專利名稱：帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及的是燃料電池備用電源，尤其是帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)。
背景技術：
隨著社會發(fā)展，越是信息化、現(xiàn)代化，就越依賴于電力。突然的斷電必然會給人們正常的生活秩序和學習帶來影響，尤其是對于生產(chǎn)、生活中特別重要的負荷，一旦中斷供電，將會造成重大的經(jīng)濟損失。然而，電力故障具有突發(fā)性，不以人們的意志為轉(zhuǎn)移，即使電網(wǎng)設施再先進，意外的斷電也在所難免。所以在人們在對其居住環(huán)境提出了更高要求的同時，也提出了更高的電力保障問題。目前，城市供電系統(tǒng)的安全對策一般是采用并網(wǎng)供電，為城市電力提供可靠的電源保護。但從企業(yè)及工業(yè)、民用建筑使用情況來看，僅僅靠公用電網(wǎng)還遠遠不夠，面對突發(fā)的電力故障，傳統(tǒng)的方法就是用柴油發(fā)電機應付突發(fā)停電事故，這種設備，噪聲大，又有污染，同時需要備置大量的發(fā)電機車才能滿足需求，從成本及維護的角度都是及不經(jīng)濟的。

燃料電池作為一種新型的，環(huán)保發(fā)電產(chǎn)品，具體無噪聲、無污染、體積小、壽命長、能量轉(zhuǎn)換率高、便于維護、成本低等優(yōu)點，非常適合在一些非常規(guī)場合所用，如野外、戶外、安靜的寫字樓、通信等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利是帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，目的是為了提供一新型的現(xiàn)有備用電源的替代產(chǎn)品，無污染，無噪聲，能量轉(zhuǎn)化率高，適用性廣泛是該電源的具體優(yōu)勢，同時，還是一種使用氣體循環(huán)裝置的燃料電池電源系統(tǒng)。本發(fā)明專利的技術解決方案是:帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，它由供氣系統(tǒng)101、一種燃料電池尾氣回收循環(huán)再利用裝置102、一種工業(yè)用的小型增濕裝置103、發(fā)電及系統(tǒng)控制中心104、燃料電池堆105、燃料電池堆冷卻給氧系統(tǒng)106、啟動電源系統(tǒng)107、可循環(huán)利用氫氣燃料電池備用電源處理器108和氫氣報警裝置組成，其特征是 雙或多氣瓶組成的供氣系統(tǒng)，尾氣回收循環(huán)再利用裝置將未被反應的氫氣回收在輸入燃料電池堆反應，燃料氣體濕度自動調(diào)節(jié)，電網(wǎng)斷電同時自動啟動燃料電池備用電源供電，并將燃料電池備用電源運行時采集的數(shù)據(jù)通過發(fā)電及系統(tǒng)控制中心實時傳輸?shù)娇偪嘏_。可在電網(wǎng)斷電狀態(tài)自動由燃料電池備用電源供應電力。本發(fā)明專利的有益效果是:體積小、重量低、壽命長、無污染、無噪聲、成本低、斷電自能化啟動工作、通過互聯(lián)網(wǎng)總控臺監(jiān)控電源運行、發(fā)電時間長短無限制，同時發(fā)電不受環(huán)境限制等。


圖1為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的整體流程圖。
圖2為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的供氣系統(tǒng)。圖3為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的氣體增濕氣體回收裝置。圖4為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的發(fā)電及系統(tǒng)控制中心。
具體實施例方式帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)由以上的附圖1給出:本圖是帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖:它由氫氣瓶(I);氫氣瓶⑵、壓力傳感器(3)、壓力傳感器(4)、氣瓶閥(5)、氣瓶閥(6)、減壓閥(7)、減壓閥(8)、電磁閥(9)、電磁閥(10)、單向閥(11)、單向閥(12)、單向閥(13)、干路調(diào)壓閥
(14)、進氣閥(15)、單向閥(16)、支路調(diào)壓閥(17)、注水閥(18)、加濕器安全閥(19)、排空閥(20)、液位器(21)、液位窗(22)、加濕罐(23)、排水閥(24)、儲壓罐安全閥(25)、儲壓罐
(26)、排氣閥(27)、單向閥(28)、泵(29)、節(jié)流閥(30)、集氣瓶(31)、集氣瓶安全閥(32)、氧化氣體過濾網(wǎng)(33)、風扇(34)、電堆正極(35)、電堆負極(36)、進氣口(37)、排氣口(38)、燃料電堆主體(39)、排氣閥(40)、充電控制器(41)、可充電蓄電池(42)、CAN總線(43)、繼電器(44)、燃料電池備用電源處理器(45)、功率輸出正極(46)、引流開關(47)、負載(48)、測溫探頭(49)組成。其特征是:雙或多氣瓶組成的供氣系統(tǒng)，尾氣回收循環(huán)再利用裝置將未被反應的氫氣回收在輸入燃料電池堆反應，燃料氣體濕度自動調(diào)節(jié)，電網(wǎng)斷電同時自動啟動燃料電池備用電源供電，并將燃料電池備用電源運行時采集的數(shù)據(jù)通過發(fā)電及系統(tǒng)控制中心實時傳輸?shù)娇偪嘏_，實時監(jiān)控燃料電池備用電源運行狀態(tài)。下面綜合附圖對燃料 電池尾氣回收再利用裝置進一步說明。圖2為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的供氣過程。供氣系統(tǒng)101由氫氣瓶(I)、氫氣瓶⑵、壓力傳感器(3)、壓力傳感器(4)、氣瓶閥(5)、氣瓶閥(6)、減壓閥(7)、減壓閥(8)、電磁閥(9)、電磁閥(10)、單向閥(11)、單向閥
(12)、單向閥(13)、調(diào)壓閥(14)組成。氫氣瓶(I)、氫氣瓶(2)長期存有一定壓力的氫氣，壓力傳感器(3)、壓力傳感器(4)實時采集氫氣瓶壓力數(shù)數(shù)據(jù)，氣瓶閥(5)、氣瓶閥￠)、減壓閥(7)、減壓閥(8)長期處于打開狀態(tài)，在放置氫氣瓶的空間內(nèi)頂部裝有氫氣感應氣，實時監(jiān)測氫氣是否有泄漏，電磁閥(9)、電磁閥(10)在電網(wǎng)斷電時接受燃料電池備用電源處理器(45)命令打開，電磁閥(9)、電磁閥(10)屬順序動作，不可同時打開，順序動作由程序控制，單向閥(11)、單向閥(12)為防止一氫氣瓶壓力高于另一氫氣瓶壓力時發(fā)生兩個或多氣瓶間反充氣現(xiàn)象影響發(fā)電，單向閥(13)、干路調(diào)壓閥(14)在本公司發(fā)明專利“一種燃料電池尾氣回收循環(huán)再利用裝置2011101162758”中說明相同。供氣系統(tǒng)101可擁有不只兩個的供氣氣路。圖3為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的氣體增濕氣體回收裝置。該氣體增濕氣體回收裝置由本公司兩個發(fā)明專利一種工業(yè)用的氣體加濕裝置201010531873和一種燃料電池尾氣回收循環(huán)再利用裝置2011101162758組成。其中進氣閥
(15)、節(jié)流閥(27)根據(jù)燃料電池備用電源運行情況由燃料電池備用電源處理器(45)程序?qū)崟r控制，保證最佳發(fā)電率。液位計(21)將測得的液位高度數(shù)據(jù)實時的通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)娇偪嘏_。圖4為本發(fā)明專利的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)的發(fā)電及系統(tǒng)控制中心。燃料電池備用電源的發(fā)電及系統(tǒng)控制中心104由燃料電池堆105、燃料電池堆冷卻給氧系統(tǒng)106、啟動電源系統(tǒng)107、可循環(huán)利用氫氣燃料電池備用電源處理器108和繼電器(44)組成。其中燃料電池堆冷卻給氧系統(tǒng)106由氧化氣體過濾網(wǎng)(33)、風扇(34)組成，啟動電源系統(tǒng)107由充電控制器(41)、可充電蓄電池(42)組成，可循環(huán)利用氫氣燃料電池備用電源處理器108由CAN總線(43)、燃料電池備用電源處理器(45)、功率輸出正極(46)、引流開關(47)組成，燃料電池備用電源的發(fā)電及系統(tǒng)控制中心為燃料電池備用電源的核心。其運作如下:電網(wǎng)斷電，繼電器(44)動作，可充電蓄電池(42)給燃料電池備用電源處理器(45)提供電力，壓力傳感器(3) (4)、電磁閥(9) (10)、進氣閥(15)、節(jié)流閥(27)、風扇
(34)、排氣閥(40)和氫氣感應器由CAN總線(43)與燃料電池備用電源處理器(45)相連接，風扇(34)啟動氧化氣體經(jīng)氧化氣體過濾器(33)過濾進入燃料電池堆主體(39)反映產(chǎn)生電能，在給氧的同時又起到了冷卻燃料電池堆主體(39)的目的，產(chǎn)生的電能由電能正級
(35)、電能負級(36)引出分成兩組。排氣口(38)經(jīng)管路引出未參加反映氣體到排氣閥(40)由程序控制開啟、關閉動作，再有管路引到一種燃料電池尾氣回收循環(huán)再利用裝置102，實現(xiàn)龜!氣的循環(huán)再利用。可充電畜電池(42)在動力系統(tǒng)未啟動時就存有電能，為系統(tǒng)啟動提供能量，系統(tǒng)一旦啟動，燃料電池堆105就即刻產(chǎn)生電能，由燃料電池堆主體(39)上的電能正級(35)、電能正級(36)引線分別接到充電控制器(41)的“ + 極上，完成用電充電的循環(huán)過程，為燃料電池備用電源中的所有用電器正常提供電力，保證燃料電池備用電源的正常工作。燃料電池備用電源處理器(45)右測上部有“ + 極引線與可充電蓄電池
(42)的“ + 極連接，當電網(wǎng)斷電，繼電器(44)動作即可將電能輸入燃料電池備用電源處理器(45)由程序控制電能分配，保證燃料電池備用電源的正常運行。引流開關(47)為提高燃料電池堆105發(fā)電性能而設，開啟、關閉由程序控制。功率輸出正極(46)和燃料電池堆主體(39)上的電堆負極(36)與負載(48)相連接，完成電力輸出，測溫探頭(49)實時監(jiān)測燃料電池堆主體(39)的工作溫度，并將數(shù)據(jù)實時傳輸給燃料電池備用電源處理器(45)，燃料電池備用電源處理器(45)通過運算給出命令控制風扇(34)的轉(zhuǎn)速從而控制燃料電池堆主體(39)的工作溫度在正常范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)正常發(fā)電。在燃料電池備用電源運行時，如發(fā)生氫氣泄漏，氫氣報警系統(tǒng)在工作現(xiàn)場報警同時通過互聯(lián)網(wǎng)將氫氣泄漏信號傳輸?shù)娇偪嘏_，并同時立即停止燃料電池備用電源工作。
權(quán)利要求
1.帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，共包括:供氣系統(tǒng)101、一種燃料電池尾氣回收循環(huán)再利用裝置102、一種工業(yè)用的小型增濕裝置103、發(fā)電及系統(tǒng)控制中心104、燃料電池堆105、燃料電池堆冷卻給氧系統(tǒng)106、啟動電源系統(tǒng)107、可循環(huán)利用氫氣燃料電池備用電源處理器108和氫氣報警裝置組成，其特征是:雙或多氣瓶組成的供氣系統(tǒng)，尾氣回收循環(huán)再利用裝置將未被反應的氫氣回收在輸入燃料電池堆反應，燃料氣體濕度自動調(diào)節(jié)，電網(wǎng)斷電同時自動啟動燃料電池備用電源供電，并將燃料電池備用電源運行時采集的數(shù)據(jù)通過發(fā)電及系統(tǒng)控制中心實時傳輸?shù)娇偪嘏_。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，其特征是:供氣系統(tǒng)101由氫氣瓶(I)、氫氣瓶(2)、壓力傳感器(3)、壓力傳感器(4)、氣瓶閥(5)、氣瓶閥(6)、減壓閥(7)、減壓閥(8)、電磁閥(9)、電磁閥(10)、單向閥(11)、單向閥(12)、調(diào)壓閥(14)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，其特征是:供氣系統(tǒng)101可擁有不只兩個的供氣氣路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，其特征是:一種燃料電池尾氣 回收循環(huán)再利用裝置102和一種工業(yè)用的小型增濕裝置103組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，其特征是:發(fā)電及系統(tǒng)控制中心104由燃料電池堆105、燃料電池堆冷卻給氧系統(tǒng)106、啟動電源系統(tǒng)107、可循環(huán)利用氫氣燃料電池備用電源處理器108和繼電器(44)組成。發(fā)電及系統(tǒng)控制中心104為該燃料電池備用電源的核心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，其特征是:燃料電池堆105內(nèi)配有測溫探頭(49)實時檢測控制料電池堆主體(39)的工作溫度在正常范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，其特征是:備用電源系統(tǒng)內(nèi)部設有氫氣報警裝置。
全文摘要
帶有氫氣循環(huán)裝置的燃料電池備用電源系統(tǒng)，由供氣系統(tǒng)、一種燃料電池尾氣回收循環(huán)再利用裝置、一種工業(yè)用的小型增濕裝置、發(fā)電及系統(tǒng)控制中心、燃料電池堆、燃料電池堆冷卻給氧系統(tǒng)、啟動電源系統(tǒng)可循環(huán)利用氫氣燃料電池備用電源處理器、報警裝置組成，其特征是雙或多氣瓶組成的供氣系統(tǒng)，尾氣回收循環(huán)再利用裝置將未被反應的氫氣回收在輸入燃料電池堆反應，燃料氣體濕度自動調(diào)節(jié)，電網(wǎng)斷電同時自動啟動燃料電池備用電源供電，并將燃料電池備用電源運行時采集的數(shù)據(jù)通過發(fā)電及系統(tǒng)控制中心實時傳輸?shù)娇偪嘏_。
文檔編號H02J7/00GK103248082SQ20121003691
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者楊軍, 趙志剛, 杜榮欣, 吉鋒, 許強 申請人:江蘇華源氫能科技發(fā)展有限公司