[发明专利]包括自支撑聚合物材料衬里的燃料电池歧管组件

说明书

燃料电池歧管装置的说明性示例实施例包括自支撑聚合物材料衬里主体，其包括大致平面的主壁和多个侧壁。侧壁分别大致垂直地从主壁延伸。主壁和侧壁上的内表面共同限定腔体。主壁具有一长度和小于该长度的宽度。主壁包括沿主壁在宽度方向上定位的多个肋。该肋在长度方向上彼此间隔开。肋允许衬里主体的一定程度的热膨胀。

背景技术

燃料电池装置基于电化学反应提供电力。一些燃料电池布置使用磷酸作为电解质。这种燃料电池通常被称为磷酸燃料电池（PAFC）。

燃料电池发电厂通常包括具有多个燃料电池的电池堆组件。歧管可以沿着电池堆组件的至少一侧定位，以便将反应物引导到燃料电池。在一些PAFC中，歧管是碳钢并且必须受保护以免受磷酸的影响。常见的方法包括用全氟烷氧基聚合物树脂（PFA）涂层来静电涂覆歧管盘。虽然这种涂层提供了有用的酸屏障并且用作金属歧管盘上的介电屏障，但是利用这种涂层会产生额外的费用。通常需要多个涂覆和烧结步骤来形成足够厚以成为有效屏障的涂层。

在美国专利号6,245,454中建议了替代性方法。根据该文献，树脂片可定位在歧管盘的内部，而不是将涂层施加到盘。该方法并非没有困难，因为安装技术可能很麻烦，并且树脂片与歧管盘的尺寸关系必须适应材料的不同热膨胀。

具有用于燃料电池歧管的耐酸介电层将是有用的，其不具有与先前方法相关的费用或复杂性。

发明内容

燃料电池歧管装置的说明性示例实施例包括自支撑的聚合物材料衬里主体，其包括大致平面的主壁和多个侧壁。侧壁分别大致垂直地从主壁延伸。主壁和侧壁上的内表面共同限定腔体。主壁具有一长度和小于该长度的宽度。主壁包括沿主壁在宽度方向上定位的多个肋。该肋在长度方向上彼此间隔开。肋提供柔性以允许衬里主体的一定程度的热膨胀。

说明性示例燃料电池歧管组件包括金属歧管盘。为自支撑的聚合物材料衬里包括邻近歧管盘的内部定位的主壁。衬里具有围绕衬里周边的通道，并且歧管的一部分被接纳在通道中。通过歧管盘和衬里中的相应开口接纳反应物导管适配器。反应物导管适配器包括凸缘，该凸缘抵靠衬里的主壁上的内表面被接纳，其中凸缘和内表面之间的界面被密封。反应物导管适配器的另一部分邻近歧管盘的面向与主壁上的内表面相反的方向的外部。

组装燃料电池歧管装置的说明性示例方法包括邻近金属歧管盘的内部定位自支撑的聚合物衬里，其中歧管盘的边缘至少部分地被接纳在围绕衬里周边的通道中。反应物导管适配器的一部分被插入通过衬里和歧管盘中的开口，直到反应物导管适配器上的凸缘抵靠衬里上的内表面被接纳。凸缘具有大于开口的外部尺寸。然后将凸缘固定到歧管盘，其中衬里位于凸缘和歧管盘之间。当凸缘被固定时，凸缘与衬里之间的界面被密封。

根据下面的详细描述，至少一个所公开的示例实施例的各种特征和优点对本领域技术人员而言将是显而易见的。伴随着详细描述的附图可以被如下简要描述。

附图说明

图1示意性地示出了示例燃料电池布置的所选部分，其包括根据本发明实施例设计的歧管组件。

图2示出了根据本发明实施例设计的示例歧管组件。

图3示出了示例歧管盘和自支撑聚合物衬里构型。

图4示出了示例衬里构型的所选特征。

图5示出了示例反应物导管适配器。

图6示出了用于组装示例歧管装置的组装过程的一部分。

图7示意性地示出了示例组装过程的另一部分。

图8示出了用于将导管反应物适配器固定在歧管组件内的适当位置的示例紧固件。

具体实施方式