用于电化学设备的介质输送结构的制作方法

文档序号:22400653发布日期:2020-09-29 18:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.电化学设备,所述电化学设备包括:

由多个沿堆垛方向(104)相继跟随的电化学单元(106)构成的堆垛,所述电化学单元分别包括电化学活性膜电极部件(110)、双极板(108)和密封部件(142);

至少一个介质通道(118),所述至少一个介质通道沿所述堆垛方向(104)延伸穿过所述电化学单元(106)中的多个电化学单元;

至少一个流场(120),来自所述介质通道(118)的介质能够通过所述至少一个流场横向于所述堆垛方向(104)从所述介质通道(118)流向另外的介质通道;以及

至少一个连接通道(128),所述流场(120)和所述介质通道(118)通过所述至少一个连接通道彼此处于流体连接中,

其中,所述连接通道(128)具有介质通道侧通口(176)和流场侧通口(184),所述介质通道侧通口沿所述流场(120)的周边方向(178)从第一介质通道侧边缘(180)延伸到第二介质通道侧边缘(182),并且所述流场侧通口沿所述流场(120)的周边方向(178)从第一流场侧边缘(186)延伸到第二流场侧边缘(188),

其特征在于,

所述流场侧通口(184)的第一流场侧边缘(186)相对于所述介质通道侧通口(176)的第一介质通道侧边缘(180)沿所述流场(120)的周边方向(178)远离所述流场侧通口(184)的第二流场侧边缘(188)地错开,

并且/或者

所述流场侧通口(184)的第二流场侧边缘(188)相对于所述介质通道侧通口(176)的第二介质通道侧边缘(182)沿所述流场(120)的周边方向(178)远离所述流场侧通口(184)的第一流场侧边缘(186)地错开。

2.根据权利要求1所述的电化学设备,其特征在于,与所述连接通道(128)的介质通道侧通口(176)相比,所述连接通道(128)的流场侧通口(184)具有更大的流体穿通面积。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电化学设备,其特征在于,所述连接通道(128)的流场侧通口(184)通入所述流场(120)的拐角区域(190)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学设备,其特征在于,所述介质通道侧通口(176)的第一介质通道侧边缘(180)通过第一边缘线(192)与所述流场侧通口(184)的第一流场侧边缘(186)连接,所述第一边缘线形成所述连接通道(128)的侧向的第一边界,并且所述介质通道侧通口(176)的第二介质通道侧边缘(182)通过第二边缘线(194)与所述流场侧通口(184)的第二流场侧边缘(188)连接,所述第二边缘线形成所述连接通道(128)的侧向的第二边界。

5.根据权利要求4所述的电化学设备,其特征在于,所述第一边缘线(192)和/或所述第二边缘线(194)阶梯式地构造。

6.根据权利要求5所述的电化学设备,其特征在于,所述连接通道(128)的能被穿流的横截面沿穿流方向阶跃式地改变。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的电化学设备,其特征在于,所述第一边缘线(192)包括第一介质通道侧边缘线区段(196)和第一流场侧边缘线区段(198),所述第一介质通道侧边缘线区段基本上垂直于所述流场(120)的周边方向(178)地伸离所述介质通道侧通口(176)的第一介质通道侧边缘(180),并且所述第一流场侧边缘线区段基本上垂直于所述流场(120)的周边方向(178)地伸离所述流场侧通口(184)的第一流场侧边缘(186),

并且/或者

所述第二边缘线(194)包括第二介质通道侧边缘线区段(202)和第二流场侧边缘线区段(204),所述第二介质通道侧边缘线区段基本上垂直于所述流场(120)的周边方向(178)地伸离所述介质通道侧通口(176)的第二介质通道侧边缘(182),并且第二流场侧边缘线区段基本上垂直于所述流场(120)的周边方向(178)地伸离所述流场侧通口(184)的第二流场侧边缘(188)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电化学设备,其特征在于,所述双极板(108)包括两个层(130、132),所述两个层在所述连接通道(128)的介质通道侧通口(176)和流场侧通口(184)的区域中至少区段式地彼此间隔开。

9.根据权利要求8所述的电化学设备,其特征在于,所述双极板(108)的层(130、132)沿接触平面(208)彼此贴靠,并且所述层(130、132)中的至少一个层具有:

与所述介质通道侧通口(176)的第一介质通道侧边缘(180)邻接的第一介质通道侧斜坡区域(210);

与所述流场侧通口(184)的第一流场侧边缘(186)邻接的第一流场侧斜坡区域(212);

与所述介质通道侧通口(176)的第二介质通道侧边缘(182)邻接的第二介质通道侧斜坡区域(214);

和/或

与所述流场侧通口(184)的第二流场侧边缘(188)邻接的第二流场侧斜坡区域(216),

其中,各自的斜坡区域(210、212、214、216)相对于所述接触平面(208)倾斜。

10.根据权利要求9所述的电化学设备,其特征在于,所述双极板(108)的一个层(130)具有至少一个与所述双极板(108)的另一层(132)的相对于所述接触平面(208)倾斜的斜坡区域(210、212、214、216)邻接在所述连接通道(128)的通口(176、184)的同一边缘(180、186、182、188)上的、相对于所述接触平面(208)倾斜的斜坡区域(210、212、214、216)。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的电化学设备,其特征在于,在所述双极板(108)的两个层(130、132)之间在所述连接通道(128)中布置有至少一个支撑元件(218)。


技术总结
一种电化学设备包括由多个电化学单元(106)构成的堆垛、至少一个沿堆垛方向(104)延伸的介质通道(118)、至少一个使介质能够通过其横向于堆垛方向从介质通道流向另外的介质通道的流场(120)以及至少一个使流场(120)和介质通道(118)通过其彼此处于流体连接中的连接通道(128、138),其中,连接通道(128、138)具有介质通道侧通口(176)和流场侧通口(184),介质通道侧通口沿流场(120)的周边方向(178)从第一介质通道侧边缘(180)延伸到第二介质通道侧边缘(182),流场侧通口沿周边方向(178)从第一流场侧边缘(186)延伸到第二流场侧边缘(188),在该电化学设备中能够实现穿过连接通道的流体介质的大体积流量,为了提供这种电化学设备,本发明提出:使其中至少一个流场侧边缘相对于其中一个介质通道侧边缘沿周边方向分别远离另外的流场侧边缘地错开。

技术研发人员:于尔根·克拉夫特;曼努埃尔·莫尔科斯
受保护的技术使用者:爱尔铃克铃尔股份公司
技术研发日:2019.02.08
技术公布日:2020.09.29
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