[发明专利]一种具有交差-并流-对流综合优化特征的燃料电池堆

权利要求书

1.一种具有交差-并流-对流综合优化特征的燃料电池堆，其特征在于：包括顶盖、底盖、及位于顶盖和底盖之间堆叠的若干板状的SOFC电池单元；两个相邻的SOFC电池单元之间均夹有一个连接件，其中连接件按照自上而下计数的单数及双数将连接件分为单数层连接件及双数层连接件；

所述顶盖上设有燃料出口主管道、燃料入口主管道、第一空气流道入口主管道、第一空气流道出口尾气主管道、第二空气流道入口主管道、第二空气流道出口尾气主管道；所述顶盖的下表面布置有燃料流道，该燃料流道的两端分别连通燃料出口主管道、燃料入口主管道；所述燃料出口主管道、燃料入口主管道分别设置在顶盖两端，所述第一空气流道入口主管道及第二空气流道出口尾气主管道位于顶盖一侧，而第二空气流道入口主管道、第一空气流道出口尾气主管道位于顶盖另一侧；

所述SOFC电池单元的上表面为阳极，而下表面为阴极；

所述每一个连接件的下表面为阳极流道，与SOFC电池单元上表面的阳极对应；每一个连接件的上表面为空气流道，与SOFC电池单元下表面的阴极对应；且每一个连接件上均具有连通燃料出口主管道的燃料出口、连通燃料入口主管道的燃料入口，且燃料入口及燃料出口均与阳极流道连通；

所述单数层连接件上设有与第一空气流道入口主管道及单数层连接件上空气流道同时连通的第一空气入口、与第一空气流道出口尾气主管道及单数层连接件上空气流道同时连通的第一尾气出口、与第二空气流道入口主管道连通的第三空气入口、与第二空气流道出口尾气主管道连通的第三尾气出口；且第三空气入口、第三尾气出口均不与单数层连接件上空气流道连通；

所述双数层连接件上设有与第二空气流道入口主管道及双数层连接件上空气流道同时连通的第二空气入口、与第二空气流道出口尾气主管道及双数层连接件上空气流道同时连通的第二尾气出口、与第一空气流道入口主管道连通的第四空气入口、与第一空气流道出口尾气主管道连通的第四尾气出口；且第四空气入口、第四尾气出口均不与双数层连接件上空气流道连通。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于：所述顶盖下表面的燃料流道以及连接件下表面的燃料流道均为并行蛇形流道。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆，其特征在于：所述连接件上表面凹设形成凹陷区域，凹陷区域内凸设有若干离散设置的柱形连接体，所述若干柱形连接体将凹陷部形成离散柱状直线的空气流道，该离散柱状直线空气流道与蛇形流道的设置形成蛇形流道燃料与空气流道内空气的并流和对流综合流动模式。

4.根据权利要求3所述的燃料电池堆，其特征在于：所述底盖上表面同样设有空气流道，该空气流道的结构与连接件的空气流道结构相同。

5.根据权利要求3所述的燃料电池堆，其特征在于：所述单数层连接件上的凹陷区域两侧设有第一台阶部，所述第三空气入口、第三尾气出口位于第一台阶部上并上下贯穿第一台阶部，所述第一空气入口、第一尾气出口位于单数层连接件上的凹陷区域内并上下贯穿单数层连接件上的凹陷区域。

6.根据权利要求5所述的燃料电池堆，其特征在于：所述双数层连接件上的凹陷区域两侧设有第二台阶部，所述第四空气入口、第四尾气出口位于第二台阶部上并上下贯穿第二台阶部，所述第二空气入口、第二尾气出口位于双数层连接件上的凹陷区域内并上下贯穿双数层连接件上的凹陷区域。

7.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于：所述顶盖上的第一空气流道入口主管道、第一空气流道出口尾气主管道为2进3出U形流道，且第一空气流道入口主管道、第一空气流道出口尾气主管道对向安置；其中第一空气流道入口主管道为2个，第一空气流道出口尾气主管道为3个；对应第一空气流道入口主管道及第一空气流道出口尾气主管道的数量，所述每个单数层连接件的第一空气入口及双数层连接件的第四空气入口同样为2个；每个单数层连接件的第一尾气出口及双数层连接件的第四尾气出口为3个。