(57)【要約】【課題】外部からのほこり等のごみや湿気等が燃料電池容器内に入る可能性の少ない燃料電池容器を提供する。【解決手段】燃料電池容器１２の内部を複数のオリフィス６が取付けられたセパレートプレート９により上段の排気マニホールド部５と、前記燃料電池１を有する下段の燃料電池部４の二つに分割し、排気マニホールド部５に設けられた排気口１３から車両側面１５に設けられた排気出口１４まで通じる排気配管７を取付け、排気マニホールド部５を大気圧にし、燃料電池部４に圧縮空気配管８を取付け、燃料電池部４を燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池容器に格納して車載する燃料電池の燃料電池容器構造において、
前記燃料電池容器の内部を複数のオリフィスが取付けられたセパレートプレートにより上段の排気マニホールド部と、前記燃料電池を有する下段の燃料電池部の二つに分割し、
前記排気マニホールド部に設けられた排気口から車両表面に設けられた排気出口まで通じる排気配管を取付け、前記排気マニホールド部を大気圧にし、
前記燃料電池部に圧縮空気配管を取付け、前記燃料電池部を燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にすることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項２】
燃料電池容器に格納して車載する燃料電池の燃料電池容器構造において、
前記燃料電池容器の内部を複数のオリフィスが取付けられたセパレートプレートにより上段の排気マニホールド部と、前記燃料電池を有する下段の燃料電池部の二つに分割し、
前記排気マニホールド部に設けられた排気口から車両表面に設けられた排気出口まで通じる排気配管を取付け、
前記排気配管内部又は前記排気マニホールド部に排気ファンを備えることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項３】
燃料電池容器に格納して車載する燃料電池の燃料電池容器構造において、
前記燃料電池容器に圧縮空気配管を取付け、燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にし、
前記燃料電池容器上部と配管を前記燃料電池容器上部に取付けられたオリフィスを介して接続し、
前記配管を車両表面に設けられた排気出口まで通じる排気配管に接続することで、
前記配管を大気圧にすることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項４】
燃料電池容器に格納して車載する燃料電池の燃料電池容器構造において、
前記燃料電池容器の上部角部を複数のオリフィスが取付けられたセパレートプレートにより排気マニホールド部と前記燃料電池を有する燃料電池部の二つに分割し、
前記燃料電池部に圧縮空気配管を取付け、前記燃料電池部を燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にし、
車両表面に設けられた排気出口まで通じる排気配管を前記排気マニホールド部に取付けられた配管と接続し、
前記排気マニホールド部を大気圧にすることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項５】
請求項１，３，４の燃料電池容器構造において、
前記圧縮空気配管を前記燃料電池部の側面に取付けることを特徴とする燃料電池用容器構造。
【請求項６】
請求項１，２，３，４の燃料電池容器構造において、
前記排気出口を車両側面に設けることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項７】
請求項１，２，３，４の燃料電池容器構造において、
前記排気配管を前記排気出口まで少なくとも一箇所は曲げることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項８】
請求項１，２，４の燃料電池容器構造において、
前記排気口を前記排気マニホールド部上部に設けることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項９】
請求項１，２，３，４の燃料電池容器構造において、
前記排気口に近い前記オリフィスの径を小さく、
前記排気口に遠い前記オリフィスの径を大きくすることを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項１０】
請求項１，２，３，４の燃料電池容器構造において、
前記燃料電池容器を上蓋部と容器部に分けて構成することを特徴とする燃料電池容器構造。
【請求項１１】
請求項１，２の燃料電池容器構造において、
前記燃料電池容器を上蓋部と容器部に分けて構成し、
前記上蓋部と前記容器部の間に前記セパレートプレートを挟んで固定することを特徴とする燃料電池容器構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を車載する燃料電池車において、燃料電池を格納している容器構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池を格納した容器構造として、例えば特開平８−３１４３６号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、
燃料電池を格納した容器（燃料電池容器）に直接換気口が取付けられ外部から外気を取込んで、透過水素濃度に応じて換気ファンの回転数或いは開放弁の開閉を制御し、透過水素を大気開放するので、外気取込み時或いは大気開放時には外部からのほこり等のごみや湿気等が燃料電池容器内に入る可能性がある。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】
上記の課題を解決するため本発明は，
燃料電池容器の内部を複数のオリフィスが取付けられたセパレートプレートにより上段の排気マニホールド部と、前記燃料電池を有する下段の燃料電池部の二つに分割し、排気マニホールド部に設けられた排気口から車両側面に設けられた排気出口まで通じる排気配管を取付け、排気マニホールド部を大気圧にし、燃料電池部に圧縮空気配管を取付け、燃料電池部を燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にする。
【０００５】
【発明の効果】
本発明は、排気マニホールド部を大気圧にし、燃料電池部を燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にすることで、透過水素を圧力差によって得られた流速で車両表面に設けられた排気出口で排気することにより、燃料電池容器に直接排気出口を付いていない構造にできるので、ほこり等のごみや湿気等が燃料電池容器内に入る可能性が少ない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる燃料電池１を容器に格納して車載する燃料電池容器１２構造について、図１〜９を用いて説明する。
【０００７】
（第一実施形態）
まず、第一実施形態の構成について、図１，２，９を用いて説明する。
【０００８】
第一実施形態では、燃料電池１、燃料ガス配管２、空気配管３、燃料電池部４、排気マニホールド部５、オリフィス６、排気配管７、圧縮空気配管８、セパレートプレート９、燃料電池容器１２で構成されている。
【０００９】
燃料電池容器部１２は、上蓋部の排気マニホールド部５と容器部の燃料電池部４で構成されている。
【００１０】
また、燃料電池容器１２内部は、排気マニホールド部５と燃料電池部４の間には、セパレートプレート９が挟まれて固定されている。
【００１１】
セパレートプレート９には、四つ角及び中央にオリフィス６を取付けられている。
【００１２】
燃料ガス配管２及び空気配管３が取付けられている燃料電池１は、燃流電池部４に収められている。
【００１３】
また、燃料電池部４には、圧縮空気配管８が取付けられている。
【００１４】
排気マニホールド部５の上部には、排気マニホールド部５上部にある排気口１３から車両側面１５まで伸び直角に曲げられている排気配管７が取付けられている。
【００１５】
次に、第一実施形態の作用について説明する。
【００１６】
燃料電池１に供給するためにコンプレッサーで圧縮された空気を分割して圧縮空気配管８より燃料電池部４に送る。
【００１７】
燃料電池部４は、圧縮空気配管８から送られる圧縮空気によって、燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にされている。
【００１８】
そのため、燃料電池部４と大気圧である排気マニホールド部５では圧力差が生じる。
【００１９】
また、燃料電池１から透過した水素（透過水素）は、オリフィス６を介し、圧力差で流速を加速されながら、排気マニホールド部５に流れ、排気口１３に取付けられた排気配管７で一箇所に集められ、車両側面１５にある排気出口１４から車外に放出される。
【００２０】
このように第一実施形態では，
燃料電池容器１２内の透過水素を圧力差によって流速を加速させ排気配管７により１ヶ所にまとめて車両外部に排気する構造なので、燃料電池容器１２の傾きの状況によらず車外へ水素を排気することができる。その上、排気場所を一箇所にまとめている構造なので、車両内部のくぼみ等に水素を停滞させることが無い。また、燃料電池容器１２内の漏れ水素センサーの設置が容易にできる。
【００２１】
また、燃料電池１内のガス圧と燃料電池１外の気圧差を減少させる構造なので、燃料電池１内ガスの漏れ量を抑制することができる。
【００２２】
また、燃料電池容器１２は燃料電池１から透過した水素を車外に放出する排気配管７の排気出口が車両側面１５にあり、燃料電池容器１２に直接換気出口が開いていない構造なので、ゴミ・水等がスタックに付着するのを防止することができる。圧力差で加速した流速を失速させない狭い排気マニホールド部５が追加される構造なので、省スペースの燃料電池容器１２にすることができる。
【００２３】
また、セパレートプレート９を燃料電池容器１２の上蓋と容器の間に挟むだけなので、簡単に製造できる。
【００２４】
図９のように、セパレートプレート９に取付けてあるオリフィス６の径は、排気口１３に近いオリフィス６の径を小さく、排気口１３に遠いオリフィス６の径を大きくした方が、効率的にマニホールド部に溜まったの水素を排気できる。
【００２５】
（第二実施形態）
まず、第二実施形態の構成について、図３，４，９を用いて説明する。
【００２６】
第二実施形態では、燃料電池１、燃料ガス配管２、空気配管３、燃料電池部４、排気マニホールド部５、オリフィス６、排気配管７、セパレートプレート９、排気ファン１０、燃料電池容器１２で構成されている。
【００２７】
燃料電池容器部１２は、上蓋部の排気マニホールド部５と容器部の燃料電池部４で構成されている。
【００２８】
また、燃料電池容器１２内部は、排気マニホールド部５と燃料電池部４の間には、セパレートプレート９が挟まれて固定されている。
【００２９】
セパレートプレート９には、四つ角及び中央にオリフィス６を取付けられている。
【００３０】
燃料ガス配管２及び空気配管３が取付けられている燃料電池１は、燃流電池部４に収められている。
【００３１】
排気マニホールド部５の上部には、排気マニホールド部５上部にある排気口１３から車両側面１５まで伸び直角に曲げられている排気配管７が取付けられている。
【００３２】
排気ファン１０は，排気配管７の排気口１３付近に取付ける。
【００３３】
次に，第二実施形態の作用について説明する。
【００３４】
排気ファン１０によって排気マニホールド部５を負圧にして、燃料電池部４で透過した水素をオリフィス６で吸い上げ、排気配管７で車両側面１５にある排気出口１４から車外に放出する。
【００３５】
このように第二実施形態では、
燃料電池容器１２内の透過水素を圧力差によって流速を加速させ排気配管７により１ヶ所にまとめて車両外部に排気する構造なので、燃料電池容器１２の傾きの状況によらず車外へ水素を排気することができる。その上、排気場所を一箇所にまとめている構造なので、車両内部のくぼみ等に水素を停滞させることが無い。また、燃料電池容器１２内の漏れ水素センサーの設置が容易にできる。
【００３６】
また、燃料電池容器１２は燃料電池１から透過した水素を車外に放出する排気配管７の排気出口１４が車両側面１５にあり、燃料電池容器１２に直接換気出口が開いていない構造なので、ゴミ・水等がスタックに付着するのを防止することができる。圧力差で加速した流速を失速させない狭い排気マニホールド部５が追加される構造なので、省スペースの燃料電池容器１２にすることができる。
【００３７】
また、セパレートプレート９が燃料電池容器１２の上蓋と容器の間に挟むだけなので、簡単に製造できる。
【００３８】
図９のように、セパレートプレート９に取付けてあるオリフィス６の径は、排気口１３に近いオリフィス６の径を小さく、排気口１３に遠いオリフィス６の径を大きくした方が、効率的にマニホールド部に溜まったの水素を排気できる。
【００３９】
また、排気配管７に排気ファン１０を設けると、オリフィス６で吸上げる流量が絞られるので、排気ファン１０を小型化できる。
【００４０】
また、排気配管７に取付けられる排気ファン１０が小型化になるので、排気配管７への排気ファン１０の取付け位置の自由度が高くできる。
【００４１】
一方、排気ファンの取付け位置は一例であり、例えば、排気マニホールド部５でも同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（第三実施形態）
まず、第三実施形態の構成について、図５，６，９を用いて説明する。
【００４３】
第三実施形態では、燃料電池１，燃料ガス配管２，空気配管３，燃料電池部４，オリフィス６，排気配管７，圧縮空気配管８，配管１１，燃料電池容器１２で構成されている。
【００４４】
燃料ガス配管２及び空気配管３が取付けられている燃料電池１は、燃流電池部４に収められている。
【００４５】
また、燃料電池部４には、圧縮空気配管８が取付けられている。
【００４６】
燃料電池容器１２の上方には、配管１１が燃料電池容器１２上面の一つの頂点から残りの三つの頂点に向って三本配策されており、夫々の配管１１と燃料電池容器１２を燃料電池容器１２上部に四つ角に取付けられたオリフィス６で接続する。
【００４７】
そして、夫々の配管１１が交わるところが車両側面１５まで伸び直角に曲げられている排気配管７に接続されている。
【００４８】
次に，第三実施形態の作用について説明する。
【００４９】
燃料電池１に供給するためにコンプレッサーで圧縮された空気を分割して圧縮空気配管８より燃料電池部４に送る。
【００５０】
燃料電池部４は、圧縮空気配管８から送られる圧縮空気によって、燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にされている。
【００５１】
そのため、燃料電池部４と大気圧である配管１１では圧力差が生じる。
【００５２】
また、燃料電池１から透過した水素（透過水素）は、オリフィス６を介し、圧力差で流速を加速されながら、排気マニホールド部５に流れ、排気口１３に取付けられた排気配管７で一箇所に集められ、車両側面１５にある排気出口１４から車外に放出される。
【００５３】
このように第三実施形態では，
燃料電池容器１２内の透過水素を圧力差によって流速を加速させ排気配管７により１ヶ所にまとめて車両外部に排気する構造なので、燃料電池容器１２の傾きの状況によらず車外へ水素を排気することができる。その上、排気場所を一箇所にまとめている構造なので、車両内部のくぼみ等に水素を停滞させることが無い。また、燃料電池容器１２内の漏れ水素センサーの設置が容易にできる。
【００５４】
また、燃料電池容器１２は燃料電池１から透過した水素を車外に放出する排気配管７の排気出口１４が車両側面１５にあり、燃料電池容器１２に直接換気出口が開いていない構造なので、ゴミ・水等がスタックに付着するのを防止することができる。
【００５５】
図９のように、燃料電池容器１２に取付けてあるオリフィス６の径は、排気口１３に近いオリフィス６の径を小さく、排気口１３に遠いオリフィス６の径を大きくした方が、効率的にマニホールド部に溜まったの水素を排気できる。
【００５６】
また、オリフィス６に直接配管１１を取付けられているので、セパレートプレート９を廃止できる上に、配管１１部の気体の流速方向及び流量を制限できるので、第一実施形態よりも圧縮空気の排気流量を減少させることができる。
【００５７】
（第四実施形態）
まず、第四実施形態の構成について、図７，８を用いて説明する。
【００５８】
第四実施形態は、燃料電池１、燃料ガス配管２、空気配管３、燃料電池部４、オリフィス６、排気配管７、圧縮空気配管８、セパレートプレート９、配管１１、燃料電池容器１２で構成されている。
【００５９】
直方体である燃料電池容器１２は六角柱の空間（燃料電池部４）と二つの三角柱の空間（排気マニホールド部５）で構成されている。
【００６０】
そして、セパレートプレート９は燃料電池部４と排気マニホールド部５の間に挟まれ固定されている。
【００６１】
また、燃料ガス配管２及び空気配管３が取付けられている燃料電池１は、燃料電池容器１２内の六角柱の空間に配置されている。
【００６２】
また、セパレートプレート９には、オリフィス６を取付けられている。
【００６３】
また、燃料電池部４には、圧縮空気配管８が取付けられている。
【００６４】
また、排気マニホールド部５上方にあり、夫々の排気マニホールド部５に接続され、且つ二つの排気マニホールド部５をつなぐ配管１１は、車両側面１５まで伸び直角に曲げられている排気配管７が取付けられている。
【００６５】
次に、第四実施形態の作用について説明する。
【００６６】
燃料電池１に供給するためにコンプレッサーで圧縮された空気を分割して圧縮空気配管８より燃料電池部４に送る。
【００６７】
燃料電池部４は、圧縮空気配管８から送られる圧縮空気によって、燃料電池ガス圧以下且つ大気圧以上にされている。
【００６８】
そのため、燃料電池部４と大気圧である排気マニホールド部５では圧力差が生じる。
【００６９】
また、燃料電池１から透過した水素（透過水素）は、オリフィス６を介し、圧力差で流速を加速されながら、排気マニホールド部５に流れ、排気口１３に取付けられた排気配管７で一箇所に集められ、車両側面１５にある排気出口１４から車外に放出される。
【００７０】
このように第四実施形態では、
燃料電池容器１２内の透過水素を圧力差によって流速を加速させ排気配管７により１ヶ所にまとめて車両外部に排気する構造なので、燃料電池容器１２の傾きの状況によらず車外へ水素を排気することができる。その上、排気場所を一箇所にまとめている構造なので、車両内部のくぼみ等に水素を停滞させることが無い。また、燃料電池容器１２内の漏れ水素センサーの設置が容易にできる。
【００７１】
また、燃料電池１内のガス圧と燃料電池１外の気圧差を減少させる構造なので、燃料電池１内ガスの漏れ量を抑制することができる。
【００７２】
また、燃料電池容器１２は燃料電池１から透過した水素を車外に放出する排気配管７の排気出口１４が車両側面１５にあり、燃料電池容器１２に直接換気出口が開いていない構造なので、ゴミ・水等がスタックに付着するのを防止することができる。圧力差で加速した流速を失速させない狭い排気マニホールド部５が追加される構造なので、省スペースの燃料電池容器１２にすることができる。
【００７３】
図９のように、セパレートプレート９に取付けてあるオリフィス６の径は、排気マニホールド部５上部にある配管１１入口に近いオリフィス６の径を小さく、配管１１入口に遠いオリフィス６の径を大きくした方が、効率的にマニホールド部５に溜まったの水素を排気できる。
【００７４】
また、本実施形態のような構成をとることで、第三実施形態よりも配管１１の削減及び省スペース化が可能である。
【００７５】
また、本実施形態のようにセパレートプレート９を設けることで、第一実施形態と比べ、セパレートプレート９の面積を減少させることが可能となる。
【００７６】
以上の夫々の実施形態は一つの例に過ぎない。
【００７７】
第一実施形態及び第二実施形態に関しては、セパレートプレート９に取付けるオリフィス６の数及び径は、燃料電池容器１２の大きさ又は形状により、設定することができる。
【００７８】
第三実施形態及び第四実施形態に関しては、オリフィス６の数及び径や配管１１の数及び取付け方は必要にあわせて設定することができる。
【００７９】
また、第二実施形態のように、圧縮空気導入口８を無くし排気ファン１０を取付けることで同様の効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第一実施形態の燃料電池容器の側面から見た断面図である。
【図２】本発明に係わる第一実施形態の燃料電池容器の３Ｄイメージ図である。
【図３】本発明に係わる第二実施形態の燃料電池容器の側面から見た断面図である。
【図４】本発明に係わる第二実施形態の燃料電池容器の３Ｄイメージ図である。
【図５】本発明に係わる第三実施形態の燃料電池容器の側面から見た断面図である。
【図６】本発明に係わる第三実施形態の燃料電池容器の３Ｄイメージ図である。
【図７】本発明に係わる第四実施形態の燃料電池容器の側面から見た断面図である。
【図８】本発明に係わる第四実施形態の燃料電池容器の３Ｄイメージ図である。
【図９】本発明に係わるセパレートプレートに関する図である。
【符号の説明】
１　　燃料電池
２　　燃料ガス配管
３　　空気配管
４　　燃料電池部（燃料電池容器）
５　　排気マニホールド部（燃料電池容器）
６　　オリフィス
７　　排気配管
８　　圧縮空気配管
９　　セパレートプレート
１０　排気ファン
１１　配管
１２　燃料電池容器
１３　排気口
１４　排気出口
１５　車両側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004134181.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004134181.tif 000008
【図７】
2004134181.tif 000009
【図８】
2004134181.tif 000010
【図９】
2004134181.tif 000011