CN104577157B - 燃料电池加热装置和加热方法、燃料电池设备 - Google Patents

燃料电池加热装置和加热方法、燃料电池设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了燃料电池加热装置和加热方法以及包括该加热装置的燃料电池设备。所述加热装置包括:出口集合管部,其在工作状态下的燃料电池堆的温度下降时对相应燃料电池堆进行加热以将燃料电池堆的温度维持在正常范围内,并且其紧贴设置在燃料电池堆的外部,并接收从燃料电池堆排出的排出物以将其引导至燃料电池堆的外部;辅助燃料供给部,其将外部的辅助燃料供给到出口集合管部的内部,使得辅助燃料在出口集合管部内燃烧并且对出口集合管部和与其邻接的燃料电池堆进行加热。在燃料电池设备中,各个堆相互隔离布置从而不形成堆之间的热传递,并且将入口集合管部和出口集合管部介于堆与堆之间,使得以出口集合管部作为加热源来个别地对堆进行加热。

Description

燃料电池加热装置和加热方法、燃料电池设备
技术领域
本发明涉及燃料电池加热装置、燃料电池加热方法、以及包括该加热装置的燃料电池设备。
背景技术
由于作为能量源而最广泛使用的石油和煤炭等化石燃料的埋藏量有限,代替化石燃料的替代能源的问题成为了国家和社会的较大关注点。例如,对于利用了并非石油、煤炭、燃气等化石燃料的太阳能、潮汐能、风能的发电或者燃料电池引起了高度关注。
在上述几个替代能源中,燃料电池是通过利用水的电气分解反应的逆反应来产生电,其应用了将天然气、煤气、甲醇等的烃系列物质中包括的氢和空气中的氧通过电化学反应变换为电能的技术。
与现有技术中发电技术包括燃料燃烧、蒸汽发生、涡轮驱动、发电机驱动等几个过程不同,燃料电池中没有燃烧过程或驱动装置,从而具有这样的优点:不仅效率高,而且几乎不排放诸如SOx或NOx等大气污染物质,二氧化碳的产生也较少,几乎没有噪音或震动等。
这样的燃料电池也具有很多种类,例如磷酸燃料电池(PAFC)、碱性燃料电池(AFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等多个种类。
所述固体氧化物燃料电池(SOFC)作为将能够透过氧或氢离子的固体氧化物使用为电解质的燃料电池,由于其所有构成要素均为固体,与其他燃料电池相比结构简单,并且不存在电解质的损失和补充以及腐蚀的问题。此外,由于在高温下工作,因而不需要贵金属催化剂,并容易直接通过内部改质来供给燃料,并且由于排出高温气体,因而具有能够利用废热来热复合发电的优点。
在固体氧化物燃料电池中,进行如下反应式所示的电极反应。
<反应式>
燃料极:H2+O2-→H2O+2e-
CO+O2-→CO2+2e-
空气极:O2+4e-→2O2-
总反应:H2+CO+O2→H20+CO2
在根据上述反应式工作的燃料电池中,电子通过外部电路到达空气极,与此同时在空气极处产生的氧离子通过电解质传达至燃料极,在燃料极处氢或CO与氧离子结合来产生电子以及水或CO2
另外,所述固体氧化物燃料电池以将多个单位单元叠层构造的所谓的堆(stack)作为基本单位,所述堆构造为以串联、并联或串并联进行组合,以增加发电量。
图1是为了说明现有技术中燃料电池堆的问题而图示的燃料电池***11的结构示意图。
如图所示,现有的燃料电池***11包括:将多个单位堆19a、19b、19c叠层构造的发电部19、热交换器13、燃烧器15、重整器17、以及电力变换器27等。
所述各个单位堆19a、19b、19c以其内部容纳叠层单位单元的状态来与相邻单位堆紧密接触。从所述发电部19产生的电通过电力变换器27而被适当地加工并供给到外部电力需求部。
各单位堆19a、19b、19c的后端气体通过回收管道25供给至所述燃烧器15,使得燃烧器15对重整器17和邻近热交换器13进行加热,以使重整器17对燃料进行改质,从而将具有丰富氢气的气体送到发电部19的各个单位堆。
同时,所述热交换器13将从所述发电部19排出的通过回收管道25回收的高温未反应气体(氢气、空气等)与从外部新流入的燃料和空气进行热交换,以用于加热燃料和空气。
然而,在上述现有技术中的燃料电池***11中,由于构成发电部19的各单位堆构造为相互贴紧,因而存在任意堆对相邻堆可产生不良影响的缺点。即,一部分堆的性能低下可传播到其他堆。
例如,在由于任意单位堆中发生问题而其性能降低的情况下,引起向与其相邻的单位堆电流相对集中等现象,单位堆相互之间的热平衡遭到破坏,从而燃料电池***11的性能会大大降低。换言之,在任意单位堆的温度(由于非正常因素)降低的情况下,与其紧贴的相邻单位堆的温度也同样降低,引发整体性显著的性能降低。
如公知的事实,在如SOFC的高温燃料电池的情况下,各单位堆的工作温度对输出电力或耐久性等的性能产生较大影响,单位堆的自身工作温度当然对于维持周围单位堆之间的热平衡非常重要,但上述现有技术中的发电部19中各单位堆紧贴构成,而且在任意单位堆的温度下降时没有用于将温度提高到正常范围的特别的加热手段,因此不容易将燃料电池***的输出维持为最佳。
发明内容
[要解决的技术问题]
为了解决上述技术问题而作出本发明,本发明目的在于提供一种燃料电池***,其中各个堆相互隔离布置从而不形成堆之间的热传递,因此各堆彼此不受影响,特别地将入口集合管部(inlet manifold)和出口集合管部(outlet manifold)介于堆与堆之间,使得以出口集合管部作为加热源来个别地对堆进行加热,从而不存在基于堆温度降低的问题,整体发电效率维持为最大,此外提供一种个别地对所述出口集合管部进行加热的燃料电池加热装置和加热方法。
[技术方案]
为了实现上述目的的本发明的燃料电池加热装置,包括:出口集合管部,其在工作状态下的燃料电池堆的温度下降时,对相应燃料电池堆进行加热,以将燃料电池堆的温度维持在正常范围内,并且其紧贴设置在所述燃料电池堆的外部,并接收从燃料电池堆排出的排出物以将其引导至燃料电池堆的外部;以及辅助燃料供给部,其将外部的辅助燃料供给到所述出口集合管部的内部,使得辅助燃料在所述出口集合管部内燃烧并且对所述出口集合管部和与其邻接的燃料电池堆进行加热。
此外,两个或两个以上的所述燃料电池堆隔离布置,在各所述燃料电池堆处,入口集合管部布置在所述出口集合管部的相对侧,并且所述燃料电池堆夹在所述入口集合管部与所述出口集合管部之间,所述入口集合管部向所述燃料电池堆的内部供给燃料和空气。
此外,在所述出口集合管部的内部形成有:阴极输出部,其接收从所述燃料电池堆内的阴极处排出的排出物并使其通过;以及阳极输出部,其通过隔离壁与所述阴极输出部相隔离,并且接收从所述燃料电池堆内的阳极处排出的排出物并使其通过。
同时,所述辅助燃料供给部包括:辅助燃料管道,其接收供给到所述燃料电池堆的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所述出口集合管部的阴极输出部内部;以及流量调节部,其设置于所述辅助燃料管道,并调节通过所述辅助燃料管道的辅助燃料的流量。
此外,在所述阴极输出部的内部设置有燃烧诱导部,其诱导进入到所述阴极输出部中的辅助燃料的燃烧。
此外,在所述燃料电池加热装置中,还包括用于控制所述流量调节部的控制部,在所述燃料电池堆中设置有用于感测燃料电池堆的温度的传感器,并且所述控制部基于从所述传感器接收到的燃料电池堆的温度信息来控制所述流量调节部,以调节辅助燃料的供给量。
此外,在所述阴极输出部中固定有燃烧气体排出管道,其用于将从所述阴极输出部内产生的辅助燃料的燃烧气体排出到外部。
此外,为了实现上述目的的本发明的燃料电池堆个别加热方法,其作为驱动燃料电池堆个别加热装置的方法,所述燃料电池堆个别加热装置包括:发电部,其包括相互隔离布置的多个燃料电池堆;出口集合管部,其紧贴设置于所述燃料电池堆的外部,并且接收从所述燃料电池堆排出的排出物以将其引导至所述燃料电池堆的外部;以及辅助燃料供给部,其将外部的辅助燃料供给到所述出口集合管部的内部,使得辅助燃料在所述出口集合管部内燃烧并且对所述出口集合管部和与其邻接的燃料电池堆进行加热,所述加热方法包括:
感测各燃料电池堆的温度的1次温度感测步骤;判断通过所述1次温度感测步骤感测到的温度是否包括在正常范围内的1次判断步骤;在通过所述1次判断步骤判断出温度超出正常范围的情况下,通过所述辅助燃料供给部向出口集合管部供给辅助燃料以加热出口集合管部的加热步骤;感测经过所述加热步骤的燃料电池堆的温度的2次温度感测步骤;判断通过所述2次温度感测步骤感测到的燃料电池堆的温度是否进入正常范围内的2次判断步骤;以及在通过所述2次判断步骤感测到的温度处于正常范围内的情况下,控制所述辅助燃料供给部以切断辅助燃料的供给的辅助燃料切断步骤。
同时,在所述出口集合管部的内部形成有:阴极输出部,其接收从所述燃料电池堆内的阴极处排出的排出物并使其通过;以及阳极输出部,其通过隔离壁与所述阴极输出部相隔离,并且接收从所述燃料电池堆内的阳极处排出的排出物并使其通过,所述辅助燃料供给部包括:辅助燃料管道,其接收供给到所述燃料电池堆的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所述出口集合管部的阴极输出部内部;以及流量调节部,其设置于所述辅助燃料管道,并调节通过所述辅助燃料管道的辅助燃料的流量。所述加热步骤是通过流量调节部来将辅助燃料供给到阴极输出部内的步骤。
此外,所述辅助燃料切断步骤是切断流量调节部来中断供给到阴极输出部的辅助燃料的流动的步骤。
此外,为了实现上述目的的本发明的燃料电池***,包括:发电部,其包括相互隔离布置的多个燃料电池堆;出口集合管部,其紧贴设置于各所述燃料电池堆的外部,并且接收从所述燃料电池堆排出的排出物以将其引导至所述燃料电池堆的外部;入口集合管部,其通过燃料供给管道和空气供给管道来将从外部供给的燃料和空气供给到所述燃料电池堆的内部,并且位于所述出口集合管部的相对侧,所述燃料电池堆夹在所述入口集合管部与所述出口集合管部之间;以及辅助燃料供给部,其在工作状态下的燃料电池堆的温度下降时,对相应燃料电池堆进行加热,以将燃料电池堆的温度维持在正常范围内,并且其将外部的辅助燃料供给到所述出口集合管部的内部,使得辅助燃料在所述出口集合管部内燃烧并且对所述出口集合管部和与其邻接的燃料电池堆进行加热。
同时,在所述出口集合管部的内部形成有:阴极输出部,其接收从所述燃料电池堆内的阴极处排出的排出物并使其通过;以及阳极输出部,其通过隔离壁与所述阴极输出部相隔离,并且接收从所述燃料电池堆内的阳极处排出的排出物并使其通过。
此外,所述辅助燃料供给部包括:辅助燃料管道,其接收供给到所述燃料电池堆的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所述出口集合管部的阴极输出部内部;以及流量调节部,其设置于所述辅助燃料管道,并调节通过所述辅助燃料管道的辅助燃料的流量。
此外,在所述阴极输出部的内部设置有燃烧诱导部,其诱导进入到所述阴极输出部中的辅助燃料的燃烧。
同时,在所述燃料电池***中,还包括用于控制所述流量调节部的控制部,在所述燃料电池堆中设置有用于感测燃料电池堆的温度的传感器,并且所述控制部基于从所述传感器接收到的燃料电池堆的温度信息,来控制所述流量调节部,以调节辅助燃料的供给量。
此外,在所述阴极输出部中固定有燃烧气体排出管道,其用于将从所述阴极输出部内产生的辅助燃料的燃烧气体排出到外部。
此外,在所述燃料气体排出管道与所述空气供给管道之间还设置有热交换器,其用于将所述燃料气体排出管道的热传递到所述空气供给管道。
同时,在所述阳极输出部中固定有回收管道,其接收通过所述阴极输出部排出到所述出口集合管部的外部的排出物并将其引导,并且在所述回收管道与所述燃料供给管道之间还设置有热交换器。
通过参照附图描述的以下详细说明,本发明的特征和优点将变得更加明显。
在此之前,应当理解的是,本说明书和权利要求书中所使用的术语或词语应当以一般含义来解释,而不应以词典中含义来解释,并且在基于发明人为了以最佳方法说明自己的发明而可以确切地定义术语的概念的原则下,所述术语或词语应当解释为符合本发明技术思想的含义和概念。
[有益效果]
在本发明的如上构造的燃料电池设备中,各个堆相互隔离布置从而不形成堆之间的热传递,因此各堆彼此不受影响,特别地将入口集合管部和出口集合管部介于堆与堆之间,使得以出口集合管部作为加热源来个别地对堆进行加热,从而不存在基于堆温度降低的问题,整体发电效率维持为最大。
附图说明
图1是为了说明现有技术中燃料电池堆的问题而图示的示意图。
图2是用于说明根据本发明实施例的燃料电池***的整体构造和燃料电池堆个别加热装置的操作原理的结构图。
图3是更具体地示出图2所示的燃料电池***中的加热装置的示意图。
图4是整理示出根据本发明实施例的燃料电池堆个别加热方法的流程图。
具体实施方式
根据以下与附图相关联的详细说明和优选实施例,本发明的目的、特定优点和新颖特征将变得更加明显。
要注意的是,关于对每个附图的构成要素附加参考编号,相同的构成要素在示出的不同附图中具有相同的编号。
此外,使用的“第一”、“第二”、“一侧”、“另一侧”等术语是为了将一个构成要素区别于另一个构成要素,而不是为了将构成要素限制于所述术语。
下文中,在说明本发明时将省略那些使本发明的要点不必要地模糊的相关公知技术。
下文中,将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图2是用于说明根据本发明实施例的燃料电池***31的整体构造和燃料电池堆个别加热装置的操作原理的结构图,图3是更具体地示出图2所示的燃料电池***31中的加热装置的示意图。
如图所示,根据本实施例的燃料电池***31包括:发电部51,其包括相互隔离并上下布置的多个堆53;入口集合管部55,其紧贴设置于所述各堆53的上部;出口集合管部57,其紧贴设置于各堆53的下部;以及个别加热装置,其在工作状态下的堆的温度下降时对相应堆进行加热,以将堆的温度维持在正常范围内。
所述个别加热装置包括辅助燃料供给部,其将外部的辅助燃料供给到任意出口集合管部57的内部,使得辅助燃料在出口集合管部57中燃烧,并对出口集合管部57和与其邻接的堆53进行加热。
构成所述发电部51的堆53以n个上下隔离布置。此外,在各堆53内部设置有叠层状态的单位单元。所述堆53本身与一般堆相同。
本实施例的燃料电池***31基本上具有如下特征:各个堆53相互隔离布置,出口集合管部57和入口集合管部55介于各堆53之间。
如上所述,堆53相互隔离,因此不会形成堆53之间的热传递。此外,所述出口集合管部57和入口集合管部55以相互结合的状态来机械地固定各堆53,尤其出口集合管部57被从外部供给的辅助燃料加热,以对位于其上部的堆53进行加热。
所述各入口集合管部55与燃料供给管道33的端部和空气供给管道47的端部相连接。由此,通过所述燃料供给管道33供给的燃料以经过了重整器45的状态来经由入口集合管部55供给到堆53内的燃料极(未图示),通过空气供给管道47流入的空气经由入口集合管部55传送至堆53内的空气极,从而参与电化学反应。
此外,所述出口集合管部57用于使从堆53排出的反应后的反应物(水、未反应氢气、空气等)通过,并将其引导至外部。
特别地,如图3所示,所述出口集合管部57包括由隔离壁57c划分的阴极输出部57a和阳极输出部57b。所述阴极输出部57a是将堆53的阴极侧产生的反应物从其内部通过的空间部。此外,所述阳极输出部57b是接收堆53内阳极侧产生的反应物并将其送出到回收管道65的空间部。
同时,在各个阴极输出部57a内设置有燃烧诱导部67。所述燃烧诱导部67用于促进流入到阴极输出部57a内部的辅助燃料的点燃,来诱导燃烧。扩散式燃烧器或催化燃烧器适用于所述燃烧诱导部。
然而,由于发电部51持续运转,所述出口集合管部57(入口集合管部55也相同)处于以600℃以上的温度加热的状态,所述辅助燃料一流入阴极输出部57a内部就自燃。也就是说,可以不使用所述燃烧诱导部67。
此外,所述个别加热装置用于在工作状态下的发电部51中的任意堆的温度下降时,对相应堆进行加热以将温度维持在正常范围内。
具有此功能的个别加热装置包括辅助燃料供给部,其将辅助燃料供给到出口集合管57的阴极输出部57a。
所述辅助燃料供给部包括:辅助燃料管道35,其接收通过燃料供给管道33流入并要移动到各堆53的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所选阴极输出部57a内部;以及流量调节部37,其设置于各辅助燃料管道35,以调节通过辅助燃料管道35的辅助燃料的流量。所述流量调节部37由多个阀37a构成。
供给到所述阴极输出部57a的辅助燃料处于通过重整器45而被改质之前的状态,在流入到维持在高温的阴极输出部57a内部之后自燃,来对出口集合管部57进行加热。由于所述出口集合管部57紧贴于堆53的底面,通过出口集合管部57的加热,堆53也被加热。
所述阀37a开放得越多,供给到阴极输出部57a的辅助燃料的流量变大。此外,若完全切断阀37a,则不形成辅助燃料的供给。
所述阀37a可以是手动式阀,也可以是基于控制部39的电气信号而工作的电磁阀。
在所述各堆53的侧部设置有传感器61。所述传感器61用于实时感测堆53的温度。由所述传感器61感测到的温度信息通过附加的显示部(未图示)通知给管理员。
同时,所述控制部39基于从传感器61接收到的温度信息,来判断是否开放所述阀37a。在任意堆53的温度低于相邻堆的温度的情况下,打开阀37a,将辅助燃料引导至与较低温度的堆53邻接的出口集合管部57的阴极输出部57a内部。
此外,所述各出口集合管部57的阳极输出部57b内的未反应氢气经由回收管道65通过热交换器41a和风机43之后,经由重整器45供给到入口集合管部55。所述风机43用于将动能附加到氢气并将氢气送到重整器45。
所述回收管道65通过的热交换器41a中也经过燃料供给管道33。由此,所述燃料供给管道33和所述回收管道65在热交换器41a内部进行热交换。从外部流入到燃料供给管道33并朝向重整器45的燃料与流过回收管道65的高温氢气进行热交换而被加热。
此外,在所述各阴极输出部57a中引入固定有燃烧气体排出管道63。所述燃烧气体排出管道63用于将阴极输出部57a中燃烧的辅助燃料的燃烧气体排出到大气中。
在所述燃烧气体排出管道63与所述空气供给管道47之间也设置有热交换器41b。所述热交换器41b用于将通过燃烧气体排出管道63的高温燃烧气体的温度与新供给的空气进行热交换。
图4是整理示出根据本发明实施例的燃料电池堆个别加热方法的流程图。根据本实施例的燃料电池堆个别加热方法是关于驱动上述燃料电池***中的个别加热装置的方法。
如图所示,根据本实施例的燃料电池堆个别加热方法以1次温度感测步骤100开始,其中利用所述传感器61来感测各堆53的温度。通过所述1次温度感测步骤100来实时掌握的温度信息被通知给操作者并且发送到控制部39。
接着,执行1次判断步骤102。所述1次判断步骤102是判断通过所述1次温度感测步骤感测到的堆的当前温度是否包括在正常范围内的过程。所述1次判断步骤102的判断主体可以是控制部39也可以操作者。在适用的阀37a为一般手动式阀的情况下,判断主体为操作者。
在通过所述1次判断步骤102判断出堆的温度超出正常范围的情况下,进行加热步骤104,其中开放所述阀37a将辅助燃料供给到阴极输出部57a来加热出口集合管部。如上所述,所述阀37a可以***作者手动操作或者通过控制部39而自动开闭。
若通过所述1次判断步骤102判断出堆的温度处于正常范围内,则不采取特别措施,并继续进行所述1次温度感测步骤100。
接着所述加热步骤104,执行2次温度感测步骤108。所述2次温度感测步骤108是利用传感器61来测定完成加热的堆53的温度的过程。通过所述2次温度感测步骤108感测到的温度信息被通知给操作者和控制部39。此过程与1次温度感测步骤100相同。
接着所述2次温度感测步骤108,执行2次判断步骤110。所述2次判断步骤110是判断通过所述加热步骤104加热的堆53的温度是否进入正常范围内的过程。
若通过所述2次判断步骤110判断出堆53的温度没有进入正常范围内,则重复所述加热步骤104。
然而,若堆53的温度进入正常范围,则执行辅助燃料切断步骤112,其中控制所述辅助燃料供给部来切断辅助燃料的供给。所述辅助燃料切断步骤112是切断所述阀37a来中断供给到阴极输出部的辅助燃料的流动的过程。
尽管以上通过具体实施例来说明了本发明,这旨在具体说明本发明,而不将本发明限制于此,对于本领域普通技术人员来说,本发明技术思想范围内的变型和改进是显而易见的。
本发明的简单变型和改变均属于本发明的范围,通过所附权利要求书的范围来限定本发明的具体保护范围。
[符号说明]
11:燃料电池***
13:热交换器
15:燃烧器
17:重整器
19:发电部
19a、19b、19c:单位堆
21:燃料供给管道
23:空气管道
25:回收管道
27:电力变换器
31:燃料电池***
33:燃料供给管道
35:辅助燃料管道
37:流量调节部
37a:阀
39:控制部
41a、41b:热交换器
43:风机
45:重整器
47:空气供给管道
51:发电部
53:堆
55:入口集合管部
57:出口集合管部
57a:阴极输出部
57b:阳极输出部
57c:隔离壁
61:传感器
63:燃烧气体排出管道
65:回收管道
67:燃烧诱导部。

Claims (16)

1.一种燃料电池加热装置,包括:
出口集合管部,其在燃料电池设备中设置在燃料电池堆的外部,并且接收从燃料电池堆排出的排出物以将其引导至燃料电池堆的外部;以及
辅助燃料供给部,其将外部的辅助燃料供给到所述出口集合管部的内部,使得辅助燃料在所述出口集合管部内燃烧并且对所述出口集合管部和与其邻接的燃料电池堆进行加热;
其中,在所述出口集合管部的内部形成有:
阴极输出部,其接收从所述燃料电池堆内的阴极处排出的排出物并使其通过;以及
阳极输出部,其通过隔离壁与所述阴极输出部相隔离,并且接收从所述燃料电池堆内的阳极处排出的排出物并使其通过。
2.根据权利要求1所述的燃料电池加热装置,其中
两个以上的所述燃料电池堆隔离布置,在各所述燃料电池堆处,入口集合管部布置在所述出口集合管部的相对侧,并且所述燃料电池堆夹在所述入口集合管部与所述出口集合管部之间,所述入口集合管部向所述燃料电池堆的内部供给燃料和空气。
3.根据权利要求1所述的燃料电池加热装置,其中
所述辅助燃料供给部包括:
辅助燃料管道,其接收供给到所述燃料电池堆的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所述出口集合管部的阴极输出部内部;以及
流量调节部,其设置于所述辅助燃料管道,并调节通过所述辅助燃料管道的辅助燃料的流量。
4.根据权利要求3所述的燃料电池加热装置,其中
在所述阴极输出部的内部设置有燃烧诱导部,其诱导进入到所述阴极输出部中的辅助燃料的燃烧。
5.根据权利要求3所述的燃料电池加热装置,还包括用于控制所述流量调节部的控制部,其中
在所述燃料电池堆中设置有用于感测燃料电池堆的温度的传感器,并且
所述控制部基于从所述传感器接收到的燃料电池堆的温度信息,来控制所述流量调节部,以调节辅助燃料的供给量。
6.根据权利要求3所述的燃料电池加热装置,其中
在所述阴极输出部中固定有燃烧气体排出管道,其用于将从所述阴极输出部内产生的辅助燃料的燃烧气体排出到外部。
7.一种燃料电池设备,包括:
发电部,其包括相互隔离布置的多个燃料电池堆;
出口集合管部,其设置于各所述燃料电池堆的外部,并且接收从所述燃料电池堆排出的排出物以将其引导至所述燃料电池堆的外部;
入口集合管部,其通过燃料供给管道和空气供给管道来将从外部供给的燃料和空气供给到所述燃料电池堆的内部,并且位于所述出口集合管部的相对侧,所述燃料电池堆夹在所述入口集合管部与所述出口集合管部之间;以及
辅助燃料供给部,其将外部的辅助燃料供给到所述出口集合管部的内部,使得辅助燃料在所述出口集合管部内燃烧并且对所述出口集合管部和与其邻接的燃料电池堆进行加热;
其中,在所述出口集合管部的内部形成有:
阴极输出部,其接收从所述燃料电池堆内的阴极处排出的排出物并使其通过;以及
阳极输出部,其通过隔离壁与所述阴极输出部相隔离,并且接收从所述燃料电池堆内的阳极处排出的排出物并使其通过。
8.根据权利要求7所述的燃料电池设备,其中
所述辅助燃料供给部包括:
辅助燃料管道,其接收供给到所述燃料电池堆的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所述出口集合管部的阴极输出部内部;以及
流量调节部,其设置于所述辅助燃料管道,并调节通过所述辅助燃料管道的辅助燃料的流量。
9.根据权利要求8所述的燃料电池设备,其中
在所述阴极输出部的内部设置有燃烧诱导部,其诱导进入到所述阴极输出部中的辅助燃料的燃烧。
10.根据权利要求8所述的燃料电池设备,还包括用于控制所述流量调节部的控制部,
在所述燃料电池堆中设置有用于感测燃料电池堆的温度的传感器,并且
所述控制部基于从所述传感器接收到的燃料电池堆的温度信息,来控制所述流量调节部,以调节辅助燃料的供给量。
11.根据权利要求8所述的燃料电池设备,其中
在所述阴极输出部中固定有燃烧气体排出管道,其用于将从所述阴极输出部内产生的辅助燃料的燃烧气体排出到外部。
12.根据权利要求11所述的燃料电池设备,其中
在所述燃料气体排出管道与所述空气供给管道之间还设置有热交换器,其用于将所述燃料气体排出管道的热传递到所述空气供给管道。
13.根据权利要求12所述的燃料电池设备,其中
在所述阳极输出部中固定有回收管道,其接收通过所述阴极输出部排出到所述出口集合管部的外部的排出物并将其引导,
在所述回收管道与所述燃料供给管道之间还设置有热交换器。
14.一种燃料电池加热方法,其作为燃料电池加热装置的方法,包括:
感测各燃料电池堆的温度的1次温度感测步骤;
判断通过所述1次温度感测步骤感测到的温度是否包括在正常范围内的1次判断步骤;
在通过所述1次判断步骤判断出温度超出正常范围的情况下,向出口集合管部供给辅助燃料以加热出口集合管部的加热步骤;
感测经过所述加热步骤的燃料电池堆的温度的2次温度感测步骤;
判断通过所述2次温度感测步骤感测到的燃料电池堆的温度是否进入正常范围内的2次判断步骤;以及
在通过所述2次判断步骤感测到的温度处于正常范围内的情况下,切断辅助燃料的供给的辅助燃料切断步骤;
其中,在所述出口集合管部的内部形成有:阴极输出部,其接收从所述燃料电池堆内的阴极处排出的排出物并使其通过;以及阳极输出部,其通过隔离壁与所述阴极输出部相隔离,并且接收从所述燃料电池堆内的阳极处排出的排出物并使其通过,
所述辅助燃料供给部包括:辅助燃料管道,其接收供给到所述燃料电池堆的燃料中的一部分,以将其使用为辅助燃料并引导至所述出口集合管部的阴极输出部内部;以及流量调节部,其设置于所述辅助燃料管道,并调节通过所述辅助燃料管道的辅助燃料的流量。
15.根据权利要求14所述的燃料电池加热方法,其中
所述加热步骤是通过流量调节部来将辅助燃料供给到阴极输出部内的步骤。
16.根据权利要求14所述的燃料电池加热方法,其中
所述辅助燃料切断步骤是切断流量调节部来中断供给到阴极输出部的辅助燃料的流动的步骤。
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