專(zhuān)利名稱(chēng)：改質(zhì)裝置，用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法，和控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制燃料電池系統(tǒng)以對(duì)例如天然氣、丙垸氣 體及類(lèi)似物的燃料進(jìn)行改質(zhì)從而生成氫氣的方法，和一種控制裝置。
背景技術(shù)：
氫氧燃料電池作為化學(xué)電池的一種而存在，并且由于用氫氧燃料 電池能夠獲得清潔、高效的發(fā)電，因此目前其作為一種將來(lái)的有效電 源的主要備選者而被積極研究。氫氧燃料電池采用氫氣作為燃料，并 且作為用于獲取這樣的氫氣的裝置，存在一種用于對(duì)例如天然氣的燃 料進(jìn)行改質(zhì)以生成氫氣的燃料電池系統(tǒng)。
這樣的燃料電池系統(tǒng)通過(guò)改質(zhì)反應(yīng)生成氫氣，該改質(zhì)反應(yīng)由下述 方式產(chǎn)生采用例如天然氣和水作為原料；被改質(zhì)之前除掉硫化物； 并且放置原料與改質(zhì)催化劑接觸。然而，改質(zhì)反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)， 因此當(dāng)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，改質(zhì)催化劑必須被加熱。而且，當(dāng)運(yùn)行 開(kāi)始時(shí)，也必須保證一定的熱量以開(kāi)始反應(yīng)。
此處，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種用于高效加熱改質(zhì)催化劑 的方法。
圖6是燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造圖，用于例如甲醇或類(lèi)似物的改 質(zhì)燃料以產(chǎn)生氫氣的燃料改質(zhì)裝置應(yīng)用于該系統(tǒng)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所 示。
具有用于例如甲醇或類(lèi)似物的改質(zhì)燃料以產(chǎn)生氫氣的燃料改質(zhì)裝 置的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與具有用于例如天然氣或類(lèi)似物的改質(zhì)
燃料的燃料改質(zhì)裝置的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常相似，并產(chǎn)生氫 氣。
圖6中示出的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池140和用于產(chǎn)生作
為供給到燃料電池140的氣體燃料的氫氣的燃料改質(zhì)裝置110。燃料改 質(zhì)裝置110包括用于蒸發(fā)液體燃料的蒸發(fā)器111和用于改質(zhì)來(lái)自蒸發(fā) 器111的氣體燃料的燃料改質(zhì)單元109。
燃料電池140設(shè)置有以插入電解質(zhì)141的方式存在的燃料極142 和空氣極143;還有用于冷卻燃料電池140的熱交換器144。用于供給 氣體燃料的己改質(zhì)氣體線路103和用于排出從燃料極142產(chǎn)生的廢氣 的廢氣線路105連接到燃料極142。同時(shí)，用于供給包含作為氧化劑的 酶的空氣的線路(未示出)連接到空氣極143。已改質(zhì)氣體線路103和 廢氣線路105連接到燃料改質(zhì)單元109的各自的連接器上。燃料改質(zhì)
單元109，其具體細(xì)節(jié)將在后面進(jìn)行說(shuō)明，設(shè)置有許多熱交換器，其每 一個(gè)都具有分別位于連接到廢氣通道的一側(cè)上的燃燒催化劑層和位于
連接到氣體燃料通道的另一側(cè)上的改質(zhì)催化劑層。
而且，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置有蒸發(fā)器111和燃燒器112。然后， 燃料改質(zhì)單元109將來(lái)自蒸發(fā)器111的氣體燃料導(dǎo)入連接到氣體燃料 通道的一側(cè)，并且也將經(jīng)過(guò)廢氣線路105供給的燃燒熱氣導(dǎo)入連接到 燃燒熱氣通道的一側(cè)。然后，利用燃燒催化劑層中產(chǎn)生的熱量和改質(zhì) 催化劑層的作用，氣體燃料被改質(zhì)并且送到已改質(zhì)氣體線路103。
燃料箱115經(jīng)由泵113連接到蒸發(fā)器111。然后，儲(chǔ)存在燃料箱 115中的燃料通過(guò)泵113(b)供給到蒸發(fā)器111，并且蒸發(fā)器111通過(guò)燃 燒器112的燃燒熱，將燃料作為氣體燃料供給到燃料改質(zhì)單元109。
燃料改質(zhì)單元109:將來(lái)自于蒸發(fā)器111的氣體燃料導(dǎo)入每一個(gè)改 質(zhì)催化劑層；將氣體燃料(甲醇)和空氣引入到經(jīng)由廢氣線路105供
給的燃燒熱氣中；并且將氣體作為燃燒氣體引入到每個(gè)燃料催化劑層。
如上所述，通過(guò)利用燃燒器112加熱燃料改質(zhì)單元109和蒸發(fā)器 111，確保了改質(zhì)反應(yīng)所需求的熱量，其中該燃燒器112被供給從燃料 箱115經(jīng)過(guò)泵113(a)的燃料。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，燃料改質(zhì)單元109被進(jìn)一步設(shè)計(jì)并且燃料改質(zhì) 單元109內(nèi)部的發(fā)熱均勻性通過(guò)調(diào)節(jié)燃料改質(zhì)單元109中燃燒催化劑 的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
而且，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了燃料電池的控制系統(tǒng)并且示出了用于高 精度控制供給到燃料電池的燃料的壓力流量特性的方法。
圖7示出了用于專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所述的燃料電池的控制系統(tǒng)的構(gòu)造圖。
具有專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所述形狀的燃料電池的控制系統(tǒng)210包括燃 料電池211;用于供給包括例如甲醇和水的液體混合物或類(lèi)似物的液體 燃料的燃料供給單元212;用于通過(guò)蒸發(fā)液體燃料生成燃料蒸汽的蒸汽 產(chǎn)生單元213;產(chǎn)生用于加熱蒸汽產(chǎn)生單元213和蒸發(fā)液體燃料的燃燒
氣體的燃燒單元214;用于從燃料蒸汽生成濃的已改質(zhì)氫燃料的改質(zhì)單
元215;用于選擇性地氧化并除去已改質(zhì)燃料中的一氧化碳的CO還原 器216;用于將例如空氣或類(lèi)似物的氧化劑供給到燃料電池211的氧化 劑供給單元217;控制裝置218;已排出燃料流量控制器219;已改質(zhì) 燃料壓力檢測(cè)器221;己改質(zhì)燃料流量檢測(cè)器222;已排出燃料壓力檢 測(cè)器223;發(fā)電電流檢測(cè)器224;輔助燃料供給單元225;輸出控制器 226;安裝在已排出燃料流量控制器219中的小流量閥227和大流量閥 228;和目標(biāo)發(fā)電輸入單元229。
然后，控制系統(tǒng)210被構(gòu)造為使得通過(guò)對(duì)小流量閥227和大流量閥228應(yīng)用前饋控制和反饋控制，高精度地將燃料供給到燃燒單元214。
這樣的兩個(gè)閥，即具有互不相同的壓力流量特性的小流量閥227 和大流量閥228被設(shè)置為使得確保高響應(yīng)性的同時(shí)，在從低輸出到高 輸出的全輸出范圍內(nèi)執(zhí)行高精度的控制，并且因此以改善電力效率。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本未審査專(zhuān)利申請(qǐng)公布No. 7(1995)-126002。 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公布No. 2001-338671。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在傳統(tǒng)改質(zhì)裝置中，當(dāng)安裝多個(gè)泵時(shí)，每個(gè)泵的容量沒(méi)有 被用到最大限度。因此，必須采用大泵，并且第一個(gè)問(wèn)題是已經(jīng)采用 了較大的改質(zhì)裝置。
接著，說(shuō)明第二個(gè)問(wèn)題。
近年來(lái)，已經(jīng)進(jìn)行了為家用發(fā)電機(jī)應(yīng)用這樣的燃料電池系統(tǒng)的嘗 試，并且，事實(shí)上，制造者已經(jīng)開(kāi)始試驗(yàn)性地引入燃料電池系統(tǒng)作為 家用發(fā)電機(jī)。因此，存在承受不能由專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所公 開(kāi)的方法來(lái)解決的問(wèn)題的可能性。
具體的，當(dāng)燃料電池系統(tǒng)將用作家用發(fā)電機(jī)時(shí)，它必須適于用戶 的不同使用方式。而且，成本需要降低。
引用的文獻(xiàn)1和文獻(xiàn)2都是基于采用例如甲醇或類(lèi)似物的酒精燃 料的前提。然而，當(dāng)燃料電池系統(tǒng)用作住宅中的發(fā)電機(jī)時(shí)，如果能通 過(guò)碳?xì)浠衔餁怏w，例如包括天然氣等的民用燃?xì)夂捅闅怏w(這些 氣體作為基本氣體已經(jīng)被廣泛使用)，而不是利用含酒精的液體來(lái)運(yùn) 行發(fā)電機(jī)，它將是高度便利的。
然而，當(dāng)假定采用碳?xì)浠衔餁怏w作為燃料的燃料電池系統(tǒng)應(yīng)用 到家庭用途時(shí)，需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后燃料電池系統(tǒng)才能準(zhǔn)備好發(fā)電將 是另一個(gè)問(wèn)題。
當(dāng)燃料是碳?xì)浠衔餁怏w，并且燃料電池系統(tǒng)在由于用于改質(zhì)的 燃料而停止很長(zhǎng)時(shí)間的狀態(tài)中使用碳?xì)浠衔餁怏w時(shí)，需要從系統(tǒng)啟 動(dòng)到準(zhǔn)備正常運(yùn)行的狀態(tài)的大約一小時(shí)左右的暖機(jī)運(yùn)行。這種情況下， 不像正常運(yùn)行，燃燒單元所需求的燃料的量大約是系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行期間 所需求的燃料的量的20至40倍。
原因是燃料電池中的發(fā)電是基于化學(xué)反應(yīng)的，然而在如專(zhuān)利文獻(xiàn)1 和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所述的含有酒精的燃料(例如甲醇)的情況下，蒸發(fā) 改質(zhì)能在200。C至300°C的溫度下進(jìn)行，具體的，在改質(zhì)碳?xì)浠衔?氣體中包含的甲烷或類(lèi)似物的情況下，需要600°C或者更高的溫度。 然而， 一旦出現(xiàn)改質(zhì)反應(yīng)，雖然總體上發(fā)熱量是負(fù)的，但是某種程度 上，熱量被生成并且因此在反應(yīng)出現(xiàn)的狀態(tài)中，僅需要小量的熱。
也就是說(shuō)，盡管需要加熱到600°C或者更高并且系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)需要 許多燃料，但是正常運(yùn)行期間通過(guò)反應(yīng)能夠補(bǔ)充熱量，因此燃燒單元 中使用的燃料的量能夠減少。
而且，燃燒單元需要的熱能也根據(jù)運(yùn)行條件而變化。
作為一個(gè)具體示例，當(dāng)一對(duì)工作夫婦在單獨(dú)的房子里使用燃料電 池系統(tǒng)發(fā)電時(shí)，假定在白天，因?yàn)樗麄冸x家工作和上床之后幾乎不耗 電，因此僅僅在早晨和晚上耗電。
如上所述，在電能幾乎不消耗的時(shí)區(qū)中，即使當(dāng)連續(xù)供熱時(shí)，只 要發(fā)電量小，則僅僅需要最小量熱以維持反應(yīng)。 作為對(duì)比，在通常使用的燃料泵的情況下，燃料供給量的可用范 圍從系統(tǒng)構(gòu)造來(lái)確定。例如，當(dāng)采用具有最大流量3L/min的泵以確保 燃燒單元啟動(dòng)所需的流量時(shí)，可靠的最小流量約是0.3 L/min并且在流 量低于該流量時(shí)不能獲得穩(wěn)定供給。
然而，這樣的最小流量對(duì)于滿足上面條件是不夠的，并且如果有 節(jié)能的目標(biāo)，那么需要0.1L/min或更小的最小流量。
也就是說(shuō)，當(dāng)采用天然氣作為燃料的燃料電池系統(tǒng)用于家用時(shí)， 燃燒單元所需燃料的流量根據(jù)假定的運(yùn)行狀態(tài)大范圍變化，因此，這 里的問(wèn)題是普通泵很難覆蓋所需最大流量和最小流量?jī)烧摺?br> 在如引用文獻(xiàn)1中所述的這樣的系統(tǒng)的情況下，僅僅安裝一個(gè)燃 料泵以將燃料供給到燃燒單元，因此該泵不能滿足上述條件。而且， 雖然引用文獻(xiàn)2中所述方法是有效的，但是這樣的用于供給燃料的泵 具有高的特殊性，而且，如果將家用中的普遍情況考慮在內(nèi)，則從成 本的角度考慮，在燃料供給線路中并聯(lián)采用兩個(gè)燃料泵不是優(yōu)選的。
已經(jīng)做出本發(fā)明以解決上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種 改質(zhì)裝置， 一種用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法和一種控制裝置， 能夠通過(guò)較簡(jiǎn)單的構(gòu)造高精度地供給燃料。
根據(jù)本發(fā)明的改質(zhì)裝置具有下述構(gòu)造
(1)改質(zhì)裝置包括改質(zhì)單元，用于對(duì)供給到其中的燃料進(jìn)行改質(zhì) 以生成氫氣；燃燒單元，用于使供給到其中的燃料燃燒以加熱所述改 質(zhì)單元；第一燃料泵，用于壓縮燃料并將燃料供給到第一燃料線路， 所述燃料通過(guò)該第一燃料線路被供給到所述燃燒單元；第二燃料泵， 用于壓縮燃料并將燃料供給到第二燃料線路，所述燃料通過(guò)該第二燃 料線路被供給到所述改質(zhì)單元；以及旁通線路，將所述第一燃料線路 和所述第二燃料線路連通。
(2) 如(l)所述的改質(zhì)裝置，所述第一燃料泵具有比所述第二燃料 泵的供給容量小的供給容量。
(3) 如(2)所述的改質(zhì)裝置，所述旁通線路包括第二截止閥。
(4) 如(3)所述的改質(zhì)裝置，所述第一燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所
述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所述燃燒單元處所需要的最小量的燃料能被 穩(wěn)定供給的燃料供給能力，和所述第二燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述 改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所述改質(zhì)單元處所需要的最大量的燃料能被穩(wěn) 定供給的燃料供給能力。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法具有下述構(gòu)
造
(5)在用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法中，該燃料電池系統(tǒng) 包括用于從燃料產(chǎn)生氫氣的改質(zhì)單元；用于加熱所述改質(zhì)單元的燃 燒單元；通過(guò)第一燃料線路連接到所述燃燒單元的第一燃料泵，該泵 用于將所述燃料供給到所述燃燒單元；通過(guò)第二燃料線路連接到所述 改質(zhì)單元的第二燃料泵，該泵用于將所述燃料供給到所述改質(zhì)單元； 以及連接到所述改質(zhì)單元和所述第二燃料泵之間的所述第二燃料線路 的一點(diǎn)的第一截止閥，所述系統(tǒng)還包括將所述第一截止閥和所述第二 燃料泵之間的所述第二燃料線路的一點(diǎn)連接到所述第一燃料線路的旁 通線路，所述方法包括在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉所述第一截止閥并且通過(guò)所 述第二燃料泵使所述燃料經(jīng)過(guò)所述旁通線路供給到所述燃燒單元的系 統(tǒng)啟動(dòng)步驟，以及在運(yùn)行期間開(kāi)啟所述第一截止閥的系統(tǒng)運(yùn)行步驟。
(6)如(5)所述的用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的所述方法中，所 述旁通線路設(shè)置有第二截止閥，以及所述系統(tǒng)啟動(dòng)步驟包括開(kāi)啟所述 第二截止閥，并且所述系統(tǒng)運(yùn)行步驟包括關(guān)閉所述第二截止閥。
C7)如(5)所述的用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的所述方法中，所 述第一燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所述燃燒 單元處所需要的最小量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力，和所述 第二燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所述改質(zhì)單 元處所需要的最大量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力。
根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置具有下述構(gòu)造 (8)用于燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置，所述燃料電池系統(tǒng)包 括用于從燃料產(chǎn)生氫氣的改質(zhì)單元；用于加熱所述改質(zhì)單元的燃燒 單元；通過(guò)第一燃料線路連接到所述燃燒單元的第一燃料泵，該泵用 于將所述燃料供給到所述燃燒單元；通過(guò)第二燃料線路連接到所述改 質(zhì)單元的第二燃料泵，該泵用于將所述燃料供給到所述改質(zhì)單元；以 及連接到所述改質(zhì)單元和所述第二燃料泵之間的所述第二燃料線路的 一點(diǎn)的第一截止閥，其中所述系統(tǒng)還包括將所述第一截止閥和所述第 二燃料泵之間的所述第二燃料線路的一點(diǎn)連接到所述第一燃料線路的 旁通線路，以及所述第一燃料泵具有比所述第二燃料泵的供給容量小 的供給容量。
(9) 在如(8)所述的用于燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置中，所述 旁通線路包括第二截止閥。
(10) 在如(8)所述的燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置中，所述第一 燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所述燃燒單元處 所需要的最小量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力，和所述第二燃 料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所述改質(zhì)單元處所 需要的最大量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力。
接下來(lái)說(shuō)明所述改質(zhì)裝置的功能和效果，用于控制燃料電池系統(tǒng) 中的泵的方法，以及具有上述構(gòu)造的控制裝置。
設(shè)置有使所述第一燃料線路和所述第二燃料線路連通的所述旁通 線路，因此，當(dāng)泵中的一個(gè)具有備用容量時(shí)，通過(guò)增加具有備用容量 的所述泵的輸出，能夠彌補(bǔ)其它泵的不足容量。
因此，獲得了良好的效果，即在兩個(gè)泵的供給容量都小于傳統(tǒng)泵 的供給容量的情況下，通過(guò)所述泵總能夠?qū)⑿枨罅康娜剂瞎┙o到所述 燃燒單元。
而且，由于所述第二燃料泵最初用于將燃料供給到所述燃料改質(zhì) 裝置，因此，僅僅通過(guò)增加旁通線路而沒(méi)有如當(dāng)安裝新泵時(shí)出現(xiàn)的額 外成本，就能供給需求量的燃料是可能的。
而且，由于所述第一燃料泵的供給容量小于所述第二燃料泵的供 給容量，因此，與獨(dú)立運(yùn)行的情況相比，所述第一燃料泵的供給容量 能夠減小。這里，壓縮能力能夠類(lèi)似地用作控制方式而代替泵的供給 容量。也就是說(shuō)，所述第一燃料泵的最大壓縮能力應(yīng)小于所述第二燃 料泵的最大壓縮能力。
而且，所述第二截止閥設(shè)置在所述旁通線路中，使得所述第一燃 料線路能從所述第二燃料線路斷開(kāi)，因此在運(yùn)行期間能夠控制每個(gè)泵 而不影響其它泵。
當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)關(guān)閉所述第一截止閥和打開(kāi)所述第二截止閥， 使得將燃料由第二燃料泵經(jīng)過(guò)所述旁通線路供給到所述燃燒單元的第 一流動(dòng)通道被使用。相比較地，在運(yùn)行期間，通過(guò)開(kāi)啟所述第一截止 閥，關(guān)閉所述第二截止閥并且斷開(kāi)所述旁通線路，使得將燃料通過(guò)第 一燃料泵供給到所述燃燒單元，并且利用第二燃料泵將燃料供給到所 述改質(zhì)裝置的第二流動(dòng)通道被使用。因此，切換通道使得系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí) 大量燃料通過(guò)所述第二燃料泵來(lái)供給，且使得正常運(yùn)行期間小量燃料 通過(guò)所述第一燃料泵來(lái)供給。
因此，能夠獲得總是僅將需求量的燃料供給到所述燃燒單元的良 好效果。
而且，所述第一燃料泵具有當(dāng)燃料在改質(zhì)裝置中被改質(zhì)時(shí)使得能 夠穩(wěn)定供給所述燃燒單元所需求的最小量的燃料的燃料供給能力，并 且所述第二燃料泵具有當(dāng)燃料在改質(zhì)裝置中被改質(zhì)時(shí)使得能夠穩(wěn)定供
給改質(zhì)裝置所需求的最大量的燃料的燃料供給能力。因此，所述第一 泵的供給容量能被降低至一燃料供給水平，當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)裝 置中被改質(zhì)時(shí)，該燃料供給水平使得能夠穩(wěn)定供給所述燃燒單元所需 求的最小量的燃料。
而且，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，由于不需要將燃料供給到所述改質(zhì)裝置，所 述第一燃料泵能用于供給初次燃燒所需量的燃料。正常運(yùn)行期間，所 述第二泵能用于供給連續(xù)運(yùn)行所需量的燃料。因此，所述系統(tǒng)能夠穩(wěn) 定運(yùn)行。而且，將最優(yōu)量的燃料供給到所述改質(zhì)裝置和所述燃燒單元 也是可能的。


圖1是示出了用于控制燃料電池系統(tǒng)中的天然氣泵的方法或者本
實(shí)施例系統(tǒng)中的改質(zhì)裝置的構(gòu)造的示意圖。
圖2是示出了本實(shí)施例中作為在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)使用的流動(dòng)通道的第
一流動(dòng)通道的構(gòu)造的示意圖。
圖3是示出了本實(shí)施例中作為在正常運(yùn)行期間的流動(dòng)通道的第二
流動(dòng)通道的構(gòu)造的示意圖。
圖4是示出了本實(shí)施例中在啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)流程的流程圖。
圖5是示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的構(gòu)造的示意圖。
圖6是專(zhuān)利文獻(xiàn)1中的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造圖；以及
圖7是專(zhuān)利文獻(xiàn)2中的燃料電池的控制系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10. 燃料改質(zhì)系統(tǒng)
11. 用于燃燒的燃料泵
12. 用于改質(zhì)的燃料泵
13. 燃料供給單元
14. 燃料氣體截止閥
15. 第二截止閥
16.第一截止閥17.第一燃料線路18.第二燃料線路19.旁通線路20.燃燒單元21.改質(zhì)單元22.空氣入口部件23.排氣管24.堆疊線路(stack line)
具體實(shí)施例方式
參考附圖，現(xiàn)在將給出用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法的優(yōu) 選實(shí)施例的詳細(xì)描述和具體表達(dá)本發(fā)明的系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，天然 氣用作燃料。
圖1是示出了用于控制燃料電池系統(tǒng)中的天然氣泵的方法或者根 據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)的改質(zhì)裝置的構(gòu)造的示意圖。
燃料改質(zhì)系統(tǒng)10包含燃料供給單元13，燃燒單元20和改質(zhì)單元 21，并且它們通過(guò)管道相互連接。
燃料氣體截止閥14 (雙聯(lián)閥)設(shè)置于燃料供給單元13的一端，并 且用于燃燒的燃料泵11和用于改質(zhì)的燃料泵12連接到燃料氣體截止 閥14的另一端。
燃料通過(guò)燃料泵11，經(jīng)第一燃料線路17，從燃料供給單元13供 給到燃燒單元20以用于燃燒。燃料也通過(guò)燃料泵12，經(jīng)第二燃料線路 18，從燃料供給單元13供給到改質(zhì)單元21以用于改質(zhì)。第一截止閥 16安裝在第二燃料線路18中。 安裝旁通線路19，使得將第一燃料線路17連接到在第一截止閥 16和用于改質(zhì)的燃料泵12之間的第二燃料線路的中間。然后，第二截
止閥15安裝在旁通線路19中。
第一燃料線路17是使得燃燒單元20和用于燃料供給的燃料供給 端口 (例如，設(shè)置在建筑物中的燃料供給端口或者儲(chǔ)存燃料的儲(chǔ)存容 器的供給端口)之間能夠連通的線路。通過(guò)燃料供給端口供給的燃料 經(jīng)由第一燃料線路17輸送到燃燒單元20。而且，第二燃料線路18是 使得改質(zhì)單元21和燃料供給端口之間能夠連通的線路，并且通過(guò)該供 給端口供給的燃料經(jīng)由第二燃料線路18輸送到改質(zhì)單元21。
選擇具有i L/miti的最大排出量的泵作為用于燃燒的燃料泵11。 該用于燃燒的燃料泵11具有止回閥，并且能夠控制流量降低至最小約 0.1 L/min。
同時(shí)，選擇具有5 L/min的最大排出量的泵作為用于改質(zhì)的燃料泵 12。該用于改質(zhì)的燃料泵12具有止回閥，并且能夠控制流量降低至最 小約0.5 L/min。
空氣入口部件22和排氣管23連接到燃燒單元20，并且從燃料供 給單元13輸送的燃料與通過(guò)空氣入口部件22導(dǎo)入的空氣混合，燃燒 并且通過(guò)排氣管23排出。
堆疊線路24連接到改質(zhì)單元21，并且通過(guò)從燃料改質(zhì)生成的燃料 氣體經(jīng)由該堆疊線路24被輸送到未示出的燃料電池單元。
此處，盡管未示出，在改質(zhì)單元21和堆疊線路24之間，安裝有 使改質(zhì)單元21中產(chǎn)生的燃料氣體中的一氧化碳受到轉(zhuǎn)移反應(yīng)的轉(zhuǎn)移反 應(yīng)單元和還原從轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元排出的燃料氣體中的一氧化碳的一氧化 碳還原單元。燃料氣體中一氧化碳的濃度能夠通過(guò)轉(zhuǎn)移反應(yīng)單元和一
氧化碳還原單元而減少，所述一氧化碳毒化燃料電池的電極催化劑。 作為一氧化碳還原單元，能夠通過(guò)供給小量空氣來(lái)選擇性地氧化并移
除一氧化碳的一氧化碳選擇氧化單元可以被采用。 一氧化碳還原單元 也可以被替代為甲烷化單元，使得通過(guò)一氧化碳與水反應(yīng)來(lái)形成甲烷。
這種構(gòu)造由作為應(yīng)用天然氣的燃料電池系統(tǒng)的一部分的燃料改質(zhì) 系統(tǒng)10來(lái)表示。然后，該燃料電池系統(tǒng)被容納在一個(gè)外殼中，以安裝 在普通家庭、小商店或類(lèi)似地方，該燃料電池系統(tǒng)還包括燃料電池單 元，恢復(fù)水箱，蒸發(fā)器，冷凝器及未示出并且連接到堆疊線路24的另 一端的其它部件。
如上所述，由于天然氣或類(lèi)似物用作燃料，因此優(yōu)點(diǎn)是燃料電池 系統(tǒng)能夠容易地用于例如丙烷氣體、民用燃?xì)饣蝾?lèi)似物的基礎(chǔ)燃?xì)饧?準(zhǔn)備好的環(huán)境中。
接下來(lái)，解釋流動(dòng)通道的構(gòu)造。
圖2中示出的第一流動(dòng)通道的構(gòu)造表示了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的流動(dòng)通道。
當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，第一截止閥16關(guān)閉并且第二截止閥15開(kāi)啟。而 且，用于燃燒的燃料泵11沒(méi)有被啟動(dòng)，并且用于改質(zhì)的燃料泵12被 啟動(dòng)。而且，燃料氣體截止閥14開(kāi)啟。
因此，燃料通過(guò)用于改質(zhì)的燃料泵12從燃料供給單元13中泵出， 并且通過(guò)第二燃料線路18和在其中間分支出的旁通線路19，通向第一 燃料線路17，因此燃料被供給到燃燒單元20。
圖3中示出的第二流動(dòng)通道的構(gòu)造表示了正常運(yùn)行期間的流動(dòng)通道。
正常運(yùn)行期間，第一截止閥16開(kāi)啟并且第二截止閥15關(guān)閉。而 且，用于燃燒的燃料泵11和用于改質(zhì)的燃料泵12被啟動(dòng)，并且燃料
氣體截止閥14開(kāi)啟。
因此，燃料通過(guò)用于燃燒的燃料泵11從燃料供給單元13中泵出， 并且通過(guò)第一燃料線路17進(jìn)入燃燒單元20。同時(shí)，燃料通過(guò)用于改質(zhì) 的燃料泵12從燃料供給單元13中泵出并且通過(guò)第二燃料線路18進(jìn)入 改質(zhì)單元21。這種情況下，由于第二截止閥15關(guān)閉，燃料不通過(guò)第一 燃料線路17和第二燃料線路18之間。
如上所述構(gòu)造燃料改質(zhì)系統(tǒng)10，這使得通過(guò)改質(zhì)燃料將氫氣供給 到燃料電池成為可能。
接下來(lái)，圖4中示出了啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)流程，并且說(shuō)明了用于控制 燃料電池系統(tǒng)中的天然氣泵的方法以及根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的控 制裝置的運(yùn)行。
當(dāng)歩驟S10中系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，步驟Sll中發(fā)出開(kāi)啟燃料氣體截止閥 14的命令，使得燃料氣體截止閥14開(kāi)啟，并且因此準(zhǔn)備供給燃料。步 驟S12中，發(fā)出開(kāi)啟第二截止閥15的命令，使得第二截止閥15開(kāi)啟 并且因此燃料準(zhǔn)備通過(guò)旁通線路19。由于該狀態(tài)與圖2中所示的第一 流動(dòng)通道的構(gòu)造相對(duì)應(yīng)，因此第一截止閥16關(guān)閉，并且因此燃料不供 給到改質(zhì)單元21。
步驟S13中，發(fā)出驅(qū)動(dòng)用于改質(zhì)的燃料泵12的命令，并且到燃燒 單元的燃料供給開(kāi)始。如前所述，啟動(dòng)時(shí)燃燒單元20需要大量的燃料， 使得能夠啟動(dòng)改質(zhì)單元21中的反應(yīng)。因此，燃料通過(guò)具有大排出容量 的用于改質(zhì)的燃料泵12被輸送到燃燒單元20。
步驟S14中，點(diǎn)火命令發(fā)出到燃燒單元20。這種情況下，燃燒在
燃燒單元20中開(kāi)始，空氣通過(guò)空氣入口部件22吸入，并且由燃燒生
成的氣體通過(guò)排氣管23排出。
步驟S15中，減少流量的命令發(fā)出到用于改質(zhì)的燃料泵12。當(dāng)燃 燒單元20中的燃燒啟動(dòng)時(shí)，必要的能量被聚積，因此用于改質(zhì)的燃料 泵12的輸出被逐漸減少以控制燃燒。
步驟S16中，連續(xù)地，情況被維持直到用于改質(zhì)的燃料泵12處的 流量達(dá)到1 L/min (步驟S16中，No)。當(dāng)流量變得低于1 L/min (步驟S16 中，Yes)時(shí)，流程前進(jìn)到步驟S17，該步驟中，發(fā)出驅(qū)動(dòng)用于燃燒的 燃料泵11的命令。然后，步驟S18中發(fā)出停止用于改質(zhì)的燃料泵12 的命令。步驟S19中發(fā)出關(guān)閉第二截止闊15的命令。步驟S20中發(fā)出 開(kāi)啟第一截止閥16的命令。步驟S21中再次啟動(dòng)用于改質(zhì)的燃料泵 12，從而啟動(dòng)燃料供給到改質(zhì)單元21。此后，流程進(jìn)行到步驟S22中 的發(fā)電順序中。
該狀態(tài)與圖3中示出的第二流動(dòng)通道的構(gòu)造相對(duì)應(yīng)，并且燃料通 過(guò)用于燃燒的燃料泵11和用于改質(zhì)的燃料泵12分別供給到燃燒單元 20和改質(zhì)單元21。
由于以上構(gòu)造，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)泵控制方法和控制裝 置示出了下列功能和效果。
能夠通過(guò)使用旁通線路19，在為系統(tǒng)啟動(dòng)和為正常運(yùn)行之間切換 流動(dòng)通道，并且能夠選擇將使用的泵。這使得系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)具有大 排出容量的用于改質(zhì)的燃料泵12將燃料輸送到燃燒單元20和正常運(yùn) 行期間通過(guò)具有小排出容量的用于燃燒的燃料泵11將燃料輸送到燃燒 單元20成為可能，因此能夠穩(wěn)定供給必需量的燃料。
因此，即使在正常運(yùn)行期間發(fā)電量低的情況下(以前這已經(jīng)成為
一個(gè)問(wèn)題)，穩(wěn)定輸送燃料，改善燃料經(jīng)濟(jì)性，并且降低排放已經(jīng)成 為了可能。
參照?qǐng)D5，說(shuō)明了本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖5中所示的構(gòu)造幾乎與 圖1中所示的構(gòu)造一樣。因此，相同部件通過(guò)相同附圖標(biāo)記表示，其 解釋省略并且僅僅解釋不同的部件。與圖1中所示構(gòu)造不同的是第二
截止閥15未安裝在旁通線路19中。
具體的，即使在僅安裝旁通線路19而未安裝第二截止閥15的情 況下，也能夠通過(guò)在第一燃料線路17和第二燃料線路18中安裝壓力 傳感器(未示出)和分別反饋兩條線路的壓力值，從第二燃料線路18 將任意量的燃料供給到第一燃料線路17?？偟膩?lái)講，依照Bernoulli方 程，通過(guò)壓差確定流體的流量。因此，具有預(yù)定面積的孔設(shè)置在旁通 線路19中，使得通過(guò)從第二燃料線路18和第一燃料線路17之間的壓 差計(jì)算流量并且將結(jié)果流量乘以孔的面積，能夠控制將從第二燃料線 路供給到第 一 燃料線路的燃料的量。
第二實(shí)施例具有第二截止閥15被省略的優(yōu)點(diǎn)。
而且，即使在未安裝壓力傳感器時(shí)，具有預(yù)定開(kāi)口面積的孔必須 僅僅設(shè)置在旁通線路19中。啟動(dòng)時(shí)，第一截止閥16關(guān)閉，因此供給 與驅(qū)動(dòng)第一燃料泵和第二燃料泵兩者相對(duì)應(yīng)的大量的燃料是可能的。 在正常運(yùn)行期間，第一截止閥16開(kāi)啟，通過(guò)第二燃料泵供給燃料并且 將一預(yù)定量的燃料供給到第一燃料線路是可能的。
如上所述，通過(guò)在第一和第二實(shí)施例中示出的改質(zhì)裝置，實(shí)現(xiàn)了 下列效果。
(1)提供了用于改質(zhì)被供給的燃料以產(chǎn)生氫氣的改質(zhì)單元21，用 于燃燒被供給的燃料以加熱所述改質(zhì)單元21的燃燒單元20，用于壓縮
并將燃料供給到第一燃料線路17以將燃料輸送到所述燃燒單元20的 第一燃料泵11，用于壓縮并將燃料供給到第二燃料線路18以將燃料供
給到所述改質(zhì)單元21的第二燃料泵12，和將所述第一燃料線路17和 所述第二燃料線路18連通的旁通線路19。因此，當(dāng)其它泵具有備用容 量時(shí)，通過(guò)增加具有備用容量的其它泵的輸出來(lái)彌補(bǔ)泵的不足容量是 可能的。這使得在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)第二燃料泵供給大量的燃料并且 在正常運(yùn)行期間，通過(guò)第一燃料泵供給小量的燃料是可能的。
因此，獲得了總是僅將所需量的燃料供給到燃燒單元的良好效果。
而且，第二燃料泵最初用于將燃料供給到燃料改質(zhì)單元。因此， 僅僅加入旁通線路以供給所需量的燃料，而沒(méi)有如加入新泵情況下出 現(xiàn)的這樣大的額外成本。
(2) 而且，第一燃料泵11的供給容量小于第二燃料泵12的供給容 量。因此，能夠減少第一燃料泵的供給容量。
(3) 而且，由于第二截止閥15安裝于旁通線路19中，第一燃料線 路能從第二燃料線路斷開(kāi)。這使得在正常運(yùn)行期間，沒(méi)有其它泵影響 地控制每一個(gè)泵成為可能。此外，因?yàn)椴槐鼐_控制第一燃料泵11和 第二燃料泵12，因此控制裝置能夠簡(jiǎn)化。
(4) 而且，第一燃料泵11具有燃料供給能力，該燃料供給能力使 得當(dāng)燃料在改質(zhì)單元21處被改質(zhì)時(shí)，能夠穩(wěn)定供給燃燒單元20處所 需求的最小量的燃料。第二燃料泵12具有燃料供給能力，該燃料供給 能力使得當(dāng)燃料在改質(zhì)單元21處被改質(zhì)時(shí)，能夠穩(wěn)定供給改質(zhì)單元21 處所需求的最大量的燃料。因此，降低第一泵的供給容量到燃料供給 級(jí)別是可能的，該燃料供給級(jí)別使得當(dāng)燃料在改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)， 能夠穩(wěn)定供給燃燒單元處所需求的最小量的燃料。
而且，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，燃料不需要供給到改質(zhì)單元，因此第一燃料 泵用于提供初次燃燒所必需的燃料。正常運(yùn)行期間，第二泵用于供給 連續(xù)運(yùn)行所需求的燃料。因此，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。而且，將最優(yōu)量 的燃料穩(wěn)定供給到改質(zhì)單元和燃燒單元是可能的。
如上所述，用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法和根據(jù)本實(shí)施例 的控制裝置能夠表現(xiàn)出下列良好效果。
(5) 在用于控制燃料電池系統(tǒng)的泵的方法中，所述燃料電池系統(tǒng)包 括用于從燃料產(chǎn)生氫氣的改質(zhì)單元21，用于加熱所述改質(zhì)單元21的燃
燒單元20，經(jīng)第一燃料線路17連接到所述燃燒單元20并用于將燃料 供給到所述燃燒單元20的第一燃料泵11，經(jīng)第二燃料線路18連接到 所述改質(zhì)單元21并用于將燃料供給所述改質(zhì)單元21的第二燃料泵12， 和安裝在所述第二燃料線路18中并連接到所述改質(zhì)單元21和所述第 二燃料泵12之間一點(diǎn)的第一截止閥16。進(jìn)一步設(shè)置了用于將所述第一 燃料線路17連接到所述第一截止閥16和所述第二燃料泵12之間的所 述第二燃料線路18中的一位置的旁通線路19。所述第一燃料泵12的 供給容量小于所述第二燃料泵ll的供給容量。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)關(guān)閉 所述第一截止閥16并且由所述第二燃料泵12經(jīng)過(guò)所述旁通線路19將 燃料供給到所述燃燒單元20，執(zhí)行系統(tǒng)啟動(dòng)步驟。系統(tǒng)運(yùn)行期間，通 過(guò)開(kāi)啟所述第一截止閥執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)行步驟。因此，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)從用 于改質(zhì)的燃料泵12供給大量的燃料，并且在系統(tǒng)正常運(yùn)行期間從用于 燃燒的燃料泵11供給小量的燃料是可能的。
(6) 而且，所述第二截止閥15安裝于所述旁通線路19中，使得所 述第二截止閥15在系統(tǒng)啟動(dòng)步驟中開(kāi)啟，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)關(guān)閉。因此， 能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的控制來(lái)最優(yōu)控制整個(gè)系統(tǒng)。而且，所述用于燃燒的燃 料泵11用于將初次燃燒所需的燃料量供給到所述燃燒單元20。在系統(tǒng) 運(yùn)行期間，所述用于改質(zhì)的燃料泵12用于將連續(xù)運(yùn)行所需的燃料供給 到所述燃燒單元20。因此，穩(wěn)定運(yùn)行系統(tǒng)是可能的。
(7)而且，所述第一燃料泵11具有燃料供給能力，該燃料供給能 力使得當(dāng)燃料在所述改質(zhì)單元21處被改質(zhì)時(shí)，能夠穩(wěn)定供給所述燃燒 單元20處所需求的最小量燃料。所述第二燃料泵12具有燃料供給能 力，該燃料供給能力使得當(dāng)燃料在所述改質(zhì)單元21處被改質(zhì)時(shí)，能夠 穩(wěn)定供給所述改質(zhì)單元21處所需求的最大量燃料。因此，第一泵的供
給容量能降低至燃料供給級(jí)別，該燃料供給級(jí)別使得當(dāng)燃料在所述改 質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)，能夠穩(wěn)定供給燃燒單元處所需求的最小量的燃料。
而且，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，燃料不需要供給到所述改質(zhì)單元21，并且所
述第一燃料泵11用于供給初次燃燒所需求的燃料。正常運(yùn)行期間，所
述第二泵12用于供給連續(xù)運(yùn)行所需求的燃料。因此，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)
行。而且，將最優(yōu)量的燃料穩(wěn)定供給到改質(zhì)單元和燃燒單元是可能的。
上面說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的改質(zhì)裝置和燃料電池系統(tǒng)氣泵控制方法 的具體實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于那些實(shí)施例，并且只要其任何 修改未背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征，就不能將該修改排除于本發(fā)明保護(hù)范 圍之外。
例如，雖然實(shí)施例中用于燃燒的燃料泵11的容量設(shè)置在1 L/min 并且用于改質(zhì)的燃料泵12的容量設(shè)置在5 L/min，但是該容量將依照 燃料電池的容量進(jìn)行變化。本發(fā)明可以變化泵的組合中的泵的容量， 該泵的組合使得能夠?qū)⑷剂戏€(wěn)定供給到燃燒單元20和改質(zhì)單元21。
而且，雖然已經(jīng)基于天然氣進(jìn)行了說(shuō)明，但是可以采用丙烷氣體， 并且在安裝旁通線路19的發(fā)明的情況中，也可以采用全碳?xì)浠衔镱?lèi) 型的燃料，例如甲醇或類(lèi)似物。
權(quán)利要求
1.一種改質(zhì)裝置，包括改質(zhì)單元，用于對(duì)供給到所述改質(zhì)單元的燃料進(jìn)行改質(zhì)以生成氫氣；燃燒單元，用于使供給到所述燃燒單元的燃料燃燒以加熱所述改質(zhì)單元；第一燃料泵，用于壓縮燃料并將燃料供給到第一燃料線路，所述燃料通過(guò)該第一燃料線路被供給到所述燃燒單元；第二燃料泵，用于壓縮燃料并將燃料供給到第二燃料線路，所述燃料通過(guò)該第二燃料線路被供給到所述改質(zhì)單元；以及旁通線路，將所述第一燃料線路和所述第二燃料線路連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的改質(zhì)裝置，其中所述第一燃料泵具有比所述第二燃料泵的供給容量小的供給容后— 里。
3. 如權(quán)利要求2所述的改質(zhì)裝置，其中 所述旁通線路包括第二截止閥。
4. 如權(quán)利要求3所述的改質(zhì)裝置，其中所述第一燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所 述燃燒單元處所需要的最小量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力， 和所述第二燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所 述改質(zhì)單元處所需要的最大量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力。
5. —種用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法，所述燃料電池系 統(tǒng)包括用于從燃料產(chǎn)生氫氣的改質(zhì)單元； 用于加熱所述改質(zhì)單元的燃燒單元；通過(guò)第一燃料線路連接到所述燃燒單元的第一燃料泵，該泵用于 將所述燃料供給到所述燃燒單元；通過(guò)第二燃料線路連接到所述改質(zhì)單元的第二燃料泵，該泵用于將所述燃料供給到所述改質(zhì)單元；以及連接到所述改質(zhì)單元和所述第二燃料泵之間的所述第二燃料線路 的一點(diǎn)的第一截止閥，其中，所述系統(tǒng)還包括將所述第一截止閥和所述第二燃料泵之間 的所述第二燃料線路的一點(diǎn)連接到所述第一燃料線路的旁通線路，所述方法包括在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉所述第一截止閥并且通過(guò)所述第 二燃料泵使所述燃料經(jīng)過(guò)所述旁通線路供給到所述燃燒單元的系統(tǒng)啟 動(dòng)步驟，以及在運(yùn)行期間開(kāi)啟所述第一截止闊的系統(tǒng)運(yùn)行步驟。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法，其中所述旁通線路設(shè)置有第二截止閥，以及所述系統(tǒng)啟動(dòng)步驟包括開(kāi)啟所述第二截止閥，并且所述系統(tǒng)運(yùn)行 步驟包括關(guān)閉所述第二截止閥。
7. 如權(quán)利要求5所述的用于控制燃料電池系統(tǒng)中的泵的方法，所述第一燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所 述燃燒單元處所需要的最小量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力， 禾口所述第二燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所 述改質(zhì)單元處所需要的最大量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力。
8. —種用于燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置，所述燃料電池系統(tǒng)包括用于從燃料產(chǎn)生氫氣的改質(zhì)單元； 用于加熱所述改質(zhì)單元的燃燒單元；通過(guò)第一燃料線路連接到所述燃燒單元的第一燃料泵，該泵用于 將所述燃料供給到所述燃燒單元；通過(guò)第二燃料線路連接到所述改質(zhì)單元的第二燃料泵，該泵用于 將所述燃料供給到所述改質(zhì)單元；以及連接到所述改質(zhì)單元和所述第二燃料泵之間的所述第二燃料線路 的一點(diǎn)的第一截止閥，其中，所述系統(tǒng)還包括將所述第一截止閥和所述第二燃料泵之間 的所述第二燃料線路的一點(diǎn)連接到所述第一燃料線路的旁通線路，以 及所述第一燃料泵具有比所述第二燃料泵的供給容量小的供給容
9. 如權(quán)利要求8所述的用于燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置，其 中所述旁通線路包括第二截止閥。
10. 如權(quán)利要求8所述的用于燃料電池系統(tǒng)中的泵的控制裝置，其中所述第一燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所 述燃燒單元處所需要的最小量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力， 和所述第二燃料泵具有當(dāng)所述燃料在所述改質(zhì)單元處被改質(zhì)時(shí)使所 述改質(zhì)單元處所需要的最大量的燃料能被穩(wěn)定供給的燃料供給能力。
全文摘要
目標(biāo)是提供一種改質(zhì)裝置，一種用于控制燃料電池系統(tǒng)中天然氣泵的方法及其它，能選擇性地改變用于系統(tǒng)啟動(dòng)和用于正常運(yùn)行的流量。在用于控制燃料電池系統(tǒng)中天然氣泵的方法中，本發(fā)明的改質(zhì)器包括將第一燃料線路(17)連接到第二燃料線路(18)的旁通線路(19)，所述燃料電池系統(tǒng)包括改質(zhì)單元(21)，燃燒單元(20)，燃料供給單元(13)，用于燃燒的燃料泵(11)，用于改質(zhì)的燃料泵(12)，和位于第二燃料線路(18)中的第一截止閥(16)。
文檔編號(hào)C01B3/38GK101175690SQ20068001640
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
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