[发明专利]用于固体氧化物燃料电池的外壳和固体氧化物燃料电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年10月14日提交的美国临时专利申请61/251,468和2010年1月29日提交的名称为“SOFC外壳和具有该SOFC外壳的固体氧化物燃料电池”的美国非临时专利申请12/696,331的权益，这些申请的全部内容通过引用清楚地合并于此。

技术领域

本发明的一方面涉及一种固体氧化物燃料电池(SOFC)，更具体而言涉及一种用于SOFC的外壳。

背景技术

SOFC具有产生很少污染甚至无污染、发电效率高等优点。SOFC典型地应用于静态发电系统、小型独立电源、车载电源等。

目前，SOFC堆根据其形状被粗略分成圆柱型、整体型和平板型。每种类型具有独特的优点和缺点。在这些类型当中，圆柱型SOFC具有不需要气体密封且其机械强度卓越的优点。

发明内容

在一个实施例中，提供一种SOFC外壳，其中均匀量的流体能够基本上在多个SOFC电池，即阳极支撑圆柱形SOFC电池周围流动。

在另一实施例中，提供具有SOFC外壳的SOFC，其能够改善堆或系统的性能和能够长期稳定地工作。

根据本发明的一方面，提供用于固体氧化物燃料电池的外壳，该外壳包括：限定腔室的多个侧壁；在所述多个侧壁的其中一个侧壁中的第一开口，该第一开口被构造成允许流体进入所述腔室；在所述多个侧壁的其中一个侧壁中的第二开口，该第二开口被构造成允许所述流体离开所述腔室；以及在所述第一开口与所述第二开口之间以增加所述第一开口与所述第二开口之间的流径长度的流径延伸单元。

在一个实施例中，所述流径在所述侧壁的第一侧壁与所述侧壁的第二侧壁之间具有Z字形状。进一步，所述流径延伸单元可包括：附接到所述第一侧壁并从所述第一侧壁沿朝向所述第二侧壁的方向延伸的第一分隔壁；以及附接到所述第二侧壁并从所述第二侧壁沿朝向所述第一侧壁的方向延伸的第二分隔壁；其中所述第一分隔壁与所述第二分隔壁在垂直于所述分隔壁的方向上分隔开。

在一个实施例中，穿孔板在所述腔室中，其中所述穿孔板具有被构造成允许所述流体能够流过的多个开口。进一步，所述穿孔板被定向为基本上垂直于所述第二分隔壁，并且，所述穿孔板邻近所述流径延伸单元的出口侧。另外，所述穿孔板的所述多个开口的直径随着所述多个开口与所述流径延伸单元的出口侧的距离的增加而变化。例如，所述多个开口的直径沿着所述流径的长增加或减小。在一个实施例中，所述多个开口被构造成在所述腔室中提供基本上均匀的流体流动。所述穿孔板的所述多个开口中的相邻开口之间的距离沿着所述流径的长变化。

所述的外壳可进一步包括多个导向管，其中所述多个导向管中的每一个导向管被联接到所述穿孔板的所述多个开口中的相应一个开口。

在一个实施例中，所述外壳可包括邻近所述第一开口的阻挡单元，其中所述阻挡单元被构造成使流动通过所述第一开口的流体转向到所述流径中，并且，所述阻挡单元可与所述第一开口分开。进一步，所述第二开口包括位于所述侧壁的所述其中一个侧壁的下部中的槽或位于所述侧壁的所述其中一个侧壁中的多个开口。

根据本发明的各方面，提供一种固体氧化物燃料电池，其包括：外壳；容纳在所述外壳内的多个固体氧化物燃料电池；用于将燃料供应到所述多个固体氧化物燃料电池的燃料供应单元；用于将氧化剂供应到所述多个固体氧化物燃料电池的氧化剂供应单元；其中所述外壳包括：限定腔室的多个侧壁；在所述多个侧壁的其中一个侧壁中的第一开口，该第一开口被构造成允许流体能够进入所述腔室；在所述多个侧壁的其中一个侧壁中的第二开口，该第二开口被构造成允许所述流体能够离开所述腔室；以及在所述第一开口与所述第二开口之间以增加所述第一开口与所述第二开口之间的流径长度的流径延伸单元。

附图说明

附图和说明书描绘出本发明的示例性实施例，并和描述共同用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明实施例的SOFC外壳的示意性立体图。

图2为SOFC的示意性立体图，其描绘出图1的SOFC外壳中的流体流动。

图3为根据本发明另一实施例的SOFC外壳的示意性立体图。

图4为SOFC的示意性立体图，其描绘出图3的SOFC外壳中的流体流动。

图5为SOFC的示意性立体图，其描绘出在根据比较例的SOFC外壳中的流体流动。

图6A至6C分别为描绘出穿过图5的SOFC外壳中的三个平面的流体流速的图表。

图7为根据本发明又一实施例的SOFC外壳的示意性立体图。

图8为根据本发明又一实施例的SOFC外壳的示意性立体图。