一种教学演示装置

本申请涉及燃料电池发电堆演示，具体而言，涉及一种教学演示装置。

背景技术：

1、目前，固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，简称sofc)是一种新型清洁高效的发电设备，具有燃料适应性广等优点，可以广泛的用于气(甲烷、氢气)、液、固(煤)体燃料的高效发电，其不受卡诺循环的限制可以将燃料中的化学能直接清洁高效的转化为电能，用于sofc的燃料实现清洁高效发电。

2、但是，在固体氧化物燃料电池的教学和推广的过程中，对于固体氧化物燃料电池的发电条件、发电过程等均无法进行直观的演示，同时，固体氧化物燃料电池容易产生包括易燃气体、一氧化碳气体等多种尾气，对教学环境的通风要求也较高，不利于采用固体氧化物燃料电池进行发电的系统的教学和推广。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种教学演示装置，能够通过燃料供应组件、空气泵、燃料电池发电堆、发电演示模块和尾气处理组件，实现对燃料电池发电堆进行发电的演示，解决现有技术中存在的对于固体氧化物燃料电池的发电条件、发电过程等均无法进行直观的演示，同时，固体氧化物燃料电池容易产生包括易燃气体、一氧化碳气体等多种尾气，对教学环境的通风要求也较高，的问题，达到直观的对固体氧化物燃料电池的发电条件、发电过程进行演示，避免排放的尾气对教学环境造成污染的效果。

2、本申请实施例提供了一种教学演示装置，所述教学演示装置包括：壳体，所述壳体内形成有容纳空间；燃料供应组件，所述燃料供应组件设置于所述容纳空间内，通过燃料输送管道将燃料传输至燃料电池发电堆；空气泵，所述空气泵设置于所述容纳空间内，所述壳体设置有吸气孔，所述空气泵从吸气孔吸入空气并通过空气输送管道将空气传输至燃料电池发电堆；燃料电池发电堆，所述燃料电池发电堆设置于所述容纳空间内，基于接收到的空气和燃料进行发电；发电演示模块，用以显示燃料电池发电堆在发电过程中的温度、输入空气的流量，输入燃料的流量、输出电压和输出电流；尾气处理组件，所述尾气处理组件设置于所述容纳空间内，所述壳体设置有尾气排放孔，用于对燃料电池发电堆在发电过程中释放的尾气进行尾气处理，并将处理后的尾气通过尾气排放孔排放至教学演示装置外。

3、可选地，所述壳体包括透明柜门、背板、四个侧板和高低温隔离板，所述高低温隔离板设置于壳体内，以将所述容纳空间分隔为低温区域和高温区域，所述低温区域为在高低温隔离板与所述透明柜门之间形成的区域，所述高温区域为在高低温隔离板与背板之间形成的区域，其中，所述空气泵设置于低温区域，所述燃料电池发电堆设置于高温区域。

4、可选地，所述燃料供应组件包括液体燃料罐、蠕动泵和汽化催化机构，所述液体燃料罐和所述蠕动泵设置于低温区域内，所述汽化催化机构设置于高温区域内，其中，所述液体燃料罐内用于存放液体燃料，所述蠕动泵的一端与液体燃料罐连接，所述蠕动泵的另一端与汽化催化机构连接，以经由所述蠕动泵的抽吸将所述液体燃料罐提供的液体燃料传输至汽化催化机构，所述汽化催化机构将接收到的液体燃料进行汽化催化，并将汽化催化后的液体燃料传输至燃料电池发电堆。

5、可选地，所述燃料供应组件还包括气体燃料输入口和燃料流量控制阀，其中，所述气体燃料输入口形成在所述背板上，所述燃料流量控制阀的第一输入接口与所述汽化催化机构的出口连接，所述燃料流量控制阀的第二输入接口与气体燃料输入口连接，所述燃料流量控制阀的输出接口与燃料电池发电堆连接，其中，所述气体燃料输入口用于与外部的气体燃料提供装置连接，所述燃料流量控制阀用于控制传输至燃料电池发电堆中的气体燃料和/或液体燃料的流量。

6、可选地，四个侧板包括顶板、底板和两个侧边板，所述教学演示装置还包括液体燃料罐安装支架，用于在所述容纳空间内固定所述液体燃料罐，以使所述液体燃料罐的入料口布置在靠近顶板的位置处，其中，所述顶板的与所述液体燃料罐的入料口对应的位置处形成有通孔，所述教学演示装置还包括在所述通孔位置处的可活动翻盖，以通过所述通孔和可活动翻盖向所述液体燃料罐内添加液体燃料。

7、可选地，所述尾气处理组件包括高温催化燃烧器和低温催化燃烧器，其中，所述高温催化燃烧器从燃料电池发电堆吸入尾气，并进行高温催化处理，所述低温催化燃烧器对高温催化处理后的尾气进行低温催化处理，将处理后的尾气通过尾气排放孔排放至教学演示装置外。

8、可选地，所述尾气处理组件还包括换热器，所述换热器设置在高温催化燃烧器与低温催化燃烧器之间、且靠近位于高温区域的空气输送管道和汽化催化机构的位置处，以为传输至燃料电池发电堆的空气和燃料进行加热。

9、可选地，所述教学演示装置还包括电源输出插座，所述电源输出插座形成于所述壳体的目标侧板上，所述电源输出插座与所述燃料电池发电堆的输出端连接，以经由电源输出插座将燃料电池发电堆产生的电能输出至目标负载，所述目标侧板为四个侧板中的任一个。

10、可选地，所述教学演示装置还包括温度检测器、第一流量监测器、第二流量监测器、电压检测器和电流检测器，其中，所述第一流量监测器用于监测传输至燃料电池发电堆的燃料的第一流量值，第二流量监测器用于监测传输至燃料电池发电堆的空气的第二流量值，温度检测器用于检测燃料电池发电堆的工作温度，电压检测器用于检测燃料电池发电堆的输出电压，电流检测器用于检测燃料电池发电堆的输出电流。

11、其中，所述发电演示模块包括显示器，用于实时显示所述第一流量值、第二流量值、燃料电池发电堆的工作温度、燃料电池发电堆的输出电压和燃料电池发电堆的输出电流。

12、本申请实施例提供的教学演示装置，能够通过燃料供应组件、空气泵、燃料电池发电堆、发电演示模块和尾气处理组件，实现对燃料电池发电堆进行发电的演示，解决现有技术中存在的对于固体氧化物燃料电池的发电条件、发电过程等均无法进行直观的演示，同时，固体氧化物燃料电池容易产生包括易燃气体、一氧化碳气体等多种尾气，对教学环境的通风要求也较高，的问题，达到直观的对固体氧化物燃料电池的发电条件、发电过程进行演示，避免排放的尾气对教学环境造成污染的效果。

13、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种教学演示装置，其特征在于，所述教学演示装置包括：

2.根据权利要求1所述的教学演示装置，其特征在于，所述壳体包括透明柜门、背板、四个侧板和高低温隔离板，所述高低温隔离板设置于壳体内，以将所述容纳空间分隔为低温区域和高温区域，所述低温区域为在高低温隔离板与所述透明柜门之间形成的区域，所述高温区域为在高低温隔离板与背板之间形成的区域，

3.根据权利要求2所述的教学演示装置，其特征在于，所述燃料供应组件包括液体燃料罐、蠕动泵和汽化催化机构，所述液体燃料罐和所述蠕动泵设置于低温区域内，所述汽化催化机构设置于高温区域内，

4.根据权利要求1所述的教学演示装置，其特征在于，所述尾气处理组件包括高温催化燃烧器和低温催化燃烧器，

5.根据权利要求4所述的教学演示装置，其特征在于，所述尾气处理组件还包括换热器，所述换热器设置在高温催化燃烧器与低温催化燃烧器之间、且靠近位于高温区域的空气输送管道和汽化催化机构的位置处，以为传输至燃料电池发电堆的空气和燃料进行加热。

6.根据权利要求3所述的教学演示装置，其特征在于，所述燃料供应组件还包括气体燃料输入口和燃料流量控制阀，

7.根据权利要求6所述的教学演示装置，其特征在于，四个侧板包括顶板、底板和两个侧边板，所述教学演示装置还包括液体燃料罐安装支架，用于在所述容纳空间内固定所述液体燃料罐，以使所述液体燃料罐的入料口布置在靠近顶板的位置处，

8.根据权利要求1所述的教学演示装置，其特征在于，所述教学演示装置还包括电源输出插座，所述电源输出插座形成于所述壳体的目标侧板上，所述电源输出插座与所述燃料电池发电堆的输出端连接，以经由电源输出插座将燃料电池发电堆产生的电能输出至目标负载，所述目标侧板为四个侧板中的任一个。

9.根据权利要求1所述的教学演示装置，其特征在于，所述教学演示装置还包括温度检测器、第一流量监测器、第二流量监测器、电压检测器和电流检测器，

技术总结
本申请提供了一种教学演示装置，其中，该教学演示装置包括：壳体；燃料供应组件，通过燃料输送管道将燃料传输至燃料电池发电堆；空气泵，空气泵设置于容纳空间内，壳体设置有吸气孔，空气泵从吸气孔吸入空气并通过空气输送管道将空气传输至燃料电池发电堆；燃料电池发电堆，燃料电池发电堆，基于接收到的空气和燃料进行发电；发电演示模块，用以显示燃料电池发电堆在发电过程中的输出电压；尾气处理组件，用于对燃料电池发电堆在发电过程中释放的尾气进行尾气处理，并将处理后的尾气通过尾气排放孔排放至教学演示装置外。达到直观的对固体氧化物燃料电池的发电条件、发电过程进行演示，避免排放的尾气对教学环境造成污染的效果。

技术研发人员：叶飞,王海鸥,李艳艳,李文馨
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12