JP2017518610A5

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Publication number: JP2017518610A5
Application number: JP2016565691A
Authority: JP
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2035-06-02

Claims

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。