[发明专利]一种充电供暖照明一体的应急能源系统

权利要求书

1.一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：包括燃料供给系统、制氢系统、发电系统、电力转换系统和余热利用系统，所述的燃料供给系统包括燃料储箱(1)和燃料泵(3)，所述的制氢系统包括燃料预热器、制氢模块(6)、混合器(7)和分流管路(8)，所述的制氢模块(6)包括蒸汽重整器(17)、催化燃烧室(18)和钯管纯化器(19)，钯管纯化器(19)设有入口、氢气出口和废气出口，所述的蒸汽重整器(17)设置在催化燃烧室(18)的外部，所述的钯管纯化器(19)设置在催化燃烧室(18)的内部，所述的发电系统包括质子交换膜燃料电池(9)，所述的电力转换系统包括功率调节器(11)、蓄电池(12)、充电接口(13)和照明灯(14)，所述余热利用系统包括散热器(16)；

燃料储箱(1)经燃料管路与燃料泵(3)连接，燃料泵(3)的出口与燃料预热器的入口连通，燃料预热器出口与蒸汽重整器(17)的入口连通，蒸汽重整器(17)的出口与钯管纯化器(19)的入口连通，钯管纯化器(19)的氢气出口经输氢管路与质子交换膜燃料电池(9)的阳极连通，质子交换膜燃料电池(9)的阴极与外部环境连通，质子交换膜燃料电池(9)的阴极吸入环境中的空气，质子交换膜燃料电池(9)的尾气出口及钯管纯化器(19)的废气出口分别经管路与混合器(7)连通，所述的混合器(7)经分流管路(8)与催化燃烧室(18)的入口连通，催化燃烧室(18)的出口与散热器(16)连通；

所述质子交换膜燃料电池(9)输出直流电，经功率调节器(11)转换后为照明灯(14)、蓄电池(12)和充电接口(13)供电。

2.根据权利要求1所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述催化燃烧室(18)和钯管纯化器(19)均为圆柱体结构，所述催化燃烧室(18)和钯管纯化器(19)同轴布置，所述催化燃烧室包括相互连接的外套筒和内套筒，所述蒸汽重整器(17)以螺旋管的形式缠绕于催化燃烧室(18)的外套筒的外壁面上。

3.根据权利要求1所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述蒸汽重整器(17)的内径为毫米量级，在蒸汽重整器(17)的内壁涂覆重整催化剂，蒸汽重整器(17)的重整反应的热量来源于缠绕的催化燃烧室。

4.根据权利要求1所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述钯管纯化器(19)包括钯膜，钯管纯化器(19)的工作的热量源于钯管纯化器(19)外侧的催化燃烧室(18)。

5.根据权利要求1所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述催化燃烧室(18)的外套筒和内套筒之间通过若干连接筋连接，且若干连接筋将催化燃烧室平分为三个区域，每个区域中都放置同量的催化剂，质子交换膜燃料电池(9)的尾气和钯管纯化器(19)的废气出口排出的废气通过混合器(7)混合后经分流管路(8)平分为三股流路进入催化燃烧室(18)中的三个区域进行催化燃烧；其中催化燃烧室(18)的内套筒壁厚度薄于外套筒壁厚布置。

6.根据权利要求1所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述燃料预热器为两级预热器，分别为第一级预热器(4)和第二级预热器(5)，两级预热器均包括冷端流体入口、冷端流体出口、热端流体入口和热端流体出口，第一级预热器的冷流体入口与燃料泵相连，第一级预热器的热流体入口与钯管纯化器的氢气出口相连，第一级预热器热流体出口与质子交换膜燃料电池的阳极相连，第一级预热器的冷流体出口与第二级预热器的冷流体入口相连，第二级预热器的冷流体出口与蒸汽重整器的入口相连，第二级预热器的热流体入口与催化燃烧室的出口相连，第二级预热器的热流体出口与散热器相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述发电系统还包括燃料电池控制器(10)，所述质子交换膜燃料电池(9)与燃料电池控制器(10)电连接。

8.根据权利要求7所述的一种充电供暖照明一体的应急能源系统，其特征在于：所述散热器(16)为板翅式散热器，且布置在应急能源系统的最外侧，与环境相接触。