全文摘要
本实用新型公开了一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，包括水腔、空气腔、氢气腔及两块分配腔法兰，所述分配腔法兰上沿其长度方向并排设有多个通孔，所述水腔、空气腔和氢气腔均包括第一腔体和第二腔体，第一腔体底部设有进口，两侧对称开设有出口，所述第二腔体的两端口分别与第一腔体两侧出口和分配腔法兰上的对应通孔连通。本实用新型的用于燃料电池流体进出口分配腔总成，将多个单堆流体腔集成为一个整体，结构紧凑，精简了产品体积，且组成各个分腔的流体通道形状和尺寸大小均不一样，通过相关的数值仿真计算优化设计出了最优的流体通道，使得进入电堆反应物的最佳流量、温度、压力等参数达到最优，提高了电堆的发电效率。
主设计要求
1.一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：包括水腔、空气腔、氢气腔及两块分配腔法兰，所述分配腔法兰上沿其长度方向并排设有多个通孔，所述水腔、空气腔和氢气腔均包括第一腔体和第二腔体，第一腔体底部设有进口，两侧对称开设有出口，所述第二腔体的两端口分别与第一腔体两侧出口和分配腔法兰上的对应通孔连通。
设计方案
1.一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：包括水腔、空气腔、氢气腔及两块分配腔法兰，所述分配腔法兰上沿其长度方向并排设有多个通孔，所述水腔、空气腔和氢气腔均包括第一腔体和第二腔体，第一腔体底部设有进口，两侧对称开设有出口，所述第二腔体的两端口分别与第一腔体两侧出口和分配腔法兰上的对应通孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：所述分配腔法兰上的通孔相邻的三个设为一组，每组的三个通孔的尺寸依次与水腔、空气腔和氢气腔的第二腔体的端口内壁尺寸相对应。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：所述第一腔体上部为长方体形，下部为圆锥体形，长方体形与圆锥体形相连通，长方体形两侧对称开设有出口，圆锥体形底端开设有进口，进口处可拆卸的固定连接有竹节。
4.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：所述空气腔和氢气腔的第二腔体均为Z字形结构，所述水腔的第二腔体为直线形结构。
5.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：所述水腔、空气腔和氢气腔的空腔尺寸各不相同。
6.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：所述第二腔体包括四个，分为上下两组对称固设于第一腔体的两侧，所述分配腔法兰上的通孔设有六个，分为上下两组。
7.根据权利要求6所述的一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，其特征在于：所述水腔设于空气腔与氢气腔之间，水腔、空气腔和氢气腔同侧的每组第二腔体互相交错叠加，并分别与分配腔法兰上同一组的三个通孔对应连通。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及燃料电池结构领域，具体涉及一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成。
背景技术
大功率燃料电池发动机包含多个单堆，而每个单堆有独立的水、氢、空三腔进出口，大功率燃料电池系统需要将多个单堆的三腔分别集成为整个系统的进出口三腔，在单堆三腔集成过程中还要考虑到各自流道的流体流速、压降、温度等性能要求，使电堆的输出功率最大化。而现有技术在电堆三腔的集成过程中不能很好的控制住进堆反应的流体流速、压降、温度等的控制要求，从而达不到整个电堆在进行电化学反应发电的过程中对三腔流体的流量、压降、温度等的要求指标，导致整个系统的发电效率降低。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，将多个单堆流体腔集成为一个整体，且组成各个分腔的流体通道形状不一样，使得进入电堆反应物的最佳流量、温度、压力等参数达到最优，提高了电堆的发电效率。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，包括水腔、空气腔、氢气腔及两块分配腔法兰，所述分配腔法兰上沿其长度方向并排设有多个通孔，所述水腔、空气腔和氢气腔均包括第一腔体和第二腔体，第一腔体底部设有进口，两侧对称开设有出口，所述第二腔体的两端口分别与第一腔体两侧出口和分配腔法兰上的对应通孔连通。
作为上述方案的优选，所述分配腔法兰上的通孔相邻的三个设为一组，每组的三个通孔的尺寸依次与水腔、空气腔和氢气腔的第二腔体的端口内壁尺寸相对应。
作为上述方案的优选，所述第一腔体上部为长方体形，下部为圆锥体形，长方体形与圆锥体形相连通，长方体形两侧对称开设有出口，圆锥体形底端开设有进口，进口处可拆卸的固定连接有竹节。
作为上述方案的优选，所述空气腔和氢气腔的第二腔体均为Z字形结构，所述水腔的第二腔体为直线形结构。
作为上述方案的优选，所述水腔、空气腔和氢气腔的空腔尺寸各不相同。
作为上述方案的优选，所述第二腔体包括四个，分为上下两组对称固设于第一腔体的两侧，所述分配腔法兰上的通孔设有六个，分为上下两组。
作为上述方案的优选，所述水腔设于空气腔与氢气腔之间，水腔、空气腔和氢气腔同侧的每组第二腔体互相交错叠加，并分别与分配腔法兰上同一组的三个通孔对应连通。
由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的用于燃料电池流体进出口分配腔总成，将多个单堆流体腔集成为一个整体，结构紧凑，精简了产品体积，且组成各个分腔的流体通道形状和尺寸大小均不一样，通过相关的数值仿真计算优化设计出了最优的流体通道，使得进入电堆反应物的最佳流量、温度、压力等参数达到最优，提高了电堆的发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1、图2为本实用新型的整体结构示意图；
图3为本实用新型分配腔法兰的结构示意图；
图4至图6为本实用新型水腔一的结构示意图；
图7、图8为本实用新型水腔二的结构示意图；
图9为本实用新型水腔竹节的结构示意图；
图10至图12为本实用新型空气腔一的结构示意图；
图13至图15为本实用新型空气腔二的结构示意图；
图16至图18为本实用新型空气竹节的结构示意图；
图19至图21为本实用新型氢气腔一的结构示意图；
图22、图23为本实用新型氢气腔二的结构示意图；
图24为本实用新型氢气竹节的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图24所示，本实施例提供一种用于燃料电池流体进出口分配腔总成，包括水腔、空气腔、氢气腔及两块分配腔法兰4，水腔、空气腔和氢气腔的底部均设有进口，两侧对称开设有出口，所述分配腔法兰4上沿其长度方向并排设有多个通孔，且相邻的三个通孔设为一组，每组的三个通孔的尺寸依次与水腔、空气腔和氢气腔的出口内壁尺寸相对应。
所述水腔包括水腔一11和水腔二12，水腔一11的上部为长方体形，下部为圆锥体形，长方体形与圆锥体形相连通，长方体形两侧对称开设有出水口111，圆锥体形的底端开设有进水口112，进水口112处可拆卸的固定连接有水腔竹节13；水腔二12对称固设于水腔一11的两侧，水腔二12的两端口121分别与水腔一11的出水口111和分配腔法兰4上的对应通孔41相连通，水腔二12为直线形结构。
所述空气腔包括空气腔一21和空气腔二22，空气腔一21的上部为长方体形，下部为圆锥体形，长方体形与圆锥体形相连通，长方体形两侧对称开设有空气出口211，圆锥体形的底端开设有空气进口212，空气出口211处可拆卸的固定连接有空气腔竹节23；空气腔二22对称固设于空气腔一21的两侧，空气腔二22的两端口221分别与空气腔一21的空气出口211和分配腔法兰4上的对应通孔42相连通，空气腔二22为Z字形结构。
所述氢气腔包括氢气腔一31和氢气腔二32，氢气腔一31的上部为长方体形，下部为圆锥体形，长方体形与圆锥体形相连通，长方体形两侧对称开设有氢气出口311，圆锥体形的底端开设有氢气进口312，氢气出口311处可拆卸的固定连接有氢气腔竹节33；氢气二32对称固设于氢气腔一31的两侧，氢气腔二32的两端口322分别与氢气腔一31的氢气出口311和分配腔法兰4上的对应通孔43相连通，氢气腔二32为Z字形结构。
本实施例中，以四组电堆为基准，水腔二12、空气腔二22和氢气腔二32均设有四个，分为上下两组对称固设于第一腔体的两侧，所述分配腔法兰4上的通孔设有六个，也分为上下两组，每组的三个通孔的尺寸依次与水腔二12、空气腔二22和氢气腔二32的第二腔体的端口内壁尺寸相对应。在固定连接时，水腔设于空气腔与氢气腔之间，同一侧的每组的水腔二12、空气腔二22和氢气腔32互相交错叠加，并分别与分配腔法兰4上同一组的三个通孔41、42、43对应连通。
水、空气和氢气分别从水腔一11、空气腔一21和氢气腔一31底端的竹节进入，水腔一11、空气腔一21和氢气腔一31分别将进入其内部的流体分配成四路管线，通过两侧的四个水腔二12、空气腔二22和氢气腔二32传输至分配腔法兰4，并通过分配腔法兰4上的通孔分别送入四组电堆。
本实施例中，水腔、空气腔和氢气腔的空腔尺寸各不相同。通过数值仿真计算，优化设计了各个流道参数，设计出了最优的流体通道尺寸，使得进入电堆反应物的最佳流量、温度、压力等参数达到最优，提高了电堆的发电效率。
水腔一11的上部长方体形的长为80mm，宽为80mm，高为103mm，下部圆锥体形高度为40mm，圆锥体形的底端直径为50mm，水腔一11上部两侧的出水口111长为21.7mm，宽为10.3m，位于上方的出水口111中心线至水腔一11的距离为118.6mm。水腔二12长为65mm，宽为32.1mm，高为12.7mm，水腔二12两端口的内壁尺寸与出水口111尺寸相同。水腔竹节13呈阶梯状，上端直径为50mm，下端直径为52mm，水腔竹节13高为102mm。
空气腔一21的上部长方体形的长为80mm，宽为80mm，高为113mm，下部圆锥体形高度为40mm，圆锥体形的底端直径为50mm，空气腔一21上部两侧的空气出口211长为37.6mm，宽为12.6mm，同一侧上下两个空气出口中心线之间的距离为63.9mm，位于下方的空气出口中心线至长方体形底端距离为17.5mm。空气腔二22长为130mm，宽为65mm，高为15mm，与空气腔一21连通的端口内壁尺寸与空气出口211尺寸相同，与分配腔法兰4连通的端口内壁尺寸长为29.8mm，宽为12.6mm。空气腔竹节23呈阶梯状，上端直径为50mm，下端直径为52mm，空气腔竹节23高为80mm。
氢气腔一31的上部长方体形的长为60mm，宽为60mm，高为92.4mm，下部圆锥体形高度为30mm，圆锥体形的底端直径为25mm，氢气腔一31上部两侧的氢气出口311长为29.7mm，宽为8.1mm，同一侧上下两个氢气出口中心线之间的距离为63.9mm，位于下方的氢气出口中心线至长方体形底端距离为8.2mm。氢气腔二22长为112.2mm，宽为75mm，高为10.5mm，氢气腔二22两端口的内壁尺寸与氢气出口211尺寸相同。氢气腔竹节23呈阶梯状，上端直径为50mm，下端直径为52mm。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920740615.6
申请日:2019-05-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209592195U
授权时间:20191105
主分类号:H01M 8/04082
专利分类号:H01M8/04082;H01M8/04298;H01M8/0258
范畴分类:38G;
申请人:武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司
第一申请人:武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司
申请人地址:430000 湖北省武汉市武汉经济技术开发区神龙大道18号太子湖文化数字创意产业园创谷启动区B4001号
发明人:王中国;江洪春;董志亮;于强;秦连庆;唐廷江
第一发明人:王中国
当前权利人:武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司
代理人:王秀丽
代理机构:11335
代理机构编号:北京汇信合知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计