高效氢燃料高空热力燃料电池系统及使用它的飞行器技术方案

一种用于高空飞行器的高效氢燃料系统，其利用压缩机将空气压缩到用于燃料电池的足够高的压力。液态氢气被压缩，然后在热交换器中被用来冷却压缩空气，从而将空气保持在用于燃料电池的足够低的温度。氢气还用于冷却燃料电池，因为它在进入燃料电池循环之前也被减压。水冷凝系统允许从气流中去除水以减少对大气的影响。氢燃料系统可与VTOL飞行器一起使用，这可以使它们能够在更高的高度飞行。氢燃料系统可以用于其他亚音速和超音速飞行器，例如不对称机翼飞行器。对称机翼飞行器。对称机翼飞行器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高效氢燃料高空热力燃料电池系统及使用它的飞行器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年6月15日申请的的Veble Mikic等人的美国临时专利申请第63/039,407号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请要求2021年5月12日申请的Veble Mikic等人的美国临时专利申请第63/187,915号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及航空载具，即在高空使用氢燃料的航空载具。

技术介绍

[0004]世界正在摆脱化石燃料的使用，需要高能量密度的能量储存来支持远程航空向可再生能源的过渡。与在低层大气中相比，在高空的空中旅行允许更高的速度和更短的飞行时间，同时将着陆和起飞速度保持在适度水平，以允许在更广泛的机场运行。
[0005]液态氢气可以为航空用能源的储存和运输提供合适的方式，它可以从分散的可再生能源中高效制造，并且具有所有潜在航空燃料中最高的能量密度，这可能是远程飞行的最佳解决方案这可能是远程飞行的最佳解决方案。
附图说明r/>[0006]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，所述系统包括：空气入口；空气入口下游的风扇；第一空气压缩机，其在所述风扇下游流体联结到所述空气入口，所述第一压缩机适于将引入的空气压缩到燃料电池空气通路中；第二空气压缩机，其在所述第一空气压缩机下游流体联结到所述第一空气压缩机；第三空气压缩机，其在所述第二空气压缩机下游流体联结到所述第二空气压缩机；液态氢气贮存器；联结到所述液态氢气贮存器的液态氢气泵，所述泵适于通过氢气通路对液态氢气加压；第一热交换器，其适于用所述风扇下游的引入空气冷却所述第一空气压缩机下游的空气；第二热交换器，其适于用来自所述泵的氢气冷却所述第一压缩机下游的空气；第三热交换器，其适于用所述风扇下游的引入空气冷却所述第二空气压缩机下游的空气；第四热交换器，其适于用从所述泵下游沿着所述氢气通路来自所述第二热交换器的氢气冷却所述第二压缩机下游的空气；沿着所述氢气通路在所述第四热交换器下游的的氢气膨胀器，以及燃料电池，所述燃料电池在所述氢气膨胀器下游流体联结到所述氢气通路，所述燃料电池在所述第三压缩机下游流体联结到所述燃料电池空气通路。2.根据权利要求1所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统系统，还包括：适于冷却所述燃料电池的闭环冷却系统，所述闭环冷却系统包括冷却流体和泵；以及第八热交换器，其热耦合到所述冷却流体并且具有所述风扇下游的引入空气。3.根据权利要求2所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，还包括：第六热交换器，其热耦合到输送来自所述燃料电池的废气的废气导管；第七热交换器，其在所述第六热交换器下游热耦合到所述废气导管；和水分离器，其在所述第七热交换器下游联结到所述废气导管。4.根据权利要求3所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，还包括：水贮存器，其通过水通路流体联结到所述水分离器；流体联结到所述水贮存器的水泵；和水喷洒器，其适于将水喷洒到所述风扇下游而且所述第八热交换器上游的引入空气中。5.根据权利要求4所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，还包括：燃烧器，所述燃烧器在所述氢气膨胀器下游流体联结到所述氢气通路，所述燃烧器在所述第三压缩机下游流体联结到所述燃料电池空气通路。6.根据权利要求5所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，其中所述燃烧器的加热输出被输送到第五热交换器，该第五热交换器加热来自水分离器的干燥燃料电池废气。
7.根据权利要求6所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，其中来自所述第五热交换器的加热的干燥燃料电池废气被输送到适于向所述第三压缩机提供动力的第三涡轮增压器。8.根据权利要求7所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，其中来自所述第三涡轮增压器的加热的干燥燃料电池废气被输送到适于向所述第二压缩机提供动力的第二涡轮增压器。9.根据权利要求8所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，其中来自所述第二涡轮增压器的加热的干燥燃料电池废气被输送到适于向所述第一压缩机提供动力的第一涡轮增压器。10.根据权利要求9所述的用于高空飞行器的高效氢燃料热力燃料电池系统，还包括：机械联结到所述第一压缩机的第一电动马达；机械联结到所述第二压缩机的第二电动马达；以及机械联结到所述第三压缩机的第三电动马达。11.一种垂直起降飞行器，包括：主载具主体；右侧机翼，所述右侧机翼联结所述主载具主体的右侧；一个或多个右侧旋翼组件，所述一个或多个右侧旋翼组件包括螺旋桨和马达，其中所述一个或多个右侧机翼旋翼附接到所述右侧机翼；右侧翼尖旋翼组件，所述右侧翼尖旋翼组件包括螺旋桨和马达，其中所述右侧翼尖旋翼组件附接到所述右侧机翼的外侧尖端；左侧机翼，所述左侧机翼联结所述主载具主体的左侧；一个或多个左侧旋翼组件，所述一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔本，
申请(专利权)人：杰欧比飞行有限公司，
类型：发明
国别省市：