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입력된 산화제 및 연료가스의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하며, 애노드 오프가스(Anode Off Gas)를 배출하는 연료전지;상기 애노드 오프가스가 이동하는 제1유로와 냉각기에서 출력되는 일 배출가스가 이동하는 제2유로를 구비하며, 상기 제1유로와 상기 제2유로 내의 유체를 상호 열 교환시키는 열교환기;상기 열교환기를 통과한 애노드 오프가스의 일부를 입력받고, 입력된 애노드 오프가스를 냉각하여 그 온도를 낮추거나, 입력된 애노드 오프가스로부터 적어도 일부의 수분을 제거하고 일 배출가스를 출력하기 위한 냉각기;상기 열교환기의 제2유로를 통과하여 열교환된 일 배출가스 및 상기 열교환기의 우회로로 전달된 일 배출가스 중 적어도 하나를 포함하는 연소용 가스를 전달받고, 상기 연소용 가스를 연소시켜 추가 전기를 생산하는 엔진;연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템을 전반적으로 제어하는 제어부;상기 냉각기로부터 출력되는 일 배출가스를 입력받고, 상기 제어부의 제어에 따라 입력된 일 배출가스를 상기 열교환기의 제2유로 및 상기 열교환기의 우회로 중 적어도 하나에 전달하기 위한 제1 밸브;상기 연료전지로부터 애노드 오프가스를 입력받고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 애노드 오프가스를 상기 열교환기의 제1유로 및 상기 엔진의 유입로 중 적어도 하나에 전달하는 제2 밸브;상기 엔진에 공급되는 공기량을 조절하는 밸브로서, 상기 제어부에 의해 개도량이 제어되는 제3 밸브;상기 열교환기에서 열교환된 일 배출가스와, 상기 열교환기의 우회로로 전달된 일 배출가스와, 상기 제2 밸브로부터 전달된 애노드 오프가스가 입력되는 세 개의 입력 경로와, 입력 경로로 입력된 가스를 포함하는 연소용 가스를 상기 엔진에 전달하기 위한 한 개의 출력 경로로 되어 있는 제1 혼합용 배관;상기 제1 혼합용 배관에 의해 혼합된 연소용 가스와, 상기 제3 밸브로부터 전달된 공기와, 보조 연료가 입력되는 세 개의 입력 경로와, 입력 경로로 입력된 연소용 가스, 공기 및 보조 연료를 상기 엔진에 전달하기 위한 한 개의 출력 경로로 되어 있는 제2 혼합용 배관;상기 연소용 가스의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부; 및상기 엔진의 유입로에서 압력을 감지하기 위한 압력 센서를 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도 감지부에서 감지된 연소용 가스의 온도를, 상기 엔진 효율을 높이고 안정된 연소가 일어날 수 있도록 하는 미리 설정된 온도 범위 내로 조절하기 위하여 상기 제1 밸브 및 제2 밸브 중 적어도 하나 이상을 제어하거나, 상기 제1 밸브 및 제2 밸브의 두 출력 경로 간의 전달비를 조절하는 방식으로 제어하되, 상기 제어부는 상기 냉각기로부터 전달된 일 배출가스를 모두 상기 열교환기의 제2유로에 전달하도록 상기 제1 밸브를 조작하고, 연소용 가스의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한치 이상으로 높아지면, 연소용 가스의 온도를 낮추기 위해 상기 냉각기로부터의 일 배출가스의 적어도 일부를 상기 열교환기의 우회로로 전달하도록 상기 제1 밸브를 조작하며, 일 배출가스를 모두 상기 열 교환기의 우회로로 전달하여도 연소용 가스의 온도가 미리 설정된 임계치 미만이면, 상기 제2 밸브를 제어하여 연소용 가스의 온도를 조절하되, 연소용 가스의 온도가 상기 임계치 이상이 되도록 상기 제1 혼합용 배관에 전달되는 애노드 오프가스의 양을 증가시키는 방식으로 상기 제2 밸브를 제어하며, 상기 제어부는 상기 엔진의 유입로에서 감지된 압력 및 연소용 가스의 온도 중에서 적어도 하나의 요소가 미리 설정된 조건을 만족하도록 상기 제3 밸브의 개도량을 제어하되, 연소용 가스의 온도가 미리 설정된 상한치를 초과하면 상기 엔진으로 유입되는 연소용 가스의 온도를 낮추기 위하여 상기 제3 밸브의 개도량을 증가시키고, 상기 엔진의 유입로에서 감지된 압력이 미리 설정된 압력 범위의 하한 미만인 경우, 압력이 증가되도록 상기 제3 밸브의 개도량을 증가시키고, 감지된 압력이 미리 설정된 압력 범위의 상한을 초과하는 경우, 압력이 감소하도록 상기 제3 밸브의 개도량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템
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제1항에 있어서, 상기 엔진의 유입로에서 상기 연소용 가스 및 상기 공기가 섞인 엔진 유입 가스의 조성비를 감지하는 기체 센서를 더 포함하고,상기 제어부는, 상기 감지된 조성비가 기설정된 임계조성범위의 하한 이하이면, 상기 제3 밸브의 개도량을 증가시키고, 상기 조성비가 상기 임계조성범위의 상한을 초과하면, 상기 제3 밸브의 개도량을 감소시키는 것인 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템
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제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어부는 상기 연소용 가스에 포함된 상기 연료의 양인 조성비가 기설정된 임계조성범위의 하한치 미만일 때, 상기 엔진에 보조 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템
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제1항에 있어서,상기 엔진의 발전 후 배출되는 열을 이용하여 시동중인 상기 연료 전지를 예열하는 예열 수단을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 연료 전지가 시동중이면, 상기 엔진에 보조 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템
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입력된 산화제 및 연료가스의 전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하며, 애노드 오프가스(Anode Off Gas)를 배출하는 연료전지 및 상기 애노드 오프가스를 연소시켜 추가 전기를 생산하는 엔진 사이에서 상기 연료전지로부터의 애노드 오프가스를 조절하여 상기 엔진에 공급하는 애노드 오프가스 조절 장치로서,상기 애노드 오프가스가 이동하는 제1유로와 냉각기에서 출력되는 일 배출가스가 이동하는 제2유로를 구비하며, 상기 제1유로와 상기 제2유로 내의 유체를 상호 열 교환시키는 열교환기;상기 열교환기를 통과한 애노드 오프가스의 일부를 입력받고, 입력된 애노드 오프가스를 냉각하여 그 온도를 낮추거나, 입력된 애노드 오프가스로부터 적어도 일부의 수분을 제거하고 일 배출가스를 출력하기 위한 냉각기;상기 열교환기의 제2유로를 통과하여 열교환된 일 배출가스 및 상기 열교환기의 우회로로 전달된 일 배출가스 중 적어도 하나를 포함하는 연소용 가스를 전달받고, 상기 연소용 가스를 연소시켜 추가 전기를 생산하는 엔진;연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템을 전반적으로 제어하는 제어부;상기 냉각기로부터 출력되는 일 배출가스를 입력받고, 상기 제어부의 제어에 따라 입력된 일 배출가스를 상기 열교환기의 제2유로 및 상기 열교환기의 우회로 중 적어도 하나에 전달하기 위한 제1 밸브;상기 연료전지로부터 애노드 오프가스를 입력받고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 애노드 오프가스를 상기 열교환기의 제1유로 및 상기 엔진의 유입로 중 적어도 하나에 전달하는 제2 밸브;상기 엔진에 공급되는 공기량을 조절하는 밸브로서, 상기 제어부에 의해 개도량이 제어되는 제3 밸브;상기 열교환기에서 열교환된 일 배출가스와, 상기 열교환기의 우회로로 전달된 일 배출가스와, 상기 제2 밸브로부터 전달된 애노드 오프가스가 입력되는 세 개의 입력 경로와, 입력 경로로 입력된 가스를 포함하는 연소용 가스를 상기 엔진에 전달하기 위한 한 개의 출력 경로로 되어 있는 제1 혼합용 배관;상기 제1 혼합용 배관에 의해 혼합된 연소용 가스와, 상기 제3 밸브로부터 전달된 공기와, 보조 연료가 입력되는 세 개의 입력 경로와, 입력 경로로 입력된 연소용 가스, 공기 및 보조 연료를 상기 엔진에 전달하기 위한 한 개의 출력 경로로 되어 있는 제2 혼합용 배관;상기 연소용 가스의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부;상기 엔진의 유입로에서 연소용 가스의 양에 대비한 연료가스의 양인 조성비를 감지하기 위한 기체 센서;상기 엔진의 유입로에서 압력을 감지하기 위한 압력 센서를 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도 감지부에서 감지된 연소용 가스의 온도를, 상기 엔진 효율을 높이고 안정된 연소가 일어날 수 있도록 하는 미리 설정된 온도 범위 내로 조절하기 위하여 상기 제1 밸브 및 제2 밸브 중 적어도 하나 이상을 제어하거나, 상기 제1 밸브 및 제2 밸브의 두 출력 경로 간의 전달비를 조절하는 방식으로 제어하되, 상기 제어부는 상기 냉각기로부터 전달된 일 배출가스를 모두 상기 열교환기의 제2유로에 전달하도록 상기 제1 밸브를 조작하고, 연소용 가스의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한치 이상으로 높아지면, 연소용 가스의 온도를 낮추기 위해 상기 냉각기로부터의 일 배출가스의 적어도 일부를 상기 열교환기의 우회로로 전달하도록 상기 제1 밸브를 조작하며, 일 배출가스를 모두 상기 열 교환기의 우회로로 전달하여도 연소용 가스의 온도가 미리 설정된 임계치 미만이면, 상기 제2 밸브를 제어하여 연소용 가스의 온도를 조절하되, 연소용 가스의 온도가 상기 임계치 이상이 되도록 상기 제1 혼합용 배관에 전달되는 애노드 오프가스의 양을 증가시키는 방식으로 상기 제2 밸브를 제어하며, 상기 제어부는 상기 엔진의 유입로에서 감지된 압력, 조성비 및 연소용 가스의 온도 중에서 적어도 하나의 요소가 미리 설정된 조건을 만족하도록 상기 제3 밸브의 개도량을 제어하되, 연소용 가스의 온도가 미리 설정된 상한치를 초과하면 상기 엔진으로 유입되는 연소용 가스의 온도를 낮추기 위하여 상기 제3 밸브의 개도량을 증가시키고, 상기 엔진의 유입로에서 감지된 압력이 미리 설정된 압력 범위의 하한 미만인 경우, 압력이 증가되도록 상기 제3 밸브의 개도량을 증가시키고, 감지된 압력이 미리 설정된 압력 범위의 상한을 초과하는 경우, 압력이 감소하도록 상기 제3 밸브의 개도량을 감소시키고, 감지된 조성비가 미리 설정된 임계조성범위의 하한치 이하이면, 상기 제3 밸브의 개도량을 증가시키고, 감지된 조성비가 미리 설정된 임계조성범위의 상항치를 초과하면, 상기 제3 밸브의 개도량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 애노드 오프가스 조절 장치
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