专利名称：燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，特别是涉及一种应用于燃料电池堆结构设计的燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构。
背景技术：
燃料电池是将氢气与氧气作为反应物，经过一连串的电化学反应产生电能，而其生成物只有电能、废热及纯水，因此是一种相对环保的发电装置。此外，由于单一个燃料电池单元电压低电流小，无法单独使用，所以现行是将多个燃料电池单元堆叠串接成一燃料电池堆，以提供较紧密的结构并且更易于产品化设计。图1为现有习知的燃料电池堆的流场板11的示意图。图2A为现有习知的燃料电池堆100的U型流道示意图。图2B为现有习知的燃料电池堆100的Z型流道示意图。如图1所示，流场板11是用以将氢气与氧气等燃料气体导入燃料电池单元中以进行电化学反应。其中，流场板11的四周设计有流道12a、12b，是燃料气体进入燃料电池单元内的入口及出口。流场板11上又分布有分流道13，分流道13连通至流道12a、12b，使燃料气体由流道1 进入，并通过分流道13引导燃料气体均勻分布于燃料电池单元内，而于电化学反应后，其副产物则可通过分流道13导回流道12b并排出。如图2A及图2B所示，燃料电池堆100由多个燃料电池单元10堆叠而成，并且堆叠后的燃料电池堆100可使每一流道12堆叠形成主流道14，而主流道14又可进一步分为进气主流道141及出气主流道142，现有习知的技术中可依照主流道14的相关位置，又分为 U型流道(如图2A所示)及Z型(如图2B所示)流道。然而无论是何种型式的主流道14，燃料气体都难以均勻地分流至每一燃料电池单元10内，一来在主流道14宽度固定的情形下，燃料电池堆100中主流道14的头尾两端的分流道13流量多半最小，中间分流道13流量大，而使得每一燃料电池单元10无法皆达到最佳发电效率，二来每一燃料电池单元10的发电状况各自独立且难以掌控，其中许多变因不是可利用模拟推测得知的，所以若能各别提升每一燃料电池单元10的发电效率，便能促进整体燃料电池堆100效率提升。由此可见，上述现有的燃料电池堆主流道设计的方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的燃料电池堆主流道设计的方法及燃料电池堆结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的主要目的在于，燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，其是借由调整控制件的位置来调控流道宽度，进而使每一燃料电池单元的发电效率达最大
本发明的另一目的在于，燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，其是通过控制件调控流道宽度，可取得燃料电池堆的主流道设计，又进一步将主流道设计应用于燃料电池堆，因此燃料电池堆的输出电压能使燃料电池堆的发电效率达到最大值。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种燃料电池堆主流道设计的方法，其包括下列步骤提供一燃料电池堆，其是由多个燃料电池单元堆叠而成，其中每一该燃料电池单元具有至少一流道，且该些流道堆叠后形成一主流道，而每一该流道的一侧设置有一控制件；以及取得一主流道设计，其是调整每一该控制件，独立调控该些流道的宽度，并取得其对应的该燃料电池单元的输出电压，借此调整后的该些控制件所形成的曲线结构即为该主流道设计。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的主流道为进气主流道。前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的主流道为出气主流道。前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的控制件为一螺丝、一螺杆、一圆柱或一档板。前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的控制件进一步由外部调控。前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的输出电压能使该燃料电池堆的发电效率达到最大值。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种均勻分流燃料电池堆结构，其具有多个燃料电池单元，其中每一该燃料电池单元具有至少一流道，且该些流道堆叠后形成一主流道，该主流道具有一设计的曲线结构。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的均勻分流燃料电池堆结构，其中所述的输出电压能使该燃料电池堆的发电效率达到最大值。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构至少具有下列优点及有益效果1、利用调控控制件使得每一燃料电池单元的输出电压能使燃料电池堆的发电效率达最大值。2、利用使燃料电池堆的主流道具有设计的曲线结构，使燃料电池堆的输出电压可以使燃料电池堆的发电效率达到最大值。综上所述，本发明的方法包括下列步骤提供燃料电池堆；以及取得主流道设计。 其中，燃料电池堆是由多个燃料电池单元堆叠构成，而燃料电池单元的流道亦通过堆叠形成主流道。借由设置控制件于每一流道的一侧，并通过独立调控每一控制件于流道内的位置，进而控制流道的宽度与流道内燃料气体的流量，使燃料电池堆内的燃料气体分流均勻化，进而提升燃料电池堆的发电效率。此外，主流道宽度的曲线结构，即为主流道设计。本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1为现有习知的燃料电池堆的流场板的示意图。图2A为现有习知的燃料电池堆的U型流道示意图。图2B为现有习知的燃料电池堆的Z型流道示意图。图3为本发明的一种燃料电池堆主流道设计的方法流程实施例图。图4为本发明的一种均勻分流燃料电池堆结构的实施例立体示意图<图5为沿图4中A-A剖线的横向剖视实施例图。图6为沿图4中B-B剖线的纵向剖视实施例图。图7为本发明的一种均勻分流燃料电池堆结构的剖视实施例图。100,200,200'燃料电池堆11 流场板13 分流道141、41 进气主流道50 控制件
10,20 燃料电池单元 12、12a、12b、30 流道 14,40 主流道 142,42 出气主流道
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的燃料电池堆主流道设计的方法及燃料电池堆结构其具体实施方式
、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。图3为本发明的一种燃料电池堆主流道设计的方法流程实施例图。图4为本发明的一种均勻分流燃料电池堆200结构的实施例立体示意图。图5为沿图4中A-A剖线的横向剖视实施例图。图6为沿图4中B-B剖线的纵向剖视实施例图。图7为本发明的一种均勻分流燃料电池堆结构200’的剖视实施例图。如图3所示，本实施例为一种燃料电池堆主流道设计的方法，其包括下列步骤提供一燃料电池堆SlO ；以及取得一主流道设计S20。提供一燃料电池堆(SlO)如图4至图6所示，燃料电池堆200是由多个燃料电池单元20堆叠而成，其中每一燃料电池单元20具有至少一流道30 (如图5至图6所示)。而燃料电池单元20堆叠后，其流道30亦堆叠并形成主流道40(如图4所示)。此外，主流道 40又可依照其功用分为进气主流道41及出气主流道42。本实施例中是将控制件50设置于每一燃料电池单元20的流道30的一侧，并借由移动控制件50的位置，以改变控制件50 在流道30内的深度，进而控制流道30的宽度，使得可借由控制件50以独立调控每一燃料电池单元20的燃料气体流量。如图4至图6所示，控制件50可为一螺丝、一螺杆、一圆柱或一档板。更进一步说明，凡是可以阻挡流道30的物体皆可为控制件50。在本实施例中是采用圆柱作为控制件 50，并设置于进气端的流道30的一侧。此外，控制件50与流道30相接触处皆需作气密处理，以避免流道30内的燃料气体外泄。此些控制件50的部分主体是位于流道30内，而部分主体则位于燃料电池单元20外，故可由外部调控控制件50。此外，虽然本实施例并未提及，但控制件50也可进一步设置于出气端的流道30的一侧。取得一主流道设计(S20)为取得主流道40的设计，可借由调整每一控制件50在流道30内的位置，进而独立调控流道30的宽度，而流道30的宽窄正是影响燃料气体流量的主因。因此，可针对个别燃料电池单元20的流量进行调整，并取得其对应的燃料电池单元20的输出电压，又输出电压值是燃料电池单元20的最大电压值，进而使燃料电池堆200 的发电效率达到最大值。而此调整后的控制件50所形成的曲线结构即为主流道40设计 (如图6所示)。如图7所示，其为根据主流道40设计而制造的一种均勻分流燃料电池堆200’结构，其具有多个燃料电池单元20，其中每一燃料电池单元20具有至少一流道30，且此些流道30堆叠后形成一主流道40，其特征在于主流道40具有一设计的曲线结构，且具有设计主流道40的燃料电池堆200’结构，其具有一输出电压，又输出电压能使燃料电池堆200’的发电效率达到最大值。综上所述，可通过监控每一燃料电池单元20的发电效率来调控每一控制件50，最终每一控制件50的相对位置所形成的曲线结构即为经过设计的主流道40结构，而其中最佳实施状态为控制件50设置于主流道40的进气端。此外，此燃料电池堆200主流道40设计的方法可使用于测试阶段的燃料电池堆200，使燃料电池堆200’整体的输出电压能使燃料电池堆200’的发电效率达到最大值，进而利用此主流道40设计进行商品化设计，可节省许多燃料电池堆200研究开发的成本。此实施例的方法也可进一步应用于任何具流道30 的燃料电池堆200。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种燃料电池堆主流道设计的方法，其特征在于其包括下列步骤提供一燃料电池堆，其是由多个燃料电池单元堆叠而成，其中每一该燃料电池单元具有至少一流道，且该些流道堆叠后形成一主流道，而每一该流道的一侧设置有一控制件；以及取得一主流道设计，其是调整每一该控制件，独立调控该些流道的宽度，并取得其对应的该燃料电池单元的一输出电压，借此调整后的该些控制件所形成的曲线结构即为该主流道设计。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆主流道设计的方法，其特征在于其中所述的主流道为进气主流道。
3.根据权利要求1所述的燃料电池堆主流道设计的方法，其特征在于其中所述的主流道为出气主流道。
4.根据权利要求1所述的燃料电池堆主流道设计的方法，其特征在于其中所述的控制件为一螺丝、一螺杆、一圆柱或一档板。
5.根据权利要求1所述的燃料电池堆主流道设计的方法，其特征在于其中所述的控制件进一步由外部调控。
6.根据权利要求1所述的燃料电池堆主流道设计的方法，其特征在于其中所述的输出电压能使该燃料电池堆的发电效率达到最大值。
7.—种均勻分流燃料电池堆结构，其具有多个燃料电池单元，其中每一该燃料电池单元具有至少一流道，且该些流道堆叠后形成一主流道，其特征在于该主流道具有一设计的曲线结构，且具有设计主流道的燃料电池堆结构，其具有一输出电压。
8.根据权利要求7所述的均勻分流燃料电池堆结构，其特征在于其中所述的输出电压能使该燃料电池堆的发电效率达到最大值。
全文摘要
本发明是有关于一种燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，其中该方法包括下列步骤提供燃料电池堆；以及取得主流道设计。其中，燃料电池堆是由多个燃料电池单元堆叠构成，而燃料电池单元的流道亦通过堆叠形成主流道。借由设置控制件于每一流道的一侧，并通过独立调控每一控制件于流道内的位置，进而控制流道的宽度与流道内燃料气体的流量，使燃料电池堆内的燃料气体分流均匀化，进而提升燃料电池堆的发电效率。此外，主流道宽度的曲线结构，即为主流道设计。
文档编号H01M8/02GK102237542SQ201010155419
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者吴启斌, 周泊贤 申请人:中兴电工机械股份有限公司