催化燃烧装置的控制方法和催化燃烧系统制造方法及图纸

一种催化燃烧装置的控制方法，该催化燃烧装置具有能够对向催化剂供给的燃料进行加热的加热器，所述控制方法具备向催化燃烧装置供给氧化剂气体的步骤以及向催化燃烧装置喷射燃料的喷射步骤。而且，喷射步骤包括：供电步骤，在该供电步骤中，向加热器供给电力；以及设定步骤，在该设定步骤中，根据加热器的输出来设定向催化燃烧装置喷射燃料的喷射量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化燃烧装置的控制方法和催化燃烧系统
本专利技术涉及一种具有加热器的催化燃烧装置的控制方法和催化燃烧系统。
技术介绍
在日本JP2013-253004A中公开了如下技术：在重整器中，当加热器被通电时，催化剂的氧化区域和重整区域双方的温度分别变为规定温度以上，此时解除对加热器的通电，之后供给氢系燃料。
技术实现思路
上述这样的技术虽然还能够应用于催化燃烧器，但是由于是在催化剂的温度充分上升之后喷射燃料，因此存在启动装置所需要的时间变长这一问题。本专利技术是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种提前启动催化燃烧装置的控制方法和催化燃烧系统。根据本专利技术的某个方式，是一种催化燃烧装置的控制方法，所述催化燃烧装置具有能够对向催化剂供给的燃料进行加热的加热器，所述控制方法具备向所述催化燃烧装置供给氧化剂气体的步骤以及向所述催化燃烧装置喷射所述燃料的喷射步骤。而且，所述喷射步骤包括以下步骤：供电步骤，在该供电步骤中，向所述加热器供给电力；以及设定步骤，在该设定步骤中，根据所述加热器的输出来设定向所述催化燃烧装置喷射所述燃料的喷射量。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式中的燃料电池系统的结构例的图。图2是示出燃料电池系统所具备的催化燃烧装置的结构例的图。图3是用于说明根据构成催化燃烧装置的加热器的输出来限制喷射件的喷射量的区域的图。图4是示出本实施方式中的驱动催化燃烧装置的催化燃烧系统的控制方法的流程图。图5是示出应用催化燃烧系统的燃料电池系统的控制方法的流程图。具体实施方式下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。(第一实施方式)图1是示出本专利技术的实施方式中的燃料电池系统100的结构的一例的结构图。燃料电池系统100通过向燃料电池10供给燃料气体和氧化剂气体，来使燃料电池10进行发电。燃料电池系统100例如搭载于车辆、飞机或船舶等移动体。在本实施方式中，燃料电池系统100搭载于混合动力车或电动汽车等车辆。燃料电池系统100包括燃料电池10、氧化剂供给装置20、燃料供给装置30、加热装置40以及控制器50。燃料电池10接受燃料气体和氧化剂气体的供给来进行发电。燃料电池10例如是用固体氧化物型或固体高分子型的燃料电池等实现的。本实施方式的燃料电池10是将多个单个固体氧化物型的燃料电池层叠而成的层叠电池。燃料电池10例如在自身的温度达到了600℃至700℃的范围的状态下通过燃料气体与氧化剂气体的化学反应来进行发电。氧化剂供给装置20向燃料电池10供给燃料电池10进行发电所需要的氧化剂气体。氧化剂供给装置20具备氧化剂供给通路21、压缩机22以及氧化剂热交换器23。氧化剂供给通路21是用于向燃料电池10供给氧化剂气体的通路。在本实施方式中，氧化剂供给通路21的一端与外部空气连通，另一端与燃料电池10的氧化剂入口孔连接。压缩机22是设置于氧化剂供给通路21的致动器。压缩机22从氧化剂供给通路21的一端抽吸空气作为氧化剂气体，对该空气进行压缩后通过氧化剂供给通路21供给到燃料电池10。此外，在本实施方式中，压缩机22被用作致动器，但是也可以使用鼓风机等来替代压缩机22。氧化剂热交换器23是为了对燃料电池10进行暖机而对向燃料电池10供给的氧化剂气体进行加热的热交换器。在本实施方式的氧化剂热交换器23中，在加热装置40中生成的高温的废气与来自压缩机22的空气之间进行热交换。氧化剂热交换器23将通过热交换而被加热后的空气输出到燃料电池10。燃料供给装置30向燃料电池10供给燃料电池10进行发电所需要的燃料气体。燃料供给装置30具备燃料供给通路31、原燃料罐32、燃料泵33、喷射件34、蒸发器35、加热器36以及重整器37。燃料供给通路31是用于向燃料电池10供给燃料气体的通路。在本实施方式中，燃料供给通路31的一端与原燃料罐32连接，燃料供给通路31的另一端与燃料电池10的燃料入口孔连接。原燃料罐32贮存生成燃料气体所需要的原燃料。作为原燃料，能够使用含有含氧燃料和水的水溶液。含氧燃料是指含有乙醇或甲基叔丁基醚(MTBE)等含氧化合物的原燃料。作为本实施方式的原燃料，使用酒精水溶液，该酒精水溶液例如酒精约为40％vol。燃料泵33用于向喷射件34供给贮存于原燃料罐32中的原燃料。在本实施方式中，燃料泵33设置于原燃料罐32的内部，但是也可以配置于原燃料罐32与喷射件34之间。喷射件34是喷射原燃料的喷射器，以规定的周期向蒸发器25喷射通过燃料泵33供给的原燃料。蒸发器35通过使由喷射件34喷射出的原燃料汽化，来生成水蒸气与含氧燃料气体的混合气体。蒸发器35例如利用加热装置40的废气进行加热。加热器38是使来自蒸发器35的混合气体的温度上升至重整该混合气体所需要的规定的温度的热交换器。本实施方式的加热器26利用加热装置40的废气对来自蒸发器25的混合气体进行加热。重整器39对来自加热器36的混合气体进行重整来生成燃料气体，并将所生成的燃料气体输出到燃料电池10。加热装置40对燃料电池10、氧化剂热交换器23、蒸发器35、加热器38以及重整器39进行加热。由此，对向燃料电池10供给的氧化剂气体和燃料气体进行加热，并且对从喷射件34向重整器39喷射出的原燃料进行加热。加热装置40包括原燃料通路41、喷射件42、燃料电池排气通路43、燃料电池排气通路44、催化燃烧装置45以及排气通路46。原燃料通路41是用于向催化燃烧装置45供给原燃料的通路。在本实施方式中，原燃料通路41的一端与从比喷射件34靠上游侧的燃料供给通路31分支出的通路连接，原燃料通路41的另一端与喷射件42连接。喷射件42与喷射件34为相同的结构，用于向催化燃烧装置45喷射通过燃料泵33供给的原燃料。燃料电池排气通路43和44是分别使从燃料电池10排出的氧化剂气体和燃料气体通往催化燃烧装置45的通路。在本实施方式中，燃料电池排气通路43的一端与燃料电池10的氧化剂排出孔连接，燃料电池排气通路43的另一端与催化燃烧装置45连接。而且，燃料电池排气通路44的一端与燃料电池10的燃料排出孔连接，燃料电池排气通路44的另一端与燃烧器45连接。催化燃烧装置45具有使从燃料电池10排出的氧化剂气体与燃料气体的混合气体燃烧的排气燃烧器的功能。并且，催化燃烧装置45具有为了启动燃料电池系统100而使从喷射件42喷射的原燃料燃烧的启动燃烧器的启动。催化燃烧装置45将来自燃料电池10的燃料气体、来自喷射件42的原燃料进行燃烧后的燃烧气体作为废气输出到排气通路46。排气通路46是用于将来自催化燃烧装置45的废气向燃料电池系统100的外部排出的通路。排气通路46从催化燃烧装置45经由氧化剂热交换器23而与外部连通。此外，排气通路46也可以是从自催化燃烧装置45至氧化剂热交换器23的路径的中途分支出的，依次经由重整器37、加热器36、蒸发器35而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化燃烧装置的控制方法，所述催化燃烧装置具有能够对向催化剂供给的燃料进行加热的加热器，所述控制方法具备以下步骤：/n向所述催化燃烧装置供给氧化剂气体的步骤；以及/n向所述催化燃烧装置喷射所述燃料的喷射步骤，/n其中，所述喷射步骤包括：/n供电步骤，在该供电步骤中，向所述加热器供给电力；以及/n设定步骤，在该设定步骤中，根据所述加热器的输出来设定向所述催化燃烧装置喷射所述燃料的喷射量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种催化燃烧装置的控制方法，所述催化燃烧装置具有能够对向催化剂供给的燃料进行加热的加热器，所述控制方法具备以下步骤：
向所述催化燃烧装置供给氧化剂气体的步骤；以及
向所述催化燃烧装置喷射所述燃料的喷射步骤，
其中，所述喷射步骤包括：
供电步骤，在该供电步骤中，向所述加热器供给电力；以及
设定步骤，在该设定步骤中，根据所述加热器的输出来设定向所述催化燃烧装置喷射所述燃料的喷射量。


2.根据权利要求1所述的催化燃烧装置的控制方法，其特征在于，
在所述喷射步骤中，喷射含有水的液体燃料作为所述燃料。


3.根据权利要求1或2所述的催化燃烧装置的控制方法，其特征在于，
在所述设定步骤中，在所述催化燃烧装置的温度超过规定的阈值的情况下，限制所述喷射量，使得向所述催化燃烧装置供给的所述燃料的汽化潜热为所述加热器的输出以下。


4.根据权利要求3所述的催化燃烧装...

【专利技术属性】
技术研发人员：前岛晋，间野忠树，和田宽之，佐竹正光，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP