本發明(ming)涉及(ji)燃料電池技術領域(yu)，具(ju)體的說涉及(ji)一種航空用(yong)燃料電池系統散熱器。

背景技術：

當今燃料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)技術的系統(tong)(tong)(tong)效(xiao)率為25％-60％，因此40％-75％的燃料(liao)(liao)內能需(xu)要通過散(san)熱(re)器(qi)向(xiang)環境中排放(fang)，才能維持整個燃料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)(tong)(tong)的等(deng)溫運行。這對燃料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的散(san)熱(re)系統(tong)(tong)(tong)提出了很高的要求，尤其(qi)是(shi)便攜式燃料(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)(tong)(tong)，更(geng)輕(qing)、更(geng)緊(jin)湊的散(san)熱(re)器(qi)設計將(jiang)大(da)大(da)提高電(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)(tong)(tong)的能量和功(gong)率密度。

供給小(xiao)型(xing)飛行(xing)器(qi)(qi)動力的(de)燃(ran)料電池(chi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)器(qi)(qi)普遍采(cai)用翅片(pian)管散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)器(qi)(qi)或(huo)板(ban)翅式散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)裝置，需要(yao)配備風扇，增加電池(chi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)內耗且散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)片(pian)本身厚重(zhong)的(de)金(jin)(jin)屬材質(zhi)增加系(xi)(xi)統(tong)(tong)重(zhong)量(liang)(liang)。類(lei)似的(de)翅片(pian)散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)器(qi)(qi)還存在與熱(re)源較遠的(de)翅片(pian)與環境溫差小(xiao)，導(dao)致散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)片(pian)的(de)面(mian)積(ji)(ji)利用率低的(de)問題(ti)。為了(le)達到更好的(de)散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)效果，只(zhi)能加大散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)片(pian)的(de)使用量(liang)(liang)，或(huo)提高散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)片(pian)高度，嚴重(zhong)浪(lang)費了(le)金(jin)(jin)屬材料，且增加了(le)散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)器(qi)(qi)的(de)體積(ji)(ji)、重(zhong)量(liang)(liang)。因此(ci)，用做航空動力的(de)燃(ran)料電池(chi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)內的(de)散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)器(qi)(qi)需要(yao)一種結構簡單(dan)、等效熱(re)阻小(xiao)、重(zhong)量(liang)(liang)輕(qing)、體積(ji)(ji)小(xiao)的(de)散(san)(san)(san)(san)(san)熱(re)器(qi)(qi)。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在的不(bu)足，發明了一種(zhong)航空用燃料電池系統散熱器。本發明采(cai)用以下技術方案來(lai)實現。

一(yi)種(zhong)航空(kong)用燃料電池系統(tong)散熱(re)器(qi)，包(bao)括N層(ceng)層(ceng)狀疊合(he)的(de)(de)(de)瓦(wa)楞(leng)(leng)片(pian)，N為大(da)于(yu)等(deng)于(yu)2的(de)(de)(de)自然數(shu)；瓦(wa)楞(leng)(leng)片(pian)的(de)(de)(de)二側表面上分別均帶有交替間(jian)隔(ge)的(de)(de)(de)楞(leng)(leng)和槽，所述(shu)相鄰的(de)(de)(de)瓦(wa)楞(leng)(leng)片(pian)層(ceng)間(jian)通過楞(leng)(leng)焊(han)(han)接形成N-1層(ceng)的(de)(de)(de)孔(kong)道(dao)(dao)(dao)結構(gou)，所述(shu)相鄰的(de)(de)(de)瓦(wa)楞(leng)(leng)片(pian)層(ceng)間(jian)通過楞(leng)(leng)焊(han)(han)接是(shi)指(zhi)下層(ceng)瓦(wa)楞(leng)(leng)片(pian)上表面的(de)(de)(de)楞(leng)(leng)與上層(ceng)瓦(wa)楞(leng)(leng)片(pian)下表面的(de)(de)(de)楞(leng)(leng)一(yi)一(yi)對應焊(han)(han)接；所述(shu)散熱(re)器(qi)還包(bao)括設(she)置于(yu)孔(kong)道(dao)(dao)(dao)兩端的(de)(de)(de)密封(feng)(feng)(feng)封(feng)(feng)(feng)頭(tou)，密封(feng)(feng)(feng)封(feng)(feng)(feng)頭(tou)與孔(kong)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)開口端間(jian)留有空(kong)隙；所述(shu)一(yi)密封(feng)(feng)(feng)封(feng)(feng)(feng)頭(tou)上設(she)置有一(yi)散熱(re)工質(zhi)入口，另(ling)一(yi)密封(feng)(feng)(feng)封(feng)(feng)(feng)頭(tou)上設(she)置有一(yi)散熱(re)工質(zhi)出口。

所述散熱(re)器(qi)瓦楞(leng)片和封頭的材質為(wei)耐(nai)高(gao)溫同時耐(nai)有機工質腐蝕的材料；N為(wei)大于等于2小于等于10。

所述散熱器(qi)瓦楞片和封頭的(de)材(cai)質為不銹鋼、鋁合金(jin)、陶瓷、聚(ju)合物中的(de)一種。

所述瓦楞片的(de)厚度為0.05-1mm。

所述瓦楞(leng)(leng)片的瓦楞(leng)(leng)楞(leng)(leng)突(tu)起和(he)槽凹(ao)陷(xian)垂直(zhi)(zhi)于孔道(dao)的截(jie)面為圓(yuan)(yuan)弧型，圓(yuan)(yuan)弧的直(zhi)(zhi)徑尺寸小于等于5mm。

采用所(suo)述散熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)的航空用燃(ran)料電池系統(tong)，包(bao)括燃(ran)料電池電堆(dui)和水(shui)熱(re)(re)(re)平衡部(bu)(bu)件，其(qi)特征在于：所(suo)述散熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)以最小截面積的方向(xiang)作為迎風(feng)面安置于一航空器(qi)(qi)機身外部(bu)(bu)，所(suo)述燃(ran)料電池電堆(dui)陰極(ji)出口(kou)與(yu)所(suo)述散熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)散熱(re)(re)(re)工質入口(kou)相(xiang)(xiang)連；所(suo)述 散熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)散熱(re)(re)(re)工質出口(kou)與(yu)所(suo)述燃(ran)料電池系統(tong)水(shui)熱(re)(re)(re)平衡部(bu)(bu)件相(xiang)(xiang)連；

所(suo)(suo)述(shu)(shu)航(hang)空器(qi)(qi)工(gong)作(zuo)過程中，燃料(liao)電池電堆陰極(ji)出口的(de)(de)散熱(re)(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)經(jing)所(suo)(suo)述(shu)(shu)散熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)中的(de)(de)散熱(re)(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)入口流(liu)入所(suo)(suo)述(shu)(shu)散熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)，同時航(hang)空飛行中的(de)(de)氣流(liu)為(wei)所(suo)(suo)述(shu)(shu)流(liu)入散熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)中的(de)(de)散熱(re)(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)降溫，散熱(re)(re)(re)(re)后的(de)(de)冷凝(ning)物經(jing)所(suo)(suo)述(shu)(shu)散熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)中的(de)(de)散熱(re)(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)出口返回所(suo)(suo)述(shu)(shu)燃料(liao)電池系統水熱(re)(re)(re)(re)平衡部件(jian)，實(shi)現航(hang)空用(yong)燃料(liao)電池系統的(de)(de)散熱(re)(re)(re)(re)。

所述水熱平衡(heng)部件(jian)為容器。

與現(xian)有技術相比(bi)，本發明(ming)所(suo)述散(san)熱(re)器(qi)(qi)(qi)結構(gou)簡單(dan)，不(bu)需要另加(jia)風扇，設(she)置于航(hang)空器(qi)(qi)(qi)機(ji)體外側，并利(li)用(yong)飛機(ji)的航(hang)空氣(qi)流(liu)(liu)冷卻(que)在機(ji)艙(cang)外懸(xuan)掛的散(san)熱(re)片(pian)，上述發明(ming)既減輕了燃(ran)料電池系統的重量(liang)，有節省航(hang)空器(qi)(qi)(qi)系統內(nei)部的體積；同(tong)時散(san)熱(re)器(qi)(qi)(qi)散(san)熱(re)片(pian)的形制(zhi)為(wei)薄板板狀(zhuang)瓦楞片(pian)，利(li)用(yong)航(hang)空飛行的氣(qi)流(liu)(liu)增加(jia)散(san)熱(re)表(biao)面的空氣(qi)湍流(liu)(liu)，不(bu)僅(jin)散(san)熱(re)效果好而且(qie)不(bu)增加(jia)飛機(ji)的飛行阻力(li)。

附圖說明

圖(tu)1瓦(wa)楞(leng)散熱器原理示意圖(tu)；

圖2燃(ran)料電池(chi)用(yong)瓦楞散熱器在(zai)飛機上(shang)的布(bu)置(zhi)方式示意；

其中，1.空氣湍流；2.散(san)熱(re)片；3.燃料(liao)(liao)電池出口物(wu)料(liao)(liao)；4.燃料(liao)(liao)電池；5.航空器。

具體實施方式

實施例

如圖(tu)2所示，一(yi)(yi)種航(hang)空(kong)(kong)器(qi)(qi)用直(zhi)接甲醇燃(ran)料(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)，包(bao)括3層疊合的(de)(de)(de)瓦(wa)(wa)楞(leng)片(pian)(pian)和設(she)置(zhi)(zhi)于(yu)3層疊合的(de)(de)(de)瓦(wa)(wa)楞(leng)片(pian)(pian)兩端(duan)的(de)(de)(de)密(mi)封封頭(tou)；所述(shu)兩封頭(tou)上分別設(she)置(zhi)(zhi)有一(yi)(yi)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)入口和一(yi)(yi)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)出口。所述(shu)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)封頭(tou)的(de)(de)(de)材質(zhi)為不銹鋼。所述(shu)瓦(wa)(wa)楞(leng)片(pian)(pian)為不銹鋼薄片(pian)(pian)沖(chong)壓而成，厚(hou)度(du)為0.1mm。所述(shu)瓦(wa)(wa)楞(leng)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)瓦(wa)(wa)楞(leng)突起為圓弧型，圓弧的(de)(de)(de)直(zhi)徑尺寸為5mm。直(zhi)接甲醇燃(ran)料(liao)電(dian)池電(dian)堆陰(yin)極出口的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)飽和空(kong)(kong)氣(qi)(qi)流(liu)經(jing)過瓦(wa)(wa)楞(leng)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)內部，在該瓦(wa)(wa)楞(leng)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)內壁(bi)面經(jing)相變傳(chuan)熱(re)(re)(re)和對流(liu)傳(chuan)熱(re)(re)(re)將(jiang)燃(ran)料(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)多余的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)量傳(chuan)出到瓦(wa)(wa)楞(leng)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)外壁(bi)面。來自燃(ran)料(liao)電(dian)池的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)流(liu)體經(jing)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)后回流(liu)入燃(ran)料(liao)電(dian)池系(xi)統(tong)氣(qi)(qi)液分離器(qi)(qi)中，完成一(yi)(yi)個熱(re)(re)(re)循(xun)環。當飛機飛行時，瓦(wa)(wa)楞(leng)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)外壁(bi)面兩側(ce)的(de)(de)(de)高(gao)速(su)湍(tuan)流(liu)增(zeng)加了金屬散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)片(pian)(pian)和空(kong)(kong)氣(qi)(qi)之間的(de)(de)(de)對流(liu)傳(chuan)熱(re)(re)(re)系(xi)數，不會(hui)對飛機的(de)(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)動力造(zao)成影響。熱(re)(re)(re)工(gong)質(zhi)過飽和的(de)(de)(de)濕熱(re)(re)(re)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)以50-160攝氏(shi)度(du)進口，流(liu)量為10-150L/min，經(jing)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)得到30--80攝氏(shi)度(du)的(de)(de)(de)冷(leng)卻空(kong)(kong)氣(qi)(qi)及(ji)冷(leng)凝水(shui)。