JP2021536103A - 改質器用容器および燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
この特許出願は、2018年8月30日に出願された米国仮特許出願第62/724,983号の利益を主張するものであり、該出願の開示全体が本願明細書に組み込まれるものとする。
本開示は、異なる種類のコンポーネントのために最適化された異なる熱ゾーンを有する燃料電池システムに関し、およびより具体的には、強制送風システムに関し、または、温度冷却風または混合用空気を該燃料電池システムに供給する方法に関する。
該本開示の上述ならびに他の特徴および利点は、以下の図面、説明、詳細な例示的実施形態および特許請求の範囲から、より完全に理解されるであろう。
Claims (31)
- 装置を収容するハウジングボックスであって、
前記ハウジングボックスの第一の外壁に設けられた吸気口に接続された第一の熱ゾーンと、
前記ハウジングボックスの第二の外壁に設けられた排気口に接続された第二の熱ゾーンと、
前記第一の熱ゾーンと前記第二の熱ゾーンとの間に設けられ、該第一の熱ゾーンから空気を引き込むように構成され、および該第二の熱ゾーンに該空気を供給するように構成された送風機と、を備えるハウジングボックス。 - 前記第二の熱ゾーンは、前記送風機を通ることを除いて、前記第一の熱ゾーンと隔離されたガスフローであることを特徴とする請求項1に記載のハウジングボックス。
- 前記第二の熱ゾーンの温度レベルは、前記送風機が作動しているときの前記第一の熱ゾーンの温度レベルよりも高いことを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。
- 前記第二の熱ゾーンの圧力レベルは、前記送風機が作動しているときの前記第一の熱ゾーンの圧力レベルよりの高いことを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。
- 前記吸気口は、前記装置の外部から前記第一の熱ゾーンに前記空気を引き込むように構成され、
前記排気口は、前記第二の熱ゾーンからの前記空気を排気するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。 - 前記第一の熱ゾーン内に設けられた一つ以上のパワーエレクトロニクスコンポーネントと、
前記第二の熱ゾーン内に設けられた、一つ以上の発電用の燃料処理コンポーネントと、をさらに備え、
前記第二の熱ゾーンの温度レベルが、前記送風機が作動しているときの前記第一の熱ゾーンの温度レベルよりも高いことを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。 - 前記装置は、前記一つ以上の燃料処理コンポーネントを有する燃料電池システムを備え、
前記一つ以上の燃料処理コンポーネントは、
改質油を燃料電池スタックに供給するように構成された一つ以上のバランスオブプラント(BOP)コンポーネントと、
前記一つ以上のBOPコンポーネントから供給された前記改質油に基づいて発電するように構成された前記燃料電池スタックと、を備えることを特徴とする、請求項6に記載のハウジングボックス。 - 前記一つ以上のBOPコンポーネントは、燃料改質器、化学反応器、ガスケット、ポンプ、センサ、加湿器、熱交換器およびバーナーのうちの少なくとも一つを備えることを特徴とする、請求項7に記載のハウジングボックス。
- フロースイッチユニットによって測定された空気風量が予め設定された要件を満たさない場合に、前記装置の作動を遮断するためにスイッチを切るように、および該空気風量が該予め設定された要件を満たす場合には、該装置の該作動を維持するためにスイッチが入るように構成された前記フロースイッチユニットをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。
- 前記フロースイッチユニットは、フラッパーまたは差圧スイッチの少なくとも一方を備えることを特徴とする、請求項9に記載のハウジングボックス。
- 前記第一の熱ゾーンと前記第二の熱ゾーンとの間に、断熱材料で形成された隔離壁をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。
- 前記第二の熱ゾーンは、第一のサブゾーンと、制御されるのに必要なその温度レベルが該第一のサブゾーンとは異なっている第二のサブゾーンと、を備え、
前記第一のサブゾーンおよび前記第二のサブゾーンは、断熱材料で形成された別の隔離壁を介して分けられていることを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。 - 前記装置は、一つ以上の燃料処理コンポーネントを有する燃料電池システムを備え、
前記一つ以上の燃料処理コンポーネントは、
改質油を燃料電池スタックに供給するように構成された一つ以上のBOPコンポーネントと、
前記一つ以上のBOPコンポーネントから供給された前記改質油に基づいて発電するように構成された前記燃料電池スタックと、を備え、
前記燃料電池スタックは前記第一のサブゾーン内に設けられ、前記BOPコンポーネントは前記第二のサブゾーン内に設けられることを特徴とする、請求項12に記載のハウジングボックス。 - 前記第一の熱ゾーンは、前記吸気口から前記送風機までL字状に及んでおり、前記第二の熱ゾーンは、該送風機から前記排気口まで直線状に及んでいることを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。
- 前記第一の外壁および前記第二の外壁は同じ平面上に配設され、
前記第一の熱ゾーンは、前記吸気口から前記送風機までL字状に及び、および前記第二の熱ゾーンは、該送風機から前記排気口まで第一の方向に及んでいることを特徴とする、請求項1に記載のハウジングボックス。 - 前記第一の外壁に設けられた別の吸気口に接続された第三の熱ゾーンをさらに備え、
該第三の熱ゾーンは、該別の吸気口から前記送風機まで別のL字状に及んでいることを特徴とする、請求項15に記載のハウジングボックス。 - 前記第二の熱ゾーンは、前記第一の熱ゾーンと前記第三の熱ゾーンとの間に配設されることを特徴とする、請求項16に記載のハウジングボックス。
- 前記BOPコンポーネントは、送風機、ファン、燃料制御弁、燃料安全遮断弁およびセンサのうちの少なくとも一つを備え、
前記一つ以上の燃料処理コンポーネントは、
サーミスタ、熱電対およびスイッチのうちの少なくとも一つを備える一つ以上の別のBOPコンポーネントであって、前記第一のサブゾーン内に設けられている該別のBOPコンポーネントをさらに備えることを特徴とする、請求項13に記載のハウジングボックス。 - 前記装置は、一つ以上の燃料処理コンポーネントを有する燃料電池システムを備え、
前記一つ以上の燃料処理コンポーネントは、
サーミスタ、熱電対およびスイッチのうちの少なくとも一つを備えるBOPコンポーネントの第一の群と、
送風機、ファン、燃料制御弁、燃料安全遮断弁およびセンサのうちの少なくとも一つを備えるBOPコンポーネントの第二の群と、を備え、
前記BOPコンポーネントの第一の群は、前記第一のサブゾーン内に設けられ、および前記BOPコンポーネントの第二の群は、前記第二のサブゾーン内に設けられることを特徴とする、請求項12に記載のハウジングボックス。 - 前記吸気口は、周囲の空気がそこを通って前記第一の熱ゾーンに取り込まれる屋外空間まで及んでいる吸気ダクトに結合されることを特徴とする、請求項1に記載の前記ハウジングボックスに収容される前記装置。
- 前記排気口は、前記第二の熱ゾーンの前記空気が、そこを通って排出される屋外空間まで及んでいる排気ダクトに結合されることを特徴とする、請求項1に記載の前記ハウジングボックスに収容される前記装置。
- 空気の流れを装置に供給する方法であって、
前記装置のハウジングボックス内に、第一の熱ゾーンおよび第二の熱ゾーンを設けることと、
前記第一の熱ゾーンと第二の熱ゾーンとの間に送風機を設けることと、
前記第一の熱ゾーン内に、一つ以上のパワーエレクトロニクスコンポーネントを設けることと、
前記第二の熱ゾーン内に、一つ以上の燃料処理コンポーネントを設けることと、
を含む方法。 - 前記第一の熱ゾーンは、前記ハウジングボックスの第一の外壁に設けられた吸気口に接続され、前記第二の熱ゾーンは、該ハウジングボックスの第二の外壁に設けられた排気口に接続されることを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 前記第二の熱ゾーンの温度レベルは、前記送風機が作動しているときの前記第一の熱ゾーンの温度レベルよりも高いことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 前記第二の熱ゾーンの圧力レベルは、前記送風機が作動しているときの前記第一の熱ゾーンの圧力レベルよりも高いことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 前記装置内にフロースイッチユニットを設けることと、
前記フロースイッチユニットによって測定された空気風量が、予め設定された要件を満たさない場合には、前記装置の動作を遮断することと、
前記空気風量が、前記予め設定された要件を満たす場合には、前記装置の前記動作を維持することと、をさらに含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。 - 前記フロースイッチユニットは、フラッパーまたは差圧スイッチの少なくとも一方を備えることを特徴とする、請求項26に記載の方法。
- 断熱材料で形成された隔離壁を、前記第一の熱ゾーンと第二の熱ゾーンとの間に設けることをさらに含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- 断熱材料で形成された別の隔離壁を用いて、前記第二の熱ゾーンを、少なくとも第一のサブゾーンと第二のサブゾーンとに分けることをさらに含み、
制御されるのに必要な第二のサブゾーンの温度レベルは、第一のサブゾーンとは異なることを特徴とする、請求項22に記載の方法。 - 前記一つ以上の燃料処理コンポーネントの燃料電池スタックを第一のサブゾーン内に設けることと、
前記一つ以上の燃料処理コンポーネントの一つ以上のBOPコンポーネントを第二のサブゾーン内に設けることと、をさらに含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。 - 前記第一の熱ゾーンを設けることは、該第一の熱ゾーンを、前記吸気口から前記送風機までL字状に延在させることを含み、前記第二の熱ゾーンを設けることは、該第二の熱ゾーンを、該送風機から前記排気口まで直線状に延在させることを含むことを特徴とする、請求項23に記載の方法。
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