KR970704252A - 연료 셀 발전소 노 - Google Patents

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Abstract

연료 셀 시스템이 탄화 수소 연료와 증기를 생성 가스로 재형성하기 위한 증기를 전기적으로 전환하기 위한 연료 셀 스택용 연료 처리 장치를 구비한다. 연료 처리 장치는 노와 촉매 리액터를 구비한 촉매 반응 장치이다. 촉매 반응 장치의 효율을 증가시키며 촉매 리액터의 크기 및/또는 수를 감소시키는 노력의 일환으로, 본 발명은 노내 불꽃 온도를 상승시키도록 공기 및 연료 예열 챔버를 사용하는 노에 관한것이다.

Description

연료 셀 발전소 노
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도

Claims (24)

  1. 연소 가스의 불꽃 온도를 증가시키는 방법으로서, 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료를 쉘에 주입하기 위한 연료 입구 및 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 연료 예열 챔버를 구비한 형태의 노에 사용하기 위한 상기 방법에 있어서, 저온 노 연료를 연료 예열 챔버에 주입하는 단계와, 상기 저온 노 연료가 연소 가스와 열 전달 관계가 되어 상기 저온 노 연료를 가열하며 고온 노 연료를 생성하게 하도록 연료 예열 챔버를 통하여 상기 저온 노 연료를 유동시키는 단계와, 상기 고온 노 연료를 상기 연료 입구에 유동시키는 단계와, 상기 고온 노 연료와 공기를 연소시켜 상기 연소 가스를 생성하며, 상기 생성 가스는 약 2100℉ 내지 약 2700℉사이의 불꽃 온도를 갖는 단계를 포함하는 연소 가스의 불꽃 온도를 증가시키는 방법.
  2. 연소 가스의 불꽃 온도를 증가시키는 방법으로서, 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료를 쉘에 주입하기 위한 연료 입구 및 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 공기 예열 챔버를 구비한 형태의 노에 사용하기 위한 상기 방법에 있어서, 저온 공기를 공기 예열 챔버에 주입하는 단계와, 저온 공기가 연소 가스와 열 전달 관계가 되어 상기 저온 공기를 가열하며 고온 공기를 생성하도록 상기 저온 공기를 공기 예열 챔버를 통하여 유동시키는 단계와, 상기 고온 공기를 상기 공기 입구에 유동시키는 단계와, 상기 노 연료와 고온 공기를 연소시켜 상기 연소 가스를 생성하며, 상기 연소 가스는 약 2100℉ 내지 약 2700℉사이의 불꽃 온도를 갖는 단계를 포함하는 연소 가스의 불꽃 온도를 증가시키는 방법.
  3. 연소 가스의 불꽃 온도를 증가시키는 방법으로서, 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료을 쉘에 주입하기 위한 연료 입구와, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 연료 예열 챔버 및 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 공기 예열 챔버를 구비한 형태의 노에 사용하기 위한 상기 방법에 있어서, 저온 노 연료를 연료 예열 챔버에 주입하는 단계와, 저온 공기를 공기 예열 챔버에 주입하는 단계와, 상기 저온 노 연료가 연소 가스와 열 전달 관계가 되어 상기 저온 노 열료를 가열하며 고온 노 연료를 생성하도록 상기 저온 노 연료를 연료 예열 챔버를 통하여 유동시키는 단계와, 상기 저온 공기가 연소 가스와 열 전달 관계가 되어 상기 저온 공기를 가열하며 고온 공기를 생성하도록 상기 저온 공기를 공기 예열 챔버를 통하여 유동시키는 단계와, 상기 고온 노 연료를 상기 연료 입구로 유동시키는 단계와, 상기 고온 공기를 상기 공기 입구로 유동시키는 단계와, 상기 고온 노 연료와 상기 고온 공기를 연소시켜, 약 2100℉내지 약 2700℉사이의 불꽃 온도를 구비한 상기 연소 가스를 생성하는 단계를 포함하는 연소 가스의 불꽃 온도를 증가시키는 방법.
  4. 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하기 위한 것으로, 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료를 쉘에 주입하기 위한 연료 입구를 구비한 노에 있어서, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 연료 예열 챔버로서, 상기 연료 예열 챔버는 저온 노 연료를 수용하며, 상기 저온 노 연료를 연소 가스와 열 전달 관계로 유동시켜 고온 노 연료를 생성하며, 상기 고온 노 연료가 상기 연료 입구를 통하여 쉘로 유동하도록 상기 연료 입구와 유체 연통하는 상기 연료 챔버를 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소가스를 제공하는 노.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 연료 예열 챔버가, 쉘 부분을 동심적으로, 부분적으로 감싸고 있는 분리 이격되어 있는 챔버 벽과, 연료 예열 챔버 주변에 원주방향으로 저온 노 연료의 상당히 균일한 유동을 제공하는 상부 매니폴드로서, 쉘과 챔버 벽에 부착되는 상기 상부 매니폴드와, 쉘과 상부 매니폴드로부터 이격된 챔버 벽에 부착되는 하부 매니폴드를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 챔버 벽은 쉘 부분을 동심적으로, 완전히 감싸고 있는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 쉘이, 쉘내의 내면과, 대향하는 외면과, 상기 쉘의 상기 내면과 상기 외면의 다수의 이격된, 나선형 유동 경로를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  8. 제 7 항에 있어서, 나선형 유동 경로는 다수의 금속 로드로 형성된 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  9. 제 7 항에 있어서, 나선형 유동 경로는 다수의 가요성 세라믹 로드로 형성되는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  10. 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하기 위한 것으로, 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료를 쉘에 주입하기 위한 연료 입구를 구비한 노에 있어서, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 공기 예열 챔버로서, 상기 공기 예열 챔버는 저온 공기를 수용하며, 상기 저온 공기를 연소 가스와 열 전달 관계로 유동시켜 고온 공기를 생성하며, 상기 고온 공기가 상기 공기 입구를 통하여 쉘로 유동하도록 상기 공기 입구와 유체 연통하는 상기 공기 챔버를 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 공기 예열 챔버가, 쉘 부분을 동심적으로, 부분적으로 감싸고 있는 분리 이격되어 있는 챔버 벽과, 공기 예열 챔버 주변에 원주방향으로 저온 공기의 상당히 균일한 유동을 제공하는 상부 매니폴드로서, 쉘과 챔버 벽에 부착되는 상기 상부 매니폴드와, 쉘과 상부 매니폴드로부터 이격된 챔버 벽에 부착되는 하부 매니폴드를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  12. 상기 챔버 벽은 쉘 부분을 동심적으로, 완전히 감싸고 있는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소가스를 제공하는 노.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 쉘이, 쉘내의 내면과, 대향하는 외면과, 상기 쉘의 상기 내면과 상기 외면의 다수의 이격된, 나선형 유동 경로를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  14. 제 13 항에 있어서, 나선형 유동 경로는 다수의 금속 로드로 형성되는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  15. 제 14 항에 있어서, 나선형 유동 경로는 다수의 가요성 세라믹 로드로 형성된 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  16. 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하기 위한 것으로, 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료를 쉘에 주입하기 위한 연료 입구를 구비한 노에 있어서, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 연료 예열 챔버로서, 상기 연료 예열 챔버는 저온 노 연료를 수용하며, 상기 저온 노 연료를 연소 가스와 열 전달 관계로 유동시켜 고온 노 연료를 생성하며, 상기 고온 노 연료가 상기 연료 입구를 통하여 쉘로 유동하도록 상기 연료 입구와 유체 연통하는, 상기 연료 챔버와, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 공기 예열 챔버로서, 상기 공기 예열 챔버는 저온 공기를 수용하며, 상기 저온 공기를 연소 가스와 열 전달 관계로 유동시켜 고온 공기를 생성하며, 상기 고온 공기가 상기 고온 공기가 상기 공기 입구를 통하여 쉘로 유동하도록 상기 공기 입구와 유체 연통하는 상기 공기 챔버를 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  17. 제 16 항에 있어서, 연료와 공기 예열 챔버의 각각이, 쉘 부분을 동심적으로, 부분적으로 감싸고 있는 분리 이격되어 있는 챔버 벽과, 연료 또는 공기 예열 챔버 주변에 원주방향으로 저온 노 연료 또는 공기의 상당히 균일한 유동을 제공하는 상부 매니폴드로서, 쉘과 챔버 벽과 부착되는 상기 상부 매니폴드와 , 쉘과 상부 매니폴드로부터 이격된 챔버 벽에 부착되는 하부 매니폴드를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  18. 제 17 항에 있어서, 각각의 챔버 벽은 쉘 부분을 동심적으로, 완전히 감싸고 있는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 쉘이, 쉘내의 외면과, 대항하는 외면과, 상기 쉘의 상기 내면과 상기 외면의 다수의 이격된, 나선형 유동 경로를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  20. 제 19 항에 있어서, 나선형 유동 경로는 다수의 금속 로드로 형성된 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  21. 제 19 항에 있어서, 나선형 유동 경로는 다수의 가요성 세라믹 로드로 형성된 노 연료와 공기를 연소 시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  22. 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하기 위한 것으로, 상부 벽과 상부 벽으로부터 이격된 바닥 벽과 상면 및 바닥 벽사이에 배치된 수직 측벽을 구비한 쉘로서, 상기 수직 측벽은 쉘내의 내면과 대향하는 외면을 구비하며, 상기 외면은 바닥 벽 근처에 배치된 제 1 부분과 제 1 부분 위에 배치된 제 2 부분을 구비하는 상기 쉘과, 공기를 쉘에 주입하기 위한 공기 입구와, 노 연료를 쉘에 주입하기 위한 연료 입구를 구비한 노에 있어서, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 연료 예열 챔버로서, 상기 연료 챔버는 저온 노 연료를 수용하며, 상기 저온 노 연료를 연소 가스와 열 전달 관계로 유동시켜 고온 노 연료를 생성하며, 상기 고온 노 연료가 상기 연료 입구를 통하여 쉘로 유동하도로록 상기 연료 입구와 유체 연통하며, 쉘의 제 1 부분을 동심적으로 완전히 감싸고 있는 분리 이격된 챔버 벽을 구비한 상기 연료 예열 챔버와, 연료 예열 챔버 주변에 원주방향으로 저온 노 연료의 상당히 균일한 유동을 제공하는 상부 매니폴드로서, 쉘과 챔버 벽에 부착되는 상기 상부 매니폴드와, 쉘과 상부 매니폴드로부터 이격된 챔버 벽에 부착되는 하부 매니폴드와, 쉘의 외부에 쉘과 일체형으로 배치된 공기 예열 챔버로서, 상기 공기 예열 챔버는 저온 공기를 수용하며, 상기 저온 공기를 연소 가스와 열 전달 관계로 유동시켜 고온 공기를 생성하며, 상기 고온 공기가 상기 공기 입구를 통하여 쉘로 유동하도록 상기 공기 입구와 유체 연통하며 쉘의 제 2 부분을 동심적으로 완전히 감싸며 분리 이격되어 있는 챔버 벽을 구비한 상기 공기 예열 챔버와, 공기 예열 챔버 주변에 원주방향으로 저온 공기의 상당히 균일한 유동을 제공하는 상부 매니폴드로서, 쉘과 챔버 벽에 부착되는 상기 상부 매니폴드와, 쉘과 상부 매니폴드로부터 이격된 챔버 벽에 부착되는 하부 매니폴드를 더 포함하는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노.
  23. 탄화 수소 연료와 증기를 재형성하는 증기에 의하여 생성 가스를 생성하도록 연료 공정 장치를 구비한 유형의 연료 셀 발전소로서, 상기 연료 공정 장치는 노 연료와 공기를 연소시키므로써 연소 가스를 제공하는 노를 구비하며, 상기 노는 쉘과 쉘에 공기를 주입하기 위한 공기 입구와 쉘에 노 연료를 주입하기 위한 연료 입구를 구비하며, 상기 연료 처리 장치는 상기 연소 가스와 열 전달 관계의 노내에 배치된 촉매 리액터를 더 구비하며, 상기 촉매 리액터는 그안의 촉매 베드와 상기 촉매 베드와 접촉하는 탄화 수소 연료와 증기를 주입하여 생성 가스를 생성하기 위한 입구 및 상기 리액터로부터 생성 가스를 배출하기 위한 배출구를 구비하는 상기 발전소에 있어서, 상기 생성 가스를 전기적으로 전환하므로써 전기를 제공하는 연료 셀 스택으로서, 상기 연료 셀 스택은, 각각의 연속적으로 정렬된 연료 셀로서 양극, 음극 및 이사이에 배치된 전해질로 형성된 각각의 상기 연료 셀과, 양극과 유체 연통하는 촉매 리액터로부터 생성 가스와, 전기가 생성되도록 상기 음극과 유체 연통하는 옥시던트와 양극 배출물을 생성하는 상기 음극을 구비하며, 상기 향상된 장치는, 쉘의 외부에 일체형으로 배치된 연료 예열 챔버로서, 상기 연료 예열 챔버는 양극 배출물을 수용하며 연소 가스와 열 전달 관계의 양극 배출물을 유동시켜 고온 노 연료를 생성하는 상기 고온 노 연료가 연료 입구로 유동하도록 연료 입구와 유체 연통하는 상기 연료 예열 챔버를 포함하는 연료 셀 발전소.
  24. 제 23 항에 있어서, 쉘 외부에 일체형으로 배치된 공기 예열 챔버로서, 상기 공기 예열 챔버는 저온 공기를 수용하며 상기 저온 공기가 연소 가스와 열 전달 관계로 유동하여, 고온 공기를 생성하며, 상기 고온 공기가 상기 공기 입구를 통하여 쉘로 유동하도록 상기 공기 입구와 유체 연통하는 상기 공기 예열 챔버를 포함하는 연료 셀 발전소.
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