KR20050006240A - 발전 장치 - Google Patents

발전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050006240A
KR20050006240A KR10-2004-7018041A KR20047018041A KR20050006240A KR 20050006240 A KR20050006240 A KR 20050006240A KR 20047018041 A KR20047018041 A KR 20047018041A KR 20050006240 A KR20050006240 A KR 20050006240A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
solid electrolyte
electrolyte fuel
heat exchanger
burner
Prior art date
Application number
KR10-2004-7018041A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100558575B1 (ko
Inventor
츠노다다다시
Original Assignee
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2002141038A external-priority patent/JP3901578B2/ja
Priority claimed from JP2002141039A external-priority patent/JP3901579B2/ja
Priority claimed from JP2002141040A external-priority patent/JP4129144B2/ja
Application filed by 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 filed Critical 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20050006240A publication Critical patent/KR20050006240A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100558575B1 publication Critical patent/KR100558575B1/ko

Links

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
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • 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
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04111—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants using a compressor turbine assembly
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/402—Combination of fuel cell with other electric generators
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

발전 장치는 가스 터빈 엔진(GT)과 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 일체로 구비하고 있다. 가스 터빈 엔진(GT)의 컴프레서 휠(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20) 및 버너(27)와, 고체 전해질형 연료 전지(FC)를, 컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)을 포함하는 회전부(33)의 축선(L)을 공유하는 축대칭의 형상으로 한다. 상기 회전부(33)에 대하여 상기 축선(L) 방향의 한쪽 측에 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 순차적으로 배치한다. 이 레이아웃(layout)에 의해, 발전 장치 전체를 콤팩트하게 구성할 수 있으며, 추가로 압축 공기 및 배기 가스의 유속을 균일화하고, 압축 공기 및 배기 가스의 흐름을 원활하게 함으로써, 압력 손실을 감소시켜, 발전 효율을 높일 수 있다.

Description

발전 장치{POWER GENERATING SYSTEM}
PCT 출원 번호 PCT/US98/19219의 일본국 특표2001-516935호 공보에는, 터보 머신(trubo-machine)과 연료 전지를 조합한 하이브리드 전력 시스템(hybrid power system)이 기재되어 있다. 터보 머신은, 연소기(combustor)에서 연료를 연소시켜서 발생된 고압(高壓) 가스(gas)로 출력 터빈(power turbine)을 회전시킴으로써 제너레이터(generator)를 구동해서 발전을 실행하는 데에 적합하고, 연료 전지는, 컴프레서 및 회수 열교환기(recuperator)를 통과해서 가열된 공기와 연료간의 반응을 일으켜서 발전을 실행하는 데에 적합하다.
미합중국 특허 제6,213,234호 명세서에는, 가스 터빈 엔진으로 구동되는 연료 전지 및 제너레이터를 구비한 차량이 기재되어 있다. 차량을 구동하는 데에 필요한 최대 전력의 약50％를 연료 전지로부터 공급함으로써, 연료 전지를 너무 대형화하는 일 없이 연료 소비량의 절감을 도모할 수 있다. 차량의 필요 전력이 작을 때에는, 연료 전지는 필요 전력의 모두 혹은 대부분을 효율적으로 공급한다.
미합중국 특허 제6,255,010호 명세서에는, 가스 터빈 엔진, 연료 전지 및 제너레이터를 포함하는 발전 장치를 공통의 압력 용기 내에 수납해서 가압 상태에서 운전하는 차량이 기재되어 있다.
가스 터빈 엔진과 연료 전지를 분리해서 배치하면, 시스템 전체의 치수가 불리하게 대형화하는 문제가 있기 때문에, 가스 터빈의 케이싱(casing)의 내부에 연료 전지를 수납해서 컴팩트(compacr)화를 도모하는 것이 생각된다. 그러나, 가스 터빈 엔진에 연료 전지를 단순히 조합해도 시스템의 컴팩트화에는 한계가 있다. 게다가, 발전 장치의 운전 중에 몇백도의 고온으로 가열되는 가스 터빈 엔진 및 연료 전지의 열팽창(熱膨脹)을 효과적으로 흡수하는 것이 어렵고, 가스 터빈 엔진 및 연료 전지의 열응력(熱應力)이 증가하게 되어, 발전 장치의 발전 효율 및 내구성의 저하로 이어질 가능성이 있다.
가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치의 연료 소비량을 절감하여 발전 효율을 향상시키기 위해서는, 발전 장치의 폐열을 효과적으로 이용하는 것이 필요하다. 그러나, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 거리를 두어 배치하거나, 또는 가스 터빈 엔진에 연료 전지를 단순히 조합하는 것만으로는 폐열을 효과적으로 이용하는 것이 곤란하다.
또한, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치에 있어서, 가스 터빈 엔진의 버너(burner)가 발생하는 폐열을 이용해서 고체 전해질형 연료 전지를 활성화시킬 경우에, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 그것들간에 거리를 두어서 배치하거나, 또는 가스 터빈 엔진에 연료 전지를 단순히 조합하는 것만으로는 폐열을 효과적으로 이용하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 가스 터빈(gas turbine)과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 발전 장치의 종단면도.
도 2는 도 1의 2-2선 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예의 발전 장치의 종단면도.
도 4는 도 3의 4-4선 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예의 발전 장치의 종단면도.
도 6은 도 5의 6-6선 단면도.
본 발명은, 전술한 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치를 콤팩트화하는 동시에, 발전 효율 및 내구성의 향상을 도모하는 것이 본 발명의 제1목적이다.
또한, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치에 있어서, 폐열을 유효하게 이용해서 발전 효율의 향상을 도모하는 것이 본 발명의 제2목적이다.
또한, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치에 있어서, 가스 터빈 엔진의 버너로부터의 폐열을 유효하게 이용해서 고체 전해질형 연료 전지의 활성화를 도모하는 것이 본 발명의 제3목적이다.
상기 제1목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1특징에 의하면, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치로서, 가스 터빈 엔진은, 컴프레서 휠(compressor wheel), 터빈 휠(turbine wheel), 열교환기 및 버너를 포함하고, 상기 컴프레서 휠은 압축 공기를 열교환기를 통해서 고체 전해질형 연료 전지 및 버너에 공급하고, 상기 터빈 휠은 고체 전해질형 연료 전지 및 버너로부터의 배기 가스에 의해 구동되어서 컴프레서 휠을 구동하고, 열교환기는 터빈 휠로부터의 배기 가스와 컴프레서 휠로부터의 압축 공기와의 사이에서 열교환을 실행하는 발전 장치에 있어서, 컴프레서 휠, 터빈 휠, 열교환기, 버너 및 고체 전해질형 연료 전지는 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 회전부의 축선을 공유하는 축대칭(軸對稱)의 형상이며, 또한 상기 회전부에 대하여 상기 축선 방향의 한쪽 측에 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지를 순차적으로 배치한 발전 장치를 제안한다.
상기 구성에 의하면, 가스 터빈 엔진의 구성 요소인 컴프레서 휠, 터빈 휠, 열교환기 및 버너와 고체 전해질형 연료 전지를, 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 회전부의 축선을 공유하는 축대칭의 형상으로 형성하고, 또한 상기 회전부에 대하여 축선 방향의 한쪽 측에 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지를 순차적으로 배치했다. 그러므로, 발전 장치 전체를 컴팩트화할 수 있을 뿐만 아니라, 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지에 유입하는 압축 공기 및 배기 가스의 유속을 균일화하고, 또한 압축 공기 및 배기 가스의 흐름을 원활하게 해서 압력 손실을 감소시킴으로써 발전 효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 축대칭의 배치에 의해, 발전 장치의 열팽창에 의해 발생하는 열응력을 억제함으로써, 발전 효율의 향상 및 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2특징에 의하면, 상기 제1특징에 추가해서, 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지는 상기 축선에 대하여 고리 형상이다.
상기 구성에 의하면, 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지가 회전부의 축선에 대하여 고리 형상이기 때문에, 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지의 반경 방향 내측의 공간에 가스 터빈 엔진의 구성 요소를 수납함으로써, 컴팩트화를 도모할 수 있다. 게다가, 가스 터빈 엔진이 발생하는 열을 반경 방향 외측 위치에 배치한 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지에 의해 회수할 수 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제3특징에 의하면, 상기 제1특징에 추가해서, 컴프레서 휠로부터 열교환기에 압축 공기를 안내하는 압축 공기 통로를, 터빈 휠로부터 열교환기에 배기 가스를 안내하는 배기 가스 통로의 반경 방향 외측에 배치한다.
본 발명의 제3특징에 있어서의 압축 공기 통로는, 실시예의 제1압축 공기 통로(12)에 대응한다.
상기 구성에 의하면, 압축 공기 통로를 배기 가스 통로의 반경 방향 외측에 배치했으므로, 비교적 고온의 배기 가스가 지나는 배기 가스 통로로부터 발산되는 열을 비교적 저온의 압축 공기가 통과하는 압축 공기 통로에서 회수함으로써, 발전 효율을 더한층 높일 수 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제4특징에 의하면, 상기 제1특징에 추가해서, 고체 전해질형 연료 전지는 상기 축선에 대하여 고리 형상이며, 고체 전해질형 연료 전지의 반경 방향 내측의 공간에 버너를 배치하고 있다.
상기 구성에 의하면, 고리 형상의 고체 전해질형 연료 전지의 반경 방향 내측의 공간에 버너를 배치했으므로, 버너가 발생하는 열을 고체 전해질형 연료 전지에서 회수하고, 특히, 시동 초기의 고체 전해질형 연료 전지를 빠른 시기에 활성화해서 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제5특징에 의하면, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치로서, 가스 터빈 엔진은, 컴프레서 휠, 터빈 휠, 열교환기 및 버너를 포함하고, 컴프레서 휠은, 압축 공기를 열교환기를 통해서 고체 전해질형 연료 전지 및 버너에 공급하고, 터빈 휠은,고체 전해질형 연료 전지 및 버너로부터의 배기 가스에 의해 구동되어서 컴프레서 휠을 구동하고, 열교환기는, 터빈 휠로부터의 배기 가스와 컴프레서 휠로부터의 압축 공기와의 사이에서 열교환을 실행하는 발전 장치에 있어서, 열교환기, 버너 및 고체 전해질형 연료 전지를 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 회전부의 축선 상에 배치하고, 터빈 휠과 버너와의 사이에 고체 전해질형 연료 전지 혹은 버너로부터 터빈 휠을 향해서 배기 가스를 배출하는 공간을 형성하고, 이 공간의 반경 방향 외측에 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지를 배치한 발전 장치를 제안한다.
상기 구성에 의하면, 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 회전부의 축선 상에 열교환기, 버너 및 고체 전해질형 연료 전지를 배치하고, 고체 전해질형 연료 전지 혹은 버너로부터 터빈 휠을 향해서 배기 가스를 배출하는 공간의 반경 방향 외측에 열교환기 및 고체 전해질형 연료 전지를 배치했다. 그러므로, 상기 공간에 배출되는 고체 전해질형 연료 전지 혹은 버너의 폐열을, 버너 및 고체 전해질형 연료 전지에 의해 효과적으로 회수해서, 외부에의 열 발산을 억제함으로써, 발전 장치의 발전 효율을 향상시켜 연료 소비량을 삭감할 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제6특징에 의하면, 상기 제5특징에 추가해서, 컴프레서 휠로부터 열교환기에 압축 공기를 안내하는 제1압축 공기 통로를, 터빈 휠로부터 열교환기에 배기 가스를 안내하는 배기 가스 통로의 반경 방향 외측에 배치하는 동시에, 열교환기로부터 고체 전해질형 연료 전지에 압축 공기를 안내하는 제2압축 공기 통로를 상기 공간의 반경 방향 외측에 배치했다.
상기 구성에 의하면, 컴프레서 휠로부터 열교환기에 압축 공기를 안내하는제1압축 공기 통로를, 터빈 휠로부터 열교환기에 배기 가스를 안내하는 배기 가스 통로의 반경 방향 외측에 배치했다. 그러므로, 비교적 고온의 배기 가스가 지나는 배기 가스 통로로부터 발산되는 열을, 비교적 저온의 압축 공기가 통과하는 압축 공기 통로에서 회수해서, 발전 효율을 더욱 높일 수 있다. 또한, 열교환기로부터 고체 전해질형 연료 전지에 압축 공기를 안내하는 제2압축 공기 통로를 상기 공간의 반경 방향 외측에 배치했으므로, 상기 공간으로 배출되는 배기 가스의 열을 제2압축 공기 통로에서 회수해서 발전 효율을 한층 향상시킬 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제7특징에 의하면, 상기 제6특징에 추가해서, 제2압축 공기 통로를 고체 전해질형 연료 전지의 반경 방향 외측에 배치했다.
상기 구성에 의하면, 제2압축 공기 통로를 고체 전해질형 연료 전지의 반경 방향 외측에 배치했으므로, 고체 전해질형 연료 전지가 발생하는 열을 제2압축 공기 통로에서 회수해서 발전 효율을 더욱 높일 수 있다.
상기 제3목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제8특징에 의하면, 가스 터빈 엔진과 고체 전해질형 연료 전지를 일체로 구비한 발전 장치로서, 가스 터빈 엔진은 컴프레서 휠, 터빈 휠, 열교환기 및 버너를 포함하고, 컴프레서 휠은 압축 공기를 열교환기를 통해서 고체 전해질형 연료 전지 및 버너에 공급하고, 터빈 휠은 고체 전해질형 연료 전지 및 버너로부터의 배기 가스에 의해 구동되어서 컴프레서 휠을 구동하고, 열교환기는 터빈 휠로부터의 배기 가스와 컴프레서 휠로부터의 압축 공기와의 사이에서 열교환을 실행하며, 또한, 열교환기, 버너 및 고체 전해질형 연료 전지를 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 회전부의 축선 상에 배치하는 동시에, 버너의 반경 방향 외측을 둘러싸도록 고체 전해질형 연료 전지를 배치한 발전 장치를 제안한다.
상기 구성에 의하면, 열교환기, 버너 및 고체 전해질형 연료 전지를 컴프레서 휠 및 터빈 휠을 포함하는 회전부의 축선 상에 배치하고, 버너의 반경 방향 외측을 둘러싸도록 고체 전해질형 연료 전지를 배치했다. 그러므로, 버너가 발생하는 열을 고체 전해질형 연료 전지에 의해 회수해서 외부로 열의 발산을 억제함으로써, 발전 효율의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 시동 초기의 고체 전해질형 연료 전지를 조기에 활성화시켜 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 제3목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제9특징에 의하면, 상기 제8특징에 추가해서, 버너를 작동시킴으로써 가스 터빈 엔진을 시동하고, 가스 터빈 엔진의 폐열에 의해 고체 전해질형 연료 전지가 활성화된 후에, 버너의 작동을 정지한다.
상기 구성에 의하면, 가스 터빈 엔진의 시동 시에만 버너를 작동시키고, 가스 터빈 엔진의 폐열에 의해 고체 전해질형 연료 전지가 활성화되면, 버너의 작동을 정지한다. 그러므로, 고체 전해질형 연료 전지에 비해서 연료 소비량이 큰 버너의 작동을 최소한으로 억제해서 발전 효율을 높일 수 있다.
이하에, 도 1 및 도 2를 참조해서 본 발명의 제1실시예를 설명한다.
도 1 및 도 2에는, 가스 터빈 엔진(GT)에 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 일체화한 발전 장치를 나타낸다. 가스 터빈 엔진(GT)은, 사실상 컵(cup) 형상의 전방 케이싱(front casing)(11)을 포함하고, 전방 케이싱(11)의 내면을 따라 연장하도록 형성된 제1압축 공기 통로(12)의 상류 부분에, 에어클리너 및 사일렌서(silencer)(도시하지 않음)에 인도되는 흡기 통로(13)가 접속된다. 흡기 통로(13)의 중앙부를 관통해서 1쌍의 베어링(14, 15)에 의해 지지된 회전축(16)에는, 원심형 컴프레서 휠(17)과 원심형 터빈 휠(18)이 서로 인접해서 동축(同軸)에 고정되어 있다. 컴프레서 휠(17)의 외주(外周)에 방사상(放射狀)으로 형성된 복수의 컴프레서 블레이드(compressor blade)(17a…)는 상기 흡기 통로(13)에 대면하고 있으며, 상기 컴프레서 블레이드(17a…)로부터의 직하류에 위치하는 압축 공기 통로(12)에는 복수의 컴프레서 디퓨저(compressor diffuser)(19…)가 설치되어 있다. 회전축(16)의 전방 단부(端部)에는 터빈 휠(18)에 의해 구동되는 제너레이터(generator)(GE)가 설치된다.
전방 케이싱(11)의 후방 단부에 고리 형상으로 형성된 축열식 열교환기(recuperative heat exchanger)(20)가 배치되어 있다. 상기 열교환기(20)는, 다수의 금속 박판(薄板)을 방사상으로 배치함으로써 압축 공기 통로와 배기 가스 통로를 원주 방향에 번갈아 형성하고, 후방 단부의 외주에 가까운 위치에 제1압축 공기 통로(12)의 하류단(下流端)에 인도되는 압축 공기 입구(21)를 구비하는 동시에, 전방 단부의 내주(內周)에 가까운 위치에 압축 공기 출구(22)를 구비하고, 전방 단부의 외주에 가까운 위치에 배기 가스 입구(23)를 구비하는 동시에, 후방 단부의 내주에 가까운 위치에 대기에 인도되는 배기 가스 출구(24)를 구비한다. 상기 열교환기(20)는, 실선 화살표로 나타내는 비교적 저온의 압축 공기와, 파선(破線) 화살표로 나타내는 비교적 고온의 배기 가스를 서로 역방향으로 유동시킴으로써, 그 유로의 전장(全長)에 걸쳐서 압축 공기와 배기 가스 사이에 큰 온도차를 유지해서 열교환 효율을 향상시키고 있다.
열교환기(20)의 내주면(內周面)으로부터 후방을 향해서 계단이 있는 원통형의 후방 케이싱(25)이 접속되어 있으며, 상기 후방 케이싱(25)의 후방 반부(半部)에 고리 형상으로 형성된 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 수납되어 있다. 후방 케이싱(25)의 내주면을 따라 연장되어 형성된 제2압축 공기 통로(26)는, 그 상류단(上流端)이 압축 공기 출구(22)에 접속되고, 그 하류단이 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 외주부(外周部)에 접속되어 있다. 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 내측에 단일 드럼(drum)형의 버너(27)가 배치되어 있고, 버너(27)의 후방 단부에 연료 분사 노즐(28)이 설치되어 있다. 제2압축 공기 통로(26)의 중간 부분에 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 바이패스(bypass)시키는 개구를 개폐하는 개폐 밸브(29…)가 설치되어 있다.
회전축(16)의 후방 단부에 설치된 터빈 휠(18)의 외주 상에 방사상으로 형성된 복수의 터빈 블레이드(18a…)로부터 연장하는 배기 가스 통로(30)는, 열교환기(20)의 배기 가스 입구(23)에 접속되어 있으며, 이 배기 가스 통로(30)의 반경 방향 외부는 제1압축 공기 통로(12)에 의해 덮여져 있다. 터빈 휠(18)의 후면을 덮도록 열 차폐판(heat shield plate)(31)이 배치되어 있으며, 상기 열 차폐판(31)의 외주부에 터빈 블레이드(18a…)를 대면하는 터빈 노즐(32…)이 장착되어 있다.
컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)로서 구성되는 회전부(33)를 지지하는 회전축(16)의 축선(L)에 대하여, 가스 터빈 엔진(GT)의 각각의 구성 요소(즉, 컴프레서 휠(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20) 및 버너(27)) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)는 축대칭의 형상을 갖고 있다. 회전부(33)의 축선(L) 방향 후방에 형성된 공간(34)의 반경 방향 외측에 고리 형상의 열교환기(20)가 배치되고, 또한, 열교환기(20)의 축선(L) 방향 후방에 고리 형상의 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 배치되고, 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 내측에 버너(27)가 배치되어 있다.
공지된 고체 전해질형 연료 전지(FC)는, 각각 고리 형상의 박판으로 형성되는 다수의 셀(cell)을, 상기 셀 요소와 동일한 모양의 세퍼레이터(separator)를 인접 셀 요소의 사이에 끼워서 축선(L) 방향에 서로 포개서 구성된다. 각각의 셀 요소는 세라믹스계의 고체 전해질의 대향 측면에 캐소드(cathode)(공기 극(極)) 및 애노드(anode)(연료 극)를 적층해서 구성된다. 세퍼레이터에 형성된 통로를 통해서 캐소드 및 애노드에 각각 공기 및 연료가 공급되어, 그것들이 고체 전해질의 계면(界面)에서 서로 반응함으로써, 전기 에너지를 발생한다.
상기 구성을 구비한 본 발명의 실시예의 작용에 대해서 이하에서 설명한다.
발전 장치의 운전 중에, 흡기 통로(13)로부터 흡입되어서 컴프레서 휠(17)에 의해 압축된 공기는, 제1압축 공기 통로(12)를 경유해서 열교환기(20)에 공급되어, 거기에서 고온의 배기 가스(약 800℃)와의 열교환에 의해 배기 가스의 온도에 가깝게 가열된다. 열교환기(20)를 통과한 고온의 압축 공기는, 제2압축 공기 통로(26)를 경유해서 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 도달하여, 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 반경 방향 외측으로부터 반경 방향 내측으로 통과한다. 한편, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 공급된 천연 가스 등의 연료(공백 화살표를 볼것)는, 고온의 고체 전해질형 연료 전지(FC)에서 H2및 CO로 개질(改質)되어, 열교환기(20)로부터 공급된 공기와 반응함으로써, 발전이 실행된다.
발전 장치의 시동 시에는 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 활성화되어 있지 않기 때문에, 버너(27)를 일시적으로 작동시켜서 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 활성화 온도까지 가열시킨다. 더욱 상세하게는, 컴프레서 휠(17)로부터의 압축 공기를 열교환기(20)로부터 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 경유해서 버너(27)에 공급하고, 그 압축 공기에 연료 분사 노즐(28)로부터 분사된 연료를 혼합해서 연소시키면, 고온의 배기 가스가 열교환기(20)에 공급되어서 열교환이 실행됨으로써, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 공급되는 압축 공기의 온도가 상승한다. 버너(27)에서 발생한 배기 가스에 의해 터빈 휠(18)이 구동되기 때문에, 컴프레서 휠(17)에의한 공기의 흡입 및 압축이 효과적으로 실행됨으로써, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 공급되는 압축 공기의 온도가 더욱 상승한다.
그 결과, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 공급되는 압축 공기의 온도가 소정의 온도(예를 들면, 500℃∼600℃)에 도달하면, 연료 분사 노즐(28)로부터의 연료의 분사를 정지해서 버너(27)를 비작동 상태로 할지라도, 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 온도가 활성화 온도에 도달되기 때문에 발전 장치의 운전은 계속된다. 또한, 개폐 밸브(29…)의 개방 각도를 변화시켜서 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 통과하는 압축 공기량과 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 바이패스하는 압축 공기량 사이의 비율을 제어함으로써, 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 온도를 제어하고, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 있어서의 압력 손실을 저감시킬 수 있다.
버너(27)를 축선(L) 방향에 이동이 자유롭게 장착하여, 시동 시에는 후방 케이싱(25)의 내부로 돌출하도록 이동시키고, 시동 후에 후방 케이싱(25)의 외부로 후퇴시키기 때문에, 시동 후의 발전 장치의 운전 중에 고체 전해질형 연료 전지(FC)로부터의 배기 가스가 버너(27)와 간섭하지 않고 원활하게 흐르게 되어서, 발전 효율의 추가적인 향상을 기대할 수 있다.
그러므로, 터빈 휠(18)의 회전축(16)에 의해 구동되는 제너레이터(GE)에서 발전된 전력과, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 의해 발전된 전력이, 통합되어서 출력된다. 연료의 화학적 에너지의 약50％가 고체 전해질형 연료 전지(FC)에서 전기 에너지로 변환되고, 약15％가 제너레이터(GE)에서 전기 에너지로 변환되기 때문에, 발전 장치의 효율은 65％의 매우 높은 레벨에 도달한다.
컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)을 포함하는 회전부(33)의 축선(L)에 대하여, 컴프레서 휠(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20), 버너(27) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, 가스 터빈(GT) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC) 내의 압축 공기 및 배기 가스의 흐름이 축대칭으로 되어서 원주 방향에서 균일화된다. 그러므로, 열교환기(20)에 유입되는 압축 공기 및 배기 가스의 유속을 균일화할 수 있고, 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 유입되는 압축 공기의 유속을 균일화할 수 있으므로, 열교환기(20)에 있어서의 열교환 효율의 향상 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 있어서의 발전 효율의 향상에 기여할 수 있다. 또한, 발전 장치의 상기 축대칭 배치에 의해 압력 손실이 감소되어서, 발전 효율의 향상 및 연료 소비량의 저감이 이루어진다. 또한, 가스 터빈(GT) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 내부의 온도 분포도 축대칭으로 됨으로써, 각종 부재의 열 변형이 최소화로 되어서, 컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)의 원활한 회전이 보장되는 동시에, 열응력에 의한 세라믹제 부품의 손상 등이 방지되어서 내구성이 향상된다. 또한, 케이싱 및 통로와 같은 부품도 축대칭으로 배치할 수 있으므로, 금속 판 등의 얇은 재료로 제작할 수 있어 경량화를 달성할 수 있으며, 열량의 감소에 의해 냉간 시동 시의 열 손실을 추가로 감소시켜서 연료 소비량을 추가로 저감시킬 수 있다.
고리 형상으로 형성된 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 발전 장치의 제일 안쪽 위치에 배치했으므로, 상기 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 내측에 형성된 공간(34)에 가스 터빈(GT)의 버너(27)와 같은 구성 요소를 수납해서 컴팩트화를 도모할 수 있으며, 또한 가스 터빈(GT)에 의해발생되는 열을, 외부 위치에 배치된 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 의해 회수할 수 있다. 특히, 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 내측의 공간(34)에 버너(27)를 배치했으므로, 발전 장치의 축선(L) 방향에 있어서의 치수를 감소시킬 수 있고, 추가로 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 의해 열을 회수할 수 있다. 특히, 발전 장치를 시동하기 위해 버너(27)를 작동시켰을 때에, 반경 방향 외부 위치에 배치된 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 효과적으로 가열하여 조기에 활성화를 시켜서, 연료 소비량의 저감에 기여할 수 있다.
축선(L)을 따라 전방으로부터 후방에, 컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)을 포함하는 회전부(33)와, 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 순차적으로 배치되어 있기 때문에, 발전 장치의 반경 방향 치수를 감소시킬 수 있고, 추가로 압축 공기 및 배기 가스의 유속을 균일화시킬 수 있으며, 압축 공기 및 배기 가스의 흐름을 원활하게 해서 압력 손실을 감소시켜, 발전 효율을 높일 수 있다.
또한, 컴프레서 휠(17)로부터 열교환기(20)에 비교적 저온의 압축 공기를 안내하는 제1압축 공기 통로(12)를, 비교적 고온의 배기 가스를 안내하는 배기 가스 통로(30)의 반경 방향 외부를 덮도록 배치했으므로, 고온의 배기 가스 통로(30)로부터 발산되는 열을 저온의 제1압축 공기 통로(12)에 의해 회수할 수 있으므로, 전방 케이싱(11)으로부터의 열의 발산을 방지해서 발전 효율을 더욱 높일 수 있다. 또한, 제2압축 공기 통로(26)가 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 외부를 덮도록 배치되어 있으므로, 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 발생하는 열을 제2압축 공기 통로(26)에 의해 회수하여, 후방 케이싱(25)으로부터 외부로 열이 발산되지않도록 방지해서 발전 효율을 더욱 높일 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조해서 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 제2실시예는 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 형상에 대해서 제1실시예와 상이하나, 그 밖의 구성품의 구성은 제1실시예의 그것과 동일하다.
제2실시예에서는, 고리 형상으로 형성된 복수 개(예를 들면, 8개)의 고체 전해질형 연료 전지(FC)를, 회전부(33)의 축선(L) 주위를 둘러싸도록 원주 방향에 등간격으로 배치한다. 고체 전해질형 연료 전지(FC)는, 회전부(33)의 축선(L)에 상기 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 축선(Ll)이 평행한 상태에서, 후방 케이싱(25)과 원통형 격벽(41)에 의해 구획된 고리 형상의 공간(42)에 수납되어 있다.
또한 제2실시예에 의해서도, 8개의 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 회전부(33)의 축선(L)에 대하여 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, 제1실시예에 있어서의 그것과 동일한 기능 및 효과를 달성할 수 있다. 또한, 각각의 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 직경이 제1실시예의 것보다 작기 때문에, 그 셀 요소 및 세퍼레이터가 소형이 되어서 제조가 용이해진다.
이어서, 도 5 및 도 6을 참조해서 본 발명의 제3실시예를 설명한다. 제3실시예도 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 형상에 대해서 제1실시예와 상이하나, 그 밖의 구성품의 구성은 제1실시예의 그것과 동일하다.
고리 형상으로 형성된 복수 개(예를 들면, 12개)의 고체 전해질형 연료 전지(FC)를, 축선(L)을 둘러싸도록 회전부(33)의 축선(L) 방향에 2열(列)로, 또한 원주 방향에 등간격으로 배치한 것이다. 각각의 열의 6개의 고체 전해질형 연료 전지(FC)는, 그 축선(L2)을 회전부(33)의 축선(L)에 대하여 방사상으로 배치한 상태에서, 후방 케이싱(25)과 원통형의 격벽(41)에 의해 구획된 고리 형상의 공간(42)에 수납되어 있다.
또한 제3실시예에 의해서도, 12개의 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 회전부(33)의 축선(L)에 대하여 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, 제1실시예의 그것과 동일한 기능 및 효과를 달성할 수 있다. 또한, 각각의 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 직경이 제1실시예의 것보다 작기 때문에, 그 셀 요소 및 세퍼레이터가 소형이 되어서 제조가 용이해진다. 또한, 축선 방향의 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 열(列) 수(數)를 원하는 대로 증가시킴으로써, 동일한 발전 용량을 확보하면서 발전 장치의 외부 직경을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예를 상세하게 설명했지만, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 설계 변경을 실행할 수 있음을 이해할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 가스 터빈 엔진으로부터의 폐열을 이용해서 고체 전해질형 연료 전지를 작동시키는 발전 장치에 이용할 수 있다. 상기 가스 터빈은, 자동차 등의 이동체에 탑재할 수도 있으며, 또는 고정식의 것일 수도 있다.

Claims (9)

  1. 가스 터빈 엔진(gas turbine engine)(GT)과 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 일체로 구비한 발전 장치로서, 상기 가스 터빈 엔진(GT)은 컴프레서 휠(compressor wheel)(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20) 및 버너(burner)(27)를 포함하고, 상기 컴프레서 휠(17)은 압축 공기를 열교환기(20)를 통해서 고체 전해질형 연료 전지(FC) 및 버너(27)에 공급하고, 상기 터빈 휠(18)은 고체 전해질형 연료 전지(FC) 및 버너(27)로부터의 배기 가스에 의해 구동되어서 컴프레서 휠(17)을 구동하고, 상기 열교환기(20)는 터빈 휠(18)로부터의 배기 가스와 컴프레서 휠(17)로부터의 압축 공기와의 사이에서 열교환을 실행하는 발전 장치에 있어서,
    컴프레서 휠(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20), 버너(27) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)는 컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)을 포함하는 회전부(33)의 축선(L)을 공유하는 축대칭의 형상이며, 또한 상기 회전부(33)에 대하여 상기 축선(L) 방향의 한쪽 측에 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 순차적으로 배치한 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)는 상기 축선(L)을 중심으로 하는 고리 형상인 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  3. 제1항에 있어서, 컴프레서 휠(17)로부터 열교환기(20)에 압축 공기를 안내하는 압축 공기 통로(12)를, 터빈 휠(18)로부터 열교환기(20)에 배기 가스를 안내하는 배기 가스 통로(30)의 반경 방향 외측에 배치한 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  4. 제1항에 있어서, 고체 전해질형 연료 전지(FC)는 상기 축선(L)을 중심으로 하는 고리 형상이며, 상기 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 내측에 형성된 공간(34)에 버너(27)를 배치한 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  5. 가스 터빈 엔진(GT)과 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 일체로 구비한 발전 장치로서, 상기 가스 터빈 엔진(GT)은 컴프레서 휠(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20) 및 버너(27)를 포함하고, 상기 컴프레서 휠(17)은 압축 공기를 열교환기(20)를 통해서 고체 전해질형 연료 전지(FC) 및 버너(27)에 공급하고, 상기 터빈 휠(18)은 고체 전해질형 연료 전지(FC) 및 버너(27)로부터의 배기 가스에 의해 구동되어서 컴프레서 휠(17)을 구동하고, 상기 열교환기(20)는 터빈 휠(18)로부터의 배기 가스와 컴프레서 휠(17)로부터의 압축 공기와의 사이에서 열교환을 실행하는 발전 장치에 있어서,
    열교환기(20), 버너(27) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)을 포함하는 회전부(33)의 축선(L) 상에 배치하고, 터빈 휠(18)과 버너(27)와의 사이에 고체 전해질형 연료 전지(FC) 혹은 버너(27)로부터 터빈 휠(18)을 향해서 배기 가스를 배출하는 공간(34)을 형성하고, 상기 공간(34)의 반경방향 외측에 열교환기(20) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 배치한 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  6. 제5항에 있어서, 컴프레서 휠(17)로부터 열교환기(20)에 압축 공기를 안내하는 제1압축 공기 통로(12)를, 터빈 휠(18)로부터 열교환기(20)에 배기 가스를 안내하는 배기 가스 통로(30)의 반경 방향 외측에 배치하는 동시에, 열교환기(20)로부터 고체 전해질형 연료 전지(FC)에 압축 공기를 안내하는 제2압축 공기 통로(26)를 상기 공간(34)의 반경 방향 외측에 배치한 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  7. 제6항에 있어서, 제2압축 공기 통로(26)를 고체 전해질형 연료 전지(FC)의 반경 방향 외측에 배치한 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  8. 가스 터빈 엔진(GT)과 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 일체로 구비한 발전 장치로서, 상기 가스 터빈 엔진(GT)은 컴프레서 휠(17), 터빈 휠(18), 열교환기(20) 및 버너(27)를 포함하고, 상기 컴프레서 휠(17)은 압축 공기를 열교환기(20)를 통해서 고체 전해질형 연료 전지(FC) 및 버너(27)에 공급하고, 상기 터빈 휠(18)은 고체 전해질형 연료 전지(FC) 및 버너(27)로부터의 배기 가스에 의해 구동되어서 컴프레서 휠(17)을 구동하고, 상기 열교환기(20)는 터빈 휠(18)로부터의 배기 가스와 컴프레서 휠(17)로부터의 압축 공기와의 사이에서 열교환을 실행하는 발전 장치에 있어서,
    열교환기(20), 버너(27) 및 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 컴프레서 휠(17) 및 터빈 휠(18)을 포함하는 회전부(33)의 축선(L) 상에 배치하는 동시에, 버너(27)의 반경 방향 외측을 둘러싸도록 고체 전해질형 연료 전지(FC)를 배치한 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
  9. 제8항에 있어서, 버너(27)를 작동시킴으로써 가스 터빈 엔진(GT)을 시동하고, 가스 터빈 엔진(GT)의 폐열에 의해 고체 전해질형 연료 전지(FC)가 활성화된 후에, 상기 버너(27)의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는, 발전 장치.
KR1020047018041A 2002-05-16 2003-05-14 발전 장치 KR100558575B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2002-00141038 2002-05-16
JP2002141038A JP3901578B2 (ja) 2002-05-16 2002-05-16 発電装置
JPJP-P-2002-00141039 2002-05-16
JP2002141039A JP3901579B2 (ja) 2002-05-16 2002-05-16 発電装置
JP2002141040A JP4129144B2 (ja) 2002-05-16 2002-05-16 発電装置および発電装置の始動方法
JPJP-P-2002-00141040 2002-05-16
PCT/JP2003/005991 WO2003097394A2 (en) 2002-05-16 2003-05-14 Gas turbine power generating system with fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050006240A true KR20050006240A (ko) 2005-01-15
KR100558575B1 KR100558575B1 (ko) 2006-03-13

Family

ID=29553979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047018041A KR100558575B1 (ko) 2002-05-16 2003-05-14 발전 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7166380B2 (ko)
EP (1) EP1504488B1 (ko)
KR (1) KR100558575B1 (ko)
AT (1) ATE500630T1 (ko)
AU (1) AU2003230244B2 (ko)
CA (1) CA2484988A1 (ko)
DE (1) DE60336223D1 (ko)
WO (1) WO2003097394A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190035862A (ko) * 2017-06-15 2019-04-03 쑤저우 디에스엠 그린 파워 엘티디 압축 공기 터빈 직류발전기 시스템

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4362359B2 (ja) * 2003-12-26 2009-11-11 本田技研工業株式会社 燃料電池及び燃料電池スタック
US20060046894A1 (en) * 2004-08-09 2006-03-02 Kyle Ronald L Hybrid vehicle with exhaust powered turbo generator
US8920997B2 (en) 2007-07-26 2014-12-30 Bloom Energy Corporation Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems
CN103597643B (zh) * 2011-04-21 2016-06-08 空中客车德国运营有限责任公司 驱动单元、用于提供动力的方法以及驱动单元的运用
DE102011111869A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Christian Berger Heiz und Stromgenerator zum An- oder Einbau an Heizkessel für private und gewerbliche Anlagen
CN105484863A (zh) * 2015-12-24 2016-04-13 清华大学 涡轮活塞组合发动机的空气系统
US10724432B2 (en) 2017-11-07 2020-07-28 General Electric Company Integrated fuel cell and engine combustor assembly
CN111206990A (zh) * 2019-01-15 2020-05-29 程建平 一种微型燃气轮发电增程器
DE102021127333A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Ihi Charging Systems International Gmbh Aufladesystem einer Brennstoffzelle
DE102021127331A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Ihi Charging Systems International Gmbh Aufladesystem einer Brennstoffzelle
DE102021127332A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Ihi Charging Systems International Gmbh Aufladesystem einer Brennstoffzelle
US20230212991A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-06 General Electric Company Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine
US11933216B2 (en) * 2022-01-04 2024-03-19 General Electric Company Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine
US11923586B1 (en) * 2022-11-10 2024-03-05 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
US20240162458A1 (en) * 2022-11-10 2024-05-16 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
US12078350B2 (en) * 2022-11-10 2024-09-03 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
US11859820B1 (en) * 2022-11-10 2024-01-02 General Electric Company Gas turbine combustion section having an integrated fuel cell assembly
DE102023104856A1 (de) 2023-02-28 2024-08-29 Ihi Charging Systems International Gmbh Aufladesystem einer Brennstoffzelle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161369A (en) * 1991-01-28 1992-11-10 Williams International Corporation Aft fan gas turbine engine
US5413879A (en) * 1994-02-08 1995-05-09 Westinghouse Electric Corporation Integrated gas turbine solid oxide fuel cell system
US5693201A (en) * 1994-08-08 1997-12-02 Ztek Corporation Ultra-high efficiency turbine and fuel cell combination
US5811201A (en) * 1996-08-16 1998-09-22 Southern California Edison Company Power generation system utilizing turbine and fuel cell
US5955039A (en) * 1996-12-19 1999-09-21 Siemens Westinghouse Power Corporation Coal gasification and hydrogen production system and method
US5968680A (en) * 1997-09-10 1999-10-19 Alliedsignal, Inc. Hybrid electrical power system
AU1085499A (en) 1997-10-14 1999-05-03 Capstone Turbine Corporation Vehicle powered by a fuel cell/gas turbine combination
GB9813757D0 (en) * 1998-06-25 1998-08-26 Gec Marconi Aerospace Limited Integral fuel cell
US6255010B1 (en) 1999-07-19 2001-07-03 Siemens Westinghouse Power Corporation Single module pressurized fuel cell turbine generator system
WO2002037587A2 (en) * 2000-10-30 2002-05-10 Ztek Corporation A hybrid electrical power system employing fluid regulating elements for controlling various operational parameters of the system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190035862A (ko) * 2017-06-15 2019-04-03 쑤저우 디에스엠 그린 파워 엘티디 압축 공기 터빈 직류발전기 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
ATE500630T1 (de) 2011-03-15
US20060280979A1 (en) 2006-12-14
WO2003097394A3 (en) 2004-02-19
WO2003097394A2 (en) 2003-11-27
CA2484988A1 (en) 2003-11-27
KR100558575B1 (ko) 2006-03-13
US7166380B2 (en) 2007-01-23
EP1504488B1 (en) 2011-03-02
DE60336223D1 (de) 2011-04-14
AU2003230244A1 (en) 2003-12-02
AU2003230244B2 (en) 2007-03-29
EP1504488A2 (en) 2005-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100558575B1 (ko) 발전 장치
ES2287507T3 (es) Un sistema de celda de combustible de oxido solido.
US8616835B2 (en) Gas turbine
WO2008038497A1 (fr) Turbine à gaz
US8297059B2 (en) Nozzle for a turbomachine
US5996336A (en) Jet engine having radial turbine blades and flow-directing turbine manifolds
US8082738B2 (en) Diffuser arranged between the compressor and the combustion chamber of a gas turbine
CN218064968U (zh) 一种燃烧喷嘴及内外混燃机
WO2012118288A1 (ko) 가스터빈
US2631429A (en) Cooling arrangement for radial flow gas turbines having coaxial combustors
JP3901578B2 (ja) 発電装置
EP0811752B1 (en) Centrifugal gas turbine
US20200271056A1 (en) Airfoil for turbines, and turbine and gas turbine including the same
CN110168205B (zh) 燃气涡轮发动机
JP4129144B2 (ja) 発電装置および発電装置の始動方法
US8448447B2 (en) Gas turbine engine with fuel booster
CN113107679B (zh) 一种小型燃气轮机的复合切向进气的过渡段部件
US10787965B1 (en) Advanced gas turbine engine
US20200270999A1 (en) Airfoil for turbines, and turbine and gas turbine including the same
JP3200101B2 (ja) 双スプールガスタービンエンジン
CN106948942A (zh) 一种高效燃气轮机
JP4987427B2 (ja) 作動ガス流入路の冷却構造を備える常圧燃焼タービンシステム
JP3901579B2 (ja) 発電装置
WO2008020758A1 (en) Reaction turbine engine
CN214577380U (zh) 一种具有多管爆震燃烧室的微型燃气轮机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee