燃料单池设备制造技术

本发明专利技术涉及一种具有多个燃料单池堆(12)的燃料单池设备(10)。提出了，燃料单池堆(12)与共同的空气分配腔(66)连接，该空气分配腔构造用于给多个燃料单池堆(12)供应空气(L)。造用于给多个燃料单池堆(12)供应空气(L)。造用于给多个燃料单池堆(12)供应空气(L)。

【技术实现步骤摘要】
燃料单池设备


[0001]本专利技术涉及一种根据独立权利要求的类型的燃料单池设备。

技术介绍

[0002]在具有多个燃料单池堆的燃料单池设备中，经常存在给燃料单池堆输送均匀分布的空气质量流的问题。将所有燃料单池堆处的空气均匀调温也是困难的。

技术实现思路

[0003]本专利技术描述了一种具有多个燃料单池堆的燃料单池设备，其中，燃料单池堆与共同的空气分配腔连接，该空气分配腔构造用于给多个燃料单池堆供应空气。这具有的优点是，空气分配腔中的空气能够被预混合并且因此能够给燃料单池堆提供均匀分布的空气流。特别地，空气的质量流和热量能够均匀分布。
[0004]“燃料单池设备”应尤其理解为一种设备，其尤其构成燃料单池系统的尤其能运转的组成部分、尤其设计组件和/或功能组件或者构成整个燃料单池系统。
[0005]“燃料单池系统”在这方面应尤其理解为一种系统，其用于在使用至少一个燃料单池单元的情况下固定式地和/或移动地获得尤其电能和/或热能。
[0006]“燃料单池堆”在这方面应尤其理解为具有多个燃料单池的单元。燃料单池尤其设置用于，将至少一种尤其连续输送的燃气、尤其氢气和至少一种氧化剂、尤其氧气的至少一种化学反应能量尤其转换成电能。燃料单池尤其能够构造为固体氧化物燃料单池(SOFC)。典型地，多个燃料单池在燃料单池堆中与彼此串联地电连接。
[0007]“多个燃料单池堆”应尤其理解为至少两个燃料单池堆。
[0008]有利地，空气分配腔与空气输送部连接，并且空气分配腔又利用空气输入管路与燃料单池堆连接。特别地，空气能够从空气输送部运输到空气分配腔。特别地，空气能够以这种方式从空气分配腔分别经由空气输入管路分别运输到燃料单池堆。
[0009]“空气输送部”应尤其理解为用于空气的管路，其在燃料单池设备的正常运行中设置用于引导空气。但也能够设想到，在启动运行或加热运行中或在关闭运行或冷却运行中，空气输送部引导其他的气体、例如来自阴极再循环回路的例如阴极废气或空气。例如，空气输送部能够具有一个管或多个管。空气输送部由空气源来供应空气。
[0010]“阴极废气导引部”应尤其理解为用于来自燃料单池堆的阴极废气的管路。例如，阴极废气导引部能够具有一个或多个管。
[0011]“燃料单池堆与空气分配腔或空气输入管路连接”应尤其理解为，燃料单池堆与空气分配腔或空气输入管路流体连接，从而能够经由空气分配腔或空气输入管路尤其将空气引入到燃料单池堆中。
[0012]通过从属权利要求中所列举的特征能够实现该方法的有利的改进方案。
[0013]有利的是，燃料单池设备具有热交换器，其中，热交换器经由空气输送部与空气分配腔流体连接，并且其中，热交换器与再燃烧器的废气导引部和/或与用于燃料单池堆的废
气的回引管路连接。以这种方式能够特别简单地加热空气分配腔的空气。
[0014]“热传输器”或“热交换器”在这方面应尤其理解为一种单元，其设置用于，尤其在逆流运行、叉流运行和/或平流原理中朝温度下降的方向在至少两个尤其流体的材料流之间传输热量。当前，来自再燃烧器的废气和/或来自燃料单池堆的废气的热量尤其通过热交换器传输到空气。有利地，热交换器流体连接在空气分配腔之前。以这种方式，流动通过空气输送部的空气在其流入到空气分配腔中之前被加热。
[0015]典型地，燃料单池堆的阳极废气和阴极废气至少部分地输送给再燃烧器并且在那里燃烧，由此额外地产生热量。阴极废气尤其也包含未转换的氧气或未消耗的空气。特别地，阳极废气也包含未转换的燃料。“燃料单池堆的废气”应尤其理解为阳极废气和/或阴极废气。能够设想到，燃料单池堆的废气在热交换器处输出热量之后经由再循环回路又输送给燃料单池堆并且/或者至少部分地在再燃烧器中燃烧。也能够设想到，燃料单池设备具有至少两个用于加热空气的热交换器，其中，燃料单池堆的废气被引导通过一个热交换器，并且再燃烧器的废气被引导通过另一个热交换器。
[0016]“再循环回路”或“阳极再循环回路”在这方面应尤其理解为流体连接部或流体路径，该流体连接部或该流体路径设置用于，将燃料单池单元的含燃料或含氢气和水的阳极废气输送给混合点，阳极废气在该混合点处与至少基本上纯的燃料或氢气混合。特别地，再循环回路设置用于，将未转换的燃料或氢气重新在阳极侧输送给固体氧化物燃料单池设备。特别地，阳极废气和燃料或氢气的混合物设置用于在阳极侧输送给燃料单池单元。压缩机例如能够构造为鼓风机。
[0017]“阴极回引部”或“阴极再循环回路”应尤其理解为用于阴极废气的管路，其设置用于，将阴极废气从阴极废气管路间接或直接重新导入到燃料单池中，尤其通过将阴极废气输送到空气输送部中来进行。
[0018]在这方面，“用于燃料单池堆的废气的回引管路”应尤其理解为一种管路，其将至少一个燃料单池堆与再燃烧器和/或再循环回路、尤其阳极再循环回路或阴极再循环回路流体连接起来。特别地，用于燃料单池堆的废气的回引管路构造用于，将阴极废气或阳极废气引导到再燃烧器和/或阴极再循环回路或阳极再循环回路中。
[0019]也能够设想到，热交换器与废气导引部和/或用于废气的回引管路连接并且布置在空气分配腔66之中和/或之处，以用于将热量传输至空气。
[0020]也有利的是，至少一个第一燃料单池堆经由第一空气输入管路与空气分配腔流体连接，其中，第一热交换器与第一空气输入管路连接，并且第一热交换器与再燃烧器的废气导引部和/或与用于燃料单池堆的废气的回引管路、尤其用于第一燃料单池堆的废气的第一回引管路连接。以这种方式能够实现对空气的特别有效的加热，因为借助废气没有加热空气分配腔的整个空气体积，而是借助第一热交换器仅加热输送给第一燃料单池堆的空气。
[0021]有利地，多个燃料单池堆中的多个、特别有利地每个燃料单池堆在配属的空气输入管路处分别具有配属的热交换器，该热交换器分别与再燃烧器的废气导引部和/或用于燃料单池堆的废气的回引管路、尤其用于相应的燃料单池堆的废气的配属的回引管路连接。
[0022]在有利的变型方案中，第一热交换器具有第一螺旋形的管路、尤其围绕第一空气
输入管路缠绕的第一螺旋形的管路。在此，第一螺旋形的管路与再燃烧器的废气导引部和/或用于燃料单池堆的废气的回引管路、尤其用于第一燃料单池堆的废气的第一回引管路流体连接。尤其设置的是，用废气来穿流第一螺旋形的管路。这能够实现特别好的热传输。有利地，螺旋形的管路基本上接触地贴靠在第一空气输入管路处。也能够设想到，螺旋形的管路至少部分区段地布置在第一空气输入管路之内，尤其布置在第一空气输入管路的内壁处。
[0023]特别有利地，配属于相应的燃料单池堆的热交换器中的每个热交换器分别具有螺旋形的管路、尤其围绕第一空气输入管路缠绕的螺旋形的管路。
[0024]通过以下情况进一步改善燃料单池设备，即：第一空气配给设备布置在第一空气输入管路处，该第一空气配给设备构造用于对输送给第一燃料单池堆的空气进行配给。以这种方式，能够精确地配给输送给第一燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有多个燃料单池堆(12)的燃料单池设备(10)，其中，所述燃料单池堆(12)与共同的空气分配腔(66)连接，所述空气分配腔构造用于给所述多个燃料单池堆(12)供应空气(L)。2.根据权利要求1所述的燃料单池设备(10)，其特征在于，所述燃料单池设备(10)具有热交换器(18)，其中，所述热交换器(18)经由空气输送部(16)与所述空气分配腔(66)流体连接，并且其中，所述热交换器(18)与再燃烧器(28)的废气导引部(34)和/或与用于所述燃料单池堆(12)的废气(AA、KA)的回引管路(38)连接。3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料单池设备(10)，其特征在于，至少一个第一燃料单池堆(12a)经由第一空气输入管路(68a)与所述空气分配腔(66)流体连接，其中，第一热交换器(70a)与所述第一空气输入管路(68a)连接，并且所述第一热交换器(70a)与再燃烧器(28)的废气导引部(34)和/或与用于所述燃料单池堆(12)的废气(AA、KA)的回引管路(38)、尤其用于所述第一燃料单池堆(12a)的废气(AA、KA)的第一回引管路(38a)连接。4.根据权利要求3所述的燃料单池设备(10)，其特征在于，所述第一热交换器(70a)具有第一螺旋形的管路(72a)、尤其围绕所述第一空气输入管路(68a)缠绕的第一螺旋形的管路(72a)。5.根据权利要求3或4所述的燃料单池设备(10)，其特征在于，第一空气配给设备(60a)布置在所述第一空气输入管路(68a)处，所述第一空气配给设备构造用于对输送给...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：