(57)【要約】      （修正有）【課題】緊急事態に航空機に搭載された電気構成要素に電力を供給する電力装置を提供する。【解決手段】電力装置は、航空機に搭載された電気構成要素１２に電力を供給する。電力装置１０は、航空機内に位置決めされるように構成された水素生成システム１６を含んでいる。水素生成システムはさらに、水と金属の反応を利用して水素を生成するように構成されている。電力装置はまた、航空機内に位置決めされるように構成された燃料セル１４を含んでいる。燃料セルが、水素生成システムに作動可能に接続されることで、燃料セルは、水素生成システムから水素を受け取る。燃料セルはさらに、水素生成システムから受け取った水素から電力を生成し、電気構成要素に電気的に接続されることでこの構成要素に電力を供給するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１００）に搭載された電気構成要素（１２）に電力を提供するための電力装置（１０）であって、
前記航空機内に位置決めされるように構成された水素生成システム（１６）であって、さらに水と金属の反応を利用して水素を生成するように構成された水素生成システム（１６）と、
前記航空機内に位置決めされるように構成された燃料セル（１４）であって、前記水素生成システムに作動可能に接続されることで、前記水素生成システムから水素を受け取り、前記水素生成システムから受け取った前記水素から電力を生成し、前記電気構成要素に電気的に接続されることで、前記構成要素に電力を供給するようにさらに構成された燃料セル（１４）と
を備える電力装置（１０）。
【請求項２】
前記水素生成システム（１６）が、リアクター（３８）と、水タンク（４２）と、ポンプ（４６）とを備え、 前記ポンプが、前記リアクターと前記水タンクに作動可能に接続されることで前記水タンクから前記リアクターに水を汲み上げる、請求項１記載の電力装置（１０）。
【請求項３】
前記電力装置が、前記航空機の緊急動力装置（ＥＰＵ）または補助動力装置（ＡＰＵ）の１つである、請求項１記載の電力装置（１０）。
【請求項４】
前記燃料セル（１４）が、前記水素生成システム（１６）から受け取った前記水素を利用する前記電力生成の副生成物として水を生成し、前記水素生成システムが、前記燃料セルに流体接続されることで、前記水素生成システムが、前記燃料セルから水を受け取るように構成される、請求項１記載の電力装置（１０）。
【請求項５】
前記水素生成システム（１６）が、底部（４５）を含む反応チャンバ（４０）を有するリアクター（３８）を備え、前記反応チャンバが、前記反応チャンバの前記底部において水を受け取るように構成されることで、前記水と前記金属の前記反応が、前記反応チャンバの前記底部において始まる、請求項１記載の電力装置（１０）。
【請求項６】
前記水素生成システム（１６）が、頂端部（５６）と、反対側の底端部（５８）を有するリアクター（３８）を備え、前記リアクターが、前記底端部において、前記頂端部を貫通するように延在する入り口（５０）を介して水を受け取るように構成される、請求項１記載の電力装置（１０）。
【請求項７】
前記水素生成システムまたは前記燃料セル（１４）の少なくとも一方に作動可能に接続された制御装置（４８）をさらに備え、前記制御装置が、前記水素生成システムまたは前記燃料セルの少なくとも一方の動作を制御するように構成されている、請求項１記載の電力装置（１０）。
【請求項８】
航空機内に電力を提供するための方法（２００）であって、
水と金属の反応を利用して前記航空機内で水素を生成するステップ（２０２）と、
前記生成された水素を前記航空機に搭載された燃料セルに供給するステップ（２０４）と、
前記生成された水素を利用して前記燃料セルにおいて電力を生成するステップ（２０６）と
を含む方法（２００）。
【請求項９】
前記生成された電力を前記燃料セルから前記航空機に搭載された電気構成要素に供給するステップ（２０８）をさらに含む、請求項８記載の方法（２００）。
【請求項１０】
水と金属の反応を利用して前記航空機内で水素を生成するステップ（２０２）が、前記水を前記金属および触媒と混ぜ合わせることで、およそ１５℃からおよそ２８０℃の範囲の温度の発熱性反応を引き起こすステップを含む、請求項８記載の方法（２００）。
【請求項１１】
前記水と金属の反応を利用して前記航空機内で水素を生成するステップ（２０２）が、粉末、液体、粒子、ペレットまたは薄片のうちの少なくとも１つとして前記金属をリアクターに供給するステップを含む、請求項８記載の方法（２００）。
【請求項１２】
前記生成された電力を前記燃料セルから、前記航空機に搭載され、前記航空機の安全な運航に不可欠なものまたは極めて重要なもののうちの少なくとも１つである電気構成要素に供給するステップ（２０８）をさらに含む、請求項８記載の方法（２００）。
【請求項１３】
水と金属の反応を利用して前記航空機内で水素を生成するステップ（２０２）が、前記金属を前記リアクター内に事前に装填し、その後前記水を前記リアクターに供給するステップ（２０２ａ）を含む、請求項８記載の方法（２００）。
【請求項１４】
水と金属の反応を利用して前記航空機内で水素を生成するステップ（２０２）が、前記水を反応チャンバの底部に供給することで、前記水と前記金属の前記反応が、前記反応チャンバの前記底部において始まるステップ（２０２ａ）を含む、請求項８記載の方法（２００）。
【請求項１５】
前記生成された水素を利用して前記燃料セルにおいて電力を生成するステップ（２０６）が、副生成物として水を生成するステップ（２０６ａ）を含み、水と金属の反応を利用して前記航空機内で水素を生成するステップ（２０２）が、前記副生成物の水を前記リアクターに供給し、前記副生成物の水を利用して前記水素を生成するステップ（２０６ｂ）を含む、請求項８記載の方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一部の既知の航空機は、緊急動力装置（ＥＰＵ）を含んでいる。ＥＰＵは、航空機の一次動力装置（ＰＰＵ）および／または補助動力装置（ＡＰＵ）が故障した際、航空機の電気構成要素に電力を供給する。例えばＰＰＵおよび／またはＡＰＵが故障すると、一部の既知の航空機のＥＰＵは、航空機を安全に作動させるために不可欠なおよび／または極めて重要な電気構成要素、とりわけ操縦システム、連結式油圧装置、器材、アビオニクス機器および飛行管理システムなどに電力を供給する。
【背景技術】
【０００２】
一部の既知の航空機のＥＰＵは、航空機から外部に配備されたラムエアタービンを含む。ラムエアタービンは、飛行中に航空機が通り抜けるように移動する空気から電力を生成する風力タービンである。しかしながらラムエアタービンは、比較的大型で重量が重い場合があり、これはＥＰＵのコストを上げる可能性がある。さらにラムエアタービンは、航空機に乗客を乗せた状態でテストすることができない。よってラムエアタービンをテストするのに、乗客がいない状態で余分な飛行を行なう必要がある。この余分な飛行に関連する燃料および他のコストを理由に、航空機の操作者は典型的には、ＥＰＵが緊急事態で必要になるまでラムエアタービンをテストしない。したがってＥＰＵの信頼性および性能がわからないため、ＥＰＵが、緊急事態において、何らかの、あるいは十分な量の電力を供給するように作動可能でない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７９５１３４９号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態において、電力装置は、航空機に搭載された電気構成要素に電力を供給する。電力装置は、航空機内に位置決めされるように構成された水素生成システムを含んでいる。水素生成システムはさらに、水と金属の反応を利用して水素を生成するように構成されている。電力装置はまた、航空機内に位置決めされるように構成された燃料セルを含む。燃料セルが、水素生成システムに作動可能に接続されることで、燃料セルは、水素生成システムから水素を受け取る。燃料セルはさらに、水素生成システムから受け取った水素から電力を生成し、電気構成要素に電気的に接続されることで、この構成要素に電力を供給するように構成されている。
【０００５】
別の実施形態において、航空機内に電力を提供するための方法が提供されている。方法は、水と金属の反応を利用して航空機内で水素を生成するステップと、航空機に搭載された燃料セルに生成された水を供給するステップと、生成された水素を利用して、燃料セルにおいて電力を生成するステップとを含む。
【０００６】
別の実施形態において、航空機は、機体と、機体に搭載された電気構成要素と、機体に搭載された水素生成システムとを含む。水素生成システムは、水と金属の反応を利用して水素を生成するように構成されている。航空機はまた、機体に搭載された燃料セルを含んでいる。燃料セルが、水素生成システムに作動可能に接続されることで、燃料セルは、水素生成システムから水素を受け取る。燃料セルは、水素生成システムから受け取った水素から電力を生成するように構成されている。燃料セルは、電気構成要素に電気的に接続されることで、この構成要素に電力を供給する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】航空機用の電力装置の一実施形態の概略図である。
【図２】図１に示される電力装置のリアクターの一実施形態の概略図である。
【図３】航空機の一実施形態の概略図である。
【図４】航空機内で電力を生成するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
特定の実施形態の以下の詳細な記載は、添付の図面と併せて読むことでより適切に理解されるであろう。種々の実施形態は、図面に示される構成や手段に限定されるものではないことを理解されたい。
【０００９】
本明細書で使用されるように、単数で記載され、および「ａ」または「ａｎ」という単語の後に続く要素またはステップは、そのような除外事項が明記されない限り、複数の該要素またはステップを除外するものとして理解すべきではない。さらに「一実施形態」に対する言及は、列記される機構も組み込む付加的な実施形態の存在を除外するものとして解釈することは意図されていない。さらに反対の意味であることが明記されない限り、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を持たない付加的な要素を含む可能性がある。
【００１０】
本明細書に記載されるおよび／または例示されるシステムおよび方法の種々の実施形態は、例えば航空機内に電力を供給する。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的な効果は、リアルタイムで要求に応じて航空機内で水素（Ｈ）を生成する電力装置である。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的な効果は、航空機より外には配備されない電力装置である。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的な効果は、サイズが縮小され、より軽量であり、より高い出力密度を有する電力装置であり、これは少なくとも一部の既知の電力装置、例えば燃料セルおよび／またはラムエアタービンを含んだ電力装置などよりも複雑でない、および／または費用が安い。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的な効果は、少なくとも一部の既知の電力装置よりも優れた信頼性および／または性能を有する電力装置、ならびに／あるいは航空機によって燃やされる燃料の量、および／または航空機からの排ガスの量を削減する電力装置である。
【００１１】
システムおよび方法の種々の実施形態は、固定翼の飛行機に関して本明細書に記載され示されている。しかしながら本明細書に記載されおよび／または示されるシステムおよび方法の種々の実施形態は、飛行機または固定翼航空機に限定されるものではない。むしろ本明細書に記載されおよび／または示されるシステムおよび方法の種々の実施形態は、任意の他の設計、構造、構成、配置などを有する他のタイプの航空機において実装される場合もあり、限定するものではないが、とりわけ軽航空機、パワードリフト航空機および／または回転翼航空機である。
【００１２】
図１は、航空機（例えば図３に示される航空機１００）用の電力装置１０の一実施形態の概略図である。以下に記載するように、電力装置１０を使用して、航空機内に配置された１つまたは複数の電気構成要素１２に電力を提供することができる。例えば電力装置１０は、航空機の緊急動力装置（ＥＰＵ）および／または補助動力装置（ＡＰＵ）であってよい。
【００１３】
電力装置１０を使用して、任意の数の電気構成要素１２に電力を提供することができる。明確にするために、電力装置１０は、１つの電気構成要素１２のみに電力を提供するように図１を参照して記載され、例示されている。各々の電気構成要素１２は、いかなるタイプの電気構成要素でも、いかなる量の電気構成要素でもよく、例えば、限定するものではないが、とりわけ操縦システム、アビオニクス機器、連結式油圧装置、ディスプレイ、器材、センサ、およびギャレーオーブン、ヒーター、冷蔵装置、照明、ファン、氷結防止および凍結防止システム、エンジン管理システム、飛行管理システム、配電構成要素、始動機、始動機と生成器、環境制御装置、加圧システム、エンターテイメントシステム、電子レンジ、ウェポンシステム、カメラ、信号プロセッサ、コンデンサおよび／またはデータを処理、転送および／または中継する電気構成要素などである。
【００１４】
電力装置１０は、燃料セル１４と、水素生成（ＨＧＳ）１６とを含んでいる。以下に記載するように、ＨＧＳ１６は、水（Ｈ2Ｏ）と金属の反応を利用して水素を生成し、燃料セル１４は、ＨＧＳ１６によって生成されそこから受け取った水素を利用して電力を生成する。燃料セル１４が、電気構成要素１２に電気的に接続されることで、燃料セル１４は、電気構成要素１２に電力を供給するように構成されている。例示の実施形態では、燃料セル１４は、１つの電気構成要素１２のみに電気的に接続されるように示されている。しかしながら燃料セル１４は、任意の数の電気構成要素１２に電気的に接続される場合もある。１つまたは複数の電気デバイス（例示せず）が、燃料セル１４と電気構成要素１２の間に電気的に接続されることで、燃料セル１４から電気構成要素１２に供給された電力を調整することができる。燃料セル１４と電気構成要素１２の間に電気的に接続することができるこのような電気デバイスの例には、限定するものではないが直流（ＤＣ）からＤＣへの変換器、交流（ＡＣ）からＤＣへの変換器、ＤＣからＡＣへの変換器、変圧器、増幅器、相数変換器などが含まれる。
【００１５】
燃料セル１４は、水素と酸素（Ｏ2）の反応を利用して、既知のやり方で電力を生成する。燃料セル１４は、水素入り口１８と、酸素入り口２０とを含む。燃料セル１４は、水素と酸素の反応を利用して電力を生成するいかなるタイプの燃料セルでもよい。例えば一部の実施形態では、水素は、水素入り口１８を介して燃料セル１４の陽極２２に供給され、その一方で酸素は、酸素入り口２０を介して燃料セル１４の陰極２４に供給される。水素と酸素は、燃料セル１４の中を進み、互いに電気化学的に反応することで、電力を生成する。
【００１６】
燃料セル１４は、水素と酸素の電気化学反応から１つまたは複数の副生成物を生成するが、これは、限定するものではないが、水、未使用の酸素などである。以下に記載するようにいくつかの実施形態において、燃料セル１４の副生成物として水が生成され、副生成物の水はＨＧＳ１６に供給されて水素を生成するのに使用される。例示の実施形態において、電力装置１０は、燃料セル１４の副生成物出口２８に流体接続された副生成物タンク２６を含むことで、例えばその中に副生成物を貯蔵する。燃料セル１４内での水素と酸素の電気化学反応の副生成物は、任意の時間にわたって副生成物タンク２６に貯蔵されてよい。いくつかの実施形態において、種々の副生成物が、副生成物タンク２６内で分別され（例えば多重出口の接続部などを利用して）、および／または副生成物タンク２６の中で別々に貯蔵される。一部の代替の実施形態では、電力装置１０は、副生成物タンク２６を含まない。例えば一部の代替の実施形態では、種々の副生成物は、副生成物タンク２６の所定の場所にある多重出口のコネクタ（例示せず）を利用して分別される。副生成物タンク２６の代わりに多重出口コネクタを利用する１つの例には、未使用の酸素を酸素入り口２０に供給する酸素出口と、副生成物の水を別の構成要素に（例えばＨＧＳ１６に）供給する水出口とを含む多重出口コネクタの利用が含まれる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、燃料セル１４に供給される一部の水素は、電力を生成する際に消費されない。換言すると燃料セル１４に供給される一部の水素は、酸素と反応することなく燃料セル１４の中を通って進むことができる。未使用の水素は、燃料セル１４の水素出口３０から水素入り口１８に再循環させることができ、例えばこれは、水素出口３０と水素入り口１８を流体式に相互接続する流体導管３２を使用する。これにより未使用の水素が、燃料セル１４に再度取り込まれ、より多くの電力を生成するのに使用される。例示の実施形態では、電力装置１０は、水素供給タンク３４を含んでおり、このタンクは、水素入り口１８と、水素出口３０の間に流体式に相互接続されており、例えば未使用の水素が再循環する際にそれを貯蔵する、および／またはＨＧＳ１６によって生成された水素を貯蔵し後に燃料セル１４に供給する。水素供給タンク３４が、未使用の水素と、ＨＧＳ１６によって生成された水素の両方を保持する場合、未使用の水素と、ＨＧＳ１６によって生成された水素が、水素供給タンク３４の中で混ざり合う。未使用の水素は、任意の時間にわたって水素供給タンク３４の中に貯蔵することができる。一部の代替の実施形態では、電力装置１０は、未使用の水素を保持するタンクを含まない。例えば一部の代替の実施形態では、未使用の水素は、ＨＧＳ１６によって生成された水素と混ぜ合わされ、水素供給タンク３４の代わりの好適な混合デバイス（例示せず）、例えば限定するものではないが、多重入り口コネクタ（例えばｔ字コネクタなど）を利用して燃料セル１４の水素入り口１８に供給される。混合デバイスは、未使用の水素をＨＧＳ１６によって生成された水素と混合し易くする１つまたは複数の機構を含む場合があり、これは例えば、限定するものではないが、ベンチュリなどである。電力装置１０が、水素供給タンク３４を含む実施形態では、装置１０は、未使用の水素と、ＨＧＳ１６によって生成された水素を混ぜ合わせる混合デバイスを含む（タンク３４の中または外のいずれであっても）ことができることを理解されたい。
【００１８】
電力を生成するために燃料セル１４によって使用される水素は、ＨＧＳ１６によって燃料セル１４に供給される。電力を生成するために燃料セル１４によって使用される酸素は、純粋な酸素であっても、あるいは酸素を含む複合物（例えば空気）であってもよい。電力を生成するために燃料セル１４によって使用される酸素は、その任意の好適な供給源から供給されてよい。例えば電力装置１０は、（純粋な、または複合物の中）酸素の一定の供給量を保持する酸素供給タンク３６を含む場合がある。電力を生成するために燃料セル１４によって使用される酸素の別の例には、航空機を取り巻く空気の利用、航空機のキャビンの中などからの空気の利用などが含まれる。
【００１９】
燃料セル１４に供給される一部の酸素は、電力を生成する際に消費されない場合がある。具体的には燃料セル１４に供給される酸素の一部は、水素と反応することなく、燃料セル１４の中を通って進むことができる。未使用の酸素は、酸素入り口２０に戻るように、再循環させることができる。よって未使用の酸素は、燃料セル１４へと再度取り込まれることで、より多くの電力を生成するのに使用される。例示の実施形態では、未使用の酸素は、副生成物出口２８を介して燃料セル１４から出ていき、副生成物出口２８と、酸素入り口２０に流体式に接続する流体導管３５を通って酸素入り口２０に戻るように送られる。あるいは燃料セル１４が、専用の酸素出口（例示せず）を含み、そこを介して未使用の酸素が燃料セル１４を出ていく。
【００２０】
例示の実施形態では、副生成物タンク２６は、燃料セル１４を出た未使用の酸素を保持するように構成されている。未使用の酸素は、酸素入り口２０に対して再循環されないうちは、副生成物タンク２６の中に含まれる他の副生成物、他の要素および／または他の複合物から分離されている。一部の代替の実施形態では、電力装置１０は、専用の未使用の酸素タンク（図示せず）を含むことで、未使用の酸素が再循環する際にそれを保持する。さらに一部の代替の実施形態では、電力装置１０は、未使用の酸素が再循環する際にそれを保持するタンクを含まない。未使用の酸素は、未使用の酸素が再循環する際、一定の時間にわたって副生成物タンク２６または専用の未使用の酸素タンク内に貯蔵されてよい。電力装置１０が副生成物タンク２６や専用の未使用の酸素タンクを含んでも、含まなくてもいずれにせよ、酸素入り口２０に再循環される未使用の酸素は、酸素供給タンク３６の中に貯蔵されてよい。酸素貯蔵タンク３６が未使用の酸素と、一定の供給量の酸素の両方を保持する場合、未使用の酸素と一定の供給量の酸素は、酸素供給タンク３６内で混ざり合う。未使用の酸素は、任意の時間にわたって酸素供給タンク３６内に貯蔵されてよい。一部の代替の実施形態では、未使用の酸素は、酸素供給タンク３６の中に貯蔵されるのではなく、むしろ任意の好適な混合デバイス（図示せず）を利用してタンク３６からの一定の供給量の酸素および／または別の供給源と混ぜ合わされ、この混合デバイスは例えば、限定するものではないが、多重入り口コネクタ（例えばｔ字コネクタなど）などである。混合デバイスは、未使用の酸素を、供給タンク３６からの酸素と混ぜ合わせ易くする１つまたは複数の機構を含むことができ、これは例えば限定するものではないが、ベンチュリなどである。酸素供給タンクが、一定の酸素の供給量と、未使用の酸素の両方を保持する実施形態では、装置１０は、未使用の酸素と供給タンク３６および／または別の供給源からの一定の供給量の酸素を混ぜ合わせる混合デバイス（タンク３６の中または外のいずれであっても）を含むことができることを理解されたい。
【００２１】
上に記載されるように、ＨＧＳ１６は、水と金属の反応を利用して水素を生成する。ＨＧＳ１６は、反応チャンバ４０を有するリアクター３８を含んでおり、そこで水と金属が反応することで水素を生成する。ＨＧＳ１６は、水タンク４２を含む場合がある。例示の実施形態において、リアクター３８の反応チャンバ４０が、水タンク４２に流体接続されることで、反応チャンバ４０が、水タンク４２から水を受け取るように構成される。さらにいくつかの実施形態において、水タンク４２は、燃料セル１４から副生成物の水を受け取るように構成される。例えば例示の実施形態において、水タンク４２が、副生成物タンク２６に流体接続されることで、燃料セル１４から副生成物の水を受け取る。副生成物の水は、ＨＧＳ１６に送られないうちは、副生成物タンク２６の中に含まれている他の副生成物、要素および／または複合物から分離されている。一部の代替の実施形態では、水タンク４２は、燃料セル１４から副生成物の水を受け取らず、むしろ水タンク４２は、リアクター３８によって使用するための一定の供給量の水を保持する。さらに一部の代替の実施形態では、燃料セル１４からの副生成物の水は、水タンク４２を通るようには送られずに、リアクター３８に供給される。例えば一部の代替の実施形態では、水タンク４２は、燃料セル１４とリアクター３８の間には流体接続されないが、リアクター３８に流体接続されることで、最初の水の量をリアクター３８に供給することで金属と水の反応を開始する。
【００２２】
燃料セル１４からの副生成物の水が、リアクター３８に供給されて水素を生成するのに使用される実施形態では、電力装置１０がチェック弁４４を含む場合があり、この弁は、燃料セル１４の副生成物出口２８に流体連通するように作動可能に接続されている。このチェック弁４４によって、副生成物の水が、燃料セル１４に戻るように流れるのを阻止する。１つのチェック弁４４のみが示されているが、電力装置１０は、任意の数のチェック弁を含むことができる。
【００２３】
各々のフローバルブ４４は、燃料セル１４から外に流れる副生成物の水の流量をフローバルブ４４が調整することができる任意の場所を有することができる。例示の実施形態において、フローバルブ４４は、水タンク４２と副生成物タンク２６の間で流体連通するように作動可能に接続される。フローバルブ４４の他の例示的な場所には、限定するものではないが、水タンク４２内の特定の場所、副生成物タンク２６内の特定の場所、水タンク４２と副生成物タンク２６の間で流体連通しない特定の場所、副生成物出口２８と副生成物タンク２６の間で流体連通する特定の場所および水タンク４２とリアクター３８の間で流体連通する特定の場所などが含まれる。各々のフローバルブ４４は、燃料セル１４から外に流れ出る副生成物の水の流量をフローバルブ４４が調整することを可能にするいずれのタイプの弁であってもよい。
【００２４】
ＨＧＳ１６は、リアクター３８の反応チャンバ４０と流体連通するように作動可能に接続されたポンプ４６を含むことで、反応チャンバ４０に水を供給することができる。ポンプ４６は、反応チャンバ４０に流れ込む水の流量を調整するように構成される。燃料セル１４によって生成される電力の量および／または割合は、燃料セル１４に供給される水素の流量に関連するため、ポンプ４６が、反応チャンバ４０に流れ込む水の流量を調整することで、燃料セル１４によって生成される所望の量および／または割合の電力に相当する一定の流量の水素を提供することができる。ポンプ４６に加えて、あるいはその代替として、電力装置１０は、１つまたは複数の弁（図示せず）および／または１つまたは複数の他の構成要素（図示せず）を含むことで、反応チャンバ４０への水の流量を調整することができる。例示の実施形態において、ポンプ４６は、水タンク４２と反応チャンバ４０の間に流体連通するように作動可能に接続されることで、ポンプ４６を作動させることによって、水タンク４２から反応チャンバ４０に水を移動させる。１つのポンプ４６のみが示されているが、電力装置１０は、任意の数のポンプ４６を含むことができる。各々のポンプ４６は、ポンプ４６によってリアクター３８の反応チャンバ４０に水を移動させることを可能にする任意の場所を有することができる。上に記載したように、例示の実施形態において、ポンプ４６は、水タンク４２とリアクター３８の間に流体連通するように作動可能に接続される。ポンプ４６の他の例示の場所には、限定するものではないが、水タンク４２内の特定の場所、リアクター３８内の特定の場所、水タンク４２とリアクター３８の間で流体連通しない特定の場所などが含まれる。各々のポンプ４６は、ポンプ４６が反応チャンバ４０に水を移動させることを可能にするいずれのタイプのポンプでもよく、例えば限定するものではないが、容積形ポンプ、インパルスポンプ、油圧式ラムポンプ、速度ポンプ、遠心力ポンプ、エジュケータジェットポンプ、重力ポンプ、無弁ポンプなどである。
【００２５】
電力装置１０は、１つまたは複数の制御装置４８および／または他のサブシステムを含むことで、電力装置１０の動作を制御することができる。例えば制御装置４８は、燃料セル１４、ＨＧＳ１６、ポンプ４６、燃料セル１４および／またはＨＧＳ１６の１つまたは複数の構成要素ならびに／あるいは電力装置１０の１つまたは複数の他の構成要素の動作の起動と停止を制御することができる。さらにおよび例えば制御装置４８は、燃料セル１４、ＨＧＳ１６、ポンプ４６、酸素供給タンク３６および／または電力装置１０の１つまたは複数の他の構成要素の動作を制御することができる。制御装置４８は、燃料セル１４、ポンプ４６、酸素供給タンク３６および／またはＨＧＳ１６の様々な動作を制御することができ、例えば限定するものではないが、ＨＧＳ１６によって生成される水素の量、ＨＧＳ１６によって生成される水素の割合、燃料セル１４によって生成される電力の量、燃料セル１４によって生成される電力の割合などである。燃料セル１４、ポンプ４６、酸素供給タンク３６および／またはＨＧＳ１６の動作を制御する制御装置４８の他の例には、限定するものではないが、燃料セル１４に供給される酸素の量および／または流量の制御、燃料セル１４に供給される水素の量および／または流量の制御、反応チャンバ４０に供給される水の量および／または流量の制御、反応チャンバ４０に供給される金属の量および／または種類の管理、反応チャンバ４０に供給される触媒の量および／または種類の管理などが含まれる。
【００２６】
制御装置４８の他の例示の作用には、限定するものではないが、電力生成の量および／または割合を判定する１つまたは複数のセンサ（図示せず）の監視、水素生成の量および／または割合を判定する１つまたは複数のセンサ（図示せず）の監視、燃料セルから異なる電気構成要素１２への電力の流れを制御するスイッチの管理などが含まれる。他のセンサを電力装置１０に組み込むことで、電力装置１０における水素圧、水素の温度、水素の流量、水圧、水の温度、水の流量、酸素圧、酸素の流量、酸素の温度などを監視することができる。
【００２７】
電力を提供するための電力装置１０の動作を次に記載する。ＨＧＳ１６は、燃料セル１４によって使用するための水素を生成することで電力を生成する。ＨＧＳ１６は、水と金属の何らかの反応を利用して水素を生成することができる。ＨＧＳ１６は、任意の金属（任意の金属化合物を含めた）を利用して、水素を生成することができ、この金属は例えば限定するものではないが、アルミニウムなどである。特定の触媒を利用して、水と金属の反応を促進することができる。任意の好適な触媒を使用することができる。水素を生成するための水と金属の反応は、発熱性である。水と金属の好適な反応の例は、限定するものではないが、２ＡＬ＋６Ｈ2０＋触媒＝２ＡＬ（ＯＨ）＋３Ｈ2＋触媒＋熱（およそ１５℃からおよそ２８０℃の間）；２ＡＬ＋４Ｈ2０＋触媒＝２ＡＬＯ（ＯＨ）＋３Ｈ2＋触媒＋熱（およそ２８０℃からおよそ４８０℃の間）；２ＡＬ＋３Ｈ2０＋触媒＝ＡＬ2Ｏ3＋３Ｈ2＋触媒＋熱（およそ４８０℃を超える）などである。
【００２８】
反応を生成するために、金属、触媒および水が、リアクター３８の反応チャンバ４０に供給される。水は、反応チャンバ４０と流体連通しているリアクター３８の入り口５０を介して反応チャンバ４０に供給される。金属、触媒および水は、任意の順序で反応チャンバ４０に供給されてよい。いくつかの実施形態において、金属は、水が反応チャンバに供給される前に、反応チャンバ４０内に事前に装填される。金属が水より前に反応チャンバ４０に供給される実施形態では、水が反応チャンバ４０に供給される前に、触媒を金属と混ぜ合わせる場合、水が反応チャンバ４０に供給される前に、触媒を水と混ぜ合わせる場合、あるいは水が反応チャンバ４０に供給されてから触媒を反応チャンバ４０に供給する場合がある。各々の金属および触媒は、例えば限定するものではないが、液体、粉末、粒子、ペレット、薄片などの任意の形態で反応チャンバ４０に供給することができる。いかなる量の金属、水および触媒も使用することができる。
【００２９】
上に記載したように、一部の実施形態では、燃料セル１４からの副生成物の水が、ＨＧＳ１６に供給されて水素を生成する。このような実施形態では、水タンク４２は、リアクター３８に供給されることで反応を開始することができる最初の水の供給量を保持している。この最初の水の供給量は、電力を生成するための燃料セル１４のそれ以前の作用による全ての副生成物の水であってよい、ＨＧＳ１６の動作が開始される前に別の供給源から水タンクに加えられる水であってよい、それらを組み合わせたものなどであってよい。燃料セル１４によって生成される副生成物の水の量および／または割合は、一部の実施形態では、電力装置１０が電力を提供する「自立した」工程であるのに十分であり得る。あるいは水タンク４２が、副生成物の水を補給する一定量の供給量の水を保持することで、リアクター３８に十分な量の水が供給され、燃料セル１４が要求する水素の量を生成する。燃料セル１４からの副生成物の水が、ＨＧＳ１６に供給されない実施形態では、水タンク４２は、十分な量の水を保持することで、所定の量の水素を生成することができる、あるいはリアクター３８の作動中に水が供給されることで水素を生成することができる。
【００３０】
ＨＧＳ１６を使用することで、いずれの割合でも任意の量の水素を生成することができ、これは、燃料セル１４による現在のまたはこの先の水素の需要量、燃料セル１４によって生成される電力の現在のまたはこの先の量、燃料セル１４によって生成される電力の現在のまたはこの先の割合などに左右される可能性がある。ＨＧＳ１６の種々のパラメータは、所定の量および／または割合の水素を生成するように選択することができる。このような種々のパラメータの例には、限定するものではないが、使用される金属の量および／または種類、使用される触媒の量および／または種類、反応チャンバ４０に供給される水の量および／または流量などが含まれる。
【００３１】
リアクター３８の出口５２が、燃料セル１４の水素入り口１８と流体連通するように作動可能に接続されることで、ＨＧＳ１６によって生成された水素を燃料セル１４に供給する。例示の実施形態において、燃料セル１４から未使用の水素を受け取る水素供給タンク３４は、ＨＧＳ１６によって生成された水素を保持するように構成されている。一部の実施形態では、水素供給タンク３４によって保持される代わりに、電力装置１０は、ＨＧＳ１６によって生成される水素を保持するための専用の水素タンクを含む。他の代替の実施形態では、電力装置１０には、ＨＧＳ１６によって生成される水素を保持する特定のタンクが含まれていない。ＨＧＳ１６によって生成される水素は、水素供給タンク３４または専用の水素タンク内に任意の時間にわたって貯蔵することができる。例えば水素がＨＧＳ１６によって生成されているとき、燃料セル１４に水素を供給することができる、あるいは燃料セル１４によってこの先使用するために、ＨＧＳ１６によって生成された水素を貯蔵することができる。
【００３２】
上に記載したように、燃料セル１４は、ＨＧＳ１６によって生成された水素を利用して電力を生成する。燃料セル１４は、水素と酸素の任意の反応を利用して電力を生成する。特定の触媒を使用することで、水素と酸素の反応を促進させることができる。任意の好適な触媒を使用することができる。電力を生成するための水素と金属の反応には、発熱性である。水と金属の好適な反応の例は、限定するものではないが、６Ｈ2＋３Ｏ2＋触媒＝６Ｈ2Ｏ＋触媒＋熱などが含まれる。反応を生成するために、水素、酸素および触媒が、任意の順序で燃料セル１４に供給される。任意の量の水素、酸素および触媒を使用することができる。
【００３３】
燃料セル１４を使用して、いずれの割合でも任意の量の電力を生成することができる。燃料セル１４の種々のパラメータは、所定の量および／または割合の電力を生成するように選択することができる。このような種々のパラメータの例には、限定するものではないが、水素の量、種類および／または流量、触媒の量、種類および／または流量、酸素の量、種類および／または流量などが含まれる。
【００３４】
図２は、ＨＧＳ１６のリアクター３８の一実施形態の概略図である。リアクター３８は、頂端部５６から反対側の底端部５８まで延在する本体５４を含む。頂端部５６は、頂部壁６０を含む。底端部５８は、底部壁６２を含む。本体５４は、頂部壁６０から底部壁６２まで延在する１つまたは複数の側壁６４を含む。頂端部５６は、頂部壁６０と、頂部壁６０と交差する側壁６４の一部６６とを含む。底端部５８は、底部壁６２と、底部壁６２と交差する側壁６４の一部６８とを含む。リアクター３８は、入り口５０と、出口５２を含み、そのそれぞれが、図２に見ることができるように本体５４を貫通して延在して反応チャンバ４０と流体連通している。反応チャンバ４０は、頂部４３と底部４５を含む。底部４５は、底部壁６２の内面４７と、内面４７と交差する側壁６４の内面５１の一部４９とを含む。入り口５０および／または出口５２は、種々の流れ制御機構（図示せず）を含む場合があり、例えば限定するものではないが、弁、絞り機構、ブローアウト、手動による遮断、自動遮断などである。
【００３５】
反応チャンバ４０は、その底部４５において水を受け取るように構成されることで、水と金属の反応が、反応チャンバ４０の底部４５で始まる。例示の実施形態において、反応チャンバ４０は、本体５４の底端部５８において水を受け取るように構成されている。具体的には入り口５０が、本体５４の底端部５８を貫通するように延在することで、反応チャンバ４０が、底端部５８を通り抜ける水を受け取るように構成される。換言すると、水は、リアクター３８の底端部５８を通り抜けてリアクター３８に供給される。底端部５８を通り抜けてリアクター３８に供給された水は、反応チャンバ４０の底部４５において金属と反応する。例示の実施形態において、入り口５０が、底部壁６２を貫通するように延在することで、反応チャンバ４０が、底部壁６２を通り抜ける水を受け取るように構成される。あるいは入り口５０が、底端部５８の一部として含まれる側壁６４の一部６８を貫通するように延在することで、反応チャンバ４０が、底端部５８の側壁部分６８を通り抜ける水を受け取るように構成される。さらに一部の代替の実施形態では、入り口５０は、頂端部５６を貫通するように延在し、反応チャンバ４０を貫通し底部４５に向かって延在する導管（図示せず）を含むことで、水が、底部４５において反応チャンバ４０に取り込まれる。他の代替の実施形態では、入り口は、頂端部５６を貫通するように延在し、側壁６４の内面５１に水を向けることで、水が、内面５１を下って反応チャンバ４０の底部４５へと進む。
【００３６】
金属は、水が反応チャンバ４０に供給される前に、リアクター３８の反応チャンバ４０内に事前に装填することができる。その後水が、入り口５０を介して反応チャンバ４０の底部４５に供給される。触媒が使用される場合、触媒は、金属と一緒に事前に装填することができる、あるいは水が反応チャンバ４０に供給させる前、またはその時に、水と混ぜ合わせることができる。金属が事前に装填され、水が、反応チャンバ４０の底部４５に供給されることで、水と金属の反応が底部４５において始まることから、金属と水の反応は、「自動的に密閉」されている。反応の自動密閉性により、リアクター３８の設計および製造を簡素化するおよび／またはそのコストを削減することができる。さらに反応の自動密閉性により、比較的制御可能で比較的安定し、かつ比較的一貫した割合の水素の生成が可能になる。
【００３７】
図３は、電力装置１０とほぼ同様のやり方（図１）で電力を提供する電力装置１１０を含む航空機１００の一実施形態の概略図である。例示の実施形態において、航空機１００は、固定翼の旅客機である。航空機１００は、複数の電気構成要素１１２と、機体１７０と、一次動力装置１７２と、補助動力装置（ＡＰＵ）１７４と、１つまたは複数のエンジン１７６と、電力装置１１０とを含む。電気構成要素１１２、動力装置１７２および１７４、エンジンシステム１７６ならびに電力装置１１０は、機体１７０内にそれぞれ配置される。具体的には、電気構成要素１１２と、動力装置１７２および１７４と、エンジンシステム１７６と、電力装置１１０が、機体１７０に接するおよび／またはその中に種々の場所に位置決めされることで、電気構成要素１１２と、動力装置１７２および１７４と、エンジンシステム１７６と、電力装置１１０は、航空機１００の飛行中機体１７０によって担持される。
【００３８】
例示の実施形態において、電力装置１１０は、航空機１００のＥＰＵであり、例えばこれは一次電力源１７２と補助電力源１７４の両方が、完全にまたは一部が故障したときに使用される。あるいは電力装置１１０は、航空機１００のＡＰＵであり、これは一次動力装置１７２が、完全にまたは一部が故障したときに使用される。電力装置１１０がＥＰＵであろうとＡＰＵであろうと、電力装置１１０は、非緊急状態において１つまたは複数の電気構成要素１１２に電力を提供するように構成され得ることを理解されたい。
【００３９】
一次動力装置１７２は、いかなる種類の電力源でもよく、例えば生成デバイスまたは貯蔵デバイスなどであってよい。例示の実施形態において、一次動力装置１７２は、航空機１００のエンジン１７６に関連付けられたタービン生成器であってよい。生成デバイスとしての一次動力装置１７２の他の例には、限定するものではないが、とりわけ電気生成器および／または太陽電池が含まれる。貯蔵デバイスとしての一次動力装置１７２の例には、限定するものではないが、とりわけ燃料セル、電池、はずみ車および／またはコンデンサが含まれる。一次動力装置１７２は、航空機１００のエンジン１７６として配置されて示されているが、機体１７０に沿って任意の他の場所に配置される場合もある。さらに航空機１００は、任意の数の一次動力装置１７２を含むことができる。
【００４０】
ＡＰＵ１７４は、いかなる種類の電力源でもよく、例えば生成デバイスまたは貯蔵デバイスであってよい。例示の実施形態において、ＡＰＵ１７４は、貯蔵デバイスである。貯蔵デバイスとしてのＡＰＵ１７４の例には、限定するものではないが、とりわけ燃料セル、電池、はずみ車および／またはコンデンサが含まれる。生成デバイスとしてのＡＰＵ１７４の例には、限定するものではないが、とりわけ電気生成器および／または太陽電池が含まれる。ＡＰＵ１７４は、機体１７０に沿って任意の他の場所に配置することもできる。さらに航空機１００は、任意の数のＡＰＵ１７４を含むことができる。
【００４１】
電気構成要素１１２のサブセット１７８が、図３において機体１７０に沿った様々な場所に示されている。各々のサブセット１７８は、任意の数の電気構成要素１１２を含むことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のサブセット１７８は、１つの電気構成要素１１２のみを含んでいる。サブセット１７８が、２つ以上の電気構成要素１１２を含む場合、サブセット１７８の電気構成要素１１２の全ては、同じ種類であってよい、あるいはサブセット１７８は、２つ以上の異なる種類の電気構成要素１１２を含む場合もある。航空機１００は、任意の数のサブセット１７８を含むことができる。
【００４２】
図３に示される機体１７０に沿ったサブセット１７８の場所およびパターンは、例えば１つのみである。各々のサブセット１７８は、機体１７０に沿った任意の他の場所を有する場合もあり、サブセット１７８は、互いに対して任意の他のパターンで配列される場合もある。さらに、同一のサブセット１７８の電気構成要素１１２は、単に例示の目的のために機体１７０に沿った同一の場所に一緒にグループ分けされて示されている。同一のサブセット１７８の電気構成要素１１２は、機体１７０に沿って同じ場所に配置される必要はない。むしろ各々の電気構成要素１１２は、このような場所が、同一のサブセット１７８の１つまたは複数の他の電気構成要素１１２の場所と同一であろうと、あるいはそれと隣接していようと、機体１７０に沿った任意の場所を有することができる。いくつかの実施形態において、電気構成要素は、対応する配電モジュール（図示せず）に基づいてサブセット１７８内に一緒にグループ分けされ、この配電モジュールは、電気構成要素１１２のグループ（すなわちサブセット１７８）に共通である。
【００４３】
各々のサブセット１７８の各々の電気構成要素１１２は、いかなる種類の電気構成要素でもよい。電気構成要素１１２の例には、限定するものではないが、とりわけ、操縦システム、連結式油圧装置、アビオニクス機器、ディスプレイ、器材、センサ、ギャレーオーブン、ヒーター、冷蔵装置、照明、ファン、氷結防止および凍結防止システム、エンジン管理システム、飛行管理システム、配電構成要素、始動機、始動機と生成器、環境制御装置、加圧システム、エンターテイメントシステム、電子レンジ、ウェポンシステム、カメラ、信号プロセッサ、配電構成要素、コンデンサおよび／またはデータを処理、転送および／または中継する電気構成要素などが含まれる。
【００４４】
サブセット１７８が、一次動力装置１７２、ＡＰＵ１７４および電力装置１１０に電気的に接続されることで、各々の電気構成要素１１２が、一次動力装置１７２、ＡＰＵ１７４および／または電力装置１１０から電力を受け取るように構成される。例示の実施形態において、各々のサブセット１７８の各々の電気構成要素１１２は、装置１７２、１７４および１１０の各々に電気的に接続される。換言すると各々の装置１７２、１７４および１１０は、電気構成要素１１２の全てに電力を供給するように構成されている。あるいは１つまたは複数の電気構成要素１１２が、一次動力装置１７２、ＡＰＵ１７４または電力装置１１０に電気的に接続されない場合もある。換言すると一部の代替の実施形態では、一次動力装置１７２、ＡＰＵ１７４および／または電力装置１１０は、電気構成要素１１２の一部にのみ電力を供給する。例えばＡＰＵ１７４および／または電気装置１１０は、緊急事態に必要とされる電気構成要素１１２にのみ電気的に接続することができる（例えば、航空機１００の安全な運航に不可欠なおよび／または極めて重要な電気構成要素１１２は、例えば限定するものではないが、とりわけ操縦システム、器材、連結式油圧装置、アビオニクス機器、ディスプレイ、センサ、照明、氷結防止および凍結防止システム、エンジン管理システム、飛行管理システム、環境制御装置、加圧システムおよび／またはウェポンシステムなどである）。
【００４５】
次に電力装置１１０を参照すると、電力装置１１０は、燃料セル１１４と、水素生成システム（ＨＧＳ）１１６とを含む。ＨＧＳ１１６は、ＨＧＳ１１６（図１）に関して上に記載したのとほぼ同様のやり方で、水と金属の反応を利用して水素を生成するように構成されている。燃料セル１１４は、燃料セル１４（図１）に関して上に記載したのとほぼ同様のやり方で、水素を使用して電力を生成するように構成されている。ＨＧＳ１１６が、燃料セル１１４に流体接続されることで、ＨＧＳ１１６は、ＨＧＳ１１６によって生成された水素を燃料セル１１４に供給するように構成されている。
【００４６】
電気構成要素１１２に電力を提供するための電力装置１１０の動作を以下に記載する。ＨＧＳ１１６は、金属と水の反応を利用して水素を生成する。ＨＧＳ１１６によって生成された水素は、燃料セル１１４に供給される。燃料セル１１４は、酸素と、ＨＧＳ１１６によって生成された水素の反応を利用して電力を生成する。燃料セル１１４によって生成される電力は、電力装置１１０に電気的に接続された電気構成要素１１２にすぐに送達することができる、あるいは後に電気構成要素１１２に送達するために貯蔵することもできる。いくつかの実施形態において、燃料セル１１４からの副生成物の水が、ＨＧＳ１１６に供給され水素を生成する。
【００４７】
いくつかの実施形態において、電力装置１１０は、一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４に電気的に接続される。一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４に電力装置１１０を電気接続することにより、電力装置１１０が、非緊急状態において一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４に補給することを可能にする。例えば一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４が故障してもあるいは故障しなくても、電力装置１１０は、非緊急状態において一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４からの電力を供給される１つまたは複数の電気構成要素１１２に電力を提供することができる。さらにおよび例えば電力装置１１０は、一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４から電力を供給されている１つまたは複数の電気構成要素１１２に追加の電力を提供することができる。一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４に電気的に接続されることに加えて、あるいはその代替として、電力装置１１０は、非緊急状態において一次動力装置１７２および／またはＡＰＵから電力を供給される１つまたは複数の電気構成要素１１２に別個に電気的に接続されることによって、一次動力装置１７２および／またはＡＰＵ１７４に補給することができる。
【００４８】
図４は、航空機（例えば図３に示される航空機１００）内に電力を提供するための方法２００の一実施形態を示すフローチャートである。例えば方法２００は、電力装置１０（図１）または電力装置１１０（図３）を使用して実施することができる。方法２００は、２０２において水と金属の反応を利用して航空機内で水素を生成するステップを含む。いくつかの実施形態において、２０２における生成ステップは、２０２ａにおいて、リアクター（例えば図１および２に示されるリアクター３８）内に金属を事前に装填するステップと、その後リアクターの反応チャンバの底部に水を供給するステップ（例えばリアクターの底端部を介して）とを含む。さらに２０２における生成ステップは、２０２ｂにおいて、燃料セル（例えば図１に示される燃料セル１４または図３に示される燃料セル１１４）からの副生成物の水を使用して、水素を生成するステップを含む。いくつかの実施形態において、２０２における生成ステップは、水と金属と触媒を組み合わせることで、およそ１５℃からおよそ２８０℃の範囲の温度の発熱性反応を引き起こすステップを含む。
【００４９】
２０４において、方法２００は、航空機内で生成された水素を燃料セルに供給するステップを含む。２０６において方法２００は、生成された水素と酸素の反応を利用して、燃料セルにおいて電力を生成するステップを含む。いくつかの実施形態において、２０６における電力を生成するステップは、２０６ａにおいて副生物として水を生成するステップと、２０６ｂにおいて副生成物の水をリアクターに供給することでより多くの水素を生成するステップとを含む。いくつかの実施形態において、２０６における生成ステップは、未使用の水素と、未使用の酸素の少なくとも一方を燃料セルに再循環させるステップを含む。２０８において方法２００は、燃料セルから生成された電力を航空機に搭載された１つまたは複数の電気構成要素（例えば図１に示される電気構成要素１２または図３に示される電気構成要素１１２）に供給するステップを含む。
【００５０】
電力を提供するためのシステムおよび方法の種々の実施形態が、提供されている。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、使用する間、制御された定格の出力動力を提供する電力装置である。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、電力装置によって供給される動力を利用する実際の負荷により近づけてより自在に配置することができる電力装置である。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、供給原料として従来からの物資である金属と水を利用して水素を生成する電力装置であり、これは扱いが比較的容易であり、広く適合することができ、および／またはコスト効果が高い。種々の実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、複数の部品製造業者への普及を促す電力装置であり、これにより電力装置のコストを削減させることができる。
【００５１】
種々の実施形態はハードウェア、ソフトウェアまたはそれらを組み合わせたものに実装され得ることに留意されたい。種々の実施形態および／または構成要素、例えばモジュール、あるいはその中の構成要素や制御装置もまた、１つまたは複数のコンピュータやプロセッサの一部として実装される場合もある。コンピュータやプロセッサは、計算装置、入力装置、ディスプレイ装置およびインターフェースを含むことで、例えばインターネットにアクセスすることができる。コンピュータやプロセッサは、マイクロプロセッサを含む場合もある。マイクロプロセッサは、通信バスに接続されてよい。コンピュータやプロセッサはまた、メモリを含む場合もある。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータやプロセッサはさらに、記憶装置を含む場合があり、これは、ハードディスクドライブまたは取り外し可能記憶装置であってよく、例えばソリッドステートドライブ、光学ディスクドライブなどである。記憶装置はまた、コンピュータプログラムや他の指示をコンピュータやプロセッサにロードするための他の同様の手段であってもよい。
【００５２】
本明細書で使用されるように、用語「コンピュータ」または「モジュール」は、マイクロコントローラ、 縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）ＡＳＩＣ、論理回路および本明細書に記載される機能を実行することができる何らかの他の回路またはプロセッサを使用するシステムを含めた任意のプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースシステムを含むことができる。上記の例は、単なる例示であるため、いずれにしても用語「コンピュータ」の規定および／または意味を限定することは意図していない。
【００５３】
コンピュータやプロセッサは、１つまたは複数の記憶要素に記憶された１セットの指示を実行することで、入力データを処理する。記憶要素はまた、所望される、あるいは必要に応じてデータや他の情報を記憶することもできる。記憶要素は、処理機械中にある情報源の形態あるいは物理的メモリ要素の形態であってよい。
【００５４】
１セットの指示は、種々のコマンドを含むことができ、このコマンドは、処理機械として特定の動作を行なうように、例えば本発明の種々の実施形態の方法および工程などを行なうようにコンピュータやプロセッサに指示する。１セットの指示は、ソフトウェアプログラムの形態であってよい。ソフトウェアは、例えばシステムソフトウェアや応用ソフトウェアなど種々の形態であってよく、これらは、有形の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体として具現化することができる。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムやモジュールの集合体、より大きなプログラムの中にあるプログラムモジュール、あるいはプログラムモジュールの一部の形態の場合もある。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向のプログラミング形態のモジュールプログラミングを含む場合もある。処理機械による入力データの処理作業は、オペレータのコマンドに応じる、あるいは先の処理作業の結果に応じる、あるいは別の処理機械によって形成された要求に応じる場合がある。
【００５５】
本明細書で使用されるように、用語「ソフトウェア」や「ファームウェア」は、相互に入れ替えることができ、コンピュータによって実行するためにメモリに記憶された任意のコンピュータプログラムを含んでおり、このメモリには、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリおよび不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリが含まれる。上記のメモリの種類は、単なる例示であるため、コンピュータプログラムの記憶に利用可能なメモリの種類を限定するものではない。
【００５６】
上の記載は、例示することを目的としており、限定することは目的としていないことを理解されたい。例えば上に記載される実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用することもできる。これに加えて、多くの修正を行なうことで、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況や材料を本発明の教示に適合させることができる。本明細書に記載される材料の寸法、種類、種々の構成要素の配向および種々の構成要素の数および位置は、特定の実施形態のパラメータを規定することが意図されており、決して限定するものではなく、単なる例示としての実施形態である。クレームの精神および範囲内にある多くの他の実施形態および修正形態は、上の記載を精査することで当業者に明らかになるであろう。したがって本発明の範囲は、このようなクレームが権利を与えられる均等物の完全な範囲と共に添付のクレームを参照して確定されるべきである。添付のクレームにおいて、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「その中で（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」は、各々の用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「その中に（ｗｈｅｒｅｉｎ）」のプレインイングリッシュの同義語として使用されている。さらに以下のクレームにおいて、用語「第１の」、「第２の」および「第３の」などは、単なる標識として使用されており、それぞれの対象物に対して数値的要件を課すことは意図していない。さらに以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズ・プラス・ファンクションの形式で記載されておらず、かかる請求項の限定が用語「〜する手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」の後に別の構造のない機能の説明を明らかに使用していない限り、あるいは使用するまでは、米国特許法第１１２条第６段落に基づいて解釈されることを意図したものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１０  電力装置
１２  電気構成要素
１４  燃料セル
１６  水素生成システム
１８  水素入り口
２０  酸素入り口
２２  陽極
２４  陰極
２６  副生成物タンク
２８  副生成物出口
３０  水素出口
３２  流体導管
３４  水素供給タンク
３５  流体導管
３６  酸素供給タンク
３８  リアクター
４０  反応チャンバ
４２  水タンク
４３  頂部
４４  チェック弁
４６  ポンプ
４８  制御装置
４９  側壁の内面の一部
５０  入り口
５１  側壁の内面
５２  出口
５４  本体
５６  頂端部
５８  底端部
６０  頂部壁
６２  底部壁
６４  側壁
６６、６８  側壁の一部
１００  航空機
１１０  電力装置
１１２  電気構成要素
１１４  燃料セル
１１６  水素生成システム
１７０  機体
１７２  一次動力装置
１７４  ＡＰＵ
１７６  エンジン
１７８  サブセット
２０２  水と金属の反応を利用して航空機内で水素を生成する。
【００５８】
２０２ａ  リアクター内に金属を事前に装填し、リアクターの反応チャンバの底部に水を供給する。
【００５９】
２０２ｂ  燃料セルからの副生成物の水を使用して、水素を生成する。
【００６０】
２０４  生成された水素を航空機に搭載された燃料セルに供給する。
【００６１】
２０６  生成された水素と酸素の反応を利用して電力を生成する。
【００６２】
２０６ａ  副生成物として水を生成する。
【００６３】
２０６ｂ  副生成物の水をリアクターに供給する。
【００６４】
２０８  燃料セルから生成された電力を、航空機に搭載された１つまたは複数の電気構成要素に供給する。
【図１】
2013251264.tif 000003
【図２】
2013251264.tif 000004
【図３】
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【図４】
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