加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法技术方案

本发明专利技术的目的在于，提供在加压对象设备中能够抑制结构的复杂化并且防止起动时的冷凝水的产生的加压空气供给系统以及加压空气供给系统的起动方法。加压空气供给系统(1A、1B)将包含对从空气供给源(3)供给的空气进行压缩而生成的压缩空气、以及来自构成涡轮增压器(8)的涡轮增压器压缩机(4)的喷出空气中的至少一方的流通空气向加压对象设备(2)供给。压缩机(22)在起动时被控制为，从空气供给源(3)向加压对象设备(2)供给的流通空气的饱和蒸气温度比加压对象设备内的温度低。温度比加压对象设备内的温度低。温度比加压对象设备内的温度低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法


[0001]本专利技术涉及一种用于供给加压空气的加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法。

技术介绍

[0002]存在使用由压缩机等生成的加压空气来进行动作的设备(以下，适当称为“加压对象设备”)。通过加压空气供给系统向加压对象设备供给动作所需的加压空气。
[0003]作为这种加压对象设备的一种，例如有作为燃料电池的固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)。SOFC作为用途广泛的高效率的燃料电池而公知。SOFC作为通过与涡轮增压器组合而能够实现高效率发电的复合发电系统而受到期待。例如在专利文献1及专利文献2中，公开了具备SOFC、以及使从SOFC排出的燃料废气、排出空气燃烧的涡轮增压器的复合发电系统的例子。
[0004]SOFC为了提高离子导电率而将工作温度设定得较高，因此在这样的复合发电系统中，能够将由涡轮增压器的压缩机升温升压后的空气用作向空气极侧供给的空气(氧化剂)(即压缩机等作为加压空气供给系统发挥功能)。但是，在起动时，由于SOFC的内部温度变低，因此若从压缩机供给升温升压后的压缩空气，则压缩空气所包含的水蒸气等冷凝性气体有时会成为冷凝水(drain)而在SOFC的内部冷凝，成为SOFC的劣化主要原因。
[0005]在专利文献3中，在将由压缩机升温升压后的空气向燃料电池供给时，预先利用冷凝器将空气所包含的冷凝性气体作为冷凝水回收。由此，公开了通过将被回收了冷凝性气体后的空气向燃料电池的空气极供给，从而能够防止燃料电池的内部的冷凝水产生。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2018
‑
6004号公报
[0009]专利文献2：日本特开2018
‑
6003号公报
[0010]专利文献3：日本专利第6081167号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]在上述专利文献3中，需要用于从由压缩机升温升压后的空气中将冷凝性气体作为冷凝水回收的冷凝器。因此，系统结构变得复杂，成本增加。
[0013]本专利技术的至少一个实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种在加压对象设备中能够抑制结构的复杂化并且防止起动时的冷凝水的产生的加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]为了解决上述的课题，本专利技术的一个方案的加压空气供给系统具备：
[0016]涡轮增压器，其具有涡轮机及涡轮增压器压缩机；
[0017]再生热交换器，其对来自所述涡轮增压器压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；
[0018]压缩机，其能够对从空气供给源供给的空气进行压缩；
[0019]加压对象设备，其被供给包含由所述压缩机生成的压缩空气、和所述喷出空气中的至少一方的流通空气，并且将所述流通空气向所述涡轮机排出；以及
[0020]加热器，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气进行加热，
[0021]所述压缩机在起动时被控制为，从所述空气供给源向所述加压对象设备供给的所述流通空气的饱和蒸气温度比所述加压对象设备内的温度低。
[0022]为了解决上述的课题，本专利技术的一个方案是加压空气供给系统的起动方法，所述加压空气供给系统具备：
[0023]涡轮增压器，其具有涡轮机及涡轮增压器压缩机；
[0024]再生热交换器，其对来自所述涡轮增压器压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；
[0025]压缩机，其能够对从空气供给源供给的空气进行压缩；
[0026]加压对象设备，其被供给包含由所述压缩机生成的压缩空气、和所述喷出空气中的至少一方的流通空气，并且将所述流通空气向所述涡轮机排出；以及
[0027]加热器，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气进行加热，
[0028]其中，
[0029]在起动时对所述压缩机进行控制，以使得从所述空气供给源向所述加压对象设备供给的所述流通空气的饱和蒸气温度比所述加压对象设备内的温度低。
[0030]专利技术效果
[0031]根据本专利技术的一个方案，能够提供一种在加压对象设备中能够抑制结构的复杂化并且防止起动时的冷凝水的产生的加压空气供给系统以及加压空气供给系统的起动方法。
附图说明
[0032]图1是第一实施方式的加压空气供给系统的整体结构图。
[0033]图2是按每个工序示出图1的加压空气供给系统的起动方法的流程图。
[0034]图3A是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0035]图3B是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0036]图3C是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0037]图3D是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0038]图4是图1的变形例。
[0039]图5是图1的另一变形例。
[0040]图6是第二实施方式的加压空气供给系统的整体结构图。
[0041]图7是按每个工序示出图6的加压空气供给系统的起动方法的流程图。
[0042]图8A是示出与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0043]图8B是示出与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0044]图8C是示出与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
[0045]图9是图6的变形例。
[0046]图10是图6的另一变形例。
具体实施方式
[0047]以下，参照附图对本专利技术的几个实施方式进行说明。但是，本专利技术的范围并不限定于以下的实施方式。以下的实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本专利技术的范围仅限定于此，只不过是说明例。
[0048](第一实施方式)
[0049]图1是第一实施方式的加压空气供给系统1A的整体结构图。加压空气供给系统1A是用于对加压对象设备2供给加压空气的系统。对加压对象设备2供给加压空气的供给目的可以是加压对象设备2的起动，也可以是其他目的。另外，加压对象设备2可以是需要加压空气的任意设备，例如是动作需要加压空气的固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)。在该情况下，加压空气供给系统1A构成为对SOFC所具备的空气极及燃料极中的空气极供给加压空气。
[0050]加压空气供给系统1A具备：涡轮增压器8，其具有涡轮增压器压缩机4及涡轮机6；再生热交换器10，其对从涡轮增压器压缩机4经由喷出空气管线5喷出的喷出空气和从涡轮机6排出的废气进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种加压空气供给系统，其中，所述加压空气供给系统具备：涡轮增压器，其具有涡轮机及涡轮增压器压缩机；再生热交换器，其对来自所述涡轮增压器压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；压缩机，其能够对从空气供给源供给的空气进行压缩；加压对象设备，其被供给包含由所述压缩机生成的压缩空气、和所述喷出空气中的至少一方的流通空气，并且将所述流通空气向所述涡轮机排出；以及加热器，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气进行加热，所述压缩机在起动时被控制为，从所述空气供给源向所述加压对象设备供给的所述流通空气的饱和蒸气温度比所述加压对象设备内的温度低。2.根据权利要求1所述的加压空气供给系统，其中，所述加热器构成为对通过了所述加压对象设备的所述流通空气进行加热。3.根据权利要求1所述的加压空气供给系统，其中，所述加热器构成为对从所述涡轮机向所述再生热交换器供给的所述废气进行加热。4.根据权利要求1至3中任一项所述的加压空气供给系统，其中，所述加压空气供给系统还具备对所述加压空气供给系统进行控制的控制装置，所述控制装置基于通过所述加压对象设备的所述流通空气的压力及温度、以及所述涡轮增压器压缩机的进气的绝对湿度，来计算所述饱和蒸气温度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的加压空气供给系统，其中，所述加压空气供给系统还具备：空气管线，其用于供给所述空气；第一旁路管线，其旁通所述再生热交换器的流通空气侧；废气管线，其排出来自所述涡轮机的所述废气；第二旁路管线，其旁通所述再生热交换器的废气侧；以及流量调整阀，其对流入所述加热器的所述流通空气的流量进行调整，所述流量调整阀包括：第一流量调整阀，其对所述喷出空气管线的流量进行调整；第二流量调整阀，其对所述第一旁路管线的流量进行调整；第三流量调整阀，其对所述第二旁路管线的流量进行调整；以及第四流量调整阀，其对所述空气管线的流量进行调整。6.根据权利要求5所述的加压空气供给系统，其中，所述控制装置在所述第一流量调整阀处于关闭状态的情况下，对所述空气的供给量进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高。7.根据权利要求5所述的加压空气供给系统，其中，所述控制装置在所述第一流量调整阀处于打开状态的情况下，对所述流通空气向所述加压对象设备的供给量进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高。8.根据权利要求5至7中任一项所述的加压空气供给系统，其中，
所述控制装置对所述流量调整阀进行控制，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井康，森龙太郎，大泽弘行，加藤芳树，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：