供应至少一个燃料电池的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及为至少一个燃料电池供应燃料和燃烧剂的设备。
【背景技术】
[0002]燃料电池是通过燃料(例如氢)和燃烧剂(例如氧)之间的电化学氧化还原反应来生产电能。质子交换膜燃料电池(PEMFC)包括至少一个电化学电池，其中每个电化学电池包括质子交换膜并且使得氧在膜的一侧循环并且氢在膜的另一侧循环，以造成氢和氧之间通过膜的氧化还原。
[0003]例如，燃料电池在电网故障的情况下用作电能来源，以便为建筑物或敏感设施，例如医院供电。
[0004]这种燃料电池长时间保持停用状态并且必须能够可靠地启动。
[0005]可能提供电能储存设备(比如电池组、电容器或超级电容器)或机械能储存设备(比如飞轮或加压的空气来源)来为启动燃料电池供应必要的能量。
【发明内容】
[0006]但是，用作紧急电源的燃料电池的长期停用使得保养该装置是必要的。另外，该装置本身可以是故障源。
[0007]本发明的一个目标是提出供应至少一个燃料电池并允许燃料电池可靠的启动的设备。
[0008]为了该目的，本发明提出了供应至少一个燃料电池的设备，其包括第一流体流路和第二流体流路，一个为所述/每个燃料电池供应燃料和另一个为所述/每个燃料电池供应燃烧剂。第一流路包括具有第一电控制螺线管阀的第一供应管线，其供应至少一个第一供应分支，其中每个第一供应分支供应一个各自燃料电池，和第一启动器，其配置为当第一螺线管阀的电控制不工作时允许第一流路中的流体朝着所述/每个燃料电池循环。第二流路包括具有第二螺线管阀的第二供应管线，其供应至少一个第二供应分支，其中每个第二供应分支供应一个各自燃料电池，和第二启动器，其配置为当第二螺线管阀的电控制不工作时允许第二流路中的流体朝着所述/每个燃料电池循环。供应设备包括至少一个压力致动的减压器，其布置在第一流路上并且被第二流路中的压力致动。
[0009]根据其它实施方式，供应设备包括一个或多个下述特征，单独或以所有技术上可能的组合:
[0010]-第一螺线管阀具有构成第一启动器的第一致动元件，其中第一螺线管阀可使用第一致动元件手动控制；
[0011]-第二螺线管阀具有构成第二启动器的第二致动元件，其中第二螺线管阀可使用致动7Π件手动控制；
[0012]-第一启动器包括用于第一螺线管阀的第一旁通管线，其包括第一旁通阀；
[0013]-第一旁通阀被电或手动控制，并且可被第一致动元件控制；
[0014]-第一供应管线供应数个第一供应分支，并且第一旁通管线通往第一供应管线；
[0015]-第一供应管线供应数个第一供应分支，并且第一旁通管线供应数个第一旁通分支，其中每个第一旁通分支通往各自第一供应管线；
[0016]-第二启动器包括用于第二螺线管阀的第二旁通管线，其具有被手动控制并且可被第二致动元件控制的第二旁通阀；
[0017]-第二旁通阀被电或手动控制，并且可被第二致动元件控制；
[0018]-第二供应管线供应数个第二供应分支，并且第二旁通管线通往第二供应管线；
[0019]-第二供应管线供应数个第二供应分支，并且第二旁通管线供应数个第二旁通分支，其中每个第二旁通分支通往各自第二供应管线；
[0020]-其包括压力致动的减压器，其布置在第一供应管线上并且由第二供应管线中获得的控制压来致动；
[0021]-其包括压力致动的减压器，其布置在第一旁通管线上并且由第二供应管线中获得的控制压来致动；
[0022]-其包括压力致动的减压器，其布置在第一旁通管线上并且由第二旁通管线中获得的控制压来致动；
[0023]-其包括压力致动的减压器，其布置在第一旁通分支上并且由第二旁通分支中获得的控制压来致动，其中第一旁通分支和第二旁通分支优选地供应相同的燃料电池；
[0024]-其包括压力致动的减压器，其布置在第一供应分支上并且由第二供应分支中获得的控制压来致动，其中第一供应分支和第二供应分支优选地供应相同的燃料电池；
[0025]-其包括布置在第二供应管线上的受控减压器；
[0026]-其包括布置在第二旁通管线上的受控减压器；
[0027]-其包括布置在第二供应分支上的受控减压器；
[0028]-其包括至少一个布置在第二供应分支上的受控减压器；
[0029]-其包括电控制压力调节器，其布置在第一供应管线上，优选地在第一供应管线中第一旁通管线的第一返回点的上游；
[0030]-其包括电控制压力调节器，其布置在第二供应管线上，优选地在第二供应管线中第二旁通管线的第二返回点的上游；
[0031]-其包括电控制压力调节器，其布置在每个第一供应分支上，优选地在第一供应分支中第一旁通分支的第一返回点的上游；
[0032]-其包括电控制压力调节器，其布置在每个第二供应分支上，优选地在第二供应分支中第二旁通分支的第二返回点的上游。
[0033]本发明也涉及一种燃料电池系统，其包括至少一个燃料电池和如上定义的为所述/每个燃料电池供应燃料和燃烧剂的设备。
【附图说明】
[0034]参考附图，基于仅作为例子提供的下述说明书将更好地理解本发明和其益处，其中:
[0035]-图1是包括供应设备的燃料电池系统的示意性详细视图；
[0036]-图2-4是与图1类似的视图，其显示根据变型的包括供应设备的燃料电池系统。
【具体实施方式】
[0037]图1中显示的燃料电池系统2包括多个燃料电池4和为每个燃料电池供应燃料和燃烧剂的供应设备6。图1中显示了仅仅两个燃料电池4。
[0038]每个燃料电池4包括至少一个电化学电池，优选电化学电池堆叠，其每个配置为通过燃料和燃烧剂的氧化还原来产生电。
[0039]每个燃料电池4包括第一输入4A和第二输入4B，前者供应燃料和后者供应燃烧剂。经第一输入4A和第二输入4B为每个电化学电池供应燃料和燃烧剂。
[0040]每个燃料电池4包括第一输出4C和第二输出4D，以排出由氧化还原反应产生的流体。
[0041]燃料电池4是例如质子交换膜燃料电池(PEMFC)。每个电化学电池包括质子交换膜，其中经过用作燃料的氢和用作燃烧剂的氧之间的膜，通过质子交换进行氧化还原反应。
[0042]优选地，燃料电池是氢/氧(H2/02)电池，其使用氢(H2)作为燃料并使用氧(O2)作为燃烧剂。存在氢/空气燃料电池，其使用氢(H2)作为燃料并使用来自空气的氧作为燃烧剂。由于氧和氢的结合，氧化还原反应产生水。
[0043]供应设备包括第一流体流路8和第二流体流路10，前者为燃料电池4供应燃料并且后者为燃料电池4供应燃烧剂。第一流路8用于供应燃料，第二流路10用于供应燃烧剂，或反之亦然。
[0044]第一流路8供应燃料电池4的第一输入4A，第二流路10供应燃料电池4的第二输入4B。
[0045]第一流路8包括第一供应管线12和第一启动器15，第一供应管线12具有第一螺线管阀14，以控制第一供应管线12中的流速，第一启动器15配置为当第一螺线管阀的电控制14不工作时，允许第一流路8中的流体朝着每个燃料电池4循环。
[0046]第一启动器15包括用于第一螺线管阀14的第一旁通管线16，其具有第一旁通阀18，以控制第一旁通管线16中的流速。
[0047]第一螺线管阀14是电控制的并且需要电力供应以运转。其电控制在没有电力时不工作。在正常操作下，第一螺线管阀的电控制14通过所述/每个燃料电池供电。
[0048]第一旁通阀18是手动控制的并且运转不需要电力供应。其包括第一致动元件19，当通过操作人员手动致动时，其关闭第二旁通阀18以阻止第二旁通管线16中流体的循环或打开第二旁通管线18以允许第二旁通管线16中流体的循环。
[0049]第一流路8包括由第一供应管线12供应的至少一个第一供应分支20，其中每个第一供应分支20连接至各自燃料电池4的第一输入4A，以供应燃料电池4。
[0050]第一流路8包括与燃料电池系统2包括的燃料电池4 一样多的供应分支20。燃料电池4的第一输入4A同时由第一流路8供应。
[0051]第一旁通管线16由第一供应管线12在第一螺线管阀14上游的第一供应点16A供应，并且在第一螺线管阀14下游和第一供应管线12上第一分支20的接头的上游的第一返回点16B通往第一供应12。
[0052]第二流路10包括第二供应管线22和第二启动器25，第二供应管线22具有第二螺线管阀24，以控制第二供应管线22中的流速，第二启动器25配置为当电第二螺线管阀的控制24不工作时，允许第二流路10中的流体朝着所述/每个燃料电池4循环。
[0053]第二启动器25包括用于第二螺线管阀24的第二旁通管线26，其具有第二旁通阀28，以控制第二旁通管线26中的流速。
[0054]第二螺线管阀24是电控制的并且运转需要电力供应以运转。其电控制在没有电力时不工作。在正常操作下，第二螺线管阀24的电控制通过所述/每个燃料电池供电。
[0055]第二旁通阀28是手动控制的并且运转不需要电力供应。其包括第二致动元件29，当通过操作人员手动致动时，其关闭第二旁通阀28以阻止第二旁