JP2005222833A - Locomotor - Google Patents

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JP2005222833A JP2004030408A JP2004030408A JP2005222833A JP 2005222833 A JP2005222833 A JP 2005222833A JP 2004030408 A JP2004030408 A JP 2004030408A JP 2004030408 A JP2004030408 A JP 2004030408A JP 2005222833 A JP2005222833 A JP 2005222833A
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water
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Takashi Mishima
崇司 三島
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent water generated at a fuel cell from splashing when discharging it. <P>SOLUTION: On the locomotor, on which a fuel cell generating water when generating electric power is mounted as a power source, a draining means draining the water generated at the fuel cell through a draining guide 64 guiding the water to the ground or neighboring area thereof is provided. Since the water is drained through the draining guide 64 guiding the water to the ground or neighboring area thereof, influence of air flow accompanying the movement of the locomotor which may possibly affect the water until it reaches the ground can be reduced. As a result, the water generated at the fuel cell can be prevented from splashing a person or building when discharging it. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、移動体に関し、詳しくは、発電に伴って水を生成する燃料電池を電力源として搭載する移動体に関する。   The present invention relates to a mobile body, and more particularly, to a mobile body equipped with a fuel cell that generates water with power generation as a power source.

従来、この種の移動体としては、燃料電池により生成される生成水のドレインバルブを車両の下部であって車輪近傍に配設する４輪車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このドレインバルブはその下部に生成水の排出口を備えている。ドレインバルブを車輪近傍に配設することで、路面の突起物やうねり等によってドレインバルブが接触することを防止している。
特開平１１−２０４１２６号公報（図１，第３頁） Conventionally, as this type of moving body, a four-wheel vehicle has been proposed in which a drain valve of generated water generated by a fuel cell is disposed in the vicinity of the wheel at the lower part of the vehicle (see, for example, Patent Document 1). . This drain valve is provided with a discharge port for generated water at the lower part thereof. By arranging the drain valve in the vicinity of the wheel, the drain valve is prevented from coming into contact with road surface protrusions or undulations.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-204126 (FIG. 1, page 3)

上述したように、燃料電池を搭載する車両では、走行中でも燃料電池により生成される生成水を車外に排出する必要がある。走行中に生成水を排出する場合には、車両後方に生成水を排出したとしても、排出した生成水が走行風によって巻き上げられ、後方や側方などで走行する車両のフロントガラスに飛散するなどの不都合が生じる場合がある。また、側方に排出する場合には、路肩の人や建造物に水がかかる場合も生じる。   As described above, in a vehicle equipped with a fuel cell, it is necessary to discharge generated water generated by the fuel cell to the outside even during traveling. When discharging generated water while driving, even if the generated water is discharged to the rear of the vehicle, the discharged generated water is wound up by the driving wind and scattered on the windshield of the vehicle traveling behind or sideways, etc. Inconvenience may occur. Moreover, when discharging | emitting to a side, the case where water splashes on the person and building of a road shoulder may arise.

本発明の移動体は、燃料電池からの生成水を放出する際に生成水が飛散するのを抑制することを目的の一つとする。本発明の移動体は、燃料電池からの生成水を放出する際に生成水が人や建造物にかかるのを抑止することを目的の一つのとする。本発明の移動体は、移動体に帯電する静電気を放出することを目的の一つとする。   One object of the moving body of the present invention is to prevent the generated water from scattering when the generated water is discharged from the fuel cell. One object of the moving body of the present invention is to prevent the generated water from being applied to a person or a building when discharging the generated water from the fuel cell. One object of the moving body of the present invention is to discharge static electricity charged in the moving body.

本発明の移動体は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。   The moving body of the present invention employs the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

本発明の移動体は、発電に伴って水を生成する燃料電池を電力源として搭載する移動体であって、
前記燃料電池により生成された生成水を地面又はその近傍にまで到達させる排水ガイドを介して排水する排水手段、
を備えることを要旨とする。 The mobile body of the present invention is a mobile body equipped with a fuel cell that generates water with power generation as a power source,
Drainage means for draining the generated water generated by the fuel cell through a drainage guide for reaching the ground or its vicinity;
It is a summary to provide.

本発明の移動体では、燃料電池により生成された生成水が地面又はその近傍にまで到達させる排水ガイドを介して排出されるため、生成水が排水後地面に到達するまでの間で受ける可能性のある移動体の移動に伴う空気の流れ（空気流）の影響を小さくすることができる。この結果、燃料電池からの生成水を放出する際に生成水が人や建造物にかかるのを抑止することができる。ここで、移動体としては、自動車や列車などの車両を含む地上移動体が含まれる。また、移動体は、燃料電池に加えて燃流電池以外の電力源、例えば二次電池やキャパシタなどを搭載するものとしてもよい。   In the moving body of the present invention, the generated water generated by the fuel cell is discharged through the drainage guide that reaches the ground or the vicinity thereof, so that the generated water may be received until it reaches the ground after drainage. It is possible to reduce the influence of the air flow (air flow) accompanying the movement of the moving body. As a result, it is possible to prevent the generated water from being applied to people or buildings when the generated water is discharged from the fuel cell. Here, the mobile body includes a ground mobile body including vehicles such as automobiles and trains. In addition to the fuel cell, the mobile body may be mounted with a power source other than the fuel cell, such as a secondary battery or a capacitor.

また、これらの本発明の移動体において、前記排水ガイドの少なくとも一部が地面に接触しているものとすることができる。こうすることで、排水ガイドを介して生成水を容易に地面にまで到達させることができ、空気流の影響を効果的に小さくできる。また、こうすることで生成水の帯電を確実に抑制することができる。   Moreover, in these movable bodies of the present invention, at least a part of the drainage guide may be in contact with the ground. By doing so, the generated water can easily reach the ground via the drainage guide, and the influence of the air flow can be effectively reduced. In addition, this makes it possible to reliably suppress the charge of generated water.

これらの移動体においては、前記排水ガイドは、前記移動体の移動中において地面に追従可能な可撓性を備えるものとすることもできる。こうすることで、前記移動体の移動中においても排水ガイドが地面に追従して接触可能となり移動中における生成水の飛散を抑制しつつ排水することができる。   In these movable bodies, the drainage guide may be provided with flexibility that can follow the ground during the movement of the movable body. By doing so, the drainage guide can follow and contact the ground even while the moving body is moving, and can be drained while suppressing scattering of generated water during the movement.

これらの移動体においては、前記排水ガイドは、その内部に前記生成水をその先端に前記生成水を地面あるいはその近傍で排出するための排水口を備える管状体とすることができる。また、これらの移動体においては、前記排水ガイドは、前記生成水がその表面又は内部を伝わって移動可能な連続体とすることができる。こうすることで、空気流の影響を効果的に抑制して、生成水を地面あるいはその近傍まで到達させることができる。   In these movable bodies, the drainage guide may be a tubular body having a drainage outlet for discharging the generated water at the tip thereof and discharging the generated water on or near the ground. Moreover, in these moving bodies, the said drainage guide can be made into the continuous body which the said generated water can move along the surface or the inside. By doing so, it is possible to effectively suppress the influence of the air flow and allow the generated water to reach the ground or the vicinity thereof.

こうした本発明の移動体においては、前記排水ガイドは前記移動体に帯電した静電気を放電可能に地面に接触可能な導体部分を有するものとすることができる。こうすることで、排水ガイドによって地面あるいは地面近傍にまで到達されて排水された生成水を介して移動体に帯電した静電気を効果的に放電できる。   In such a moving body of the present invention, the drainage guide may have a conductor portion that can contact the ground so that static electricity charged on the moving body can be discharged. By doing so, the static electricity charged on the moving body can be effectively discharged through the generated water that has been drained by the drainage guide to reach the ground or the vicinity of the ground.

さらに、こうした本発明の移動体においては、前記燃料電池を冷却するための冷却水を導入可能に形成することもできる。こうすることで、導電性の高くなった冷却水を排水でき、これにより燃料電池冷却系のイオン交換負荷を軽減できる。   Furthermore, in the moving body of the present invention, cooling water for cooling the fuel cell can be introduced. By doing so, the cooling water having high conductivity can be drained, and thereby the ion exchange load of the fuel cell cooling system can be reduced.

さらにまた、前記排水手段は、前記燃料電池からの排ガス経路に備えられる気液分離手段の液体貯留部に接続されている手段とすることができる。こうすることで、液体貯留部に貯留された生成水を容易に排水できる。   Furthermore, the drainage means can be a means connected to a liquid storage part of a gas-liquid separation means provided in an exhaust gas path from the fuel cell. By carrying out like this, the generated water stored by the liquid storage part can be drained easily.

上記したいずれかの移動体は車両であって、前記排水ガイドは、前記伝播体は車両の運転席側の前後方向の中央又は後方に備えるものとすることができる。こうした移動体にあっては、前記排水ガイドは、車両後輪のマットガードの内側に備えられていることが好ましい。   Any one of the moving bodies described above may be a vehicle, and the drainage guide may be provided at the center or rear in the front-rear direction on the driver's seat side of the vehicle. In such a moving body, it is preferable that the drainage guide is provided inside the mat guard of the rear wheel of the vehicle.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.

図１は本発明の第１実施例の燃料電池車１０に搭載される機器の平面配置の一例を示す平面配置図であり、図２は第１実施例の燃料電池車１０に搭載される機器の側面配置の一例を示す側面配置図であり、図３は実施例の燃料電池車１０に搭載された燃料電池スタック２２を中心とする燃料電池システム２０の構成の概略を示すシステム構成図である。また、図４は、排水ガイド６４の地面近傍部分を示す図である。説明の容易のために、まず、図３のシステム構成図を用いて燃料電池システム２０のシステム構成について説明し、その後、図１および図２を用いて燃料電池システム２０の各機器の配置について説明する。   FIG. 1 is a plan layout view showing an example of a plane layout of devices mounted on the fuel cell vehicle 10 of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram of devices mounted on the fuel cell vehicle 10 of the first embodiment. FIG. 3 is a system configuration diagram showing an outline of the configuration of the fuel cell system 20 centering on the fuel cell stack 22 mounted on the fuel cell vehicle 10 of the embodiment. . FIG. 4 is a view showing the vicinity of the ground surface of the drainage guide 64. For ease of explanation, first, the system configuration of the fuel cell system 20 will be described using the system configuration diagram of FIG. 3, and then the arrangement of each device of the fuel cell system 20 will be described using FIG. 1 and FIG. To do.

実施例の燃料電池車１０が搭載する燃料電池システム２０は、例えば高分子により形成された電解質膜を二つの電極（燃料極と空気極）で狭持してなる単電池ユニットを複数積層して構成した燃料電池スタック２２と、この燃料電池スタック２２の燃料極（負極）に高圧水素タンク３１からの水素を供給する水素供給系３０と、燃料電池スタック２２の空気極（正極）に空気を供給すると共に空気極からの排気を処理する空気給排系４０と、燃料電池スタック２２を冷却する冷却系５０と、システムからの排ガスや発生した水を外部に排水する排水系６０とを備える。   The fuel cell system 20 mounted on the fuel cell vehicle 10 according to the embodiment includes, for example, a plurality of unit cell units in which an electrolyte membrane formed of a polymer is sandwiched between two electrodes (a fuel electrode and an air electrode). The constructed fuel cell stack 22, a hydrogen supply system 30 that supplies hydrogen from the high-pressure hydrogen tank 31 to the fuel electrode (negative electrode) of the fuel cell stack 22, and air to the air electrode (positive electrode) of the fuel cell stack 22 In addition, an air supply / discharge system 40 that processes the exhaust from the air electrode, a cooling system 50 that cools the fuel cell stack 22, and a drainage system 60 that discharges exhaust gas and generated water from the system to the outside.

水素供給系３０は、高圧水素タンク３１からの水素を燃料電池スタック２２に供給する水素供給流路３２と、燃料電池スタック２２から排出された水素を水素供給流路３２に返送する水素循環路３３を備える。水素供給流路３２には、高圧水素タンク３１からの水素が逆流しないようにするための逆流防止弁（チェック弁）や燃料電池スタック２２への水素の供給や供給停止を行なうための仕切弁などが設けられている。水素循環路３３には、水素を水素供給流路３２に圧送するための水素ポンプ３４や、循環している水素中の水蒸気を液化することにより気液分離する気液分離器３８、水素供給流路３２側の水素が逆流しないようにするための逆流防止弁（チェック弁）、燃料電池スタック２２からの水素の排出を停止するための仕切弁などが設けられている。また、水素供給流路３２や水素循環路３３に燃料電池スタック２２に供給する水素の供給量や燃料電池スタック２２の運転状態を制御するために用いられる各種センサ、例えば、燃料電池スタック２２の流入口や水素ポンプ３４の吐出側に設けられた圧力センサや燃料電池スタック２２の出口近傍や水素ポンプ３４の吐出側に設けられた温度センサなどが取り付けられている。気液分離器３８により分離された水は、そのまま排水系６０が備える連絡管６２ａに導入される。なお、水素循環路３３には仕切弁を介して分岐管が取り付けられており、この分岐管により水素循環路３３内の水素は排水系６０の希釈器６１に導入され、希釈されて大気に開放される。   The hydrogen supply system 30 includes a hydrogen supply passage 32 that supplies hydrogen from the high-pressure hydrogen tank 31 to the fuel cell stack 22, and a hydrogen circulation passage 33 that returns hydrogen discharged from the fuel cell stack 22 to the hydrogen supply passage 32. Is provided. In the hydrogen supply flow path 32, a backflow prevention valve (check valve) for preventing hydrogen from flowing back from the high-pressure hydrogen tank 31, a gate valve for supplying or stopping supply of hydrogen to the fuel cell stack 22, etc. Is provided. The hydrogen circulation path 33 includes a hydrogen pump 34 for pumping hydrogen to the hydrogen supply path 32, a gas-liquid separator 38 for separating gas and liquid by liquefying the water vapor in the circulating hydrogen, and a hydrogen supply flow A backflow prevention valve (check valve) for preventing the hydrogen on the side of the path 32 from flowing back, a gate valve for stopping the discharge of hydrogen from the fuel cell stack 22, and the like are provided. Further, various sensors used for controlling the supply amount of hydrogen supplied to the fuel cell stack 22 to the hydrogen supply passage 32 and the hydrogen circulation passage 33 and the operation state of the fuel cell stack 22, for example, the flow of the fuel cell stack 22. A pressure sensor provided at the inlet or the discharge side of the hydrogen pump 34, a temperature sensor provided near the outlet of the fuel cell stack 22 or the discharge side of the hydrogen pump 34, and the like are attached. The water separated by the gas-liquid separator 38 is introduced into the connecting pipe 62a provided in the drainage system 60 as it is. A branch pipe is attached to the hydrogen circulation path 33 via a gate valve, and hydrogen in the hydrogen circulation path 33 is introduced into the diluter 61 of the drainage system 60 through this branch pipe, diluted and opened to the atmosphere. Is done.

空気給排系４０は、マスフローメータ４３により計量されエアコンプレッサ４４により加圧された空気を加湿器４６により加湿して供給管４２により燃料電池スタック２２の空気極に供給する。燃料電池スタック２２の空気極からの空気（排ガス）は、加湿器４６に供給されてエアコンプレッサ４４からの空気を加湿し、その後、気液分離器４８により気液分離される。気液分離器４８で分離された水はそのまま排水系６０の連絡管６２ｂに送られ、分離された気体（排ガス）は希釈器６１に送られて希釈用のガスとして用いられて大気に開放される。ここで、実施例の気液分離器４８は、気液を完全に分離するものではなく、不完全に分離するものを意味する。即ち、気液分離器４８により分離された気体は、完全に乾燥した気体ではなく、不完全飽和或いは完全飽和若しくは過飽和の水蒸気を含む気体であるか、あるいはこうした水蒸気に加えて微小な液滴としての水をも含む気体である。   The air supply / discharge system 40 humidifies the air measured by the mass flow meter 43 and pressurized by the air compressor 44 by the humidifier 46 and supplies the air to the air electrode of the fuel cell stack 22 through the supply pipe 42. Air (exhaust gas) from the air electrode of the fuel cell stack 22 is supplied to the humidifier 46 to humidify the air from the air compressor 44, and then separated into gas and liquid by the gas / liquid separator 48. The water separated by the gas-liquid separator 48 is sent to the connecting pipe 62b of the drainage system 60 as it is, and the separated gas (exhaust gas) is sent to the diluter 61 to be used as a dilution gas and released to the atmosphere. The Here, the gas-liquid separator 48 of the embodiment means that the gas-liquid is not completely separated but incompletely separated. That is, the gas separated by the gas-liquid separator 48 is not a completely dry gas but is a gas containing incompletely saturated, completely saturated or supersaturated water vapor, or in addition to such water vapor, as fine droplets. This gas also contains water.

冷却系５０は、燃料電池スタック２２の内側に形成された冷却水用流路により冷却水の循環路を形成する冷却水循環路５２に冷却水を循環させることにより燃料電池スタック２２を冷却する。冷却水循環路５２には、冷却水を循環させるための冷却水ポンプ５４や循環する冷却水を空気を用いて冷却するファン付きのラジエータ５６が設けられている。また、冷却水の温度管理を行なうために冷却水循環路５２における燃料電池スタック２２からの出口近傍とラジエータ５６の後段に冷却水の温度を検出する温度センサが取り付けられている。さらに、この冷却水循環路５２には、冷却水の伝導度を一定以下に保つためのイオン交換装置や導電率測定装置などを備えている。   The cooling system 50 cools the fuel cell stack 22 by circulating cooling water through a cooling water circulation path 52 that forms a cooling water circulation path using a cooling water flow path formed inside the fuel cell stack 22. The cooling water circulation path 52 is provided with a cooling water pump 54 for circulating the cooling water and a radiator 56 with a fan for cooling the circulating cooling water using air. In order to manage the temperature of the cooling water, a temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water is attached to the vicinity of the outlet from the fuel cell stack 22 in the cooling water circulation path 52 and the rear stage of the radiator 56. Further, the cooling water circulation path 52 is provided with an ion exchange device and a conductivity measuring device for keeping the conductivity of the cooling water below a certain level.

排水系６０は、水素供給系３０の気液分離器３８や空気給排系４０の気液分離器４８で分離した水がそのまま導入され外部に排水する連絡管６２ａ、６２ｂと、これらの連絡管６２ａ、６２ｂに接続され排水を合流して外部に排出するための排水ガイド６４と、空気給排系４０の気液分離器４８で分離した排ガスを希釈器６１で希釈ガスとして用いて水素供給系３０から排気される水素を希釈して放出するガス放出管とから構成されている。   The drainage system 60 includes communication pipes 62a and 62b through which water separated by the gas-liquid separator 38 of the hydrogen supply system 30 and the gas-liquid separator 48 of the air supply / discharge system 40 is directly introduced and drained to the outside, and these connection pipes. 62a and 62b, a drainage guide 64 for joining and draining wastewater to the outside, and a hydrogen supply system using the exhaust gas separated by the gas-liquid separator 48 of the air supply / exhaust system 40 as dilution gas in the diluter 61 And a gas discharge pipe for diluting and discharging hydrogen exhausted from 30.

こうした燃料電池システム２０は、各種センサからの信号に基づいて水素ポンプ３４やエアコンプレッサ４４、冷却水ポンプ５４を駆動したり、各仕切弁や流量調節弁の開度を調節したりすることにより燃料電池スタック２２を制御すると共に図示しない走行用のモータを制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵという）７０や充放電可能な二次電池，モータ駆動用のインバータなども備えるが、これらについては本発明の中核をなさないから、その図示や詳細な説明については省略する。   Such a fuel cell system 20 drives the hydrogen pump 34, the air compressor 44, and the cooling water pump 54 on the basis of signals from various sensors, and adjusts the opening degree of each gate valve and flow rate control valve. A power control unit (hereinafter referred to as “PCU”) 70 that controls the battery stack 22 and a motor for traveling (not shown), a rechargeable secondary battery, an inverter for driving the motor, and the like are also provided. Since it does not form the core, the illustration and detailed description thereof will be omitted.

図１および図２に示すように、燃料電池スタック２２は車両前部の中央下部に横たわるように配置され、その上に、ＰＣＵ７０が配置されている。燃料電池スタック２２の左側前部のフェンダ内には、加湿器４６とエアコンプレッサ４４とが配置されている。燃料電池スタック２２の前方には、ラジエータ５６が配置され、その前方には乗員室内の空気調節を行なうエアコンディショナー用のラジエータ７２が配置されている。更に、運転席の前方右下部には、空気給排系４０の気液分離器３８が配置され、気液分離器３８には連絡管６２ａが接続されている。また、運転席前方右下部には、加湿器４６に接続された気液分離器４８も配置されており、この気液分離器４８に連絡管６２ｂが接続されている。この他、車両前部には水素ポンプ３４や冷却水ポンプ５４が配置され、車両前部或いは中央部もしくは後部には希釈器６１が配置されているが、これらの図示は省略した。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 22 is disposed so as to lie at the lower center of the front portion of the vehicle, and the PCU 70 is disposed thereon. A humidifier 46 and an air compressor 44 are arranged in the fender on the left front portion of the fuel cell stack 22. A radiator 56 is disposed in front of the fuel cell stack 22, and a radiator 72 for an air conditioner that adjusts air in the passenger compartment is disposed in front of the radiator 56. Further, a gas-liquid separator 38 of the air supply / exhaust system 40 is disposed in the lower right front portion of the driver's seat, and a communication pipe 62a is connected to the gas-liquid separator 38. A gas-liquid separator 48 connected to the humidifier 46 is also arranged at the lower right front of the driver's seat, and a communication pipe 62b is connected to the gas-liquid separator 48. In addition, a hydrogen pump 34 and a cooling water pump 54 are disposed at the front of the vehicle, and a diluter 61 is disposed at the front, center, or rear of the vehicle, but these are not shown.

連絡管６２ａ、６２ｂは、車両運転席側を後輪側に延びる連絡管６３に接続され、連絡管６３は希釈器６１からの排ガス管６１ａに沿って後輪後方にまで及び、運転席側の後輪後方のマットガード８０内側に配置された排水ガイド６４に接続されている。気液分離器３８や気液分離器４８により分離された生成水は連絡管６２ａ、６２ｂを介し、その後、連絡管６３にて合流し、さらに、排水ガイド６４から外部に排出されるようになっている。   The communication pipes 62a and 62b are connected to a communication pipe 63 extending from the vehicle driver's seat side to the rear wheel side, and the communication pipe 63 extends to the rear wheel rear side along the exhaust gas pipe 61a from the diluter 61. It is connected to a drainage guide 64 disposed inside the mat guard 80 behind the rear wheel. The produced water separated by the gas-liquid separator 38 and the gas-liquid separator 48 is joined through the connecting pipes 62a and 62b and then through the connecting pipe 63, and further discharged from the drainage guide 64 to the outside. ing.

図４には、排水ガイド６４の地面近傍部分が示されている。図４に示すように、排水ガイド６４は、内部を排水が通過するパイプ状であり、この排水ガイド６４の先端側には排水を外部に放出する排水口６６を備えている。排水口６６は、排水ガイド６４の軸方向にほぼ直交する開口端部を有するように備えられている。排水ガイド６４は、燃料電池車１０の停止時においてその排水口６６近傍が地面に接触する程度の長さを有しているとともに、燃料電池車１０が走行時において地面の突起物や起伏などの凹凸形状におおよそ追従可能な可撓性を有している。この結果、燃料電池車１０の走行時においても、排水ガイド６４の排水口６６の近傍が地面におおよそ常時地面に接触されるようになっている。このような可撓性を有する排水ガイド６４の材料としては、人工あるいは天然高分子材料等を挙げることができる。また、排水ガイド６４は、その長さに沿って排水口６６に及ぶ範囲でその一部に金属等の導体層６８を備えており、この導体層６８の一部は、金属製の連絡管６３などの燃料電池車１０の導体部分に接続されている。   FIG. 4 shows a portion near the ground surface of the drainage guide 64. As shown in FIG. 4, the drainage guide 64 is in the form of a pipe through which drainage passes, and a drainage port 66 for discharging the drainage to the outside is provided on the distal end side of the drainage guide 64. The drain port 66 is provided so as to have an open end substantially orthogonal to the axial direction of the drain guide 64. The drainage guide 64 has such a length that the vicinity of the drainage port 66 is in contact with the ground when the fuel cell vehicle 10 is stopped, and the fuel cell vehicle 10 is free from projections and undulations on the ground when the fuel cell vehicle 10 is traveling. It is flexible enough to follow the uneven shape. As a result, even when the fuel cell vehicle 10 is traveling, the vicinity of the drainage port 66 of the drainage guide 64 is in contact with the ground at all times. Examples of such a flexible drainage guide 64 material include artificial or natural polymer materials. Further, the drainage guide 64 includes a conductor layer 68 made of metal or the like in a range extending along the length of the drainage port 66, and a part of the conductor layer 68 is made of a metal connecting pipe 63. The fuel cell vehicle 10 is connected to the conductor portion.

排水口６６は、排水可能な単位時間当たりの水量が燃料電池スタック２２に最大負荷を与えたときに燃料電池スタック２２により発電に伴って生成される単位時間当たりの水量より小さくなるように、その放水断面が設計されている。第１実施例の燃料電池車１０では、一般的な運転パターンによる走行をしたときに燃料電池スタック２２で生成される単位時間当たりの平均水量かこれより若干多い水量が排水口６６から排出されるよう排水口６６の放水断面が設計されている。   The drain port 66 is configured so that the amount of water per unit time that can be drained is smaller than the amount of water per unit time that is generated by the fuel cell stack 22 during power generation when the maximum load is applied to the fuel cell stack 22. The discharge section is designed. In the fuel cell vehicle 10 according to the first embodiment, the average water amount per unit time generated by the fuel cell stack 22 or a slightly larger amount of water generated by the fuel cell stack 22 when traveling according to a general driving pattern is discharged from the drain port 66. The drainage cross section of the drain outlet 66 is designed.

以上構成を説明した本実施例の燃料電池車１０では、燃料電池スタック２２により生成された水、即ち水素供給系３０の気液分離器３８により分離された水や空気給排系４０の気液分離器４８により分離された水は、そのまま連絡管６２ａ、６２ｂに導入され、その後、連絡管６３で両連絡管６２ａ、６２ｂからの排水が合流されて、排水ガイド６４内を移動して排水口６６から排出される。排水ガイド６４の排水口６６の近傍は地面に接触しており、排水口６６から流出する排水は排水ガイド６４を介して地面に到達されることになるため、排水口６６から地面に到達するまでの間に燃料電池車１０の走行中に生じる空気流に曝されることが抑制され、空気流の影響が抑制されている。このように、燃料電池スタック２２からの生成水を排水ガイド６４を介して空気流の影響を抑制して排水することができるから、排水した水が走行風によって巻き上げられて飛散する際における飛散水量を抑制することができる。また、生成水が燃料電池車１０に帯電した静電気によって帯電することも抑制される。   In the fuel cell vehicle 10 of the present embodiment described above, the water generated by the fuel cell stack 22, that is, the water separated by the gas / liquid separator 38 of the hydrogen supply system 30 and the gas / liquid of the air supply / discharge system 40. The water separated by the separator 48 is introduced into the connecting pipes 62a and 62b as it is, and then the drainage from both the connecting pipes 62a and 62b is merged by the connecting pipe 63 and moves through the drainage guide 64 to the drain outlet. 66 is discharged. The vicinity of the drain port 66 of the drain guide 64 is in contact with the ground, and the drainage flowing out from the drain port 66 reaches the ground via the drain guide 64, so that the drain guide 66 reaches the ground. During this period, exposure to the air flow generated during the travel of the fuel cell vehicle 10 is suppressed, and the influence of the air flow is suppressed. Thus, since the generated water from the fuel cell stack 22 can be drained through the drainage guide 64 while suppressing the influence of the air flow, the amount of splashed water when the drained water is rolled up by the traveling wind and scattered. Can be suppressed. In addition, the generated water is prevented from being charged by static electricity charged in the fuel cell vehicle 10.

また、排水ガイド６４の一部に導体層６８を備えるため、排水ガイド６４の排水口６６近傍が地面に接触していることで燃料電池車１０に帯電した静電気を放電することもできる。特に、排水口６６からは生成水が排水され当該排水は排水ガイド６４の地面近傍部分を濡らすことになるため、生成水によって地面への放電抵抗を低下させることができて放電をスムーズに行うことができる。   In addition, since the conductor layer 68 is provided in a part of the drain guide 64, the vicinity of the drain port 66 of the drain guide 64 is in contact with the ground, so that static electricity charged in the fuel cell vehicle 10 can be discharged. In particular, since the generated water is drained from the drain port 66 and the drainage wets the vicinity of the ground surface of the drainage guide 64, the discharge resistance to the ground can be reduced by the generated water and the discharge can be performed smoothly. Can do.

さらに、排水ガイド６４を後輪の後方に配置することとしたから、前輪や後輪による排水の巻き上げを抑制することができる。また、排水ガイド６４はマットガード８０の内側に配置したため、走行風の影響をより一層受けにくく、走行風による排水の飛散水量を一層抑制することができるとともに、排水ガイド６４が燃料電池車１０の外部から容易に視認される部分は、マットガード８０の下端から地面に到達するまでの間に露出される部分であるため、車両の外観を損ないにくいものとなっている。さらに、排水ガイド６４は運転席側に配置したため、歩行者等に排水した水が飛散してかかってしまうこと等の不都合を抑制することができる。   Furthermore, since the drainage guide 64 is arranged behind the rear wheel, it is possible to suppress the drainage of the drainage by the front wheel and the rear wheel. Further, since the drainage guide 64 is arranged inside the mat guard 80, it is more difficult to be influenced by the traveling wind, and the amount of scattered water discharged by the traveling wind can be further suppressed. Since the portion that is easily visually recognized from the outside is the portion that is exposed from the lower end of the mat guard 80 until it reaches the ground, the appearance of the vehicle is hardly damaged. Furthermore, since the drainage guide 64 is arranged on the driver's seat side, it is possible to suppress inconveniences such as the fact that the drained water is scattered and applied to pedestrians and the like.

本実施例の燃料電池車１０では、排水ガイド６４の排水口６６近傍が地面に接触している構成とした。生成水は地面あるいはそのごく近傍に到達されるまで排水ガイド６４によってガイドされていることが好ましいが、必ずしも排水ガイド６４は地面に接触していなくてもよく、具体的には地面から数センチ程度、好ましくは、地面から高くても２〜３ｃｍ程度の部位にて排水できるようになっていてもよい。こうした排水によっても空気流の影響を抑制できるからである。   In the fuel cell vehicle 10 of the present embodiment, the vicinity of the drain port 66 of the drain guide 64 is in contact with the ground. It is preferable that the generated water is guided by the drainage guide 64 until it reaches the ground or the vicinity thereof. However, the drainage guide 64 does not necessarily have to contact the ground, specifically, about several centimeters from the ground. Preferably, the water can be drained at a site of about 2 to 3 cm at the highest from the ground. This is because the influence of the air flow can be suppressed by such drainage.

本実施例の燃料電池車１０の排水ガイド６４はおおよそ一定断面形状のパイプ状の排水管を用いるものとしたが、先端側に向かって先細りのテーパ状のパイプ状とすることもできる。また、周囲が外部と完全に遮断されたパイプ状でなくてもよく、少なくとも燃料電池車１０の前方側を遮断可能であって、生成水を流下あるいは滴下させるなど生成水を接触させて地面にまで到達可能にガイドするガイド面を有していればよい。したがって、たとえば、略コの字形状や略半円形状の樋状体等とすることもできる。さらに、排水口６６の開口形状は、排水ガイド６４の軸方向に対して傾斜する開口端縁を有するように形成することもできる。   Although the drainage guide 64 of the fuel cell vehicle 10 of the present embodiment uses a pipe-shaped drainage pipe having a substantially constant cross-sectional shape, it may be a tapered pipe-shape that tapers toward the tip side. Further, it does not have to be in the form of a pipe whose periphery is completely shut off from the outside, and at least the front side of the fuel cell vehicle 10 can be shut off, and the generated water is brought into contact with the ground by flowing down or dripping the generated water. It is only necessary to have a guide surface that guides it so that it can be reached. Therefore, for example, a substantially U-shaped or semi-circular bowl-shaped body can be used. Furthermore, the opening shape of the drain port 66 can be formed to have an opening edge that is inclined with respect to the axial direction of the drain guide 64.

また、排水ガイドはその主として内側を伝わらせるパイプ状や樋状に限定するものではなく、その表面及び／又は内部に生成水を伝わらせて地面あるいはその近傍にまで到達させうるものであってもよい。主として生成水にその表面を伝わらせる排水ガイドとしては、通常の車両用の地中放電素子に適用されるチェーン類のほか、ひも状体、板状体、テープ状体を挙げることができる。これらは、燃料電池車１０に帯電した静電気を放電可能に金属などの導体部分を有していることが好ましい。チェーン類等は通常十分な可撓性を備えている点においても好ましい。また、主として生成水にその内部を伝わらせる排水ガイドとしては、毛細管現象により生成水を浸透させるように構成された繊維の編成体、織布体及び束状体など挙げることができる。この種の排水ガイドにあっても、静電気を放電可能にあるいは容易にするために金属などの導体を備えることが好ましい。この種の排水ガイドは、また、柔軟性を備えている点においても好ましい。これら各種の排水ガイドにあっては、連絡管６３等の末端に連絡管６３からの生成水がこれらの排水ガイドに伝わるように接続されている必要がある。   Further, the drainage guide is not limited to a pipe shape or a bowl shape that mainly propagates inside, but may be one that can transmit the generated water to the surface and / or inside thereof to reach the ground or its vicinity. Good. Examples of the drainage guide that mainly transmits the generated water to the surface include a chain, a plate, and a tape, as well as chains that are applied to ordinary underground discharge elements for vehicles. These preferably have a conductor portion such as metal so that the static electricity charged in the fuel cell vehicle 10 can be discharged. Chains and the like are also preferable in that they usually have sufficient flexibility. Examples of the drainage guide that mainly transmits the generated water to the inside thereof include a knitted fabric, a woven fabric, and a bundle of fibers configured to allow the generated water to permeate through capillary action. Even in this type of drainage guide, it is preferable to provide a conductor such as metal in order to discharge or facilitate static electricity. This type of drainage guide is also preferable in that it has flexibility. In these various drainage guides, it is necessary that the generated water from the communication pipe 63 is connected to the end of the communication pipe 63 or the like so as to be transmitted to these drainage guides.

本実施例の燃料電池車１０では、燃料電池スタック２２からの各部位からの生成水を連絡管６３において合流して排出する構成としたが、各部位からの生成水をそれぞれ個別に排水するよう構成することもでき、さらに、これら複数の排水系の一部においてのみ排水ガイドを設ける構成とすることができる。また、本実施例の燃料電池車１０では、燃料電池スタック２２からの生成水をそのまま排水連絡管６２ａ、６２ｂに導入する構成としたが、右フェンダ内に設けたバッファタンクで蓄えることとしてもよいし、さらにその後、バンパーの左右下部のバッファタンクで貯留した後にその後、排水ガイド６４に導入する構成としてもよい。また、右フェンダ内のバッファタンクで備えることなく、燃料電池スタック２２からの生成水をバンパーの左右下部のバッファタンクで貯留した後に排水ガイド６４に導入するものとしてもよい。このようにバッファタンクを用いることで、バッファタンク内あるいは外部に生成水排出量の調整手段を設けること等により単位時間当たりの放出水量を略均等にすることができる。   In the fuel cell vehicle 10 of the present embodiment, the generated water from each part from the fuel cell stack 22 is joined and discharged in the connecting pipe 63, but the generated water from each part is individually drained. In addition, the drainage guide may be provided only in a part of the plurality of drainage systems. Further, in the fuel cell vehicle 10 of this embodiment, the generated water from the fuel cell stack 22 is introduced as it is into the drainage communication pipes 62a and 62b, but may be stored in a buffer tank provided in the right fender. Further, after that, after storing in the buffer tanks at the left and right lower portions of the bumper, it may be introduced into the drainage guide 64 after that. Further, instead of providing the buffer tank in the right fender, the water generated from the fuel cell stack 22 may be stored in the buffer tanks at the lower left and right sides of the bumper and then introduced into the drainage guide 64. By using the buffer tank in this way, the amount of discharged water per unit time can be made substantially uniform by providing means for adjusting the amount of generated water discharge inside or outside the buffer tank.

また、本実施例の燃料電池車１０では、排水ガイド６４の表面の一部に導体層６８を設ける構成としたが、導体層は、燃料電池車１０に帯電した静電気を放電可能に備えられていれば足りる。したがって、導体層は、排水ガイド６４の内部にも設けることができるし、排水ガイド６４自体を導体材料で形成することもできるし、排水ガイド６４の先端側よりもさらに突出して地面を指向するようにすることもできる。   Further, in the fuel cell vehicle 10 of this embodiment, the conductor layer 68 is provided on a part of the surface of the drainage guide 64. However, the conductor layer is provided so as to be able to discharge static electricity charged in the fuel cell vehicle 10. If it is enough. Therefore, the conductor layer can also be provided inside the drainage guide 64, or the drainage guide 64 itself can be formed of a conductor material, and further protrudes from the distal end side of the drainage guide 64 and is directed to the ground. It can also be.

さらに、本実施例の燃料電池車１０では、排水ガイド６４には、燃料電池２２からの生成水のみが供給される構成としたがこれに限定するものでなく、たとえば、冷却系５０において冷却水循環路５２を循環する冷却水を連絡管６２ａ、６２ｂあるいは連絡管６３などを介して排水ガイド６４に導入するようにすることもできる。一定の導電率を超えた冷却水の少なくとも一部を排水して新たに他から導電率の低い水を供給することで循環冷却水の導電率を容易に一定以下に保持することができ、冷却系５０におけるイオン交換の負荷を低減することができる。また、導電率が比較的高い排水が排水ガイド６４に供給されることで、放電効果を高めることができる。   Furthermore, in the fuel cell vehicle 10 of the present embodiment, only the generated water from the fuel cell 22 is supplied to the drain guide 64, but this is not a limitation. For example, the cooling water circulation in the cooling system 50 It is also possible to introduce the cooling water circulating through the passage 52 into the drainage guide 64 via the connecting pipes 62a and 62b or the connecting pipe 63. By draining at least a part of the cooling water that exceeds a certain conductivity and newly supplying water with a low conductivity from the other, the conductivity of the circulating cooling water can be easily kept below a certain level. The load of ion exchange in the system 50 can be reduced. In addition, the discharge effect can be enhanced by supplying wastewater having a relatively high conductivity to the drainage guide 64.

本実施例の燃料電池車１０では、排水口６６を運転席側の後輪後方に一個設けるものとしたが、複数個設けることもでき、また、排水口６６の配置位置はこれに限定するものではなく、例えば、車両の中央部分、好ましくは運転席側の前後方向の中央部分に設けることもできる。   In the fuel cell vehicle 10 of this embodiment, one drain port 66 is provided behind the rear wheel on the driver's seat side. However, a plurality of drain ports 66 may be provided, and the position of the drain port 66 is limited to this. Instead, for example, it can also be provided in the central part of the vehicle, preferably in the central part in the front-rear direction on the driver seat side.

本実施例の燃料電池車１０では、空気給排系４０の気液分離器４８として完全に気液分離できないタイプのものを用いたが、完全に気液分離が可能なタイプのものを用いるものとしてもよい。   In the fuel cell vehicle 10 of this embodiment, a type that cannot be completely gas-liquid separated is used as the gas-liquid separator 48 of the air supply / exhaust system 40, but a type that can be completely gas-liquid separated is used. It is good.

以上説明した実施例では、本発明を燃料電池を電力源として搭載した自動車に適用するものとしたが、自動車は燃料電池を搭載する他に燃料電池以外の電力源、例えば、二次電池やキャパシタなど種々の電力源を搭載するものとしてもよい。また、燃料電池を搭載する自動車に限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両を含む各種の地上移動体に適用するものとしてもよいし、地上移動体以外の移動体に適用するものとしてもよい。   In the embodiments described above, the present invention is applied to a vehicle equipped with a fuel cell as a power source. However, the vehicle is equipped with a power source other than a fuel cell, such as a secondary battery or a capacitor, in addition to a fuel cell. It is good also as what mounts various electric power sources. Further, the present invention is not limited to automobiles equipped with fuel cells, and may be applied to various ground moving bodies including vehicles other than automobiles, and may be applied to moving bodies other than ground moving bodies. It is good.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、自動車産業に利用可能である。   The present invention is applicable to the automobile industry.

実施例の燃料電池車１０に搭載された機器の平面配置の一例を示す平面配置図である。It is a plane arrangement | positioning figure which shows an example of the plane arrangement | positioning of the apparatus mounted in the fuel cell vehicle 10 of an Example. 実施例の燃料電池車１０に搭載された機器の側面配置の一例を示す側面配置図である。It is a side surface arrangement | positioning figure which shows an example of the side surface arrangement | positioning of the apparatus mounted in the fuel cell vehicle 10 of an Example. 実施例の燃料電池車１０に搭載された燃料電池スタック２２を中心とする燃料電池システム２０の構成の概略を示すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing an outline of a configuration of a fuel cell system 20 centering on a fuel cell stack 22 mounted on a fuel cell vehicle 10 of an embodiment. 実施例の燃料電池車１０における排水ガイドの地面近傍部分を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the ground vicinity part of the drainage guide in the fuel cell vehicle 10 of an Example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 燃料電池車、２０ 燃料電池システム、２２ 燃料電池スタック、３０ 水素供給系、３１ 高圧水素タンク、３２ 水素供給流路、３３ 水素循環路、３４ 水素ポンプ、３８ 気液分離器、４０ 空気給排系、４２ 供給管、４３ マスフローメータ、４４ エアコンプレッサ、４６ 加湿器、３８，４８ 気液分離器、５０ 冷却系、５２ 冷却水循環路、５４ 冷却水ポンプ、５６ ラジエータ、６０ 排水系、６１ 希釈器、６１ａ 排ガス管、６２ａ、６２ｂ、６３ 連絡管、６４ 排水ガイド、６６ 排水口、６８ 導体層 ７０ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、７２ ラジエータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell vehicle, 20 Fuel cell system, 22 Fuel cell stack, 30 Hydrogen supply system, 31 High pressure hydrogen tank, 32 Hydrogen supply flow path, 33 Hydrogen circulation path, 34 Hydrogen pump, 38 Gas-liquid separator, 40 Air supply / discharge System, 42 Supply pipe, 43 Mass flow meter, 44 Air compressor, 46 Humidifier, 38, 48 Gas-liquid separator, 50 Cooling system, 52 Cooling water circuit, 54 Cooling water pump, 56 Radiator, 60 Drainage system, 61 Diluter 61a Exhaust gas pipe, 62a, 62b, 63 Connecting pipe, 64 Drainage guide, 66 Drainage port, 68 Conductor layer 70 Power control unit (PCU), 72 Radiator.

Claims (10)

発電に伴って水を生成する燃料電池を電力源として搭載する移動体であって、
前記燃料電池により生成された生成水を地面又はその近傍にまで到達させる排水ガイドを介して排水する排水手段、
を備える、移動体。 A mobile body equipped with a fuel cell that generates water in conjunction with power generation as a power source,
Drainage means for draining the generated water generated by the fuel cell through a drainage guide for reaching the ground or its vicinity;
A moving object comprising: 前記排水ガイドの少なくとも一部が地面に接触している、請求項１に記載の移動体。   The moving body according to claim 1, wherein at least a part of the drainage guide is in contact with the ground. 前記排水ガイドは前記移動体の移動中において地面に追従可能な可撓性を備えている、請求項１又は２に記載の移動体。   The movable body according to claim 1, wherein the drainage guide has flexibility capable of following the ground during the movement of the movable body. 前記排水ガイドは、その先端に前記生成水を地面あるいはその近傍で排出するための排水口を備える管状体である、請求項１〜３のいずれかに記載の移動体。   The said drainage guide is a moving body in any one of Claims 1-3 which is a tubular body provided with the drain outlet for discharging | emitting the said produced | generated water on the ground surface or its vicinity at the front-end | tip. 前記排水ガイドは、前記生成水がその表面又は内部を伝わって移動可能な連続体である、請求項１〜３のいずれかに記載の移動体。   The movable body according to any one of claims 1 to 3, wherein the drainage guide is a continuous body in which the generated water is movable along its surface or inside. 前記排水ガイドは、前記移動体に帯電した静電気を放電可能に地面に接触可能な導体部分を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の移動体。   The said drainage guide is a moving body in any one of Claims 1-5 which has a conductor part which can contact the ground so that the static electricity charged to the said moving body can be discharged. 前記排水手段には、前記燃料電池を冷却するための冷却水が導入可能に形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の移動体。   The mobile body according to claim 1, wherein cooling water for cooling the fuel cell is formed in the drainage means so as to be able to be introduced. 前記排水手段は、前記燃料電池からの排ガス経路に備えられる気液分離手段の液体貯留部に接続されている、請求項１〜７のいずれかに記載の移動体。   The moving body according to any one of claims 1 to 7, wherein the drainage means is connected to a liquid storage part of a gas-liquid separation means provided in an exhaust gas path from the fuel cell. 前記移動体は車両であって、前記排水ガイドは車両運転席側の中央又は後方に備えられている、請求項１〜８のいずれかに記載の移動体。   The mobile body according to any one of claims 1 to 8, wherein the mobile body is a vehicle, and the drainage guide is provided at a center or rear of the vehicle driver's seat side. 前記排水ガイドは、車両後輪のマットガードの内側に備えられている、請求項９に記載の移動体。   The moving body according to claim 9, wherein the drainage guide is provided inside a mat guard of a rear wheel of the vehicle.
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