专利名称：增进主流道气体分布均匀的燃料电池电堆结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，特别是涉及一种应用于提高燃料气体分布均勻性的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构。
背景技术：
燃料电池是一种利用电化学反应的发电装置，其藉由通入燃料气体与空气并将其化学能转换为电能，以得到电流及水。由于燃料电池具有高发电量和对人体及环境伤害低等特性，因此是众所瞩目的新一代替代能源。图1为现有习知高流速燃料气体进入主流道31的气流分布示意图。如图1所示，燃料电池电堆结构100是由多个电池单元11堆叠所组成，每一电池单元11分别拥有其独立的气体流道。当多个电池单元11组成燃料电池电堆结构100，便会形成二个主流道31、32及多个分流道33，而主流道31、32分别是燃料气体进出燃料电池电堆结构100的主要气体流道，故可区分为进气主流道31 (图示内箭头方向即为燃料气体输入方向)及出气主流道32，而燃料气体由进气主流道31进入后，可再藉由分流道33分别进入各个电池单元11内部，以进行电化学反应。因为大功率的燃料电池电堆结构100需导入大流量的燃料气体，所以易造成气体流速快并产生高流速气流，尤其是燃料气体刚由进气主流道31流入时，在进气主流道31的进气端容易产生涡流40而造成负压，使得位于进气端附近的电池单元11内部的燃料气体被抽回，并造成燃料气体无法有效地进入这些电池单元11内，而使得电池单元11的发电效率降低。此外，燃料气体进入进气主流道31端部的流速越快，产生的涡流40范围也越大， 对电池单元11发电效率的影响也就越显著，此种因为涡流40导致进气主流道31气体分布不均勻的情形，除了影响进气端附近的电池单元11的发电效率外，进一步也降低整体燃料电池电堆结构100的性能。由此可见，上述现有的燃料电池电堆结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的燃料电池电堆结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，能够改进一般现有的燃料电池电堆结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的燃料电池电堆结构存在的缺陷，而提供一种新型的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，所要解决的技术问题是使其利用在进气主流道的进气端设置去涡流单元，以有效降低涡流造成燃料气体于进气主流道内分布不均勻的情形，并提升燃料电池电堆结构整体的发电效能，非常适于实用。本发明的另一目的在于，提供一种新型的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，所要解决的技术问题是使其在进气主流道的进气端设置多个假电池，利用假电池取代部分电池单元，以减少燃料气体不均勻分布对这些电池单元发电效率的影响，从而更加适于实用。本发明的再一目的在于，提供一种新型的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，所要解决的技术问题是使其于进气主流道的进气口处设置具有多个开孔的挡板， 以利用开孔消弭涡流的发生，进而避免涡流造成燃料电池发电效率降低，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，设置于该电堆本体内且位于该进气主流道的进气端。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其中所述的去涡流单元由至少一假电池所组成，又该假电池与该些电池单元结合为一体。前述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其中所述的去涡流单元为一挡板，该挡板设置于该进气主流道的进气口处，且该挡板具有多个开孔。前述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其中所述的挡板为一金属棉。前述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其中所述的该些开孔于该挡板内形成一蜂巢状结构。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，由至少一假电池所组成，又该假电池与该些电池单元结合为一体，且该假电池设置于该进气主流道的进气端。本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，其为一挡板，该挡板设置于该进气主流道的进气口处，且该挡板具有多个开孔。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其中所述的挡板为一金属棉。前述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其中所述的该些开孔于该挡板内形成一蜂巢状结构。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，设置于电堆本体内且位于进气主流道的进气端。为达上述功效，本发明又提供一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，由至少一假电池所组成，又假电池与此些电池单元结合为一体，且假电池设置于进气主流道的进气端。为达上述功效，本发明再提供一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，其为一挡板，挡板设置于进气主流道的进气口处，且挡板具有多个开孔。借由上述技术方案，本发明增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构至少具有下列优点及有益效果—、利用去涡流单元可避免高流速燃料气体进入时，涡流状况的发生，进而提升进气主流道的燃料气体的分布均勻性。二、提升燃料气体进气的均勻性，可相对避免进气端附近的电池单元发电效率的降低，进而增加大功率燃料电池电堆结构的性能。为了使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点。综上所述，本发明是有关于一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构， 其包括电堆本体；以及去涡流单元。电堆本体是由多个电池单元所组成且具有进气主流道，以作为导入燃料气体之用。去涡流单元设置于电堆本体内，且位于进气主流道的进气端，用以提高燃料气体进入电池单元的均勻度，进而提升燃料电池电堆结构整体的发电效率。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1为现有习知高流速燃料气体进入进气主流道的气流分布示意图。图2为本发明的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构的第一实施态样的示意图。图3为本发明的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构的第二实施态样的示意图。图4为本发明的一种挡板内的蜂巢状结构的示意图。100、200 燃料电池电堆结构10 电堆本体
11:电池单元20 去涡流单元20a:假电池 20b:挡板21 开孔31 进气主流道32:出气主流道33 分流道40 涡流
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。图2为本发明的增进主流道31气体分布均勻的燃料电池电堆结构200的第一实施态样的示意图。图3为本发明的增进主流道31气体分布均勻的燃料电池电堆结构200 的第二实施态样的示意图。图4为本发明的一种挡板20b内的蜂巢状结构的示意图。如图2及图3所示，本实施例为一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构200，其包括一电堆本体10 ；以及一去涡流单元20。电堆本体10是由多个电池单元11所组成，其中每一电池单元11皆拥有独立的气体流道，并且当多数个电池单元11堆叠结合后，便形成一进气主流道31、一出气主流道32 及多个分流道33，其中主流道31、32是燃料气体进出电堆本体10的主要流道(图示内箭头方向即为燃料气体输入方向)，而多个分流道33则藉由与进气主流道31的连接，而将燃料气体导入至每一电池单元11，以进行电化学反应并产生电能。去涡流单元20设置于电堆本体10内，为避免燃料气体高速流入进气主流道31时产生涡流40，故装设于进气主流道31的进气端。其中去涡流单元20可为被动地等待气流达稳定状态，如将会产生涡流40附近的的电池单元11改以假电池20a取代，以减缓涡流40 对进气端附近的电池单元11影响。此外，去涡流单元20也可主动地整流气体流向，避免涡流40产生的可能性，如利用具有多个开孔21的挡板20b，用以破坏气流的流向以防止涡流 40的产生。以下即详述去涡流单元20应用于实施例中的第一实施态样及第二实施态样。<第一实施态样>如图2所示，本实施态样中去涡流单元20是由至少一假电池20a所组成，且假电池20a与电池单元11结合为一体，以成为电堆本体10的一部份，并设置于进气主流道31 的进气端。其中可依照涡流40产生的范围放置足够数量的假电池20a，以使得涡流40仅发生在假电池20a附近，并且让流经电池单元11的燃料气体是均勻分布于进气主流道31的，因此假电池20a的设置，使涡流40发生时导致的燃料气体分布不均勻性，不致于影响到进气端附近电池单元11的发电效率。本实施态样遂采用假电池20a作为去涡流单元20，在涡流40发生的进气端，利用假电池20a取代电池单元11，以减少燃料气体不均勻分布对电池单元11发电效率的影响。<第二实施态样> 如图3及图4所示，本实施态样中去涡流单元20是具有多个开孔21的一挡板20b。 挡板20b设置于进气主流道31的进气口处，并且挡板20b可为一金属棉，而金属棉正是一种多孔性的金属制品。此外，如图4所示挡板20b的开孔21也可于挡板20b内形成一蜂巢状结构。无论是金属棉或具有蜂巢状结构开孔21的挡板20b，其挡板20b的功效都是为整流燃料气体的流向，以避免涡流40形成于进气主流道31的进气口处的可能性，因此可依据不同电堆本体10的设计使用不同厚度及不同开孔率的挡板20b。于本实施态样采用具有多个开孔21的挡板20b作为去涡流单元20，以使得燃料气体流经挡板20b后，其气体流向可被调整，进而避免涡流40的发生，以均勻化进气主流道 31内燃料气体的分布。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，设置于该电堆本体内且位于该进气主流道的进气端。
2.根据权利要求1所述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其中所述的去涡流单元由至少一假电池所组成，又该假电池与该些电池单元结合为一体。
3.根据权利要求1所述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其中所述的去涡流单元为一挡板，该挡板设置于该进气主流道的进气口处，且该挡板具有多个开孔。
4.根据权利要求3所述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其中所述的挡板为一金属棉。
5.根据权利要求3所述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其中所述的该些开孔于该挡板内形成一蜂巢状结构。
6.一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，由至少一假电池所组成，又该假电池与该些电池单元结合为一体，且该假电池设置于该进气主流道的进气端。
7.一种增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其包括一电堆本体，由多个电池单元所组成并具有一进气主流道；以及一去涡流单元，其为一挡板，该挡板设置于该进气主流道的进气口处，且该挡板具有多个开孔。
8.根据权利要求7所述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其中所述的挡板为一金属棉。
9.根据权利要求7所述的增进主流道气体分布均勻的燃料电池电堆结构，其特征在于其中所述的该些开孔于该挡板内形成一蜂巢状结构。
全文摘要
本发明是有关于一种增进主流道气体分布均匀的燃料电池电堆结构，其包括电堆本体；以及去涡流单元。电堆本体是由多个电池单元所组成且具有进气主流道，以作为导入燃料气体之用。去涡流单元设置于电堆本体内，且位于进气主流道的进气端，用以提高燃料气体进入电池单元的均匀度，进而提升燃料电池电堆结构整体的发电效率。
文档编号H01M8/04GK102195061SQ20101013939
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者吴启斌, 周泊贤 申请人:中兴电工机械股份有限公司