一种扇形流场组成的燃料电池圆流场制造技术

本实用新型专利技术提供一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，包括：双极板，双极板的内部设置有多个第一流道，双极板的两端分别开设有进气口、排水孔和排气孔，双极板内部的中心位置开设有水气排出流道，第二流道设置于第一流道的内部，多个隔板分别设置于双极板的内部且位于多个第一流道的两侧，多个扇形流场分别设置于双极板的内部。本实用新型专利技术提供的一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，新型燃料电池圆形流场中的基本单元是独立的扇形流场，独立扇形流场的反应及水气的排出互不影响，扇形波浪结构有助于平衡流场的气压有助于气体扩散及反应谁的排出，流道流场流道的形状尺寸可以根据实际需要调整，扇形的分立式结构便于生产和维修。扇形的分立式结构便于生产和维修。扇形的分立式结构便于生产和维修。

【技术实现步骤摘要】
一种扇形流场组成的燃料电池圆流场


[0001]本技术涉及流体力学、工业涉及、燃料电池等领域，尤其涉及一种扇形流场组成的燃料电池圆流场。

技术介绍

[0002]燃料电池是利用燃料(如氢气、甲烷等)和氧气的化学反应产生电能的电池，在燃料电池中，燃料和氧气通过电解质分开，经过化学反应产生电子和正离子，电子通过外部电路输送，正离子通过电解质传递，离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流，同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量，由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，效率理论上接近100％；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
[0003]双极板是燃料电池的关键部件之一，具有分隔分配燃料与氧化剂，阻止气体透过，收集、传导电流，水热管理和结构支撑的作用，燃料电池的燃料转化效率取决于双极板的流场设计，需要做到燃料分配均匀，反应水于气体传输流场等。
[0004]一种理想的燃料电池流场结构能够均匀分配燃料，反应气体和生产水气能够有效排除，目前开发的燃料电池流场有平行流场、蛇形流场、交指型流场、径向流场等，基于电池轻量化、微型化以及制造成本、质量控制等考虑，商业化应用的金属极板流场分布趋于简单化，将利于排水的平行直流道改进成平行波浪形微流道流场，以促使气体充分扩散，并在气体分配区采用点状流场和放射状分布微流道等获得复合流场，提升气流分配均匀性，将是未来极板流场的主流方式，专利CN111370726A公开的径向流场可以有限的提高气体分布，专利CN206194865U中公开的网格结构流场不利于产物水的排出。
[0005]因此，有必要提供一种扇形流场组成的燃料电池圆流场解决上述技术问题。

技术实现思路

[0006]本技术提供一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，解决了现有燃料电池流场结构存在的缺陷，平衡流场中的气压使流场中气体分散不均匀的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提供的一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，包括：
[0008]双极板，所述双极板的内部设置有多个第一流道，所述双极板的两端分别开设有进气口、排水孔和排气孔，所述双极板内部的中心位置开设有水气排出流道；
[0009]第二流道，所述第二流道设置于所述第一流道的内部；
[0010]多个隔板，多个所述隔板分别设置于所述双极板的内部且位于多个第一流道的两侧；
[0011]多个扇形流场，多个所述扇形流场分别设置于所述双极板的内部。
[0012]优选的，所述第二流道的径向方向是波浪形结构，波浪结构的水平高度一致。
[0013]优选的，所述第一流道从边缘位置到中心的排水口向下倾斜0
‑2°
。
[0014]优选的，所述第二流道的高度高于所述第一流道。
[0015]优选的，所述双极板和所述隔板之间设置有连接组件，所述连接组件包括通孔，所述通孔的内部设置有螺纹杆，所述螺纹杆的表面螺纹连接有螺纹套。
[0016]优选的，所述隔板底部的两侧均连接有密封块，所述双极板的表面开设有与所述密封块相适配的密封槽。
[0017]与相关技术相比较，本技术提供的一种扇形流场组成的燃料电池圆流场具有如下有益效果：
[0018]本技术提供一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，新型燃料电池圆形流场中的基本单元是独立的扇形流场，独立扇形流场的反应及水气的排出互不影响，扇形波浪结构有助于平衡流场的气压有助于气体扩散及反应谁的排出，流道流场流道的形状尺寸可以根据实际需要调整，扇形的分立式结构便于生产和维修。
附图说明
[0019]图1为本技术提供的一种扇形流场组成的燃料电池圆流场的第一实施例的结构示意图；
[0020]图2为图1所示的双极板内部的结构示意图；
[0021]图3为图2所示的双极板的左侧视图；
[0022]图4为图2所示的双极板的右侧视图；
[0023]图5为流道内部的结构示意图；
[0024]图6为本技术提供的一种扇形流场组成的燃料电池圆流场的第二实施例的结构示意图；
[0025]图7为图6所示的A部放大示意图。
[0026]图中标号：1、进气口，2、第一流道，3、第二流道，4、扇形流场，5、隔板，6、排水孔，7、排气孔，8、连接组件，81、通孔，82、螺纹杆，83、螺纹套，84、密封块，85、密封槽，9、双极板，10、水气排出流道。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施方式对本技术作进一步说明。
[0028]第一实施例
[0029]请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本技术提供的一种扇形流场组成的燃料电池圆流场的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的双极板内部的结构示意图；图3为图2所示的双极板的左侧视图；图4为图2所示的双极板的右侧视图；图5为流道内部的结构示意图。一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，包括：
[0030]双极板9，所述双极板9的内部设置有多个第一流道2，所述双极板9的两端分别开设有进气口1、排水孔6和排气孔7，所述双极板9内部的中心位置开设有水气排出流道10；
[0031]第二流道3，所述第二流道3设置于所述第一流道2的内部；
[0032]多个隔板5，多个所述隔板5分别设置于所述双极板9的内部且位于多个第一流道2
的两侧；
[0033]多个扇形流场4，多个所述扇形流场4分别设置于所述双极板9的内部。
[0034]所述第二流道3的径向方向是波浪形结构，波浪结构的水平高度一致。
[0035]所述第一流道2从边缘位置到中心的排水口向下倾斜0
‑2°
。
[0036]所述第二流道3的高度高于所述第一流道2。
[0037]所述双极板包括进气口1、第一流道2、第二流道3、扇形流场4、隔板5、排水孔6、排气孔7、水气排出流道10，所述的进气口1位于整个流畅结构的边缘，每个扇形流场对应一个进气口、一个气体流道、一组水流道、一个排气孔、一个排水孔。水气排出流道10是上下层流场公共流道。
[0038]圆形流场的基本单元是扇形流场；
[0039]水气排出流道位于整个流场结果的中心也是所有双极板的水气排除流道；的气体流道在波浪形肋板般的顶部且高度一致；
[0040]第二流道3的高度高于第一流道2；
[0041]排气口的位置在上，排水口在下。
[0042]每个扇形流场都对应一个进气口1，进气口1可以是单独供气也可以是多个气孔并联供气。扇形波浪流场的生成水的第二流道3倾斜度和反应气体第一流道2的宽度和高度需通过流场力学计算调整从而有效排水和平衡气压。气体流道的错位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扇形流场组成的燃料电池圆流场，其特征在于，包括：双极板，所述双极板的内部设置有多个第一流道，所述双极板的两端分别开设有进气口、排水孔和排气孔，所述双极板内部的中心位置开设有水气排出流道；第二流道，所述第二流道设置于所述第一流道的内部；多个隔板，多个所述隔板分别设置于所述双极板的内部且位于多个第一流道的两侧；多个扇形流场，多个所述扇形流场分别设置于所述双极板的内部。2.根据权利要求1所述的扇形流场组成的燃料电池圆流场，其特征在于，所述第二流道的径向方向是波浪形结构，波浪结构的水平高度一致。3.根据权利要求1所述的扇形流场组成的燃料电池圆流场...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永春，李乔，乔志华，王新礼，陈朝阳，王飞，祁俊杰，
申请(专利权)人：宝鸡钛普锐斯钛阳极科技有限公司，
类型：新型
国别省市：