JP7276910B2 - 熱交換面積の制御が可能な熱管理型燃料電池ホットボックス - Google Patents
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Description
Claims (17)
- 第1内部空間、空気が流入する第1流入口および流出口が形成されるメインチャンバーと、
前記第1内部空間の中央に位置し、第2内部空間が形成される中央チャンバーと、
前記メインチャンバーと離隔して位置し、第3内部空間および燃料が流入する第2流入口が形成される補助チャンバーと、
前記補助チャンバーの中心部に配置され、少なくとも上部の一部が第2内部空間に位置して上下方向にスライド可能な改質器と、を含み、
前記メインチャンバーは複数個の燃料電池スタック部および空気-熱交換部を含み、
前記複数個の燃料電池スタック部は前記中央チャンバーを基準として前記中央チャンバーの外側に互いに離隔して配列され、
前記空気-熱交換部は前記複数個の燃料電池スタック部と前記中央チャンバーの間に位置して前記複数個の燃料電池スタック部と前記第1流入口を連結し、
前記中央チャンバーは一側に前記燃料電池スタック部と連通するアフターバーナーを含み、
前記補助チャンバーは前記メインチャンバーと連結管で連結され、
前記アフターバーナーを通じて燃焼した燃焼ガスは前記流出口を通じて前記メインチャンバーの外部に流出し、
前記改質器は前記第2流入口と連結され、前記アフターバーナーと離隔して配置される、燃料電池ホットボックス。 - 前記第2流入口を通じて流入した前記燃料は、前記改質器に流入した後、前記連結管に沿って前記複数個の燃料電池スタック部側に供給され、
前記改質器に流入した前記燃料は、前記改質器を媒介として前記第2内部空間内に存在する前記燃焼ガスと熱交換することによって昇温する、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記改質器の前記上下方向のスライディング移動を調節して前記改質器の改質率を調節可能な、請求項2に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記改質器は、
前記第2流入口と連結され、内部に中空が形成される中空部と、
前記中空部を囲む改質部と、
前記中空部と前記改質部を連結し、前記中空部に流入した燃料が前記改質部に流入するように方向を切り替える蓋部とを含む、請求項2に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記複数個の燃料電池スタック部を通過した前記燃料のうち未反応燃料は、前記アフターバーナー側に流入する、請求項2に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記未反応燃料は、前記複数個の燃料電池スタック部の上部と前記アフターバーナーの側面部を連結するダクトを通じて前記アフターバーナー側に流入する、請求項5に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記補助チャンバーは、前記メインチャンバーと垂直中心軸が一致するように配置される、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記中央チャンバーは前記改質器の上部側面を囲むように上下方向に延びた第1ガイド部材を具備し、
前記第1ガイド部材は前記改質器の上下移動を案内する、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記補助チャンバーは前記改質器の下部側面を囲むように上下方向に延びた第2ガイド部材を具備し、
前記第2ガイド部材は前記改質器の上下移動を案内する、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記ホットボックスは制御棒をさらに含み、
前記制御棒は改質器と連結されてホットボックスの外部に突出し、前記改質器の上下移動を調節する、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記制御棒は駆動装置と連結され、
前記駆動装置は前記制御棒を通じて改質器を上下移動させることができる、請求項10に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記改質器は、第1ガイド部材と接触する側面が第1シーリング部材で囲まれた、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記改質器は、第2ガイド部材と接触する側面が第2シーリング部材で囲まれた、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記第1流入口を通じて前記空気-熱交換部に流入した前記空気は、前記燃焼ガスの熱と前記複数個の燃料電池スタック部から発生した熱によって予熱された後、前記複数個の燃料電池スタック部に流入する、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記空気-熱交換部は折り曲げられた流路が備えられて前記第1流入口と前記複数個の燃料電池スタック部の間を連結し、
前記折り曲げられた流路はいずれか一方向に沿って延びた後、折り曲げられて方向を切り替えて前記いずれか一方向と反対方向である他の一方向に沿って延びる、請求項14に記載の燃料電池ホットボックス。 - 前記複数個の燃料電池スタック部を通過した前記空気のうち未反応空気は、前記アフターバーナー側に流入する、請求項14に記載の燃料電池ホットボックス。
- 前記複数個の燃料電池スタック部は、前記中央チャンバーの中心から同一の距離に位置して前記第1内部空間に相互間に一定の間隔で配列される、請求項1に記載の燃料電池ホットボックス。
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