[發明專利]包括自支撐聚合物材料襯里的燃料電池歧管組件

在審

• 申請號: 201780051646.4
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN109891650A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: T.W.小帕特森;K.H.里奇維;C.V.諾里;E.J.奧布里恩
• 申請（專利權）人: 斗山燃料電池美國股份有限公司
• 主分類號: H01M8/2485
• 分類號: H01M8/2485;H01M8/086
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;李雪瑩

燃料電池歧管裝置的說明性示例實施例包括自支撐聚合物材料襯里主體，其包括大致平面的主壁和多個側壁。側壁分別大致垂直地從主壁延伸。主壁和側壁上的內表面共同限定腔體。主壁具有一長度和小于該長度的寬度。主壁包括沿主壁在寬度方向上定位的多個肋。該肋在長度方向上彼此間隔開。肋允許襯里主體的一定程度的熱膨脹。

背景技術

燃料電池裝置基于電化學反應提供電力。一些燃料電池布置使用磷酸作為電解質。這種燃料電池通常被稱為磷酸燃料電池（PAFC）。

燃料電池發電廠通常包括具有多個燃料電池的電池堆組件。歧管可以沿著電池堆組件的至少一側定位，以便將反應物引導到燃料電池。在一些PAFC中，歧管是碳鋼并且必須受保護以免受磷酸的影響。常見的方法包括用全氟烷氧基聚合物樹脂（PFA）涂層來靜電涂覆歧管盤。雖然這種涂層提供了有用的酸屏障并且用作金屬歧管盤上的介電屏障，但是利用這種涂層會產生額外的費用。通常需要多個涂覆和燒結步驟來形成足夠厚以成為有效屏障的涂層。

在美國專利號6,245,454中建議了替代性方法。根據該文獻，樹脂片可定位在歧管盤的內部，而不是將涂層施加到盤。該方法并非沒有困難，因為安裝技術可能很麻煩，并且樹脂片與歧管盤的尺寸關系必須適應材料的不同熱膨脹。

具有用于燃料電池歧管的耐酸介電層將是有用的，其不具有與先前方法相關的費用或復雜性。

發明內容

燃料電池歧管裝置的說明性示例實施例包括自支撐的聚合物材料襯里主體，其包括大致平面的主壁和多個側壁。側壁分別大致垂直地從主壁延伸。主壁和側壁上的內表面共同限定腔體。主壁具有一長度和小于該長度的寬度。主壁包括沿主壁在寬度方向上定位的多個肋。該肋在長度方向上彼此間隔開。肋提供柔性以允許襯里主體的一定程度的熱膨脹。

說明性示例燃料電池歧管組件包括金屬歧管盤。為自支撐的聚合物材料襯里包括鄰近歧管盤的內部定位的主壁。襯里具有圍繞襯里周邊的通道，并且歧管的一部分被接納在通道中。通過歧管盤和襯里中的相應開口接納反應物導管適配器。反應物導管適配器包括凸緣，該凸緣抵靠襯里的主壁上的內表面被接納，其中凸緣和內表面之間的界面被密封。反應物導管適配器的另一部分鄰近歧管盤的面向與主壁上的內表面相反的方向的外部。

組裝燃料電池歧管裝置的說明性示例方法包括鄰近金屬歧管盤的內部定位自支撐的聚合物襯里，其中歧管盤的邊緣至少部分地被接納在圍繞襯里周邊的通道中。反應物導管適配器的一部分被插入通過襯里和歧管盤中的開口，直到反應物導管適配器上的凸緣抵靠襯里上的內表面被接納。凸緣具有大于開口的外部尺寸。然后將凸緣固定到歧管盤，其中襯里位于凸緣和歧管盤之間。當凸緣被固定時，凸緣與襯里之間的界面被密封。

根據下面的詳細描述，至少一個所公開的示例實施例的各種特征和優點對本領域技術人員而言將是顯而易見的。伴隨著詳細描述的附圖可以被如下簡要描述。

附圖說明

圖1示意性地示出了示例燃料電池布置的所選部分，其包括根據本發明實施例設計的歧管組件。

圖2示出了根據本發明實施例設計的示例歧管組件。

圖3示出了示例歧管盤和自支撐聚合物襯里構型。

圖4示出了示例襯里構型的所選特征。

圖5示出了示例反應物導管適配器。

圖6示出了用于組裝示例歧管裝置的組裝過程的一部分。

圖7示意性地示出了示例組裝過程的另一部分。

圖8示出了用于將導管反應物適配器固定在歧管組件內的適當位置的示例緊固件。

具體實施方式