具有重整器和后燃器的燃料电池系统的利记博彩app

文档序号:6888054阅读:182来源:国知局
专利名称:具有重整器和后燃器的燃料电池系统的利记博彩app
具有重整器和后燃器的燃料电池系统
本发明涉及燃料电池系统,其包含具有燃烧器单元的重整器,用于使 燃料与氧化剂在放热氧化反应中反应以形成产物气体,在所述燃烧器单元 的下游所述产物气体可以与另外的燃料混合,得到的气体混合物在重整器 中可以重整为重整产物;接收供应的重整产物的燃料电池堆;和接收在所 述燃料电池堆中反应过的物质的后燃器,该后燃器具有用于使燃料与氧化 剂在放热氧化反应中反应的燃烧器单元。
此外,本发明还涉及包含这种燃料电池系统的机动车辆。
燃料电池系统用于将化学能转化为电能。这种系统的核心元件是燃料 电池,其通过氢和氧的受控反应释放电能。燃料电池系统必须能够处理通 常实际使用的燃料。因为在氢和氧反应的燃料电池中,必须要调整使用的 燃料,从而使供应给燃料电池的阳极的气体的氢比例尽可能高,这是重整 器的任务。为此,将燃料和氧化剂(优选空气)供应至重整器,在重整器中比 如通过进行部分氧化的方法使燃料与氧化剂反应。现有技术的重整器可从 德国专利DE 103 59 200 Al得到。 一方面,为了使从燃料电池系统排到环 境中的废气的毒性排出物最少,另一方面,为了提供热源用于预热燃料电 池系统的各个组件和介质流动送料器,在燃料电池系统中设置后燃器。与 重整器不同,后燃器进行几乎完全的燃烧,从而使燃烧废气中的毒性排出 物最少。现有技术的后燃器可从德国专利DE 10 2004 049 903 Al得知。
本发明的目的是改进一般的燃料电池系统和机动车辆,从而实现节省 成本。
该目的可从权利要求1的燃料电池系统实现。 本发明的有利方面和其他实施方案可从从属权利要求得知。 根据本发明的燃料电池系统基于一般现有技术,重整器的后燃器单元 的设计与后燃器的燃烧器单元相同。与现有技术相比,现有技术中根据可 用空间和蒸发质量的要求来选择重整器和后燃器中的燃烧器单元,现在以 两种方式节省成本。 一方面,只制造一种燃料燃烧器单元成本效益高,另一方面,进一步的节省成本通过规模经济的效果实现,因为需要两倍数量 的保留类型的燃料送料器,使得单件的价格降低,产量更高。因此发现, 设计燃料电池系统,使其可以使用设计相同的燃烧器单元,这样比其他的 按目的设计,从而必须使用专用燃烧器单元的情况更合理。考虑到在两种 燃烧器单元的范围内可以存在的物理和化学外部条件以及可以选择的氧化 条件,都可以有很大的不同,设计具有一种或相同类型的燃烧器单元的重 整器也是有优势的。专用设计虽有优势,与利用前述规模经济相比,在某 些情况下,在调整单个燃烧器单元的设计和燃料电池系统方面是不太方便 的。 一致的库存在生产和车间两方面有进一步的优势。
在这种安排中,有利地,所述重整器的燃烧器单元和后燃器的燃烧器 单元均具有燃料喷嘴。
可选地,在所述重整器的燃烧器单元和后燃器的燃烧器单元均具有蒸 发器型燃料送料器的情况下,可以实现上述优点。
本发明还涉及包含一种这样的燃料电池系统的机动车辆,使用所述燃 料电池系统可以相应地实现上述优点。
下面通过实施例并参考附图详细说明本发明的优选实施方案,其中

图1是根据优选示例实施方案的燃料电池系统的图示。
图1是根据优选示例实施方案的燃料电池系统的图示。机动车辆中安 装的燃料电池系统10包含重整器12,其用于接收使用来自燃料箱16并经
过第一燃料线14供应的燃料。此外,重整器12通过来自燃料箱16的第二 燃料线14在另外的送料器接收供应的燃料。合适的燃料品级是柴油、汽油、 生物气、天然气和其他现有技术己知的品级。此外,重整器12通过第一氧 化剂线22接收供应的氧化剂,比如空气。
重整器12包含燃烧器单元48,燃烧器单元48包含主燃料送料器,燃 料通过该主燃料送料器供应至燃烧器单元48。主燃料送料器与第一燃料线 14相连。此外,燃烧器单元48包含与第一氧化剂线22相连的氧化剂送料 器,通过所述第一氧化剂线22,燃烧器单元48可以接收供应的氧化剂。在 燃烧器单元48内,燃料和氧化剂的反应在燃烧或完全放热氧化反应中发生,
4然后得到的热产物气流进入下游混合区50,即到图1的右侧。在混合区50 中,得到的产物气体接收另外的通过辅助燃料送料器20供应的燃料。在本 实施例中,主燃料送料器和辅助燃料送料器各包含喷射器(Einspritzdiise), 并优选文丘里喷嘴(Venturidiise)。然而,通过包含多孔蒸发器的蒸发器型燃 料送料器供应的燃料可以分别供应至燃烧器单元48和混合区50。辅助燃料 送料器20与第二燃料线18相连。此外,混合区50可以接收供应的氧化剂。 与另外的燃料混合的气体混合物进入重整区52,在重整区52中,所述另外 的燃料在吸热反应中形成富氢气体混合物,优选利用其中设置的催化剂。 该重整产物,即富氢气体混合物通过重整产物线24离开重整器12,从而可 以在燃料电池堆26中进一步使用。
所述重整产物在燃料电池堆26中在阴极送料空气的辅助下反应,所述 阴极送料空气通过阴极送料空气线28供应,产生电和热。电能可以通过电 接头30来获得。在所示的情况中,阳极废气通过阳极废气线32供应至后 燃器36的混合器34。后燃器36通过第三燃料线38接收由燃料箱16供应 的燃料。此外,后燃器36通过第二氧化剂线40接收供应的氧化剂。
后燃器36包含燃烧器单元54,燃烧器单元54包含燃料送料器,燃料 通过该燃料送料器供应至燃烧器单元54。燃料送料器与第三燃料线38相 连。此外,燃烧器单元54具有与第二氧化剂线40相连的氧化剂送料器, 通过所述第二氧化剂线40,氧化剂可以供应至燃烧器单元54。在燃烧器单 元54内,燃料和氧化剂在放热氧化反应(即完全燃烧)中反应,然后得到的 燃烧气体进入下游混合区56,即到图1的右侧。在混合区56中,得到的废 气通过混合器34与阳极废气混合。与阳极废气混合的气体混合物进入燃烧 区58,在示例的实施方案中燃烧区58用多孔体填充,在多孔体中气体混合 物完全充分燃烧,即在燃烧区58中的多孔体处气体混合物被烧尽(vergliiht)。
来自后燃器36的燃烧废气在混合器42中与阴极废气混合,流过热交 换器46以预先加热阴极废气,最后离开燃料电池系统10,所述阴极废气来 自燃料电池堆26并通过阴极废气线44输送至混合器42。
重整器12的各个区(即容纳燃烧器单元48的区、混合区50和重整区 52)以及后燃器36的各个区(即容纳燃烧器单元54的区、混合区56和燃烧 区58)在图1中由虚线互相分开的区表示。这些区可以通过结构特征分开或流动地相互交界(flie!3end ineinander iibergehen )。
尽管在附图中没有明确显示,但可以设置相应的传送装置,比如在燃料线14、 1S和38,氧化剂线22和40,以及阴极送料空气线28中,提供泵或鼓风机和/或控制阀用于进行流量控制。
应当理解,在上述说明、附图和权利要求中披露的本发明的特征本身或任何组合对于实现本发明可能是关键的。
附图标记
10燃料电池系统
12重整器
14第一燃料线
16燃料箱
18第二燃料线
20第二燃料送料器
22第一氧化剂线
24重整产物线
26燃料电池堆
28阴极送料空气线
30电接头
32阳极废气线
34混合器
36后燃器
38第三燃料线
40第二氧化剂线
42混合器
44阴极废气线
46热交换器
48燃烧器单元
50混合区
52重整区54燃烧器单元
56混合区58燃烧区
权利要求
1、燃料电池系统(10),其包含具有燃烧器单元(48)的重整器(12),用于使燃料与氧化剂在放热氧化反应中反应以形成产物气体,在所述燃烧器单元(48)的下游所述产物气体可以与另外的燃料混合,得到的气体混合物在重整器(12)中可以重整为重整产物;燃料电池堆(26),其用于接收供应的重整产物;和后燃器(36),在所述燃料电池堆(26)中反应过的物质被输送至所述后燃器,该后燃器具有用于使燃料与氧化剂在放热氧化反应中反应的燃烧器单元(54),其特征在于所述重整器(12)的燃烧器单元(48)的设计与后燃器(36)的燃烧器单元(54)相同。
2、 权利要求1的燃料电池系统(IO),其特征在于所述重整器(12)的燃 烧器单元(48)和后燃器(36)的燃烧器单元(54)均具有燃料喷射器。
3、 权利要求1的燃料电池系统(IO),其特征在于所述重整器(12)的燃 烧器单元(48)和后燃器(36)的燃烧器单元(54)均具有蒸发器型燃料送料器。
4、 机动车辆,其包含根据前述权利要求任一项的燃料电池系统(IO)。
全文摘要
本发明涉及燃料电池系统(10),其包含具有燃烧器单元(48)的重整器(12),用于使燃料与氧化剂在放热氧化反应中反应以形成产物气体,在所述燃烧器单元(48)的下游所述产物气体可以与另外的燃料混合,得到的气体混合物在重整器(12)中可以重整为重整产物;用于接收供应的重整产物的燃料电池堆(26);和用于接收在所述燃料电池堆(26)中反应的供应的物质的后燃器(36),其具有用于使燃料与氧化剂在放热氧化反应中反应的燃烧器单元(54)。根据本发明,所述重整器(12)的燃烧器单元(48)的设计与后燃器(36)的燃烧器单元(54)相同。此外,本发明涉及包含这种燃料电池系统(10)的机动车辆。
文档编号H01M8/06GK101490888SQ200780026635
公开日2009年7月22日 申请日期2007年6月21日 优先权日2006年7月13日
发明者J·劳伦斯, S·克丁 申请人:艾纳尔达公司
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