[发明专利]一种基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板

权利要求书

1.一种基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，包括气体流场(1)，其特征在于：所述的气体流场(1)呈对称蛇形分布设置，该气体流场(1)的反应气体进口(2)和生成产物出口(10)分别位于气体流场(1)的其中一条对角线的两端且呈对角分布，位于反应气体进口(2)和生成产物出口(10)的连线上的脊(3)将自反应气体进口(2)开始的流道分为两部分对称设置的蛇形流道；所述的蛇形流道包括直线型流道(4)、调头过渡段(5)和排出段流道(6)，所述的直线型流道(4)全部平行于脊(3)设置，初始的直线型流道(4)的起始端为反应气体进口(2)、尾部的直线型流道(4)的末端连通排出段流道(6)的起始端，初始的直线型流道(4)的末端、尾部的直线型流道(4)的起始端以及初始的直线型流道(4)和尾部的直线型流道(4)之间的直线型流道(4)皆通过调头过渡段(5)连通；所述的直线型流道(4)之间皆采用脊(3)隔开；所述的调头过渡段(5)包括依序连通的扩放过渡段(51)、线型过渡段(52)、缩放过渡段(53)，所述线型过渡段(52)的宽度小于直线型流道(4)的宽度，扩放过渡段(51)的进口端宽度等于直线型流道(4)的宽度、出口端宽度等于线型过渡段(52)的宽度且扩放过渡段(51)的宽度最大处大于直线型流道(4)的宽度，缩放过渡段(53)的进口端宽度等于线型过渡段(52)的宽度、缩放过渡段(53)的出口端宽度等于直线型流道(4)的宽度且缩放过渡段(53)的宽度最大处小于直线型流道(4)的宽度。

2.根据权利要求1所述的基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于：所述调头过渡段(5)的外圆角(8)的半径大于调头过渡段(5)的内圆角(7)的半径。

3.根据权利要求1所述的基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于：所述蛇形流道的深度与脊(3)的高度相同。

4.根据权利要求1所述的基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于：所述直线型流道(4)的宽度与脊(3)的宽度相同且直线型流道(4)的宽度a和排出段流道(6)的宽度b之间的关系为：b≤0.8a。

5.根据权利要求4所述的基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于：所述直线型流道(4)的宽度a、排出段流道(6)的宽度b和脊(3)的数量n之间的关系为：

式(1)中，θ为气体流场的对角线与气体流场的其中一个边的夹角，c为与气体流场的对角线构成夹角θ的一个边的边长，n的取值范围为不小于5的奇数。

6.根据权利要求1所述的基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于：所述的气体流场(1)设置在双极板的板面内且气体流场(1)周围的双极板板面上还设有截面为半圆形的密封槽(14)，所述密封槽(14)的周侧还设有一定数量的螺栓孔(11)和定位孔(13)。

7.根据权利要求6所述的基于对称蛇形结构流场的质子交换膜燃料电池双极板，其特征在于：所述双极板的两侧壁还设有分别连通反应气体进口(2)和生成产物出口(10)的螺纹密封导流孔(9)，且在双极板的两侧壁上还分别设有一一对应螺纹密封导流孔(9)的温度探测孔(12)。