[發(fā)明專(zhuān)利]一種高溫空氣混合器及SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910578077.X
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110429301B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡常明;陳有鵬;高春蕾;曹洪民;康天欽;王作峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/04089
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/04089;H01M8/0438;H01M8/04746
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李寧

本發(fā)明涉及一種高溫空氣混合器，包括：主進(jìn)氣管，主進(jìn)氣管的一端是供空氣進(jìn)入的進(jìn)氣端，另一端是用于與SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣總管相連的出氣端；中空凸環(huán)，中空凸環(huán)沿周向環(huán)繞于主進(jìn)氣管的外壁，并且中空凸環(huán)與主進(jìn)氣管的外壁密封連接；側(cè)進(jìn)氣管，側(cè)進(jìn)氣管與中空凸環(huán)的內(nèi)腔連通，且側(cè)進(jìn)氣管用于通入調(diào)溫空氣；氣體混合口，氣體混合口開(kāi)設(shè)在被中空凸環(huán)所罩設(shè)的主進(jìn)氣管的側(cè)壁上，氣體混合口具有多個(gè)，且隨著與側(cè)進(jìn)氣管的距離的增加氣體混合口的面積逐漸增大。該高溫空氣混合器使進(jìn)入到各個(gè)電堆中的空氣的溫度更加均勻一致，從而保證電堆具有較高的工作效率。本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用上述高溫空氣混合器的SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體氧化物燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫空氣混合器及SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡(jiǎn)稱(chēng)SOFC)作為燃料電池的一種，可以直接利用由化石能源、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化得到的碳?xì)浠衔镒鳛槿剂希?jīng)過(guò)外部或內(nèi)部重整反應(yīng)以及電極內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

SOFC由多個(gè)電堆構(gòu)成，每一個(gè)電池堆都具有燃料氣體入口和空氣入口，目前一般是通過(guò)空氣進(jìn)氣系統(tǒng)以及燃料進(jìn)氣系統(tǒng)分別向各個(gè)電池堆內(nèi)輸送空氣和燃料氣體，空氣進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣總管和與進(jìn)氣總管相連的進(jìn)氣歧管，進(jìn)氣歧管與電池堆的空氣入口一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，空氣首先進(jìn)入到進(jìn)氣總管內(nèi)，然后再通過(guò)進(jìn)氣歧管分別進(jìn)入各個(gè)電池堆內(nèi)。

進(jìn)氣總管內(nèi)的空氣溫度可能較高，也可能較低，為了將空氣溫度調(diào)整至燃料電池所需的反應(yīng)溫度，通常還會(huì)設(shè)置一根與進(jìn)氣總管連通并流通調(diào)溫空氣的進(jìn)氣支管，當(dāng)進(jìn)氣總管內(nèi)的氣溫較高時(shí)，調(diào)溫空氣的溫度設(shè)置的較低，當(dāng)進(jìn)氣總管內(nèi)的氣溫較高時(shí)，調(diào)溫空氣的溫度設(shè)置的較高。

目前的進(jìn)氣支管僅是簡(jiǎn)單的與進(jìn)氣總管直接連通，進(jìn)氣支管內(nèi)的調(diào)溫空氣與進(jìn)氣總管內(nèi)的空氣并不能均勻混合，這使得通過(guò)進(jìn)氣歧管進(jìn)入到電池堆內(nèi)的空氣的溫度不夠均勻，影響各個(gè)電池堆的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種高溫空氣混合器，以使進(jìn)入到電堆內(nèi)的空氣溫度更加均勻，從而保證SOFC電堆的整體工作效率。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種采用上述高溫空氣混合器的SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的高溫空氣混合器，應(yīng)用在SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)中，包括：

主進(jìn)氣管，所述主進(jìn)氣管的一端是供空氣進(jìn)入的進(jìn)氣端，另一端是用于與SOFC空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣總管相連的出氣端；

中空凸環(huán)，所述中空凸環(huán)沿周向環(huán)繞于所述主進(jìn)氣管的外壁，并且所述中空凸環(huán)與所述主進(jìn)氣管的外壁密封連接；

側(cè)進(jìn)氣管，所述側(cè)進(jìn)氣管與所述中空凸環(huán)的內(nèi)腔連通，且所述側(cè)進(jìn)氣管用于通入調(diào)溫空氣；

氣體混合口，所述氣體混合口開(kāi)設(shè)在被所述中空凸環(huán)所罩設(shè)的主進(jìn)氣管的側(cè)壁上，所述氣體混合口具有多個(gè)，且隨著與所述側(cè)進(jìn)氣管的距離的增加所述氣體混合口的面積逐漸增大。

優(yōu)選的，所述側(cè)進(jìn)氣管的軸線與所述主進(jìn)氣管的軸線垂直相交，且兩者所限定的平面稱(chēng)為中分面，所述中分面將所述主進(jìn)氣管的側(cè)壁分為對(duì)稱(chēng)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述氣體混合口對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)在所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁上。

優(yōu)選的，在所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁上，所述氣體混合口均是沿圓周方向成排分布。

優(yōu)選的，所述氣體混合口呈矩形。

優(yōu)選的，在所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁上，所述氣體混合口均為一排，且所述氣體混合口在所述主進(jìn)氣管軸向上的長(zhǎng)度不小于所述中空凸環(huán)在所述主進(jìn)氣管軸向上長(zhǎng)度的90％。

優(yōu)選的，在所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁上，各個(gè)所述氣體混合口在所述主進(jìn)氣管軸向上的長(zhǎng)度均相等。