发动机系统和操作发动机的方法技术方案

本发明专利技术的一个实施方案为用于操作发动机的独特方法。另一个实施方案为独特的发动机系统。其它实施方案包括用于发动机与发动机系统的设备、系统、装置、硬件、方法和组合。本申请的其它实施方案、形式、特征、方面、益处和优点将由在此提供的说明书和附图变得显而易见。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的一个实施方案为用于操作发动机的独特方法。另一个实施方案为独特的发动机系统。其它实施方案包括用于发动机与发动机系统的设备、系统、装置、硬件、方法和组合。本申请的其它实施方案、形式、特征、方面、益处和优点将由在此提供的说明书和附图变得显而易见。【专利说明】相关申请的交叉引用 本申请是以下的部分连续案:题为“Apparatus For Generating A Gas Which May BeUsed For Startup And Shutdown Of A Fuel Cell (产生可用于燃料电池起动和停机的气体的设备)”、提交于2009年9月4日的美国专利申请号12/554460，和题为“Method ForGenerating A Gas Which May Be Used For Startup And Shutdown Of A Fuel Cell (产生可用于燃料电池起动和停机的气体的方法)”、提交于2009年9月4日的美国专利申请号 12/554039,题为“Engine Systems and Methods of Operating an Engine ()”、提交于2011年6月30日的美国专利申请号13/173787，题为 “Reducing Gas Generators and Methods for Generating a Reducing Gas (还原性气体发生器和用于产生还原性气体的方法)”、提交于2011年6月30日的美国专利申请号13/174044，和题为“Reducing Gas Generators and Methods for Generating a ReducingGas (还原性气体发生器和用于产生还原性气体的方法)”、提交于2011年6月30日的美国专利申请号13/174670，其中每一个通过引用并入本文。专利中的政府权利 本专利技术在政府支持下，在能源部(the Department of Energy)授予的DE-FC26-08NT01911下完成。政府在本专利技术中具有一定的权利。专利
本专利技术涉及发动机，更特别是用经重整的燃料供应的发动机，和操作这些发动机的方法。背景 有效使用经重整燃料的发动机系统仍然是受关注的领域。一些现有的系统相对于某些应用具有各种不足、缺陷和缺点。因此，仍需要在该领域中进一步的技术成果。概述 本专利技术的一个实施方案为操作发动机的独特方法。另一个实施方案为独特的发动机系统。其它实施方案包括设备、系统、装置、硬件、方法和发动机与发动机系统的组合。本申请的其它实施方案、形式、特征、方面、益处和优点由在此提供的说明书与附图变得显而易见。附图简述 本文描述参考附图，其中相似的附图标记指代相似的部分，遍及所述数个附图，其中: 图1示意性地描述了根据本专利技术实施方案的燃料电池系统。图2更详细地示意性描述了图1的燃料电池系统，包括根据本专利技术实施方案的还原性气体发生器。图3A-3D为流程图，描述了使用根据本专利技术实施方案的还原性气体发生器的燃料电池的起动和停机方法。图4为曲线图，描述了在根据本专利技术实施方案的还原性气体发生器的催化反应器中的催化转化参数。图5说明在恒定甲烷转化率下，相对于氧百分比绘制的经重整气体中的可燃物含量。图6示意性说明根据本专利技术实施方案的氧化剂系统的非限制性实例的一些方面。图7示意性说明根据本专利技术实施方案的还原性气体发生器的非限制性实例的一些方面。图8示意性说明根据本专利技术实施方案的发动机系统的非限制性实例的一些方面。详述 为了促进对本专利技术的原理的理解，现在将参考【专利附图】【附图说明】的实施方案，并用具体语言描述所述实施方案。但是应理解本专利技术的某些实施方案的说明和描述不旨在限制本专利技术的范围。此外，说明和/或描述的实施方案的任何改变和/或修改预期在本专利技术的范围内。此夕卜，如本文所说明和/或描述的，如本专利技术所属领域技术人员通常想到的，本专利技术的原理的任何其它应用预期在本专利技术的范围内。现在参考附图，特别是图1，描述了根据本专利技术实施方案的燃料电池系统10的示意图。燃料电池系统10包括一个或多个燃料电池12，且包括还原性气体发生器14。将燃料电池系统10配置用于提供能源到电负载16，例如经由电力线路18。在本实施方案中，燃料电池12为固体氧化物燃料电池(S0FC)，但是应理解本专利技术可等价应用到其它燃料电池类型，例如碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸燃料电池(PAFC)和质子交换膜(PEM)燃料电池。在本实施方案中，燃料电池系统10适合但不限于在采用高压进料流的燃料电池涡轮混合系统中使用。将本实施方案的还原性气体发生器14配置用于产生还原性气体，该还原性气体的可燃物含量(其主要为氢-H2和一氧化碳-CO)可在约3%可燃物含量-约45%可燃物含量的组成范围内变化。在其它实施方案中，可使用不同的组成范围，例如在一些实施方案中约2%可燃物含量-约50%可燃物含量的范围，和在其它实施方案中约1%可燃物含量-约60%可燃物含量的范围。如下所述，本实施方案的还原性气体发生器14适合于产生还原性气体形式的起始气体，具有的主要作用为在燃料电池12的起动期间保护燃料电池12的阳极免受氧化，例如，在发电之前的系统加热期间。当发电开始时，还原性气体就转换为关闭。在图1的实施方案中，描述了本专利技术实施方案的方面的多个特征、组件和它们之间的相互关系。然而，本专利技术不限于图1的具体实施方案以及在图1中说明和本文描述的组件、特征和它们之间的相互关系。例如，本专利技术包括的其它实施方案，通过经由本专利技术附图和详述在本文明确和暗示地描述并在权利要求中阐述的原理来表明的本专利技术，可包括更多或更少数量的组件、特征和/或它们之间的相互关系，和/或可使用不同的组件和/或具有相同和/或不同性质的特征和/或它们之间的相互关系，其可用于执行相对于图1说明的与本文描述的那些类似和/或不同的功能。现在参考图2，更详细地描述了燃料电池12和还原性气体发生器14。燃料电池12包括以下每个的至少之一:阳极20、电解质22、阴极24和重整器26。阳极20、电解质22和阴极24被认为是燃料电池12的部分。重整器26为内部蒸汽重整器，其接受作为再循环燃料电池产物气体流的成分的蒸汽，和来自燃料电池12电化学反应的用于运行的热量。还原性气体发生器14不是燃料电池12的一部分，而是配置用于产生用于燃料电池12起动和停机的气体。阳极20经由电力线路18电偶联至电负载16，而阴极24也经由其它电力线路18电偶联至电负载16。电解质22布置于阳极20和阴极24之间。阳极20和阴极24为导电的，且能渗透氧，例如氧离子。将电解质22配置用于通过氧离子，且具有极小或没有电导率，例如，以便阻止自由电子从阴极24通到阳极20。重整器26偶联至阳极20，且配置用于接收燃料和氧化剂并用于将所述燃料/氧化剂混合物重整为合成气体(合成气)，所述合成气主要由以下组成:氢(H2)、一氧化碳(CO)以及其它重整器副产物例如蒸汽形式的水蒸汽，和其它气体例如氮和二氧化碳(CO2)、甲烷逸出(CH4)以及痕量的烃逸出。在本实施方案中，燃料电池12在正常操作期间(即在供应电力到电负载16的电力生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作发动机的方法，其包含：向所述发动机的燃烧室提供燃料；使用所述燃料起动所述发动机；不使用储存的氧，供应氧含量大于环境空气氧含量的氧化剂；起动重整器，其中将所述重整器配置用于使用所述氧化剂重整至少一些所述燃料；将供应燃料到所述燃烧室转换为供应经重整的燃料；和提供仅经重整的燃料到所述燃烧室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MV斯科托，
申请(专利权)人：LG燃料电池系统有限公司，
类型：发明
国别省市：无