專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的重整器的制作方法
燃料電池系統(tǒng)的重整器
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生重整產(chǎn)物的燃料電池系統(tǒng)的重整器，其包含多個(gè) 用于處理燃料的功能單元，至少一個(gè)功能單元適合第一類型的燃料。
此外，本發(fā)明涉及用于這種重整器的功能單元、具有這種重整器的燃 料電池系統(tǒng)，以及具有這種燃料電池系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車。
燃料電池系統(tǒng)用于利用通常已知的方法和裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 燃料電池系統(tǒng)必須能夠在正常使用中處理燃料。由于氫和氧在燃料電池中 反應(yīng)，所使用的燃料必須進(jìn)行調(diào)整，從而使供應(yīng)給燃料電池堆的陽(yáng)極的氣 體富含氫。在大多數(shù)情況中，在陰極端，向燃料電池堆提供含氧空氣。為 此，向重整器提供燃料和氧化劑(優(yōu)選為空氣)。然后在重整器中使燃料與氧
反應(yīng)，優(yōu)選通過(guò)部分氧化的方法進(jìn)行。例如，在德國(guó)專利DE 101 20 375A1 中描述了傳統(tǒng)構(gòu)造的重整器。
然后將這樣產(chǎn)生的重整產(chǎn)物供應(yīng)給燃料電池或燃料電池堆，通過(guò)控制 作為重整產(chǎn)物的組分的氫與氧的反應(yīng)來(lái)釋放電能。
與所使用的燃料類型無(wú)關(guān)，目的總是為使重整產(chǎn)物中的氫的百分比盡 可能地高，所述重整產(chǎn)物隨后供應(yīng)給燃料電池堆。為此目的，根據(jù)所使用 的燃料，需要調(diào)整重整器以適應(yīng)該特定燃料。這需要這種燃料電池系統(tǒng)的 制造商提供多種可選擇的燃料電池系統(tǒng)，每一種特別用于特定燃料，從而 需要高的開(kāi)發(fā)和制造成本。
因此本發(fā)明的目的是以相對(duì)較高的成本收益比提供適合于多種燃料的 重整器。
該目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)一步的實(shí)施方案可由從屬權(quán)利要求得知。 根據(jù)本發(fā)明的重整器基于一般的現(xiàn)有技術(shù)，適合于第一類型的燃料的 功能單元可以利用接口作為可拆卸組件可拆卸地與重整器相連，除了可連 接適合第一類型的燃料的功能單元外，所述接口還設(shè)計(jì)為可連接替換功能 單元，所述替換功能單元適合不同于第一類型的燃料的第二類型的燃料。
3這種構(gòu)造使得在使用不同類型的燃料運(yùn)行時(shí)，可以重復(fù)使用重整器的重要
的(salient)功能單元，從而使重整器適用于不同類型的燃料的各種要求，成 本收益高，并使用簡(jiǎn)單的方法和裝置。這使得可以僅通過(guò)替換重整器的功 能單元來(lái)最優(yōu)化地調(diào)整整個(gè)燃料電池系統(tǒng)以適合另一類型的燃料。
當(dāng)適合于第一類型的燃料的功能單元和替換功能單元為氣體混合器時(shí) 可以實(shí)現(xiàn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
更具體地，所述氣體混合器是蒸發(fā)器。
此外，當(dāng)適合于第一類型的燃料的功能單元和替換功能單元為反應(yīng)單 元時(shí)可以實(shí)現(xiàn)前述優(yōu)點(diǎn)。
更具體地，所述反應(yīng)單元是重整器燃燒器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的重整器可以通過(guò)將接口設(shè)計(jì)為快速拆卸連接器而 完善。通過(guò)在重整器的組件結(jié)構(gòu)中包含快速拆卸連接器，可以方便用戶快 速更換功能單元，而不需要重整器的復(fù)雜分解。
更具體地，所述接口是卡口連接器。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了重整器的功能單元，其接口設(shè)計(jì)為能夠連接這 種重整器。使用這種功能單元，可以相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)。
此外，本發(fā)明提供了具有這種重整器的燃料電池系統(tǒng)和具有這種燃料 電池系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車，具有上述優(yōu)點(diǎn)。
下面參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的圖示。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的圖示。燃料電池系統(tǒng)IO包含用于 接收來(lái)自燃料泵14供應(yīng)的燃料的重整器12。所涉及的燃料類型包括柴油、 汽油、生物氣、天然氣和現(xiàn)有技術(shù)已知的其他類型的燃料。重整器12還接 收供應(yīng)的氧化劑，在這種情況中，所述氧化劑由鼓風(fēng)機(jī)16輸送的空氣組成， 陽(yáng)極廢氣18夾在其中。所述陽(yáng)極廢氣18是由燃料電池20產(chǎn)生的，燃料電 池20配備有燃料電池鼓風(fēng)機(jī)22并接收由重整器12產(chǎn)生的重整產(chǎn)物。所涉 及的重整產(chǎn)物為富氫氣體，其在由燃料電池鼓風(fēng)機(jī)22輸送的陰極空氣的輔 助下在燃料電池20中轉(zhuǎn)化為電能和熱。在這種情況中，陽(yáng)極廢氣18的未 返回部分供應(yīng)給配備有后燃室鼓風(fēng)機(jī)26的后燃室24。在后燃室24中，耗 盡的重整產(chǎn)物被由后燃室鼓風(fēng)機(jī)26輸送的空氣轉(zhuǎn)化為幾乎不含有害排放物的燃燒廢氣。
重整器12包含氣體混合器28和反應(yīng)單元30。在氣體混合器28中，由燃料和氧化劑(優(yōu)選空氣)形成氣體混合物，優(yōu)選包括燃料的蒸發(fā)。這種氣體混合物在反應(yīng)單元30中優(yōu)選通過(guò)部分氧化反應(yīng)形成重整產(chǎn)物。在該設(shè)置中，氣體混合器28優(yōu)選為蒸發(fā)器，反應(yīng)單元30優(yōu)選為重整器燃燒器。氣體混合器28以及反應(yīng)單元30通過(guò)接口 32相連，所述接口 32優(yōu)選構(gòu)造為快速拆卸連接器(比如卡口式、螺旋式或插入式連接器)，分別連接到重整器和重整器的其余功能單元。在這方面快速拆卸連接器理解為用于強(qiáng)制接觸或非強(qiáng)制接觸(positive or non-positive contact)的可機(jī)械拆卸的連接器，使用該可機(jī)械拆卸的連接器，可以優(yōu)選地在不需要工具的情況下進(jìn)行連接。因此重整器再分成可拆卸的組件，需要時(shí)用戶可以方便快速地進(jìn)行替換。重整器和完整的燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)造適合于某些類型的燃料。
當(dāng)需要其他類型的燃料時(shí)，適合于某些類型的燃料的重整器的功能單元可以用其他功能單元替換，所述其他功能單元優(yōu)選具有相同的功能，但適合于不同類型的燃料。為此，適合于不同類型的燃料并且可互換的功能單元的接口優(yōu)選具有相同接口的特征，從而使所有可互換的功能單元(在尺寸和連接方面)最佳地與重整器和其他功能單元相適應(yīng)。
對(duì)于相互連接功能單元或?qū)⒐δ軉卧c重整器連接，存在多種可能。例如，可以由多個(gè)連續(xù)連接的功能單元構(gòu)造重整器，從而使單個(gè)功能單元的接口形成重整器的入口。該單個(gè)功能單元的其他接口與后面的功能單元相連，而該功能單元又與后面的功能單元相連，直到最后的功能單元的接口形成重整器的出口。另一種可能是提供包含接口的重整器殼體，所述接口位于重整器殼體的端部，功能單元利用它們的接口相連。在這種情況下，在操作中，殼體端部處的接口需要在殼體內(nèi)連接，從而互相連接功能單元。
應(yīng)當(dāng)理解，在上述說(shuō)明、附圖和權(quán)利要求中披露的本發(fā)明的特征本身或任何組合是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的關(guān)鍵。附圖標(biāo)記
10燃料電池系統(tǒng)
12重整器
14燃料泵
16鼓風(fēng)機(jī)
18陽(yáng)極廢氣
20燃料電池
22燃料電池鼓風(fēng)機(jī)
24后燃室
26后燃室鼓風(fēng)機(jī)
28氣體混合器
30反應(yīng)單元
32接口
權(quán)利要求
1、用于產(chǎn)生重整產(chǎn)物的燃料電池系統(tǒng)(10)的重整器(12)，其包含多個(gè)用于處理燃料的功能單元(28，30)，至少一個(gè)功能單元(28，30)適合于第一類型的燃料，其特征在于適合于第一類型的燃料的功能單元(28，30)作為組件通過(guò)接口(32)可拆卸地與重整器(12)相連，所述接口(32)的設(shè)計(jì)還使其將不同于所述適合于第一類型的燃料的功能單元(28，30)的替換功能單元連接至重整器(12)，所述替換功能單元適合于不同于第一類型的燃料的第二類型的燃料。
2、 權(quán)利要求1的重整器(12)，其特征在于所述適合于第一類型的燃料的 功能單元(28， 30)和所述替換功能單元為氣體混合器(28)。
3、 權(quán)利要求2的重整器(12)，其特征在于所述氣體混合器(28)為蒸發(fā)器。
4、 權(quán)利要求1的重整器，其特征在于所述適合于第一類型的燃料的功能 單元和所述替換功能單元為反應(yīng)單元(30)。
5、 權(quán)利要求4的重整器，其特征在于所述反應(yīng)單元(30)為重整器燃燒器。
6、 前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的重整器，其特征在于所述接口(32)為快速拆卸 連接器。
7、 權(quán)利要求6的重整器，其特征在于所述接口(32)為卡口連接器。
8、 重整器(12)的功能單元(28， 30)，其包含設(shè)計(jì)用于連接權(quán)利要求1的 重整器的接口(32)。
9、 燃料電池系統(tǒng)(IO)，其包含前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的重整器(12)。
10、 機(jī)動(dòng)車，其包含權(quán)利要求9的燃料電池系統(tǒng)(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生重整產(chǎn)物的燃料電池系統(tǒng)(10)的重整器(12)，所述重整器包含多個(gè)用于處理燃料的功能單元(28，30)，至少一個(gè)功能單元(28，30)適合于第一類型的燃料。本發(fā)明的特征在于適合于第一類型的燃料的功能單元(28，30)作為可拆卸組件通過(guò)接口(32)連接至重整器(12)，所述接口(32)的設(shè)計(jì)還使其將不同于所述適合于第一類型的燃料的功能單元(28，30)的替換功能單元連接至重整器(12)，所述替換功能單元適合于不同于第一類型的燃料的第二類型的燃料。本發(fā)明還涉及用于這種類型的重整器的功能單元、包含這種類型的重整器(12)的燃料電池系統(tǒng)(10)，以及包含這種類型的燃料電池系統(tǒng)(10)的機(jī)動(dòng)車。
文檔編號(hào)B01J19/24GK101479033SQ200780021589
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者A·林德邁爾, A·賴納特, J·勞倫斯, M·博爾策, M·米爾納爾, M·羅祖梅克, N·京特, S·克丁, S·卡 申請(qǐng)人:艾納爾達(dá)公司