CN107690343A - 航空器机载的用于防火的燃料电池设备 - Google Patents

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Abstract

描述了可以在航空器或其它乘客运输交通工具上使用的惰化系统，以减少由于隔室中的电子部件或者其它元件引起的火灾的风险，并且辅助防止或者扑灭可能发生的任何火灾或者危险条件。系统包括惰性气体源，诸如从航空器机载的燃料电池生成的贫氧空气。贫氧空气或者其它惰性气体通过管道输送到容纳电子设备的隔室，从而改变隔室中的条件以不易于火灾。

Description

航空器机载的用于防火的燃料电池设备
相关申请的交叉引用
本申请涉及于2015年1月22日提交的名称为“FUEL CELL-ODA USAGE”的序列号为62/106,493的美国临时申请并且要求享有其优先权，该申请通过整体引用并入本文。
技术领域
本发明的实施例总体涉及使用燃料电池系统副产物来防止或者扑灭火的航空飞行器的领域。在某些情况下，系统特别用于将贫氧空气递送到容纳电部件的隔室和/或存在火灾的风险的任何其它隔室。
背景技术
航空器机载的许多部件需要电力以用于它们的激活。这些部件中的许多是与运行航空器实际需要的电部件(即，导航系统、燃料计量表、飞行控制和液压系统)分离的。例如，航空器也具有餐饮设备、加热/冷却系统、盥洗室、电动座椅、热水器、翼加热器、燃料加温器和也需要电力的其它部件。可能需要外部电力的具体部件包括，但不限于，垃圾压缩机(在厨房和/或盥洗室中)、烤箱和保温箱(例如蒸汽烤箱、对流加热烤箱、面包加温器)，可选的洗碗机、制冷机、冰箱、咖啡机和浓缩咖啡机、热水机(用于茶)、空气冷却机和低温室、厨房废物处理装置、加热或者冷却饮料小推车/手推车、表面清洁装置，区域加热器、舱室通风设备、独立通风设备、区域照明装置或者聚光照明装置(例如，舱室照明装置和/或用于乘客座位的阅读照明装置)、水供应装置、用于防止冻结的输水管线加热装置、用于乘客电子设备的充电站、电插座、真空发生器、真空马桶组件、灰水接口阀、电动座椅(例如，特别是用于商务或头等舱座位)、乘客娱乐单元、应急照明装置、用于防止结冰的翼加热器、燃料加温器，以及它们的组合。这些部件对于乘客的舒适度和满意度是十分重要的，并且许多部件是绝对必需的。
燃料电池的相对新的技术提供有前景的更清洁并且更安静的手段来补充航空器上已有的能量源。除了电力，燃料电池还具有几种输出，并且这些其它输出通常未被利用。燃料电池系统将氢气(诸如压缩氢气)的燃料源与氧(诸如由空气中包含的氧或者由一个或者多个氧生成器提供的氧)结合，以产生电力和热力作为主要产物。水和贫氧空气(“ODA”)是作为副产物产生的，与从目前的航空器电力产生过程中排放的CO2相比，水和ODA几乎无害。
另外，航空飞行器和航空器通常还装配有燃料箱惰化系统，这需要航空器制造商使燃料箱内的易燃性最小化以显著降低爆炸的风险。以现有技术中的方式，燃料箱内的热燃料蒸汽和空气的组合物可以通过低能量火花而被点燃，并且这也是已知的空难原因。惰化系统降低燃料箱内空气的氧水平。惰化系统通过将空气分解成以单独的组分(例如氧、氮等)聚集的气流的空气分离模块(ASM)来产生惰性气体，例如富含氮的空气。这些惰化系统通常称为机载惰性气体生成系统(“OBIGGS”)或者燃料箱惰化系统(“FTIS”)。
在许多情况下，向惰化系统的惰性气体的供应通常提取自机舱空气或者从引擎燃烧室输出的热加压空气(排出空气)。在这两种情况下，必须调节入口空气的压力和温度以确保OBIGGS的最佳性能和惰性气体向燃料箱中的分布。当由引擎压缩机抽气(即，排出空气入口)时，入口空气的消耗降低了引擎的效率，从而增加了燃料消耗。当由专用的电动压缩机抽气(即，机舱入口空气)时，该入口空气消耗同样因为增加了电动压缩机电力需求而增加了电力消耗。上述系统还需要直接或者间接从引擎递送电力，这同样会转化成额外的燃料消耗。
除机载气罐和货舱区域之外，航空器上的电部件也可能具有火灾的风险，即使这些部件通常与暴露于可燃燃料蒸汽很好地隔离。然而，通常认为这种风险足够低，这些电部件不受和在燃料箱、货舱和燃料蒸汽可能会积聚的其它位置相同的安全规章的监督。航空器上的其它隔室中也可能存在火灾的风险。存在电部件或者其它隔室区域可能经受可能导致电弧放电，部件过热和/或其它着火的可能原因的过大电压、过大电流或者其它条件的风险。因此，可能需要新的方法用于增加或者补充防止航空器机载的电部件的火灾风险的安全措施。
发明内容
本发明内容是本发明的各种方面的高级概述，并且引入了在下面的具体实施方式部分进一步描述的概念中的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或者基本特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。该主题应当参考本专利的整个说明书、任何或者所有附图以及每项权利要求来理解。
在一个示例中，提供了用于航空器或者其它乘客运输交通工具的惰化系统，包括：燃料电池系统；包括燃料电池系统的贫氧空气输出的惰性气体源；位于交通工具上的隔室；以及导管，配置为将惰性气体从惰性气体源传送到隔室，以减少隔室中的着火的风险或者促进扑灭隔室内的火。隔室可以包含位于隔室内的至少一个电子部件。电子部件的非限制性示例包括但不限于包括配置为控制厨房的食物制备设备的电负载的控制面板的至少一个电子部件，至少一个电池，航空电子系统或者其它导航系统的至少一个，包括电缆的管道，与燃料电池系统相关联的电子设备，操作燃料电池系统的电子设备，控制燃料电池系统的电子设备，或者由燃料电池系统供电的电子设备，或者其任何组合。附加地或者备选地，可以存在与隔室相关联并且配置为将热量从隔室转移走的热交换器。
惰性气体源可用于管理隔室中的氢泄漏。可以提供配置为控制从源到隔室的惰性气体的流量水平的阀或者其它调整器。阀可以是单向阀，其与隔室耦合并且配置为从隔室释放惰性气体，而不允许其它气体通过单向阀进入隔室。
惰化系统可以具有：多个分离的隔室，每个隔室包括容纳在其中的至少一个电子部件；以及调整器或者一个或多个阀，调整器或一个或多个阀配置用于在多个分离的隔室之间选择性地引导惰性气体。
附加地或者备选地，系统可以包括：控制器；与控制器通信的一个或者多个处理器；以及包括指令的存储器，该指令在由一个或者多个处理器执行时使所述一个或者多个处理器：响应于从传感器接收到的信息指示隔室中的条件指示隔室中着火或者即将点燃，使阀或者其它调整器将惰性气体从源引导到隔室。
在另一示例中，惰化系统可以包括储存器，其包括由可伸展柔性材料形成的至少一个部分，使得储存器的体积能够伸展并且增加其中包含的惰性气体的体积。惰化系统可以具有至少一个调节器。如果提供，则调节器可以包括配置为在将惰性气体引入隔室中之前从惰性气体中除去水分的干燥器；配置为在将惰性气体引入隔室中之前降低惰性气体的温度的冷却器；或者配置为在将惰性气体引入隔室中之前调节惰性气体的压力水平的压缩机。
实施例还涉及用于防止或者帮助扑灭在航空器或者其它乘客运输交通工具上的隔室中的火的方法，包括：提供包括燃料电池系统的贫氧空气输出的惰性气体源；感测隔室中的一个或者多个条件；以及将惰性气体从燃料电池系统递送到隔室。隔室可以至少容纳一个或者多个电子设备部件。在本公开中概述了潜在的电子部件的非限制性示例。
附图说明
说明书参照了以下附图，其中在不同附图中使用相同的附图标记旨在图示相同或者相似的部件。
图1是图示了根据特定实施例的用于一个或者多个隔室的惰化系统的图，一个或者多个隔室容纳(诸如航空器机载的)一个或者多个电部件。
图2是图示了根据特定实施例的惰化系统的图，其中来自燃料电池系统的ODA输出可以被路由至容纳电部件的各个位置。
图3是可以用于燃料电池系统的输入要素的示意性示例，示出了生成电力所需的材料(O2和H2)和可以由附加的航空器部件再利用的输出要素(H2O，贫氧空气和热)。
图4是图示了根据特定实施例的燃料蒸汽惰化系统的基本部件的图。
图5是可以与本文所述的其它元件一起使用的计算机系统装置的示例的图。
具体实施方式
本发明的实施例的主题在这里被特别地描述以满足法律要求，但是这一描述未必旨在限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以以其它方式体现，可以包括不同的元件或者步骤，并且可以结合其它现有或者未来技术使用。这一描述不应该被解释为暗示各种步骤或者元件之间的任何特定顺序或者布置，除非当单独的步骤的顺序或者元件的布置被明确描述时。
在本文中公开的是用于提供惰化系统的系统和过程，惰化系统为容纳电部件的电隔室供应惰性气体或者惰性介质。系统和过程还可以为航空器或者其它乘客运输交通工具上的其它隔室供应惰性气体或者惰性介质。惰化系统可以由燃料电池系统供电和/或并入燃料电池系统的副产物作为惰化系统的输入。尽管讨论的是用于航空器中的惰化系统，但并非局限于此，并且它们可用于配备有电部件或者具有火灾发生或者着火风险的其它部件的公共汽车、火车或者其它形式的运输。在本文中讨论的惰化系统也可以用于任何其它合适的环境。当由合适的燃料电池系统供电和/或与来自合适的燃料电池系统的其它副产物结合使用时，惰化系统的操作可以独立于(或更少地依赖于)交通工具(或者周围环境)的电力系统。
现在转到附图，并且首先参考图3，燃料电池系统10是将来自与氢或者其它燃料源和富氧气体(例如，空气)有关的化学反应的化学能转化成可用的电能的设备。如图3所示，氢或者另一种燃料源与氧在燃料电池系统10内结合以生成电能(电力)。随着生成的电能，燃料电池系统10产生水、热力(热)和ODA作为副产物。通常水、热和ODA副产物不被利用，因此成为废物。如本文所公开的，电能和/或ODA的至少一些或者全部可以用于为惰化系统12供电或供应惰化系统12，诸如但不限于，在航空器中使用的用于降低从电部件或者可能存在于隔室中的其它潜在的危险状况的火灾风险的惰化系统。
可以使用任何合适的燃料电池系统10，包括但不限于，质子交换膜燃料电池(“PEMFC”)，固体氧化物燃料电池(“SOFC”)，熔融碳酸盐燃料电池(“MCF”)，直接甲醇燃料电池“DMF”)，碱性燃料电池(“AFC”)或者磷酸燃料电池(“PAF”)。也可以使用任何其它现有的或者未来的燃料电池系统技术，包括但不限于混合方案。
如图1所示，惰化系统12可以用于惰化任何隔室14(或者其多个)。在一个示例中，隔室包含至少一个电部件。尽管本说明书的其余部分描述了将贫氧空气(ODA)递送到容纳一个或者多个电部件的隔室，但是应当理解，ODA或者其它惰性气体可以被递送到可能呈现危险或者易燃或者其它火势状态的任何其它隔室。现在参考容纳电部件的隔室，将关于图2描述在隔室14中单独或者组合地惰化的不同电部件的各种示例。
图2是图示了惰化系统100的图，其中ODA源11提供了可以被路由至航空器机载的各个位置的惰性气体(诸如ODA)。尽管可以使用其它惰性气体，但是为了简单起见，在本说明书中将主要参考ODA。惰化系统100是惰化系统12的示例。ODA源11可以对应于例如在航空器上的来自燃料电池系统10的ODA输出。
所示的惰化系统100包括能够将ODA从ODA源11传送到各个隔室14(在图2中单独地标识为14A、14B)的各种ODA管道28或者导管(在图2中单独标识为28A、28B等)。一旦ODA经由ODA管道28到达隔室14，ODA可以通过喷嘴和/或任何其它合适的分配技术注入或者扩散到隔室14中。提供给隔室14的ODA可以降低来自位于隔室14内或者附近的电部件30(图2中单独标识为30A，30B等)的火灾的风险。提供给隔室14的ODA可以减少可能由任何其它危险或者易燃条件产生的火灾的风险。
图2示出了可能遭受过热或者其它火灾风险并且因此可以得益于出于惰化目的而提供ODA的隔室14和对应的电部件30的各种具体示例。作为第一示例，可以向容纳航空电子设备30A或者其它用于航空器的导航或者其它功能的电子设备的航空电子设备隔室14A提供ODA。在一些方面中，航空电子设备隔室14A可位于航空器的驾驶舱内或者附近。
附加地或者备选地，可以将ODA提供给容纳一个或者多个电池30B的电池隔室14B，诸如可用于起飞或者航空器的其它过程。在一些方面中，电池隔室14B可以位于航空器的尾部。
此外，ODA可以附加地或者备选地提供给作为隔室用来容纳电缆30C的一个或者多个电缆管道14C，诸如用于在航空器内的部件之间传输功率或者数据。此外，ODA可附加地或者备选地被提供给可以容纳厨房电面板30D的厨房电面板隔室14D，诸如用于管理航空器上的各种食物制备装置的功耗。在一些方面中，厨房电面板隔室14D可以由容纳电面板的隔室来替换或者补充，用于管理飞行中娱乐服务或者与厨房不直接相关的其它功能的功耗。
另外，ODA可以附加地或者备选地被提供给燃料电池电子设备隔室14E，其可以容纳由燃料电池系统10控制、操作和/或供电的电子设备30E。在另一示例中，可以使用ODA来减轻由于燃料电池和含氢设备周围可能的氢气泄漏引起的火灾风险。换而言之，根据本公开的ODA的使用可用于管理氢泄漏。
尽管通过这些不同类型的隔室14中的每个的单个实例示出了惰化系统100，但惰化系统100可以包括比所示的全部隔室14更多或者更少的隔室，并且可以包括多个任何特定类型的隔室14(例如，在具有多个厨房的航空器的情况下的多个厨房电面板隔室14D)。
隔室14中的任一个可以包括用于从隔室14排出气体的输出阀32。在一些实施例中，可以密封隔室14，使得仅允许通过管道28和/输出阀32进入或者离开隔室的流体连通。这种布置可以提供对隔室14内的条件的附加控制。输出阀32可以是单向阀。在一个示例中，这种单向阀可以包括弹簧加载的关闭机构，其可以暂时被克服以允许气体响应于气体达到足够的预定压力水平而逸出。也可以使用其它类型的单向阀。非限制性实例包括但不限于双向阀、弹簧加载阀、电子控制阀、机械阀或者任何其它合适类型的阀。作为单向阀的输出阀32可以响应于流入隔室14的额外的ODA而允许气体从隔室14流出。这种单向阀可以防止其它气体(除了通过对应的ODA管道28引入的气体)进入隔室14。这可以降低隔室14可能接收有助于在隔室14中开始或者维持火灾的流体的风险。
ODA源11被示出为与各种调节器13连通。调节器13可用于修改来自ODA源11的ODA的特性，诸如改进ODA的火灾抑制性质。例如，示出惰化系统110具有干燥器16、压缩机18和冷却器20。
干燥器16可以减少ODA中的水分含量。由燃料电池系统10产生的ODA可以具有足够低的氧含量以用作惰性气体，但也可能含有水分和水蒸汽。因为可能优选的是避免将这种水分引入敏感的电子设备中，所以干燥器16或者另一件装备(诸如过滤器、冷凝器、热交换器等)可以单独使用或者组合使用以在直接引入到容纳电子部件30的隔室14和/或引入到惰化系统100的其它元件之前使ODA干燥。相反，如果电子设备30适当地不易受水分损害(例如，如果适当地涂覆或者以其它方式防潮)，则在潮湿的ODA中的水分可能有助于扑灭和/或防止火灾。在这种情况下，可能不需要ODA通过干燥器16或者其它设备以在引入ODA之前去除水分和/或水蒸汽。在这种情况下，可以省略和/或停用干燥器16。
压缩机18可以调节ODA的压力。例如，这可以允许改变通过惰化系统100的隔室14或者其它元件的ODA的质量流。附加地或者备选地，在一些情况下，压缩机18可以在改变ODA的温度的压力下提供ODA，这可以有效地使ODA进入不易于隔室14中着火条件和/或火灾维持条件的温度范围。
冷却器20可以调节ODA的温度。例如，冷却器20可以对应于热交换器或者其它冷却器的任何形式。冷却器20可以用于从由燃料电池10、干燥器16或者压缩机18中的任何或者全部引入的ODA中除去热。
在图2中的系统100中还示出了储存器22。储存器22可以允许生成的ODA被存储直到需要分配。在一些方面中，储存器22可以包括由柔性材料形成的至少一个部分，使得其可以伸展并增加其中包含的ODA的体积。在一些实施例中，储存器22可以与一个或者多个传感器44相关联，该传感器44可以提供关于存储在储存器22中的ODA的量的信息。
惰化系统100中的调整器24可以控制传送到各个隔室14的ODA的量。例如，调整器24可以控制各种阀34(在图2中被单独地标识为阀34A、34B等)，阀34控制通过对应的ODA管道28到相关的隔室14的流量。调整器24可以配置为打开任何单独的阀34或者多个阀34，以允许ODA分别流到任何单个或者多个位置。调整器还可以配置为关闭任何单个阀34或者多个阀34，以限制或者阻止ODA流到任何单个或者多个位置。
图2所示的惰化系统100中的相应的隔室14还设置有测量传感器36(单独标记为36A，36B等)。测量传感器36可以提供关于隔室14中的任何一个是否受到可能对应于火灾的风险或者存在火灾的信息。测量传感器36可以包括可以提供关于隔室14中的条件的信息的任何形式的传感器(或者其组合)。例如，测量传感器36可以包括温度传感器、压力传感器、氧水平传感器、湿度传感器，空气质量传感器、烟雾传感器，它们的组合、或者可以提供指示隔室中的条件是否对应于表示火灾存在的条件或者有助于着火的条件。
图2中示出的相应隔室14还设置有热交换器38(单独标记为38A、38B等)。热交换器38可以将热量从隔室14转移走以减少火灾的风险或者辅助扑灭火灾。在一些情况下，可以基于由相关联的测量传感器14检测到的隔室14的条件来选择性地操作(例如激活或者去激活)热交换器38。
还可以在惰化系统100中提供控制器40。控制器40可以与惰化系统100的元件通信和/或控制惰化系统100的元件，以便控制提供给隔室14中的一个或者多个隔室的ODA的量和/条件。图2中沿着虚线42(分别标识为42A、42B等)描绘了控制器40与惰化系统100的各种特征的通信。该通信可以对应于沿着导线的通信或者可以包括无线通信。此外，尽管仅沿着共享通信链路(例如，线路42A、42B、42C、42D和42E)示出了来自测量传感器36和热交换器38的通信，但是其它布置是可能的，包括其中测量传感器36和热交换器38具有不同的通信链路的布置以及其中元件的其它组合共享通信链路的布置。
在一些实施例中，控制器40可以接收关于隔室14中的条件的信息(例如，经由测量传感器360)并且，基于该信息，控制其它部件以影响分配到隔室14的ODA的量和/或条件。
在说明性示例中，控制器40可以经由通信链路42A、42B、42C、42D和42E从测量传感器36A、36B、36C、36D和36E接收关于所有隔室14的信息，并且确定仅航空电子设备隔室14A目前具有对应于火灾的风险的温度。因此，控制器40可以与调整器24(例如，沿着通信链路42F)通信，以使阀34A打开(从而将ODA通过对应的ODA管道28A传送到航空电子设备隔室14A)并且使阀34B、34C、34D和34E保持关闭或者至少部分关闭(从而防止或减少ODA向相关联的隔室14B、14C、14D和14E的传送，以便减少ODA消耗)。控制器40还可以激活用于航空电子设备隔室14A的对应的热交换器38A，以便降低其中的温度使其离开有助于火的范围。
控制器40还可以确定对ODA的需求(例如，基于来自测量传感器36的信息)并且相应地控制元件。在一个说明性示例中，控制器40可以控制燃料电池10的操作(例如，沿着通信链路42G)，以调整所产生的ODA的量以匹配需求(例如，如果ODA生产超过需求则降低燃料电池10的操作水平或者如果ODA生产少于需求则提高燃料电池10的操作水平)。在另一个说明性示例中，控制器40可以和与储存器22相关联的传感器44通信(例如，沿着通信链路42J)，以确定存储在储存器22中的ODA的量并且基于所存储的ODA的量控制燃料电池10和/或调整器24。在另一说明性示例中，控制器40可以与调节器13中的一个或者多个调节器通信(例如，沿着通信链路42H)，以调整其操作水平，以提供与具有需求匹配的特征的ODA。
在一些实施例中，控制器40可以控制输出阀32。例如，控制器40可以控制输出阀32以确定允许离开隔室14的流体的量或者速率。这可以允许对隔室14中的条件的更大控制。例如，经由相关联的阀34控制ODA进入隔室14的质量流，连同控制流出隔室14的质量流，可以允许在隔室内实现流体的目标压力、目标温度、目标组成或者相关的目标条件。在一些情况下，控制器40可以控制输出阀32的可变特征(例如，单向阀中的弹簧的阻力)来控制输出阀32的功能。
尽管许多上述描述描述了可以自动接收输入并且执行响应功能的控制器40，但在一些实施例中，控制器可以表示一个或者多个开关或者其它输入设备，通过该开关或者其它输入设备，惰化系统100的操作可以由航空器上的一名或者多名机组人员或者飞行员控制。
在一些实施例中，ODA源11可以用另一种惰性气体源来补充或者替换，诸如来自独立的惰性气体生成器和/或本文关于图4描述的燃料蒸汽惰化系统400。ODA源11可以附加地或者备选地将惰性气体发送到其它惰性气体源和/或其它惰化系统或者从其它惰性气体源和/或其它惰化系统接收惰性气体。惰性气体可以包括在引入到体积后，与引入之前的条件相比，能够将体积中的条件改变为更不利于起火的任何气体。例如，ODA可以是有效的惰性气，由于其中降低的氧含量为火燃烧的化学反应提供较少的总氧。
图4图示了与本文所描述的其它元件结合的燃料蒸汽惰化系统400的部件。在于2013年3月13日提交的优先权日为2012年3月19日的名称为“用于防火和/或防爆的燃料电池设备”的(公开为WO/2013/140312)的PCT/IB2013/052002中更详细地描述了这燃料蒸汽惰化系统400的示例，其全部公开内容通过引用并入本文。燃料蒸汽惰化系统400可以用于使航空器上的燃料蒸汽很可能聚集并且产生着火或者爆炸风险的位置惰化。尽管这种燃料蒸汽惰化系统400通常设计成减轻来自燃料蒸汽的火灾或者爆炸的风险(并且不是来自电部件的火灾的风险)，然而，从这种燃料蒸汽惰化系统400提供的惰性气体仍可用于补充或者替换上文关于惰化系统100描述的ODA源11。例如，燃料蒸汽惰化系统400可以是惰化系统12的示例。
燃料蒸汽惰化系统400包括至少一个空气制备系统424、至少一个空气分离模块(“ASM”)414和控制器436。这些元件的一个或者多个可以与本文描述的其它元件共享结构或者与本文描述的其它部件相互作用。例如，控制器436可以与控制器40不同(并且彼此独立地或者相互关联地操作)，或者两个元件可以对应于单个设备。还可以包括氧分析器452以监测离开ASM 414的惰性气体的氧含量。
在某些实施例中，包括空气制备系统424以将从引擎燃烧室输出的热压缩空气(排出空气)调节至合适的温度和压力。例如，进入空气制备系统424的排出空气最高可达450°F。空气制备系统424内的热交换器将排出空气冷却至可接受的范围以用于引入燃料蒸汽惰化系统400。例如，合适的温度可在160°F-190°F的范围内；但是，本领域技术人员会理解的是可以使用与燃料蒸汽惰化系统400相兼容的任何合适的温度。
ASM 414将惰性气体流(即，空气)分离成富氮空气(“NEA”)流和富氧空气(“OEA”)流。在某些实施例中，ASM 414为包含在具有3个端口-气体入口端口、NEA出口端口和OEA出口端口的压力容器罐内的半渗透中空纤维膜束。
燃料蒸汽惰化系统400的NEA流通常作为惰化气体被路由到可预期燃料蒸汽积聚的位置，诸如到航空器的燃料箱440或者货舱438。在一些实施例中，用于将NEA输送到这样的位置的现有管道网可以被改造成额外地或替代地将NEA作为惰化气体引导到ODA源11、容纳电部件30的隔室14或者关于图2描述的惰化系统100的其它中间元件(例如，储存器22等)。在其它实施例中，可以构造新的管道网以从燃料电池系统10输送ODA或者从燃料蒸汽惰化系统400输送NEA。
在一些实施例中，作为副产物离开燃料蒸汽惰化系统400的空气分离模块414的OEA从航空器排出(例如，如在418处)。然而，在某些实施例中，OEA可以直接或者经由用于燃料电池系统10的氧存储器再循环作为去往燃料电池系统10的氧输入(例如，如在426处)。
本领域的普通技术人员将理解，本文所描述的元件可以与图中示意性示出的位置不同地布置或定位。例如，氧分析器452可以以任何合适的位置、布置或者组合的方式耦合到燃料蒸汽惰化系统400，为控制器436提供合适的反馈以优化燃料蒸汽惰化系统400的效率和产量。类似地，测量传感器36、阀34、输出阀32、热交换器38和图2中示出的其它元件可以位于为惰化系统100的效率和产量提供合适优化的任何合适的位置、布置或者组合中。
燃料电池系统10可以位于航空器上的任何合适的位置并且可以用于除了惰化系统100和/或燃料蒸汽惰化系统400或者代替惰化系统100和/或燃料蒸汽惰化系统400，以向航空器的其它方面供电或者提供其它产物。备选地，分离的燃料电池系统10可用于供电或者供应本文描述的任何方面。例如，可以连接来自燃料电池系统10的电力输出以向空气制备系统424、空气分离模块414、控制器436和/或氧分析器452的元件供电。燃料电池系统10可以附加地或者备选地提供用于操作阀34、出口阀32、调节器13，调整器24、电子设备30、测量传感器36、热交换器38、控制器40、其它元件和/或其组合的电力。本文描述的系统所需的电力可以由一个或者多个燃料电池系统10直接提供，或者可以由任何合适的通过燃料电池系统10生成的电力或以其他方式充电的电能存储器(诸如电池组、超电容器组，超级电容器组，能量存储源等)来供应或者补充。补充电力也可以通过航空器中的典型电源(诸如地面供电单元或者航空器供电单元)来提供。
如果燃料电池系统10定位在惰化系统12内部或者靠近惰化系统12，那么电力就可以在靠近使用点处生成并且不需要行进长距离，因此电力损耗被最小化。此外，如果燃料电池系统10定位在惰化系统12内或者靠近惰化系统12，那么燃料电池系统10也可以用于向其它航空器系统供电，诸如，但不限于，乘客座椅、乘客娱乐系统、紧急照明、阅读灯、盥洗室设备等，无论这些系统是否在惰化系统12的附近，从而所需的能量/电力输出就更稳定并且能源消耗更少。如果需要可以使用不止一个燃料电池系统10，并且一个或多个燃料电池系统10的尺寸可以是基于惰化系统12和/或其它系统的能量/电力需求的。
在某些实施例中，至少一个电池组或者其它能量源也可以与燃料电池10连接，以用于在低负荷时段期间充电并且在高(峰值)负荷周期期间(例如，餐食制备/服务时间)提供附加的电力。在一些实施例中，至少一个超电容器组、超级电容器组和/或能量存储源可以用于代替电池组或其它能量源，或者可以与电池组或其它能量源结合使用。电池组或者其它能量源可以是燃料电池系统10的一部分或可以位于分离的位置。
惰化系统12可以包括处理逻辑，其可以包括硬件(电路，专用逻辑等)，软件(例如在通用计算系统或者专用机器上运行)，固件(嵌入式软件)或者其任何组合。
图5是根据某些示例性实施例的计算机装置500的图。在之前描述的系统图中的各种参与部分和元件(例如，惰化系统12、惰化系统100、燃料蒸汽系统400)可以使用计算机装置500中的任何合适数量的子系统以帮助在本文中描述的功能。在图5中示出这种子系统或者部件的示例。图5中示出的子系统或者部件可以通过系统总线510或者其它合适的连接件来互连。除了上述子系统，还示出了其它子系统，诸如打印机520、键盘530、固定磁盘540(或者包括计算机可读介质的其它存储器)、被耦合至显示适配器560的监视器550等。被耦合至控制器436或者40的外围装置和输入/输出(I/O)设备(未示出)可以通过任意数量的本领域已知的装置(例如串行端口570)而连接至系统500。例如，串行端口570或者外部接口580可以用于将控制系统500与如因特网的广域网、鼠标输入器件或者扫描仪连接。经由系统总线510的互连允许中央处理器590与各个子系统通信并控制来自系统存储器595或固定磁盘540的指令的执行，以及子系统之间的信息交换。系统存储器595和/或固定磁盘540可以体现为可以是非瞬态的计算机可读介质。
本申请中所描述的软件部件或者功能可以经由编程逻辑控制器(“PLC”)来实现，其可以使用任何合适的PLC编程语言。在其它实施例中，本申请中所描述的软件部件或者功能可以被实现为使用任何合适的计算机语言(诸如例如使用例如常规或者面向对象技术的Java、C++或者Perl)、由一个或者多个处理器执行的软件代码。软件代码可以被存储为计算机可读介质上的一系列指令或者命令，计算机可读介质诸如为随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)、诸如硬盘驱动器或者软盘之类的磁介质、诸如CD-ROM之类的光学介质、或者DNA介质。任何这种计算机可读介质还可以驻留在单个计算装置上或者内，并且可以存在于系统或者网络内的不同计算装置上或者内。
本发明可以以软件或者硬件或者它们的组合的控制逻辑的形式来实施。控制逻辑可以作为多个指令而被储存在信息储存介质中，多个指令适于引导信息处理设备执行一系列在本发明的实施例中公开的步骤。基于在本文中提供的公开内容和教导，本领域技术人员会想到有其它方式和/或方法来实施本发明。
在实施例中，任何在本文中描述的实体可以通过执行所述的任何或者所有功能和步骤的计算机来实现。
提供上述内容是为了解释、说明和描述本发明的实施例的目的。对于本领域技术人员而言，对这些实施例的进一步改进和调整将会是显而易见的，并且不会偏离本发明的范围和实质。

Claims (18)

1.一种用于航空器或者其它乘客运输交通工具的惰化系统，包括：
(a)燃料电池系统；
(b)包括所述燃料电池系统的贫氧空气输出的惰性气体源；
(c)位于交通工具上的隔室；以及
(d)导管，配置为将惰性气体从所述惰性气体源传送到所述隔室，以减少在所述隔室内着火的危险，或者促进扑灭所述隔室内的火。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述隔室包含位于所述隔室内的至少一个电子部件。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述惰性气体源用于管理所述隔室中的氢泄漏。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括配置为控制从所述源到所述隔室的惰性气体的流量水平的阀或者其他调整器。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括：
控制器；
与所述控制器通信的一个或者多个处理器；以及
包括指令的存储器，所述指令在由所述一个或者多个处理器执行时使所述一个或者多个处理器：
响应于从传感器接收到的信息指示所述隔室中的条件指示所述隔室中着火或者即将着火，使所述阀或者所述其他调整器将惰性气体从所述源引导到所述隔室。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括：
与所述隔室相关联并且配置为将热量从所述隔室转移走的热交换器。
7.根据权利要求6所述的惰化系统，进一步包括：
控制器；
与所述控制器通信的一个或者多个处理器；以及
包括指令的存储器，所述指令在由所述一个或者多个处理器执行时使所述一个或者多个处理器：
响应于从传感器接收到的信息指示所述隔室中的条件指示所述隔室中着火或者即将着火，使所述热交换器激活以便将热量从所述隔室转移走。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，其中所述隔室对应于所述航空器的厨房，并且其中所述厨房包括至少一个电子部件，所述至少一个电子部件包括配置为控制所述厨房的食物制备设备的电负载的控制面板。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，其中所述隔室容纳至少一个电池。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，其中所述隔室容纳与航空电子系统或者其它导航系统中的至少一个相关联的电子设备。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，其中所述隔室容纳包括电缆的管道。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，其中所述隔室容纳：与所述燃料电池系统相关联的电子设备、操作所述燃料电池系统的电子设备、控制所述燃料电池系统的电子设备或者由所述燃料电池系统供电的电子设备。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括：
多个分离的隔室，均包括容纳在其中的至少一个电子部件；以及
调整器或者一个或多个阀，所述调整器或者所述一个或多个阀配置用于在所述多个分离的隔室之间选择性地引导所述惰性气体。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括储存器，所述储存器包括由可伸展的柔性材料形成的至少一个部分，使得所述储存器的体积能够伸展并且增加其中包含的惰性气体的体积。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括至少一个调节器，所述至少一个调节器包括以下项中的至少一项：
干燥器，配置为在将所述惰性气体引入所述隔室中之前从所述惰性气体中除去水分；
冷却器，配置为在将所述惰性气体引入所述隔室中之前降低所述惰性气体的温度；或者
压缩机，配置为在将所述惰性气体引入所述隔室中之前调节所述惰性气体的压力水平。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的惰化系统，进一步包括单向阀，所述单向阀与所述隔室耦合并且配置为从所述隔室释放惰性气体，而不允许其它气体通过所述单向阀进入所述隔室。
17.一种用于防止或帮助扑灭航空器或者其它乘客运输交通工具上的隔室中的火的方法，包括：
(a)提供惰性气体源，所述惰性气体源包括燃料电池系统的贫氧空气输出；
(b)感测所述隔室中的一个或者多个条件；以及
(d)将惰性气体从所述燃料电池系统递送到所述隔室。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述隔室至少容纳一个或者多个电子设备部件。
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