[发明专利]一种高温液体燃料电池或电池堆的燃料进料装置

说明书

技术领域

本发明涉及高温液体燃料电池系统；具体的说本发明涉及高温液体燃料电池系统燃料进料子系统；本发明还涉及上述高温液体燃料电池系统的燃料进料方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池以其高效、无污染的特性，成为新型的清洁发电方式。常规质子交换膜燃料电池采用纯氢为燃料，限制了其应用范围，开发以重整气为燃料气的质子交换膜燃料电池（通常称为高温重整燃料电池）对于燃料电池的商业化具有重要的意义。

在高温重整燃料电池系统中，重整气供应装置通过对燃料源进行处理以产生富含氢气的燃料气，燃料源用作氢气载体。液态燃料源因具有高能量密度和易于储存和输运的能力，目前被广泛应用，并通常称此类电池为高温液体燃料电池。

对于便携式高温液体燃料电池而言，常用的液态燃料源包括甲醇、乙醇、汽油和丙烷等。在系统工作过程中，液态燃料源通过液体泵直接输送至燃料重整器中，由于重整器需求的液体燃料流量很低，往往小于1ml/min，如果简单使用液体泵，则要求液体泵流量低，并具有较好的精度和扬程特性。这种低流量液泵往往需要专门定制，从而提高了液体泵的供货周期，提高成本。

中国专利200480024524.9披露了一种高效微燃料电池系统，该系统利用两个液体燃料泵将液体燃料同时供应给燃料处理器中的燃料器和重整器。该方法一方面提高了系统的内耗（两个泵同时工作）；另一方面也占用了一定的系统空间；同时由于微流量泵的选择限制使得经过重整器的液态燃料过量，从而导致重整气并不能完全被燃料电池系统利用，继而要重新返回重整器中，增加了燃料电池系统的复杂程度，同时增加了系统的成本。

发明内容

本发明针对以上现有技术的不足，提供一种高温液体（甲醇、乙醇、乙二醇等）为燃料的燃料电池系统的燃料进料子系统及燃料进料方法。

本发明采用的具体技术方案包括以下内容：

一种高温液体燃料电池或电池堆的燃料进料装置，所述燃料进料装置包括液体燃料罐、含燃烧室和重整室的重整器，燃料罐物料出口经液体泵与重整器重整室物料入口管路连接，重整器重整室物料出口与液体燃料电池或电池堆的阳极入口相连；于液体泵物料出口与重整器重整室物料入口连接管路上设有一级分支支路，一级分支支路与液体泵的入口或燃料罐相连。

于一级分支支路与重整器重整室物料入口间的液体泵物料出口与重整器重整室物料入口连接管路上设有二通电磁阀，于一级分支支路管路上设有二通电磁阀；

或者，一级分支支路由第一三通二位电磁阀实现，第一三通二位电磁阀的二个接口分别与燃料罐物料出口与重整器重整室物料入口连接，第一三通二位电磁阀的第三个接口通过管路与液体泵的入口或燃料罐相连。

于一级分支支路上设有二级分支支路，二级分支支路与重整器的燃烧室入口相连。

于一级分支支路与重整器重整室物料入口间的液体泵物料出口与重整器重整室物料入口连接管路上设有二通电磁阀，于一级分支支路与二级分支支路间的一级分支支路管路上设有二通电磁阀，于二级分支支路与重整器的燃烧室入口间的二级分支支路管路上设有二通电磁阀，于二级分支支路与液体泵的入口或燃料罐间的一级分支支路管路上设有二通电磁阀；

或者，一级分支支路由第一三通二位电磁阀实现，第一三通二位电磁阀的二个接口分别与燃料罐物料出口与重整器重整室物料入口连接，第一三通二位电磁阀的第三个接口通过管路与液体泵的入口或燃料罐相连；于第一三通二位电磁阀的第三个接口与液体泵的入口或燃料罐的连接管路上设有二级分支支路；二级分支支路由第二三通二位电磁阀实现，第二三通二位电磁阀的二个接口分别与第一三通二位电磁阀的第三个接口与液体泵的入口或燃料罐相连，第二三通二位电磁阀的第三个接口与重整器的燃烧室入口相连。

于重整器的重整室上设有温度传感器，温度传感器通过导线与一控制器信号连接，控制器通过导线与三通二位电磁阀或二通电磁阀信号连接；

所述控制器温度传感器输出的温度信号控制三通二位电磁阀或二通电磁阀动作；进一步控制单位时间内重整器物料入口的燃料进料量，或者进一步控制单位时间内重整器重整室物料入口的燃料进料量和单位时间内流入重整器燃烧室的液体燃料量。

所述控制器由单片机、电阻、三极管和MOSFET组成；