(57)【要約】      （修正有）【課題】予めタンク内への水の補給を行わなくても、移動体からの散水が可能な技術を提供する。【解決手段】燃料電池を搭載した移動体１０は、燃料電池の発電に伴う生成水を貯留するタンク４２０と、タンクに貯留された生成水を移動体の外部に向かって噴霧可能な噴霧装置４３０とを備える。そのため、予めタンクに水を補給しなくても噴霧装置からの噴霧を行うことができる。【選択図】図１
2020036403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を搭載した移動体であって、
前記燃料電池の発電に伴う生成水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された前記生成水を前記移動体の外部に向かって噴霧可能な噴霧装置と、
を備える、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を搭載した移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、散水バーと水タンクとを含む簡易散水装置を搭載したトラックが、路面に散水することによって、ヒートアイランド現象の抑制を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０２３６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した技術では、散水するための水を、予めタンクに補給する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本発明の一形態によれば、燃料電池を搭載した移動体が提供される。この移動体は、前記燃料電池の発電に伴う生成水を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された前記生成水を前記移動体の外部に向かって噴霧可能な噴霧装置と、を備える。
この形態の移動体によれば、燃料電池の発電に伴う生成水がタンクに貯留され、タンクに貯留された生成水を噴霧装置によって噴霧できる。そのため、予めタンクに水を補給しなくても噴霧装置からの噴霧を行うことができる。
本発明は、燃料電池を搭載した移動体以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料電池車両、燃料電池システム等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態における燃料電池車両の概略構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す説明図。
【図３】第１実施形態における噴霧処理の内容を示すフローチャート。
【図４】第２実施形態における噴霧処理の内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における燃料電池１００を搭載した移動体の概略構成を示す説明図である。本実施形態の燃料電池１００を搭載した移動体は、燃料電池１００の発電電力で駆動モータを駆動することによって走行する燃料電池車両１０である。本実施形態の燃料電池車両１０は、バスである。尚、燃料電池車両１０は、バスに限られず、乗用車であってもよいし、トラックであってもよいし、鉄道車両であってもよい。
【０００９】
本実施形態の燃料電池車両１０は、燃料電池１００を含む燃料電池システム５０と、燃料電池１００の発電に伴う生成水を貯留するタンク４２０と、タンク４２０に貯留された生成水を燃料電池車両１０の外部に向かってドライミストとして噴霧可能な噴霧装置４３０とを備えている。ドライミストとは、粒径がマイクロメートルオーダの微細な水滴による霧である。ドライミストに触れても人は濡れたと感じにくい。ドライミストは気化しやすいため、気化熱によって周囲の温度を低下させやすい。
【００１０】
本実施形態では、燃料電池車両１０がバス停留所３０に停車した際に、バス停留所３０の周囲に向かってドライミストを噴霧可能な位置に、噴霧装置４３０が設けられている。噴霧装置４３０は、燃料電池車両１０における路面から遠い位置に設けられることが好ましい。噴霧装置４３０は、ドライミストを噴霧するノズルと、ノズルに対して、タンク４２０に貯留された生成水を供給するためのポンプとを備えている。噴霧装置４３０は、さらに、ノズルから噴霧されたドライミストを広範囲に拡散させるための送風機を備えてもよい。
【００１１】
図２は、第１実施形態における燃料電池システム５０の概略構成を示す説明図である。本実施形態の燃料電池システム５０は、燃料電池１００と、水素ガス給排系２００と、空気給排系３００とを備えている。
【００１２】
本実施形態の燃料電池１００は、固体高分子形の燃料電池１００である。燃料電池１００は、電気化学反応によって起電力を発生させる。燃料電池１００の反応ガスには、燃料ガスとして水素ガスが用いられ、酸化ガスとして空気が用いられる。燃料電池１００は、複数の単セル１０１が積層したスタック構造を有し、それぞれの単セル１０１同士は直列に接続されている。それぞれの単セル１０１は、電解質膜の両面に電極触媒層を有する膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータとを備えている。アノード側における膜電極接合体とセパレータとの間には、水素ガスが流通可能なアノード流路が形成されている。カソード側における膜電極接合体とセパレータとの間には、空気が流通可能なカソード流路が形成されている。
【００１３】
水素ガス給排系２００は、水素タンク２１１と、水素供給流路２１２と、主止弁２１３と、水素排出流路２２１と、第１気液分離器２３１と、水素循環流路２４１と、水素循環ポンプ２４２と、排気排水流路２３２と、排気排水弁２３３とを備えている。水素タンク２１１には、燃料電池１００に供給するための水素ガスが貯蔵されている。水素供給流路２１２は、水素タンク２１１と燃料電池１００のアノード流路の入口とを接続する流路である。水素供給流路２１２には主止弁２１３が設けられている。主止弁２１３が開弁されることによって、水素供給流路２１２を介して、水素タンク２１１に貯蔵された水素ガスが燃料電池１００のアノード流路に供給される。
【００１４】
水素排出流路２２１は、燃料電池１００のアノード流路の出口と第１気液分離器２３１とを接続する流路である。水素排出流路２２１には、燃料電池１００から排出されたアノードオフガスが流れる。アノードオフガスには、未消費の水素ガスの他に、窒素ガスや燃料電池１００の発電に伴う生成水が含まれる。第１気液分離器２３１は、アノードオフガスに含まれる未消費の水素ガスと、窒素ガスや生成水とを分離する。
【００１５】
水素循環流路２４１は、第１気液分離器２３１と、水素供給流路２１２における主止弁２１３と燃料電池１００との間とを接続する流路である。水素循環流路２４１には、水素循環ポンプ２４２が設けられている。第１気液分離器２３１によってアノードオフガスから分離された水素ガスは、水素循環ポンプ２４２によって、水素供給流路２１２に循環する。
【００１６】
排気排水流路２３２は、第１気液分離器２３１と、後述する空気排出流路３２１における燃料電池１００とマフラ３２２との間とを接続する流路である。水素排出流路２２１には、排気排水弁２３３が設けられている。排気排水弁２３３が開弁されることによって、アノードオフガスが、空気排出流路３２１へと排出される。
【００１７】
空気給排系３００は、空気供給流路３１１と、空気排出流路３２１と、マフラ３２２とを備えている。空気供給流路３１１は、燃料電池１００のカソード流路の入口に接続された流路である。大気から空気供給流路３１１に導入された空気は、燃料電池１００のカソード流路に供給される。
【００１８】
空気排出流路３２１は、燃料電池１００のカソード流路の出口に接続された流路である。空気排出流路３２１には、消音のためのマフラ３２２が設けられている。空気排出流路３２１には、燃料電池１００から排出されたカソードオフガスが流れる。カソードオフガスには、空気の他に、燃料電池１００の発電に伴う生成水が含まれる。空気排出流路３２１におけるマフラ３２２よりも上流側には、排気排水流路２３２を介して、アノードオフガスが流入する。空気排出流路３２１を流れるカソードオフガスやアノードオフガスは、マフラ３２２を介して、大気へと排出される。
【００１９】
マフラ３２２内には、第２気液分離器３２３が設けられている。本実施形態の第２気液分離器３２３は、邪魔板を備えており、マフラ３２２内を流れるカソードオフガスやアノードオフガスが邪魔板に吹き付けられることによって、カソードオフガスやアノードオフガスに含まれる生成水が水滴として分離される。尚、第２気液分離器３２３は、遠心分離によってカソードオフガスやアノードオフガスに含まれる生成水を分離する形態であってもよい。
【００２０】
マフラ３２２には、生成水流路４１１が接続されている。生成水流路４１１には、水を貯留するためのタンク４２０と、噴霧装置４３０が設けられている。第２気液分離器３２３によって分離された生成水は、生成水流路４１１を流れて、タンク４２０に貯留される。タンク４２０に貯留された生成水は、噴霧装置４３０によってドライミストとして燃料電池車両１０の外部に噴霧される。
【００２１】
制御部５００は、ＣＰＵと、メモリと、入出力インターフェースとを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵは、メモリに記憶された制御プログラムを実行することによって、主止弁２１３や水素循環ポンプ２４２や排気排水弁２３３を制御して、燃料電池システム５０の発電を制御する。また、ＣＰＵは、メモリに記憶された制御プログラムを実行することによって、噴霧装置４３０を制御して、後述する噴霧処理を実行する。
【００２２】
図３は、第１実施形態における噴霧処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、燃料電池車両１０を起動させるためのスタートスイッチ５１０がオンにされてからスタートスイッチ５１０がオフにされるまでの期間内において、所定のインターバルで制御部５００によって繰り返し実行される。所定のインターバルは、例えば、１秒とすることができる。尚、制御部５００は、スタートスイッチ５１０がオンにされてからスタートスイッチ５１０がオフにされるまでの期間内ではなく、燃料電池車両１０の車速がゼロである期間内において噴霧処理を実行してもよいし、燃料電池車両１０のシフトポジションがニュートラルである期間内において噴霧処理を実行してもよい。
【００２３】
まず、制御部５００は、タンク４２０に貯留された水量を取得する（ステップＳ１１０）。制御部５００は、例えば、タンク４２０内に設けられたレベルセンサを用いてタンク４２０に貯留された水量を取得できる。次に、制御部５００は、タンク４２０に貯留された水量が所定量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。タンク４２０に貯留された水量が所定量以上であると判断されなかった場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、制御部５００は、この処理を終了し、所定のインターバルが経過した後、再度、ステップＳ１１０から噴霧処理を開始する。一方、タンク４２０に貯留された水量が所定量以上であると判断された場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、制御部５００は、運転席に設けられた噴霧スイッチ５２０がオンであるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。
【００２４】
噴霧スイッチ５２０がオンであると判断されなかった場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部５００は、この処理を終了し、所定のインターバルが経過した後、再度、ステップＳ１１０から噴霧処理を開始する。一方、噴霧スイッチ５２０がオンであると判断された場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部５００は、噴霧装置４３０のポンプを制御することによってからノズルからドライミストを噴霧させる（ステップＳ１４０）。制御部５００は、噴霧スイッチ５２０がオンでなくなった場合に、噴霧装置４３０からのドライミストの噴霧を停止させる。つまり、本実施形態では、ドライバによる噴霧スイッチ５２０の操作に応じて、ドライミストが噴霧される。尚、ドライミストの噴霧開始から所定時間が継続された場合や、所定量のドライミストが噴霧された場合に、制御部５００は、噴霧装置４３０からのドライミストの噴霧を停止させてもよい。噴霧装置４３０からのドライミストの噴霧が停止された後、制御部５００は、この処理を終了し、所定のインターバルが経過した後、再度、ステップＳ１１０から噴霧処理を開始する。
【００２５】
以上で説明した本実施形態の燃料電池車両１０によれば、燃料電池１００の発電に伴う生成水がタンク４２０に貯留され、タンク４２０に貯留された生成水が噴霧装置４３０からドライミストとして噴霧される。そのため、予めタンク４２０に水を補給しなくても噴霧装置４３０からの噴霧を行うことができる。
【００２６】
また、本実施形態では、燃料電池車両１０がバス停留所３０に停車した際に、ドライバが噴霧スイッチ５２０をオンにすることによって、図１に示すように、噴霧装置４３０からバス停留所３０の周囲に向かってドライミストが噴霧されるため、バス停留所３０にて乗車待ちをしているバスの乗客や、バス停留所３０付近の歩行者等の体感温度を低下させることができる。また、都市部のバス停留所３０にてドライミストの噴霧が行われる場合には、ヒートアイランド現象の抑制を図ることができる。特に、本実施形態では、燃料電池車両１０に設けられた噴霧装置４３０からドライミストが噴霧されるため、温室効果ガスの排出を伴わずに、ヒートアイランド現象の抑制を図ることができる。
【００２７】
Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態における噴霧処理の内容を示すフローチャートである。第２実施形態では、ドライバによる噴霧スイッチ５２０の操作に応じて、ドライミストが噴霧される（図３、ステップＳ１３０）のではなく、予め定められた条件が満たされたと制御部５００が判断した場合に、ドライミストが噴霧される（図４、ステップＳ２３０）ことが第１実施形態と異なる。第２実施形態における燃料電池車両１０は、噴霧スイッチ５２０を備えていないことを除いて、第１実施形態と同じである。
【００２８】
制御部５００は、第１実施形態と同様に、タンク４２０に貯留された水量を取得し（ステップＳ２１０）、タンク４２０に貯留された水量が所定量以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。タンク４２０に貯留された水量が所定量以上であると判断されなかった場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、制御部５００は、この処理を終了し、所定のインターバルが経過した後、再度、ステップＳ２１０から噴霧処理を開始する点は、第１実施形態と同じである。一方、タンク４２０に貯留された水量が所定量以上であると判断された場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、制御部５００は、予め定められた条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ２３０）。
【００２９】
本実施形態では、予め定められた条件として、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）によって得られた燃料電池車両１０の位置情報と、制御部５００に予め登録された地点の位置情報とが一致したという条件が設定されている。制御部５００に予め登録された地点として、例えば、通行人の多い交差点や、バスターミナルを設定できる。他にも、制御部５００がインターネットに接続され、インターネットを介して取得した天気予報データによって、外気温が所定の温度以上である地点を抽出し、抽出した地点の位置情報と燃料電池車両１０の位置情報と一致したという条件が設定されてもよい。燃料電池車両１０が外気温センサを備え、外気温センサによって取得した外気温が所定の温度以上であるという条件が設定されてもよい。燃料電池車両１０のシフトポジションがニュートラルであり、かつ、燃料電池車両１０の車速がゼロであるという条件が設定されてもよい。また、上述した条件が適宜組み合わされてもよい。
【００３０】
予め定められた条件が満たされたと判断されなかった場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、制御部５００は、この処理を終了し、所定のインターバルが経過した後、再度、ステップＳ２１０から噴霧処理を開始する。一方、予め定められた条件が満たされたと判断された場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、制御部５００は、第１実施形態と同様に、噴霧装置４３０のポンプを制御することによってからノズルからドライミストを噴霧させる（ステップＳ２４０）。制御部５００は、ドライミストの噴霧開始から所定時間が継続された場合や、所定量のドライミストが噴霧された場合に、制御部５００は、噴霧装置４３０からのドライミストの噴霧を停止させる。噴霧装置４３０からのドライミストの噴霧が停止された後、制御部５００は、この処理を終了し、所定のインターバルが経過した後、再度、ステップＳ２１０から噴霧処理を開始する。
【００３１】
以上で説明した本実施形態の燃料電池車両１０によれば、ドライバが噴霧スイッチ５２０の操作を行わなくても、予め定められた条件が満たされたと制御部５００が判断した場合に、自動でドライミストの噴霧が行われる。特に、本実施形態では、通行人の多い交差点や、バスターミナルや、外気温が所定の温度以上である地点等において、自動でドライミストの噴霧が行われるため、より効果的にヒートアイランド現象を抑制できる。
【００３２】
Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）上述した各実施形態における燃料電池車両１０では、燃料電池車両１０がバス停留所３０に停車した際に、バス停留所３０の周囲に向かってドライミストを噴霧可能な位置に、噴霧装置４３０が設けられている。これに対して、噴霧装置４３０は、燃料電池車両１０の外部における乗降口２０の周囲に向かってドライミストを噴霧可能な位置に設けられてもよい。噴霧スイッチ５２０がオンにされることによってドライミストが噴霧されてもよいし、乗降口２０に設けられた乗降扉が開扉された場合にドライミストが噴霧されてもよい。この場合、燃料電池車両１０に乗降する乗客の体感温度を低下させることができる。
【００３３】
（Ｃ２）上述した各実施形態における燃料電池車両１０において、燃料電池車両１０の外気温が氷点下である場合には、制御部５００は、噴霧装置４３０からのドライミストの噴霧を禁止してもよい。また、生成水流路４１１におけるタンク４２０よりも上流側に開閉弁を設け、燃料電池車両１０の外気温が氷点下である場合には、タンク４２０への生成水の供給を停止してもよい。タンク４２０の底部に開閉弁を設け、燃料電池車両１０の外気温が氷点下である場合には、タンク４２０内に貯留された生成水を排出してもよい。燃料電池車両１０の外気温が氷点下である場合には、噴霧装置４３０からドライミストを噴霧させ続けることによって、タンク４２０内の生成水を排出してもよい。この場合、タンク４２０内や、噴霧装置４３０の凍結が抑制できる。
【００３４】
（Ｃ３）上述した各実施形態における燃料電池車両１０は、バスではなく、移動販売車であってもよい。この場合、例えば、ドライバが噴霧スイッチ５２０をオンにすることによって、移動販売車の営業時間中は、移動販売車の周囲に向かってドライミストを噴霧し続けてもよい。
【００３５】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…燃料電池車両、２０…乗降口、３０…バス停留所、５０…燃料電池システム、１００…燃料電池、１０１…単セル、２００…水素ガス給排系、２１１…水素タンク、２１２…水素供給流路、２１３…主止弁、２２１…水素排出流路、２３１…第１気液分離器、２３２…排気排水流路、２３３…排気排水弁、２４１…水素循環流路、２４２…水素循環ポンプ、３００…空気給排系、３１１…空気供給流路、３２１…空気排出流路、３２２…マフラ、３２３…第２気液分離器、４１１…生成水流路、４２０…タンク、４３０…噴霧装置、５００…制御部、５１０…スタートスイッチ、５２０…噴霧スイッチ。
【図１】
2020036403.tif 000003
【図２】
2020036403.tif 000004
【図３】
2020036403.tif 000005
【図４】
2020036403.tif 000006