[实用新型]燃料电池电堆进出口结构

说明书

本实用新型提供了一种燃料电池电堆进出口结构，它解决了燃料电池管路交接处湍流等问题，其设置在燃料电池电堆端部的端板体上，端板体上设有若干分别与燃料电池电堆内部的非圆形截面管路一一对应且相互连通的端板孔，本结构包括通过安装固定组件设置在端板体远离燃料电池电堆一侧的进出口接口模块，进出口接口模块内开有若干贯通进出口接口模块的变截面通道，变截面通道一端为进口，且变截面通道的进口和端板孔外形一致且相互连通，另一端为出口且变截面通道的出口为锥螺纹螺口，且变截面通道的出口螺纹连接有进出口接头，进出口接头远离进出口接口模块的一端与流体快速插头螺纹连接。本实用新型具有变径平稳，密封性好等优点。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池电堆进出口结构。

背景技术

目前燃料电池电堆包括至少六个进出口：分别为氢气、空气及冷却水的进口和出口，一般采用软管连接对应的进口和出口。应燃料电池电堆设计限制(为最大化电堆内部公用通道截面，通道截面方形结构或其它异形结构，非圆形结构)，燃料电池电堆内部公用通道为非圆形截面，为与外界连接，需要将非圆形截面变径为圆形截面通道，便于与管路连接。市面上许多燃料电池电堆变径方案有多种，包括在绝缘层/绝缘板上变径；在端板上变径；在进出口管接头变径或管路变径。在绝缘板及端板上变径时，需增加部件厚度。若厚度不够，变径截面变窄，造成流体局部喘流现象，局部压力急速上升，亦会造成局部流体产生噪音。除此之外，管路插接时保证密封性的同时需方便更换，常规管路连接方式不便拔插。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种可快速热插拔电堆结构[201220002006.9]，其包括燃料流道进口快速连接公头，冷却液流道出口快速连接公头，空气流道出口快速连接公头，燃料流道出口快速连接公头，冷却液流道进口快速连接公头和空气流道进口快速连接公头分别与相对应的安装在辅助系统管路上的燃料流道进口快速连接母头，冷却液流道出口快速连接母头，空气流道出口快速连接母头，燃料流道出口快速连接母头，冷却液流道进口快速连接母头，空气流道进口快速连接母头快速装卸连接。

上述方案在一定程度上解决了燃料电池管路接头拔插不便的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如接头处变径幅度过大导致的湍流等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，变径平稳的燃料电池电堆进出口结构。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本燃料电池电堆进出口结构，设置在燃料电池电堆端部的端板体上，端板体上设有若干分别与燃料电池电堆内部的非圆形截面管路一一对应且相互连通的端板孔，且端板孔与非圆形截面管路横截面相适配，本结构包括通过安装固定组件设置在端板体远离燃料电池电堆一侧的进出口接口模块，进出口接口模块内开有若干贯通进出口接口模块的变截面通道，变截面通道一端为进口，且变截面通道的进口和端板孔外形一致且相互连通，另一端为出口且变截面通道的出口为锥螺纹螺口，且变截面通道的出口螺纹连接有进出口接头，进出口接头远离进出口接口模块的一端与流体快速插头螺纹连接。通过在端板体上增加进出口接口模块，进出口接口模块内的变截面通道便于流体在燃料电池电堆与管路之间平稳传递，避免因变径过大导致的局部喘流现象。

在上述的燃料电池电堆进出口结构中，安装固定组件包括开在端板体的端板孔处的凹槽，进出口接口模块底部连接有插接部，进出口接口模块的插接部通过焊接或粘接固定卡接在凹槽内。进出口接口模块底部焊接或粘接在端板体的凹槽中，避免进出口接口模块与端板体错位脱落。

在上述的燃料电池电堆进出口结构中，端板体的凹槽底部开有密封槽，密封槽内填有密封圈，进出口接口模块的插接部底面与密封圈和凹槽底面贴合压紧。密封圈将进出口接口模块与凹槽之间的缝隙封闭，避免变截面通道封闭时流体泄漏。