[发明专利]具有重整器和后燃器的燃料电池系统

说明书

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 A1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 A1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已知的品级。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。