CN113497255B - 一种应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头。本发明的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，包括：电堆壳接口、安装柄、第一支管、囊状通道管和第二支管；所述电堆壳接口设置在待通入氢气的氢燃料电池电堆的电堆壳上，所述电堆壳接口用于向氢燃料电池电堆内提供氢气；所述安装柄由钛金属材料制成，且安装在所述电堆壳接口上，所述安装柄上设有第一安装孔，所述第一支管设置在所述第一安装孔内。本发明的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头可以有效地降低氢燃料电池中的氢气压力值的波动幅度，从而提高氢燃料电池的工作效率和输出电压的稳定性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及氢燃料电池领域，尤其涉及一种应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头。
背景技术
氢燃料电池是一种利用氢气-氧气的电化学反应来生成电能的装置。氢燃料电池的电化学反应中所需要的氢气，在进行反应时有着苛刻的条件，例如温度、湿度、压力等。不同的反应条件下，氢燃料电池的工作效率有着敏感的波动，例如在输入的氢气的压力值，会极大地影响氢燃料电池的工作效率，同时也会影响输出电压的稳定性。
发明内容
本发明实施例提供一种应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，通过对结构的改进，可以有效地降低氢燃料电池中的氢气压力值的波动幅度，从而提高氢燃料电池的工作效率和输出电压的稳定性。
本发明实施例提供一种应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，包括：电堆壳接口、安装柄、第一支管、囊状通道管和第二支管；
所述电堆壳接口设置在待通入氢气的氢燃料电池电堆的电堆壳上，所述电堆壳接口用于向氢燃料电池电堆内提供氢气；
所述安装柄由钛金属材料制成，且安装在所述电堆壳接口上，所述安装柄上设有第一安装孔，所述第一支管设置在所述第一安装孔内；
所述囊状通道管由弹性材料制成，所述囊状通道管内设有膨胀腔，所述膨胀腔的两端设有进气口和出气口，所述囊状通道管的进气口设置在所述第一支管上，且位于电堆壳内，所述第二支管安装在所述囊状通道管的出气口处，所述第二支管用于将向氢燃料电池电堆内输入的氢气传输到预设的位置。
采用该技术方案，通过采用钛材质、精密加工的安装柄使氢燃料电池电堆具体很好的密封效果，通过在氢燃料电池电堆壳内部的第二支管端口处设置囊状通道管，可以起到缓慢增压、缓慢降压的作用，配合外部的稳压装置，可以使燃料电池电堆壳内外的压力波动降到最低，从而使压力波动对电化学反应的影响降到最低，同时也使电压输出更加稳定。
在一种可行的方案中，所述安装柄上设有多个第一安装孔。
采用该技术方案，可以在安装柄上设置多个第一安装孔，从而为安装多个第一支管通过可能，使得多个第一支管可以将氢气输送到不同的位置，实现电堆内部氢气的有效传输。
在一种可行的方案中，所述第一支管包括：直管和弯管，且所述直管和所述弯管之间互相错位布置。
采用该技术方案，是为了使安装柄的体积更小，流道的设计精度更高，同时使各第一支管之间的布局互不影响。
在一种可行的方案中，所述囊状通道管的横截面积为圆形。
采用该技术方案，通过将囊状通道管的横截面积设置为圆形，使起膨胀或缩小的形变潜力更大，从而使缓冲效果更好。
在一种可行的方案中，所述囊状通道管的横截面积为椭圆形。
采用该技术方案，使囊状通道管一方面具体了形变缓冲能力，另一方面，由于是椭圆形，在形变过程中，会在长度方向有所变化，可以起到适当变形，使囊状通道管与第一支管和第二支管之间的密封效果更好，避免由于膨胀变形而滑脱。
在一种可行的方案中，还包括：定位板；
所述定位板上设有第一通孔，所述第二支管设置在所述第一通孔内，且所述囊状通道管抵持于所述定位板上，所述定位板用于对所述囊状通道管进行定位。
采用该技术方案，可以对囊状通道管进行定位，避免囊状通道管因为形变量过大，影响电堆内部的元器件，同时，也可以在囊状通道管形变时，使囊状通道管与定位板之间由于互相挤压而密封效果更好。
在一种可行的方案中，还包括：限位垫片；
所述限位垫片由弹性材料制成，所述限位垫片上设有第二通孔，所述第二支管设置在所述第二通孔内，且所述囊状通道管抵持于所述限位垫片上。
采用该技术方案，是为了降低囊状通道管的形变应力过于集中，影响与第二支管的密封效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头的内部结构图；
图3为本发明实施例中应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头的水平剖视图。
图中标号：
1、电堆壳接口；2、安装柄；3、第一支管；3’、弯管；4、囊状通道管；5、第二支管；6、定位板；7、限位垫片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
在氢燃料电池中，电化学反应的速率受到很多因素的影响，如温度、湿度、氢气压力、空气压力等。其中，氢气压力的输入直接影响到氢气在氢燃料电池电堆内的分布和反应速率，进而影响输出电压的稳定性，因此尤为重要。目前的氢燃料电池的氢气压力输入的平稳性，多由外部的稳压阀等装置来进行控制。然而，这种外部的稳压装置在工作时难免会产生压力波动，对于这一部分的压力波动，对氢燃料电池电堆内部的电化学反应会产生一定的影响，如使氢燃料电池内部的氢气分布、反应速率等方面，都会产生波动，并反映到输出电能上，影响输出的电能的质量。
图1为本发明实施例中应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头的整体结构示意图，图2为本发明实施例中应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头的内部结构图，图3为本发明实施例中应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头的水平剖视图。
如图1至3所示，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，包括：电堆壳接口1、安装柄2、第一支管3、囊状通道管4和第二支管5。
其中，该电堆壳接口1设置在待通入氢气的氢燃料电池电堆的电堆壳上，该电堆壳接口1用于向氢燃料电池电堆内提供氢气。
该安装柄2由钛金属材料制成，且安装在该电堆壳接口1上，该安装柄2上设有第一安装孔，该第一支管3设置在该第一安装孔内。
需要说明的是，该安装柄2采用钛金属、由五轴加工中心加工而已，具有精度高、耐腐蚀、保密性好的优点。
该囊状通道管4由弹性材料制成，该囊状通道管4内设有膨胀腔，膨胀腔的作用一方面是起流体的流动通道，另一方面是在流体出现压力波动时，该囊状通道管4可以起到膨胀以缓冲压力变化速率的作用。也即，在压力波动时，囊状通道管4可以膨胀体积进行缓慢增加，或者收缩体积以缓慢减少。
其中，该膨胀腔的两端设有进气口和出气口，该囊状通道管4的进气口设置在该第一支管3上，且位于电堆壳内。第一支管3起到接入气体的作用。该第二支管5安装在该囊状通道管4的出气口处，该第二支管5用于将向氢燃料电池电堆内输入的氢气传输到预设的位置。
采用该技术方案，通过采用钛材质、精密加工的安装柄2使氢燃料电池电堆具体很好的密封效果，通过在氢燃料电池电堆壳内部的第二支管5端口处设置囊状通道管4，可以起到缓慢增压、缓慢降压的作用，配合外部的稳压装置，可以使燃料电池电堆壳内外的压力波动降到最低，从而使压力波动对电化学反应的影响降到最低，同时也使电压输出更加稳定。
可选地，如图2所示，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，该安装柄2上设有多个第一安装孔。
采用该技术方案，可以在安装柄2上设置多个第一安装孔，从而为安装多个第一支管3通过可能，使得多个第一支管3可以将氢气输送到不同的位置，实现电堆内部氢气的有效传输。
可选地，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，该第一支管3包括：直管和弯管3’，且该直管和该弯管3’之间互相错位布置。
需要说明的是，在图3中仅是示意性地示出了直管和弯管3’的区别。
采用该技术方案，是为了使安装柄2的体积更小，流道的设计精度更高，同时使各第一支管3之间的布局互不影响。
可选地，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，该囊状通道管4的横截面积为圆形。
采用该技术方案，通过将囊状通道管4的横截面积设置为圆形，使起膨胀或缩小的形变潜力更大，从而使缓冲效果更好。
可选地，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，该囊状通道管4的横截面积为椭圆形。
采用该技术方案，使囊状通道管4一方面具体了形变缓冲能力，另一方面，由于是椭圆形，在形变过程中，会在长度方向有所变化，可以起到适当变形，使囊状通道管4与第一支管3和第二支管5之间的密封效果更好，避免由于膨胀变形而滑脱。
可选地，如图3所示，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，还包括：定位板6。
该定位板6上设有第一通孔，该第二支管5设置在该第一通孔内，且该囊状通道管4抵持于该定位板6上，该定位板6用于对该囊状通道管4进行定位。
采用该技术方案，可以对囊状通道管4进行定位，避免囊状通道管4因为形变量过大，影响电堆内部的元器件，同时，也可以在囊状通道管4形变时，使囊状通道管4与定位板6之间由于互相挤压而密封效果更好。
可选地，本发明实施例提供的应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，还包括：限位垫片7。
该限位垫片7由弹性材料制成，该限位垫片7上设有第二通孔，该第二支管5设置在该第二通孔内，且该囊状通道管4抵持于该限位垫片7上。
采用该技术方案，是为了降低囊状通道管4的形变应力过于集中，影响与第二支管5的密封效果。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。
而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (2)
1.一种应用于氢燃料电池的精密流道钛金属接头，其特征在于，包括：电堆壳接口、安装柄、第一支管、囊状通道管和第二支管；
所述电堆壳接口设置在待通入氢气的氢燃料电池电堆的电堆壳上，所述电堆壳接口用于向氢燃料电池电堆内提供氢气；
所述安装柄由钛金属材料制成，且安装在所述电堆壳接口上，所述安装柄上设有第一安装孔，所述第一支管设置在所述第一安装孔内；
所述囊状通道管由弹性材料制成，所述囊状通道管内设有膨胀腔，所述膨胀腔的两端设有进气口和出气口，所述囊状通道管的进气口设置在所述第一支管上，且位于电堆壳接口内，所述第二支管安装在所述囊状通道管的出气口处，所述第二支管用于将向氢燃料电池电堆内输入的氢气传输到预设的位置；所述安装柄上设有多个第一安装孔；所述第一支管包括：直管和弯管，且所述直管和所述弯管之间互相错位布置；
所述囊状通道管的横截面积为椭圆形；
还包括：定位板；
所述定位板上设有第一通孔，所述第二支管设置在所述第一通孔内，且所述囊状通道管抵持于所述定位板上，所述定位板用于对所述囊状通道管进行定位。
2.根据权利要求1所述的精密流道钛金属接头，其特征在于，还包括：限位垫片；
所述限位垫片由弹性材料制成，所述限位垫片上设有第二通孔，所述第二支管设置在所述第二通孔内，且所述囊状通道管抵持于所述限位垫片上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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