AT15054U1

AT15054U1 - Power generation unit with a high-temperature fuel cell stack and an evaporation unit

Info

Publication number: AT15054U1
Application number: ATGM50128/2016U
Authority: AT
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2016-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungseinheit mit einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen Hochtemperatur-Brennstoffzellenstack (10) und einem dem Brennstoffzellenstack vorgeschalteten Reformer (11) zur Aufbereitung des Brennstoffs, einer Rezirkulationsleitung (13) zur zumindest teilweisen Rückführung des Anodenabgases in den Reformer (1) und einer Einrichtung zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffs in das Anodenabgas. Erfindungsgemäß ist die Einrichtung zur Zufuhr des Brennstoffs als Verdampfungseinrichtung (20) ausgeführt, mit einem Gehäuse (21), das im Bereich der Brennstoffzuleitung (22) ein Verdampfervlies (23) aufweist, das mit dem heißen Anodenabgas aus der Rezirkulationsleitung (13) beaufschlagbar ist.The invention relates to a power generation unit with a high-temperature fuel cell stack (10) operated with liquid fuel and a reformer (11) upstream of the fuel cell stack for conditioning the fuel, a recirculation line (13) for at least partial recycling of the anode exhaust gas into the reformer (1) and one Device for supplying the liquid fuel into the anode exhaust gas. According to the invention, the device for supplying the fuel is designed as an evaporation device (20) having a housing (21) which has an evaporator fleece (23) in the region of the fuel supply line (22) which can be acted upon by the hot anode exhaust gas from the recirculation line (13) ,

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungseinheit mit einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen Hochtemperatur-Brennstoffzellenstack und einem dem Brennstoffzellenstack vorgeschalteten Reformer zur Aufbereitung des Brennstoffs, einer Rezirkulationsleitung zur zumindest teilweisen Rückführung des Anodenabgases in den Reformer sowie einer Einrichtung zur Zufuhr des flüssigen Brennstoffs in das Anodenabgas. Weiters betrifft die Erfindung eine Verdampfungseinheit zur Herstellung eines Eduktgases aus einem heißen Trägergas, beispielsweise Anodenabgas, und einem flüssigen Brennstoff zum Betrieb eines Hochtemperatur-Brennstoffzellenstacks mit vorgeschaltetem Reformer.The invention relates to a power generation unit with a liquid fuel operated high-temperature fuel cell stack and a fuel cell stack upstream reformer for processing the fuel, a recirculation line for at least partial recycling of the anode exhaust gas in the reformer and means for supplying the liquid fuel in the anode exhaust gas. Furthermore, the invention relates to an evaporation unit for producing a reactant gas from a hot carrier gas, for example, anode exhaust gas, and a liquid fuel for operating a high-temperature fuel cell stack with upstream reformer.

[0002] Eine derartige Energieerzeugungseinheit (Auxiliary Power Unit APU) kann beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, wo sie zur Bereitstellung von elektrischer und thermischer Energie dient.Such an energy generating unit (Auxiliary Power Unit APU) can be used for example in motor vehicles, where it serves to provide electrical and thermal energy.

[0003] Aus der AT 502 131 B1 ist beispielsweise eine Energieerzeugungseinheit mit zumindest einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle bekannt, bei welcher eine Rezirkulationsleitung für das Anodenabgas vorgesehen ist, welche ausgehend von einer Abführleitung für das Anodenabgas zu einer Zuführleitung eines Reformers zur Aufbereitung des Brennstoffs führt. Stromaufwärts eines dem Reformer vorgeschalteten Verdichters mündet in die Rezirkulationsleitung ein Injektor mit welchem der flüssige Brennstoff in das heiße Anodenabgas eingesprüht oder eingespritzt wird. Die für die Einspritzung von Kraftstoff verwendeten Düsen oder Injektoren haben den Nachteil, dass sie für den Einsatz in heißer Umgebung nicht geeignet sind und daher eine kompakte Bauweise erschwert wird. Nachteilig ist auch das schlechte Sprühbild von Düsen und Injektoren im Teillastbetrieb, was zu einer schlechten Verdampfung bzw. Homogenisierung des Kraftstoffs führt.From AT 502 131 B1, for example, a power generation unit with at least one high-temperature fuel cell is known, in which a recirculation line is provided for the anode exhaust gas, which leads starting from a discharge line for the anode exhaust gas to a supply line of a reformer for the treatment of the fuel. Upstream of a reformer upstream compressor opens into the recirculation line an injector with which the liquid fuel is sprayed or injected into the hot anode exhaust gas. The nozzles or injectors used for the injection of fuel have the disadvantage that they are not suitable for use in a hot environment and therefore a compact design is difficult. Another disadvantage is the poor spray pattern of nozzles and injectors in partial load operation, which leads to poor evaporation or homogenization of the fuel.

[0004] Aus der US 2002/0114988 A1 ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, welches eine Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC) aufweist, die mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff, beispielsweise Benzin, betrieben wird. Anodenseitig ist ein Reformer für den flüssigen Brennstoff vorgeschaltet. Ein Teil des heißen Anodenabgases wird über eine Anodenrezir-kulation in den Anodenkreislauf rückgeführt, wobei der flüssige Brennstoff stromaufwärts eines dem Reformer vorgeschalteten Anodengebläses eingesprüht oder eingespritzt wird. Dafür ist ein Zerstäuber vorgesehen, mit welchen über einen Injektor flüssiger Brennstoff eingebracht wird. Auch für diese Vorrichtung gelten die zur AT 502 131 B1 angeführten Nachteile.From US 2002/0114988 A1 a fuel cell system is known, which has a high-temperature fuel cell (SOFC), which is operated with a liquid hydrocarbon fuel, such as gasoline. On the anode side, a reformer for the liquid fuel is connected upstream. A portion of the hot anode exhaust is recirculated into the anode circuit via an anode recycle, the liquid fuel being sprayed or injected upstream of an anode blower upstream of the reformer. For this purpose, an atomizer is provided with which liquid fuel is introduced via an injector. Also for this device, the disadvantages mentioned in AT 502 131 B1 apply.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Energieerzeugungseinheit der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine kompakte Baueinheit, insbesondere für die Anwendung in einer APU gegeben ist, wobei Verbesserungen bei der genauen Eindosierung des flüssigen Brennstoffs und eine Homogenisierung des Eduktgases auch im Teillastbetrieb erzielt werden sollen.The object of the invention is to develop a power generation unit of the type mentioned in such a way that a compact unit, especially for use in an APU is given, with improvements in the accurate metering of the liquid fuel and a homogenization of the educt gas even in partial load operation should be achieved.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einrichtung zur Zufuhr des Brennstoffs als Verdampfungseinrichtung ausgeführt ist, mit einem Gehäuse, das im Bereich der Brennstoffzuleitung ein Verdampfervlies aufweist, das mit dem heißen Anodenabgas aus der Rezirkulationsleitung beaufschlagbar ist. Mit der Verdampfungseinheit wird der flüssige Dieselkraftstoff oder ein anderer Kohlenwasserstoff in ein heißes Trägergas, bevorzugt dem rückgeführten Anodenabgas, eindosiert und verdampft vollständig. Dabei entsteht ein Brenn-stoff/Gas-Gemisch das als Eduktgas einem Reformer beispielsweise eines SOFC-Systems zugeführt werden kann.This object is achieved in that the means for supplying the fuel is designed as an evaporation device, with a housing which has a Verdampfervlies in the fuel supply line, which can be acted upon by the hot anode exhaust gas from the recirculation line. With the evaporation unit, the liquid diesel fuel or another hydrocarbon is metered into a hot carrier gas, preferably the recycled anode exhaust gas, and completely evaporated. This creates a fuel / gas mixture which can be fed as reactant gas to a reformer, for example, a SOFC system.

[0007] Erfindungsgemäß ist das Gehäuse der Verdampfungseinheit im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt und weist auf einer Seite eine zentrale Zuleitung für den Brennstoff und auf der gegenüberliegenden Seite einen zentralen Gasauslass für das Eduktgas auf. Weiters weist das Gehäuse der Verdampfungseinheit einen bevorzugt tangential einmündenden Gaseinlass für das Anodenabgas auf. Durch die tangentiale Einmündung stellt sich eine Drallströmung im Gehäuse der Verdampfungseinheit ein, die am Verdampfervlies vorbei streicht und ein homo- genes Gasgemisch auch im Teillastbetrieb erzeugt.According to the invention the housing of the evaporation unit is designed substantially cylindrical and has on one side a central supply line for the fuel and on the opposite side a central gas outlet for the educt gas. Furthermore, the housing of the evaporation unit has a preferably tangentially opening gas inlet for the anode exhaust gas. Due to the tangential junction, a swirling flow sets in the housing of the evaporation unit, which sweeps past the evaporator fleece and produces a homogeneous gas mixture even in partial load operation.

[0008] Um rasch eine optimale Betriebstemperatur zu erreichen, kann das Gehäuse der Ver-dampfungseinheit bevorzugt in einer Abgaskammer der Energieerzeugungseinheit aufgenommen sein, in welche Abgaskammer heiße Abgase des Brennstoffzellenstacks und/oder des Starterbrenners der Energieerzeugereinheit eingeleitet werden.In order to achieve an optimum operating temperature quickly, the housing of the vaporization unit can preferably be accommodated in an exhaust gas chamber of the energy generating unit, into which exhaust gas chamber hot exhaust gases of the fuel cell stack and / or the starter burner of the energy generator unit are introduced.

[0009] Eine Verdampfungseinheit zur Herstellung eines Eduktgases aus einem heißen Trägergas, beispielsweise Anodenabgas, und einem flüssigen Brennstoff zum Betrieb eines Hochtemperatur-Brennstoffzellenstacks mit vorgeschaltetem Reformer zeichnet sich somit erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Verdampfungseinheit ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse aufweist, das auf einer Seite eine zentrale Zuleitung für den Brennstoff und ein Verdampfervlies aufweist und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem zentralen Gasauslass für das Eduktgas ausgestattet ist, wobei ein bevorzugt tangential einmündender Gaseinlass für das heiße Trägergas vorgesehen ist.An evaporation unit for producing a reactant gas from a hot carrier gas, for example, anode exhaust gas, and a liquid fuel for operating a high-temperature fuel cell stack with upstream reformer is thus characterized according to the invention in that the evaporation unit has a substantially cylindrical housing, the on a Side has a central supply line for the fuel and an evaporator fleece and is equipped on the opposite side with a central gas outlet for the educt gas, wherein a preferably tangential inlet gas inlet is provided for the hot carrier gas.

[0010] Aufgrund der idealen Strömungsführung zwischen dem tangentialen Gaseinlass und dem zentralen Gasauslass ergeben sich beim Betrieb der Verdampfungseinheit nur geringe Druckverluste, wobei auch bei kleinem Volumen gute Verdampfungsraten erzielt werden können.Due to the ideal flow guidance between the tangential gas inlet and the central gas outlet resulting in the operation of the evaporation unit only low pressure losses, with good evaporation rates can be achieved even at low volume.

[0011] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann das eingangs des Reformerkatalysators angeordnete Gasverteilergehäuse (Reformermanifold) einen Ringraum aufweisen, in welchen die Zuleitung für das aufzubereitende Kraftstoff/-Gas-Gemisch einmündet, wobei ausgehend vom Ringraum radiale Zugangsöffnungen vom Ringraum zur Eintrittsfläche des Reformerkatalysators angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird eine Homogenisierung des Gasstroms durch den Katalysator erreicht.According to one embodiment of the invention arranged at the beginning of the reforming catalyst gas distributor housing (Reformermanifold) have an annular space in which the supply line for the reprocessed fuel / gas mixture opens, starting from the annulus radial access openings arranged from the annulus to the inlet surface of the reforming catalyst are. By this measure, a homogenization of the gas flow through the catalyst is achieved.

[0012] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann die Verdampfungseinheit ein dem Verdampfervlies zugeordnetes Heizelement, vorzugsweise einen elektrisch beheizbaren Glühstift, aufweisen.According to one embodiment of the invention, the evaporation unit may have a heating element associated with the evaporator fleece, preferably an electrically heatable glow plug.

[0013] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zum Teil schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: [0014] Fig. 1 die erfindungsgemäße Energieerzeugungseinheit in einer schematischen Über sichtsdarstellung samt Einbaulage der Verdampfungseinheit, [0015] Fig. 2 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verdampfungseinheit in derThe invention is explained in more detail below with reference to partly schematic drawings. 1 shows the energy generation unit according to the invention in a schematic over view including installation position of the evaporation unit, FIG. 2 shows a sectional illustration of the evaporation unit according to the invention in FIG

Abgaskammer einer Energieerzeugungseinheit, [0016] Fig. 3 eine dreidimensionale Darstellung der Energieerzeugungseinheit gemäß Fig. 2, [0017] Fig. 4 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Verdampfungseinheit in einer Schnittdarstellung, sowie [0018] Fig. 5 eine teilschematische, dreidimensionale Übersichtsdarstellung der Einbaulage der Verdampfungseinheit gemäß Fig. 3.3 shows a three-dimensional representation of the energy generation unit according to FIG. 2, [0017] FIG. 4 shows a variant of the evaporation unit according to the invention in a sectional view, and [0018] FIG. 5 shows a partially schematic, three-dimensional overview of the installation position of FIG Evaporation unit according to FIG. 3.

[0019] Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Energieerzeugungseinheit in einer schematischen Übersichtsdarstellung. Die Energieerzeugungseinheit weist einen Hochtemperatur-Brennstoffzellenstack 10 (beispielsweise SOFC) mit einer Anodenseite A und einer Kathodenseite K auf, wobei anodenseitig über eine Rezirkulationsleitung 13 ein Reformer 11 vorgeschaltet ist, der zur Aufbereitung des flüssigen Brennstoffs, beispielsweise Diesel, dient. Der Brennstoff F wird mittels Kraftstoffpumpe 12 einer Verdampfungseinheit 20 zugeführt und in das Anodenabgas aus der Rezirkulationsleitung 13 eingebracht bzw. eindosiert, sowie zusammen mit dem nötigen Oxidationsmittel, beispielsweise Luft L, mittels Verdichter 14 dem Reformer 11 zugeführt.Fig. 1 shows the energy generating unit according to the invention in a schematic overview. The energy generation unit has a high-temperature fuel cell stack 10 (for example SOFC) with an anode side A and a cathode side K, on the anode side via a recirculation line 13, a reformer 11 is connected upstream, which serves for the treatment of the liquid fuel, such as diesel. The fuel F is supplied by means of a fuel pump 12 to an evaporation unit 20 and introduced or metered into the anode exhaust gas from the recirculation line 13, and fed together with the necessary oxidant, for example air L, by means of compressor 14 to the reformer 11.

[0020] Weiters kann der Kraftstoff F während des Startzyklus der Energieerzeugereinheit mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe 15 einem Starterbrenner 16 zugeführt werden, dessen Abgase in einen Oxidationskatalysator bzw. Nachbrenner 17 geführt werden und den Katalysator des Reformers 11 aufheizen.Furthermore, the fuel F can be supplied to a starter burner 16 during the start cycle of the energy generator unit by means of a fuel pump 15, the exhaust gases are fed into an oxidation catalyst or afterburner 17 and heat the catalyst of the reformer 11.

[0021] Der Verdichter 18 dient für die Zufuhr des Oxidationsmittels (z.B. Luft L) zur Kathodenseite K des Brennstoffzellenstacks 10, wobei das Oxidationsmittel über einen Wärmetauscher 19 geführt wird, der von den Abgasen des Oxidationskatalysators 17 mit Abwärme beaufschlagt wird. In der Startphase wird auch der Starterbrenner 16 über den Verdichter 18 mit der benötigten Luft L versorgt.The compressor 18 serves for the supply of the oxidizing agent (for example air L) to the cathode side K of the fuel cell stack 10, wherein the oxidizing agent is passed through a heat exchanger 19, which is acted upon by the exhaust gases of the oxidation catalyst 17 with waste heat. In the starting phase and the starter burner 16 is supplied via the compressor 18 with the required air L.

[0022] Die Verdampfungseinrichtung 20 weist ein Gehäuse 21 auf, das im Bereich der Brennstoffzuleitung 22 ein Verdampfervlies 23 aufweist, das den Brennstoff rasch aufnimmt und auf eine große Oberfläche verteilt. Das Verdampfervlies 23 wird mit dem heißen Anodenabgas aus der Rezirkulationsleitung 13 beaufschlagt, sodass der Brennstoff verdampft.The evaporation device 20 has a housing 21 which has an evaporator fleece 23 in the region of the fuel feed line 22, which quickly absorbs the fuel and distributes it to a large surface area. The evaporator fleece 23 is acted upon by the hot anode exhaust gas from the recirculation line 13, so that the fuel evaporates.

[0023] Wie beispielsweise in den Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, ist das Gehäuse 21 der Ver-dampfungseinheit 20 beispielsweise zylindrisch ausgeführt, wobei eine Deckseite eine zentrale Zuleitung 22 für den Brennstoff und direkt angrenzend das Verdampfervlies 23, sowie die gegenüberliegenden Deckseite einen zentralen Gasauslass 24 für das Eduktgas, bestehend aus Anodenabgas und verdampftem Brennstoff, aufweist. Der tangential einmündende Gaseinlass 25 für das Anodenabgas sorgt für eine Drallströmung im Inneren des Verdampfergehäuses.As shown, for example, in FIGS. 2 and 3, the housing 21 of the evaporation unit 20 is, for example, cylindrical, with a cover side having a central feed line 22 for the fuel and directly adjacent to the evaporator web 23 and the opposite cover side a central gas outlet 24 for the educt gas, consisting of anode exhaust gas and vaporized fuel having. The tangential opening gas inlet 25 for the anode exhaust gas ensures a swirl flow in the interior of the evaporator housing.

[0024] Das Verdampfervlies 23 besteht aus einem flächigen, bevorzugt scheibenförmigen Metall- oder Keramikvlies, welches auch hohen Temperaturen im Bereich von 250°C bis 600°C beim Betrieb der Energieerzeugungseinheit Stand hält, wobei die höheren Temperaturen vor allem im Startbetrieb der Energieerzeugungseinheit erreicht werden.The evaporator fleece 23 consists of a flat, preferably disc-shaped metal or ceramic fleece, which also withstands high temperatures in the range of 250 ° C to 600 ° C during operation of the power generation unit, the higher temperatures, especially in startup operation of the power generation unit become.

[0025] Das Gehäuse 21 der Verdampfungseinheit 20 ist in Fig. 2 in einer Abgaskammer 26 der Energieerzeugungseinheit angeordnet, welche Abgaskammer 26 heiße Abgase des Brennstoffzellenstacks (hier nicht dargestellt) und des Starterbrenners 16 sammelt und über einen Auslass 29 dem Wärmetauscher 19 (siehe Fig. 1) zuführt. Als Vorteil sind die kompakte Bauweise und die Versorgung mit der für den Betrieb der Verdampfungseinheit notwendigen thermischen Energie anzuführen. Die Trennebene zwischen dem heißen Innenbereich und dem kalten Außenbereich der Vorrichtung ist strichpunktiert angedeutet, wobei das Gehäuse 21 der Verdampfungseinheit 20 beispielsweise als zylindrische Blechkonstruktion ausgeführt sein kann, die an der Wand 27 der Abgaskammer befestigt, z.B. angeschweißt, ist. Das Gehäuse 21 kann auch kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein oder eine andere strömungstechnisch optimierte Form aufweisen, um die Verdampfungsrate der Einheit 20 zu erhöhen. Die Deckfläche des Gehäuses 21 kann im Bereich des Verdampfervlieses 23 durch die Wand 27 der Abgaskammer 26 gebildet sein.The housing 21 of the evaporation unit 20 is arranged in Fig. 2 in an exhaust chamber 26 of the power generation unit, which exhaust chamber 26 hot exhaust gases of the fuel cell stack (not shown here) and the starter burner 16 collects and via an outlet 29 to the heat exchanger 19 (see FIG 1). As an advantage, the compact design and the supply of necessary for the operation of the evaporation unit thermal energy to lead. The parting plane between the hot inside area and the cold outside area of the device is indicated by dash-dotted lines, wherein the housing 21 of the evaporation unit 20 can be designed, for example, as a cylindrical sheet metal construction attached to the wall 27 of the exhaust gas chamber, e.g. welded, is. The housing 21 may also be conical or frusto-conical in shape or have another aerodynamically optimized shape in order to increase the evaporation rate of the unit 20. The top surface of the housing 21 may be formed in the region of the evaporator fleece 23 through the wall 27 of the exhaust chamber 26.

[0026] Die aufgeschnittene, dreidimensionale Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt die Verdampfungseinheit 20 im ausgebauten Zustand, wobei ein Stützring 30 zur Abstützung des Verdampfervliese 23 erkennbar ist.The cut-open, three-dimensional view of FIG. 3 shows the evaporation unit 20 in the disassembled state, wherein a support ring 30 for supporting the evaporator nonwoven 23 is visible.

[0027] Die Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 zeigt eine Verdampfungseinheit 20, bei welcher eine Zusatzheizung ausgebildet ist. Dabei weist die Verdampfungseinheit 20 ein dem Verdampfervlies 23 zugeordnetes Heizelement, vorzugsweise einen elektrisch beheizbaren Glühstift 28, auf. Es ist auch möglich, oberhalb und/oder unterhalb des Verdampfervlieses 23 eine elektrische Heizmatte oder Heizspirale anzuordnen. Eine derartige Verdampfungseinheit kann auch außerhalb der Abgaskammer 26 angeordnet werden und rasch auf Betriebstemperatur gebracht werden.The embodiment of FIG. 4 shows an evaporation unit 20, in which an additional heater is formed. In this case, the evaporation unit 20 has a heating element assigned to the evaporator fleece 23, preferably an electrically heatable glow plug 28. It is also possible, above and / or below the evaporator fleece 23 to arrange an electric heating mat or heating coil. Such an evaporation unit can also be arranged outside the exhaust gas chamber 26 and brought to operating temperature quickly.

[0028] Die teilschematische Übersichtsdarstellung gemäß Fig. 5 zeigt die bevorzugte Anordnung der Verdampfungseinheit 20 in der Abgaskammer 26, in welche die den Oxidationskatalysator 17 durch die Öffnungen 31 verlassenden, heißen Abgase eintreten und das Gehäuse 21 der Verdampfungseinheit 20 aufheizen. Der Oxidationskatalysator 17 dient als Nachbrenner für den ebenfalls in der Abgaskammer 26 angeordneten Starterbrenner 16 und die Abgase des Brennstoffzellenstacks.5 shows the preferred arrangement of the evaporation unit 20 in the exhaust chamber 26, in which enter the oxidation catalyst 17 through the openings 31 leaving hot exhaust gases and heat the housing 21 of the evaporation unit 20. The oxidation catalyst 17 serves as an afterburner for the starter burner 16, which is likewise arranged in the exhaust gas chamber 26, and the exhaust gases of the fuel cell stack.

[0029] Die obere Deckfläche des Gehäuses 21 wird durch die Wand 27 der Abgaskammer 26 gebildet, wodurch die Brennstoffzuleitung zur Verdampfungseinheit 20 in vorteilhafter Weise im kühleren Außenbereich (außerhalb der Abgaskammer 26) angeordnet werden kann.The upper deck surface of the housing 21 is formed by the wall 27 of the exhaust chamber 26, whereby the fuel supply to the evaporation unit 20 in an advantageous manner in the cooler outdoor area (outside of the exhaust chamber 26) can be arranged.

[0030] Das in der Verdampfungseinheit 20 erzeugte Brennstoff/Gas-Gemisch (Eduktgas) wird über die Gasauslassleitung 24 aus der Abgaskammer 26 heraus geführt und nach der Zudosie-rung von Luft L dem im kühleren Außenbereich angeordneten Verdichter 14 zugeführt. Nach der Verdichtung gelangt das Eduktgas über eine Zuführleitung 32, die wieder in die heiße Abgaskammer 26 eintaucht, in den Reformer 11.The fuel / gas mixture (educt gas) produced in the evaporation unit 20 is guided out of the exhaust chamber 26 via the gas outlet line 24 and, after the addition of air L, to the compressor 14 arranged in the cooler outer area. After compression, the educt gas passes through a supply line 32, which dips back into the hot exhaust gas chamber 26, in the reformer eleventh

[0031] Im Anschluss an den Starterbrenner 16 ist strichliert die in den Oxidationskatalysator 17 mündende Brennerkammer 33 des Starterbrenners 16 angedeutet.Following the starter burner 16, the combustion chamber 33 of the starter burner 16 opening into the oxidation catalytic converter 17 is indicated in dashed lines.

Claims

claims

1. Energy production unit with a liquid fuel-operated high-temperature fuel cell stack (10) and a fuel cell stack upstream reformer (11) for the treatment of the fuel, a recirculation line (13) for at least partially recycling the anode exhaust gas in the reformer (11) and a device for Supply of the liquid fuel into the anode exhaust gas, characterized in that the means for supplying the fuel as evaporation device (20) is executed, with a housing (21) having in the region of the fuel supply line (22) an evaporator fleece (23) with the hot anode exhaust gas from the recirculation line (13) can be acted upon.

2. Energy production unit according to claim 1, characterized in that the housing (21) of the evaporation unit (20) is preferably cylindrical, on one side a central supply line (22) for the fuel and on the opposite side a central gas outlet (24) having the educt gas consisting of anode exhaust gas and vaporized fuel.

3. Energy production unit according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (21) of the evaporation unit (20) has a preferably tangentially opening gas inlet (25) for the anode exhaust gas.

4. Energy production unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaporator fleece (23) is a flat, preferably disk-shaped, metal or ceramic fleece.

5. Energy production unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing (21) of the evaporation unit (20) is received in an exhaust chamber (26) of the power generation unit, which exhaust chamber (26) receives hot exhaust gases of the power generation unit.

6. Energy production unit according to claim 5, characterized in that the housing (21) of the evaporation unit (20) is designed as a preferably cylindrical sheet metal construction, wherein the top surface of the housing (21) in the region of the evaporator fleece (23) through the wall (27) of Exhaust chamber (26) is formed.

7. Energy production unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the evaporation unit (20) has a the evaporator fleece (23) associated heating element, preferably an electrically heatable glow plug (28) or an electric heating coil.

8. evaporation unit (20) for producing a reactant gas from a hot carrier gas, for example, anode exhaust gas, and a liquid fuel for operating a high-temperature fuel cell stack (10) with upstream reformer (11), characterized in that the evaporation unit (20) is a preferably cylindrical Housing (21) having on one side a central supply line (22) for the fuel and a Verdampfervlies (23) and is equipped on the opposite side with a central gas outlet (24) for the reactant gas, as well as a preferably tangentially inflowing Gas inlet (25) is provided for the hot carrier gas.

9. evaporation unit (20) according to claim 8, characterized in that the evaporator fleece (23) is a metal or ceramic fleece.

10. evaporation unit (20) according to claim 8 or 9, characterized in that the evaporation unit (20) has a the evaporator fleece (23) associated heating element, preferably an electrically heatable glow plug (28) or an electric heating coil. For this 3 sheets of drawings