本發(fā)明專利技術(shù)涉及燃料電池系統(tǒng)（１０），其包含具有燃燒器單元（４８）的重整器（１２），用于使燃料與氧化劑在放熱氧化反應(yīng)中反應(yīng)以形成產(chǎn)物氣體，在所述燃燒器單元（４８）的下游所述產(chǎn)物氣體可以與另外的燃料混合，得到的氣體混合物在重整器（１２）中可以重整為重整產(chǎn)物；用于接收供應(yīng)的重整產(chǎn)物的燃料電池堆（２６）；和用于接收在所述燃料電池堆（２６）中反應(yīng)的供應(yīng)的物質(zhì)的后燃器（３６），其具有用于使燃料與氧化劑在放熱氧化反應(yīng)中反應(yīng)的燃燒器單元（５４）。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，所述重整器（１２）的燃燒器單元（４８）的設(shè)計與后燃器（３６）的燃燒器單元（５４）相同。此外，本發(fā)明專利技術(shù)涉及包含這種燃料電池系統(tǒng)（１０）的機動車輛。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】具有重整器和后燃器的燃料電池系統(tǒng)本專利技術(shù)涉及燃料電池系統(tǒng)，其包含具有燃燒器單元的重整器，用于使 燃料與氧化劑在放熱氧化反應(yīng)中反應(yīng)以形成產(chǎn)物氣體，在所述燃燒器單元 的下游所述產(chǎn)物氣體可以與另外的燃料混合，得到的氣體混合物在重整器 中可以重整為重整產(chǎn)物；接收供應(yīng)的重整產(chǎn)物的燃料電池堆；和接收在所 述燃料電池堆中反應(yīng)過的物質(zhì)的后燃器，該后燃器具有用于使燃料與氧化 劑在放熱氧化反應(yīng)中反應(yīng)的燃燒器單元。此外，本專利技術(shù)還涉及包含這種燃料電池系統(tǒng)的機動車輛。燃料電池系統(tǒng)用于將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這種系統(tǒng)的核心元件是燃料 電池，其通過氫和氧的受控反應(yīng)釋放電能。燃料電池系統(tǒng)必須能夠處理通 常實際使用的燃料。因為在氫和氧反應(yīng)的燃料電池中，必須要調(diào)整使用的 燃料，從而使供應(yīng)給燃料電池的陽極的氣體的氫比例盡可能高，這是重整 器的任務(wù)。為此，將燃料和氧化劑(優(yōu)選空氣)供應(yīng)至重整器，在重整器中比 如通過進行部分氧化的方法使燃料與氧化劑反應(yīng)。現(xiàn)有技術(shù)的重整器可從 德國專利DE 103 59 200 Al得到。 一方面，為了使從燃料電池系統(tǒng)排到環(huán) 境中的廢氣的毒性排出物最少，另一方面，為了提供熱源用于預(yù)熱燃料電 池系統(tǒng)的各個組件和介質(zhì)流動送料器，在燃料電池系統(tǒng)中設(shè)置后燃器。與 重整器不同，后燃器進行幾乎完全的燃燒，從而使燃燒廢氣中的毒性排出 物最少。現(xiàn)有技術(shù)的后燃器可從德國專利DE 10 2004 049 903 Al得知。本專利技術(shù)的目的是改進一般的燃料電池系統(tǒng)和機動車輛，從而實現(xiàn)節(jié)省 成本。該目的可從權(quán)利要求1的燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)。 本專利技術(shù)的有利方面和其他實施方案可從從屬權(quán)利要求得知。 根據(jù)本專利技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)基于一般現(xiàn)有技術(shù)，重整器的后燃器單元 的設(shè)計與后燃器的燃燒器單元相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)可 用空間和蒸發(fā)質(zhì)量的要求來選擇重整器和后燃器中的燃燒器單元，現(xiàn)在以 兩種方式節(jié)省成本。 一方面，只制造一種燃料燃燒器單元成本效益高，另一方面，進一步的節(jié)省成本通過規(guī)模經(jīng)濟的效果實現(xiàn)，因為需要兩倍數(shù)量 的保留類型的燃料送料器，使得單件的價格降低，產(chǎn)量更高。因此發(fā)現(xiàn)， 設(shè)計燃料電池系統(tǒng)，使其可以使用設(shè)計相同的燃燒器單元，這樣比其他的 按目的設(shè)計，從而必須使用專用燃燒器單元的情況更合理。考慮到在兩種 燃燒器單元的范圍內(nèi)可以存在的物理和化學(xué)外部條件以及可以選擇的氧化 條件，都可以有很大的不同，設(shè)計具有一種或相同類型的燃燒器單元的重 整器也是有優(yōu)勢的。專用設(shè)計雖有優(yōu)勢，與利用前述規(guī)模經(jīng)濟相比，在某 些情況下，在調(diào)整單個燃燒器單元的設(shè)計和燃料電池系統(tǒng)方面是不太方便 的。 一致的庫存在生產(chǎn)和車間兩方面有進一步的優(yōu)勢。在這種安排中，有利地，所述重整器的燃燒器單元和后燃器的燃燒器 單元均具有燃料噴嘴。可選地，在所述重整器的燃燒器單元和后燃器的燃燒器單元均具有蒸 發(fā)器型燃料送料器的情況下，可以實現(xiàn)上述優(yōu)點。本專利技術(shù)還涉及包含一種這樣的燃料電池系統(tǒng)的機動車輛，使用所述燃 料電池系統(tǒng)可以相應(yīng)地實現(xiàn)上述優(yōu)點。下面通過實施例并參考附圖詳細(xì)說明本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方案，其中 附圖說明圖1是根據(jù)優(yōu)選示例實施方案的燃料電池系統(tǒng)的圖示。圖1是根據(jù)優(yōu)選示例實施方案的燃料電池系統(tǒng)的圖示。機動車輛中安 裝的燃料電池系統(tǒng)10包含重整器12，其用于接收使用來自燃料箱16并經(jīng)過第一燃料線14供應(yīng)的燃料。此外，重整器12通過來自燃料箱16的第二 燃料線14在另外的送料器接收供應(yīng)的燃料。合適的燃料品級是柴油、汽油、 生物氣、天然氣和其他現(xiàn)有技術(shù)己知的品級。此外，重整器12通過第一氧 化劑線22接收供應(yīng)的氧化劑，比如空氣。重整器12包含燃燒器單元48，燃燒器單元48包含主燃料送料器，燃 料通過該主燃料送料器供應(yīng)至燃燒器單元48。主燃料送料器與第一燃料線 14相連。此外，燃燒器單元48包含與第一氧化劑線22相連的氧化劑送料 器，通過所述第一氧化劑線22，燃燒器單元48可以接收供應(yīng)的氧化劑。在 燃燒器單元48內(nèi)，燃料和氧化劑的反應(yīng)在燃燒或完全放熱氧化反應(yīng)中發(fā)生，4然后得到的熱產(chǎn)物氣流進入下游混合區(qū)50，即到圖1的右側(cè)。在混合區(qū)50 中，得到的產(chǎn)物氣體接收另外的通過輔助燃料送料器20供應(yīng)的燃料。在本 實施例中，主燃料送料器和輔助燃料送料器各包含噴射器(Einspritzdiise)， 并優(yōu)選文丘里噴嘴(Venturidiise)。然而，通過包含多孔蒸發(fā)器的蒸發(fā)器型燃 料送料器供應(yīng)的燃料可以分別供應(yīng)至燃燒器單元48和混合區(qū)50。輔助燃料 送料器20與第二燃料線18相連。此外，混合區(qū)50可以接收供應(yīng)的氧化劑。 與另外的燃料混合的氣體混合物進入重整區(qū)52，在重整區(qū)52中，所述另外 的燃料在吸熱反應(yīng)中形成富氫氣體混合物，優(yōu)選利用其中設(shè)置的催化劑。 該重整產(chǎn)物，即富氫氣體混合物通過重整產(chǎn)物線24離開重整器12，從而可 以在燃料電池堆26中進一步使用。所述重整產(chǎn)物在燃料電池堆26中在陰極送料空氣的輔助下反應(yīng)，所述 陰極送料空氣通過陰極送料空氣線28供應(yīng)，產(chǎn)生電和熱。電能可以通過電 接頭30來獲得。在所示的情況中，陽極廢氣通過陽極廢氣線32供應(yīng)至后 燃器36的混合器34。后燃器36通過第三燃料線38接收由燃料箱16供應(yīng) 的燃料。此外，后燃器36通過第二氧化劑線40接收供應(yīng)的氧化劑。后燃器36包含燃燒器單元54，燃燒器單元54包含燃料送料器，燃料 通過該燃料送料器供應(yīng)至燃燒器單元54。燃料送料器與第三燃料線38相 連。此外，燃燒器單元54具有與第二氧化劑線40相連的氧化劑送料器， 通過所述第二氧化劑線40，氧化劑可以供應(yīng)至燃燒器單元54。在燃燒器單 元54內(nèi)，燃料和氧化劑在放熱氧化反應(yīng)(即完全燃燒)中反應(yīng)，然后得到的 燃燒氣體進入下游混合區(qū)56，即到圖1的右側(cè)。在混合區(qū)56中，得到的廢 氣通過混合器34與陽極廢氣混合。與陽極廢氣混合的氣體混合物進入燃燒 區(qū)58，在示例的實施方案中燃燒區(qū)58用多孔體填充，在多孔體中氣體混合 物完全充分燃燒，即在燃燒區(qū)58中的多孔體處氣體混合物被燒盡(vergliiht)。來自后燃器36的燃燒廢氣在混合器42中與陰極廢氣混合，流過熱交 換器46以預(yù)先加熱陰極廢氣，最后離開燃料電池系統(tǒng)10，所述陰極廢氣來 自燃料電池堆26并通過陰極廢氣線44輸送至混合器42。重整器12的各個區(qū)(即容納燃燒器單元48的區(qū)、混合區(qū)50和重整區(qū) 52)以及后燃器36的各個區(qū)(即容納燃燒器單元54的區(qū)、混合區(qū)56和燃燒 區(qū)58)在圖1中由虛線互相分開的區(qū)表示。這些區(qū)可以通過結(jié)構(gòu)特征分開或流動地相互交界(flie!3end ineinander iibergehen )。盡管在附圖中沒有明確顯示，但可以設(shè)置相應(yīng)的傳送裝置，比如在燃料線14、 1S和38，氧化劑線22和40，以及陰極送料空氣線28中，提供泵或鼓風(fēng)機和/或控制閥用于進行流量控制。應(yīng)當(dāng)理解，在上述說明、附圖和權(quán)利要求中披露的本專利技術(shù)的特征本身或任何組合對于實現(xiàn)本專利技術(shù)可能是關(guān)鍵的。附圖標(biāo)記10燃料電池系統(tǒng)12重整器14第一燃料線16燃料箱18第二燃料線20第二燃料送料器22第一氧化劑線24重整產(chǎn)物線26燃料電池堆28陰極送料空氣線30電接頭32陽極廢氣線34混合器36后燃器38第三燃料線40第二氧化劑線42混合器44陰極廢氣線46熱交換器4本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
燃料電池系統(tǒng)（１０），其包含 具有燃燒器單元（４８）的重整器（１２），用于使燃料與氧化劑在放熱氧化反應(yīng)中反應(yīng)以形成產(chǎn)物氣體，在所述燃燒器單元（４８）的下游所述產(chǎn)物氣體可以與另外的燃料混合，得到的氣體混合物在重整器（１２）中可以重整為重 整產(chǎn)物； 燃料電池堆（２６），其用于接收供應(yīng)的重整產(chǎn)物；和 后燃器（３６），在所述燃料電池堆（２６）中反應(yīng)過的物質(zhì)被輸送至所述后燃器，該后燃器具有用于使燃料與氧化劑在放熱氧化反應(yīng)中反應(yīng)的燃燒器單元（５４）， 其特征在于所述 重整器（１２）的燃燒器單元（４８）的設(shè)計與后燃器（３６）的燃燒器單元（５４）相同。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J勞倫斯，S克丁，
申請(專利權(quán))人：艾納爾達公司，
類型：發(fā)明
國別省市：DE[德國]
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