(57)【要約】【課題】  床下機器が配置されている鉄道車両でも十分な容積を確保することができる、燃料電池電車に搭載する液体水素容器を提供する。【解決手段】  燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、燃料電池電車１の底面３において、進行方向前方の一方の側と後方の他方の側とに床下機器４と５，６が搭載され、この床下機器４と床下機器５，６との間に空間部Ｂを有する場合に、一本の液体水素容器７が進行方向前方の直線状の液体水素容器部７Ａおよび進行方向後方の直線状の液体水素容器部７Ｂに加えて、それらの間にオフセット状の液体水素容器部７Ｃを具備する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池電車の底面に配置される床下機器の間の空間部にも液体水素容器の一部を配置した１本の液体水素容器を具備することを特徴とする燃料電池電車に搭載する液体水素容器。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、前記液体水素容器が断熱配管を組み合わせて構成されることを特徴とする燃料電池電車に搭載する液体水素容器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、前記燃料電池電車の底面において、進行方向前方の一方の側と後方の他方の側とに前記床下機器が搭載され、該床下機器の間に前記空間部を有する場合に、前記一本の液体水素容器が、進行方向前方の直線状の液体水素容器部および進行方向後方の直線状の液体水素容器部に加えてそれらの間にオフセット状の液体水素容器部を具備することを特徴とする燃料電池電車に搭載する液体水素容器。
【請求項４】
請求項１又は２記載の燃料電池電車の底面に搭載する液体水素容器において、前記燃料電池電車の底面において、進行方向前方および後方の同じ側に前記床下機器が搭載され、該床下機器の間に前記空間部を有する場合に、前記一本の液体水素容器が、進行方向前方の直線状の液体水素容器部および進行方向後方の直線状の液体水素容器部に加えて、それらの間に突出状の液体水素容器部を具備することを特徴とする燃料電池電車に搭載する液体水素容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池電車に搭載する液体水素容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、燃料電池電車の開発が行われている（下記非特許文献１，２参照）。
燃料電池電車に搭載された燃料電池、特に固体高分子膜型燃料電池に供給される水素は高圧（約３５ＭＰａ）の圧縮水素として圧縮水素容器に搭載するようにしていた。また、類似の燃料電池自動車でも、同じく水素を高圧にして圧縮水素容器に搭載するようにしている。
【０００３】
一方、燃料電池自動車や水素エンジン自動車において、液体水素を液体水素容器に貯蔵した例もあるが、搭載される液体水素容器はいずれも俵型のような単純な形状であり、車両に搭載する場合、艤装位置の制約があった。
図５は従来の液体水素容器を搭載する燃料電池電車（その１）の側面図、図６はその燃料電池電車の底面図である。
【０００４】
これらの図において、１０１は燃料電池電車、１０２は燃料電池電車１０１の車輪、１０３は燃料電池電車１０１の底面、１０４，１０５，１０６はその底面１０３に配置された電気機器等の床下機器（空気だめ、砂箱、まくらばり、速度発電機等）、１０７，１０８は液体水素容器である。
図７は従来の液体水素容器を搭載する燃料電池電車（その２）の側面図、図８はその燃料電池電車の底面図である。
【０００５】
これらの図において、２０１は燃料電池電車、２０２は燃料電池電車２０１の車輪、２０３は燃料電池電車２０１の底面、２０４，２０５，２０６はその底面２０３に配置された電気機器等の床下機器（空気だめ、砂箱、まくらばり、速度発電機等）、２０７は液体水素容器である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山本  貴光，古谷  勇真，米山  崇，小川  賢一、「燃料電池車両の開発〜１００ｋＷ級燃料電池による走行試験結果概要〜」，ＲＲＲ  ２００７．８，ｐｐ．１４−１７
【非特許文献２】山本  貴光，長谷川  均，古谷  勇真，小川  賢一、「燃料電池・バッテリーハイブリッド試験電車の概要」，ＲＲＲ  ２００９．３，ｐｐ．２−５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の高圧の圧縮水素容器は、その圧力により容器が破壊されないように、球形や俵型の形状に限られているため、圧縮水素容器として自由な形状が選べず、容積効率が低い。
また、液体水素は、常温常圧の気体水素に比べて約７７８分の１の容積となるため、小型の貯蔵装置で済み、鉄道車両のような移動体に搭載する場合に有利であるが、一方で、液体水素は極低温（２０Ｋ）の物質であるため、断熱容器でなければ貯蔵することができない。このため、これまでは図６，８に示す液体水素容器１０７，１０８，２０７のような単純な形状のものしかなかった。燃料電池電車に搭載する場合、例えば、車両の床下機器として、駆動用インバータ装置のような電気機器等が既に配置されているため、単純な形状の断熱容器では十分な容積を確保することができない。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みて、床下機器が配置されている鉄道車両でも十分な容積を確保することができる、燃料電池電車に搭載する液体水素容器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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕燃料電池電車に搭載される液体水素容器において、燃料電池電車の底面に配置される床下機器の間の空間部にも液体水素容器の一部を配置した１本の液体水素容器を具備することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載の燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、前記液体水素容器が断熱配管を組み合わせて構成されることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、前記燃料電池電車の底面において、進行方向前方の一方の側と後方の他方の側とに前記床下機器が搭載され、この床下機器の間に前記空間部を有する場合に、前記一本の液体水素容器が、進行方向前方の直線状の液体水素容器部および進行方向後方の直線状の液体水素容器部に加えてそれらの間にオフセット状の液体水素容器部を具備することを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載の燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、前記燃料電池電車の底面において、進行方向前方および後方の同じ側に前記床下機器が搭載され、この床下機器の間に前記空間部を有する場合に、前記一本の液体水素容器が、進行方向前方の直線状の液体水素容器部および進行方向後方の直線状の液体水素容器部に加えて、それらの間に突出状の液体水素容器部を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料電池電車に搭載する液体水素容器において、気体水素より容積の小さい液体水素を搭載するので、圧縮水素容器と比べて小型の液体水素容器とすることができる。また、単純な形状の液体水素容器と比べて床下機器が配置されている鉄道車両でも十分な容積を確保することができ、より多くの水素を貯蔵することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例を示す液体水素容器を搭載する燃料電池電車の側面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す液体水素容器を搭載する燃料電池電車の底面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す液体水素容器を搭載する燃料電池電車の側面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す液体水素容器を搭載する燃料電池電車の底面図である。
【図５】従来の液体水素容器を搭載する燃料電池電車（その１）の側面図である。
【図６】従来の液体水素容器を搭載する燃料電池電車（その１）の底面図である。
【図７】従来の液体水素容器を搭載する燃料電池電車（その２）の側面図である。
【図８】従来の液体水素容器を搭載する燃料電池電車（その２）の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の燃料電池電車に搭載する液体水素容器は、燃料電池電車の底面に配置される床下機器の間の空間部にも液体水素容器の一部を配置した１本の液体水素容器を具備する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す液体水素容器を搭載する燃料電池電車の側面図、図２はその燃料電池電車の底面図である。
これらの図において、１は燃料電池電車、２は燃料電池電車１の車輪、３は燃料電池電車１の底面、４は進行方向Ａ後方（図面左側）の底面３に配置された電気機器等の床下機器（空気だめ、砂箱、まくらばり、速度発電機等）、５，６は進行方向Ａ前方（図面右側）の底面３に配置された電気機器等の床下機器（空気だめ、砂箱、まくらばり、速度発電機等）であり、その床下機器４と床下機器５，６との間には空間部Ｂが存在している。７は床下機器４の横に配置される直線状の液体水素容器部７Ａと、床下機器５，６の横に配置される直線状の液体水素容器部７Ｂと、床下機器４と床下機器５，６との間の空間部Ｂに配置されるオフセット状の液体水素容器部７Ｃとからなる１本の液体水素容器である。
【００１６】
このように、燃料電池電車１の底面３において、床下機器４と床下機器５，６との間の空間部Ｂに適合するように、直線状の液体水素容器部７Ａと直線状の液体水素容器部７Ｂに加えてオフセット状の液体水素容器部７Ｃをさらに含む１本の液体水素容器７を配置するようにしたので、十分な容積を確保することができ、容積効率を高めることができる。
図３は本発明の第２実施例を示す液体水素容器を搭載する燃料電池電車の側面図、図４はその燃料電池電車の底面図である。
【００１７】
これらの図において、１１は燃料電池電車、１２は燃料電池電車１１の車輪、１３は燃料電池電車１１の底面、１４は進行方向Ａ後方（図面左側）の底面１３に配置された電気機器等の床下機器（空気だめ、砂箱、まくらばり、速度発電機等）、１５，１６は進行方向Ａ前方（図面右側）の底面１３に配置された電気機器等の床下機器（空気だめ、砂箱、まくらばり、速度発電機等）であり、その床下機器１４と床下機器１５，１６との間には空間部Ｃが存在している。１７は床下機器１４の横に配置される直線状の液体水素容器部１７Ａと、床下機器１５，１６の横に配置される直線状の液体水素容器部１７Ｂと、床下機器１４と床下機器１５，１６との間の空間部Ｃに配置される突出状の液体水素容器部１７Ｃとからなる１本の液体水素容器である。
【００１８】
このように、燃料電池電車１１の底面１３において、床下機器１４と床下機器１５，１６との間の空間部Ｃに適合するように、直線状の液体水素容器部１７Ａと直線状の液体水素容器部１７Ｂに加えて突出状の液体水素容器部１７Ｃをさらに含む１本の液体水素容器１７を配置するようにしたので、十分な容積を確保することができ、容積効率を高めることができる。
【００１９】
上記第１及び第２実施例の液体水素容器７，１７は断熱配管からなる各液体水素容器部７Ａ，７Ｂ，１７Ａ，１７Ｂで構成れている。極低温（２０Ｋ）である液体水素は、従来単純な形状の断熱容器でなければ貯蔵できなかったが、極低温の液体を移送するための断熱配管を組み合わせることにより、複雑な形状の液体水素容器７，１７を構成することができる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の燃料電池電車に搭載する液体水素容器は、既存の鉄道車両に床下機器が配置されている場合でも十分な容積を確保することができる、燃料電池電車に搭載する液体水素容器として利用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１，１１    燃料電池電車
２，１２    燃料電池電車の車輪
３，１３    燃料電池電車の底面
４，５，６，１４，１５，１６    電気機器等の床下機器
Ａ    電車の進行方向
Ｂ，Ｃ    空間部
７，１７    １本の液体水素容器
７Ａ，７Ｂ，１７Ａ，１７Ｂ    直線状の液体水素容器部
７Ｃ    オフセット状の液体水素容器部
１７Ｃ    突出状の液体水素容器部
【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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