[0083]再循环设备1010可以如下操作。如图3B所示，力850可以施加到活塞头表面840。这可能导致活塞710大致向上游滑动。该方向可以大致平行于纵向轴线860。当活塞710向上游滑动时，运动可以导致第二端900通过孔870从狭窄内腔880中突出。活塞710可以向上游滑动直到针720的第二端900通过孔870突出为止。这种运动可以充满孔870，用于预防或限制进一步滑动或阻塞流通过孔870。因此，可以改变活塞710的狭窄内腔880和针的第二端900之间的开口面积。修改该开口面积可以控制经过孔870的燃料120的流量。控制通过孔870的燃料120流可以控制经过第二通道740的燃料120流。
[0084]弹簧(未示出)可以放置在内腔760内并且用来以对抗力850。例如，弹簧可以被配置成在下游方向上对活塞830施加弹簧力930。该方向可以大致平行于纵向轴线860。力850和弹簧力930的总和可以确定活塞850的位置。活塞850的位置可以控制通过孔870进入混合室790内的燃料120的流量。可以选择弹簧来设置致动活塞850所需的阳极压力。
[0085]在其它实施例中，弹簧力930可以由液压力来补充或替换，该弹簧力通过在活塞830的上游处加压活塞830来形成。
[0086]考虑本文中所公开的本发明的说明书和实践，本发明的其它实施例对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。旨在说明书和示例被视为仅仅示例性的，本发明的真正范围和精神由以下权利要求限定。
【主权项】
1.一种再循环设备，包括: 本体，该本体包括被配置成接收排气的至少一个第一通道、被配置成接收燃料的至少一个第二通道、被配置成接收排气和燃料的混合物的至少一个第三通道、和从第二通道延伸到第三通道的纵向轴线； 喷嘴，该喷嘴包括内腔，用于将燃料朝向孔引导，该孔位于内腔的最小横截面积处；活塞，该活塞可滑动地位于本体内，包括被配置成接收燃料的第一端和被配置成向喷嘴腔供以燃料的第二端，由此，活塞由排气沿着本体的纵向轴线致动，用于控制通过孔的燃料的流量；和 混合室，该混合室位于本体内，被配置成接收排气并且被配置成从孔接收燃料。
2.一种包括如权利要求1所述的再循环设备的燃料电池系统，该燃料电池系统还包括: 燃料源； 燃料电池，该燃料电池包括阳极隔室、阴极隔室、和电解质； 再循环设备内的活塞，该活塞被配置成允许额外的燃料流经孔； 第一管道，该第一管道将燃料源流体地连接到再循环设备的第二通道； 第二管道，该第二管道将再循环设备的第三通道流体地连接到阳极隔室入口 ；和 第三管道，该第三管道将阳极隔室出口流体地连接到本体的第一通道。
3.根据权利要求1所述的再循环设备，其中该设备被配置成在燃料电池系统内操作。
4.根据权利要求1所述的再循环设备，其中从孔喷出的燃料和排气被夹带并在混合室内混合。
5.根据权利要求1所述的再循环设备，其中排气从燃料电池的阳极隔室中排出并且燃料为含氢流体。
6.根据权利要求1所述的再循环设备，其中供应到再循环设备的第一通道的排气入口压力的范围为约3 psig到约60 psig之间并且供应到再循环设备的第二通道的燃料压力的范围为约30 psig到约500 psig之间。
7.根据权利要求1所述的再循环设备，其中燃料和混合物中的至少一个的流速被配置成在超音速速度下操作。
8.—种再循环设备，包括: 本体，该本体包括被配置成接收排气的至少一个第一通道、被配置成接收燃料的包括阀座的至少一个第二通道、被配置成接收排气和燃料的混合物的至少一个第三通道、和从第二通道延伸到第三通道的纵向轴线； 喷嘴，该喷嘴包括内腔，用于将燃料朝向孔引导，该孔位于内腔的最小横截面积处，其中喷嘴被固定地耦合到本体； 活塞，该活塞可滑动地位于本体内，包括被配置成接收燃料的第一端和被配置成向喷嘴腔供以燃料的第二端，活塞表面被配置成接收排气，由此，活塞由排气沿着本体的纵向轴线致动，用于控制通过孔的燃料的流量； 混合室，该混合室位于本体内，被配置成接收排气并且被配置成从孔中接收燃料；和阀杆，该阀杆包括锥形端，固定地耦合到活塞的第一端，由此，沿着纵向轴线致动的活塞控制阀杆的第一端和阀座之间的距离。
9.根据权利要求8所述的再循环设备，其中活塞为包括活塞头和阀杆的组件，固定地耦合到气缸，活塞组件的第一端在气缸的侧壁上具有至少一个通道，用于允许燃料进入中心腔，该中心腔从第一端到第二端沿着活塞的长度延伸，用于允许燃料通过。
10.一种包括如权利要求8所述的再循环设备的燃料电池系统，该燃料电池系统还包括: 燃料源； 燃料电池，该燃料电池包括阳极隔室、阴极隔室、和电解质； 再循环设备内的活塞和阀杆组件，该活塞和阀杆组件被配置成允许额外的燃料流经孔； 第一管道，该第一管道将燃料源流体地连接到再循环设备的第二通道； 第二管道，该第二管道将再循环设备的第三通道流体地连接到阳极隔室入口 ；和 第三管道，该第三管道将阳极隔室出口流体地连接到本体的第一通道。
11.根据权利要求8所述的再循环设备，其中该设备被配置成在燃料电池系统内操作。
12.根据权利要求8所述的再循环设备，其中从孔喷出的燃料和排气被夹带并在混合室内混合。
13.根据权利要求8所述的再循环设备，其中排气从燃料电池的阳极隔室中排出并且燃料为含氢流体。
14.根据权利要求8所述的再循环设备，其中供应到再循环设备的第一通道的排气入口压力的范围为约3 psig到约60 psig之间并且供应到再循环设备的第二通道的燃料压力的范围为约30 psig到约500 psig之间。
15.根据权利要求8所述的再循环设备，其中燃料和混合物中的至少一个流速被配置成在超音速速度下操作。
16.根据权利要求8所述的再循环设备，其中当阀杆接近阀座时，减小用于燃料流动的开口的横截面积来限制燃料的流量。
17.—种再循环设备，包括: 本体，该本体包括被配置成接收排气的至少一个第一通道、被配置成接收燃料的至少一个第二通道、被配置成接收排气和燃料的混合物的至少一个第三通道、和从第二通道延伸到第三通道的纵向轴线； 活塞，该活塞可滑动地位于本体内，包括活塞腔，被配置成接收穿过活塞腔的第一针段，活塞腔被配置成将燃料朝向孔引导，孔位于活塞中心腔的最小横截面积处，活塞表面被配置成接收排气，由此，活塞由排气压力沿着本体的纵向轴线致动，用于控制经过孔的燃料的流量； 混合室，该混合室位于本体内，被配置以接收排气并且被配置成从孔中接收燃料；和 针，该针固定地耦合到本体，包括: 第一端，该第一端具有用于接收送入中心腔的燃料的通道，该中心腔朝向第二段延伸；和 在第二端的大致区域中，出口通道允许燃料从中心腔离开进入活塞腔；第二端在下游方向上逐渐变细，由此，锥形针段的表面平行于活塞的锥形内表面，并且当活塞致动时，被配置成与活塞的内表面接合。
18.根据权利要求17所述的再循环设备，其中活塞被替换为隔膜，该隔膜固定地耦合到针，隔膜控制通过孔的流量，由于排气压力而导致隔膜偏斜。
19.根据权利要求17所述的再循环设备，其中该设备被配置成在燃料电池系统内操作。
20.根据权利要求17所述的再循环设备，其中从孔喷出的燃料和排气被夹带并在混合室内混合。
21.根据权利要求17所述的再循环设备，其中排气从燃料电池的阳极隔室中排出并且燃料为含氢流体。
22.根据权利要求17所述的再循环设备，其中供应到再循环设备的第一通道的排气入口压力的范围为约3 psig到约60 psig之间并且供应到再循环设备的第二通道的燃料压力的范围为约30 psig到约500 psig之间。
23.根据权利要求17所述的再循环设备，其中燃料和混合物中的至少一个流速被配置成在超音速速度下操作。
24.根据权利要求17所述的再循环设备，其中当针进入孔时，减小孔的面积直到针填满孔并密封燃料流为止。
【专利摘要】本公开提供了一种再循环设备，该再循环设备包括本体，该本体包括被配置成接收排气的至少一个第一通道、被配置成接收燃料的至少一个第二通道、被配置成接收排气和燃料的混合物的至少一个第三通道、和从第二通道延伸到第三通道的纵向轴线。该设备还可以包括喷嘴，该喷嘴包括内腔，用于将燃料朝向孔引导，该孔位于内腔的最小横截面积处；和活塞，该活塞可滑动地位于本体内，包括被配置成接收燃料的第一端和被配置成向喷嘴腔供以燃料的第二端，由此，活塞可以由排气沿着本体的纵向轴线致动，从而控制通过孔的燃料流量。位于本体内的混合室可以被配置成接收排气并且被配置成从孔中接收燃料。
【IPC分类】H01M8-04, F01D17-00, F02M69-14
【公开号】CN104798235
【申请号】CN201380052404
【发明人】本杰明·S·兰特
【申请人】努威拉燃料电池有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年8月1日
【公告号】CA2881507A1, EP2883263A2, US20140045083, WO2014025618A2, WO2014025618A3