[实用新型]等离子体涡流燃料电池系统

说明书

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，主要涉及一种等离子体涡流燃料电池系统。

背景技术

磁流体发电技术利用等离子体射流通过强磁场时正负电荷反向运动的物理机制，驱动正负电荷分别在正负电极聚集形成电源。与传统发电机组技术比较，优势在于大幅度减少机械运动的能耗，化学能利用率提高，系统可靠性提高等。缺点在于必须配套超强磁场和励磁电源，系统复杂、耗电量高。

燃料电池技术利用燃料和氧化剂在电池装置中进行氧化还原反应，所释放的化学能直接输出电能和热能。与磁流体发电技术比较，优势在于省去了励磁电源和强磁场，化学能利用率提高，系统可靠性提高等。缺点在于燃料电池的电极和电解质材料可靠性极差，造价极高，功率密度较低，使用寿命短。

现有技术中缺少同时兼顾磁流体发电技术和燃料电池技术优点同时规避两者缺点的发电技术。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种同时兼顾磁流体发电技术和燃料电池技术优点同时规避两者缺点的等离子体涡流燃料电池系统。

本实用新型的技术方案是：

一种等离子体涡流燃料电池系统，包括等离子体涡流燃料电池，等离子体涡流燃料电池包括旋流管，旋流管的内部设有旋流室，旋流管的一端连接有与旋流室连通的低温排气管，旋流管的另一端连接有与旋流室连通的阳极管，旋流管的侧壁连接有与旋流室连通的射流管，阳极管的另一端连接有高温排气管，高温排气管的内腔中安装有节流阀；低温排气管的另一端设有低温排气管连接法兰，低温排气管连接法兰通过螺栓固定连接有阴极棒固定架，阴极棒固定架的中心设有阴极棒安装孔，以阴极棒安装孔为圆心的阴极棒固定架上设有若干个固定架排气孔，阴极棒安装孔中固定穿装有阴极棒；阴极棒通过导线连接蓄电池组的负极，阳极管的管壁通过导线连接蓄电池组的正极；阳极管的内径为D，长度为L，5D≤L；高温排气管的出口端通过管路分别连接至氧气涡轮增压器和氢气涡轮增压器，氧气涡轮增压器的进口端通过管路与储氧罐的出口端连通，氢气涡轮增压器的进口端通过管路与储氢罐的出口端连通，氧气涡轮增压器和氢气涡轮增压器的出口端均通过管路与爆震器的进口端连通，爆震器的出口端通过管路与射流管的进口端连通。

作为优选，所述的旋流管与阳极管对应的端面设有旋流管连接法兰，阳极管与旋流管对应的端面设有阳极管连接法兰，旋流管连接法兰和阳极管连接法兰通过螺栓固定连接。

作为优选，所述的低温排气管、旋流管和射流管为一体成型结构，低温排气管、旋流管和射流管的外壁套装有第一外套管；阳极管和高温排气管为一体成型结构，阳极管和高温排气管的外壁套装有第二外套管。

作为优选，所述的第二外套管的外壁设有若干个散热翅片。

作为优选，所述的低温排气管、旋流管和射流管均为耐磨损高温绝缘陶瓷材料铸造，阳极管、高温排气管和节流阀均为耐磨损高温导电陶瓷材料铸造；第一外套管和第二外套管均为金属材料制作。

作为优选，所述的低温排气管、旋流管和射流管均为氧化铝陶瓷管，阳极管、高温排气管和节流阀均为二氧化锆陶瓷管。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的等离子体涡流燃料电池系统主要利用离心力、电磁力分离正负电荷产生电能，大幅度提高电能转换效率；无需庞大复杂的高电能消耗的超强磁场，也无需极其昂贵而脆弱的电极和电解质材料，利用成熟的廉价的功能陶瓷材料即可制造高效率高可靠高功率密度长寿命的燃料电池；燃料选择范围比普通燃料电池更宽广，制造成本和运维成本更低，废气排放污染更少，有利于新能源项目的普及和推广。

等离子体涡流燃料电池系统技术可以模块化应用，预计小型电池单元可用于个人终端电源；中型电池装置可用于电动汽车、装甲车、移动式电站或者中小型船舶的动力电源；重型电池装置可用于全电驱动型舰艇、机车、分布式发电站等等。

本实用新型使用高温排气管排出的高温废气分别驱动氧气涡轮增压器和氢气涡轮增压器增大气源压力，提高能源的使用效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中的等离子体涡流燃料电池系统的结构示意图；

图3是图2中的阴极棒固定架的结构示意图的主视图；

图4是本实用新型中的等离子体涡流燃料电池系统的工作状态示意图；