CN110071309A - 一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统 - Google Patents
一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110071309A CN110071309A CN201810052755.4A CN201810052755A CN110071309A CN 110071309 A CN110071309 A CN 110071309A CN 201810052755 A CN201810052755 A CN 201810052755A CN 110071309 A CN110071309 A CN 110071309A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel cell
- solid oxide
- metal
- oxide fuel
- supported solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 280
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 119
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 12
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical class O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/10—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with another turbine driving an output shaft but not driving the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/20—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles
- F02C6/206—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles the vehicles being airscrew driven
-
- 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
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于飞行器的新型涡桨‑高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，属于飞行器推进和能源领域。本发明一体化系统包括供给系统、部分氧化重整器、金属支撑固体氧化物燃料电池系统和飞行器推进系统，飞行器推进系统包括桨扇，高压压气机，低压压气机，燃烧室，高压透平，低压透平和动力透平；供给系统包括燃料输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路和燃料输送泵。本发明解决了传统航空发动机耗油率高，涡轮发动机取力发电效率低，变工况稳定性差等问题。本发明一体化系统适用于飞行器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，属于飞行器推进和能源领域。
背景技术
目前飞行器发电系统、推进系统，普遍存在热效率低、污染物排放高的问题。随着飞行器(飞艇、军用无人机、军用有人机、客机)机载设备功率的增加，以及对各国对飞行器碳排放、污染物排放的严格要求。因而，迫切需要一种高电功比、高效率、低排放的飞行器综合推进能量系统。
对此问题，国内外进行了广泛的研究。有人提出飞行器使用生物质、氢、醇类等清洁燃料。然而此类燃料不仅可能存在二次能源消耗与污染的问题，而且不是体积能量密度低，如氢，就是重量能量密度低，如生物质。目前来看，还无法与传统液态碳氢燃料相抗衡。综合考虑，飞行器只能掺杂一部分此类燃料。使用此类燃料起到的效果有限，除非将燃料全部替换，否则没有本质性区别。国内外还有一部分学者，提出使用太阳能作为飞行器能量来源。太阳能清洁，来源近乎无限。然而即使在高空，太阳能功率密度任然很低，而且用于收集太阳能的太阳能电池板转换效率有限，低于20％。因此利用太阳能作为动力的飞行器，是一种低功率密度的动力装置。展弦比和自重都很大，有效载荷很小。且受天气影响很大。以往飞行器供电绝大多数都来自主发动机取力，作为二次能量来源。效率很低，约为30％～40％，污染物排放较多。而且变工况性能很差，导致飞行器巡航距离和时间受限。不仅很难实现很高的电力需求，而且无法在高电力需求下执行更多任务。
发明内容
为克服现有飞行器推进系统热效率低、取力发电效率低，变工况性能差，进而导致飞行时间受限，难以满足高电功比下长航时任务的问题，本发明提供了一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，本系统能够用于飞行器，采用的技术方案是：
一种新型的用于飞行器的涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，该一体化系统包括供给系统、部分氧化重整器8、金属支撑固体氧化物燃料电池系统9和飞行器推进系统；所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统9设有阴极和阳极；所述部分氧化重整器8设有重整器燃料入口，重整器空气入口和重整器出口；
所述飞行器推进系统包括桨扇1，高压压气机2，低压压气机3，燃烧室4，高压透平5，低压透平6和动力透平7；其中：所述低压透平6通过轴与低压压气机3相连接；所述高压透平5通过轴与高压压气机2相连接；所述动力透平7通过轴与桨扇1相连接；
所述供给系统包括燃料输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路和燃料输送泵10；其中：所述燃料输送通路通过燃料输送泵10将燃料一路输送至燃烧室4、另一路输送至部分氧化重整器8的燃料入口，然后将经过部分氧化重整器8重整后的气体从重整器出口输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统9；
所述空气输送通路将依次通过低压压气机3和高压压气机2压缩后的空气分成4路，第一路输送至燃烧室4；第二路输送至部分氧化重整器8的空气入口；第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却；第四路输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统9；
所述回流输送通路将从金属支撑固体氧化物燃料电池系统9阳极输出的气体和未反应的燃料、从金属支撑固体氧化物燃料电池系统9阴极输出的气体和未反应的空气、以及空气输送通路中第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却后的空气混合后输送回燃烧室4；
所述燃气输送通路将经过燃烧室4反应后的气体依次输送至高压透平5，低压透平6和动力透平7。
进一步地，所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统9通过多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆组合(如：串联、并联或串联并联任意组合联用)而成，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆由多个金属支撑固体氧化物燃料电池串联而成。
更进一步地，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的每个金属支撑固体氧化物燃料电池均设有空气通道和燃料通道，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的多个金属支撑固体氧化物燃料电池的空气通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的空气通道，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的多个金属支撑固体氧化物燃料电池的燃料通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的燃料通道；多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的燃料通道汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的燃料通道，多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的空气通道汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的空气通道。
进一步地，所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统9设有保温和冷却措施。
进一步地，所述燃烧室4的壁面内设有冷却通道；所述空气输送通路通过燃料输送泵10将燃料一路输送至燃烧室4、另一路穿过燃烧室4的冷却通道进行换热后输送至部分氧化重整器8。
进一步地，所述部分氧化重整器8设有镍基催化剂。
进一步地，所述低压压气机3的空气来源为大气；所述低压压气机3的空气入口与大气相通。具体布置形式可以为在飞行器上表明开一个孔，将空气引入至低压压气机3。
进一步地，所述低压压气机3的空气入口设置在飞行器机身上部的中央。此种方式可以将飞机机身表明的部分边界层(低能流体)抽吸走降低飞机阻力系数。此种措施可使的飞行器耗油率降低3％～5％。
进一步地，浆扇1采用半嵌入式布置在飞行器的上表面。此种布置方式可以吸走飞行器表面的部分低能流体，减少阻力并使之重新加速为高能流体，并且可以增加飞机升力系数，，然后再喷出。此种措施可使的飞行器耗油率降低8％～15％。
本发明的一体化系统主要包括供给系统、燃料重整系统、发电系统、飞行器推进系统，其中：
供给系统主要分为空气输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路。燃料首先经过燃料输送泵10加压(然后可以与燃烧室4换热后)，分为2股，一股进入部分氧化重整器8(重整后的气体再进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阳极进行电化学反应)，另一股进入燃烧室。空气依次经过低压压气机、高压压气机压缩后分为4股，一股直接进入燃烧室，一股进入部分氧化重整器8，一股进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9，一股对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却，后三股空气最后汇合都通入燃烧室。回流输送通路将经过金属支撑固体氧化物燃料电池系统9反应后的气体(从阴极和阳极输出)、未参加反应的燃料和空气以及空气通路中对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9冷却后的气体(阴极尾气、阳极尾气、冷却用空气)进行汇合后输送至燃烧室4进行回收，节约了能源。燃气输送通路将在燃烧室4内反应后生成的燃气依次输送至高压透平5，低压透平6和动力透平7，高压透平5通过轴驱动高压压气机2，低压透平6通过轴驱动低压压气机3，动力透平7通过轴驱动桨扇1转动，进而推动飞行器。
燃料重整系统采用部分氧化重整器8，部分氧化重整器8有保温措施，并且内部设有催化剂，使得进入重整系统的两股燃料均匀混合后，通过催化剂(Ni基催化剂)的催化作用将大分子碳氢燃料催化成富含氢气与一氧化碳的小分子燃料可以供给燃料电池使用。
发电系统采用金属支撑固体氧化物燃料电池系统9，该系统主要通过多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆串联而成，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆内的每个电池都是串联的，燃料电池堆有保温措施。进入燃料电池电池发电系统的空气路与合成气路(重整之后的气体)首先分配给每个电池堆，每个电池堆继而把空气与合成气路分配给每个电池。本发明多个燃料电池堆进行串联可以获得高电压高功率的发电系统。每个燃料电池堆都有空气和燃料通道，通过供给系统进行供给。供给给金属支撑固体氧化物燃料电池系统中的空气和重整气，先分配给每一个燃料电池堆的阴极通道和阳极通道，然后每一个燃料电池堆的阴、阳极通道将空气和重整气分配给每一个燃料电池。所有的燃料电池堆进行串联后提供给机载设备进行发电。
推进系统由高、低压压气机、高、低压透平、动力透平、桨扇、燃烧室组成，其中：高压压气机与高压透平同轴，低压压气机与低压透平同轴，动力透平带动桨扇，构成飞行器推进系统。压气机将气体压缩后，与燃料在燃烧室发生化学反应。然后进入透平进行做功。经过动力透平的尾气被排入大气。
本发明有益效果：
1、现有飞行器中通常采用单独的推进系统和能源系统，此种飞行器存在设备数量多、体积大和重量重的缺点，如果能够将推进系统和能源系统结合成一体化系统能够有效的减轻飞行器的重量，如将涡桨发动机与固体氧化物燃料电池系统相结合，但是将二者结合需要突破很多技术难题，如：1、由于涡桨发动机瞬态响应快速在秒级，固体氧化物燃料电池瞬态响应较慢分钟级，需要克服动态响应不同对系统造成的不稳定2、负载特性不同，机载供电功率和推进功率会变化，需要不同的控制策略。3、参数优化问题，这是一个新问题，在什么样的转速、燃料流量、空燃比、燃料电池活化面积下，实现最优工况，4.燃料电池不能直接使用航空煤油，而飞机空间有限，需要合适的制氢设备，这是一个难点，从未有人在空中使用制氢设备。本发明成功克服了上述技术难题，首次将涡桨发动机与固体氧化物燃料电池系统相结合，研发了一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，还解决了传统航空发动机耗油率高，涡轮发动机取力发电效率低，变工况稳定性差等问题，本发明能够实现低速条件下，长续航与高电力供应的需求，通过改变两股燃料的比例，即可对飞行器电功比进行调节，且涡桨发动机可在不同飞行高度下实现长续航。同时本发明采用的金属支撑固体氧化物燃料电池工作温度高、热效率高、功率密度大，本发明的固体氧化物燃料电池也可以直接使用气态碳氢燃料。
2、本发明的推进能源一体化系统获得了高功率密度和紧凑的效果，本发明一体化系统的功率密度大于0.5kW/kg,目前现有技术尚做不到。
3、本发明采用部分氧化重整器8给金属支撑固体氧化物燃料电池系统9提供燃料，反应迅速、不需要外界提供热能，也不要使用水，可以进行自维持，能够使得重整装置具有较大的气时空速和较大的功重比，避免了占用飞行器太多体积与空间。
4、本发明的一体化系统获得了一种效率较高的发电方式，现有涡轮取力发电效率普遍在20％～40％，而本发明系统发电效率可以超过60％，而且没有较大能量浪费，燃料电池未利用的热能被涡轮利用。现有飞机发电方式大部分采用涡轮取力或者PU，而本发明将固体氧化物燃料电池与涡桨发动机结合到一起，更直接，减少了中间转换，使得发电效率增加。
5、现有技术中的飞行器多采用气流反作用力如涡扇和涡喷发动机，机载发电取力导致变工况很困难，发动机很容易失速。而本发明通过增加进入燃料电池燃料即可以方便的实现电力负载的增加，对推进系统造成的影响很小，涡轮发动机不容易失速。
6、本发明一体化系统能够实现空气与燃料优化分配，本发明将空气分为4股，进行并联，而不是串联，满足了部分氧化重整、固体氧化物燃料电池、燃烧室对高压力空气的需求。使得各自可以在合适的工况进行工作。燃料分路，可以方便的增加推进功或增加发电量，而不会对两者造成互相干扰。
附图说明
图1为涡桨-高温燃料电池混合推进及能源系统示意图；
(1，桨扇；2，高压压气机；3，低压压气机；4，燃烧室；5，高压透平；6，低压透平；7，动力透平；8，部分氧化重整器；9，金属支撑固体氧化物燃料电池系统；10，燃料输送泵)。
图2为应用本发明混合推进及能源一体化系统的飞行器性能示意图；
(A，速度与时间；B，距离与时间；C，重量与时间；D，功率与时间)。
图3为对照组飞行器性能示意图；
(A，速度与时间；B，距离与时间；C，重量与时间；D，功率与时间)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施方式一
结合图1-3说明本实施方式，本实施方式的一种新型的用于飞行器的涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，该一体化系统包括供给系统、部分氧化重整器8、金属支撑固体氧化物燃料电池系统9和飞行器推进系统；所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统9设有阴极和阳极；所述部分氧化重整器8设有重整器燃料入口，重整器空气入口和重整器出口；
所述飞行器推进系统包括桨扇1，高压压气机2，低压压气机3，燃烧室4，高压透平5，低压透平6和动力透平7；其中：所述低压透平6通过轴与低压压气机3相连接；所述高压透平5通过轴与高压压气机2相连接；所述动力透平7通过轴与桨扇1相连接；
所述供给系统包括燃料输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路和燃料输送泵10；其中：所述燃料输送通路通过燃料输送泵10将燃料一路输送至燃烧室4、另一路输送至部分氧化重整器8的燃料入口，然后将经过部分氧化重整器8重整后的气体从重整器出口输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统9；
所述空气输送通路将依次通过低压压气机3和高压压气机2压缩后的空气分成4路，第一路输送至燃烧室4；第二路输送至部分氧化重整器8的空气入口；第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却；第四路输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统9；
所述回流输送通路将从金属支撑固体氧化物燃料电池系统9阳极输出的气体和未反应的燃料、从金属支撑固体氧化物燃料电池系统9阴极输出的气体和未反应的空气、以及空气输送通路中第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却后的空气混合后输送回燃烧室4；
所述燃气输送通路将经过燃烧室4反应后的气体依次输送至高压透平5，低压透平6和动力透平7。
本实施方式中金属支撑固体氧化物燃料电池系统9可以采用如下优选方案：金属支撑固体氧化物燃料电池系统9通过多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆组合(如：串联、并联或串联并联任意组合联用)而成，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆由多个金属支撑固体氧化物燃料电池串联而成。此种方式通过串联燃料电池可以获得很高的电压，满足机载设备需求。
本实施方式可以采用如下优选方案：每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的每个金属支撑固体氧化物燃料电池均设有空气通道和燃料通道，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的多个金属支撑固体氧化物燃料电池的空气通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的空气通道，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的多个金属支撑固体氧化物燃料电池的燃料通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的燃料通道；多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的燃料通道汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的燃料通道，多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的空气通道汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的空气通道。其中：燃料输送通路中，经过部分氧化重整器8重整后的气体从重整器出口进入至金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的燃料通道；空气输送通路中第四路输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的空气通道。
本实施方式中金属支撑固体氧化物燃料电池系统9设有保温和冷却措施。冷却措施如在金属支撑固体氧化物燃料电池系统9中设置冷却通道。
本实施方式中空气输送通路的第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却可以通过如下方式实现：金属支撑固体氧化物燃料电池系统9设有冷却通道，冷却通道内输入空气(空气输送通路的第三路输送的空气)，进而对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却。
本实施方式中空气输送通路可以先经过燃烧室4的壁面内部与燃烧室进行换热,换热后再进入部分氧化重整器8，具体方案可以采用如下方式：燃烧室4的壁面内设有冷却通道；所述空气输送通路通过燃料输送泵10将燃料一路输送至燃烧室4、另一路穿过燃烧室4的冷却通道进行换热后输送至部分氧化重整器8。此实施方式的工作原理为：首先通过燃料输送泵1输送，一股输送至燃烧室4中，另一股输送至燃烧室4内壁的冷却通道内，使得燃料与燃烧室内部进行热交换，进而对燃料进行预热，使得液态燃料经过换热变成气态，然后气态燃料输送至部分氧化重整器8。
本实施方式中部分氧化重整器8内部设有催化剂，使得进入重整系统的两股燃料均匀混合后，通过催化剂的催化作用将大分子碳氢燃料催化成富含氢气与一氧化碳的小分子燃料可以供给燃料电池使用。催化剂优选为镍基催化剂。
本发明中可以燃料可以采用航空煤油。
本实施方式中低压压气机3的空气来源为大气；所述低压压气机3的空气入口与大气相通。具体布置形式可以为在飞行器上表明开一个孔，将空气引入至低压压气机3。
本实施方式中低压压气机3的空气入口可以设置在飞行器机身上部的中央。此种方式可以将飞机机身表明的部分边界层(低能流体)抽吸走降低飞机阻力系数。此种措施可使的飞行器耗油率降低3％～5％。
本实施方式中浆扇1可以采用半嵌入式布置在飞行器的上表面。此种布置方式可以吸走飞行器表面的部分低能流体，减少阻力并使之重新加速为高能流体，并且可以增加飞机升力系数，，然后再喷出。此种措施可使的飞行器耗油率降低8％～15％。
本发明的一体化系统主要包括供给系统、燃料重整系统、发电系统、飞行器推进系统，其中：
供给系统主要分为燃料输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路。燃料首先经过燃料输送泵10加压(然后可以与燃烧室4换热后)，分为2股，一股进入部分氧化重整器8(重整后的气体再进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阳极进行电化学反应)，另一股进入燃烧室。空气依次经过低压压气机、高压压气机压缩后分为4股，一股直接进入燃烧室，一股进入部分氧化重整器8，一股进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9，一股对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9进行冷却，后三股空气最后汇合都通入燃烧室。回流输送通路将经过金属支撑固体氧化物燃料电池系统9反应后的气体(从阴极和阳极输出)、未参加反应的燃料和空气以及空气通路中对金属支撑固体氧化物燃料电池系统9冷却后的气体(阴极尾气、阳极尾气、冷却用空气)进行汇合后输送至燃烧室4进行回收，节约了能源。其中：阴极尾气由未利用的氮气和过量的氧气组成，阳极尾气由未利用的燃料(一氧化碳、氢气和电化学反应产物水)组成。燃气输送通路将在燃烧室4内反应后生成的燃气依次输送至高压透平5，低压透平6和动力透平7，高压透平5通过轴驱动高压压气机2，低压透平6通过轴驱动低压压气机3，动力透平7通过轴驱动桨扇1转动，进而推动飞行器。
燃料重整系统采用部分氧化重整器8，进入重整器的空气与燃料进行部分氧化重整反应，重整之后的气体通入固体氧化物燃料电池阳极与进入阴极的空气进行电化学反应，固体氧化物燃料电池发电作为飞行器能源系统。部分氧化重整器8有保温措施，并且内部设有催化剂，使得进入重整系统的两股燃料均匀混合后，通过催化剂(如镍基催化剂)的催化作用将大分子碳氢燃料催化成富含氢气与一氧化碳的小分子燃料可以供给燃料电池使用。
发电系统采用金属支撑固体氧化物燃料电池系统9，该系统主要通过多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆串联而成，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆内的每个电池都是串联的，燃料电池堆有保温措施。进入燃料电池电池发电系统的空气路与合成气路(重整之后的气体)首先分配给每个电池堆，每个电池堆继而把空气与合成气路分配给每个电池。本发明多个燃料电池堆进行串联可以获得高电压高功率的发电系统。每个燃料电池堆都有空气和燃料通道，通过供给系统进行供给。供给给燃料电池发电系统中的空气和重整气，先分配给每一个燃料电池堆的阴极通道和阳极通道。然后每一个燃料电池堆的阴、阳极通道将空气和重整气分配给每一个燃料电池。所有的燃料电池堆进行串联后提供给机载设备进行发电。
推进系统由高、低压压气机、高、低压透平、动力透平、桨扇、燃烧室组成，其中：高压压气机与高压透平同轴，低压压气机与低压透平同轴，动力透平带动桨扇，构成飞行器推进系统，其中桨扇为飞行器提供动力。高、低压压气机将空气压缩后与燃料在燃烧室内燃烧发生化学反应。燃烧之后的气体，依次通过燃气管道进入高、低压透平、动力透平进行做功，最后通过动力透平之后的燃气排入大气。
本实施方式中空气输送通路穿过燃烧室壁面内的冷却通道，可以对燃料进行预热，使液态燃料经过换热变成气态，进而可以进入重整器与空气发生部分氧化重整，获得富含氢气和一氧化碳的气体。可以提供给固体氧化物燃料电池阳极。本实施方式中可通过改变进入重整器燃料质量与进入燃烧室质量比例，进而改变飞行器发电功率与主发动机功率比值，以满足飞行器对机载设备电力的需求和对发动机推进功率的需求。
本发明中固体氧化物燃料电池也可以直接使用气态碳氢燃料。
如图1所示，本发明的一种新型的用于飞行器的涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统的燃料输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路可以通过如下方式进行连接：
燃烧室4的壁面内设有冷却通道41；燃料输送通路包括第一燃料输送通路，第二燃料输送通路，第三燃料输送通路,第四燃料输送通路，第五燃料输送通路；空气输送通路包括第一空气输送通路，第二空气输送通路，第三空气输送通路，第四空气输送通路，第五空气输送通路，第六空气输送通路，第七空气输送通路，第八空气输送通路，第九空气输送通路和第十空气输送通路；燃气输送通路包括第一燃气输送通路，第二燃气输送通路和第三燃气输送通路；
燃料输送泵10的出料口与三通管件I的其中一个入口相连；三通管件I的另外两个出口分别与第一燃料输送通路的一端、第二燃料输送通路的一端相连；第一燃料输送通路的另一端与燃烧室4相连；第二燃料输送通路的另一端与冷却通道41的入口相连；冷却通道41的出口与第三燃料输送通路的一端相连；第三燃料输送通路管道的另一端与部分氧化重整器8相连；第四燃料输送通路的一端与部分氧化重整器8相连、另一端与金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阳极相连；第五燃料输送通路的一端与金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阳极相连、另一端与四通管件中的一个入口相连；四通管件的出口与回流输送通路的一端相连；回流输送通路的另一端与燃烧室4相连；
低压压气机3通过第一空气输送通路与高压压气机2连接；高压压气机2通过第二空气输送通路与三通管件II的入口连接；三通管件II的另外两个出口分别与第三空气输送通路的一端和第四空气输送通路的一端连接；第三空气输送通路的另一端与燃烧室4相连；第四空气输送通路的另一端与三通组件III的入口相连；三通组件III的两个出口分别与第五空气输送通路的一端和第六空气输送通路的一端相连；第五空气输送通路的另一端与部分氧化重整器8相连；第六空气输送通路的另一端与三通管件IV的入口相连；三通管件IV的另外两个出口分别与第七空气输送通路的一端和第八空气输送通路的一端相连；第七空气输送通路的另一端与金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阴极相连；金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阴极通过第十空气输送通路与四通管件的一个入口连接；第八空气输送通路的另一端与金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的冷却通道入口相连；金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的冷却通道出口通过第九空气输送通路与四通管件的一个入口连接(四通管件也可以采用两个三通管件代替，如图1所示)；
燃烧室4通过第一燃气输送通路与高压透平5相连；高压透平5通过第二燃气输送通路与低压透平6相连；低压透平6通过第三燃气输送通路与动力透平7相连；动力透平7通过轴与桨扇1相连接；
高压透平5通过轴与高压压气机2相连接；低压透平6通过轴与低压压气机3相连接。
本发明工作原理：
燃料输送泵10为燃料提供动力，燃料经过三通管件I分别成两股，一股通过第一空气输送通路进入燃烧室，另一股通过第二空气输送通路流至燃烧室4的冷却通道41中，通过与燃烧室内部进行热交换进而实现对燃料预热，使液态燃料经过换热变成气态，然后气态燃料通过第三空气输送通路进入部分氧化重整器8；
空气经过低压压气机3压缩后进入高压压气机2压缩，然后通过三通管件II分成两股，一部分空气进入燃烧室4，另一部分通过三通管件III又分成两股，一股进入部分氧化重整器8，另一股通过三通管件IV分成两股，一股进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阴极，另一股对固体氧化物燃料电池进行冷却；
燃烧室4中燃料与空气进行剧烈的氧化反应，进而产生燃气，燃气依次通过第一燃气输送通路、第二燃气输送通路和第三燃气输送通路依次进入高压透平5、低压透平6和动力透平7，动力透平7产生动力通过轴驱动桨扇1转动；并且高压透平5通过轴驱动高压压气机2转动进而压缩空气，低压透平6通过轴驱动低压压气机3转动进而实现压缩空气；
部分氧化重整器8中燃料与空气进行部分氧化重整反应，将大分子碳氢燃料催化成富含氢气与一氧化碳的小分子燃料可以供给燃料电池使用；
重整之后的小分子燃料通过第四空气输送通路进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9的阳极，与进入金属支撑固体氧化物燃料电池系统9阴极的空气进行电化学反应，进而为飞行器提供能源；
金属支撑固体氧化物燃料电池系统9中经过电化学反应后的气体，以及过剩的燃料和气体通过四通管件汇合后通过第六空气输送通路输送至燃烧室4内回收。
通过如下实验说明本发明一体化系统所能够取得的有益效果：
将本发明的一体化系统应用于飞行器进而检测飞行器的飞行性能，并以现有飞行器作为对照组，具体方法如下所示：
1、对照组飞行器(现有飞行器，该飞行器的(推进系统采用涡轮发动机，能源系统采用主发动机主轴取力带动发电机发电的方式))参数如下：飞行器空重2223kg其中发动机重量+发电设备重量为209kg+54kg，载荷722kg，载油量1815kg，最大起飞重量4760kg，巡航高度7.5km，巡航速度81.8m/s，涡桨发动机功率700kW，飞行器翼展面积30㎡，飞行器整体升力系数0.83401，飞行器阻力系数0.097251，涡桨发动机推进效率0.8，发动机+发电整体热效率0.25775。对照组飞行器性能性能如图3所示。
2、在对照例基础上应用本实施例的一体化系统替代对照组的涡轮发动机和主发动机主轴取力带动带动发电机发电的飞行器的参数如下：
飞行器空重2212kg，其中发动机重量+发电设备重量为209kg+43kg，载荷722kg，载油量1826kg，最大起飞重量4760kg，增加巡航高度7.5km，巡航速度81.8m/s，涡桨发动机功率700kW，飞行器翼展面积30㎡，飞行器整体升力系数0.87401，飞行器阻力系数0.091251，涡桨发动机推进效率0.8，发动机+发电整体热效率0.3412。应用本实施例的一体化系统的飞行器的飞行器性能如图2所示。
本发明能够解决现有飞行器取力发电效率低的问题，我们通过检测发现本发明系统的取力发电效率可以达到60％，现有飞行器/涡轮的取力发电效率仅为30％，本发明相比与现有机载设备发电效率相比提高接近30％的发电效率。而且降低了发动机+发电设备的总重量，增加了携带油的质量。发动机升力系数从0.83增加到0.87.阻力系数从0.097降低为0.091。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统，其特征在于，所述一体化系统包括供给系统、部分氧化重整器(8)、金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)和飞行器推进系统；所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)设有阴极和阳极；所述部分氧化重整器(8)设有重整器燃料入口，重整器空气入口和重整器出口；
所述飞行器推进系统包括桨扇(1)，高压压气机(2)，低压压气机(3)，燃烧室(4)，高压透平(5)，低压透平(6)和动力透平(7)；其中：所述低压透平(6)通过轴与低压压气机(3)相连接；所述高压透平(5)通过轴与高压压气机(2)相连接；所述动力透平(7)通过轴与桨扇(1)相连接；
所述供给系统包括燃料输送通路，空气输送通路，燃气输送通路，回流输送通路和燃料输送泵(10)；其中：所述燃料输送通路通过燃料输送泵(10)将燃料一路输送至燃烧室(4)、另一路输送至部分氧化重整器(8)的燃料入口，然后将经过部分氧化重整器(8)重整后的气体从重整器出口输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)；
所述空气输送通路将依次通过低压压气机(3)和高压压气机(2)压缩后的空气分成4路，第一路输送至燃烧室(4)；第二路输送至部分氧化重整器(8)的空气入口；第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)进行冷却；第四路输送至金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)；
所述回流输送通路将从金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)阳极输出的气体和未反应的燃料、从金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)阴极输出的气体和未反应的空气、以及空气输送通路中第三路对金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)进行冷却后的空气混合后输送回燃烧室(4)；
所述燃气输送通路将经过燃烧室(4)反应后的气体依次输送至高压透平(5)，低压透平(6)和动力透平(7)。
2.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于,所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)通过多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆组合而成，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆由多个金属支撑固体氧化物燃料电池串联而成。
3.根据权利要求2所述的一体化系统，其特征在于,每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的每个金属支撑固体氧化物燃料电池均设有空气通道和燃料通道，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的多个金属支撑固体氧化物燃料电池的空气通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的空气通道，每个金属支撑固体氧化物燃料电池堆中的多个金属支撑固体氧化物燃料电池的燃料通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的燃料通道；多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的燃料通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)的燃料通道，多个金属支撑固体氧化物燃料电池堆的空气通道的终端汇总成一个金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)的空气通道。
4.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于,所述金属支撑固体氧化物燃料电池系统(9)设有保温和冷却措施。
5.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于,所述燃烧室(4)的壁面内设有冷却通道；所述空气输送通路通过燃料输送泵(10)将燃料一路输送至燃烧室(4)、另一路穿过燃烧室(4)的冷却通道进行换热后输送至部分氧化重整器(8)。
6.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于,所述部分氧化重整器(8)内设有镍基催化剂。
7.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于,所述低压压气机(3)的空气来源为大气；所述低压压气机(3)的空气入口与大气相通。
8.根据权利要求7所述的一体化系统，其特征在于,所述低压压气机(3)的空气入口设置在飞行器机身上部的中央。
9.根据权利要求1所述的一体化系统，其特征在于,浆扇(1)采用半嵌入式布置在飞行器的上表面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810052755.4A CN110071309B (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种用于飞行器的涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810052755.4A CN110071309B (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种用于飞行器的涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110071309A true CN110071309A (zh) | 2019-07-30 |
| CN110071309B CN110071309B (zh) | 2021-09-24 |
Family
ID=67364572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810052755.4A Active CN110071309B (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种用于飞行器的涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110071309B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111452998A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-28 | 北京控制工程研究所 | 一种基于多目标寻优的水基推进系统最优效能确定方法 |
| CN111933977A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-11-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种燃料电池-涡轮增压内燃机混合发电系统 |
| CN115307176A (zh) * | 2021-05-04 | 2022-11-08 | 通用电气公司 | 集成燃料电池和发动机燃烧器组件 |
| CN117418906A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008066307A (ja) * | 2007-10-01 | 2008-03-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池−ガスタービン発電設備 |
| CN103029839A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-04-10 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 外燃飞行器 |
| JP5967682B1 (ja) * | 2015-10-16 | 2016-08-10 | 寛治 泉 | 富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。 |
| CN106968793A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-07-21 | 哈尔滨工业大学 | 一种飞机用碳氢燃料外重整燃料电池燃气轮机联合发电系统 |
| CN107548434A (zh) * | 2015-04-17 | 2018-01-05 | 赛峰飞机发动机公司 | 具有一对被置于气体发生器上游的对转螺旋桨的涡轮发动机 |
-
2018
- 2018-01-19 CN CN201810052755.4A patent/CN110071309B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008066307A (ja) * | 2007-10-01 | 2008-03-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池−ガスタービン発電設備 |
| CN103029839A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-04-10 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 外燃飞行器 |
| CN107548434A (zh) * | 2015-04-17 | 2018-01-05 | 赛峰飞机发动机公司 | 具有一对被置于气体发生器上游的对转螺旋桨的涡轮发动机 |
| JP5967682B1 (ja) * | 2015-10-16 | 2016-08-10 | 寛治 泉 | 富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。 |
| CN106968793A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-07-21 | 哈尔滨工业大学 | 一种飞机用碳氢燃料外重整燃料电池燃气轮机联合发电系统 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111452998A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-28 | 北京控制工程研究所 | 一种基于多目标寻优的水基推进系统最优效能确定方法 |
| CN111452998B (zh) * | 2020-04-16 | 2021-08-10 | 北京控制工程研究所 | 一种基于多目标寻优的水基推进系统最优效能确定方法 |
| CN111933977A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-11-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种燃料电池-涡轮增压内燃机混合发电系统 |
| CN115307176A (zh) * | 2021-05-04 | 2022-11-08 | 通用电气公司 | 集成燃料电池和发动机燃烧器组件 |
| CN117418906A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构 |
| CN117418906B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-03-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于分形理论的涡轮内部冷气结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110071309B (zh) | 2021-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fernandes et al. | SOFC-APU systems for aircraft: A review | |
| CN110071309A (zh) | 一种用于飞行器的新型涡桨-高温燃料电池混合推进及能源一体化系统 | |
| Sehra et al. | Propulsion and power for 21st century aviation | |
| US20220111974A1 (en) | Aircraft engines | |
| JP2017129125A (ja) | ハイブリッド推進システム | |
| CN111435826B (zh) | 一种结合太阳能发电的燃料电池燃气轮机混合动力系统 | |
| CN109167087A (zh) | 一种燃料电池空气管理系统 | |
| CN106968793A (zh) | 一种飞机用碳氢燃料外重整燃料电池燃气轮机联合发电系统 | |
| CN210977690U (zh) | 一种带阳极循环燃料电池燃气涡轮复合推进发电系统 | |
| CN110594040A (zh) | 一种用于火箭发动机的燃料电池供给系统 | |
| RU2652842C1 (ru) | Авиационная силовая установка | |
| Eelman et al. | fuel cell APU’S in commercial aircraft an assessment of SOFC and PEMFC concepts | |
| CN116404200A (zh) | 一种吸气式高超声速飞行器高效发电装置 | |
| RU2511829C2 (ru) | Гибридный турбореактивный авиационный двигатель | |
| CN116215916A (zh) | 一种氨燃料电池飞行器动力装置 | |
| Sain et al. | Electric Propulsion for Regional Aircraft-Critical Components and Challenges | |
| CN112096538A (zh) | 一种混动多模式涡轮冲压组合发动机 | |
| CN110203406A (zh) | 一种无人机及便携式动力设备 | |
| CN110608108B (zh) | 与固体氧化物燃料电池集成的无涡轮喷气发动机 | |
| CN110963052A (zh) | 分布式推进系统、飞行器以及推进方法 | |
| CN110056429B (zh) | 一种用于飞行器的固体氧化物燃料电池燃气涡轮分布式混合推进系统 | |
| Nicolosi et al. | Conceptual Design of a Hydrogen-Propelled Aircraft with Distributed Electric Propulsion | |
| CN210977705U (zh) | 一种用于火箭发动机的燃料电池供给系统 | |
| CN112855345A (zh) | 一种带阳极循环燃料电池燃气涡轮复合推进发电系统 | |
| JP4457475B2 (ja) | 航空機用燃料供給システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230327 Address after: 4X-146, No. 96, Sanhao Street, Heping District, Shenyang City, Liaoning Province, 110004 Patentee after: Shenyang Penghui Hydrogen Energy Technology Partnership (L.P.) Address before: 150001 No. 92 West straight street, Nangang District, Heilongjiang, Harbin Patentee before: HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230720 Address after: No. 94-2 Sanhao Street, Heping District, Shenyang City, Liaoning Province, 110004 (3010) Patentee after: Shenyang Shengke Hangyu Hydrogen Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 4X-146, No. 96, Sanhao Street, Heping District, Shenyang City, Liaoning Province, 110004 Patentee before: Shenyang Penghui Hydrogen Energy Technology Partnership (L.P.) |
|
| TR01 | Transfer of patent right |