TWI639272B - 用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法 - Google Patents

用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI639272B
TWI639272B TW105103012A TW105103012A TWI639272B TW I639272 B TWI639272 B TW I639272B TW 105103012 A TW105103012 A TW 105103012A TW 105103012 A TW105103012 A TW 105103012A TW I639272 B TWI639272 B TW I639272B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid
fuel
tank
mixing tank
pump
Prior art date
Application number
TW105103012A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201727982A (zh
Inventor
張文師
曾煥均
海洛 柯亞瑪
Original Assignee
中興電工機械股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中興電工機械股份有限公司 filed Critical 中興電工機械股份有限公司
Priority to TW105103012A priority Critical patent/TWI639272B/zh
Priority to CN201610090874.XA priority patent/CN107026276A/zh
Priority to US15/137,878 priority patent/US20170222239A1/en
Priority to ZA2017/00712A priority patent/ZA201700712B/en
Priority to PH12017000025A priority patent/PH12017000025A1/en
Publication of TW201727982A publication Critical patent/TW201727982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI639272B publication Critical patent/TWI639272B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/49—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2112—Level of material in a container or the position or shape of the upper surface of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2115—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一種用於燃料電池系統之燃料混合設備，包括一第一液體槽、一第二液體槽、一管路組件、一泵浦、以及一混合槽。第一液體槽用以容納一第一液體。第二液體槽用以容納一第二液體。管路組件連接第一液體槽以及第二液體槽。泵浦設置於管路組件。混合槽連接管路組件。泵浦經由管路組件輸送第一液體槽內之第一液體至混合槽，且泵浦經由管路組件輸送第二液體槽內之第二液體至混合槽。

Description

用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法
本發明主要關於一種燃料混合設備和燃料混合及輸送方法，尤指一種用於燃料電池系統之燃料混合設備和燃料混合及輸送方法。
大型之燃料電池系統可作為一設備的備份電力系統。舉例而言，上述設備可為一行動通信基地台(Cell site)，當主要供應行動通信基地台電力的電源停電時，可啟動燃料電池系統對於行動通信基地台進行供電，以維持行動通信基地台之運作。
然而，燃料電池系統啟動電力之後消耗燃料並需對燃料進行補充。因此，對燃料電池系統補充燃料之體積或次數，影響了燃料電池系統的維護成本。
雖然目前用於燃料電池系統已符合一般之目的，但卻沒有滿足所有的方面。因此，需要提供一種方案以增進燃料電池系統之功能。
本發明之目的為提供一種用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混 合及輸送方法，能減少補充至燃料電池系統之燃料或補充之次數，並於使用現場自動進行燃料之調配，進而降低燃料電池系統的維護成本。
本發明提供了一種用於燃料電池系統之燃料混合設備，包括一第一液體槽、一第二液體槽、一管路組件、一泵浦、以及一混合槽。第一液體槽用以容納一第一液體。第二液體槽用以容納一第二液體。管路組件連接第一液體槽以及第二液體槽。泵浦設置於管路組件。混合槽連接管路組件。泵浦經由管路組件輸送第一液體槽內之第一液體至混合槽，且泵浦經由管路組件輸送第二液體槽內之第二液體至混合槽。第一液體以及第二液體於混合槽內混合並形成一燃料。
本發明提供了一種燃料電池系統，包括上述燃料混合設備，更包括一燃料電池堆，耦接於燃料混合設備，並用以產生電力。
本發明提供了一種用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法，包括偵測混合槽內之燃料的液面高度，當液面高度等於或低於一補充液面高度時，使一泵浦經由一管路組件輸送一第一液體槽內之一第一液體至一混合槽內。使泵浦經由管路組件輸送一第二液體槽內之一第二液體至混合槽內，其中第一液體與第二液體於混合槽內並形成一燃料。
綜上所述，本發明利用第一液體槽與第二液體槽分別容納第一液體與第二液體。因此，當第一液體槽內之液體不足時才需要補充第一液體，因此可減少補充至燃料電池系統 之燃料或補充之次數，並於使用現場自動進行燃料之調配，進而降低燃料電池系統的維護成本。
此外，本發明僅利用一個泵浦，即可分別將第一液體槽內之第一液體與第二液體槽內之第二液體輸送至混合槽內進行混合，進而能降低燃料混合設備之製作成本。
10‧‧‧第一液體槽
20‧‧‧第二液體槽
30‧‧‧管路組件
31‧‧‧第一管路
32‧‧‧第二管路
33‧‧‧第三管路
34‧‧‧第四管路
35‧‧‧第五管路
40‧‧‧混合槽
50‧‧‧儲存槽
60‧‧‧泵浦
61‧‧‧輸入口
62‧‧‧輸出口
70‧‧‧控制閥
71‧‧‧第一控制閥
72‧‧‧第二控制閥
73‧‧‧第三控制閥
74‧‧‧第四控制閥
75‧‧‧第五控制閥
80‧‧‧控制模組
90‧‧‧偵測模組
91、93‧‧‧液位偵測器
92‧‧‧溫度感測器
94‧‧‧連續式液位傳送器
95‧‧‧液位開關裝置
951‧‧‧第一開關
952‧‧‧第二開關
953‧‧‧第三開關
A1‧‧‧燃料電池系統
A10‧‧‧燃料混合設備
A20‧‧‧重組器
A30‧‧‧燃料電池堆
A40‧‧‧冷凝器
C1、C2、C3、C4‧‧‧流路
D1‧‧‧垂直方向
H1‧‧‧補充液面高度
H2‧‧‧第一預定液面高度
H3‧‧‧第二預定液面高度
S1‧‧‧液面
第1圖為本發明之燃料電池系統的系統圖。
第2圖為本發明之燃料混合設備之第一實施例的系統圖。
第3A圖至第3D圖為本發明之燃料混合設備之第一實施例於一燃料混合及輸送方法之中間階段的系統圖。
第4圖為本發明之用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法的流程圖。
第5圖為本發明之燃料混合設備之第二實施例的系統圖。
第6圖為本發明之燃料混合設備之第三實施例的系統圖。
本說明書於不同的例子中沿用了相同的元件標號及/或文字。前述之沿用僅為了簡化以及明確，並不表示於不同的實施例以及設定之間必定有關聯。
可理解的是，於下列各實施例之方法中的各步驟中，可於各步驟之前、之後以及其間增加額外的步驟，且於前述的一些步驟可被置換、刪除或是移動。
第1圖為本發明之燃料電池系統A1的系統圖。燃料電池系統A1，用以產生電力。燃料電池系統A1包括一燃料混 合設備A10、一重組器A20(reformer)、一燃料電池堆A30(fuel cell stack)、以及一冷凝器A40(condenser)。燃料混合設備A10，用以以一預定重量比例混合一第一液體以及一第二液體來形成一燃料，並輸送給重組器A20。
於本實施例中，第一液體可為甲醇(methanol)，第二液體可為水或去離子水(DI water)。第一液體與第二液體之預定重量比例可為64：36至58：42的範圍之間。
重組器A20耦接於燃料混合設備A10，用以從燃料混合設備A10接收燃料，並將燃料進行重組後傳輸給燃料電池堆A30。
於本實施例中，燃料混合設備A10傳送給重組器A20之燃料為一液態燃料，且液態燃料經由重組器A20重組後形成一氣態燃料。於本實施例中，上述液態燃料可為甲醇溶液，且上述氣態燃料可為氫氣。
燃料電池堆A30耦接於重組器A20，用以從重組器A20接收燃料，並產生電力。於本實施例中，燃料電池堆A30接收外界的空氣以及氫氣，並將空氣與氫氣進行化學反應後產生電力、熱、以及水(或第二液體)。
於一些實施例中，燃料電池系統A1可不包括重組器A20，燃料混合設備A10耦接於燃料電池堆A30。換句話說，燃料電池堆A30用以從燃料混合設備A10接收上述燃料，並產生電力。
於一些實施例中，第一液體與第二液體之成份並不予以限制，只要第一液體與第二液體混合後經過重組器A20 後所產生之燃料(或是第一液體與第二液體混合後之燃料)供應給燃料電池堆A30，並使燃料電池堆A30產生電力即可。
冷凝器A40耦接於燃料電池堆A30與燃料混合設備A10之第二液體槽20，冷凝器A40收集燃料電池堆A30所產生之水(或第二液體)，並輸送至第二液體槽20，藉以將燃料電池堆A30所產生之水(或第二液體)循環再利用，進而減少燃料電池系統A1對於水(或第二液體)之需求量。
此外，由於燃料電池堆A30所產生之水(或第二液體)經由循環再利用，或是可經由燃料電池系統A1之所在地進行補充，因此本發明之燃料電池系統A1對於水(或第二液體)之需求量不高，可大幅減少運送水(或第二液體)至燃料電池系統A1的量。對於燃料電池系統A1進行補充時，可主要針對第一液體進行補充即可，因此對於燃料電池系統進行補充之量或是次數可大幅減少，進而降低燃料電池系統的維護成本。此外，亦可選擇增加第一液體槽10的體積，以增長對燃料電池系統A1進行補充的間隔時間。
第2圖為本發明之燃料混合設備A10之第一實施例的系統圖。燃料混合設備A10更包括一第一液體槽10、一第二液體槽20、一管路組件30、一混合槽40、一儲存槽50、一泵浦60、一多個控制閥70、一控制模組80、以及一偵測模組90。
第一液體槽10用以容納第一液體，且第二液體槽20用以容納第二液體。管路組件30連接第一液體槽10以及第二液體槽20。
混合槽40連接管路組件30，用以經由管路組件30接收第一液體、第二液體及/或燃料。第一液體以及第二液體於混合槽40內混合並形成燃料。儲存槽50連接管路組件30。用以經由管路組件30接收混合槽40內之燃料。
泵浦60設置於管路組件30。於本實施例中，泵浦60為一定量泵浦(quantitative pump)。控制閥70設置於管路組件30，用以允許或是止擋第一液體、第二液體或燃料通過控制閥70。控制模組80電性連接泵浦60以及控制閥70。
控制模組80分別控制控制閥70以及泵浦60開啟或關閉。藉此，泵浦60可選擇性地將第一液體輸送至混合槽40、將第二液體輸送至混合槽40、或將燃料經由混合槽40輸送至儲存槽50。
於本實施例中，泵浦60包括一輸入口61以及一輸出口62。泵浦60經由輸入口61汲取第一液體、第二液體或燃料，並經由輸出口62排出。
於本實施例中，管路組件30更包括一第一管路31、一第二管路32、一第三管路33、一第四管路34、以及一第五管路35。第一管路31連接第一液體槽10以及泵浦60之輸入口61。第二管路32連接第二液體槽20以及泵浦60之輸入口61。第三管路33連接泵浦60之輸出口62以及混合槽40。第四管路34連接混合槽40以及泵浦60之輸入口61。第五管路35連接泵浦60之輸出口62以及儲存槽50。
上述第一管路31、一第二管路32、一第三管路33、一第四管路34、以及一第五管路35可選擇性地重疊。於本實施 例中，第一管路31、第二管路32、以及第四管路34可於鄰近於輸入口61處重疊。第三管路33以及第五管路35可於鄰近於輸出口62處重疊。
於本實施例中，控制閥70更包括一第一控制閥71、一第二控制閥72、一第三控制閥73、一第四控制閥74、以及一第五控制閥75。第一控制閥71設置於第一管路31、第二控制閥72設置於第二管路32、第三控制閥73設置於第三管路33、第四控制閥74設置於第四管路34、以及第五控制閥75設置於第五管路35。
第3A圖至第3D圖為本發明之燃料混合設備A10之第一實施例於一燃料混合及輸送方法之中間階段的系統圖。如第3A圖所示，控制模組80控制開啟第一控制閥71以及第三控制閥73，並關閉第二控制閥72、第四控制閥74、以及第五控制閥75以使管路組件30於第一液體槽10與混合槽40之間形成一流路C1。因此，控制模組80可啟動泵浦60以使泵浦60經由流路C1輸送第一液體槽10內之第一液體至混合槽40內。
如第3B圖所示，控制模組80控制開啟第二控制閥72以及第三控制閥73，並關閉第一控制閥71、第四控制閥74、以及第五控制閥75以使管路組件30於第二液體槽20與混合槽40之間形成流路C2。因此，控制模組80可啟動泵浦60以使泵浦60經由流路C2輸送第二液體槽20內之第二液體至混合槽40內。
如第3C圖所示，控制模組80控制開啟第三控制閥73以及第四控制閥74，並關閉第一控制閥71、第二控制閥72、以及第五控制閥75以使管路組件30與混合槽40之間形成流路 C3。因此，控制模組80可啟動泵浦60以使泵浦60經由流路C3循環混合槽40內之燃料，藉以使得混合槽40內之燃料能充分混合。
如第3D圖所示，控制模組80控制開啟第四控制閥74以及第五控制閥75，並關閉第一控制閥71、第二控制閥72、以及第三控制閥73以使管路組件30於混合槽40與儲存槽50之間形成流路C4。因此，控制模組80可啟動泵浦60以使泵浦60經由流路C4輸送混合槽40內之燃料至儲存槽50內。
於一些實施例中，燃料混合設備A10可不包括儲存槽50，第五管路35連接於泵浦60之輸出口62以及重組器A20(或燃料電池堆A30)。控制模組80啟動泵浦60以使泵浦60經由流路C4輸送混合槽40內之燃料至重組器A20或燃料電池堆A30。
因此，於本實施例中，僅需要一個泵浦60即可完成第一液體、第二液體或燃料之輸送，能降低燃料混合設備A10之製作成本。
第4圖為本發明之用於燃料電池系統A1之燃料混合及輸送方法的流程圖。於步驟S101中，偵測模組90偵測混合槽40內之燃料的液面高度。當燃料的液面高度等於或低於一補充液面高度H1(如第3A圖所示)時，偵測模組90傳輸一補充訊號於控制模組80。上述之補充液面高度H1於垂直於水平面之一垂直方向D1被測量。之後，如第3A圖所示，控制模組80依據補充訊號控制泵浦60及控制閥70以使管路組件30形成一流路C1，並使泵浦60經由流路C1輸送第一液體槽10內之第一液體至混合槽40內。
如第3A圖所示，偵測模組90包括一液位偵測器91以及一溫度感測器92。於本實施例中，液位偵測器91可為一液位開關。液位偵測器91設置於混合槽40內，並電性連接於控制模組80。當燃料的液面S1低於液位偵測器91(換句話說，燃料的液面高度等於或低於一補充液面高度H1)時，液位偵測器91產生一補充訊號於控制模組80。
溫度感測器92設置於管路組件30，並電性連接於控制模組80，於本實施例中，溫度感測器92設置於第三管路33。當第一液體經由管路組件30輸送至混合槽40時，溫度感測器92測量第一液體之溫度並產生一第一溫度訊號，控制模組80依據第一溫度訊號控制泵浦60經由管路組件30輸送第一液體槽10內之第一液體至混合槽40的量。
由於本實施例中，泵浦60為定量泵浦，因此可精確的知道泵浦60每一次輸出時的量。舉例而言，泵浦60每10秒輸出一次，每次輸出1公升。控制模組80依據一操作設定，控制泵浦60的輸出次數或輸出時間，因此控制模組80可準確的計算出泵浦60經由管路組件30輸送第一液體槽10內之第一液體至混合槽40的量。舉例而言，控制模組80依據操作設定控制泵浦60輸出60次或是控制泵浦60運作600秒，即可準確地將第一液體輸入600公升至混合槽40。
此外，藉由溫度感測器92所測量之第一液體的溫度以及第一液體輸入混合槽40的體積，控制模組80可計算出泵浦60經由管路組件30輸送第一液體至混合槽40的重量。
當控制模組80控制泵浦60運作到達一預定次數或時間後，控制模組80控制泵浦60及控制閥70以停止輸送第一液體至混合槽40內。之後，於步驟S103中，控制模組80控制泵浦60及控制閥70，以使管路組件30形成一流路C2，並使泵浦60經由流路C2輸送第二液體槽20內之第二液體至混合槽40內。
於本實施例中，輸入至混合槽40內之第二液體的重量能與於步驟S101中輸入至混合槽40內之第一液體的重量應達到於上述預定重量比例。因此，當第二液體經由管路組件30輸送至混合槽40時，溫度感測器92測量第二液體之溫度並產生一第二溫度訊號，控制模組80依據第二溫度訊號控制泵浦60經由管路組件30輸送第二液體槽20內之第二液體至混合槽40的量。
於本實施例中，控制模組80依據第一液體輸送至混合槽40的重量以及預定重量比例計算出需要輸送至混合槽40之第二液體的重量。之後，控制模組80依據輸送至混合槽40之第二液體的重量以及第二溫度訊號計算出輸送至混合槽40之第二液體的體積。最後，控制模組80再藉由輸送至混合槽40之第二液體的體積，計算出控制泵浦60的輸出次數或輸出時間。因此，控制模組80可精確地控制輸入至混合槽40之第二液體的體積。
因此藉由上述之混合方法，可精準的控制輸入至混合槽40內之第一液體及第二液體的重量比例，以使燃料混合設備A10能達到最佳之運作效率以及減少維護燃料混合設備A10的時間。
當控制模組80控制泵浦60運作到達一預定次數或時間後，控制模組80控制泵浦60及控制閥70以停止輸送第二液體至混合槽40內。於步驟S105中，控制模組80控制泵浦60及控制閥70，以使管路組件30形成一流路C3，以使泵浦60經由流路C3循環混合槽40內之燃料，藉以使得混合槽40內之燃料能充分混合。
於一預定時間(例如10分鐘後)，控制模組80控制泵浦60及控制閥70以停止經由流路C3循環混合槽40內之燃料。於步驟S107中，當儲存槽50之燃料低於偵測模組90之一液位偵測器93時，液位偵測器93產生一注入訊號於控制模組80。控制模組80依據注入訊號控制泵浦60及控制閥70，以使管路組件30形成一流路C4，並使泵浦60經由流路C4輸送混合槽40內之燃料至儲存槽50內。
於步驟S109中，儲存槽50內之燃料輸送於重組器A20或燃料電池堆A30。於本實施例中，儲存槽50內之燃料輸送至重組器A20，重組器A20對燃料進行重組後將燃料輸送至燃料電池堆A30。最後，燃料電池堆A30針對燃料進行化學反應並產生電力。燃料電池堆A30所產生之水(或第二液體)可經由冷凝器A40輸送至第二液體槽20進行回收後再利用。
於本實施例中，於混合槽40內之燃料之液面S1下降的過程中，直到液面S1等於或低於補充液面高度H1或是低於液位偵測器91前，控制模組80應不會輸送第一液體或第二液體至混合槽40內。
第5圖為本發明之燃料混合設備A10之第二實施例的系統圖。於本實施例中，偵測模組90包括一溫度感測器92以及一連續式液位傳送器94(continuous level transmitter)。溫度感測器92以及連續式液位傳送器94電性連接於控制模組80。溫度感測器92設置於混合槽40內，用以偵測混合槽40內之第一液體或燃料之溫度。
連續式液位傳送器94設置於混合槽40內，用以偵測混合槽40內之燃料(或第一液體)之液面高度，並持續傳送對應於液面高度之液位訊號。
於步驟S101中，當連續式液位傳送器94偵測混合槽40內之燃料的液面S1低於或等於補充液面高度H1時，連續式液位傳送器94產生一補充訊號於控制模組80。控制模組80依據補充訊號控制泵浦60及控制閥70以使管路組件30形成流路C1，並使泵浦60經由流路C1輸送第一液體槽10內之第一液體至混合槽40內。
當連續式液位傳送器94偵測混合槽40內之第一液體或燃料之液面高度到達一第一預定液面高度H2時，連續式液位傳送器94傳送一第一液位訊號，控制模組80控制泵浦60及控制閥70以停止輸送第一液體至混合槽40內。此外，控制模組80控制泵浦60經由管路組件30輸送第二液體槽20內之第二液體至混合槽40(於步驟S103中)。
控制模組80依據補充液面高度H1以及第一預定液面高度H2計算出輸送至混合槽40之第一液體的體積。於本實施例中，當第一液體經由管路組件30輸送至混合槽40後，溫度感 測器92測量第一液體之溫度並產生一第一溫度訊號。因此控制模組80依據輸送至混合槽40之第一液體的體積以及第一溫度訊號能計算出輸送至混合槽40之第一液體的重量。
之後，控制模組80藉由上述預定重量比例以及輸送至混合槽40之第一液體的重量計算出需要輸入至混合槽40之第二液體的重量。
當第二液體經由管路組件30輸送至混合槽40後，溫度感測器92產生一第二溫度訊號。於本實施例中，控制模組80依據第二溫度訊號以及需要輸入至混合槽40之第二液體的重量可取得需要輸入至混合槽40之第二液體的體積。最後控制模組80依據需要輸入至混合槽40之第二液體的體積以及第一預定液面高度H2設定一第二預定液面高度H3。
當燃料之液面高度到達第二預定液面高度H3時，控制模組80控制泵浦60以停止輸送第二液體至混合槽40。
因此藉由上述之混合方法，可精準的控制輸入至混合槽40內之第一液體及第二液體的重量比例，以使燃料混合設備A10能達到最佳之運作效率以及減少維護燃料混合設備A10的時間。
於本實施例中，於燃料之液面S1下降的過程中，直到液面S1低於或等於補充液面高度H1前，控制模組80應不會輸送第一液體或第二液體至混合槽40內。
第6圖為本發明之燃料混合設備A10之第三實施例的系統圖。於本實施例中，偵測模組90包括一液位開關裝置 95(float level switch)，設置於混合槽40內。液位開關裝置95包括一第一開關951、一第二開關952、以及一第三開關953。
於本實施例中，第一開關951、第二開關952、以及第三開關953依序沿垂直於水平面之垂直方向D1排列。第一開關951鄰近於混合槽40之底部，第三開關953鄰近於混合槽40之頂部，第二開關952位於第一開關951以及第三開關953之間。
於步驟S101中，當於一垂直方向D1上混合槽40內之燃料之液面S1低於第一開關951(換句話說，燃料的液面高度等於或低於補充液面高度H1)時，控制模組80控制泵浦60經由管路組件30輸送第一液體槽10內之第一液體至混合槽40。
於步驟S103中，當於垂直方向D1上液面S1到達第二開關952時，控制模組80控制泵浦60及控制閥70以停止輸送第一液體至混合槽40內。此外，控制模組80控制泵浦60經由管路組件30輸送第二液體槽20內之第二液體至混合槽40。
當於垂直方向D1上混合槽40內之燃料到達第三開關953時，控制模組80控制泵浦60停止輸送第二液體至混合槽40。因此藉由上述之混合方法能進一步減少燃料混合設備A10之成本。
於本實施例中，於燃料之液面S1下降的過程中，直到液面S1低於第一開關951前，控制模組80應不會輸送第一液體或第二液體至混合槽40內。
綜上所述，本發明利用第一液體槽與第二液體槽分別容納第一液體與第二液體。因此，當第一液體槽內之液體不足時才需要補充第一液體，因此可減少補充至燃料電池系統 之燃料或補充之次數，並於使用現場自動進行燃料之調配，進而降低燃料電池系統的維護成本。
此外，本發明僅利用一個泵浦，即可將分別將第一液體槽內之第一液體與第二液體槽內之第二液體輸送至混合槽內進行混合，亦可將混合槽內之燃料輸送至儲存槽，進而能降低燃料混合設備之製作成本。
上述已揭露之特徵能以任何適當方式與一或多個已揭露之實施例相互組合、修飾、置換或轉用，並不限定於特定之實施例。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種用於燃料電池系統之燃料混合設備，包括：一第一液體槽，用以容納一第一液體；一第二液體槽，用以容納一第二液體；一管路組件，連接該第一液體槽以及該第二液體槽；一泵浦，設置於該管路組件；一混合槽，連接該管路組件；一儲存槽，連接該管路組件；複數個控制閥，設置於該管路組件；以及一控制模組，用以分別控制該等控制閥以及該泵浦開啟或關閉；其中當該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第一流路時，該泵浦經由該第一流路輸送該第一液體槽內之該第一液體至該混合槽，其中當該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第二流路時，該泵浦經由該第二流路輸送該第二液體槽內之該第二液體至該混合槽，且該第一液體以及該第二液體於該混合槽內混合並形成一燃料，其中當該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第三流路時，該泵浦經由該第三流路輸送該混合槽內該燃料至該儲存槽，其中當該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第四流路時，使該泵浦經由該第四流路循環該混合槽內之該燃料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於燃料電池系統之燃料混合設備，更包括：一溫度感測器，設置於該管路組件；複數個控制閥，設置於該管路組件；以及一控制模組，用以分別控制該等控制閥以及該泵浦開啟或關閉；其中當該第一液體經由該管路組件輸送至該混合槽時，該溫度感測器測量該第一液體之溫度並產生一第一溫度訊號，該控制模組依據該第一溫度訊號控制該泵浦經由該管路組件輸送該第一液體槽內之該第一液體至該混合槽的量，其中當該第二液體經由該管路組件輸送至該混合槽時，該溫度感測器測量該第二液體之溫度並產生一第二溫度訊號，該控制模組依據該第二溫度訊號控制該泵浦經由該管路組件輸送該第二液體槽內之該第二液體至該混合槽的量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於燃料電池系統之燃料混合設備，更包括：一溫度感測器，設置於該混合槽內，用以偵測該混合槽內之該第一液體或該燃料之溫度；一連續式液位傳送器，設置於該混合槽內，用以偵測該混合槽內之該第一液體或該燃料之液面高度；複數個控制閥，設置於該管路組件；以及一控制模組，用以分別控制該等控制閥以及該泵浦開 啟或關閉；其中當該第一液體經由該管路組件輸送至該混合槽後，該溫度感測器產生一第一溫度訊號，且當連續式液位傳送器偵測該混合槽內之該第一液體或該燃料之液面高度到達一預定液面高度時，該控制模組控制該泵浦經由該管路組件輸送該第二液體槽內之該第二液體至該混合槽，其中當該第二液體經由該管路組件輸送至該混合槽後，該溫度感測器產生一第二溫度訊號，該控制模組依據該第二溫度訊號設定一第二預定液面高度，當該燃料之液面高度到達該第二預定液面高度時，該控制模組控制該泵浦以停止輸送該第二液體至該混合槽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於燃料電池系統之燃料混合設備，更包括：一液位開關裝置，設置於該混合槽內，且包括一第一開關、一第二開關、以及一第三開關；複數個控制閥，設置於該管路組件；以及一控制模組，用以分別控制該等控制閥以及該泵浦開啟或關閉；其中當於一垂直方向上，該混合槽內之該燃料之液面低於該第一開關時，該控制模組控制該泵浦經由該管路組件輸送該第一液體槽內之該第一液體至該混合槽，其中當於該垂直方向上該液面到達該第二開關時，該控制模組控制該泵浦經由該管路組件輸送該第二液體槽內之該第二液體至該混合槽，且當於該垂直方向上該混合槽 內之該燃料到達該第三開關時，該控制模組控制該泵浦停止輸送該第二液體至該混合槽。
  5. 一種燃料電池系統，包括如申請專利範圍第1項所述之燃料混合設備，更包括：一燃料電池堆，耦接於該燃料混合設備，並用以產生電力。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之燃料電池系統，更包括一重組器，用以從該燃料混合設備接收該該燃料，並將該燃料進行重組後傳輸給燃料電池堆。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之燃料電池系統，其中該燃料混合設備傳送給該重組器之燃料為一液態燃料，且該液態燃料經由該重組器重組後形成一氣態燃料。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之燃料電池系統，更包括一冷凝器，耦接於該燃料電池堆與該第二液體槽，其中該燃料電池堆進一步產生水，該冷凝器收集該燃料電池堆所產生之該水，並輸送至該第二液體槽。
  9. 一種用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法，包括：偵測混合槽內之燃料的液面高度，當液面高度等於或低於一補充液面高度時，藉由一控制模組控制複數個控制閥以使一管路組件形成一第一流路，且使一泵浦經由該第一流路輸送一第一液體槽內之一第一液體至一混合槽內；藉由該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第二流路，且使該泵浦經由該第二流路輸送一第二液體 槽內之一第二液體至該混合槽內，其中該第一液體與該第二液體於該混合槽內並形成一燃料；藉由該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第三流路，且使該泵浦經由該第三流路輸送該混合槽內該燃料至該儲存槽；以及藉由該控制模組控制該等控制閥以使該管路組件形成一第四流路時，且使該泵浦經由該第四流路循環該混合槽內之該燃料。
TW105103012A 2016-01-30 2016-01-30 用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法 TWI639272B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105103012A TWI639272B (zh) 2016-01-30 2016-01-30 用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法
CN201610090874.XA CN107026276A (zh) 2016-01-30 2016-02-18 燃料混合设备、燃料电池系统以及燃料混合及输送方法
US15/137,878 US20170222239A1 (en) 2016-01-30 2016-04-25 Fuel mixing apparatus, fuel cell system, and fuel mixing-and-transmitting method
ZA2017/00712A ZA201700712B (en) 2016-01-30 2017-01-27 Fuel mixing apparatus,fuel cell system,and fuel mixing-and-transimitting method
PH12017000025A PH12017000025A1 (en) 2016-01-30 2017-01-30 Fuel mixing apparatus, fuel cell system, and fuel mixing-and-transmitting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105103012A TWI639272B (zh) 2016-01-30 2016-01-30 用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201727982A TW201727982A (zh) 2017-08-01
TWI639272B true TWI639272B (zh) 2018-10-21

Family

ID=59387673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105103012A TWI639272B (zh) 2016-01-30 2016-01-30 用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170222239A1 (zh)
CN (1) CN107026276A (zh)
PH (1) PH12017000025A1 (zh)
TW (1) TWI639272B (zh)
ZA (1) ZA201700712B (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100490234C (zh) * 2000-09-14 2009-05-20 株式会社东芝 固体高分子燃料电池系统
CN100499229C (zh) * 2004-11-25 2009-06-10 丰田自动车株式会社 燃料电池系统
CN100433435C (zh) * 2005-10-28 2008-11-12 英属盖曼群岛商胜光科技股份有限公司 用于直接液态燃料电池的燃料浓度控制方法
CN2886820Y (zh) * 2006-03-29 2007-04-04 奇鋐科技股份有限公司 用于燃料电池的水回收循环系统
CN101170177A (zh) * 2006-10-25 2008-04-30 奇鋐科技股份有限公司 具预留信号脚位的燃料电池装置
CN101237057B (zh) * 2007-02-01 2010-04-14 思柏科技股份有限公司 溶液浓度控制与供给装置
CN101750583B (zh) * 2008-12-19 2012-09-05 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 固体氧化物燃料电池测试应用中水蒸汽的控制装置及方法
CN101997126B (zh) * 2009-08-21 2013-02-13 中国科学院大连化学物理研究所 用于以液体燃料进料的燃料电池系统的燃料浓度控制方法
CN102082283A (zh) * 2009-11-27 2011-06-01 扬光绿能股份有限公司 燃料混合槽及燃料电池系统
CN201820843U (zh) * 2010-09-03 2011-05-04 江苏中靖新能源科技有限公司 高分子氢燃料电池制氢装置的自动供水系统
CN102437357B (zh) * 2011-12-19 2015-05-20 上海尧豫实业有限公司 燃料电池的水平衡系统
CN103618100B (zh) * 2013-11-18 2016-02-10 上海合既得动氢机器有限公司 即时制氢发电系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170222239A1 (en) 2017-08-03
ZA201700712B (en) 2018-04-25
CN107026276A (zh) 2017-08-08
PH12017000025A1 (en) 2018-07-30
TW201727982A (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101495221B (zh) 氢供给设备和用于控制氢供给设备的方法
TW200626423A (en) Device for supplying fuel to an energy production installation of a ship
CN110571458A (zh) 一种燃料电池加湿系统
JP5270076B2 (ja) 車載水素貯蔵装置
CN110044085B (zh) 线性聚光太阳能发电设备及其运行方法
TWI639272B (zh) 用於燃料電池系統之燃料混合設備、燃料電池系統、以及用於燃料電池系統之燃料混合及輸送方法
CN103474108B (zh) 一种辅助给水系统安全补给方法
CN103430116B (zh) 计量组件
CN105409043A (zh) 具有一个冷却剂回路的燃料电池系统
JP2011003483A (ja) 燃料電池システムの運転方法及び燃料電池システム
JP6670299B2 (ja) 燃料電池用の多種改質可能燃料供給システムおよび方法
CN213222075U (zh) 一种集中供源装置
CN203253420U (zh) 定量加料装置、处理站和处理设备
CN203836602U (zh) 零气与标气的配气结构和动态校准仪
CN103474117B (zh) 一种增加旁通管线的辅助给水系统安全补给方法
JP2013148120A (ja) 水素ガス充填装置及び水素ガス放散量の測定方法
CN105788686A (zh) 一种核电站的给水加药系统
JP2008172939A (ja) 真空処理式密封油処理装置
KR100871292B1 (ko) 스팀 제조장치
CN219193236U (zh) 一种储罐物料循环系统
CN114165729B (zh) Lng加注用在线调温装置及lng的加注方法
CN115634403B (zh) 泡沫混合装置、系统、泡沫消防车以及方法
JP4606384B2 (ja) 高層建築物における給水方法並びに給水システム及びその制御方法
KR101918533B1 (ko) 차량의 수소 충전 시스템 및 충전 방법
CN220957954U (zh) 一种生产氯化聚乙烯的液氯输送装置