(57)【要約】【課題】少ない部品点数で、かつシール性に優れたガス排出管を提供する。【解決手段】安全弁２２を有する燃料電池２０の内部で発生し、安全弁２２から排出されたガスを、燃料電池２０の外部に設けられたガス排出用ダクト３０内に、このガス排出用ダクト３０に設けられたダクト外部から内部に貫通する貫通孔３１を介して導くガス排出管１０において、ゴム状弾性体製の単一部品により構成される環状のガス排出管１０であって、貫通孔３１とガス排出管１０の外壁面との間を塞いだ状態で、貫通孔３１の部分に嵌る環状溝部１２と、燃料電池２０に押し付けられることによって、外側に開くように撓んだ状態で、安全弁２２の周囲を取り囲むように燃料電池２０の外壁面に密着する環状のシールリップ部１４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図５
2012117634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス排出弁を有する装置の内部で発生し、前記ガス排出弁から排出されたガスを、前記装置の外部に設けられたガス排出用ダクト内に、該ガス排出用ダクトに設けられたダクト外部から内部に貫通する貫通孔を介して導くガス排出管において、
ゴム状弾性体製の単一部品により構成される環状のガス排出管であって、
前記貫通孔と前記ガス排出管の外壁面との間を塞いだ状態で、前記貫通孔の部分に嵌る環状溝部と、
前記装置に押し付けられることによって、外側に開くように撓んだ状態で、前記ガス排出弁の周囲を取り囲むように前記装置の外壁面に密着する環状のシールリップ部と、
を備えることを特徴とするガス排出管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排出ガスが通るガス排出管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば燃料電池内で発生するガスを外部に排出させるために、燃料電池内で発生したガスを、燃料電池本体からガス排出用ダクトに導くためのガス排出管が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来例に係るガス排出管について、図６を参照して説明する。図６は従来例に係るガス排出管を有する燃料電池システムの一部を示す模式的断面図である。
【０００４】
この従来例に係る燃料電池システムは、複数の単セル２１０が積層されることで構成される燃料電池２００と、燃料電池２００の外側であって、単セル２１０の積層方向に向かって伸びるように配置されるガス排出用ダクト３００と、単セル２１０の内部で発生したガスをガス排出用ダクト３００に導くガス排出管４００とを備えている。
【０００５】
ガス排出管４００は、筒状の管本体部４１０と、管本体部４１０の先端に設けられる先端差し込み部４２０と、管の根元側に設けられる外向きフランジ部４３０とを備えている。このように構成されるガス排出管４００は、各単セル２１０にそれぞれ設けられる。また、このガス排出管４００は、ガス排出用ダクト３００に設けられた貫通孔３１０を介して、先端差し込み部４２０がダクト内に差し込まれるようにして配置される。なお、図６においては、１か所の単セル２１０及びガス排出管４００について示している。
【０００６】
そして、この従来例に係る燃料電池システムにおいては、ガス排出用ダクト３００に導かれたガスが、貫通孔３１０からダクトの外部に漏れないようにするためのガスケット５００が設けられている。このガスケット５００は、ゴム状弾性体製の筒状の部材であり、その胴体の中央部に環状溝５１０が設けられている。この環状溝５１０の部分がガス排出用ダクト３００における貫通孔３１０の部分に嵌るようにして、ガスケット５００はガス排出用ダクト３００に取り付けられている。
【０００７】
このような構成により、ガスケット５００は、ガス排出管４００における管本体部４１０の外周面，先端差し込み部４２０の下端面、及び外向きフランジ部４３０の上端面にそれぞれ密着すると共に、ガス排出用ダクト３００における貫通孔３１０の内周面，ダクトの内壁面であって貫通孔３１０の周囲の部位と、ダクトの外壁面であって貫通孔３１０の周囲の部位にそれぞれ密着する。これにより、ガス排出用ダクト３００に導かれたガスが、貫通孔３１０からダクトの外部に漏れることを抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、上記のように構成された燃料電池システムの場合、各単セルにガス排出管４００、及びガスケット５００をそれぞれ取り付けなければならず、部品点数が多くなってしまう。また、ガスケット５００の組み付け作業が煩雑で、かつ位置合わせについても高い精度が必要となってしまう。更に、ガスケット５００は、各部位が圧縮されることでシール性を発揮する構成であることから、ガスケット５００による反力は比較的大きくなる。そして、ガス排出用ダクト３００に対しては複数のガスケット５００が設けられることから、全てのガスケット５００によるガス排出用ダクト３００に対する反力の総和は非常に大きくなってしまう。
【０００９】
また、内部圧力が一定以上になると排気する弁と、シール部とを有するユニットを、複
数の単セルを固定するためのステーに組み込んだ技術も知られている（特許文献２参照）。しかしながら、この技術の場合には、ユニットが複数部品から構成されると共に、ステーに複数のユニットを嵌め込む必要があり、嵌め込み作業が面倒である。また、特許文献２に開示された技術の場合、シール部自体の圧縮によりシール性を発揮させる構造であることから、シール部やステーの寸法にバラツキがあると、シール部を押し付ける力にバラツキが生じてしまい、シール性が不安定となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−８６０３号公報
【特許文献２】特開平９−２８３１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、少ない部品点数で、かつシール性に優れたガス排出管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明のガス排出管は、
ガス排出弁を有する装置の内部で発生し、前記ガス排出弁から排出されたガスを、前記装置の外部に設けられたガス排出用ダクト内に、該ガス排出用ダクトに設けられたダクト外部から内部に貫通する貫通孔を介して導くガス排出管において、
ゴム状弾性体製の単一部品により構成される環状のガス排出管であって、
前記貫通孔と前記ガス排出管の外壁面との間を塞いだ状態で、前記貫通孔の部分に嵌る環状溝部と、
前記装置に押し付けられることによって、外側に開くように撓んだ状態で、前記ガス排出弁の周囲を取り囲むように前記装置の外壁面に密着する環状のシールリップ部と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ガス排出管がゴム状弾性体製の単一部品により構成される。また、ガス排出管は、ガス排出用ダクトに設けられた貫通孔とガス排出管の外壁面との間を塞いだ状態で、前記貫通孔の部分に嵌る環状溝部と、前記装置に密着するシールリップ部とを備えている。そのため、ガス排出管自体がガスケットとしての機能も発揮する。以上のことから、ガス排出管とは別にガスケットを設ける必要がない。
【００１５】
また、シールリップが撓んだ状態で前記装置に密着する構成を採用しているので、小さな反力でシール性を発揮させることができ、かつ各部材の寸法誤差が大きな場合でも安定したシール性を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、少ない部品点数で、かつ安定したシール性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例に係るガス排出管を有する燃料電池システムの一部を示す模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係るガス排出管の平面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係るガス排出管の断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係るガス排出管の断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例に係るガス排出管を有する燃料電池システムの一部を拡大した断面図である。
【図６】図６は従来例に係るガス排出管を有する燃料電池システムの一部を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（実施例）
図１〜図５を参照して、本発明の実施例に係るガス排出管について説明する。本実施例においては、ガス排出管が適用されるシステムの一例として、燃料電池システムの場合を例にして説明する。すなわち、本発明における「ガス排出弁を有する装置」が燃料電池の場合を例にして説明する。
【００２０】
＜燃料電池システム＞
図１を参照して、本実施例に係る燃料電池システムについて説明する。なお、図１は、燃料電池システムの一部の模式的断面図であり、各部の構成は、簡略的に示している。
【００２１】
この燃料電池システムは、複数の単セル２１が積層されることで構成される燃料電池２０と、燃料電池２０の外側であって、単セル２１の積層方向に向かって伸びるように配置されるガス排出用ダクト３０と、単セル２１の内部で発生したガスをガス排出用ダクト３０に導くガス排出管１０とを備えている。各単セル２１には、内部で異常に発生したガスを放出させるために、それぞれガス排出弁としての安全弁２２が設けられている。そして、安全弁２２からガスが排出された場合に、排出ガスをガス排出用ダクト３０に導くために、ガス排出管１０が各単セル２１に対してそれぞれ設けられている。
【００２２】
＜ガス排出管＞
特に、図２〜図４を参照して、本発明の実施例に係るガス排出管１０について詳細に説明する。図２はガス排出管１０の平面図であり、図３は図２中のＡＡ断面図であり、図４は図２中のＢＢ断面図である。
【００２３】
本実施例に係るガス排出管１０は、ゴム状弾性体製の単一部品により構成される。そして、このガス排出管１０は、ガス排出用ダクト３０内に差し込まれる環状の先端部分１０Ａと、燃料電池２０側に配置される環状の後端部分１０Ｂとを一体的に備えた構成である。このうち、先端部分１０Ａは回転対称形状となっており、上面から見た場合の各部の輪郭は円形となっている。また、後端部分１０Ｂは、上面から見た場合の各部の輪郭はセル側の取付部の構造に合わせてトラック（陸上トラック）形状となっている。
【００２４】
また、ガス排出管１０の先端部分１０Ａにおける外周面のうちの先端側は、ガス排出用ダクト３０内に差し込みやすいように、先端に向かうにつれて縮径するテーパ面１１が設けられている。また、このテーパ面１１が設けられている部位と、後端部分１０Ｂとの間には、環状溝部１２が設けられている。
【００２５】
そして、後端部分１０Ｂは、環状のシールリップ部１４と、このシールリップ部１４と環状の先端部分１０Ａとを繋ぐ略平板形状の連結部１３とを備えている。そして、シールリップ部１４の内壁面は、後端側に向かうにつれて外側に拡がる傾斜面１４ａが形成され
ている。また、この傾斜面１４ａと後端側の端面との間には、湾曲面状の面取り（いわゆるＲ面）１４ｂが形成されている。
【００２６】
以上のように構成されたガス排出管１０における管の内部の空間Ｒが、排出ガスが通る通路となる。
【００２７】
＜ガス排出管の使用状態＞
特に、図５を参照して、本発明の実施例に係るガス排出管１０の使用状態について説明する。図５は図１中のＸで示す付近を拡大し、各部材の構成を明確にした図である。本実施例においては、ガス排出用ダクト３０に、各単セル２１に対応する位置に、それぞれダクト外部から内部に貫通する貫通孔３１が設けられている。この貫通孔３１の内周面は円筒面で構成されている。
【００２８】
そして、この貫通孔３１に、ガス排出管１０を、その先端部分１０Ａの先端側から連結部１３の先端側端面に突き当たるまで差し込むことによって、環状溝部１２が貫通孔３１の部分に嵌った状態となる。これにより、環状溝部１２の溝底面が貫通孔３１の内周面に密着した状態となる。また、環状溝部１２の溝底面と先端部分１０Ａとの境界部分の付近が、貫通孔３１のダクト内部側の開口端縁に沿って密着した状態となる。更に、連結部１３の先端側端面がダクトの外壁面のうち貫通孔３１のダクト外部側の開口部の周囲の部位に密着した状態となる。これらのことから、環状溝部１２が貫通孔３１の部分に嵌ることで、貫通孔３１とガス排出管１０の外壁面との間は塞がれた状態となる。
【００２９】
なお、ガス排出管１０の先端部分１０Ａには、先端に向かうにつれて縮径するテーパ面１１が設けられているので、ガス排出管１０をガス排出用ダクト３０の貫通孔３１に容易に差し込むことができる。
【００３０】
また、ガス排出管１０におけるシールリップ部１４は、燃料電池２０（単セル２１）に押し付けられた状態となる。これにより、シールリップ部１４の内壁面に傾斜面１４ａと面取り１４ｂとが設けられていることとが相俟って、シールリップ部１４は、外側に開くように撓んだ状態で、安全弁２２の周囲を取り囲むように燃料電池２０の外壁面に密着した状態となる。
【００３１】
＜本実施例に係るガス排出管の優れた点＞
以上説明したように、本実施例に係るガス排出管１０によれば、ガス排出管１０がゴム状弾性体製の単一部品により構成される。また、ガス排出管１０は、ガス排出用ダクト３０に設けられた貫通孔３１とガス排出管１０の外壁面との間を塞いだ状態で、貫通孔３１の部分に嵌る環状溝部１２と、燃料電池２０に密着するシールリップ部１４とを備えている。そのため、ガス排出管１０自体がガスケットとしての機能も発揮する。以上のことから、ガス排出管１０とは別にガスケットを設ける必要がない。従って、部品点数を少なくできる。
【００３２】
また、シールリップ部１４が撓んだ状態で燃料電池２０に密着する構成を採用しているので、小さな反力でシール性を発揮させることができ、かつ各部材の寸法誤差が大きな場合でも安定したシール性を発揮させることができる。
【００３３】
＜その他＞
上記実施例においては、「ガス排出弁を有する装置」が燃料電池の場合について説明したが、本発明におけるガス排出管は、燃料電池に限らず、ガス排出弁を有する各種装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ガス排出管
１０Ａ  先端部分
１０Ｂ  後端部分
１１  テーパ面
１２  環状溝部
１３  連結部
１４  シールリップ部
１４ａ  傾斜面
２０  燃料電池
２１  単セル
２２  安全弁
３０  ガス排出用ダクト
３１  貫通孔
【図１】
2012117634.tif 000003
【図２】
2012117634.tif 000004
【図３】
2012117634.tif 000005
【図４】
2012117634.tif 000006
【図５】
2012117634.tif 000007
【図６】
2012117634.tif 000008