專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在可變輸送速率下可靠的原料輸送的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示內(nèi)容大致上有關(guān)氫氣-產(chǎn)生的燃料處理組件及燃料電池系統(tǒng)，且更特別是 有關(guān)用于此的原料輸送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氫氣-產(chǎn)生的燃料處理組件是一或多個(gè)裝置或零組件的組件，該組件包括具有氫 氣_產(chǎn)生區(qū)域的燃料處理器，該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域被設(shè)計(jì)成適于將一或多種原料轉(zhuǎn)換成含有 氫氣當(dāng)作主要成份的產(chǎn)品射流。在操作中，該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域典型是在升高的溫度及壓力 下操作，且包含合適的催化劑，以由被輸送至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的原料產(chǎn)生至少氫氣。被輸 送至該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的原料的成份、流動(dòng)速率、及性質(zhì)可影響該氫氣產(chǎn)生組件的性能。所產(chǎn)生的氫氣可被使用于各種應(yīng)用中。一種此應(yīng)用是能量產(chǎn)生，諸如在電化學(xué)的 燃料電池中。電化學(xué)的燃料電池是一種將燃料及氧化劑轉(zhuǎn)換成電力、反應(yīng)產(chǎn)物、及熱的裝 置。譬如，燃料電池可將氫氣及氧氣轉(zhuǎn)換成水及電力。在此等燃料電池中，該氫氣是所述燃 料，該氧氣是所述氧化劑，且該水是所述反應(yīng)產(chǎn)物。燃料電池典型被偶聯(lián)在一起，以形成燃 料電池堆。氫氣-產(chǎn)生的燃料電池系統(tǒng)是包括氫氣產(chǎn)生處理組件的系統(tǒng)，該氫氣產(chǎn)生處理組 件被設(shè)計(jì)成適于氫氣-產(chǎn)生；及燃料電池堆，其被設(shè)計(jì)成適于承接通過(guò)該燃料處理組件所 產(chǎn)生的氫氣，且被設(shè)計(jì)成適于由該燃料電池堆產(chǎn)生電流。當(dāng)氫氣至該燃料電池堆的流動(dòng)速 率被原料至該氫氣生產(chǎn)組件的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的流動(dòng)速率所影響時(shí)，這可影響該燃料電池 堆的性能和/或其滿(mǎn)足被施加至其上的負(fù)載的能力。在很多燃料處理組件中，用于該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的進(jìn)料射流是液體進(jìn)料射流。該 液體進(jìn)料射流是通過(guò)泵抽取自合適的來(lái)源或儲(chǔ)存器，且此后被輸送至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域， 典型在蒸發(fā)該進(jìn)料射流之后。在很多此等燃料處理組件中，該液體的進(jìn)料射流包括水及含 碳原料、諸如醇或碳化氫的至少一種。被由該來(lái)源泵吸至該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的進(jìn)料射流的 速率典型是與對(duì)于氫氣的需求有關(guān)，當(dāng)對(duì)于通過(guò)該燃料處理組件所產(chǎn)生的氫氣有較大需求 時(shí)，所提供的進(jìn)料射流有較大的流動(dòng)速率，且當(dāng)對(duì)于有較低的需求時(shí)，所提供的進(jìn)料射流有 較少的流動(dòng)速率。在流動(dòng)速率的范圍內(nèi)可靠地提供該進(jìn)料射流的想要的流動(dòng)速率是用于燃 料處理組件的設(shè)計(jì)目標(biāo)，因進(jìn)料射流的流動(dòng)速率影響該燃料處理組件與其的任何氫氣_產(chǎn) 生的燃料電池系統(tǒng)的整個(gè)性能和/或操作條件，該燃料處理組件形成該氫氣_產(chǎn)生的燃料 電池系統(tǒng)的一部分。


圖1是具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)的燃料處理組件的示意圖。圖2是根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)的示意圖。圖3是根據(jù)本揭示內(nèi)容的另一原料輸送系統(tǒng)的示意圖。圖4是根據(jù)本揭示內(nèi)容的另一原料輸送系統(tǒng)的示意圖。圖5是根據(jù)本揭示內(nèi)容的另一原料輸送系統(tǒng)的示意圖。圖6是根據(jù)本揭示內(nèi)容的另一原料輸送系統(tǒng)的示意圖。圖7是具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)的示意圖。圖8是具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)的另一燃料處理組件的示意圖。圖9是燃料處理組件的另一范例的示意圖，該燃料處理組件可與根據(jù)本揭示內(nèi)容 的原料輸送系統(tǒng)一起使用。圖10是根據(jù)本揭示內(nèi)容的燃料處理組件的示意圖，其中該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域及該加 熱組件兩者承接包含水及液體含碳原料的燃料射流、或進(jìn)料射流。圖11是具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)的另一燃料處理組件的示意圖。
具體實(shí)施例方式包含根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)22的燃料處理組件被顯示在圖1中，且大致 上被指示在10。燃料處理組件10包括氫氣-產(chǎn)生燃料處理器12，其被設(shè)計(jì)成適于由一或 多個(gè)進(jìn)料射流16產(chǎn)生包含氫氣的產(chǎn)物氫氣射流14，且于很多實(shí)施例中，產(chǎn)生至少大體上純 氫氣。進(jìn)料射流16是通過(guò)該原料輸送系統(tǒng)被抽取作為來(lái)自一或多個(gè)來(lái)源112的液體射流。 進(jìn)料射流16包括至少一含碳原料18及可包括水17。說(shuō)明性地，合適的液體含碳原料18的 非專(zhuān)有范例包括至少碳化氫或醇。說(shuō)明性地，合適的液體碳化氫的非專(zhuān)有范例包括柴油、煤 油、汽油、與類(lèi)似物等。說(shuō)明性地，合適的醇的非專(zhuān)有范例包括甲醇、乙醇、及多元醇，諸如乙 二醇及丙二醇。當(dāng)該含碳原料是易于與水混合時(shí)，該含碳原料可為、但非需要地在與進(jìn)料射流16 的水成份相同的進(jìn)料射流中輸送至該燃料處理器，諸如在圖1中通過(guò)指向該相同的進(jìn)料射 流16的參考數(shù)字17及18所顯示。譬如，當(dāng)該燃料處理器承接包含水及水溶性醇、諸如甲 醇的進(jìn)料射流時(shí)，這些成份可被預(yù)先拌合及輸送作為單一進(jìn)料射流。例如說(shuō)明性、非專(zhuān)有的 范例，重整的進(jìn)料射流可包含大約25-75體積百分比的甲醇或乙醇或另一合適的易于與水 混合的含碳原料，及大約25-75體積百分比的水。用于由甲醇及水所(至少大體上)形成 的進(jìn)料射流，所述進(jìn)料射流將典型包含大約50-75體積百分比的甲醇及大約25-50體積百 分比的水。包含乙醇或其它易于與水混合的醇的進(jìn)料射流16典型將包含大約25-60體積 百分比的醇及大約40-75體積百分比的水。用于利用蒸氣重整或自熱重整反應(yīng)以產(chǎn)生氫氣 的氫氣_產(chǎn)生組件中，特別適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料射流的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包含69體積百分比的甲 醇及31體積百分比的水，雖然其它成份及液體的含碳原料可被使用，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容 的范圍脫離。此包含水及至少一含碳原料的進(jìn)料射流可被用作用于氫氣_產(chǎn)生區(qū)域19的 進(jìn)料射流、及用作用于加熱組件(當(dāng)存在時(shí))的易燃的燃料射流是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)， 該加熱組件被設(shè)計(jì)成適于加熱至少該燃料處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域、諸如加熱至合適的
6氫氣-產(chǎn)生溫度。雖然單一進(jìn)料射流16是顯示在圖1中，超過(guò)進(jìn)料射流16可被使用及這些進(jìn)料射 流可包含相同或不同的原料是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。這是概要地通過(guò)圖1中的虛線(xiàn)的第 二進(jìn)料射流16的含括所說(shuō)明。相同地，圖1還在虛線(xiàn)中說(shuō)明每一進(jìn)料射流16可為(但非 需要為)與不同原料輸送系統(tǒng)22或其各部分有關(guān)連。譬如，當(dāng)超過(guò)原料輸送系統(tǒng)22被利 用時(shí)，所述系統(tǒng)可(但非需要)由共享的供給源抽取其出口射流的至少一部分。當(dāng)進(jìn)料射 流16包含二個(gè)或更多成份、諸如含碳原料及水時(shí)，所述成份可被輸送于相同或不同的進(jìn)料 射流中。燃料處理器12包括任何合適的裝置、或諸裝置的組合，其被設(shè)計(jì)成適于經(jīng)由化學(xué) 反應(yīng)從進(jìn)料射流16更大量地產(chǎn)生氫氣。據(jù)此，燃料處理器12包括氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19，包 含氫氣的輸出射流20是在該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中通過(guò)利用任何合適的氫氣_產(chǎn)生機(jī)件所產(chǎn) 生。輸出射流20包括氫氣當(dāng)作至少一主要成份。輸出射流20可包括一或更多額外的氣體 成份，且因此可被稱(chēng)為混合氣體射流，其包含氫氣當(dāng)作其主要成份，且其還包含其它氣體。用于由被原料輸送系統(tǒng)22所輸送的進(jìn)料射流16產(chǎn)生氫氣的合適機(jī)件的說(shuō)明性、 非專(zhuān)有范例是蒸氣重整，其中重整催化劑被使用于由包含含碳原料18及水17的至少一進(jìn) 料射流16產(chǎn)生氫氣。在蒸氣重整的制程中，氫氣_產(chǎn)生區(qū)域19包含合適的蒸氣重整催化 劑23，如于圖1中的虛線(xiàn)所指示。在此實(shí)施例中，該燃料處理器可被稱(chēng)為蒸氣重整器，氫 氣-產(chǎn)生區(qū)域19可被稱(chēng)為重整區(qū)域，及輸出、或混合氣體射流20可被稱(chēng)為重整產(chǎn)物射流。 如在此所使用，重整區(qū)域19意指利用蒸氣重整的氫氣_產(chǎn)生機(jī)件的任何氫氣_產(chǎn)生區(qū)域。 合適的蒸氣重整催化劑的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括低溫度變化催化劑的銅_鋅配方及通過(guò) Sud-Chemie在該商品名稱(chēng)KMA之下銷(xiāo)售的鉻配方，雖然其它配方可被使用。典型存在于該 重整產(chǎn)物射流中的其它氣體包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷、蒸氣、和/或未反應(yīng)的含碳原 料。可被利用在氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19中的合適氫氣-產(chǎn)生反應(yīng)的另一說(shuō)明性范例是自 熱重整，其中合適的自熱重整催化劑被使用于由水及存在于空氣中的含碳原料產(chǎn)生氫氣。 當(dāng)自熱重整被使用時(shí)，該燃料處理器進(jìn)一步包括空氣輸送組件67，該空氣輸送組件被設(shè)計(jì) 成適于輸送氣流至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域，如在圖1中的虛線(xiàn)所指示。自熱氫氣-產(chǎn)生反應(yīng)利 用主要吸熱反應(yīng)，該主要吸熱反應(yīng)是會(huì)同一放熱的局部氧化反應(yīng)利用，在該最初氫氣_產(chǎn) 生反應(yīng)的開(kāi)始時(shí)，該放熱的局部氧化反應(yīng)在該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱。其它用于產(chǎn)生氫 氣的合適機(jī)件的進(jìn)一步說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括含碳原料的熱裂解及催化局部氧化，在該 案例中，該進(jìn)料射流不包含水。當(dāng)被利用于產(chǎn)生產(chǎn)物氫氣射流14用的氫氣時(shí)，燃料處理組件10的至少該氫 氣-產(chǎn)生區(qū)域19被設(shè)計(jì)成可在升高的溫度、或在升高的溫度范圍內(nèi)操作。此氫氣_產(chǎn)生溫 度、或溫度范圍可經(jīng)過(guò)加熱組件60或其它合適的熱源的使用被達(dá)成和/或維持在氫氣_產(chǎn) 生區(qū)域19中。氫氣-產(chǎn)生的蒸氣重整器典型在攝氏200度 900度的溫度范圍中操作。 在此范圍的外的溫度是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。當(dāng)該含碳原料是甲醇時(shí)，該蒸氣重整反應(yīng) 將典型在大約攝氏200度 500度的溫度范圍中操作。此范圍的說(shuō)明性子集合包括攝氏 350-450度、375-425度、375-400度、及400-450度。當(dāng)該含碳原料是碳化氫、乙醇、或另一 醇時(shí)，大約攝氏400-900度的溫度范圍典型將被使用于該蒸氣重整反應(yīng)。此范圍的說(shuō)明性
7子集合包括攝氏 750-850 度、725-825 度、650-750 度、700-800 度、700-900 度、500-800 度、 400-600 度、及 600-800 度。該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19包括二個(gè)或更多區(qū)、或部分是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，該氫 氣-產(chǎn)生區(qū)域的每一個(gè)可為在相同或在不同溫度下操作。譬如，當(dāng)該含碳原料是碳化氫、 或包括碳化氫時(shí)，在一些實(shí)施例中，其可為想要的是包括兩個(gè)不同的氫氣-產(chǎn)生部分，使氫 氣_產(chǎn)生部分在比另一氫氣_產(chǎn)生部分較低的溫度下操作，以提供預(yù)先重整區(qū)域。在此實(shí) 施例中，該燃料處理系統(tǒng)可另一選擇地被敘述為包括二個(gè)或更多氫氣-產(chǎn)生區(qū)域。燃料處理組件10的至少該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域19也被組構(gòu)成將在升高的壓力下操 作，諸如至少每平方時(shí)40磅或至少每平方時(shí)50磅的壓力。此壓力在此可被稱(chēng)為氫氣產(chǎn)生 壓力。額外或另一選擇是，燃料處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域可被設(shè)計(jì)成適于在氫氣_產(chǎn)生 的壓力范圍內(nèi)操作。當(dāng)作說(shuō)明性、非專(zhuān)有的范例，蒸氣及自熱重整器典型是在此等氫氣-產(chǎn) 生的壓力下操作，諸如在每平方時(shí)40-1000磅的范圍中的壓力，包括在每平方時(shí)40-100磅、 每平方時(shí)50-150磅、每平方時(shí)50-200的范圍中的壓力等。在此范圍的外的壓力可被使用 及在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。譬如，在一些實(shí)施例中，較低的壓力可為充分的，諸如，當(dāng)該氫 氣_產(chǎn)生區(qū)域被設(shè)計(jì)成適于產(chǎn)生氫氣使用局部的氧化和/或自熱重整反應(yīng)時(shí)、和/或當(dāng)該 燃料處理組件不會(huì)利用壓力-驅(qū)動(dòng)分離制程，以增加該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域中所產(chǎn)生的氫氣的 純度。當(dāng)該燃料處理組件包含括純化、或分離、區(qū)域時(shí)，諸如在此所敘述，此區(qū)域也可被設(shè)計(jì) 成在升高的壓力和/或在升高的壓力范圍內(nèi)和/或在升高的溫度和/或在升高的溫度范圍 內(nèi)操作。用在特別的燃料處理組件的特別的最大及最小操作的壓力可能根據(jù)各種可能的 因素而有不同變化。此等因素的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例可包括、但不被限制于在氫氣-產(chǎn)生區(qū) 域19中所利用的氫氣-產(chǎn)生反應(yīng)、進(jìn)料射流16的成份、進(jìn)料射流16中的液體的黏性、該輸 送導(dǎo)管結(jié)構(gòu)、尺寸、和/或組構(gòu)、該燃料處理組件的結(jié)構(gòu)、由該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域下游的燃料處 理組件和/或燃料電池系統(tǒng)的壓力需求、設(shè)計(jì)選擇及容差等。譬如，一些燃料處理組件可被 設(shè)計(jì)，以通過(guò)利用在該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域下游的限制孔口或其它合適的流量限制器，在至少 該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域、及選擇性地至少其一純化區(qū)域中維持升高的壓力，及選擇性地在純化 區(qū)域的下游，如果其是也想要將該純化區(qū)域維持在升高的壓力。用于該燃料處理組件的至少氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的壓力，且在一些實(shí)施例中亦用于其 一壓力-驅(qū)動(dòng)純化區(qū)域的壓力，可通過(guò)進(jìn)料射流16的壓力所提供。特別地是，該加壓進(jìn)料 射流、或由該處所產(chǎn)生的氣體射流加壓該燃料處理組件的這些成份。據(jù)此，原料輸送系統(tǒng)22 可被額外地或另一選擇地?cái)⑹鰹榧訅涸摎錃鈅產(chǎn)生燃料處理組件的至少該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域 19。其隨后接著進(jìn)料射流16的流動(dòng)速率和/或壓力中的變化或波動(dòng)可影響該燃料處理組 件和/或相關(guān)燃料電池堆的其它態(tài)樣的操作參數(shù)。當(dāng)作說(shuō)明性、非專(zhuān)有的范例，當(dāng)燃料處理組件10包括加熱組件時(shí)，而該加熱組件 燃燒通過(guò)用于燃料的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域所產(chǎn)生的氣體的一部分，以加熱至少該氫氣-產(chǎn)生區(qū) 域，其隨后進(jìn)料射流16至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的流動(dòng)的中斷可影響燃料至該加熱組件的流動(dòng) 速率。此于燃料中的中斷可影響該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的溫度，并可依序影響該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域 中所產(chǎn)生的氫氣的效率和/或數(shù)量。此氫氣輸出中的減少可影響該燃料處理組件的能力， 以通過(guò)相關(guān)燃料電池堆滿(mǎn)足用于氫氣的需求，其依序可影響該燃料電池系統(tǒng)滿(mǎn)足施加負(fù)載
8的能力。當(dāng)作另一說(shuō)明性、非專(zhuān)有的范例，至該燃料處理組件的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的進(jìn)料射流 16的流動(dòng)速率中的中斷還可影響該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)的壓力，且如此于來(lái)自該處的輸出射 流中，其依序可影響來(lái)自該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域下游的任何壓力驅(qū)動(dòng)分離制程的性能。當(dāng)作另 一說(shuō)明性、非專(zhuān)有的范例，來(lái)自該原料輸送系統(tǒng)的進(jìn)料射流16的流動(dòng)的經(jīng)常及突然的開(kāi)始 及中止可影響該原料輸送系統(tǒng)的零組件，諸如通過(guò)在泵上和/或因此在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上造成磨 損。根據(jù)本揭示內(nèi)容，原料輸送系統(tǒng)22被設(shè)計(jì)成適于抽取或以別的方式由供給源、或 來(lái)源承接至少一液體的含碳原料，且被設(shè)計(jì)成適于輸送包含至少該含碳原料的進(jìn)料射流 16，供使用于該燃料處理組件的至少該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中。原料輸送系統(tǒng)22可利用任何合 適的輸送機(jī)件，諸如正排量或其它用于推進(jìn)及加壓液體的流體射流的合適的泵或機(jī)件。當(dāng) 一或多個(gè)泵被使用時(shí)，所述泵的數(shù)目、型式及容量可有不同變化，諸如相對(duì)于待借此泵吸之 液體的想要的流動(dòng)速率、將被提供至該液體的想要的壓力、或壓力范圍、該液體的成份，不 論該流動(dòng)速率是否是意欲被選擇性地變化等?？杀皇褂玫谋玫恼f(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括隔 膜泵、計(jì)量泵、齒輪泵、及與類(lèi)似物等。根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)22的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例被顯示在圖2中，且被 設(shè)計(jì)成適于輸送進(jìn)料射流16至燃料處理組件10的燃料處理器12的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19。 如所顯示，原料輸送系統(tǒng)22包括泵組件100，該泵組件包括至少一泵102。泵組件100包括 入口 106及出口 108，使該入口是與液體的原料供給源、或來(lái)源112流體相通，并使該出口是 與燃料處理器12流體相通。當(dāng)泵組件100包括單一泵102時(shí)，入口 106及出口 108可被敘 述為與該泵有關(guān)聯(lián)。當(dāng)泵組件100包括超過(guò)一個(gè)的泵時(shí)，在該組件內(nèi)的每一泵可包括與液 體的原料供給源流體相通的入口、及與該燃料處理器流體相通的出口。泵102可包括工作 部分、或泵吸機(jī)件109，其大致上是坐落于該泵組件的入口及出口之間，且其加壓被經(jīng)由入 口 106抽取進(jìn)入該泵的孔腔107的流體。泵孔腔107還可被稱(chēng)為該泵的內(nèi)部流體室107。供給源112包括任何合適型式和/或數(shù)目的儲(chǔ)存器和/或其它來(lái)源，液體入口射 流110可由所述儲(chǔ)存器和/或來(lái)源被抽取、或以別的方式通過(guò)泵組件100的入口 106所承 接。合適供給源112的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括儲(chǔ)槽、金屬罐、及其它液體容器，所述容器可 被加壓或不加壓。液體入口射流110包含進(jìn)料射流16的至少一成份，諸如水17和/或含 碳原料18。如在圖2中的虛線(xiàn)所指示，且如在此所討論者，該液體入口射流110和/或供給 源112包含進(jìn)料射流16的至少兩個(gè)不同成份、諸如水17及液體含碳原料18是也在本揭示 內(nèi)容的范圍內(nèi)。因此，該液體入口射流110可包括進(jìn)料射流16的單一成份、可包含進(jìn)料射 流16的超過(guò)成份、和/或可包括進(jìn)料射流16的所有成份是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。進(jìn)料 射流16的諸成份還可被稱(chēng)為原料，氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19由所述原料產(chǎn)生氫氣。當(dāng)進(jìn)料射流16包含水及液體的含碳原料時(shí)，該含碳原料可被選擇為易于與水混 合。譬如，甲醇及許多其它醇是易于與水混合的。在一些實(shí)施例中，該進(jìn)料射流亦可包括乳 化劑或另一合適的添加劑，該乳化劑或添加劑增進(jìn)水及含碳原料的混合，其以別的方式在 通過(guò)該原料輸送系統(tǒng)所利用的操作條件是不會(huì)、或未適當(dāng)?shù)匾子谂c水混合。當(dāng)該進(jìn)料射流 包含兩個(gè)或更多原料時(shí)，所述原料可被混合在共享的來(lái)源、或供給源中，或可被抽取自分開(kāi) 的來(lái)源及此后被混合。泵組件100被設(shè)計(jì)成適于抽取或以別的方式承接來(lái)自供給源112的液體入口射流110，且被設(shè)計(jì)成適于放出液體出口射流116，該液體出口射流相對(duì)液體入口射流110具 有增加的壓力及在氫氣_產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)。據(jù)此，原料輸送系統(tǒng)22可被敘述為被設(shè)計(jì)成適 于由液體的原料供給源泵吸包含用于氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19的至少一原料的液體射流。額外 地或另一選擇是，液體入口射流110可被稱(chēng)為較低壓力射流，且液體出口射流116可被稱(chēng)為 較高壓力射流。當(dāng)該泵組件100包括超過(guò)一個(gè)的泵時(shí)，所述泵可配合，以抽取液體入口射流 110和/或放出液體出口射流116。額外地或另一選擇是，所述泵的每一個(gè)可被設(shè)計(jì)成適于 由相同或不同的來(lái)源112抽取液體入口射流110，和/或所述泵的每一個(gè)可被設(shè)計(jì)成適于由 該處放出液體出口射流116。額外地或另一選擇是，泵組件100可被設(shè)計(jì)成適于自該液體供 給源抽取包含至少一含碳原料的液體入口射流，且可被設(shè)計(jì)成適于在該氫氣-產(chǎn)生的壓力 范圍內(nèi)或之上至少間歇地放出液體出口射流，該泵組件具有用于承接該液體入口射流的入 口及用于放出該液體出口射流的出口。以原料輸送系統(tǒng)22的流體導(dǎo)管、或與其有關(guān)者的觀(guān)點(diǎn)敘述，且如多少于圖3中所 概要地說(shuō)明，該原料輸送系統(tǒng)可被敘述為包括吸入導(dǎo)管130，液體入口射流110是經(jīng)過(guò)該吸 入導(dǎo)管抽取或以別的方式由供給源112至泵組件100承接。該原料輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括 出口、或輸出、導(dǎo)管132，液體出口射流116是經(jīng)過(guò)該導(dǎo)管由該泵組件108的出口放出。該 輸出導(dǎo)管是與輸送導(dǎo)管134流體相通，液體出口射流116的至少一部分可經(jīng)過(guò)該輸送導(dǎo)管 134被輸送至氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19，以形成進(jìn)料射流16的至少一部分。進(jìn)料射流16還可因 此被敘述為輸送射流。如在此更詳細(xì)地討論者，液體出口射流116是液體射流，但進(jìn)料射流 16可在氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19和/或于輸送至該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域之前、諸如在蒸發(fā)區(qū)域中被蒸 發(fā)，該蒸發(fā)區(qū)域承接當(dāng)作液體的進(jìn)料射流16及如果未完全地，至少局部地輸出蒸發(fā)氣體的 進(jìn)料射流16。泵組件100的泵102可包括任何合適的驅(qū)動(dòng)器機(jī)件，并可為通過(guò)任何合適的動(dòng)力 來(lái)源所供電，諸如分別概要地指示在圖2及圖3中的151及153者。合適的驅(qū)動(dòng)器組件151 的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例是馬達(dá)，其直接地或間接地驅(qū)動(dòng)該泵的工作部分109的運(yùn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng) 器組件可經(jīng)由任何合適的皮帶、齒輪組件、傳動(dòng)裝置、或其它連桿組將該泵的旋轉(zhuǎn)式輸出偶 聯(lián)至該泵的工作部分是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。該驅(qū)動(dòng)器組件可被設(shè)計(jì)成適于調(diào)節(jié)該馬達(dá) 的旋轉(zhuǎn)式輸出，以便增加或減少相對(duì)的旋轉(zhuǎn)速率，諸如以合適的齒輪組件或傳動(dòng)裝置是亦 在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。動(dòng)力來(lái)源153可包括氫氣-產(chǎn)生燃料電池系統(tǒng)的零組件，諸如該隨后敘述的燃料 電池堆和/或能量?jī)?chǔ)存裝置。額外的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括電源，該電源是與通過(guò)該燃 料電池系統(tǒng)所產(chǎn)生的動(dòng)力輸出無(wú)關(guān)，諸如外部、或?qū)Ｓ玫碾姵亍?lái)自電力網(wǎng)格的供電線(xiàn)電流 等。雖然對(duì)于所有實(shí)施例非必需，泵102可為單一速率、或單一輸出的泵，其被設(shè)計(jì)成適于 位在開(kāi)啟、或活動(dòng)組構(gòu)或關(guān)閉、或無(wú)動(dòng)力的組構(gòu)的其中之一中，在該開(kāi)啟、或活動(dòng)組構(gòu)中，該 泵是至少間歇地承接液體入口射流110及至少間歇地放出液體出口射流116，在該關(guān)閉、或 無(wú)動(dòng)力的組構(gòu)中，該泵未放出液體出口射流116。通過(guò)至少間歇地承接及至少間歇地放出在 泵的開(kāi)啟、或活動(dòng)組構(gòu)中，其是意指泵不能在恒定的流動(dòng)速率和/或在恒定的壓力承接和/ 或放出連續(xù)的射流，但反之可于脈沖中、在非恒定的流動(dòng)速率中、和/或于非恒定的壓力中 等承接和/或放出射流，諸如可視被使用的泵的特別組構(gòu)而定、和/或視被輸送至該泵的動(dòng) 力而定。譬如，該泵的實(shí)際輸出可能隨著輸送至該泵的動(dòng)力輸出的電壓有不同變化，在一些
10實(shí)施例中，該泵的實(shí)際輸出可傾向于變化，譬如視對(duì)應(yīng)電源上的整個(gè)負(fù)載而定。在一些實(shí)施 例中，該泵可為可變速率的泵，其被設(shè)計(jì)成可在兩個(gè)或更多速率和/或一個(gè)速率范圍內(nèi)選 擇性地操作。在一些實(shí)施例中，用于該泵的動(dòng)力來(lái)源可被組構(gòu)，以調(diào)節(jié)被提供至該泵的負(fù)載 循環(huán)、或動(dòng)力，以因此調(diào)節(jié)或控制該泵的輸出。除了至少一泵102以外，根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)22進(jìn)一步包括失速預(yù) 防機(jī)件160，該失速預(yù)防機(jī)件被設(shè)計(jì)成適于在該原料輸送系統(tǒng)的操作期間防止泵102的失 速。特別地是，其已被發(fā)現(xiàn)當(dāng)被利用在較低的流動(dòng)速率時(shí)和/或當(dāng)該想要的流動(dòng)速率是減 少時(shí)，在中等-至-高相對(duì)流動(dòng)速率、或利用率期間用于該燃料處理組件，有效用于提供進(jìn) 料射流16的想要流動(dòng)的泵可能具有如此做而不會(huì)失速的困難。當(dāng)泵102是一種泵，其中緊 接在該泵下游的壓力將傾向于在該泵的正常使用期間波動(dòng)時(shí)，其結(jié)果可發(fā)生失速。此泵的 說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例是隔膜泵，雖然本揭示內(nèi)容不限制于泵102，該泵102是隔膜泵。然而， 為著要說(shuō)明如何可發(fā)生失速的目的，以下的討論將敘述泵102作為隔膜泵。隔膜泵是正排量泵，其被連續(xù)地組構(gòu)于再裝滿(mǎn)循環(huán)(或沖程)及排出循環(huán)(或沖 程)之間，諸如對(duì)推進(jìn)該泵的工作部分109的運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器組件151作出響應(yīng)。在隔膜泵 中，排出循環(huán)也可被稱(chēng)為壓縮、或加壓循環(huán)。大致上正排量泵、及特別地是隔膜泵包括入口 及出口止回閥，所述止回閥分別打開(kāi)與關(guān)閉，以允許或阻止諸如液體原料的流體流動(dòng)進(jìn)入 及流出該泵的內(nèi)部流體室107。這些、是分別概要地說(shuō)明于圖2中、在111及113，且可利用 其它合適的流量控制閥或機(jī)件是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。于該再裝滿(mǎn)沖程期間，該出口閥 阻止(關(guān)閉)及該入口閥打開(kāi)，以允許液體的原料被抽取進(jìn)入該泵的室。然后，該入口閥阻 止及該泵過(guò)渡至其排出沖程，其中該出口閥打開(kāi)，以釋放該較高壓力的液體當(dāng)作液體出口 射流116。因?yàn)檎帕勘玫倪B續(xù)循環(huán)、或沖程，此等泵可被敘述為被設(shè)計(jì)成適于在一壓力范 圍內(nèi)至少間歇地放出液體射流，使此壓力范圍是大于該正排量泵承接液體射流的壓力。既然該入口閥上游的壓力傾向于在或接近周?chē)膲毫?，該入口止回閥的打開(kāi)及關(guān) 閉是相當(dāng)可靠的，而不管泵在其額定的流動(dòng)速率的范圍內(nèi)和/或在其中改變的利用率程 度。然而，由該泵下游的液體出口射流116的壓力可影響該出口止回閥可靠地打開(kāi)與關(guān)閉 的能力。特別地是，該泵下游的壓力可防止該出口止回閥能夠被打開(kāi)，特別是當(dāng)該泵正在較 低功率或較低輸出級(jí)下操作時(shí)。如在此所使用，該上游及下游等詞意指組件的相對(duì)位置是 與以在其間的流體流動(dòng)方向的觀(guān)點(diǎn)作比較。譬如，及就圖2的情況而言，液體入口射流110 及來(lái)源112可被敘述為在泵組件100的上游，而氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19可被敘述為在泵組件 100的下游。當(dāng)該出口止回閥不能打開(kāi)、或可靠地打開(kāi)時(shí)，由于越過(guò)該出口止回閥的壓力差，該 泵可被敘述為在失速的狀態(tài)中。此失速狀態(tài)可被敘述為當(dāng)該泵未能夠產(chǎn)生壓力時(shí)發(fā)生，該 壓力超過(guò)用于打開(kāi)該泵的出口止回閥的臨界壓力。當(dāng)該泵的利用率是突然地減少時(shí)，諸如 當(dāng)其是想要的減少、但未停止時(shí)，此用于失速的可能性可為特別普遍的，該比率在于通過(guò)該 燃料處理組件所產(chǎn)生的氫氣。失速可為更可能發(fā)生的說(shuō)明性、非專(zhuān)有的利用率范圍，包括當(dāng) 該泵是在少于容量的百分之75、少于容量的百分之70、少于容量的百分之60、少于容量的 百分之50、容量的百分之40-70、容量的百分之50-75等操作，和/或當(dāng)該泵是在其容量的 百分之75-80或更多下操作之后轉(zhuǎn)移至上面的操作百分比之一時(shí)。當(dāng)該泵失速時(shí)，來(lái)自該 處的加壓液體的流動(dòng)以形成液體出口射流116被中斷，即使驅(qū)動(dòng)器組件151正企圖驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)或以別的方式致動(dòng)該泵的工作部分。這具有一可能性，以對(duì)該泵和/或其驅(qū)動(dòng)器組件 導(dǎo)致?lián)p壞。一旦失速，該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域、與其上游中的壓力將傾向于隨著時(shí)間的消逝而減 少，因該進(jìn)料射流是在該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中反應(yīng)。當(dāng)該壓力是充分地減少，用于該泵產(chǎn)生達(dá) 成或超過(guò)該出口止回閥臨界壓力的壓力，則該出口止回閥是能夠打開(kāi)，且液體出口射流116 的流動(dòng)是重新恢復(fù)。根據(jù)本揭示內(nèi)容的原料輸送系統(tǒng)22包括失速預(yù)防機(jī)件160，且如此被組構(gòu)成減少 用于該泵的失速的可能性，及因此提供用于進(jìn)料射流16至該燃料處理器的更可靠的輸送。 如在圖2及圖3中所指示，失速預(yù)防機(jī)件160包括由該泵下游(及當(dāng)存在時(shí)，由該泵的相關(guān) 出口止回閥下游)的止回閥166。止回閥166防止進(jìn)料射流16流回朝向該泵(亦即，遠(yuǎn)離 該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域)。或許更重要的是就本揭示內(nèi)容的情況而言，止回閥166能夠讓液體出 口射流116的壓力甚至顯著地減少，而沒(méi)有于該燃料處理器的至少該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的壓 力中的直接對(duì)應(yīng)減少。據(jù)此，僅只由于液體出口射流116的壓力中的突然減少的結(jié)果，該氫 氣-產(chǎn)生區(qū)域、及任何下游純化區(qū)域內(nèi)的壓力是不會(huì)立即地減少。至少于泵102的再裝滿(mǎn) 循環(huán)、或再裝滿(mǎn)沖程期間，止回閥166將出口導(dǎo)管132中的壓力與該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中的壓 力隔絕(圖3中所顯示)。額外地或另一選擇是，止回閥166可被敘述為定位于該出口導(dǎo) 管132及該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域之間，且于該泵組件未在該氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上放出 該液體出口射流的時(shí)期期間，被設(shè)計(jì)成適于將該出口導(dǎo)管中的壓力與該氫氣產(chǎn)生區(qū)域中的 壓力隔絕，譬如，由于包括正排量泵的泵組件僅只在該氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上間歇 地放出該液體出口射流。失速預(yù)防機(jī)件160是也至少在該泵的再裝滿(mǎn)循環(huán)期間被組構(gòu)成產(chǎn)生抽氣射流 120。抽氣射流120是由液體出口射流116放出，或在其它場(chǎng)所由該泵組件的出口的下游及 由止回閥166上游放出。如圖3中所顯示，抽氣射流120由抽氣導(dǎo)管136中的出口導(dǎo)管132 流動(dòng)，使抽氣孔口 138被顯示為在出口導(dǎo)管132及抽氣導(dǎo)管136之間提供流體接口。雖然 概要地指示為單一孔口、或流體通道，在圖3中，該抽氣孔口 138能以開(kāi)口或其它通道的任 何合適的數(shù)目、尺寸、及型式提供是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，所述通道允許由該泵組件所放 出的液體原料由出口導(dǎo)管132流入該抽氣導(dǎo)管35。在圖3中的實(shí)線(xiàn)中，抽氣孔口 138被概 要地說(shuō)明當(dāng)作進(jìn)入抽氣通道136的入口，使該抽氣孔口及抽氣通道具有相同的內(nèi)部尺寸。 該抽氣孔口可相對(duì)該通道為任何合適的尺寸、組構(gòu)、及位置是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，諸如 使該抽氣孔口比該抽氣通道具有較小的內(nèi)部尺寸(亦即，開(kāi)口尺寸)。該抽氣孔口可被施 行為在該抽氣通道的入口、或在其內(nèi)的頸縮部分或減少直徑部分是也在本揭示內(nèi)容的范圍 內(nèi)。這是概要地說(shuō)明于圖3中的虛線(xiàn)中，設(shè)有被指示在該抽氣通道內(nèi)的抽氣孔口 138，及具 有比該抽氣通道減少的開(kāi)口(或內(nèi)部尺寸)。抽氣射流120、抽氣導(dǎo)管136、及抽氣孔口 138 可在此額外地或另一選擇地被分別稱(chēng)為泄壓射流120、泄壓導(dǎo)管136、及泄壓孔口 138。抽氣 射流120具有與液體入口射流110和/或液體輸出射流116相同的成份。抽氣射流120減 少液體出口射流116中的流體的數(shù)量，諸如該泵及止回閥166間的流體的數(shù)量，且如此減少 由該泵組件下游的壓力。此壓力中的減少導(dǎo)致該臨界壓力中的減少，對(duì)在正排量泵的出口 止回閥，必需達(dá)成或超過(guò)該臨界壓力，以打開(kāi)及如此允許加壓液體將由該泵放出。在圖2及圖3中，抽氣射流120和/或抽氣導(dǎo)管136是以局部片段格式顯示，以 圖標(biāo)地指示該射流和/或?qū)Ч芸闪鲃?dòng)和/或延伸至各種位置，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容的范圍脫離。特別地是，用于失速預(yù)防機(jī)件160操作，該抽氣射流將由該出口導(dǎo)管移去加壓液體。 在此該液體流動(dòng)和/或如何其被利用可能有不同變化，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容的范圍脫離。 在一些實(shí)施例中，該抽氣射流可被該燃料處理組件所利用，反之在其它方面中，其不能被利 用。其數(shù)個(gè)說(shuō)明性、非專(zhuān)有的范例被說(shuō)明于圖2中的虛線(xiàn)中，包括燃燒該抽氣射流(以產(chǎn) 生已加熱的排氣射流，該排氣射流被該燃料處理組件所使用)，或以別的方式用于其熱值， 將該抽氣射流返回至供給源112、將該抽氣射流返回至與入口射流110混合、將該抽氣射流 返回至該泵的入口 106或該泵的內(nèi)部流體室107、輸送該抽氣射流至被用作用于加熱組件 的燃料等，該加熱組件用于該燃料處理組件。據(jù)此，在一些實(shí)施例中，該抽氣導(dǎo)管可被敘述 為在該出口導(dǎo)管及該液體供給源、該入口導(dǎo)管、該泵組件、與燃燒器的至少一個(gè)之間流體相 通，該燃燒器與該氫氣_產(chǎn)生的燃料處理組件有關(guān)，且抽氣射流至少間歇地流動(dòng)經(jīng)過(guò)該燃
/jm-nfr ο亦以虛線(xiàn)顯示于圖2及圖3中者是選擇性過(guò)濾器155，其可被并入根據(jù)本揭示內(nèi)容 的原料輸送系統(tǒng)22，以便捕捉流動(dòng)經(jīng)過(guò)該原料輸送系統(tǒng)的液體射流中的顆粒物質(zhì)。當(dāng)提供失速預(yù)防機(jī)件160時(shí)，其可為想要的是相對(duì)該出口導(dǎo)管設(shè)計(jì)該抽氣導(dǎo)管 136和/或該抽氣孔口 138的尺寸，以致提供該想要程度的壓力減少。特別地是，如果該抽 氣導(dǎo)管和/或孔口的尺寸是太小，失速預(yù)防機(jī)件160于該泵的再裝滿(mǎn)循環(huán)期間未能夠充分 地減少出口導(dǎo)管132中的壓力，而該泵能夠轉(zhuǎn)移至加壓循環(huán)，而不會(huì)失速。然而，當(dāng)該泵交 替位于排出及再裝滿(mǎn)循環(huán)之間時(shí)(如在此選擇性地討論者)，且特別在導(dǎo)管和/或孔口未被 選擇性地打開(kāi)及關(guān)閉的案例中，其亦遵循著抽氣導(dǎo)管和/或孔口的太大尺寸可導(dǎo)致原料輸 送系統(tǒng)將未能夠在所需的氫氣-產(chǎn)生壓力范圍(和/或此射流的充分流動(dòng)速率內(nèi))有效地 提供進(jìn)料射流16，因?yàn)樘嗟囊后w出口射流116將流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管當(dāng)作抽氣射流120。 由此后來(lái)的討論之后，由該泵組件在泵的排出循環(huán)期間所放出的加壓液體的流動(dòng)速率應(yīng)超 過(guò)在該加壓循環(huán)期間經(jīng)過(guò)抽氣導(dǎo)管136的液體的流動(dòng)速率。在一些實(shí)施例中，相對(duì)該出口導(dǎo)管設(shè)計(jì)該抽氣導(dǎo)管的至少一部分的尺寸，以于該 泵組件未在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流時(shí)期期間，減少該出口 導(dǎo)管中的壓力，譬如，由于該泵組件包括僅只在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上間歇地 放出該液體出口射流的正排量泵。額外地或另一選擇是，在一些實(shí)施例中，該抽氣導(dǎo)管可包 括抽氣孔口，相對(duì)該出口導(dǎo)管設(shè)計(jì)該抽氣孔口的尺寸，以于該泵組件未在該氫氣-產(chǎn)生的 壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流時(shí)期期間，減少該出口導(dǎo)管中的壓力，譬如，由于該 泵組件包括僅只在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上間歇地放出該液體出口射流的正排 量泵。在一些實(shí)施例中，利用用于泵組件100的泵102的驅(qū)動(dòng)器組件151可為有利的，該 驅(qū)動(dòng)器組件采用滿(mǎn)足此參數(shù)的充分的齒輪減速(亦即，進(jìn)一步確保該抽氣射流的適當(dāng)?shù)牧?動(dòng)速率)。在泵102被設(shè)計(jì)成在高達(dá)每平方時(shí)100磅的壓力下提供每分鐘高達(dá)7-8毫升的 加壓液體原料的實(shí)驗(yàn)中，90:1齒輪減速已經(jīng)證實(shí)有效的，以導(dǎo)致每秒0. 5-1周轉(zhuǎn)的泵速度。 此范例被提供用于說(shuō)明的目的，且非其限制，因該原料輸送系統(tǒng)將被設(shè)計(jì)成提供較大或較 少的流動(dòng)速率、具有較高或較低壓力的輸出射流、及該齒輪減速(假如利用)將為比于上面 的范例中較大或較少在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。利用超過(guò)一個(gè)的泵、超過(guò)一個(gè)的重整區(qū)域、和 /或超過(guò)一個(gè)的原料輸送系統(tǒng)是亦在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，該原料輸送系統(tǒng)具有根據(jù)本揭
13示內(nèi)容的燃料處理組件。另一具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的失速預(yù)防機(jī)件160的原料輸送系統(tǒng)22的說(shuō)明性、非專(zhuān) 有范例被顯示在圖4中。圖4中所顯示的范例可與在此以別的方式敘述、說(shuō)明和/或并入 的原料輸送系統(tǒng)、燃料處理組件、及燃料電池系統(tǒng)的其它零組件、變型、及子組件的任何一 種一起被利用，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容的范圍脫離。在圖4中，失速預(yù)防機(jī)件160包括限制閥 170，其選擇性地允許及限制加壓液體由出口導(dǎo)管132至抽氣導(dǎo)管136的流動(dòng)。額外地或另 一選擇是，該限制閥被設(shè)計(jì)成適于選擇性地允許及選擇性地限制該抽氣射流經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo) 管的流動(dòng)。通過(guò)限制，其是意指經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管的流動(dòng)是至少選擇性地減少，且可被全然地 選擇性中止。額外地或另一選擇是，該限制閥可被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該出口導(dǎo)管中的壓力是少 于該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍時(shí)允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管，且進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成 適于當(dāng)該出口導(dǎo)管中的壓力是在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上時(shí)限制該抽氣射流的 流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。額外地或另一選擇是，該限制閥可被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該泵組件不會(huì)在 該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流時(shí)允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該 抽氣導(dǎo)管，且進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該泵組件在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該 液體出口射流時(shí)限制該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。如圖4中的虛線(xiàn)所指示，該限制閥170可代替抽氣孔口 138被利用或可與抽氣孔 口 138串連地被使用是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)(但不須受限于所有實(shí)施例)。當(dāng)與抽氣孔口 138串連地被使用時(shí)，該限制閥可由該抽氣孔口的上游或下游被選擇性地定位，而不會(huì)由本 揭示內(nèi)容的范圍脫離。當(dāng)存在時(shí)，孔口 138及限制閥170的相對(duì)位置可能由圖2-4中所顯 示的說(shuō)明性位置變化，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容的范圍脫離，只要該孔口和/或閥的流動(dòng)調(diào)節(jié) 態(tài)樣被維持。如在圖4中的虛線(xiàn)所指示，釋壓閥、或另一合適的壓力調(diào)整器156可被(但非 需要為)利用以代替抽氣孔口 138進(jìn)一步是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。當(dāng)被利用時(shí)，該限制閥可被控制，以經(jīng)由任何合適的機(jī)件打開(kāi)與關(guān)閉。在一些實(shí)施 例中，該限制閥可被控制，以當(dāng)泵組件的泵是位于其再裝滿(mǎn)沖程時(shí)打開(kāi)，且如果在該排出沖 程開(kāi)始之前或當(dāng)該排出沖程開(kāi)始時(shí)未關(guān)閉，在該泵開(kāi)始其排出沖程之后至少稍微地關(guān)上。 據(jù)此，該限制閥可被有效運(yùn)作地連結(jié)至該泵組件。限制閥170可被一或多個(gè)各種機(jī)件所控 制。此等機(jī)件的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括機(jī)械、電氣、及壓力-驅(qū)動(dòng)控制機(jī)件。額外的范例 包括對(duì)用于該馬達(dá)的編碼器或另一用于該馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)器組件作出響應(yīng)、對(duì)該泵的工作部分 的位置作出響應(yīng)等控制該限制閥。在該泵的加壓循環(huán)期間，圖4的失速預(yù)防機(jī)件的潛在利 益是該液體經(jīng)過(guò)抽氣導(dǎo)管136的流動(dòng)可被防止。然而，該限制閥的花費(fèi)及其控制需求也是 將被深思熟慮的因素。限制閥的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例是電磁閥，其可被使用于根據(jù)本揭示內(nèi) 容的失速預(yù)防機(jī)件。具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的失速預(yù)防機(jī)件160的原料輸送系統(tǒng)22的另一說(shuō)明性、非專(zhuān) 有范例被顯示在圖5中。圖5中所顯示的范例可為與在此以別的方式敘述、說(shuō)明和/或并 入的原料輸送系統(tǒng)、燃料處理組件、及燃料電池系統(tǒng)的其它零組件、變型、及子組件的任何 一種一起被利用，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容的范圍脫離。在圖5中，失速預(yù)防機(jī)件160包括抽氣 孔口 138'，其被整合進(jìn)入泵組件100。于此組構(gòu)中，該泵組件本身被設(shè)計(jì)成使得該液體由 泵的內(nèi)部流體室107流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣孔口是自動(dòng)地被限制及允許分別于該加壓與再裝滿(mǎn) 循環(huán)之間對(duì)該泵的工作部分109的運(yùn)動(dòng)作出響應(yīng)。
具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的失速預(yù)防機(jī)件160的原料輸送系統(tǒng)22的另一說(shuō)明性、非專(zhuān) 有范例被顯示在圖6中。圖6中所顯示的范例可為與在此以別的方式敘述、說(shuō)明和/或并 入的原料輸送系統(tǒng)、燃料處理組件、及燃料電池系統(tǒng)的其它零組件、變型、及子組件的任何 一種一起被利用，而不會(huì)由本揭示內(nèi)容的范圍脫離。在圖6中，失速預(yù)防機(jī)件160包括抽氣 孔口 136，其被整合至該泵組件100。在此組構(gòu)中，該泵組件本身被設(shè)計(jì)成使得抽氣射流是 在離開(kāi)該泵組件之前由該液體出口射流轉(zhuǎn)移及譬如在該泵的再裝滿(mǎn)沖程期間直接地遞送 回至泵102的內(nèi)室107。在一些此等實(shí)施例中，該泵組件可進(jìn)一步包括限制閥170，如在圖 6中所概要地說(shuō)明。根據(jù)本揭示內(nèi)容而用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料處 理組件的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的方法的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例可包括以下的一項(xiàng)或多項(xiàng)，而該氫 氣_產(chǎn)生燃料處理組件被設(shè)計(jì)成適于產(chǎn)生混合氣體射流，該混合氣體射流包含當(dāng)作來(lái)自該 處當(dāng)作主要成份的氫氣(i)由包含至少一含碳原料的液體供給源抽取液體射流；(ii)在 該氫氣_產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上至少間歇地泵吸該液體射流進(jìn)入出口導(dǎo)管；(iii)由該 出口導(dǎo)管至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域輸送包括該液體射流的至少一部分的輸送射流；(iv)在未于 該氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的時(shí)期期間，將該出口導(dǎo)管中的壓力與該 氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中的壓力隔絕；及(ν)在未于該氫氣_產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體 射流的時(shí)期期間，減少該出口導(dǎo)管中的壓力。額外地或另一選擇是，在未于該氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的 時(shí)期期間，減少該出口導(dǎo)管中的壓力還可包括由該出口導(dǎo)管經(jīng)過(guò)抽氣導(dǎo)管轉(zhuǎn)移包括該液體 射流的至少一部分的抽氣射流。額外地或另一選擇是，根據(jù)本揭示內(nèi)容的方法可進(jìn)一步包括輸送該抽氣射流到該 液體供給源、該出口導(dǎo)管的上游的液體射流、及與該氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件有關(guān)的燃燒 器的至少一種。額外地或另一選擇是，根據(jù)本揭示內(nèi)容的方法可進(jìn)一步包括在未于該氫氣-產(chǎn)生 壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的時(shí)期期間，限制該抽氣射流經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管的流動(dòng)。額外地或另一選擇是，根據(jù)本揭示內(nèi)容的方法可進(jìn)一步包括該出口導(dǎo)管中的壓力 是在該氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上的時(shí)期期間，限制該抽氣射流經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管的流 動(dòng)。額外地或另一選擇是，泵吸該液體射流可通過(guò)包括具有內(nèi)室的正排量泵的泵組件 而變?nèi)菀?，且該正排量泵被設(shè)計(jì)成適于在再裝滿(mǎn)沖程期間承接進(jìn)入該內(nèi)室的液體射流，及 被設(shè)計(jì)成適于在該氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上在排出沖程期間由該內(nèi)室排出該輸送射 流至該出口導(dǎo)管。額外地或另一選擇是，根據(jù)本揭示內(nèi)容的方法可進(jìn)一步包括于該正排量泵的再裝 滿(mǎn)沖程期間輸送該抽氣射流至該正排量泵的內(nèi)室。在很多應(yīng)用中，其想要的是對(duì)于燃料處理器12和/或燃料處理組件10產(chǎn)生包含 至少大體上純氫氣的產(chǎn)物氫氣射流14。據(jù)此，該燃料處理器可利用固有地產(chǎn)生充分的純氫 氣的制程。當(dāng)該輸出射流包含充分的純氫氣和/或用于特別應(yīng)用的一或多個(gè)非氫氣成份的 充分低濃度時(shí)，產(chǎn)物氫氣射流14可直接地由輸出射流20所形成。然而，在很多氫氣-產(chǎn) 生制程中，輸出射流20將為混合氣體射流，其包含氫氣隨同其它氣體當(dāng)作主要成份。相同地，在很多應(yīng)用中，該輸出射流20可為大體上純氫氣，但仍然包含一或多個(gè)非氫氣成份的 濃度，其于該應(yīng)用中是有害的或在其它方面不想要的，而該產(chǎn)物氫氣射流是意欲被使用于 該應(yīng)用中。據(jù)此，燃料處理組件10可(但是不須要)進(jìn)一步包括純化區(qū)域24，其中富含氫氣 的射流26是由該輸出、或混合氣體射流產(chǎn)生。富含氫氣的射流26包含比輸出射流20較大 氫濃度及一或多個(gè)其它氣體或雜質(zhì)的減少濃度的至少一種，所述氣體或雜質(zhì)是存在于該輸 出射流中。純化區(qū)域24是概要地說(shuō)明于圖1中，在此輸出射流20被顯示為輸送至一選擇 性的純化區(qū)域24。如在圖1中所顯示，富含氫氣的射流26的至少一部分形成產(chǎn)物氫氣射流 14。據(jù)此，富含氫氣的射流26及產(chǎn)物氫氣射流14可為相同的射流，且具有相同的成份及流 動(dòng)速率。然而，富含氫氣射流26中的一些被純化的氫氣可被儲(chǔ)存供稍后使用是亦在本揭示 內(nèi)容的范圍內(nèi)，諸如儲(chǔ)存在合適的氫氣儲(chǔ)存組件中，而遭受進(jìn)一步的純化制程，和/或被該 燃料處理組件所消耗(諸如供使用當(dāng)作用于加熱組件的燃料射流)。純化區(qū)域24可、但不需要產(chǎn)生至少一副產(chǎn)物射流28。當(dāng)存在時(shí)，副產(chǎn)物射流28可 被排出，送至燃燒器組件或另一燃燒來(lái)源，用作被加熱的流體射流，儲(chǔ)存供稍后使用，或以 別的方式被利用、儲(chǔ)存或處理。副產(chǎn)物射流28可對(duì)至該純化區(qū)域的輸出射流20的輸送作 出響應(yīng)由該純化區(qū)域放出當(dāng)作連續(xù)的射流，或間歇地，諸如在一批次制程中或當(dāng)該輸出射 流的副產(chǎn)物部分至少暫時(shí)地被保留在該純化區(qū)域中是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。當(dāng)純化區(qū)域 24產(chǎn)生副產(chǎn)物射流28時(shí)，該純化區(qū)域可額外地或另一選擇地被稱(chēng)為分離區(qū)域，如將該(混 合氣體)輸出射流20分離成富含氫氣射流26及副產(chǎn)物射流28的區(qū)域。純化區(qū)域24包括任何合適的裝置、或諸裝置的組合，其被設(shè)計(jì)成適于減少輸出射 流20的至少一成份的濃度。在大部分的應(yīng)用中，富含氫氣射流26將比輸出、或混合氣體射 流20具有較大的氫濃度。然而，該富含氫氣射流將具有一或多個(gè)非氫成份的減少的濃度 是亦在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)所述非氫成份是存在于輸出射流20中，然而具有相同、或甚至 減少的總氫濃度，當(dāng)作該輸出射流。譬如，在一些應(yīng)用中，在此產(chǎn)物氫氣射流14可被使用， 某些雜質(zhì)、或非氫成份是比其它成份更有害的。當(dāng)作特定的范例，在很多傳統(tǒng)燃料電池系統(tǒng) (諸如質(zhì)子交換隔膜燃料電池系統(tǒng))中，一氧化碳可損壞燃料電池堆，如果其存在于甚至每 百萬(wàn)數(shù)個(gè)部分，而其它可存在于輸出射流20中的非氫成份、諸如水將不會(huì)損壞該電池堆， 縱使存在于遠(yuǎn)較大的濃度。因此，在此一應(yīng)用中，合適的純化區(qū)域不能增加該全部氫濃度， 但其將減少對(duì)于該產(chǎn)物氫氣射流的想要的應(yīng)用有害、或潛在地有害的非氫成份的濃度。用于純化區(qū)域24的合適裝置的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括一個(gè)或多個(gè)氫-選擇性隔 膜30、化學(xué)一氧化碳移除組件32、及變壓吸附系統(tǒng)38。該純化區(qū)域24可包括超過(guò)一種型式 的純化裝置，且這些裝置可具有相同或不同結(jié)構(gòu)和/或通過(guò)該相同或不同機(jī)件操作是在該 揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。如所討論者，氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件10可包括至少一限制孔口或在 至少一純化區(qū)域的下游的另一流量限制器，諸如與該產(chǎn)物氫氣射流、富含氫氣射流、和/或 副產(chǎn)物射流的一個(gè)或多個(gè)有關(guān)者。氫-選擇性隔膜30是可讓氫氣透過(guò)的，但是最少大體上、如果不完全地、不能讓輸 出射流20的其它成份透過(guò)的。隔膜30可為由任何可讓氫透過(guò)的材料所形成，該材料適用于 純化區(qū)域24被操作的操作環(huán)境及參數(shù)。用于隔膜30的合適材料的范例包括鈀及鈀合金， 且特別是此金屬及金屬合金的薄膜。鈀合金已證實(shí)特別有效，尤其具有35重量百分比的鈀至45重量百分比的銅。包含大約40重量百分比的銅的鈀_銅合金已證實(shí)特別有效，雖然 其它相對(duì)濃度及成份可被使用在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。氫-選擇性隔膜典型是很薄的、諸如薄的箔片，其大約是0.001時(shí)厚。然而，所述 隔膜可為由其它可讓氫透過(guò)的和/或氫_選擇性材料所形成，包括異于那些在上面所討論 的金屬及金屬合金以及非金屬材料與成份，且所述隔膜可具有比上述討論者較大或較少的 厚度，是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。譬如，該隔膜可被制成較薄，具有氫氣通量中的成比例的 增加。用于減少所述隔膜的厚度的合適機(jī)件的范例包括滾動(dòng)、濺鍍及蝕刻。各種隔膜、隔膜 組構(gòu)、及用于制備該隔膜的方法的范例被揭示美國(guó)專(zhuān)利第6，221，117號(hào)、第6，319，306號(hào)及 第6，537，352號(hào)中，所述專(zhuān)利的整個(gè)揭示內(nèi)容是用于所有目的以引用的方式并入本文中?；瘜W(xué)的一氧化碳移除組件32是諸裝置，其以化學(xué)方式反應(yīng)如果存在于輸出射流 20中的輸出射流20的一氧化碳和/或其它不想要的成份，以形成其它不會(huì)為潛在有害的成 份。化學(xué)的一氧化碳移除組件的范例包括水煤氣轉(zhuǎn)移反應(yīng)器及其它將一氧化碳轉(zhuǎn)換成二氧 化碳的裝置，及將一氧化碳及氫轉(zhuǎn)換成甲烷及水的甲烷化催化劑床。該燃料處理組件10可 包括超過(guò)一種型式和/或數(shù)目的化學(xué)移除組件32是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。變壓吸附(PSA)是化學(xué)制程，其中氣體的雜質(zhì)是基于該原理從輸出射流20移去， 該原理即在適當(dāng)?shù)臏囟燃皦毫l件之下，某些氣體將比其它氣體更堅(jiān)牢地被吸附至吸附劑 材料上。典型地，被吸附至輸出射流20及由輸出射流20移去者是所述雜質(zhì)。使用供氫純 化的PSA的成功是由于相當(dāng)普通雜質(zhì)氣體(諸如CO、CO2、包括CH4及N2的碳化氫)在該吸 附劑材料上的堅(jiān)牢吸附。氫吸附僅只很微弱地，且如此當(dāng)所述雜質(zhì)被保留在該吸附劑材料 上時(shí)，氫通過(guò)該吸附劑床。諸如NH3、H2S、&H20的雜質(zhì)氣體很堅(jiān)牢地吸附在該吸附劑材料 上，且伴隨著其它雜質(zhì)被由輸出射流20移去。如果該吸附劑材料將要被再生，且這些雜質(zhì) 是存在于輸出射流20中，純化區(qū)域24較佳地是包括合適的裝置，其被設(shè)計(jì)成適于在輸出射 流20輸送至該吸附劑材料之前移去這些雜質(zhì)，因?yàn)槠涫歉y以吸附這些材料。雜質(zhì)氣體的吸附發(fā)生在升高的壓力。當(dāng)該壓力是減少時(shí)，所述雜質(zhì)是由該吸附劑 材料釋出被吸附之物，如此再生該吸附劑材料。典型地，PSA是循環(huán)的制程，且需要用于連 續(xù)(與批次相反)式操作的至少二個(gè)機(jī)床?？杀皇褂糜谖絼┐驳暮线m吸附劑材料的范例 是活性碳及沸石，特別是5人(5埃)沸石。該吸附劑材料一般是呈丸粒的形式，且其被放置 在利用傳統(tǒng)填充床組構(gòu)的圓柱形壓力容器中。其它合適的吸附劑材料的成份、形式、及組構(gòu) 可被使用。PSA系統(tǒng)38亦提供供用于純化區(qū)域24中的裝置的范例，其中所述副產(chǎn)物、或被移 除的成份不會(huì)直接地由該區(qū)域排出當(dāng)作與該輸出射流的純化同時(shí)發(fā)生的氣體射流。代替 的，當(dāng)該吸附劑材料被再生或以別的方式由該純化區(qū)域移去時(shí)，這些副產(chǎn)物成份被移去。在圖1中，純化區(qū)域24被顯示在燃料處理器12內(nèi)。當(dāng)存在時(shí)，該區(qū)域24可另一 選擇地位于下游而由該燃料處理器分開(kāi)是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，如被概要地說(shuō)明于圖1 中的虛線(xiàn)者。該純化區(qū)域24可包括在燃料處理器12內(nèi)及燃料處理器12外部的各部分是 亦在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。就燃料處理器、或燃料處理組件的情況而言，該燃料處理器被設(shè)計(jì)成適于產(chǎn)生產(chǎn) 物氫氣射流，該產(chǎn)物氫氣射流將被用作用于燃料電池堆的進(jìn)料、或燃料射流，該燃料處理 器可被設(shè)計(jì)成適于產(chǎn)生大體上純氫氣、或甚至純氫氣。為著本揭示內(nèi)容的目的，大體上純氫氣意指大于百分之90的純度的氫氣，且其可為大于百分之95的純度的氫氣、大于百分 之99的純度的氫氣、且甚至大于百分之99. 5的純度的氫氣。包括零組件的說(shuō)明性(非專(zhuān) 屬)范例及因此用于產(chǎn)生至少大體上純氫氣的射流的組構(gòu)，合適的燃料處理器及燃料處理 組件被揭示于美國(guó)專(zhuān)利第6，319，306號(hào)、第6，221，117號(hào)、第5，997，594號(hào)、第5，861，137 號(hào)及待決的美國(guó)專(zhuān)利公告第2001/0045061號(hào)、第2003/0192251號(hào)、第2003/0223926號(hào)、第 2006/0090397號(hào)及第2007/0062116號(hào)中。上面標(biāo)記的專(zhuān)利及專(zhuān)利申請(qǐng)案公告的整個(gè)揭示 內(nèi)容是以引用的方式并入本文中。在圖1中，燃料處理器12被顯示為包括殼層68，至少該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域、及視需要 該純化區(qū)域被包含在該殼層中。亦可被稱(chēng)為外殼的殼層68能夠使該蒸氣重整器或另一燃 料處理機(jī)件的零組件將被當(dāng)作單元運(yùn)動(dòng)。其還通過(guò)提供保護(hù)機(jī)罩保護(hù)燃料處理器12的零 組件免于遭受損壞，且減少該燃料處理組件的加熱需求，因?yàn)樵撊剂咸幚砥鞯牧憬M件可被 當(dāng)作單元加熱。殼層68可、但不須包括隔離材料70，諸如實(shí)心的隔離材料、毛毯隔離材料、 和/或充滿(mǎn)空氣的孔腔。然而，該燃料處理器可被形成為沒(méi)有外殼或殼層是在該揭示內(nèi)容 的范圍內(nèi)。當(dāng)燃料處理器12包括隔離材料70時(shí)，該隔離材料可為在該殼層內(nèi)部、該殼層外 部、或兩者。當(dāng)該隔離材料是在包含該上述重整和/或純化區(qū)域的殼層的外部時(shí)，燃料處理 器12進(jìn)一步可包括在該隔離材料外部的外蓋、或夾套72，如在圖1中所概要地說(shuō)明。該燃 料處理組件可被提供以不同殼層是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，使殼層包括該燃料處理組件的 額外零組件、包括原料輸送系統(tǒng)22 (或其各部分)，和/或包括該燃料電池系統(tǒng)的額外零組 件。燃料處理組件10不能包括殼層68是亦在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。該燃料處理組件10的 一或更多零組件可延伸超出該殼層或至少坐落在殼層68外部其中之一是進(jìn)一步在該揭示 內(nèi)容的范圍內(nèi)。譬如，及如先前所討論，純化區(qū)域24可為坐落在外部殼層68，諸如使該純化 區(qū)域被直接地偶聯(lián)至該殼層(如于圖8中所概要地說(shuō)明)或由該殼層隔開(kāi)，但通過(guò)合適的 流體傳送導(dǎo)管(如在圖1中的虛線(xiàn)所指示)與該殼層流體相通。當(dāng)作另一范例，氫氣-產(chǎn) 生區(qū)域19的一部分(諸如一或多個(gè)重整催化劑床的各部分)可延伸超出該殼層，諸如以代 表圖1中的虛線(xiàn)所概要地指示者的另一選擇殼層組構(gòu)。亦如在至少圖1及7-9中所顯示，根據(jù)本揭示內(nèi)容的燃料處理組件(及燃料電池 系統(tǒng))可包括加熱組件60，其被設(shè)計(jì)成適于加熱該燃料處理器的至少該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域、或 重整區(qū)域。在根據(jù)本揭示內(nèi)容的一些燃料處理組件中，加熱組件60包括燃燒器組件62及可 被稱(chēng)為以燃燒為基礎(chǔ)、或燃燒驅(qū)動(dòng)式加熱組件。在以燃燒為基礎(chǔ)的加熱組件中，該加熱組件 60被設(shè)計(jì)成適于承接至少一燃料射流64，且被設(shè)計(jì)成適于在空氣存在時(shí)燃燒該燃料射流， 以提供熱的燃燒射流66，該燃燒射流可被用于加熱該燃料處理器的至少該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域 19。射流66亦可被稱(chēng)為已加熱的排氣射流。如在此更詳細(xì)地討論者，空氣可經(jīng)由各種機(jī)件 被輸送至該加熱組件。在圖8中，空氣射流74是以實(shí)線(xiàn)顯示；然而，以用于該加熱組件60 的燃料射流64的至少一個(gè)，該空氣射流被額外地或另一選擇地輸送至該加熱組件和/或抽 取自該環(huán)境是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，該加熱組件被使用在該環(huán)境內(nèi)。該燃燒射流66可額外地或另一選擇地被用于加熱該燃料處理組件和/或燃料電 池系統(tǒng)的其它部分是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，該加熱組件60是與所述燃料電池系統(tǒng)一起 使用?？衫眉訜峤M件60的其它組構(gòu)及型式是亦在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。當(dāng)作說(shuō)明的范 例，加熱組件60可為供電式加熱組件，其被設(shè)計(jì)成適于通過(guò)使用至少一加熱組件、諸如電阻式加熱組件產(chǎn)生熱量，以加熱該燃料處理組件的至少該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域。因此，其不需要 該加熱組件60承接及燃燒易燃的燃料射流，以將氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19加熱至合適的氫氣-產(chǎn) 生溫度。在圖1及7-9中，加熱組件60被顯示為與燃料處理器12呈重達(dá)的關(guān)系，以圖解地 表示該加熱組件可被局部地或完全地坐落在燃料處理器12內(nèi)、諸如至少局部地坐落在殼 層68內(nèi)，和/或該加熱組件的至少一部分、或全部可被坐落在該燃料處理器外部是在該揭 示內(nèi)容的范圍內(nèi)。在此后一實(shí)施例中，來(lái)自該燃燒器組件的熱的燃燒氣體將被經(jīng)由合適的 熱傳送導(dǎo)管輸送至該燃料處理器或?qū)⒈患訜岬南到y(tǒng)的另一部分。用于與根據(jù)本揭示內(nèi)容的 燃料處理組件一起使用的合適加熱組件的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例被揭示于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案公 告第2003/0192251號(hào)、第2003/0223926號(hào)及第2006/0272212號(hào)中，其整個(gè)揭示內(nèi)容是以 引用的方式并入本文中。如在圖8中的虛線(xiàn)所指示，根據(jù)本揭示內(nèi)容的燃料處理器12和/或燃料處理組件 10可包括蒸發(fā)區(qū)域69，其被設(shè)計(jì)成適于承接液體的進(jìn)料射流16 (或進(jìn)料射流16的液體成 份，諸如一股水17的射流或一股液體的含碳原料18的射流)，且被設(shè)計(jì)成適于在輸送至燃 料處理器12的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19之前蒸發(fā)該進(jìn)料射流(或其一部分)。如在圖8中所概 要地指示，來(lái)自該加熱組件的經(jīng)加熱的燃燒射流66可被用來(lái)蒸發(fā)該蒸發(fā)區(qū)域69中的進(jìn)料 射流和/或以別的方式加熱該進(jìn)料射流。該燃料處理器12可被制成為沒(méi)有蒸發(fā)區(qū)域和/ 或該燃料處理器被設(shè)計(jì)成適于承接進(jìn)料射流是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，該進(jìn)料射流是氣態(tài) 的或業(yè)已被蒸發(fā)。當(dāng)存在時(shí)，該蒸發(fā)區(qū)域69局部地或完全地延伸在殼層68 (當(dāng)存在時(shí))的 外側(cè)是亦在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。根據(jù)本揭示內(nèi)容的燃料處理器12、加熱組件60、及原料輸送系統(tǒng)22可被以在此所 敘述、說(shuō)明、和/或并入的配置的任何一種組構(gòu)。在一些實(shí)施例中，來(lái)自上述組構(gòu)的一或多 個(gè)的特色或態(tài)樣可被互相組合和/或與在此所敘述的額外特色組合。譬如，包括至少一純 化區(qū)域24的燃料處理組件10可(但非需要)容納該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域19及一起在共享外 殼中的純化區(qū)域的至少一部分是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)，使此外殼視需要坐落在該燃料處 理器的殼層68內(nèi)。這是概要地說(shuō)明于圖9中，其中參考數(shù)字25大致上指示燃料處理器的 氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19，使該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域被包含在外殼、或容器27內(nèi)，該外殼、或容器包含 至少該重整(或其它)催化劑23，用于由被輸送至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的進(jìn)料射流產(chǎn)生該混 合氣體射流。如在圖9中的虛線(xiàn)所指示，殼層27 (與藉此區(qū)域25)可、但不需要還包括純化區(qū) 域24。譬如，如在圖9中的虛線(xiàn)所指示，當(dāng)存在于該外殼中時(shí)，該純化區(qū)域可包括一或多個(gè) 氫_選擇性隔膜30和/或化學(xué)的一氧化碳移除組件32。據(jù)此，當(dāng)區(qū)域25包含氫氣-產(chǎn)生 區(qū)域19及純化區(qū)域24兩者時(shí)，其可被敘述為氫氣_產(chǎn)生及純化區(qū)域。在此所敘述、說(shuō)明， 和/或并入的區(qū)域19及24的任何一個(gè)可被使用于區(qū)域25中是在該揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。當(dāng) 區(qū)域25未包括純化區(qū)域時(shí)，其可僅只被敘述為包括外殼27的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19。當(dāng)外殼 27包括純化區(qū)域24時(shí)，該燃料處理組件可在外殼27外部(亦即下游)包括一個(gè)或多個(gè)額 外的純化區(qū)域(諸如其可包括相同或不同的純化裝置/機(jī)件)是仍然在本揭示內(nèi)容的范圍 內(nèi)。在此所說(shuō)明的燃料處理組件因此包括氫氣_產(chǎn)生區(qū)域，其被包含在外殼中，使此外殼亦 選擇性地包含純化區(qū)域。亦如在圖9中所說(shuō)明，當(dāng)存在時(shí)，該蒸發(fā)區(qū)域69可局部地或完全地延伸在外殼27內(nèi)是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。如所討論者，產(chǎn)物氫氣射流14可被使用于各種應(yīng)用中，包括利用高純凈的氫氣的 諸應(yīng)用。此應(yīng)用的范例是如用在燃料電池堆的燃料、或進(jìn)料射流。燃料電池堆是由諸如氫 氣的質(zhì)子的來(lái)源、及諸如氧氣的氧化劑產(chǎn)生電位的裝置。據(jù)此，燃料電池堆可被設(shè)計(jì)成適于 承接產(chǎn)物氫氣射流14的至少一部分及一股氧氣射流(其典型被輸送當(dāng)作空氣射流)，且由 該處產(chǎn)生電流。這是概要地說(shuō)明在圖7中，其中燃料電池堆被指示在40及產(chǎn)生電流，該電 流被概要地說(shuō)明在41。在此一組構(gòu)中，其中該燃料處理器或燃料處理組件是偶聯(lián)至燃料電 池堆，該結(jié)果的系統(tǒng)可被稱(chēng)為燃料電池系統(tǒng)42，因?yàn)槠浒ㄈ剂想姵囟鸭坝糜谠撊剂想姵?堆的燃料的來(lái)源。根據(jù)本揭示內(nèi)容的燃料處理器、原料輸送系統(tǒng)、及加熱組件可被使用于不 包括燃料電池堆的應(yīng)用中是在本揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。當(dāng)產(chǎn)物氫氣射流14是意欲用在燃料電池堆時(shí)，如果需要，可損壞該燃料電池堆的 成份、諸如一氧化碳及二氧化碳可由該富含氫氣射流被移去，諸如通過(guò)純化區(qū)域24。用于燃 料電池堆、諸如質(zhì)子交換隔膜(PEM)及堿性燃料電池堆，其可為想要的是一氧化碳的濃度 為少于10ppm(百萬(wàn)分之一)、少于5ppm、或少于lppm。二氧化碳的濃度可為大于一氧化碳 的濃度。譬如，少于百分之25的二氧化碳的濃度在一些實(shí)施例中能為可接受的，使額外的 說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括少于百分之10、少于百分之1、或甚至少于50ppm的濃度。在此所 呈現(xiàn)的可接受的最小濃度是說(shuō)明性范例，且那些異于在此所呈現(xiàn)者的濃度可被使用及在本 揭示內(nèi)容的范圍內(nèi)。譬如，特別的使用者或制造商可需要最小或最大濃度程度或范圍，所述 程度或范圍是與那些在此所認(rèn)知者不同。燃料電池堆40包含至少一個(gè)、及典型多數(shù)燃料電池44，所述燃料電池被設(shè)計(jì)成適 于由諸如空氣、富含氧的空氣、或氧氣、及被輸送至其上的部分產(chǎn)物氫氣射流14的氧化劑 產(chǎn)生電流。燃料電池堆典型包括于共享的端板48之間接合在一起的多數(shù)燃料電池，所述端 板包含流體輸送/移除導(dǎo)管，雖然并非所有實(shí)施例皆需要此結(jié)構(gòu)。合適的燃料電池的范例 包括質(zhì)子交換隔膜(PEM)燃料電池及堿性燃料電池。其它者包括固體氧化物燃料電池、磷 酸燃料電池、及熔融碳酸鹽燃料電池。通過(guò)燃料電池堆40所產(chǎn)生的電流、或電輸出可被用來(lái)滿(mǎn)足至少一相關(guān)能量消耗 裝置46的能量需求、或施加負(fù)載。裝置46的說(shuō)明性范例包括、但將不會(huì)受限于機(jī)動(dòng)車(chē)輛、 活動(dòng)房屋旅游車(chē)、建筑工程用或工業(yè)用車(chē)輛、船艇或其它海船、工具、發(fā)光體或照明組件、器 械(諸如一般用途的或其它器械)、家庭或其它住處、辦公室或其它商業(yè)建設(shè)物、計(jì)算機(jī)、傳 訊或通訊設(shè)備、電池充電器等。相同地，燃料電池堆40可被用來(lái)滿(mǎn)足燃料電池系統(tǒng)42的動(dòng) 力需求，其可被稱(chēng)為該燃料電池系統(tǒng)的工廠(chǎng)動(dòng)力需求的平衡。其應(yīng)被了解該裝置46是概要 地說(shuō)明在圖7中，且被意指代表一或多個(gè)裝置、或諸裝置的集合，所述裝置被設(shè)計(jì)成適于自 該燃料電池系統(tǒng)抽取電流。燃料電池堆40可承接所有產(chǎn)物氫氣射流14。一些或所有射流14可額外地、或另 一選擇地經(jīng)由合適的導(dǎo)管被輸送，供用在另一消耗氫的制程中，被燃燒用于燃料或熱量、或 儲(chǔ)存供稍后使用。當(dāng)作說(shuō)明性范例，氫氣儲(chǔ)存裝置50是以圖7中的虛線(xiàn)所顯示。根據(jù)本揭 示內(nèi)容的燃料處理和/或燃料電池系統(tǒng)可、但不需要包括至少一氫氣儲(chǔ)存裝置。裝置50被 設(shè)計(jì)成適于儲(chǔ)存產(chǎn)物氫氣射流14的至少一部分。譬如，當(dāng)通過(guò)燃料電池堆40用于氫氣的需 求是少于燃料處理器12的氫氣輸出時(shí)，該超過(guò)的氫氣可被儲(chǔ)存于裝置50中。合適的氫氣儲(chǔ)
20存裝置的說(shuō)明性范例包括氫化物床及加壓槽。雖然非必需，在當(dāng)燃料處理器12不能夠滿(mǎn)足 這些氫需求時(shí)的狀態(tài)中，包括被儲(chǔ)存氫氣的供給的燃料處理組件10或燃料電池系統(tǒng)42的 利益是此供給可被用來(lái)滿(mǎn)足燃料電池堆40的氫需求、或另一使用該射流14的應(yīng)用。這些 狀態(tài)的范例包括當(dāng)該燃料處理器正由冷卻或非活動(dòng)的狀態(tài)啟動(dòng)、由空轉(zhuǎn)狀態(tài)向上猛沖(正 加熱和/或加壓)、用于維護(hù)或修理的離線(xiàn)時(shí)，及當(dāng)該燃料電池堆或應(yīng)用正需求比來(lái)自該燃 料處理器的最大可用生產(chǎn)較大的氫氣流動(dòng)速率時(shí)。額外地或另一選擇是，所儲(chǔ)存的氫氣亦 可被用作易燃的燃料射流，以加熱該燃料處理組件或燃料電池系統(tǒng)，未直接地與燃料電池 堆有關(guān)連的燃料處理組件可仍然包括至少一氫氣儲(chǔ)存裝置，因此能夠使來(lái)自這些燃料處理 組件的產(chǎn)物氫氣射流也被儲(chǔ)存供稍后使用。燃料電池系統(tǒng)42還可包括至少一電池52或另一合適的能量?jī)?chǔ)存、或電力儲(chǔ)存裝 置，其被設(shè)計(jì)成適于儲(chǔ)存通過(guò)燃料電池堆40所產(chǎn)生的電位、或動(dòng)力輸出。可被使用的其它 能量?jī)?chǔ)存裝置的說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例包括儲(chǔ)能輪及電容器、諸如超電容器或超級(jí)電容器。類(lèi) 似于上面關(guān)于超量的氫氣的討論，燃料電池堆40可產(chǎn)生超過(guò)所需要的動(dòng)力輸出，以滿(mǎn)足通 過(guò)裝置46所施加、或應(yīng)用的負(fù)載，包括對(duì)燃料電池系統(tǒng)42供給動(dòng)力所需的負(fù)載。在對(duì)于上 面超量氫氣的討論的進(jìn)一步類(lèi)似性中，此超量的動(dòng)力輸出可被使用于在該燃料電池系統(tǒng)的 外側(cè)的其它應(yīng)用中、和/或通過(guò)該燃料電池系統(tǒng)儲(chǔ)存供稍后使用。譬如，該電池或另一儲(chǔ)存 裝置可提供動(dòng)力供通過(guò)系統(tǒng)42或其它應(yīng)用于起動(dòng)期間使用，該系統(tǒng)在所述其它應(yīng)用中不 產(chǎn)生電力和/或氫氣。在圖7中，流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)大致上被指示在54，且概要地代表任何合適 的歧管、閥門(mén)、控制器、開(kāi)關(guān)與類(lèi)似物等，用于分別選擇性地輸送氫及該燃料電池堆的動(dòng)力 輸出至裝置50與電池52，及由該處抽取該儲(chǔ)存的氫及所儲(chǔ)存的動(dòng)力輸出。圖10提供燃料處理組件10的圖解范例，其包括具有根據(jù)本揭示內(nèi)容的失速預(yù)防 機(jī)件160的原料輸送系統(tǒng)22，且其中來(lái)自該原料輸送系統(tǒng)的加壓液體出口射流被選擇性地 用作用于燃料處理器12的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的氫氣-產(chǎn)生進(jìn)料射流16、及用作用于加熱組件 60的易燃的燃料射流64，諸如可采取燃燒器的型式，該燃燒器以來(lái)自空氣射流74的空氣燃 燒此燃料射流。在圖10中所顯示的范例中，氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19被顯示為包括重整催化劑 23，使來(lái)自該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的混合氣體、或出口射流20被輸送至純化區(qū)域24。純化區(qū)域 24把該混合氣體射流分開(kāi)成富含氫氣射流26，其可形成產(chǎn)物氫氣射流14的至少一部分；及 副產(chǎn)物射流28，其可當(dāng)作用于加熱組件60的氣體燃料被消耗。加熱組件60被顯示為產(chǎn)生 經(jīng)加熱的排氣射流66，該經(jīng)加熱的排氣射流可被用來(lái)將至少氫氣-產(chǎn)生區(qū)域19加熱至合適 的氫氣_產(chǎn)生溫度。如所討論，原料輸送系統(tǒng)22亦產(chǎn)生具有合適的氫氣_產(chǎn)生壓力的進(jìn)料 射流16，以加壓該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域，及視情況加壓該純化區(qū)域24。圖10還說(shuō)明用于該燃料 處理器的選擇性殼層68 ；選擇性閥門(mén)組件86，其可被用來(lái)按比例分配或以別的方式將來(lái)自 該原料輸送系統(tǒng)的出口射流引導(dǎo)至該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域及該加熱組件及用于該閥門(mén)組件的 選擇性控制器88、或于它們之間。具有原料輸送系統(tǒng)22的燃料處理組件10的進(jìn)一步說(shuō)明性、非專(zhuān)有范例被顯示在 圖11中，該原料輸送系統(tǒng)具有以根據(jù)本揭示內(nèi)容的失速預(yù)防機(jī)件160。為著要簡(jiǎn)潔的目的， 被圖解式地描述在圖11中的先前已討論的零組件是不再被討論。在圖11中，燃料處理組 件10被顯示為具有燃料處理器12，其包括純化區(qū)域24，該純化區(qū)域包括含有至少一氫_選 擇性隔膜30的隔膜純化(或分離)區(qū)域180、及諸如甲烷化催化劑床182的化學(xué)氧化碳移除組件32兩者。工業(yè)適用件所述原料輸送系統(tǒng)、及包含在此所揭示的原料輸送系統(tǒng)的氫氣-產(chǎn)生燃料處理與 燃料電池系統(tǒng)是適用于該氫及能量產(chǎn)生工業(yè)，包括該燃料電池工業(yè)。吾人相信在上面所提出的揭示內(nèi)容涵括多數(shù)具有獨(dú)立的效用的不同發(fā)明。雖然這 些發(fā)明的每一個(gè)，以用其較佳的形式被揭示，如在此所揭示及說(shuō)明者，其特定實(shí)施例不會(huì)以 限制的意義被考慮，因極多的變化是可能的。本發(fā)明的主題包括在此所揭示的各種組件、特 色、功能、和/或性質(zhì)的所有新穎與非明顯的組合及次組合。相同地，在所述申請(qǐng)專(zhuān)利范圍 列舉“一”或“第一”組件或其同等項(xiàng)之處，此等申請(qǐng)專(zhuān)利范圍應(yīng)被了解包括并入一或多個(gè) 此等組件，既無(wú)需要也不排除兩個(gè)或更多此等組件。吾人相信以下的權(quán)利要求范圍特別地指出某些組合及次組合，所述組合及次組合 是針對(duì)所揭示發(fā)明之一及為新穎與非明顯的?；谥T特色、功能、組件、和/或性質(zhì)的其它 組合及次組合中的發(fā)明，可經(jīng)過(guò)所提出的權(quán)利要求范圍的修正或在此申請(qǐng)案或相關(guān)申請(qǐng)案 中的新的權(quán)利要求范圍的呈現(xiàn)被申請(qǐng)。此等被修改或新的權(quán)利要求范圍，不論它們是否針 對(duì)不同的發(fā)明或針對(duì)相同的發(fā)明，是否對(duì)于所述原始的權(quán)利要求范圍具有不同、更寬廣、較 狹窄、或相等的范圍，是亦被當(dāng)作含括在本揭示內(nèi)容的發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
一種氫氣 產(chǎn)生燃料處理組件，其包括氫氣 產(chǎn)生區(qū)域，其被設(shè)計(jì)成適于承接包含至少含碳原料的至少進(jìn)料射流，及被設(shè)計(jì)成適于由該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生包含當(dāng)作主要成份的氫氣的混合氣體射流，該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成適于在氫氣 產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)操作；及原料輸送系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成適于將該進(jìn)料射流的至少一部分輸送至該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域，其中該原料輸送系統(tǒng)是與包含至少該含碳原料的液體供給源相通，其中該原料輸送系統(tǒng)包括泵組件，其被設(shè)計(jì)成適于自該液體供給源抽取包含至少該含碳原料的液體入口射流，且被設(shè)計(jì)成適于在氫氣 產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上至少間歇地放出液體出口射流，該泵組件具有用于承接該液體入口射流的入口及用于放出該液體出口射流的出口；入口導(dǎo)管，該液體入口射流是經(jīng)過(guò)該入口導(dǎo)管被抽取至該泵組件；出口導(dǎo)管，該液體出口射流是經(jīng)過(guò)該出口導(dǎo)管由該泵組件放出；輸送導(dǎo)管，其與該出口導(dǎo)管及該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域流體相通，且輸送射流是經(jīng)過(guò)該輸送導(dǎo)管被輸送至該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域；及失速預(yù)防機(jī)件，該失速預(yù)防機(jī)件包括止回閥，其被定位于該出口導(dǎo)管及該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域之間，且被設(shè)計(jì)成適于在該泵組件未于該氫氣 產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流的時(shí)期期間，將該出口導(dǎo)管中的壓力與該氫氣 產(chǎn)生區(qū)域中的壓力隔絕；及抽氣導(dǎo)管，其與該出口導(dǎo)管及該液體供給源、該入口導(dǎo)管、該泵組件、與燃燒器的至少一個(gè)之間流體相通，該燃燒器與該氫氣 產(chǎn)生的燃料處理組件有關(guān)聯(lián)，且抽氣射流至少間歇地流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管；其中該失速預(yù)防機(jī)件被設(shè)計(jì)成適于在該泵組件未于該氫氣 產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流的時(shí)期期間減少該出口導(dǎo)管中的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣_產(chǎn)生燃料處理組件，其中相對(duì)該出口導(dǎo)管設(shè)計(jì)該抽氣 導(dǎo)管的至少一部分的尺寸，以于該泵組件未在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該液 體出口射流時(shí)期期間，減少該出口導(dǎo)管中的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該抽氣導(dǎo)管包括孔口，相對(duì)該 出口導(dǎo)管設(shè)計(jì)該孔口的尺寸，以于該泵組件未在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該 液體出口射流時(shí)期期間，減少該出口導(dǎo)管中的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該失速預(yù)防機(jī)件進(jìn)一步包括 限制閥，該限制閥被設(shè)計(jì)成適于選擇性地允許及選擇性地限制該抽氣射流經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管 的流動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該限制閥是電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該限制閥被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該 出口導(dǎo)管中的壓力是少于該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍時(shí)允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣 導(dǎo)管，且被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該出口導(dǎo)管中的壓力是在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上時(shí)限 制該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該限制閥被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該 泵組件不會(huì)在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流時(shí)允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管，且其中該限制閥被設(shè)計(jì)成適于當(dāng)該泵組件在該氫氣-產(chǎn)生的壓力 范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流時(shí)限制該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該限制閥是有效運(yùn)作地連結(jié) 至該泵組件，以(i)當(dāng)該泵組件不會(huì)在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上放出該液體出口 射流時(shí)允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管，與(ii)當(dāng)該泵組件在該氫氣-產(chǎn)生的壓力 范圍內(nèi)或之上放出該液體出口射流時(shí)限制該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該泵組件包括至少一正排量泵，該正排量泵被設(shè)計(jì)成適于在再裝滿(mǎn)沖程期間承接 該液體入口射流、及在排出沖程期間放出該液體出口射流；及其中該失速預(yù)防機(jī)件被設(shè)計(jì)成適于在該正排量泵的排出沖程期間限制該抽氣射流經(jīng) 過(guò)該抽氣導(dǎo)管的流動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該泵組件包括至少一正排量泵，該正排量泵被設(shè)計(jì)成適于在再裝滿(mǎn)沖程期間承接 該液體入口射流、及在排出沖程期間放出該液體出口射流；及其中該失速預(yù)防機(jī)件進(jìn)一步包括限制閥，該限制閥被有效運(yùn)作地連結(jié)到該至少一正排 量泵，以(i)在該至少一正排量泵的再裝滿(mǎn)沖程期間允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo) 管，與(ii)在該至少一正排量泵的排出沖程期間限制該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該泵組件包括至少一正排量泵，該正排量泵具有內(nèi)室； 其中該抽氣導(dǎo)管是在該出口導(dǎo)管及該至少一正排量泵的內(nèi)室之間流體相通；及 其中該至少一正排量泵被設(shè)計(jì)成適于在再裝滿(mǎn)沖程期間承接該液體入口射流及該抽 氣射流，且在排出沖程期間放出該液體出口射流。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該抽氣導(dǎo)管整合至該泵組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件，其中該泵組件包括正排量泵，其被設(shè)計(jì)成適于在再裝滿(mǎn)沖程期間承接該液體入口射流及該抽氣射流，且 在排出沖程期間放出該液體出口射流；及限制閥，其被設(shè)計(jì)成適于在該正排量泵的再裝滿(mǎn)沖程期間允許該抽氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò) 該抽氣導(dǎo)管，與在該正排量泵的排出沖程期間限制該抽氣射流經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
14.一種用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件的氫 氣-產(chǎn)生區(qū)域的方法，該氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件是設(shè)計(jì)成適于由該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生 包含當(dāng)作主要成份的氫氣的混合氣體射流，該方法包括由包含至少一含碳原料的液體供給源抽取液體射流；在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上至少間歇地泵吸該液體射流進(jìn)入出口導(dǎo)管； 由該出口導(dǎo)管至該氫氣_產(chǎn)生區(qū)域輸送包括該液體射流的至少一部分的輸送射流； 在未于該氫氣_產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的時(shí)期期間，將該出口導(dǎo)管中 的壓力與該氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中的壓力隔絕；及在未于該氫氣_產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的時(shí)期期間，減少該出口導(dǎo)管 中的壓力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料 處理組件的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的方法，其中減少該出口導(dǎo)管中的壓力包括未于該氫氣-產(chǎn)生 壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的時(shí)期期間，使含有該液體射流的至少一部分的抽氣射 流由該出口導(dǎo)管轉(zhuǎn)向經(jīng)過(guò)抽氣導(dǎo)管。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料 處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的方法，進(jìn)一步包括將該抽氣射流輸送至該液體供給源、該出口導(dǎo)管的上游的液體射流、及與該氫氣產(chǎn)生 燃料處理組件有關(guān)的燃燒器的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料 處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的方法，進(jìn)一步包括于該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上泵吸該液體射流的時(shí)期期間，限制該抽氣射流的 流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料 處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的方法，進(jìn)一步包括于該出口導(dǎo)管中的壓力是在該氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)或之上的時(shí)期期間，限制該抽 氣射流的流動(dòng)經(jīng)過(guò)該抽氣導(dǎo)管。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料 處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的方法，其中泵吸該液體射流是通過(guò)包括具有內(nèi)室的正排量泵的泵組件而變?nèi)菀?，且該正?量泵被設(shè)計(jì)成適于在再裝滿(mǎn)沖程期間承接進(jìn)入該內(nèi)室的液體射流，及被設(shè)計(jì)成適于在該氫 氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上在排出沖程期間由該內(nèi)室排出該輸送射流至該出口導(dǎo)管；且其中該方法進(jìn)一步包括于該正排量泵的再裝滿(mǎn)沖程期間將該抽氣射流輸送至該正排量泵的內(nèi)室。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述用于在氫氣-產(chǎn)生的壓力范圍內(nèi)輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料 處理組件的氫氣_產(chǎn)生區(qū)域的方法，其中該抽氣導(dǎo)管整合至該泵組件。
全文摘要
揭示氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件以及用于輸送原料至氫氣-產(chǎn)生燃料處理組件的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域的方法。在一些實(shí)施例中，該燃料處理組件包括原料輸送系統(tǒng)，其包括泵組件和失速預(yù)防機(jī)件，該失速預(yù)防機(jī)件被設(shè)計(jì)成適于在該泵組件未于氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上放出液體出口射流的時(shí)期期間，減少出口導(dǎo)管中的壓力。在一些實(shí)施例中，該出口導(dǎo)管中的壓力是與該燃料處理組件的氫氣-產(chǎn)生區(qū)域中的壓力隔絕，且是在未在氫氣-產(chǎn)生壓力范圍內(nèi)或之上泵吸液體射流的時(shí)期期間減少。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101904034SQ200880121092
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者弗能·威德·龐普漢 申請(qǐng)人:伊達(dá)科技公司