一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统技术方案

本技术涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，包括板腔结构、燃气进气管、空气进气管、燃气回收管以及空气排出管，所述板腔结构整体采用板体折弯进行拼接焊接形成腔室，在板腔结构内部设置有隔板，通过隔板将板腔结构内部腔室分隔成上燃气进气腔道和下空气进气腔道，其中上燃气进气腔道与燃气进气管、燃气回收管相连，下空气进气腔道与空气进气管、空气排出管相连；所述板腔结构上侧设置有电堆安装平面，在电堆安装平面上设置有若干个电堆接口；所述电堆安装平面上安装有若干组电堆结构，且电堆结构与电堆接口相互对应设置；采用板冲压和折弯工艺，进行拼接焊接，大大减少焊接工作量和难度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池，具体为一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统。

技术介绍

1、燃料电池(fuel cell)，是一种使用燃料进行化学反应产生电力的装置。最常见是以氢氧为燃料的质子交换膜燃料电池，由于燃料价格便宜，加上对人体无化学危险、对环境无害，发电后产生纯水和热。甲烷(ch4)燃料电池就是用天然气或沼气(主要成分为ch4)作为燃料的电池，与空气中的氧化剂o2反应生成co2和h2o，反应中得失电子就可产生电流从而发电。甲烷等碳氢化合物为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池。燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低，是一种很有前途的能源利用方式。传统燃料电池使用氢为燃料,氢不易制取又难以储存，导致燃料电池成本居高不下。这是目前其他所有动力来源无法做到的。

2、甲烷燃料电池(sofc)有别于氢燃料电池，甲烷燃料电池工作时，需要高温环境(600～800℃)，而普通的金属材料在高温环境中容易氧化，产生的氧化物对电解质有毒害，所以甲烷燃料电池采用高温镍合金(alloy625，310s)作为燃气和空气管路系统的材料，但是高温镍合金材料在焊接和加工性方面性能差，焊接难度非常大，切市面上难以购买现成的管路原材料，导致甲烷燃料电池整个系统设备的生产成本居高不下，很难具备市场推广经济可行性。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，包括板腔结构、燃气进气管、空气进气管、燃气回收管以及空气排出管，所述板腔结构整体采用板体折弯进行拼接焊接形成腔室，在板腔结构内部设置有隔板，通过隔板将板腔结构内部腔室分隔成上燃气进气腔道和下空气进气腔道，其中上燃气进气腔道与燃气进气管、燃气回收管相连，下空气进气腔道与空气进气管、空气排出管相连；所述板腔结构上侧设置有电堆安装平面，在电堆安装平面上设置有若干个电堆接口；所述电堆接口通过供气管与上燃气进气腔道相连，所述电堆安装平面上安装有若干组电堆结构，且电堆结构与电堆接口相互对应设置。

3、优选的，所述板腔结构的材质为alloy板材，所述板腔结构的侧板设计有定位槽。

4、优选的，所述上燃气进气腔道内焊接导流板和隔流板，所述电堆接口与电堆结构相连的部位设置节流环。

5、优选的，所述板腔结构与燃气进气管、空气进气管、燃气回收管以及空气排出管之间采用高镍合金钢管、柔性波纹管组合的方式进行连接。

6、优选的，所述燃气进气管、空气进气管、燃气回收管、空气排出管均配备传感器螺座，所述传感器螺座配套设置有温度传感器。

7、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

8、1、减少对原材料(高镍合金钢管，波纹管等)的依赖，主体采用板腔结构，以板材为主；

9、2、采用板冲压和折弯工艺，进行拼接焊接，避免管管对焊，大大减少焊接工作量和难度；

10、3、采用板腔结构，让燃料气和空气在板腔内部进行流通，取消原有的管路系统，从而降低泄露率，增加可靠性；

11、4、采用镍合金板材进行加工，直缝焊接，易于整形和焊接操作，采用更为便宜的板材进行折弯冲压等加工工艺，配合后道的二次机加工保证尺寸和形位公差；

12、5、采用板腔结构，集成了原有的燃气和空气管路的同时，也将原有的电堆支架和混合器全部集成在一起，大大优化的安装便利性，只需将电堆放置在板腔结构上进行螺栓连接即可，整个sofc系统大大缩小的尺寸。

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【技术保护点】

1.一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：包括板腔结构(1)、燃气进气管(2)、空气进气管(3)、燃气回收管(4)以及空气排出管(5)，所述板腔结构(1)整体采用板体折弯进行拼接焊接形成腔室，在板腔结构(1)内部设置有隔板，通过隔板将板腔结构(1)内部腔室分隔成上燃气进气腔道和下空气进气腔道，其中上燃气进气腔道与燃气进气管(2)、燃气回收管(4)相连，下空气进气腔道与空气进气管(3)、空气排出管(5)相连；所述板腔结构(1)上侧设置有电堆安装平面，在电堆安装平面上设置有若干个电堆接口；所述电堆接口通过供气管(6)与上燃气进气腔道相连，所述电堆安装平面上安装有若干组电堆结构，且电堆结构与电堆接口相互对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：所述板腔结构(1)的材质为Alloy625板材，所述板腔结构(1)的侧板设计有定位槽。

3.根据权利要求1所述的一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：所述上燃气进气腔道内焊接导流板和隔流板，所述电堆接口与电堆结构相连的部位设置节流环。

4.根据权利要求1所述的一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：所述板腔结构(1)与燃气进气管(2)、空气进气管(3)、燃气回收管(4)以及空气排出管(5)之间采用高镍合金钢管、柔性波纹管组合的方式进行连接。

5.根据权利要求1所述的一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：所述燃气进气管(2)、空气进气管(3)、燃气回收管(4)、空气排出管(5)均配备传感器螺座，所述传感器螺座配套设置有温度传感器。

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【技术特征摘要】

1.一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：包括板腔结构(1)、燃气进气管(2)、空气进气管(3)、燃气回收管(4)以及空气排出管(5)，所述板腔结构(1)整体采用板体折弯进行拼接焊接形成腔室，在板腔结构(1)内部设置有隔板，通过隔板将板腔结构(1)内部腔室分隔成上燃气进气腔道和下空气进气腔道，其中上燃气进气腔道与燃气进气管(2)、燃气回收管(4)相连，下空气进气腔道与空气进气管(3)、空气排出管(5)相连；所述板腔结构(1)上侧设置有电堆安装平面，在电堆安装平面上设置有若干个电堆接口；所述电堆接口通过供气管(6)与上燃气进气腔道相连，所述电堆安装平面上安装有若干组电堆结构，且电堆结构与电堆接口相互对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种模块化板腔结构的甲烷燃料电池燃气空气系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗继兴，
申请(专利权)人：沛岑工业科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：