JP2004319512A5

JP2004319512A5 -

Info

Publication number: JP2004319512A5
Application number: JP2004121053A
Authority: JP
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2007-06-07

Claims

酸化できる成分を含むアノード・ガスを発生する燃料電池を動作させるための方法であって、高温で前記燃料電池から前記アノード・ガスを受け入れるステップと、酸化できるアノード・ガス混合物を形成するために、前記アノード・ガスに酸素を追加するステップと、前記混合物の温度が、前記可燃性成分を触媒により酸化することができ、それにより、前記可燃性材料が触媒により酸化する温度に前記混合物の温度を上げることができる温度より低い温度に下がった場合に酸素を加熱するステップと、流出液を形成するために前記混合物を触媒により酸化し、その後で前記燃料電池が電気を発生する時間の少なくとも一部中に前記流出液を加熱するステップと、前記流出液で前記燃料電池を加熱するステップとを含む方法。
前記加熱ステップが、空気の流れを発生し、該空気の流れを加熱し、その後で前記混合物を形成するために前記空気の流れを前記アノード・ガスと混合するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記空気の流れを前記アノード・ガスと混合する前に、前記空気の流れと前記アノード・ガスとの間で熱を交換するステップを含む、請求項２に記載の方法。
前記熱を交換するステップが、前記アノード・ガスおよび前記空気の流れのための第１および第２の流れの経路を形成し、前記アノード・ガスと前記空気の流れの温度がもっと均一になるように、前記アノード・ガスと前記空気の流れの間で熱を交換するために、熱交換媒体により前記流れ経路を分離し、その後で前記混合物を形成するために前記アノード・ガスと前記空気の流れを併合するステップを含む、請求項３に記載の方法。
前記混合物のほぼどの部分も、前記燃料電池の動作中に前記アノード・ガスが遭遇する所定の最高温度において、前記アノード・ガス内の前記可燃性成分の自己点火温度を超える温度にならないように、前記流れ経路の長さを選択するステップを含む、請求項４に記載の方法。
前記アノード・ガスの温度および前記アノード・ガス内の可燃性成分の割合のうちの少なくとも一方内の変動を補償するために、前記アノード・ガスを加熱するために発生する熱出力を調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記アノード・ガス内の可燃性成分の割合および前記アノード・ガスの温度のうちの少なくとも一方内の変動を補償するために、酸素を追加する前に前記アノード・ガスをバッファするステップを含む、請求項１に記載の方法。
酸化することができる成分を含むアノード・ガスを発生する燃料電池を動作させるための方法であって、熱交換部材により分離される第１および第２の流れ経路を有する熱交換器の第１の流れ経路を通して前記アノード・ガスを流すステップと、前記熱交換器の前記第２の流れ経路を通して空気の流れを送るステップと、前記熱交換器の上流で前記空気の流れを加熱するステップと、前記第１および第２の流れ経路内で、前記アノード・ガスと前記空気の流れとの間で熱交換ができるようにし、それにより前記アノード・ガスと前記空気の流れとの間の温度差を少なくするステップと、その後で、混合物を形成するために前記流れ経路の下流で、前記アノード・ガスと前記空気の流れを混合するステップと、前記アノード・ガス内で酸化できる成分を酸化し、熱を発生するために触媒酸化装置を通して前記混合物を送るステップと、前記触媒酸化装置から前記燃料電池に流出液を流し、前記燃料電池の動作中少なくとも数回、前記流出液が前記燃料電池に到着する前に、前記触媒酸化装置からの前記流出液を加熱するステップとを含む方法。
連続的に燃料電池を動作し、前記燃料電池が発生したアノード・ガス内の酸化することができる成分から熱を抽出するための装置であって、熱交換器の第１の部分を通してアノード・ガスを流すために、前記燃料電池と流体で連絡している熱交換器を備え、該熱交換器が、さらに、酸素を含むガスの供給源と流体で連絡し、前記酸素を含むガスが流れる第２の部分を有し、それにより、前記アノード・ガスの温度および前記酸素を含むガスの温度が前記熱交換器内で等化する傾向にあり、前記熱交換器の下流端部が、前記アノード・ガスおよび前記酸素を含むガスが混合し、アノード・ガスと酸素を含むガスの混合物を形成する空間と流体で連絡し、また前記酸素を含むガスを加熱するために、前記熱交換器の上流に位置する第１のバーナと、前記混合物を受け入れ、酸化させる前記空間と流体で連絡している触媒酸化装置とを備え、該触媒酸化装置が加熱された流出液を放出し、また前記触媒酸化装置からの前記加熱された流出液の少なくとも一部を前記燃料電池に戻すためのコンジットと、前記燃料電池が動作している時間の中の少なくとも一部中に、前記流出液を加熱するための第２のバーナとを備える装置。
前記熱交換器が、前記酸素を含むガスの流れる方向に延びる外部管状部材と、該管状部材にほぼ平行に延び、前記空間と流体で連絡している前記パイプの下流端部の近くに開口部を有する複数の間隔を置いたパイプとを備え、前記管状部材と前記パイプのうちの一方が、前記第１のバーナの下流で前記酸素を含むガスの流れと流体で連絡し、前記管状部材と前記パイプのうちの他方が、前記アノード・ガスを受け入れるための前記燃料電池と流体で連絡し、その結果、前記アノード・ガスと前記酸素を含むガスとの間の温度差が小さくなった後で前記混合物が前記空間内で形成され、それにより前記混合物内に自己点火高温点が形成されるのを防止する、請求項９に記載の装置。
前記パイプが前記管状部材の外壁近くに配置される、請求項１０に記載の装置。