电堆中的所有加热本体的加热空气孔道相连通，从而实现加热用的空气的输送；设置在质子交换膜燃料电池电堆中的所有加热本体的所有加热氢气孔道相连通，从而实现加热用的氢气的输送；设置在质子交换膜燃料电池电堆中的所有加热本体的排气孔道相连通，从而实现燃烧加热后的空气的排出；设置在质子交换膜燃料电池电堆中的所有加热本体的排水孔道相连通，从而实现燃烧加热产生的水的排出。进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，排气口和排水口位于汇集腔的两侧部位，并且排气口高于排水口设置，排水口设置在汇集腔的底部位置处进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，所述的空气流道与氢气流道是折线型或弧线型的。本技术的优点在于：加热本体的结构紧凑巧妙，供热效果好，从而有效确保质子交换膜燃料电池在零下40℃以下的超低温条件下可靠启动，并且冷启动时其消耗的氢气量少，冷启动时间短。附图说明图1是本技术所述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置主视方向的结构示意图。图2是图1中加热装置的组装结构示意图。图3是图2中燃烧板的结构示意图。图4是图3中燃烧板的内部结构示意图。图5是图2中盖板上点火器的安装结构示意图。图6是质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置的安装结构示意图。具体实施方式下面结合附图和优选实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1、图4所示，质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，包括加热本体3，加热本体3内均设置有空气集散腔301、汇集腔302、氢气集散腔303、若干空气流道304以及若干氢气流道305。空气流道304的进口端均与空气集散腔301相连通，空气流道304的出口端均与汇集腔302相连通，空气流道304与氢气流道305一一对应，氢气流道305的进口端均氢气集散腔303相连通，每条空气流道304的流道壁上均开设有与对应氢气流道305相连通的燃烧口310，每条氢气流道305中的氢气均能通过燃烧口306进入至对应的空气流道304内，每条空气流道304中的燃烧口306处均设置有点火器311。空气集散腔301与开设在加热本体3上的加热空气孔道11相连通，加热空气孔道11用于连接空气源，空气由加热空气孔道11进入至空气集散腔中。氢气集散腔303与开设在加热本体3上的加热氢气孔道12相连通，加热氢气孔道12用于连接氢气源，氢气由加热氢气孔道12进入至氢气集散腔303中。汇集腔302与开设在加热本体3上的排气孔道13和排水孔道14相连通，汇集腔302内的气体和水分别从排气孔道13和排水孔道14中向外排出。加热空气孔道11中的空气通过空气集散腔301进入空气流道304中，这能使得空气在空气集散腔301分布均匀从而使得每个空气流道304中的空气流量相同；加热氢气孔道12中的氢气通过氢气集散腔303进入氢气流道305中，这能使得氢气在氢气集散腔303分布均匀，从而使得每个氢气流道305中的氢气流量相同；从而确保燃烧口306燃烧产生的热量的均匀性。本实施例中，空气集散腔301和氢气集散腔303均位于汇集腔302的上方，空气流道304呈辐射状从空气集散腔301向下导向至汇集腔302，氢气流道305呈辐射状从氢气集散腔303向下导向连通至燃烧口306。空气流道304与氢气流道305可以是折线型也可以是弧线形的。为了提高加热量的均匀性，本实施例中每个燃烧口306均位于对应氢气流道305的底端，所有燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其特征在于：包括加热本体，加热本体内设置有空气集散腔、汇集腔、氢气集散腔、若干空气流道以及若干氢气流道，空气流道的进口端均与空气集散腔相连通，空气流道的出口端均与汇集腔相连通，空气流道与氢气流道一一对应，氢气流道的进口端均氢气集散腔相连通，每条空气流道的流道壁上均开设有与对应氢气流道相连通的燃烧口，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气流道内，每条空气流道中的燃烧口处均设置有点火器；空气集散腔与开设在加热本体上的加热空气孔道相连通，加热空气孔道用于连接空气源，空气由加热空气孔道进入至空气集散腔中；氢气集散腔与开设在加热本体上的加热氢气孔道相连通，加热氢气孔道用于连接氢气源，氢气由加热氢气孔道进入至氢气集散腔中；汇集腔与开设在加热本体上的排气孔道和排水孔道相连通，汇集腔内的气体和水能分别从排气孔道和排水孔道中向外排出。

【技术特征摘要】
1.质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其特征在于：包括加热本体，加热本体内设置有空气集散腔、汇集腔、氢气集散腔、若干空气流道以及若干氢气流道，空气流道的进口端均与空气集散腔相连通，空气流道的出口端均与汇集腔相连通，空气流道与氢气流道一一对应，氢气流道的进口端均氢气集散腔相连通，每条空气流道的流道壁上均开设有与对应氢气流道相连通的燃烧口，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气流道内，每条空气流道中的燃烧口处均设置有点火器；空气集散腔与开设在加热本体上的加热空气孔道相连通，加热空气孔道用于连接空气源，空气由加热空气孔道进入至空气集散腔中；氢气集散腔与开设在加热本体上的加热氢气孔道相连通，加热氢气孔道用于连接氢气源，氢气由加热氢气孔道进入至氢气集散腔中；汇集腔与开设在加热本体上的排气孔道和排水孔道相连通，汇集腔内的气体和水能分别从排气孔道和排水孔道中向外排出。2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其特征在于：加热本体包括相互密封盖合固定设置的盖板和燃烧板，正对着盖板的燃烧板的板面上设置有向内凹进的加热反应区，加热反应区分为空气集散区、空气导流区、汇集区，空气导流区内设置有若干导流凸肋，导流凸肋将空气导流区分隔成若干空气导流槽，空气导流槽的进口端均与空气集散区相连通，空气导流槽的出口端均与汇集区相连通，氢气集散腔和若干氢气流道设置在燃烧板的板体内部，氢气流道与空气导流槽一一对应，每条空气导流槽内的燃烧板上均开设有燃烧口，每个燃烧口均与对应的氢气流道相连通，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气导流槽内；密封盖合在燃烧板上的盖板与空气集散区、每条空气导流槽以及汇集区分别形成空气集散腔、若干空气流道以及汇集腔；每个点火器均设置在盖板上。3.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其特征在于：空气集散腔和氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：严岩，吕青青，倪中华，丁桓展，郁永斌，魏蔚，唐健，
申请(专利权)人：张家港氢云新能源研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32