催化燃烧器制造技术

一种催化燃烧器，其被构造成促进燃烧器中的阳极废气的燃烧处理，以减少排出到燃烧器的外部的未燃氢气的量。从燃料电池（１）排出的阳极废气和阴极废气被供给到催化燃烧器（２５），并利用催化剂（２９）使其燃烧。从燃料电池（１）的内部供给的换气空气也被供给到催化燃烧器（２５）。通过隔板（３５）将催化燃烧器（２５）内部的位于催化剂（２９）的上游的部分分成上部流路（３７）和下部流路（３９），且气体流路（３３）设置在上部流路（３７）和下部流路（３９）的上游。阴极废气被供给到气体流路（３３）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使从燃料电池的阳极排出的阳极废气和从燃料电池的阴极排出的阴极废气混合、并使该混合物燃烧的催化燃烧器。
技术介绍
已经提出用于使从燃料电池排出的排气燃烧的催化燃烧器。在日本特开2004-95258号公报中公开了催化燃烧器的一个例子，该公报说明了通过设置旁路流路来防止催化燃烧器中的催化剂的温度下降的构想，通过该旁路流路可以使从燃料电池的阴极排出的阴极废气避开催化剂，从而防止阴极气体中含有的水分冷凝催化剂并粘结到催化剂。考虑到上述问题，对本领域技术人员来说，从该公开内容中明显的是：存在改进催化燃烧器的需要。本专利技术致力于现有技术中的该需要和其它需要，对本领域技术人员来说，从该公开内容中，这些需要将变得明显。
技术实现思路
对于日本特开2004-95258号公报所述的催化燃烧器，当由于净化燃料电池的阳极的内部导致大量冷凝水分与阴极废气一起被供给到燃烧器时，旁路流路可能不足以防止催化剂受水分影响及燃烧性能的下降。本专利技术的一个目的是促进燃烧器中的阳极废气的燃烧处理，从而减少排出到燃烧器的外部的未燃氢气的量。为了实现本专利技术的上述目的及其它目的，提供一种基本上-->包括外壳和催化剂的催化燃烧器。外壳包括：阳极废气入口，用于接收从燃料电池的阳极排出的阳极废气；阴极废气入口，用于接收从燃料电池的阴极排出的阴极废气；以及排气出口，用于排出燃烧过的气体。催化剂布置在阳极废气入口和阴极废气入口与排气出口之间的外壳内部。外壳被构造成形成水平布置的气体流路，该气体流路接收在上游部中流动的阳极废气和阴极废气，该上游部将阳极废气和阴极废气引入至催化剂。该上游部包括位于催化剂的正上游、且被分成至少两个垂直布置的流路的分割部。对本领域技术人员来说，从下面结合附图对本专利技术的优选实施例的详细说明中，本专利技术的这些和其它目的、特征、方面和优点将变得明显。附图说明现在参照形成该原始公开内容的一部分的附图：图1是包括根据本专利技术的第一实施例的催化燃烧器的整个燃料电池系统的示意性侧剖视图；图2是根据本专利技术的第一实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图；图3(a)是根据本专利技术的第一实施例的沿图2的剖面线A-A截取的催化燃烧器的简化横剖视图；图3(b)是根据本专利技术的第一实施例的第一变形例的催化燃烧器的类似于图3(a)的简化横剖视图；图4是根据本专利技术的第二实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图；图5(a)是根据本专利技术的第二实施例的沿图4的剖面线B-B截取的催化燃烧器的简化横剖视图；-->图5(b)是根据本专利技术的第二实施例的第一变形例的催化燃烧器的类似于图5(a)的简化横剖视图；图6是根据本专利技术的第三实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图；图7是根据本专利技术的第四实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图；图8是根据本专利技术的第五实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图；图9是根据本专利技术的第六实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图；图10(a)是根据本专利技术的第六实施例的沿图9的剖面线C-C截取的催化燃烧器的简化横剖视图；图10(b)是根据本专利技术的第六实施例的第一变形例的催化燃烧器的类似于图10(a)的简化横剖视图；图11(a)至图11(d)是图解图10(a)所示的催化燃烧器的一些变形例的简化横剖视图；以及图12是根据本专利技术的第七实施例的用于图1所示的燃料电池系统的催化燃烧器的简化纵剖视图。具体实施方式现在将参照附图说明本专利技术的选定实施例，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。从而，为简略起见，在稍后的实施例或变形例中可省略与先前的实施例相同的部件的说明。对本领域技术人员来说，从该公开内容中明显的是：下面对本专利技术的实施例或变形例的说明仅是为了图解而提供，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物限定的本专利技术的目的。这样，不会比基本理解本专利技术所需的说明更详细地示出本专利技术的-->结构细节，结合附图的说明使本领域技术人员明白如何在实践中具体化本专利技术的几种形式。燃料电池系统的总体构造首先参照图1，示意性图解了本专利技术采用的燃料电池系统的总体构造。燃料电池1基本上具有阴极3、阳极5和容纳阴极3和阳极5的壳体7。空气供给管9和阴极废气管11与阴极3连接。优选地，加湿器13被安装在两管9和11的距燃料电池1的中间位置处。从而，供给到阴极3的空气在进入阴极3之前通过加湿器13，并且离开阴极3的阴极废气通过加湿器13。换气空气供给管14与空气供给管9的位于加湿器13上游的部分连接，以向壳体7的内部供给空气。氢气供给管15和阳极废气管17与阳极5连接。在阳极废气管17与氢气供给管15之间连接氢气循环管19。氢气循环泵21安装在氢气循环管19与阳极废气管17之间的连接部。阳极放气阀23安装在阳极废气管17的位于氢气循环泵21的下游的部分中。代替使用氢气循环泵21循环阳极废气，也可以使用具有与氢气循环泵21大致相同的功能的排出器或任何其它适当的装置。阴极废气管11和阳极废气管17都与根据本专利技术构造的催化燃烧器25连接。换气空气排出管26被布置成一端与壳体7的内部连接，而另一端与催化燃烧器25连接。催化燃烧器25基本上包括外壳27和燃烧用的催化剂29。阴极废气管11、阳极废气管17和换气空气排出管26在外壳27的一端附近的位置处与催化燃烧器25连接，且催化剂29在连接管11、17和26的下游的位置处布置在外壳27的内部。从而，外壳27包括阳极废气管17与外壳27连接的阳极废气入口、阴极废气管11与外壳27连接的阴极废气入口以及换气空气排出管26与-->外壳27连接的换气空气入口。排气管31与外壳27的位于催化剂29的下游的端部连接，用于排出由催化剂29产生的燃烧气体。从而，外壳27包括排气管31与外壳27连接的排气出口。外壳27通常包括被布置成接收来自阳极废气管17的阳极废气和来自阴极废气管11的阴极废气的气体流路33。催化剂29布置在用于接收阳极废气和阴极废气的气体流路33中。催化剂29可以是包括例如承载在金属蜂窝或蜂窝陶瓷载体上的铂或其它贵金属等公知的催化剂。通过水平隔板或隔壁35将位于催化剂29的正上游的气体流路33的上游部分成上部流路或第一流路37以及下部流路或第二流路39。通过隔壁35彼此上下垂直地布置流路37和39(稍后说明)。在上述系统中，使用如压缩机等公知的空气供给装置(未示出)通过空气供给管9供给外部空气，且使用流经阴极废气管11的阴极废气中含有的部分水分在加湿器13中加湿外部空气。在供给到燃料电池1的阴极3的加湿气体已被用于发电之后，其作为阴极废气从阴极3排出。被排出的阴极废气流经阴极废气管11，且被输送到催化燃烧器25。途中，阴极废气通过加湿器13并且部分水分被外部空气夺走。此外，如果燃料是氢气，则氢气从氢气供给源(未示出)供给，并通过氢气供给管15流向燃料电池1的阳极5。类似地，如果燃料是碳氢化合物，则从被构造成使用重整器产生富含氢气的重整气的系统向氢气供给管15供给重整气，并且向燃料电池1的阳极5供给重整气。燃料电池1中的未用于发电的燃料气体流经阳极废气管17、通过氢气循环泵21及氢气循环管19，并作为阳极气体从氢-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化燃烧器，其包括：外壳，其包括：阳极废气入口，用于接收从燃料电池的阳极排出的阳极废气；阴极废气入口，用于接收从燃料电池的阴极排出的阴极废气；以及排气出口，用于排出燃烧过的气体；以及催化剂，其被布置在所述阳极废气入口和所 述阴极废气入口与所述排气出口之间的所述外壳内部；所述外壳被构造成形成水平布置的气体流路，所述气体流路接收在上游部中流动的所述阳极废气和所述阴极废气，所述上游部将所述阳极废气和所述阴极废气引入至所述催化剂，所述上游部包括位于所述催化剂 的正上游、且被分成至少两个垂直布置的流路的分割部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-7-1 194282/2005;JP 2006-4-21 118077/20061.一种催化燃烧器，其包括：外壳，其包括：阳极废气入口，用于接收从燃料电池的阳极排出的阳极废气；阴极废气入口，用于接收从燃料电池的阴极排出的阴极废气；以及排气出口，用于排出燃烧过的气体；以及催化剂，其被布置在所述阳极废气入口和所述阴极废气入口与所述排气出口之间的所述外壳内部；所述外壳被构造成形成水平布置的气体流路，所述气体流路接收在上游部中流动的所述阳极废气和所述阴极废气，所述上游部将所述阳极废气和所述阴极废气引入至所述催化剂，所述上游部包括位于所述催化剂的正上游、且被分成至少两个垂直布置的流路的分割部。2.根据权利要求1所述的催化燃烧器，其特征在于，还包括：在至少一个所述流路中设置温度检测装置。3.根据权利要求1或2所述的催化燃烧器，其特征在于，所述阳极废气入口被构造并布置成将所述阳极废气供给到所述气体流路的所述分割部的垂直上部位置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的催化燃烧器，其特征在于，所述外壳还包括布置成供给换气空气的换气空气入口，所述换气空气从所述燃料电池供给到所述气体流路的所述分割部的垂直上部位置。5.根据权利要求4所述的催化燃烧器，其特征在于，所述流路的垂直上部流路具有封闭的上游端。6.根据权利要求1至5中任一项所述的催化燃烧器，其特征在于，-->与所述催化剂分开的附加催化剂设置在位于所述气体流路的所述分割部的垂直上部位置中的流路中。7.根据权利要求1至6中任一项所述的催化燃烧器，其特征在于，封闭所述催化剂的所述外壳被构造并布置成安装在包含所述燃料电池的车辆中，使得所述气体流路的纵轴沿与所述车辆的向前运动方向相交的方向延伸；且所述流路的垂直上部流路在所述外壳内部大体朝所述车辆的前端布置。8.根据权利要求1至5或权利要求7中任一项所述的催化燃烧器，其特征在于，设置在所述外壳内部的所述气体流路被分成根据供给的气体的性质布置的三个流路。9.根据权利要求8所述的催化燃烧器，其特征在于，还包括：与所述催化剂分开的附加催化剂设置在所述三个流路中的至少一个中。10.根据权利要求8或9所述的催化燃烧器，其特征在于，所述阳极废气入口被构造并布置成将所述阳极废气供给到所述三个流路的垂直上部流路，并且将从所述燃料电池的壳体的内部排出的换气空气供给到所述三个流路中的另一垂直上部流路。...

【专利技术属性】
技术研发人员：浜田香留树，庄子忠，崎山能夫，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]