(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池に供給される燃料ガスと燃料オフガスの流量を調節できるインジェクタから出る騒音を低減する。【解決手段】燃料電池へ水素ガスを供給すると共に、燃料電池からの水素オフガスを水素ガスに混合させて燃料電池へ循環させる燃料ガス供給装置１は、水素ガスと水素オフガスを混合させるエジェクタ６と、エジェクタ６へ水素ガスを噴射供給し、水素ガスの流量を調節可能なインジェクタ５と、インジェクタ５が上面に取り付けられた板状の第１防音壁２３と、インジェクタ５の外周を覆うように第１防音壁２３の上面に取り付けられた防音カバー２２と、第１防音壁２３の下面に重ねて取り付けられた板状の第２防音壁２４とを備える。エジェクタ６は第１防音壁２３と第２防音壁２４との間に設けられ、防音カバー２２にはインジェクタ５へ燃料を供給する通路を構成する連通孔２２ｃが形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムを構成する燃料電池へ燃料ガスを供給すると共に、前記燃料電池から排出される燃料オフガスを前記燃料ガスに混合させて前記燃料電池へ循環させる燃料電池システムの燃料ガス供給装置であって、
前記燃料ガスと前記燃料オフガスを混合させるエジェクタと、
前記エジェクタへ前記燃料ガスを噴射供給すると共に、前記燃料ガスの流量を調節可能に設けられたインジェクタと、
板状をなし、前記インジェクタが上面に取り付けられた第１防音壁と、
前記インジェクタの外周を覆うように前記第１防音壁の前記上面に取り付けられた防音カバーと、
前記防音カバーに設けられ、前記インジェクタへ燃料を供給するための通路を構成する連通孔と
を備えたことを特徴とする燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項２】
前記第１防音壁の下面に重ねて取り付けられた板状をなす第２防音壁を更に備え、前記第１防音壁と前記第２防音壁との間に前記エジェクタが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項３】
前記第１防音壁と前記インジェクタとの間に防音材が介装されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項４】
前記エジェクタへ前記燃料オフガスを圧送するためのポンプを更に備え、前記ポンプが前記第２防音壁の下面に取り付けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項５】
前記ポンプは、前記燃料オフガスを吸引及び吐出するためのポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する駆動部とを含み、前記ポンプが前記第２防音壁に対し前記ポンプ部を介して取り付けられたことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項６】
前記ポンプは、前記燃料オフガスを吸引及び吐出するためのポンプ部と、前記ポンプ部を駆動する駆動部とを含み、前記ポンプが前記第２防音壁に対し前記駆動部を介して取り付けられたことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項７】
高圧な燃料ガスの脈動を低減するためのバッファケースを更に備え、前記バッファケースが前記防音カバーの外周を覆うように前記第１防音壁の上面側に取り付けられ、前記バッファケースには前記燃料ガスを内部へ導入するための導入孔が設けられたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項８】
燃料電池システムを構成する燃料電池へ燃料ガスを供給すると共に、前記燃料電池から排出される燃料オフガスを前記燃料ガスに混合させて前記燃料電池へ循環させる燃料電池システムの燃料ガス供給装置であって、
前記燃料ガスと前記燃料オフガスを混合させるエジェクタと、
前記エジェクタへ前記燃料ガスを噴射供給すると共に、前記燃料ガスの流量を調節可能に設けられたインジェクタと、
前記インジェクタが上面に取り付けられた板状の第１防音壁と、
前記インジェクタの外周を覆うように前記第１防音壁の上面に取り付けられたカバーと、
前記カバーの内部空間を、前記インジェクタを収容する収容室と前記燃料ガスを導入するバッファ室とに２分するように設けられた隔壁と、
前記隔壁に設けられ、前記インジェクタへ燃料を供給するための通路を構成する連通孔と、
前記バッファ室へ前記燃料ガスを導入するために前記カバーに設けられた導入孔と
を備えたことを特徴とする燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【請求項９】
前記インジェクタ及び前記ポンプからの振動を吸収するために、前記第１防音壁及び前記第２防音壁が前記インジェクタと前記ポンプとの間に配置されたことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一つに記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池を含む燃料電池システムに係り、詳しくは、燃料電池に燃料ガスを供給するために使用される燃料ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１乃至３に記載の燃料電池システムが知られている。特許文献１に記載の燃料電池システムは、燃料ガス（水素ガス等）及び酸素ガス（空気等）の供給を受けて発電する燃料電池を備える。ここで、燃料電池から排出されるオフガスの中には、燃料電池の発電のために反応しなかった燃料ガスが含まれる。そこで、上記の燃料電池システムでは、未反応の燃料オフガスを燃料ガスに混合させて燃料電池へ循環させるようになっている。
【０００３】
一方、特許文献２及び３に記載の燃料電池システムでは、燃料電池への燃料ガスと燃料オフガスの小流量制御を安定化させるために、エジェクタとインジェクタが使用される。燃料ガスをインジェクタによりエジェクタのノズルへ向けて噴射し、そのノズルに負圧を発生させて燃料オフガスを吸引するようになっている。従って、インジェクタからエジェクタへの燃料ガスの噴射量を調節できることから、エジェクタから燃料電池への燃料ガスと燃料オフガスの小流量制御を安定化させることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１９４１３号公報
【特許文献２】特開２００８−１９０３３６号公報
【特許文献３】特開２００８−１９６４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献２に記載の燃料電池システムでは、インジェクタを使用して燃料ガスを噴射していることから、インジェクタの動作音がシステムの騒音源となるおそれがあった。この燃料電池システムでは、エジェクタにインジェクタが単に取り付けられているだけであり、インジェクタの動作音に起因する騒音に対して何も対策がとられていなかった。ここで、インジェクタ作動音に起因して発生する騒音には、（１）インジェクタの弁体の作動振動が、インジェクタのボディに伝達し、インジェクタ表面から外部（空気中）に放射される音、（２）インジェクタの弁体の作動振動が、配管などに伝達し、その表面から外部（空気中）に放射される音、（３）インジェクタの弁体の作動により、流体脈動が発生し、この脈動（振動）が下流の配管などを振動させ、その表面から外部（空気中）に放射される音の３つが考えられる。このように騒音源となるインジェクタを使用した燃料電池システムとしては、電動車両への搭載を想定した場合、システムの静粛化が要望されるところである。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料電池に供給される燃料ガス及び燃料オフガスの流量をインジェクタにより調節可能とし、インジェクタから出る騒音を低減可能とした燃料電池システムの燃料ガス供給装置を提供することにある。この発明の別の目的は、上記目的に加え、エジェクタとインジェクタをコンパクトに装備した燃料電池システムの燃料ガス供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料電池システムを構成する燃料電池へ燃料ガスを供給すると共に、燃料電池から排出される燃料オフガスを燃料ガスに混合させて燃料電池へ循環させる燃料電池システムの燃料ガス供給装置であって、燃料ガスと燃料オフガスを混合させるエジェクタと、エジェクタへ燃料ガスを噴射供給すると共に、燃料ガスの噴射量を調節可能に設けられたインジェクタと、板状をなし、インジェクタが上面に取り付けられた第１防音壁と、インジェクタの外周を覆うように第１防音壁の上面に取り付けられた防音カバーと、防音カバーに設けられ、インジェクタへ燃料を供給するための通路を構成する連通孔とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、インジェクタには、防音カバーの連通孔を通じて燃料ガスが供給される。インジェクタからエジェクタへ噴射供給される燃料ガスは、燃料電池へ供給される。また、燃料電池から排出される燃料オフガスは、エジェクタに吸引され、インジェクタから噴射される燃料ガスと混合されて燃料電池へ循環する。インジェクタによりエジェクタに対する燃料ガスの噴射量が調節されることにより、エジェクタに対する燃料ガスの供給流量が、小流量域にて安定的に調節可能となり、これに伴いエジェクタへの燃料オフガスの吸入流量も安定的に調節される。ここで、インジェクタの動作中にインジェクタから出る振動は第１防音壁により減衰され、吸収され、インジェクタから外部へ放射されようとする放射音は第１防音壁と防音カバーにより遮断される。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１防音壁の下面に重ねて取り付けられた板状をなす第２防音壁を更に備え、第１防音壁と第２防音壁との間にエジェクタが設けられたことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、インジェクタから出る振動は第１防音壁に加えて第２防音壁によっても減衰され、吸収される。また、第１防音壁と第２防音壁との間にエジェクタが設けられ、インジェクタが第１防音壁の上面に取り付けられるので、エジェクタとインジェクタがモジュール化して構成される。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、第１防音壁とインジェクタとの間に防音材が介装されたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、インジェクタから出る振動は、防音材によっても減衰され、吸収される。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、エジェクタへ燃料オフガスを圧送するためのポンプを更に備え、ポンプが第２防音壁の下面に取り付けられたことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用に加え、エジェクタとインジェクタに加え、それらとポンプがモジュール化して構成される。ポンプから出る振動は第２防音壁及び第１防音壁により減衰され、吸収される。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、ポンプは、燃料オフガスを吸引及び吐出するためのポンプ部と、ポンプ部を駆動する駆動部とを含み、ポンプが第２防音壁に対しポンプ部を介して取り付けられたことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、ポンプのポンプ部から出る振動は第２防音壁及び第１防音壁により減衰され、吸収される。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、ポンプは、燃料オフガスを吸引及び吐出するためのポンプ部と、ポンプ部を駆動する駆動部とを含み、ポンプが第２防音壁に対し駆動部を介して取り付けられたことを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、ポンプの駆動部から出る振動は第２防音壁及び第１防音壁により減衰され、吸収され、駆動部から出る熱により第２防音壁及び第１防音壁が暖められる。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一つに記載の発明において、高圧な燃料ガスの脈動を低減するためのバッファケースを更に備え、バッファケースが防音カバーの外周を覆うように第１防音壁の上面側に取り付けられ、バッファケースには燃料ガスを内部へ導入するための導入孔が設けられたことを趣旨とする。
【００２０】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至６の何れか一つに記載の発明の作用に加え、インジェクタから外部へ放射されようとする放射音は、第１防音壁と防音カバーにより遮断され、更にバッファケースによっても遮断される。また、高圧な燃料ガスはバッファケースの導入孔から内部に導入され、防音カバーの連通孔を通じてインジェクタに供給される。ここで、バッファケースと防音カバーとの間の内部空間の中の燃料ガス層は、インジェクタからの放射音を吸収する吸収層としても作用する。更に、高圧な燃料ガスは、バッファケースの内部空間にて脈動が抑えられ、脈動を抑えた状態で燃料ガスがインジェクタに供給される。
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、燃料電池システムを構成する燃料電池へ燃料ガスを供給すると共に、燃料電池から排出される燃料オフガスを燃料ガスに混合させて燃料電池へ循環させる燃料電池システムの燃料ガス供給装置であって、燃料ガスと燃料オフガスを混合させるエジェクタと、エジェクタへ燃料ガスを噴射供給すると共に、燃料ガスの噴射量を調節可能に設けられたインジェクタと、インジェクタが上面に取り付けられた板状の第１防音壁と、インジェクタの外周を覆うように第１防音壁の上面に取り付けられたカバーと、カバーの内部空間を、インジェクタを収容する収容室と燃料ガスを導入するバッファ室とに２分するように設けられた隔壁と、隔壁に設けられ、インジェクタへ燃料を供給するための通路を構成する連通孔と、バッファ室へ燃料ガスを導入するためにカバーに設けられた導入孔とを備えたことを趣旨とする。
【００２２】
上記発明の構成によれば、インジェクタからエジェクタへ噴射供給される燃料ガスが燃料電池へ供給される。また、燃料電池から排出される燃料オフガスは、エジェクタに吸引され、インジェクタから噴射される燃料ガスと混合されて燃料電池へ循環する。インジェクタによりエジェクタに対する燃料ガスの噴射量が調節されることにより、エジェクタに対する燃料ガスの供給流量が、小流量域にて安定的に調節可能となり、これに伴いエジェクタへの燃料オフガスの吸入流量も安定的に調節される。ここで、インジェクタの動作中にインジェクタから出る振動は第１防音壁により減衰されると共に吸収され、また、インジェクタから外部へ放射されようとする放射音は第１防音壁とカバーと隔壁により遮断される。また、高圧な燃料ガスはカバーの導入孔からバッファ室に導入され、隔壁の連通孔を通じてインジェクタに供給される。ここで、カバーと隔壁との間のバッファ室の中のガス層は、インジェクタからの放射音を吸収する吸収層としても作用する。更に、高圧な燃料ガスは、カバーのバッファ室にて脈動が抑えられ、脈動を抑えた状態で燃料ガスがインジェクタに供給される。
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項４乃至６の何れか一つに記載の発明において、インジェクタ及びポンプからの振動を吸収するために、第１防音壁及び第２防音壁がインジェクタとポンプとの間に配置されたことを趣旨とする。
【００２４】
上記発明の構成によれば、請求項４乃至６の何れか一つに記載の発明の作用に加え、インジェクタ及びポンプから出る振動は、それぞれ第１防音壁及び第２防音壁により減衰され、吸収される。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、エジェクタから燃料電池への燃料ガスと燃料オフガスの小流量制御を安定化させることができ、インジェクタから出る騒音を低減することができ、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、インジェクタから出る騒音を更に低減することができ、エジェクタとインジェクタをコンパクトに装備することができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、インジェクタから出る騒音を更に低減することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、ポンプから出る騒音を低減することができ、エジェクタとインジェクタとポンプをコンパクトに装備することができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、特にポンプのポンプ部から出る騒音を低減することができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、特にポンプの駆動部から出る騒音を低減することができ、エジェクタの凍結による不具合を防止することができる。
【００３１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の何れか一つに記載の発明の効果に加え、インジェクタから出る騒音を更に低減することができ、インジェクタから安定して燃料ガスを噴射させることができ、エジェクタから燃料電池への燃料ガスと燃料オフガスの供給を安定化させることができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明によれば、エジェクタから燃料電池への燃料ガスと燃料オフガスの小流量制御を安定化させることができ、インジェクタから出る騒音を低減することができ、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。加えて、インジェクタから安定して燃料ガスを噴射させることができ、エジェクタから燃料電池への燃料ガスと燃料オフガスの供給を安定化させることができる。
【００３３】
請求項９に記載の発明によれば、請求項４乃至６の何れか一つに記載の発明と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係り、燃料ガス供給装置を示す正断面図。
【図２】同じく、燃料ガス供給装置を示す図１の底面図。
【図３】同じく、燃料ガス供給装置を示す図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】同じく、燃料ガス供給装置を示す図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図５】同じく、燃料ガス供給装置を使用した燃料電池システムを示す概略構成図。
【図６】第２実施形態に係り、燃料ガス供給装置を一部切断して示す正面図。
【図７】同じく、燃料ガス供給装置を示す図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図８】第３実施形態に係り、燃料ガス供給装置を一部切断して示す正面図。
【図９】同じく、燃料ガス供給装置を示す図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図。
【図１０】第４実施形態に係り、燃料ガス供給装置を示す正断面図。
【図１１】第５実施形態に係り、燃料ガス供給装置を示す正断面図。
【図１２】第６実施形態に係り、燃料ガス供給装置を示す正断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第１実施形態］
以下、本発明における燃料電池システムの燃料ガス供給装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１に、この実施形態の燃料ガス供給装置１を正断面図により示す。図２に、燃料ガス供給装置１を図１の底面図により示す。図３に、燃料ガス供給装置１を、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図により示す。図４に、燃料ガス供給装置１を、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図により示す。図５に、この燃料ガス供給装置１を使用した燃料電池システム２を概略構成図により示す。
【００３７】
図５に示すように、この実施形態の燃料電池システム２は、燃料電池３を備え、燃料電池３のアノード側には、水素タンク４、水素インジェクタ５、エジェクタ６、水素ポンプ７、気液分離器８及び排気・排水弁９が設けられる。また、燃料電池２のカソード側には、エアコンプレッサ１０、加湿器１１及び調圧弁１２が設けられる。
【００３８】
燃料電池システム２において、酸化剤ガスとしての空気は、エアコンプレッサ１０により昇圧され、加湿器１１により加湿されて燃料電池３に供給される。燃料電池３に供給された空気は、同電池３にて発電に使用された後、空気オフガスとして燃料電池３から排出され、調圧弁１２を介して外部へ排出される。調圧弁１２は、燃料電池３における空気の圧力を調整する。
【００３９】
燃料電池システム２において、水素タンク４に貯留された燃料ガスとしての水素ガスは、水素インジェクタ５及びエジェクタ６を介して燃料電池３に供給される。燃料電池３に供給された水素ガスは、同電池３にて発電に使用された後、燃料オフガスである水素オフガスとして燃料電池３から排出される。排出された水素オフガスは、気液分離器８により同ガスに含まれる水分が分離された後、水素ポンプ７によりエジェクタ６へ吐出され、エジェクタ６を流れる水素ガスと混合されて燃料電池３へ循環する。気液分離器８により回収された水分は、必要に応じて排気・排水弁９を開くことで適宜排出される。この実施形態では、水素インジェクタ５とエジェクタ６により燃料ガス供給装置１が構成される。
【００４０】
図１，２に示すように、燃料ガス供給装置１は、エジェクタ６を構成するボディ２１と、ボディ２１に取り付けられた水素インジェクタ５と、水素インジェクタ５の外周を覆うようにボディ２１に取り付けられた防音カバー２２とから構成される。ボディ２１は、平面視及び底面視で四角形状をなし、厚板状に構成される。水素インジェクタ５は、ボディ２１の上面に垂直に取り付けられることで、水素インジェクタ５とエジェクタ６（ボディ２１）とがモジュール化して構成される。水素インジェクタ５は、エジェクタ６へ水素ガスを噴射供給すると共に、水素ガスの噴射量を調節可能に設けられる。水素インジェクタ５は、電磁弁より構成され、コイル５ａを通電により励磁させて弁体５ｂを移動させることにより、水素ガスの噴射量を調節可能とする周知の構成を有する。水素インジェクタ５には、給電用のコネクタ５ｃが設けられる。このコネクタ５ｃには、外部から防音カバー２２の中に引き込まれた導電線が接続される。
【００４１】
図１に示すように、ボディ２１は、板状をなす第１防音壁２３と、第１防音壁２３の下面に重ねて取り付けられた板状をなす第２防音壁２４とから構成される。これら防音壁２３，２４は、防音機能を有する、例えば、金属や樹脂より形成される。水素インジェクタ５は、第１防音壁２３の上面に取り付けられる。エジェクタ６は、第１防音壁２３と第２防音壁２４との間に設けられる。
【００４２】
図１に示すように、ボディ２１には、水素ガスを噴射させるノズル２５が設けられ、そのノズル２５の上流側には、水素インジェクタ５が取り付けられる取付ポート２６が設けられる。ボディ２１には、ノズル２５の下方において、水素オフガスを吸入する吸入ポート２７が設けられる。ボディ２１には、ノズル２５の下流側において、ノズル２５から噴射される水素ガスと吸入ポート２７から吸入される水素オフガスを混合させるディフューザ２８が設けられる。ボディ２１には、ディフューザ２８の下流側において、混合された水素ガスと水素オフガスを外部へ排出する排出ポート２９が設けられる。この実施形態で、ノズル２５は、ボディ２１とは別体に形成されてボディ２１に組み付けられる。ノズル２５とディフューザ２８は、ほぼ同一軸線上に配置される。取付ポート２６と吸入ポート２７の軸線は、ノズル２５等の軸線に対して垂直に交わる。取付ポート２６は、ボディ２１の上方へ開口し、吸入ポート２７は、ボディ２１の下方へ開口する。
【００４３】
図１に示すように、ディフューザ２８等の上半分と取付ポート２６は第１防音壁２３に形成される。第１防音壁２３の上面には、取付ポート２６を含む筒形の台座３０が上方へ突出して形成される。この台座３０に対して、水素インジェクタ５の先端部が嵌合され、固定される。台座３０と水素インジェクタ５の先端部との間には、防音材３１が介装される。防音材３１は、例えば、金属や樹脂より形成される。台座３０に取り付けられた水素インジェクタ５は、第１防音壁２３の上面から起立して配置される。ディフューザ２８等の下半分と吸入ポート２７と排出ポート２９は、第２防音壁２４に形成される。第１防音壁２３と第２防音壁２４が互いに接合されることで、ディフューザ２８等が形成され、それらと取付ポート２６、吸入ポート２７及び排出ポート２９が互いに一つに連通して構成される。図１，４に示すように、第１防音壁２３の下面には、取付ポート２６を中心に円環状をなす周溝３２が形成される。この周溝３２の中には、気密封止のためのＯリング３３が配置される。
【００４４】
第１防音壁２３の上面に設けられた防音カバー２２は、有底の筒部２２ａと、筒部２２ａの下端外周に形成されたフランジ部２２ｂとを含む。フランジ部２２ｂは、第１防音壁２３の上面に面接触し、ボルト３４により固定される。筒部２２ａの上面側には、水素インジェクタ５へ燃料ガスを供給するための通路を構成する連通孔２２ｃが形成される。この連通孔２２ｃの中には水素インジェクタ５の燃料口５ｄが配置される。防音カバー２２は、防音機能を有する、例えば、金属や樹脂より形成される。
【００４５】
以上説明したように、この実施形態の燃料ガス供給装置１によれば、水素インジェクタ５の燃料口５ｄには、防音カバー２２の連通孔２２ｃを通じて、水素タンク４から水素ガスが導入される。水素インジェクタ５からエジェクタ６へ噴射供給される水素ガスは、エジェクタ６から燃料電池３へと供給される。また、燃料電池３から排出される水素オフガスは、エジェクタ６に吸引され、水素インジェクタ５から噴射される水素ガスと混合されて燃料電池３へ循環する。ここで、水素インジェクタ５によりエジェクタ６に対する水素ガスの噴射量が調節されることにより、エジェクタ６に対する水素ガスの供給流量が、小流量域にて安定的に調節可能となり、これに伴いエジェクタ６への水素オフガスの吸入流量も安定的に調節される。このため、エジェクタ６から燃料電池３へ供給される水素ガスと水素オフガスの小流量制御を安定化させることができる。
【００４６】
ここで、水素インジェクタ５の動作中に同インジェクタ５から出る振動は、第１防音壁２３により減衰され、吸収され、同インジェクタ５から外部へ放射されようとする放射音は、第１防音壁２３と防音カバー２２により遮断される。このため、水素インジェクタ５から出る騒音を低減することができ、燃料電池システム２の静粛性を向上させることができる。
【００４７】
この実施形態では、第１防音壁２３に重ねて第２防音壁２４が一体的に取り付けられるので、水素インジェクタ５から出る振動は、第１防音壁２３に加えて第２防音壁２４によっても減衰され、吸収される。このため、水素インジェクタ５から出る騒音を更に低減することができる。
【００４８】
また、第１防音壁２３と水素インジェクタ５との間に防音材３１が介装されるので、水素インジェクタ５から出る振動が防音材３１によっても減衰され、吸収される。この意味からも、水素インジェクタ５から出る騒音を更に低減することができる。
【００４９】
加えて、第１防音壁２３と第２防音壁２４との間にエジェクタ６が設けられ、水素インジェクタ５が第１防音壁２３の上面に取り付けられるので、エジェクタ６と水素インジェクタ５がモジュール化して構成される。このため、エジェクタ６と水素インジェクタ５をコンパクトに装備することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明における燃料電池システムの燃料ガス供給装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
なお、以下の説明において、前記第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００５２】
図６に、この実施形態の燃料ガス供給装置４１を一部切断して正面図により示す。図７に、燃料ガス供給装置４１を、図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図により示す。この実施形態の燃料ガス供給装置４１は、エジェクタ６へ水素オフガスを圧送するための水素ポンプ７が、エジェクタ６を構成する第２防音壁２４の下面に取り付けられた点で、第１実施形態の燃料ガス供給装置１と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、水素インジェクタ５及び水素ポンプ７からの振動を吸収するために、第１防音壁２３及び第２防音壁２４が水素インジェクタ５と水素ポンプ７との間に配置される。
【００５３】
図６に示すように、水素ポンプ７は、水素オフガスを吸引及び吐出するためのインペラ等のポンプ部材（図示略）を内蔵したポンプ部４２と、そのポンプ部材を駆動するモータ（図示略）を内蔵した駆動部４３とを含む。そして、この実施形態では、水素ポンプ７が、第２防音壁２４の下面に対して、ポンプ部４２を介して取り付けられる。ポンプ部４２と第２防音壁２４は、例えば、ボルト（図示略）により互いに連結される。
【００５４】
ここで、図７に示すように、第２防音壁２４の下面には、ポンプ部４２の上面に設けられた吐出孔４４と、第２防音壁２４の下面のほぼ中央に形成された吸入ポート２７との間を連通させる連通溝４５が形成される。また、図６，７に示すように、第２防音壁２４の下面には、上記した吸入ポート２７及び連通溝４５を囲むように円環状の周溝４６が形成される。この周溝４６には、気密封止用のパッキン４７が配置される。
【００５５】
従って、この実施形態では、エジェクタ６と水素インジェクタ５に加え、それらと水素ポンプ７がモジュール化して構成される。このため、エジェクタ６と水素インジェクタ５と水素ポンプ７をコンパクトに装備することができる。
【００５６】
また、この実施形態では、水素ポンプ７のポンプ部４２から出る振動が、第２防音壁２４及び第１防音壁２３により減衰され、吸収される。このため、水素ポンプ７から出る騒音、特にポンプ部４２から出る騒音を低減することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
次に、本発明における燃料電池システムの燃料ガス供給装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５８】
図８に、この実施形態の燃料ガス供給装置５１の正面図を一部断面により示す。図９に、燃料ガス供給装置５１を、図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図により示す。この実施形態の燃料ガス供給装置５１は、第２実施形態と同様、水素ポンプ７が第２防音壁２４の下面に取り付けられた点で、第１実施形態の燃料ガス供給装置１と構成が異なる。
【００５９】
この実施形態では、第２実施形態とは異なり、水素ポンプ７が、第２防音壁２４の下面に対して、駆動部４３を介して取り付けられる。駆動部４３と第２防音壁２４は、例えば、ボルト（図示略）により互いに連結される。
【００６０】
ここで、図９に示すように、第２防音壁２４の内部には、吸入ポート２７から延び、同防音壁２４の側面に開口する連通孔５２が形成される。この連通孔５２には、水素ポンプ７のポンプ部４２の吐出孔（図示略）から延びる配管（図示略）が接続される。
【００６１】
従って、この実施形態では、エジェクタ６と水素インジェクタ５に加え、それらと水素ポンプ７がモジュール化して構成される。このため、エジェクタ６と水素インジェクタ５と水素ポンプ７をコンパクトに装備することができる。
【００６２】
また、この実施形態では、水素ポンプ７の駆動部４３から出る振動は、第２防音壁２４及び第１防音壁２３により、減衰され、吸収される。このため、水素ポンプ７から出る騒音、特に駆動部４３から出る騒音を低減することができる。
【００６３】
更に、この実施形態では、駆動部４３がモータの発熱により熱を発生させる。従って、駆動部４３から出る熱により第２防音壁２４及び第１防音壁２３が暖められる。また、インジェクタ５のコイル５ａから出る熱によっても暖められる。このため、寒冷時には、エジェクタ６の凍結を防止することができ、凍結によるエジェクタ６の不具合を防止することができる。
【００６４】
［第４実施形態］
次に、本発明における燃料電池システムの燃料ガス供給装置を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６５】
図１０に、この実施形態の燃料ガス供給装置６１を正断面図により示す。この実施形態の燃料ガス供給装置６１は、水素タンク４からの高圧な水素ガスの脈動を低減するためのバッファケース６２を更に備え、そのバッファケース６２が防音カバー２２の外周を覆うように第１防音壁２３の上面側に取り付けられる点で、第１実施形態の燃料ガス供給装置１と構成が異なる。
【００６６】
バッファケース６２は、有底の筒部６２ａと、筒部６２ａの下端外周に形成されたフランジ部６２ｂとを含む。このフランジ部６２ｂは、防音カバー２２のフランジ部２２ｂの上面に面接触し、ボルト６３により固定される。筒部６２ａの上面側には、水素ガスを同ケース６２の内部へ導入するための導入孔６２ｃが形成される。
【００６７】
従って、この実施形態の燃料ガス供給装置６１によれば、水素インジェクタ５から外部へ放射されようとする放射音は、第１防音壁２３と防音カバー２２により遮断され、更にバッファケース６２によっても遮断される。また、高圧な水素ガスはバッファケース６２の導入孔６２ｃからその内部に導入され、防音カバー２２の連通孔２２ｃを通じて水素インジェクタ５の燃料口５ｄに導入される。ここで、バッファケース６２と防音カバー２２との間の内部空間６４の中の水素ガス層は、水素インジェクタ５からの放射音を吸収する吸収層としても作用する。このため、水素インジェクタ５から出る騒音を、第１実施形態の燃料ガス供給装置１に比べてより一層低減することができる。
【００６８】
この実施形態では、バッファケース６２の導入孔６２ｃからその内部に導入される高圧な水素ガスは、バッファケース６２と防音カバー２２との間の内部空間６４にて脈動が抑えられ、脈動を抑えた状態で水素ガスが水素インジェクタ５に供給される。このため、水素インジェクタ５から安定して水素ガスを噴射させることができ、エジェクタ６から燃料電池３への水素ガスと水素オフガスの供給を安定化させることができる。この実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態のそれと基本的に同じである。
【００６９】
［第５実施形態］
次に、本発明における燃料電池システムの燃料ガス供給装置を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７０】
図１１に、この実施形態の燃料ガス供給装置７１を正断面図により示す。この実施形態の燃料ガス供給装置７１は、概略的には、防音カバー２２を省略した点で、第４実施形態の燃料ガス供給装置６１と構成が異なる。詳しくは、この燃料ガス供給装置７１は、水素インジェクタ５の外周を覆うように第１防音壁２３の上面にカバー７２が取り付けられる。このカバー７２の構成は、第４実施形態のバッファケース６２とほぼ同じである。カバー７２は、そのフランジ部７２ｂが、第１防音壁２３の上面に面接触し、ボルト７３により固定される。カバー７２の内部には隔壁７４が水平に配置されて固定される。この隔壁７４により、カバー７２の内部空間が、水素インジェクタ５を収容する収容室７５と水素ガスを導入するバッファ室７６とに２分されている。隔壁７４には、水素インジェクタ５へ燃料ガスを供給するための通路を構成する連通孔７４ａが形成される。この連通孔７４ａの中には、水素インジェクタ５の燃料口５ｄが配置される。カバー７２の筒部７２ａの上面には、バッファ室７６へ水素ガスを導入するための導入孔７２ｃが形成される。
【００７１】
従って、この実施形態の燃料ガス供給装置７１によれば、水素インジェクタ５の動作中に水素インジェクタ５から出る振動は、第１防音壁２３により減衰され、吸収され、水素インジェクタ５から外部へ放射されようとする放射音は、第１防音壁２３とカバー７２と隔壁７４により遮断される。また、高圧な水素ガスはカバー７２の導入孔７２ｃからバッファ室７６に導入され、隔壁７４の連通孔７４ａを通じて水素インジェクタ５の燃料口５ｄに導入される。ここで、カバー７２と隔壁７４との間のバッファ室７６の中の水素ガス層は、水素インジェクタ５からの放射音を吸収する吸収層としても作用する。このため、水素インジェクタ５から出る騒音を低減することができ、燃料電池システム２の静粛性を向上させることができる。
【００７２】
また、この実施形態では、カバー７２の導入孔７２ｃからバッファ室７６に導入される高圧な水素ガスは、そのバッファ室７６にて脈動が抑えられ、脈動を抑えた状態で水素ガスが水素インジェクタ５に供給される。このため、水素インジェクタ５から安定して水素ガスを噴射させることができ、エジェクタ６から燃料電池３への水素ガスと水素オフガスの供給を安定化させることができる。この実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態のそれと基本的に同じである。
【００７３】
［第６実施形態］
次に、本発明における燃料電池システムの燃料ガス供給装置を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７４】
図１２に、この実施形態の燃料ガス供給装置８１を正断面図により示す。この実施形態の燃料ガス供給装置８１は、収容室７５の中に防音材８２を充填した点で、第５実施形態の燃料ガス供給装置７１と構成が異なる。この防音材８２として、例えば、ウレタンや不織布を使用することができる。
【００７５】
従って、この実施形態では、収容室７５の中の防音材８２が、水素インジェクタ５からの放射音を吸収する吸収層として作用する。このため、水素インジェクタ５から出る騒音を更に低減することができ、燃料電池システム２の静粛性を更に向上させることができる。
【００７６】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
この発明は、燃料電池を備えた燃料電池システムであって、例えば、電動車両に搭載される燃料電池システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  燃料ガス供給装置
２  燃料電池システム
３  燃料電池
５  水素インジェクタ
６  エジェクタ
７  水素ポンプ（ポンプ）
２２  防音カバー
２２ｃ  連通孔
２３  第１防音壁
２４  第２防音壁
３１  防音材
４１  燃料ガス供給装置
４２  ポンプ部
４３  駆動部
５１  燃料ガス供給装置
６１  燃料ガス供給装置
６２  バッファケース
６２ｃ  導入孔
７１  燃料ガス供給装置
７２  カバー
７２ｃ  導入孔
７４  隔壁
７５  収容室
７６  バッファ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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