(57)【要約】【課題】解凍性能に優れ、且つ、生産性が良い燃料電池発電システムの純水タンク及びその製造方法を提供する。【解決手段】底面壁１１及び一対のヘッダ座板１２とが一体に形成されたタンクメインプレート部材１３と、タンクメインプレート部材１３の開放された一対の側面に配置された一対の側面壁１４と、一対のヘッダ座板１２間に挿入され、純水貯水部内に互いに間隔を開けて配置された複数の伝熱チューブ１５と、各ヘッダ座板１２の外面に配置され、各ヘッダ座板１２との間で第１加熱冷媒の流通出入口室を形成する一対のヘッダタンク部材１６と、各ヘッダタンク部材１６に接続される一対のヘッダパイプ１７とを備え、タンクメインプレート部材１３と一対の側面壁１４と複数の伝熱チューブ１５と一対のヘッダタンク部材１６と一対のヘッダパイプ１７とは、ろう付けによって接合した。【選択図】      図２
2004296342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面壁（１１）とこの底面壁（１１）の両端より立設され、複数のチューブ挿入孔（２０）が形成された一対のヘッダ座板（１２）とが一体に形成されたタンクメインプレート部材（１３）と、
このタンクメインプレート部材（１３）の開放された一対の側面に配置され、タンクメインプレート部材（１３）とともに内部に純水貯水部（Ａ）を形成する一対の側面壁（１４）と、
一対の前記ヘッダ座板（１２）のチューブ挿入孔（２０）間に挿入され、前記純水貯水部（Ａ）内に互いに間隔を開けて配置された複数の伝熱チューブ（１５）と、
前記一対のヘッダ座板（１２）の外面に配置され、前記各ヘッダ座板（１２）との間で第１加熱冷媒の流通出入口室を形成する一対のヘッダタンク部材（１６）と、
ヘッダタンク部材（１６）に接続される一対のヘッダパイプ（１７）とを備えたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記タンクメインプレート部材（１３）と一対の前記側面壁（１４）と複数の前記伝熱チューブ（１５）と一対のヘッダタンク部材（１６）と一対のヘッダパイプ（１７）とは、ろう付けによって接合されたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記タンクメインプレート部材（１３Ａ）〜（１３Ｃ）には、一対の前記側面壁（１４）が一体に形成され、一対の前記側面壁（１４）が前記底面壁（１１）の両端より立設されたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記各ヘッダ座板（１２）のチューブ挿入孔（２０）の周囲には、バーリング部（２１）が形成されていることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
【請求項５】
請求項１〜請求項４記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記メインタンクプレート部材（１３）と一対の側面壁（１４）とからなるタンク外壁部材（２５）の外周に外層タンク部材（２６）を設け、この外層タンク部材（２６）とタンク外壁部材（２５）との間に第２加熱冷媒の冷媒通路（２７）を形成したことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
【請求項６】
請求項１〜請求項５記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記外層タンク部材（２６）と前記タンク外壁部材（２５）とのいずれか一方に差し込み突起部（２８）を、他方に差し込み孔（２９）を設け、差し込みによって前記外層タンク部材（２６）と前記タンク外壁部材（２５）とが嵌合されたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
【請求項７】
底面壁（１１）とこの底面壁（１１）の両端より立設され、複数のチューブ挿入孔（２０）が形成された一対のヘッダ座板（１２）とが一体に形成されたタンクメインプレート部材（１３）と、このタンクメインプレート部材（１３）の開放された一対の側面に配置され、タンクメインプレート部材（１３）とともに内部に純水貯水部（Ａ）を形成する一対の側面壁（１４）と、一対の前記ヘッダ座板（１２）のチューブ挿入孔（２０）間に挿入され、前記純水貯水部（Ａ）内に互いに間隔を開けて配置された複数の伝熱チューブ（１５）と、この複数の伝熱チューブ（１５）の内部の加熱冷媒通路（Ｂ）が開口された各ヘッダ座板（１２）の外面に配置され、前記各ヘッダ座板（１２）との間で第１加熱冷媒の流通出入口室を形成する一対のヘッダタンク部材（１６）と、この各ヘッダタンク部材（１６）に接続される一対のヘッダパイプ（１７）とを備え、一対の前記ヘッダ座板（１２）と複数の前記伝熱チューブ（１５）とを一体にてろう付けしたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）の製造方法であって、
一対の前記側面壁（１４）と一対のヘッダタンク部材（１６）と一対のヘッダパイプ（１７）は、一対の前記ヘッダ座板（１２）と複数の前記伝熱チューブ（１５）とのろう付けの際に、共に一体にてろう付けしたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池発電システムの純水タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池発電システムでは、燃料電池スタックに供給される燃料ガス及び酸化剤ガスを加湿するために純水が必要不可欠となるが、寒冷地等で車両を長時間停車した状態では純水タンク内の純水が凍結する。
【０００３】
従って、燃料電池発電システムの始動性を改善するためには、純水タンク内の純水の解凍促進が要求される。そのため、従来では純水タンクとして容量の大きい主タンクとこの主タンクより容量の小さい予備タンクとを備え、主タンクを加熱された冷却水によって、補助タンクをヒータによって暖めることによって純水を解凍する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ヒータを使用する純水タンクの解凍手段は、電線を引き回す必要があると共にヒータの箇所で漏電等の電気事故が発生しないような構造にする必要があるのに対し、冷却水を使用する解凍手段はこのような配慮が必要ない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４９９７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例の冷却水を使用する解凍手段は、主タンクを冷却水の配管の近傍に単に配置しているに過ぎないので、解凍性能が低く、純水を迅速に解凍することができないという問題があった。
【０００７】
ここで、解凍性能を向上したものとするには、冷却水通路と純水貯水部との接触表面積を大きく取り、且つ、純水貯水部の外周に冷却水通路を配置して外部からの冷気によって純水貯水部の純水が再凍結しない構造とすることが考えられるが、その具体的構造が未だ提案されていない。
【０００８】
又、純水タンクの構成は、解凍性能に優れていると同時に生産性にも優れていることが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、解凍性能に優れた燃料電池発電システムの純水タンク及びその製造方法を提供することを目的とする。又、本発明は、解凍性能に優れ、且つ、生産性が良い燃料電池発電システムの純水タンク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、底面壁とこの底面壁の両端より立設され、複数のチューブ挿入孔が形成された一対のヘッダ座板とが一体に形成されたタンクメインプレート部材と、このタンクメインプレート部材の開放された一対の側面に配置され、タンクメインプレート部材とともに内部に純水貯水部を形成する一対の側面壁と、一対の前記ヘッダ座板のチューブ挿入孔間に挿入され、前記純水貯水部内に互いに間隔を開けて配置された複数の伝熱チューブと、前記一対のヘッダ座板の外面に配置され、前記各ヘッダ座板との間で第１加熱冷媒の流通出入口室を形成する一対のヘッダタンク部材と、ヘッダタンク部材に接続される一対のヘッダパイプとを備えたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記タンクメインプレート部材と一対の前記側面壁と複数の前記伝熱チューブと一対のヘッダタンク部材と一対のヘッダパイプとは、ろう付けによって接合されたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記タンクメインプレート部材には、一対の前記側面壁が一体に形成され、一対の前記側面壁が前記底面壁の両端より立設されたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記各ヘッダ座板のチューブ挿入孔の周囲には、バーリング部が形成されていることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記メインタンクプレート部材と一対の側面壁とからなるタンク外壁部材の外周に外層タンク部材を設け、この外層タンク部材とタンク外壁部材との間に第２加熱冷媒の冷媒通路を形成したことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記外層タンク部材と前記タンク外壁部材とのいずれか一方に差し込み突起部を、他方に差し込み孔を設け、差し込みによって前記外層タンク部材と前記タンク外壁部材とが嵌合されたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１６】
請求項７の発明は、底面壁とこの底面壁の両端で折曲され、複数のチューブ挿入孔が形成された一対のヘッダ座板とが一体に形成されたタンクメインプレート部材と、このタンクメインプレート部材の開放された一対の側面に配置され、タンクメインプレート部材とともに内部に純水貯水部を形成する一対の側面壁と、一対の前記ヘッダ座板のチューブ挿入孔間に挿入され、前記純水貯水部内に互いに間隔を開けて配置された複数の伝熱チューブと、この複数の伝熱チューブの内部の冷媒流路が開口された各ヘッダ座板の外面に配置され、前記各ヘッダ座板との間で第１加熱冷媒の流通出入口室を形成する一対のヘッダタンク部材と、この各ヘッダタンク部材に接続される一対のヘッダパイプとを備え、一対の前記ヘッダ座板と複数の前記伝熱チューブとを一体にてろう付けしたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクの製造方法である。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７記載の燃料電池発電システムの純水タンクの製造方法であって、一対の前記側面壁と一対のヘッダタンク部材と一対のヘッダパイプは、一対の前記ヘッダ座板と複数の前記伝熱チューブとのろう付けの際に、共に一体にてろう付けしたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクの製造方法である。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、複数の伝熱チューブの外周表面積が全て純水貯水部と加熱冷媒通路との接触表面積となり、且つ、純水貯水部の２側面に加熱冷媒の流通出入口室が形成されるため、解凍性能に優れている。又、加熱冷媒通路は構造物として強固な伝熱チューブによって形成されるため、耐圧性能に優れた構造になる。更に、底面壁と一対のヘッダ座板との間の接合作業が不要であるため、生産性に優れている。
【００１９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、構成部品の部材間の組み付けとろう付け作業を容易にまとめることができ、生産性が良い。つまり、解凍性能に優れ、且つ、生産性が良い純水タンクを提供できる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、底面壁と一対の側面壁との間の接合作業が不要であるため、生産性の向上になる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、ヘッダ座板のチューブ挿入孔の周囲にバーリング部によって傾斜面が形成されるため、伝熱チューブの挿入作業が容易である。又、伝熱チューブがチューブ挿入孔に挿入されると、バーリング部と伝熱チューブとの間にろう溜まり溝ができるため、ろう付け性が向上する。
【００２２】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４の発明の効果に加え、純水貯水部の外周に第２加熱冷媒の冷媒通路が形成されるため、解凍性能を飛躍的に向上させることができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、外層タンク部材とタンク外壁部材との組み付け作業が向上する。
【００２４】
請求項７の発明によれば、複数の伝熱チューブの外周表面積が全て純水貯水部と加熱冷媒通路との接触表面積となり、且つ、純水貯水部の側面の全周に加熱冷媒通路及びその流通出入口室が形成されるため、解凍性能に優れている。又、複数の伝熱チューブとタンクメインプレートの一対のヘッダ座板とが一度のろう付け作業で組み付けされるため、生産性が良い。
【００２５】
請求項８の発明によれば、請求項７の発明の効果に加え、タンクメインプレート部材の一対のヘッダ座板と複数の伝熱チューブとの間を含め、一対の側面壁と一対のヘッダタンク部材と一対のヘッダパイプとが一度のろう付け作業で組み付けされるため、更に生産性の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１〜図６は本発明の第１実施形態を示し、図１は本発明の純水タンク１０を備えた燃料電池発電システムの概略構成図、図２は純水タンク１０の分解斜視図、図３は純水タンク１０の断面図、図４はタンクメインプレート部材１３に伝熱チューブ１５を挿入直前の状態を示す断面図、図５はタンクメインプレート部材１３に伝熱チューブ１５を挿入した状態を示す断面図、図６は純水タンク１０の組立途中過程の斜視図である。
【００２８】
図１において、燃料電池スタック１１０は、燃料ガスとして圧縮水素タンク１２０より純水素が導入される燃料極１１１と、酸化剤ガスとして外部から取り入れた空気が導入される空気極１１２とを備え、これら燃料極１１１に導入された純水素と空気極１１２に導入された空気中の酸素とを、図外の電解質膜を介して反応させることにより発電させる。
【００２９】
燃料電池スタック１１０に供給される前記水素および空気は、発電作用の活性化および電解質膜の劣化防止のため加湿器１３０で加湿され、この加湿器１３０に純水タンク１０に貯留された純水が、純水導出パイプ１３２と純水汲み上げポンプ１３１とにより供給される。
【００３０】
氷点下の外気温条件下で、燃料電池発電システムを停止して長時間停車すると、燃料電池スタック１１０等のコンポーネントにて破裂を招くおそれがあるため、その対策として運転終了時に純水経路内の純水を抜き取っておくことが必要で、その抜き取った純水は前記純水タンク１０に貯留される。
【００３１】
また、前記燃料電池スタック１１０では、発電時に発熱するため、この燃料電池スタック１１０にラジエータ１１４から冷却液ポンプ１４１により冷却液を循環させ、燃料電池スタック１１０を冷却するようにしている。
【００３２】
このラジエータ１４０と燃料電池スタック１１０とを循環する冷却液として不凍液が用いられている。
【００３３】
また、冷却液経路１４２にはラジエータ１４０をバイパスするバイパス通路１４３を設け、３方弁１４４により燃料電池発電システムの始動時にのみラジエータ１４０をバイパスさせるようにしている。
【００３４】
更に、バイパス通路１４３に不凍液を加熱するための電熱または水素燃料熱を利用したヒータ１４５を設置することで、燃料電池スタック１１０の暖機促進を図れるようにしている。
【００３５】
尚、図１中、細い実線αは空気の流通経路、一点鎖線βは水素の流通経路、破線γは不凍液の流通経路、太い実線δは加湿用の純水の流通経路を示す。
【００３６】
図２〜図４に示すように、純水タンク１０は、底面壁１１及び一対のヘッダ座板１２が一体に形成されたタンクメインプレート部材１３と、このタンクメインプレート部材の開放された一対の側面に配置され、タンクメインプレート部材１３と共に内部に純水貯水部Ａを形成する一対の側面壁１４と、一対のヘッダ座板１２間に貫通された複数の伝熱チューブ１５と、複数の伝熱チューブ１５の内部の加熱冷媒通路Ｂが開口されたヘッダ座板１２の外面に配置された一対のヘッダタンク部材１６と、この各ヘッダタンク部材１６に接続されるヘッダパイプ１７と、タンクメインプレート部材１３と一対の側面壁１４とに囲まれた上面に配置され、純水注水部Ａの上面を覆う上蓋部材１８と、この上蓋部材１８に接続された２つの純水用パイプ１９ａ，１９ｂとを備えている。
【００３７】
そして、タンクメインプレート部材１３、一対の側面壁１４、複数の伝熱チューブ１５、一対のヘッダタンク部材１６及び一対のヘッダパイプ１７の間は、互いの部材の接触面をろう付けによって接合されている。このろう付けに際しては、各部材を点溶接やかしめ等で仮組み付けした後に、熱処理を施す。又、タンクメイン部材１３及び一対の側面壁１４と上蓋部材１８との間は、互いの部材の接触面を溶接によって接合されている。
【００３８】
タンクメインプレート部材１３は、上述したように、底面壁１１とこの両端より折曲されて立設された一対のヘッダ座板１２から構成され、一対のヘッダ座板１２の互いの対向位置にはチューブ挿入孔２０が複数形成されている。この互いに対向するチューブ挿入孔２０に伝熱チューブ１５が挿入されている。つまり、一対のヘッダ座板１２は、純水貯水部Ａの側壁としての機能と伝熱チューブ１５のヘッダとしての機構を兼用する。
【００３９】
複数の伝熱チューブ１５は、純水貯水部Ｂ内で互いに間隔を開けて並設され、各伝熱チューブ１５の内部には第１加熱冷媒（例えば冷却水）が流通する加熱冷媒通路Ｂが形成されている。伝熱チューブ１２は、偏平長尺形状を有し、水平方向が幅狭で、上下方向が幅広の状態で配置されている。そして、両端に配置された伝熱チューブ１５は、その幅広面が側面壁１５に密着状態で配置されている。
【００４０】
各ヘッダタンク部材１６は、各ヘッダ座板１２との間で第１加熱冷媒の流通出入口室（図示せず）を形成している。各ヘッダタンク部材１６には流通出入口室（図示せず）に開口する孔１６ａが形成されており、この各孔１６ａに一対のヘッダパイプ１７がそれぞれ接続されている。
【００４１】
一対のヘッダパイプ１７は、一方が冷媒流入用であり、他方が冷媒流出用である。
【００４２】
上蓋部材１８は、２つの孔１８ａが開口された略方形プレート形状を有し、各孔１８ａに純水用パイプ１９ａ，１９ｂが接続されている。
【００４３】
一方の純水用パイプ１９ａは、一方が純水吸い出し用であり、他方の純水用パイプ１９ｂは、純水戻り用である。純水吸い出し用パイプ１９ａが前記した純水導出パイプ１３２に接続される。
【００４４】
また、純水タンク１０を構成する各部材は、ステンレス鋼材やアルミ材等にて形成される。ステンレス鋼材を使用した場合には、純水タンク１０の材質中からイオンが溶け出ないので、純水中や加熱冷媒中の溶けたイオンが燃料電池、配管などに悪影響を及ぼすことがない。但し、アルミ材などを使用した場合には、純水タンク１０の材質中からイオンが溶け出し、純水中や加熱冷媒中等に溶けたイオンが燃料電池や配管に悪影響を及ぼすので、純水貯水部Ａと加熱冷媒通路Ｂ及び加熱冷媒出入口室（図示せず）との内面には、壁面側の材質のイオンが溶け出ないように表面処理が施される。
【００４５】
次に、燃料電池発電システムが起動された際の純水タンク１０の動作を説明する。燃料電池発電システムが起動されると、第１加熱冷媒（例えば暖められた冷却水）が加熱冷媒流入用のヘッダパイプ１７より純水タンク１０内に流入される。流入された第１加熱冷媒は、一方のヘッダタンク部材１６内の流通出入口室（図示せず）に流入した後に複数の伝熱チューブ１５内の各加熱冷媒通路Ｂに入り、この加熱冷媒通路Ｂを上流から下流に流れる。加熱冷媒通路Ｂを流通する過程で伝熱チューブ１５を介して純水貯水部Ａの純水との間で熱交換が行われる。加熱冷媒通路Ｂを流れた第１加熱冷媒は、他方のヘッダタンク部材１６内の流通出入口室（図示せず）に入り、その後に冷媒流出用のヘッダパイプ１７より流出される。
【００４６】
上記純水タンク１０では、複数の伝熱チューブ１５の外壁表面積が全て純水貯水部Ａと加熱冷媒通路Ｂとの接触表面積となり、且つ、純水貯水部Ａの２側面に第１加熱冷媒の流通出入口室（図示せず）が形成される。従って、優れた解凍性能が得られる。
【００４７】
又、加熱冷媒通路Ｂは構造物として強固な伝熱チューブ１５によって形成されるため、耐圧性能に優れた構造になる。
【００４８】
更に、底面壁１１と一対のヘッダ座板１２が一体に形成されているので、底面壁１１と一対のヘッダ座板１２との間の接合作業が不要であるため、生産性に優れている。ここで、伝熱チューブ１５とヘッダ座板１２を溶接などする場合には、位置決めなどに複雑な治具が通常必要であり、その治具が溶接などの支障になる等の問題が発生するが、本発明では簡単な治具で組立が可能であり、このような不具合が発生しない。
【００４９】
又、上記実施形態では、両端に配置された伝熱チューブ１５が純水貯水部Ａの２側面に配置されている。従って、純水貯水部Ａの純水の側面の全周と外気との間には、大部分の範囲で加熱冷媒層が介在するため、非常に優れた解凍性能が得られる。ここで、純水貯水部Ａの底面壁１１側には、加熱冷媒層が形成されておらず、解凍が外気の冷気によって遅れ、若しくは阻害されるため、底面壁１１の下面側を断熱材などで被えば解凍性能の低下を極力防止できる。
【００５０】
次に、純水タンク１０の組立手順を説明する。図４に示すように、複数の伝熱チューブ１５の両端を一対のヘッダ座板１２のチューブ挿入孔２０にそれぞれ挿入し、図５に示すように、各伝熱チューブ１５を一対のヘッダ座板１２の間に嵌合する。これにより、複数の伝熱チューブ１５と一対のヘッダ座板１２とが図６に示す仮組み付け状態となり、この仮組み付け状態で伝熱チューブ１５とヘッダ座板１２とを一体でろう付けする。
【００５１】
次に、複数の伝熱チューブ１５と一対のヘッダ座板１２との組み付け体に、一対の側面壁１４を仮組み付けし、且つ、ヘッダタンク部材１６と一対のヘッダパイプ１７を仮組み付け状態とする。そして、この仮組み付け状態を保持するように拘束力を作用させ、ろう付け作業を行う。このろう付け作業によって、タンクメインプレート部材１３、複数の伝熱チューブ１５、一対の側面壁１４、一対のヘッダタンク部材１６及び一対のヘッダパイプ１７が一体に組み付けされる。
【００５２】
次に、タンクメイン部材１３、複数の伝熱チューブ１５、一対の側面壁１４、一対のヘッダタンク部材１６及び一対のヘッダパイプ１７の組み付け体に、そのタンクメインプレート部材１３及び一対の側面壁１４の上面に上蓋部材１８を配置して純水貯水部Ａを被う。そして、タンクメインプレート部材１３の一対のヘッダ座板１２及び一対の側面壁１４と上蓋部材１８との間を溶接で接合すれば完了する。尚、一対の純水用パイプ１９ａ，１９ｂは、上蓋部材１８を溶接する前段階、若しくは、溶接した後段階で固定される。
【００５３】
以上、複数の伝熱チューブ１５とタンクメインプレート部材１３の一対のヘッダ座板１２とが一度のろう付け作業で組み付けされるため、生産性が良い。
【００５４】
また、一対の側面壁１４，一対のヘッダタンク部材１６及び一対のヘッダパイプ１７は、複数の伝熱チューブ１５とタンクメインプレート部材１３の一対のヘッダ座板１４とのろう付けの際に、共に一体に組み付け、且つ、ろう付け作業を行うようにしても良い。このようにすれば、タンクメインプレート部材１３、複数の伝熱チューブ１５、一対の側面壁１４、一対のヘッダタンク部材１６、及び、一対のヘッダパイプ１７が一度のろう付け作業で組み付けされるため、更に生産性が良い。
【００５５】
図７及び図８は第１実施形態の第１変形例を示し、図７はタンクメインプレート部材１３の断面図、図８はタンクメインプレート部材１３に伝熱チューブ１５を挿入した状態を示す一部拡大断面図である。
【００５６】
図７に示すように、タンクメインプレート部１３の一対のヘッダ座板１２には、第１実施形態と同様に、チューブ挿入孔２０がそれぞれ設けられているが、各チューブ挿入孔の周囲にはバーリング部２１がそれぞれ設けられている。各バーリング部２１は、チューブ挿入孔２０より遠い外周部分から近い内周部分に向かうに従って伝熱チューブ１５の挿入方向に傾斜されている。
【００５７】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、重複説明を回避するべく説明を省略する。
【００５８】
この第１変形例によれば、ヘッダ座板１２のチューブ挿入孔２０の周囲にバーリング部２１によって傾斜面２２が形成されるため、伝熱チューブ１５の挿入作業が容易である。又、伝熱チューブ１５がチューブ挿入孔２０に挿入されると、バーリング部２１の傾斜面２２と伝熱チューブ１５との間にろう溜まり溝ができるため、ろう付け性が向上する。
【００５９】
図９及び図１０は第１実施形態の第２変形例を示し、図９はタンクメインプレート部材１３Ａの折曲前を示す展開図、図１０はタンクメインプレート部材１３Ａの折曲後の斜視図である。
【００６０】
図９及び図１０に示すように、タンクメインプレート部材１３Ａは、底面壁１１とこの両端で折曲されて立設された一対のヘッダ座板１２と、底面壁１１の両端で折曲されて立設された一対の側面壁１４と、この各側面壁１４に連接されたろう付け部２３とが一体に構成されている。つまり、前記第１実施形態と比較して、タンクメインプレート部１３Ａには一対の側面壁１４が一体に形成されている。
【００６１】
タンクメインプレート部材１３Ａの組立作業を説明すると、図９に示す平面状のタンクメインプレート部材１３Ａの底面壁１１に対し一対のヘッダ座板１２を互いに対向させる方向に９０度折曲する。一対の側面壁１４も折り返しを介して互いに対向させる方向に９０度折曲し、且つ、両側のろう付け部２３を折り返す。そして、一対のヘッダ座板１２と一対の側面壁１４のろう付け部２３とをろう付けで接合すれば、図１０に示すタンクメインプレート部材１３Ａが作製される。尚、一対のヘッダ座板１２と一対の側面壁１４のろう付け部２３とは、溶接などで接合しても良い。
【００６２】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、重複説明を回避するべく説明を省略する。
【００６３】
この第２変形例によれば、底面壁１１と一対の側面壁１４との間の接合作業が不要であるため、第１実施形態のものに較べてより生産性の向上になる。
【００６４】
図１１及び図１２は第１実施形態の第３変形例を示し、図１１はタンクメインプレート部材１３Ｂの折曲前を示す展開図、図１２はタンクメインプレート部材１３Ｂの折曲後の斜視図である。
【００６５】
図１１及び図１２に示すように、タンクメインプレート部材１３Ｂは、底面壁１１とこの両端で折曲されることによって立設された一対のヘッダ座板１２と、底面壁１１の両端で折曲されることによって立設された一対の側面壁１４とが一体に構成されている。つまり、第１実施形態と比較して、タンクメインプレート部材１３Ｂには一対の側面壁１４が一体に形成されている。但し、第２変形例と比較して、一対の側面壁１４にはろう付け部が連接されていない。
【００６６】
タンクメインプレート部材１３Ｂの組立作業を説明すると、図１１に示す平面状のタンクメインプレート部材１３Ｂの底面壁１１に対し一対のヘッダ座板１２を互いに対向させる方向に９０度折曲する。一対の側面壁１４も折り返しを介して互いに対向させる方向に９０度折曲する。そして、一対のヘッダ座板１２と一対の側面壁１４とを溶接などによって接合すれば、図１２に示すタンクメインプレート部材１３Ｂが作製される。
【００６７】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、重複説明を回避するべく説明を省略する。
【００６８】
この第３変形例によれば、第２変形例と同様に、底面壁１１と一対の側面壁１４との間の接合作業が不要であるため、第１実施形態のものに較べてより生産性の向上になる。
【００６９】
図１３及び図１４は第１実施形態の第４変形例を示し、図１３はタンクメインプレート部材１３Ｃの折曲後の斜視図、図１４は図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【００７０】
図１３に示すように、タンクメインプレート部材１３Ｃは、底面壁１１とこの両端で折曲されることによって立設された一対のヘッダ座板１２と、底面壁１１の両端で折曲されることによって立設された一対の側面壁１４と、この各側面壁１４に連接されたろう付け部２３とが一体に構成されている。つまり、第１実施形態の第２変形例と基本的に同様の構成を有している。但し、底面壁１２と一対の側面壁１４には複数の凸部２４がそれぞれ形成されている。そして、一対のヘッダ座板１２と一対の側面壁１４のろう付け部２３とがろう付けされることによって接合される。
【００７１】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、重複説明を回避するべく説明を省略する。
【００７２】
この第４変形例によれば、前記第１実施形態の第２変形例と同様に、底面壁１１と一対の側面壁１４との間の接合作業が不要であるため、第１実施形態のものに較べてより生産性の向上になる。又、底面壁１２と一対の側面壁１４には複数の凸部２４がそれぞれ形成されているので、タンクメインプレート部１３Ｃの強度の向上になる。
【００７３】
図１５〜図１７は本発明の第２実施形態を示し、図１５は純水タンク１０の組立過程を示す斜視図、図１６はヘッダ座板１２の要部拡大斜視図、図１７は純水タンク１０の断面図である。
【００７４】
図１５及び図１７に示すように、メインタンクプレート部材１３と一対の側面壁１４とからなるタンク外壁部材２５の外周には外層タンク部材２６が設けられている。この外層タンク部材２６は底面壁２６ａとこの両端で折曲されて立設された一対の側面壁２６ｂとから一体に形成されている。外層タンク部材２６とタンク外壁部材２５との間の３面には空気などの第２加熱冷媒の冷媒通路２７が形成されている。
【００７５】
タンク外壁部材２５の一対のヘッダ座板１２と一対の側面壁１４には差し込み突起部２８が適所に設けられ、外層タンク部材２６には差し込み孔２９が適所に設けられている。そして、各差し込み突起部２８に各差し込み孔２９が差し込まれることによってタンク外壁部材２５と外層タンク部材２６とが嵌合されている。  又、図１６に詳しく示すように、差し込み突起部２８が突設されたヘッダ座板１２の端部には冷媒流通溝３０が形成されている。この冷媒流通溝３０によって左右側面側の冷媒通路２７に第２加熱冷媒が流通するようになっている。
【００７６】
又、底面壁２６ａには上面に突出する突起３１が多数設けられ、この各突起３１の上面がタンクメインプレート部材１３の底面壁１２に密接されている。
【００７７】
タンクメインプレート部材１３及び一対の側面壁１４と外層タンク部材２６とは、差し込み突起２８や突起部３１の接触面をも含めた各接触箇所がろう付けによって接合されている。
【００７８】
他の構成は、前記第１実施形態と同一であるため、重複説明を回避するべく説明を省略する。
【００７９】
この第２実施形態では、メインタンクプレート部材１３と一対の側面壁１４とからなるタンク外壁部材２５の外周に外層タンク部材２６が設けられ、この外層タンク部材２６とタンク外壁部材２５との間に第２加熱冷媒の冷媒通路２７（図１７に示す）が形成されている。従って、純水貯水部Ａの外周に第２加熱冷媒の冷媒通路２７が形成されるため、解凍性能を飛躍的に向上させることができる。
【００８０】
タンク外壁部材２５に差し込み突起部２８が、外層タンク部材２６に差し込み孔２９が設けられ、差し込みによって外層タンク部材２６とタンク外壁部材２５とが嵌合されているので、外層タンク部材２６とタンク外壁部材２５との組み付け作業性が良く、又、ろう付け作業性が良い。特に、ろう付け作業時に、差し込み突起２８や突起部３１の接触面をも一体にろう付けできるため、溶接工程を大幅に削減でき、コスト削減にもなる。
【００８１】
尚、第２実施形態では、外層タンク部材２６は、底面壁２６ａと一対の側面壁２６ｂの一体構造であるがこれらが別体であっても良いことはもちろんである。尚、第２実施形態では、タンク外壁部材２５に差し込み突起部２８が、外層タンク部材２６に差し込み孔２９が設けられているが、タンク外壁部材２５に差し込み孔２９を、外層タンク部材２６に差し込み突起２８を設けても良いことはもちろんである。
【００８２】
尚、第２実施形態では、タンクメインプレート部材１３と一対の側面壁１４が別体であるが、第１実施形態の第２変形例から第４変形例のように一体形成のものであっても良いことはもちろんである。
【００８３】
尚、前記各実施形態では、純水貯水部Ａと加熱冷媒通路Ｂ及び加熱冷媒出入口室（図示せず）との双方の内面に、壁面側の材質のイオンが溶け出ないように表面処理が施されているが、純水貯水部Ａと加熱冷媒通路Ｂ及び加熱冷媒出入口室との少なくとも一方の内面に表面処理を施しても良く、このようにすれば溶け出たイオンによる悪影響を極力防止できる。
【００８４】
尚、前記各実施形態では、燃料電池発電システムは電気自動車に搭載される場合として説明したが、家庭用などの燃料電池発電システムとして利用されるものであっても本発明は同様に適用できることはもちろんである。
【００８５】
また、各実施形態では一対のヘッダタンク部材１６に各々ヘッダパイプ１７を設けたが、一方のヘッダに仕切りを設けて、仕切りを設けたヘッダタンク部材１６に一対のヘッダパイプ１７を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、本発明の純水タンクを備えた燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、純水タンクの分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、純水タンクの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、タンクメインプレート部材に伝熱チューブを挿入直前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、タンクメインプレート部材に伝熱チューブを挿入した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、純水タンクの組立途中過程の斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態の第１変形例を示し、タンクメインプレート部材の断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第１変形例を示し、タンクメインプレート部材に伝熱チューブを挿入した状態を示す一部拡大断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の第２変形例を示し、タンクメインプレート部材の折曲前を示す展開図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第２変形例を示し、タンクメインプレート部材の折曲後の斜視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の第３変形例を示し、タンクメインプレート部材の折曲前を示す展開図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の第３変形例を示し、タンクメインプレート部材の折曲後の斜視図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の第４変形例を示し、タンクメインプレート部材の折曲後の斜視図である。
【図１４】本発明の第１実施形態の第４変形例を示し、図１３のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態を示し、純水タンクの組立過程を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２実施形態を示し、ヘッダ座板の要部拡大斜視図である。
【図１７】本発明の第２実施形態を示し、純水タンクの断面図である。
【符号の説明】
１０  純水タンク
１１  底面壁
１２  ヘッダ座板
１３，１３Ａ〜１３Ｃ  タンクメインプレート部材
１４  側面壁
１５  伝熱チューブ
１６  ヘッダタンク部材
１７  ヘッダパイプ
２０  チューブ挿入孔
２１  バーリング部
２５  タンク外壁部材
２６  外層タンク部材
２７  冷媒通路
２８  差し込み突起部
２９  差し込み孔
Ａ  純水貯水部
Ｂ  加熱冷媒通路
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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