气冷式燃料电池组的冷却装置 【技术领域】
本发明是一种燃料电池的冷却装置，特别是有关于一种气冷式燃料电池组的冷却装置。
背景技术
燃料电池(Fuel Cell)是一种借着电化学反应，直接利用含氢燃料和空气产生电力的装置。由于燃料电池具有低污染、高效率、高能量密度等优点，故成为近年来各国研发和推广的对象。在各种燃料电池中，质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称为PEMFC)的操作温度较低、激活迅速、体积与重量的能量密度较高，因而最具产业价值。
该燃料电池在操作时，必需工作在适当的温度及湿度条件下，方能发挥其最佳效能。故在该燃料电池的结构中，除了阳极气体通道及阴极气体通道之外，通常都会设计冷却通道，以使该燃料电池的温度得以控制在一适当的温度条件下。在该燃料电池地冷却技术方面，一般可分为液冷式及气冷式，其中液冷式虽然具有较佳的冷却效果，但其要求的配合结构较为复杂及严格，故在一般小功率燃料电池组的设计中，通常会考虑采用气冷式来作为该燃料电池组的冷却方式。
在传统的气冷式燃料电池组设计中，有一种型态是在该燃料电池组的结构中配置一冷却气体入口及一冷却气体出口，并以一送风机连接该冷却气体入口，以使该送风机所产生的冷却空气经由该冷却气体入口送入该燃料电池的冷却槽道中，使该燃料电池得到适当的冷却。其主要缺陷在于：
1、在此种设计中，由于必需在该燃料电池的内部有限空间中配置冷却槽道及通道，故使得该燃料电池的设计和组装较为不便，在结构方面亦较为复杂。
2、再者，在冷却效果方面，通过送风机将冷却空气经由该冷却气体入口送入该燃料电池的冷却槽道中的设计，亦已发现其冷却效果并未尽理想。
缘此，本发明的主要目的是提供一种气冷式燃料电池组的冷却装置，以使该燃料电池组得以达到适当的冷却效果。
【发明内容】
本发明的另一目的是提供一种气冷式燃料电池组的冷却装置，通过结构简化的气冷式燃料电池组冷却装置，其仅需配合简易的冷却槽道设计，再配合风扇的配置，即可使该燃料电池组达到适当冷却的效果。
本发明的另一目的是提供一种气冷式燃料电池组的冷却装置，通过可回收冷却气体利用的气冷式燃料电池组冷却装置，该燃料电池组结合了风扇及风扇罩体及导风罩，而可将该风扇所产生的冷却气体予以回收利用并予适当的加湿后，导入至该燃料电池组的阴极气体入口，再送入该燃料电池组中。
本发明的目的是这样实现的：一种气冷式燃料电池组的冷却装置，该燃料电池组是由多数个燃料电池单电池所组成，并在各个燃料电池单电池之间形成有多数个冷却槽道，该冷却槽道的冷却气流入口形成在该燃料电池组的一侧面，该冷却槽道的冷却气流出口形成在该燃料电池组的另一侧面，其特征是：
该燃料电池组位在该冷却槽道的冷却气流出口的侧面罩覆有一风扇罩体，该风扇罩体的镂空区安装有至少一风扇，该风扇所产生的冷却气流由该冷却槽道的冷却气流入口进入，并通过该燃料电池组的冷却槽道，再由冷却气流出口导出。
该冷却气体槽道是由该燃料电池组体中的燃料电池单电池的阴极导流板与另一相邻燃料电池单电池的阳极导流板对合组立，形成该冷却气体槽道。该相邻燃料电池单电池的阳极导流板与阴极导流板之间更配置有一温度传感器，用以感测该燃料电池组的温度。该各个冷却气体槽道气流入口端及气流出口端各形成漏斗状的结构。该燃料电池组体的冷却气流入口的侧面更包括有一滤网罩体，并在该滤网罩体的镂空区域中配置一滤网。：该燃料电池组体的风扇罩体外侧面更设置一导风罩，用以导引该风扇所产生的冷却气流。该导风罩更连结至一加湿器的气体入口端，该加湿器的气体出口端则经由一回收管线导引回收而连接至该燃料电池组体的阴极气体入口。
本发明为解决传统技术的问题所采用的技术手段是在该燃料电池组的冷却槽道的一侧面罩覆有一风扇罩体，并在该风扇罩体的镂空区安装有至少一风扇，该风扇所产生的冷却气流由该冷却槽道的冷却气流入口进入，并在通过该燃料电池组的冷却槽道后，由冷却气流出口导出。该燃料电池组中的其中两个相邻燃料电池单电池的阳极导流板与阴极导流板的间更配置有一温度传感器，用以感测该燃料电池组的温度。该燃料电池组体的冷却气流入口的侧面更包括有一滤网风扇罩体，并在该滤网风扇罩体的镂空区域中配置一滤网。该风扇罩体外侧面更设置一导风罩，用以导引该风扇所产生的冷却气流至加湿器，再将该经过加湿处理过的气体经由一回收管线导引回收而连接至该燃料电池组体的阴极气体入口。
本发明对照现有技术的主要功效如下：
经由本发明所采用的技术手段，可以使该燃料电池组配合简易结构及简易的导风，即得以达到适当的冷却效果，且通过导风罩及加湿器的配置，可将该冷却气体导入至该燃料电池组的阴极气体入口，再送入该燃料电池组中而达到回收利用的效果。
下面结合较佳实施例和附图进一步说明。
【附图说明】
图1是本发明实施例1的立体示意图；
图2是本发明的立体分解示意图；
图3是图1中燃料电池各组成构件分解的侧视示意图；
图4是图1中燃料电池的各组成构件对准组合时的侧视示意图；
图5是图4中的A部的放大示意图；
图6是图1的G-G剖视示意图；
图7是本发明的冷却气体槽道的平面示意图；
图8是本发明的气冷式燃料电池组的冷却装置的实施例2的示意图；
图9是本发明气冷式燃料电池组的冷却装置结合了一控制装置的实施例示意图。
【具体实施方式】
实施例1
参阅图1-图2所示，本发明的气冷式燃料电池1包括有一燃料电池组体10，在该燃料电池组体10的阳极侧叠置有一阳极集电板11、一阳极绝缘板12及一阳极端板13。在该燃料电池组体10的阴极侧叠置有一阴极集电板21、一阴极绝缘板22及一阴极端板23。
在该阳极端板13的顶面开设有一阴极气体入口131以及一阴极气体出口132，阴极反应气体(空气)可由该阴极气体入口131送入，经由该阳极绝缘板12的阴极气体入口121、阳极集电板11的阴极气体入口111而进入该燃料电池组体10的阴极气体入口101。该阴极反应气体在送入燃料电池组体10内部反应后，再由燃料电池组体10的阴极气体出口102、阳极集电板11的阴极气体出口112、阳极绝缘板12的阴极气体出口122、阳极端板13的阴极气体出口132而送出。通常在该阳极端板13的阴极气体入口131及阴极气体出口132分别结合有一阴极气体送入套接管141及阴极气体送出套接管142。
在阳极气体(氢气)方面，在该阴极端板23的适当位置开设有一阳极气体入口231，以将阳极气体经由类似于前述气体通道的结构，而送入该燃料电池组体10内部进行反应，最后再由阳极端板13的阳极气体出口133送出。
图3显示了图1中燃料电池1各组成构件分解时的侧视示意图，图4是显示该燃料电池1的各组成构件对准组合时的侧视示意图。该燃料电池1中的燃料电池组体10是由多数个燃料电池单电池10a、10b、10c所构成。其中的燃料电池单电池10a中包括有一膜电极组体103a(Membrane Electrode Assembles，MEA)，其是由一质子交换膜、一阳极触媒层及阴极触媒层所叠置而构成。在该膜电极组体103a的阳极侧具有一阳极气体扩散层104a以及一阳极导流板105a，在膜电极组体103a的阴极侧具有一阴极气体扩散层106a以及一阴极导流板107a。
相似地，燃料电池单电池10b中亦包括有一膜电极组体103b(MembraneElectrode Assembles，MEA)，其是由一质子交换膜、一阳极触媒层及阴极触媒层所叠置而构成。在该膜电极组体103b的阳极侧具有一阳极气体扩散层104b以及一阳极导流板105b，在膜电极组体103b的阴极侧具有一阴极气体扩散层106b以及一阴极导流板107b。
相邻的燃料电池单电池之间形成有多数个冷却气体槽道，以供冷却空气通过该燃料电池组体10，以达到冷却的功能。例如在图5中是显示图4中A圈示部份的放大视图，其显示该燃料电池单电池10a的阴极导流板107a与相邻的燃料电池单电池10b的阳极导流板105b只间通过对合组立而形成有多数个冷却气体槽道3。
在本发明的设计中，在该燃料电池组体10的冷却气体槽道3出口端的侧面乃罩覆有一风扇罩体4(同时参阅图6所示的剖视图)，并在该风扇罩体4中开设有镂空区41，该镂空区41可安装一风扇5。当该风扇5转动时，可在该燃料电池组体10的冷却气体槽道3中产生一冷却气体流动方向I的冷却气流，该冷却气流由冷却气流入口A1进入燃料电池组体10中，并在通过该燃料电池组体10的冷却气体槽道3之后，由冷却气流出口A2导出，如此可使该燃料电池组体10得到适当的冷却。
参阅图7所示，为了使该冷却气体槽道3在冷却空气通过时，具有较佳的导流效果，故在该冷却气体槽道3的冷却气体入口3a与冷却气体出口3b各形成漏斗状的开口结构。
实施例2
参阅图8所示，是显示本发明气冷式燃料电池组的冷却装置的实施例2，此实施例2中更包括有一滤网6，该滤网6可安装在一滤网罩体61的镂空区域，且该滤网罩体61可罩覆在该燃料电池组体10的冷却气流入口A1的侧面。通过此一设计，使得该冷却气流入口A1所导入的冷却气流得以先通过该滤网6再送入该燃料电池组体10中，以滤除灰尘或杂物。
图9是显示本发明气冷式燃料电池组的冷却装置结合了一控制装置(例如一简易的温度控制器)的实施例图。如图9所示，本发明中包括有一控制装置7，而在该燃料电池组体10中装设有一温度传感器71，其安装位置可安装在相邻的燃料电池单电池之间，例如图5所示，该温度传感器71是安装在燃料电池单电池10a的阴极导流板107a与燃料电池单电池10b的阳极导流板105b的叠置交接处，通过该温度传感器71可感测出该燃料电池组的操作温度。
该温度传感器71的安装位置除了位在该燃料电池单电池的阴极导流板与燃料电池单电池的阳极导流板的叠置处，当然亦可安装在其它适当位置，例如接近该燃料电池组的膜电极组体邻近位置处，均能达到感测该燃料电池组的操作温度的目的。
该温度传感器71所感测到的燃料电池组体温度信号s1会送至该控制装置7中，而该控制装置7即可依据该燃料电池组体温度的高低，而送出一风扇速度控制信号s2至该风扇5，以调节该风扇5的转速。
在该燃料电池组体10的风扇罩体4外侧面亦可另设置一导风罩8，且该导风罩8的出口端乃连接至一加湿器9的气体入口端91，故由风扇5所导出的具有适当温度(例如约摄氏55-65度)的冷却气体在经由该导风罩8而进入加湿器9的气体入口端91之后，可以提高其相对湿度，再将该具有适当温度及经过湿度调节过的冷却气体由该加湿器9的气体出口端92、以及回收管线93导引回收，并经由该燃料电池组体10的阴极气体送入套接管141送入该燃料电池组体10中。
经由上述的设计，不仅可以使气冷式燃料电池组得到良好的冷却效果，且可以将导出的冷却气体经由导风罩及加湿器的加湿处理，而达到热回收的效果，亦能提升该气冷式燃料电池组的运转效率。故本发明确具有产业利用价值，且本发明在申请专利前，并未有相同或类似的专利或产品公开在先，故本发明具有新颖性、创造性和实用性。
以上的实施例说明，仅为本发明的较佳实施例说明，凡熟悉于此项技术者，依据本发明的上述实施例说明而作其它种种的改良及变化，仍属于本发明的保护范围之内。