[发明专利]SOFC微管电堆

说明书

本发明涉及一种SOFC微管电堆，特点是包括保温外壳、电池组件、保温内壳、燃料分配组件、阴极空气换热器、电子脉冲点火器、第一及第二保温模块；第二保温模块与保温内壳配合形成燃烧室；第一保温模块与第二保温模块之间形成阴极工作室，电池组件位于阴极工作室中，阴极工作室上设有第一通气孔；保温内壳与保温外壳配合形成形成第一环形空气隔热流道及第二环形空气隔热流道；保温外壳上设有空气进气口及尾气出气口，燃料分配组件的出气口与电池组件的燃料输入端连通；阴极空气换热器设在燃烧室中，阴极空气换热器的出气口与阴极工作室连通；电子脉冲点火器的点火端位于燃烧室中。其具有便于温度控制、燃烧完全，减少废气排放及电堆结构紧凑等优点。

技术领域

本发明涉及一种SOFC微管电堆。

背景技术

目前，燃料电池是一种无需经过燃烧过程直接将燃料的化学能转化为电能的高效、清洁发电技术。在多种燃料电池技术中最前沿的是固体氧化物燃料电池（SOFC），除了使用氢气燃料外，它还可以直接使用煤气、天然气、生物质气等各种多组分燃料，燃料适应性广，很容易与现有能源供应系统兼容；同时SOFC具有更高的发电效率，SOFC一次发电效率约45%~60%，热电联供总效率90%；SOFC具有全固态结构，运行寿命长，SOFC目前的使用寿命约8万小时左右。SOFC单电池存在三种不同的技术形态：平板式、管式及板管式，这三种技术形态其工作原理基本相同，但由于其物理结构的变化导致性能差异化；管式可以理解为是将平板卷成筒状，而板管式可以理解为多个管并排在一起。本发明是针对管式技术形态提出的SOFC电池组合技术创新；当今管式技术存在几大难题，其中密封问题、燃料预热问题、热量散失问题及温度调节等是管式技术存在的技术难点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种燃烧室与阴极工作室，便于温度控制；阴极工作室形成相对燃烧室的的正向气压，阴极工作室中的余气向燃烧室提供助燃从而避免燃烧室燃烧不足产生有害废气；利用较比管式单电池管的管径更小的刚玉管作为进气预热管，利用温度降温梯度自然预热燃料；单式管电池工作后的残余燃料通过尾气燃烧管排出至燃烧室中并在燃烧室中燃烧，避免残余燃料直接排出；第一环形隔热流道及第二环形隔热流道起到隔热保温的同时又是空气温度调节的换热层，提高了电堆的空间利用率，电堆结构紧凑的SOFC微管电堆。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种SOFC微管电堆，包括：

电池组件、保温内壳、第一保温模块及第二保温模块；所述电池组件的燃料输入端部嵌于第一保温模块中，电池组件的尾气输出端嵌于第二保温模块中；所述第二保温模块固定在保温内壳中并密封配合，第二保温模块的左端面与保温内壳的内壁围合形成燃烧室，在所述燃烧室的侧壁上设有一个以上的第二通气孔，在第二保温模块上设有一个以上第三通孔；所述第一保温模块固定在保温内壳的开口处并密封配合，在保温内壳内位于第一保温模块与第二保温模块之间形成阴极工作室，所述阴极工作室通过第三通孔与燃烧室连通，电池组件位于阴极工作室中，在阴极工作室的侧壁上设有一个以上的第一通气孔；

保温外壳；所述保温内壳设在保温外壳中且间隙配合，在所述保温外壳的中部设有环形凸台，环形凸台与保温内壳的外壳相抵靠从而形成第一环形空气隔热流道及第二环形空气隔热流道；所述第一环形空气隔热流道环抱在阴极工作室，所述第一通气孔使阴极工作室与第一环形空气隔热流道连通；所述第二环形空气隔热流道环抱燃烧室，所述第二通气孔使燃烧室与第二环形空气隔热流道连通；在所述保温外壳上设有空气进气口及尾气出气口，所述空气进气口与第一环形空气隔热流道连通，所述尾气出气口与第二环形空气隔热流道连通；

燃料分配组件；所述燃料分配组件的进气口与外界燃料连通，燃料分配组件的出气口与电池组件的燃料输入端连通从而使燃料进入电池组件中；

阴极空气换热器；所述阴极空气换热器设在燃烧室中，阴极空气换热器的进气口与外界连通，阴极空气换热器的出气口与阴极工作室连通；以及

电子脉冲点火器；所述电子脉冲点火器的点火端位于燃烧室中从而点燃燃烧室中的燃料。