(57)【要約】  少なくとも一つの燃料電池システム、燃料タンクに連結された少なくとも一つの乾燥装置、貨物室に連結された第１排出口及び前記乾燥装置に連結された第２排出口を備える少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁、及び制御装置を備える燃料電池／不活性化システムが記載されている。前記燃料電池／不活性化システムは、前記燃料電池システムからの酸素貧化空気出力量を検出し、前記酸素貧化空気出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記酸素貧化空気流路切替弁に前記第１及び第２排出口の両方を開くように指示し、前記酸素貧化空気出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに不十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記酸素貧化空気流路切替弁に前記第１及び第２排出口の一方を閉じるように指示する信号を前記酸素貧化空気流路切替弁に伝達する。
2015513941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池／不活性化システムであって、
（ａ）燃料タンク供給管及び不活性化システム供給管を備える少なくとも一つの燃料電池システムと、
（ｂ）気体流入口及び窒素富化空気排出口を備える少なくとも一つの不活性化システムと、
（ｃ）前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記不活性化システム供給管に連結された第１流入口、第２気体供給源に連結された第２流入口、及び前記少なくとも一つの不活性化システムの前記気体流入口に連結された排出口を備える、少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁と、
（ｄ）前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記燃料タンク供給管に連結された第１流入口、前記少なくとも一つの不活性化システムの前記窒素富化空気排出口に連結された第２流入口、及び燃料タンクに連結された排出口を備える、少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁と、
（ｅ）制御装置と、
（ｆ）前記制御装置、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁、及び前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁と通信している一つ以上の処理装置と、
（ｇ）指示を含む記憶装置とを備え、該指示は、前記一つ以上の処置装置によって実行された場合に、
前記一つ以上の処理装置に信号を受信させ、該信号は、前記少なくとも一つの不活性化システムを迂回するように、前記少なくとも一つの不活性化システムに酸素貧化空気を供給するように、又は前記燃料タンクへの質量流量を増幅するように、前記制御装置に対して指示する信号であり、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁に対して信号を伝達させ、該信号は、（ｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムを迂回するように指示された場合に、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁の前記第１及び第２流入口の両方を閉じること、（ｉｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムに酸素貧化空気を供給するように指示された場合に、前記第２気体供給源に連結された、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁の前記第２流入口を閉じること、又は（ｉｉｉ）前記制御装置が前記燃料タンクへの前記質量流量を増幅するように指示された場合に、前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記不活性化システム供給管に連結された、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁の第１流入口を閉じることのうち、少なくとも一つを実行するように前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁に指示する信号であり、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁に対して信号を伝達させ、該信号は、（ｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムを迂回するように指示された場合に、前記少なくとも一つの不活性化システムの窒素富化空気排出口に連結された、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁の前記第２流入口を閉じること、（ｉｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムに酸素貧化空気を供給するように指示された場合に、前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記燃料タンク供給管に連結された、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁の前記第１流入口を閉じること、又は（ｉｉｉ）前記制御装置が前記燃料タンクへの前記質量流量を増幅するように指示された場合に、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁の前記第１及び第２流入口の両方を閉じることのうち、少なくとも一つを実行するように前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁に指示する信号である燃料電池／不活性化システム。
【請求項２】
前記第２気体供給源が少なくとも一つの空気調整システムを備える請求項１に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項３】
前記少なくとも一つの燃料電池システムの酸素貧化空気排出口に連結された流入口、貨物室に連結された第１排出口、並びに前記不活性化システム供給管及び前記燃料タンク供給管に連結された第２排出口を備える少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁をさらに備える請求項１に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項４】
前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁の前記第２排出口に連結された少なくとも一つの乾燥装置をさらに備える請求項３に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項５】
前記指示が前記一つ以上の処理装置によって実行された場合に、前記指示は、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの燃料電池システムからの酸素貧化空気出力量を検出させ、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁に対して信号を伝達させ、該信号は、前記酸素貧化空気出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁に前記第１及び第２排出口の両方を開くように指示し、又は、前記酸素貧化空気出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに不十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁に前記第１及び第２排出口のうち一方を閉じるように指示する信号である請求項３に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項６】
空気供給源に連結された第１流入口及び補助酸素源に連結された第２流入口を備える少なくとも一つの酸素源流路切替弁をさらに備える請求項１に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項７】
前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁の前記第１流入口に連結された少なくとも一つのコンプレッサをさらに備える請求項６に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項８】
前記指示が前記一つ以上の処理装置によって実行された場合に、前記指示は、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの燃料電池システムからの酸素貧化空気出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つ、又は、前記少なくとも一つの不活性化システムからの窒素富化空気出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを検出させ、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つのコンプレッサに対して信号を伝達させ、該信号は、前記少なくとも一つの燃料電池システム及び／又は前記少なくとも一つの不活性化システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの燃料電池システムに入る空気供給の条件を調節させる信号である請求項７に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項９】
前記指示が前記一つ以上の処理装置によって実行された場合に、前記指示は前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に対して信号を伝達させ、
該信号は、前記少なくとも一つの燃料電池システム及び／又は前記少なくとも一つの不活性化システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に、前記第１及び第２流入口の両方を開けて前記空気供給に混合されている前記補助酸素の量を調節するように指示する信号である請求項８に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの不活性化システムの酸素富化空気排出口が前記空気供給源に連結されている請求項６に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの燃料電池システムの電力出力が前記少なくとも一つのコンプレッサに接続されている請求項７に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１２】
燃料電池／不活性化システムであって、
（ａ）酸素貧化空気排出口を備える少なくとも一つの燃料電池システムと、
（ｂ）燃料タンクに連結された少なくとも一つの乾燥装置と、
（ｃ）前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記酸素貧化空気排出口に連結された流入口、貨物室に連結された第１排出口、及び前記少なくとも一つの乾燥装置に連結された第２排出口を備える少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁と、
（ｄ）制御装置と、
（ｅ）前記制御装置及び前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁と通信している一つ以上の処理装置と、
（ｆ）指示を含む記憶装置とを備え、該指示は、前記一つ以上の処理装置によって実行された場合に、
前記一つ以上の処理装置に前記少なくとも一つの燃料電池システムからの酸素貧化空気出力量を検出させ、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁に対して信号を伝達させ、該信号は、前記酸素貧化空気出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁に前記第１及び第２排出口の両方を開くように指示する、又は、前記酸素貧化空気出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに不十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁に前記第１及び第２排出口のうち一方を閉じるように指示する信号である燃料電池／不活性化システム。
【請求項１３】
空気供給源に連結された第１流入口、及び補助酸素源に連結された第２流入口を備える少なくとも一つの酸素源流路切替弁をさらに備える請求項１２に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁の前記第１流入口に連結された少なくとも一つのコンプレッサをさらに備える請求項１３に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１５】
前記指示が前記一つ以上の処理装置によって実行された場合に、前記指示は、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つの燃料電池システムからの酸素貧化空気出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを検出させ、
前記一つ以上の処理装置に、前記少なくとも一つのコンプレッサに対して信号を伝達させ、該信号は、前記少なくとも一つの燃料電池システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に前記燃料電池システムに入る空気供給の条件を調節させる信号である請求項１４に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１６】
前記指示が前記一つ以上の処理装置によって実行された場合に、前記指示は、前記一つ以上の処理装置に前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に対して信号を伝達させ、
該信号は、前記少なくとも一つの燃料電池システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に、前記第１及び第２流入口の両方を開けて前記空気供給に混合されている前記補助酸素量を調節するように指示する信号である請求項１５に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの燃料電池システムの電力出力が前記少なくとも一つのコンプレッサに接続されている請求項１４に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの乾燥装置の上流に配置され、且つ前記少なくとも一つの酸素貧化空気流路切替弁の前記第２排出口に連結された少なくとも一つの冷却装置をさらに備える請求項１２に記載の燃料電池／不活性化システム。
【請求項１９】
少なくとも一つの燃料電池システム、少なくとも一つの乾燥装置、少なくとも一つのコンプレッサ、及び制御装置を備える燃料電池／不活性化システムの作動方法であって、
前記少なくとも一つの燃料電池システムからの酸素貧化空気出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを検出することと、
前記少なくとも一つの燃料電池システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に前記少なくとも一つの燃料電池システムに入る空気供給の条件を調節させる信号を、前記少なくとも一つのコンプレッサに伝達することとを含む燃料電池／不活性化システムの動作方法。
【請求項２０】
前記燃料電池／不活性化システムは、空気供給源に連結された第１流入口及び補助酸素源に連結された第２流入口を備える少なくとも一つの酸素源流路切替弁をさらに備え、
前記少なくとも一つの燃料電池システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に、前記第１及び第２流入口の両方を開けて前記空気供給に混合されている前記補助酸素量を調節するように指示する信号を、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に伝達することをさらに含む請求項１９に記載の燃料電池／不活性化システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照情報：本願は、２０１２年３月１９日に出願され「不活性化システム用燃料電池構造」と題された米国仮特許出願第６１／６１２，４９３号（「４９３出願」）に関連するとともにその優先権を主張し、その開示全てをここに援用して本文の記載の一部とする。
【０００２】
本発明の実施形態は一般的に、燃料電池システムの副生成物が、航空機のタンク及び貨物室における火災又は爆発を防止するための不活性化システム及び局所的周辺機器のために使用される航空宇宙機の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
航空機に搭載された多くの構成部品（構成要素）が作動するためには電力を必要とする。これらの構成部品の多くは、航空機を航行させるために実際に必要とされる電気的構成部品（すなわち、航行システム、燃料計、飛行制御装置、及び水圧（油圧）システム）からは分離されている。例えば、航空機はまた、ケータリング（配膳）設備、加熱／冷却システム、化粧室、パワーシート（電動により位置調整が可能な座席）、温水器、ウイングヒータ、燃料加熱器、及びその他の電力を要する構成部品を有している。外部の電源（外部の動力）を必要とし得る具体的な構成部品は、ごみ圧縮機（調理室及び／又は化粧室における）、オーブン及び加温器（例えば、スチームオーブン、対流式オーブン、ロールパン加温器）、随意的な食器洗い機、冷凍庫、冷蔵庫、コーヒー及びエスプレッソメーカー、湯沸かし器（お茶用の）、空気冷却装置、チルド室、調理室廃棄処理部、加熱又は冷却した飲料ワゴン／カート、表面洗浄、局所的ヒータ、客室内換気装置、独立換気装置、局所的又はスポット照明装置（例えば、客室灯及び／又は乗客用座席のための読書灯）、給水設備、凍結防止のための水道管加熱装置、乗客の電子機器のための充電ステーション、電気コンセント、真空発生装置、真空トイレアセンブリ、雑排水インターフェイス弁、パワーシート（例えば、特にビジネスクラス又はファーストクラス用の）、乗客用娯楽ユニット、非常用点灯装置、防氷用ウイングヒータ、燃料加熱器、及びそれらの組み合わせを含むが、上記には限定されない。これらの構成部品は乗客の快適性及び満足のために重要であり、多くの構成部品は絶対的な必需品である。
【０００４】
さらに、航空機製造業者に対し、燃料タンクにおける可燃性を最小化して爆発のリスクを大幅に減少させることを要求する、２００８年に公布されたアメリカ連邦航空局（ＦＡＡ）の規則（ＦＡＲ  ２５．９８１）に従い、航空宇宙機及び航空機には典型的に、燃料タンク不活性化システムも装備されている。背景として、燃料タンク中の温かい燃料蒸気が空気と組み合わさると、低エネルギーの火花により発火する可能性があり、航空機墜落の原因となることが知られている。不活性化システムは燃料タンク内の空気の酸素濃度を減少させる。不活性化システムは、空気を個々の要素（すなわち、酸素、窒素等）で濃縮された流れに分解する空気分離モジュールを用いて、窒素富化空気のような不活性ガスを生成する。これらの不活性化システムは典型的に、機上不活性ガス生成システム（ＯＢＩＧＧＳ：ｏｎ  ｂｏａｒｄ  ｉｎｅｒｔ  ｇａｓ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）又は燃料タンク不活性化システム（ＦＴＩＳ：ｆｕｅｌ  ｔａｎｋ  ｉｎｔｅｒｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる。
【０００５】
空気分離モジュール（ＡＳＭ：ａｉｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｍｏｄｕｌｅ）は典型的に、高分子系の有寿命構成部品を含む。例えば、材料の経時劣化のため、高分子系構成部品は通常約２５，０００〜３０，０００時間ごとに交換される。さらに、ＡＳＭの汚染を防ぐために、ＡＳＭの上流に粒子フィルタ及びオゾンフィルタが設置されるが、これらは典型的に約５，０００〜１０，０００時間ごとに交換される。この慣例的に行われるＡＳＭ及びフィルタの交換によって、不活性化システムのメンテナンスに関連するコストは著しいものとなる。
【０００６】
さらに、ＯＢＩＧＧＳの上流の構成部品の故障（例えばエンジン故障又は不適切なメンテナンス動作によって生じる配管設備の汚染）により引き起こされる、さらなる予期しない汚染が、不活性化システムの構成部品の性能、究極的にはその寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
多くの場合において、不活性化システムへの注入気体の供給は、典型的にエンジン燃焼室から出力された高温加圧空気（抽気）又は客室空気から取り出されて行われる。いずれの場合においても、注入空気は、ＯＢＩＧＧＳの最適な性能及びタンクへの不活性ガスの最適な分配を確実にする圧力及び温度に調整されなければならない。また、エンジンコンプレッサでくみ上げる場合（すなわち抽気の注入）、注入空気の消費によりエンジン効率が減少し、それにより燃料消費が増加する。専用の電気コンプレッサでくみ上げる場合（すなわち客室空気の注入）においても、注入空気の消費により電気コンプレッサの動力需要が増加して電力消費が増加する。また、上述されたこれらのシステムは、エンジンから直接又は間接的に動力を伝達する必要があり、結果として余分な燃料消費が発生する。したがって改善された不活性化システムが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明者らは、航空機上で使用するための燃料タンク不活性化システムのさらなるオプションとして、航空機に搭載された構成部品を作動させるための電力を発生させるとともに、その発電の有益な副生成物、具体的には酸素貧化空気（酸素減損空気、ＯＤＡ：ｏｘｙｇｅｎ  ｄｅｐｌｅｔｅｄ  ａｉｒ）を利用する新規な方法を追及した。
【０００９】
燃料電池の比較的新しい技術は、すでに航空機に搭載されたエネルギー源を補うための、より清潔でより静かな有望な手段をもたらしている。燃料電池は電力に加えていくつかの出力物（産出物）を有しているが、これらの他の出力物は多くの場合利用されていない。燃料電池システムは、燃料源の圧縮水素を空気中の酸素と結合させて、主生産物（主生成物）として電力及び熱出力を作り出す。副生成物として水及びＯＤＡが作り出されるが、これらは現存の航空機における発電プロセスからのＣＯ２の排出よりもはるかに害は少ない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この特許において用いられている「発明」、「前記発明」、「この発明」、「本発明」という用語は、この特許と以下の特許請求項の主題事項全てに広く言及するように意図されている。これらの用語を含む記載は、本文に記載される主題事項又は以下の特許請求項の意味もしくは範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。この特許により保護される発明の実施形態は以下の特許請求の範囲によって定められるものであり、この「発明の概要」によって定められるものではない。この「発明の概要」は、本発明の様々な態様の大まかな概要であり、後述の「発明を実施するための形態」においてさらに記載される概念のいくつかを提起するものである。この「発明の概要」は、請求項の主題事項の重要又は必須の特徴を特定することを意図するものではなく、請求項の主題事項の範囲を定めるために単独で用いられることを意図するものでもない。主題事項は、この特許の全明細書、いずれかの図面又は全図面、及び各請求項の適切な部分を参照することにより理解されるべきである。
【００１１】
本発明の様々な実施形態は、燃料電池／不活性化システムであって、
燃料タンク供給管及び不活性化システム供給管を備える少なくとも一つの燃料電池システムと、
気体流入口及び窒素富化空気（ＮＥＡ）排出口を備える少なくとも一つの不活性化システムと、
前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記不活性化システム供給管に連結された第１流入口、第２気体供給源に連結された第２流入口、及び前記少なくとも一つの不活性化システムの前記気体流入口に連結された排出口を備える、少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁と、
前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記燃料タンク供給管に連結された第１流入口、前記少なくとも一つの不活性化システムの前記ＮＥＡ排出口に連結された第２流入口、及び燃料タンクに連結された排出口を備える、少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁と、
制御装置と、
前記制御装置、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁、及び前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁と通信している一つ以上の処理装置とを備える燃料電池／不活性化システムに関する。
【００１２】
様々な実施形態において、前記燃料電池／不活性化システムは、さらに、前記少なくとも一つの燃料電池システムのＯＤＡ排出口に連結された流入口、貨物室に連結された第１排出口、並びに前記不活性化システム供給管及び前記燃料タンク供給管に連結された第２排出口を備える、少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁を備える。少なくとも一つの乾燥装置が前記少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁の前記第２排出口に連結されてよい。前記第２気体供給源は、少なくとも一つの空気調整システムを備えてよい。
【００１３】
ある実施形態によると、前記燃料電池／不活性化システムは、
ＯＤＡ排出口を備える少なくとも一つの燃料電池システムと、
燃料タンクに連結された少なくとも一つの乾燥装置と、
前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記ＯＤＡ排出口に連結された流入口、貨物室に連結された第１排出口、及び前記少なくとも一つの乾燥装置に連結された第２排出口を備える少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁と、
制御装置と、
前記制御装置と通信している一つ以上の処理装置とを備える。少なくとも一つの冷却装置が、前記少なくとも一つの乾燥装置の上流に配置され、前記少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁の前記第２排出口に連結されてよい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、前記燃料電池／不活性化システムはさらに、空気供給源に連結された第１流入口、及び補助酸素源に連結された第２流入口を備える少なくとも一つの酸素源流路切替弁を備える。ある実施形態において、前記少なくとも一つの不活性化システムの酸素富化空気（ＯＥＡ：ｏｘｙｇｅｎ  ｅｎｒｉｃｈｅｄ  ａｉｒ）排出口が前記空気供給源に連結されてよい。
【００１５】
前記燃料電池／不活性化システムは、さらに、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁の前記第１流入口に連結された少なくとも一つのコンプレッサを備えてよい。前記少なくとも一つの燃料電池システムの電力出力が、前記少なくとも一つのコンプレッサに接続されてよい。
【００１６】
ある実施形態に従うと、前記燃料電池／不活性化システムは、前記少なくとも一つの不活性化システムを迂回するように、前記少なくとも一つの不活性化システムにＯＤＡを供給するように、又は前記燃料タンクへの質量流量を増幅するように前記制御装置に指示する信号を受信し、
前記燃料電池／不活性化システムは、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁に信号を伝達し、該信号は（ｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムを迂回するように指示された場合に、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁の前記（第１及び第２）流入口の両方を閉じること、（ｉｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムにＯＤＡを供給するように指示された場合に、前記第２気体供給源に連結された、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁の前記第２流入口を閉じること、又は（ｉｉｉ）前記制御装置が前記燃料タンクへの前記質量流量を増幅するように指示された場合に、前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記不活性化システム供給管に連結された、前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁の前記第１流入口を閉じることのうち、少なくとも一つを実行するように前記少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁に指示する信号であり、
前記燃料電池／不活性化システムは、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁に信号を伝達し、該信号は（ｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムを迂回するように指示された場合に、前記少なくとも一つの不活性化システムの前記ＮＥＡ排出口に連結された、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁の前記第２流入口を閉じること、（ｉｉ）前記制御装置が前記少なくとも一つの不活性化システムにＯＤＡを供給するように指示された場合に、前記少なくとも一つの燃料電池システムの前記燃料タンク供給管に連結された、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁の前記第１流入口を閉じること、又は（ｉｉｉ）前記制御装置が前記燃料タンクへの前記質量流量を増幅するように指示された場合に、前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁の前記（第１及び第２）流入口の両方を閉じることのうち、少なくとも一つを実行するように前記少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁に指示する信号である。
【００１７】
ある実施形態に従うと、前記燃料電池／不活性化システムは、
前記少なくとも一つの燃料電池システムからのＯＤＡ出力量を検出してよく、
前記ＯＤＡ出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに十分であると前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁に前記（第１及び第２）排出口の両方を開くように指示する、又は、前記ＯＤＡ出力量が前記貨物室及び前記燃料タンクに供給するのに不十分であると前記制御装置が判断した場合は、前記少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁に前記（第１及び第２）排出口のうち一方を閉じるように指示する信号を、前記少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁に伝達してもよい。
【００１８】
また、前記燃料電池／不活性化システムは、前記少なくとも一つの燃料電池システムからのＯＤＡ出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つ、又は、前記少なくとも一つの不活性化システムからのＮＥＡ出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを検出してよく、
前記燃料電池／不活性化システムは、制御装置が前記少なくとも一つの燃料電池システム及び／又は前記少なくとも一つの不活性化システムが最適に動作していないと判断した場合に、前記少なくとも一つの燃料電池システムに入る空気供給の条件を調節させる信号を、前記少なくとも一つのコンプレッサに伝達してもよい。
【００１９】
また、前記燃料電池／不活性化システムは、前記少なくとも一つの燃料電池システム及び／又は前記少なくとも一つの不活性化システムが最適に動作していないと前記制御装置が判断した場合に、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に前記（第１及び第２）流入口の両方を開けて、前記空気供給に混合されている前記補助酸素の量を調節するように指示する信号を、前記少なくとも一つの酸素源流路切替弁に伝達してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本明細書は以下の添付図面を参照するが、異なる図において似た参照符号を使用することにより、似た又は類似の構成部品を示すことが意図されている。
【００２１】
【図１】図１は、燃料電池システムで用いられ得る入力要素の概略的な例であり、発電のために必要な原料（Ｏ２及びＨ２）、及び付加的な航空機の構成部品で再利用し得る出力要素（Ｈ２Ｏ、酸素貧化空気、及び熱）を示す。
【図２】図２は、燃料タンク及び貨物室のための不活性化システムを示す図である。
【図３】図３は、燃料タンクシステムのための不活性化システムを示す図である。
【図４】図４は、不活性化システムの基本的な構成部品を示す図である。
【図５】図５は、本発明のある実施形態に従う、独立した不活性化システムとして動作する燃料電池システムを有する燃料電池／不活性化システムを示す図である。
【図６】図６は、本発明のある実施形態に従う、燃料電池システムからのＯＤＡ出力物が必要に応じて様々な場所に送られ得るように連結された燃料電池システム及び不活性化システムを有する燃料電池／不活性化システムを示す図である。
【図７】図７は、本発明のある実施形態に従う、燃料電池システムが独立した不活性化システムとして動作する燃料電池／不活性化システムの制御方法を示す概略フローチャートである。
【図８】図８は、本発明のある実施形態に従う、燃料電池システムがＯＤＡ出力物を不活性化システムに供給する燃料電池／不活性化システムの制御方法を示す概略フローチャートである。
【図９】図９は、本発明のある実施形態に従う、燃料電池システムが燃料タンクへの不活性ガスの質量流量を増幅させる、燃料電池／不活性化システムの制御方法を示す概略フローチャートである。
【図１０】図１０は、図６の燃料電池／不活性化システム用のコンピュータシステム装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態の主題事項を、法定の要件を満たすために具体的にここに記載するが、この記載は必ずしも特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。請求項の主題事項は他の方法によって具体化されてもよく、異なる要素又は工程を含んでよく、他の既存の技術又は将来の技術と共に用いてもよい。この記載は、個々の工程の順番又は要素の配置が明示的に記載されている場合を除いて、様々な工程又は要素のいかなる特定の順番又は配置を暗示していると解釈されるべきではない。
【００２３】
燃料電池システムから動力を供給され、及び／又は、燃料電池システムの副生成物を不活性化システムへの入力物として組み込む不活性化システムを提供するためのシステム及びプロセスをここに開示する。不活性化システムは航空機での用途について論じられているが決してそれに限定されず、不活性化システムはバス、電車、又は燃料タンクもしくは貨物室等の可燃性蒸気の発火のリスクがある他の構成部品が設けられた、その他の輸送形態において用いられてもよい。また、本文で論じられている不活性化システムは、いかなる他の好適な環境で用いられてもよい。不活性化システムが適切な燃料電池システムから動力供給され、及び／又は適切な燃料電池システムからのその他の副生成物と共に用いられる場合、不活性化システムの動作を車両（又は周辺環境）の電力システムから独立させる（又は電力システムへの依存をより小さくする）ことができる。
【００２４】
燃料電池システム１０は水素又はその他の燃料源と酸素に富む気体（例えば空気）が関与する化学反応による化学エネルギーを、使用可能な電気エネルギーに変換する装置である。図１に示すように、水素又は別の燃料源は、燃料電池システム１０内の酸素と結合して電気エネルギー（電力）を発生させる。燃料電池システム１０は、発生した電気エネルギーと共に、副生成物として水、熱出力（熱）及びＯＤＡを生み出す。水、熱、ＯＤＡの副生成物は使用されずに無駄になることが多い。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ＯＤＡは食料（例えば果物、野菜等）の酸化防止に用いられてもよい。また、ＯＤＡは、航空機又は車両が地上にあるとき及び／又は停止しているときに、航空機又は車両のタイヤに空気を入れる又は加圧するために使用されてもよい。他の実施形態において、熱出力を薄膜絶縁、航空機又は車両の暖房、及び／又は一つ以上の燃料タンク４０に保管された燃料の加熱に用いてもよい。本文に開示されるように、電気エネルギー及びＯＤＡの少なくとも一部又は全てを、不活性化システム１２に動力を与える又は不活性化システム１２に供給するために用いてもよく、不活性化システム１２は例えば航空機で用いられる不活性化システムなどであるがこれに限定されない。
【００２６】
プロトン交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）、アルカリ電解質型燃料電池（ＡＦＣ）、又はリン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）を含むがこれらに限定されない、いかなる適切な燃料電池システムを使用し得る。また、複合的な解決法を含むがこれに限定されない、いかなるその他の既存又は将来の燃料電池技術を用いてもよい。
【００２７】
図２に示すように、不活性化システム１２は典型的に燃料タンク４０及び貨物室３８を不活性化するために用いられる。場合によっては、燃料タンク４０のシステム全体を不活性化するために不活性化システム１２を用いてもよい。燃料タンク４０のシステムは、図３に示すように、中央翼タンク、左翼タンク、右翼タンク、ベントタンク、供給タンク、機尾タンク及び／又はいかなる他の燃料タンク位置を含んでもよい。
【００２８】
図４に示すように、不活性化システム１２は一般的に、少なくとも一つの空気調整システム２４、少なくとも一つの空気分離モジュール（ＡＳＭ）１４、及び制御装置３６を備える。ある実施形態において、図６に示すように、ＡＳＭ１４から出る不活性ガスの酸素含有量を監視するために、酸素分析装置５２がさらに含まれている。
【００２９】
ある実施形態において、エンジン燃焼室から出力された高温高圧空気（抽気）を好適な温度及び圧力に調節するために、空気調整システム２４が含まれている。例えば、空気調整システム２４に入る抽気は４５０°Ｆ（約２３２℃）以下であってよい。空気調整システム２４内の熱交換器が、抽気を不活性化システム１２に導入するのに許容可能な範囲に冷却する。例えば、好適な温度は１６０°Ｆ〜１９０°Ｆ（約７１℃〜約８８℃）の範囲であってよい。しかし、関連する技術分野において通常の知識を有するものであれば、不活性化システム１２に適合するいかなる好適な温度を用いてもよいことを理解するであろう。
【００３０】
ＡＳＭ１４は、注入気体流（つまり空気）を窒素富化空気（ＮＥＡ）流と酸素富化空気（ＯＥＡ）流に分離する。ある実施形態において、ＡＳＭ１４は、気体流入口、ＮＥＡ排出口、ＯＥＡ排出口の３つの出入口を有する圧力格納キャニスタに入れられた中空繊維反透過膜の束である。
【００３１】
ある実施形態において、図５、６に示すように、不活性化システム１２とともに燃料電池システム１０の動作を管理するために、燃料電池／不活性化システム２０が含まれていてもよい。燃料電池／不活性化システム２０は、少なくとも一つの燃料電池システム１０、少なくとも一つの不活性化システム１２、少なくとも一つのコンプレッサ２２、少なくとも一つの空気調整システム２４、少なくとも一つの乾燥装置２６、少なくとも四つの流路切替弁２８、３０、３２、３４、及び制御装置３６を備えてもよい。
【００３２】
上述の様に、水素及び酸素が流入口を介して燃料電池１０に入り、ＯＤＡがＯＤＡ排出口を介して燃料電池１０から出ていく。これらの実施形態において、燃料電池システム１０によって作り出されたＯＤＡの酸素含有量は、不活性ガスとして用いるのに十分低いが、湿気及び水蒸気も含んでいる。湿潤ＯＤＡを燃料タンク４０に直接注入すると大惨事を引き起こす可能性があるため、ＯＤＡを燃料タンク４０に直接導入する前及び／又は不活性化システム１２に導入する前に乾燥させるために、乾燥装置２６、又はフィルタ、コンデンサ、熱交換器等のようなその他の機器を単独で又は組み合わせて使用してもよい。いくつかの実施形態において、ＯＤＡを燃料電池システム１０から燃料タンク４０及び／又は不活性化システム１２に運ぶために、既存の不活性化システム１２の管網（パイプネットワーク）を改装してもよい。他の実施形態において、ＯＤＡを燃料電池システム１０から燃料タンク４０及び／又は不活性化システム１２に運ぶために、新たな管網を構築してもよい。
【００３３】
燃料タンク４０と対照的に、貨物室３８における火災及び／又は爆発に対して湿潤ＯＤＡの湿気は有益であるため、ＯＤＡを貨物室３８に導入する前に乾燥装置２６又はその他の装置を通過させて、湿気及び／又は水蒸気を除去する必要がない。貨物室３８は慣例的にハロンで守られているため、ＯＤＡを燃料電池システム１０から貨物室３８に運ぶ既存の管網が存在しないことがある。それゆえ、ある実施形態において、ＯＤＡを燃料電池システム１０から貨物室３８に運ぶために新たな管網を構築してもよい。いくつかの実施形態において、ＮＥＡを不活性化システム１２から貨物室３８に運ぶためにも、付加的な管が管網に加えられてもよい。
【００３４】
ひとたびＯＤＡが燃料タンク４０及び／又は貨物室３８に到達すると、不活性ガスは貨物室３８に広がり、又は、ノズル及び／又は任意のその他の好適な分配技術により燃料タンク４０内の気相又は液相の燃料に注入される。
【００３５】
少なくとも一つのＯＤＡ流路切替弁２８は燃料電池システム１０のＯＤＡ排出口に連結される。ＯＤＡ流路切替弁２８は、貨物室３８及び燃料タンク４０／不活性化システム１２の間のＯＤＡの分配を制御する。ＯＤＡ流路切替弁２８の第１排出口は貨物室３８に連結され、ＯＤＡ流路切替弁２８の第２排出口は燃料タンク供給管４２及び／又は不活性化システム供給管４４に連結される。ＯＤＡ流路切替弁２８は、（１）第１排出口及び第２排出口の両方を開け、ＯＤＡが全ての場所に流れるようにする、（２）上記排出口の両方を閉じ（又は流入口を閉じ）、ＯＤＡがＯＤＡ流路切替弁２８を通過しないようにする、又は（３）上記２つの排出口のうち１つを選択的に閉じるように構成されてよい。
【００３６】
乾燥装置２６はＯＤＡ流路切替弁２８の第２排出口に連結されてよく、それによって燃料タンク供給管４２及び／又は不活性化システム供給管４４がＯＤＡ流路切替弁２８の第２排出口に連結された場所の上流のＯＤＡから湿気及び水蒸気を除去して、どちらの経路から燃料タンク４０に入るＯＤＡも燃料タンク４０に導入するのに十分乾燥されてよい。そして燃料タンク供給管４２は燃料タンク流路切替弁３２の第１流入口に連結される。
【００３７】
少なくとも一つの不活性化システム流路切替弁３０は、不活性化システム供給管４４に連結された第１流入口を備えるとともに、空気調整システム２４の排出口等の第２気体供給源に連結された第２流入口を備える。したがって、不活性化システム流路切替弁３０は、不活性化システム１２に導入される気体源を制御する。不活性化システム流路切替弁３０は、（１）第１流入口及び第２流入口の両方を開け、乾燥ＯＤＡと調整した空気の両方が不活性化システム１２に入ることを許容するように、（２）上記流入口の両方を閉じ（又は排出口を閉じ）、不活性化システム１２にどの気体も入らないように、又は（３）第１流入口又は第２流入口のどちらかを選択的に閉じ、２つの気体源のうち１つのみからの気体を不活性化システム１２に入れるように構成されてよい。
【００３８】
また、少なくとも一つの燃料タンク流路切替弁３２は、不活性化システム１２の排出口に連結された第２流入口を備える。それゆえ、燃料タンク流路切替弁３２は、燃料タンク４０に導入される気体源を制御する。燃料タンク流路切替弁３２は、（１）第１流入口及び第２流入口の両方を開け、乾燥ＯＤＡ及びＮＥＡを燃料タンク４０に入れるように、（２）上記流入口の両方を閉じ（又は排出口を閉じ）、燃料タンク４０にどの気体も入らないように、又は（３）第１流入口又は第２流入口のどちらかを選択的に閉じ、２つの気体源のうち１つのみからの気体を燃料タンク４０に入れるように構成されてよい。
【００３９】
上述の様に、いくつかの実施形態において、副生成物として不活性化システム１２から出るＯＥＡは、航空機から排出される。しかし、ある実施形態において、ＯＥＡは燃料電池システム１０の酸素入力として再利用されてもよい。
【００４０】
例えば、上述の様に、水素及び酸素は、流入口を通って燃料電池システム１０に流れる。いくつかの実施形態において、少なくとも一つの酸素源流路切替弁３４が燃料電池システム１０への酸素流入口の上流に配置される。
【００４１】
客室空気、抽気、及び／又はその他の（加圧及び／又は無加圧）空気供給源は、酸素源流路切替弁３４の第１流入口を通って導入される。必要に応じて燃料電池システム１０への酸素入力の圧力を調節して燃料電池システム１０の性能を最適化するために、コンプレッサ２２がこの第１流入口の上流に配置されてよい。
【００４２】
燃料電池システム１０への付加的な空気源を与えるために、不活性化システム１２からのＯＥＡ排出口はコンプレッサ２２に流れ込む空気配管に連結されてもよい。燃料電池システム１０に供給するためにＯＥＡ（酸素含有量が２１％より多い）を利用することにより、燃料電池効率を高めるためにより高い酸素含有量を用い得る。例えば、制御装置３６が、少なくとも一つの温度センサ４８、少なくとも一つの圧力センサ５０及び／又は少なくとも一つの酸素分析装置５２によりもたらされる情報を分析して、燃料電池システム１０の動作設定値を最適化してよい。この最適化を行う場合、そのようなセンサ４８、５２及び／又は５２は、貨物室３８及び／又は燃料タンク４０の入口に近接して配置されてよい。
【００４３】
ある実施形態において、図６に示すように、第１酸素分析器５２がＯＤＡ流路切替弁２８の第１排出口から出る配管に設置されてよく、第２酸素分析器５２が燃料タンク流路切替弁３２の排出口から出る配管に設置されてよい。このような配置によって、第１及び第２酸素分析器５２はこれらの各位置に入る不活性ガス（ＮＥＡ及び／又はＯＤＡ）の酸素含有量を測定するように構成される。
【００４４】
他の実施形態において、第１酸素分析器５２は、ＯＤＡ流路切替弁２８の第１排出口を出る配管に連結された入力部を有してよく、第２酸素分析器５２は、燃料タンク流路切替弁３２の第１流入口に送り込まれる配管（燃料タンク供給管４２）に連結された入力部を有してよく、第３酸素分析器５２は、燃料タンク流路切替弁３２の第２流入口に送り込まれる配管に連結された入力部を有してよい。代替的に、第１酸素分析器５２は、ＯＤＡ流路切替弁２８の第１排出口を出る配管に連結された入力部を有してよく、第２酸素分析器５２は、燃料タンク流路切替弁３２への２つの流入口に送り込まれる配管に連結された少なくとも二つの入力部を有してよい。さらに別の実施形態において、第１酸素分析器５２は、ＯＤＡ流路切替弁２８の第１排出口を出る配管に連結された第１入力部、及び燃料タンク流路切替弁３２の第１流入口に送り込まれる配管（燃料タンク供給管４２）に連結された第２入力部を有してよく、第２酸素分析器５２は、燃料タンク流路切替弁３２の第２流入口に送り込まれる配管に連結された入力部を有してよい。また、さらに別の実施形態において、第１酸素分析器５２は、ＯＤＡ流路切替弁２８の流入口に送り込まれる配管に連結された入力部を有してよく、第２酸素分析器５２は、燃料タンク流路切替弁３２の第２流入口に送り込まれる配管に連結された入力部を有してよい。このような配置によって、これらの酸素分析器５２は不活性ガス源の各酸素含有量を別々に測定するように構成される。
【００４５】
燃料電池／不活性化システム２０の効率及びスループットを最適化するために制御装置３６に好適なフィードバックを与える任意の好適な場所、配置又はそれらの組み合わせで、酸素分析器５２、温度センサ４８及び圧力センサ５０が燃料電池／不活性化システム２０に連結されてよいことを、関連技術分野において通常の技能を有する者は理解するであろう。
【００４６】
ＯＥＡは、上述の様に不活性化システム１２から燃料電池システム１０に直接供給されてよく、及び／又は、酸素貯蔵部を介して燃料電池システム１０に入る空気流の中で運ばれてもよい。
【００４７】
また、酸素源流路切替弁３４は、補助酸素供給源に連結された第２流入口を備える。それゆえ、酸素源流路切替弁３４は酸素源を制御し、及び／又は、燃料電池システム１０に導入される気体の酸素含有量を調節してもよい。酸素源流路切替弁３４は、（１）第１流入口及び第２流入口の両方を開け、空気流（ＯＥＡを含有する）及び補助酸素源の両方が燃料電池システム１０に入るように、（２）上記流入口の両方を閉じ（又は排出口を閉じ）、燃料電池システム１０にどの気体も入らないように、又は（３）空気流（ＯＥＡを含有する）に連結された第１流入口又は補助酸素原に連結された第２流入口のどちらかを選択的に閉じ、２つの気体源のうち１つのみからの気体を燃料電池システム１０に入れるように構成されてよい。
【００４８】
ある実施形態において、制御装置３６は、少なくとも、流路切替弁２８、３０、３２、３４及びコンプレッサ２２に接続されてよい。不活性化システム１２からのＮＥＡ出力物及び／又は燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物の温度、圧力及び酸素含有量の少なくとも一つを測定するために、センサ４８、５０及び／又は５２が含まれてもよく、このようなセンサ４８、５０及び／又は５２は貨物室３８及び／又は燃料タンク４０の入口に近接して設置されてよい。上述の様に、燃料電池システム１０及び／又は不活性化システム１２の動作を最適化するために、これらのセンサ４８、５０及び／又は５２からの出力が制御装置３６に接続されてよい。
【００４９】
燃料電池システム１０は航空機のいかなる好適な場所に配置されてよく、燃料電池／不活性化システム２０に加えて航空機の別の態様に動力を与えるために用いられてよい。又は、別個の燃料電池システム１０が燃料電池／不活性化システム２０に動力を与えるために用いられてもよい。例えば、燃料電池システム１０からの電力出力が、少なくともコンプレッサ２２に動力を供給するために接続されてもよい。他の実施形態において、燃料電池システム１０は流路切替弁２８、３０、３２、３４、乾燥装置２６、空気調整システム２４、制御装置３６、及び／又は様々な測定センサ４８、５０、及び／又は５２にも動力を供給してよい。燃料電池／不活性化システム２０が必要とする動力は、一つ以上の燃料電池システム１０から直接供給されてよい。又は、燃料電池／不活性化システム２０が必要とする動力は、燃料電池システム１０又はその他から発生した電力によって充電された任意の好適な電気エネルギー貯蔵部（例えば、バッテリーパック、ウルトラコンデンサバンク、スーパーコンデンサバンク、エネルギー貯蔵源等）によって供給又は増補されてよい。地上動力装置又は航空機動力装置等の航空機の典型的な動力源によって、補助的な動力が供給されてもよい。
【００５０】
燃料電池システム１０が不活性化システム１２内又は近傍に位置づけられる場合、動力は使用される位置の近くで生成され、長距離を伝達される必要がない。そのため、電力損失が最小化される。さらに、燃料電池システム１０が不活性化システム１２内又は近傍に位置づけられる場合、例えば乗客用座席、乗客用娯楽システム、非常用照明、読書灯、化粧室ユニット等であるがこれらに限定されないその他の航空機システムが不活性化システム１２の近傍にあるかどうかに関わらず、燃料電池システム１０がこれらのその他の航空機システムに動力を与えるためにも使われて、必要なエネルギー／動力の出力がより安定し、エネルギーの無駄がより少なくなるようにしてもよい。
【００５１】
必要に応じて、一つ以上の燃料電池システム１０が使用されてもよく、一つ以上の燃料電池システム１０の大きさは、不活性化システム１２及び／又は他の装置のエネルギー／動力の要件に基づいてよい。
【００５２】
ある実施形態において、低負荷期間の間に充電するために、及び食事準備／提供時間等の高負荷（最大負荷）期間の間にさらなる動力を供給するために、少なくとも一つのバッテリーパック又はその他のエネルギー源も燃料電池／不活性化システム２０に接続されてよい。いくつかの実施形態において、バッテリーパックもしくはその他のエネルギー源の代わりに、又はバッテリーパックもしくはその他のエネルギー源と共に、少なくとも一つのウルトラコンデンサバンク、スーパーコンデンサバンク、及び／又はエネルギー貯蔵源が用いられてもよい。バッテリーパック又はその他のエネルギー源は、燃料電池システム１０の一部であってもよいし、別の場所に設置されてもよい。
【００５３】
これらの実施形態に従い、燃料電池／不活性化システム２０の様々な動作モードが図７〜９の概略フローチャートに示されている。
【００５４】
燃料電池／不活性化システム２０は、ハードウェア（電気回路、専用論理回路等）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用装置で実行されるような）、ファームウェア（組み込みソフトウェア）又はこれらの任意の組み合わせを備え得る処理論理を含んでよい。
【００５５】
（Ａ）独立型不活性化システム
ある実施形態に従うと、図７に最もよく示されているように、燃料電池／不活性化システム２０は独立した不活性化システムとして動作してよい。それゆえ、これらの実施形態では空気調整システム２４及び不活性化システム１２は作動されない。
【００５６】
ステップ１１０において、制御装置３６は、制御装置３６に不活性化システム１２を迂回するように指示する信号を受信する。その信号は乗務員もしくはパイロットが起動した選択スイッチ、又は空気調整システム２４及び／又は不活性化システム１２が適切に機能していない場合に始動されるセンサを介して生成されてよい。
【００５７】
ステップ１１５において、制御装置３６は不活性化システム流路切替弁３０に指示して、両方の流入口を閉じ（又は排出口を閉じ）させ、不活性化システム１２にどの気体も入らないようにする。ステップ１２０において、制御装置３６は燃料タンク流路切替弁３２に指示して、ＮＥＡがそれを介して供給される第２流入口を閉じさせて乾燥ＯＤＡのみが燃料タンク流路切替弁３２を通って流れるようにする。
【００５８】
ステップ１２５において、制御装置３６は燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力量を検出する。もしステップ１３０においてＯＤＡ出力量が貨物室３８及び燃料タンク４０の両方に供給するのに十分であると制御装置３６が判断した場合、次いでステップ１３５において、制御装置３６はＯＤＡ流路切替弁２８に指示して、両方の排出口を開かせて両方の場所（貨物室３８及び燃料タンク４０）にＯＤＡが供給されるようにする。もしステップ１３０においてＯＤＡ出力量が貨物室３８及び燃料タンク４０の両方に供給するのに不十分であると制御装置３６が判断した場合、次いでステップ１４０において、制御装置３６はＯＤＡ流路切替弁２８に指示して、排出口の少なくとも一方を閉じさせて貨物室３８及び燃料タンク４０の一方のみにＯＤＡが供給されるようにする。関連する技術分野における通常の技能を有するものは、制御装置３６による具体的な応答は、制御装置３６にプログラムされた不活性流及び効率の優先順位づけに関する論理（ロジック）に依存することを理解するだろう。
【００５９】
ステップ１４５において、制御装置３６は、燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを、貨物室３８及び／又は燃料タンク４０の入口の近傍に設置されたセンサ４８、５０及び／又は５２を介して検出する。もしステップ１５０において、燃料電池システム１０が最適に動作していないと制御装置３６が判断した場合、次いでステップ１５５において、制御装置３６は酸素源流路切替弁３４に指示して空気入力に混合されている補助酸素量を調節させてよく、及び／又は、コンプレッサ２２に指示して燃料電池システム１０に入る酸素流の条件を調節させてよい。
【００６０】
制御装置３６は、燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物を最大限有効利用するために必要な頻度で、ステップ１２５〜１５５を繰り返す。
【００６１】
ある実施形態に従うと、図５に示すように、燃料電池システム１０は、燃料タンク４０及び／又は貨物室３８に不活性ガスを供給するために、不活性化システム１２、空気調整システム２４、又は流路切替弁３０もしくは３２を必要とすることなく直接用いられてもよい。ゆえに、これらの実施形態において、不活性化システム１２を迂回する必要がないため、ステップ１１０〜１２０は除外されてもよい。
【００６２】
さらに、ある実施形態において、図５、６に示すように、少なくとも一つの冷却装置４６が乾燥装置２６の上流に設置されてもよい。
【００６３】
（Ｂ）不活性化システム用ＯＤＡ源
ある実施形態に従うと、図８に最もよく示されているように、燃料電池／不活性化システム２０は、燃料電池システム１０から出たＯＤＡが不活性化システム１２へのＯＤＡ源となるように動作してよい。それゆえ、これらの実施形態では空気調整システム２４及び燃料タンク４０へ直接向かう乾燥ＯＤＡの流れは作動されない。
【００６４】
ステップ２１０において、制御装置３６は、不活性化システム１２にＯＤＡを供給するように制御装置３６に指示する信号を受信する。その信号は乗務員もしくはパイロットが起動した選択スイッチ、又は空気調整システム２４が適切に機能していない場合に始動されるセンサを介して生成されてよい。
【００６５】
ステップ２１５において、制御装置３６は不活性化システム流路切替弁３０に指示して、空気調整システム２４からの調節された空気がそれを介して供給される第２流入口を閉じさせ、乾燥ＯＤＡのみが不活性化システム１２に入るようにする。ステップ２２０において、制御装置３６は燃料タンク流路切替弁３２に指示して、乾燥ＯＤＡがそれを介して供給される第１流入口を閉じさせて、ＮＥＡのみが燃料タンク流路切替弁３２を通って流れるようにする。
【００６６】
ステップ２２５において、制御装置３６は燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力量を検出する。もしステップ２３０においてＯＤＡ出力量が貨物室３８及び燃料タンク４０の両方に供給するのに十分であると制御装置３６が判断した場合、次いでステップ２３５において、制御装置３６はＯＤＡ流路切替弁２８に指示して、両方の排出口を開かせて両方の場所（貨物室３８及び燃料タンク４０）にＯＤＡが供給されるようにする。もしステップ２３０においてＯＤＡ出力量が貨物室３８及び燃料タンク４０の両方に供給するのに不十分であると制御装置３６が判断した場合、次いでステップ２４０において、制御装置３６はＯＤＡ流路切替弁２８に指示して、貨物室３８への排出口を閉じさせて乾燥装置２６への排出口のみが開いているようにする。関連する技術分野における通常の技能を有するものは、制御装置３６による具体的な応答は、制御装置３６にプログラムされた不活性流及び効率の優先順位づけに関する論理（ロジック）に依存することを理解するだろう。
【００６７】
ステップ２４５において、制御装置３６は、燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物及び／又は不活性化システム１２からのＮＥＡ出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを、貨物室３８及び／又は燃料タンク４０の入口の近傍に設置されたセンサ４８、５０及び／又は５２を介して検出する。もしステップ２５０において、燃料電池システム１０及び／又は不活性化システム１２が最適に動作していないと制御装置３６が判断した場合、次いでステップ２５５において、制御装置３６は酸素源流路切替弁３４に指示して空気入力に混合されている補助酸素量を調節させてよく、及び／又は、コンプレッサ２２に指示して燃料電池システム１０に入る酸素流の条件を調節させてよい。
【００６８】
不活性化システム１２に（標準の酸素含有量の空気の代わりに）ＯＤＡが供給されると、不活性化システム１２に供給されるＯＤＡの酸素含有量が標準の空気より低く、結果として得られるＮＥＡも酸素含有量がより少ないため、不活性化システム１２の効率が向上する。
【００６９】
さらに、コンプレッサに入力される空気の酸素含有量がより多いため、燃料電池システム１０の効率も向上する。換言すると、より低い総空気流量で同じ酸素流速を達成することができる。
【００７０】
制御装置３６は、燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物を最大限有効利用するために必要な頻度で、ステップ２２５〜２５５を繰り返す。
【００７１】
さらに、ある実施形態において、図６に示すように、少なくとも一つの冷却装置４６が乾燥装置２６の上流に設置されてもよい。
【００７２】
（Ｃ）質量流量ブースター
ある実施形態に従うと、図９に最もよく示されているように、燃料電池／不活性化システム２０は、燃料電池システム１０から出たＯＤＡが燃料電池／不活性化システム２０全体の質量流量を増幅させるように動作してよい。
【００７３】
ステップ３１０において、制御装置３６は、燃料タンク４０への不活性ガス質量流量を増幅するように制御装置３６に指示する信号を受信する。その信号は乗務員もしくはパイロットが起動した選択スイッチ、又は燃料タンク４０への不活性ガスのスループットがさらに必要な場合に始動されるセンサを介して生成されてよい。
【００７４】
ステップ３１５において、制御装置３６は不活性化システム流路切替弁３０に指示して、そこを介して乾燥ＯＤＡが供給される第１流入口を閉じさせ、空気調整システム２４からの調節された空気のみが不活性化システム１２に入るようにする。ステップ３２０において、制御装置３６は燃料タンク流路切替弁３２に指示して、両方の流入口を開かせて、乾燥ＯＤＡ及びＮＥＡが燃料タンク流路切替弁３２の両方の流入口を通って流れるようにする。
【００７５】
ステップ３２５において、制御装置３６は燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力量を検出する。もしステップ３３０においてＯＤＡ出力量が貨物室３８及び燃料タンク４０の両方に供給するのに十分であると制御装置３６が判断した場合、次いでステップ３３５において、制御装置３６はＯＤＡ流路切替弁２８に指示して、両方の排出口を開かせて両方の場所（貨物室３８及び燃料タンク４０）にＯＤＡが供給されるようにする。もしステップ３３０においてＯＤＡ出力量が貨物室３８及び燃料タンク４０の両方に供給するのに不十分であると制御装置３６が判断した場合、次いでステップ３４０において、制御装置３６はＯＤＡ流路切替弁２８に指示して、貨物室３８への排出口を閉じさせて乾燥装置２６への排出口のみが開いているようにする。関連する技術分野における通常の技能を有するものは、制御装置３６による具体的な応答は、制御装置３６にプログラムされた不活性流及び効率の優先順位づけに関する論理（ロジック）に依存することを理解するだろう。
【００７６】
ステップ３４５において、制御装置３６は、燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物及び／又は不活性化システム１２からのＮＥＡ出力物の温度、圧力及び酸素含有量のうち少なくとも一つを、貨物室３８及び／又は燃料タンク４０の入口の近傍に設置されたセンサ４８、５０及び／又は５２を介して検出する。もしステップ３５０において、燃料電池システム１０及び／又は不活性化システム１２が最適に動作していないと制御装置３６が判断した場合、次いでステップ３５５において、制御装置３６は酸素源流路切替弁３４に指示して空気入力に混合されている補助酸素量を調節させてよく、及び／又は、コンプレッサ２２に指示して燃料電池システム１０に入る酸素流の条件を調節させてよい。
【００７７】
ＯＤＡを不活性化システム１２を通過させないことにより、他の構成と比べて使用可能な質量流量（燃料電池システム１０からのＯＤＡ及び不活性化システム１２からのＮＥＡ）が増加することによって、燃料電池／不活性化システム２０の全不活性化性能が向上する。
【００７８】
制御装置３６は、燃料電池システム１０からのＯＤＡ出力物を最大限有効利用するために必要な頻度で、ステップ３２５〜３５５を繰り返す。
【００７９】
さらに、ある実施形態において、図６に示すように、少なくとも一つの冷却装置４６が乾燥装置２６の上流に設置されてもよい。
【００８０】
（Ｄ）燃料浄化装置
ある実施形態に従うと、図７に最もよく示されているように、燃料電池／不活性化システム２０は、燃料電池システム１０から出るＯＤＡが燃料電池／不活性化システム２０全体に燃料浄化をもたらすように動作してよい。それゆえ、これらの実施形態では空気調整システム２４及び不活性化システム１２は作動されない。
【００８１】
燃料電池／不活性化システム２０が独立型不活性化システムとして動作するように構成されている実施形態について上述したように、これらの実施形態において燃料電池／不活性化システム２０はステップ１１０〜１５５に従う。しかしながら、独立型不活性化システムの実施形態について上述したように気相の燃料タンク４０に乾燥ＯＤＡを導入する代わりに、乾燥ＯＤＡは燃料タンク４０内の液相の燃料内に注入される。ＯＤＡを液相の燃料に導入することにより、（燃料内でＯＤＡをバブリングすることで）窒素がその溶解度に従って燃料内に溶解する。燃料タンク４０内の気圧が低下すると、窒素が燃料から脱し、タンクの気相を窒素リッチにする。
【００８２】
ある実施形態に従うと、図５に示すように、燃料電池システム１０は、燃料タンク４０及び／又は貨物室３８に不活性ガスを供給するために、不活性化システム１２、空気調整システム２４、又は流路切替弁３０又は３２を必要とすることなく直接用いられてもよい。ゆえに、これらの実施形態において、不活性化システム１２を迂回する必要がないため、ステップ１１０〜１２０は除外される。
【００８３】
さらに、ある実施形態において、図５、６に示すように、少なくとも一つの冷却装置４６が乾燥装置２６の上流に設置されてもよい。
【００８４】
図１０は、ある例示的な実施形態に従うコンピュータ装置５００の図である。上述したシステム図（例えば図５、６の燃料電池／不活性化システム２０）における様々な関連部品及び構成部品（構成要素）は、本文に記載される機能を促進するために、コンピュータ装置５００において好適な任意の数のサブシステムを用いてもよい。そのようなサブシステム又は構成要素の例を図５、６に示す。図５、６に示されたサブシステム又は構成要素は、システムバス５１０又はその他の好適な接続部を介して相互に接続されてよい。上記のサブシステムに加え、例えばプリンタ５２０、キーボード５３０、固定ディスク５４０（又はコンピュータ読み取り可能なメディアを備えるその他の記憶装置）、ディスプレイアダプタ５６０に連結されたモニタ５５０、その他のような、さらなるサブシステムが示されている。制御装置３６に連結する周辺機器及び入出力（Ｉ／Ｏ）装置（不図示）は、例えばシリアルポート５７０などの当該技術分野において知られている任意の数の手段によってシステム５００に接続され得る。例えば、制御システム５００をインターネット等の広域ネットワーク、マウス入力装置又はスキャナに接続するために、シリアルポート５７０又は外部インターフェイス５８０を用いてよい。システムバス５１０を介した相互接続により、サブシステム間の情報の交換と同様に、中央処理装置５９０が各サブシステムと通信可能となり、且つ、中央処理装置５９０がシステムメモリ５９５又は固定ディスク５４０からの指示の実行を制御できるようになる。システムメモリ５９５及び／又は固定ディスク５４０はコンピュータ読み取り可能なメディア（媒体）として具体化（具現化）されてもよい。
【００８５】
本出願に記載されたソフトウェア要素又は機能は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）により実装されてもよく、ＰＬＣはいかなる好適なＰＬＣプログラミング言語を用いてもよい。他の実施形態では、本出願に記載されたソフトウェア要素又は機能は、例えば従来技術又はオブジェクト指向技術を用いた、例えばＪａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋又はＰｅｒｌなどの任意の好適なコンピュータ言語を用いる一つ以上の処理装置によって実行されるソフトウェアコードとして実装されてよい。ソフトウェアコードは、一連の指示又は命令として、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク等の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ等の光媒体、ＤＮＡ媒体などのコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されてよい。このようなコンピュータ読み取り可能な媒体はいずれも、単一のコンピュータ装置上又は単一のコンピュータ装置内に存在してもよいし、システム又はネットワーク内の異なるコンピュータ装置上又はネットワーク上の異なるコンピュータ装置内に存在してもよい。
【００８６】
本発明は、ソフトウェア、ハードウェア又は両者の組み合わせにおける制御ロジックの形で実装されることができる。制御ロジックは、情報処理装置に命令して本発明の実施形態で開示されたステップの組を実行させるように適応された複数の指示として、情報記憶媒体に記憶されてよい。本文に記載された開示及び教示に基づいて、当該技術分野において通常の知識を有する者は、本発明を実行するための他のやり方及び／又は方法を理解するだろう。
【００８７】
実施形態において、本文に記載されたいかなる物（物体）は、ここに開示された機能及び工程のいずれか又は全てを実行するコンピュータによって具現化され得る。
【００８８】
以上の記載は、本発明の実施形態を例示し、説明し及び記述する目的のために与えられている。これらの実施形態に対するさらなる改変及び改造は、当業者にとっては明らかとなるであろうし、そのような改変及び改造は、本発明の範囲又は精神から逸脱することなしに行い得る。一例として、燃料電池システムの代わりに、航空機の主電力系統から独立した別の好適な電源を用いてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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