專利名稱：增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種應(yīng)用于提高燃料氣體分布均勻性的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種利用電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)電裝置，其藉由通入燃料氣體與空氣并將其化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，以得到電流及水。由于燃料電池具有高發(fā)電量和對(duì)人體及環(huán)境傷害低等特性，因此是眾所矚目的新一代替代能源。圖1為現(xiàn)有習(xí)知高流速燃料氣體進(jìn)入主流道31的氣流分布示意圖。如圖1所示，燃料電池電堆結(jié)構(gòu)100是由多個(gè)電池單元11堆疊所組成，每一電池單元11分別擁有其獨(dú)立的氣體流道。當(dāng)多個(gè)電池單元11組成燃料電池電堆結(jié)構(gòu)100，便會(huì)形成二個(gè)主流道31、32及多個(gè)分流道33，而主流道31、32分別是燃料氣體進(jìn)出燃料電池電堆結(jié)構(gòu)100的主要?dú)怏w流道，故可區(qū)分為進(jìn)氣主流道31 (圖示內(nèi)箭頭方向即為燃料氣體輸入方向)及出氣主流道32，而燃料氣體由進(jìn)氣主流道31進(jìn)入后，可再藉由分流道33分別進(jìn)入各個(gè)電池單元11內(nèi)部，以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。因?yàn)榇蠊β实娜剂想姵仉姸呀Y(jié)構(gòu)100需導(dǎo)入大流量的燃料氣體，所以易造成氣體流速快并產(chǎn)生高流速氣流，尤其是燃料氣體剛由進(jìn)氣主流道31流入時(shí)，在進(jìn)氣主流道31的進(jìn)氣端容易產(chǎn)生渦流40而造成負(fù)壓，使得位于進(jìn)氣端附近的電池單元11內(nèi)部的燃料氣體被抽回，并造成燃料氣體無(wú)法有效地進(jìn)入這些電池單元11內(nèi)，而使得電池單元11的發(fā)電效率降低。此外，燃料氣體進(jìn)入進(jìn)氣主流道31端部的流速越快，產(chǎn)生的渦流40范圍也越大， 對(duì)電池單元11發(fā)電效率的影響也就越顯著，此種因?yàn)闇u流40導(dǎo)致進(jìn)氣主流道31氣體分布不均勻的情形，除了影響進(jìn)氣端附近的電池單元11的發(fā)電效率外，進(jìn)一步也降低整體燃料電池電堆結(jié)構(gòu)100的性能。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)存在的缺陷，而提供一種新型的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其利用在進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端設(shè)置去渦流單元，以有效降低渦流造成燃料氣體于進(jìn)氣主流道內(nèi)分布不均勻的情形，并提升燃料電池電堆結(jié)構(gòu)整體的發(fā)電效能，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新型的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其在進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端設(shè)置多個(gè)假電池，利用假電池取代部分電池單元，以減少燃料氣體不均勻分布對(duì)這些電池單元發(fā)電效率的影響，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的再一目的在于，提供一種新型的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其于進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣口處設(shè)置具有多個(gè)開(kāi)孔的擋板， 以利用開(kāi)孔消弭渦流的發(fā)生，進(jìn)而避免渦流造成燃料電池發(fā)電效率降低，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，設(shè)置于該電堆本體內(nèi)且位于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其中所述的去渦流單元由至少一假電池所組成，又該假電池與該些電池單元結(jié)合為一體。前述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其中所述的去渦流單元為一擋板，該擋板設(shè)置于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣口處，且該擋板具有多個(gè)開(kāi)孔。前述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其中所述的擋板為一金屬棉。前述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其中所述的該些開(kāi)孔于該擋板內(nèi)形成一蜂巢狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，由至少一假電池所組成，又該假電池與該些電池單元結(jié)合為一體，且該假電池設(shè)置于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題另外再采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，其為一擋板，該擋板設(shè)置于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣口處，且該擋板具有多個(gè)開(kāi)孔。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其中所述的擋板為一金屬棉。前述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其中所述的該些開(kāi)孔于該擋板內(nèi)形成一蜂巢狀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，設(shè)置于電堆本體內(nèi)且位于進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端。為達(dá)上述功效，本發(fā)明又提供一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，由至少一假電池所組成，又假電池與此些電池單元結(jié)合為一體，且假電池設(shè)置于進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端。為達(dá)上述功效，本發(fā)明再提供一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，其為一擋板，擋板設(shè)置于進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣口處，且擋板具有多個(gè)開(kāi)孔。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果—、利用去渦流單元可避免高流速燃料氣體進(jìn)入時(shí)，渦流狀況的發(fā)生，進(jìn)而提升進(jìn)氣主流道的燃料氣體的分布均勻性。二、提升燃料氣體進(jìn)氣的均勻性，可相對(duì)避免進(jìn)氣端附近的電池單元發(fā)電效率的降低，進(jìn)而增加大功率燃料電池電堆結(jié)構(gòu)的性能。為了使任何熟習(xí)相關(guān)技藝者了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且根據(jù)本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容、申請(qǐng)專利范圍及圖式，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)，因此將在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)， 其包括電堆本體；以及去渦流單元。電堆本體是由多個(gè)電池單元所組成且具有進(jìn)氣主流道，以作為導(dǎo)入燃料氣體之用。去渦流單元設(shè)置于電堆本體內(nèi)，且位于進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端，用以提高燃料氣體進(jìn)入電池單元的均勻度，進(jìn)而提升燃料電池電堆結(jié)構(gòu)整體的發(fā)電效率。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為現(xiàn)有習(xí)知高流速燃料氣體進(jìn)入進(jìn)氣主流道的氣流分布示意圖。圖2為本發(fā)明的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施態(tài)樣的示意圖。圖3為本發(fā)明的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施態(tài)樣的示意圖。圖4為本發(fā)明的一種擋板內(nèi)的蜂巢狀結(jié)構(gòu)的示意圖。100、200 燃料電池電堆結(jié)構(gòu)10 電堆本體
11:電池單元20 去渦流單元20a:假電池 20b:擋板21 開(kāi)孔31 進(jìn)氣主流道32:出氣主流道33 分流道40 渦流
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說(shuō)明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以相同的編號(hào)表示。圖2為本發(fā)明的增進(jìn)主流道31氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)200的第一實(shí)施態(tài)樣的示意圖。圖3為本發(fā)明的增進(jìn)主流道31氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)200 的第二實(shí)施態(tài)樣的示意圖。圖4為本發(fā)明的一種擋板20b內(nèi)的蜂巢狀結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2及圖3所示，本實(shí)施例為一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)200，其包括一電堆本體10 ；以及一去渦流單元20。電堆本體10是由多個(gè)電池單元11所組成，其中每一電池單元11皆擁有獨(dú)立的氣體流道，并且當(dāng)多數(shù)個(gè)電池單元11堆疊結(jié)合后，便形成一進(jìn)氣主流道31、一出氣主流道32 及多個(gè)分流道33，其中主流道31、32是燃料氣體進(jìn)出電堆本體10的主要流道(圖示內(nèi)箭頭方向即為燃料氣體輸入方向)，而多個(gè)分流道33則藉由與進(jìn)氣主流道31的連接，而將燃料氣體導(dǎo)入至每一電池單元11，以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能。去渦流單元20設(shè)置于電堆本體10內(nèi)，為避免燃料氣體高速流入進(jìn)氣主流道31時(shí)產(chǎn)生渦流40，故裝設(shè)于進(jìn)氣主流道31的進(jìn)氣端。其中去渦流單元20可為被動(dòng)地等待氣流達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，如將會(huì)產(chǎn)生渦流40附近的的電池單元11改以假電池20a取代，以減緩渦流40 對(duì)進(jìn)氣端附近的電池單元11影響。此外，去渦流單元20也可主動(dòng)地整流氣體流向，避免渦流40產(chǎn)生的可能性，如利用具有多個(gè)開(kāi)孔21的擋板20b，用以破壞氣流的流向以防止渦流 40的產(chǎn)生。以下即詳述去渦流單元20應(yīng)用于實(shí)施例中的第一實(shí)施態(tài)樣及第二實(shí)施態(tài)樣。<第一實(shí)施態(tài)樣>如圖2所示，本實(shí)施態(tài)樣中去渦流單元20是由至少一假電池20a所組成，且假電池20a與電池單元11結(jié)合為一體，以成為電堆本體10的一部份，并設(shè)置于進(jìn)氣主流道31 的進(jìn)氣端。其中可依照渦流40產(chǎn)生的范圍放置足夠數(shù)量的假電池20a，以使得渦流40僅發(fā)生在假電池20a附近，并且讓流經(jīng)電池單元11的燃料氣體是均勻分布于進(jìn)氣主流道31的，因此假電池20a的設(shè)置，使渦流40發(fā)生時(shí)導(dǎo)致的燃料氣體分布不均勻性，不致于影響到進(jìn)氣端附近電池單元11的發(fā)電效率。本實(shí)施態(tài)樣遂采用假電池20a作為去渦流單元20，在渦流40發(fā)生的進(jìn)氣端，利用假電池20a取代電池單元11，以減少燃料氣體不均勻分布對(duì)電池單元11發(fā)電效率的影響。<第二實(shí)施態(tài)樣> 如圖3及圖4所示，本實(shí)施態(tài)樣中去渦流單元20是具有多個(gè)開(kāi)孔21的一擋板20b。 擋板20b設(shè)置于進(jìn)氣主流道31的進(jìn)氣口處，并且擋板20b可為一金屬棉，而金屬棉正是一種多孔性的金屬制品。此外，如圖4所示擋板20b的開(kāi)孔21也可于擋板20b內(nèi)形成一蜂巢狀結(jié)構(gòu)。無(wú)論是金屬棉或具有蜂巢狀結(jié)構(gòu)開(kāi)孔21的擋板20b，其擋板20b的功效都是為整流燃料氣體的流向，以避免渦流40形成于進(jìn)氣主流道31的進(jìn)氣口處的可能性，因此可依據(jù)不同電堆本體10的設(shè)計(jì)使用不同厚度及不同開(kāi)孔率的擋板20b。于本實(shí)施態(tài)樣采用具有多個(gè)開(kāi)孔21的擋板20b作為去渦流單元20，以使得燃料氣體流經(jīng)擋板20b后，其氣體流向可被調(diào)整，進(jìn)而避免渦流40的發(fā)生，以均勻化進(jìn)氣主流道 31內(nèi)燃料氣體的分布。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，設(shè)置于該電堆本體內(nèi)且位于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的去渦流單元由至少一假電池所組成，又該假電池與該些電池單元結(jié)合為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的去渦流單元為一擋板，該擋板設(shè)置于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣口處，且該擋板具有多個(gè)開(kāi)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的擋板為一金屬棉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的該些開(kāi)孔于該擋板內(nèi)形成一蜂巢狀結(jié)構(gòu)。
6.一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，由至少一假電池所組成，又該假電池與該些電池單元結(jié)合為一體，且該假電池設(shè)置于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端。
7.一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一電堆本體，由多個(gè)電池單元所組成并具有一進(jìn)氣主流道；以及一去渦流單元，其為一擋板，該擋板設(shè)置于該進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣口處，且該擋板具有多個(gè)開(kāi)孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的擋板為一金屬棉。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的該些開(kāi)孔于該擋板內(nèi)形成一蜂巢狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種增進(jìn)主流道氣體分布均勻的燃料電池電堆結(jié)構(gòu)，其包括電堆本體；以及去渦流單元。電堆本體是由多個(gè)電池單元所組成且具有進(jìn)氣主流道，以作為導(dǎo)入燃料氣體之用。去渦流單元設(shè)置于電堆本體內(nèi)，且位于進(jìn)氣主流道的進(jìn)氣端，用以提高燃料氣體進(jìn)入電池單元的均勻度，進(jìn)而提升燃料電池電堆結(jié)構(gòu)整體的發(fā)電效率。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102195061SQ20101013939
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者吳啟斌, 周泊賢 申請(qǐng)人:中興電工機(jī)械股份有限公司