PL67687Y1

PL67687Y1 - Reusable collector for carbonate fuel cells

Info

Publication number: PL67687Y1
Application number: PL121438U
Authority: PL
Inventors: Kamil Futyma; Jarosław Milewski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PL121438U1

Description

Opis wzoruPattern description

Przedmiotem wzoru użytkowego jest kolektor wielokrotnego użytku do węglanowych ogniw paliwowych. Węglanowe ogniwo paliwowe składa się z następujących części: membrany tworzącej elektrolit, katody, anody oraz dwóch kolektorów, pomiędzy którymi znajdują się powyżej wymienione elementy. Rolą kolektorów jest doprowadzenie mieszaniny gazów do układu, równomierne rozprowadzenie ich przy powierzchni anody lub katody oraz odprowadzenie gazów poreakcyjnych. Dodatkowo, kolektory muszą umożliwiać podłączenie urządzeń pomiarowo-regulacyjnych oraz odprowadzenie generowanej przez ogniwo energii elektrycznej. Urządzenia pomiarowo-regulacyjne mają za zadanie mierzyć napięcie generowane przez ogniwo oraz jego impedancję wewnętrzną. Regulacja pracy ogniwa odbywa się zarówno poprzez zmianę ilości i/lub składu doprowadzanej mieszaniny gazów jak również przez regulację oporu odbiornika energii elektrycznej. Niskie napięcie pojedynczego ogniwa (na poziomie IV) oraz stosunkowo duży prąd (rzędu kilkunastu amperów) wymagają, aby przyłącza urządzeń pomiarowo-regulacyjnych wykazywały się możliwie małym wpływem na własności elektryczne urządzenia.The subject of the utility model is a reusable collector for carbonate fuel cells. A carbonate fuel cell consists of the following parts: a membrane that forms the electrolyte, a cathode, an anode, and two collectors with the above-mentioned elements between them. The role of the collectors is to supply the gas mixture to the system, evenly distribute them at the anode or cathode surface and to remove post-reaction gases. Additionally, the collectors must enable the connection of measuring and control devices and the discharge of the electricity generated by the cell. Measurement and control devices are designed to measure the voltage generated by the cell and its internal impedance. The cell operation is regulated both by changing the quantity and / or composition of the supplied gas mixture as well as by regulating the resistance of the electric energy receiver. Low voltage of a single cell (at level IV) and relatively high current (in the order of a dozen or so amperes) require that the connections of the measurement and control devices have as little influence on the electrical properties of the device as possible.

Stosowane dotychczas kolektory nie posiadają systemowych rozwiązań kwestii przyłączy urządzeń pomiarowych. Wśród stosowanych dotychczas rozwiązań wymienić można takie jak dospawany do korpusu kolektora płaskownik, z otworem umożliwiającym przykręcenie kabla z zakończeniem Oczkowym. Korpus ma zwykle kształt kwadratowego bloku połączonego z przewodami rurowymi doprowadzającymi do ogniwa mieszaniny gazów. Innym rozwiązaniem jest mocowanie kabli zakończonych, krokodylkami” do przewodów rurowych doprowadzających mieszaniny gazów. Oba stosowane rozwiązania mają charakter prowizoryczny i przyczyniają się do powstawania problemów eksploatacyjnych oraz zakłócania pomiarów wielkości elektrycznych.The collectors used so far do not have system solutions for the connection of measuring devices. The solutions used so far include a flat bar welded to the collector body, with an opening for screwing a cable with an eyelet termination. The body is usually in the shape of a square block connected to the gas mixture supply tubing. Another solution is to attach cables terminated with crocodile clips to the pipes supplying gas mixtures. Both applied solutions are provisional and contribute to operational problems and disruptions in the measurements of electrical quantities.

Kolektor wielokrotnego użytku do węglanowych ogniw paliwowych, posiadający korpus do którego są zamocowane przyłącza elektryczne i przewody rurowe doprowadzające do ogniwa mieszaniny gazów, według wzoru użytkowego wyróżnia się tym, że przyłącza elektryczne są utworzone poprzez połączenia kołkowe korpusu z kablem elektrycznym, przy czym otwór osadczy każdego połączenia kołkowego jest wykonany od strony powierzchni bocznej korpusu kolektora, zaś od strony tej samej powierzchni bocznej są zamocowane końcówki przewodów rurowych doprowadzających gaz, które to przewody rurowe są wygięte w płaszczyźnie zawartej pomiędzy powierzchnią zewnętrzną a powierzchnią wewnętrzną kolektora. W korzystnym wykonaniu ogniwa połączenia kołkowe są wykonane pomiędzy końcówkami przewodów rurowych doprowadzających gaz, przy czym w skład połączenia kołkowego z otworem osadczym wchodzą gwintowane otwory wykonane od strony powierzchni zewnętrznej kolektora, w które są wkręcone śruby dociskowe. Ponadto każdy przewód rurowy, zamocowany do powierzchni bocznej korpusu kolektora, jest osadzony w przeciwległej powierzchni bocznej korpusu, a w skład tak wygiętego przewodu rurowego wchodzi trójnik z króćcem gazowym.A reusable collector for carbonate fuel cells, having a body to which electrical connections and pipes for supplying a gas mixture to the cell are attached, according to the utility model, are distinguished by the fact that the electrical connections are formed by pin connections of the body with the electric cable, the housing opening for each the pin connection is made on the side surface of the collector body, and on the side of the same side surface the ends of the gas supply pipes are fixed, which pipes are bent in a plane comprised between the outer surface and the inner surface of the collector. In a preferred embodiment of the link, the pin connections are made between the ends of the gas supply pipes, and the pin connection with the seat opening includes threaded holes made on the side of the outer surface of the collector, into which the pressure screws are screwed. Moreover, each tubing attached to the side surface of the collector body is seated in the opposite side surface of the body, and the tubing thus bent includes a tee with a gas connection.

Rozwiązanie według wzoru użytkowego umożliwia łatwe odłączenie przewodów elektrycznych od korpusu kolektora i zamocowanie kolektora na magnesowej szlifierce do powierzchni płaskich bez demontażu przewodów rurowych.The utility model solution enables easy disconnection of the electric cables from the collector body and the collector mounting on a magnetic flat grinder without removing the pipes.

Przedmiot wzoru użytkowego jest przedstawiony na złączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kolektor w perspektywie, a fig. 2 przedstawia przyłącze elektryczne wykonane w korpusie kolektora w przekroju wzdłużnym w płaszczyźnie osi otworu osadczego.The object of the utility model is presented in the combined drawing, in which Fig. 1 shows the collector in perspective, and Fig. 2 shows the electrical connection made in the collector body in a longitudinal section in the plane of the seat opening axis.

Jak przedstawiono na fig. 1, kolektor wielokrotnego użytku do węglanowych ogniw paliwowych posiada korpus 7 wykonany w postaci prostokątnego bloku z wnęką, do którego są zamocowane przyłącza elektryczne i przewody rurowe doprowadzające do ogniwa mieszaniny gazów. Kierunek przepływu gazu wewnątrz kolektora zaznaczono przerywaną strzałką. Przyłącza elektryczne są utworzone poprzez połączenia kołkowe korpusu 7 z kablem elektrycznym 6. Otwór osadczy 1 każdego połączenia kołkowego jest wykonany od strony wąskiej powierzchni bocznej korpusu 7 kolektora, a ponadto od strony tej samej powierzchni bocznej są zamocowane końcówki przewodów rurowych doprowadzających gaz, które to przewody rurowe są wygięte w płaszczyźnie zawartej pomiędzy szerszą powierzchnią zewnętrzną i powierzchnią wewnętrzną kolektora, obejmującą powierzchnię styku A.As shown in Fig. 1, the reusable manifold for carbonate fuel cells has a body 7 made in the form of a rectangular block with a cavity, to which electrical connections and pipes for supplying the gas mixture to the cell are attached. The direction of gas flow inside the collector is marked with a dashed arrow. The electrical connections are formed by the pin connections of the body 7 with the electric cable 6. A seating hole 1 of each pin connection is made on the side of the narrow side surface of the collector body 7, and moreover, the ends of the gas supply pipes are fixed on the side of the same side surface. the tubular pipes are bent in the plane contained between the wider outer surface and the inner surface of the collector, including the contact surface A.

Połączenia kołkowe są wykonane pomiędzy końcówkami przewodów rurowych doprowadzających gaz. Każdy przewód rurowy zamocowany do powierzchni bocznej korpusu 7 kolektora, jest osa-Pin connections are made between the ends of the gas supply pipes. Each pipe conduit attached to the side surface of the collector body 7 is

Claims

in the opposite side surface of the body 7, and the bent pipeline includes a tee with a gas connector 8. As shown in Fig. 2, the pin connection with the seat 1 includes threaded holes 2, 3 made from the outer surface of the collector, which are screwed in, the set screws 4, 5. The electric wires of the collector, made of the copper cable 6, are connected to the device receiving the electric current from the cell. The use of the described connection does not affect the compact structure of the collector and reduces the electrical contact resistance between the cable 6 and the collector body 7 through a large contact surface and the pressure provided by the pressure screws 4, 5. This solution ensures reliability during long-term operation of the cell. A high-temperature fuel cell operates in unfavorable conditions for the material it is made of. High temperature and chemically aggressive environment contribute to the degradation of the A contact surface of the collectors from the side of their wider inner surface. The use of the configuration of the gas supply lines, as shown in Fig. 1, enables the collector to be mounted on a magnetic flat surface grinder. Thanks to this solution, renovation of the contact surface A is possible without dismantling the pipes. Protective Claims 1. A reusable collector for carbonate fuel cells, having a body to which electrical connections and pipes for supplying a gas mixture to the cell are attached, characterized in that the electrical connections are formed by pin connections of the body (7) with an electric cable (6) , wherein the seating hole (1) of each pin connection is made on the side surface of the collector body (7), and furthermore, the ends of the gas supply pipes are fixed on the side of the same side surface, which pipes are bent in the plane contained between the surface outside and inside of the collector.

2. Collector according to claim The pin connection according to claim 1, characterized in that the pin connections are made between the ends of the gas supply pipes, the pin connection with the housing opening (1) consisting of threaded holes (2, 3) made from the outer surface of the collector, into which the pressure screws are screwed. (4, 5).

3. Collector according to claim The method of claim 1, characterized in that each pipe conduit attached to a side surface of the collector body (7) is seated in an opposite side surface of the body (7), and the bent conduit comprises a tee with a gas connection (8).