燃料电池系统的制作方法

专利名称：燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种配有喷射器的燃料电池系统，喷射器适合于使从氢供应源提供给燃料电池的氢当中的从燃料电池排出的过剩部分再循环到燃料电池。
背景技术：
关于提供给燃料电池的氢的流量，存在许多可能性，其中氢的理想配比值(引入的氢的数量/消耗于发电的氢的数量)被确保处于一个大于1的值(例如1.5)，于是为了提高氢的利用系数，由于在反应中没有使用而产生的氢被再循环。
当使用用于这种再循环的喷射器时，虽然一种情况是单一的喷射器就是足够的，但还存在一种情况，其中两个喷射器依据流量被转换并选择使用。但是，当使用两个被转换的喷射器时，需要提供转换机构和回流保护机构。
在临时公开号为2002-56870的日本专利中披露了一个例子，其中设有两个这种使用转换机构和回流机构的喷射器。

发明内容
顺便提及，关于上述的相关技术的机构，在由于燃料电池输出的增加导致的氢入口率的范围(动态范围)增加的情况下，假定有这样一种情况，其中全部流量不能用两个喷射器覆盖。另外，简单地，因为需要转换机构和回流保护机构，所以仅仅提供三个喷射器会导致结构复杂。
因而，本发明的目标是在不使结构复杂的情况下，能允许氢入口率的增加。
为了实现上述目标，在一个配有喷射器的燃料电池系统中，所述喷射器适合于允许从氢供应源提供给燃料电池的氢当中从燃料电池排出的过剩部分再循环到燃料电池，本发明具有这样一种机构，其中三个以上的喷射器布置在燃料电池和氢供应源之间，三个以上的喷射器中处于非使用状态的喷射器被切断机构切断与氢的连通。


图1表示本发明第一实施方式的燃料电池系统的整体结构视图；图2是图1的燃料电池系统中的喷射器的特性图；图3A是在本发明第二实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，和图3B是在图3A的线3B-3B上得到的剖视图；图4是表示一种情况的剖视图，其中图3A、3B的阀体移位到一个垂直中间位置以允许使用其它喷射器部分；图5是在本发明第三实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，和图5B是在图5A的线5B-5B上得到的剖视图；图6是表示一种情况的剖视图，其中图5A、5B的阀体旋转移动以允许使用其它喷射器部分；图7A是在本发明第四实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，和图7B是在图7A的线7B-7B上得到的剖视图；图8是表示一种情况的剖视图，其中图7A、7B的阀体旋转移动以允许使用其它喷射器部分；图9A是在本发明第五实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，和图9B是在图9A的线9B-9B上得到的剖视图；图10A是在本发明第六实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，和图10B是在图10A的线10B-10B上得到的剖视图；图11表示本发明第七实施方式的燃料电池系统的整体结构视图；图12表示本发明第八实施方式的燃料电池系统的整体结构视图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图对本发明的实施方式进行更详细的描述。
图1是根据本发明第一实施方式的燃料电池系统的整体结构视图。燃料电池系统100包括一个燃料电池1和一个用作氢供应源的氢存储单元3，在它们之间，三个喷射器5、7、9并联连接以允许提供到燃料电池1的氢中的过剩部分再循环到燃料电池1。
如图2中所示，喷射器5、7、9如此构形以致根据被提供的空气(具有本申请的实施方式中涉及的氢)的流量和再循环比(根据被提供的流量的体积比)具有彼此不同的关系。这里，实线a对应于喷射器5，虚线b对应于喷射器5并且单点线c对应于喷射器5，这些喷射器被联合使用以获得高于曲线P的扩大范围的供应空气流量(根据再循环比)。
在上游和下游侧两处布置在氢入口通道11中的是切断机构13、15，喷射器5位于上游和下游侧之间，在上游和下游侧两处布置在氢入口通道17中的是切断机构19、21，喷射器7位于上游和下游侧之间，而在上游和下游侧两处布置在氢入口通道23中的是切断机构25、27，喷射器9位于上游和下游侧之间。
上述各个氢入口通道11、17、23彼此相互并联连接，这些流道的下游端通过下游侧的公共流道29连接到燃料电池1，而这些流道的上游端通过上游侧的公共流道31连接到氢存储单元3。并且，压力调节机构33布置在上游侧的公共流道31中，氢的压力通过它来调节。
此外，氢再循环公共流道35的一端连接到燃料电池1的氢排出口，其另一端分叉成三个再循环分支流道37、39、41，三个再循环分支流道又分别连接到喷射器5、7、9。
关于上述的燃料电池系统，从氢存储单元3供出的氢由压力调节机构33调节压力，依据需要的氢入口率和需要的将被再循环的氢流量，与喷射器5关联的切断机构13、15和与喷射器7关联的切断机构19、21以及与喷射器9关联的切断机构25、27被打开或关闭。
通过如此做，允许被调节了压力的氢流入三个喷射器5、7、9中的一个或多个中并提供到燃料电池1中用来发电。这里，由于没有用于发电而导致的过剩的氢从燃料电池1排出并通过氢再循环公共流道35，在关联的切断机构保持打开的情况下，通过用于再循环的再循环分支流道37、39、41中的任一个吸入到喷射器中，以便再循环的氢被提供到燃料电池1中。
关于保持不起作用的喷射器，布置在喷射器的上游和下游的两个切断机构被切断以使氢不能进入保持在非使用状态中的喷射器，同时能防止氢从仍处于使用状态中的喷射器的下游侧回流到处于非使用状态中的喷射器中。
关于上述的第一实施方式，由于在不采用转换机构和回流保护机构的情况下，在规格上具有差别的三个以上的喷射器5、7、9能仅仅通过使用切断机构来选择，所以不管与燃料电池1的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，如图2中所示地使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
图3A是在本发明第二实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元50的剖视图。喷射器单元50包括一个立方体结构的外壳43，其形成为具有一个阀体接收腔45，在该阀体接收腔45中，布置有一个沿着图中的垂直延伸轴CL1滑动运动的圆柱形阀体47。
沿着一个垂直方向在基本上中央的区域中，朝着阀体接收腔45开口的氢入口49和氢出口51在外壳43的左和右对称位置形成于外壳43中，从未示出的氢存储单元提供的氢进入氢入口49并从氢出口51排出，提供到未示出的燃料电池。此外，与阀体接收腔45连通的氢再循环口53形成在外壳43的下部，从上述燃料电池排出的过剩的氢进入氢再循环口53。
阀体47具有一个中间位置，其形成为具有一个在垂直方向上延伸的氢再循环流道55，氢再循环流道55的下端朝着阀体接收腔45开口。
三个喷射器部分57、59、61沿着氢再循环流道55的垂直方向分别形成于上述阀体47上，喷射器部分57、59、61包括喷嘴63、65、67和扩散器69、71、73，喷嘴63、65、67沿着垂直方向如图3A中所示地在右侧形成于阀体57上，扩散器69、71、73在相对于各个喷嘴63、65、67的位置处形成。
这里，如同上述的第一实施方式的那些内容一样，如图2中所示，根据被提供的空气(本申请的实施方式中的氢)的流量和再循环比，上述各个喷射器部分57、59、61如此构形以致具有相互不同的关系，即规格。
并且，阀体47的垂直滑动运动允许各个喷射器部分57、59、61中的任一个在一个与氢入口49和氢出口51相符的位置中被选择，喷射器部分中被选定的任一个用来将氢提供到燃料电池。
图3A表示一种情况，其中阀体47移位到最高位置以允许最低的喷射器部分61能有效使用。即，当这发生时，喷嘴67与氢入口49连通，而扩散器73与氢出口51连通。图3B是在图3A的线3B-3B上得到的剖视图。
此外，图4表示一种情况，其中阀体47移位到一个垂直中间位置以允许选择喷射器部分59。即，当这发生时，喷嘴65与氢入口49连通，而扩散器71与氢出口51连通。
轴75的一端(下端)连接到阀体47的上端，轴75的另一端从外壳43向外伸出并连接到直接作用致动器77，驱动直接作用致动器77使得阀体47垂直滑动和移动。
一种密封材料79布置在已经在上面描述的轴75和外壳43之间，另外，密封材料81、83布置在氢入口49和氢出口51与阀体47之间的各自的接触周界处。
下面，对上述第二实施方式的操作进行描述。让我们考虑这种情况，其中直接作用致动器77被驱动以使阀体47滑动和移动到如图3A中所示的最高位置，致使喷射器部分61能有效使用。
如图3B中所示，在这种情况下，进入外壳43的氢入口49的氢从喷嘴67通过氢再循环流道55，到达扩散器73，于是氢从氢出口51喷射并提供给未示出的燃料电池。
当通过氢再循环流道55并到达扩散器73时，氢吸入从燃料电池排出并通过外壳43的氢再循环口53流入阀体接收腔45中的氢，因此允许吸入的氢与从氢入口49进入的氢一起提供给燃料电池。
关于上述第二实施方式，由于在不使用转换机构和回流保护机构的情况下，在规格上具有差别的三个以上的喷射器57、59、61能通过阀体47的滑动运动来选择，所以不管与燃料电池1的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，如图2中所示地使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
此外，关于上述第二实施方式，阀体47的滑动运动使阀体47中的多个喷射器部分57、59、61之一能被选为这样一个喷射器，其与布置在外壳43中的氢入口49和氢出口51成一直线地使用。为此，多个喷射器部分的位置和转换能以简单和紧凑的结构与操作实现。
此外，关于没有被选择和从布置在外壳43中的氢入口49和氢出口51移开的其它喷射器部分，产生了自动切断功能，并且没有产生对于单独提供和控制的分叉机构和回流保护机构的需要。同样，关于这种结构，不需要用来将供应气体和再循环气体分配到多个喷射器部分和允许排出的气体聚集的结构，导致在部件形状上的小型化方面具有显著的优点。
而且，根据第二实施方式，即使选择了以多个部分的方式提供的喷射器部分57、59、61中的任一个，也能通过在三个位置使用密封材料79、81、83来相对于处于非使用状态中的喷射器部分确保密封性能，并且能防止气体朝处于非使用状态中的喷射器的泄露和气体的回流，同时能防止再循环功能减弱，并能确保关于外壳43和轴75之间的间隙的密封性能，提供实现防止氢泄露到部件外部的能力。
并且，尽管在上述第二实施方式中提供了三个喷射器部分57、59、61，但它可以构造成具有两个部分以上或四个部分以上。
图5是在本发明第三实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元50A的剖视图，图5B是在图5A的线5B-5B上得到的剖视图。该喷射器单元包括一个外壳85，外壳85以基本上立方体的构形形成并具有一个阀体接收腔87，一个圆柱形的阀体89布置在阀体接收腔87中，用来绕着图5A中的垂直延伸轴CL2的中心旋转运动。
沿着一个垂直方向在基本上中央的区域中，朝着阀体接收腔87开口的氢入口91和氢出口93在外壳85的左和右对称位置形成于外壳85中，从未示出的氢存储单元提供的氢进入氢入口91并从氢出口93排出，提供到未示出的燃料电池。此外，氢再循环口95在外壳85的下部形成于外壳85中，从上述燃料电池排出的过剩的氢进入氢再循环口95。
阀体89具有一个中间位置，其形成为具有一个在垂直方向上延伸的氢再循环流道97，氢再循环流道97的下端朝着阀体接收腔95开口。
三个喷射器部分99、101、103沿着氢再循环流道97的圆周表面分别形成于上述阀体89上，喷射器部分99、101、103包括喷嘴105、107、109和扩散器111、113、115，喷嘴105、107、109沿着阀体的圆周表面形成于阀体57中，扩散器111、113、115在相对于各个喷嘴105、107、109的位置处形成。
这里，如同上述第一实施方式的那些内容一样，如图2中所示，根据被提供的空气(本申请的实施方式中的氢)的流量和再循环比，上述各个喷射器部分99、101、103如此构形以致具有相互不同的关系，即规格。
并且，阀体89的旋转运动允许各个喷射器部分99、101、103中的任一个被选择以呈现一个与氢入口49和氢出口51成一直线的位置，喷射器部分中被选定的任一个用来将氢提供到燃料电池。
图5B表示一种情况，其中阀体89旋转移动以允许喷射器部分99能有效使用。即，当这发生时，喷嘴105与氢入口91连通，而扩散器111与氢出口93连通。
图6表示一种情况，在该情况下，阀体89以图中的逆时针方向，从图5B中所示的情况旋转移动规定的旋转角，以允许选择喷射器部分101。即，当这发生时，喷嘴107与氢入口91连通，而扩散器113与氢出口93连通。
轴117的一端(下端)连接到阀体89的上端，轴117的另一端外形上从外壳85向外伸出以连接到旋转致动器119，即，驱动旋转致动器119使得阀体89旋转移动。
密封材料121、123和125布置在氢入口91、氢出口93和氢再循环口95与阀体89之间的各自的周界接触区域处。
关于上述第三实施方式，由于在不使用转换机构和回流保护机构的情况下，喷射器部分能通过阀体89的旋转运动来选择，所以产生了与第二实施方式同样的优点，以致不管与燃料电池1的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，如图2中所示地使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
此外，关于上述第三实施方式，由于喷射器部分能通过阀体89的旋转来选择，与第二实施方式对比，不需要任何用于阀体移动的余地，所以能进一步实现部件构形上的小型化。
此外，尽管在上述第三实施方式中提供了三个喷射器部分99、101、103，但可以采用具有两个部分以上或四个部分以上的结构。
图7A是在本发明第四实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元50B的剖视图，图7B是在图7A的线7B-7B上得到的剖视图。代替图5A、5B和图6中所示的第三实施方式中的圆柱形状的阀体89，该喷射器单元50B使用球形的阀体89a，该球形阀体可绕着垂直延伸轴CL3的中心旋转移动。
其它结构与第三实施方式的结构相似，并且与第三实施方式中相同的部件具有与第三实施方式中所用的附图标记相同的附图标记，只是在其后添加一个后缀“a”。
关于上述第四实施方式，由于在不使用转换机构和回流保护机构的情况下，在规格上具有差别的三个喷射器部分能通过阀体89a的旋转运动来选择，所以产生了与第二实施方式同样的优点，以致不管与燃料电池1的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，如图2中所示地使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
另外，关于上述第四实施方式，由于喷射器部分能通过球形阀体89a的旋转来选择，所以与第三实施方式相比，进一步实现部件构形上的小型化是可能的，在第三实施方式中，圆柱形阀体89旋转。
此外，尽管在上述第四实施方式中，提供了三个喷射器部分99a、101a、103a，但可以采用具有两个部分以上或四个部分以上的结构。
图9A是在本发明第五实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，图9B是在图9A的线9B-9B上得到的剖视图。该喷射器单元与图3A、3B和图4中所示的第二实施方式相似，其中一个圆柱形阀体47a容纳在外壳43a中。
不同于第二实施方式的一点在于，上述阀体47a可用于相对于中心轴CL4在垂直方向上滑动运动，同时可进行旋转运动，和三个喷射器部分57a、59a、61a沿着阀体移动的方向形成为螺旋形状。
因而，在此布置的致动器77a用作直接作用致动器和旋转致动器，它允许阀体47a的滑动运动和旋转运动。
其它结构与第二实施方式的结构相似，并且与第二实施方式中相同的部件具有与第二实施方式中所用的附图标记相同的附图标记，只是在其后添加一个后缀“a”。
关于上述第五实施方式，由于在不使用转换机构和回流保护机构的情况下，在规格上具有差别的喷射器部分57a、59a、61a能通过阀体47a的滑动运动和旋转运动来选择，所以产生了与第二实施方式同样的优点，以致不管与燃料电池1的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，如图2中所示地使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
此外，关于第五实施方式，由于三个喷射器部分以螺旋构形布置在阀体47a上，所以在采用同样数量的喷射器部分的情况下，能使阀体47a的垂直长度短于图3A、3B中所示的阀体47的垂直长度，因而能使阀体47a的小型化得以实现。
此外，尽管在上述第五实施方式中，提供了三个喷射器部分57a、59a、61a，但可以采用具有两个部分以上或四个部分以上的结构。
图10A是在本发明第六实施方式的燃料电池系统中使用的配有三个喷射器部分的喷射器单元的剖视图，图10B是在图10A的线10B-10B上得到的剖视图。该喷射器单元与图3A、3B和图4中所示的第二实施方式相似，其中一个圆柱形阀体47b容纳在外壳43b中。
不同于第二实施方式的一点在于，一个氢出口51b被用作三个喷射器部分57b、59b、61b的公共扩散器。
为此，相对于在阀体47b的垂直方向上延伸的中心轴CL5，氢再循环流道55b在靠近氢出口51b的位置处形成于阀体47b中，而连通孔127、129、131在相对于各个喷嘴63b、65b、67b的位置处分别形成于阀体47b中。
即，如图10A中所示，在阀体47b移动到图中的最高位置，致使最低的喷射器部分61b保持在使用状态中的情况下，连通孔131与氢出口51b连通。
其它结构与第二实施方式的结构相似，并且与第二实施方式中相同的部件具有与第二实施方式中所用的附图标记相同的附图标记，只是在其后添加一个后缀“b”。
关于上述第六实施方式，由于在不使用转换机构和回流保护机构的情况下，在规格上具有差别的三个喷射器部分57b、59b、61b能通过阀体47b的滑动运动来选择，所以产生了与第二实施方式同样的优点，以致不管与燃料电池1的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，如图2中所示地使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
并且，当不在阀体47b中形成多个扩散器的情况下，通过将形成于外壳43b中的扩散器形成为三个喷射器部分57b、59b、61b的公共扩散器，能使图10A中的阀体47b的横向宽度H变短，实现小型化并减轻重量，导致致动器77b的致动能力降低。
此外，尽管在上述第六实施方式中，提供了三个喷射器部分57b、59b、61b，但可以采用具有两个部分以上或四个部分以上的结构。
另外，当不在阀体47b中形成多个扩散器的情况下，扩散器形成于外壳43b中以作为三个喷射器部分57b、59b、61b的公共扩散器，这种结构能分别应用于图5A、5B中所示的第三实施方式，图7A、7B中所示的第四实施方式和图9A、9B中所示的第五实施方式。
图11是根据本发明的第七实施方式的燃料电池系统的整体结构视图。该燃料电池系统包括两个喷射器单元133、135，它们在燃料电池1和氢存储单元3之间并联连接。
两个喷射器单元133、135具有同样的结构，它们彼此相同，因此仅仅对一个喷射器133作出描述。该喷射器133结构上与图3A、3B和图4中所示的第二实施方式的结构相似，其中一个圆柱形阀体47c容纳于外壳43c中。
不同于第二实施方式的一点在于，在图中，切断部分137在阀体47c的上部区域形成于阀体47c上，在那没有提供喷射器部分。喷射器单元133的其它结构与第二实施方式相似，并且与第二实施方式中相同的部件具有与第二实施方式中所用的附图标记相同的附图标记，只是在其后添加一个后缀“c”。
尽管图11中所示的喷射器单元133被表示成保持在这样一种状态下，其中由在垂直中央处形成的喷射器部分59c作出选择，但可以尝试使阀体47c从喷射器单元133的上述状态向下滑动和移动以占据最下端位置，该尝试允许氢入口49c和氢出口51c与对应切断部分137的位置成一直线，切断部分137在阀体49c的上部用来进行切断。
同样，从氢存储单元3放出的氢经过压力调节机构33，并通过氢入口通道139流到喷射器单元133的氢入口49c，在氢入口上面通过选定的中央喷射器部分59c，并通过氢出口51c喷射到外部。
于是，该喷射的氢经过下游侧的公共流道141并进入燃料电池1中，由于没有用于发电所导致的过剩的氢被吸入，并通过氢再循环公共流道143、喷射器单元133和关联的再循环分支流道145进行再循环，该再循环的氢也被提供到燃料电池1。
同时，喷射器单元135被阀体47c的切断部分137变得保持在切断状态中，喷射器单元135没有被供应来自氢存储单元3的氢，因而，喷射器没有吸入从燃料电池1流出到氢再循环公共流道143的过剩的氢。
关于上述第七实施方式，阀体47c允许选择切断部分137的移动的存在使得在喷射器单元前后处的氢入口通道能被切断，并且当在所提供的多个喷射器单元中具有保持在非使用状态中的单元的情况下，不需要单独提供一个切断机构。
在这种情况下，在一个系统中设置了多个喷射器单元以允许包括更多数量的喷射器，考虑到系统结构，喷射器被转换以便确保最佳的流量范围，当操作这样一个系统时，能扩大喷射器的选择范围并且能简化系统，从而能实现小型化。
图12是根据本发明的第八实施方式的燃料电池系统的整体结构视图。在燃料电池系统中，假定单元A包括一个单元，其包括上述图1中所示的第一实施方式的三个喷射器部分5、7、9，切断机构13、15，切断机构19、21和切断机构25、27，具有与单元A相同结构的单元B并联连接到单元A。
而且，单元B中与单元A相同的部件具有单元A中所用的附图标记，只是在其后增加一个后缀“b”。单元B的相应的喷射器5b、7b、9b可以具有与单元A的喷射器5、7、9同样的规格，或全部六个喷射器可以具有不同的规格。
关于上述第八实施方式，选择更大数量的喷射器或联合这些喷射器是可能的，导致能进一步扩大最佳流量范围的选择范围。
工业应用性根据上述的本发明，由于在不采用转换机构和回流保护机构的情况下，在规格上具有差别的三个以上的喷射器能只通过使用切断机构来选择，所以不管与燃料电池的氢电极关联的压力、温度、流量和理想配比值，在不导致结构上的任何复杂性的情况下，能覆盖包含最小流量和最大流量的很宽的流量范围，使用两个喷射器是很难覆盖该很宽的流量范围的。
申请日为2002年10月22日的日本申请P2002-306852的全部内容在此被并入作为参考。
虽然上面已经结合本发明的某些实施方式对本发明进行了描述，但本发明不局限于上述实施方式，根据教导，本领域技术人员能想到变化型式。本发明的范围根据后面的权利要求确定。
权利要求
1.一种燃料电池系统，包括一个燃料电池；一个将氢提供给所述燃料电池的氢供应源；三个以上的喷射器，其布置在所述燃料电池和氢供应源之间，并允许从氢供应源提供给燃料电池的氢当中的从燃料电池排出的过剩的氢再循环到燃料电池；和一个切断机构，其选择地切断通过所述三个以上的喷射器中的至少一个连通的氢。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中每个喷射器都包括一个外壳和一个阀体，外壳形成为具有氢入口、氢出口和氢再循环口，阀体可移动地容纳在所述外壳中并包含多个喷射器部分，其中所述阀体的移动允许所述多个喷射器部分中的任一个被选择。
3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中为了沿着阀体的一个轴的滑动和移动能力(capability)，阀体具有圆柱形的形状并容纳在所述外壳中，和其中所述多个喷射器部分布置在阀体中，沿着阀体滑动的方向与所述氢再循环流道连通，以便在外壳中实现的阀体的滑动运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
4.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中为了绕着阀体的一个轴的旋转移动能力，阀体具有圆柱形的形状并容纳在所述外壳中，和其中所述多个喷射器部分布置在阀体中，沿着阀体旋转移动的方向与所述氢再循环流道连通，以便在外壳中实现的阀体的旋转运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
5.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中为了绕着阀体的一个中心轴的旋转移动能力，阀体具有球形的形状并容纳在所述外壳中，和其中所述多个喷射器部分布置在阀体中，沿着阀体旋转移动的方向与所述氢再循环流道连通，以便在外壳中实现的阀体的旋转运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
6.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中阀体具有圆柱形的形状并容纳在所述外壳中，以在绕着阀体的一个轴旋转移动的同时沿着阀体的该轴滑动，和其中所述多个喷射器部分以螺旋构形布置在阀体中，沿着一个方向与所述氢再循环流道连通，阀体在该方向上旋转移动并同时处于滑动运动状态，以便在外壳中实现的同时处于滑动运动状态的阀体的旋转运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
7.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述外壳包括一个扩散器，其公共地用于所述多个喷射器部分。
8.如权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述阀体包括一个切断部分，以在其移动过程中切断所述氢入口和氢出口。
9.如权利要求2所述的燃料电池系统，还包括一个轴，其一端连接到所述阀体；一个致动器，其在所述外壳的外部连接到所述轴的另一端；布置在所述轴和外壳之间的第一密封材料；第二密封材料，其布置在所述氢入口和氢出口与阀体之间的各自的接触周界处。
10.如权利要求2所述的燃料电池系统，还包括一种密封材料，其布置在所述氢入口、氢出口和氢再循环口与阀体之间的各自的接触周界处。
11.一种用于燃料电池系统的喷射器单元，包括一个外壳，其形成为具有氢入口、氢出口和氢再循环口；一个阀体，其可移动地布置在所述外壳中并包含多个喷射器部分；其中所述阀体的移动允许所述多个喷射器部分中的任一个被选择。
12.如权利要求11所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中为了沿着阀体的一个轴的滑动和移动能力，阀体具有圆柱形的形状并容纳在所述外壳中，和其中所述多个喷射器部分布置在阀体中，沿着阀体滑动的方向与所述氢再循环流道连通，以便在外壳中实现的阀体的滑动运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
13.如权利要求11所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中为了绕着阀体的一个轴的旋转移动能力，阀体具有圆柱形的形状并容纳在所述外壳中，和其中所述多个喷射器部分布置在阀体中，沿着阀体旋转移动的方向与所述氢再循环流道连通，以便在外壳中实现的阀体的旋转运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
14.如权利要求11所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中为了绕着阀体的一个中心轴的旋转移动能力，阀体具有球形的形状并容纳在所述外壳中，和其中所述多个喷射器部分布置在阀体中，沿着阀体旋转移动的方向与所述氢再循环流道连通，以便在外壳中实现的阀体的旋转运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
15.如权利要求11所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，其中所述阀体包括一个与氢再循环口连通的氢再循环流道，其中阀体具有圆柱形的形状并容纳在所述外壳中，以在绕着阀体的一个轴旋转移动的同时沿着阀体的该轴滑动，和其中所述多个喷射器部分以螺旋构形布置在阀体中，沿着一个方向与所述氢再循环流道连通，阀体在该方向上旋转移动并同时处于滑动运动状态，以便在外壳中实现的同时处于滑动运动状态的阀体的旋转运动允许多个喷射器部分中的任一个开始与外壳的氢入口和氢出口连通。
16.如权利要求15所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，其中所述外壳包括一个扩散器，其公共地用于所述多个喷射器部分。
17.如权利要求16所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，其中所述阀体包括一个切断部分，以在其移动过程中切断所述氢入口和氢出口。
18.如权利要求11所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，还包括一个轴，其一端连接到所述阀体；一个致动器，其在所述外壳的外部连接到所述轴的另一端；布置在所述轴和外壳之间的第一密封材料；第二密封材料，其布置在所述氢入口和氢出口与阀体之间的各自的接触周界处。
19.如权利要求11所述的用于燃料电池系统的喷射器单元，还包括一种密封材料，其布置在所述氢入口、氢出口和氢再循环口与阀体之间的各自的接触周界处。
20.一种燃料电池系统，包括一个燃料电池；一个将氢提供给所述燃料电池的氢供应源；三个以上的喷射器装置，其布置在所述燃料电池和氢供应源之间，并允许从氢供应源提供给燃料电池的氢当中的从燃料电池排出的过剩的氢再循环到燃料电池；和切断装置，其用于选择地切断通过所述三个以上的喷射器装置中的至少一个连通的氢。
21.一种用于燃料电池系统的喷射器单元，包括外壳装置，其形成为具有氢入口、氢出口和氢再循环口；阀体装置，其可移动地布置在所述外壳装置中并包含多个喷射器装置；其中所述阀体装置的移动允许所述多个喷射器装置中的任一个被选择。
22.一种控制燃料电池系统的方法，该方法包括准备一个燃料电池；准备一个氢供应源以将氢提供给所述燃料电池；准备多个布置在所述燃料电池和氢供应源之间的喷射器；将氢提供给所述燃料电池以发电；将由于没有用于发电而导致的过剩的氢从所述燃料电池排出；和依据需要的参数来选择地切断所述多个喷射器，以允许通过多个喷射器中的至少选定的一个使从燃料电池排出的过剩的氢再循环到燃料电池。
23.一种操作用于燃料电池系统的喷射器单元的方法，该方法包括准备一个外壳，其形成为具有氢入口、氢出口和氢再循环口；准备一个阀体，其在所述外壳中布置成可移动的并包含多个喷射器部分；和为了与所述入口、氢出口和氢再循环口连通，将所述阀体致动到一个选定位置，以允许所述多个喷射器部分中的任一个被选择。
全文摘要
三个在规格上具有差别的喷射器5、7、9并联连接在氢存储单元3和燃料电池1之间，各个喷射器5、7、9允许从燃料电池1排出的过剩的氢通过氢再循环公共流道35，并通过三个再循环分支流道37、39、41进行再循环。切断机构13、15、19、21、25、27布置在各个喷射器5、7、9的上游和下游侧两处，位于各个喷射器5、7、9的上游和下游侧两处的切断机构的关闭和打开允许三个喷射器5、7、9被适当地使用。
文档编号F04F5/54GK1692517SQ20038010024
公开日2005年11月2日 申请日期2003年10月9日 优先权日2002年10月22日
发明者鱼住哲生 申请人:日产自动车株式会社