具有喷射器的燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有喷射器的燃料电池系统。具体地，该系统包括电池堆、燃料喷嘴和喷水嘴。具体地，电池堆经由使用燃料和空气的电化学反应产生电。燃料喷嘴将燃料喷射至电池堆中，并且喷水嘴将水喷射至燃料喷嘴中。具体地，由于燃料喷嘴内的真空，水从喷水嘴供应至燃料喷嘴中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种具有喷射器的燃料电池系统。具体地，该系统包括电池堆、燃料喷嘴和喷水嘴。具体地，电池堆经由使用燃料和空气的电化学反应产生电。燃料喷嘴将燃料喷射至电池堆中，并且喷水嘴将水喷射至燃料喷嘴中。具体地，由于燃料喷嘴内的真空，水从喷水嘴供应至燃料喷嘴中。【专利说明】具有喷射器的燃料电池系统相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0111104号的优先权和利益，其全部内容并入本文以供参考。
本专利技术涉及一种具有喷射器的燃料电池系统，其将燃料和水分稳定地供应至通过使用燃料和空气而产生电能的燃料电池堆，以稳定地产生电。
技术介绍
经由燃料电池系统工作的燃料电池车经常将氢(作为燃料)供应至燃料电池堆，以经由电化学反应产生电。然后，使用该电来对电动机提供动力，以驱动车辆。如此，燃料电池系统是一种发电系统，其在燃料电池堆中直接将燃料的化学能电化学地转化为电能，而不将燃料的化学能通过燃烧转化为热。 在燃料电池系统中，高纯度氢在操作期间通常从氢储存罐供应至燃料电池的燃料电极(阳极)，并且来自大气的空气经由诸如鼓风机的空气供应装置直接供应至燃料电池的空气电极(阴极)。 供应至燃料电池堆的氢通常分离成氢离子和电子作为燃料电极(阳极)的催化齐U，并且所分离的氢离子通过聚合物电解质膜移向空气电极(阴极)。供应至空气电极的氧与通过外部导线进入空气电极的电子结合，以在生成水的同时生成电能。 为了合适地操作燃料电池，需要在燃料电池堆的膜电极组件(MEA)中适当地保持水分，并且加湿器应该安装在使电池堆循环以有效操作电池堆的各个燃料循环管线和空气循环管线上。 然而，该加湿装置/系统通常布置在电池堆外侧，因此在车辆内需要额外空间，并经常涉及复杂的管道连接。 上述在该
技术介绍
部分公开的信息仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术致力于提供一种利用喷射器的燃料电池系统，其通过连续地再使用空气电极或燃料电极中生成的水分可以减少外部加湿器的容量或者从该系统省略加湿器。 本专利技术的示例性实施方式提供一种具有喷射器的燃料电池系统。具体地，提供一种经由燃料与空气之间的电化学反应产生电的电池堆，并且在该系统内布置燃料喷嘴，以将燃料喷射至电池堆中。该系统内还布置喷水嘴，以将水喷射至燃料喷嘴中。该水可通过来自经燃料喷嘴喷射的燃料的压力供应至喷水嘴。 更具体地，布置成接收并喷射燃料的燃料喷射孔可形成于燃料喷嘴中。同样地，喷水嘴的喷水孔可布置在燃料喷射孔的中心。 此外，供水管线可与喷水嘴连接，以便将冷凝水贮存器的下部容纳的水供应至喷水嘴。燃料喷嘴可布置在喷射器的进气室中，在喷射器的进气室中燃料和电池堆中循环的气体彼此混合。在燃料喷嘴的燃料喷射孔处可形成缺口。 燃料喷嘴可布置在容纳有冷凝水的冷凝水贮存器中，并且与燃料喷嘴分开地喷射燃料的主燃料喷嘴可布置在喷射器的进气室中。 燃料喷嘴可布置在邻近电池堆的歧管中，并且与燃料喷嘴分开地喷射燃料的主燃料喷嘴可布置在喷射器的进气室中。 系统还可包括供水管线，其与喷水嘴连接，以将水供应至喷水嘴。供水管线可以与第一冷凝水贮存器和第二冷凝水贮存器中的各个连接，其中该第一冷凝水贮存器从电池堆中循环的燃料中收集水分，该第二冷凝水贮存器从电池堆中循环的空气中收集水分。 液面传感器可布置成感测第二冷凝水贮存器中容纳的水的液面，并且供水控制阀可布置在连接第二贮存器和喷水嘴的供水管线上。此外，当由控制单元判断确定第二贮存器中容纳的水的液面等于或高于设定值时，控制单元可打开供水控制阀。 系统还可包括燃料控制阀和主燃料控制阀，该燃料控制阀控制供应至燃料喷嘴的燃料，该主燃料控制阀控制供应至主燃料喷嘴的燃料。 有利地，根据本专利技术的示例性实施方式，通过再使用空气电极或燃料电极中生成的水可以减小外部加湿器的尺寸或者甚至从燃料电池系统中完全移除加湿器。如此，通过最小化或移除从空气电极移动至燃料电极的水并且同时管理燃料电极内的水分可以大大减少所需的外部湿化。 【专利附图】【附图说明】 图1是燃料电池系统的总体配置图。 图2是根据本专利技术的示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统的总体配置图。 图3是根据本专利技术的第一示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统的局部详细截面图。 图4是根据本专利技术的第二示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统的局部详细截面图。 图5是根据本专利技术的第三示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统的示意性配置图。 图6是根据本专利技术的第四示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统的示意性配置图。 图7是根据本专利技术的第五示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统的示意性配置图。 图8A、图8B和图8C是示出根据本专利技术的示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统中的氢加热方法的示意性配置图。 图9是示出根据本专利技术的示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统中加热氢的换热器的位置的示意性配置图。 图10A和图10B是示出根据本专利技术的示例性实施方式的具有喷射器的燃料电池系统中的喷射器安装方法的平面图和侧视图。 符号说明 10:控制单元 100:喷射器 210:电池堆 255:燃料喷嘴 265:供水管线 267:喷水嘴 280:混合物管道 【具体实施方式】 下文中将参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方式。 应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车、燃料电池车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。 此外，应当理解以下方法由至少一个控制器执行。术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件装置，配置成执行应该作为其算法结构理解的一个或多个步骤。存储器配置成存储算法步骤，并且处理器具体配置成执行所述算法步骤以实施以下进一步描述的一个或多个操作。 更进一步，本专利技术的控制逻辑可实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机系统中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分散的方式存储并且执行计算机可读介质。 图1是燃料电池系统的总体配置图。参照图1，燃料电池系统可包括电池堆210，其包括冷却通道、燃料电极和空气电极。燃料电池系统可包括过滤器130、消音器140、压缩器150、中间冷却器160、加湿器170和排出阀180作为将空气循环至电池堆210的空气电极的部件。 燃料电池系统还可包括冷却剂贮存器105、散热器120和水泵110作为将冷却剂循环至冷却通道的部件，以及喷射器100、加湿器220、|&a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有喷射器的燃料电池系统，包括：电池堆，配置成经由燃料与空气之间的电化学反应产生电；燃料喷嘴，布置成将燃料喷射至所述电池堆中；以及喷水嘴，布置成将水喷射到所述燃料喷嘴的内侧，其中由于所述燃料喷嘴内的真空，水从所述喷水嘴供应至所述燃料喷嘴中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鲁容奎，郑世权，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR