燃料电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃料电池装置。燃料电池装置包括：燃料电池堆，包括使用空气中的氧和燃料气体中的氢来生成电能的多个单电池层叠体、分别配置于所述单电池层叠体的下部和上部的下部歧管和上部歧管；热箱，在内部容纳所述燃料电池堆，且由绝热材料形成；以及散热片模块，贯通所述热箱的位于所述燃料电池堆的上部的部分，将与所述燃料电池堆的上部歧管相邻区域的热能释放到所述热箱外部。域的热能释放到所述热箱外部。域的热能释放到所述热箱外部。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池装置


[0001]本专利技术涉及一种通过氢和氧的电化学反应发电的燃料电池装置。

技术介绍

[0002]通过氢和氧的电化学反应发电的燃料电池作为具有能源转换步骤简单、高效且无污染等的环保特性的发电机，近年来正在被积极研究。
[0003]如固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等的高温工作燃料电池系统如下形成：即为了利用在作为单电池层叠体的燃料电池堆产生的热量来满足上述燃料电池堆的工作温度条件，通常将上述燃料电池堆配置于由绝热材料形成的热箱内部。在此情况下，上述燃料电池堆产生的热量可以提高上述热箱内的温度，由此能够到达上述燃料电池堆的工作温度。
[0004]然而，在上述热箱内部的温度过高的情况下，不仅会降低上述单电池堆的稳定性、耐久性，还会降低与上述燃料电池堆一起配置在上述热箱内的热辅助设备(Balance Of Plant，BOP)模块或连接管等的稳定性、耐久性，因此高温工作燃料电池系统中也需要用于防止上述热箱内部温度过高的单元。以往，高温燃料电池系统通常通过调节供应到上述燃料电池堆的空气的量来防止上述热箱内部温度过高。即在上述热箱内部温度过高时，通过增加供应到燃料电池堆的空气的量来防止上述燃料电池堆导致的温度过高。
[0005]然而，若通过调节供应到上述燃料电池堆的空气的量来防止上述热箱内部的温度过高，则不仅因空气供应过多而导致上述燃料电池堆的下部和上部之间的温度偏差增加，还会使用于向上述燃料电池堆供应上述空气的鼓风机的功耗增加。另外，若通过调节供应到上述燃料电池堆的空气的量来防止上述热箱内部的温度过高，则会使上述燃料电池堆排出的空气的温度及使用上述排出空气的燃烧器(burner)的温度等降低，由此会对燃料电池系统整体的热平衡控制产生不利影响。
[0006]因此，上述高温工作燃料电池系统需要开发出不仅能防止上述热箱内部的温度过高，也可以有效控制系统整体的热平衡的技术。

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]本专利技术的目的在于，提供一种燃料电池装置，可以通过应用了散热片模块的热箱来防止热箱内部温度过高且能够有效控制系统整体热平衡。
[0009]用于解决问题的手段
[0010]根据本专利技术的实施例的燃料电池装置包括：燃料电池堆，包括使用空气中的氧和燃料气体中的氢来生成电能的多个单电池层叠体、分别配置于所述单电池层叠体的下部和上部的下部歧管和上部歧管；热箱，在内部容纳所述燃料电池堆，由绝热材料形成；以及散热片模块，贯通所述热箱的位于所述燃料电池堆的上部的部分，将与所述燃料电池堆的上部歧管相邻区域的热能释放到所述热箱外部。
[0011]根据一实施例，所述热箱包括：位于所述燃料电池堆的上部的上部板结构物，位于所述燃料电池堆下部的下部板结构物，以及连接所述上部板结构物和下部板结构物的侧壁结构物；所述散热片模块可贯通所述上部板结构物。
[0012]根据一实施例，所述散热片模块包括：配置于所述上部板结构物上的头部，以及从所述头部贯通所述上部板结构物的所述轴部；所述轴部的下部端部可在所述热箱内部从所述上部板结构物突出。
[0013]根据一实施例，从所述上部板结构物的下部面到所述轴部的下部端部的延伸长度可以是从所述上部板结构物的下部面到所述上部歧管的间距的20％以上且250％以下。例如，从所述上部板结构物的下部面到所述轴部的下部端部的延伸长度可以是从所述上部板结构物的下部面到所述上部歧管的间距的50％以上且100％以下。
[0014]根据一实施例，所述轴部可包括：基轴，从所述头部的下部面贯通所述上部板结构物；以及一个以上的副轴，以能够拆装的方式结合到所述基轴的端部。
[0015]根据一实施例，在所述基轴的下部端部面形成有结合孔，在所述副轴的上部端部面形成有通过插入所述结合孔来结合的紧固突起。在所述结合孔的内部面与所述紧固突起的侧面可形成有相互对应的螺纹。
[0016]根据一实施例，散热片模块还可包括导向紧固部，所述导向紧固部具有固定在所述上部板结构物的贯通孔内部且供所述轴部贯通的贯通紧固孔，在此情况下，在所述贯通紧固孔内部面和所述轴部的外部面可形成有相互对应的螺纹。
[0017]专利技术的效果
[0018]根据本专利技术的燃料电池装置可通过散热片模块将燃料电池堆的上部歧管附近的热量释放到热箱外部来降低上述燃料电池堆的上部歧管附近的温度，因此与通过调节供应到上述燃料电池堆的空气的量来调节上述燃料电池堆的温度的现有技术相比，不仅可以减小上述燃料电池堆的上部歧管与下部歧管之间的温差，还可以维持供应到上述燃料电池堆的空气与燃料的适当比例，最终可以提高上述燃料电池堆的发电效率。
附图说明
[0019]图1是用于说明本专利技术实施例的燃料电池装置的剖视图。
[0020]图2a和图2b是用于说明图1中示出的散热片(Cooling Fin)模块的多个实施例的剖视图。
[0021]图3是示出对相同固体氧化物燃料电池装置的基本长度散热片模块应用区间、散热片模块去除区间、延伸长度散热片模块应用区间以及最佳长度散热片模块应用区间的燃料电池堆的上部歧管的温度ST和下部歧管的温度SB、燃料电池堆供应前的空气温度Al、从燃料电池堆排出的空气温度AO以及使用上述排出空气来生成燃烧热的燃烧器的温度BO进行测量的结果的曲线图。
[0022]图4a和图4b是分别示出用于说明对相同固体氧化物燃料电池装置的基本长度散热片模块应用区间、散热片模块去除区间、延伸长度散热片模块应用区间以及最佳长度散热片模块应用区间的空气流量及气泵电压进行测量的结果的曲线图。
[0023]附图标记说明
[0024]1000：燃料电池装置
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1100：燃料电池堆
[0025]1200：热箱
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1300：散热片模块
具体实施方式
[0026]以下，参照附图详细说明本专利技术的实施例。本专利技术可以有多种变化并且可以具有多种形式，多个特定实施例在附图中示出并在本申请的说明书中详细描述。然而，这并非意在将本专利技术限定为特定公开的形式，而应理解为包括包含在本专利技术的思想和技术范围内的所有修改、等同物乃至替代物。在说明各附图时，类似的附图标记用于类似的构成要素。在附图中，为了本专利技术的明确性，与实际尺寸相比，结构物的尺寸被放大示出。
[0027]“第一”、“第二”等术语可用于说明多种结构要素，但上述结构要素不应受上述术语的限定。上述术语仅用于区分一个结构要素与其他结构要素。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，第一构成要素可以称为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以称为第一构成要素。
[0028]本申请中所使用的术语仅用于描述特定实施例，并不用于限制本专利技术。除非上下文另有明确规定，否则单数表达包括复数表达。在本申请中，“包括”或“具有”等术语旨在表示所描述的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合存在，并且应当理解，不预先排除包括一个或多个其他特征或数字、步骤、操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池装置，其特征在于，包括：燃料电池堆，包括使用空气中的氧和燃料气体中的氢来生成电能的多个单电池层叠体、及分别配置于所述单电池层叠体的下部和上部的下部歧管和上部歧管，热箱，在内部容纳所述燃料电池堆，且所述热箱由绝热材料形成，以及散热片模块，贯通所述热箱的位于所述燃料电池堆的上部的部分，将与所述燃料电池堆的上部歧管相邻区域的热能释放到所述热箱外部；所述散热片模块包括暴露在所述热箱外部的头部，以及从所述头部贯通所述热箱的轴部；所述头部及所述轴部由金属或合金制成，通过热传导现象将所述热能释放到所述热箱外部。2.根据权利要求1所述的燃料电池装置，其特征在于，所述热箱包括：位于所述燃料电池堆的上部的上部板结构物，位于所述燃料电池堆下部的下部板结构物，以及连接所述上部板结构物和下部板结构物的侧壁结构物；所述散热片模块贯通所述上部板结构物。3.根据权利要求2所述的燃料电池装置，其特征在于，所述散热片模块包括：配置于所述上部板结构物的所述头部，以及从所述头部贯通所述上部板结构物的所述轴部；所述轴部的下部端部在所述热箱内部从所述上部板结构物突出。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金珉植，池峻求，崔成皥，
申请(专利权)人：美科电力有限公司，
类型：发明
国别省市：