DE60106699T2 - Vorrichtung zur Versorgung einer Brennstoffzelle mit wasserstoffreichem Gas - Google Patents

Vorrichtung zur Versorgung einer Brennstoffzelle mit wasserstoffreichem Gas Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas zum Zuführen von wasserstoffreichem Gas in eine Brennstoffzelle.
  • Tokkai Hei 2000-063 104, veröffentlicht durch das Japanische Patentamt im Jahr 2000 zeigt eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas, die wasserstoffreiches Gas, das für die Reaktionen der Brennstoffzelle durch das Reformen von Brennstoff, z. B. Benzin oder Methanol, zuführt. Diese Vorrichtung weist einen Reformer, einen Kohlenmonoxid-Oxidierer und einen Verdampfer auf.
  • Ein Oxidationskatalysator ist in den Kohlenmonoxid-Oxidierer eingebaut. Der Kohlenmonoxid-Oxidierer oxidiert Kohlenmonoxid in dem reformierten Gas, das aus dem Reformer erhalten wird und vermindert die Kohlenmonoxidkonzentration in dem reformierten Gas. Um den Oxidationskatalysator in einem Niedrig-Temperaturzustand zu aktivieren ist ein Brenner stromauf des Oxidierers vorgesehen. In dem Brenner wird eingesprühtes Gas durch eine Glühkerze gezündet und das Verbrennungsgas, das durch die Kraftstoffverbrennung erzeugt wird, wird in den Oxidierer geleitet.
  • Tokkai Hei 11-67256, veröffentlicht durch das Japanische Patentamt im Jahre 1999 zeigt ein Verfahren, in dem Hoch-Temperaturluft, die durch den Wärmeaustausch mit den Brenngasen erwärmt wurde, in den Oxidierer eingeleitet wird.
  • Tokkai Hei 8-133701, veröffentlicht durch das Japanische Patentamt im Jahre 1996 zeigt ein Verfahren, wobei die Oxidation des reformierten Gases durch das Zuführen von Luft, zusammen mit dem reformierten Gas in den Kohlenmonoxid-Oxidierer, unterstützt wird. Die Erwärmung infolge der Oxidation des reformierten Gases unterstützt die Aktivierung des Katalysators.
  • In den Vorrichtungen, die in der Tokkai Hei 5-3 03970 und in der Tokkai Hei 11-6 7256 gezeigt werden, wird das innere des Kohlenmonoxid-Oxidierers infolge des Verbrennungsgases oder durch heißes Gas örtlich heiß, so dass es möglich ist, dass ein teil des Katalysators bei hohen Temperaturen sintert, und die Aktivierung des Katalysators nachteilig betroffen wird.
  • In der Vorrichtung der Tokkai Hei 8-133701 ist die Menge des reformierten Gases, das durch den Oxidationskatalysator oxidiert werden kann, bei dem Aufwärmbetrieb des Motors klein, so dass die Wärmemenge infolge der Oxidation von reformierten Gas auch klein ist. Als ein Ergebnis ist die Zeit, bis der Katalysator seine Aktivierungstemperatur infolge der Wärme der Oxidation erreicht, lang.
  • Die EP 0 941 963 A1 zeigt eine Kohlenmonoxid-Reduzierungsvorrichtung und ein Antriebsverfahren für dieselbe, wobei die Vorrichtung aufweist eine Steuerungseinheit, eine CO-Auswahl-Oxidationseinheit, die einen Auswahl-Oxidationskatalysator trägt, einen Temperatursensor, der eine Innentemperatur der CO-Auswahl-Oxidationseinheit erfasst, und einen Kohlenmonoxidsensor, der eine Kohlenmonoxidkonzentration in einem wasserstoffreichem Gas erfasst, das in die CO-Auswahl-Oxidationseinheitdurch einen Reformer einleitet. Hier ist, selbst wenn die Innentemperatur der CO-Auswahl-Oxidationseinheit im Wesentlichen gleich zu einer normalen Raumtemperatur ist, eine Reaktion zwischen dem reformierten Gas und dem Sauerstoff in dem Oxidationskatalysator ausgeführt worden, so dass die Innentemperatur der CO-Auswahl-Oxidationseinheit auf die gewünschte Temperatur angehoben werden kann, wobei die Reaktion durch Einstellen eines Betrages von vorgesehenem Sauerstoff entsprechend der Temperatur des Oxidationskatalysators gesteuert wird.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung den Oxidationskatalysator in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer in einer kurzen Zeit zu aktivieren.
  • Die oben vorgestellte Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas zu einem Brennstoffzellenstapel gelöst, die einen Reformer aufweist, der ein reformiertes Gas mit Wasserstoff aus dem Kraftstoff erzeugt; einen Kohlenmonoxid-Oxidierer mit einem Katalysator, der Kohlenmonoxid, das in dem reformierten Gas enthalten ist, oxidiert; eine Oxidierungsmittel-Zuführungsvorrichtung, die ein Oxidierungsmittel zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt; eine Heißgas-Zuführungsvorrichtung, die heißes Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt; eine Einrichtung zum Erfassen einer Temperatur des Katalysators; eine Einrichtung zum Bestimmen, ob, oder nicht, die Temperatur des Katalysators höher als eine vorbestimmte Temperatur ist; und eine Einrichtung zum Stoppen der Heißgas-Zuführungsvorrichtung, die heißes Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, wenn die Katalysatortemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  • Die oben vorgestellte Aufgabe wird weiter durch eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas gelöst, die wasserstoffreiches Gas zu einem Brennstoffzellenstapel zuführt, die einen Reformer aufweist, der ein reformiertes Gas mit Wasserstoff aus dem Kraftstoff erzeugt; einen Kohlenmonoxid-Oxidierer mit einem Katalysator, der Kohlenmonoxid, das in dem reformierten Gas enthalten ist, oxidiert; eine Oxidierungsmittel-Zuführungsvorrichtung, die ein Oxidierungsmittel zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt; eine Heißgas-Zuführungsvorrichtung, die heißes Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt; eine Einrichtung zum Bestimmen, ob ein vorbestimmte Zeit verstrichen ist, oder nicht, von der Zeit, wenn der Reformer das Erzeugen des reformierten Gases startet; und eine Einrichtung zum Stoppen der Heißgas-Zuführungsvorrichtung, die heißes gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, wenn die vorbestimmte Zeit vergangen ist.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines Brennstoffzellen-Aggregates mit einer Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas entsprechend eines ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung ist, die einen Betriebszustand während des Startens des Brennstoffzellen-Aggregates zeigt.
  • 2 ein schematisches Diagramm des Brennstoffzellen-Aggregates mit der Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas ist, wenn das Aggregat in dem stabilen Zustand in Betrieb ist.
  • 3 ein schematisches Diagramm einer Startbrennkammer, eines Vormischers und eines Reformers entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung ist.
  • 4 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Überschussluftfaktor und einer Flammentemperatur beschreibt, wenn Kraftstoff in der Startbrennkammer verbrannt wird.
  • 5 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf beschreibt, um eine Brenngas-Einleitungsmenge zu steuern, was durch einen Mikroprozessor entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung ausgeführt wird.
  • 6 ein Diagramm ist, das die Inhalte eines Planes der Brenngas-Einleitungsmenge entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung zeigt, die durch den Mikroprozessor gespeichert sind.
  • 7 ein Diagramm ist, das eine Temperaturveränderung in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer unter einer Steuerung der Brenngas-Einleitungsmenge durch denn Mikroprozessor beschreibt.
  • 8 zu 5 ähnlich ist, aber ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt.
  • 9 zu 1 ähnlich ist, aber ein drittes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt.
  • die 10A und 10b Ablaufdiagramme sind, die Abläufe zum Steuern der Brenngas-Einleitungsmenge und eine Lufteinleitungsmenge beschreiben, ausgeführt durch einen Mikroprozessor entsprechend des dritten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.
  • 11 ein Diagramm ist, das die Inhalte eines Plans der Lufteinleitungsmenge, gespeichert durch den Mikroprozessor entsprechend des dritten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung, beschreibt.
  • 12 ein Diagramm ist, das eine Temperaturveränderung in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer unter der Steuerung der Brenngas-Einleitungsmenge und die Lufteinleitungsmenge durch den Mikroprozessor entsprechend des dritten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung, beschreibt.
  • Bezugnehmend auf die 1 der Zeichnungen bildet eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas entsprechend des ersten Ausführungsbeispieles einen Teil des Brennstoffzellen-Aggregates unter Verwendung eines Brennstoffzellenstapels 2 und ist vorgesehen, um ein wasserstoffreiches Gas in den Brennstoffzellenstapel 2 zuzuführen.
  • Der Brennstoffzellenstapel 2 weist eine Polymerelektrolyt-Kraftstoffzelle auf. Der Brennstoffzellenstapel 2 weist eine Anodenkammer und eine Kathodenkammer auf, gebildet auf beiden Seiten einer Membranelektrodenanordnung. Die Membranelektrodenanordnung weist auf eine Anode, eine Kathode, katalytische Schichten und ein Elektrolyt, das zwischen die katalytischen Schichten gepackt ist. Wasserstoffreiches Gas wird zu der Anodenkammer über ein Ventil 15 zugeführt, was einen Energieerzeugungsreaktion verursacht, die im Stand der Technik bekannt ist, um auf dem Weg zu der Kathodenkammer über die katalytischen Schichten und das Elektrolyt aufzutreten, und mit zu der Kathodenkammer zugeführten Sauerstoff reagiert, um Wasser zu bilden. Die Zuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichen Gas weist auf einen Vormischer 5, der Methanol verdampft, das eine Kraftstoffquelle ist, einen Reformer 1, der reformiertes Gas durch das Reformieren des verdampften Methanols erzeugt, einen Kohlenmonoxid-Oxidierer 3, der wasserstoffreiches Gas durch Entfernen von Kohlenmonoxid aus dem reformierten Gas, erzeugt durch den Reformer 1, erzeugt, und einen Anodenausflussreaktor 13, der Wasserstoff-enthaltenden Anodenausfluss in der Anodenkammer verbrennt, einen Verdampfer 17 und eine Startbrennkammer 4, die heißes Brenngas zuführt, wenn der Motor startet.
  • Die Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas bildet unterschiedliche Gaszuführungswege aus, wenn der Motor in einem stabilen Zustand läuft und wenn es gestartet wird.
  • Die Punktlinie in der 1 zeigt den Gaszuführungsweg mit wasserstoffreichem Gas während des Startens des Motors. Der in dem Kraftstoffbehälter, nicht gezeigt, gespeicherte Methanolkraftstoff wird zu der Startbrennkammer 4 und dem Vormischer 5 von einer Kraftstoffpumpe 20 zugeführt.
  • Der Methanolkraftstoff wird in die Startbrennkammer 4 über ein Druckregulierungsventil 6 eingeleitet, durch eine Glühkerze 9 in der Anwesenheit von Luft, die von einem Kompressor 7 über ein Druckregulierungsventil 8 zugeführt wird, gezündet und verbrannt, und erzeugt ein heißes Brenngas, das zu dem Vormischer 5 zugeführt wird. Ein Temperatursensor 23 ist mit der Startbrennkammer 4 verbunden, um die Temperatur des heißen Brenngases zu messen. Die Temperatur des durch die Startbrennkammer 4 erzeugten Brenngases, wird durch Steuern der Druckregulierungsventile 6, 8 entsprechend eines Ausgangssignales von dem Temperatursensor 23 angemessen beibehalten.
  • Der Vormischer 5 weist ein Kraftstoffzuführungsventil 11 auf, das Methanolkraftstoff von der Kraftstoffpumpe 20 einleitet, und ein Luftzuführungsventil 12, das Luft von dem Kompressor 7 einleitet. Der Vormischer 5 verdampft den von dem Kraftstoffzuführungsventil 11 eingeleiteten Methanolkraftstoff und die Luft, die von dem Luftzuführungsventil 12 eingeleitet wird, unter Verwendung von Brenngas, das von der Startbrennkammer 4 zugeführt wird, und führt das Produkt zu dem Reformer 1 als verdampften Kraftstoff bei einer vorbestimmten Temperatur.
  • Der Reformer 1 führt ein Dampfreformieren und ein partielles Oxidationsreformieren aus, wie in der US 6,232,005 gezeigt. In dem Reformer 1 wird Methanol in der Anwesenheit eines Oxidationskatalysators oxidiert und erzeugt Wasserstoff. Dies ist das partielle Oxidationsreformieren. Die partielle Oxidationsreaktion ist eine exothermische Reaktion. Außerdem wird in dem Reformer 1 Methanol mit Dampf reagiert und Wasserstoff erzeugt. Dies ist das Dampfreformieren. Das Dampfreformieren ist eine endothermische Reaktion. Infolge der Kombination dieser Reaktionen wird reformiertes Gas, das Wasserstoff enthält, aus Methanol erzeugt. In dem stabilen Laufzustand des Motors führt der Reformer 1 diese zwei Reformarten parallel aus, aber wenn der Motor startet, wird kein Dampf zugeführt und die Temperatur des reformierten Gases wird infolge eines partiellen Oxidationsreformieren erhöht. Das reformierte Gas wird infolge des Reformers 1 zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 zugeführt.
  • Der Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 weist eine Katalysatoreinheit auf, wobei ein edles Metall, z. b. Ruthenium (Ru) oder Platin (Pt), auf ein keramisches oder metallisches Wabensubstrat zusammen mit Aluminium (Al2O3) beschichtet wird. Diese Katalysator einheit hat die Funktion von oxidierendem Kohlenmonoxid in einem vorbestimmten Temperaturbereich. Die Aktivierungstemperatur der Katalysatoreinheit beträgt 100–200°C.
  • Wenn der Motor startet ist der Katalysator 3 nicht aktiviert und funktioniert richtig. Demzufolge ist die Kohlenmonoxidmenge, die in dem von dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 abgegebenen Gas enthalten ist, hoch. Um das gas mit hohem Kohlenmonoxidgehalt am Einströmen in den Brennstoffzellenstapel 2 zu hindern, wird das Ventil 15 geschlossen, wenn der Motor startet, und die gesamte Gasmenge, die von dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 abgegeben wird, wird zu dem Anodenausflussreaktor 13 über ein Ventil 14 zugeführt. In diesem Zustand erzeugt der Brennstoffzellenstapel 2 keine Energie und die Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas wird zuerst gesteuert, um die Temperatur des Reformers 1 und des Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 zu erhöhen.
  • Der Zweck des Anodenausflussreaktors 13 ist zu verhindern, den Wasserstoff von der Anodenkammer des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 am in die Atmosphäre Abgegebenwerden zu hindern.
  • Wenn jedoch der Motor gestartet wird, dringt gas, das von dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 abgegeben wird, direkt in den Anodenausflussreaktor 13 von dem Ventil 14 ein. Das zu dem Anodenausflussreaktor 13 geleitete Gas veranlasst eine Verbrennungsreaktion mit der von dem Luftzuführungsventil 19 zugeführten Luft in der Anwesenheit des Katalysators, der in den Anodenausflussreaktor 13 eingebaut ist. Nachdem das gas in dem Anodenausflussreaktor 13 oxidiert worden ist, wird das gas als ein Gemisch von Dampf, Kohlendioxid und Stickstoff abgegeben.
  • In dem stabilen Betriebszustand des Motors wird jeweils Methanolkraftstoff von der Kraftstoffpumpe 20, der über ein Ventil 21 fließt, und Wasser von einer Wasserpumpe 24, das über ein Ventil 22 fließt, zu dem Verdampfer 17 geleitet. Der Verdampfer 17 hat die Aufgabe des Verdampfens von Methanol und Wasser durch die Wärme des Gasgemisches von dem Anodenausflussreaktor 13, aber wenn der Motor startet werden die Ventile 21, 22 geschlossen.
  • Ein Brenngaszuführungsventil 10, das das Brenngas aus der Startbrennkammer 4 nimmt und ein Luftzuführungsventil 18, das Luft von dem Kompressor 7 nimmt, werden in einem Kanal 40 für reformiertes Gas, der den Reformer 1 und den Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 verbindet, vorgesehen. Ein Temperatursensor 25, der die Temperatur des Katalysators erfasst, ist in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 vorgesehen, und ein Temperatursensor 26, der die Temperatur des reformierten Gases erfasst, ist in dem Kanal 40 vorgesehen. Das Ausgangssignal des Sensors 25 wird in einen Mikroprozessor 30 eingegeben. Auf der Grundlage des Eingangssignals von dem Temperatursensor 25 steuert der Mikroprozessor 30 das Öffnen des Brenngas-Zuführungsventils 10. Nachdem der Motor startet, bis die Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 einen vorbestimmten Temperaturbereich erreicht hat, wird das Brenngas-Zuführungsventil 10 betätigt, so dass reformiertes Gas von dem Reformer 1 und Brenngas von der Startbrennkammer 4 in der Luft, zugeführt von dem Luftzuführungsventil 18, gemischt werden, und das gemischte Gas strömt in den Kohlenmonoxid-Oxidierer 3. Diese gemischten Gase haben hohe Temperaturen und enthalten eine große Menge von Sauerstoff. Die Steuerung des Brenngas-Zuführungsventils 10, die durch den Mikroprozessor 30 ausgeführt wird, wird im Detail später beschrieben.
  • Infolge dieser Steuerung erwärmt unmittelbar nachdem der Motor startet infolge der Wärme des gemischten Gases die Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 direkt. Weiterhin oxidiert der Sauerstoff in den gemischten Gasen die brennbaren Komponenten, z. B. Wasserstoff und Kohlenmonoxid in dem reformierten Gas und der Katalysator wird infolge der Wärme, die zu dieser Zeit erzeugt wird, erwärmt. Wenn der Motor startet ist die Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators des Reformers 1 niedrig, so dass die Konzentration der brennbaren Komponenten, die in dem reformierten Gas enthalten sind, auch gering ist. Jedoch wie die Aktivierung des Katalysators in dem Reformer 1 voranschreitet, erhöht sich auch die Konzentration der Brenngase in dem reformierten Gas.
  • Demzufolge erhöht sich die Wärme der Oxidation sehr schnell, nachdem der Motor startet, und die Temperatur der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 steigt schnell in den vorbestimmten Temperaturbereich, in dem das Kohlenmonoxid oxidiert werden kann, an.
  • Als nächstes wird, unter Bezug auf die 2, der Gaszuführungsweg mit wasserstoffreichem Gas in der Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas während des stabilen Laufzustandes des Motors beschrieben.
  • Wenn der Motor in einem stabilen Zustand läuft, stoppt die Startbrennkammer 4 den im Betrieb befindlichen Motor und verdampfter Kraftstoff und Dampf, erwärmt durch den Verdampfer 17, werden zu dem Reformer 1 über den Vormischer 5 zugeführt.
  • Infolge des vorerwähnten partiellen Oxidationsreformierens und Dampfreformierens erzeugt der Reformer 1 reformiertes Gas, das Wasserstoff aus dem verdampften Methanol enthält. In dem stabilen Laufzustand wird das Brenngaszuführungsventil 10 geschlossen und das reformierte Gas wird zusammen mit Luft aus dem Luftzuführungsventil 18 in den Kanal 40 zugeführt. In der Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas ist, wenn der Motor in Betrieb ist, das Luftzuführungsventil 18 permanent offen beibehalten.
  • Die Oxidationskatalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 wird nun aktiv und wenn der Kohlenmonoxid, der in dem reformierten Gas enthalten ist, mit dem Sauerstoff, der in der Luft enthalten ist, reagiert wird, entfernt der Kohlenmonoxid- Oxidierer 3 das Kohlenmonoxid aus dem reformierten Gas und erzeugt wasserstoffreiches Gas. Das Ventil 14 wird geschlossen und das wasserstoffreiche Gas wird in die Anodenkammer des Brennstoffzellenstapels 2 über das Ventil 15 zugeführt.
  • Das zu der Anodenkammer zugeführte wasserstoffreiche Gas des Brennstoffzel lenstapels 2 wird für die Energieerzeugung in dem Brennstoffzellenstapel 2 verwendet. Die überschüssige Menge des Wasserstoffes in der Anodenkammer wird zu dem Anodenausflussreaktor 13 als wasserstoffenthaltender Anodenausfluss gesendet. Der wasserstoffenthaltende Anodenausfluss wird in dem Anodenausflussreaktor 13 verbrannt, um ein Hochtemperaturgemisch zu werden, das den Verdampfer 17 erwärmt.
  • In den Verdampfer 17 wird Methanolkraftstoff über das Ventil 21 von der Kraftstoffpumpe 20 geleitet und Wasser wird über das Ventil 22 aus der Wasserpumpe 24 geleitet. Das Methanol und das Wasser werden durch den Verdampfer 17 erwärmt und in den Reformer 1 über einen Vormischer 5, wie durch die gepunktete Linie in der Fig. gezeigt, zugeführt. Der Dampf wird zum Reformieren des Kraftstoffes in dem Reformer 1 verwendet.
  • Als nächstes wird die Konstruktion der Startbrennkammer 4, des Vormischers 5 und des Reformers 1 in Bezug auf die 3 beschrieben.
  • Der über das Druckregulierungsventil 6 zugeführte Methanolkraftstoff aus der Kraftstoffpumpe 20 wird in die Startbrennkammer 4 durch eine Einspritzeinrichtung 27A eingespritzt. Luft, die über das Druckregulierungsventil 8 von dem Kompressor zugeführt wird, wird zu der Startbrennkammer 4 über eine Verwirbelungseinrichtung 27B zugeführt. Das Gasgemisch von Methanol und Luft wird durch die Glühkerze 9 gezündet, und das heiße Brenngas wird infolge der Verbrennung erzeugt. Die Temperatur dieses Brenngases wird durch den Temperatursensor 23 erfasst, so dass die Temperatur des Brenngases innerhalb eines vorbestimmten, gewünschten Bereiches durch Einstellen der Zuführmenge von Kraftstoff und Luft gesteuert werden kann.
  • Das Brenngas strömt in den Vormischer 5. In dem Vormischer 5 wird Methanolkraftstoff von dem Kraftstoffzuführungsventil 11 über die Einspritzeinrichtung 28A eingespritzt. Luft wird auch über das Luftzuführungsventil 12 und einen Verwirblungseinrichtung 28B zugeführt. Der zugeführte Kraftstoff verdampft infolge der Wärme des Verbrennungsgases und ein Gemisch von verdampften Kraftstoff, Luft und Brenngas wird zu dem Reformer 1 zugeführt.
  • Als nächstes wird das Festlegen des Mischungsverhältnisses und des Methanols und der Luft, die zu der Startbrennkammer 4 zugeführt werden, unter Bezug auf die 4 beschrieben.
  • Wenn ein magereres Gasgemisch, das eine größere Luftmenge als das stöchiometrische Mischungsverhältnis hat, verbrannt wird, gibt es praktisch keine brennbaren Komponenten in dem Brenngas. Wenn andererseits ein fettes Gasgemisch, das eine kleinere Luftmenge als das stöchiometrische Mischungsverhältnis hat, verbrannt wird, gibt es brennbare Komponenten in dem Brenngas. Die brennbaren Komponenten haben eine Korrelation mit der Flammentemperatur. Wenn z. B. die Flammentemperatur 900°C ist, sind ungefähr 25 Vol-% Wasserstoff und ungefähr 15 Vol-% Kohlenmonoxid in dem Brenngas vorhanden.
  • Wenn der Motor startet, wenn der Reformer 1 nicht vollständig funktioniert, sind die brennbaren Komponenten, die in dem reformierten Gas enthalten sind, gering. Wenn jedoch die Startbrennkammer 4 Brenngas zuführt, das aus der Verbrennung eines fetten Luft-Kraftstoffgemisches in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 herrührt, können die verbrennbaren Komponenten in dem gemischten Gas, das zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 zugeführt wird, erhöht werden. Die erhöhten brennbaren Komponenten unterziehen sich einer Oxidationsreaktion mit der Luft, die aus dem Luftzuführungsventil 18 infolge der Wirkung des Oxidationskatalysators der Oxidationskatalysatoreinheit zugeführt wird, und die Temperatur der Katalysatoreinheit erhöht sich infolge der Oxidationswärme. Infolge der Anreicherung des Mischungsverhältnisses von Methanol und Luft, die durch die Startbrennkammer 4 zugeführt werden, erfolgt eine Aktivierung des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 sogar früher.
  • Als nächstes wird der Steuerungsablauf zum Zuführen des gemischten Gases in den Kohlenmonoxid-Oxidierer 3, der durch den Mikroprozessor 30 ausgeführt wird, in bezug auf die 5 und 6 beschrieben. Der Mikroprozessor 30 weist eine Zentralrecheneinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und Eingabe-/Ausgabeschnittstellen (I/O-Schnittstelle) auf.
  • Dieser Ablauf wird ausgeführt, wenn der Motor startet, und wird beendet, wenn die Temperatur des Katalysators der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 eine vorbestimmte Temperatur von 100°C erreicht.
  • Zuerst startet in einem Schritt S1 der Mikroprozessor 30 die Startbrennkammer 4. Die Kraftstoffpumpe 20 und der Kompressor 7 werden gesondert gestartet und das Zündsignal wird an die Glühkerze 9 ausgegeben.
  • In einem nächsten Schritt S2 wird die Temperatur des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 durch den Temperatursensor 25 gelesen.
  • In einem Schritt S3 wird die Einleitungsmenge von Brenngas in den Kanal 40 von der Startbrennkammer 4 aus der Temperatur der Katalysatoreinheit unter Bezug auf einen in der 6 gezeigten Plan bestimmt, der in dem Mikroprozessor 30 vorgespeichert ist. Hierin wird der Plan durch eine durchgehende Linie repräsentiert. In diesem Plan ist die Einleitungsmenge festgelegt, um größer zu sein, je niedriger die Temperatur der Katalysatortemperatur der Katalysatoreinheit ist, und um sich zu vermindern, wie die Tem- peratur ansteigt. wenn die Katalysatortemperatur 100°C erreicht, ist die Brenngas-Einleitungsmenge Null. In der 6 verändert sich die Einleitungsmenge des Brenngases in einer schrittweisen Art und Weise, aber die Einleitungsmenge von Brenngas kann auch vorgenommen werden, um sich als eine glatte Kurve in Bezug auf die Katalysatortemperatur zu verändern und die Brenngas-Einleitungsmenge feiner gesteuert werden.
  • In einem Schritt S4 wird die Öffnung des Brenngaszuführungsventils 10 vergrößert oder verkleinert, um die vorbestimmte Brenngas-Einleitungsmenge zu erhalten.
  • In einem Schritt S5 wird es bestimmt, ob die Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur von 100°C erreicht hat, oder nicht. Diese Temperatur entspricht der unteren Grenze der Aktivierungstemperatur der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3. wenn die Katalysatortemperatur 100°C erreicht hat, wird das Brenngaszuführungsventil 10 geschlossen und der Ablauf wird in einem Schritt S6 beendet.
  • Wenn andererseits die katalytische Temperatur nicht 100°C in dem schritt S5 erreicht hat, wiederholt der Ablauf das verarbeiten der schritte S2–S4.
  • Daher wird, nachdem der Motor gestartet worden ist, das Brenngas der Startbrennkammer 4 in den Kanal 40 zugeführt, bis die Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur von 100°C erreicht.
  • Als nächstes wird die Temperaturveränderung in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 während dieser Steuerung in bezug auf die 7 beschrieben.
  • Wenn das Brenngas in den Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 eingeleitet wird, steigt zuerst die Temperatur der stromaufseitigen Katalysatoreinheit, die nahe an der Einlasstemperatur des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 ist an und erreicht die Aktivierungstemperatur. Jedoch die Temperatur des unteren Endes der Katalysatoreinheit, die nahe zu einem Auslass des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 ist, steigt an und erreicht die Aktivierungstemperatur mit einer bestimmten Verzögerung. Der Grund für diese Verzögerung ist der, dass die Oxidationsreaktion der brennbaren Komponenten des gemischten Gases in der Nähe des Einlasses des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 beginnt und sich allmählich stromab bewegt.
  • Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung in bezug auf einen Ablauf für das zuführen und Steuern des gemischten Gases in den Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 in bezug auf die 8 beschrieben.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schritt S20 an Stelle des Schrittes S5 der 5 des ersten Ausführungsbeispieles vorgesehen. Die verbleibenden Merkmale der Konstruktion sind mit jenen des ersten Ausführungsbeispieles identisch.
  • In dem Schritt 20 wird es bestimmt, ob, oder nicht, eine vorbestimmte Zeit nach dem Starten des Motors vergangen ist, und das Verarbeiten von dem Schritt S2 zu dem Schritt S4 wird wiederholt, bis die vorbestimmte Zeit vergangen ist. Auf diese Weise kann die Zuführung von gemischtem Gas in den Kohlenmonoxid-Oxidierer 3, nachdem eine bestimmte Zeit nach dem Starten vergangen ist, gestoppt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird auch die Brenngas-Einleitungsmenge unter Verwendung desselben Planes wie jenem in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt, so dass nachdem die Katalysatortemperatur 100°C erreicht hat die Einleitung von brenngas wirksam gestoppt wird, selbst wenn die vergangene Zeit vom Starten innerhalb des vorbestimmten Zeitabstandes ist.
  • Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben.
  • Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles wird die Brenngas-Einleitungsmenge auf der Grundlage der Temperatur in dem Kanal 40, die durch den Temperatursensor 26 erfasst wird, gesteuert, und die Luft-Einleitungsmenge in den Kanal 40 wird auf der Grundlage der Katalysatortemperatur, die durch den Temperatursensor 25 erfasst wird, gesteuert.
  • Zu diesem Zweck wird die Temperatur des Kanales 40, die durch den Temperatursensor 26 erfasst wird, wie in der 9 gezeigt ist, in den Mikroprozessor 30 eingegeben.
  • Als nächstes werden die Abläufe zum Steuern der gemischten Gaszuführung, was durch den Mikroprozessor 30 ausgeführt wird, in bezug auf die 10A und 10B beschrieben. Die Abläufe der 10A und 10B werden parallel unmittelbar nach der Aktivierung der Startbrennkammer 4 ausgeführt, und werden beendet, wenn die Temperatur der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 die vorbestimmte Temperatur von 100°C erreicht.
  • Zuerst in Bezug auf die 10a steuert der Mikroprozessor 30 die Brenngas-Einleitungsmenge durch ausführen des Verarbeitens in den schritten S11 bis S16.
  • Zuerst wir din dem Schritt S11 die Temperatur des gemischten Gases in dem Kanal 40 durch den Temperatursensor 40 gelesen.
  • In dem Schritt S12 wir die Brenngas-Einleitungsmenge in den Kanal 40, aus der Temperatur des gemischten Gases in Bezug auf den Plan, der durch die gepunktete Linie in der 6 gezeigt ist, der in dem Mikroprozessor 30 vorgespeichert ist, bestimmt. Obwohl der Plan in derselben Fig. wie der Plan für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wird dieses Ausführungsbeispiel durch eine gepunktete Linie repräsentiert, während das erste und das zweite Ausführungsbeispiel jeweils durch eine durchgehende Linie repräsentiert werden. In dem Schritt S13 wird die Öffnung des Brenngaszuführungsventils 10 vergrößert oder verkleinert, um die gewünschte Brenngas-Einleitungsmenge zu erhalten.
  • In dem Schritt 14 wird die Temperatur der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3, die durch den Temperatursensor 25 erfasst wird, gelesen.
  • In dem Schritt 15 wird es bestimmt, ob, oder nicht, die Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur von 100°C erreicht hat. Diese Bestimmung ist zu der Bestimmung des Schrittes 5 in dem ersten Ausführungsbeispiel identisch. Wenn die Katalysatortemperatur 100°C erreicht hat, wird das Brenngaszuführungsventil 10 in dem Schritt S16 geschlossen und der Ablauf ist beendet. Wenn die Katalysatortemperatur noch nicht 100°C erreicht hat, wiederholt das verarbeiten die Schritte S11 bis S14.
  • Nunmehr unter Bezug auf die 10B steuert der Mikroprozessor 30 die Luft-Einleitungsmenge durch das Ausführen des Verarbeitens der Schritte S21 bis S25. Zuerst wird in dem Schritt S21 die Temperatur der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3, erfasst durch den Temperatursensor 25, gelesen.
  • In dem Schritt 22 wird die Luft-Einleitungsmenge durch das Lufteinführungsventil 18 aus der Katalysatortemperatur durch Aufsuchen eines in der 11 gezeigten Planes, der in dem Mikroprozessor 30 vorgespeichert ist, bestimmt. In diesem Plan ist die Luft-Einleitungsmenge in den Kanal 40 festgelegt, um größer zu sein, wenn die Temperatur der Katalysatoreinheit niedrig ist, und sich vermindert, wenn die Temperatur ansteigt.
  • Jedoch ist die Luft-Einleitungsmenge in den Kanal 40 so festgelegt, dass eine bestimmte Menge von Luft eingeleitet wird, selbst nachdem die Katalysatortemperatur 100°C erreicht hat.
  • In dem Schritt 23 wir die Öffnung des Lufteinführungsventils 18 verkleinert oder vergrößert, um eine bestimmte Luft-Einleitungsmenge zu erhalten.
  • In dem Schritt 24 wird es bestimmt, ob, oder nicht, die Katalysatortemperatur die vorbestimmte Temperatur von 100°C in dem Schritt S15 erreicht hat. Wenn die Katalysatortemperatur 100°C erreicht hat, wird das Brenngaszuführungsventil 10 in dem Schritt S25 auf eine Laufposition mit einem stabilen Zustand festgelegt, und der Ablauf ist beendet. Wenn die Katalysatortemperatur noch nicht 100°C erreicht hat, wiederholt der Ablauf das Verarbeiten der Schritte S21 bis S23.
  • In dem oben vorgestellten Ablauf wird die Brenngas-Einleitungsmenge auf der Grundlage des gemischten Gases in dem Kanal 40 bestimmt, und die Luft-Einleitungsmenge wird auf der Grundlage der Temperatur der Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 bestimmt. Das Einleiten von Luft in den Kanal 40 unterstützt die Oxidationsreaktion in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3, um dadurch eine Temperaturerhöhung der Katalysatoreinheit zu verursachen, hat aber gleichzeitig auch die Wirkung des Absenkens der Temperatur des gemischten Gases. Entsprechend dieses Ausführungsbeispieles wird infolge der Steuerung der Brenngas-Einleitungsmenge die Temperatur von gemischten Gas innerhalb eines geeigneten Bereiches beibehalten und demzufolge werden die Brenngas-Einleitungsmenge und die Luft-Einleitungsmenge richtig kombiniert, so dass die Temperatur der Katalysatoreinheit in einer kurzen Zeit ansteigt.
  • 12 zeigt die Temperaturveränderung in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 entsprechend dieses Ausführungsbeispieles. Auch in diesem Ausführungsbeispiel, wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispieles, steigt zuerst die Temperatur des stromaufwärtigen Endes der Katalysatoreinheit nahe zu dem Einlass des Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 an, und die Temperatur des stromabwärtigen Endes der Katalysatoreinheit steigt später an. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird die Luft-Einleitungsmenge entsprechend der Temperatur der Katalysatoreinheit variiert, so dass der Bereich der Verzögerung im Temperaturanstieg kleiner als in dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel gemacht werden kann. Demzufolge kann die Katalysatoreinheit in dem Kohlenmonoxid-Oxidierer 3 wirksamer aktiviert werden.
  • Um die Leistung des Kohlenmonoxid-Oxidation zu verbessern können mehrere Kohlenmonoxid-Oxidierer in Reihe an stelle eines einzelnen Kohlenmonoxid-Oxidierers 3 stromab des Reformers 1 vorgesehen werden. Wenn diese Erfindung in solch einer Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas angewandt wird, können das Brenngaszuführungsventil 10 und das Lufteinführungsventil 18 stromauf separat der Kohlenmonoxid-Oxidierer angeordnet werden und die Temperatursensoren können auch für jeden Kohlenmonoxid-Oxidierer vorgesehen werden. Die Einleitungsmengen von Brenngas und Luft werden dann für jeden Kohlenmonoxid-Oxidierer gesteuert. Infolge dieses Aufbaus kann die Fähigkeit das Kohlenmonoxid aus dem reformierten gas zu oxidieren verbessert werden.
  • Obwohl die Erfindung oben durch Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern ist durch die beigefügten Anspruchssätze der begrenzt. Modifikationen und Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden für jene, die auf dem gebiet der Technik Fachleute sind, im Lichte der obigen Lehren auftreten.
  • Z. B. wird in den oben vorgestellten Ausführungsbeispielen die Steuerung der Brenngas-Einleitungsmenge durch einen einzelnen Mikroprozessor 30 vorgenommen, aber sie kann durch eine Mehrzahl von Mikroprozessoren vorgenommen werden. Die Steuerung der Luft-Einleitungsmenge kann auch unter Verwendung mehrerer Mikroprozessoren vorgenommen werden.
  • Der zu der Startbrennkammer 4 zugeführte Kraftstoff ist nicht auf Methanol begrenzt, sondern ein anderer Kraftstoff, der Kohlenwasserstoff enthält, z. B. Benzin, kann verwendet werden.
  • Wie oben beschrieben ist eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas zum Zuführen von wasserstoffreichem Gas zu einem Brennstoffzellenstapel vorge sehen. Die Vorrichtung weist einen Reformer auf, der reformiertes Gas mit Wasserstoff aus dem Kraftstoff erzeugt, einen Kohlenmonoxid-Oxidierer mit einem Katalysator, der Kohlenmonoxid, das in dem reformierten Gas enthalten ist, oxidiert, und eine Oxidationsmittel-Zuführungsvorrichtung, die ein Oxidationsmittel zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, eine Heißgas-Zuführvorrichtung, die Heißgas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, einen Sensor, der eine Temperatur des Katalysators erfasst, und eine Steuerung, die funktioniert, um zu bestimmen, ob, oder nicht die Temperatur des Katalysators höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, und die die Heißgas-Zuführvorrichtung, die das heiße Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, stoppt, wenn die Katalysatortemperatur höher als eine vorbestimmte Temperatur ist.
  • Überdies ist eine Gaszuführungsvorrichtung mit wasserstoffreichem Gas vorge sehen, mit einem Reformer, der reformiertes Gas mit Wasserstoff aus Kraftstoff erzeugt, ein Kohlenmonoxid-Oxidierer mit einem Katalysator, der Kohlenmonoxid oxidiert, das in dem reformierten gas enthalten ist, eine Oxidationsmittel-Zuführungsvorrichtung, die ein Oxidationsmittel zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, eine Heißgas-Zuführvorrichtung, die Heißgas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt, und eine Steuerung, die funktioniert, um zu bestimmen, ob, oder nicht, eine vorbestimmte Zeit von dann, wenn der Reformer das Erzeugen des reformierten Gases gestartet hat, vergangen ist, und um die Heißgas-Zuführvorrichtung, die Heißgas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer zuführt zu stoppen, wenn die vorbestimmte Zeit vergangen ist.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Versorgung einer Brennstoffzelle (2) mit wasserstoffreichem Gas, mit: einem Reformer (1), der reformiertes Gas mit Wasserstoff aus Kraftstoff (1) erzeugt; einem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) mit einem Katalysator, der in dem reformierten Gas enthaltenes Kohlenmonoxid oxidiert; einer Oxidierungsmittel-Zuführvorrichtung (7, 18), die ein Oxidierungsmittel zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zuführt; einer Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10), die heißes Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zuführt; einer Einrichtung zum Erfassen einer Temperatur des Katalysators; einer Einrichtung zum Bestimmen, ob die Temperatur des Katalysators höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, oder nicht; und einer Einrichtung (30), die die Zufuhr von heißem Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) durch die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10) stoppt, wenn die Katalysatortemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  2. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach Anspruch 1, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (25) einen Sensor aufweist, der die Temperatur des Katalysators erfasst; und die Bestimmungseinrichtung (30) und die Stoppeinrichtung (30) eine Steuerung (30) aufweisen, die funktioniert, um zu bestimmen, ob die Temperatur des Katalysators höher als die vorbestimmte Temperatur ist, oder nicht, und die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10) zum Zuführen von heißem Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) stoppt, wenn die Katalysatortemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  3. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (30) außerdem funktioniert, um die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10) zu steuern, wenn die Temperatur des Katalysators niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, eine zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zugeführte Menge von Heißgas zu vermindern, wenn sich die Temperatur des Katalysators erhöht.
  4. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas außerdem eine Kanal (40) aufweist, der ein Gemisch aus dem reformierten Gas, das Oxidierungsmittel und das Heißgas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zuführt, und die Steuerung (30) außerdem funktioniert, um die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10) zu steuern, wenn die Temperatur des Katalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, eine zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zugeführte Menge von Heißgas zu vermindern, wenn sich die Temperatur des Gemischs erhöht.
  5. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (30) außerdem funktioniert, die Oxidierungsmittel-Zuführungsvorrichtung (7, 18) zu steuern, die Menge von Oxidierungsmittel, zugeführt zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3), zu vermindern, wenn sich die Temperatur des Katalysators erhöht.
  6. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Katalysator ein Edelmetall und Aluminium aufweist, und die vorbestimmte Temperatur gleich zu einer Temperatur festgelegt wird, bei der der Katalysator aktiviert wird.
  7. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas, die wasserstoffreiches Gas zu einer Brennstoffzelle (2) zuführt, mit: einem Reformer (1), der reformierten Gas mit Wasserstoff aus dem Kraftstoff (1) erzeugt; einem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3), der einen Katalysator aufweist, der in dem Umformgas enthaltenes Kohlenmonoxid oxidiert; einer Oxidierungsmittel-Zuführvorrichtung (7, 18), die ein Oxidierungsmittel zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zuführt; einer Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10), die heißes Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zuführt; einer Einrichtung (30) zum Bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, oder nicht, seit der der Reformer (1) begonnen hat, das reformierte Gas zu erzeugen und einer Einrichtung (30) zum Stoppen der Zufuhr von heißem Gas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) durch die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10), wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist.
  8. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach Anspruch 7, wobei die Bestimmungseinrichtung (30) und die Stoppeinrichtung (30) eine Steuerung (30) aufweisen, die funktioniert, um zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, oder nicht, seitdem der Reformer (1) begonnen hat, das reformierte Gas zu erzeugen und das Zuführen von Heißgas zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) durch die Heißgas-Zuführeinrichtung (4, 10) stoppt, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist.
  9. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10) eine Einrichtung (4) aufweist, die das heiße Gas mit brennbaren Bestandteilen zuführt.
  10. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach Anspruch 9, wobei die Heißgas-Zuführvorrichtung (4, 10) eine Einrichtung (4) aufweist, die heißes Gas infolge der Verbrennung eines gasförmigen Gemischs von Kohlenwasserstoff und Luft erzeugt, das ein fetteres Mischungsverhältnis als ein stöchiometrisches Mischungsverhältnis hat.
  11. Vorrichtung zur Versorgung mit wasserstoffreichem Gas nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Oxidierungsmittel-Zuführvorrichtung (7, 18) eine Vorrichtung (7, 18) aufweist, die Luft zu dem Kohlenmonoxid-Oxidierer (3) zuführt.
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