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供應至少一個燃料電池的設備的制造方法_2

文檔序號:8207920閱讀:來源:國知局
通管線26中流體的循環或打開第二旁通閥28以允許第二旁通管線26中流體的循環。
[0056]第二流路10包括由第二供應管線22供應的至少一個第二供應分支30,其中每個第二分支30連接至各自燃料電池4的第二輸入4B,以供應燃料電池。
[0057]第二流路10包括與燃料電池系統2包括的燃料電池4 一樣多的第二供應分支30。燃料電池4的第二輸入4B由第二流路10同時供應。
[0058]第二旁通管線26由第二供應管線22在第二螺線管閥24上游的第二供應點26A供應,并且在第二螺線管閥14的下游和第二供應管線22上第二供應分支30接頭的上游的第二返回點26B通往第二供應22。
[0059]第一供應管線12由第一源32供應,和第二供應管線22由第二源34供應。第一源32和第二源34之一是氫源,和另一個是氧源,或,在一種變型中,是空氣源。
[0060]供應設備6包括壓力致動的減壓器36,其布置在第一旁通管線16上并且由第二供應管線22中的壓力致動。
[0061]壓力致動的減壓器使管線中的氣體減壓,其中減壓器設置為使用獲得自另一管線的控制壓作為參考壓力。壓力致動的減壓器以開環致動。
[0062]壓力致動的減壓器36由獲得自第二供應管線22的壓力控制,所述壓力獲得自第二供應管線22中第二旁通管線26的第二供應管線22返回點的下游和第二供應管線22上第二供應30分支8的接頭的上游。
[0063]壓力致動的減壓器36包括測壓孔37,其獲得來自第二供應管線22的控制壓,所述控制壓獲得自第二供應管線22中第二旁通管線26的第二供應管線22的返回點的下游和第二供應管線22上第二供應分支30的接頭30A的上游。
[0064]供應設備6包括受控減壓器38,其布置在第二旁通管線26的第二旁通閥28的下游。
[0065]受控減壓器使管線中的氣體減壓,在所述管線上所述受控減壓器基于,例如由通過環境壓力或通過控制調節器的位置測定的壓力設置給出的指令來布置。受控減壓器被電和/或手動控制,而不受另一管線上壓力的影響。
[0066]第一流路8包括第一電控制壓力調節器40,其布置在第一供應管線上并且與布置在第一供應管線上的第一壓力傳感器42連接。
[0067]電控制的壓力調節器調節其所在的管線上的氣壓,根據與其連接的壓力傳感器供給的壓力讀取信號,通過使用電致動器的來致動壓力調節元件來調節。壓力傳感器優選地布置在管線上用于閉環調節。
[0068]第一電控制壓力調節器40布置在第一供應管線12上的第一旁通管線16的供應點和返回點之間。第一電控制壓力調節器40布置在第一螺線管閥14的下游。
[0069]第一壓力傳感器42布置在第一供應管線12上的第一旁通管線16的返回點的下游和第一供應管線12上第一供應分支20接頭20A的上游。
[0070]第二流路10包括第二電控制壓力調節器44,其布置在第二供應管線22上并且與布置在第二供應管線上的第二壓力傳感器46連接。
[0071]第二電控制壓力調節器44布置在第二供應管線22上的第二旁通管線26的供應點和返回點之間。第二電控制壓力調節器44布置在第二螺線管閥24的下游。
[0072]第二壓力傳感器46布置在第二供應管線22的第二旁通管線26的返回點的下游和第二供應分支30上接頭30A的上游。
[0073]燃料電池系統2包括電輸送設備50,以將燃料電池產生的電輸送至例如電裝置、電設備或電網。
[0074]輸送設備50包括功率轉換器52,其經輸出接觸器54和如果合適經第一電變流器(未顯示)電連接至燃料電池4的電末端。
[0075]燃料電池系統2包括控制器56以控制燃料電池系統2的電和機電致動器,其包括螺線管閥、受控減壓器(當它們在電控制下時)和電控制的壓力調節器。
[0076]控制器包括控制網絡58,其經電變流器60電連接至燃料電池的電末端,其中轉換器60本身經轉換器60和燃料電池4之間平行布置的手動控制開關62和電控制開關64連接至燃料電池4。
[0077]控制設備56包括控制單元66 (其在控制網絡58上被供應電能)、啟動接觸器68 (經其啟動致動器被供應在控制網絡58上)、停止開關70 (經其停止致動器被供應在控制網絡58上)和另外的接觸器72 (經其另外的致動器被供應在控制網絡58上)。
[0078]為了在啟動的初始階段啟動燃料電池,啟動致動器是必要的。為了停止燃料電池4,停止致動器是必要的。另外的致動器不直接參與啟動或關閉燃料電池系統2。
[0079]控制單元66配置為控制各種開關和致動器,包括電受控減壓器、電控制壓力調節器和電控制閥,尤其是第一螺線管閥14和第二螺線管閥24。
[0080]操作時,燃料電池4初始停止。由于缺少來自燃料電池4的電力供應,第一螺線管閥14和第二螺線管閥24關閉并且不工作。開關62打開或關閉。
[0081]為了啟動燃料電池4,第一旁通閥18和第二旁通閥28打開,優選地同時打開。由于壓差(第一源32和第二源34的壓力比燃料電池4的大)燃料和燃燒劑從源穿過第一旁通管線16和第二旁通管線26循環至燃料電池4。燃料和燃燒劑進入燃料電池4。燃料電池4中開始氧化還原反應,其開始產生電。
[0082]如果開關62打開,然后手動關閉它;否則,保持其關閉。一旦控制單元66被供應電能并且在控制網絡58上的電力供應是足夠的,其關閉至少啟動接觸器68以便為致動器提供啟動燃料電池所必需的電。尤其,啟動的接觸器68供應第一螺線管閥14、第二螺線管閥24、電控制壓力調節器40、44以及相關的壓力傳感器42、46。
[0083]然后,控制單元66關閉停止開關70和另外的接觸器72,以通過燃料電池4產生的電能供應燃料電池系統2的所有的致動器,以便允許燃料電池系統2的正常操作。
[0084]優選地,控制單元66通過手動關閉開關62來供應。一旦控制單元66被供應電能,并且確定控制網絡58上的電力供應足夠的,則關閉平行布置的接觸器64。然后,操作人員手動打開開關62。然后,可關閉旁通閥18和28 ;燃料和燃燒劑直接穿過螺線管閥14和24。
[0085]燃料電池系統2的致動器的供應,尤其是螺線管閥、電控制的減壓器和電控制壓力元件的供應允許燃料電池系統2以電力供應的方式自主運轉。
[0086]在可靠、安全的啟動下,第一流路和第二流路以被控制的方式為燃料電池供應燃料和燃燒劑。
[0087]下面,保留了與圖1中的那些類似元件的參考數字。
[0088]圖2的燃料電池系統2與圖1的不同之處在于第二流路10的受控減壓器38布置在第二供應管線22上的第二旁通管線26的返回點的下游和第二供應分支30的上游。
[0089]第一流路8的壓力致動的減壓器36布置在第一供應管線12上的第一旁通管線16的返回點的下游和第一供應分支20的上游。
[0090]測壓孔37布置在第二供應管線22上的受控減壓器38的下游和第二供應分支30的上游。
[0091]第一流路8包括第一壓力傳感器42,其布置在壓力致動的減壓器和第一分支之間。第二流路包括第二壓力傳感器46,其布置在測壓孔和第二分支之間。此外,第一供應流路和第二供應流路沒有電控制壓力調節器。
[0092]第一旁通管線16和第二旁通管線26不包括減壓器。僅僅將第一旁通閥18布置在第一旁通管線16上,并且僅僅將第二旁通閥28布置在第二旁通管線26上。
[0093]在圖3的燃料電池系統2中,第一啟動器15包括多個第一旁通分支80,其由第一旁通管線16供應,其中每個第一旁通分支80通往各自第一供應分支20。
[0094]第二啟動器25包括多個第二旁通分支82,其由第二旁通管線26供應,其中每個第二旁通分支82通往各自第二供應分支30。
[0095]壓力致動的減壓器36布置在第一旁通管線16上的第一旁通閥18的下游,并且由獲得自第二旁通管線26的第二旁通分支82上游的壓力致動。受控減壓器38布置在第二旁通管線26的第二旁通閥26的下游。測壓孔37布置在受控減壓器38的下游和第二供應分支82的上游。
[0096]在每個第一供應分支上,第一流路8包括第一電控制壓力調節器40,其布置在相關第一旁通分支80的返回點的上游,并且與布置在第一供應分支20的與第一旁通分支80相連的返回點的下游的各自第一壓力傳感器42相連。
[0097]同樣地,第二流路10包括第二電控制壓力調節器44,其布置在每個第二供應分支30相連第一旁通分支82的返回點的上游,并且與布置在相連的第二旁通分支82的第二供應分支30返回點下游的各自第二壓力傳感器46相連。
[0098]在該變型中,受控減壓器38和壓力致動的減壓器36調整旁通管線中的壓力至與專用旁通分支的燃料電池上游相同。每個供應分支包括壓力調節器,以單獨調節輸送至每個燃料電池的燃料或燃燒劑壓力。
[0099]圖4的燃料電池系統與圖2的不同之處在于其缺少具有第一旁通閥的第一旁通管線和缺少具有第二旁通閥的第二旁通管線。
[0100]第一螺線管閥14具有手動致動的第一致動元件19,其當第一螺線管閥的電控制14不工作時,打開第一螺線管閥14。手動控制的第一致動元件19構成第一啟動器15。
[0101]同樣地,第二螺線管閥24具有手動致動的第二致動元件29,其當第一螺線管閥的電控制24不工作
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