一种周向分布式燃料电池集成热部件的制作方法

本技术属于燃料电池，具体涉及一种周向分布式燃料电池集成热部件。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、燃料电池系统用热部件通常包括燃烧室、空气换热器、燃料换热器等部件，在使用时，通常将各个部件之间通过管路连接，导致燃料电池系统占用空间大，连接管路复杂，针对上述问题，中国实用新型专利cn216928637u，公开了一种燃料电池用集成式换热器，通过设置的第一换热器和第二换热器相连后形成整体结构，实现对燃料电池所用换热器的集成，但是这种设置方式只考虑了将燃料电池所用到的空气换热器进行集成，具体为排气冷却器和空气预热器的集成，因此，只能实现部分燃料电池热部件的集成，对于燃烧器、重整器、蒸汽发生器等部件，仍然是独立的零件，需要较多的管路连接，导致系统不够紧凑，另外，热部件外表面多暴露在空气中，不利于保温，部件之间连接管道长，带来了更大的压力损失。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种周向分布式燃料电池集成热部件，以燃烧器为中心，其余热部件沿着燃烧器的周向排布，实现了对多个燃料电池热部件的集成，提高了燃料电池热部件的集成度。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本实用新型的实施例提供了一种周向分布式燃料电池集成热部件，包括燃烧器、排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器，其中，燃烧器采用圆柱形结构，以燃烧器为中心，沿着燃烧器的外周依次设置排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器，形成一个环状结构；燃烧器的燃烧尾气出口与空气预热器和蒸汽发生器相连通。

4、作为进一步的技术方案，所述排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器均为弧形结构，且各个弧形结构的径向宽度相同。

5、作为进一步的技术方案，所述燃烧器的顶部设置空气入口管和燃气入口管，燃烧器的下部设置有燃烧尾气出口，所述燃烧尾气出口通过上下两个隔板与其他位置进行分隔。

6、作为进一步的技术方案，所述排气冷却器的顶部设置排气入口管，所述排气入口管与燃料电池的排气管相连，排气冷却器的底部设置空气入口管和排气出口管。

7、作为进一步的技术方案，所述排气冷却器与空气预热器相接触的侧面上设置有空气出口，且所述空气出口设置在侧面的上部。

8、作为进一步的技术方案，所述空气预热器的顶部设置有燃烧尾气出口管，底部设置有空气出口管，所述空气出口管上设置有温度传感器。

9、作为进一步的技术方案，所述蒸汽发生器的顶部设置有水入口管、燃烧尾气出口管和燃气入口管，所述蒸汽发生器与重整器相邻的侧壁面上设置有混合气出口，相应的重整器的侧壁上设置有混合气入口。

10、作为进一步的技术方案，所述重整器的顶部设置有空气出口管和含氢合成气出口管，底部设置有空气入口管。

11、作为进一步的技术方案，所述空气出口管和含氢合成气出口管上均设置有温度传感器。

12、作为进一步的技术方案，还包括依次相连的空气分流管、空气阻尼管和空气出口管。

13、上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

14、本实用新型提供的周向分布式燃料电池集成热部件，将燃烧器设置在中心位置，排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器以及重整器设置在燃烧器的周部，形成环状结构，通过采用环状结构设计，尽可能地减少了连接管路，有助于提升功率密度和降低压降损失。

15、本实用新型提供的周向分布式燃料电池集成热部件，整体为圆柱形结构，在保温时，直接对集成热部件的外侧壁面进行保温即可，且外侧壁面上没有设置管道接口，有助于减少热量散失以及热应力。

16、本实用新型提供的周向分布式燃料电池集成热部件，结构简单，可单独用于制含氢合成气也可以与燃料电池联合使用，装配便利；实现了燃料电池多个热部件的集成。

17、本实用新型提供的周向分布式燃料电池集成热部件，外接管路包括空气分流管，空气阻尼管以及空气出口管，用于气流导通及分配，与多个单独连接的热部件相比，缩短了连接管路的长度，减少了压力损失。

18、本实用新型提供的周向分布式燃料电池集成热部件，在多处进气管和出气管上设置了温度传感器通过设置温度传感器对多点温度进行监测，基于温度监测数据可以实现对流量及温度的精确调节，满足工况变化需求。

技术特征：

1.一种周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，包括燃烧器、排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器，其中，燃烧器采用圆柱形结构，以燃烧器为中心，沿着燃烧器的外周依次设置排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器，形成一个环状结构；燃烧器的燃烧尾气出口与空气预热器和蒸汽发生器相连通。

2.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器均为弧形结构，且各个弧形结构的径向宽度相同。

3.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述燃烧器的顶部设置空气入口管和燃气入口管，燃烧器的下部设置有燃烧尾气出口，所述燃烧尾气出口通过上下两个隔板与其他位置进行分隔。

4.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述排气冷却器的顶部设置排气入口管，所述排气入口管与燃料电池的排气管相连，排气冷却器的底部设置空气入口管和排气出口管。

5.如权利要求4所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述排气冷却器与空气预热器相接触的侧面上设置有空气出口，且所述空气出口设置在侧面的上部。

6.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述空气预热器的顶部设置有燃烧尾气出口管，底部设置有空气出口管，所述空气出口管上设置有温度传感器。

7.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述蒸汽发生器的顶部设置有水入口管、燃烧尾气出口管和燃气入口管，所述蒸汽发生器与重整器相邻的侧壁面上设置有混合气出口，相应的重整器的侧壁上设置有混合气入口。

8.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述重整器的顶部设置有空气出口管和含氢合成气出口管，底部设置有空气入口管。

9.如权利要求8所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，所述空气出口管和含氢合成气出口管上均设置有温度传感器。

10.如权利要求1所述的周向分布式燃料电池集成热部件，其特征在于，还包括依次相连的空气分流管、空气阻尼管和空气出口管。

技术总结本技术公开了一种周向分布式燃料电池集成热部件，包括燃烧器、排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器，其中，燃烧器采用圆柱形结构，以燃烧器为中心，沿着燃烧器的外周依次设置排气冷却器、空气预热器、蒸汽发生器和重整器，形成一个环状结构；燃烧器的燃烧尾气出口与空气预热器和蒸汽发生器相连通；本技术将燃烧器设置在中心位置，其余部件设置在燃烧器的周部，形成环状结构，通过采用环状结构设计，尽可能地减少了连接管路，有助于提升功率密度和降低压降损失。技术研发人员：段志宁,沈雪松受保护的技术使用者：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司技术研发日：20230927技术公布日：2024/7/9