JP2013504031A5

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Info

Publication number: JP2013504031A5
Application number: JP2012528012A
Authority: JP
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2013-10-03
Anticipated expiration: 2030-09-01

Claims

燃料電池スタックに流入する燃料注入流および空気注入流をもたらすこと、
前記燃料電池スタックから陽極排ガス酸化剤への陰極排気流をもたらすこと、
前記燃料注入流を加熱するために前記燃料電池スタックから陽極復熱器への陽極排気流をもたらすこと、
前記陽極復熱器から出た後の前記陽極排気流を第１の陽極排気流と第２の陽極排気流とに分流すること、
前記陽極排ガス酸化剤への前記第１の陽極排気流をもたらすこと、
前記第２の陽極排気流を前記燃料注入流に再利用することに続いて前記空気注入流を予加熱するために空気予加熱器への前記第２の陽極排気流をもたらすこと、
流れを生成するための流れ生成器への前記陽極排ガス酸化剤排気流をもたらすことに続いて前記空気注入流を加熱するために陰極復熱器への陽極排ガス酸化剤排気流をもたらすこと、および、
燃料注入流への前記流れをもたらすこと、
を含み、
前記陽極排気流が、前記燃料電池スタックを含むホットボックス内に配置された分流器によって前記空気予加熱器の上流にて分流され、前記第１の陽極排気流が、前記空気予加熱器または前記ホットボックスの外部を経由することなく前記分流器から前記陽極排ガス酸化剤に直接もたらされる、
燃料電池システムの作動方法。
請求項１に記載の作動方法において、
前記燃料電池スタックが固体酸化物燃料電池を有し、前記燃料注入流が炭化水素燃料注入流を含む、燃料電池システムの作動方法。
請求項２に記載の作動方法であって、
前記燃料注入流が前記燃料電池スタックに流入する前に前記燃料注入流を部分的に改質し、前記燃料注入流を前記燃料電池スタックにて内部改質すること、を更に含む燃料電池システムの作動方法。
請求項１に記載の作動方法において、
前記陰極排気流が前記陽極排ガス酸化剤への単一の空気源に相当し、前記陽極排ガス酸化剤が独立した空気注入口を有さず、
前記第１の陽極排気流が前記陽極排ガス酸化剤への全燃料源に相当し、前記陽極排ガス酸化剤に独立した新燃料がもたらされない、燃料電池システムの作動方法。
請求項１に記載の作動方法であって、
前記燃料電池スタックの温度および前記陽極排ガス酸化剤の温度を調整し維持するために、前記空気注入流を制御すること、を更に含む燃料電池システムの作動方法。
請求項１に記載の作動方法であって、
前記燃料注入流内へ再利用される前記第２の陽極排気流の量を調整するための可変速度ブロワおよび制御バルブの少なくとも一つを用いることにより、前記第１および第２の燃料排気流における前記陽極排気流の量を制御すること、を更に含む燃料電池システムの作動方法。
燃料電池システムであって、
燃料電池スタックと、
燃料注入流を該燃料電池システムにもたらすように構成された燃料注入路と、
空気注入流を該燃料電池システムにもたらすように構成された空気注入路と、
陽極排ガス酸化剤と、
陰極排気流を前記燃料電池スタックから前記陽極排ガス酸化剤にもたらすように構成された陰極排気路と、
陽極復熱熱交換器と、
前記燃料注入流を加熱するために陽極排気流を前記燃料電池スタックから前記陽極復熱器にもたらすように構成された陽極排気路と、
前記陽極復熱器から出た後の前記陽極排気流を第１の陽極排気流と第２の陽極排気流とに分流するように構成された分流器と、
前記第１の陽極排気流を前記分流器から前記陽極排ガス酸化剤にもたらすように構成された排ガス路と、
空気予加熱熱交換器と、
前記空気注入流を加熱するために前記第２の陽極排気流を前記分流器から前記空気予加熱器にもたらすように構成された陽極再循環路と、
前記第２の陽極排気流を前記空気予加熱器から前記燃料注入流に再循環するように構成された陽極排気路と、
陰極復熱熱交換器と、
前記空気注入流を加熱するために陽極排ガス酸化剤排気流を前記陰極復熱器にもたらすように構成された陽極排ガス酸化剤排気路と、
流れ生成器と、
流れを生成するために前記陽極排ガス酸化剤排気流を前記陰極復熱器にもたらすように構成された流れ生成器注入路と、
前記流れ生成器から前記燃料注入流への流れをもたらすように構成された流れ生成器排気路と、
を備えた燃料電池システム。
請求項７に記載のシステムにおいて、
前記燃料電池スタックが固体酸化物燃料電池スタックを有し、前記燃料注入流が炭化水素燃料注入流を含む、燃料電池システム。
請求項８に記載のシステムであって、
前記陽極復熱器の下流に配置される部分改質器を更に備えた燃料電池システム。
請求項９に記載のシステムにおいて、
前記固体酸化物燃料電池スタックが、内部改質陽極電極を有する固体酸化物燃料電池を含む、燃料電池システム。
請求項７に記載のシステムにおいて、
前記陰極排気流が前記陽極排ガス酸化剤への単一の空気源を構成するように前記陽極排ガス酸化剤が独立した空気注入口を有さず、
前記第１の陽極排気流が前記陽極排ガス酸化剤への全燃料源を構成するように前記陽極排ガス酸化剤が独立した燃料口を有さない、燃料電池システム。
請求項７に記載のシステムにおいて、
前記第１の陽極排気流が前記空気予加熱器を通過しないように、前記分流器が前記空気予加熱器の上流に配置される、燃料電池システム。
請求項１２に記載のシステムにおいて、
前記分流器が前記燃料電池スタックを含むホットボックス内に配置されることにより、前記第１の陽極排気流が前記空気予加熱器または前記ホットボックスの外部を経由することなく前記分流器から前記陽極排ガス酸化剤に直接もたらされる、燃料電池システム。