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公開番号2025027467
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-27
出願番号2024135266
出願日2024-08-14
発明の名称分散したシステムを含むLH2燃料セル航空機の構成
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人園田・小林弁理士法人
主分類B64D 33/10 20060101AFI20250219BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】水素燃料セルを用いて電力供給される推進システムを使用する航空機に関する。
【解決手段】航空機が、胴体、胴体に接続された翼、翼に接続されたエンジン、及び液体水素タンクを備える。エンジン内の各エンジンが、ナセルと、ナセル内の電動機と、ナセル内の燃料セルスタックと、ナセルの入口を流過する空気を受け取るナセル内のナセル熱交換器と、を含む。液体水素タンクが、液体水素を蓄えるよう構成され、液体水素タンクが、胴体の外側に沿って、翼より上方でかつ胴体の窓より下方に延在する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）であって、
胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）と、
前記胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）に接続された翼（４０４）と、
前記翼（４０４）に接続されたエンジン（１０６、４０６、２６０１）と、
を備え、各エンジンが、
ナセル（４２０）と、
前記ナセル（４２０）内の電動機（４２１）と、
前記ナセル（４２０）内の燃料セルスタック（４２２）と、
前記ナセル（４２０）の入口（４３１）を流過する空気（４３０）を受け取る前記ナセル（４２０）内のナセル熱交換器（４２３）と、
を含み、
液体水素（４３３）を蓄えるよう構成された幾つかの液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）を更に備え、前記液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）が、前記胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）の外側に沿って、前記翼（４０４）より上方でかつ前記胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）の窓（１３８、４２７）より下方に延在する、
航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）が極低温タンクである、請求項１に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項３】
前記液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）に接続されたベントシステム（４４０）をさらに含み、前記ベントシステム（４４０）が、前記液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）からの気体水素（４３４）をベントする、請求項１に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項４】
前記胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）に接続された垂直尾翼（１１０、４４１、３８６５、４３０６）をさらに備え、前記ベントシステム（４４０）が、前記垂直尾翼（１１０、４４１、３８６５、４３０６）を介して気体水素をベントする、請求項３に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項５】
前記航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）が、無人航空機、有人航空機、遠隔操縦航空機、旅客機、貨物機、民間航空機、及び自律航空機を含む群から選択される、請求項１に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項６】
前記エンジン（１０６、４０６、２６０１）が６基のエンジン（１０６、４０６、２６０１）を含む、請求項１に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項７】
前記航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）が５０人乗りの航空機である、請求項１に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項８】
航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）であって、
胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）と、
前記胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）に接続された翼（４０４）と、
前記翼（４０４）に接続されたエンジン（１０６、４０６、２６０１）と、
を備え、前記エンジン（１０６、４０６、２６０１）内の各エンジンが、
ナセル（４２０）と、
前記ナセル（４２０）内の電動機（４２１）と、
前記ナセル（４２０）内の燃料セルスタック（４２２）と、
前記ナセル（４２０）の入口（４３１）を流過する空気（４３０）を受け取る前記ナセル（４２０）内のナセル熱交換器（４２３）と、
を含む、航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項９】
各エンジンが、前記ナセル熱交換器（４２３）に熱的に接続された導管システム（４２４）をさらに含み、前記導管システム（４２４）と前記ナセル熱交換器（４２３）とが、各エンジン内の前記燃料セルスタック（４２２）を冷却する熱管理システムを形成する、請求項８に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
【請求項１０】
液体水素（４３３）を蓄えるよう構成された幾つかの液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）をさらに備え、幾つかの前記液体水素タンク（１０８、４０８、２６０２、３８１０、４３１０）が前記胴体（１０２、４０２、２６３０、３１４０、３８６２）の外部に位置している、請求項８に記載の航空機（１９９、４００、３１２７、３８５５、４５０２）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０２３年８月１４日に出願された「ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｆｏｒａＬＨ２ＦｕｅｌＣｅｌｌＡｉｒｃｒａｆｔｗｉｔｈＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＳｙｓｔｅｍｓ」と題する米国仮特許出願第６３／５１９，５０４号の利益を主張し、その全体が、参照により本明細書で援用される。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
本願は、以下の米国特許出願、即ち、同日に出願された、「ＰｕｍｐｅｄＴｗｏ－ＰｈａｓｅＣｏｏｌｉｎｇｏｆＡｉｒｃｒａｆｔＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」と題する米国特許出願第１８／６１０，４３８号、弁理士整理番号２３－０６１０－ＵＳ－ＮＰ、同日に出願された、「ＭｅｔｈｏｄｏｆＮａｃｅｌｌｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｆｏｒａＨｙｄｒｏｇｅｎＦｕｅｌｅｄＦｕｅｌＣｅｌｌＰｏｗｅｒｅｄＡｉｒｃｒａｆｔ」と題する米国特許出願第１８／６１０，５８０号、弁理士整理番号２３－１３６７－ＵＳ－ＮＰ、同日に出願された、「ＬｉｑｕｉｄＨｙｄｒｏｇｅｎＦｅｅｄＳｙｓｔｅｍｆｏｒＦｕｅｌＣｅｌｌＰｏｗｅｒｅｄＡｉｒｃｒａｆｔ」と題する米国特許出願第１８／６１０，６９７号、弁理士整理番号２３－１３６８－ＵＳ－ＮＰ、同日に出願された、「Ｓｔａｒｔ－ＵｐｏｆＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＰｒｏｔｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＭｅｍｂｒａｎｅ（ＨＴＰＥＭ）ＦｕｅｌＣｅｌｌＡｉｒｃｒａｆｔｗｉｔｈＭｕｌｔｉｐｌｅＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＵｎｉｔｓ」と題する米国特許出願第１８／６１０，７４２号、弁理士整理番号２３－１３７７－ＵＳ－ＮＰ、同日に出願された、「ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＰｒｏｔｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＭｅｍｂｒａｎｅＣｈａｒｇｅＡｉｒＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒ」と題する米国特許出願第１８／６１０，８１６号、弁理士整理番号２３－１３８３－ＵＳ－ＮＰ、及び、同日に出願された、「ＦｕｅｌＣｅｌｌＡｉｒｃｒａｆｔＴｈｅｒｍａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ」と題する米国特許出願第１８／６１０，８６８号、弁理士整理番号２３－１３８５－ＵＳ－ＮＰに関し、これらの全体が、参照により本明細書で援用される。
【技術分野】
【０００３】
本開示は、概して航空機に関し、特に、水素燃料セルを用いて電力供給される推進システムを使用する航空機に関する。
【背景技術】
【０００４】
電気的推進システムを備えた航空機は、航空産業のために多くの利益を提供しうる最新のトレンドである。電動航空機は、環境面で多くの利益をもたらしうる。例えば、電動航空機は、飛行中の排出量ゼロをもたらし、これによりカーボンフットプリントを削減することが可能である。
【０００５】
さらに、電動機は一般的に燃焼機関よりも静かである。結果として、このタイプの航空機を使用することで、騒音公害を低減することが可能である。
【０００６】
電動航空機は、水素を使用した電力供給が可能な電気的推進システムを有する。水素は、タンク内に蓄えることが可能である。上記タンク内に蓄えられた水素は、通常では液体状態にあり、セ氏－２５３度といった極低温で蓄えられている。
【０００７】
上記燃料タンク内の水素は、液体水素、気体水素、又は、液体状態若しくは気体状態のメタン若しくは他の炭化水素といった他の水素担体として貯蔵されうる。改質器が、炭化水素分子から水素を取り出す改質プロセスにおいて使用されうる。
【０００８】
次いで、上記燃料タンク内の水素が、航空機内の推進システム及び他のシステムに電力供給するための電気を発生させる際に使用される燃料セルに送られうる。上記の燃料セルは、水素及び空気から得られた酸素を、航空機内の推進システムに電力供給するための電気に変換する電気化学的な装置である。この種のセルは、高効率で、かつ最小排出量で動作し、ここで、副生成物は水蒸気である。
【発明の概要】
【０００９】
本開示の一実施形態が、胴体、胴体に接続された翼、翼に接続されたエンジン、及び液体水素タンクを備える航空機を提供する。エンジン内の各エンジンが、ナセルと、ナセル内の電動機と、ナセル内の燃料セルスタックと、ナセルの入口を流過する空気を受け取るナセル内のナセル熱交換器と、を含む。液体水素タンクが、液体水素を蓄えるよう構成され、液体水素タンクが、胴体の外側に沿って、翼より上方でかつ胴体の窓より下方に延在する。
【００１０】
航空機が、胴体、胴体に接続された翼、及び翼に接続されたエンジンを備える。エンジン内の各エンジンが、ナセルと、ナセル内の電動機と、ナセル内の燃料セルスタックと、ナセルの入口を流過する空気を受け取るナセル内のナセル熱交換器と、
を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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