JP2009117297A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of preventing high-concentration hydrogen from being discharged outside a casing. <P>SOLUTION: The fuel cell, an off-gas piping 30 through which a cathode discharge gas flows, and the like are housed in a fuel cell system box (casing) 10. The fuel cell system box 10 has a ventilation hole 12, and an open end 30a of the off-gas piping 30 is disposed in the ventilation hole 12. A ventilation gas that is introduced through a feed port 11 of the fuel cell system box 10 and is discharged through the ventilation port 12 is diluted with the cathode discharge gas discharged from the open end 30a before being discharged outside. A hydrogen sensor 50 is also provided in the fuel cell system box 10, and when hydrogen leakage is detected, the amount of the cathode discharge gas discharged from the open end 30a of the off-gas piping 30 is increased. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、リーク水素を換気する手段を備えた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system including means for ventilating leaked hydrogen.

燃料電池システムでは、漏れ水素（リーク水素）を希釈排出するシステムが種々提案されている。例えば、特許文献１では、燃料電池などを収納したケーシング（燃料電池システムボックス）内で水素漏洩が検知されると、ブロアに接続された開閉弁が開弁され、ブロアからの空気によりケーシング内の水素を希釈し、ケーシングに設けられた開口部から排出する技術が提案されている。
特開２００２−５６８６４号公報（段落００５２、図２） In fuel cell systems, various systems for diluting and discharging leaked hydrogen (leaked hydrogen) have been proposed. For example, in Patent Document 1, when hydrogen leakage is detected in a casing (fuel cell system box) containing a fuel cell or the like, an on-off valve connected to the blower is opened, and the air from the blower is opened in the casing. A technique for diluting hydrogen and discharging it from an opening provided in the casing has been proposed.
JP 2002-56864 A (paragraph 0052, FIG. 2)

しかしながら、従来技術のような燃料電池システムでは、ケーシングの開口部付近に高濃度の水素が滞留していた場合、ブロアから排出された空気により水素が押し出され、高濃度の水素がそのままケーシング外部に排出されるという問題がある。   However, in the fuel cell system as in the prior art, when high concentration hydrogen stays in the vicinity of the opening of the casing, the hydrogen is pushed out by the air exhausted from the blower, and the high concentration hydrogen remains outside the casing. There is a problem of being discharged.

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、ケーシングの外部に高濃度の水素が排出されるのを防止することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a fuel cell system capable of preventing high-concentration hydrogen from being discharged outside the casing.

請求項１に係る発明は、カソードガスとアノードガスとが供給されて発電する燃料電池と、前記燃料電池から排出されたカソード排ガスが流通するオフガス配管と、前記燃料電池と前記オフガス配管とを収納したケーシングと、前記ケーシング内のガスの換気を行なう換気ガスを排出する換気口と、を有する燃料電池システムであって、前記オフガス配管の開口端部と前記換気口とは隣接して配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 1 houses a fuel cell that generates electricity by being supplied with cathode gas and anode gas, an offgas pipe through which cathode exhaust gas discharged from the fuel cell circulates, and the fuel cell and the offgas pipe. A fuel cell system, and a vent opening for exhausting ventilation gas for venting the gas in the casing, wherein the open end of the off-gas pipe and the vent opening are disposed adjacent to each other. It is characterized by being.

請求項１に係る発明によれば、オフガス配管の開口端部と換気口とが隣接して配置されているため、換気口から排出されるリーク水素をカソード排ガスによって希釈しつつ燃料電池システムの外部に排出することが可能になる。また、開口端部からカソード排ガスが排出されると、その周囲は負圧となるため、換気口からのガスの排出および希釈を促進することも可能になる。   According to the first aspect of the present invention, since the open end of the off-gas pipe and the ventilation port are disposed adjacent to each other, the leakage hydrogen discharged from the ventilation port is diluted with the cathode exhaust gas, and the outside of the fuel cell system. Can be discharged. Further, when the cathode exhaust gas is discharged from the opening end, the surrounding area becomes a negative pressure, so that it is possible to promote the discharge and dilution of the gas from the ventilation port.

請求項２に係る発明は、前記ケーシングの内部に前記換気ガスを導入する換気ガス導入手段を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized by comprising ventilation gas introduction means for introducing the ventilation gas into the casing.

請求項２に係る発明によれば、ケーシング内部に滞留するガスを、効率よく換気口に導くことが可能になる。   According to the invention which concerns on Claim 2, it becomes possible to guide | emit the gas which stays in a casing inside to a ventilation port efficiently.

請求項３に係る発明は、前記カソード排ガスの流量を増加させるカソード排ガス量増量手段と、前記ケーシングの内部のアノードガス漏れを検出するガス漏れ検出手段と、を備え、前記ガス漏れ検出手段によりアノードガスが漏れていることが検出された場合には、前記カソード排ガス量増量手段により、カソード排ガス量を増量させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a cathode exhaust gas amount increasing means for increasing the flow rate of the cathode exhaust gas, and a gas leak detecting means for detecting an anode gas leak inside the casing, and the anode by the gas leak detecting means. When it is detected that gas leaks, the cathode exhaust gas amount increasing means increases the cathode exhaust gas amount.

請求項３に係る発明によれば、アノードガス漏れと検出された場合には換気口から排出されるガスの希釈を促進させるためにカソード排ガスの流量を増加させるため、換気口から外部に排出されるガスのガス濃度を確実に低下させることが可能になる。   According to the third aspect of the present invention, in order to increase the flow rate of the cathode exhaust gas in order to promote the dilution of the gas discharged from the ventilation port when anode gas leakage is detected, the anode gas is discharged to the outside. It is possible to reliably reduce the gas concentration of the gas.

請求項４に係る発明は、前記換気口付近は、その上流側に対して流路断面積が狭くなるように形成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that the vicinity of the ventilation port is formed such that the cross-sectional area of the channel is narrower toward the upstream side.

請求項４に係る発明によれば、ケーシングの換気口付近の流路断面積を上流側に比べて狭くすることにより換気口から排出されるガスの流速が増加するため、ガスが換気口から外部に排出された際のガスの拡散性が向上して、カソード排ガスとの混合希釈性能が向上する。   According to the invention according to claim 4, since the flow velocity of the gas discharged from the ventilation port is increased by narrowing the cross-sectional area of the flow passage near the ventilation port of the casing as compared with the upstream side, the gas flows from the ventilation port to the outside. The diffusibility of the gas when discharged to improve the mixing and dilution performance with the cathode exhaust gas.

請求項５に係る発明は、前記オフガス配管の開口端部は、前記換気口内に配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that an open end of the off-gas pipe is disposed in the ventilation port.

請求項５に係る発明によれば、オフガス配管の周囲に設けるべき、干渉防止用のクリアランスをそのまま利用できる。   According to the invention which concerns on Claim 5, the clearance for interference prevention which should be provided around off-gas piping can be utilized as it is.

請求項６に係る発明は、前記オフガス配管の開口端部は、前記換気口に対して重力方向上側寄りに位置していることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is characterized in that an open end portion of the off-gas pipe is located closer to the upper side in the gravity direction than the ventilation port.

請求項６に係る発明によれば、換気口から排出された漏洩したアノードガスは空気よりも軽いため浮力により上方に流れるので、上方にオフガス配管の開口端部を配置することにより、希釈性をさらに向上させることが可能になる。   According to the sixth aspect of the present invention, since the leaked anode gas discharged from the ventilation port is lighter than air and flows upward due to buoyancy, the dilutability can be improved by arranging the open end of the off-gas pipe above. Further improvement is possible.

本発明の燃料電池システムによれば、ケーシングの外部に高濃度の水素が排出されるのを防止することができる。   According to the fuel cell system of the present invention, high concentration hydrogen can be prevented from being discharged outside the casing.

図１は本実施形態の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車を示す模式図、図２はオフガス配管の開口端部と換気口を燃料電池自動車の後部から見たときの平面図、図３は本実施形態の燃料電池システムにおける水素漏れ検出時の制御を示すフローチャート、図４は水素漏れ検出時のカソード排ガスの流量を示し、（ａ）は水素漏れ未検出時、（ｂ）は水素漏れ検出時である。なお、本実施形態では、燃料電池システム１を車両（自動車）に搭載した燃料電池自動車Ｖを例に挙げて説明するが、燃料電池自動車Ｖ（車両）に限定されるものではなく、船舶や航空機、定置式の家庭用電源などあらゆるものに適用できる。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a fuel cell vehicle equipped with the fuel cell system of the present embodiment, FIG. 2 is a plan view when the open end and the vent of the offgas pipe are viewed from the rear of the fuel cell vehicle, and FIG. FIG. 4 shows the flow rate of the cathode exhaust gas when hydrogen leak is detected, (a) is when hydrogen leak is not detected, and (b) is hydrogen leak detection when the hydrogen leak is detected in the fuel cell system of this embodiment. It's time. In the present embodiment, the fuel cell vehicle V in which the fuel cell system 1 is mounted on a vehicle (automobile) will be described as an example. However, the fuel cell system V is not limited to the fuel cell vehicle V (vehicle). It can be applied to everything from stationary home power supplies.

図１に示すように、燃料電池自動車Ｖに搭載される燃料電池システム１は、燃料電池システムボックス１０、燃料電池２０、オフガス配管３０、電動ファン４０、水素センサ５０などで構成されている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 mounted on the fuel cell vehicle V includes a fuel cell system box 10, a fuel cell 20, an offgas pipe 30, an electric fan 40, a hydrogen sensor 50, and the like.

前記燃料電池システムボックス１０は、樹脂や金属などの板材を箱状に組み合わせて構成したものであり、燃料電池２０、オフガス配管３０などを収容し、前方に電動ファン４０からの換気ガス（空気）を取り込むための導入口１１、後方に換気ガスを排出するための換気口１２を備え、導入口１１および換気口１２を除いた部分はすべて閉じた空間となっている。つまり、本実施形態での燃料電池システムボックス１０は、導入口１１から導入された換気ガスのすべてが換気口１２から排出されるようになっている。   The fuel cell system box 10 is configured by combining plate materials such as resin and metal in a box shape. The fuel cell system box 10 accommodates the fuel cell 20, off-gas piping 30 and the like, and ventilates gas (air) from the electric fan 40 in the front. Are provided, and a ventilation port 12 for exhausting the ventilation gas is provided at the rear, and the portions other than the introduction port 11 and the ventilation port 12 are all closed spaces. That is, in the fuel cell system box 10 in the present embodiment, all of the ventilation gas introduced from the introduction port 11 is discharged from the ventilation port 12.

前記燃料電池２０は、固体高分子からなる電解質膜の一面側をアノード（水素極）、他面側をカソード（空気極）で挟み、さらにその外側の両面を導電性のセパレータで挟んで単セルを構成し、この単セルを複数積層した構造を有している。この燃料電池２０では、燃料電池自動車Ｖに搭載された水素タンク２１から図示しない配管を介して水素（アノードガス）が供給され、エアコンプレッサ２２から図示しない配管を介して空気（カソードガス）が供給されることにより、水素と空気に含まれる酸素との電気化学反応により発電が行なわれる。   The fuel cell 20 is a single cell in which one side of an electrolyte membrane made of a solid polymer is sandwiched between an anode (hydrogen electrode), the other side is sandwiched between cathodes (air electrodes), and both outer sides are sandwiched between conductive separators. And has a structure in which a plurality of single cells are stacked. In this fuel cell 20, hydrogen (anode gas) is supplied from a hydrogen tank 21 mounted on the fuel cell vehicle V via a pipe (not shown), and air (cathode gas) is supplied from an air compressor 22 via a pipe (not shown). Thus, power generation is performed by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen contained in the air.

前記水素タンク２１は、ソレノイドで作動する電磁式の遮断弁（不図示）を備え、高純度の水素を高圧に充填したものである。   The hydrogen tank 21 includes an electromagnetic shut-off valve (not shown) operated by a solenoid, and is filled with high-purity hydrogen at a high pressure.

前記エアコンプレッサ２２は、スーパーチャージャなどで構成され、取り込まれた外気を圧縮して燃料電池２０のカソードに向けて供給するものである。   The air compressor 22 is composed of a supercharger or the like, and compresses the taken outside air and supplies it to the cathode of the fuel cell 20.

前記オフガス配管３０は、燃料電池２０のカソードから排出されたカソード排ガス（空気など）を外部（車外）に排出する機能を有し、一端が燃料電池２０のカソードの出口に接続され、他端が燃料電池システムボックス１０の換気口１２まで延びて車外（大気中）に連通している。なお、図示省略しているが、オフガス配管３０には、例えば、上流側から順に、燃料電池２０に供給される空気を加湿するための加湿器、カソードの圧力を調節する背圧制御弁、燃料電池２０のアノードから排出されたアノードオフガス（水素など）をカソード排ガスで希釈するための希釈器、消音器などが設けられている。   The off-gas pipe 30 has a function of discharging cathode exhaust gas (such as air) discharged from the cathode of the fuel cell 20 to the outside (outside the vehicle), one end connected to the cathode outlet of the fuel cell 20 and the other end. It extends to the ventilation port 12 of the fuel cell system box 10 and communicates with the outside of the vehicle (in the atmosphere). Although not shown, the off-gas pipe 30 includes, for example, a humidifier for humidifying the air supplied to the fuel cell 20 in order from the upstream side, a back pressure control valve for adjusting the cathode pressure, and fuel. A diluter, a silencer, and the like are provided for diluting the anode off gas (such as hydrogen) discharged from the anode of the battery 20 with the cathode exhaust gas.

前記電動ファン（換気ガス導入手段）４０は、燃料電池システムボックス１０の導入口１１に配置され、図示しない制御部（ＥＣＵ）によって駆動されることにより、導入口１１から燃料電池システムボックス１０内に換気ガスが供給されるようになっている。なお、電動ファン４０は、換気専用のものに限定されず、冷却用のファンを適用するようにしてもよい。   The electric fan (ventilation gas introduction means) 40 is disposed at the introduction port 11 of the fuel cell system box 10 and is driven by a control unit (ECU) (not shown) so as to enter the fuel cell system box 10 from the introduction port 11. Ventilation gas is supplied. The electric fan 40 is not limited to a ventilation-only fan, and a cooling fan may be applied.

なお、換気ガス導入手段としては、電動ファン４０に限定されるものではなく、電動ファン４０とは別個に、導入口１１に電動ファンを直接に取り付けるようにしてもよく、あるいは燃料電池自動車Ｖにエアスクープなどの空気の取り込み口を設けて走行風を導入するようにしてもよい。   The ventilation gas introducing means is not limited to the electric fan 40, and may be directly attached to the introduction port 11 separately from the electric fan 40 or to the fuel cell vehicle V. An air intake such as an air scoop may be provided to introduce the traveling wind.

前記水素センサ５０は、燃料電池システムボックス１０内の燃料電池２０などから漏れ出た水素の水素濃度（ガス濃度）を検出する機能を有し、燃料電池システムボックス１０内部の上部（天井部）に設けられている。ちなみに、漏れ水素は、例えば、燃料電池２０のスタックの隙間や配管の繋ぎ目などから漏れるものである。   The hydrogen sensor 50 has a function of detecting the hydrogen concentration (gas concentration) of hydrogen leaking from the fuel cell 20 or the like in the fuel cell system box 10, and is provided at the upper part (ceiling portion) inside the fuel cell system box 10. Is provided. Incidentally, leaked hydrogen leaks from, for example, a gap in the stack of the fuel cell 20 or a joint between pipes.

図２に示すように、前記燃料電池システムボックス１０の換気口１２は、円形状に形成され、換気口１２の上流側よりも流路断面積が小さくなるように形成されている。つまり、図１に示す換気口１２付近の切断線Ｓ１における流路断面積は、換気口１２の上流側の切断線Ｓ２における流路断面積よりも狭くなるように流路が形成されている。   As shown in FIG. 2, the ventilation port 12 of the fuel cell system box 10 is formed in a circular shape so that the flow path cross-sectional area is smaller than the upstream side of the ventilation port 12. That is, the flow path is formed so that the flow path cross-sectional area at the cutting line S1 near the ventilation port 12 shown in FIG. 1 is narrower than the flow path cross-sectional area at the cutting line S2 on the upstream side of the ventilation port 12.

また、オフガス配管３０の開口端部３０ａは、換気口１２内に位置するように構成されている。すなわち、オフガス配管３０の開口端部３０ａの周囲を換気口１２による換気ガスの流路が取り囲むように構成されている。   Further, the open end 30 a of the offgas pipe 30 is configured to be located in the ventilation port 12. That is, the ventilation gas flow path by the ventilation port 12 surrounds the open end 30a of the off-gas pipe 30.

また、オフガス配管３０の開口端部３０ａは、換気口１２を形成する端面１２ａ（図２参照）と同じ位置まで延びて、均一な面（ほぼ均一な面）となるように互いの位置関係が設定されている。   Further, the open end 30a of the off-gas pipe 30 extends to the same position as the end face 12a (see FIG. 2) that forms the ventilation port 12, and has a positional relationship with each other so as to be a uniform face (substantially uniform face). Is set.

次に、本実施形態の燃料電池システムの動作について図３および図４を参照して説明する。なお、燃料電池システム１の運転中（ＩＧ−ＯＮ）には、水素タンク２１からアノードに水素が供給され、エアコンプレッサ２２からカソードに空気が供給されることにより発電が行なわれ、発電電力が走行モータ（図示せず）、蓄電装置（図示せず）、エアコンプレッサ２２などの補機に供給される。   Next, the operation of the fuel cell system of this embodiment will be described with reference to FIGS. During the operation of the fuel cell system 1 (IG-ON), hydrogen is supplied from the hydrogen tank 21 to the anode, and air is supplied from the air compressor 22 to the cathode, thereby generating power, and the generated power travels. It is supplied to auxiliary equipment such as a motor (not shown), a power storage device (not shown), and an air compressor 22.

また、燃料電池システム１の運転中には、電動ファン４０が駆動されて、換気ガスが燃料電池システムボックス１０の導入口１１から導入され、燃料電池２０などの隙間から漏れ出た水素が換気ガスによって押し出されて、換気口１２まで導かれる。   Further, during the operation of the fuel cell system 1, the electric fan 40 is driven, ventilation gas is introduced from the introduction port 11 of the fuel cell system box 10, and hydrogen leaking from the gap of the fuel cell 20 or the like is ventilation gas. And is led to the vent 12.

そこで本実施形態では、燃料電池システム１の運転中において、制御部（図示せず）によって後記するように制御される。すなわち、ステップＳ１００において、水素漏れが検出されたか否か（水素濃度が所定値以上になったか否か）を判断する。水素漏れが検出されたか否かの判断は、通常制御でオフガス配管３０から排出されるカソード排ガスによっては十分に希釈することができない濃度（所定濃度）の水素が検出されたときに、水素漏れが検出されたと判断される。   Thus, in the present embodiment, during operation of the fuel cell system 1, control is performed as described later by a control unit (not shown). That is, in step S100, it is determined whether or not hydrogen leakage has been detected (whether or not the hydrogen concentration has exceeded a predetermined value). The determination of whether or not hydrogen leakage is detected is based on whether hydrogen leakage at a concentration (predetermined concentration) that cannot be sufficiently diluted by the cathode exhaust gas discharged from the off-gas pipe 30 under normal control is detected. It is determined that it has been detected.

ステップＳ１００において、水素漏れが未検出であると判断された場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１０において、オフガス配管３０の開口端部３０ａから排出されるカソード排ガスの流量を、通常制御によって排出される量のままにする（図４（ａ）参照）。つまり、エアコンプレッサ２２および背圧弁（図示せず）を通常制御のままにする。   If it is determined in step S100 that no hydrogen leak has been detected (No), in step S110, the flow rate of the cathode exhaust gas discharged from the open end 30a of the off-gas pipe 30 is discharged by normal control. Keep the amount (see FIG. 4 (a)). That is, the air compressor 22 and the back pressure valve (not shown) are left under normal control.

また、ステップＳ１００において、水素漏れが検出されたと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０において、オフガス配管３０の開口端部３０ａから排出されるカソード排ガスの流量を、増量（ＵＰ）させる（図４（ｂ）参照）。ちなみに、カソード排ガス量を増量させる手段は、エアコンプレッサ２２や背圧弁（不図示）であり、エアコンプレッサ２２の場合にはモータの回転速度を増加させ、背圧弁（図示せず）の場合には開度を開放側に変更することである。   When it is determined in step S100 that hydrogen leakage has been detected (Yes), the flow rate of the cathode exhaust gas discharged from the open end 30a of the off-gas pipe 30 is increased (UP) in step S120 (FIG. 4 (b)). Incidentally, means for increasing the amount of cathode exhaust gas are an air compressor 22 and a back pressure valve (not shown). In the case of the air compressor 22, the rotational speed of the motor is increased, and in the case of a back pressure valve (not shown). Changing the opening to the open side.

そして、ステップＳ１３０において、制御部（図示せず）は、燃料電池自動車Ｖに設けられたイグニッションスイッチがオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）にされたかどうかを判断する。ステップＳ１３０において、ＩＧ−ＯＦＦではないと判断された場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１００に戻って、ＩＧ−ＯＦＦであると判断された場合には（Ｙｅｓ）、水素タンク２１からの燃料電池２０への水素の供給、およびエアコンプレッサ２２からの燃料電池２０への空気の供給をそれぞれ停止して、処理を終了する。   In step S130, the control unit (not shown) determines whether an ignition switch provided in the fuel cell vehicle V is turned off (IG-OFF). If it is determined in step S130 that it is not IG-OFF (No), the process returns to step S100, and if it is determined that it is IG-OFF (Yes), the fuel cell 20 from the hydrogen tank 21 is returned. The supply of hydrogen to the air and the supply of air from the air compressor 22 to the fuel cell 20 are stopped, and the process ends.

以上説明したように、本実施形態によれば、換気口１２とオフガス配管３０の開口端部３０ａとが隣接するように（重なるように）配置されているので、換気口１２から排出されるリーク水素（漏れ水素）をカソード排ガスによって希釈しつつ燃料電池システム１（燃料電池自動車Ｖ）の外部に排出することが可能になる。しかも、カソード排ガスの流れが換気口１２から排出される換気ガスの流れよりも十分に速いので、オフガス配管３０の開口端部３０ａから排出されるカソード排ガスの流れによって、開口端部３０ａの周囲が負圧になる。その結果、換気口１２から排出されるガスが引き寄せられるので、換気口１２からのガスの排出および希釈を促進することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, since the ventilation port 12 and the open end 30a of the off-gas pipe 30 are arranged so as to be adjacent (overlapping), the leak discharged from the ventilation port 12 Hydrogen (leaked hydrogen) can be discharged outside the fuel cell system 1 (fuel cell vehicle V) while being diluted with the cathode exhaust gas. In addition, since the flow of the cathode exhaust gas is sufficiently faster than the flow of the ventilation gas discharged from the ventilation port 12, the flow of the cathode exhaust gas discharged from the opening end 30a of the off-gas pipe 30 causes the periphery of the opening end 30a to be Negative pressure. As a result, the gas discharged from the ventilation port 12 is attracted, so that the exhaust and dilution of the gas from the ventilation port 12 can be promoted.

また、本実施形態によれば、燃料電池システムボックス１０の内部に換気ガスを導入する電動ファン４０を設けることにより、燃料電池システムボックス１０内部に滞留するガスを換気ガスによって換気口１２へ導くことが可能になる。   Further, according to the present embodiment, by providing the electric fan 40 that introduces the ventilation gas into the fuel cell system box 10, the gas staying inside the fuel cell system box 10 is guided to the ventilation port 12 by the ventilation gas. Is possible.

また、本実施形態によれば、水素漏れが検出された場合には、カソード排ガスの流量を増加させるため、換気口１２から外部に排出される水素の濃度を確実に低下させることが可能になる。   Further, according to this embodiment, when hydrogen leakage is detected, the flow rate of the cathode exhaust gas is increased, so that the concentration of hydrogen discharged to the outside from the ventilation port 12 can be reliably reduced. .

また、本実施形態によれば、燃料電池システムボックス１０の換気口１２の流路断面積を、それより上流側の流路断面積に比べて狭く形成したことにより、換気口１２から排出される換気後の換気ガスの流速が増加するので、換気ガスが換気口１２の外部に排出されたときの拡散性が高められて、カソード排ガスとの混合希釈性能が向上する。   In addition, according to the present embodiment, the flow passage cross-sectional area of the ventilation port 12 of the fuel cell system box 10 is narrower than the flow passage cross-sectional area on the upstream side thereof, so that the air is discharged from the ventilation port 12. Since the flow rate of the ventilation gas after ventilation increases, the diffusibility when the ventilation gas is discharged to the outside of the ventilation port 12 is enhanced, and the mixing and dilution performance with the cathode exhaust gas is improved.

また、本実施形態によれば、オフガス配管３０の開口端部３０ａが換気口１２内に位置するように配置されているので、オフガス配管３０の周囲にもともと設けるべき干渉防止用のクリアランスをそのまま換気ガスの流路として利用できる。   Further, according to the present embodiment, since the open end 30a of the off-gas pipe 30 is disposed in the ventilation port 12, the clearance for interference prevention that should be originally provided around the off-gas pipe 30 is ventilated as it is. It can be used as a gas flow path.

また、本実施形態では、換気口１２とオフガス配管３０の開口端部３０ａとが均一の面となる（同一平面上に位置する）ように換気口１２の端面１２ａと開口端部３０ａとの位置関係が設定されているので、換気口１２から排出される水素を確実に希釈することが可能になる。ちなみに、開口端部３０ａが換気口１２よりも奥（燃料電池システムボックス１０内）に位置していると、オフガス配管３０の開口端部３０ａから排出されたカソード排ガスが燃料電池システムボックス１０内に入り込むおそれがあり、逆にオフガス配管３０の開口端部３０ａが換気口１２（燃料電池システムボックス１０）から突出する位置にあると、換気口１２から排出される水素を希釈し難くなる。なお、効果を阻害しない範囲で換気口１２の端面１２ａと開口端部３０ａとの位置を設定できることはいうまでもない。   Moreover, in this embodiment, the position of the end surface 12a of the ventilation port 12 and the opening end part 30a so that the ventilation port 12 and the opening end part 30a of the off-gas piping 30 may become a uniform surface (located on the same plane). Since the relationship is set, it is possible to reliably dilute the hydrogen discharged from the ventilation port 12. Incidentally, when the opening end 30 a is located behind the ventilation port 12 (in the fuel cell system box 10), the cathode exhaust gas discharged from the opening end 30 a of the off-gas pipe 30 enters the fuel cell system box 10. On the contrary, if the open end 30a of the off-gas pipe 30 is in a position protruding from the ventilation port 12 (fuel cell system box 10), it is difficult to dilute the hydrogen discharged from the ventilation port 12. In addition, it cannot be overemphasized that the position of the end surface 12a of the ventilation port 12 and the opening edge part 30a can be set in the range which does not inhibit an effect.

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、図５または図６に示す実施形態であってもよい。図５はオフガス配管の開口端部および換気口の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、図６はオフガス配管の開口端部および換気口の他の変形例を示す平面図である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be the embodiment shown in FIG. 5 or FIG. FIG. 5 shows a modified example of the open end of the offgas pipe and the ventilation port, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view, and FIG. 6 is another modified example of the open end of the offgas pipe and the ventilation port. FIG.

図５（ａ）に示すように、オフガス配管３０Ａの開口端部３０ａが、換気口１２内に位置し、かつ、換気口１２内において重力方向上側に位置するようにしてもよい。言い換えると、換気口１２内において、開口端部３０ａより重力方向上側に位置する流路よりも重力方向下側に位置する流路が広くなるように形成されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 5A, the open end 30 a of the off-gas pipe 30 </ b> A may be positioned in the ventilation port 12 and may be positioned in the gravity port in the ventilation port 12. In other words, in the ventilation port 12, the flow path located on the lower side in the gravitational direction may be formed wider than the flow path located on the upper side in the gravitational direction from the opening end 30a.

この実施形態によれば、図５（ｂ）に示すように、換気口１２から排出された漏洩した水素は空気よりも軽いため上方に流れるので、上側にオフガス配管３０Ａの開口端部３０ａを配置することにより、水素の希釈性能をさらに向上させることが可能になる。   According to this embodiment, as shown in FIG. 5 (b), the leaked hydrogen discharged from the ventilation port 12 flows upward because it is lighter than air, so the open end 30a of the off-gas pipe 30A is disposed on the upper side. This makes it possible to further improve the hydrogen dilution performance.

また、図６に示すように、換気口１２とオフガス配管３０Ｂの開口端部３０ａとを隣接するように配置してもよい。なお、換気口１２と開口端部３０ａとは、横方向（水平方向）に隣接して配置するものに限定されず、上下に隣接するように配置して、上側に開口端部３０ａ、下側に換気口１２がそれぞれ配置されるようにしてもよい。   Moreover, as shown in FIG. 6, you may arrange | position so that the ventilation port 12 and the opening end part 30a of the offgas piping 30B may adjoin. Note that the ventilation port 12 and the opening end 30a are not limited to those arranged adjacent to each other in the horizontal direction (horizontal direction), and are arranged so as to be adjacent to each other in the vertical direction, with the opening end 30a on the upper side and the lower side. The ventilation openings 12 may be arranged respectively.

また、図示していないが、換気口１２と開口端部３０ａとの向きを互いに交差する向きに配置して、換気口１２から排出される換気後の換気ガスと、オフガス配管３０の開口端部３０ａから排出されるカソード排ガスとを、燃料電池システムボックス１０の外部で衝突させるような構成にしてもよい。   Although not shown, the ventilation port 12 and the opening end 30a are arranged so as to cross each other so that the ventilated gas exhausted from the ventilation port 12 and the opening end of the off-gas pipe 30 are disposed. The cathode exhaust gas discharged from 30 a may be configured to collide outside the fuel cell system box 10.

図７は他のケーシングを備えた燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車を示す模式図である。このように、燃料電池２０やオフガス配管３０などを収容するケーシングを、燃料電池自動車Ｖに設けられたフロアパネル１０Ａと、アンダーパネル１０Ｂとで構成したものであってもよい。この場合、燃料電池２０は、例えばセンタートンネル内に収容されるようになっている。   FIG. 7 is a schematic view showing a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system having another casing. As described above, the casing that accommodates the fuel cell 20, the off-gas pipe 30, and the like may be configured by the floor panel 10A and the under panel 10B provided in the fuel cell vehicle V. In this case, the fuel cell 20 is accommodated in a center tunnel, for example.

本実施形態の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a fuel cell car carrying a fuel cell system of this embodiment. オフガス配管の開口端部と換気口とを燃料電池自動車の後部から見たときの平面図である。It is a top view when the opening edge part and ventilation opening of off gas piping are seen from the rear part of a fuel cell vehicle. 本実施形態の燃料電池システムにおける水素漏れ検出時の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control at the time of the hydrogen leak detection in the fuel cell system of this embodiment. 水素漏れ検出時のカソード排ガスの流量を示し、（ａ）は水素漏れ未検出時、（ｂ）は水素漏れ検出時である。The flow rate of cathode exhaust gas at the time of hydrogen leak detection is shown, (a) is when hydrogen leak is not detected, and (b) is when hydrogen leak is detected. オフガス配管の開口端部および換気口の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。The modification of the opening end part of an offgas piping and a ventilation port is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. オフガス配管の開口端部および換気口の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of the opening edge part of an offgas piping, and a ventilation port. 他のケーシングを備えた燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fuel cell vehicle carrying the fuel cell system provided with the other casing.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料電池システム
１０ 燃料電池システムボックス（ケーシング）
１０Ａ フロアパネル（ケーシング）
１０Ｂ アンダーパネル（ケーシング）
１２ 換気口
２０ 燃料電池
２２ エアコンプレッサ（カソード排ガス増量手段）
３０，３０Ａ，３０Ｂ オフガス配管
３０ａ 開口端部
４０ 電動ファン（換気ガス導入手段）
５０ 水素センサ（ガス漏れ検出手段） 1 Fuel cell system 10 Fuel cell system box (casing)
10A Floor panel (casing)
10B Under panel (casing)
12 Ventilation port 20 Fuel cell 22 Air compressor (Cathode exhaust gas increasing means)
30, 30A, 30B Off-gas piping 30a Open end 40 Electric fan (ventilation gas introduction means)
50 Hydrogen sensor (gas leak detection means)

Claims (6)

カソードガスとアノードガスとが供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池から排出されたカソード排ガスが流通するオフガス配管と、
前記燃料電池と前記オフガス配管とを収納したケーシングと、
前記ケーシング内のガスの換気を行なう換気ガスを排出する換気口と、を有する燃料電池システムであって、
前記オフガス配管の開口端部と前記換気口とは隣接して配置されていることを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that is supplied with cathode gas and anode gas to generate electricity;
Off-gas piping through which the cathode exhaust gas discharged from the fuel cell flows;
A casing containing the fuel cell and the off-gas piping;
A fuel cell system having a ventilation port for exhausting ventilation gas for ventilating the gas in the casing,
The fuel cell system, wherein the open end of the off-gas pipe and the ventilation port are disposed adjacent to each other. 前記ケーシングの内部に前記換気ガスを導入する換気ガス導入手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, further comprising ventilation gas introduction means for introducing the ventilation gas into the casing. 前記カソード排ガスの流量を増加させるカソード排ガス量増量手段と、
前記ケーシングの内部のアノードガス漏れを検出するガス漏れ検出手段と、を備え、
前記ガス漏れ検出手段によりアノードガスが漏れていることが検出された場合には、前記カソード排ガス量増量手段により、カソード排ガス量を増量させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。 A means for increasing the amount of cathode exhaust gas for increasing the flow rate of the cathode exhaust gas;
Gas leak detection means for detecting anode gas leak inside the casing, and
3. The cathode exhaust gas amount is increased by the cathode exhaust gas amount increasing unit when the anode gas leakage is detected by the gas leak detection unit. 4. Fuel cell system. 前記換気口付近は、その上流側に対して流路断面積が狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   4. The fuel cell system according to claim 1, wherein the vicinity of the ventilation port is formed such that a cross-sectional area of the flow path is narrower with respect to an upstream side thereof. 5. 前記オフガス配管の開口端部は、前記換気口内に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein an open end portion of the off-gas pipe is disposed in the ventilation port. 前記オフガス配管の開口端部は、前記換気口に対して重力方向上側寄りに位置していることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 5, wherein an open end of the off-gas pipe is positioned closer to the upper side in the gravity direction than the ventilation port.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016013524A (en) * 2014-07-03 2016-01-28 本田技研工業株式会社 Dilution device
JP2017530042A (en) * 2015-07-06 2017-10-12 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ UAV fuel cell system and method
JP2019149225A (en) * 2018-02-26 2019-09-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Fuel cell system and operation method therefor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266907A (en) * 2000-03-22 2001-09-28 Matsushita Seiko Co Ltd Fan heater
JP2003208915A (en) * 2002-01-15 2003-07-25 Ebara Ballard Corp Fuel cell power generating system
JP2007048704A (en) * 2005-08-12 2007-02-22 Fuji Electric Holdings Co Ltd Fuel cell apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266907A (en) * 2000-03-22 2001-09-28 Matsushita Seiko Co Ltd Fan heater
JP2003208915A (en) * 2002-01-15 2003-07-25 Ebara Ballard Corp Fuel cell power generating system
JP2007048704A (en) * 2005-08-12 2007-02-22 Fuji Electric Holdings Co Ltd Fuel cell apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016013524A (en) * 2014-07-03 2016-01-28 本田技研工業株式会社 Dilution device
JP2017530042A (en) * 2015-07-06 2017-10-12 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ UAV fuel cell system and method
US10777832B2 (en) 2015-07-06 2020-09-15 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for UAV fuel cell
JP2019149225A (en) * 2018-02-26 2019-09-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Fuel cell system and operation method therefor

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