专利名称：带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及的是燃料电池备用电源，尤其是带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统。
背景技术：
随着社会发展，越是信息化、现代化，就越依赖于电力。突然的断电必然会给人们正常的生活秩序和学习带来影响，尤其是对于生产、生活中特别重要的负荷，一旦中断供电，将会造成重大的经济损失。然而，电力故障具有突发性，不以人们的意志为转移，即使电网设施再先进，意外的断电也在所难免。所以在人们在对其居住环境提出了更高要求的同时，也提出了更高的电力保障问题。目前，城市供电系统的安全对策一般是采用并网供电， 为城市电力提供可靠的电源保护。但从企业及工业、民用建筑使用情况来看，仅仅靠公用电网还远远不够，面对突发的电力故障，传统的方法就是用柴油发电机应付突发停电事故，这种设备，噪声大，又有污染，同时需要备置大量的发电机车才能满足需求，从成本及维护的角度都是及不经济的。燃料电池作为一种新型的，环保发电产品，具体无噪声、无污染、体积小、寿命长、能量转换率高、便于维护、成本低等优点，非常适合在一些非常规场合所用，如野外、户外、安静的写字楼、通信等。
发明内容本发明专利是带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，目的是为了提供一新型的现有备用电源的替代产品，无污染，无噪声，能量转化率高，适用性广泛是该电源的具体优势，同时，还是一种使用气体循环装置的燃料电池电源系统。本发明专利的技术解决方案是带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，它由供气系统101、一种燃料电池尾气回收循环再利用装置102、一种工业用的小型增湿装置103、发电及系统控制中心104、燃料电池堆105、燃料电池堆冷却给氧系统106、启动电源系统107、可循环利用氢气燃料电池备用电源处理器108和氢气报警装置组成，其特征是 双或多气瓶组成的供气系统，尾气回收循环再利用装置将未被反应的氢气回收在输入燃料电池堆反应，燃料气体湿度自动调节，电网断电同时自动启动燃料电池备用电源供电，并将燃料电池备用电源运行时采集的数据通过发电及系统控制中心实时传输到总控台。可在电网断电状态自动由燃料电池备用电源供应电力。本发明专利的有益效果是体积小、重量低、寿命长、无污染、无噪声、成本低、断电自能化启动工作、通过互联网总控台监控电源运行、发电时间长短无限制，同时发电不受环境限制等。
图I为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的整体流程图。[0008]图2为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的供气系统图。图3为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的气体增湿气体回收装置图。图4为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的发电及系统控制中心图。
具体实施方式
带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统由以上的附图I给出本图是带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统整体结构图它由氢气瓶I (I)、氢气瓶II (2)、压力传感器I (3)、压力传感器II (4)、气瓶阀I (5)、气瓶阀II (6)、减压阀I (7)、减压阀II⑶、电磁阀I (9)、电磁阀II (10)、单向阀I (11)、单向阀II (12)、单向阀III (13)、干路调压阀(14)、进气阀(15)、单向阀IV(16)、支路调压阀(17)、注水阀(18)、 加湿器安全阀(19)、排空阀(20)、液位器(21)、液位窗(22)、加湿罐(23)、排水阀(24)、储压罐安全阀(25)、储压罐(26)、排气阀(27)、单向阀V(28)、泵(29)、节流阀(30)、集气瓶
(31)、集气瓶安全阀(32)、氧化气体过滤网(33)、风扇(34)、电堆正极(35)、电堆负极(36)、进气口(37)、排气口(38)、燃料电堆主体(39)、排气阀(40)、充电控制器(41)、可充电蓄电池(42)、CAN总线(43)、继电器(44)、燃料电池备用电源处理器(45)、功率输出正极(46)、引流开关(47)、负载(48)、测温探头(49)组成。其特征是双或多气瓶组成的供气系统，尾气回收循环再利用装置将未被反应的氢气回收在输入燃料电池堆反应，燃料气体湿度自动调节，电网断电同时自动启动燃料电池备用电源供电，并将燃料电池备用电源运行时采集的数据通过发电及系统控制中心实时传输到总控台，实时监控燃料电池备用电源运行状态。下面综合附图对燃料电池尾气回收再利用装置进一步说明。图2为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的供气过程。供气系统101由氢气瓶(I)、氢气瓶(2)、压力传感器(3)、压力传感器(4)、气瓶阀(5)、气瓶阀(6)、减压阀(7)、减压阀(8)、电磁阀(9)、电磁阀(10)、单向阀(11)、单向阀(12)、单向阀(13)、调压阀(14)组成。氢气瓶(I)、氢气瓶(2)长期存有一定压力的氢气，压力传感器
(3)、压力传感器(4)实时采集氢气瓶压力数数据，气瓶阀(5)、气瓶阀￠)、减压阀(7)、减压阀(8)长期处于打开状态，在放置氢气瓶的空间内顶部装有氢气感应气，实时监测氢气是否有泄漏，电磁阀(9)、电磁阀(10)在电网断电时接受燃料电池备用电源处理器(45)命令打开，电磁阀(9)、电磁阀(10)属顺序动作，不可同时打开，顺序动作由程序控制，单向阀
(11)、单向阀(12)为防止一氢气瓶压力高于另一氢气瓶压力时发生两个或多气瓶间反充气现象影响发电，单向阀(13)、干路调压阀(14)在本公司发明专利“一种燃料电池尾气回收循环再利用装置2011101162758”中说明相同。供气系统101可拥有多两个的供气气路。图3为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的气体增湿气体回收装置。该气体增湿气体回收装置由本公司两个发明专利一种工业用的气体加湿装置201010531873和一种燃料电池尾气回收循环再利用装置2011101162758组成。其中进气阀
(15)、节流阀(27)根据燃料电池备用电源运行情况由燃料电池备用电源处理器(45)程序实时控制，保证最佳发电率。液位计(21)将测得的液位高度数据实时的通过互联网传输到总控台。图4为本发明专利的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统的发电及系统控制中心。燃料电池备用电源的发电及系统控制中心104由燃料电池堆105、燃料电池堆冷却给氧系统106、启动电源系统107、可循环利用氢气燃料电池备用电源处理器108和继电器(44)组成。其中燃料电池堆冷却给氧系统106由氧化气体过滤网(33)、风扇(34)组成，启动电源系统107由充电控制器(41)、可充电蓄电池(42)组成，可循环利用氢气燃料电池备用电源处理器108由CAN总线(43)、燃料电池备用电源处理器(45)、功率输出正极
(46)、引流开关(47)组成，燃料电池备用电源的发电及系统控制中心为燃料电池备用电源的核心。其运作如下电网断电，继电器(44)动作，可充电蓄电池(42)给燃料电池备用电源处理器(45)提供电力，压力传感器(3) (4)、电磁阀(9) (10)、进气阀(15)、节流阀(27)、风扇(34)、排气阀(40)和氢气感应器由CAN总线(43)与燃料电池备用电源处理器(45)相连接，风扇(34)启动氧化气体经氧化气体过滤器(33)过滤进入燃料电池堆主体(39)反映产生电能，在给氧的同时又起到了冷却燃料电池堆主体(39)的目的，产生的电能由电能正级(35)、电能负级(36)引出分成两组。排气口(38)经管路引出未参加反映气体到排气阀(40)由程序控制开启、关闭动作，再有管路引到一种燃料电池尾气回收循环再利用装置102,实现氢气的循环再利用。可充电蓄电池(42)在动力系统未启动时就存有电能,为系统启动提供能量，系统一旦启动，燃料电池堆105就即刻产生电能，由燃料电池堆主体(39)上的电能正级(35)、电能正级(36)引线分别接到充电控制器(41)的“ + 极上，完成用电充电的循环过程，为燃料电池备用电源中的所有用电器正常提供电力，保证燃料电池备用电源的正常工作。燃料电池备用电源处理器(45)右测上部有“ + 极引线与可充电蓄电池(42)的“ + 极连接，当电网断电，继电器(44)动作即可将电能输入燃料电池备用电源处理器(45)由程序控制电能分配，保证燃料电池备用电源的正常运行。引流开关(47)为提高燃料电池堆105发电性能而设，开启、关闭由程序控制。功率输出正极(46)和燃料电池堆主体(39)上的电堆负极(36)与负载(48)相连接，完成电力输出，测温探头(49)实时监测燃料电池堆主体(39)的工作温度，并将数据实时传输给燃料电池备用电源处理器
(45)，燃料电池备用电源处理器(45)通过运算给出命令控制风扇(34)的转速从而控制燃料电池堆主体(39)的工作温度在正常范围内，保证系统正常发电。在燃料电池备用电源运行时，如发生氢气泄漏，氢气报警系统在工作现场报警同时通过互联网将氢气泄漏信号传输到总控台，并同时立即停止燃料电池备用电源工作。
权利要求1.带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，共包括供气系统(101)、一种燃料电池尾气回收循环再利用装置(102)、一种工业用的小型增湿装置(103)、发电及系统控制中心(104)、燃料电池堆(105)、燃料电池堆冷却给氧系统(106)、启动电源系统(107)、可循环利用氢气燃料电池备用电源处理器(108)和氢气报警装置组成，其特征是双或多气瓶组成的供气系统，尾气回收循环再利用装置将未被反应的氢气回收在输入燃料电池堆反应，燃料气体湿度自动调节，电网断电同时自动启动燃料电池备用电源供电，并将燃料电池备用电源运行时采集的数据通过发电及系统控制中心实时传输到总控台。
2.根据权利要求I所述的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，其特征是供气系统(101)由氢气瓶I (I)、氢气瓶II (2)、压力传感器I (3)、压力传感器II (4)、气瓶阀I (5)、气瓶阀II (6)、减压阀I (7)、减压阀II⑶、电磁阀I (9)、电磁阀II (10)、单向阀I (11)、单向阀II (12)、调压阀(14)组成。
3.根据权利要求2所述的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，其特征是供气系统(101)可拥有多个的供气气路。
4.根据权利要求1所述的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，其特征是带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统由一种燃料电池尾气回收循环再利用装置(102)和一种工业用的小型增湿装置(103)组成。
5.根据权利要求1所述的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，其特征是发电及系统控制中心(104)由燃料电池堆(105)、燃料电池堆冷却给氧系统(106)、启动电源系统(107)、可循环利用氢气燃料电池备用电源处理器(108)和继电器(44)组成；发电及系统控制中心(104)为该燃料电池备用电源的核心。
6.根据权利要求I所述的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，其特征是燃料电池堆(105)内配有测温探头(49)实时检测控制料电池堆主体(39)的工作温度在正常范围内。
7.根据权利要求I所述的带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，其特征是备用电源系统内部设有氢气报警装置。
专利摘要本实用新型涉及一种带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统，由供气系统、一种燃料电池尾气回收循环再利用装置、一种工业用的小型增湿装置、发电及系统控制中心、燃料电池堆、燃料电池堆冷却给氧系统、启动电源系统可循环利用氢气燃料电池备用电源处理器、报警装置组成，其特征是双或多气瓶组成的供气系统，尾气回收循环再利用装置将未被反应的氢气回收在输入燃料电池堆反应，燃料气体湿度自动调节，电网断电同时自动启动燃料电池备用电源供电，并将燃料电池备用电源运行时采集的数据通过发电及系统控制中心实时传输到总控台。
文档编号H02J9/06GK202817796SQ20122005142
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者杨军, 赵志刚, 杜荣欣, 吉锋, 许强 申请人:江苏华源氢能科技发展有限公司