[发明专利]用于让密封件上的接触压力均匀分布的头部凸缘设计

说明书

公开一种系统和方法，包括头部凸缘，以使得密封件上的接触压力均匀分布，在一些方面，板包括凸肩和凸缘边缘。凸肩包括凸肩侧边和凸肩角部。凸缘边缘限定通过板的孔。凸缘边缘包括靠近凸肩侧边的第一边缘部分和靠近凸肩角部的第二边缘部分。凸肩侧边和第一边缘部分限定出在它们之间的第一边缘距离。凸肩角部和第二边缘部分限定出在它们之间的第二边缘距离。第二边缘距离大于第一边缘距离。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，且更具体地，涉及用于使得密封件上的接触压力均匀分布的系统和方法。

背景技术

燃料电池系统可在各种应用中用作电源以提供电能。所产生的电能可以立即用于为例如电动机这样的装置供电。另外地或替换地，通过例如采用电池，所产生的电能可以存储，用于以后使用。

在一些应用中，燃料电池并入到静态结构中，以为建筑物、住宅等提供电功率。在一些应用中，燃料电池并入到例如智能电话、视频相机、计算机等的装置中。在一些应用中，燃料电池并入到载具中，以提供或补充机动力。

燃料电池系统通常包括以燃料电池堆(fuel-cell stack)布置的燃料电池。燃料电池堆(其可包含一百个以上的板)被挤压以对燃料电池堆的附近部件之间的密封件施加接触压力，以防止流过其中的流体泄露。例如，混合了反应物的冷却剂或远离燃料电池的活性区域混合的反应物会降低燃料电池堆的有效性。因为部件的数量，所以甚至沿密封件的接触压力分布方面的微小不同在跨经所述堆时也会被放大，这会防止流体密封的形成。

因而，有益的是让燃料电池堆上的密封件的接触压力均匀分布。

发明内容

在一些方面，板包括凸肩和凸缘边缘。凸肩包括凸肩侧边和凸肩角部。凸缘边缘限定通过板的孔。凸缘边缘包括靠近凸肩侧边的第一边缘部分和靠近凸肩角部的第二边缘部分。在凸肩侧边和第一边缘部分之间限定第一边缘距离。在凸肩角部和第二边缘部分之间限定第二边缘距离，第二边缘距离大于第一边缘距离。

在一些方面，凸肩包括在其上的密封表面。密封表面配置为在暴露到接触压力时挠曲。

在一些进一步的方面，在第二凸肩角部和第三边缘部分之间限定第三边缘距离，第三边缘部分靠近第二凸肩角部，凸肩角部限定第一半径，且第二凸肩角部限定第二半径，第二半径大于第一半径，且第二边缘距离大于第三边缘距离。

在一些进一步的方面，凸肩侧边遵循循蜿蜒路径，且第一边缘部分遵循蜿蜒路径，使得第一边缘距离沿蜿蜒路径大致恒定。

在一些进一步的方面，第一边缘距离和第二边缘距离配置为提供沿凸肩具有小于约50％差异的接触压力。

在一些进一步的方面，第一边缘距离和第二边缘距离配置为提供沿凸肩具有小于约30％差异的接触压力。

在一些进一步的方面，凸肩大致限定第一多边形且凸缘边缘大致限定第二多边形，第二多边形包括比第一多边形更多的角部。

在一些进一步的方面，凸肩侧边是大致直线形的且凸肩角部是大致弧形的。

在一些进一步的方面，第一边缘部分是大致弧形的且第二边缘部分是大致直线形的。

在一些方面，系统包括第一板、第二板和挤压构件。第一板包括凸肩和凸缘。凸肩具有凸肩侧边和凸肩角部。凸缘边缘限定穿过第一板的第一孔。凸缘边缘包括靠近凸肩侧边的第一边缘部分和靠近凸肩角部的第二边缘部分。凸肩侧边和第一边缘部分限定出在它们之间的第一边缘距离。凸肩角部和第二边缘部分限定出在它们之间的第二边缘距离。第二边缘距离大于第一边缘距离。第二板邻接第一板。第二板包括穿过其中的第二孔。第二孔对准第一孔。挤压构件配置为在第一板和第二板上施加挤压力。挤压力配置为沿凸肩将第一板和第二板密封。