一种燃料电池密封结构及其组装方法与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，尤其涉及一种燃料电池密封结构及其组装方法。


背景技术：

2.燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的清洁能源发电技术。
3.燃料电池系统在运行过程中，对周围环境要求比较高，对粉尘、水要有一定的防护能力，因此有必要对燃料电池电堆进行密封，有的甚至要求达到ip67要求。
4.当前燃料电池封装，多采用强度较高的金属箱体进行封装保护，制造成本高，加工工艺要求高不利于降本和批量化。一些防护结构或密封结构，难以与燃料电池电堆模块很好的结合，具体表现为电堆模块三腔歧管通过密封结构或者防护结构，需要转接管等，大大降低了电堆模块运行的可靠度。


技术实现要素：

5.根据上述提出现有燃料电池密封结构制造成本和加工工艺要求高，难以批量化等技术问题，而提供一种燃料电池密封结构及其组装方法，提高了燃料电池运行的可靠性，同时，密封结构简单，成本较低，装配效率高，有利于批量生产使用。
6.本发明采用的技术手段如下：
7.一种燃料电池密封结构，包括底板、支撑框a、箱体、支撑框b、密封胶垫a、密封胶垫b、密封胶垫c和端板；
8.所述箱体内部用于放置燃料电池；
9.所述支撑框a和所述支撑框b分别焊接固定于所述箱体两端，所述底板焊接固定于所述支撑框a外侧；
10.所述燃料电池包括盲端板、堆芯、拉杆和气口端板；所述底板通过底板螺栓与所述盲端板固定连接；所述端板通过端板螺栓与所述气口端板固定连接；所述支撑框b上设置用于安装所述密封胶垫c的胶线槽；所述端板包括两个方形孔，两个所述方形孔四周设置用于安装所述密封胶垫a和所述密封胶垫b的胶线槽。
11.进一步地，所述密封胶垫a、所述密封胶垫b和所述密封胶垫c采用硅胶材料、氟橡胶材料或聚烯烃类材料。
12.进一步地，所述密封胶垫a、所述密封胶垫b和所述密封胶垫c分别通过底涂胶固定于对应的胶线槽内。
13.本发明还提供了一种上述燃料电池密封结构的组装方法，具体步骤如下：
14.将所述燃料电池放置于所述箱体内部，将所述底板通过所述底板螺栓固定于所述盲端板；
15.然后将所述密封胶垫c利用底涂胶固定到所述支撑框b上的胶线槽内；将所述密封胶垫a和所述密封胶垫b利用底涂胶固定到所述端板上的两个所述方形孔四周的胶线槽内；
16.最后将所述端板通过所述端板螺栓固定于所述气口端板。
17.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
18.本发明提供的燃料电池密封结构及组装方法，相比现有技术，密封结构结构方便安装，密封性能可靠，装配效率高，成本低，易于大规模生产，保证了工作环境的安全性，有效地解决电料电池三腔歧管通过防护结构需要转接头的问题，提高了燃料电池运行的可靠性。
附图说明
19.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做以简单地介绍，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将，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。
20.图1是本发明所述密封结构示意图。
21.图2是本发明所述电堆结构示意图。
22.图3是本发明所述密封结构爆炸图。
23.图4是本发明所述密封结构组装完成结构示意图。
24.图中：1、底板；2、支撑框a；3、箱体；4、堆芯；5、拉杆；6、气口端板；7、支撑框b；8、密封胶垫a；9、密封胶垫b；10、密封胶垫c；11、端板；12、端板螺栓；13、盲端板；14、底板螺栓。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
27.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
28.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方
法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
30.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
31.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
32.实施例1
33.如图1
‑
3所示，本发明提供了一种燃料电池密封结构，包括底板1、支撑框a 2、箱体3、支撑框b 7、密封胶垫a 8、密封胶垫b 9、密封胶垫c 10和端板11；
34.所述箱体3内部用于放置燃料电池；
35.所述支撑框a 2和所述支撑框b 7分别焊接固定于所述箱体3两端，所述底板1焊接固定于所述支撑框a 2外侧；在本技术中，所述底板1、所述支撑框a 2、所述支撑框b 7和所述箱体3整体作为密封结构主体，在加工过程中，焊接后应进行缺陷检查，保证焊接均匀，不漏气；所述支撑框a 2和所述支撑框b 7选择硬质材料，保证密封结构有一定的刚度；
36.所述燃料电池包括盲端板13、堆芯4、拉杆5和气口端板6；所述底板1通过底板螺栓14与所述盲端板13固定连接；所述端板11通过端板螺栓12与所述气口端板6固定连接；所述支撑框b 7上设置用于安装所述密封胶垫c 10的胶线槽，所述密封胶垫c10在所述支撑框b 7与所述端板11之间起到密封作用；所述端板11包括两个方形孔，两个所述方形孔四周设置用于安装所述密封胶垫a 8和所述密封胶垫b 9的胶线槽，所述密封胶垫a 8和所述密封胶垫b 9在所述端板11的方形孔与所述气口端板6之间起到密封作用。
37.进一步地，所述盲端板13外侧设置有2个螺纹孔，所述底板1上与所述螺纹孔相对应的位置设置有2个螺纹通孔；所述底板螺栓14通过螺纹通孔和螺纹孔将所述盲端板13和所述底板1固定在一起。
38.进一步地，所述端板螺栓12的个数为8个，可增加螺栓个数，增加所述气口端板6和
所述端板11之间的压紧力。
39.进一步地，所述密封胶垫a 8、所述密封胶垫b 9和所述密封胶垫c 10分别通过底涂胶固定于对应的胶线槽内。
40.进一步地，所述密封胶垫a 8、所述密封胶垫b 9和所述密封胶垫c 10采用硅胶材料、氟橡胶材料或聚烯烃类材料。
41.如图4所示，本发明还提供了一种上述燃料电池密封结构的组装方法，具体步骤如下：
42.将所述燃料电池放置于所述箱体内部，将所述底板1通过所述底板螺栓14固定于所述盲端板13，间接实现所述密封结构主体与所述燃料电池的固定，在紧固所述底板螺栓14的过程中，在所述底板螺栓14上涂抹液态密封胶，用于保证密封结构不漏气；
43.然后将所述密封胶垫c 10利用底涂胶固定到所述支撑框b上的胶线槽内；将所述密封胶垫a 8和所述密封胶垫b 9利用底涂胶固定到所述端板11上的两个所述方形孔四周的胶线槽内；
44.最后将所述端板11通过所述端板螺栓12固定于所述气口端板6。
45.进一步地，在焊接固定所述支撑框b 7时，保持所述气口端板6和所述支撑框b 7的外边缘保持平齐。
46.进一步地，组装所述燃料电池时，所述拉杆2两端不能超过所述盲端板13和所述气口端板6，否则会影响燃料电池的定位与密封；所述气口端板6的外表面需要保证一定的光洁度，否则会影响密封。
47.进一步地，所述密封胶垫c 10、所述密封胶垫b 9和所述密封胶垫a 8的截面形状可以为矩形或者圆形或者其他易于安装和密封的形状。
48.本发明提供的燃料电池密封结构适合在分布式电站使用。
49.最后应说明的是：以上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实施例技术方案的范围。