[发明专利]一种具有交差-并流-对流综合优化特征的燃料电池堆

摘要

本发明公开了一种具有交差‑并流‑对流综合特征的燃料电池堆，包括：燃料入、出口主管道，两组空气入、出口主管道流道，电堆顶盖，电池单元，连接件，底盖。所述设计燃料出、入口主管道和空气出、入口主管道分别安置在不同的侧边，燃料侧使用并行蛇形流道，空气侧采用离散柱状直线流道，从而形成燃料与空气间的并流和对流综合流动模式。两组空气主管道对向安置，第一组空气主管道给单数层燃料电池单元供气，第二组空气主管道给双数层电池单元供气，相邻电池单元间相对流动，同时第一组空气入(出)主管道与第二组空气出(入)主管道交替排列，保证良好热量交换。除顶盖外，电堆中所有连接件结构完全一致，从而兼顾性能提升和加工简化要求。

主权项

1.一种具有交差‑并流‑对流综合优化特征的燃料电池堆，其特征在于：包括顶盖、底盖、及位于顶盖和底盖之间堆叠的若干板状的SOFC电池单元；两个相邻的SOFC电池单元之间均夹有一个连接件，其中连接件按照自上而下计数的单数及双数将连接件分为单数层连接件及双数层连接件；所述顶盖上设有燃料出口主管道、燃料入口主管道、第一空气流道入口主管道、第一空气流道出口尾气主管道、第二空气流道入口主管道、第二空气流道出口尾气主管道；所述顶盖的下表面布置有燃料流道，该燃料流道的两端分别连通燃料出口主管道、燃料入口主管道；所述燃料出口主管道、燃料入口主管道分别设置在顶盖两端，所述第一空气流道入口主管道及第二空气流道出口尾气主管道位于顶盖一侧，而第二空气流道入口主管道、第一空气流道出口尾气主管道位于顶盖另一侧；所述SOFC电池单元的上表面为阳极，而下表面为阴极；所述每一个连接件的下表面为阳极流道，与SOFC电池单元上表面的阳极对应；每一个连接件的上表面为空气流道，与SOFC电池单元下表面的阴极对应；且每一个连接件上均具有连通燃料出口主管道的燃料出口、连通燃料入口主管道的燃料入口，且燃料入口及燃料出口均与阳极流道连通；所述单数层连接件上设有与第一空气流道入口主管道及单数层连接件上空气流道同时连通的第一空气入口、与第一空气流道出口尾气主管道及单数层连接件上空气流道同时连通的第一尾气出口、与第二空气流道入口主管道连通的第三空气入口、与第二空气流道出口尾气主管道连通的第三尾气出口；且第三空气入口、第三尾气出口均不与单数层连接件上空气流道连通；所述双数层连接件上设有与第二空气流道入口主管道及双数层连接件上空气流道同时连通的第二空气入口、与第二空气流道出口尾气主管道及双数层连接件上空气流道同时连通的第二尾气出口、与第一空气流道入口主管道连通的第四空气入口、与第一空气流道出口尾气主管道连通的第四尾气出口；且第四空气入口、第四尾气出口均不与双数层连接件上空气流道连通。