[发明专利]矿井救生舱用全封闭式电源系统

权利要求书

1.一种矿井救生舱用全封闭式电源系统，其特征在于：

A、所述电源系统包含直接甲醇燃料电池电堆、空气再生子系统，甲醇供给子系统，热管理子系统，以及控制子系统和安全防护子系统，并有上述直接甲醇燃料电池电堆和各子系统组成完全封闭在同一防爆箱体内的无外排循环工作系统；

B、所述的空气再生子系统包括空气再生装置(18)、储存在空气再生装置内的超氧化物以及通过输气导管与所述空气再生装置(18)连通的贮水罐(20)组成，并且所述空气再生装置(20)又通过输气导管及管道上的空气通断控制阀(17)从直接甲醇燃料电池电堆(10)一侧接入、又从同侧引出后与贮水罐(20)连通构成直接甲醇燃料电池电堆(10)的探入式阴极；

C、所述的甲醇供给子系统包括甲醇储罐(1)、甲醇输送泵(3)、甲醇浓度传感器(2)、燃料混合罐(4)、混合燃料输送泵(9)、贮水罐(20)、液位传感器(2、5)，其中的甲醇储罐(1)通过甲醇输送泵(3)及管道连通燃料混合罐(4)，并通过该燃料混合罐(4)上引出的混合料输送泵(9)接入直接甲醇燃料电池电堆(10)的另一侧，并又从直接甲醇燃料电池电堆(10)的同侧通过输送管道回接到燃料混合罐(4)，由此构成直接甲醇燃料电池电堆(10)的探入式阳极；同时，所述的燃料混合罐(4)另设有两路连通管道，其中的一路通过一补水泵(19)与贮水罐(20)连通，另一路的引出管路分别与空气再生装置(18)进气口，以及贮水罐(20)内腔上部空间相连通，由此构成水、气封闭连通结构。

2.如权利要求1所述的一种矿井救生舱用全封闭式电源系统，其特征在于：所述的热管理子系统包括一冷却水循环泵以及防爆箱(A)外的冷却水源、设置在直接甲醇燃料电池电堆内腔的盘管，由冷却水循环泵与设置在直接甲醇燃料电池电堆内腔的盘管状输水管构成冷却系统，经冷却水循环泵带走直接甲醇燃料电池电堆(10)产生的废热，维持正常运作温度和保证救生舱内部环境温度稳定。

3.如权利要求1所述的一种矿井救生舱用全封闭式电源系统，其特征在于：所述的安全防护子系统包括可燃气体报警器(8)、微量甲醇吸收装置(7)和断氧装置(15)；所述的断氧装置(15)与设有温度传感器的空气再生装置(18)连接。

4.如权利要求1所述的一种矿井救生舱用全封闭式电源系统，其特征在于：所述的控制子系统包括温度传感器(14)、液位传感器(2、5)、氧气浓度传感器(16)、甲醇浓度传感器(5)，其中的温度传感器(14)设置在断氧装置(15)中，所述的液位传感器有两个，其中一个设置在甲醇储罐(1)上，另一个设置在燃料混合罐(4)上；所述的氧气浓度传感器(16)设置在空气再生装置(18)通往直接甲醇燃料电池电堆(10)的输送管路中；所述的甲醇浓度传感器(6)设置在燃料混合罐(4)上。

5.如权利要求1所述的矿井救生舱用全封闭式电源系统，其特征在于：空气再生子系统采用化学药剂超氧化钾或超氧化钠反应制取氧气；直接甲醇燃料电池电堆(10)的阴极尾排产物经汽水分离后，其中的C氧气进入空气再生装置(18)，与其中的化学药剂反应，产生氧气，供给直接甲醇燃料电池电堆(10)；液态水则贮存于贮水罐(20)中备用；实现了反应气的闭路无外泄循环。

6.如权利要求1所述的矿井救生舱用全封闭式电源系统，其特征在于：所述的空气再生装置(18)，包括箱体(18.1)、空气再生药粒(18.3)、导气管(18.5)，所述的箱体(18.1)经支架(18.2)分割成上下两分空间，并由多层带孔的隔板(18.4)间隔箱体内的上部空间、形成堆置空气再生药粒(18.3)的层状空间；同时，在箱体内的下部空间设有一导气管(18.5)，所述导气管的输出口设有一空气通断控制阀(17)；所述的导气管(18.5)伸入箱体内的部分搁置在导管支架(18.7)上，导气管(18.5)的末端设有开口向下的导气支管(18.8)，所述导管支架(18.7)下部的箱体内设有一储水盒(7)。

7.如权利要求1所述的矿井救生舱用全封闭电源系统的专用空气再生装置，其特征在于：所述的支架(18.2)为“十”形支架，尤其将箱体(1)上部空间分割成两个或四个子空间，所述的子空间之间互为贯通。

8.如权利要求1所述的矿井救生舱用全封闭电源系统的专用空气再生装置，其特征在于：所述的空气通断控制阀(17)由阀体(17.1)、阀杆(17.3)、设于阀腔内阀杆端部的活塞体(17.5)构成，所述的活塞体(17.5)为一空心塞体，封堵在阀体(17.1)的阀体进口(17.6)与阀体出口(17.7)之间的流道内；所述活塞体(17.5)的塞腔内灌有感温液体(17.4)。