[发明专利]用于燃料电池系统的氢排放系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(a)要求2008年3月14日提交的韩国专 利申请第10-2008-0023609号的优先权，其全部内容在此引入以供参 考。

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池系统的氢排放系统。更具体地，本 发明涉及一种用于燃料电池系统的氢排放系统，其可以通过对在排放 期间对从燃料电池排放的氢的稀释进行最优化而确保燃料电池车辆的 安全性，并且通过减少排放期间生成的噪声而确保车辆的安静。

背景技术

燃料电池系统通常可以包括用于发电的燃料电池组、用于将燃料 (氢)提供给燃料电池组的燃料供给系统、用于将空气中的氧作为电 化学反应所需的氧化剂提供给燃料电池组的空气供给系统、和用于控 制燃料电池组的工作温度的热管理系统。

在具有上述构造的示例性燃料电池系统中，燃料电池组的氢出口 优选地连接有氢再循环鼓风机(blower)，以将燃料电池组的燃料电极 (阳极)处的反应之后剩余的氢再循环至燃料电极加以重复使用。

积聚在燃料电极中的氮或水通过定期清除从燃料电池组中排出。

因此，在应用于燃料电池车辆的燃料电池组的工作中，氮或水积 聚在燃料电极(氢电极)中，并使燃料电池组的性能劣化，因此，有 必要通过氢电极的定期清除(purge)来确保燃料电池组的稳定的性能。

当氮或水通过定期清除从燃料电池组中排出时，一些残留的氢与 氮或水一起排出，如果所排放的氢浓度高，则可能有爆炸的危险。

因此，为了避免爆炸，所排放的氢的浓度应该降低或稀释至爆炸 范围之内。

为这一目的，常规地，氢清除管线中设置有稀释器，以稀释空气 中氢的密度。

然而，在例如使用稀释器的情形中，氢和空气仅仅被相互混合， 但是氢的绝对量没有减少。因此，氢可以积聚在车辆内部，并可以导 致安全性事故。可以设置有用于将空气引入稀释器或空气供给装置中 的管道，这使制造成本增加，并导致管道系统的复杂。

作为用于处理从燃料电池组排放的氢的后处理系统，常规上已经 提出了催化剂燃烧装置或火焰燃烧装置，其中将大量空气导入反应器， 以除去从燃料电池组中排放的废氢(exhaust hydrogen)。然而，它导致 管道系统的复杂，并增加了用于将空气提供给催化剂燃烧或火焰燃烧 装置的空气鼓风机的负担。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技 术的理解，因此其可以包含不形成本国家的本领域普通技术人员已知 的现有技术的信息。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于燃料电池系统的氢排放系统，其中 氢清除管线优选地连接有用于引入空气的喷射器，喷射器的出口部设 置有后处理(post-treatment)系统，例如加湿器、催化剂燃烧反应器、 和燃烧器(burner)，以消除大量的氢，同时改善燃料电池组的湿润性， 从而改善燃料电池组的性能和耐用性。

在一个实施方式中，本发明提供了一种用于燃料电池系统的氢排 放系统，其包括用于清除从燃料电池组的燃料电极所排放的氢的清除 阀，所述氢排放系统适当地包括：喷射器，其安装到从清除阀延伸的 氢清除管线上，以从外部引入空气；和后处理系统，其优选地与喷射 器的排出管线连接，以去除从其中排出的氢。

在优选的实施方式中，后处理系统是用于将经加湿的空气提供给 燃料电池组的空气电极的加湿器，喷射器的排出管线优选地与加湿器 的内部连接。

在另一个优选的实施方式中，后处理系统是适当地安装到喷射器 排出管线上的催化剂燃烧装置，催化剂燃烧装置的排出管线延伸至外 部，或者与加湿器的内部连接。

在再一个优选的实施方式中，后处理系统是安装到喷射器排出管 线上的燃烧器，燃烧器的排出管线延伸至外部，或者与加湿器的内部 连接。

在再另一个优选的实施方式中，从燃料电池组空气电极延伸的空 气排出管线与喷射器排出管线之间优选地连接有具有空气供给阀的分 支管线。

本文所用的术语“车辆(vehicle)”、“车用”或其它类似术语理解 成包括通常的机动车辆，例如载客车辆，包括运动型多功能车(SUV)、 公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种船只和船舶的水运工具， 航空器和类似物。