一种用于双堆燃料电池堆前分流的三通装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种用于双堆燃料电池堆前分流的三通装置。


背景技术：

2.双堆燃料电池在工作时，两个电堆为串联状态，氧化剂、燃料和冷却液在进入电堆前都必须通过三通进行分流。电堆的工作状态由氧化剂、燃料和冷却液的流量及压力共同影响，为确保燃料电池的性能及电堆的寿命，就必须保证进入两个电堆的氧化剂、燃料和冷却液保持相同的流量及压力。
3.现有技术中，在进入三通之前需要设置较长的直流道来平稳层流、消除湍流，由于燃料电池内部结构相对紧凑，这一结构会占用大量的内部空间。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于双堆燃料电池堆前分流的三通装置，能够在分流前从内部消除湍流，后续分流时形成相对稳定的层流，保证两侧流道中流体流量和压力的一致性。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种用于双堆燃料电池堆前分流的三通装置，包括进料主管、两条轴对称排列的且分别连通在所述进料主管出口侧侧部的分料管，两条所述分料管的轴对称中心线与所述进料主管的轴心线相互重合，所述进料主管沿进料方向依次包括直流段、整流段和稳压段；
7.所述整流段包括整流管体、多片沿第一方向依次间隔排列的且两侧分别抵设于所述整流管体内壁的第一隔板、多片沿第二方向依次间隔排列的且两侧分别抵设于所述整流管体内壁的第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板交错排列，且分别平行于所述进料主管的轴心线，且沿所述进料主管的轴心线方向等长；
8.所述第一隔板和所述第二隔板分别包括主体、设于所述主体进料侧的弧形端、设于所述主体出料侧的尖角端。
9.优选地，所述直流段、所述整流段和所述稳压段具有相同的内径d。
10.更优选地，所述整流段的长度大于等于0.5d。
11.更优选地，所述稳压段的长度大于等于0.5d。
12.更优选地，所述第一隔板和所述第二隔板的厚度相同，且分别小于等于d/60。
13.更优选地，所述第一方向垂直于所述第二方向，多片所述第一隔板和多片所述第二隔板两两之间形成横截面为正方形的分流流道。
14.更进一步优选地，所述分流流道的正方形边长小于等于d/15。
15.优选地，所述弧形端为半圆形。
16.优选地，所述尖角端的角度为60
°
。
17.优选地，每条所述分料管均包括与所述进料主管出口侧侧部连通的锥形段、与所
述锥形端连通的筒形段，所述锥形段的直径沿靠近所述筒形段的方向逐渐减小。
18.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种用于双堆燃料电池堆前分流的三通装置，在大幅缩减进料主管长度的前提下，通过设置整流段，将流道分割成多个相互平行的小流道，配合迎流侧的弧形端和去流侧的尖角端，能够高效的从内部消除湍流，在后续分流时形成相对稳定的层流，保证两侧流道中流体流量和压力的一致性。
附图说明
19.附图1为根据本实用新型具体实施例的三通装置的结构示意图；
20.附图2为附图1的正视示意图；
21.附图3为附图1的俯视示意图；
22.附图4为第一隔板/第二隔板的侧视示意图。
23.其中：1、进料主管；11直流段；12、整流段；121、整流管体、122、第一隔板；123、第二隔板；124、主体；125、弧形端；126、尖角端；13、稳压段；2、分料管；21、锥形段；22、筒形段；3、分流流道。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例和附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
25.参见图1
‑
4所示，本实施例提供一种用于双堆燃料电池堆前分流的三通装置，包括进料主管1、两条轴对称排列的且分别连通在进料主管1出口侧侧部的分料管2。两条分料管2的轴对称中心线与进料主管1的轴心线相互重合，分料管2的出料方向可以垂直进料主管1的进料方向，或与进料主管1的进料方向之间互成锐角或钝角。参见图2所示，左侧分料管2的右端与进料主管1连通，右侧分料管2的左端与进料主管1连通。
26.参见图3所示，上述进料主管1沿进料方向包括依次连通的直流段11、整流段12和稳压段13。其中，直流段11、整流段12和稳压段13同轴心线排列，且具有相同的内径d。
27.参见图2所示，上述整流段12包括整流管体121、多片沿第一方向（即图中的左右方向）依次间隔排列的且上下两侧分别抵设于整流管体121内壁的第一隔板122、多片沿第二方向（即图中的上下方向）依次间隔排列的且左右两侧分别抵设于整流管体121内壁的第二隔板123。第一隔板122和第二隔板123交错排列，且分别平行于进料主管1的轴心线，且沿进料主管1的轴心线方向等长，并与整流段12等长。实际安装时，第一隔板122或第二隔板123表面开设长孔，使两者能够相互插接安装。
28.在本实施例中，第一方向垂直于第二方向，多片第一隔板122和多片第二隔板123两两之间形成横截面为正方形的分流流道3。第一隔板122平行于竖直平面，第二隔板123则平行于水平面。
29.直流段11用于进料，并对进料主管1进料口处起保护作用；稳压段13则用于对整流段12输出的流体进行均匀混合及稳压。
30.参见图4所示，第一隔板122和第二隔板123分别包括主体124、设于主体124进料侧的弧形端125、以及设于主体124出料侧的尖角端126。
31.在本实施例中，弧形端125为半圆形，尖角端126的角度为60
°
。第一隔板122和第二
隔板123的厚度相同，且分别小于等于d/60，分流流道3的正方形边长小于等于d/15。
32.通过设置整流段12，将流道分割成多个相互平行的小流道，配合迎流侧（即进料侧）的弧形端125和去流侧（即出料侧）的尖角端126，能够高效的从内部消除湍流，在后续分流时形成相对稳定的层流，保证两侧流道中流体流量和压力的一致性。
33.现有技术中，为了保证消除湍流，使得两侧流道的流量基本一致，需要设置长度为15d左右的进料主管1，才能基本满足要求。而在本实施例中，整流段12的长度只需大于等于0.5d，稳压段13的长度同样只需大于等于0.5d，直流段11的长度只需大于等于0.1d，进料主管1的总长度最小可为1.1d，大幅缩短了进料主管1的长度。
34.上述每条分料管2均包括与进料主管1出口侧侧部（即稳压段13末端侧部）连通的锥形段21、与锥形端连通的筒形段22。锥形段21的直径沿靠近筒形段22的方向逐渐减小。由于流体分流后压力会减小，通过设置锥形段21减小横截面积，使流体在出口时能够维持流体的进口压力。
35.为了进一步确保两侧流道中流体流量和压力的一致性，在流体接入进料主管1之前，需要确保直流道长度大于等于1.2d；或弯曲角度＜30
°
的情况下,直流道长度大于等于0.5d。此时，两侧筒形段22的长度为1d即可。
36.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。