(57)【要約】【課題】装置の搭載性の向上を図りつつ、熱交換器における広い範囲に水を散布可能な水散布冷却装置を提供する。【解決手段】散布装置２０は、燃料電池システム１における散布用流路１７の端部に接続されており、ラジエータ１３に対する送風方向Ｄの上流側にて、ラジエータ１３の上部と対向するように配置されている。当該散布装置２０は、ラジエータ１３の左右方向に伸びる筐体２１と、散布用流路１７からの水Ｗを前記筐体２１の内部に供給する為の供給口２２と、供給口２２から供給された水Ｗを筐体２１の外部に散布する為の複数の連通孔２３とを有して構成されている。連通孔２３には、上側連通孔２４及び下側連通孔２５が含まれている。上側連通孔２４及び下側連通孔２５は、筐体２１の遠隔部２１ｂに配置されており、ラジエータ１３から遠ざかる方向に水Ｗを散布する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた送風方向（Ｄ）へ流れる空気が通過すると共に、当該空気と内部を流通する熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器（１３）に対して前記送風方向の上流側に配置され、前記熱交換器に対して水を散布する散布装置（２０）と、
前記散布装置によって散布される水を供給する水供給部（１８）と、を有し、
前記散布装置は、
前記熱交換器に対する前記送風方向の上流側において、予め定められた高さで前記熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体（２１）と、
前記水供給部によって供給された水を前記筐体の内部に流入させる供給口（２２）と、
前記筐体の内部と外部とを連通すると共に、当該筐体の内部の水を外部に散布する複数の連通孔（２３）と、を有し、
前記複数の連通孔は、
前記筐体にて前記熱交換器と対向する対向部（２１ａ）を除いた遠隔部（２１ｂ）に配置され、前記筐体の内部の水を前記熱交換器から遠ざかる方向に散布する範囲拡張用連通孔（２４、２５）を有する水散布冷却装置。
【請求項２】
前記複数の連通孔は、
前記筐体の前記対向部に配置され、前記筐体の内部の水を前記熱交換器に向かう方向に散布する標準連通孔（２６）と、
前記範囲拡張用連通孔と、を有して構成されている請求項１に記載の水散布冷却装置。
【請求項３】
前記水供給部の作動を制御して、前記複数の連通孔によって散布される水量を変更する供給制御部（３０）を有する請求項１又は２に記載の水散布冷却装置。
【請求項４】
前記熱交換器の表面に対して前記送風方向に沿って伸びるように配置されたガイド部材（３５）を有し、
前記ガイド部材は、前記複数の連通孔から散布された水が付着する付着範囲（Ｒ）を拡張するように散布された水を案内する請求項１ないし３の何れか１つに記載の水散布冷却装置。
【請求項５】
前記ガイド部材は、前記熱交換器を通過する前記送風方向に対して投影面積が最小となるように形成されている請求項４に記載の水散布冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に水を散布することによって、熱交換器の冷却能力を向上させる水散布冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池システム等においては、水散布冷却装置が用いられている。このような水散布冷却装置に関する発明として、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された発明では、燃料電池を冷却する為の熱交換器（例えば、ラジエータ）に対して水を散布することによって、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却能力を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４８３９５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、近年、車両における居住性が重要視されてきており、水散布冷却装置が配置されるエンジンルーム等のスペースには、厳しい制限が課されている。この為、水散布冷却装置の搭載性を向上させることが要望されている。一方、熱交換器における冷却能力の向上を図る上では、熱交換器の広い範囲に水を散布することが必要である。
【０００５】
本発明は、これらの点に鑑みてなされており、搭載性の向上を図りつつ、熱交換器における広い範囲に水を散布可能な水散布冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の水散布冷却装置は、
予め定められた送風方向（Ｄ）へ流れる空気が通過すると共に、当該空気と内部を流通する熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器（１３）に対して送風方向の上流側に配置され、熱交換器に対して水を散布する散布装置（２０）と、
散布装置によって散布される水を供給する水供給部（１８）と、を有し、
散布装置は、
熱交換器に対する送風方向の上流側において、予め定められた高さで熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体（２１）と、
水供給部によって供給された水を筐体の内部に流入させる供給口（２２）と、
筐体の内部と外部とを連通すると共に、当該筐体の内部の水を外部に散布する複数の連通孔（２３）と、を有し、
複数の連通孔は、
筐体にて熱交換器と対向する対向部（２１ａ）を除いた遠隔部（２１ｂ）に配置され、筐体の内部の水を熱交換器から遠ざかる方向に散布する範囲拡張用連通孔（２４、２５）を有する。
【０００７】
当該水散布冷却装置は、散布装置と、水供給部とを有しており、水供給部から供給された水を、散布装置から熱交換器（例えば、ラジエータ）に対して散布することによって、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却能力を向上させることができる。
【０００８】
当該水散布冷却装置において、散布装置は、予め定められた高さで熱交換器の表面に沿って予め定められた方向に伸びる筐体を有しており、当該筐体に供給口と複数の連通孔を配置して構成されている。従って、当該水散布冷却装置は、散布装置に関する装置サイズを小型化することができ、当該水散布冷却装置の搭載性を向上させることができる。
【０００９】
又、当該水散布冷却装置によれば、散布装置の筐体における遠隔部に範囲拡張用連通孔を有しており、筐体の内部の水を熱交換器から遠ざかる方向に散布することができる。
【００１０】
この範囲拡張用連通孔から散布された水は、熱交換器から遠ざかる方向に散布した場合であっても、送風方向に向かって流れる空気によって最終的に熱交換器に向かう。散布された水には、範囲拡張用連通孔から熱交換器に付着するまでの間、重力が作用する為、熱交換器に付着するまでにより下方に移動する。
【００１１】
これにより、当該水散布冷却装置は、熱交換器に向かって水を散布する場合に比べて、熱交換器におけるより広い範囲に対して水を散布することが可能となり、当該水散布冷却装置の搭載性の向上と、水の散布による熱交換器の冷却能力の向上とを両立させることができる。
【００１２】
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る散布装置を含む燃料電池システムの構成図である。
【図２】第１実施形態に係る散布装置の外観斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る散布装置の内部構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る散布装置による水の散布に関する説明図である。
【図５】第１実施形態に係る散布装置における供給圧力制御に関する説明図である。
【図６】第２実施形態に係る散布装置の外観斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る散布装置による水の散布に関する説明図である。
【図８】第３実施形態に係る散布装置の構成を示す正面図である。
【図９】本発明に係る散布装置の変形例を示す外観斜視図である。
【図１０】本発明に係る散布装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１５】
（第１実施形態）
先ず、第１実施形態においては、本発明に係る水散布冷却装置を、燃料電池システム１の散布装置２０に適用している。第１実施形態に係る燃料電池システム１は、燃料電池２を電源として走行する電気自動車（燃料電池車両）に搭載されており、燃料電池２にて生じた電力を、図示しないインバータを介して、走行用モータ等の車載機器等に供給するように構成されている。
【００１６】
以下の各図における上下、左右、前後を示す矢印は、電気自動車のシートに座った乗員からの視点を基準として示している。そして、各図における紙面手前側、奥側についてもこの状態を基準として決定される。例えば、図３における紙面手前側、奥側は左右方向に対応している。
【００１７】
先ず、第１実施形態に係る燃料電池システム１の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、当該燃料電池システム１は、燃料電池２（即ち、ＦＣスタック）と、冷却水回路１０とを有している。
【００１８】
燃料電池２は、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、多数のセルを組み合わせて構成されている。各セルは、電解質膜を一対の電極で挟み込んで形成されている。そして、当該燃料電池２は、水素と酸素との化学反応を利用して電力を発生する。
【００１９】
具体的に説明すると、燃料電池２には、空気通路３を介して、酸素を含む空気が供給される。この空気通路３には、図示しないエアポンプが配置されており、当該エアポンプの作動によって空気を圧送して、燃料電池２に供給している。又、燃料電池２には、水素通路４を介して水素が供給される。
【００２０】
そして、燃料電池２では、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギが発生する。この電気化学反応に用いられなかった未反応の酸素及び水素は、排気ガス及び排気水素として燃料電池２から排出される。
（負極側）Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
（正極側）２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
当該電気化学反応の為には、燃料電池２内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となっている必要がある。当該燃料電池システム１は、燃料電池２に供給される空気及び水素、若しくは何れか一方に加湿を行い、これらの加湿されたガスを燃料電池２に供給することで、燃料電池２内の電解質膜を加湿するように構成されている。
【００２１】
又、燃料電池２では、発電の際の電気化学反応により熱及び水分が発生する。燃料電池２内部で生じた生成水は、排気ガスに含まれた状態で、燃料電池２の外部に排出される。
【００２２】
ここで、当該燃料電池２の発電効率を考慮すると、燃料電池２は、燃料電池システム１が作動している間、一定温度（例えば８０℃程度）に維持されている必要がある。又、燃料電池２内部の電解質膜は、所定の許容上限温度を超えると、高温により破壊されてしまう。この為、燃料電池２の温度が許容温度以下となるようにしておく必要がある。
【００２３】
図１に示すように、当該燃料電池システム１には、燃料電池２の温度を一定の許容範囲内に維持するために、冷却水回路１０が配置されており、熱媒体としての冷却水を用いて、燃料電池２を冷却して当該燃料電池２の温度を制御している。
【００２４】
尚、この熱媒体である冷却水としては、低温時における凍結を防止する為に、例えば、エチレングリコールと水の混合溶液を用いることができる。
【００２５】
冷却水回路１０は、冷却水循環流路１１と、ウォータポンプ１２と、ラジエータ１３と、送風ファン１４とを有して構成されており、燃料電池２とラジエータ１３の間で冷却水を循環させることで、燃料電池２で発生した熱を系外へ放出するように構成されている。
【００２６】
冷却水循環流路１１は、熱媒体である冷却水が流れる流路であり、燃料電池２とラジエータ１３とを経由して循環するように構成されている。そして、ウォータポンプ１２は、冷却水循環流路１１に配置されており、冷却水を圧送することで、冷却水循環流路１１の内部において冷却水を循環させている。
【００２７】
ラジエータ１３は、燃料電池２で発生した熱を系外に放熱するように構成された熱交換器であり、本発明における熱交換器として機能する。ラジエータ１３は、熱交換部と、上部タンクと、下部タンクとを有して構成されている。
【００２８】
ラジエータ１３の熱交換部は、冷却水循環流路１１に接続された上部タンク及び下部タンクの間に配置された複数のチューブ及びフィンによって構成されている。当該ラジエータ１３の熱交換部は、各チューブの内部を流通する冷却水と電気自動車の前方から後方へ向かう送風方向Ｄに流れる空気とを熱交換させる。
【００２９】
当該燃料電池システム１においては、冷却水回路１０の冷却水は、燃料電池２を流れる過程で、電気化学反応で発生した熱を吸熱して流出し、冷却水循環流路１１を介して、ラジエータ１３へ流入する。ラジエータ１３では、冷却水と送風空気との熱交換が行われ、冷却水の熱が送風空気に放熱される。その後、冷却水は、ラジエータ１３から燃料電池２へ向かって流れ、冷却水回路１０の冷却水循環流路１１を循環する。
【００３０】
即ち、ラジエータ１３は、熱媒体としての冷却水との熱交換によって、燃料電池２の電気化学反応で生じた熱を放熱して、燃料電池２を冷却している。
【００３１】
又、ラジエータ１３の後方側には、送風ファン１４が配置されており、送風方向Ｄへ向かう空気の流れをつくりだしている。従って、当該送風ファン１４は、ラジエータ１３における熱交換を補助している。送風ファン１４の周囲には、ファンシュラウド１５が配置されており、送風ファン１４の送風性能を向上させている。
【００３２】
尚、ラジエータ１３を通過する送風方向Ｄの空気の流れは、送風ファン１４の作動による流れに限定されるものではなく、電気自動車の走行時に生じる走行風を利用することも可能であるし、両者を併用することもできる。
【００３３】
当該燃料電池システム１では、冷却水回路１０における冷却水の温度制御は、後述する制御装置３０によって、ウォータポンプ１２による流量制御、送風ファン１４の送風量制御を行うことで実現される。
【００３４】
当該燃料電池システム１において、燃料電池２による発電の際に発生した生成水は、燃料電池２から空気通路３を介して、空気に含まれた状態（即ち、気液二相状態）で排出される。この為、空気通路３における燃料電池２の下流側には、気液分離器５が配置されている。
【００３５】
当該気液分離器５は、燃料電池２での発電の際に発生した生成水を、空気通路３から排出された空気と共に回収し、水蒸気と水に分離する。そして、気液分離器５で分離された水蒸気は、燃料電池システム１の外部に排出される。
【００３６】
一方、気液分離器５で分離された水は、凝縮により温度が下げられた状態で気液分離器５の内部に回収されて蓄えられる。図１に示すように、気液分離器５の内部に蓄えられた水は、燃料電池２の電解質膜に対する加湿と、ラジエータ１３の冷却に用いられる。
【００３７】
当該気液分離器５には、加湿用流路１６と散布用流路１７が接続されている。加湿用流路１６は、気液分離器５に蓄えられた水を燃料電池２の電解質膜の加湿に用いる為の流路である。加湿用流路１６は、空気通路３及び水素通路４における燃料電池２の上流側に伸びており、燃料電池２に供給される空気及び水素の加湿に用いられる。
【００３８】
当該燃料電池システム１は、空気通路３及び水素通路４を介して、燃料電池２の電解質膜を加湿して湿潤状態とすることで、燃料電池２における電気化学反応を安定させることができる。
【００３９】
そして、散布用流路１７は、気液分離器５に蓄えられた水をラジエータ１３の冷却に用いる為の流路である。当該散布用流路１７は、電気自動車におけるラジエータ１３の前方側であって、当該ラジエータ１３の上側部分まで伸びている。
【００４０】
図１に示すように、散布用流路１７には、散布用ポンプ１８と散布装置２０が配置されている。散布装置２０は、ラジエータ１３に対して送風方向Ｄの上流側において、散布用流路１７の先端部に接続されており、気液分離器５に蓄えられた水Ｗをラジエータ１３に散布する。即ち、散布装置２０は、本発明に係る水散布冷却装置の散布装置として機能する。
【００４１】
当該散布装置２０は、電気自動車におけるラジエータ１３の前方側（即ち、送風方向Ｄに関してラジエータ１３の上流側）であって、当該ラジエータ１３の上側部分に配置されている。散布装置２０の構成については後述する。
【００４２】
これにより、当該燃料電池システム１は、ラジエータ１３に散布した水の蒸発潜熱を利用してラジエータ１３を冷却し、もって、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。そして、当該燃料電池システム１は、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることで、燃料電池２による発電能力を向上させることができる。
【００４３】
そして、散布用ポンプ１８は、散布用流路１７にて気液分離器５と散布装置２０との間に配置された電動式ポンプであり、気液分離器５内に蓄えられた水を吸込み、散布装置２０へ向かって圧送する。つまり、散布用ポンプ１８は、本発明における水供給部に相当し、本発明に係る水散布冷却装置の一部を構成している。
【００４４】
図１に示すように、燃料電池システム１には、制御装置３０が配置されている。当該制御装置３０は、燃料電池システム１を構成する各制御対象機器の作動を制御する制御部である。当該制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００４５】
制御装置３０の入力側には、燃料電池２及び図示しない水温センサが接続されている。従って、制御装置３０は、燃料電池２の出力や水温センサで検出された冷却水温度を取得することができる。
【００４６】
又、制御装置３０の出力側には、ウォータポンプ１２、送風ファン１４、散布用ポンプ１８等の各制御対象機器が接続されている。従って、制御装置３０は、当該制御装置３０のＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて、燃料電池システム１の作動を制御することができる。
【００４７】
続いて、第１実施形態に係る散布装置２０の具体的構成について、図２、図３を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、第１実施形態においては、散布装置２０は、散布用流路１７の端部に接続されており、ラジエータ１３に対する送風方向Ｄの上流側にて、ラジエータ１３の上部と対向するように配置されている。
【００４８】
当該散布装置２０は、ラジエータ１３の左右方向に伸びる筐体２１と、散布用流路１７からの水Ｗを前記筐体２１の内部に供給する為の供給口２２と、供給口２２から供給された水Ｗを筐体２１の外部に散布する為の複数の連通孔２３とを有して構成されている。
【００４９】
筐体２１は、所定方向に伸びる中空部材にて構成されており、散布装置２０の外殻を為している。具体的には、筐体２１は、円筒状の部材の両端を閉塞することで、所定方向に伸びる内部空間を有するように形成されている。
【００５０】
散布装置２０の筐体２１は、ラジエータ１３に対する送風方向Ｄの上流側（即ち、ラジエータ１３の前側）にて、当該ラジエータ１３の上側部分に対向するように配置されている。そして、筐体２１は、図示しない固定部材によって、ラジエータ１３に対して取り付けられており、ラジエータ１３の熱交換部の表面に沿って左右方向へ伸びるように固定されている。
【００５１】
即ち、筐体２１の後側部分は、ラジエータ１３の熱交換部の上側部分に対向するように配置されている。図２、図３に示すように、第１実施形態に係る筐体２１は、ラジエータ１３と対向する対向部２１ａと、当該対向部２１ａを除いた遠隔部２１ｂとに区分されている。
【００５２】
ここで、対向部２１ａは、筐体２１にてラジエータ１３と対向する部分を意味し、例えば、筐体２１の中心軸を通り、且つ、ラジエータ１３の表面と平行な断面を示す境界線Ｂよりも、ラジエータ１３側に位置する部分と定義することができる。
【００５３】
一方、遠隔部２１ｂは、筐体２１における対向部２１ａを除いた部分であって、筐体２１における前方側に相当する。図３に示すように、当該遠隔部２１ｂは、当該境界線Ｂよりも車両前方側にあたる部分と定義することができる。
【００５４】
そして、供給口２２は、図２に示すように、筐体２１の右側端部における上部に配置されている。当該供給口２２は、燃料電池システム１における散布用流路１７に接続されており、筐体２１の内部空間と連通している。従って、散布用ポンプ１８から、散布用流路１７を介して供給された水Ｗは、供給口２２を介して、筐体２１の内部へと流入する。
【００５５】
ここで、筐体２１及び供給口２２は、ステンレスやアルミニウム等の金属材料によって構成されている。この点、筐体２１及び供給口２２は、樹脂材料（例えば、ポリアミド系樹脂や液晶ポリマー等）によって構成されていてもよい。
【００５６】
図２、図３に示すように、筐体２１には、複数の連通孔２３が配置されており、筐体２１の内部空間と外部とを連通している。従って、燃料電池システム１において、供給口２２から筐体２１の内部に供給された水Ｗは、各連通孔２３を介して、筐体２１の外部に散布され、ラジエータ１３の表面に水膜を形成することができる。
【００５７】
第１実施形態に係る散布装置２０において、複数の連通孔２３には、複数の上側連通孔２４と、複数の下側連通孔２５とが含まれている。上側連通孔２４は、筐体２１の上部にて筐体２１の内部と外部を連通している。
【００５８】
具体的には、筐体２１の中心軸と筐体２１の対向部２１ａの内、最もラジエータ１３側に位置する部分とを結んだ線を基準とした場合に、上側連通孔２４は、筐体２１の上方に向かって当該基準に対して約９０度を為す位置に配置されている。
【００５９】
図３に示すように、この場合の上側連通孔２４の孔中心Ｃは、上述した境界線Ｂよりも車両前方側に位置している為、上側連通孔２４は、筐体２１の遠隔部２１ｂに配置されている。散布用ポンプ１８が作動した場合には、上側連通孔２４は、筐体２１の上側におけるやや前方側に向かって、筐体２１内部の水Ｗを散布する。従って、上側連通孔２４は、本発明における範囲拡張用連通孔の一つとして機能する。
【００６０】
一方、下側連通孔２５は、筐体２１の下部にて筐体２１の内部と外部を連通している。具体的には、下側連通孔２５は、筐体２１の下方に向かって上述した基準に対して約９０度を為す位置に配置されている。
【００６１】
下側連通孔２５の孔中心Ｃは、上述した境界線Ｂよりも車両前方側に位置している為、下側連通孔２５は、筐体２１の遠隔部２１ｂに配置されている。散布用ポンプ１８が作動した場合には、下側連通孔２５は、筐体２１の下側におけるやや前方側に向かって、筐体２１内部の水Ｗを散布する。従って、下側連通孔２５は、本発明における範囲拡張用連通孔の一つとして機能する。
【００６２】
上述した上側連通孔２４及び下側連通孔２５の配置は、散布用ポンプ１８による水Ｗの供給圧が所定値という条件下で、散布装置２０から散布された水がラジエータ１３に付着する付着範囲が最も広くなるように定められている。
【００６３】
この点、筐体２１における上側連通孔２４及び下側連通孔２５の配置（例えば、上側連通孔２４、下側連通孔２５が基準に対して為す角度）は、ラジエータ１３のサイズや、散布装置２０とラジエータ１３の水平距離等の種々の条件に応じて適宜変更することができる。又、上側連通孔２４、下側連通孔２５を含む各連通孔２３の径は、筐体２１の内部から外部に噴射される水量が均一になるように定められている。
【００６４】
続いて、上述のように構成された燃料電池システム１の作動について、図面を参照しつつ説明する。先ず、空気通路３及び水素通路４を介して、燃料電池２に空気及び水素が供給されることにより、燃料電池２では電気エネルギが発生する。燃料電池２にて発生した電力は、走行用モータ等に供給される。
【００６５】
発電に伴って、燃料電池２では電気化学反応による熱が生じる。燃料電池２にて発生した熱は、冷却水循環流路１１内を循環する冷却水に伝えられ、冷却水はラジエータ１３にて、送風方向Ｄへ流れる空気と熱交換することで冷却される。ラジエータ１３にて冷却された冷却水は、燃料電池２に再循環し、燃料電池２が冷却される。これにより、燃料電池２は発電に適した一定温度（例えば、８０℃程度）に維持される。
【００６６】
図１に示すように、燃料電池２に供給された空気及び水素のうち、電気化学反応に用いられなかった未反応ガスは、排気ガスとして燃料電池２から排出される。燃料電池２内にて電気化学反応で生じた生成水は、排気ガス中に含まれた状態で燃料電池２から排出される。燃料電池２の空気通路３より排出された排気ガスは、気液分離器５に導入される。排気ガス中に含まれる水分は、気液分離器５にて分離されて貯留される。
【００６７】
気液分離器５に貯留された回収水の一部は、加湿用流路１６を介して空気通路３及び水素通路４に供給され、空気及び水素の加湿に用いられる。これにより、燃料電池システム１は、燃料電池２に加湿された空気及び水素を供給することができ、燃料電池２内部の電解質膜を加湿して電気化学反応を促進することができる。
【００６８】
又、気液分離器５に貯蔵された回収水の一部は、散布用ポンプ１８により予め定められた供給圧で圧送され、散布用流路１７を介して散布装置２０に供給される。図４に示すように、散布装置２０に供給された水Ｗは、上側連通孔２４や下側連通孔２５からラジエータ１３から遠ざかる方向に散布され、送風方向Ｄへの空気の流れを利用して、ラジエータ１３に付着する。
【００６９】
この為、ラジエータ１３に向かって水Ｗを散布する場合よりも、水Ｗからラジエータ１３に付着するまでの期間が長くなる為、散布した水Ｗが上下方向に移動する期間を長くとることができる。
【００７０】
即ち、当該散布装置２０は、上側連通孔２４及び下側連通孔２５から水Ｗを散布することで、ラジエータ１３の上下方向における付着範囲Ｒを拡張することができる。そして、ラジエータ１３に付着した水Ｗはラジエータ１３の表面で蒸発し、この蒸発潜熱によりラジエータ１３が冷却される。これにより、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【００７１】
この時、当該燃料電池システム１によれば、散布装置２０における上側連通孔２４及び下側連通孔２５から水Ｗを散布することで、ラジエータ１３における水Ｗの付着範囲Ｒを拡張することができる。この結果、広い付着範囲Ｒにおける水Ｗの蒸発潜熱が作用することになる為、ラジエータ１３をより冷却することができ、ラジエータ１３の冷却能力を更に向上させることができる。
【００７２】
又、図２に示すように、散布装置２０における複数の連通孔２３は、ラジエータ１３の左右方向に沿って伸びる筐体２１にて間隔をあけて列設されている。この為、散布装置２０から散布された水Ｗは、ラジエータ１３の左右方向に関しても、広範囲に均一に散布され、ラジエータ１３表面に水膜を形成する。
【００７３】
図３に示すように、散布装置２０は、ラジエータ１３上部にて水Ｗを散布してラジエータ１３に付着させる。ラジエータ１３表面に付着した水Ｗは、重力によってラジエータ表面を伝わって下方に垂れていく。
【００７４】
これにより、ラジエータ１３表面における水Ｗの蒸発面積を稼ぐことができ、ラジエータ１３表面に散布された水分を確実にラジエータ１３表面で蒸発させることができる。より蒸発面積を稼ぐためには、ラジエータ１３の最上部に水Ｗを噴射することが望ましい。
【００７５】
そして、当該燃料電池システム１において、制御装置３０は、散布用ポンプ１８の作動を制御して、散布装置２０に対する水Ｗの供給圧を周期的に変化させる。これにより、散布装置２０から散布される単位時間当たりの水Ｗの水量を、初期状態から周期的に増大するように変化させることができる。当該制御装置３０は、本発明における供給制御部として機能する。
【００７６】
このような制御を行うことで、図５における破線、一点鎖線、二点鎖線で示すように、散布装置２０から散布される水Ｗの軌道がラジエータ１３の上下方向へ周期的に変化することになる。これにより、ラジエータ１３表面の広い範囲に対して、均一に水Ｗを付着させることができ、ラジエータ１３の冷却能力を更に向上させることができる。
【００７７】
ここで、燃料電池システム１では、内燃機関の冷却温度（例えば、１００℃程度）に比較してより低い冷却水温度（８０℃程度）が要求される。つまり、冷却水温度と外気温との温度差が小さいため、ラジエータ１３による冷却には不利な傾向にある。
【００７８】
又、燃料電池システム１では、内燃機関に比べ本体部分や排気にて棄てられる熱量が少ない為、熱交換器（即ち、ラジエータ１３）で放熱しなければならない熱量が増加する傾向にある。これらの傾向に鑑みると、特に高負荷時においてラジエータ１３の冷却能力が不足することが懸念される。
【００７９】
この点、第１実施形態のように、上述した散布装置２０により水Ｗを散布して、水Ｗの蒸発潜熱を利用してラジエータ１３の冷却能力を向上させる構成であれば、上述した燃料電池システム１の傾向に対して充分に対応することができ、ラジエータ１３の冷却能力を適切に向上させることができる。
【００８０】
図４、図５に示すように、当該散布装置２０の上側連通孔２４及び下側連通孔２５は、ラジエータ１３から遠ざかる方向に水Ｗを散布し、送風方向Ｄへ流れる空気を利用してラジエータ１３表面に付着させる。
【００８１】
この為、ラジエータ１３と散布装置２０を近くに配置した場合であっても、送風方向Ｄへの送風空気の流れを利用することで、ラジエータ１３における水Ｗの付着範囲を広く維持することができる。これにより、当該散布装置２０は、散布装置２０の搭載性を向上させつつ、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【００８２】
以上説明したように、第１実施形態に係る散布装置２０は、散布用ポンプ１８の作動により供給された水Ｗをラジエータ１３に対して散布することができ、水Ｗの蒸発潜熱を利用してラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【００８３】
図２〜図５に示すように、散布装置２０は、ラジエータ１３に対する送風方向Ｄ上流側において、ラジエータ１３上部に対向する位置に配置されており、ラジエータ１３の表面に沿って左右方向に伸びる筒状の筐体２１と、供給口２２と、複数の連通孔２３を有している。従って、散布装置２０は、当該散布装置２０に係る装置サイズを小型化することができ、電気自動車等に対する散布装置２０の搭載性を向上させることができる。
【００８４】
又、図３〜図４に示すように、散布装置２０の筐体２１における遠隔部２１ｂには、範囲拡張用連通孔として機能する上側連通孔２４及び下側連通孔２５が配置されており、筐体２１の内部の水Ｗをラジエータ１３から遠ざかる方向に散布することができる。
【００８５】
上側連通孔２４及び下側連通孔２５から散布された水Ｗは、ラジエータ１３から遠ざかる方向に散布した場合であっても、送風方向Ｄに向かって流れる空気によって最終的にラジエータ１３に向かう。散布された水Ｗには、上側連通孔２４及び下側連通孔２５からラジエータ１３表面に付着するまでの間、重力が作用する為、ラジエータ１３に付着するまでに、ラジエータ１３に向かって散布した場合よりも下方に移動する。
【００８６】
これにより、当該散布装置２０は、ラジエータ１３に向かって水Ｗを散布する場合に比べて、ラジエータ１３表面の広い範囲に対して水Ｗを散布することが可能となり、散布装置２０の搭載性の向上と、水Ｗの散布によるラジエータ１３の冷却能力の向上とを両立させることができる。
【００８７】
更に、散布装置２０によってラジエータ１３に対して水Ｗを散布する際に、制御装置３０は、散布用ポンプ１８の作動を制御することで、水Ｗの供給圧を周期的に変化させ、単位時間当たりに散布される水Ｗの水量を周期的に増大させる。
【００８８】
これにより、図５に示すように、散布装置２０から散布される水Ｗの軌跡がラジエータ１３の上下方向に変化することになる為、ラジエータ１３における水Ｗの付着範囲を周期的に拡張すると同時に、当該付着範囲に対して均一に散布することができる。この結果、当該散布装置２０は、ラジエータ１３の冷却能力を更に向上させることができる。
【００８９】
（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第２実施形態に係る散布装置２０は、第１実施形態と同様に、電気自動車（燃料電池車両）の燃料電池システム１に適用されている。第２実施形態に係る燃料電池システム１は、散布装置２０の具体的構成を除いて、上述した第１実施形態と同様である為、その説明を省略する。
【００９０】
先ず、第２実施形態に係る散布装置２０の具体的構成について、図６を参照しつつ詳細に説明する。第２実施形態に係る散布装置２０は、第１実施形態と同様に、散布用流路１７の端部に接続されており、ラジエータ１３に対する送風方向Ｄの上流側にて、ラジエータ１３の上部と対向するように配置されている。
【００９１】
当該散布装置２０は、ラジエータ１３の左右方向に伸びる筐体２１と、散布用流路１７からの水Ｗを前記筐体２１の内部に供給する為の供給口２２と、供給口２２から供給された水Ｗを筐体２１の外部に散布する為の複数の連通孔２３とを有して構成されている。
【００９２】
第２実施形態に係る散布装置２０は、筐体２１に配置された複数の連通孔２３の構成を除いて、上述した第１実施形態と同様である。従って、散布装置２０の筐体２１及び供給口２２について、再度の説明は省略する。
【００９３】
図６に示すように、当該散布装置２０における複数の連通孔２３には、第１実施形態と同様に形成された複数の上側連通孔２４及び複数の下側連通孔２５に加えて、複数の正面側連通孔２６が含まれている。
【００９４】
複数の正面側連通孔２６は、筐体２１の対向部２１ａの内、最もラジエータ１３側に位置する部分（即ち、筐体２１における後方部分）にて、筐体２１の内部空間と外部とを連通しており、筐体２１の伸びる方向へ間隔をあけて配置されている。
【００９５】
従って、燃料電池システム１において、供給口２２から筐体２１の内部に供給された水Ｗは、各正面側連通孔２６からラジエータ１３に向かって散布され、ラジエータ１３の表面に水膜を形成することができる。即ち、第２実施形態における正面側連通孔２６は、本発明における標準連通孔として機能する。
【００９６】
尚、第２実施形態における上側連通孔２４及び下側連通孔２５の配置は、上述した第１実施形態と同様である。従って、これらに関する説明についても、第１実施形態における説明を用いることとし、再度の説明を省略する。
【００９７】
続いて、第２実施形態に係る燃料電池システム１において、散布装置２０による水Ｗの散布に関する作動内容について、図面を参照しつつ説明する。尚、燃料電池２における電気化学反応による発電や、冷却水回路１０による燃料電池２の冷却、気液分離器５による生成水の回収について、上述した第１実施形態と同様である為、その説明を省略する。
【００９８】
第２実施形態に係る燃料電池システム１においても、気液分離器５に貯蔵された回収水の一部は、散布用ポンプ１８により予め定められた供給圧で圧送され、散布用流路１７を介して散布装置２０に供給される。散布装置２０に供給された水Ｗは、上側連通孔２４及び下側連通孔２５を介して、ラジエータ１３から遠ざかる方向に散布され、送風方向Ｄへの空気の流れを利用してラジエータ１３に付着する。
【００９９】
第２実施形態においては、散布装置２０に供給された水Ｗの一部は、正面側連通孔２６から、ラジエータ１３に向かう方向に散布される。図７に示すように、上側連通孔２４から散布された水Ｗの軌道と、下側連通孔２５から散布された水Ｗの軌道と、正面側連通孔２６から散布された水Ｗの軌道はそれぞれ異なり、ラジエータ１３の表面における異なる部分に付着する。
【０１００】
つまり、第２実施形態に係る散布装置２０によれば、本発明に係る範囲拡張用連通孔としての上側連通孔２４及び下側連通孔２５に加えて、本発明に係る標準連通孔としての正面側連通孔２６を用いて、筐体２１内部の水Ｗをラジエータ１３に散布することで、ラジエータ１３表面の広い範囲に均一に水Ｗを付着させることができる。
【０１０１】
これにより、第２実施形態に係る散布装置２０によれば、ラジエータ１３に対して広い付着範囲Ｒにおける水Ｗの蒸発潜熱を作用させることができる為、ラジエータ１３をより冷却することができ、ラジエータ１３の冷却能力を更に向上させることができる。
【０１０２】
又、第２実施形態においても、制御装置３０は、散布用ポンプ１８の作動を制御して、散布装置２０に対する水Ｗの供給圧を周期的に変化させる。これにより、散布装置２０から散布される単位時間当たりの水Ｗの水量を、初期状態から周期的に増大するように変化させることができる。これにより、ラジエータ１３表面の更に広い範囲に対して、均一に水Ｗを付着させることができ、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【０１０３】
以上説明したように、第２実施形態に係る散布装置２０においては、筐体２１における連通孔２３として、上側連通孔２４及び下側連通孔２５に加えて、正面側連通孔２６が配置されている。この為、当該散布装置２０によれば、上側連通孔２４及び下側連通孔２５による水Ｗの付着範囲に、正面側連通孔２６から散布された水Ｗの付着範囲を加えることができる。
【０１０４】
これにより、第２実施形態に係る散布装置２０によれば、ラジエータ１３における水Ｗの付着範囲を、より確実に拡張することができ、水Ｗの蒸発潜熱を利用してラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【０１０５】
（第３実施形態）
次に、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第３実施形態に係る散布装置２０は、上述した実施形態と同様に、電気自動車（燃料電池車両）の燃料電池システム１に適用されている。第３実施形態に係る燃料電池システム１は、散布装置２０の具体的構成を除いて、上述した実施形態と同様である為、その説明を省略する。
【０１０６】
先ず、第３実施形態に係る散布装置２０の具体的構成について、図８を参照しつつ詳細に説明する。第３実施形態に係る散布装置２０は、上述した実施形態と同様に、散布用流路１７の端部に接続されており、ラジエータ１３に対する送風方向Ｄの上流側にて、ラジエータ１３の上部と対向するように配置されている。
【０１０７】
当該散布装置２０は、ラジエータ１３の左右方向に伸びる筐体２１と、散布用流路１７からの水Ｗを前記筐体２１の内部に供給する為の供給口２２と、供給口２２から供給された水Ｗを筐体２１の外部に散布する為の複数の連通孔２３とを有して構成されている。
【０１０８】
第３実施形態に係る散布装置２０は、筐体２１、供給口２２及び複数の連通孔２３に加えて、ガイド部材３５を有している。当該散布装置２０は、ガイド部材３５の構成を除いて、上述した実施形態と同様である。従って、ガイド部材３５の構成について具体的に説明し、その他の構成に関する説明は省略する。
【０１０９】
第３実施形態に係る散布装置２０において、筐体２１の両端部には、板状のガイド部材３５が配置されている。一対のガイド部材３５は、筐体２１における複数の連通孔２３の配置部分を間に挟むように、筐体２１に対して固定されている。
【０１１０】
図８に示すように、一対のガイド部材３５は、筐体２１の端部において外側に拡がるように湾曲しており、ガイド部材３５相互の間隔が下方に向かうほど左右方向に拡がっている。従って、当該ガイド部材３５は、複数の連通孔２３から散布された水Ｗの流れを案内することができ、ラジエータ１３における付着範囲Ｒを適切に拡張することができる。
【０１１１】
また、当該ガイド部材３５は、送風方向Ｄ下流側にあたるラジエータ１３の表面から、送風方向Ｄに沿って下流側に伸びるように配置されている。具体的には、各ガイド部材３５は、ラジエータ１３の熱交換部表面に対して鉛直方向に伸びている。これにより、散布装置２０より下流側において、空気及び水Ｗをラジエータ１３の熱交換部に対して適切に導くことができる。
【０１１２】
そして、当該ガイド部材３５は、ラジエータ１３の熱交換部を通過する送風方向Ｄに関して、ラジエータ１３に対する投影面積が最小になるように配置されている。この結果、当該散布装置２０は、ラジエータ１３の熱交換部を通過する空気の抵抗に関して、各ガイド部材３５が及ぼす影響を小さく抑えることができる。即ち、当該散布装置２０は、ラジエータ１３における空気抵抗の増加を小さくすることで、空気抵抗の増加に伴うラジエータ１３の冷却能力の低下を低く抑えることができる。
【０１１３】
図８に示すように、一対のガイド部材３５における対向する面（即ち、左右方向内側の面）には、ガイド面３５ａが形成されている。当該ガイド面３５ａは、散布装置２０の外側方向に向かって拡がるように湾曲した表面によって構成されている。
【０１１４】
当該ガイド面３５ａは、複数の連通孔２３から散布された水Ｗ等に対してコアンダ効果を及ぼし、当該水Ｗをラジエータ１３の左右方向に拡がるように導く。これにより、当該散布装置２０は、ラジエータ１３に対する水Ｗの付着範囲Ｒを、ラジエータ１３の上下方向だけでなく、左右方向にも拡張することができ、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【０１１５】
以上説明したように、第３実施形態に係る散布装置２０によれば、一対のガイド部材３５がラジエータ１３の表面に対して送風方向Ｄに沿って伸びるように配置されている為、複数の連通孔２３から散布された水Ｗが付着する付着範囲Ｒを、ラジエータ１３の左右方向に拡張することができる。この結果、より多くの水Ｗの蒸発潜熱を利用することが可能となる為、散布装置２０は、ラジエータ１３の冷却能力を更に向上させることができる。
【０１１６】
又、当該ガイド部材３５は、図８に示すように、ラジエータ１３の熱交換部を通過する送風方向Ｄに関して、ラジエータ１３に対する投影面積が最小になるように配置されている。これにより、ラジエータ１３を通過する空気に対して、ガイド部材３５が及ぼす抵抗を小さくすることができる。つまり、当該散布装置２０によれば、ガイド部材３５による空気抵抗の大幅な増大を抑制しつつ、ガイド部材３５による付着範囲Ｒを拡張することでラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【０１１７】
（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
【０１１８】
（１）上述した実施形態においては、上側連通孔２４及び下側連通孔２５を、本発明に係る範囲拡張用連通孔として配置していたが、この態様に限定されるものではない。必ずしも、上側連通孔２４及び下側連通孔２５の両者を配置する必要はなく、上側連通孔２４と下側連通孔２５の何れか一方であっても良い。
【０１１９】
又、本発明に係る範囲拡張用連通孔の位置は、上述した実施形態における上側連通孔２４、下側連通孔２５の位置に限定されるものではない。遠隔部２１ｂに相当する範囲に配置されていれば、ラジエータ１３の大きさや位置等の条件によって、適切な位置に配置することができる。
【０１２０】
更に、第２実施形態における正面側連通孔２６についても、筐体２１の正面でなくてもよく、筐体２１の対向部２１ａに配置されていれば、その配設位置を適宜変更することができる。
【０１２１】
そして、本発明における連通孔は、筐体の内部と外部とを連通していればよく、その孔の形状を限定するものではない。筐体内部の水が散布可能であれば、連通孔の開口面積や内部形状等を適宜変更することができる。筐体内部の水を滴下するような開口であっても良いし、筐体内部の水の散布方向を特定方向に定めるノズルであってもよい。又、連通孔から散布される水の状態についても、ミスト状に散布されてもよいし、特定方向に噴射するように構成することも可能である。
【０１２２】
（２）又、上述した実施形態においては、散布装置２０は、ラジエータ１３に対して取り付けられていたが、この態様に限定されるものではない。散布装置は、ラジエータ１３における送風方向Ｄの上流側で且つラジエータ１３の上部にあたる位置に配置することができれば、種々の固定方向を採用することができ、例えば、送風ファン１４の構成部品を利用して固定してもよいし、電気自動車の車体側部材を利用しても良い。
【０１２３】
（３）又、上述した実施形態においては、複数の連通孔２３として、本発明における範囲拡張用連通孔としての上側連通孔２４及び下側連通孔２５と、本発明における標準連通孔としての正面側連通孔２６とを、それぞれ個別の連通孔として形成していたが、この態様に限定されるものではない。
【０１２４】
即ち、本発明における範囲拡張用連通孔と標準連通孔を連通させて一つの連通孔としてもよい。例えば、図９、図１０に示すように、筐体２１に対してスリット状の連通孔２３を複数配置する構成としてもよい。この場合の連通孔２３は、筐体２１における対向部２１ａと遠隔部２１ｂの両方に属するように伸びており、境界線Ｂを跨ぐように形成されている。
【０１２５】
図１０に示すように、スリット状の連通孔２３の内、対向部２１ａに配置された部分は標準連通部２７であり、上述した実施形態における正面側連通孔２６と同様の機能を果たす。一方、スリット状の連通孔２３の内、遠隔部２１ｂに配置された部分は、範囲拡張用連通部２８であり、上述した実施形態における上側連通孔２４又は下側連通孔２５と同様の機能を果たす。従って、図９、図１０に示す構成の散布装置２０は、上述した実施形態と同様の効果を発揮し、ラジエータ１３の冷却能力を向上させることができる。
【０１２６】
（４）又、上述した実施形態では、筐体２１は円筒状に形成していたが、この態様に限定されるものではない。熱交換器の左右方向に沿って伸びる内部空間を有する筐体であればよく、その外形形状は限定されるものではない。例えば、断面形状が多角形状を為す筒状部材を利用して筐体を構成しても良いし、適宜その外形を変更することも可能である。
【０１２７】
（５）そして、上述した第３実施形態においては、筐体２１の両端にそれぞれガイド部材３５を配置して、散布装置２０全体を対象としていたが、この態様に限定されるものではない。例えば、散布装置２０における各連通孔２３に対して、ガイド部材３５を配置してもよい。
【０１２８】
又、上述した第３実施形態では、散布装置２０の筐体２１に対してガイド部材３５を取り付けていたが、この態様に限定されるものではない。送風方向Ｄにおいて散布装置２０とラジエータ１３の間に配置することができれば、ガイド部材３５をラジエータ１３に対して取り付けてもよいし、送風ファン１４の構成部品や電気自動車の車体側部材を利用しても良い。
【符号の説明】
【０１２９】
１８    散布用ポンプ
２０    散布装置
２１    筐体
２１ａ  対向部
２１ｂ  遠隔部
２２    供給口
２３    連通孔
２４    上側連通孔
２５    下側連通孔
２６    正面側連通孔
【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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