一种电化学能量转换装置及包括其的发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电化学领域，公开了一种电化学能量转换装置及包括其的发电装置，一种电化学能量转换装置包括均温罩

【技术实现步骤摘要】
一种电化学能量转换装置及包括其的发电装置


[0001]本专利技术涉及电化学
，特别是涉及一种电化学能量转换装置及包括其的发电装置
。

技术介绍

[0002]电能与化学能之间的相互转换通过各式各样的电化学能量转换装置来实现，例如燃料电池和电解池，常见的燃料电池包括碱性燃料电池
(AFC)、
磷酸燃料电池
(PAFC)、
熔融碳酸盐燃料电池
(MCFC)、
质子交换膜燃料电池
(PEMFC)、
直接甲醇燃料电池
(DMFC)、
固体氧化物燃料电池
(SOFC)
等，常见的电解池包括碱性电解池
(AWE)、
质子交换膜水电解池
(PEMWE)、
阴离子交换膜水电解池
(AEMWE)
以及固体氧化物电解池
(SOEC)
等
。
[0003]其中固体氧化物燃料电池
(SOFC)
和固体氧化物电解池
(SOEC)
可以统称为固体氧化物电池
(SOC)
，固体氧化物电池
(SOC)
是先进的电化学能量存储和转换装置，在清洁能源发电及
CO2转化领域都有着广泛的应用前景
。
固体氧化物燃料电池
(SOFC)
是一种可以把燃料和氧化剂中储存的化学能直接转化成电能的能量转换装置
。
其具有较高的工作温度，通常在
700/>～
1000℃
范围内，所以在发电的同时可以利用它的余热来实现热电联供，能量利用效率可高达
90
％
。
固体氧化物电解池
(SOEC)
是一种将电能和热能转化为化学能的电化学能量转换装置，其反应是固体氧化物燃料电池的逆反应
。
作为当今电解水制氢的主要技术路线之一，
SOEC
通常在
700
‑
850℃
下运行，电解效率高达
85
％～
95
％
。
[0004]现有的电化学能量转换装置通常具有多个按照一定分布形式设置的电堆，然而，现有的电化学能量转换装置的电堆通常是通过气体管道引入和排出气流，整体管道结构复杂，不利于检修和更换电堆，且引入和排出的气体之间之间存在一定的温差，内部温度不均，导致的局部热膨胀会使电堆性能迅速衰减，甚至造成电堆损坏
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种电化学能量转换装置
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种电化学能量转换装置，其包括：
[0007]均温罩，其内部形成有容纳腔，所述均温罩由导热材料制成，所述均温罩具有第一流体进气口和第一流体排气口；
[0008]由至少一个电堆排列而成的电堆组，设置于所述容纳腔内，所述电堆形成有第一流体流道；
[0009]绝缘部件，设置于所述电堆组和所述均温罩之间；
[0010]其中，所述电堆组和所述绝缘部件共同将所述容纳腔分隔成多个腔体，所述多个腔体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第一流体进气口相连通，所述第二腔体与所述第一流体排气口相连通，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述第一流体流道相连通
。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述均温罩的导热系数为1～
40W/m
·
k。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述均温罩选自
SUS 310S、SUS 310、SUS 444、SUS 430、SUS 316
中的一种或多种材料制成
。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述绝缘部件的导热系数为1～
30W/m
·
k。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述均温罩包含围成所述容纳腔的多个壁面，记开设有所述第一流体进气口的壁面的面积为
B
，所述第一流体进气口的面积为
A
，
A/B
＝
0.01
～
0.95。
[0015]在本申请的一些实施例中，记所述电堆组的底面与所述均温罩的内底面之间的距离为
C
，所述电堆组的顶面与所述均温罩的内顶面之间的距离为
D
，所述电堆组的侧面与所述均温罩相对应的内侧面之间的距离为
E
，所述绝缘部件的厚度为
F
，则
C/F
＝1～4，
D/F
＝1～4，
E/F
＝1～
2。
[0016]可以理解的，所述电堆组的侧面与所述腔体不相互对应；所述电堆具有与所述腔体对应的主面，所述第一流体流道的出口和进口位于主面上
。
[0017]在本申请的一些实施例中，还包括密封棉，所述密封棉设置于所述绝缘部件和所述均温罩之间
。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述均温罩设置有第二流体进气孔和第二流体出气孔；
[0019]所述电化学能量转换装置还包括第二流体进气管道和第二流体出气管道；
[0020]所述第一腔体内设置有所述第二流体进气管道，所述第二流体进气管道通过所述第二流体进气孔与所述均温罩相连接，且所述第二流体进气通道与所述电堆相连接；
[0021]所述第二腔体内设置有所述第二流体出气管道，所述第二流体出气管道通过所述第二流体出气孔与所述均温罩相连接，且所述第二流体出气通道与所述电堆相连接
。
[0022]在本申请的一些实施例中，所述均温罩包括端面，所述第一腔体在所述端面上的投影面为
N1，所述投影面
N1的长边为
L1，所述投影面
N1的短边为
W1，所述第二流体进气管道的轴线在所述端面上的投影点为
O1，
O1点与所述长边
L1之间的距离为
X1，则
0.1W1≤X1≤0.9W1；
[0023]和
/
或，
[0024]所述均温罩包括端面，所述第二腔体在所述端面上的投影面为
N2，所述投影面
N2的长边为
L2，所述投影面
N2的短边为
W2，所述第二流体出气管道的轴线在所述端面上的投影点为
O2，
O2点与所述长边
L2之间的距离为
X2，则
0.1W2≤X2≤0.9W2。
[0025]在本申请的一些实施例中，所述均温罩包括端面，所述第一腔体在所述端面上的投影面为
N1，所述投影面
N1的短边为
W1，所述投影面
N1的最长的对角线长度为
Z1，所述第二流体进气管道的轴线在所述端面上的投影点为
O1，所述第一流体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电化学能量转换装置，其特征在于，包括：均温罩，其内部形成有容纳腔，所述均温罩由导热材料制成，所述均温罩具有第一流体进气口和第一流体排气口；由至少一个电堆排列而成的电堆组，设置于所述容纳腔内，所述电堆形成有第一流体流道；绝缘部件，设置于所述电堆组和所述均温罩之间；其中，所述电堆组和所述绝缘部件共同将所述容纳腔分割成多个腔体，所述多个腔体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第一流体进气口相连通，所述第二腔体与所述第一流体排气口相连通，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述第一流体流道相连通
。2.
如权利要求1所述的电化学能量转换装置，其特征在于：所述均温罩的导热系数为1～
40W/m
·
k。3.
如权利要求1所述的电化学能量转换装置，其特征在于：所述绝缘部件的导热系数为1～
30W/m
·
k。4.
如权利要求1所述的电化学能量转换装置，其特征在于：所述均温罩包含围成所述容纳腔的多个壁面，记开设有所述第一流体进气口的壁面的面积为
B
，所述第一流体进气口的面积为
A
，
A/B
＝
0.01
～
0.95。5.
如权利要求1所述的电化学能量转换装置，其特征在于：记所述电堆组的底面与所述均温罩的内底面之间的距离为
C
，所述电堆组的顶面与所述均温罩的内顶面之间的距离为
D
，所述电堆组侧面与所述均温罩相对应的内侧面之间的距离为
E
，所述绝缘部件的厚度为
F
，则
C/F
＝1～4，
D/F
＝1～4，
E/F
＝1～
2。6.
如权利要求1所述的电化学能量转换装置，其特征在于：所述均温罩设置有第二流体进气孔和第二流体出气孔；所述电化学能量转换装置还包括第二流体进气管道和第二流体出气管道；所述第一腔体内设置有所述第二流体进气管道，所述第二流体进气管道通过所述第二流体进气孔与所述均温罩相连接，且所述第二流体进气管道与所述电堆组相连接；所述第二腔体内设置有所述第二流体出气管道，所述第二流体出气管道通过所述第二流体出气孔与所述均温罩相连接，且所述第二流体出气管道与所述电堆组相连接
。7.
如权利要求6所述的电化学能量转换装置，其特征在于：所述均温罩包括端面，所述第一腔体在所述端面上的投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烁烁，范连东，
申请(专利权)人：深圳三环电子有限公司，
类型：发明
国别省市：