供應至少一個燃料電池的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃料電池領域，尤其涉及為至少一個燃料電池供應燃料和燃燒劑的設備。
【背景技術】
[0002]燃料電池是通過燃料(例如氫)和燃燒劑(例如氧)之間的電化學氧化還原反應來生產電能。質子交換膜燃料電池(PEMFC)包括至少一個電化學電池，其中每個電化學電池包括質子交換膜并且使得氧在膜的一側循環并且氫在膜的另一側循環，以造成氫和氧之間通過膜的氧化還原。
[0003]例如，燃料電池在電網故障的情況下用作電能來源，以便為建筑物或敏感設施，例如醫院供電。
[0004]這種燃料電池長時間保持停用狀態并且必須能夠可靠地啟動。
[0005]可能提供電能儲存設備(比如電池組、電容器或超級電容器)或機械能儲存設備(比如飛輪或加壓的空氣來源)來為啟動燃料電池供應必要的能量。

【發明內容】

[0006]但是，用作緊急電源的燃料電池的長期停用使得保養該裝置是必要的。另外，該裝置本身可以是故障源。
[0007]本發明的一個目標是提出供應至少一個燃料電池并允許燃料電池可靠的啟動的設備。
[0008]為了該目的，本發明提出了供應至少一個燃料電池的設備，其包括第一流體流路和第二流體流路，一個為所述/每個燃料電池供應燃料和另一個為所述/每個燃料電池供應燃燒劑。第一流路包括具有第一電控制螺線管閥的第一供應管線，其供應至少一個第一供應分支，其中每個第一供應分支供應一個各自燃料電池，和第一啟動器，其配置為當第一螺線管閥的電控制不工作時允許第一流路中的流體朝著所述/每個燃料電池循環。第二流路包括具有第二螺線管閥的第二供應管線，其供應至少一個第二供應分支，其中每個第二供應分支供應一個各自燃料電池，和第二啟動器，其配置為當第二螺線管閥的電控制不工作時允許第二流路中的流體朝著所述/每個燃料電池循環。供應設備包括至少一個壓力致動的減壓器，其布置在第一流路上并且被第二流路中的壓力致動。
[0009]根據其它實施方式，供應設備包括一個或多個下述特征，單獨或以所有技術上可能的組合:
[0010]-第一螺線管閥具有構成第一啟動器的第一致動元件，其中第一螺線管閥可使用第一致動元件手動控制；
[0011]-第二螺線管閥具有構成第二啟動器的第二致動元件，其中第二螺線管閥可使用致動7Π件手動控制；
[0012]-第一啟動器包括用于第一螺線管閥的第一旁通管線，其包括第一旁通閥；
[0013]-第一旁通閥被電或手動控制，并且可被第一致動元件控制；
[0014]-第一供應管線供應數個第一供應分支，并且第一旁通管線通往第一供應管線；
[0015]-第一供應管線供應數個第一供應分支，并且第一旁通管線供應數個第一旁通分支，其中每個第一旁通分支通往各自第一供應管線；
[0016]-第二啟動器包括用于第二螺線管閥的第二旁通管線，其具有被手動控制并且可被第二致動元件控制的第二旁通閥；
[0017]-第二旁通閥被電或手動控制，并且可被第二致動元件控制；
[0018]-第二供應管線供應數個第二供應分支，并且第二旁通管線通往第二供應管線；
[0019]-第二供應管線供應數個第二供應分支，并且第二旁通管線供應數個第二旁通分支，其中每個第二旁通分支通往各自第二供應管線；
[0020]-其包括壓力致動的減壓器，其布置在第一供應管線上并且由第二供應管線中獲得的控制壓來致動；
[0021]-其包括壓力致動的減壓器，其布置在第一旁通管線上并且由第二供應管線中獲得的控制壓來致動；
[0022]-其包括壓力致動的減壓器，其布置在第一旁通管線上并且由第二旁通管線中獲得的控制壓來致動；
[0023]-其包括壓力致動的減壓器，其布置在第一旁通分支上并且由第二旁通分支中獲得的控制壓來致動，其中第一旁通分支和第二旁通分支優選地供應相同的燃料電池；
[0024]-其包括壓力致動的減壓器，其布置在第一供應分支上并且由第二供應分支中獲得的控制壓來致動，其中第一供應分支和第二供應分支優選地供應相同的燃料電池；
[0025]-其包括布置在第二供應管線上的受控減壓器；
[0026]-其包括布置在第二旁通管線上的受控減壓器；
[0027]-其包括布置在第二供應分支上的受控減壓器；
[0028]-其包括至少一個布置在第二供應分支上的受控減壓器；
[0029]-其包括電控制壓力調節器，其布置在第一供應管線上，優選地在第一供應管線中第一旁通管線的第一返回點的上游；
[0030]-其包括電控制壓力調節器，其布置在第二供應管線上，優選地在第二供應管線中第二旁通管線的第二返回點的上游；
[0031]-其包括電控制壓力調節器，其布置在每個第一供應分支上，優選地在第一供應分支中第一旁通分支的第一返回點的上游；
[0032]-其包括電控制壓力調節器，其布置在每個第二供應分支上，優選地在第二供應分支中第二旁通分支的第二返回點的上游。
[0033]本發明也涉及一種燃料電池系統，其包括至少一個燃料電池和如上定義的為所述/每個燃料電池供應燃料和燃燒劑的設備。
【附圖說明】
[0034]參考附圖，基于僅作為例子提供的下述說明書將更好地理解本發明和其益處，其中:
[0035]-圖1是包括供應設備的燃料電池系統的示意性詳細視圖；
[0036]-圖2-4是與圖1類似的視圖，其顯示根據變型的包括供應設備的燃料電池系統。
【具體實施方式】
[0037]圖1中顯示的燃料電池系統2包括多個燃料電池4和為每個燃料電池供應燃料和燃燒劑的供應設備6。圖1中顯示了僅僅兩個燃料電池4。
[0038]每個燃料電池4包括至少一個電化學電池，優選電化學電池堆疊，其每個配置為通過燃料和燃燒劑的氧化還原來產生電。
[0039]每個燃料電池4包括第一輸入4A和第二輸入4B，前者供應燃料和后者供應燃燒劑。經第一輸入4A和第二輸入4B為每個電化學電池供應燃料和燃燒劑。
[0040]每個燃料電池4包括第一輸出4C和第二輸出4D，以排出由氧化還原反應產生的流體。
[0041]燃料電池4是例如質子交換膜燃料電池(PEMFC)。每個電化學電池包括質子交換膜，其中經過用作燃料的氫和用作燃燒劑的氧之間的膜，通過質子交換進行氧化還原反應。
[0042]優選地，燃料電池是氫/氧(H2/02)電池，其使用氫(H2)作為燃料并使用氧(O2)作為燃燒劑。存在氫/空氣燃料電池，其使用氫(H2)作為燃料并使用來自空氣的氧作為燃燒劑。由于氧和氫的結合，氧化還原反應產生水。
[0043]供應設備包括第一流體流路8和第二流體流路10，前者為燃料電池4供應燃料并且后者為燃料電池4供應燃燒劑。第一流路8用于供應燃料，第二流路10用于供應燃燒劑，或反之亦然。
[0044]第一流路8供應燃料電池4的第一輸入4A，第二流路10供應燃料電池4的第二輸入4B。
[0045]第一流路8包括第一供應管線12和第一啟動器15，第一供應管線12具有第一螺線管閥14，以控制第一供應管線12中的流速，第一啟動器15配置為當第一螺線管閥的電控制14不工作時，允許第一流路8中的流體朝著每個燃料電池4循環。
[0046]第一啟動器15包括用于第一螺線管閥14的第一旁通管線16，其具有第一旁通閥18，以控制第一旁通管線16中的流速。
[0047]第一螺線管閥14是電控制的并且需要電力供應以運轉。其電控制在沒有電力時不工作。在正常操作下，第一螺線管閥的電控制14通過所述/每個燃料電池供電。
[0048]第一旁通閥18是手動控制的并且運轉不需要電力供應。其包括第一致動元件19，當通過操作人員手動致動時，其關閉第二旁通閥18以阻止第二旁通管線16中流體的循環或打開第二旁通管線18以允許第二旁通管線16中流體的循環。
[0049]第一流路8包括由第一供應管線12供應的至少一個第一供應分支20，其中每個第一供應分支20連接至各自燃料電池4的第一輸入4A，以供應燃料電池4。
[0050]第一流路8包括與燃料電池系統2包括的燃料電池4 一樣多的供應分支20。燃料電池4的第一輸入4A同時由第一流路8供應。
[0051]第一旁通管線16由第一供應管線12在第一螺線管閥14上游的第一供應點16A供應，并且在第一螺線管閥14下游和第一供應管線12上第一分支20的接頭的上游的第一返回點16B通往第一供應12。
[0052]第二流路10包括第二供應管線22和第二啟動器25，第二供應管線22具有第二螺線管閥24，以控制第二供應管線22中的流速，第二啟動器25配置為當電第二螺線管閥的控制24不工作時，允許第二流路10中的流體朝著所述/每個燃料電池4循環。
[0053]第二啟動器25包括用于第二螺線管閥24的第二旁通管線26，其具有第二旁通閥28，以控制第二旁通管線26中的流速。
[0054]第二螺線管閥24是電控制的并且運轉需要電力供應以運轉。其電控制在沒有電力時不工作。在正常操作下，第二螺線管閥24的電控制通過所述/每個燃料電池供電。
[0055]第二旁通閥28是手動控制的并且運轉不需要電力供應。其包括第二致動元件29，當通過操作人員手動致動時，其關閉第二旁通閥28以阻止第二旁