專利名稱：具有燃料電池的再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的制作方法
具有燃料電池的再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)本發(fā)明涉及再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，特別地，涉及具有燃料電池的此種系統(tǒng)。在已知的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)中，固體氧化物燃料電池(SOFC)和燃燒室連續(xù)加熱壓縮器和渦輪之間的氣流。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮器；上游燃料電池，該燃料電池接收由所述壓縮器壓縮的氣體，并且產(chǎn)生電力并加熱從所述上游燃料電池通過的氣體；中間渦輪，該中間渦輪接收離開第一燃料電池的加熱氣體，并連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；以及輸出渦輪，該輸出渦輪接收所述中間渦輪輸出的氣體；其中離開了所述中間渦輪的膨脹氣體通過下游燃燒室和/或下游燃料電池之一或二者到達(dá)到所述輸出渦輪，藉此在所述膨脹氣體在所述輸出渦輪中膨脹之前再加熱所述膨脹氣體。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮器；上游燃燒室，該上游燃燒室接收所述壓縮器壓縮的氣體，并且加熱通過所述上游燃燒室的氣體；中間渦輪，該中間渦輪接收離開第一燃燒室的加熱氣體，并且連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；以及輸出渦輪，該輸出渦輪接收所述中間渦輪輸出的氣體；其中離開了所述中間渦輪的膨脹氣體通過下游燃料電池到達(dá)到所述輸出渦輪，藉此在所述膨脹氣體在所述輸出渦輪中膨脹之前再加熱所述膨脹氣體。本發(fā)明還涉及再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該系統(tǒng)在中間渦輪的進(jìn)口處和輸出渦輪或輸出噴嘴的進(jìn)口處處具有不同的進(jìn)口溫度。已知具有用于驅(qū)動高壓壓縮器的高壓渦輪和用于驅(qū)動輸出軸的獨(dú)立的低壓輸出渦輪的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。通常，這種渦輪系統(tǒng)還會包括附加的燃燒室，該燃燒室位于高壓渦輪和低壓輸出渦輪之間的流徑中。常規(guī)地，這種渦輪系統(tǒng)將在高壓渦輪和輸出渦輪二者處以最高渦輪進(jìn)口溫度運(yùn)行，以便于獲得最高效率。渦輪的進(jìn)口溫度受到制造渦輪的材料的物理特性限制。因此，為了保證渦輪系統(tǒng)能夠以最高效率運(yùn)行，常規(guī)的渦輪被制造成為能夠經(jīng)受最高溫度。由于渦輪必須以昂貴的材料制造以具有盡可能高的耐熱性，因此這種做法非常昂貴。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮器；上游加熱源，該上游加熱源接收被所述壓縮器壓縮的氣體并加熱通過所述上游加熱源的氣體；高壓渦輪，該高壓渦輪接收離開所述上游加熱源的加熱氣體，并且連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；下游燃燒室，該下游燃燒室接收離開所述高壓渦輪的氣體，并且加熱通過所述下游燃燒室的氣體；以及輸出渦輪，該輸出渦輪接收所述下游燃燒室輸出地氣體，其中該系統(tǒng)被構(gòu)造成使得所述輸出渦輪接收的氣體的溫度高于所述高壓渦輪接收的氣體的溫度。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種運(yùn)行燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方法，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮器；上游加熱源，該上游加熱源接收被所述壓縮器壓縮的氣體并加熱通過所述上游加熱源的氣體；高壓渦輪，該高壓渦輪接收離開所述上游加熱源的加熱氣體，并且連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；下游燃燒室，該下游燃燒室接收離開所述高壓渦輪的氣體，并且加熱通過所述下游燃燒室的氣體；以及輸出渦輪，該輸出渦輪接收所述下游燃燒室輸出地氣體，其中控制所述輸出渦輪接收的氣體的溫度以使得該溫度與所述高壓渦輪接收的氣體的溫度相差預(yù)定量。參照附圖，將僅以示例的方式描述本發(fā)明，在附圖中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪的第一實(shí)施方式的示意圖；圖Ia示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪的第一實(shí)施方式的變型例的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的示意圖；圖加示出了燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的圖2的實(shí)施方式的第一變型例；圖2b示出了燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的圖2的實(shí)施方式的第二變型例；圖2c示出了燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的圖2的實(shí)施方式的第三變型例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的示意圖；圖3a示出了燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的圖3的實(shí)施方式的第一變型例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的第四實(shí)施方式的示意圖；圖如示出了燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的圖4的實(shí)施方式的第一變型例；圖4b示出了燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的圖4的實(shí)施方式的第二變型例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用于航空器的燃?xì)鉁u輪的第五實(shí)施方式的示意圖；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于航空器的燃?xì)鉁u輪的第六實(shí)施方式的示意圖。在圖1中可以看到，再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括高壓渦輪級，該高壓渦輪級具有高壓壓縮器110，該高壓壓縮器110由高壓渦輪120通過軸125驅(qū)動。來自上游燃燒室115 (位于高壓渦輪120的上游)的燃燒氣體被提供給高壓渦輪120。上游燃燒室115接收由高壓壓縮器110提供的壓縮氣體和由外部燃料源(未示出)提供的燃料。高壓渦輪120向下游燃燒室130 (位于高壓渦輪20的下游)提供氣體。下游燃燒室130也接收由外部燃料源(未示出)提供的燃料。下游燃燒室130向驅(qū)動輸出軸145的輸出渦輪140提供燃燒氣體。在使用中，在進(jìn)口 105處向高壓壓縮器10提供氣體。軸125的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該壓縮器以壓縮氣體。接著，壓縮氣體被提供給上游燃燒室115，壓縮氣體在該上游燃燒室115中與諸如煤油、丙烷、天然氣等的燃料混合并被點(diǎn)燃。接著，燃燒氣體被提供給高壓渦輪120。 氣體在高壓渦輪120中膨脹。這種膨脹驅(qū)動了高壓渦輪120，由此驅(qū)動了軸125。膨脹氣體離開高壓渦輪120并提供給下游燃燒室130，膨脹氣體在下游燃燒室中再次與諸如煤油、丙烷、天然氣等燃料混合并被點(diǎn)燃。接著，燃燒氣體被提供給輸出渦輪140，燃燒氣體在輸出渦輪140中膨脹，驅(qū)動了輸出渦輪140。輸出渦輪140通過驅(qū)動輸出軸145而提供機(jī)械功輸出。氣體經(jīng)由出口 150從該渦輪系統(tǒng)排出。該渦輪系統(tǒng)具有兩個燃燒室115和130，它們分別供應(yīng)高壓渦輪和輸出渦輪。傳統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪理論規(guī)定在再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)中，通過運(yùn)行兩個燃燒室以為兩個渦輪產(chǎn)生相同且盡可能高的渦輪進(jìn)口溫度，實(shí)現(xiàn)最高的循環(huán)效率。極限溫度通常由構(gòu)成高壓渦輪和輸出渦輪的材料的物理特性規(guī)定，渦輪被制造成具有同樣高的溫度極限。因此，常規(guī)上，兩個渦輪120和140會由相同的材料制成，所以動力裝置的整體成本包括具有同樣高的溫度極限的兩個渦輪的成本。與常規(guī)方法相比，第一實(shí)施方式的燃燒室被構(gòu)造和布置成提供不同溫度的燃燒氣體。上游燃燒室向高壓渦輪提供具有高壓渦輪進(jìn)口溫度的氣體。下游燃燒室向輸出渦輪提供具有輸出渦輪進(jìn)口溫度的氣體，該輸出渦輪進(jìn)口溫度高于高壓渦輪內(nèi)部溫度。具體地說，在這個實(shí)施方式中，輸出渦輪進(jìn)口溫度盡可能高，而高壓渦輪進(jìn)口溫度較低。因此，高壓渦輪受到較低的熱應(yīng)力，因此可以由不太昂貴的材料制成。渦輪120的典型進(jìn)口溫度范圍應(yīng)為600°C到1000°C。輸出渦輪140的進(jìn)口處的氣體溫度應(yīng)為1400°C。輸出(或動力)渦輪140以明顯高于高壓渦輪120(或“氣體發(fā)生器”) 的膨脹比運(yùn)行。輸出渦輪140在高機(jī)械應(yīng)力下運(yùn)行，而且必須在高溫下運(yùn)行，因而必須是構(gòu)造良好且相對昂貴的部件。相反，高壓渦輪120以低得多的膨脹比和較低的運(yùn)行溫度運(yùn)行， 這通常在當(dāng)前的內(nèi)燃渦輪增壓器技術(shù)能力范圍之內(nèi)；因此高壓渦輪可以是成本相對較低的制品。優(yōu)選的是，在選定的運(yùn)行條件下，系統(tǒng)可以停止使用下游燃燒室130，同時仍然使用壓縮器110、燃燒室115和渦輪120、140。這在車輛的混合驅(qū)動系統(tǒng)中能夠非常有用。該驅(qū)動系統(tǒng)可具有第一運(yùn)行模式，在該模式中，使用下游燃燒室130(同時壓縮器110、燃燒室 115和渦輪120、140也被使用并處于運(yùn)行狀態(tài))，并且來自輸出渦輪140的機(jī)械功率通過機(jī)械傳動傳送至例如汽車的驅(qū)動輪，由SOFC 215產(chǎn)生的電力例如用于為車輛的電池充電(或者驅(qū)動車輛的電動機(jī))。該驅(qū)動系統(tǒng)還可以具有第二運(yùn)行模式，在該模式中，不使用下游燃燒室30(同時仍然使用壓縮器110、燃燒室115和渦輪120、140)，并且渦輪40被機(jī)械傳動與車輪斷開，并改為與發(fā)電機(jī)相連；因此在第二模式中，SOFC將產(chǎn)生直流電，并且與渦輪40 相連的發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生交流電。如上所述，常規(guī)系統(tǒng)將被安排成維持渦輪進(jìn)口溫度，使得這些溫度相同并盡可能高。在實(shí)際應(yīng)用中，渦輪進(jìn)口溫度僅被控制為一定容限。換言之，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，可能存在著進(jìn)口溫度的隨機(jī)波動。因此，渦輪進(jìn)口溫度可能存在輕微的差異，但這些差異將僅是很小的差異。然而，這樣的系統(tǒng)仍然會被認(rèn)為是被構(gòu)造成維持相同的渦輪進(jìn)口溫度。渦輪進(jìn)口溫度中的任何差異都是偶然的。對于在1400°C下運(yùn)行的渦輪而言，進(jìn)口溫度的偶然差異應(yīng)小于50°C。按百分比來說，約為3.5%。與常規(guī)系統(tǒng)相比，旨在將本發(fā)明的實(shí)施方式構(gòu)造成具有不同的渦輪進(jìn)口溫度。可以將所述差異預(yù)先確定為高壓渦輪20與輸出渦輪40的材料和結(jié)構(gòu)的函數(shù)。另選地，可以將所述差異預(yù)先確定為用于將熱引入高壓渦輪20的下游的手段的函數(shù)。例如，預(yù)先確定為 SOFC的最大輸出溫度的函數(shù)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述差異將大于50°C (對于在1400°C運(yùn)行的渦輪而言，所述差異為3.5%)。在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，例如在結(jié)合有SOFC 215的實(shí)施方式中，所述差異將大于400°C (對于在1400°C運(yùn)行的渦輪而言，所述差異為)。
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計(jì)算顯示，在如圖1中所示的再熱式渦輪裝置的情況下，并且假定渦輪40的進(jìn)口溫度為1390°C，則從理想的1390°C開始，渦輪20的進(jìn)口溫度每降低100°C，該渦輪裝置的熱效率就降低大約1. 5%。從理想的1390°C開始，渦輪20的進(jìn)口溫度每降低100°C，則制動相關(guān)的燃料消耗率也增加大約1.5%。因此，本發(fā)明的提議有悖于公認(rèn)的理論，但是申請人認(rèn)為本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的成本節(jié)約和簡化會使再熱式燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備得到更加廣泛地使用，并且該優(yōu)點(diǎn)在重要性方面超過了效率的損失。在圖1的實(shí)施方式中，盡管渦輪120、140設(shè)置有不同的軸125、145，但是可以將這些渦輪布置在公共軸上。圖Ia中示出了這種方案，在圖Ia中，與圖1的部件相當(dāng)?shù)牟考孟嗤母綀D標(biāo)記標(biāo)出，但是在這些附圖標(biāo)記后增加了后綴‘a(chǎn)’。附圖標(biāo)記12 和150a指代壓縮器110a、渦輪120a和渦輪140都共用的軸的不同部分。在系統(tǒng)經(jīng)受快速負(fù)荷變化時， 優(yōu)選圖1的空閑動力渦輪140。如果系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行，則圖Ia的公共軸方案是優(yōu)選的，因?yàn)檫@更有效率(例如，對于軸支撐來說，需要更少的軸承)，并且可更容易地以較小的整體體積封裝。然而，圖Ia的變型例響應(yīng)慢(在壓縮器和兩個渦輪機(jī)都在公共軸上的情況下，存在較大的慣量)，因此圖1的變型例優(yōu)選地用于車輛。在上述第一實(shí)施方式中，盡管從高壓壓縮器110排出的壓縮氣體在上游燃燒室 115中通過燃燒過程而被加熱，但是由于沒有將高壓渦輪120的進(jìn)口溫度最大化，可以使用另選的熱源取代上游燃燒室115。例如，如圖2所示，可使用固體氧化物燃料電池(SOFC) 212 代替上游燃燒室115。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的再熱式燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。再熱式燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括高壓渦輪級，該高壓渦輪級具有高壓壓縮器210，該高壓壓縮器210被高壓渦輪220通過軸225驅(qū)動。高壓壓縮器210向上游SOFC 212(高壓渦輪220的上游)提供壓縮氣體。SOFC 212向高壓渦輪220直接提供加熱的壓縮氣體。在本實(shí)施方式中，SOFC 212與高壓渦輪220 直接連通，即，沒有任何中間燃燒室。外部燃料源(未示出)向SOFC 212提供燃料。高壓渦輪220向下游燃燒室230 (高壓渦輪220的下游)提供氣體。下游燃燒室 230接收來自外部燃料源(未示出)的燃料供應(yīng)。下游燃燒室230向輸出渦輪240提供燃燒氣體，輸出渦輪240通過驅(qū)動輸出軸對5 提供機(jī)械功率輸出。在使用中，在進(jìn)口 205處向高壓壓縮器210提供氣體。軸225的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮器以壓縮氣體。接著，壓縮氣體被提供給上游SOFC 212，氣體在SOFC 212中被加熱。當(dāng)增壓時，SOFC通常以最高效率工作。接著，加熱的氣體被提供給高壓渦輪220。氣體在高壓渦輪220中膨脹。這種膨脹驅(qū)動了高壓渦輪220，由此驅(qū)動了軸225。膨脹氣體離開高壓渦輪220并提供給燃燒室230， 氣體在燃燒室230中與諸如煤油、丙烷、天然氣等燃料混合并被點(diǎn)燃。接著，燃燒氣體被提供給輸出渦輪240，并且在渦輪MO中膨脹，驅(qū)動輸出渦輪240并由此驅(qū)動輸出軸M5。氣體經(jīng)由出口 250從該渦輪系統(tǒng)排出。在上述第二實(shí)施方式中，在高壓壓縮器210的出口與高壓渦輪220的進(jìn)口之間傳送的氣體僅被SOFC 212加熱。
SOFC不能將氣體加熱到像常規(guī)使用的燃燒室一樣高的溫度。因此，無需使用由昂貴的耐熱材料制造的高成本的高壓渦輪。SOFC的一般溫度范圍將會在600°C到1000°C。輸出渦輪40的進(jìn)口處的氣體溫度將會是1400°C。輸出(或動力)渦輪MO以明顯高于高壓渦輪220(或“氣體發(fā)生器”)的膨脹比運(yùn)行。渦輪240處于高機(jī)械應(yīng)力下，而且必須在高溫下運(yùn)行，因而必須是構(gòu)造良好且相對昂貴的部件。相反，渦輪220以明顯更低的膨脹比運(yùn)行并具有更低的運(yùn)行溫度，這通常在當(dāng)前的內(nèi)燃渦輪增壓器技術(shù)能力范圍內(nèi)；因此高壓渦輪可以是相對低成本的制品。優(yōu)選的是，在選定的運(yùn)行條件下，系統(tǒng)可以停止使用下游燃燒室230，同時SOFC 12、壓縮器210、渦輪220和渦輪240仍然工作。這在車輛的混合驅(qū)動系統(tǒng)中能夠非常有效。 該驅(qū)動系統(tǒng)可具有第一運(yùn)行模式，在該模式中，使用燃燒室230 (同時SOFC 212、壓縮器210 和渦輪機(jī)220、240也被使用并處于運(yùn)行狀態(tài))，并且來自輸出渦輪240的機(jī)械功率通過機(jī)械傳動傳送至例如汽車的驅(qū)動輪，由SOFC產(chǎn)生的電力例如用于為車輛的電池充電(或者驅(qū)動車輛的電動機(jī))。該驅(qū)動系統(tǒng)還可以具有第二運(yùn)行模式，在該模式中，不使用燃燒室230 (而 SOFC 212、壓縮器210和渦輪220、240仍然被使用并處于運(yùn)行狀態(tài))，并且渦輪240被機(jī)械傳動與車輪斷開，并且改為與發(fā)電機(jī)相連；因此在第二模式中，SOFC將產(chǎn)生直流電，并且與渦輪機(jī)240相連的發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生交流電。在另選的操作方案中，軸245僅將渦輪240連接至發(fā)電機(jī)和單獨(dú)用于驅(qū)動車輛的電動機(jī)；電力由SOFC 212獨(dú)自產(chǎn)生或者由SOFC 212與由渦輪機(jī)240提供動力的發(fā)電機(jī)二者產(chǎn)生，例如，當(dāng)需要更大的功率時一當(dāng)渦輪240驅(qū)動發(fā)電機(jī)時，可以僅在需要高功率的情況下使用燃燒室MO (不管是否使用燃燒室240，SOFC 212、 壓縮器210和渦輪220、240仍然被使用并處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))。圖加示出了圖2的實(shí)施方式的變型例。除了在SOFC 212與渦輪220之間連接有附加的燃燒室251以在氣體在渦輪220中燃燒前向離開SOFC 212的氣體提供額外的熱以外，該變型例與圖1的實(shí)施方式相同。燃燒室251可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或僅選擇性地在燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)需要的功率超出預(yù)設(shè)的閾值時運(yùn)轉(zhuǎn)。燃燒室251的使用可以通過減少SOFC必須增添到壓縮氣體的熱量而減少SOFC 212的設(shè)計(jì)上的限制。盡管圖2和圖加二者都將輸出渦輪240示為安裝于獨(dú)立的輸出軸245上的空閑的動力渦輪，但動力渦輪可以安裝在壓縮器210、渦輪220和渦輪240都共用的軸上。這在圖2c和圖2d中示出，圖2c示出了如何使用公共軸來構(gòu)造圖2的系統(tǒng)，并且圖2d示出了如何使用公共軸來構(gòu)造圖2b的系統(tǒng)。上面討論了空閑動力渦輪和公共軸方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。該再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括高壓渦輪級，該高壓渦輪級具有高壓壓縮器310，該高壓壓縮器310被高壓渦輪320通過軸325驅(qū)動。來自上游燃燒室315(高壓渦輪320的上游)的燃燒氣體被提供給高壓渦輪320。高壓壓縮器310向上游SOFC 312(高壓渦輪320的上游)提供壓縮氣體。上游 SOFC 312向第一燃燒室315提供加熱的壓縮氣體。來自外部燃料源(未示出)的燃料被提供給上游SOFC 312。來自外部燃料源(未示出)的燃料也被提供給上游燃燒室315。高壓渦輪320向下游SOFC 327 (高壓渦輪320的下游)提供氣體。下游SOFC 327 向下游燃燒室330提供氣體。下游SOFC 327接收來自外部燃料源(未示出)的燃料供應(yīng)。
10下游燃燒室330也接收來自外部燃料源(未示出)的燃料供應(yīng)。下游燃燒室330向輸出渦輪340提供燃燒氣體，該輸出渦輪340驅(qū)動輸出軸345。在使用中，在進(jìn)口 305處向高壓壓縮器310提供氣體。軸325的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動了壓縮器以壓縮氣體。接著，壓縮氣體被提供給上游SOFC 327，氣體在SOFC 327中被加熱。接著，壓縮氣體被提供給上游燃燒室315，氣體在上游燃燒室315中與例如煤油、 丙烷、天然氣等燃料混合并被點(diǎn)燃。接著，燃燒氣體被提供給高壓渦輪320。氣體在高壓渦輪320中膨脹。這種膨脹驅(qū)動了高壓渦輪320，由此驅(qū)動了軸325。膨脹的氣體離開高壓渦輪320并提供給下游SOFC 327，氣體在SOFC 327中被進(jìn)一步加熱。接著，氣體被提供給下游燃燒室330，氣體在下游燃燒室330再次與例如煤油、丙烷、天然氣等燃料混合并被被點(diǎn)燃。接著，燃燒的氣體被提供給輸出渦輪340，氣體在輸出渦輪340中膨脹，驅(qū)動輸出渦輪 340并由此驅(qū)動輸出軸345。氣體經(jīng)由出口 350從該渦輪系統(tǒng)中排出。如在上述實(shí)施方式中那樣，輸出(或動力)渦輪350以高于高壓(或“氣體發(fā)生器”)渦輪320的膨脹比以及較高的進(jìn)口溫度運(yùn)行。輸出渦輪被軸345連接到車輛的驅(qū)動輪和/或發(fā)電機(jī)。在上述第三實(shí)施方式中，SOFC和燃燒室按照串聯(lián)結(jié)構(gòu)布置。然而，在上述第三實(shí)施方式中公開的串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括在氣體流動方向上位于燃燒室之前的S0FC，同樣可以在氣體流動方向上將SOFC設(shè)置在燃燒室之后。SOFC和燃燒室可以按照這個順序設(shè)置在高壓渦輪之前或高壓渦輪之后和輸出渦輪之前。利用第二 SOFC提供再熱使得裝置能夠高效運(yùn)行，并且使得能夠在多種運(yùn)行條件下提供大功率輸出。如果在車輛中使用該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，則可以使得第一和第二燃燒室315 和330能夠受到控制，以使裝置能夠在第一模式和第二模式中運(yùn)行，在第一模式中，使用燃燒室315、330 二者(使用SOFC 312,327 二者，使用壓縮器312并使用渦輪320、；340)，并且渦輪240與車輛的驅(qū)動輪相連，在第二模式中，不使用燃燒室315、330(但使用SOFC 312、 327、仍然使用壓縮器310和渦輪320、340)，并且渦輪340與驅(qū)動輪斷開(并且可能與發(fā)電機(jī)相連接以產(chǎn)生交流電)；在此模式中，SOFC 312和SOFC 327將提供直流電。第三種運(yùn)行模式也是可能的，在此模式中，僅停止使用燃燒室330(并且仍然將SOFC 312、327與燃燒室 315、壓縮器310和渦輪機(jī)320、340 —起使用)，并且在此模式中，渦輪機(jī)340與驅(qū)動輪斷開 (并且優(yōu)選地與發(fā)電機(jī)相連接以產(chǎn)生交流電)；SOFC 312和SOFC 327 二者都將產(chǎn)生直流電以為電池充電或驅(qū)動電動機(jī)。燃燒室315、330的使用可以為車輛的加速和/或車輛的高巡航速度提供動力。盡管圖3將輸出渦輪340示為安裝在獨(dú)立的輸出軸345上的空閑的動力渦輪，但動力渦輪可以安裝在壓縮器310、渦輪機(jī)320和渦輪機(jī)340都共用的軸上。圖3a中示出了如何使用公共軸來構(gòu)造圖3的系統(tǒng)。上面討論了空閑動力渦輪及公共軸方案的優(yōu)點(diǎn)和缺
點(diǎn)ο圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。該再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括高壓渦輪級，該高壓渦輪級具有高壓壓縮器410，該高壓壓縮器由高壓渦輪420通過軸425驅(qū)動。高壓壓縮器410分成兩路地提供壓縮氣體。第一路徑向上游SOFC 412(渦輪機(jī)420 的上游)提供壓縮氣體。第二路徑向上游燃燒室415 (渦輪機(jī)420的上游)提供壓縮氣體。
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來自外部燃料源(未示出)的燃料被提供給上游SOFC 412。來自外部燃料源(未示出)的燃料還提供給上游燃燒室415。來自上游SOFC 412的加熱氣體和來自上游燃燒室415的燃燒氣體融合成一路以提供給高壓渦輪420。高壓渦輪420分成兩路地提供氣體。第一路徑向下游SOFC 427 (渦輪機(jī)420的下游)提供壓縮氣體。第二路徑向下游燃燒室430 (渦輪機(jī)420的下游)提供壓縮氣體。來自外部燃料源(未示出)的燃料被提供給下游SOFC 427。來自外部燃料源(未示出)的燃料還被提供給上游燃燒室430。來自下游SOFC 427的加熱氣體和來自下游燃燒室430的燃燒氣體融合成一路以提供給輸出渦輪440，輸出渦輪440驅(qū)動輸出軸445。在使用中，在進(jìn)口 405處向高壓壓縮器410提供氣體。軸425的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動了壓縮器以壓縮氣體。接著，壓縮氣體被提供給上游SOFC 412和上游燃燒室415，氣體在SOFC 412 中被加熱，并且在上游燃燒室415中與燃料混合并被點(diǎn)燃。接著，來自上游SOFC 412的加熱氣體與來自上游燃燒室415的燃燒氣體的組合氣流被提供給高壓渦輪420。氣體在高壓渦輪320中膨脹。這種膨脹驅(qū)動了高壓渦輪420，由此驅(qū)動了軸425。膨脹氣體離開高壓渦輪420，并分成分別通向下游SOFC 427和下游燃燒室430的兩個路徑。膨脹氣體在下游SOFC 427中被加熱，并且在下游燃燒室430中與燃料混合并被點(diǎn)燃。接著，來自最后的SOFC 427的加熱氣體與來自最后的燃燒室430的燃燒氣體的組合氣流被提供給輸出渦輪440，氣體在該渦輪中膨脹，驅(qū)動了輸出渦輪440，由此驅(qū)動了輸出軸445。氣體經(jīng)由出口 450從渦輪系統(tǒng)排出。在上述圖4的實(shí)施方式中，SOFC和燃燒室按照并聯(lián)結(jié)構(gòu)布置。在需要繼續(xù)使用SOFC 412和430、壓縮器410、渦輪機(jī)420和440的同時停止使用燃燒室415和430時，可以優(yōu)選地采用SOFC與燃燒室的并聯(lián)結(jié)構(gòu)；在這種情況下，可以在流徑中結(jié)合閥調(diào)以將所有氣流引導(dǎo)至S0FC。盡管圖4將輸出渦輪440示為安裝在獨(dú)立的輸出軸445上的空閑動力渦輪，但是動力渦輪機(jī)440可以安裝在壓縮器410、渦輪機(jī)420和渦輪機(jī)440共用的軸上。圖如示出了如何利用公共軸來構(gòu)造圖4的系統(tǒng)。上面討論了空閑動力渦輪及公共軸方案的優(yōu)點(diǎn)和缺
點(diǎn)ο上述裝置中的任一個都可以結(jié)合往復(fù)式發(fā)動機(jī)或旋缸式發(fā)動機(jī)，例如，增壓式柴油發(fā)動機(jī)或增壓式火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)。可以將離開了第二渦輪140、240、340、440的膨脹氣體提供給這種發(fā)動機(jī)，以為發(fā)動機(jī)壓縮增壓。另選的是，前述實(shí)施方式中的任一個都可適于從壓縮器110、120、310、410向發(fā)動機(jī)提供壓縮增壓空氣；在圖4b中對此進(jìn)行了例示，圖4b示出了圖4系統(tǒng)的變型例，在該變型例中，將供應(yīng)線路451示為將來自壓縮器410的壓縮空氣作為增壓空氣提供給內(nèi)燃機(jī)。將流出上述高壓渦輪120、220、320、420的部分燃燒氣體再加熱的能力使得能夠從裝置中汲取更大的功率。然而在一些區(qū)域可能存在效率的損失，再加熱降低了裝置整體的與制動相關(guān)空氣消耗，使得能夠從相同大小的裝置輸出更大的功率。在上述圖3、圖3a、圖4和圖如的實(shí)施方式中，再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)具有兩個加熱級，每個加熱級都包括串聯(lián)結(jié)構(gòu)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)的SOFC和燃燒室。第一加熱級可以包括一種結(jié)構(gòu)(串聯(lián)或并聯(lián))的第一 SOFC和第一燃燒室，而第二加熱級可以包括另一種結(jié)構(gòu)(串聯(lián)或并聯(lián))的第二 SOFC和第二燃燒室。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于僅具有兩個加熱級和一個中間渦輪及隨后的一個輸出渦輪，而是可以適用于具有任意數(shù)量的加熱級和渦輪級的再熱式燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。在這些實(shí)施方式中，在每個加熱級中，SOFC和燃燒室的任意構(gòu)造都是可能的。技術(shù)人員應(yīng)理解的是，上面公開的實(shí)施方式可等同地適用于使用輸出噴嘴以代替上述輸出渦輪的推進(jìn)系統(tǒng)。在圖5中示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式中在航空器中的特別用途的例子。在圖5的實(shí)施方式中，壓縮器級510壓縮空氣，然后將壓縮的空氣傳送到被提供了碳?xì)淙剂系纳嫌稳紵?15，獲得的燃燒后熱氣體被提供給渦輪520，氣體在該渦輪中發(fā)生膨脹，連接渦輪520以通過軸425驅(qū)動壓縮器510。接著，膨脹氣體穿過均被提供有燃料的下游SOFC 527和下游再熱燃燒室530的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。接著，再熱氣體在作為輸出噴嘴(具有一個或多個閥的渦輪噴氣航空發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動機(jī)或渦輪軸航空發(fā)動機(jī))的輸出渦輪級540中膨脹。圖6中示出了變型為推進(jìn)系統(tǒng)(例如，航空器的推進(jìn)系統(tǒng))的圖1實(shí)施方式，該推進(jìn)系統(tǒng)具有輸出噴嘴640以替代上述的輸出渦輪140。輸出噴嘴340輸出推力以推進(jìn)航空器(例如，飛機(jī))。在圖5和圖6 二者的實(shí)施方式中，上游燃燒室向高壓渦輪提供具有高壓渦輪進(jìn)口溫度的氣體。下游燃燒室向輸出渦輪提供具有輸出渦輪進(jìn)口溫度的氣體，輸出渦輪進(jìn)口溫度高于高壓渦輪內(nèi)部溫度。具體來說，輸出渦輪的進(jìn)口溫度盡可能高，而高壓渦輪進(jìn)口溫度較低。因此，高壓渦輪經(jīng)受較低的熱應(yīng)力，并且可由此由不太昂貴的材料制成。盡管上面已描述了固體氧化物燃料電池，也可以使用其它類型的燃料電池。盡管未示出，但是可以以本領(lǐng)域公知的方式將熱交換器插入所示的任一燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括 壓縮器；上游燃料電池，所述上游燃料電池接收由所述壓縮器壓縮的氣體，并且產(chǎn)生電力并加熱通過所述上游燃料電池的氣體；中間渦輪，所述中間渦輪接收之前在所述上游燃料電池中被加熱的氣體，并且所述中間渦輪連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；以及輸出渦輪，所述輸出渦輪接收由所述中間渦輪輸出的氣體；其中 離開所述中間渦輪的膨脹氣體通過下游燃燒室和/或下游燃料電池中任一個或二者到達(dá)所述輸出渦輪，藉此在所述膨脹氣體在所述輸出渦輪中膨脹之前再加熱所述膨脹氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)還包括上游燃燒室，該上游燃燒室與接收并加熱由所述壓縮器壓縮的氣體的所述上游燃料電池并聯(lián)布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)還包括上游燃燒室，該上游燃燒室與接收并加熱由所述壓縮器壓縮的氣體的所述上游燃料電池串聯(lián)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，下游燃燒室和下游燃料電池二者并聯(lián)地布置在所述中間渦輪和所述輸出渦輪之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，下游燃燒室和下游燃料電池二者串聯(lián)地布置在所述中間渦輪和所述輸出渦輪之間。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，在所述燃料電池、所述壓縮器和所述渦輪仍然運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，能夠選擇性地使用和停止使用所述燃燒室或所述燃燒室中的至少一個。
7.一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括 壓縮器；上游燃燒室，所述上游燃燒室接收由所述壓縮器壓縮的氣體并加熱通過所述上游燃燒室的氣體；中間渦輪，所述中間渦輪接收離開所述第一燃料室的加熱氣體，并且所述中間渦輪連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；以及輸出渦輪，所述輸出渦輪接收由所述中間渦輪級輸出的氣體；其中 離開所述中間渦輪的膨脹氣體通過下游燃料電池到達(dá)所述輸出渦輪，藉此在所述膨脹氣體在所述輸出渦輪中膨脹之前再加熱所述膨脹氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)還包括與所述下游燃料電池并聯(lián)布置的下游燃燒室。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)還包括與所述下游燃料電池串聯(lián)布置的下游燃燒室。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，能夠選擇性地使用和停止使用所述下游燃燒室。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述中間渦輪以第一進(jìn)口溫度和第一膨脹比運(yùn)行，并且所述輸出渦輪以高于所述第一進(jìn)口溫度的第二進(jìn)口溫度和大于所述第一膨脹比的第二膨脹比運(yùn)行。
12.一種混合動力陸上車輛，該混合動力陸上車輛具有至少一個電動機(jī)，所述至少一個電動機(jī)用于驅(qū)動所述車輛的至少一個從動輪；電池，其用于儲存電力；權(quán)利要求6或權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)；傳動系統(tǒng)，其能夠?qū)⑺鋈細(xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述輸出渦輪選擇性地連接到從動輪；以及控制器，其控制所述電動機(jī)、所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)和所述傳動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中所述控制器能夠在所述車輛的至少第一運(yùn)行條件和第二運(yùn)行條件之間進(jìn)行選擇在第一運(yùn)行條件中，所述電動機(jī)驅(qū)動所述從動輪，停止使用所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的至少一個燃燒室，所述傳動系統(tǒng)將所述輸出渦輪級與被驅(qū)動的車輪斷開，并且所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述燃料電池發(fā)電以向所述電動機(jī)供電；并且在第二運(yùn)行條件中，使用所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所有燃燒室，所述傳動系統(tǒng)將所述輸出渦輪級連接到被驅(qū)動的車輪，并且所述輸出渦輪用于驅(qū)動所述從動輪，同時所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述燃料電池發(fā)電以為所述電池充電或向所述電動機(jī)供電，在所述第二運(yùn)行條件中，所述從動輪能夠由所述輸出渦輪獨(dú)自驅(qū)動，或者能夠由所述輸出渦輪與所述電動機(jī)并行地驅(qū)動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合動力陸上車輛，該混合動力陸上車輛還包括發(fā)電機(jī)， 該發(fā)電機(jī)能夠通過所述傳動系統(tǒng)連接到所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述輸出渦輪級，并且在所述第一運(yùn)行條件中，所述傳動系統(tǒng)將所述輸出渦輪級與被驅(qū)動的車輪斷開，并且將所述輸出渦輪級連接到所述發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)發(fā)電以向所述電動機(jī)供電，在所述第二運(yùn)行條件中， 機(jī)械傳動將所述輸出渦輪級連接到被驅(qū)動的車輪，并使所述輸出渦輪級與所述發(fā)電機(jī)斷開。
14.一種混合動力陸上車輛，該混合動力陸上車輛具有至少一個電動機(jī)，所述至少一個電動機(jī)用于驅(qū)動所述車輛的至少一個從動輪；電池，其用于儲存電力；發(fā)電機(jī)；權(quán)利要求 6或權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)；傳動系統(tǒng)，其能夠?qū)⑺鋈細(xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述輸出渦輪選擇性地連接到所述發(fā)電機(jī)；以及控制器，其控制所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)和所述傳動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中所述控制器能夠在所述車輛的至少第一運(yùn)行條件和第二運(yùn)行條件之間進(jìn)行選擇在第一運(yùn)行條件中，停止使用所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的至少一個燃燒室，所述傳動系統(tǒng)將所述輸出渦輪級與所述發(fā)電機(jī)斷開，并且所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述燃料電池發(fā)電以向所述電動機(jī)供電；并且在第二運(yùn)行條件中，使用所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所有燃燒室，所述傳動系統(tǒng)將所述輸出渦輪級連接到所述發(fā)電機(jī)并驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)發(fā)電以向所述電動機(jī)供電，并且所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的所述燃料電池也發(fā)電以為所述電池充電或?yàn)樗鲭妱訖C(jī)供電，所述電動機(jī)驅(qū)動所述從動輪。
15.一種車輛，該車輛包括權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪與壓縮點(diǎn)火或火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的組合，其中，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)用于提供加壓空氣作為所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣。
16.一種航空器，該航空器包括權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中所述輸出渦輪充當(dāng)所述航空器的推進(jìn)噴嘴或連接到所述航空器的推進(jìn)噴嘴。
17.一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮器；上游熱源，所述上游熱源接收由所述壓縮器壓縮的氣體，并且加熱通過所述上游熱源的氣體；高壓渦輪，所述高壓渦輪接收離開所述上游熱源的加熱氣體，并且所述高壓渦輪連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；下游燃燒室，所述下游燃燒室接收離開所述高壓渦輪的氣體，并且加熱通過所述下游燃燒室的氣體；以及輸出渦輪，所述輸出渦輪接收由所述下游燃燒室輸出的氣體；其中該系統(tǒng)被構(gòu)造成使得所述輸出渦輪接收的氣體的溫度高于由所述高壓渦輪接收的氣體的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述上游熱源是燃燒室。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述上游熱源是燃料電池。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述上游熱源是固體氧化物燃料電池。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)被構(gòu)造成使得所述輸出渦輪接收的氣體的溫度與所述高壓渦輪接收的氣體的溫度之間的差異至少為 50 "C。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)被構(gòu)造成使得所述輸出渦輪接收的氣體的溫度與所述高壓渦輪接收的氣體的溫度之間的差異至少為 400 "C。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述輸出渦輪經(jīng)由輸出軸輸出機(jī)械傳動。
24.一種包括燃?xì)鉁u輪的陸上車輛，所述燃?xì)鉁u輪包括權(quán)利要求23所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述輸出軸與所述車輛的一個或更多個從動輪相連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述輸出渦輪包括提供推力的推進(jìn)噴嘴。
26.一種航空器，該航空器包括權(quán)利要求25所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中，所述推力用于推進(jìn)所述航空器。
27.一種混合動力陸上車輛，其包括權(quán)利要求19所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其中所述燃料電池用于提供電力以驅(qū)動所述車輛的電動機(jī)，和/或?yàn)樗鲕囕v的一個或更多個電池充電；并且所述輸出渦輪經(jīng)由輸出軸輸出機(jī)械傳動，并且設(shè)置有傳動系統(tǒng)以將所述輸出軸選擇性連接到所述車輛的一個或更多個從動輪，所述傳動系統(tǒng)在所述車輛的駕駛員的控制下和/ 或在車輛電子控制系統(tǒng)的控制下將所述輸出軸連接到所述從動輪。
28.—種運(yùn)行燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方法，所述燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮器；上游熱源，所述上游熱源接收由所述壓縮器壓縮的氣體，并且加熱通過所述上游熱源的氣體；高壓渦輪，所述高壓渦輪接收離開所述上游熱源的加熱氣體，并且所述高壓渦輪連接到所述壓縮器并驅(qū)動所述壓縮器；下游燃燒室，所述下游燃燒室接收離開所述高壓渦輪的氣體，并且加熱通過所述下游燃燒室的氣體；以及輸出渦輪，所述輸出渦輪接收由所述下游燃燒室輸出的氣體；其中控制由所述輸出渦輪接收的氣體的溫度，使得該溫度與由所述高壓渦輪接收的氣體的溫度相差預(yù)定量。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的運(yùn)行燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方法，其中，控制由所述輸出渦輪接收的氣體的溫度，使得該溫度高于由所述高壓渦輪接收的氣體的溫度。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀或四所述的運(yùn)行燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方法，其中，所述預(yù)定差異至少為 50 0C ο
31.根據(jù)權(quán)利要求28或四所述的運(yùn)行燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方法，其中，所述預(yù)定差異至少為 400°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及(參照圖2)一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，包括氣體壓縮器(210)；上游熱源，例如燃料電池(212)，其接收由壓縮器(210)壓縮的氣體，并且加熱通過該上游熱源(和當(dāng)燃料電池產(chǎn)生電力時)的氣體；中間渦輪(220)，其接收之前在上游加熱源處加熱的氣體，并且連接到壓縮器(210)并驅(qū)動壓縮器(210)；以及輸出渦輪(240)，其接收通過中間渦輪(220)輸出的氣體。離開中間渦輪的膨脹氣體通過下游燃燒室和/或下游燃料電池之一或二者到達(dá)到輸出渦輪，藉此在膨脹氣體在輸出渦輪(240)中膨脹之前再加熱膨脹氣體。優(yōu)選的是，該系統(tǒng)被構(gòu)造成使得由輸出渦輪(240)接收的氣體的溫度高于由中間渦輪(220)接收的氣體的溫度。
文檔編號F02C1/05GK102449835SQ201080023621
公開日2012年5月9日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者詹姆士·威廉·格里菲思·特納 申請人:蓮花汽車有限公司