一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳制造技术

本发明专利技术涉及绿色能源设备领域，尤其涉及一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，包括封闭箱体和泄压阀，固体氧化物燃料电池设置于封闭箱体内部，封闭箱体包括上底板、环形侧板、下底板和紧固件，上底板和下底板通过紧固件与环形侧板连接形成封闭箱体，通过调整紧固件对上底边和下底板之间的压紧力进行调整；上底板上设有泄压阀，泄压阀的管路与封闭箱体内部连通，当封闭箱体内部的压力大于安全压力时，开启泄压阀；当封闭箱体内部的压力小于安全压力时，泄压阀关闭。本发明专利技术所提出的外壳包含自加压功能，不需外部机构进行加压，整体结构紧凑使用方便，同时具有保温和泄压功能，提高了固体氧化物燃料电池的经济性及安全性。体氧化物燃料电池的经济性及安全性。体氧化物燃料电池的经济性及安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳


[0001]本专利技术涉及绿色能源设备领域，具体为一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)发电系统能将燃料中的化学能转化为电能，是一种清洁、高效的能源转换方式，发电效率可达60％以上。因为其在高温下运行，可用燃料的来源广泛，如天然气、氢气、合成气、液化气、等都可以作为其燃料，便于推广使用，在氢能利用、新能源、储能等领域具有广阔的应用前景。
[0003]固体氧化物燃料电池堆由多个单电池片组成，在单电池片组成的电池堆外需要电堆外壳对其进行保护，如果固体氧化物燃料电池堆直接放置在大气中，在散热方面，其散热强烈，不利于固体氧化物燃料电池的经济性，在压力方面，其堆内压力与大气压力相差较大，存在泄露问题。另外为了保证电池堆的气密性，需要对电池堆施加压紧力，如果采用外置加压机构对电池堆进行加压，会带来了装置复杂，不便装配等问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，该外壳包含自加压功能，不需外部机构进行加压，整体结构紧凑使用方便，同时具有保温和泄压功能，提高了固体氧化物燃料电池的经济性及安全性。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，包括封闭箱体和泄压阀，固体氧化物燃料电池设置于封闭箱体内部，封闭箱体包括上底板、环形侧板、下底板和紧固件，上底板和下底板通过紧固件与环形侧板连接形成封闭箱体，通过调整紧固件对上底边和下底板之间的压紧力进行调整；固体氧化物燃料电池的管路贯穿环形侧板与燃料供给单元连接，上底板上设有泄压阀，泄压阀的管路与封闭箱体内部连通，当封闭箱体内部的压力大于安全压力时，开启泄压阀；当封闭箱体内部的压力小于安全压力时，泄压阀关闭。
[0007]优选的，安全压力为1MPa。
[0008]优选的，紧固件设有多个。
[0009]优选的，紧固件包括紧固螺栓和紧固螺母，紧固螺栓依次贯穿下底板和上底板与紧固螺母连接，紧固螺母的下端面与上底板的顶面接触。
[0010]优选的，紧固螺栓与紧固螺母之间的压紧力根据电堆功率大小、结构及电堆运行温度进行调节。
[0011]优选的，封闭箱体与固体氧化物燃料电池之间还设有呈模块化的电堆保温块。
[0012]优选的，电堆保温块由氧化铝纤维材料制成。
[0013]优选的，电堆保温块包括嵌合的第一保温块和第二保温块。
[0014]优选的，固体氧化物燃料电池的管路与环形侧板的连接处设有密封管，固体氧化
物燃料电池的接线柱与上底板、下底板的连接处还设有密封管，密封管由云母材料制成。
[0015]优选的，固体氧化物燃料电池的管路与上底板、下底板之间均设有绝缘板，绝缘板由氧化锆材料制成。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳通过设置带有紧固件的封闭箱体实现自加压功能，无需外部机构进行加压。同时设置泄压阀保证封闭箱体内的气压平衡，当压力大于安全气压时，泄压阀开启，封闭箱体内部的压力降低，直至压力小于安全气压时自动关闭，提高了固体氧化物燃料电池的安全性。此外，具有整体结构紧凑、使用方便的特点。
[0018]进一步的，嵌合式电堆保温块的设置既可以实现对固体氧化物燃料电池的保温，还具有安装简易的优点。
[0019]进一步的，云母材料制成的密封管具有三种作用，第一种是作为为密封，由于其硬度较小可以作为两种金属之间的密封填充，避免漏气，保持固体氧化物燃料电池外壳内气压，较小固体氧化物燃料电池堆漏气；第二种是作为绝缘，避免固体氧化物燃料电池外壳连接固体氧化物燃料电池堆正负极造成短路；第三种是作为隔热，隔绝各种管、导线柱与底板的固体导热。
[0020]进一步的，氧化锆制的绝缘板，质地坚硬、导热系数小、绝缘性好，可以起到保温绝缘作用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳的外部示意图；
[0022]图2为本专利技术一种用于固体氧化物燃料电池的固体氧化物燃料电池外壳内部示意图；
[0023]图3为本专利技术一种用于固体氧化物燃料电池的固体氧化物燃料电池堆示意图；
[0024]图4为本专利技术一种用于固体氧化物燃料电池的保温块的示意图。
[0025]图中，1、固体氧化物燃料电池堆；2、正极集流板；3、正极接线柱；4、固体氧化物燃料电池片；5、氧化剂出口管；6、燃料入口管；7、负极集流板；8、负极接线柱；9、燃料出口管；10、氧化剂入口管；11、固体氧化物燃料电池外壳；12、紧固螺栓；13、泄压阀；14、密封管；15、上底板；16、环形侧板；17、下底板；18、电堆保温块；19、紧固螺母；20、螺柱；21、绝缘板；22、第一保温块；23、第二保温块。
具体实施方式
[0026]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0027]本专利技术公开了一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，参照图1、2，包括封闭箱体和泄压阀13，固体氧化物燃料电池设置于封闭箱体内部，封闭箱体包括上底板15、环形侧板16、下底板17和紧固件，上底板15和下底板17通过紧固件与环形侧板16连接形成封闭箱体，通过调整紧固件15的紧固螺母19的扭矩，对上底边15和下底板17之间的压紧力进行调整。本实施例中下底板17和环形侧板16焊接为一个开口整体，上底板15通过紧固件固定
于开口处。
[0028]固体氧化物燃料电池的管路贯穿环形侧板16与燃料供给单元连接，上底板15上设有泄压阀13，泄压阀13的管路与封闭箱体内部连通，当封闭箱体内部的压力大于安全压力时，开启泄压阀13，避免固体氧化物燃料电池外壳11内压力一直升高，造成爆炸；当封闭箱体内部的压力小于安全压力时，泄压阀13关闭。本实施例中安全压力为1MPa。
[0029]紧固件包括紧固螺栓12和紧固螺母19，紧固螺栓12的螺柱20依次贯穿下底板17和上底板15与紧固螺母19连接，紧固螺母19的下端面与上底板15的顶面接触。压紧力根据电堆功率大小、结构及电堆运行温度进行调节，可通过紧固螺母19的扭矩进行调节，以适应不同的固体氧化物燃料电池堆1，已知螺纹的角度，通过扭力扳手调节螺母的扭矩即可调节对电堆的压紧力，该电堆外壳不需外部机构进行加压，整体结构紧凑使用方便。例如，对于5KW电堆其压紧力FN在7000N到10000N之间，当螺栓角度为45
°
时，其保证压紧力的扭矩范围FT为FN*tan 45
°
，其扭矩范围为7000N到10000N之间。
[0030]参照图2，固体氧化物燃料电池的管路与环形侧板16的连接处设有密封管14，固体氧化物燃料电池的接线柱与上底板15、下底板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，其特征在于，包括封闭箱体和泄压阀(13)，固体氧化物燃料电池设置于封闭箱体内部，封闭箱体包括上底板(15)、环形侧板(16)、下底板(17)和紧固件，上底板(15)和下底板(17)通过紧固件与环形侧板(16)连接形成封闭箱体，通过调整紧固件对上底边(15)和下底板(17)之间的压紧力进行调整；固体氧化物燃料电池的管路贯穿环形侧板(16)与燃料供给单元连接，上底板(15)上设有泄压阀(13)，泄压阀(13)的管路与封闭箱体内部连通，当封闭箱体内部的压力大于安全压力时，开启泄压阀(13)；当封闭箱体内部的压力小于安全压力时，泄压阀(13)关闭。2.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，其特征在于，安全压力为1MPa。3.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，其特征在于，紧固件设有多个。4.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的自加压外壳，其特征在于，紧固件包括紧固螺栓(12)和紧固螺母(19)，紧固螺栓(12)依次贯穿下底板(17)和上底板(15)与紧固螺母(19)连接，紧固螺母(19)的下端面与上底板(15)的顶面接触；通过调整紧固螺母的扭矩，对上底...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宇，赵全斌，赵凯，种道彤，王进仕，陈伟雄，严俊杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：