[发明专利]用于高温电池系统的再循环设备及方法

权利要求书

1.一种用于高温燃料电池系统或电解电池系统的再循环设备，所述系统中的每个电池均包括阳极(100)、阴极(102)和位于所述阳极与所述阴极之间的电解质(104)，所述再循环设备包括用于使从所述阳极(100)侧排放的气体的一部分再循环的至少一个喷射器(110)，所述喷射器是超音速喷射器，其特征在于，所述再循环设备包括用于完成再循环流的期望流量的所述喷射器(110)，所述喷射器(110)包括至少一个喷嘴(114)，并且所述再循环设备包括用于向所述喷射器(110)的所述喷嘴(114)提供至少一种主原料流体的装置(116)以及用于向所述喷射器(110)的所述喷嘴(114)提供至少一种补充流体的装置(118)，所述喷嘴(114)具有收敛发散流动通道，所述主原料流体穿过所述收敛发散流动通道而从其初始高压膨胀至低压，并且所述再循环设备包括用于调节所述喷射器(110)的流体的至少一部分的相应比率的装置(120)，用以维持所述喷射器的所述喷嘴(114)处需要的动力流和压力，以便完成所述期望的再循环流量，所述再循环设备还包括用于当系统加载水平使得所述主原料流体单独维持喷射器(110)进口处期望的流动和压力并且燃料电池反应提供足够的水进行预重整时切断所述补充流体的装置。

2.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述再循环设备包括用于主动地控制所述主原料流体和所述补充流体中的至少一者的温度的装置(122)。

3.根据权利要求2所述的再循环设备，其特征在于，所述再循环设备包括用于主动地控制所述主原料流体和补充流体中的至少一者的温度低于反应阈值温度的装置(122)。

4.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述再循环设备包括装置(124)，以当所述系统所需要的至少一种主原料流体的量大于用于诱发再循环的期望流量的动力流所需要的量时，使所述主原料流体的一部分旁通所述喷射器(110)的所述喷嘴(114)而到达所述喷射器的下游。

5.根据权利要求4所述的再循环设备，其特征在于，所述再循环设备包括装置(124)，用于使至少一种主原料流体的所述一部分基于所述喷射器(110)的所述喷嘴(114)的压力水平被动地进行旁通。

6.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述主原料流体是含碳燃料，并且所述至少一种补充流体是空气和水中的至少一者。

7.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述喷射器(110)包括第一级(126)和第二级(128)，每一级均包括用于所述主原料流体的相对高压主进口、用于夹带流体的相对低压抽吸进口、和中间压力出口，并且所述第一级的出口被连接到所述第二级的所述主进口，且在所述第一级处使用至少一种主原料流体来夹带至少另一种主原料流体以形成将在所述第二级中使用的混合物，用以诱发阳极(100)侧气体的再循环。

8.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述至少一种补充流体是惰性气体，供在关闭或瞬态情况下由所述系统的再循环清洗使用。

9.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述再循环设备包括装置(150)，用于回收并重新加压阳极(100)侧气体的一部分，以进一步用作所述喷射器(110)中的所述补充流体，用以诱发阳极侧气体的再循环。

10.根据权利要求1所述的再循环设备，其特征在于，所述再循环设备包括装置(129)，用于激活并促进所述喷射器(110)的所述喷嘴(114)的上游的至少一种主原料流体的化学反应，用以实现所述主原料流体的期望温度和期望体积。