(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池バッテリ（１１）に供給するための装置において、
第１の反応物の流れに第１のガス反応物を供給するための第１の供給ライン（１４）と、
第２の反応物の流れに第２のガス反応物を供給するための第２の供給ライン（１５）と、
前記第１の反応物の流れのパラメータに応じて、第１の反応物の流れの不足を示すエラー信号を生成することができるように設計された監視用要素（３３）と、
監視信号を受信することができる自動点火装置（３２）と、
前記第２の供給ライン（１５）に配置された遮断要素（３１）であって、前記自動点火装置（３２）によって制御可能であり、前記第２の反応物の流れを遮断するように設けられた遮断要素（３１）と、
アクティブ状態及び非アクティブ状態を選択することができるブリッジング装置（４３）であって、前記監視用要素（３３）が、前記非アクティブ状態で前記第１の反応物の流れのパラメータに応じて前記エラー信号を生成することができ、機能性監視用要素（３３）が、前記アクティブ状態で前記エラー信号を確実に生成するように設計され配置された、ブリッジング装置（４３）とを備える、装置。
【請求項２】
第１の空気圧要素（２０）が、前記第１の供給ライン（１４）に配置され、
前記監視用要素（３３）の第１のインレット（３４）が、前記第１の空気圧要素（２０）の直前で前記第１の供給ライン（１４）に接続可能であり、前記監視用要素（３３）の第２のインレット（３５）が、前記第１の空気圧要素（２０）内又は直後で前記第１の供給ライン（１４）に接続可能であり、
前記ブリッジング装置（４３）が、
前記アクティブ状態で前記監視用要素（３３）の前記第１のインレット（３４）と前記第２のインレット（３５）を接続し、
非アクティブ状態で前記監視用要素（３３）の前記第１のインレット（３４）が、前記第１の空気圧要素（２０）の直前で前記第１の供給ライン（１４）に接続され、前記監視用要素（３３）の前記第２のインレット（３５）が、前記第１の空気圧要素（２０）の直後で前記第１の供給ライン（１４）に接続されるように、また、
前記監視用要素（３３）の前記第１のインレット（３４）及び前記第２のインレット（３５）が、互いに分離されるように
設計され配置されることを特徴とする、請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記ブリッジング装置（４３）が、前記自動点火装置（３２）によって制御可能な２／３ウェイ・バルブ（４１）を有することを特徴とする、請求項２に記載された装置。
【請求項４】
前記２／３ウェイ・バルブ（４１）が、
前記ブリッジング装置（４３）の前記アクティブ状態で前記監視用要素（３３）の前記第１のインレット（３４）及び前記第２のインレット（３５）を接続し、前記第１の空気圧要素（２０）内又は直後で前記第１の供給ライン（１４）への接続を遮断し、
前記ブリッジング装置（４３）の前記非アクティブ状態で前記第１の空気圧要素（２０）内又は直後で前記第１の供給ライン（１４）に前記監視用要素（３３）の前記第２のインレット（３５）を接続し、前記監視用要素（３３）の前記第１のインレット（３４）への接続を遮断するように
設計され配置されることを特徴とする、請求項３に記載された装置。
【請求項５】
第１の空気圧要素（２０）が、圧力降下発生要素として設計されることを特徴とする、請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項６】
前記監視用要素（３３）が、前記圧力降下発生要素（２０）の前後の圧力差を評価するように設計されることを特徴とする、請求項５に記載された装置。
【請求項７】
前記監視用要素（３３）が、閾値を下回る圧力差のときに前記エラー信号を生成する圧力スイッチとして設計されることを特徴とする、請求項６に記載された装置。
【請求項８】
燃料電池バッテリ（１１）に供給する方法であって、
第１のガス反応物が、第１の供給ライン（１４）を介して第１の反応物の流れに供給され、
第２のガス反応物が、第２の供給ライン（１５）を介して第２の反応物の流れに供給され、
第１の反応物の流れの不足を示すエラー信号が、前記第１の反応物の流れのパラメータに応じて監視用要素（３３）によって生成され、前記エラー信号が、自動点火装置（３２）によって受信されることができ、
前記第２の反応物の流れが、前記第２の供給ライン（１５）に配置されて前記自動点火装置（３２）によって制御可能な遮断要素（３１）によって遮断でき、
ブリッジング装置（４３）は、前記自動点火装置（３２）によって、前記監視用要素（３３）が前記第１の反応物の流れのパラメータに応じて前記エラー信号を生成することができる非アクティブ状態になされ、また、機能的監視用要素（３３）が前記エラー信号を確実に生成するアクティブ状態になされ得る、方法。
【請求項９】
前記自動点火装置（３２）が、
前記ブリッジング装置（４３）の前記非アクティブ状態では、前記エラー信号により前記遮断要素（３１）を閉鎖し、
前記ブリッジング装置（４３）の前記アクティブ状態では、前記エラー信号があっても前記遮断要素（３１）を開放し続けることを特徴とする、請求項８に記載された方法。
【請求項１０】
前記自動点火装置（３２）が、
前記ブリッジング装置（４３）の前記アクティブ状態で前記エラー信号があるときに前記監視用要素（３３）の動作信頼性を認識し、
前記ブリッジング装置（４３）の前記アクティブ状態で前記エラー信号がないときに前記監視用要素（３３）の機能不全を認識することを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載された方法。
【請求項１１】
前記自動点火装置（３２）が、前記ブリッジング装置（４３）を、ある時間間隔で、前記非アクティブ状態から始め、前記アクティブ状態にして、その後再び前記非アクティブ状態に戻すことを特徴とする、請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項１２】
前記自動点火装置（３２）が、前記ブリッジング装置（４３）を、前記アクティブ状態から始め、前記監視用要素（３３）からエラー信号を受信した直後に前記非アクティブ状態に戻すことを特徴とする、請求項１１に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載された装置又は燃料電池バッテリへの供給、および請求項８の前文に記載された燃料電池バッテリへの供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池ひいては燃料電池バッテリも、燃料電池システムの要素であり、エネルギー変換によって燃料のエネルギー利用を可能にするものである。この点で、電気化学プロセスに基づいて生成される電気エネルギーと、高温廃ガスの形で生じる熱エネルギーとの両方が利用できる。この目的のために、２つの反応物のガスの流れが、セルへ分離して供給される。特に環境空気である第１の反応物が酸化成分を含み、第２の反応物が還元成分を含む。特に、メタン（例えば天然ガス）を含むガスは、セルへの流入よりも先に改質器に供給され、そこで水素及び一酸化炭素の還元成分に変換されて第２の反応物として使用される。
【０００３】
反応物は、化学量に関係するいわゆる空気数（又は空気比）λによって特徴づけられる量比で燃料電池バッテリに供給される。未燃焼成分である第２の反応物の還元しない成分が排ガス流れに含まれないように、空気数λが常に１より大きいか等しいことが保証されなければならない。このようにして水素と一酸化炭素の完全な酸化のために常に十分な酸素が存在することが保証され、このようにして燃料電池バッテリの確実な動作が保証される。
【０００４】
第１の反応物の流れの不足、すなわち特に環境空気の流れの不足と共に、第２の反応物、すなわち特に天然ガスがまだ燃料電池バッテリに供給されないということが、特に保証されなければならない。この場合に、仮に天然ガスも供給されていない場合、未燃焼水素及び未燃焼一酸化炭素は、燃料電池バッテリから放出され、燃料電池バッテリの外部で制御不能に燃焼する結果となる可能性がある。
【０００５】
第１の反応物の流れは、第１の反応物の流れのパラメータに応じて、第１の反応物の流れの不足を示すエラー信号を生成することができる監視用要素によって監視されることが知られている。監視用要素は、例えばダイアフラムの形態の圧力降下発生要素に並行して配置される、例えば圧力スイッチとして設計できる。圧力降下発生要素の圧力降下が閾値よりも低いとき、圧力スイッチは、エラー信号を生成する。これは、圧力降下発生要素を通る第１の反応物の通過流れが少なすぎる場合に該当する。このエラー信号は、自動点火装置によって受信され、この自動点火装置は、このエラー信号に応答して第２の反応物の流れ、すなわち特に天然ガスの流れを遮断する遮断要素を制御する。
【０００６】
上記の遮断が第１の反応物の流れが不足したときに確実に作用するように、監視用要素は、本来は常にエラーなく動作、すなわち、必要なときはいつでもエラー信号を生成しなければならない。監視用要素の動作信頼性を定期的に、例えば２４時間毎に少なくとも一度検査することは、少なくともいくつかの国では法的要件である。この目的のために、周知のシステムを用いて、燃料電池バッテリの供給が、一定間隔で、例えば２４時間毎に、故意に中断され、燃料電池バッテリが遮断される。燃料電池バッテリへの２つの反応物の供給が中断されるとすぐに、機能性監視用要素は、指定されたエラー信号を生成する。その場合には、燃料電池バッテリは、再び始動できる。エラー信号が生成されない場合、監視用要素に欠陥があり、燃料電池バッテリは、さらなる事前の検査なしに再び始動はされ得ない。
【０００７】
燃料電池バッテリの遮断及びその後の始動により、燃料電池システムの電力発生が中断され、エネルギーが必要となり、さらに燃料電池バッテリの使用可能寿命に良くない影響が及ぼされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この点から、特に、燃料電池バッテリの効率の高さ及び／又は穏やかな動作を可能にする、燃料電池バッテリへの供給装置及び方法を提供することが発明の目的である。この目的は、請求項１の構成を有する装置及び請求項８の構成を有する方法による本発明によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、燃料電池バッテリへの供給装置は、第１の反応物の流れに第１のガス反応物を供給するための第１の供給ライン、および第２の反応物の流れに第２のガス反応物を供給するための第２の供給ラインを有する。本装置の監視用要素は、第１の反応物の流れのパラメータに応じて、第１の反応物の流れの不足を示すエラー信号を生成することができるように設計される。自動点火装置は、監視信号を受信することができ、第２の供給ラインに配置された遮断要素を、第２の反応物の流れを遮断するように制御することができる。
【００１０】
本装置は、さらにブリッジング装置を有し、ブリッジング装置は、アクティブ状態及び非アクティブ状態を選択することができ、監視用要素がブリッジング装置の非アクティブ状態で第１の反応物の流れのパラメータに応じてエラー信号を生成することができ、機能性監視用要素が、ブリッジング装置のアクティブ状態でエラー信号を確実に生成するように設計され配置されている。したがって、ブリッジング装置は、実際に現在の第１の反応物の流れとは無関係に監視用要素のエラー信号を引き起こすことができるように設計される。したがって、監視用要素は、維持される第１の反応物の流れひいては進行中の燃料電池バッテリの動作の監視用要素の動作上の信頼性に関しても検査できる。したがって、本発明による装置により、燃料電池バッテリの永久的動作が可能になり、それにもかかわらず監視用要素の動作信頼性が検査され、保証できる。このようにして可能になる永久的動作は、上記に記載した法的要件も満足する。したがって、本発明による装置により、監視用要素を検査するための燃料電池バッテリの遮断及びその後の始動が不必要となる。したがって、このために使用するエネルギーはまったく不必要となり、これにより、燃料電池バッテリの非常に高い効率が可能になる。電流も、燃料電池システムによって連続的に生成できる。加えて、燃料電池バッテリは、定期的な遮断及び始動によって歪まず、それにより燃料電池バッテリの穏やかな動作が可能になる。
【００１１】
第１の反応物の電流のパラメータに応じて監視用要素がエラー信号を生成することができ、そのパラメータは、例えば通過流れ量、空気圧要素、特にノズル又はダイアフラムのような圧力降下発生要素での圧力又は圧力降下として設計できる。パラメータは、通過流れ量などが直接測定されるか、例えば圧力降下などの他の測定値から導出できる。次いで、監視用要素は、パラメータを評価するように設計され、限界値又は閾値を下回るか超過するなどの特定の状態がある場合、第１の反応物の流れの不足を認識し、その結果としてエラー信号を生成する。
【００１２】
第１の反応物は特に環境空気であり、第２の反応物は特に天然ガスなどのメタンを含むガスである。天然ガスは、セルへ流入する前に改質器に送られ、そこで、とりわけ水素及び一酸化炭素の還元成分に変換される。以下の説明において、元の反応物の流れと変換された反応物の流れとの違いはない。改質のプロセスについて、原則的にもう明示的に呼ばず、改質器のユーザもむしろ暗黙で提供されるものとする。
【００１３】
燃料電池は、特にＳＯＦＣ型の高温燃料電池（「固体電解質形燃料電池」）として設計される。
【００１４】
本発明の一具体例によれば、第１の空気圧要素が、第１の供給ラインに配置される。監視用要素の第１のインレットは、第１の空気圧要素の直前で第１の供給ラインに接続可能であり、監視用要素の第２のインレットは、第１の空気圧要素内又は直後で第１の供給ラインに接続可能である。ブリッジング装置は、アクティブ状態で監視用要素の第１のインレットと第２のインレットを接続するように、また、非アクティブ状態で監視用要素の第１のインレットが、第１の空気圧要素の直前で第１の供給ラインに接続され、監視用要素の第２のインレットが第１の空気圧要素内又は直後で第１の供給ラインに接続され、加えて、監視用要素の第１のインレット及び第２のインレットは互いに分離されるように、設計され配置される。この点で、監視用要素の第２のインレットと第１の供給ラインとの間の接続は、監視用要素の第１のインレットと第２のインレットとの間の検出した圧力差から、第１の空気圧要素を通る通過流れの結果が確実に導き出されるように設計される。監視用要素の第２のインレットと第１の供給ラインとの間の接続が厳密にどこで終端するかは、第１の空気圧要素の構成のタイプで決まる。
【００１５】
したがって、監視用要素は、アクティブ状態で言わば短絡される。こうした短絡回路では、機能性監視用要素は、エラー信号を直ちに生成しなければならない。そうでない場合は、監視用要素に欠陥があり、それは自動点火装置によって認識される。監視用要素は、ブリッジング装置の非アクティブ状態で平常通りに、第１の反応物の流れを監視することができる。
【００１６】
この設計により、ブリッジング装置の簡単なひいては廉価な実施、したがって燃料電池バッテリに供給するための廉価な装置が可能になる。
【００１７】
本発明の一具体例によれば、ブリッジング装置は、自動点火装置によって制御可能な２／３ウェイ・バルブを有する。２／３ウェイ・バルブは、２つのポジションと３つのコネクタを有する。ブリッジング装置のアクティブ状態と非アクティブ状態との間の変更は、２／３ウェイ・バルブのポジションの変更によって達成できる。２／３ウェイ・バルブの３つのコネクタは、監視用要素の第１のインレット、監視用要素の第２のインレット及び第１の供給ラインに接続される。
【００１８】
こうした２／３ウェイ・バルブは、幅広い選択及び好ましい価格で入手可能である。こうした２／３ウェイ・バルブは、さらに、試され試験され強固である。したがって、ブリッジング装置は、特に廉価で、安全に動作するように実施できる。
【００１９】
２／３ウェイ・バルブは、ブリッジング装置のアクティブ状態で監視用要素の第１のインレットと第２のインレットを接続し、非アクティブ状態で第１の空気圧要素内又は直後で第１の供給ラインへの接続ラインを遮断し、第１の空気圧要素内又は直後で第１の供給ラインの監視用要素の第２のインレットを接続し、監視用要素の第１のインレットへの接続ラインを遮断するように、特に設計され配置される。
【００２０】
本発明の一具体例によれば、第１の空気圧要素が、圧力降下発生要素として、特にノズル、絞り弁、いわゆる層流要素又はダイアフラムとして、及び具体的にはベンチュリ・ノズルとして設計される。第１の空気圧要素が、ノズルとして、特にベンチュリ・ノズルとして設計される場合、監視用要素の第２のインレットは、特にベンチュリ・ノズル内の第１の供給ラインに接続される。この接続は、特に最も狭いポイント、ベンチュリ・ノズルのいわゆるノズル・スロートで終端する。ベンチュリ・ノズルは、この接続が終端し得るノズル・スロートを囲む環状隙間も有することができる。第１の空気圧要素が、ダイアフラムとして設計される場合、監視用要素の第２のインレットは、ダイアフラムの直後で第１の供給ラインに接続される。
【００２１】
監視用要素は、特に、圧力降下発生要素の前後の圧力差を評価するように設計される。
【００２２】
したがって、第１の空気圧要素での圧力降下から、簡単な方式で第１の空気圧要素を通る第１の反応物の流れの通過流れ量の結果を導き出すこと、又は圧力降下が、通過流れ量の測定量として利用されることが可能である。これにより、第１の反応物の流れを簡単に廉価に監視することができる。
【００２３】
本発明の具体例によれば、監視用要素が、閾値を下回る圧力差でエラー信号を生成する圧力スイッチとして設計される。これにより、一方では、反応物の流れの充足を簡単に確実に認識することができる。加えて、こうした圧力スイッチは、幅広い選択及び好ましい価格で入手可能であり、これらは、試され試験され強固である。したがって、ブリッジング装置は、特に廉価で、安全に動作するように実施され得る。
【００２４】
監視用要素は、連続的な圧力測定が実行され得る圧力センサーとしても設計できる。この場合には、圧力センサーのゼロポイントが、監視用装置のアクティブ状態で検査され補正できる。したがって、圧力センサーのいわゆるゼロポイント補正又はいわゆる校正が行なうことができる。
【００２５】
上記の目的は、燃料電池バッテリへの供給方法によっても達成される。この方法では、第１のガス反応物が、第１の供給ラインを介して第１の反応物の流れに供給され、第２のガス反応物が、第２の供給ラインを介して第２の反応物の流れに供給される。第１の反応物の流れの不足を示すエラー信号が、第１の反応物の流れのパラメータに応じて監視用要素によって生成され、このエラー信号が、自動点火装置によって受信され得る。第２の反応物の流れは、第２の供給ラインに配置されて自動点火装置によって制御可能な遮断要素によって遮断できる。自動点火装置は、監視用装置が第１の反応物の流れのパラメータに応じて信号を生成することができる非アクティブ状態、及び、機能性監視用要素がエラー信号を確実に生成するアクティブ状態を選択するようになされ得る、ブリッジング装置が提供される。
【００２６】
本発明の具体例によれば、自動点火装置が、ブリッジング装置の非アクティブ状態でエラー信号があるときに遮断要素を閉鎖し、ブリッジング装置のアクティブ状態でエラー信号があるときに遮断要素を開放し続ける。
【００２７】
本発明の具体例によれば、自動点火装置が、ブリッジング装置のアクティブ状態で、エラー信号があるとき監視用要素の動作信頼性を認識し、ブリッジング装置のアクティブ状態で、エラー信号がないとき監視用要素の機能不全を認識する。
【００２８】
監視用要素の検査は、非常に短い時間だけで、特にほんの数秒で再開するので、燃料電池バッテリの動作は、検査中に影響のないように継続され得る。
【００２９】
本発明の具体例によれば、自動点火装置が、ブリッジング装置を、例えば２４時間の時間間隔で、非アクティブ状態から始め、アクティブ状態にして、その後再び非アクティブ状態に戻す。したがって、監視用要素の定期検査が保証され、さらに法的要件が遵守できる。
【００３０】
本発明の具体例によれば、自動点火装置が、ブリッジング装置を、アクティブ状態から始め、監視用要素からエラー信号を受信した直後に非アクティブ状態に戻す。したがって、第１の反応物の流れの検査が、非常に短時間だけ遮断されることが実現できる。
【００３１】
本発明の他の効果、構成及び詳細は、以下の具体例の説明を参照し、図面を参照して得られるであろう。図面中で、同じ又は同じ機能を有する要素は、同一の符号が付される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】燃料電池バッテリおよびその供給のための装置を有する燃料電池システムの概略図。
【図２】図１の燃料電池バッテリを供給するための装置のブリッジング装置の２／３ウェイ・バルブを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１によれば、燃料電池システム１０は、個々には示さないが、いくつかの燃料電池を備えた燃料電池バッテリ１１を有する。燃料電池バッテリ１１により生成される電気エネルギーは、ポール１２、１３上に導かれる。環境空気の形態の第１の反応ガスが、第１の反応物の流れとして第１の供給ライン１４を介して燃料電池バッテリ１１に供給される。天然ガスの形態の第２の反応ガスが、第２の反応物の流れとして第２の供給ライン１５を介して燃料電池バッテリ１１に供給される。天然ガスは、最初に改質器１６によって反応形態に変換される。電気エネルギーと共に同時に生じる廃熱が、燃料電池バッテリ１１から排気ライン１７を介して熱交換器１８に排ガス流れとして高温の排ガスの形態で供給され、そこで熱エネルギーが、排ガスから取り出される。この方式で冷却された排ガスは、ファン１９を介して吸引され、環境に排出される。
【００３４】
圧力降下発生要素であるベンチュリ・ノズル２０の形態の第１の空気圧要素が、第１の供給ライン１４に配置される。ベンチュリ・ノズル２０での圧力降下から、環境空気の流れの通過量、ひいては第１の反応物の流れのパラメータの結果を導き出すことができるか、又は、圧力降下が、環境空気の流れの通過量の測定値となることができる。
【００３５】
適切な第２の反応物の流れである天然ガスの流れが、所定の環境空気の流れに対して設定されなければならない。天然ガスの流れは、空気数λが常に１より大きく設定されなければならず、それにもかかわらずできる限り小さい値に設定されなければならない。この目的のために、圧力設定バルブである定比減圧弁２１の形態の第２の空気圧要素が、第２の供給ライン１５に配置される。定比減圧弁２１の第１の調整インレット２２は、ベンチュリ・ノズル２０の直前で第１の供給ライン１４に接続され、定比減圧弁２１の第２の調整インレット２３は、ベンチュリ・ノズル２０の断面の最狭部で第１の供給ライン１４に接続される。したがって、圧力は、ベンチュリ・ノズル２０での圧力降下の固定比にある、定比減圧弁２１のアウトレットで設定され、したがって環境空気の流れの通過量に依存する。この比は、例えば１１：１となる。したがって、天然ガスの流れに対する環境空気の流れの所望の比、すなわち所望の空気数λは、このように設定できる。
【００３６】
供給ライン２６は、流れの方向でみて定比減圧弁２１の後方で第２の供給ライン１５へ開放され、ベンチュリ・ノズル２０の後方において第１の供給ライン１４から分岐する。本発明に関係のない他の構成部品が、供給ライン２６に配置される。ここでは、これら構成部品は構成部品２７として１つだけここに示される。天然ガスを変換するための改質器１６に必要な環境空気が、供給ライン２６を介して供給される。天然ガス及び環境空気は、流れ方向からみて第２の供給ライン１５への環境空気の導入の後に配置される混合要素２８で改質器１６への導入前に混合される。
【００３７】
遮断バルブ３１の形態の遮断要素が、第２の供給ライン１５に流れ方向でみて定比減圧弁２１の前方に配置される。遮断バルブ３１によって第２の供給ライン１５が遮断されると、天然ガスの流れを遮ることができる。したがって、燃料電池バッテリ１１の速く確実な遮断が達成できる。遮断バルブ３１は、圧力スイッチ３３の形態の監視用要素に信号接続された自動点火装置３２によって制御される。自動点火装置３２は、説明した複数の構成部品と信号接続されるが、明瞭化のためこれらの接続を示さない。圧力センサーも、圧力スイッチの代わりに、連続圧力測定に使用できる。
【００３８】
圧力スイッチ３３の第１のインレット３４は、ベンチュリ・ノズル２０の直前で第１の供給ライン１４、および２／３ウェイ・バルブ４１の第１のコネクタ４０の両方に接続される。２／３ウェイ・バルブ４１については、図２により詳細に示す。圧力スイッチ３３の第２のインレット３５は、２／３ウェイ・バルブ４１の第２のコネクタ４２に接続される。２／３ウェイ・バルブ４１は、ブリッジング装置４３の一部であり、調節装置４４によって２つの異なるポジションにできる。一方のポジションがブリッジング装置４３のアクティブ状態に対応し、他方のポジションが非アクティブ状態に対応する。調節装置４４は、自動点火装置３２によって制御され、その設定値に従って２／３ウェイ・バルブ４１のいわゆるポジションを設定する。２／３ウェイ・バルブ４１の第３のコネクタ４５は、ベンチュリ・ノズル２０の断面の最狭部で第１の供給ライン１４に接続される。調節装置４３は、２／３ウェイ・バルブ４１、調節装置４４、及び圧力スイッチ３３の第１のインレット３４への接続部からなる。
【００３９】
２／３ウェイ・バルブ４１の設計について、図２を参照してより詳細に説明する。２／３ウェイ・バルブ４１は、図２で互いに隣り合って示される２つのポジションを採用することができる。
【００４０】
左側に示す第１のポジションが、ブリッジング装置４３の非アクティブ状態に対応する。第１のコネクタ４０、ひいては圧力スイッチ３３の第１のインレット３４への接続部は、このポジションで遮断される。第２のコネクタ４２と第３のコネクタ４５は、圧力スイッチ３３の第２のインレット３５がベンチュリ・ノズル２０の断面の最狭部で第１の供給ライン１４に接続されるように、接続される。したがって圧力スイッチ３３は、このポジションでベンチュリ・ノズル２０と平行に配置される。
【００４１】
右側に示す第２のポジションが、ブリッジング装置４３のアクティブ状態に対応する。第１のコネクタ４０と第２のコネクタ４２は、このポジションで接続される。したがって、圧力スイッチ３３の第１のインレット３４及び第２のインレット３５は、同じ圧力がインレット３４と３５の両方に加えられるように接続される。第３のコネクタ４５は、第１の供給ライン１４と接続しないように遮断される。
【００４２】
第２のインレット３５の圧力と第１のインレット３４の圧力との圧力差が閾値よりも小さいとき、圧力スイッチ３３は、エラー信号を発生するように設計される。圧力スイッチ３３は、ブリッジング装置４３の非アクティブ状態のベンチュリ・ノズル２０と平行に配置される。環境空気の流れが十分である限り、したがってベンチュリ・ノズル２０での圧力降下が閾値よりも大きい限り、圧力スイッチ３３は、いずれのエラー信号も発生しない。しかし、環境空気の流れが大量に不足する、すなわち圧力降下が閾値よりも低くなると、圧力スイッチ３３はエラー信号を発生して、それは自動点火装置３２によって受信される。自動点火装置３２は、２／３ウェイ・バルブ４１の調節装置４４を制御するので、２／３ウェイ・バルブ４１のポジションを認知し、したがって、ブリッジング装置４３がアクティブ状態か非アクティブ状態かを認知する。エラー信号が受信されると、またブリッジング装置４３が非アクティブ状態である場合には、環境空気の流れが不足しており、自動点火装置３２は、遮断バルブ３１を閉鎖することによって天然ガスの流れを遮断する。
【００４３】
圧力スイッチ３３の機能を検査するために、自動点火装置３２は、ブリッジング装置４３のアクティブ状態が設定されるように２／３ウェイ・バルブ４１の設定装置４４を制御する。この結果として、圧力スイッチ３３の第１インレット３４と第２のインレット３５は接続される。したがって、同じ圧力がインレット３４と３５の両方に加えられ、２つのインレット３４と３５との間の圧力差はゼロとなる。これに応答して、機能性圧力スイッチ３３が、少なくとも短い応答時間の後に、環境空気の流れの不足を示すエラー信号を確実に生成しなければならない。しかし、ブリッジング装置４３がアクティブ状態であることを、自動点火装置３２が認知するので、エラー信号は、天然ガスの流れを遮断することにはならず、すなわち遮断バルブ３１は開放したままになる。むしろエラー信号は、圧力スイッチ３３の動作信頼性の合図として解釈される。仮に圧力スイッチ３３が、この場合に何のエラー信号も発生しない場合、これによって圧力スイッチ３３の機能不全という結果が導き出され、この結果として、天然ガスの流れは、遮断バルブ３１を閉鎖することによって遮断される。自動点火装置３２が、エラー信号を受信するとすぐに、ブリッジング装置４３を非アクティブ状態に再び設定する。
【００４４】
圧力センサーが圧力スイッチの代わりに使用される場合、ブリッジング装置４３のアクティブ状態で圧力センサー用に、ゼロポイント補正が実行できる。
【００４５】
圧力スイッチ３３の検査が、非常に短時間で、特に、ほんの数秒で再開するので、燃料電池バッテリ１１の動作は、検査中に影響のないように継続できる。
【００４６】
非アクティブ状態から始動し、アクティブ状態になり、その後再び非アクティブ状態に戻るような、上記に説明したブリッジング装置４３のブリッジングによる圧力スイッチ３３の検査は、一定間隔で、特に２４時間毎に、自動点火装置３２によって実行される。
【図１】
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【図２】
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