JP4687115B2 - 燃料電池の冷却システム - Google Patents
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Description
A.システム構成:
B.サーモスタットバルブの構造:
C.変形例:
図1は、本発明の実施例としての車載用燃料電池における冷却システムを示す概略構成図である。図示する燃料電池5は、エア供給部6からの空気と、燃料供給部7からの水素ガスとの供給を受けて、電気化学反応により発電する。発電した電力は、出力部8に取り出され、車両の駆動源として利用されている。本実施例における燃料電池5は、水素極と酸素極と電解質膜とを備えた単セルを複数枚積層したスタック構造からなり、電解質膜として固体高分子膜を利用している。かかる構造の燃料電池5には、発電に適した作動温度域が存在する。
図3は、本実施例のサーモスタットバルブ40の概略構造を示す断面図である。図示するように、このサーモスタットバルブ40は、3つの内部流路d,e,fを形成するハウジング41、ハウジング41内に形成される流路の接続を切り替えるピストン42、ピストン42の駆動源となる感温部43、内部流路eを開閉する第1開閉弁44、第1開閉弁44を支持する第1スプリング45、内部流路fを開閉する第2開閉弁46、第2開閉弁46を支持する第2スプリング47、内部流路dを流れる熱媒体を感温部43へ導く感温部配管48などから構成されている。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
6...エア供給部
7...燃料供給部
8...出力部
10...冷却システム
15...メイン流路
17...バイパス流路
19...サブバイパス流路
20...循環ポンプ
25...熱交換器
26...ファン
30...三方弁
35...ヒータ
40...サーモスタットバルブ
41...ハウジング
42...ピストン
43...感温部
44...第1開閉弁
45...第1スプリング
46...第2開閉弁
47...第2スプリング
48...感温部配管
50...温度センサ
100...制御ユニット
190...流路
195...冷却水供給部
200...冷却システム
300...冷却システム
310...イオン交換器
320...空調系統
321...エバボレータ
322...コンプレッサ
323...コンデンサ
324...エキスパンジョンバルブ
326...ファン
330...接続配管
T1,T2,T3,T4...媒体温度
a,b,c...内部流路
d,e,f...内部流路
Claims (5)
- 所定媒体が循環する主流路上に熱交換器を配し、冷却した該媒体により燃料電池を冷却する燃料電池の冷却システムであって、
前記熱交換器を介さずに、前記燃料電池に前記媒体を循環させるバイパス流路と、
前記媒体の温度を感知して、前記バイパス流路を介して前記燃料電池を循環する該媒体の流れと、前記熱交換器を介して該燃料電池を循環する該媒体の流れとを、選択的に切り替える流路切替手段とを備え、
前記バイパス流路の当該バイパス流路内の前記媒体の流れに対して上流側から順に、
流路上を流れる前記媒体を加熱する加熱手段と、
前記流路切替手段の流路の切り替えの温度よりも高い設定温度で動作する感温アクチュエータを備えて、該感温アクチュエータの動作により前記バイパス流路内の前記媒体の温度が前記設定温度以上の時に開弁する感温操作弁とを配置し、
前記感温操作弁の開弁により、前記加熱手段により加熱された前記バイパス流路上の前記媒体を、該バイパス流路外に導く副バイパス流路を備えた
燃料電池の冷却システム。 - 請求項1に記載の燃料電池の冷却システムであって、
前記副バイパス流路は、前記感温操作弁の一端と前記主流路とを接続して、前記媒体を該主流路に導く流路である燃料電池の冷却システム。 - 請求項2に記載の燃料電池の冷却システムであって、
前記媒体を循環する動力として循環ポンプを前記主流路上に備え、
前記副バイパス流路の前記主流路との接続位置を、前記循環ポンプの吸い込み側とする燃料電池の冷却システム。 - 請求項1に記載の燃料電池の冷却システムであって、
前記媒体を循環する動力として循環ポンプを前記主流路上に有し、
更に、前記循環ポンプに前記媒体を供給する供給部を備え、
前記副バイパス流路は、前記感温操作弁の一端と前記供給部とを接続して、前記媒体を該供給部に導く流路である燃料電池の冷却システム。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池の冷却システムであって、更に、
前記加熱手段を通過する媒体の一部が常時流れる感温用流路を設け、
前記感温操作弁は、前記感温用流路上に前記感温アクチュエータを配置する構造である燃料電池の冷却システム。
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