燃料电池系统及其流体控制装置.pdf

一种燃料电池系统及其流体控制装置。该燃料电池系统包括多个燃料电池以及一流体控制装置。流体控制装置包括一分流器以及一合流器，燃料电池以堆栈的方式设置于分流器以及合流器之间，其中分流器或合流器包括至少一入口、至少一出口、至少一流道以及至少一流量缓冲区，且流量缓冲区设置于流道中的任一位置，其中流量缓冲区与该入口位于不同的水平面上。与现有技术相比，本发明的燃料电池与流体控制装置直接卡合，不需通过另外的管路连通，不但减少漏液的机会，组装时亦更为方便。

1.  一种燃料电池系统，包括：
多个燃料电池；以及
一流体控制装置，包括一分流器以及一合流器，所述燃料电池以堆栈的方式设置于该分流器以及该合流器之间，其中该分流器或该合流器包括：
至少一入口；
至少一出口；
至少一流道，分别连通所述入口以及所述出口；和
至少一流量缓冲区，设置于所述流道中的任一位置，其中所述流量缓冲区与该入口位于不同的水平面上。

2.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中该分流器包括一个入口、多个流道以及多个出口，且所述燃料电池分别与所述出口连通。

3.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中该合流器包括多个入口、多个流道以及一个出口，且所述燃料电池分别与所述入口连通。

4.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述流量缓冲区邻近所述入口或者所述出口。

5.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述流量缓冲区为多个，分别邻近所述入口以及所述出口。

6.  如权利要求5所述的燃料电池系统，其中所述流量缓冲区位于不同水平面上。

7.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述流量缓冲区为弯折所述流道而形成。

8.  如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括一泵，该泵与该分流器连通。

9.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中每一所述燃料电池具有一第一连接部，该分流器具有至少一第一相对连接部，且该第一连接部与该第一相对连接部连接。

10.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其中每一所述燃料电池具有一第二连接部，该合流器具有至少一第二相对连接部，且该第二连接部与该第二相对连接部连接。

11.  一流体控制装置，包括：
一分流器以及一合流器，该分流器或该合流器包括：
至少一入口；
至少一出口；
至少一流道，分别连通所述入口以及所述出口；以及
至少一流量缓冲区，设置于该流道中的任一位置，其中所述流量缓冲区与所述入口位于不同的水平面上。

12.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中该分流器包括一个入口、多个流道以及多个出口，且所述燃料电池分别与所述出口连通。

13.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中该合流器包括多个入口、多个流道以及一个出口，且所述燃料电池分别与所述入口连通。

14.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中该流量缓冲区邻近所述入口或者所述出口。

15.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中所述流量缓冲区为多个，分别邻近所述入口以及所述出口。

16.  如权利要求15所述的流体控制装置，其中所述流量缓冲区位于不同水平面上。

17.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中所述流量缓冲区为弯折该流道所形成。

18.  如权利要求11所述的流体控制装置，还包括一泵，该泵与该分流器连通。

19.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中每一所述燃料电池具有一第一连接部，该分流器具有至少一第一相对连接部，且该第一连接部与该第一相对连接部连接。

20.  如权利要求11所述的流体控制装置，其中每一所述燃料电池具有一第二连接部，该合流器具有至少一第二相对连接部，且该第二连接部与该第二相对连接部连接。

燃料电池系统及其流体控制装置
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统及其流体控制装置，特别涉及这样一种燃料电池系统，其利用该流体控制装置使燃料可均匀分配至燃料电池中。
背景技术
参见图1，公知的燃料电池系统利用一混合槽11将燃料(例如：水与甲醇)混合后，再通过管件输送至每一燃料电池中。
如图1中所示，混合槽11包括两个输入口111、多个流道112以及与流道112连通的多个输出口113，其中每一输出口113分别通过一管件(未图示)与一燃料电池(未图示)连通。输入口111分别输送水及甲醇进入流道112中，水与甲醇在流道112中混合成燃料，由输出口113分别输出，并通过管件送至燃料电池中。
应注意的是，上述混合槽11的输入口111、流道112以及输出口113皆位于同一水平面上，因此混合槽11必须水平置放，避免因角度倾斜而造成燃料分配不均。另外，当大量燃料电池堆栈成电池单元时，管件与电池连接不易，不但在大量生产时具有困难性，亦容易发生漏液的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池系统及其流体控制装置，由此解决大量燃料电池堆栈成电池单元时，管件与电池不易连接，而且在大量生产时具有困难且容易发生漏液的问题。
燃料电池系统包括多个燃料电池以及一流体控制装置。流体控制装置包括一分流器以及一合流器，燃料电池以堆栈的方式设置于分流器以及合流器之间，其中该分流器或该合流器包括至少一入口、至少一出口、至少一流道以及至少一流量缓冲区，且流量缓冲区设置于流道中的任一位置，其中该流量缓冲区与该入口位于不同的水平面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明的燃料电池与流体控制装置直接卡合，不需通过另外的管路连通，不但减少漏液的机会，组装时亦更为方便。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为公知混合槽的示意图；
图2为本发明燃料电池系统的示意图；
图3为本发明分流器的示意图；
图4为本发明分流器的俯视图；
图5为本发明分流器的流道分布侧视图；以及
图6为本发明燃料电池系统的一变化例的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100～燃料电池系统        101～燃料电池
101C～第一连接部         101C’～第二连接部
101i～燃料入口           101o～燃料出口
102～流体控制装置        1021～分流器；
1021i～入口              1021o～出口
102C～第一相对连接部     102C’～第二相对连接部
1022～合流器             11～混合槽
111～输入口              112～流道
113～输出口              B1～第一流量缓冲区
B2～第二流量缓冲区       P～泵
P1～第一流道             P2～第二流道
R～容纳部
具体实施方式
参见图2，图2为显示本发明燃料电池系统100的示意图，燃料电池系统100包括三个燃料电池101以及一流体控制装置102，其中流体控制装置102包括一分流器1021以及一合流器1022，且三个燃料电池101分别与分流器1021以及合流器1022连通，并以堆栈的方式设置于分流器1021以及合流器1022之间。应注意的是，燃料电池101的数量视需求而定，在本实施例中，燃料电池为三个，但不限于此。
配合参见图3、图4以及图5，图3为本发明分流器的示意图，图4为本发明分流器的俯视图；图5为本发明分流器内部结构的侧视图。分流器1021具有一入口1021i、一出口1021o、一第一流道P1、三个第二流道P2、一第一流量缓冲区B1以及三个第二流量缓冲区B2，其中分流器1021通过出口1021o与燃料电池101的燃料入口101i连通(如图2中所示)；第一流道P1与入口1021i连通，弯折并在与入口1021i不同的水平面上形成第一流量缓冲区B1，三个第二流道P2的一端与第一流量缓冲区B1连通，三个第二流道P2的另一端则分别弯折，并形成一第二流量缓冲区B2后与出口1021o连通，且第二流量缓冲区B2与入口1021i及第一流量缓冲区B1皆位于不同的水平面上。
由于第一流量缓冲区B1与入口1021i形成于不同水平面上，燃料在通过第一流道P1进入分流器1021后，随即进入位于与入口1021i不同水平面上的第一流量缓冲区B1进行缓冲，燃料在缓冲后可同时进入第二流道P2，使每一燃料电池皆可均匀地分配到燃料。
第二流量缓冲区B2与第一流量缓冲区B1形成于不同水平面上，且第二流量缓冲区B2的直径大于第二流道P2的直径，燃料在由出口1021o进入燃料电池101前，会积蓄于邻近出口1021o的第二流量缓冲区B2，可增加流入燃料电池101的燃料流量。
在本实施例中，分流器1021与合流器1022具有相同的结构，因此合流器1022的结构将不再赘述。分流器1021与合流器1022唯一不同之处在于分流器1021与合流器1022分别对称设置于燃料电池101的两端，因此合流器1022的出入口设置成正好与分流器1021的出入口1021o、1021i相反，合流器1022的入口用以连通燃料电池101的燃料出口101o(如图2中所示)，且合流器1022的出口则是用以将燃料排出。另外，除了出入口相反之外，分流器1021与合流器1022具有相同的内部结构，但不限于此，分流器1021与合流器1022可根据不同的需求设置有不同数量的流道以及流量缓冲区，且流量缓冲区可设置于流道中的任一位置。
通过燃料电池101的燃料入口101i与分流器1021的出口连通、而燃料电池101的燃料出口101o与合流器1022的入口连通(如图2中所示)，使燃料可由燃料槽(未图示)流入分流器1021，并分流进每一燃料电池101中，燃料电池101所产生的反应物(例如：水及二氧化碳)分别流入合流器1022中汇集后再流回燃料槽中。
再次参见图2以及图3，每一燃料电池101的燃料入口101i两侧分别具有两个第一连接部101C、燃料电池101的燃料出口101o两侧分别具有两个第二连接部101C’，分流器1021具有三对第一相对连接部102C，合流器1022具有三对第二相对连接部102C’，其中每一对第一相对连接部102C之间具有相等的距离，且每一对第二相对连接部102C’之间亦具有相等的距离。每一燃料电池101的两个第一连接部101C分别与一对第一相对连接部102C卡合，可使燃料电池101的一端与分流器1021连接并固定，且每一燃料电池101的两个第二连接部101C’分别与一对第二相对连接部102C’卡合，可使燃料电池101的另一端与合流器1022连接并固定，进而使燃料电池101固定于分流器1021与合流器1022之间，并且每一燃料电池101之间可维持相同的距离。
如图2中所示，第一连接部101C与第二连接部101C’为突出部，而第一相对连接部102C与第二相对连接部102C’为凹槽，但不限于此，上述连接部与相对连接部可以是任何形状，只要可使燃料电池101固定于分流器1021与合流器1022之间即可。
参见图6，图6为本发明燃料电池系统的一变化例的示意图。在此变化例中，燃料电池模块还可包括一泵P，而分流器1021还包括一容纳部R；泵P与分流器1021连通，燃料由一进料口E进入分流器1021后流入泵P，再通过泵P加压由入口1021i进入分流器1021，容纳部R中可设置用以监测燃料电池性能的电子装置，例如温度检测器、流量检测器、浓度检测器等等；当容纳部R置入温度检测器时，可立即作流体(燃料)温度的检测；当容纳部R置入流量检测器或浓度检测器时，泵P将燃料加压经过容纳部R后，再流入第一流量缓冲区B 1中，当燃料经过容纳部R的同时，设置于容纳部R中的流量检测器或浓度检测器便可计算出流体(燃料)的流量或浓度。
本发明燃料电池系统100的流体控制装置102通过流量缓冲区来控制燃料的流量，使燃料在进入分流器1021后，可均匀并快速地被分配至每一个燃料电池101中，并且还由于流量缓冲区B1、B2位于与入口1021i不同的水平面上，流体控制装置102可以任意水平或倾斜地放置，不会因为倾斜而导致燃料分配不均的问题，此外，本发明的燃料电池101与流体控制装置102直接卡合，不需通过另外的管路连通，不但减少漏液的机会，组装时亦更为方便。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的变动与润饰，因此本发明的保护范围当以所附的权利要求所界定的范围为准。