[發明專利]航空器機載的用于防火的燃料電池設備

在審

• 申請號: 201680006814.3
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN107690343A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: S·克拉森;F·馬塞特;A·胡格文;H·茲拉艾;L·布隆;C·西里;C·方辛;G·加格;J·蘭達;R·席福爾斯特
• 申請（專利權）人: 祖迪雅克航空技術公司
• 主分類號: A62C3/08
• 分類號: A62C3/08;A62C5/00;A62C99/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,呂世磊

相關申請的交叉引用

本申請涉及于2015年1月22日提交的名稱為“FUEL CELL-ODA USAGE”的序列號為62/106,493的美國臨時申請并且要求享有其優先權，該申請通過整體引用并入本文。

技術領域

本發明的實施例總體涉及使用燃料電池系統副產物來防止或者撲滅火的航空飛行器的領域。在某些情況下，系統特別用于將貧氧空氣遞送到容納電部件的隔室和/或存在火災的風險的任何其它隔室。

背景技術

航空器機載的許多部件需要電力以用于它們的激活。這些部件中的許多是與運行航空器實際需要的電部件(即，導航系統、燃料計量表、飛行控制和液壓系統)分離的。例如，航空器也具有餐飲設備、加熱/冷卻系統、盥洗室、電動座椅、熱水器、翼加熱器、燃料加溫器和也需要電力的其它部件。可能需要外部電力的具體部件包括，但不限于，垃圾壓縮機(在廚房和/或盥洗室中)、烤箱和保溫箱(例如蒸汽烤箱、對流加熱烤箱、面包加溫器)，可選的洗碗機、制冷機、冰箱、咖啡機和濃縮咖啡機、熱水機(用于茶)、空氣冷卻機和低溫室、廚房廢物處理裝置、加熱或者冷卻飲料小推車/手推車、表面清潔裝置，區域加熱器、艙室通風設備、獨立通風設備、區域照明裝置或者聚光照明裝置(例如，艙室照明裝置和/或用于乘客座位的閱讀照明裝置)、水供應裝置、用于防止凍結的輸水管線加熱裝置、用于乘客電子設備的充電站、電插座、真空發生器、真空馬桶組件、灰水接口閥、電動座椅(例如，特別是用于商務或頭等艙座位)、乘客娛樂單元、應急照明裝置、用于防止結冰的翼加熱器、燃料加溫器，以及它們的組合。這些部件對于乘客的舒適度和滿意度是十分重要的，并且許多部件是絕對必需的。

燃料電池的相對新的技術提供有前景的更清潔并且更安靜的手段來補充航空器上已有的能量源。除了電力，燃料電池還具有幾種輸出，并且這些其它輸出通常未被利用。燃料電池系統將氫氣(諸如壓縮氫氣)的燃料源與氧(諸如由空氣中包含的氧或者由一個或者多個氧生成器提供的氧)結合，以產生電力和熱力作為主要產物。水和貧氧空氣(“ODA”)是作為副產物產生的，與從目前的航空器電力產生過程中排放的CO₂相比，水和ODA幾乎無害。

另外，航空飛行器和航空器通常還裝配有燃料箱惰化系統，這需要航空器制造商使燃料箱內的易燃性最小化以顯著降低爆炸的風險。以現有技術中的方式，燃料箱內的熱燃料蒸汽和空氣的組合物可以通過低能量火花而被點燃，并且這也是已知的空難原因。惰化系統降低燃料箱內空氣的氧水平。惰化系統通過將空氣分解成以單獨的組分(例如氧、氮等)聚集的氣流的空氣分離模塊(ASM)來產生惰性氣體，例如富含氮的空氣。這些惰化系統通常稱為機載惰性氣體生成系統(“OBIGGS”)或者燃料箱惰化系統(“FTIS”)。

在許多情況下，向惰化系統的惰性氣體的供應通常提取自機艙空氣或者從引擎燃燒室輸出的熱加壓空氣(排出空氣)。在這兩種情況下，必須調節入口空氣的壓力和溫度以確保OBIGGS的最佳性能和惰性氣體向燃料箱中的分布。當由引擎壓縮機抽氣(即，排出空氣入口)時，入口空氣的消耗降低了引擎的效率，從而增加了燃料消耗。當由專用的電動壓縮機抽氣(即，機艙入口空氣)時，該入口空氣消耗同樣因為增加了電動壓縮機電力需求而增加了電力消耗。上述系統還需要直接或者間接從引擎遞送電力，這同樣會轉化成額外的燃料消耗。

除機載氣罐和貨艙區域之外，航空器上的電部件也可能具有火災的風險，即使這些部件通常與暴露于可燃燃料蒸汽很好地隔離。然而，通常認為這種風險足夠低，這些電部件不受和在燃料箱、貨艙和燃料蒸汽可能會積聚的其它位置相同的安全規章的監督。航空器上的其它隔室中也可能存在火災的風險。存在電部件或者其它隔室區域可能經受可能導致電弧放電，部件過熱和/或其它著火的可能原因的過大電壓、過大電流或者其它條件的風險。因此，可能需要新的方法用于增加或者補充防止航空器機載的電部件的火災風險的安全措施。

發明內容

本發明內容是本發明的各種方面的高級概述，并且引入了在下面的具體實施方式部分進一步描述的概念中的一些概念。本發明內容不旨在標識所要求保護的主題的關鍵或者基本特征，也不旨在孤立地用于確定所要求保護的主題的范圍。該主題應當參考本專利的整個說明書、任何或者所有附圖以及每項權利要求來理解。