[发明专利]具有挤出式重整器室的燃料电池系统和该燃料电池系统的操作方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统，包括：

-燃料箱和重整器燃料蒸发器，所述重整器燃料蒸发器用于蒸发来自所述燃料箱的液态燃料并将蒸发后的燃料提供给重整器系统(1)，

-具有挤出式重整器室(2)的重整器系统(1)，所述重整器室具有沿着纵向轴线(40)的恒定横截面，所述重整器室具有由重整器壁(8)围出的重整器内部容积(5)，所述重整器内部容积(5)容纳催化剂，所述催化剂用于在呈蒸发后的形式的燃料流经所述重整器内部容积(5)时将蒸发后的燃料催化转化为合成气；

-燃料电池，其与所述重整器室(2)流体流动连接以从所述重整器室(2)接收合成气并且构造成用于将所述合成气转化为电力；

-燃烧器(21)，其用于将热燃烧器气体提供给所述重整器室(2)，

其中，所述重整器室(2)在所述重整器壁(8)的外侧包括多个翅片(9)，所述翅片(9)与所述重整器壁(8)一体地挤出，所述翅片(9)设置成与所述燃烧器(21)气体流动连接，以沿着所述翅片(9)引导来自所述燃烧器(21)的热燃烧器气体，以从所述热燃烧器气体吸热并经所述重整器壁(8)将热传导到所述重整器内部容积(5)中，

其中，所述重整器室(2)包括多个肋(6)，所述多个肋与所述重整器壁(8)一体地挤出并从所述重整器壁(8)的内侧朝向所述重整器内部容积(5)的中央区域(7)延伸，以在蒸发后的燃料流经所述重整器内部容积(5)时从所述肋(6)向所述重整器内部容积(5)中的蒸发后的燃料传热，

其特征在于，在所述重整器内部容积(5)内设置有多个导向板(4a，4b)，所述多个导向板(4a，4b)包括第一类型的导向板(4a)和第二类型的导向板(4b)，所述第一类型的导向板和所述第二类型的导向板以交替构型布置；其中所述第一类型的导向板(4a)包括中央孔洞(13)和布置在所述肋(6)之间的闭塞叶片(14)，以阻止蒸发后的燃料流经所述肋(6)之间的空间(10)并迫使蒸发后的燃料流经所述中央孔洞(13)；其中所述第二类型的导向板(4b)包括中央挡板(17)和从所述中央挡板(17)部分地延伸到所述肋(6)之间的空间(10)中的部分地闭塞的叶片(18)，以阻止蒸发后的燃料流经所述重整器内部容积(5)的中央区域(7)并迫使蒸发后的燃料流经所述肋(6)之间的空间(10)；其中所述交替构型构造成用于迫使所述重整器内部容积(5)中的蒸发后的燃料从所述中央区域(7)流向所述重整器壁(8)并进入所述肋(6)之间的空间中，以及然后回到所述中央区域(7)中，以径向混合蒸发后的燃料并改善所述重整器壁(8)与蒸发后的燃料之间的传热。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述重整器室是挤出式单件。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述肋(6)的长度比所述翅片(9)的长度长且所述肋(6)的数量比所述翅片(9)的数量少。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，所述肋(6)的长度大于所述重整器内部容积(5)的宽度的20％，所述宽度是在相对的重整器壁(8)之间计算得出的。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述重整器燃料蒸发器包括与所述重整器壁(8)一体地挤出的重整器燃料蒸发器(11)，所述重整器燃料蒸发器(11)与所述重整器室(2)的纵向轴线(40)平行地从所述重整器室(2)的一端延伸到相对端，其中所述重整器燃料蒸发器(11)布置成用于将来自热燃烧器气体的热经所述重整器燃料蒸发器(11)传递到所述重整器燃料蒸发器(11)中的燃料，以在燃料经过所述重整器燃料蒸发器(11)时加热和蒸发所述燃料。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，所述重整器燃料蒸发器(11)包括外侧和相对的内侧，其中所述重整器燃料蒸发器的外侧包括与所述燃烧器(21)流体流动连接的外翅片(9a)，其中所述重整器燃料蒸发器的内侧包括内肋(6a)，所述内肋延伸到所述重整器燃料蒸发器(11)中以将来自热燃烧器气体的热从所述外翅片(9a)传递到所述内肋(6a)并从所述内肋(6a)传递到在所述重整器燃料蒸发器(11)中流动的燃料。