[发明专利]一种高温空气混合器及SOFC空气进气系统

说明书

本发明涉及一种高温空气混合器，包括：主进气管，主进气管的一端是供空气进入的进气端，另一端是用于与SOFC空气进气系统的进气总管相连的出气端；中空凸环，中空凸环沿周向环绕于主进气管的外壁，并且中空凸环与主进气管的外壁密封连接；侧进气管，侧进气管与中空凸环的内腔连通，且侧进气管用于通入调温空气；气体混合口，气体混合口开设在被中空凸环所罩设的主进气管的侧壁上，气体混合口具有多个，且随着与侧进气管的距离的增加气体混合口的面积逐渐增大。该高温空气混合器使进入到各个电堆中的空气的温度更加均匀一致，从而保证电堆具有较高的工作效率。本发明还公开了一种采用上述高温空气混合器的SOFC空气进气系统。

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池技术领域，特别涉及一种高温空气混合器及SOFC空气进气系统。

背景技术

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)作为燃料电池的一种，可以直接利用由化石能源、生物质能转化得到的碳氢化合物作为燃料，经过外部或内部重整反应以及电极内的电化学反应，将燃料的化学能转化为电能。

SOFC由多个电堆构成，每一个电池堆都具有燃料气体入口和空气入口，目前一般是通过空气进气系统以及燃料进气系统分别向各个电池堆内输送空气和燃料气体，空气进气系统包括进气总管和与进气总管相连的进气歧管，进气歧管与电池堆的空气入口一一对应设置，空气首先进入到进气总管内，然后再通过进气歧管分别进入各个电池堆内。

进气总管内的空气温度可能较高，也可能较低，为了将空气温度调整至燃料电池所需的反应温度，通常还会设置一根与进气总管连通并流通调温空气的进气支管，当进气总管内的气温较高时，调温空气的温度设置的较低，当进气总管内的气温较高时，调温空气的温度设置的较高。

目前的进气支管仅是简单的与进气总管直接连通，进气支管内的调温空气与进气总管内的空气并不能均匀混合，这使得通过进气歧管进入到电池堆内的空气的温度不够均匀，影响各个电池堆的工作效率。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高温空气混合器，以使进入到电堆内的空气温度更加均匀，从而保证SOFC电堆的整体工作效率。

本发明的另一目的还在于提供一种采用上述高温空气混合器的SOFC空气进气系统。

为达到上述目的，本发明提供的高温空气混合器，应用在SOFC空气进气系统中，包括：

主进气管，所述主进气管的一端是供空气进入的进气端，另一端是用于与SOFC空气进气系统的进气总管相连的出气端；

中空凸环，所述中空凸环沿周向环绕于所述主进气管的外壁，并且所述中空凸环与所述主进气管的外壁密封连接；

侧进气管，所述侧进气管与所述中空凸环的内腔连通，且所述侧进气管用于通入调温空气；

气体混合口，所述气体混合口开设在被所述中空凸环所罩设的主进气管的侧壁上，所述气体混合口具有多个，且随着与所述侧进气管的距离的增加所述气体混合口的面积逐渐增大。

优选的，所述侧进气管的轴线与所述主进气管的轴线垂直相交，且两者所限定的平面称为中分面，所述中分面将所述主进气管的侧壁分为对称的第一侧壁和第二侧壁，所述气体混合口对称开设在所述第一侧壁和所述第二侧壁上。

优选的，在所述第一侧壁和所述第二侧壁上，所述气体混合口均是沿圆周方向成排分布。

优选的，所述气体混合口呈矩形。

优选的，在所述第一侧壁和所述第二侧壁上，所述气体混合口均为一排，且所述气体混合口在所述主进气管轴向上的长度不小于所述中空凸环在所述主进气管轴向上长度的90％。

优选的，在所述第一侧壁和所述第二侧壁上，各个所述气体混合口在所述主进气管轴向上的长度均相等。