JP2017518610A5 - - Google Patents

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  1. 燃料電池システムのための導管アセンブリであって、
    第1の端部および第2の端部を含む内側誘電体管と、
    前記内側誘電体管の第1の端部に結合された第1のリップを含む第1の金属管と、
    前記第1の金属管の第1のリップに結合された第1の誘電体リングと、
    前記内側誘電体管の第2の端部に結合された第2のリップを含む第2の金属管と、
    前記第2の金属管の第2のリップに結合された第2の誘電体リングと、
    第1の端部および第2の端部を有するとともに、前記内側誘電体管、前記第1の誘電体リングおよび前記第2の誘電体リングに結合された外側誘電体管と、
    を備える導管アセンブリ。
  2. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記外側誘電体管の内面は、部分的に金属化される導管アセンブリ。
  3. 請求項2記載の導管アセンブリにおいて、
    前記外側誘電体管の内面は前記第1の端部に第1の金属ストライプを含むとともに前記第2の端部に第2の金属ストライプを含み、前記ストライプ間で前記内面は金属を欠き、 前記内側誘電体管の外面は、部分的に金属化され、
    前記内側誘電体管の外面は前記第1の端部に第1の金属ストライプを含むとともに前記第2の端部に第2の金属ストライプを含み、前記ストライプ間で前記外面は金属を欠き、
    前記第1および第2の誘電体リングの外面は、金属化され、
    前記内側誘電体管、前記第1および第2の金属管ならびに前記第1および第2の誘電体リングは、前記第1の金属管が前記外側誘電体管の第1の端部を貫通するとともに、前記第2の金属管が前記外側誘電体管の第2の端部を貫通するように、前記外側誘電体管の内側に配置され、
    前記外側誘電体管の第1の金属ストライプは前記内側誘電体管上の第1のストライプおよび前記第1の誘電体リングの金属化された外面に隣接し、前記外側誘電体管の第2の金属ストライプは前記内側誘電体管上の第2のストライプおよび前記第2の誘電体リングの金属化された外面に隣接し、
    前記内側誘電体管および前記第1の誘電体リングはろう付け接合個所によって前記第1のリップに結合され、前記内側誘電体管および前記第2の誘電体リングはろう付け接合個所によって前記第2のリップに結合され、前記外側誘電体管はろう付け接合個所によって前記内側誘電体管、前記第1および第2の誘電体リングに結合される導管アセンブリ。
  4. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記内側誘電体管、前記第1および第2の誘電体リングならびに前記外側誘電体管は、各々、ジルコニア強化アルミナまたは窒化ケイ素を含み、
    (i)前記内側誘電体管、前記第1および第2の誘電体リングならびに前記外側誘電体管は、10 -2 以下の違いのある熱膨張率を有するか、あるいは
    (ii)前記内側誘電体管、前記第1および第2の誘電体リングならびに前記外側誘電体管は、10 -2 より大きい違いのある熱膨張率を有する導管アセンブリ。
  5. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1の誘電体リングは前記第1の金属管の外側に置かれ、前記第2の誘電体リングは前記第2の金属管の外側に置かれ、
    前記第1のリップは前記第1の金属管の周囲から外方に伸び、前記第2のリップは前記第2の金属管の周囲から外方に伸びる導管アセンブリ。
  6. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1および第2の金属管は、ステンレススチールまたはニッケルクロム合金を含む導管アセンブリ。
  7. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1および第2の金属管は、金属ベローズである導管アセンブリ。
  8. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記内側誘電体管および前記第1の誘電体リングはろう付け接合個所によって前記第1のリップに結合され、前記内側誘電体管および前記第2の誘電体リングはろう付け接合個所によって前記第2のリップに結合され、前記外側誘電体管はろう付け接合個所によって前記内側誘電体管、前記第1および第2の誘電体リングに結合され、
    前記ろう付け接合個所は、ニッケルベースのろう付け合金を含む導管アセンブリ。
  9. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記導管アセンブリは、燃料電池スタックの燃料導管に組み込まれる導管アセンブリ。
  10. 請求項1記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1のリップは、前記内側誘電体管の第1の端部に結合された第1の表面および前記第1の表面の反対側で、前記第1の誘電体リングに結合された第2の表面を含み、
    前記第2のリップは、前記内側誘電体管の第2の端部に結合された第3の表面および前記第3の表面の反対側で、前記第2の誘電体リングに結合された第4の表面を含む導管アセンブリ。
  11. 燃料電池システムであって、
    燃料マニホルドを含む燃料電池スタックと、
    前記燃料マニホルドに流体的に結合された請求項1記載の燃料電池システムのための導管アセンブリと、
    を備える燃料電池システム。
  12. 燃料電池システムのための導管アセンブリであって、
    第1の端部および第2の端部を含む内側誘電体管と、
    前記内側誘電体管の第1の端部に結合された第1のリップを含む第1の金属管と、
    前記第1の金属管の第1のリップに結合された第1の誘電体リングと、
    前記内側誘電体管の第2の端部に結合された第2のリップを含む第2の金属管と、
    前記第2の金属管の第2のリップに結合された第2の誘電体リングと、
    第1の端部および第2の端部を有するとともに、前記内側誘電体管、前記第1の誘電体リングおよび前記第2の誘電体リングに結合された外側誘電体管と、を備え、
    前記第1および第2の金属管のうちの少なくとも1つは金属ベローズに結合され、前記金属ベローズは、第1の端部および第2の端部を有し、前記第1の端部が前記第2の端部より広い第1の中空体と、前記第1の中空体に結合され、第1の端部および第2の端部を有し、前記第1の端部が前記第2の端部より広い第2の中空体とを含む導管アセンブリ。
  13. 請求項12記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1の中空体は、ろう付け接合個所によって前記第2の中空体に結合されるか、あるいは
    前記第1および第2の金属管のうちの少なくとも1つは前記第1の中空体の第2の端部に結合され、前記第1の中空体の第1の端部は前記第2の中空体の第1の端部に結合される導管アセンブリ。
  14. 請求項12記載の導管アセンブリにおいて、
    前記金属ベローズは第1の端部および第2の端部を有する第3の中空体をさらに含み、前記第1の端部は前記第2の端部より広く、前記第3の中空体の第2の端部はろう付け接合個所によって前記第2の中空体の第2の端部に結合される導管アセンブリ。
  15. 請求項12記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1および第2の中空体の第1の端部は、各々、リップを含むか、あるいは
    前記第1および第2の中空体の第2の端部は、円筒状部分を含む導管アセンブリ。
  16. 請求項12記載の導管アセンブリにおいて、
    前記第1および第2の中空体は、傾斜側壁を含むか、あるいは
    前記第1および第2の中空体は、段のある側壁を含む導管アセンブリ。
  17. 燃料電池システムのための導管アセンブリを製造する方法であって、
    内側誘電体管の第1の端部を第1の金属管の第1のリップの第1の表面にろう付けまたは溶接するステップと、
    第1の誘電体リングを前記第1のリップの第2の表面にろう付けまたは溶接するステップと、
    前記内側誘電体管の第2の端部を第2の金属管の第2のリップの第1の表面にろう付けまたは溶接するステップと、
    第2の誘電体リングを前記第2のリップの第2の表面にろう付けまたは溶接するステップと、
    前記導管アセンブリを形成するために外側誘電体管を前記内側誘電体管、前記第1の誘電体リングおよび前記第2の誘電体リングにろう付けまたは溶接するステップと、
    前記導管アセンブリを前記燃料電池システムに挿入するステップと、
    を含む方法。
  18. 請求項17記載の方法において、
    前記導管アセンブリを前記燃料電池システムに挿入するステップは、前記導管アセンブリを燃料電池スタックの燃料マニホルドに取り付けることを含み、前記内側誘電体管、前記第1および第2の誘電体リングならびに前記外側誘電体管は、各々、セラミックを含む方法。
  19. 請求項17記載の方法において、
    前記第1および第2の金属管のうちの少なくとも1つを金属ベローズにろう付けまたは溶接するステップをさらに含む方法。
  20. 請求項19記載の方法において、
    前記金属ベローズは、第1の端部および第2の端部を有し、前記第1の端部が前記第2の端部より広い第1の中空体と、前記第1の中空体に結合され、第1の端部および第2の端部を有し、前記第1の端部が前記第2の端部より広い第2の中空体とを含み、前記第1および第2の金属管のうちの少なくとも1つを金属ベローズにろう付けまたは溶接するステップは、前記第1および第2の金属管のうちの少なくとも1つを前記第1の中空体の第2の端部にろう付けまたは溶接することを含み、
    前記第1の中空体を前記第2の中空体に結合させるために前記第1の中空体の第1の端部を前記第2の中空体の第1の端部にろう付けまたは溶接するステップをさらに含む方法。
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