[发明专利]加压空气供给系统及具备该加压空气供给系统的燃料电池系统、以及该加压空气供给系统的起动方法

说明书

加压空气供给系统具备：涡轮增压器，其具有涡轮及压缩机；再生热交换器，其使来自压缩机的喷出空气与从涡轮排出的废气进行热交换；起动用加热器，其加热流通空气，该流通空气包括向从压缩机到再生热交换器为止的喷出空气线供给的起动用空气及加压空气中的至少一方；以及催化剂燃烧器，其向涡轮供给燃烧气体，该燃烧气体利用由起动用加热器加热后的流通空气来使燃料燃烧而生成。

技术领域

本公开涉及加压空气供给系统及具备该加压空气供给系统的燃料电池系统、以及该加压空气供给系统的起动方法。

背景技术

固体氧化物型燃料电池(SOFC)通过使用加压空气而能够高效率化，因此作为供给该加压空气的系统，专利文献1及2记载有使用了涡轮增压器的加压空气供给系统。作为加压空气供给源使用来自涡轮增压器的压缩机的喷出空气，利用使SOFC的废燃料燃烧而得到燃烧气体来使涡轮增压器的涡轮旋转，从而能够驱动涡轮增压器。

在冷启动的情况下，在涡轮增压器的起动时SOFC未起动，因此不存在为了使涡轮旋转而具有需要的温度、压力的充分的流量的气体。因而，在该情况下，若不从外部供给起动用的气体，则不能起动涡轮增压器，因此需要用于起动涡轮增压器的起动用的设备。在专利文献1中，记载了如下起动用的设备，该起动用的设备构成为向起动用燃烧器供给来自别的空气源的空气(仪表化装置用空气)而使起动用燃料燃烧，并通过生成的燃烧气体使涡轮旋转。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-348749号公报

专利文献2：日本特开2018-6004号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，如专利文献1那样，使用起动用的设备来起动涡轮增压器的方法麻烦复杂，存在设备成本、运转成本高这样的问题点。

考虑上述的情况，本公开的至少1个实施方式的目的在于提供能够降低用于使加压空气供给系统运行的成本的加压空气供给系统及具备该加压空气供给系统的燃料电池系统、以及该加压空气供给系统的起动方法。

用于解决课题的方案

(1)本公开的至少一个实施方式的加压空气供给系统具备：

涡轮增压器，其具有涡轮及压缩机；

再生热交换器，其使来自所述压缩机的喷出空气与从所述涡轮排出的废气进行热交换；

起动用加热器，其加热流通空气，该流通空气包括向从所述压缩机到所述再生热交换器为止的喷出空气线供给的起动用空气及所述喷出空气中的至少一方；以及

催化剂燃烧器，其向所述涡轮供给燃烧气体，该燃烧气体利用由所述起动用加热器加热后的所述流通空气来使燃料燃烧而生成。

基于上述(1)的结构，在加压空气供给系统起动时，由起动用加热器加热后的流通空气向催化剂燃烧器供给，由此若催化剂燃烧器被预热而能够点火，则高温的燃烧气体在涡轮流通，由再生热交换器加热流通空气而加快升温，因此在起动用加热器中，能够实现由工作时间缩短带来的运行能量消耗量的降低、设计加热容量的缩小，能够降低用于使加压空气供给系统运行的成本。

(2)在若干个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，

所述加压空气供给系统还具备驱动所述压缩机的马达，

通过由所述马达驱动的所述压缩机来供给所述起动用空气。