(57)【要約】【課題】安全性を向上した状態で燃料極排ガスを大気中に排出することが可能となる燃料電池搭載車を提供する。【解決手段】燃料電池の燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成された燃料電池搭載車であって、燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された燃料極排ガス及び希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部Ｅが設けられ、その排気部Ｅに、その排気部Ｅから混合気を拡散させて大気中に排出することにより、排気部Ｅから排出される混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された拡散排出手段３３が設けられ、排気部Ｅが、車外に突出する突出筒状体３１を備えて構成され、その突出筒状体３１の周壁に、混合気を排出する複数の排気孔３１ｈが分散状態に形成されて、拡散排出手段３３が構成されている。【選択図】        図３
2004220809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成された燃料電池搭載車であって、
前記燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された前記燃料極排ガス及び前記希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部が設けられ、
その排気部に、その排気部から前記混合気を拡散させて大気中に排出することにより、前記排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された拡散排出手段が設けられ、
前記排気部が、車外に突出する突出筒状体を備えて構成され、
その突出筒状体の周壁に、前記混合気を排出する複数の排気孔が分散状態に形成されて、前記拡散排出手段が構成されている燃料電池搭載車。
【請求項２】
燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成された燃料電池搭載車であって、
前記燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された前記燃料極排ガス及び前記希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部が設けられ、
その排気部に、その排気部から前記混合気を拡散させて大気中に排出することにより、前記排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された拡散排出手段と、
前記燃料極排ガスと前記希釈用空気との混合を促進させることにより、前記排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された混合促進手段とが設けられ、
前記排気部が、車外に突出する突出筒状体を備えて構成され、
前記突出筒状体の端部分が、排気上流側筒部分の端部に排気下流側筒部分の長手方向中間部を連通接続したＴ字状に形成され、
前記排気下流側筒部分のうちで、その長手方向において、前記排気上流側筒部分が接続される領域を外れた両側の領域に、前記混合気を排出する複数の排気孔が分散状態に形成されて、前記拡散排出手段が構成され、且つ、前記排気下流側筒部分のうちで、その長手方向において、前記排気上流側部分が接続される領域が前記排気上流側筒部分から流れる前記混合気が衝突する衝突壁として形成されて、前記混合促進手段が構成されている燃料電池搭載車。
【請求項３】
前記突出筒状体の端部が、閉口又は絞られた状態で開口されている請求項１又は２記載の燃料電池搭載車。
【請求項４】
燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成された燃料電池搭載車であって、
前記燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された前記燃料極排ガス及び前記希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部が設けられ、
その排気部に、その排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させる水素濃度低下手段が設けられ、
前記排気部の排気口部に、網状体が設けられて、前記水素濃度低下手段が構成されている燃料電池搭載車。
【請求項５】
前記網状体が、前記混合気の流れ方向に間隔を隔てて複数設けられている請求項４記載の燃料電池搭載車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成された燃料電池搭載車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる燃料電池搭載車は、例えば、走行駆動用として電動モータを搭載し、その電動モータを燃料電池にて発電された電力にて作動させるように構成したものであり、燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成されている。
燃料極から排出される燃料極排ガスは、主として、燃料極にて発電反応に用いられた後に排出されるガスであり、未だ高濃度の水素ガスを含むものであるので、燃料極排ガスを大気中に排出するに当たっては、着火することがないように安全性を配慮した状態で大気中に排出する必要がある。
このため、従来では、先端が排気口として開口された排出流路を設けると共に、その排出流路の排気口と間隔を開けてその排気口に対向する状態で、円盤状の拡散板を設けて、燃料極から排出される燃料極排ガス及び酸素極から排出される酸素極排ガスを排出流路に供給して混合させ、排気口から排出される燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合気を拡散板に衝突させて拡散板の径方向に拡散させるようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８９２３７号公報参照
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、排出流路において燃料極排ガスと酸素極排ガスとが混合されて、水素ガス濃度はある程度は低下されるものの、排出流路の排気口から排出された混合気はそのまま拡散板に向かってまっすぐに流れるだけなので、混合気は拡散板に達するまでの間は、大気との接触機会が少なくて大気によりほとんど希釈されることがないものであり、又、混合気を拡散板に衝突させて拡散させるようになっているが、単に拡散板に衝突させるだけでは、混合気を全周にわたって一連に連なる状態で放射状に拡散させるだけなので、大気との接触機会が少なくて大気により希釈され難いものであり、もって、水素ガス濃度を十分に低下させ難いものであった。
従って、燃料極排ガスを大気中に排出するに当たって、水素ガス濃度を十分に低下させて排出できるようにして、安全性を更に向上することが望まれていた。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性を向上した状態で燃料極排ガスを大気中に排出することが可能となる燃料電池搭載車を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の燃料電池搭載車は、燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成されたものであって、
前記燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された前記燃料極排ガス及び前記希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部が設けられ、
その排気部に、その排気部から前記混合気を拡散させて大気中に排出することにより、前記排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された拡散排出手段が設けられ、
前記排気部が、車外に突出する突出筒状体を備えて構成され、
その突出筒状体の周壁に、前記混合気を排出する複数の排気孔が分散状態に形成されて、前記拡散排出手段が構成されている点を特徴構成とする。
即ち、排気部に燃料極排ガス及び希釈用空気が供給され、その排気部にて、燃料極排ガスと希釈用空気とが混合され、その混合気が拡散排出手段により拡散されて大気中に排出され、排気部から排出される混合気中の水素ガス濃度が低下される。
前記拡散排出手段は、車外に突出する状態で排気部に備えられた突出筒状体の周壁に、混合気を排出する複数の排気孔が分散状態に形成されて構成され、混合気を分散状態の複数の排気孔から排出することにより、混合気を拡散させて大気中に排出する。
つまり、燃料極から排出される燃料極排ガスが排気部にて希釈用空気と混合されて水素ガス濃度が低下され、更に、その燃料極排ガスと希釈用空気との混合気が、分散状態の複数の排気孔から排出されることから、混合気は各排気孔から互いに分離した状態で拡散されて大気中に排出されて、大気との接触機会が多くなる。
そして、排気部から排出される混合気と大気との接触機会が多くなることにより、混合気が大気中に排出されるや否やその大気との混合が促進されて、大気による混合気の希釈が十分に行われることになるので、水素ガス濃度が十分に低下される状態で混合気が排気部から排出されるようにすることが可能となり、もって、水素ガス濃度が可燃範囲よりも低い安全な濃度（例えば４％以下）になる状態で、燃料極排ガスが大気中に排出されるようにすることが可能となる。
ちなみに、排気孔の個数を多くするほど、混合気の拡散を促進させることが可能となるので、水素ガス濃度を低下する上で好ましい。
従って、安全性を向上した状態で燃料極排ガスを大気中に排出することが可能となる燃料電池搭載車を提供することができるようになった。
【０００７】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の燃料電池搭載車は、燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成されたものであって、
前記燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された前記燃料極排ガス及び前記希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部が設けられ、
その排気部に、その排気部から前記混合気を拡散させて大気中に排出することにより、前記排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された拡散排出手段と、
前記燃料極排ガスと前記希釈用空気との混合を促進させることにより、前記排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成された混合促進手段とが設けられ、
前記排気部が、車外に突出する突出筒状体を備えて構成され、
前記突出筒状体の端部分が、排気上流側筒部分の端部に排気下流側筒部分の長手方向中間部を連通接続したＴ字状に形成され、
前記排気下流側筒部分のうちで、その長手方向において、前記排気上流側筒部分が接続される領域を外れた両側の領域に、前記混合気を排出する複数の排気孔が分散状態に形成されて、前記拡散排出手段が構成され、且つ、前記排気下流側筒部分のうちで、その長手方向において、前記排気上流側部分が接続される領域が前記排気上流側筒部分から流れる前記混合気が衝突する衝突壁として形成されて、前記混合促進手段が構成されている点を特徴構成とする。
即ち、排気部に燃料極排ガス及び希釈用空気が供給され、その排気部にて、燃料極排ガスと希釈用空気とが混合され、更に、混合促進手段により、燃料排ガスと希釈用空気との混合が促進され、そのように混合が促進された燃料排ガスと希釈用空気との混合気が拡散排出手段により拡散されて大気中に排出され、排気部から排出される混合気中の水素ガス濃度が低下される。
前記排気部は、車外に突出する突出筒状体を備えて構成され、突出筒状体の端部分が、排気上流側筒部分の端部に排気下流側筒部分の長手方向中間部を連通接続したＴ字状に形成されている。
そして、前記混合促進手段は、排気下流側筒部分のうちで、その長手方向において排気上流側部分が接続される領域が排気上流側筒部分から流れる混合気が衝突する衝突壁として形成されて構成され、その衝突壁に排気上流側筒部分から流れる混合気を衝突させて、その衝突により、燃料極排ガスと希釈用空気との混合を促進させる。
又、前記拡散排出手段は、排気下流側筒部分のうちで、その長手方向において排気上流側筒部分が接続される領域を外れた両側の領域に、混合気を排出する複数の排気孔が分散状態に形成されて構成され、混合気を分散状態の複数の排気孔から排出することにより、混合気を拡散させて大気中に排出する。
つまり、燃料極から排出される燃料極排ガスが排気部にて希釈用空気と混合されて水素ガス濃度が低下され、更に、混合促進手段にて燃料極排ガスと希釈用空気との混合が促進され、そのように混合が促進された燃料極排ガスと希釈用空気との混合気が、分散状態の複数の排気孔から排出されることから、混合気は各排気孔から互いに分離した状態で拡散されて大気中に排出されて、大気との接触機会が多くなる。
そして、混合気が混合促進されて排気部から排出されることにより、排気部から排出される混合気における水素ガス濃度のばらつきが抑制されることになり、更に、排気部から排出される混合気と大気との接触機会が多くなることにより、混合気が大気中に排出されるや否やその大気との混合が促進されて、大気による混合気の希釈が促進されることになるので、水素ガス濃度が十分に低下される状態で混合気が排気部から排出されるようにすることが可能となり、もって、水素ガス濃度が可燃範囲よりも低い安全な濃度になる状態で、燃料極排ガスが大気中に排出されるようにすることが可能となる。
ちなみに、排気孔の個数を多くするほど、混合気の拡散を促進させることが可能となるので、水素ガス濃度を低下する上で好ましい。
尚、突出筒状体のＴ字状の端部分を、その排気下流側筒部分が車体の周壁面に平行になるように配設することにより、排気部を、車体からの突出量を少なくして、コンパクトに車体に設けることが可能となる。
従って、安全性を向上した状態で燃料極排ガスを大気中に排出することが可能となる燃料電池搭載車を提供することができるようになった。
【０００８】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の燃料電池搭載車は、請求項１又は２において、前記突出筒状体の端部が、閉口又は絞られた状態で開口されている点を特徴構成とする。
即ち、突出筒状体の端部が閉口又は絞られた状態で開口されているので、排気部内における混合気の圧力が高くなって、排気部内での混合気の混合が促進されると共に、排気孔からの混合気の排出速度が速くなって、混合気の大気中への拡散が促進されることになる。
又、突出筒状体の端部の閉口部分又は端部開口における絞り部分にも、排気孔を形成することが可能となるので、突出筒状体の小型化を図りながら、混合気の大気中への拡散を促進させることが可能となる。
従って、排気部の小型化を図りながらも、安全性を更に向上した状態で燃料極排ガスを大気中に排出することができる。
【０００９】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の燃料電池搭載車は、燃料極に水素含有ガスが供給されて発電する燃料電池が搭載され、
前記燃料極から排出される燃料極排ガスを大気中に排出するように構成されたものであって、
前記燃料極排ガス及び希釈用空気が供給されると共に、供給された前記燃料極排ガス及び前記希釈用空気を混合して、その混合気を大気中に排出する排気部が設けられ、
その排気部に、その排気部から排出される前記混合気中の水素ガス濃度を低下させる水素濃度低下手段が設けられ、
前記排気部の排気口部に、網状体が設けられて、前記水素濃度低下手段が構成されている点を特徴構成とする。
即ち、排気部に燃料極排ガス及び希釈用空気が供給され、その排気部にて、燃料極排ガスと希釈用空気とが混合されて混合気となって大気中に排出され、又、水素濃度低下手段により、排気部から排出される混合気中の水素ガス濃度が低下される。
前記水素濃度低下手段は、排気部の排気口部に網状体が設けられて構成され、その網状体により、排気部内における混合気の圧力が高められ、そのように圧力が高められた混合気が網状体を通過して、大気中に排出される。
つまり、燃料極から排出される燃料極排ガスが排気部にて希釈用空気と混合されて水素ガス濃度が低下され、更に、その燃料極排ガスと希釈用空気との混合気が、その圧力が高められて排出速度が速められる状態で、網状体を通過して大気中に排出されることにより、十分に乱流化されて混合が促進されることになり、しかも、そのように十分に乱流化されて大気中に排出されることにより、大気との接触機会が多くなる。
そして、混合気が混合促進されて排気部から排出されることにより、排気部から排出される混合気における水素ガス濃度のばらつきが抑制されることになり、更に、排気部から排出される混合気と大気との接触機会が多くなることにより、混合気が大気中に排出されるや否やその大気との混合が促進されて、大気による混合気の希釈が促進されることになるので、水素ガス濃度が十分に低下される状態で混合気が排気部から排出されるようにすることが可能となり、もって、水素ガス濃度が可燃範囲よりも低い安全な濃度になる状態で、燃料極排ガスが大気中に排出されるようにすることが可能となる。
しかも、網状体による消炎作用により、逆火が防止される。
従って、安全性を向上した状態で燃料極排ガスを大気中に排出することが可能となる燃料電池搭載車を提供することができるようになった。
【００１０】
〔請求項５記載の発明〕
請求項５に記載の燃料電池搭載車は、請求項４において、前記網状体が、前記混合気の流れ方向に間隔を隔てて複数設けられている点を特徴構成とする。
即ち、網状体が混合気の流れ方向に間隔を隔てて複数設けられているので、それら複数の網状体により、排気部内における混合気の圧力が一層高められ、そのように圧力が一層高められた混合気が複数の網状体を通過して、大気中に排出される。
つまり、排気部内における混合気の圧力が一層高められることにより排出速度が一層速められる状態で、混合気が複数の網状体を通過して大気中に排出されるので、混合気の乱流化が更に促進されることになり、それによって、混合気の混合が一層促進されると共に、混合気と大気との接触機会が一層多くなるので、水素ガス濃度が一層低下される状態で混合気が排気部から排出されるようにすることが可能となる。
又、複数の網状体により消炎作用が発揮されるので、逆火防止作用が一段と向上する。
従って、請求項５によるよりも更に安全性を向上した状態で、燃料極排ガスを大気中に排出することできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、燃料電池搭載車は、走行駆動用の電動モータＭを駆動源として車体Ｂを走行させる電気自動車として構成し、前記電動モータＭに電力を供給するための燃料電池１及びそれを発電作動させるための付属設備を備える燃料電池システムＳを搭載してある。前記燃料電池１は、周知であるので詳述はしないが、例えば、固体高分子膜を電解質層（図示省略）とするセル（図示省略）の複数を積層状態に設けた固体高分子型に構成し、各セルの燃料極（図示省略）に燃料ガスとして水素ガス（水素含有ガスに相当する）を供給し、各セルの酸素極（図示省略）に空気を供給して、水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行うように構成してある。ちなみに、各セルは、前記電解質層の両面に前記燃料極と前記酸素極とを振り分け配置して構成してある。
【００１２】
又、このような燃料電池１とは別に２次電池として充電可能なバッテリー２も搭載してあり、燃料電池１の発電が停止してもこのバッテリー２の電力により走行可能であり、バッテリー２の充電状態が十分であれば燃料電池１の発電を停止させることで水素ガスの消費量を抑制するようにしたり、車体走行中にブレーキ操作によって減速するときに電動モータＭから発生する回生電力をバッテリー２に充電することができるように構成してある。
前記走行駆動用の電動モータＭの作動を制御するためのモータ制御部３を設けてあり、このモータ制御部３は、アクセルペダル４の踏み込み量の情報及び車速の検出情報等に基づいて目標走行駆動力を求め、その目標走行駆動力を出力するように走行駆動用の電動モータＭの作動を制御する構成となっている。
【００１３】
次に、前記燃料電池システムＳにおける燃料電池１を発電作動させるための付属設備について説明する。
図２に示すように、前記付属設備は、燃料電池１に燃料ガスとして水素を供給するための燃料ガス供給設備６、燃料電池１に空気を供給するため空気供給設備７、燃料電池１の前記燃料極から排出される燃料極排ガス、並びに、燃料電池の前記酸素極から排出される酸素極排ガス及び電気化学反応により発生した水を外部に排出させるための排気設備８、燃料電池１を冷却するための冷却設備９、各部の動作を電気的に制御するための燃料電池制御部１０の夫々を備えて構成してある。
【００１４】
詳述すると、図２に示すように、前記燃料電池１に供給するための燃料ガスとしての水素含有ガスの一例である水素ガスを高圧状態で充填した状態で貯蔵する水素ボンベ１１を備え、この水素ボンベ１１から水素ガス供給管１２を通して水素ガスを燃料電池１に供給するように構成すると共に、その水素ガス供給管１２には、レギュレータ１３、電磁遮断弁１４を設けてあり、これら水素ボンベ１１、水素ガス供給管１２、レギュレータ１３及び電磁遮断弁１４等により前記燃料ガス供給設備６を構成してある。尚、前記水素ボンベ１１内の水素貯蔵量が減ったときには水素ガスを充填する必要があるが、水素ガスの充填作業は図示しない充填用の供給管を通して行う。
【００１５】
モータ駆動式のコンプレッサ１５によって、エアークリーナ１６及び吸気管１７を通して車体外部から空気を吸引するとともに、その空気を空気供給管１８を通して燃料電池１の前記酸素極に供給するように構成してあり、それらコンプレッサ１５、エアークリーナ１６、吸気管１７、及び、空気供給管１８等により前記空気供給設備７を構成してある。尚、この空気供給設備７から供給される空気は加湿器１９にて加湿された後に燃料電池１の前記酸素極に供給される。
【００１６】
一方、燃料電池１の前記燃料極から排出される燃料極排ガスを導く燃料極排気管２０、及び、燃料電池１の前記酸素極から排出される酸素極排ガスを導く酸素極排気管２１を設け、更に、燃料極排気管２０から燃料極排ガスが供給され、且つ、酸素極排気管２１から酸素極排ガスが希釈用空気として供給されると共に、供給された燃料極排ガス及び酸素極排ガスを混合して、その混合気を大気中に排出する排気部としてのマフラーＥを設けてある。前記燃料極排気管２０には、その流路を開閉自在な燃料極排気遮断弁２２を設けてある。そして、これら燃料極排気管２０、酸素極排気管２１、燃料極排気遮断弁２２及びマフラーＥ等により、排気設備８を構成してある。
又、燃料電池１の前記酸素極にて電気化学反応により発生した水も、酸素極排ガスと共に酸素極排気管２１を通じてマフラーＥに導かれ、そのマフラーＥにて外部に排出されるようになっている。
尚、前記燃料極排気遮断弁２２は、通常は閉状態であり、設定時間が経過する毎に流路を開放させて燃料極排ガスを排出させるようになっている。
【００１７】
又、燃料電池１の内部を冷却するための冷却水を燃料電池１と放熱用のラジエータ２４とにわたって循環させるように冷却水循環路２３を設け、この冷却水循環路２３には、冷却水を強制的に循環通流させる循環ポンプ２５を設けてあり、これら冷却水循環路２３、ラジエータ２４及び循環ポンプ２５等により冷却設備９を構成してある。
【００１８】
尚、詳述はしないが、上記したような気体や液体を通流させるための各設備には、配管内の圧力や温度などの各種の情報を検出するための各種のセンサ類が設けられている。
【００１９】
前記燃料電池１の出力端子と電動モータＭなどの負荷とが電気的に接続される構成となっている。
そして、マイクロコンピュータにて構成された燃料電池制御部１０にて、燃料電池１での発電電圧の検出情報、並びに、各設備に備えられる各種のセンサ類の検出情報に基づいて、前記コンプレッサ１５、前記循環ポンプ２５、及び、前記各設備に備えられる各種の弁等、燃料電池システムＳ全体の運転作動を制御するように構成してある。
【００２０】
図３及び図４に基づいて、マフラーＥについて説明を加える。
マフラーＥに、基本的には、車外に突出する状態で設けられる円筒状の突出筒状体３１と、その突出筒状体３１の内部に先端側部分が突出する状態で配設された円筒状の燃料極排ガス流出管３２とを備えて構成し、突出筒状体３１に酸素極排気管２１を接続すると共に、燃料極排ガス流出管３２に燃料極排気管２０を接続する。そして、酸素極排気管２１を通流する酸素極排ガスを突出筒状体３１内に供給すると共に、燃料極排気管２０を通流する燃料極排ガスを燃料極排ガス流出管３２にて突出筒状体３１内に供給し、それら酸素極排ガスと燃料極排ガスとを突出筒状体３１内で混合して、その混合気を突出筒状体３１から大気中に排出するように構成してある。
【００２１】
マフラーＥには、そのマフラーＥから混合気を拡散させて大気中に排出することにより、マフラーＥから排出される混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成した拡散排出手段３３と、燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合を促進させることにより、マフラーＥから排出される混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成した混合促進手段３４とを設けてある。
【００２２】
マフラーＥについて更に説明を加えると、燃料極排ガス流出管３２の先端側部分を、突出筒状体３１内にその突出筒状体３１と略同軸心状に配設し、燃料極排ガス流出管３２の先端は閉塞すると共に、その周壁に複数の燃料極排ガス流出孔３２ｈを分散状態に形成して、混合促進手段３４としての上流側混合促進手段３４Ｕを構成してある。
つまり、上流側混合促進手段３４Ｕは、突出筒状体３１内を通流する酸素極側排ガスに対して、複数の燃料極排ガス流出孔３２ｈから燃料極排ガスを流出させることにより、燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合を促進するように構成してある。
又、前記燃料極排気遮断弁２２が設定時間ごとに開閉されて、燃料極排ガスが間歇的に排出されるものであるので、燃料極排ガスを、突出筒状体３１内を通流する酸素極側排ガスに対して、複数の燃料極排ガス流出孔３２ｈから流出させることにより、燃料極排ガスが間歇的に排出されるときに発生する音を低減するように構成してある。
【００２３】
又、突出筒状体３１の端部分を、排気上流側筒部分３１Ｕの端部に排気下流側筒部分３１Ｄの長手方向の略中央部を連通接続したＴ字状に形成し、排気下流側筒部分３１Ｄのうちで、その長手方向において、排気上流側筒部分３１Ｕが接続される領域を外れた両側の領域に、混合気を排出する複数の排気孔３１ｈを分散状態に形成して、前記拡散排出手段３３を構成し、且つ、排気下流側筒部分３１Ｄのうちで、その長手方向において、排気上流側部分３１Ｕが接続される領域を排気上流側筒部分３１Ｕから流れる混合気が衝突する衝突壁３１ｗとして形成して、前記混合促進手段３４としての下流側混合促進手段３４Ｄを構成してある。
【００２４】
突出筒状体３１の排気上流側筒部分３１Ｕ及び排気下流側筒部分３１Ｄ夫々は、軸心方向に沿って径が略一定な直円筒状に形成し、排気下流側筒部分３１Ｄの両端は夫々、絞った状態で開口してある。
そして、排気下流側筒部分３１Ｄの側周壁のうちで、排気上流側筒部分３１Ｕが接続される領域を外れた長手方向両側の領域における、排気上流側筒部分３１Ｕの接続側とは反対側（以下、マフラー先端側と称する場合がある）の部分、及び、排気下流側筒部分３１Ｄの両端夫々の開口を絞る絞り部分における前記マフラー先端側の部分に、複数の前記排気孔３１を分散状態に形成してある。
【００２５】
つまり、下流側混合促進手段３４Ｄは、排気上流側筒部分３１Ｕから排気下流側筒部分３１Ｄに流れ込んだ混合気を衝突壁３１ｗに衝突させて、乱流化させることにより、燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合を促進させるように構成してある。
【００２６】
又、拡散排出手段３３は、混合気を複数の排気孔３１ｈから排出させることにより、混合気を拡散させて大気中に排出するように構成してある。そして、排気下流側筒部分３１Ｄの両端が絞られた状態で開口されていて、突出筒状体３１内の混合気の圧力が高められることから、排気孔３１ｈからの混合気の噴出速度が速められるので、混合気の拡散が一層促進することになる。
【００２７】
上述のように構成したマフラーＥは、図１及び図４に示すように、車体Ｂの後部の後部バンパー２６よりも下方に位置させた状態で、排気下流側筒部分３１Ｄが横向きで後部バンパー２６と平行となり、且つ、排気下流側筒部分３１Ｄの側が排気上流側筒部分３１Ｕの側よりも下方となるマフラー先端側下向き姿勢で、排気下流側筒部分３１Ｄの全体を車体Ｂから突出させ且つ排気下流側筒部分３１Ｄにおける排気孔形成部分を後部バンパー２６よりも後方に突出させて、車体Ｂに取り付けてある。
又、マフラーＥを上述のようにマフラー先端側下向き姿勢で車体Ｂに取り付けた状態で、排気下流側筒部分３１Ｄに形成された複数の排気孔３１ｈのうちの一部が、マフラーＥの最下部に位置するようにしてあり、そのようにマフラーＥの最下部に位置する排気孔３１ｈを通じて、燃料電池１にて電気化学反応により発生した水を流下排出させるように構成してある。
【００２８】
以上の説明からわかるように、第１実施形態には、請求項１、２及び３の各発明が記載されている。
【００２９】
以下、本発明の第２及び第３の各実施形態を説明するが、各実施形態においては、排気部としてのマフラーＥの構成が第１実施形態と異なる以外は、第１実施形態と同様に構成してあるので、燃料電池搭載車におけるマフラーＥ以外の構成の説明及び図示は省略し、又、マフラーＥにおいても、第１実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説明する。
【００３０】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を説明する。
図５及び図６に示すように、第２実施形態においては、マフラーＥに、そのマフラーＥから混合気を拡散させて大気中に排出することにより、マフラーＥから排出される混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成した拡散排出手段３３を設けてある。
説明を加えると、マフラーＥは、突出筒状体３１と燃料極排ガス流出管３２とを備えて構成してある。
突出筒状体３１は、直円筒状に形成すると共に、先端を閉口し、燃料極排ガス流出管３２は、突出筒状体３１の後方側からその突出筒状体３１内に突出筒状体３１の軸心に対して斜め前方に向けて燃料極排ガスを流出させるように配設してある。
そして、突出筒状体３１の側周壁における先端側に、混合気を排出する複数の排気孔３１ｈを分散状態で形成して、前記拡散排出手段３３を構成してある。
つまり、前記拡散排出手段３３は、混合気を複数の排気孔３１ｈから排出させることにより、混合気を拡散させて大気中に排出するように構成してある。そして、突出筒状体３１の先端が閉口されていて、突出筒状体３１内の混合気の圧力が高められることから、排気孔３１ｈからの混合気の噴出速度が速められるので、混合気の拡散が一層促進することになる。
【００３１】
上述のように構成したマフラーＥは、図６に示すように、車体Ｂの後部バンパー２６よりも下方に位置させた状態で、突出筒状体３１の先端が車体Ｂの後方を向いて後部バンパー２６よりも後方に突出し、且つ、その先端側が後端側よりも下方となるマフラー先端側下向き姿勢で、先端側の排気孔形成部分を車体Ｂから突出させて、車体Ｂに取り付けてある。
又、マフラーＥを上述のようにマフラー先端側下向き姿勢で車体Ｂに取り付けた状態で、突出筒状体３１に形成された複数の排気孔３１ｈのうちの一部が、マフラーＥの最下部に位置するようにしてあり、そのようにマフラーＥの最下部に位置する排気孔３１ｈを通じて、燃料電池１にて電気化学反応により発生した水を流下排出させるように構成してある。
【００３２】
以上の説明からわかるように、第２実施形態には、請求項１及び３の各発明が記載されている。
【００３３】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を説明する。
図７及び図８に示すように、第３実施形態においては、マフラーＥに、そのマフラーＥから排出される混合気中の水素ガス濃度を低下させる水素濃度低下手段Ｒを設け、マフラーＥの排気口部に、網状体３７を設けて、水素濃度低下手段Ｒを構成してある。
説明を加えると、マフラーＥは、突出筒状体３１と燃料極排ガス流出管３２とを備えて構成してある。
突出筒状体３１は、両端側に円筒状の中間部よりも小径となる円筒状の小径部を備えるように形成し、燃料極排ガス流出管３２は、突出筒状体３１の後方側からその突出筒状体３１内に突出筒状体３１の軸心に対して斜め前方に向けて燃料極排ガスを流出させるように配設してある。
そして、突出筒状体３１の先端の小径部３１Ｓ内に、網状体３７を嵌め込んで、水素濃度低下手段Ｒを構成してある。
つまり、網状体３７を通過する際に混合気の混合が促進されると共に、突出筒状体３１内における混合気の圧力が高められることにより、排出速度が速められる状態で混合気が大気中に排出されるので、混合気の大気中への拡散が促進されることになる。
又、網状体３７による消炎作用により、逆火が防止される。
【００３４】
上述のように構成したマフラーＥは、図７に示すように、車体Ｂの後部バンパー２６よりも下方に位置させた状態で、突出筒状体３１の先端が車体Ｂの後方を向いて後部バンパー２６よりも後方に突出し、且つ、その先端側が後端側よりも下方となるマフラー先端側下向き姿勢で、突出筒状体３１の先端側部分を車体Ｂから突出させて、車体Ｂに取り付けてある。
又、マフラーＥを上述のようにマフラー先端側下向き姿勢で車体Ｂに取り付けた状態で、突出筒状体３１における中間の大径部と先端側の小径部との間の先細り部分の周壁の下部がマフラー先端側下向き姿勢になるようにしてあり、燃料電池１にて電気化学反応により発生した水を、突出筒状体３１内を伝わせてその先端の開口から流下排出させるように構成してある。
【００３５】
以上の説明からわかるように、第３実施形態には、請求項４の発明が記載されている。
【００３６】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  上記の第１実施形態と同様に構成したマフラーＥを、図９に示すように、排気下流側筒部分３１Ｄの一部分が、その長手方向の全長にわたって、後部バンパー２６から横方向に突出する状態で、後部バンパー２６に埋め込んで取り付けても良い。この場合、排気下流側筒部分３１Ｄの両端部は閉口する。又、複数の排気孔３１ｈは、前述のようにマフラーＥを車体Ｂに取り付けた状態で、排気下流側筒部分３１Ｄにおける車体Ｂからの突出部分に位置するように、上記の第１実施形態と同条件にて、排気下流側筒部分３１Ｄに分散状態で形成してある。
上述のようにマフラーＥを車体Ｂに取り付けると、マフラーＥから排出された混合気が車体Ｂの下部に滞留するのが抑制されるので、安全性を一段と向上することが可能となる。
【００３７】
（ロ）  上記の第３実施形態において、図１０に示すように、複数の網状体３７を、突出筒状体３１の先端の小径部３１Ｓ内に、混合気の流れ方向に間隔を隔てて設けても良い。但し、図１０では、２枚の網状体３７を設けた例を示す。
【００３８】
（ハ）  図１１ないし図１３に示すように、上記の第２実施形態において、マフラーＥに、拡散排出手段３３に加えて、燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合を促進させることにより、マフラーＥから排出される混合気中の水素ガス濃度を低下させるように構成した混合促進手段３４を設けても良い。
以下、混合促進手段３４の具体構成について説明を加える。
図１１及び図１２に示すように、燃料極排ガス流出管３２の先端部分をその先端側ほど大径となる先広がり状の漏斗状部３２Ｔに形成し、その漏斗状部３２Ｔ内に、その漏斗状部３２Ｔから流出する燃料極排ガスを旋回させて拡散させるように、フィン体３５を配設して、その漏斗状部３２Ｔ及びフィン体３５にて、前記混合促進手段３４を構成する。
つまり、この混合促進手段３４は、突出筒状体３１内を通流する酸素極側排ガスに対して、燃料極排ガス流出管３２の漏斗状部３２Ｔから燃料極排ガスを旋回させて拡散させるように流出させることにより、燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合を促進するように構成してある。
【００３９】
又、図１３に示すように、突出筒状体３１内に、燃料極排ガス流出管３２の先端開口部及び突出筒状体３１の後方側の開口部に対向させた状態で、衝突板３６を配設して、前記混合促進手段３４を構成する。
つまり、この混合促進手段３４は、燃料極排ガス流出管３２の先端開口部から突出筒状体３１内に流出する燃料極排ガス、及び、後方側の開口部から突出筒状体３１内に流入する酸素極側排ガスを衝突壁３６に衝突させて、乱流化させることにより、燃料極排ガスと酸素極排ガスとの混合を促進させるように構成してある。
【００４０】
（ニ）  上記の第１実施形態において、上流側混合促進手段３４Ｕを、図１１及び図１２にて示す混合促進手段３４と同様の構成、又は、図１３にて示す混合促進手段３４と同様の構成としても良い。
又、上記の第１実施形態において、上流側混合促進手段３４Ｕを省略しても良い。
【００４１】
（ホ）  上記の第２実施形態において、第１実施形態で説明した上流側混合促進手段３４Ｕを設けても良い。
又、上記の第３実施形態において、第１実施形態で説明した上流側混合促進手段３４Ｕ、図１１及び図１２にて示す混合促進手段３４、又は、図１３にて示す混合促進手段３４を設けても良い。
【００４２】
（ヘ）  希釈用空気の具体例としては、上記の実施形態にて例示した如き、燃料電池１の酸素極から排出される酸素極排ガスを用いる場合に限定されるものではない。例えば、コンプレッサ１５によって吸引される空気の一部を用いるようにしても良い。あるいは、前記酸素極排ガス、及び、コンプレッサ１５によって吸引される空気の一部の両方を用いるようにしても良い。
【００４３】
（ト）  燃料電池１の燃料極に燃料ガスとして供給する水素含有ガスとしては、上記の実施形態において例示した純水素ガスに限定されるものではない。例えば、天然ガスやアルコール等の炭化水素系の原燃料を水蒸気を用いて、水素ガスを含有する改質ガスに改質処理して、その改質ガスを水素含有ガスとして用いることができる。この場合は、原燃料を貯留するボンベ等の貯留部、及び、原燃料を水蒸気を用いて改質ガスに改質処理する改質装置を、車体Ｂに搭載することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかる燃料電池搭載車の概略構成を示す側面図
【図２】実施形態にかかる燃料電池搭載車の燃料電池システムの構成図
【図３】第１実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラーの斜視図
【図４】第１実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【図５】第２実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラーの斜視図
【図６】第２実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【図７】第３実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【図８】第３実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラーにおける突出筒状体の先端を示す図
【図９】別実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【図１０】別実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【図１１】別実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【図１２】別実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラーにおける燃料極排ガス流出管の先端を示す図
【図１３】別実施形態にかかる燃料電池搭載車のマフラー周辺の要部の側面図
【符号の説明】
１      燃料電池
３１    突出筒状体
３１ｈ  排気孔
３１ｗ  衝突壁
３１Ｄ  排気下流側筒部分
３１Ｕ  排気上流側筒部分
３３    拡散排出手段
３４    混合促進手段
３７    網状体
Ｅ      排気部
Ｒ      水素濃度低下手段
【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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【図１３】
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