| 【発明の名称】 |
車載燃料電池のガス排出構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】増田 隆彦
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車株式会社内
【氏名】金森 謙二
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】ガス排出通路および開口部と、車体パネルとの間を、密閉構造とすることなく、燃料電池からの排出ガスを車体外部に排出できるようにする。
【解決手段】燃料電池システムのユニットＦから排出されるガスは、ユニットＦのケーシング１の後端上部に形成したガス排出口７から、車体Ｂのサイドパネルに沿って上方に延びる配管９を経て、ルーフ１５上に設置したエアスポイラ１５内に達する。エアスポイラ１５内に入り込んだ排出ガスは、エアスポイラ１５の車両後端部に形成してあるガス放出口から外部へ放出される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両に搭載した燃料電池ユニットから、車体外側の整流用構造物に設けた開口部に至るガス排出通路を有することを特徴とする車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項２】 前記整流用構造物の開口部は、整流用構造物の表面が負圧になる位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項３】 前記整流用構造物の開口部は、整流用構造物の車両後方側端部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項４】 前記整流用構造物内に、前記燃料電池ユニットから排出されるガスを燃焼させる触媒を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項５】 前記整流用構造物内に外気を導入する吸気孔を、前記整流用構造物に設けたことを特徴とする請求項４記載の車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項６】 前記整流用構造物は、脚部を介して車体に取り付けられていることを特徴とする請求項４または５記載の車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項７】 前記ガス排出通路は、前記触媒の車幅方向外側で前記整流用構造物内に連通接続される一方、前記整流用構造物の開口部は、前記触媒の車幅方向内側に設定されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の車載燃料電池のガス排出構造。
【請求項８】 前記整流用構造物は、車体のルーフ後端部に設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の車載燃料電池のガス排出構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載した燃料電池ユニットから排出されるガスを、車体外部に排出するための車載燃料電池のガス排出構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車載燃料電池のガス排出構造としては、例えば特開２０００−２２５８５３号公報に記載されたものが知られている。これは、車体の床下に搭載された燃料電池ユニットから車体のサイドシル内およびピラー内を通して、サイドルーフレールの車室外側に形成された開口部に至るガス排出通路を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の車載燃料電池のガス排出構造は、開口部が直接車室外側に設けられているので、車体パネルの継ぎ目など、開口部以外の部位から排出ガスが排出されないように、ガス排出通路および開口部と、車体パネルとの間を、密閉構造とする必要が生じ、車体構造の複雑化を招いている。
【０００４】そこで、この発明は、ガス排出通路および開口部と、車体パネルとの間を、密閉構造とすることなく、燃料電池からの排出ガスを車体外部に排出できるようにすることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、請求項１の発明は、車両に搭載した燃料電池ユニットから、車体外側の整流用構造物に設けた開口部に至るガス排出通路を有する構成としてある。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記整流用構造物の開口部は、整流用構造物の表面が負圧になる位置に設けられる構成としてある。
【０００７】請求項３の発明は、請求項２の発明の構成において、前記整流用構造物の開口部は、整流用構造物の車両後方側端部に設けられる構成としてある。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明の構成において、前記整流用構造物内に、前記燃料電池ユニットから排出されるガスを燃焼させる触媒を設けた構成としてある。
【０００９】請求項５の発明は、請求項４の発明の構成において、前記整流用構造物内に外気を導入する吸気孔を、前記整流用構造物に設けた構成としてある。
【００１０】請求項６の発明は、請求項４または５の発明の構成において、前記整流用構造物は、脚部を介して車体に取り付けられる構成としてある。
【００１１】請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかの発明の構成において、前記ガス排出通路は、前記触媒の車幅方向外側で前記整流用構造物内に連通接続される一方、前記整流用構造物の開口部は、前記触媒の車幅方向内側に設定される構成としてある。
【００１２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、燃料電池ユニットからのガス排出通路に連通する開口部を、車体外側の整流用構造物に設けたので、ガス排出通路および開口部と、車体パネルとの間を、密閉構造として車体構造を複雑化することなく、燃料電池ユニットからの排出ガスを車体外部へ確実に排出することができる。
【００１３】請求項２の発明によれば、整流用構造物に導入された排出ガスを、負圧によって車体外部へより確実に排出させることができる。
【００１４】請求項３の発明によれば、開口部を負圧発生状態が充分な車両後方側端部に設けたので、負圧による排出ガスの外部への排出作用を高めることができる。
【００１５】請求項４の発明によれば、整流用構造物内に触媒を設けることで、燃焼後の排出ガスを外部に排出することができ、この燃焼反応によって温度が上昇する触媒は、整流用構造物の周囲を流れる走行風などによって冷却性が向上し、触媒の長寿命化を達成することができる。
【００１６】請求項５の発明によれば、吸気孔から導入される外気により、触媒反応を効果的に機能させることができる。
【００１７】請求項６の発明によれば、脚部を介して車体に取り付けられる整流用構造物は、外気に接触する表面積が増大するので、内蔵する触媒の冷却性を向上させることができる。
【００１８】請求項７の発明によれば、燃料電池システムからの排出ガスが、整流用構造物内で車幅方向外側から同内側に向けて触媒内を効率よく通過し、触媒反応を効果的に機能させることができる。
【００１９】請求項８の発明によれば、車体のルーフ後端に設けた整流用構造物内の触媒を、ルーフ上を流れる走行風によって確実に冷却することができる。また、触媒が故障した場合でも、車体の高所であるルーフに配置してある整流用構造物に開口部を設定してあるので、大気への排出ガスの放出が確実になされる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２１】図１は、この発明の実施の一形態を示す車載燃料電池のガス排出構造を適用した自動車の側面図、図２は同平面図、図３は同背面図である。上記した自動車の車体Ｂにおける床下には、燃料電池システムのユニットＦが搭載されている。このユニットＦは、燃料電池本体を始め、この本体に供給する水素を生成する改質器や、本体に供給する酸素を含む空気を圧縮する圧縮機などがケーシング１に格納されている。
【００２２】上記した燃料電池システムのユニットＦを車体Ｂの床下に取り付けるに際しては、車体Ｂのアンダボディを構成するサイドメンバ３などを利用してここにボルトなどで固定する。ここでのユニットＦは、図３に示すように、ほぼ車体Ｂの幅を有するので、サイドメンバ３に、ユニットＦのケーシング１を固定している。
【００２３】ユニットＦのケーシング１は、図４（ａ）に平面図として示すように、その天井面５にガス排出口７が複数（ここでは車幅方向両端に１個ずつ全部で２個）設けられている。天井面５は、図４（ａ）の右側面図である図４（ｂ）に示すように、中央が低く、車幅方向外側に向かうに従って徐々に高くなるよう傾斜しており、その高くなった上下方向最高面位置における車幅方向両端部の車両後端部に、上記したガス排出口７が設定されている。
【００２４】上記した各ガス排出口７には、ガス排出通路となる配管９が連通接続されている。配管９は、ガス排出口７からフロアパネルを貫通してサイドメンバ３の車幅方向内側から、サイドパネル１１に沿って上方に向けて延設され、ルーフ１３上の車体後端部に引き出されている。
【００２５】車体後端部のルーフ１３上には、整流用構造物としてのエアスポイラ１５が、車幅方向両端の脚部１７を介して固定されている。エアスポイラ１５および脚部１７は、図５の断面図で示すように、いずれも中空に形成され、前記した配管９のルーフ１３上に引き出された端部が、上記脚部１７内を経てエアスポイラ１５内に開口している。このため、燃料電池システムのユニットＦのケーシング１から配管９を流れるガスは、エアスポイラ１５内に導入される。
【００２６】エアスポイラ１５の車両走行時に負圧が発生する車両後方側端部には、図３に示すように、車幅方向中央部にて互いに所定間隔をおいて外部に開放する開口部としての二つのガス放出口１９が設けられている。
【００２７】なお、上記した図５は、配管９とガス放出口１９とを便宜上同一断面上となるよう記載してあるが、実際にはこれらは図３に示されているように、車幅方向に互いにずれた位置にある。
【００２８】このような車載燃料電池のガス排出構造によれば、燃料電池システムのユニットＦから排出されてそのケーシング１内に流出した排出ガス、特に水素は、ケーシング１内にて最高面位置に形成してあるガス排出口７から配管９内を上方に向かって流れる。
【００２９】配管９を上昇するガスは、エアスポイラ１５内に流入し、ガス放出１９から外部に放出される。このとき、ガス放出口１９は、車両走行時にあっては、負圧が高まる車両後端部に位置しているので、エアスポイラ１５内に導入された排出ガスは、外部へより確実に放出される。
【００３０】この場合、燃料電池システムのユニットＦのケーシング１と、エアスポイラ１５に設けたガス放出口１９とを配管９で連通接続しているので、燃料電池システムから排出されるガスは、配管９を経て車体Ｂの外部のエスポイラ１５内に直接達することになり、排出ガスの通路および外部への開口部（ガス放出口１９）と、車体パネルとの間を密閉構造とする必要がなく、車体構造の複雑化が回避される。
【００３１】図６は、図３におけるガス放出口１９と脚部１７との間のエアスポイラ１５内に、燃料電池システムから排出されるガスを燃焼させる触媒２１を設けた例を示している。触媒２１を設けることで、排出ガスが燃焼し、比較的水素濃度の高いガスの大気中への放出が回避される。
【００３２】また、エアスポイラ１５は、脚部１７を介してルーフ１３上に設置しているので、その上下両面を走行風が通過することになり、外気に接触する表面積が増大したものとなっている。このため、停車中はもちろんのこと、エアスポイラ１５内に収容した触媒２１は、この上下両面を通過する走行風によって効果的に冷却され、触媒２１の長寿命化が達成される。さらに、触媒２１が故障した場合でも、車体Ｂの高所であるルーフ１３上に配置してあるエアスポイラ１５にガス放出口１９を設定してあるので、大気への排出ガスの放出が確実になされる。
【００３３】また、触媒２１は、エアスポイラ１５内において、車幅方向外側の配管９と、同内側のガス放出口１９との間に配置されているので、排出ガスは、エアスポイラ１５内で車幅方向外側から同内側に向けて触媒２１内を効率よく通過し、触媒反応が効果的に機能する。
【００３４】図７は、図６の例に対し、エアスポイラ１５の車両前方側の端部の下部に吸気孔２３を設けている。この吸気孔２３から導入される外気により、触媒２１の反応がより効果的に機能する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地
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| 【出願日】 |
平成１４年１月２３日（２００２．１．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外７名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２１９５１２（Ｐ２００３−２１９５１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月３１日（２００３．７．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１４１２３（Ｐ２００２−１４１２３） |
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