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【発明の名称】 燃料電池による推進力を備えた車両のための冷却ファンシステム
【発明者】 【氏名】クラウス−ペーター・ハルト
【要約】 【課題】牽引バッテリー又は予備のファンを使用することなく、燃料電池システムを始動する。

【解決手段】熱交換器１４を通した冷却目的のための冷却ファン１２により空気が移動され、次に、該空気を、１つ又はそれ以上の更なる冷却タスクを満足させた後に間接的又は直接的のいずれかで周囲空気に供給することができる、燃料電池による推進力を備えた車両のための冷却ファンシステムに関する。この冷却ファンシステムでは、空気分岐装置が、各ファンにより配給された空気の少なくとも１部分をダクトに供給し、これによって、燃料電池３６の始動のため、及び／又は、燃料電池の作動の維持のため分岐空気を使用することを可能にすることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料電池による推進力を備えた車両のための冷却ファンシステムであって、複数の燃料電池と、熱交換器と、冷却空気の流れを前記熱交換器を通過させるように差し向けるようになった、少なくとも１つの冷却ファンと、前記少なくとも１つの冷却ファンにより配給された前記冷却空気の流れの少なくとも１部分を分岐させるようになった空気分岐装置と、前記分岐された空気の流れを受け取り、並びに、前記燃料電池の始動及び該燃料電池の作動の維持のうち少なくとも１つの目的のため前記燃料電池に該分岐された空気の流れを差し向ける、ダクトと、を含む、冷却ファンシステム。
【請求項２】 前記空気分岐装置は、固定されたガイド壁により形成される、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項３】 前記空気分岐装置は、第１の位置、及び、該空気分岐装置が前記冷却空気の流れから空気を分岐させる工程をもたらすところの第２の位置を有し、該空気分岐装置は、前記第１の位置及び前記第２の位置の間を移動可能である、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項４】 前記少なくとも１つの冷却ファンは、前記熱交換器の上流に配置されたプッシャーファンである、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項５】 前記熱交換器の上流に配置されたハウジングを更に含み、前記少なくとも１つの冷却ファンは、前記ハウジングの手段により前記熱交換器に接続される、請求項４に記載の冷却空気システム。
【請求項６】 前記熱交換器の下流側に、該熱交換器と直接隣接して配置された空気案内ハウジングを更に含む、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項７】 前記空気分岐装置は、調整可能なプレートにより実現され、該調整可能プレートは、空気が前記熱交換器を通って該プレートの間を通過可能にする第１の位置と、前記ダクトに空気を供給して前記燃料電池へと導くため互いに対して接近する第２の位置と、を有する、請求項３に記載の冷却空気システム。
【請求項８】 前記空気案内ハウジングは、下流の側部を有し、前記プレートは、該下流の側部に配置されている、請求項７に記載の冷却空気システム。
【請求項９】 前記プレートは、よろい窓の態様で構成されている、請求項７に記載の冷却空気システム。
【請求項１０】 前記プレートは、アイリス絞りの態様で構成され、該プレートが中央開口を画成する、互いに対して閉じられた第１の位置を有し、前記ダクトは入口を有する前記燃料電池へと導き、該入口は、前記中央開口とは反対側に位置する、請求項７に記載の冷却空気システム。
【請求項１１】 前記プレートは、回転式シャッターの態様で構成される、請求項７に記載の冷却空気システム。
【請求項１２】 空気収集ボックスを更に含み、該空気収集ボックスは、前記空気分岐装置によっては空気分岐位置で覆われていない前記空気案内ハウジングの領域に亘って延在し、且つ、前記空気分岐装置により分岐された空気を収集するように構成され、前記ダクトは、接続部を有する前記燃料電池へと導き、前記空気分岐装置により分岐された前記空気は、該接続部に供給される、請求項６に記載の冷却空気システム。
【請求項１３】 前記空気収集ボックスは収集開口を有し、前記空気分岐装置は、閉位置を有する巻き上げ式ブラインドにより形成され、該閉位置では、該巻き上げ式ブラインドは、前記空気収集ボックスに隣接するが前記収集開口を閉じない、請求項１２に記載の冷却空気システム。
【請求項１４】 前記空気案内ハウジングは、空気出口側を有し、前記空気分岐装置は、該空気出口側を完全に閉じるように構成され、前記空気案内ハウジングは、前記燃料電池へと導く前記ダクト用の接続部を有する、請求項６に記載の冷却空気システム。
【請求項１５】 位置決めモータが設けられ、該位置決めモータは、前記プレートの位置決めのため前記空気案内ハウジングに取り付けられる、請求項３に記載の冷却空気システム。
【請求項１６】 ハウジングを有し、且つ、通常の作動状態で前記燃料電池に酸素を供給するように構成されたコンプレッサを更に含み、前記燃料電池へと導く前記ダクトは、前記コンプレッサの前記ハウジング内へと延在する、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項１７】 前記燃料電池へと導く前記ダクトは、前記燃料電池に直接的に導く、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項１８】 空気フィルターが、前記空気収集ボックス内に設けられる、請求項６に記載の冷却空気システム。
【請求項１９】 空気フィルターが、前記燃料電池へと導く前記ダクト内に設けられる、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項２０】 前記冷却ファン、前記熱交換器及び前記空気分岐措置は、モジュールを形成する、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項２１】 前記ハウジングは、前記少なくとも１つのファンを、前記燃料電池へと導く前記ダクト用の接続部を有する前記熱交換器へと接続する、請求項５に記載の冷却空気システム。
【請求項２２】 前記熱交換器を通過した後、前記冷却ファンシステムの周囲環境に吐出される前に、前記冷却空気の流れに対して少なくとも１つの更なる冷却タスクを満足させるように構成される、請求項１に記載の冷却空気システム。
【請求項２３】 複数の燃料電池と、熱交換器と、冷却空気の流れを前記熱交換器を通過させるように差し向けるようになった、少なくとも１つの冷却ファンと、前記燃料電池の構成部に圧縮空気を供給するためのコンプレッサと、を含む、燃料電池システムを作動させる方法であって、前記燃料電池システムの作動を始動させる工程と、アイドル状態の間に前記燃料電池の作動を低負荷範囲内に維持する工程と、横揺れによる速度損失の間に前記燃料電池の作動を低負荷範囲内に維持する工程と、オーバーラン作動の間に前記燃料電池の作動を低負荷範囲内に維持する工程と、のうち少なくとも１つの工程を実行する目的のため、前記冷却空気の流れの少なくとも１部分が前記燃料電池に供給される、前記方法。
【請求項２４】 前記冷却空気の流れの少なくとも１部分は、前記燃料電池の前段に接続された改質装置にも供給される、請求項２２に記載の冷却空気システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池による推進力を備えた車両用の冷却ファンシステムに関する。ここで、空気は、冷却目的のため冷却ファンの手段により熱交換器を通って移動され、その後、空気は、１つ又はそれ以上の更なる冷却タスクを満足させた後、直接的又は間接的のいずれかで周囲空気に供給することができる。本発明は、更に、燃料電池システムの作動のための方法に関する。
【０００２】
【従来技術】燃料電池による推進システムを車両に備え付けるため、多数の提案が、既になされてきている。そのような車両は、既に構成され、試験されている。
【０００３】上記燃料電池推進システムを用いて、燃料電池は電気エネルギーを配給し、該電気エネルギーは、適切な処理の後、自動車の推進を担う１つ又はそれ以上の駆動モータに入力される。
【０００４】車両用燃料電池推進システムにとって、ＰＥＭ（陽子交換膜）燃料電池は、互いに並列及び／又は直列に接続され、所謂スタックを形成するのが、現在のところ好ましい。燃料電池は、一方では、適切な源から水素が供給される。水素から生じた陽子は、燃料電池の膜を通過し、空気中の酸素と燃料電池内で結合する。この空気は、水を形成すると同時に電気エネルギーを生成するため供給されたものである。
【０００５】車両には、水素貯蔵タンクを備え付けることができるが、例えばメタノールなどの炭化水素から合成して得られた水素の豊富なガスを供給することもできる。後者の場合には、炭化水素は、合成された水素の豊富なガスを形成するため所謂改質器の形態で処理装置内で処理される。改質器が使用されるとき、それは、空気も必要とする。
【０００６】燃料電池は、９７％までの水からなる状態のメタノールを直接供給することが知られている。そのような燃料電池システムは、パワー生成反応のため酸素を必要とし、コンプレッサにより空気が供給されなければならない。
【０００７】使用される燃料電池の型式に拘わり無く、コンプレッサは、圧縮空気を燃料電池又は改質器のために利用可能にさせることを常に要求される。燃料電池システムの出力パワーの一部分は、コンプレッサを駆動させる作動を要求される電動モータにも入力される。
【０００８】実際には、燃料電池システムの開始とともに問題が生じる。一つの既知の解決法は、例えば２８８Ｖの作動電位の牽引バッテリーの使用を要件とする。この牽引バッテリーは、原則として、３つの異なるタスクを有する。
【０００９】一方では、牽引バッテリーは、このコンプレッサにより圧縮された空気を燃料電池システムに供給するように主要コンプレッサを駆動してパワーを生成するため使用され、次に、該牽引バッテリーを、電動モータ用の電源として置き換える。
【００１０】牽引バッテリーの第２のタスクは、車両を推進する１つ又はそれ以上の電動モータを動的に援助することであり、これにより、例えば、迅速に加速するとき、又は、上昇した速度において、牽引バッテリーのパワーが燃料電池システムの電気出力パワーを増補するようにする。
【００１１】第３のタスクは、例えば再生成ブレーキ工程を実現するため牽引バッテリーを使用することができるという事実にある。即ち、車両にブレーキをかけるとき、与えられた運動エネルギーは、牽引バッテリーに蓄えることができる電気エネルギーに部分的に転換される。
【００１２】牽引バッテリーは、上記した異なる目的のため使用可能とすることができるが、それは、高価で重量のある構成要素であることを意味しており、本来ならばそれを省略することが望ましいものである。しかし、牽引バッテリーを省略するならば、もはや燃料電池システムを始動するため、該牽引バッテリーを使用することができなくない。
【００１３】燃料電池システムを始動するためには、空気が必要とされる。空気コンプレッサは、通常、燃料電池の電位ポテンシャルから駆動されるが、これは、始動時には、まだ利用可能ではない。牽引バッテリーを欠いている場合、１２Ｖの予備ファン、即ち、所謂、始動送風機の手段により、十分な空気を燃料電池システムに供給し、パワー生成を該システムで開始し、該燃料電池システムによるパワー生成がシステムを作動状態に維持するため十分となるまで次第に駆動能力を高めるようにすることが既に提案されている。
【００１４】牽引バッテリー又は予備送風機のいずれを用いて作動するかに拘わり無く、システムをより複雑又はより高価にする多数の構成部品、例えばファン、ラジエータ、パイプ、２８８Ｖバッテリーが必要となり、これらは無くて済むのが好ましいものである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、牽引バッテリー又は予備のファンを使用することなく、燃料電池システムを始動し、立ち上げ駆動することができるように、十分な空気を利用可能にすることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を満足させるため、本発明によれば、各ファンにより配給された空気の少なくとも１部分をダクトに供給し、これによって、燃料電池の始動のため、及び／又は、燃料電池の作動の維持のため、分岐された空気の使用を可能にする、空気分岐装置が設けられる。
【００１７】換言すれば、本発明によれば、通常の車上搭載バッテリーにより駆動される冷却ファンが、熱交換器を通って流れる液体の冷却のため使用され、通過して流れる空気も更なる冷却タスクのため使用することができるとき、冷却ファン及び熱交換器からなるシステムは、発生した熱が制限されるので、それ自体、燃料電池システムの始動の間には不必要となるということ、並びに、かくして、熱交換器と連係される冷却ファンは、燃料電池システムがコンプレッサそれ自体を駆動するため十分なパワーを配給するまで、燃料電池システムの始動のため利用することができるということが理解されよう。即ち、冷却ファンは、燃料電池システムの始動のため短時間の間だけ使用される。
【００１８】これは、単に固定ガイド壁により形成された空気分岐装置が設けられ、常に、冷却ファンにより生成された空気の流れの一部分を分岐させ、分岐された空気を、適切なラインを介して燃料電池及び／又は改質器に供給する態様で、原理的に実行される。システムの作動時には、装置は、コンプレッサにより生成された圧縮空気が逆流の形態で対応するダクトを通って逃げることを防止するため、コンプレッサが駆動し始めるときダクトを閉鎖するようになさねばならない。この必要性は、実際には、冷却ファンにより生成された分岐空気流がコンプレッサの入口に供給され、かくして、コンプレッサを介して燃料電池及び／又は改質器に供給される場合には、避けることができよう。
【００１９】更なる可能性は、空気分岐装置が、実質的に静止した第１の位置と、空気の分岐をもたらす第２の位置と、の間で切り替えられることができるように、空気分岐装置を可動にすることである。この態様では、冷却ファンにより配給された空気の流れの一部分を使用することが可能であるのみならず、空気の流れ全体を、燃料電池システムの始動のため使用することができる。
【００２０】冷却ファンは、原理的には、熱交換器の下流に配置され、該熱交換器を通過した空気を吸引する吸引ファンとすることができる。このとき、空気分岐装置が吸引ファンの下流に配置される。そのような吸引ファンは、燃料電池推進システムでは慣習的に使用されている。
【００２１】しかしながら、各々の冷却ファンが、熱交換器の前段に配置されるプッシャーファン（pusher fan）である場合、更に好ましい。この型式のファンは、背圧条件の下でより効率的に作動するので、燃料電池の始動のため必要とされる空気の流れをより良好に配給することができる。
【００２２】プッシャーファンを使用するとき、該プッシャーファンは、空気損失を避けるハウジングの手段により熱交換器に接続されるのが好ましい。空気案内ハウジングが熱交換器の下流に該熱交換器に直接隣接して配置され、熱交換器を通って流れた空気の全てが該空気案内ハウジングに流入するようになるとき、特に好ましい。
【００２３】本発明によれば、空気分岐装置を実現するため様々な可能性が存在する。これは、特に、第１の位置では、空気が熱交換器を通って移動することを可能にし、第２の位置では、燃料電池へと導くダクトに空気を供給するため互いに対して閉鎖する、調整可能なプレートにより実現することができる。これらのプレートは、空気案内ハウジングの下流側に配置されるのが好ましい。
【００２４】それらのプレートは、例えば、よろい窓の態様で構成することができる。別の可能性は、アイリス絞りの態様でそれらのプレートを構成することであり、このとき、該プレートは、互いに対して閉じられた状態で中央開口を形成する。この中央開口は、燃料電池へと導くダクトへの入口とは反対側にある。
【００２５】回転式シャッターの態様でプレートを構成するという可能性も存在する。空気収集ボックスが、空気分岐位置で空気分岐装置により覆われていない空気案内ハウジングの領域に亘って延在し、空気分岐装置により逸らされた空気を収集し、該空気を燃料電池へと導くダクトに差し向けるとき、特に好ましい。この型式の空気収集ボックスは、特によろい窓（ベネチアブラインド）の態様又は回転式シャッターの態様で構成される場合、プレートからなる空気分岐装置を用いて直接に使用することができる。空気収集ボックスは、熱交換器の幅全体に亘って延在し、これらのプレートは、空気収集ボックスのエッジ領域に対して閉じることができるからである。
【００２６】空気分岐装置を実現し、該装置を空気収集ボックスと共に使用するための更なる可能性は、該空気分岐装置を巻き上げ式ブラインドとして形成することである。
【００２７】空気収集ボックスを使用する代わりに、空気分岐装置は、第２の位置で空気案内ハウジングの空気出口側を完全に閉じ、該空気案内ハウジングは燃料電池へと導くダクトのための接続部を持つことができる。このようにして、別体の空気収集ボックスを使用する必要性が避けられる。即ち、いずれにしても存在する空気案内ハウジングそれ自体が、空気収集ボックスとして使用される。
【００２８】調整可能な空気分岐装置を利用する実施形態に関して、空気分岐装置の位置決め用の位置決めモータが空気案内ハウジング上に取り付けられるのが好ましい。燃料電池及び／又は改質器がクリーンな空気のみを供給されることを確実にするため、空気フィルターを、空気収集ボックス内、又は、燃料電池へと導くダクト内に構成することができる。
【００２９】本発明では、空気分岐装置及びこれと連係されるハウジングを備えた、冷却ファン及び熱交換器、並びに、該空気分岐装置の位置決め用の任意モータからなる冷却システムが、モジュールとして構成することができるのが特に好ましい。このようなモジュールは、容易に交換することができ、且つ、追加部品が最小となる好ましいコストで製造することができる１ユニットとして空間節約の態様で設計することができるからである。
【００３０】最後に、本発明によれば、熱交換器を通って流れる冷却空気の流れを生成する少なくとも１つのファン、及び、コンプレッサからの圧縮空気が供給される燃料電池構成部を備えた、該熱交換器を含む燃料電池システムの作動のための方法が提供される。この方法は、燃料電池システムの始動のため、及び／又は、例えばアイドル状態の間、横揺れ（rolling）による速度損失の間、又は、オーバーラン作動の間などの低負荷範囲に作動を維持するため、冷却空気の流れの少なくとも１部分が燃料電池構成部に、及び、オプションで該燃料電池構成部の前段に接続された改質装置に供給されることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。図１は、図示しないが熱交換器１４を通って流れる液体を冷却するため、該熱交換器１４を通過する空気を圧する２つのプッシャーファン１２からなる冷却ファンモジュール１０の非常に簡略された斜視的表現を示す。
【００３２】矩形ボックスの形態にある、空気案内ハウジング１６は、よろい窓の形態にあり、且つ、空気収集ボックス２０がダクト３２内に開口した状態で下側領域で空気収集ボックス２０により覆われている、複数の枢動旋回プレート１８を載せている。ダクト３２は、更に詳細を後述するように、図４に示すように燃料電池へと直接的又は間接的に先導する。プレート１８は空気分岐装置１９を形成する。
【００３３】図２は、組み立て状態で図１のモジュールを示す。この図によれば、該モジュールがコンパクトで空間節約型設計であることを理解することができる。フレームとして形成された空気案内ハウジングの上側左方側では、レバーアーム２６及び接続ロッド２８を介して個々のプレート１８に接続された位置決めモータ２４が設けられ、図２によれば第１の開作動位置から図３に示された第２の閉位置へのプレートを移動し、即ち枢動させることができる。この図２に示された開作動位置では、少なくとも実質的には、空気の分岐が発生せず、図３に示された第２の閉位置では、個々のプレート１８が互いに対し及び案内ハウジング１６に対して、空気気密された態様で閉じられ、その結果、ファン１２により配給された空気が、空気収集ボックス２０に流れ込むことを余儀なくされ、この空気は、そこからダクト３２を介して燃料電池へと流れる。
【００３４】簡単化された実施形態では、プレート１８及びモータ２４は、省略され、空気収集ボックスの壁は、動かないように配置されたガイド壁を形成し、空気分岐装置を形成する。動かないように配置されたガイド壁を備える複数の異なる実施形態も考えられる。
【００３５】図４は、図１〜図３のものと事実上同じ設計の本発明に係る冷却ファンモジュールを示しているが、幾つかの異なる点を持つ。まず第１に、図４は、２つの冷却ファン１２が、ハウジング３０を介して熱交換器１４に接続され、それによりプッシャーファン１２により運ばれた空気の全体量が熱交換器１４を通って流れなければならなくなることを明らかにしている。この例では、空気収集ボックス２０の出口２２は、図１の例のように側部でなく、空気収集ボックスの後部で、導き出される。出口２２は、ダクト３２に導かれ、燃料電池構成部３６の空気入口３４へと導かれる。燃料電池構成部３６の内部では、周知の態様で、空気分配通路が設けられており、該空気分配通路には、空気入口３４及び空気コンプレッサ４０の出口に接続された空気入口３８の両方が導かれる。
【００３６】燃料電池構成部の通常の作動中には、コンプレッサ４０は、空気フィルターが例えば入口４２の上流に配置された状態で、入口４２を介して空気を吸引し、空気を圧縮し、次に、それを圧縮空気として入口３８を介して燃料電池構成部３６に配給する。
【００３７】コンプレッサ４０が作動するときダクト３２を介した望ましくない逆流を回避するため、ダクト３２には、コントローラ４３により制御可能なバルブフラップ４４が設けられる。しかし、図４で開位置で示されたバルブフラップ４４を、コントローラ４３により、前述した逆流を防止するため閉位置に移動することができる。
【００３８】対応する制御可能なバルブフラップは、燃料電池構成部がプッシャーファン１２により供給されるとき、コンプレッサ４０を介して空気が逃げることを防止するため、空気入口３８又は入口４２の領域にも配置することができる。
【００３９】バルブフラップ４４は、ダクトが、参照番号３２’により示されるようにコンプレッサの空気誘導パイプ４２内に導かれるとき、省略することができる。次に、燃料電池構成部３６の空気入口３４が余分なものとなる。しかし、コンプレッサを作動状態にする前に、プッシャーファンを作動するとき、望ましくない空気損失を回避するため、ライン３２’の口の上流で空気誘導パイプ４２の領域でバルブを設けることが本質的に必要となる。
【００４０】参照番号４６は、空気フィルターを示し、この例では、該空気フィルターは、ダクト３２内に配置される。その代わりとして、空気フィルター４６’が空気収集ボックス２０に収容することができる。
【００４１】図４の燃料電池システムで車両を始動させたとき、モータ２４は、最初に、よろい窓プレート１８を閉じるため、即ち、それらを図３の位置に持ってくるため、作動される。これと同時に、バルブ４４は、もし存在するならば、開放され、低電圧搭載バッテリーにより作動されるプッシャーファン１２は、プッシャーファン１２により生成された圧縮空気は、ハウジング３０、熱交換器１４、空気案内ハウジング１６及び空気収集ボックス２０を介してダクト３２を通り、かくして燃料電池へと至る。参照番号３２’により示されたように、ダクトがコンプレッサ入口に導かれた場合、圧縮空気は、プッシャーファンからコンプレッサ４０を介して燃料電池構成部３６へと至る。同時に、水素又は合成された水素の豊富なガスは、水素入口４８を介して燃料電池構成部３６に供給される。次に、燃料電池構成部３６は、パワーを生成開始する。
【００４２】生成されたパワーの量が、コンプレッサ４０を駆動するモータ（図示せず）を駆動するのに十分であると直ちに、このモータは、作動状態に設定される。次に、コンプレッサ４０は、燃料電池構成部３６を作動状態に維持し、必要なパワーを生成するため必要となる量の空気を配給する。
【００４３】コンプレッサ４０が、燃料電池構成部３６に十分な空気を配給すると直ちに、よろい窓プレート１８を図２の開位置にもってくるためモータ２４を制御することができる。ダクト３２を介した逆流に起因して空気損失が生じないように、バルブフラップを、それがダクト３２を閉じる位置にもってくることができる。電気制御バルブを使用する代わりに、即ち、バルブフラップを使用する代わりに、これは、非戻りバルブとして設計することもできる。このことは、プッシャーファン１２により燃料電池構成部３６に供給するときの空気損失を回避するため、入口３８の領域、或いは、コンプレッサ４０への空気供給部に設けることが可能なバルブに対しても当てはまる。
【００４４】空気収集ボックスが、図１及び図４の実施形態で使用されるが、そのような空気収集ボックスを省略することもできる。この代わりに、空気出口２２を、空気案内ハウジング１６から、即ち、ハウジング３０から直接、導くこともできる。よろい窓プレート１８又は他の分岐装置も、空気案内ハウジング１６又は熱交換器の出口側全体を覆わなければならない。空気出口がハウジング３０から導かれるとき、分岐装置を、熱交換機の前段に配置し、その入口側を完全に覆い尽くすことができる。
【００４５】空気出口の配置に関するこれらの更なる可能性は、図４において、参照番号２２’及び２２”により示される。図５乃至図７は、空気分岐装置の代替形態を示す。この例でも、空気分岐装置５０は、プレート１８’から構成される。しかし、これらは、アイリス絞りの態様で構成される。図５は、アイリス絞りの閉位置を示している。プレート１８’の径方向内側の端部は、出口２２’”が設けられた空気収集コーン５４（図６）の入口の反対側にある開円形オリフィス５２を形成することに着目されたい。アイリス絞りは、プレート１８’の径方向内側の端部が、開口に直接、隣接する空気収集コーン５４と直接密封するように接触する。その結果、プッシャーファン１２により生成された圧縮空気が、空気収集ハウジング１６により収集され、空気収集コーン５４内に押しやられ、該コーンから例えば３２又は３２’などのダクト内に空気出口２２’”を介して通過するようになる。
【００４６】図６は、熱交換器１４を通過する空気用の円形リング形状空気出口５６を画成するアイリス絞りの完全に開いた位置を示している。この例では、唯一の円形プッシャーファン１２で作動することが有利となり得る。この例では、プレート１８’は、図５及び６の位置の間にあるモータ２４’により動かされる。修正された変形例では、アイリス絞りのプレート１８’は、完全に閉じることができ、空気出口２２’又は２２”は、図４の実施形態のように設けることができる。
【００４７】図４は、巻き上げ式ブラインド６０の形態の空気分岐装置が、空気案内ハウジング１６の出口側で使用される代替実施形態を示している。この巻上げ式ブラインド６０は可撓性のある不浸透性膜６２であり、上側スプリング負荷シリンダー６４へと巻き上げることができる。該スプリング負荷は、該巻上げ式ブラインドを矢印６６の方向に完全に開いた位置にまで移動させようと作用するように設計される。図８の巻き上げ式ブラインド６０の下側では、空気案内ハウジング１６の下側領域のシリンダー７０に巻き上げることができる２つのケーブル６８が、シリンダー７０がモータ７２により駆動可能である状態で設けられる。
【００４８】モータ７２は、矢印７４に従った軸線７６の回りのシリンダー７０の回転により上側スプリング負荷シリンダー６４から巻き上げ式ブラインド６０を解くことができる。このとき、シリンダー６４は、その長さ方向軸線７８の回りに回転可能に配置されている。
【００４９】図８は、巻き上げ式ブラインド６０の下側エッジが空気案内ハウジングの空気出口側を覆い尽くすことを開始するところの中間位置を示しており、これに対し、図９は完全に閉じた位置を示している。
【００５０】モータ７２は、回転式ブラインド６０を、図９の閉位置へと下方にもってくるため使用される。該閉位置では、該ブラインドを、ソレノイドにより駆動される、図示しないラッチ機構、例えばピンなどにより保持することができる。燃料電池構成部がコンプレッサ４０を駆動するため十分なパワーを生成すると直ちに、ラッチは、例えばソレノイドへの電流供給を遮断することによって解放され、スプリング負荷シリンダー６４は、回転式ブラインドが完全に開いた位置（図示せず）へと戻るように、該回転式ブラインドを巻き上げるため役立つ。
【００５１】図１１及び図１２は、空気分岐装置８４が回転式シャッターの形態のプレート１８”を使用することを除いて、上記と類似の構成を示している。この例では、回転式シャッターは、図１１の閉位置を達成するためスプリング負荷シリンダー８０によりケーブル６８’を介して下方に引き込まれる。この閉位置では、最下プレート１８”は、空気収集ボックス２０の下側エッジに対して密封して閉じる。回転式シャッターの開放のため、モータ７２が駆動される。それは、シリンダー８２を回転させ、図１２の完全な開位置に達するまで、プレートを巻き上げる。モータ７２が永久的に駆動される必要がないように、回転式シャッターを、図示しないラッチによりこの位置で保持することができる。
【００５２】本発明の装置は、主要には燃料電池システムの始動立ち上げのため使用されるが、幾つかの状況の下では、車両の低負荷領域、例えば、交通信号等のところでアイドル状態である間、オーバーラン作動又は横揺れにより速度を緩めるときなどで作動するとき、車両が、直ちに始動することができるように、燃料電池の作動を維持することのみが必要となるとき使用することができる。これらの作動段階でコンプレッサ用のモータをオフにする可能性は、ノイズ減少に寄与することができる。
【出願人】 【識別番号】５９０００１４０７
【氏名又は名称】ゼネラル・モーターズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＭＯＴＯＲＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【出願日】 平成１３年９月２５日（２００１．９．２５）
【代理人】 【識別番号】１０００８９７０５
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫 （外５名）
【公開番号】 特開２００２−１６５３１０（Ｐ２００２−１６５３１０Ａ）
【公開日】 平成１４年６月７日（２００２．６．７）
【出願番号】 特願２００１−２９１７７８（Ｐ２００１−２９１７７８）