具有引入多于一个燃料场的入口燃料和/或引入少于所有燃料场的再循环物的燃料电池系统

摘要

燃料电池动力设备(19、47、60、86、102、112、121)包括来自标记为M-N至M的流场序列(20-23；49-52；61-64；87-89)的最后一个燃料流场(23、52、64、89)的燃料出口(29)的再循环燃料，所述再循环燃料被施加至第M流场或第M和第(M-1)流场。燃料再循环推进器是鼓风机(30)、受排出空气推动的涡轮压缩机(30a)、喷射器(30b)或电化学氢泵(30c)。来自源(77)的燃料可被施加至流场序列的第一燃料流场(87)或附加燃料流场(88、74、75、89)以降低所述流场序列的所述第一流场中的压力降和流速需求且确保附加燃料流场中存在更多燃料。可通过这种场中的电压(126)或其排出物的燃料含量(128)控制到达所述附加燃料流场的流。通过罐(125)提供瞬态燃料体积。

主权项

一种用于为负载提供电功率的燃料电池动力设备(19、47、60、86)，所述燃料电池动力设备包括：具有布置成一系列M个燃料流场(20-23；49-52；61-64；74、75；87-89；150-152)的燃料流道的多个燃料电池，所述序列中的最后一个燃料流场为所述序列中的第M燃料流场，且所述序列中的第一燃料流场为所述序列中的第M-N流场，其中N比M小1，所述燃料流场序列选自(a)通过每个电池的燃料流道的M条燃料流通道(20-23)、(b)在一个级联燃料电池堆内呈串联燃料流关系的M组燃料电池的燃料流场(49-52；87-89；150-152)，其中来自除最后一组以外的每个组的燃料被供给进入所述序列中的下一个组、和(c)呈串联燃料流关系的M个燃料电池堆的燃料流场(61-64；74、75)，其中来自除最后一个堆以外的每个堆的燃料被供给进入所述序列中的下一个堆，每个所述燃料流场被连接在燃料流场入口与燃料流场出口之间；每个所述燃料流场入口被连接至选自(d)内部燃料入口歧管(26)、(e)外部燃料入口歧管(26、117)、(f)内部燃料转向歧管(25、37、40)和(g)外部燃料转向歧管(37a、40a、45；55-57；93、94、99)的燃料歧管；每个所述燃料流场出口被连接至选自(h)内部燃料出口歧管(28)、(i)外部燃料出口歧管(28、29、95)、(j)内部燃料转向歧管(25、37、40)和(k)外部燃料转向歧管(37a、40a、45；55-57；93、94、99)的燃料歧管；燃料源(26、77)；所述序列中的所述第一流场接收来自所述源的燃料；其特征在于：所述序列中的另外一个燃料流场(75、88、89、151、152)接收来自所述序列中所述另外一个燃料流场的前一个所述流场的燃料并且或是(l)直接接收来自所述源的燃料或是(m)通过接收来自所述源的燃料的燃料储存装置(125)接收来自所述源的燃料；燃料再循环回路(30、34、38)接收来自连接至所述燃料流场的所述第M燃料流场的燃料流场出口的一条所述歧管的燃料且将再循环燃料供应至(r)连接至所述序列中所述第M流场的燃料流场入口的所述歧管(57、117)中的第一歧管，或(s)连接至所述序列中第M-1流场的燃料流场入口的所述歧管(40、56；94、99)中的第二歧管，或(t)所述第一歧管和所述第二歧管；和所述燃料再循环回路具有选自(u)鼓风机、(v)电化学氢泵(30c)、(w)喷射器(30b)中的推进器，所述喷射器的输入端被连接至所述第M流场的所述燃料流场出口且所述喷射器的输出端被连接至所述第一歧管和所述第二歧管中的一条或两条。