一种气体分配器制造技术

本发明专利技术涉及一种气体分配器，其包括金属板，金属板包括板体，板体上形成有多个成型孔，每一成型孔处对应连接一斜坡凸台，斜坡凸台包括斜坡段和顶部平台段，斜坡段的一端连接于成型孔边缘，顶部平台段连接于斜坡段的另一端，斜坡段与板体之间夹角为α，顶部平台段与斜坡段的夹角为β，其中α≥30

【技术实现步骤摘要】
一种气体分配器


[0001]本专利技术涉及平板型固体氧化物燃料电池相关
，具体涉及一种气体分配器。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把储存在燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置，由于没有燃烧和机械运行过程，因此不受卡诺循环限制，可以达到很高的发电效率，大约为40％～60％。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高温燃料电池，工作温度为600℃～800℃。在各类燃料电池中,它的体积能量密度最高，能够实现高效率的大功率输出，若以热电联供计，能量转化效率可达80％以上。与此同时，它的SOx和NOx排放几乎为零,发电噪音非常低，是环境友好的发电方式。SOFC可直接使用天然气、石油液化气、煤气等碳氢化合物作为燃料气，能源适应性好。因此，SOFC可应用于从数瓦至兆瓦级的电力需求部门，适合作为分散、移动电源或中大型电站使用，在电力、运输及军事方面均具有广阔的应用前景。SOFC单电池的功率是有限的,为了获得更大功率的电堆，必须使用连接体以实现大功率电堆组装，因此连接体是电堆中一个极为关键的部件。它连接电堆中相邻单电池的阴极和阳极，收集电流，分配气体,阻隔燃料和空气。随着SOFC运行温度的下降，使一些特殊的金属材料作为连接体成为可能,这些金属材料需要同时满足热膨胀系数与单电池匹配、具有高温抗氧化性能、以及较强的高温导电能力等技术要求。金属连接体材料以及连接体的结构与电堆的性能之间密切相关,合理的连接体设计能够在电堆内部实现流场均匀分布、降低层与层之间的界面接触电阻、改善电堆组件之间的应力分布、提高连接体收集电流的能力。现有的连接体可分为陶瓷和金属两大类；陶瓷连接体以LaCr0为代表,加工成本极高，占整个电堆成本的70％。
[0003]现有的平板型固体氧化物燃料电池连接件结构如图1所示，主要包括:进气口1
‑
1、出气口1
‑
2、平行肋1
‑
3以及气体通道1
‑
4。其中,平行肋的作用一方面可以分割整个流场，形成气体通道，另一方面，通过平行肋的顶端从SOFC的多孔电极收集电流。气体在连接件内流动的基本过程为，反应气体从进气口1
‑
1进入,流经气体通道并发生电化学反应，之后由出气口1
‑
2流出。然而，这种结构下气流分布的均匀性较差，导致电池的整体性能以及热
‑
机械稳定性较差。

技术实现思路

[0004]基于上述表述，本专利技术提供了一种气体分配器，以解决现有技术中相互分离的直线气道气流分布的均匀性较差，导致电池的整体性能以及热
‑
机械稳定性较差的技术问题。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种气体分配器，其包括金属板，所述金属板包括板体，所述板体上形成有多个成型孔，每一所述成型孔处对应连接一斜坡凸台，所述斜坡凸台包括斜坡段和顶部平台段，所述斜坡段的一端连接于所述成型孔边缘，所述顶部平台段连接于所述斜坡段的另一端，所述斜坡段与所述板体之间夹角为α，所述顶部平台段与所述斜坡段的夹角为β，其中α≥30
°
且α+β＝180
°
。
[0007]与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
[0008]本申请提供的一种气体分配器，其采用在板体上形成成型孔，同时通过在成型孔处形成斜坡凸台，其中，所述斜坡凸台包括斜坡段和顶部平台段，所述斜坡段的一端连接于所述成型孔边缘，所述顶部平台段连接于所述斜坡段的另一端，气体经斜坡段提高了垂直于板体方向的气体流速，然后顶部平台段将气体分割并提高气体的混合均匀性，其用于固体氧化物燃料电池中，不仅可以提高平行于三相界面(TPB)的多孔电极中的气体速度，还可以提高垂直于它的气体速度并优化传质性能。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步的，所述斜坡凸台由对应的所述成型孔处材料冲压成型。
[0011]进一步的，所述α的夹角范围为30
°
～60
°
。
[0012]进一步的，所述成型孔在所述板体上呈多排多列分布，相邻两排或者相邻两列的成型孔交错设置。
[0013]进一步的，所述成型孔为矩形孔，所述斜坡凸台的斜坡段连接于对应的所述成型孔的长边上。
[0014]进一步的，所有的所述成型孔的长边平行设置，所有的所述斜坡凸台的斜坡段平行设置且位于对应的所述成型孔的同一侧。
[0015]进一步的，相邻两排或者相邻两列的成型孔的长边垂直设置，按照同一方向排列的成型孔所对应的斜坡段平行设置，所有平行的斜坡段连接于对应的所述成型孔的同一侧。
[0016]进一步的，所述板体为矩形板，所述成型孔的长度方向与所矩形板的侧边呈45
°
角设置。
[0017]进一步的，所述气体分配器的进气侧位于所述斜坡凸台的张口所背离的一侧，出气侧位于所述斜坡凸台的张口所朝向的一侧。
[0018]进一步的，所有的所述顶部平台段远离所述板体的一侧位于同一水平面上。
附图说明
[0019]图1为现有技术中气体分配板的结构示意图；
[0020]图2本专利技术第一种实施例提供的一种气体分配器的结构示意图；
[0021]图3为图2中斜坡凸台的局部示意图；
[0022]图4为图3中斜坡凸台的截面示意图；
[0023]图5为第一种实施例的一种替代方案的斜坡凸台的截面示意图；
[0024]图6为第一种实施例的另一种替代方案的斜坡凸台的截面示意图；
[0025]图7为第二种实施例提供的一种气体分配器的结构示意图；
[0026]图8为图7中斜坡凸台的局部示意图。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述
的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0029]可以理解，空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之下”、“在
……
之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
……
下面”和“在
……
下”可包括上和下两个取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体分配器，其特征在于，包括金属板，所述金属板包括板体，所述板体上形成有多个成型孔，每一所述成型孔处对应连接一斜坡凸台，所述斜坡凸台包括斜坡段和顶部平台段，所述斜坡段的一端连接于所述成型孔边缘，所述顶部平台段连接于所述斜坡段的另一端，所述斜坡段与所述板体之间夹角为α，所述顶部平台段与所述斜坡段的夹角为β，其中α≥30
°
且α+β＝180
°
。2.根据权利要求1所述的气体分配器，其特征在于，所述斜坡凸台由对应的所述成型孔处材料冲压成型。3.根据权利要求1所述的气体分配器，其特征在于，所述α的夹角范围为30
°
～60
°
。4.根据权利要求3所述的气体分配器，其特征在于，所述成型孔在所述板体上呈多排多列分布，相邻两排或者相邻两列的成型孔交错设置。5.根据权利要求1所述的气体分配器，其特征在于，所述成...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾礼超，吴军，王欣，颜冬，李箭，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：