[发明专利]使用空气分布装置的改进的燃料电池堆流动罩气流

摘要

本发明公开了一种改进的燃料电池堆组件和燃料电池堆组件的操作方法，具体的涉及改进的气流和热操纵。

主权项

一种中温固体氧化物燃料电池堆组件，包括：(i)底板；(ii)罩，所述罩密封地连接到所述底板，并在所述底板与所述罩之间限定罩容积；(iii)至少一个中温固体氧化物燃料电池堆，所述至少一个中温固体氧化物燃料电池堆安装在所述底板上并被所述罩包围；(iv)至少一个气体入口，所述至少一个气体入口限定进入所述罩容积内的至少一个气体进入点；和(v)预加热器，所述预加热器位于所述罩容积外，与氧化剂源和所述至少一个气体入口流体连通，并且适于通过所述气体入口将氧化剂从所述氧化剂源供应到所述罩容积，每一个燃料电池堆包括至少三个燃料电池堆层，每一个燃料电池堆层包括至少一个中温固体氧化物燃料电池，每一个燃料电池限定氧化剂入口端和排出氧化剂出口端，所述至少一个燃料电池堆具有：(a)至少一个开口歧管式气体入口，所述至少一个开口歧管式气体入口限定所述至少一个燃料电池堆的开口歧管端部；和(b)至少一个内部成歧管形式的气体出口，进入到所述罩容积中的所述至少一个气体进入点被定位成远离所述至少一个燃料电池堆的所述开口歧管端部，使得使用中的氧化剂通过所述至少一个气体入口进入所述罩容积，并绕着所述至少一个燃料电池堆的外部前进到所述至少一个开口歧管式气体入口，在所述氧化剂进入到所述开口歧管式气体入口之前，直接热传递发生在所述氧化剂与所述燃料电池堆层的外表面之间，所述预加热器构造成使得来自所述氧化剂源的使用中的氧化剂被加热，并且所述氧化剂在所述燃料电池的最靠近所述至少一个开口歧管式气体入口的入口端处在使用操作温度以下不超过100℃的温度下，通过所述至少一个气体入口被供应给所述罩容积，其中，所述至少一个中温固体氧化物燃料电池堆限定从最靠近所述底板的燃料电池堆层到最远离所述底板的燃料电池堆层测量的高度X，并且其中，所述至少一个气体进入点位于最靠近所述底板的所述燃料电池堆层上方的高度Y处，其中，0.25X≤Y≤0.75X。