KR20020064312A - 연료 전지 구동 시스템 - Google Patents

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Abstract

시스템 스타트시, 스타트업 연소실(20)로 공급된 연료와 공기의 연료-공기 혼합물(리치 공기-연료비)은 글로우 플러그(40)에 의해 점화되고, 개질 반응의 연료 성분들을 함유하는 고온 가스가 발생된다. 이 개질 반응의 연료 성분들을 함유하는 고온 가스는 개질 장치(22)로 공급된다.

Description

연료 전지 구동 시스템{FUEL CELL DRIVE SYSTEM}
일본 특허청에 의해 1995년 공고된 JP-A-H7-215702에는, 수소 수율을 향상시키고 슈트(soot)의 생성을 억제하기 위해서, 스타트업(start-up)시 화학량적 공기-연료비를 갖는 연료-공기 혼합물을 공급하고, 이를 글로우 플러그(glow plug)에 의해 연소시키고, 연소 열에 의해 개질 촉매와 연료 가스를 가열하고, 개질 촉매와의 부분 산화 반응에 의해 CO(일산화탄소)를 발생시키며, 수증기를 사용하여 수소의 전이 반응을 수행하는 연료 전지 구동 시스템이 개시되어 있다.
본 발명은 수소를 함유하는 개질 가스(reformate gas)를 연료 전지에 공급하는 연료 전지 구동 시스템에 관한 것이다.
도 1은 스타트업 주행 상태를 나타내는 본 발명에 의한 연료 전지 구동 시스템의 블록도,
도 2는 도 1과 유사하나, 통상 주행 상태를 도시하는 도면,
도 3은 가스 공급 장치의 개략도,
도 4는 구동 시스템 스타트업 프로세스를 나타내는 플로우차트,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 가스 공급 장치의 개략도,
도 6은 제2 실시예의 스타트업 프로세스를 나타내는 플로우차트,
도 7은 과잉 공기 요소와 점화 온도간의 관계를 나타내는 특성도,
도 8은 제3 실시예에 의한 가스 공급 장치의 개략도,
도 9는 도 8과 유사하나, 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 도면,
도 10은 도 8과 유사하나, 본 발명의 제5 실시예를 도시하는 도면,
도 11은 도 8과 유사하나, 본 발명의 제6 실시예를 도시하는 도면,
도 12는 제6 실시예에 사용되는 증기 플레이트의 정면도,
도 13은 도 8과 유사하나, 본 발명의 제7 실시예를 도시하는 도면,
도 14는 제7 실시예에 사용되는 증기 플레이트의 단면도,
도 15는 제7 실시예에 사용되는 증기 플레이트의 정면도,
도 16은 도 1과 유사하나, 본 발명의 제8 실시예를 도시하는 도면이다.
그러나, 전술한 기술에서는, 연료가 화학량적 공기-연료비 부근에서 완전 연소되어, 연소 온도가 상승하고 NOx가 생성된다. 또한, 촉매 온도가 연소 가스에 기인하여 상승한 후에 웜업(warm-up)되고, 글로우 플러그에 의해 연료의 공급과 점화가 반복되어, 개질 가스의 조성이 용이하게 안정화하지 않고 제어가 복잡하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 연료 전지 구동 시스템의 스타트업시 안정한 개질 가스 조성을 얻는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 연료 전지와 개질 장치의스타트업 시간을 단축하여, NOx의 방출을 억제하고 내열 성능을 향상시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 연료 가스를 개질하여 수소를 함유하는 개질 가스를 발생시키고 이 개질 가스를 연료 전지로 공급하는 개질 장치, 및 시스템의 통상 주행 상태시 연료 가스와 공기의 혼합물을 개질 장치로 공급하며, 개질 장치의 상류측에 제공된 가스 공급 장치를 포함하는 연료 전지의 구동 시스템을 제공하는 것이다. 가스 공급 장치는 시스템 스타트업시 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 연소에 의해 가열된 고온 가스를 발생시키고 이 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스를 개질 장치로 공급한다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점 뿐만 아니라 상세한 설명이 명세서의 나머지 부분에서 기술되고 첨부 도면에 도시된다.
도면들 중 도 1, 도 2를 참조하면, 연료 전지 구동 시스템은, 가스 공급 장치(19), 개질 장치(22), CO 제거 장치(23), 양극 배기 연소실(27), 기화기(28), 연료 펌프(32), 압축기(34) 및 워터 펌프(39)를 포함한다. 도 1은 스타트업 주행시의 시스템의 상태를 도시하고, 도 2는 시스템 스타트업이 완료된 후의 통상 주행시의 상태를 도시한다.
가스 공급 장치(19)는 스타트업 연소실(20)과 믹서(21)를 포함한다. 스타트업 연소실(20)은 시스템 스타트업시 연료를 연소시키고 고온 가스를 발생시킨다. 믹서(21)는 스타트업 연소실(20)에 의해 발생된 고온 가스를, 개질 장치(22)를 스타트하는데 필요한 연료 및 공기와 혼합하여, 연료를 기화시킨다. 이 실시예에서는, 메탄올이 연료로서 믹서(21)에 공급되나, 가솔린 등의 수소 성분을 함유하는그 밖의 액체 연료가 공급되어도 된다.
연료는 연료 주입기(29)(제1 연료 공급 기구)에 의해 스타트업 연소실(20)로 공급된다. 압축기(34)에 의해 압축된 공기도 공기 노즐(35)에 의해 스타트업 연소실(20)에 공급된다. 글로우 플러그(40)도 스타트업 연소실(20)에 삽입되어 연료를 점화시킨다. 연료 및 공기도 연료 주입기(30)(제2 연료 공급 기구)와 공기 노즐(36)(제1 공기 공급 기구)로부터 믹서(21)로 공급되어 가스 조성을 조절한다.
개질 장치(22)는 연료를 개질하여, 수소를 함유하는 개질 가스를 발생시킨다. CO 제거 장치(23)는 개질 장치(22)에 의해 생성된 개질 가스의 CO(일산화탄소)를 CO 제거 촉매를 사용하여 연료 전지(26)에 의해 허용된 농도로 감소시킨다.
개질 장치 스타트업시 생성된 개질 가스의 총량을 양극 배기 연소실(27)로 공급하는 전환 밸브(24), 및 연료 전지(26)로의 개질 가스의 유입을 차단하는 전환 밸브(25)가 CO 제거 장치(23)의 하류측에 제공되어 있다.
스타트업 주행시, 양극 배기 연소실(27)은 CO 제거 장치(23)를 통해 개질 장치(22)로부터 공급된 개질 가스를 촉매 연소시키고, 통상 주행시, 연료 전지(26)로부터의 수소 함유 양극 배기와 산소 함유 음극 배기를 촉매 연소시켜, 고온 연소 가스를 발생시킨다. 계속해서, 이 연소 가스는 하류측의 기화기(28)로 도입되고, 기화기(28)의 온도가 상승한 후, 외부로 방출된다.
CO 제거 장치(23)와 양극 배기 연소실(27)에 필요한 공기는 각기 공기 노즐(37)(제2 공기 공급 기구)와 공기 노즐(38)로부터 공급된다. 연료는, 도시되지 않은 압력 조절 장치와 연료 펌프(32)를 통해 소정압으로 가압되어, 스타트업연소실(20)로 공급된다.
통상 주행 상태(도 2)에서, 전환 밸브(24)가 밀폐되고, 전환 밸브(25)가 개방되며, CO 제거 장치(23)로부터의 전체 개질 가스가 연료 전지(26)로 보내진다. 연료 전지(26)의 에너지 발생에 사용되지 않는 잔류 개질 가스는 양극 배기 연소실(27)로 공급된다. 잔류 개질 가스는 촉매 연소에 기인하여 고온 연소 가스가 되고, 기화기(28)로 입력되어 그 온도를 상승시킨다. 이 때, 연료와 물은 각기 공급 밸브(31, 32)로부터 기화기(28)로 공급되고, 열 교환에 의해 기화기(28)에서 기화되어, 믹서(21)에 유입된다.
기화된 가스는 개질에 필요한 조성을 달성하기 위해서 공기 노즐(36)로부터 공급된 공기와 혼합되어, 개질 장치(22)로 보내진다. 이 때, 스타트업 연소실(20)과 믹서(21)로의 연료 공급은 정지된다.
다음에, 시스템의 스타트업 프로세스가 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된다. 도 3은 가스 공급 장치(19)의 특정 구성을 도시하고 도 4는 스타트업 프로세스를 도시한다.
도 4에서는, 먼저 단계 S1, S2에서, 전환 밸브(25)가 밀폐되고, 연료 전지(26)로의 개질 가스의 유입이 차단되며, 전환 밸브(24)가 개방되며 개질 가스가 양극 배기 연소실(27)로 공급된다.
다음에, 단계 S3에서, 연료 펌프(32)가 시동되어 연료 압력이 소정압으로 조절된다.
단계 S4 내지 S6에서, 압축기(34)가 시동되고, 스타트업 연소실(20)의 글로우 플러그(40)가 통전되고, 공기가 공기 노즐(38)에 의해 양극 배기 연소실(27)로 공급된다.
단계 S7 및 S8에서, 연료와 공기는 각기 연료 주입기(29)와 공기 노즐(35)로부터 스타트업 연소실(20)로 공급되고 혼합되어, 공기-연료비가 화학양적 공기-연료비보다 높고 글로우 플러그(40)에 의해 점화되어 개질 반응의 연료를 함유하는 고온 가스를 발생시킨다. 이 때, 연료와 공기량은 온도 센서(50)의 온도 검출 결과에 기초하여 조절되고, 가스 온도는 소정 온도로 조절된다.
단계 S9에서, 이 고온 가스가 믹서(21)에 입력된 후, 각기 제2 연료 주입기(30)와 공급 노즐(36)로부터 공급된 연료와 공기는 혼합되고, 연료는 기화된다. 고온 가스의 조성은 믹서(21)에 공급된 연료와 공기의 양을 조절함으로써 개질 장치(22)에서의 개질 반응에 적합한 조성으로 조절된다. 가스 온도도 온도 센서(51)의 온도 검출 결과에 기초하여 믹서(21)로 공급된 연료와 공기의 양을 조절함으로써 제어된다.
단계 S10, S11에서, 고온 가스가 개질 장치(22)에 유입된다. 고온 가스는 개질 반응에 의해 개질 장치(22)를 가열하고 CO 제거 장치(23)에 유입된다.
단계 S12, S13에서, 개질 가스는 공기 노즐(37)로부터 CO 제거 장치(23)의 흡입구에 공급된 공기에 의해 소정 온도 및 조성으로 조절되어, CO 제거 장치(23)로 공급된다. CO 제거 장치(23)의 온도가 반응에 기인한 자체 발열에 의해 상승된 후에, 개질 가스는 양극 배기 연소실(27)로 들어간다.
단계 S14, S15에서, 개질 가스는 양극 배기 연소실(27)의 공기와 혼합되고,개질 가스의 연소는 촉매 반응에 의해 발생하며, 고온의 연소 가스는 기화기(28)로 보내진다. 이 연소 가스에 기인하여, 기화기(28)가 가열되어 그 온도가 상승한다. 연소 가스의 온도는 기화기(28)와의 열 교환에 기인하여 하강하고 기화기(28)의 배출구 온도(온도 센서(52)에 의해 검출됨)는 초기에 낮으나, 시스템이 웜업함에 따라 증가한다.
단계 S16에서, 온도 센서(52)의 값이 소정값을 초과하면, 시스템 웜업이 완료하였는지를 판정하고, 루틴은 단계 S17 및 후속 단계들로 진행된다.
단계 S17 내지 단계 S21에서, 연료와 물은 공급 밸브(31, 33)로부터 기화기(28)로 공급되고, 스타트업 연소실(20)로의 연료와 공기의 공급이 정지되며, 믹서(21)로의 연료의 공급도 정지된다. 동시에, 전환 밸브(25)는 개방되고 개질 가스가 연료 전지(26)로 공급된다. 이 때, 전환 밸브(24)는 밀폐되고, 양극 배기 연소실(27)로의 개질 가스의 유입이 차단된다. 단계 S17 내지 단계 S21의 처리가 동시에 수행되어도 된다.
계속해서, 기화기(28)에 의해 기화된 연료 증기가 개질 장치(22)로 공급되어, 개질 반응이 수행된다. 개질 장치(22)의 발열은 양극 배기 연소실(27)에서의 수소 함유 양극 배기와 산소 함유 음극 배기의 촉매 연소에 기인하여 발생하고, 통상 주행 상태가 지속된다.
이 실시예에서는, 시스템 스타트업시 연료의 화학양적 공기-연료비보다 리치(rich)하게(보다 농후하게) 스타트업 연소실(20)의 공기-연료 혼합물을 연소시킴으로써, 연소 온도(가스 온도)가 도 7에 도시된 바와 같이 낮아지고, 연소에 기인하는 NOx의 생성이 방지될 수 있다.
양극 배기 연소실(27)에서는, 공기 노즐(38)로부터 공기를 도입하고, 화학양적 공기-연료비의 린(lean)측에서 린 연소를 수행함으로써, 연소 가스 온도가 소정값 이내로 유지되고, 기화기(28)의 과열이 방지되며 가연성인 가스 성분이 완전히 연소되어, 방출이 감소한다.
믹서(21)에 의해, 각기 연료 주입기(30)와 공기 노즐(36)로부터 공급된 연료와 공기가, 스타트업 연소실(20)에 의해 생성된 고온 가스와 혼합되고, 연료가 기화되면, 가스 조성은 공급된 연료와 공기량을 조절함으로써 개질 장치(22)의 개질 반응에 적합한 조성으로 조절되고, 또한, 가스 온도는 온도 센서(51)의 온도 검출 결과에 기초하여 거의 소정 온도 범위내로 조절되어, 안정한 개질 반응이 얻어질 수 있다.
도 5는 제2 실시예를 도시한다.
이 실시예에 의하면, 공기 노즐(36)은 연료 주입기(30)의 하류측에 제공된다. 스타트업 연소실(20)에 의해 생성된 고온 가스와 연료 주입기(30)로부터 공급된 연료가 혼합되어 기화된 후, 공기가 공기 노즐(36)로부터 공급된다. 따라서, 고온 가스에 의한 연료의 기화는 향상되어, 안정한 개질 반응이 발생한다.
제2 실시예의 스타트업 프로세스가 도 6에 도시된다. 동일 부호에는 동일 프로세스가 주어진다.
제1 실시예와 다른점은, 기화기(28)로의 연료의 공급이 단계 S17에서 개시되고, 단계 S30에서 소정 시간이 경과된 후에, 연료 전지(26)로의 개질 가스의 공급이 개시되면서, 스타트업 연소실(20)로의 연료와 공기의 공급 및 믹서(21)로의 연료의 공급이 정지된다. 이 동작에 기인하여, 스타트업 주행에서 통상 주행으로의 천이가 원할하다.
도 8 내지 도 15는 본 발명의 제3 내지 제7 실시예를 도시한다. 이들은 주로 가스 공급 장치(19)의 구성에서 앞의 실시예들과 다르다. 동일 부호가 도면의 공통 부분에 주어진다.
도 8은 제3 실시예를 도시한다.
연료를 공급하기 위한 연료 주입기(29)는 스타트업 연소실(20)의 상류측 단면의 거의 중앙에 제공되고, 연료를 믹서(21)에 주입하는 연료 주입기(30)의 노즐(30a)은 스타트업 연소실(20) 및 개질 장치(22)와 일체로 형성된 믹서(21)의 측면으로부터 내부로 연장하며, 주입기(30)의 노즐 주입 포트는 믹서(21)의 거의 중앙에 연료 주입기(29)의 노즐(29a)에 대향하여 제공된다.
이와 같이, 가스 조성을 조절하기 위한 연료가 연료 주입기(30)로부터 스타트업 연소실(20)로부터의 고온 가스에 균등하게 주입되어, 균일한 가스 조성이 얻어진다.
도 9는 제4 실시예를 도시한다.
가스 조성을 조절하기 위한 연료 주입기(30)가 소정 각으로 믹서(21)의 측면에 제공되어 그 노즐(30a)이 믹서(21)의 내부로 연장하지 못한다. 노즐(30a)의 주입 포트는 믹서(21)의 측면으로 개방하고 있다.
이와 같이, 고온 연소 가스에 노출된 연료 주입기(30)의 표면적이 감소되고,연료 주입기(30)의 열 강도가 비교적 낮게 설정될 수 있다.
도 10에 도시된 제5 실시예에서는, 믹서(21) 및 개질 장치(22)가 선행 실시예에서와 같이 일체로 형성되지 않고 분리 형성되고, 고온 가스관(41)이 믹서(21)의 측면으로부터 개질 장치(22)로 형성된다. 공기 노즐(36)은 공기를 고온 가스관(41)으로 공급한다. 가스 조성을 조절하기 위한 연료 주입기(30)는 믹서(21)의 하류측 단면에 배치되어 연료 주입기(29)와 접하고, 가스 조성을 조절하기 위한 연료는 믹서(21)의 하류측 단면의 거의 중앙으로부터 주입된다.
이 결과, 특별한 노즐 구성 또는 연료 주입기(30)의 각 설정이 불필요하여, 종래의 주입 밸브가 사용될 수 있고, 균일한 가스 조성이 얻어질 수 있다. 또한, 연료 주입기(30)는 메탄올이 기화된 후 비교적 낮은 온도의 가스와 접촉하게 되어, 그 열 강도가 낮게 설정될 수 있다.
도 11에 도시된 제6 실시예에서는, 도 12에 도시된 바와 같이, 작은 직경의 복수 홀(43)을 포함하는 기화 플레이트(42)가 제2 연료 주입기(30)의 상류측에 제공된다. 이 기화 플레이트(42)를 제공함으로써, 기화되지 않은 연료 주입기(30)에 의해 주입된 연료는 포획되고, 아직 기화되지 않은 연료는 스타트업 연소실(20)로부터 고온 가스와 열 교환에 의해 기화된다. 기화 플레이트(42) 대신에, 메쉬 또는 그리드가 연료 주입기(30)의 상류측에 제공되어도 된다.
도 13에 도시된 제7 실시예에서는, 복수의 고리 모양의 플레이트의 조합을 포함하는 기화 플레이트(42)가 연료 주입기(30)의 상류측에 제공된다.
도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 기화 플레이트(42)는 고온 가스 흐름의하류측 방향으로 큰 직경을 갖는 고리 모양의 플레이트(42a 내지 42f)를 포함한다. 구체적으로, 고리 모양의 플레이트의 횡단면의 직경은 하류측으로 더 증가한다. 플레이트(42a)는 원뿔형이고, 플레이트(42b 내지 42f)는 베이스 없는 접시 형상이다.
플레이트(42a 내지 42f)는 동축으로 배치되고, 한 플레이트의 하류측 직경이 이것에 외부로부터 인접하는 다른 플레이트의 상류측 직경보다 크며, 맨 안쪽의 플레이트(42a)의 상류측이 밀폐된다.
이 기화 플레이트(42)를 제공함으로써, 스타트업 연소실(20)에서 믹서(21)로의 고온 가스의 흐름이 원활해지고, 연료 주입기를 통해 주입된 아직 기화되지 않은 연료는 기화 플레이트(42)에 의해 포획되어, 그 기화가 촉진된다.
도 16은 제8 실시예를 도시한다.
스타트업 연소실(20)로부터 연소 가스를 직접 흡인하는 연소 가스 공급 밸브(10)가 개질 장치(22)와 CO 제거 장치(23)를 접속하는 개질 가스관(40)에 제공된다. CO 제거 촉매의 온도를 검출하는 온도 센서(53)가 CO 제거 장치(23)에 제공된다.
이 실시예에서는, 시스템의 스타트업시, 개질 반응의 연료를 함유하는 고온 가스가 개질 장치(22)로 공급되고, 연소 가스 공급 밸브(10)가 동작되어 개질 장치(22)로부터의 개질 가스 및 공기 노즐(37)로부터의 공기가 스타트업 연소실(20)로부터의 연소 가스와 혼합되고, 혼합된 가스가 CO 제거 장치(23)에 유입된다. 혼합된 가스는 고온이며, 다량의 산소를 함유한다.
이 제어에 기인하여, 시스템의 스타트업시, CO 제거 장치(23)의 CO 제거 촉매는 혼합된 가스의 열에 기인하여 바로 상승한다. 혼합된 가스의 산소는 개질 가스의 일산화탄소와 수소 등의 가연성 성분을 산화시키고, 촉매는 이 때 발생된 산화열에 기인하여 가열된다. 시스템 스타트업 직후에, 개질 장치(22)의 산화 촉매의 활성도가 낮아, 개질 가스에 포함된 CO와 수소 등의 가연성 성분의 농도도 낮다. 그러나, 개질 장치(22)의 촉매의 활성이 진행함에 따라, 개질 가스의 가연성 성분의 농도도 증가한다.
따라서, 산화열이 매우 급격히 증가하고, CO 제거 장치(23)의 CO 제거 촉매의 온도는 CO가 산화될 수 있는 소정 온도로 급격히 상승한다. 스타트업 연소실(20)로부터의 CO 제거 장치(23)로의 고온 가스의 공급은 CO 제거 장치(23)의 CO 제거 촉매의 온도가 소정 온도에 도달할 때까지 지속된다.
그러므로, 이 실시예에서는, 개질 장치(22)의 웜업 뿐만 아니라 CO 제거 장치(23)의 웜업도 보조되고, 시스템 스타트업 시간이 더 감소될 수 있다.
일본국 특허 출원 P2000-276342(2000년 9월 12일 출원) 및 P2000-343569(2000년 11월 10일 출원)의 전체 내용은 여기에 참조를 위해 포함된다.
본 발명은, 본 발명의 어떤 실시예를 참조하여 전술되었지만, 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예들의 변형 및 변화가 당해 기술분야의 숙련된 자에게 상기 가르침의 관점에서 발생할 것이다. 본 발명의 범위는 다음 특허청구범위를 참조하여 한정된다.
본 발명은 시스템 스타트업시 연료 전지 구동 시스템의 안정한 개질 가스 조성을 얻는데 유용하며, 그 성능을 향상시킨다. 또한, 시스템 스타트업 시간을 감소시켜, NOx 방출량을 감소시키는데에도 유용하다.

Claims (20)

  1. 연료 전지(26)의 구동 시스템에 있어서,
    연료 가스를 개질하여 수소를 함유하는 개질 가스를 발생시키고 이 개질 가스를 연료 전지(26)로 공급하는 개질 장치(22), 및
    시스템의 통상 주행 상태시 연료 가스와 공기의 혼합물을 상기 개질 장치(22)로 공급하며, 상기 개질 장치(22)의 상류측에 제공된 가스 공급 장치(19)를 포함하며;
    상기 가스 공급 장치(19)는 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스를 발생시켜 시스템 스타트업시 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스를 상기 개질 장치(22)로 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    연료를 상기 가스 공급 장치(19)로 공급하는 제1 연료 공급 기구(29)를 더 포함하고;
    상기 가스 공급 장치(19)는 리치 공기 연료비로 상기 제1 연료 공급 기구(29)로부터 공급된 연료를 연소시킴으로써 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    연료를 상기 가스 공급 장치(19)로 공급하는 제1 연료 공급 기구(29),
    연료를 상기 제1 연료 공급 기구(29)의 하류측에 공급하는 제2 연료 공급 기구(30), 및
    공기를 상기 제1 연료 공급 기구(29)의 하류측에 공급하는 제1 공기 공급 기구(36)를 더 포함하고;
    상기 가스 공급 장치(19)는, 상기 제1 연료 공급 기구(29)로부터 공급된 연료를 연소시킴으로써 발생된 고온 가스를, 상기 제2 연료 공급 기구(30)로부터 공급된 연료 및 상기 제1 공기 공급 기구(36)로부터 공급된 공기와 혼합함으로써 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스의 온도는 상기 제2 연료 공급 기구(30)로부터의 연료 공급량 및 상기 제1 공기 공급 기구(36)로부터의 공기 공급량을 조절함으로써 조절되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 전지(26)로의 개질 가스의 공급은 시스템 스타트업시 차단되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    연료를 기화시키고 연료 가스를 상기 가스 공급 장치(19)로 공급하는 기화기(28)를 더 포함하고;
    시스템 스타트업이 완료되었을 때, 상기 연료 전지(26)로의 개질 가스 공급은 상기 기화기(28)로의 연료 공급이 개시된 후에 개시되고, 상기 가스 공급 장치(19)는 개질 반응의 연료 성분을 함유하는 고온 가스의 발생을 정지하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 공기 공급 기구(36)는 상기 제2 연료 공급 기구(30)의 하류측에 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 연료 공급 기구(30)는 상기 제1 연료 공급 기구(29)로부터 공급된 연료를 연소시킴으로써 발생된 고온 가스의 흐름에 대향하여 연료를 분사하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가스 공급 장치(19)는,
    상기 제1 연료 공급 기구(29)로부터 공급된 연료가 연소되는 연소부(20),
    상기 제1 연료 공급 기구(29)로부터 공급된 연료를 연소시킴으로써 발생된 고온 가스가 상기 제2 연료 공급 기구(30)로부터 공급된 연료 및 상기 제1 공기 공급 기구(36)로부터 공급된 공기와 혼합되는 혼합부(21), 및
    상기 혼합부(21)의 중앙에 연료를 공급하는 제2 연료 공급 기구(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 연료 공급 기구(30)는 상기 혼합부(21)가 측면에 제공되어 상기 혼합부(21)의 내부로 연장하지 않는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 연료 공급 기구(30)는 상기 혼합부(21)의 하류측 단면에 제공되어 고온 가스의 흐름에 대향하여 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  12. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 연료 공급 기구(30)로부터 공급된 연료를 포획하여 기화시키는 기화 플레이트(42)는 상기 제2 연료 공급 기구(30)의 상류측에 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기화 플레이트(42)는 복수의 홀(43)을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기화 플레이트(42)는 동축으로 배치되는 복수의 고리 형상의 플레이트(42a 내지 42f)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    고리 형상의 플레이트(42a 내지 42f) 중 하나의 단면의 직경은 하류측으로 더 증가하고, 상기 고리 형상의 플레이트(42a 내지 42f) 중 하나의 하류측 직경은 상기 고리 형상의 플레이트(42a 내지 42f) 중 하나에 외부로부터 인접하는 다른 고리 형상의 플레이트(42b 내지 42f)의 상류측 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  16. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질 장치(22)에 의해 발생된 개질 가스의 일산화탄소를 제거하는 CO 제거 장치(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가스 공급 장치(19)에 발생된 고온 가스를 상기 CO 제거 장치(23)로 직접 공급하는 바이패스 라인(bypass line)을 더 포함하고;
    상기 가스 공급 장치(19)에 발생된 고온 가스는 또한 시스템 스타트업시 상기 CO 제거 장치(23)로 공급되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 CO 제거 장치(23)로 공기를 공급하는 제2 공기 공급 기구(37)를 더 포함하고;
    상기 개질 장치(22)에 의해 발생된 개질 가스와 상기 제2 공기 공급 기구(37)로부터의 공기는 시스템 스타트업시 상기 CO 제거 장치(23)로 공급되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 가스 공급 장치(19)에 발생된 고온 가스는 상기 CO 제거 장치(23)의 CO 제거 촉매의 온도가 소정 온도에 도달할 때까지 상기 CO 제거 장치(23)로 공급되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
  20. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    수소를 함유하는 양극 배기와 산소를 함유하는 음극 배기의 혼합물을 연소시키는 양극 배기 연소실(27)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 구동 시스템.
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