用于燃料电池系统的燃料供应模块及燃料电池系统技术方案

本申请公开了一种用于燃料电池系统的燃料供应模块，其包括：壳体，所述壳体具有第一燃料入口、第二燃料入口和燃料出口；在壳体中形成的燃料引射通道，燃料引射通道呈文丘里管构型并具有依序连接在第一燃料入口与燃料出口之间的收缩段、吼道段和扩散段；以及容纳在壳体内的燃料再循环泵，其中，壳体的容纳燃料再循环泵的燃料再循环泵室与第二燃料入口和燃料引射通道流体连接并紧靠燃料引射通道布置。本申请还公开了一种燃料电池系统。本申请还公开了一种燃料电池系统。本申请还公开了一种燃料电池系统。

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池系统的燃料供应模块及燃料电池系统


[0001]本申请涉及燃料电池
，且更具体地涉及用于燃料电池系统的燃料供应模块和包括这样的燃料供应模块的燃料电池系统。

技术介绍

[0002]随着化石能源消耗引起的环境问题日益受到关注，对无污染可再生的新能源的开发利用成为能源发展的新方向。在诸多正在开展的新能源项目中，燃料电池的利用已率先步入规模化生产制造阶段。燃料电池技术借助燃料与氧化剂的电化学反应将燃料化学能中的Gibbs自由能直接转化为电能。相比于传统的燃烧发电技术，燃料电池技术具有转化效率高和污染物排放少等优点。
[0003]为确保燃料电池系统电力输出的平稳性，常供应过量的燃料到燃料电池的阳极输入端。未反应或者未被消耗的燃料之后从燃料电池的阳极输出端被排出，并借助燃料再循环泵回到燃料引射通道中以与来自燃料源的新燃料一起被提供到燃料电池的阳极输入端。燃料电池系统的工作效率受到包括燃料电池的反应物供给条件、电解液条件和周围环境条件等方面的影响。在燃料电池系统的燃料供给侧上常设置有调节机构来调控向燃料电池阳极供应的燃料的一项或多项物理和/或化学性质，比如温度、含水量等。
[0004]如何在有限的空间内合理地布置燃料供给侧的相应装置以实现燃料供给侧综合利用效率的提升同时减少资源及可用能量的浪费，是现有技术中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请旨在提供一种改进的技术方案，以解决现有的上述问题。
[0006]根据本申请的一个方面，提供一种用于燃料电池系统的燃料供应模块，所述燃料供应模块包括：壳体，所述壳体具有第一燃料入口、第二燃料入口和燃料出口；在壳体中形成的燃料引射通道，燃料引射通道呈文丘里管构型并具有依序连接在第一燃料入口与燃料出口之间的收缩段、吼道段和扩散段；以及容纳在壳体内的燃料再循环泵，其中，壳体的容纳燃料再循环泵的燃料再循环泵室与第二燃料入口和燃料引射通道流体连接并紧靠燃料引射通道布置。
[0007]根据可选的实施方式，燃料再循环泵室通过第一再循环通道流体连接到燃料引射通道的吼道段的邻近收缩段的部分。
[0008]根据可选的实施方式，燃料再循环泵室的容纳燃料再循环泵的电驱动和控制部件的部分与燃料引射通道的吼道段具有公共的壁。
[0009]根据可选的实施方式，燃料再循环泵室中设置有排热结构，所述排热结构沿着和/或绕着燃料再循环泵的电驱动和控制部件布置，排热结构的一端连接到燃料再循环泵室的液体接入端口，且另一端连接到燃料再循环泵室的液体排出端口，其中，液体接入端口在使用中时高于液体排出端口定位。
[0010]根据可选的实施方式，所述燃料供应模块还包括容纳在壳体内的水分离装置，壳
体的容纳水分离装置的水分离器室具有通向燃料再循环泵室的出流口和通向第二燃料入口的入流口，并且水分离器室的沿着重力方向远离入流口和/或出流口的底部与燃料再循环泵室的液体接入端口流体连通并在使用中时高于排热结构定位。
[0011]根据可选的实施方式，所述水分离器室从与燃料再循环泵室不同的方位紧靠燃料引射通道布置。
[0012]根据可选的实施方式，所述水分离器室在与燃料再循环泵室相反的另一侧紧靠燃料引射通道布置。
[0013]根据可选的实施方式，所述排热结构形成蜿蜒曲折和/或螺旋盘绕的流道，和/或所述排热结构是能够拆装的。
[0014]根据可选的实施方式，所述燃料供应模块还包括与燃料再循环装置电连接并布设在壳体的液体出口通道中的泄流阀，其中，所述壳体的液体出口通道至少部分地由燃料再循环泵室的液体排出端口限定。
[0015]根据本申请的另一方面，提供一种燃料电池系统，其包括如上所述的燃料供应模块、与燃料供应模块的第一燃料入口流体连接的燃料源以及以阳极输入端与燃料供应模块的燃料出口流体连接且以阳极输出端与燃料供应模块的第二燃料入口流体连接的燃料电池。
[0016]与传统燃料电池系统燃料供给侧各装置或部件分开且分散的布置结构相比，利用根据本申请的壳体所获得的集成式燃料供应模块具有提升的空间利用率，允许缩减安设燃料电池系统所需的空间。此外，与传统燃料供给侧各装置或部件相互独立的布置结构相比，根据本申请的燃料供应模块的壳体对燃料供给侧的相应装置统筹热管理和流管理，从而根据本申请的燃料供应模块与传统分开、独立的布局相比可显著减少加热部件、换热机构和关连管路等的使用，由此实现燃料供给侧整体的结构配置优化、供给能耗降低和综合利用效率提升。
附图说明
[0017]附图以直观的方式图示出根据本申请的原理的实施例。理解的是，为清楚起见，附图中某些特征或元件的形状、尺寸会任意地夸大或缩小，或以示意性的形式示出。相应地，附图中所图示的特征或元件的形状、尺寸不以任何方式限制本申请的保护范围。在附图中：
[0018]图1图示根据本申请的原理的燃料供应模块的第一实施例的沿着燃料流动路线剖切的示意性截面，所述燃料供应模块包括壳体、在壳体中形成的燃料引射通道和容纳在壳体内的燃料再循环泵，为清楚起见，燃料再循环泵未绘示在图中；
[0019]图2图示根据本申请的原理的燃料供应模块的第二实施例的沿着燃料流动路线剖切的示意性截面，所述燃料供应模块包括壳体、在壳体中形成的燃料引射通道以及容纳在壳体内的燃料再循环泵和水分离装置，为清楚起见，燃料再循环泵和水分离装置未绘示在图中；以及
[0020]图3是框图，图示出根据本申请的原理的燃料供应模块的第三实施例及具有该燃料供应模块的燃料电池系统的部分。
[0021]贯穿附图，相似的附图标记用于指代相似的部分/部件。
具体实施方式
[0022]以下结合附图具体描述根据本申请的原理的用于燃料电池系统的燃料供应模块及其壳体。
[0023]为便于描述，本文中使用诸如“流体连接”、“流体连通”等术语来描述一个元件或特征通过直接(例如，相互接触、对接)或间接(例如，借助诸如通道、管线、腔室等中间元件或特征)的方式与另一元件或特征形成允许流体从所述一个元件或特征流动到所述另一元件或特征或者从所述另一元件或特征流动到所述一个元件或特征的流路。
[0024]相应地，本文中使用术语“电连接”来描述一个元件或特征通过直接(例如，接触、焊接、钳压等)或间接(例如，经由诸如导体、导线等中间元件或特征)的方式与另一元件或特征形成允许带点粒子从所述一个元件或特征载送到所述另一元件或特征或者从所述另一元件或特征载送到所述一个元件或特征的电路。
[0025]图1示意性地图示出沿着燃料流动路线剖切的根据本申请的第一实施例的燃料供应模块的壳体100的截面。如图1中所示，壳体100限定沿着大体平直的方向延伸通过壳体的燃料引射通道110和紧邻燃料引射通道110形成的燃料再循环泵室120。
[0026]燃料引射通道110呈文丘里管构型，具有依序连接在壳体100的第一燃料入口111与燃料出口112之间的收缩段113、吼道段114和扩散段115。收缩段113具有从第一燃料入口111朝着吼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池系统的燃料供应模块(10)，其特征在于包括：壳体(100、200、300)，所述壳体具有第一燃料入口(111、311)、第二燃料入口(132、232、332)和燃料出口(112、312)；在壳体(100、200、300)中形成的燃料引射通道(110、210、310)，燃料引射通道(110、210、310)呈文丘里管构型并具有依序连接在第一燃料入口(111、311)与燃料出口(112、312)之间的收缩段(113)、吼道段(114)和扩散段(115)；以及容纳在壳体(100、200、300)内的燃料再循环泵(12)，其中，壳体(100、200、300)的容纳燃料再循环泵(12)的燃料再循环泵室(120、220)与第二燃料入口(132、232、332)和燃料引射通道(110、210、310)流体连接并紧靠燃料引射通道(110、210、310)布置。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的燃料供应模块(10)，其特征在于，燃料再循环泵室(120、220)通过第一再循环通道(131、231)流体连接到燃料引射通道(110、210、310)的吼道段(114)的邻近收缩段(113)的部分。3.根据权利要求2所述的用于燃料电池系统的燃料供应模块(10)，其特征在于，燃料再循环泵室(120、220)的容纳燃料再循环泵(12)的电驱动和控制部件的部分与燃料引射通道(110、210、310)的吼道段(114)具有公共的壁(140)。4.根据权利要求3所述的用于燃料电池系统的燃料供应模块(10)，其特征在于，燃料再循环泵室(120、220)中设置有排热结构(150、250)，所述排热结构(150、250)沿着和/或绕着燃料再循环泵(12)的电驱动和控制部件布置，排热结构(150、250)的一端连接到燃料再循环泵室(120、220)的液体接入端口(123、223)，且另一端连接到燃料再循环泵室(120、220)的液体排出端口(124、224)，其中，液体接入端口(123、223)在使用中时高于液体排出端口(124、224)定位。5.根据权利要求4所述的用于燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢奕，陈祎博，钱雪凌，赵猛，赵后辽，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：新型
国别省市：