JP2017528882A5

JP2017528882A5 -

Info

Publication number: JP2017528882A5
Application number: JP2017514600A
Authority: JP
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2035-09-21

Claims

燃料電池ユニットであって、
改質器と、
前記改質器と動作可能に流体連通している燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックと動作可能に流体連通しているアフターバーナとを含み、
低レベルの断熱材が、前記燃料電池ユニットの少なくとも１つの面、前記少なくとも１つの面のセグメント又は１つの表面に接触し、隣接し、及び／又は熱連通しており、それにより、前記少なくとも１つの面、前記少なくとも１つの面の前記セグメント又は１つの表面を通した及び／又はそれからの熱伝達を増大させ、
低レベルの断熱材は、前記燃料電池ユニットの他の面、他の面のセグメント、又は他の表面に接触し、隣接し、及び／又は熱連通している断熱材と比較して低レベルであり、
液体熱交換板又は液体熱交換ジャケットであって、前記低レベルの断熱材と熱連通しており、前記少なくとも１つの面、前記少なくとも１つの面のセグメント又は１つの表面を通して及び／又はそれから、前記液体熱交換板又は液体熱交換ジャケットの熱交換液体に熱を優先的に伝達する、液体熱交換板又は液体熱交換ジャケットを含む、燃料電池ユニット。
前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットは、前記改質器、前記燃料電池スタック及び前記アフターバーナの１つ又は複数を取り囲む、請求項１に記載の燃料電池ユニット。
前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットは、前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットを燃料電池システムの共通の液体熱交換導管に接続するように構成されたインタフェースを含む、請求項１又は２に記載の燃料電池ユニット。
前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットと前記共通の液体熱交換導管との間の前記インタフェースは、弁アセンブリを含み、前記弁アセンブリは、クイックコネクト弁、固定オリフィス及び比例弁の１つ又は複数を含み、存在する場合、前記クイックコネクト弁、前記固定弁及び前記比例弁の各々は、前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットと前記共通の液体熱交換導管との間に動作可能な流体連通を提供するように構成されている、請求項３に記載の燃料電池ユニット。
前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットは、液体熱交換出口を含み、
前記液体熱交換出口は、液体−液体熱交換器、液体−ガス熱交換器、及び空調システムの１つ又は複数と流体連通している、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の燃料電池ユニット。
前記液体熱交換板又は前記液体熱交換ジャケットは、熱交換液を備える、請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の燃料電池ユニット。
前記熱交換液は、水及びグリコールの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の燃料電池ユニット。
前記熱交換液は、グリコール及び金属を含む、請求項６又は７に記載の燃料電池ユニット。
前記金属は、ナノサイズの金属粒子を含む、請求項８に記載の燃料電池ユニット。
前記断熱材は、固体断熱材を含む、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の燃料電池ユニット。
低レベルの固体断熱材は、前記燃料電池ユニットの他の面、他の面のセグメント、又は他の表面に接触し、隣接し、及び／又は熱連通している固体断熱材よりも、固体断熱材の薄いシート又は固体断熱材の薄い層を備える、請求項１０に記載の燃料電池ユニット。
低レベルの固体断熱材は、前記燃料電池ユニットの他の面、他の面のセグメント、又は他の表面に接触し、隣接し、及び／又は熱連通している固体断熱材よりも、高い熱伝導を有する固体断熱材料を備える、請求項１０に記載の燃料電池ユニット。
燃料電池ユニットを熱的に管理する方法であって、
燃料電池ユニットの面又は表面から優先的に熱を伝達するステップを含み、
低レベルの断熱材が、前記燃料電池ユニットの面、前記面のセグメントもしくは表面に接触し、隣接し、及び／又は熱連通しており、それにより、前記低レベルの断熱材を含む、前記燃料電池ユニットの前記面、前記面の前記セグメント又は前記表面を通した及び／又はそれからの熱伝達を増大させ、
低レベルの断熱材は、前記燃料電池ユニットの他の面、他の面のセグメント、又は他の表面に接触し、隣接し、及び／又は熱連通している断熱材と比較して低レベルであり、
前記低レベルの断熱材に関連付けられる前記燃料電池ユニットの前記面、セグメント、又は表面の少なくとも一つに熱連通している熱交換液を循環させ、それにより、前記面、セグメント、又は表面を通じて又はそれらから前記熱交換液に優先的に熱を伝達するステップを含む、方法。
前記熱交換液を循環させるステップは、グリコール及び水の少なくとも一つを含む熱交換液を循環させることを含む、請求項１３に記載の方法。
前記熱交換液を循環させるステップは、グリコール及び金属を含む熱交換液を循環させることを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
前記金属は、ナノサイズの金属粒子を含む、請求項１５に記載の方法。
前記燃料電池ユニットから第２燃料電池ユニットに向かって、加熱された熱交換液を循環させて、前記燃料電池ユニットからの前記加熱された熱交換液の恩恵なしに前記第２燃料電池ユニットにおいて化学反応又は起動を開始する時間と比較して、前記第２燃料電池ユニットにおいて化学反応又は起動を開始する時間を短縮するステップをさらに含む、請求項１３乃至１６のうち何れか１項に記載の方法。
前記燃料電池ユニットを燃料電池システムの液体熱交換導管に接続するステップを含む、請求項１３乃至１７のうち何れか１項に記載の方法。