[发明专利]用于在可变输送速率下可靠的原料输送的系统和方法

说明书

相关申请案

本申请案主张相同专利名称的美国临时专利申请案第61/008,080号的优先权，该美国临时专利申请案于2007年12月7日提出申请；以及主张美国专利申请案第12/255,063号，该美国专利申请案于2008年10月21日提出申请。上述的专利申请案的全部揭露内容包含在本文中作为参考的目的。

技术领域

本揭示内容大致上有关氢气-产生的燃料处理组件及燃料电池系统，且更特别是有关用于此的原料输送系统。

背景技术

氢气-产生的燃料处理组件是一或多个装置或零组件的组件，该组件包括具有氢气-产生区域的燃料处理器，该氢气-产生区域被设计成适于将一或多种原料转换成含有氢气当作主要成份的产品射流。在操作中，该氢气-产生区域典型是在升高的温度及压力下操作，且包含合适的催化剂，以由被输送至该氢气-产生区域的原料产生至少氢气。被输送至该氢气-产生区域的原料的成份、流动速率、及性质可影响该氢气产生组件的性能。

所产生的氢气可被使用于各种应用中。一种此应用是能量产生，诸如在电化学的燃料电池中。电化学的燃料电池是一种将燃料及氧化剂转换成电力、反应产物、及热的装置。譬如，燃料电池可将氢气及氧气转换成水及电力。在此等燃料电池中，该氢气是所述燃料，该氧气是所述氧化剂，且该水是所述反应产物。燃料电池典型被偶联在一起，以形成燃料电池堆。

氢气-产生的燃料电池系统是包括氢气产生处理组件的系统，该氢气产生处理组件被设计成适于氢气-产生；及燃料电池堆，其被设计成适于承接通过该燃料处理组件所产生的氢气，且被设计成适于由该燃料电池堆产生电流。当氢气至该燃料电池堆的流动速率被原料至该氢气生产组件的氢气-产生区域的流动速率所影响时，这可影响该燃料电池堆的性能和/或其满足被施加至其上的负载的能力。

在很多燃料处理组件中，用于该氢气-产生区域的进料射流是液体进料射流。该液体进料射流是通过泵抽取自合适的来源或储存器，且此后被输送至该氢气-产生区域，典型在蒸发该进料射流之后。在很多此等燃料处理组件中，该液体的进料射流包括水及含碳原料、诸如醇或碳化氢的至少一种。被由该来源泵吸至该氢气-产生区域的进料射流的速率典型是与对于氢气的需求有关，当对于通过该燃料处理组件所产生的氢气有较大需求时，所提供的进料射流有较大的流动速率，且当对于有较低的需求时，所提供的进料射流有较少的流动速率。在流动速率的范围内可靠地提供该进料射流的想要的流动速率是用于燃料处理组件的设计目标，因进料射流的流动速率影响该燃料处理组件与其的任何氢气-产生的燃料电池系统的整个性能和/或操作条件，该燃料处理组件形成该氢气-产生的燃料电池系统的一部分。

附图说明

图1是具有根据本揭示内容的原料输送系统的燃料处理组件的示意图。

图2是根据本揭示内容的原料输送系统的示意图。

图3是根据本揭示内容的另一原料输送系统的示意图。

图4是根据本揭示内容的另一原料输送系统的示意图。

图5是根据本揭示内容的另一原料输送系统的示意图。

图6是根据本揭示内容的另一原料输送系统的示意图。

图7是具有根据本揭示内容的原料输送系统的燃料电池系统的示意图。

图8是具有根据本揭示内容的原料输送系统的另一燃料处理组件的示意图。

图9是燃料处理组件的另一范例的示意图，该燃料处理组件可与根据本揭示内容的原料输送系统一起使用。

图10是根据本揭示内容的燃料处理组件的示意图，其中该氢气-产生区域及该加热组件两者承接包含水及液体含碳原料的燃料射流、或进料射流。

图11是具有根据本揭示内容的原料输送系统的另一燃料处理组件的示意图。

具体实施方式

包含根据本揭示内容的原料输送系统22的燃料处理组件被显示在图1中，且大致上被指示在10。燃料处理组件10包括氢气-产生燃料处理器12，其被设计成适于由一或多个进料射流16产生包含氢气的产物氢气射流14，且于很多实施例中，产生至少大体上纯氢气。进料射流16是通过该原料输送系统被抽取作为来自一或多个来源112的液体射流。进料射流16包括至少一含碳原料18及可包括水17。说明性地，合适的液体含碳原料18的非专有范例包括至少碳化氢或醇。说明性地，合适的液体碳化氢的非专有范例包括柴油、煤油、汽油、与类似物等。说明性地，合适的醇的非专有范例包括甲醇、乙醇、及多元醇，诸如乙二醇及丙二醇。