[发明专利]操作燃料电池组件的系统和方法

说明书

一种用于操作飞行器的推进系统的方法，推进系统包括燃气涡轮发动机和燃料电池组件，燃料电池组件包括燃料电池堆，燃料电池堆具有限定出口的燃料电池，出口定位成在操作期间移除来自燃料电池的输出产物，该方法包括：执行燃料电池组件的启动顺序，其中执行燃料电池组件的启动顺序包括开始燃料电池组件的启动顺序；执行燃气涡轮发动机的启动顺序，其中执行燃气涡轮发动机的启动顺序包括在开始燃料电池组件的启动顺序之后，开始燃气涡轮发动机的启动顺序；和操作燃料电池组件，以向燃气涡轮发动机的燃烧区段提供输出产物。

技术领域

本公开涉及用于操作燃料电池组件(诸如集成到燃气涡轮发动机中的燃料电池组件)的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机(诸如涡轮风扇发动机)可用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，涡轮机包括处于串行流动顺序的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，并且转子组件被构造为风扇组件。

在操作期间，空气在压缩机中被压缩，并且在燃烧区段中与燃料混合并被点燃，以生成燃烧气体，燃烧气体向下流流动通过涡轮区段。涡轮区段从燃烧气体中提取能量，用于旋转压缩机区段和风扇组件，从而为燃气涡轮发动机提供动力，并在飞行中推进包含这种燃气涡轮发动机的飞行器。

至少某些燃气涡轮发动机包括能够与其一起操作的燃料电池组件。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的横截面视图。

图2是根据本公开的集成燃料电池和燃烧器组件的立体图。

图3是图2的示例性集成燃料电池和燃烧器组件的示意轴向视图。

图4是根据本公开的示例性方面的燃料电池组件的燃料电池的示意图，该燃料电池组件可并入图2的示例性集成燃料电池和燃烧器组件中。

图5是根据本公开的示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。

图6是根据本公开的示例性方面的用于启动燃气涡轮发动机的方法的流程图。

图7是根据本公开的示例性方面的用于启动燃料电池组件的方法的流程图。

图8是根据本公开的另一示例性方面的用于启动燃料电池组件的方法的流程图。

图9是根据本公开的又一示例性方面的用于启动燃料电池组件的方法的流程图。

图10是根据本公开的再一示例性方面的用于启动燃料电池组件的方法的流程图。

图11是根据本公开的另一示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。

图12是根据本公开的又一示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。

图13是根据本公开的再一示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。

图14是根据本公开的再一示例性方面的用于执行燃料电池组件的热启动的方法的流程图。

图15是根据本公开的另一示例性方面的包括集成燃料电池和燃烧器组件的燃气涡轮发动机的示意图。

图16是图15的示例性集成燃料电池和燃烧器组件的燃料电池组件的燃料电池的特写示意图。

图17是显示在氧化还原循环期间具有镍/氧化钇稳定的氧化锆阳极的燃料电池堆的开路操作电压(OCV)百分比的图表。

图18是显示在氧化还原循环期间具有镍/氧化钇稳定的氧化锆阳极的燃料电池堆的OCV百分比的图表。