(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機構を含む燃料電池モジュールおよびその動作の方法を提供する。【解決手段】燃料電池モジュール２００は、燃料電池と圧縮プレート２１２とを含む。圧縮プレート２１２は、燃料電池に接触する表面２１４を含む。支持プレート２０８が圧縮プレート２１２に対向する。圧縮プレート２１２は支持プレート２０８に対して移動可能である。燃料電池圧縮機構２０４が圧縮プレート２１２と支持プレート２０８との間に配設される。燃料電池圧縮機構２０４は、加圧流体源２１６から供給される加圧流体を含むように構成された内部空間２２０を画定するケーシングを含む。電力発電システムは、加圧流体源２１６と内部空間２２０を画定するケーシングとを結合する流体管路２１８とをさらに含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池モジュール（１０２、２００）であって、
燃料電池（１０４）、
前記燃料電池に接触する表面（２１４）を備える圧縮プレート（２１２、３０６）、
前記圧縮プレート（２１２、３０６）に対向する支持プレート（３０８、３１０）であって、前記圧縮プレートが前記支持プレートに対して移動可能である、支持プレート（３０８、３１０）、
前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記支持プレートとの間に配設された加圧流体容器（２１０、３０４）であって、加圧流体（１２２）を含むように構成された内部空間（３１６）を画定するケーシング（３１４）を備える、加圧流体容器（３０４）を備える、燃料電池モジュール（１０２、２００）と、
加圧流体源（１２０、２１６）と、
前記加圧流体源と前記加圧流体容器とに結合された流体管路（１２４、２１８）とを備える、電力発電システム（１００）。
【請求項２】
前記ケーシング（３１４）が蛇腹構造を形成する、請求項１記載の電力発電システム（１００）。
【請求項３】
前記ケーシング（３１４）が第１の端壁（３１８）と、第２の端壁（３２０）と、前記第１の端壁と前記第２の端壁との間を延びる側壁（３２２）とを備え、前記側壁が、前記第１の端壁および前記第２の端壁のうちの少なくとも一方が他方に対して移動するように、圧縮可能および延長可能である、請求項１記載の電力発電システム（１００）。
【請求項４】
前記支持プレート（３０８、３１０）および前記圧縮プレート（２１２、３０６）が、前記側壁（３２２）に結合される、請求項３記載の電力発電システム（１００）。
【請求項５】
前記支持プレート（３０８、３１０）が上部支持プレート（３０８）であり、前記燃料電池モジュール（１０２、２００）が、前記上部支持プレート（３０８）に対向する下部支持プレート（３１０）をさらに備え、前記燃料電池（１０４）が、前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記下部支持プレートとの間に配設される、請求項１記載の電力発電システム（１００）。
【請求項６】
前記燃料電池モジュール（１０２）が、前記上部支持プレート（３０８）と前記下部支持プレート（３１０）とに結合され、前記上部支持プレート（３０８）と前記下部支持プレート（３１０）との間を延びる複数の支持部材（３１２）をさらに備え、前記圧縮プレート（２１２、３０６）が、前記複数の支持部材に沿って移動可能である、請求項５記載の電力発電システム（１００）。
【請求項７】
燃料電池（１０４）と、
前記燃料電池に接触する表面（２１４）を備える圧縮プレート（２１２、３０６）と、
前記圧縮プレートに対向する支持プレート（３０８、３１０）であって、前記圧縮プレートが、前記支持プレートに対して移動可能である、支持プレート（３０８、３１０）と、
前記圧縮プレートと前記支持プレートとの間に配設された加圧流体容器（２１０、３０４）であって、加圧流体（１２２）を含むように構成された内部空間（３１６）を画定するケーシング（３１４）を備え、加圧流体源（１２０、２１６）に結合されるように構成され、前記加圧流体源が、前記内部空間内に実質的に一定の圧力を維持するために前記加圧流体容器に前記加圧流体を供給するように構成され、前記ケーシングが、前記圧縮プレートが前記支持プレートに対して移動するように、少なくとも１つの可撓壁（２２２）を備え、前記内部空間の容積（２２０）を変更するように構成される、加圧流体容器（２１０、３０４）とを備える、燃料電池モジュール（１０２、２００）。
【請求項８】
前記ケーシングが、第１の端壁（３１８）と、第２の端壁（３２０）と、前記第１の端壁と前記第２の端壁との間を延びる側壁（３２２）とを備え、前記側壁が、前記第１の端壁および前記第２の端壁のうちの少なくとも一方が他方に対して移動するように、圧縮可能および延長可能である、請求項７記載の燃料電池モジュール（１０２、２００）。
【請求項９】
前記支持プレート（３０８、３１０）が上部支持プレート（３０８）であり、燃料電池ブロック（２０２）が、前記上部支持プレートに対向する下部支持プレート（３１０）をさらに備え、前記燃料電池（１０４）が、前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記下部支持プレートとの間に配設される、請求項７記載の燃料電池モジュール（２００）。
【請求項１０】
電力発電システム（１００）を使用する発電の方法であって、前記電力発電システムが、燃料電池ブロック（２０２）と加圧流体源（１２０、２１６）とを含み、前記燃料電池ブロックが、圧縮プレート（２１２、３０６）と支持プレート（３０８、３１０）との間に配設された燃料電池（１０４）と加圧流体容器（２１０、３０４）とを含み、
前記加圧流体源（１２０、２１６）および加圧流体容器（２１０、３０４）に結合された流体管路（１２４、２１８）を通して加圧流体（１２２）を導くステップであって、前記加圧流体容器（２１０、３０４）が、前記加圧流体（１２２）を含むための内部空間（３１６）を画定するケーシング（３１４）を含み、前記ケーシング（３１４）が可撓壁（２２２）を含み、前記可撓壁（２２２）が、延長位置、折り畳み位置、および少なくとも１つの中間位置に位置決め可能である、導くステップと、
前記加圧流体容器（２１０、３０４）内の前記加圧流体（１２２）の前記圧力を所定の値に維持するステップと、
前記内部空間（３１６）の容積が変化するように、前記延長位置、前記折り畳み位置、および前記少なくとも１つの中間位置に前記可撓壁（２２２）を位置決めするステップと、
前記燃料電池（１０４）の圧力が実質的に一定のままであるように、前記支持プレートに対して前記圧縮プレート（２１２、３０６）を移動させるステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般に燃料電池モジュールに関し、より詳しくは、圧縮機構を含む燃料電池モジュールおよびその動作の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、発電における相対的に高い効率および低い汚染度の可能性を示してきた電気化学エネルギー変換デバイスである。燃料電池は、一般に、インバータを通して交流（ＡＣ）に変換される直流（ＤＣ）を提供する。ＤＣまたはＡＣ電圧は、電動機、電灯、ならびに任意の数の電気デバイスおよびシステムに電力を供給するのに使用される。燃料電池は、固定、半固定または携帯用途で動作する。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）などのある燃料電池は、工業用および地方自治体の要求を満足させるために電気を提供する大規模電力系統で動作する。他は乗用車に電力を供給するなどのより小型の携帯用途に有用である。他の普通の種類の燃料電池は、リン酸形（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形（ＭＣＦＣ）およびプロトン交換膜形（ＰＥＭＦＣ）を含み、すべて一般にそれらの電解質にちなんで名づけられている。
【０００４】
燃料電池は、イオン伝導層を越えて燃料と酸化剤とを電気化学的に結合させることによって電気を作り出す。このイオン伝導層は、燃料電池の電解質とも分類され、液体または固体である。燃料電池は、典型的には、有効な電圧または電流で電力を作り出すために燃料電池の組立品内に電気的に直列に集められる。したがって、相互接続構造を使用して、隣接した燃料電池を直列または並列に接続または結合し、それによって燃料電池スタックを形成する。概して、燃料電池の構成要素は、電解質と、正極と、負極とを含む。電気を作り出す反応は、一般に、典型的には反応を速めるために触媒が配設される正極および負極で起きる。正極および負極は、表面積を増大させて化学反応が起きるようにするために流路と多孔質層とを含むように構築される。電解質は、正極と負極との間で帯電粒子を運び、それ以外の場合、燃料および酸化剤の両方に対して実質的に不浸透性である。
【０００５】
いくつかの公知の燃料電池モジュールにおいて、圧縮機構が、燃料電池内の圧力を維持するために燃料電池に結合され、それによって、燃料電池の信頼性および性能が増大する。例えば、いくつかのシステムにおいて、空気シリンダなどの外部圧縮機構が燃料電池に結合される。しかし、燃料電池と外部圧縮機構との間の結合部において周囲環境に熱が失われる。周囲環境に失われた熱は、燃料電池の効率を減少させる。他のシステムにおいて、ボルトが燃料電池上への圧縮を維持するのに使用される。しかし、ボルトおよび周囲の構成要素は、燃料電池の動作の間、拡大する、すなわち、クリープを起こす。結果として、燃料電池の圧縮は、燃料電池の動作の間、変動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８７８５０７４号公報
【発明の概要】
【０００７】
一態様において、電力発電システムが燃料電池モジュールを含む。燃料電池モジュールは、燃料電池と圧縮プレートとを含む。圧縮プレートは、燃料電池に接触する表面を含む。支持プレートが圧縮プレートに対向する。圧縮プレートは、支持プレートに対して移動可能である。加圧流体容器が圧縮プレートと支持プレートとの間に配設される。加圧流体容器は、加圧流体を含むように構成された内部空間を画定するケーシングを含む。電力発電システムは、加圧流体源と、加圧流体源と加圧流体容器とに結合された流体管路とをさらに含む。
【０００８】
別の態様において、燃料電池モジュールが燃料電池と圧縮プレートとを含む。圧縮プレートは、燃料電池に接触する第１の表面を含む。支持プレートが圧縮プレートに対向する。圧縮プレートは、支持プレートに対して移動可能である。加圧流体容器が圧縮プレートと支持プレートとの間に配設される。加圧流体容器は、加圧流体を含むように構成された内部空間を画定するケーシングを含む。加圧流体容器は、加圧流体源に結合されるように構成される。加圧流体源は、内部空間内に実質的に一定の圧力を維持するために前記加圧流体容器に加圧流体を供給する。ケーシングは、少なくとも１つの可撓壁を含み、圧縮プレートが支持プレートに対して移動するように、内部空間の容積を変更するように構成される。
【０００９】
さらに別の態様において、電力発電システムを使用する発電の方法が提供される。電力発電システムは、燃料電池ブロックと加圧流体源とを含む。燃料電池ブロックは、圧縮プレートと支持プレートとの間に配設された燃料電池と加圧流体容器とを含む。方法は、加圧流体源および加圧流体容器に結合された流体管路を通して加圧流体を導くステップを含む。加圧流体容器は、加圧流体を含むための内部空間を画定するケーシングを含む。ケーシングは、延長位置、折り畳み位置、および少なくとも１つの中間位置に位置決め可能な可撓壁を含む。方法は、加圧流体容器内の加圧流体の圧力を所定の値に維持するステップと、内部空間の容積が変化するように、延長位置、折り畳み位置、および少なくとも１つの中間位置に可撓壁を位置決めするステップとをさらに含む。圧縮プレートは、燃料電池の圧力が実質的に一定のままであるように、支持プレートに対して移動される。
【００１０】
本開示のこれらのおよび他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明を、同じ文字は図面全体を通して同じ部分を表す添付の図面を参照して読むとき、よりよく理解されることになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】例示的な発電システム中を流れる流体の流れの概略図である。
【図２】図１に示す発電システム用の例示的な燃料電池モジュールの断面図である。
【図３】図２に示す燃料電池モジュールの例示的な燃料電池圧縮機構の斜視図である。
【図４】図３に示す切断線Ａ〜Ａに沿った燃料電池圧縮機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
特に他の指示がない限り、本明細書に提供する図面は、本開示の実施形態の特徴を示すことが意図されている。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む実に様々なシステムにおいて適用可能であると確信される。したがって、図面は、本明細書に開示する実施形態の実施に必要とされる、当業者によって公知のすべての従来の特徴を含むことは意図されていない。
【００１３】
以下の本明細書および特許請求の範囲において、以下の意味を有すると定義されるものとする、いくつかの用語を参照する。
【００１４】
単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明確に他の意味を示していない限り、複数の参照指示を含む。
【００１５】
「任意選択の（Ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意選択で（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、その後に説明された事象または状況が起きるまたは起きない可能性があること、ならびに説明が、事象が起きる場合および事象が起きない場合を含むことを意味する。
【００１６】
近似語は、本明細書および特許請求の範囲全体を通して本明細書では、結果として、それが関連する基本機能に変化を生じることなく、許容範囲で変動し得る任意の定量的表現を修飾するのに適用することができる。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、および「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などの用語で修飾された値は、指定された正確な値に限定されないものとする。少なくともある場合において、近似語は、値を測定するための測定器の精度に対応することができる。ここでおよび本明細書および特許請求の範囲全体を通して、範囲の限界は、組み合わせるおよび／または互いに入れ替えることができ、そのような範囲は、識別され、文脈または言語が他の意味を示していない限り、その中に含まれるすべての部分的な範囲を含む。
【００１７】
本明細書に説明する燃料電池モジュールは、燃料電池モジュールを使用して電力を発電する効率を増大させ、費用を低減するために圧縮機構を含む。具体的には、本明細書に説明する実施形態は、燃料電池の一貫性および信頼性のある圧縮を提供し、燃料電池モジュールから失われる熱を低減する。本明細書に説明する実施形態は、単一の加圧流体源が個々の圧縮機構を含む複数の燃料電池モジュールに加圧流体を供給するのを容易にする。さらに、圧縮機構は、燃料電池に加えられる圧縮力の均一性を増大させる。また、圧縮機構は、必要な保守を低減することによって燃料電池モジュールの信頼性を増大させる。
【００１８】
図１は、燃料電池モジュール１０２を含む例示的な電力発電システム１００の概略図である。燃料電池モジュール１０２は、燃料電池１０４と燃料電池圧縮機構１０６とを含む。燃料電池１０４は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）と溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）とのうちの１つである。燃料電池１０４は、燃料と酸化剤（両方をさらに以下に説明する）とをイオン伝導層（図示せず）を越えて電気化学的に結合させることによって直流（ＤＣ）電力を発電する。イオン伝導層、すなわち、燃料電池１０４の電解質は、液体または固体である。いくつかの実施形態において、燃料電池１０４は、有効な電圧または電流の電力を作り出すために、燃料電池１０４の組立品（１つだけを図１に示す）内に電気的に直列に位置決めされる。
【００１９】
例示的な実施形態において、燃料電池１０４は、電解質と、正極１０８と、負極１１０とを含む。ＤＣ電気を作り出す電気化学反応は、一般に、反応を速めるために触媒（図示せず）が配設される正極１０８および負極１１０で起きる。正極１０８および負極１１０は、化学反応が起きるための表面積を増大させるために流路と多孔質層（いずれも図示せず）とを含む。電解質は、正極１０８および負極１１０のうちの一方から他方に帯電粒子を運び、それ以外の場合、実質的に燃料および酸化剤の両方に対して不浸透性である。燃料が正極１０８中を流れるのを容易にするために、正極１０８は入口１１２と出口１１４とを含む。同様に、負極１１０は入口１１６と出口１１８とを含む。正極１０８は、水、水素、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、および未反応燃料をもしあれば含む排ガス流を正極出口１１４から放出する。
【００２０】
例示的な実施形態において、発電システム１００は、以下により詳細に説明するように、燃料電池圧縮機構１０６が実質的に燃料電池１０４の一定の圧力を維持するように、加圧流体１２２を燃料電池圧縮機構１０６に提供するために加圧流体源１２０をさらに含む。加圧流体源１２０は、加圧流体１２２が加圧流体源１２０と燃料電池圧縮機構１０６との間を流れるように、加圧流体管路１２４によって燃料電池圧縮機構１０６と流れ連通状態で結合される。加圧流体源１２０によって供給される加圧流体１２２は、燃料電池圧縮機構１０６が燃料電池１０４の変化に適応し、燃料電池１０４を所望の圧力に維持するのを容易にする。例えば、燃料電池１０４および燃料電池モジュール１０２の温度が増加したとき、加圧流体１２２は、加圧流体管路１２４を通って燃料電池圧縮機構１０６内に流れて、燃料電池１０４を所望の圧力に維持するのを容易にする。いくつかの実施形態において、加圧流体１２２は、ある圧力に維持されるガス状混合物を含む。他の実施形態において、加圧流体１２２は、発電システム１００における酸化を低減するために少なくともいくらかの窒素を含むガス状混合物である。代替実施形態において、加圧流体１２２は、発電システム１００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の流体である。いくつかの実施形態において、加圧流体源１２０は、発電システム１００が本明細書に説明するように機能することが可能になる加圧流体１２２の任意の源である。例えば、いくつかの実施形態において、加圧流体源１２０は、指定の圧力の加圧流体１２２を含むタンクである。さらに、いくつかの実施形態において、加圧流体源１２０は、加圧流体１２２を循環させ、燃料電池圧縮機構１０６に加圧流体１２２の連続供給をもたらすブロワである。
【００２１】
例示的な実施形態において、発電システム１００は、第１の熱交換器１２６と、第２の熱交換器１２８と、燃料予熱器１３０とをやはり含む。第１の熱交換器１２６は、第１の熱交換器１２６が燃料電池負極から排出された流体から熱を除去し、燃料電池負極入口１１６に向かって導かれる流体に熱を伝達するように、燃料電池負極入口１１６および燃料電池負極出口１１８と流れ連通状態で結合される。第１の熱交換器１２６は、燃料電池負極入口１１６の方に向けられた流体の温度を摂氏約６００°（Ｃ）（華氏１１１２°（Ｆ））から約８００℃（１４７２°Ｆ）の間の範囲の温度まで上昇させる。第２の熱交換器１２８は、第２の熱交換器１２８が燃料電池負極出口１１８から排出された流体から熱を除去し、燃料電池正極入口１１２に導かれる流体に熱を伝達するように、燃料電池負極出口１１８および燃料電池正極入口１１２と流れ連通状態で結合される。第２の熱交換器１２８は、燃料電池正極入口１１２の方に向けられた燃料の温度を約６００℃（１１１２°Ｆ）から約８００℃（１４７２°Ｆ）の間の範囲の温度に上昇させる。燃料予熱器１３０は、正極出口１１４と流れ連通状態で結合され、炭素質、すなわち、例示的な実施形態において、天然ガスを燃料予熱器１３０に導く炭化水素燃料源（図示せず）と流れ連通状態で結合される。代替実施形態において、発電システム１００および燃料電池１０４の動作が本明細書に説明するように可能になる任意の燃料が使用される。
【００２２】
発電システム１００は、燃料電池正極出口１１４および燃料予熱器１３０に結合された炭化水素燃料改質器１３２をさらに含む。炭化水素燃料改質器１３２は、同伴排ガス流を含む燃料流を、同伴二酸化炭素（ＣＯ2）を有する高温改質燃料流に変換する。燃焼機関１３４が炭化水素燃料改質器１３２と流れ連通状態で結合される。高温改質燃料流は燃焼機関１３４に導かれる。例示的な実施形態において、燃焼機関１３４は往復４行程機関を含む。代替実施形態において、燃焼機関１３４は、例えば、制限なく、往復２行程機関、対向ピストン２行程機関、および／またはガスタービン機関を含む。いくつかの実施形態において、燃焼機関１３４は、電力発電機および／または他の負荷、例えば、制限なく、ポンプおよびコンプレッサに機械的に結合される。燃料熱交換器１３６は、燃料熱交換器１３６が炭化水素燃料改質器１３２から燃料電池正極入口１１２に導かれる燃料の一部分を加熱するように、炭化水素燃料改質器１３２に結合される。
【００２３】
例示的な実施形態において、発電システム１００は、脱水機または冷却器１３８とコンプレッサ１４０とをさらに含む。代替実施形態において、冷却器１３８およびコンプレッサ１４０は省略される。例示的な実施形態において、冷却器１３８は、燃料中の水が凝結し抽出されるように、燃料予熱器１３０に結合され、燃料予熱器１３０から燃焼機関１３４の方に導かれる燃料の温度を低下させる。コンプレッサ１４０は、燃料電池モジュール１０２に結合され、流体が燃料電池モジュール１０２中を移動するのを容易にする。代替実施形態において、発電システム１００は、発電システム１００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意のやり方で結合された任意の構成要素を含む。例えば、いくつかの実施形態において、発電システム１００は、追加の熱交換器および燃料改質器を含む。さらに、いくつかの実施形態において、発電システム１００のいくつかの構成要素は、並列におよび／または直列に結合される。
【００２４】
図２は、発電システム１００用の燃料電池モジュール２００の断面図である。燃料電池モジュール２００は、少なくとも１つの燃料電池ブロック２０２を含む。各燃料電池ブロック２０２は、燃料電池圧縮機構２０４と燃料電池スタック２０６とを含む。例示的な実施形態において、各燃料電池ブロック２０２は、燃料電池モジュール２００の動作の間、燃料電池ブロック２０２によって発電された電力の量と定義される発電能力を有する。いくつかの実施形態において、各燃料電池ブロック２０２は、約０．１キロワット（ｋＷ）から約５００ｋＷの間の範囲の発電能力を有する。他の実施形態において、各燃料電池ブロック２０２は、約１ｋＷから約５０ｋＷの間の範囲の発電能力を有する。例示的な実施形態において、各燃料電池ブロック２０２は、およそ１５ｋＷの発電能力を有する。
【００２５】
燃料電池モジュール２００は、燃料電池ブロック２０２の発電能力の合計である全発電能力を有する。いくつかの実施形態において、燃料電池モジュール２００は、約０．１ｋＷから約１，５００ｋＷの間の全発電能力を有する。他の実施形態において、燃料電池モジュール２００は、約７５ｋＷから約２５０ｋＷの間の全発電能力を有する。いくつかの実施形態において、燃料電池モジュール２００は、およそ１８０ｋＷの全発電能力を有する。例示的な実施形態において、燃料電池モジュール２００は、３つの燃料電池ブロック２０２を含み、各燃料電池ブロック２０２は、およそ１５ｋＷの発電能力を有する。したがって、燃料電池モジュール２００は、およそ４５ｋＷの全発電能力を有する。代替実施形態において、燃料電池モジュール２００は、燃料電池モジュール２００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の発電能力を有する任意の数の燃料電池ブロック２０２を含む。
【００２６】
例示的な実施形態において、燃料電池スタック２０６は、電解質と２つの電極とを含む複数の燃料電池１０４（図１に示す）を含む。燃料電池スタック２０６は、イオン伝導層を越えて燃料と酸化剤とを電気化学的に結合させることによって電気を作り出す。例示的な実施形態において、燃料電池スタック２０６は、固体酸化物形燃料電池である燃料電池１０４を含む。代替実施形態において、燃料電池スタック２０６は、燃料電池モジュール２００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の種類の燃料電池を含む。
【００２７】
燃料電池圧縮機構２０４は、支持フレーム２０８と、加圧流体容器２１０と、圧縮プレート２１２とを含む。例示的な実施形態において、圧縮プレート２１２は、支持フレーム２０８に対して移動する。圧縮プレート２１２は、圧縮プレート２１２が燃料電池スタック２０６の圧力を維持するように構成された燃料電池スタック２０６上に力を加えるように、燃料電池スタック２０６に接触する第１の表面２１４を含む。例示的な実施形態において、第１の表面２１４は、実質的に平面であり、圧縮プレート２１２から燃料電池スタック２０６上への力が燃料電池スタック２０６全体にわたって均一に配分されるように、第１の表面２１４の面積全体にわたって燃料電池スタック２０６に直接接触する。
【００２８】
加圧流体容器２１０は、加圧流体容器２１０が支持フレーム２０８および圧縮プレート２１２の少なくとも一部分に接触するように、支持フレーム２０８と圧縮プレート２１２との間に配設される。加圧流体源２１６は、加圧流体管路２１８によって加圧流体容器２１０と流れ連通状態で結合される。加圧流体容器２１０は、加圧流体容器２１０の内部容積２２０が加圧流体容器２１０内に含まれる加圧流体の量によりサイズが変化するように、少なくとも部分的に拡大可能および収縮可能である。例示的な実施形態において、加圧流体容器２１０は、内部容積２２０がサイズを変更するのを容易にするために少なくとも１つの可撓壁２２２を含む。可撓壁２２２は、可撓壁２２２が温度の変化に耐えるのを容易にするために実質的に接合部および封止部がない。代替実施形態において、加圧流体容器２１０は、加圧流体容器２１０が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の形状の壁を有する。
【００２９】
例示的な実施形態において、加圧流体容器２１０の内部容積２２０の変化により、支持フレーム２０８および圧縮プレート２１２のうちの少なくとも一方が移動する。例示的な実施形態において、支持フレーム２０８は固定され、圧縮プレート２１２は支持フレーム２０８に対して移動可能である。したがって、圧縮プレート２１２は、加圧流体容器２１０の内部容積２２０の変化に対応するために移動する。例えば、加圧流体容器２１０は、加圧流体容器２１０の内部容積２２０が増大するとき、支持フレーム２０８および圧縮プレート２１２を押圧する。結果として、圧縮プレート２１２は、支持フレーム２０８から離れ、燃料電池１０４に向かう方向に移動する。逆に、内部容積２２０が減少するとき、圧縮プレート２１２は、支持フレーム２０８に向かい、燃料電池スタック２０６から離れる方向に移動する。
【００３０】
燃料電池モジュール２００の動作の間、燃料電池スタック２０６は、温度が上昇し、燃料電池スタック２０６の圧力に影響する。いくつかの実施形態において、燃料電池スタック２０６は、およそ６００℃（１１１２°Ｆ）よりも高い温度に達する。他の実施形態において、燃料電池スタック２０６は、およそ８００℃（１４７２°Ｆ）よりも高い温度に達する。典型的には、燃料電池スタック２０６の圧力は、燃料電池モジュール２００の構成要素が温度の上昇に応答して異なる速度で拡大するので、温度が上昇するにつれて減少する傾向がある。例えば、いくつかの実施形態において、燃料電池スタック２０６を支持する構成要素は、燃料スタック２０６上への圧力が解放されるように、燃料電池モジュール２００の温度が上昇するにつれて燃料電池スタック２０６よりも速い速度で拡大する。
【００３１】
例示的な実施形態において、加圧流体は、燃料電池スタック２０６内に所望の圧力を維持するのを容易にするために、加圧流体管路２１８中を通って加圧流体源２１６から加圧流体容器２１０に供給される。燃料電池スタック２０６内の圧力は、圧縮プレート２１２が燃料電池スタック２０６内の圧力の減少に対抗するのに十分な力を用いて燃料電池スタック２０６に接触するように、加圧流体容器２１０内への加圧流体の流れを減少させて、内部容積２２０を増大させる。反対に、燃料電池スタック２０６内の圧力が増大する場合、加圧流体は加圧流体容器２１０から流出し、内部容積２２０を減少させ、それによって、燃料電池スタック２０６上への圧縮プレート２１２の力が低減する。代替実施形態において、加圧流体は、燃料電池モジュール２００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の流体である。
【００３２】
例示的な実施形態において、絶縁体２２４が周囲環境への熱損失を抑制するために各燃料電池ブロック２０２を囲む。代替実施形態において、燃料電池モジュール２００は、燃料電池モジュール２００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の種類および形状の絶縁体２２４を含む。他の実施形態において、絶縁体２２４は省略される。例示的な実施形態において、加圧流体容器２１０、支持フレーム２０８、および圧縮プレート２１２は、絶縁体２２４内に完全に封入される。好ましくは、加圧流体管路２１８は、燃料電池圧縮機構２０４に結合され、絶縁体２２４を貫通して延びる唯一の構成要素である。結果として、燃料電池圧縮機構２０４は、燃料電池モジュール２００が周囲環境への実質的な熱損失なしで温度を維持するのを容易にする。
【００３３】
加圧流体管路２１８は、流体源２１６と３つの燃料電池ブロック２０２との間を延びる。代替実施形態において、燃料電池モジュール２００は、任意の数の加圧流体源２１６と燃料電池ブロック２０２とを含む。例示的な実施形態において、加圧流体管路２１８は、各燃料電池ブロック２０２の支持フレーム２０８における絶縁体２２４と開口２２６とを貫通して延びる。加圧流体管路２１８は、加圧流体管路２１８中を流れる加圧流体の量を制御するために加減弁２２８を含む。加圧流体管路２１８は、圧力上昇を解放するために圧力解放弁２３０をさらに含む。さらに、加圧流体管路２１８は、加圧流体管路２１８内の圧力を監視するための圧力計２３２を含む。いくつかの実施形態において、加圧流体管路２１８は、燃料電池ブロック２０２の圧力を個々に監視するのを容易にするために複数の加減弁２２８と圧力計２３２とを含む。例示的な実施形態において、加圧流体管路２１８は、およそ３ミリメートル（ｍｍ）（０．１２５インチ（ｉｎ．））の直径を有するステンレス鋼パイプである。代替実施形態において、加圧流体管路２１８は、燃料電池圧縮機構２０４が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の材料およびサイズである。
【００３４】
例示的な実施形態において、加圧流体容器２１０の内側の相対的に一定の圧力を維持するために加圧流体源２１６は、十分な量の加圧流体を加圧流体容器２１０に供給する。好ましくは、加圧流体容器２１０の内側の加圧流体は、約２ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）から約１００ｐｓｉの間の範囲の圧力に維持される。より好ましくは、加圧流体容器２１０の内側の加圧流体は、約６ｐｓｉから約４０ｐｓｉの間の範囲の圧力に維持される。代替実施形態において、加圧流体容器２１０の内側の加圧流体は、燃料電池モジュール２００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の圧力に維持される。
【００３５】
図３は、燃料電池圧縮機構３００の斜視図であり、図４は、切断線Ａ〜Ａ（図３に示す）に沿った燃料電池圧縮機構３００の断面図である。燃料電池圧縮機構３００は、支持フレーム３０２と、加圧流体容器３０４と、圧縮プレート３０６とを含む。図４に示す配置を参照して、支持フレーム３０２は上部支持プレート３０８と、下部支持プレート３１０と、複数の支持部材３１２とを含む。支持部材３１２は、上部支持プレート３０８と下部支持プレート３１０との間を延び、それらに対して環状に間隔が空けられる。代替実施形態において、支持フレーム３０２は、燃料電池圧縮機構３００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の数および形状の支持プレート３０８、３１０および／または支持部材３１２を含む。いくつかの実施形態において、支持部材３１２、上部支持プレート３０８、および／または下部支持プレート３１０は省略される。例示的な実施形態において、支持部材３１２は棒である。代替実施形態において、支持部材３１２は、支持フレーム３０２が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の構成要素である。例えば、いくつかの実施形態において、支持部材３１２は、ストラップおよび／または正方形である。
【００３６】
例示的な実施形態において、圧縮プレート３０６は、上部支持プレート３０８と下部支持プレート３１０との間の支持部材３１２に移動可能に結合される。加圧流体容器３０４は、圧縮プレート３０６と上部支持プレート３０８との間に配設される。圧縮機構３００は、燃料電池スタック２０６（図２）が下部支持プレート３１０と圧縮プレート３０６との間に配設されるように構成される。したがって、燃料電池圧縮機構３００は、圧縮プレート３０６が、動作の間、加圧流体容器３０４と燃料電池スタック２０６とに直接接触するように構成される。図４に示す配置を参照して、加圧流体容器３０４および上部支持プレート３０８は、圧縮プレート３０６より上に位置決めされ、下部支持プレート３１０は、圧縮プレート３０６より下に位置決めされる。燃料電池圧縮機構３００の配置および配列は、燃料電池圧縮機構３００が効率的に機能し、燃料電池モジュール２００内に収まるのを容易にする。代替実施形態において、燃料電池圧縮機構３００の構成要素は、燃料電池圧縮機構３００が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意のやり方で配列および配置される。
【００３７】
例示的な実施形態において、加圧流体容器３０４は、加圧流体を含むように構成された内部空間３１６を画定するケーシング３１４を含む。図４に示す配置を参照して、ケーシング３１４は、頂壁３１８と、底壁３２０と、頂壁３１８と底壁３２０との間を延びる側壁３２２とを含む。例示的な実施形態において、上部支持プレート３０８および圧縮プレート３０６は、上部支持プレート３０８が少なくとも部分的に頂壁３１８を形成し、圧縮プレート３０６が少なくとも部分的に底壁３２０を形成するように、側壁３２２に結合される。代替実施形態において、圧縮プレート３０６、上部支持プレート３０８、頂壁３１８、および底壁３２０は、別々の構成要素であり、ケーシング３１４は、頂壁３１８が上部支持プレート３０８に接触し、底壁３２０が圧縮プレート３０６に接触するように構成される。他の代替実施形態において、ケーシング３１４は、加圧流体容器３０４が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の数の壁を含む。例示的な実施形態において、側壁３２２は、内部空間３１６の容積が変化するとき、側壁３２２が延びるまたは折り畳むように少なくとも部分的に可撓である。具体的には、側壁３２２は折り畳まれた形状に折り畳まれ、少なくとも部分的に広げられた形状に延びる。さらに、側壁３２２は、側壁３２２が少なくとも部分的に折り畳まれ、少なくとも部分的に延びる中間位置に位置決め可能である。柔軟な位置決めを容易にするために、側壁３２２は、相対的に薄く、その面積の実質的な量全体を通して波形にされる。側壁３２２が延びるまたは折り畳むとき、頂壁３１８および底壁３２０のうちの少なくとも一方が他方に対して移動する。したがって、例示的な実施形態において、加圧流体容器３０４のケーシング３１４は、蛇腹構造である。代替実施形態において、側壁３２２は、加圧流体容器３０４が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の形状を有する。いくつかの実施形態において、側壁３２２は省略され、加圧流体容器３０４は、加圧流体容器３０４が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の可撓構成要素を有する。例えば、いくつかの実施形態において、加圧流体容器３０４は、実質的に枕形状をしたケーシング（図示せず）を含む。他の実施形態において、加圧流体容器３０４は、加圧流体容器３０４の内部空間の容積が変化するように、柔軟に係合される剛壁（図示せず）を有する。
【００３８】
例示的な実施形態において、頂壁３１８、底壁３２０、および側壁３２２は、加圧流体容器３０４が燃料電池モジュール２００の相対的に高い動作温度に耐えるように、相対的に高い温度に耐えることができる材料である。本明細書では、相対的に高い温度とは、およそ６００℃（１１１２°Ｆ）よりも高い温度のことである。好ましくは、頂壁３１８、底壁３２０、および側壁３２２は、ステンレス鋼、アルカリ金属、インコネル金属、およびそれらの組合せなどの金属である。代替実施形態において、頂壁３１８、底壁３２０、および側壁３２２は、加圧流体容器３０４が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の材料である。例示的な実施形態において、頂壁３１８、底壁３２０、および側壁３２２は、互いに溶接部により結合される。代替実施形態において、頂壁３１８、底壁３２０、および側壁３２２は、加圧流体容器３０４が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意のやり方で互いに結合される。
【００３９】
例示的な実施形態において、頂壁３１８は、その中にケーシング入口開口３２６を画定する頂面３２４を含む。さらに、上部支持プレート３０８は、その中に入口開口３３０を画定する外面３２８を含む。ケーシング入口開口３２６および入口開口３３０は、加圧流体管路２１８（図２に示す）が燃料電池モジュール２００の外部から加圧流体容器３０４の内部まで延びるとき、加圧流体管路２１８が貫通して延びるように構成される。
【００４０】
圧縮プレート３０６は、第１の表面３３２と、第１の表面３３２に対向する第２の表面３３４とを含む。圧縮プレート３０６は、第１の表面３３２と第２の表面３３４との間で測定された厚さ３３６を有する。いくつかの実施形態において、厚さ３３６は、約０．５ｍｍ（０．０２ｉｎ．）から約５ｍｍ（２ｉｎ．）の間の範囲にある。例示的な実施形態において、厚さ３３６はおよそ６ｍｍ（０．２５ｉｎ．）である。例示的な実施形態において、圧縮プレート３０６は、直径３３８を含む円形を有する。いくつかの実施形態において、直径３３８は、約５０ｍｍ（２ｉｎ．）から約９１４ｍｍ（３６ｉｎ．）の間の範囲にある。例示的な実施形態において、直径３３８はおよそ４０６ｍｍ（１６ｉｎ．）である。代替実施形態において、圧縮プレート３０６は、圧縮プレート３０６が本明細書に説明するように機能することが可能になる任意の形状およびサイズである。
【００４１】
図１〜４を参照して、電力発電システム１００を使用する発電の方法は、加圧流体源１２０、２１６および加圧流体容器２１０、３０４に結合された加圧流体管路１２４、２１８を通して加圧流体１２２を導くステップを含む。加圧流体容器２１０、３０４内の加圧流体１２２の圧力は、所定の値に維持される。可撓壁２２２、３２２は、少なくとも部分的に延ばされた位置に位置決めされる。方法は、加圧流体容器２１０、３０４の内部容積２２０が変化するように、可撓壁２２２、３２２を少なくとも部分的に折り畳まれた位置に位置決めするステップをさらに含む。圧縮プレート２１２、３０６は、燃料電池スタック２０６上への圧縮力が所望の圧力に維持されるように、支持プレート２０８、３１０に対して移動され、所望の圧力は一定であるかまたは変動される。いくつかの実施形態において、加圧流体容器２１０内の加圧流体１２２の圧力は監視される。いくつかの実施形態において、燃料スタック２０６の圧力は、電力発電システム１００のシステム要求を満たすように変動される。
【００４２】
上記の燃料電池モジュールは、燃料電池モジュールを使用して電力を発電する効率を増大させ、費用を低減するために、圧縮機構を含む。具体的には、本明細書に説明する実施形態は、燃料電池の一貫性および信頼性のある圧縮を提供し、燃料電池モジュールから失われる熱を低減する。本明細書に説明する実施形態は、単一の加圧流体源が個々の圧縮機構を含む複数の燃料電池モジュールに加圧流体を供給するのも容易にする。さらに、圧縮機構は、燃料電池に加えられる圧縮力の均一性を増大させる。また、圧縮機構は、必要な保守を低減することによって燃料電池モジュールの信頼性を増大させる。
【００４３】
本明細書に説明する方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）燃料電池モジュールの動作効率を増大させること、（ｂ）燃料電池モジュールを保守し修理するのに必要な時間および費用を減少させること、（ｃ）燃料電池モジュールを組み立て動作させる費用を低減すること、（ｄ）燃料電池モジュールから周囲環境に失われる熱の量を低減すること、（ｅ）燃料電池内に一定の圧力を維持すること、および（ｆ）動作の間、燃料電池に及ぼされる圧縮力の均一性を増大させることのうちの少なくとも１つを含む。
【００４４】
圧縮機構を含む燃料電池モジュールの例示的な実施形態が上記に詳細に説明されている。圧縮機構を含む燃料電池モジュールならびにそのようなシステムおよびデバイスを動作させる方法は、本明細書に説明する具体的な実施形態に限定されず、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に説明する他の構成要素および／またはステップとは独立しておよび別個に利用することができる。例えば、方法は、他のシステムと組み合わせて使用することもでき、本明細書に説明するように、燃料電池モジュール、燃料電池システム、および方法だけを用いる実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、例えば、現在燃料電池を受けるように、および受け入れるように構成される多くの他の燃料電池の適用例、ならびに制限なく、遠隔区域および工業施設における分散型発電施設に関連して実装し、利用することができる。
【００４５】
本発明の様々な実施形態の具体的な特徴を図面によって示し、図面によっては示さない可能性があるが、これは便宜上だけのためである。本発明の原理によれば、図面の任意の特徴を任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照しおよび／または特許請求することができる。
【００４６】
この書面による説明は、最良の態様を含む本発明を開示するために、ならびに当業者が任意のデバイスまたはシステムを製作し使用することおよび任意の組み込まれた方法を実施することを含めて本発明を実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者に思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言語と異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言語との非実質的な相違を有する構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
【００４７】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
燃料電池モジュール（１０２、２００）であって、
燃料電池（１０４）、
前記燃料電池に接触する表面を備える圧縮プレート（２１２、３０６）、
前記圧縮プレート（２１２、３０６）に対向する支持プレートであって、前記圧縮プレートが前記支持プレートに対して移動可能である支持プレート、および
前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記支持プレートとの間に配設された加圧流体容器（２１０、３０４）であって、加圧流体（１２２）を含むように構成された内部空間（３１６）を画定するケーシング（３１４）を備える加圧流体容器（２１０、３０４）を備える、燃料電池モジュール（１０２、２００）と、
加圧流体源（１２０、２１６）と、
前記加圧流体源と前記加圧流体容器（２１０、３０４）とに結合された流体管路（１２４、２１８）とを備える、電力発電システム（１００）。
［実施態様２］
前記燃料電池（１０４）が、燃料電池スタック（２０６）を形成するために複数の燃料電池（１０４）に結合される、実施態様１に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様３］
前記加圧流体容器（２１０、３０４）が、少なくとも摂氏約６００°（Ｃ）の温度に耐えるように構成される、実施態様１に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様４］
前記ケーシング（３１４）が蛇腹構造を形成する、実施態様１に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様５］
前記ケーシング（３１４）が、前記第１の端壁（３１８）と、第２の端壁（３２０）と、前記第１の端壁と前記第２の端壁との間を延びる側壁（３２２）とを備え、前記側壁が、前記第１の端壁と前記第２の端壁とのうちの少なくとも一方が他方に対して移動するように、圧縮可能および延長可能である、実施態様１に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様６］
前記支持プレートおよび前記圧縮プレート（２１２、３０６）が、前記側壁（３２２）に結合される、実施態様５に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様７］
前記支持プレートが上部支持プレート（３０８）であり、前記燃料電池モジュールが、前記上部支持プレート（３０８）に対向する下部支持プレート（３１０）をさらに備え、前記燃料電池が、前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記下部支持プレートとの間に配設される、実施態様１に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様８］
前記燃料電池モジュール（１０２、２００）が、前記上部支持プレート（３０８）と前記下部支持プレート（３１０）とに結合され、前記上部支持プレートと前記下部支持プレートとの間を延びる複数の支持部材（３１２）をさらに備え、前記圧縮プレート（２１２、３０６）が前記複数の支持部材に沿って移動可能である、実施態様７に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様９］
加減弁（２２８）とブリードオフ弁とのうちの少なくとも一方をさらに備え、前記加減弁（２２８）とブリードオフ弁とのうちの少なくとも一方が、前記流体管路（１２４、２１８）を流れる加圧流体（１２２）の流れを制御するために前記流体管路（１２４、２１８）に結合される、実施態様１に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様１０］
前記加圧流体容器（２１０、３０４）内に一定の圧力を維持するのを容易にするために前記燃料電池モジュール（１０２、２００）に結合された弁をさらに備える、実施態様９に記載の電力発電システム（１００）。
［実施態様１１］
燃料電池（１０４）と、
前記燃料電池に接触する表面を備える圧縮プレート（２１２、３０６）と、
前記圧縮プレート（２１２、３０６）に対向する支持プレートであって、前記圧縮プレートが、前記支持プレートに対して移動可能である、支持プレートと、
前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記支持プレートとの間に配設された加圧流体容器（２１０、３０４）であって、加圧流体（１２２）を含むように構成された内部空間（３１６）を画定するケーシング（３１４）を備え、加圧流体源（１２０、２１６）に結合されるように構成され、加圧流体源（１２０、２１６）が、内部空間内に実質的に一定の圧力を維持するために前記加圧流体容器（２１０、３０４）に加圧流体（１２２）を供給するように構成され、前記ケーシングが、前記圧縮プレートが前記支持プレートに対して移動するように、少なくとも１つの可撓壁を備え、内部空間の容積を変更するように構成される、加圧流体容器（２１０、３０４）とを備える、燃料電池モジュール（１０２、２００）。
［実施態様１２］
前記加圧流体容器（２１０、３０４）が、少なくとも約摂氏６００°（Ｃ）の温度に耐えるように構成される、実施態様１１に記載の燃料電池モジュール（１０２、２００）。
［実施態様１３］
前記ケーシングが蛇腹構造を形成する、実施態様１１に記載の燃料電池モジュール（１０２、２００）。
［実施態様１４］
前記ケーシング（３１４）が、第１の端壁（３１８）と、第２の端壁（３２０）と、前記第１の端壁と前記第２の端壁との間を延びる側壁（３２２）とを備え、前記側壁（３２２）が、前記第１の端壁（３１８）と前記第２の端壁（３２０）とのうちの少なくとも一方が他方に対して移動するように、圧縮可能および延長可能である、実施態様１１に記載の燃料電池モジュール（１０２、２００）。
［実施態様１５］
前記支持プレートが上部支持プレート（３０８）であり、燃料電池ブロック（２０２）が、前記上部支持プレート（３０８）に対向する下部支持プレート（３１０）をさらに備え、前記燃料電池（１０４）が、前記圧縮プレート（２１２、３０６）と前記下部支持プレート（３１０）との間に配設される、実施態様１１に記載の燃料電池モジュール（１０２、２００）。
［実施態様１６］
前記上部支持プレート（３０８）と前記下部支持プレート（３１０）とに結合され、前記上部支持プレートと前記下部支持プレートとの間を延びる複数の部材をさらに備え、前記圧縮プレート（２１２、３０６）が前記複数の部材に沿って移動可能である、実施態様１５に記載の燃料電池モジュール（１０２、２００）。
［実施態様１７］
電力発電システム（１００）を使用する発電の方法であって、電力発電システム（１００）が、燃料電池ブロック（２０２）と加圧流体源（１２０、２１６）とを含み、燃料電池ブロック（２０２）が、圧縮プレート（２１２、３０６）と支持プレートとの間に配設された燃料電池と加圧流体容器（２１０、３０４）とを含み、
加圧流体源（１２０、２１６）と加圧流体容器（２１０、３０４）とに結合された流体管路（１２４、２１８）を通して加圧流体（１２２）を導くステップであって、加圧流体容器（２１０、３０４）が、加圧流体（１２２）を含むための内部空間（３１６）を画定するケーシング（３１４）を含み、ケーシング（３１４）が可撓壁（２２２）を含み、可撓壁（２２２）が、延長位置、折り畳み位置、および少なくとも１つの中間位置に位置決め可能である、導くステップと、
加圧流体容器（２１０、３０４）内の加圧流体（１２２）の圧力を所定の値に維持するステップと、
内部空間（３１６）の容積が変化するように、延長位置、折り畳み位置、および少なくとも１つの中間位置のうちの１つに可撓壁を位置決めするステップと、
燃料電池（１０４）の圧力が実質的に一定のままであるように、支持プレートに対して圧縮プレート（２１２、３０６）を移動させるステップとを含む、方法。
［実施態様１８］
加圧流体容器（２１０、３０４）内の圧力を監視するステップをさらに含む、実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
前記圧力を維持するステップが、加圧流体容器（２１０、３０４）内の圧力を約２ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）から約１００ｐｓｉの間の範囲の圧力に維持するステップを含む、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
前記圧力を維持するステップが、加圧流体容器（２１０、３０４）内の圧力を約６ｐｓｉから約４０ｐｓｉの間の範囲の圧力に維持するステップを含む、実施態様１９に記載の方法。
【符号の説明】
【００４８】
１００  電力発電システム、発電システム
１０２  燃料電池モジュール
１０４  燃料電池
１０６  燃料電池圧縮機構
１０８  正極
１１０  負極
１１２  燃料電池正極入口
１１４  燃料電池正極出口
１１６  燃料電池負極入口
１１８  燃料電池負極出口
１２０  加圧流体源
１２２  加圧流体
１２４  加圧流体管路
１２６  第１の熱交換器
１２８  第２の熱交換器
１３０  燃料予熱器
１３２  炭化水素燃料改質器
１３４  燃焼機関
１３６  燃料熱交換器
１３８  脱水機または冷却器
１４０  コンプレッサ
２００  燃料電池モジュール
２０２  燃料電池ブロック
２０４  燃料電池圧縮機構
２０６  燃料電池スタック
２０８  支持フレーム
２１０  加圧流体容器
２１２  圧縮プレート
２１４  第１の表面
２１６  加圧流体源
２１８  加圧流体管路
２２０  内部容積
２２２  可撓壁
２２４  絶縁体
２２６  開口
２２８  加減弁
２３０  圧力解放弁
２３２  圧力計
３００  燃料電池圧縮機構、圧縮機構
３０２  支持フレーム
３０４  加圧流体容器
３０６  圧縮プレート
３０８  上部支持プレート
３１０  下部支持プレート
３１２  支持部材
３１４  ケーシング
３１６  内部空間
３１８  頂壁
３２０  底壁
３２２  側壁、可撓壁
３２４  頂面
３２６  ケーシング入口開口
３２８  外面
３３０  入口開口
３３２  第１の表面
３３４  第２の表面
３３６  厚さ
３３８  直径
【図１】
2017069192.tif 000003
【図２】
2017069192.tif 000004
【図３】
2017069192.tif 000005
【図４】
2017069192.tif 000006
【外国語明細書】
2017069192000001.pdf