[发明专利]一种火焰辅助燃料电池发电与供热装置

说明书

本发明公开了一种火焰辅助燃料电池发电与供热装置，包括依次相连的预混燃装置、富燃燃烧装置和燃料电池发电装置，预混燃装置、富燃燃烧装置和燃料电池发电装置置于贫燃燃烧装置腔体内，在预混燃装置的端部设有混合气体输入管，且输入管穿过贫燃燃烧装置的一个侧端面，在该输入管上设有流量控制器B，在贫燃燃烧装置的外壳上设有径向延伸到富燃燃烧装置腔内的点火装置，在贫燃燃烧装置的外壳靠近点火装置处还均匀设置若干个进气口，进气口上设有流量控制器A；贫燃燃烧装置的另一个侧端面上设有传热管道；燃料电池发电装置连接用电器，本发明能够有效的解决燃料电池末端剩余燃料未充分利用的问题。

技术领域

本发明属于火焰燃烧电池技术领域，尤其涉及一种火焰辅助燃料电池发电与供热装置。

背景技术

传统的火焰燃料电池是将固体氧化物电池与富燃火焰直接接触，火焰为电池同时提供燃料和工作所需温度，而阴极则直接与环境空气相接触。火焰燃料电池与固体氧化物燃料电池相比，结构更简单，体积也更小，可以在更多环境条件下使用。而且富燃燃烧提供热量，无需额外加热装置，从而使火焰燃料电池的启动和停止所需时间更短。但是由于燃料电池直接与火焰接触，会在燃料电池上形成热梯度，并且火焰燃料电池低的发电效率也是迄今面临的挑战。

为了实现更高的燃料利用率，最近提出一种火焰辅助燃料电池。它与传统燃料电池的基本结构相似，不同在于燃料电池的火焰被部分封闭，火焰燃料电池由无室变成了双室结构。但是双室结构意味着通过燃料电池进行电化学反应后，仍然有部分燃料存在，所以在燃料电池末端充分利用这些仍然存在的燃料十分重要。

发明内容

本发明根据现有技术存在的问题与不足，先提供一种火焰辅助燃料电池发电与供热装置，能有效的解决燃料电池末端剩余燃料未充分利用的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种火焰辅助燃料电池发电与供热装置，包括依次相连的预混燃装置、富燃燃烧装置和燃料电池发电装置，所述预混燃装置、富燃燃烧装置和燃料电池发电装置置于贫燃燃烧装置腔体内，在预混燃装置的端部设有混合气体输入管，且所述输入管穿过贫燃燃烧装置的一个侧端面，在该输入管上设有流量控制器B，在贫燃燃烧装置的外壳上设有径向延伸到富燃燃烧装置腔内的点火装置，在所述贫燃燃烧装置的外壳靠近点火装置处还均匀设置若干个进气口，所述进气口上设有流量控制器A；所述贫燃燃烧装置的另一个侧端面上设有传热管道；燃料电池发电装置连接用电器，实现电能的使用。

进一步，所述燃料电池发电装置是通过若干个串联的微管固体氧化物燃料电池组成，在富燃燃烧装置的侧端面上对应的开有孔，用于安装微管固体氧化物燃料电池；

进一步，所述燃料电池直径为0.5-2mm，有效长度为6-20mm，燃料电池的阴阳极均涂有银膏；

进一步，所述燃料电池阴阳极和用电器或蓄电装置之间由银丝相连

进一步，所述进气口设有4个，均匀设置在贫燃燃烧装置壳体上；

进一步，所述流量控制器B将预混燃装置内的燃料与空气的当量比控制在1.05-1.40之间；

进一步，所述流量控制器A将贫燃燃烧装置内的燃料与空气的当量比控制在0.65-0.9之间；

进一步，所述传热管道外壁包有保温层。

本发明的有益效果：

本发明所提出一种火焰辅助燃料电池发电与供热装置可以充分利用火焰辅助燃料电池末端仍存在的燃料，提高燃料的可利用率。该装置在预混燃装置的入口和贫燃燃烧前端的进气口均设有流量控制器，更好地控制了最终燃烧的当量比。该装置把富燃燃烧与贫燃燃烧相结合，减少了排放产物NO_X的量。本装置结构简单，易于制造，安装方便。

附图说明