JP5382325B2 - 燃料電池を搭載した小型車両 - Google Patents
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Description
また、この発明の燃料電池を搭載した小型車両は、排気ダクトに大きな通路容積を確保することができるので、排気ダクトの圧力損失を小さくして通気抵抗を低くすることができ、ファンの低出力化が可能で、ファンの消費電力を少なくして燃料電池システムのシステム効率向上を図ることができる。
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
また、燃料電池システム1は、水素と空気中の酸素との反応で昇温した燃料電池4に、ファン3により導入した空気の一部を流通させて冷却している。燃料電池4を冷却した空気は、排気ダクト10により排出される。排気ダクト10には、燃料電池4からパージされる水素が水素パージ管11により排出される。水素パージ管11によりパージされる水素は、パージバルブ12により流量、時期を調整される。
前記左右一対のメインフレーム14は、急な斜め上方に延びた前側フレーム部16の前端をそれぞれヘッドパイプ18に取り付け、ヘッドパイプ18にフロントフォーク19を左右操向可能に支持し、フロントフォーク19の下端に前輪20を軸支するとともに、フロントフォーク19の上端に操向用のハンドル21を取り付け、ヘッドパイプ18をフロントカバー22で覆っている。
また、前記左右一対のメインフレーム14は、前側フレーム部16の途中と後側フレーム部17の途中との間をそれぞれアッパフレーム23で接続し、後側フレーム部17の後端にそれぞれリヤフレーム24を接続している。リヤフレーム24は、後側に向かい次第に急になるような斜め上方に湾曲して延びてから、後端近傍で僅かに緩やかな斜め上方に直線状に延びる形状に形成している。メインフレーム14は、後側フレーム部17にスイングアーム25の前端を枢支し、スイングアーム25の後端に駆動輪である後輪26を軸支し、スイングアーム25をリヤサスペンション27により前記リヤフレーム24に支持している。メインフレーム14には、下側フレーム部15の後側にセンタスタンド28を設け、下側フレーム部15の左側にサイドスタンド29を設けている。
前記アッパフレーム23及びリヤフレーム24の上側には、メインボディ30を取り付け、フロントシート31及びリヤシート32を搭載している。また、リヤフレーム24には、テールボディ33を取り付け、テールボディ33の下部にリヤコンビネーションランプ34を取り付け、リヤコンビネーションランプ34の下部にリヤフェンダ35を取り付けている。リヤフェンダ35には、図5に示すように、番号表示版36が取り付けられ、この番号表示版36を照明する番号表示灯37を設けている。なお、図5において、符号38は、左右のサイドフェンダである。
この小型車両13は、燃料電池4の電力及び/又は二次電池7の電力によりモータ9を駆動して、駆動輪である後輪26を回転させて走行する。
小型車両13は、ファン3により導入されて燃料電池4を冷却した後の空気を排出する前記排気ダクト10を設けている。排気ダクト10は、ファンボックス41の後側に接続されて燃料電池4を冷却した空気を導入する第1排気ダクト43と、第1排気ダクト43の後側にリヤフレーム24を避けて接続されて第1排気ダクト43の空気を車両後部から排出する第2排気ダクト44とに分割している。
前記第1排気ダクト43は、車両幅方向に延びる箱形状の第1本体45を備え、第1本体45の前側に前記ファンボックス41の空気出口部42に接続される第1入口部46を備え、第1本体45の長手方向中央の後側に中央第1出口部47を備え、第1本体45の長手方向両端の後側やや下方にそれぞれ各端第1出口部48を備えている。
前記第2排気ダクト44は、車両幅方向に延びて両端が前側に湾曲する箱形状の第2本体49を備え、第2本体49の長手方向中央の前側に前記第1排気ダクト43の中央第1出口部47に接続される中央第2入口部50を備え、第2本体49の長手方向両端の前側下方に前記第1排気ダクト43の各端第1出口部48に接続される各端第2入口部51をそれぞれ備えている。
第2排気ダクト44は、図3に示すように、中央第2入口部50及び各端第2入口部51を第1排気ダクト43の中央第1出口部47及び各端第1出口部48に、シーリング52を介して接続している。
即ち、前記排気ダクト10は、第1排気ダクト43と第2排気ダクト44とに分割し、第1排気ダクト43を燃料電池4及びファンボックス41に一体としてモジュール化して先に車体へ組み込み、その後で第2排気ダクト44を後方より第1排気ダクト43に差し込むことで、図2に示されるよう、リヤフレーム24をよけるために、第1排気ダクト43の中央第1出口部47及び2つの各端第1出口部48と第2排気ダクト44の中央第2入口部50及び2つの各端第2入口部51とに分岐して接続したダクト形状でも、車体への組み込みが可能になり、より大きな通路面積を確保できる。
また、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、排気ダクト10に大きな通路容積を確保することができるので、排気ダクト10の圧力損失を小さくして通気抵抗を低くすることができ、ファン3の低出力化が可能で、ファン3の消費電力を少なくして燃料電池システム1のシステム効率向上を図ることができる。
さらに、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、第1排気ダクト43と第2排気ダクト44とをシーリング52により接続しているので、接続部分の気密性を確保すことができ、冷却後の空気が車体内部に戻ることがない。
これにより、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、燃料電池システム1よりパージされた水素を排気ダクト10内の空気の流れにより速やかに拡散することができ、パージされた水素を車両後部から空気とともに外部に排出することができるので、走行風でパージされた水素が車両内部に戻ることを防止できる。
第2排気ダクト44は、上側第2分岐部54と下側第2分岐部55とに分岐し、燃料電池4を冷却した空気を排気している。これは、リヤコンビネーションランプ34を避け、かつ、上下に分岐することで、より大きな通路面積を確保するためである。また、燃料電池4の運転が停止した場合等でファン3が停止し、排気ダクト10内に水素が混入している場合でも、排気ダクト10内の最高部位である上側第2分岐部54の上側第2出口部56が開放されていることにより、空気の流れに頼らず、空気より比重の軽い水素自身の浮力により、速やかに水素を排出することができる。
このように、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、第2排気ダクト44を上下に分岐して後方に向かい開口させたので、車両後部の車両部品であるリヤコンビネーションランプ34を上下に避けた上で、排気口としてより大きい開口面積を確保することができ、圧力損失を少なくできる。
また、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、ファン3の停止後に排気ダクト10内の空気に水素が混入していた場合でも、排気ダクト10内の最高部である上側第2分岐部54が上側第2出口部56で開放されていることにより、空気より比重の軽い水素が浮力により上方に昇り、排気ダクト10内における水素の滞留を防ぐことができる。
さらに、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、ファン3の停止後でも、上側第2分岐部54が後方に向かって上昇傾斜しているので、空気より比重の軽い水素が排気ダクト10内に滞留することを防ぐことができる。
第2排気ダクト44の貯水部58には、燃料電池4の反応で発生した水蒸気が凝縮してできる水滴、及び外部から浸入した雨水等が貯えられる。貯水部58に貯まった水は、第2排水孔部59より外部へ排出される。この第2排水孔部59は、貯水部58の左側に設けられている。これは、小型車両1を駐車後、左側のサイドスタンド29を立てた状態においては、車体が左側に傾くことにより、溜まった水が自然に左側より抜けることができるからである。なお、第1排気ダクト43のように、レイアウト上において十分な貯水部を設けることができない場合においては、左右にそれぞれ各側第1排水孔部53を設けることにより、速やかな水の排出を行うことができる。
このように、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、燃料電池4の反応で発生した水蒸気が凝縮した水や、外部より第2排気ダクト44内に浸入した水を、貯水部58に貯めて第2配水孔部59で車両外部に排出することができるので、水が燃料電池4ヘ逆流することを防ぐことができ、駐車時に車両が傾いている状態においても、傾斜下方側に設けた第2排水孔部59から速やかに水を排出することができる。また、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、水を車両内に貯めないことにより、重量を軽減することができる。
これにより、第2排気ダクト44は、上側第2分岐部54及び下側第2分岐部55とリヤコンビネーションランプ34及びリヤフェンダ35との合わせ面60・61の形状を一致させ、シールすることにより、第2排気ダクト44の大きさを小さくでき、重量低減・価格低減を図ることができる。また、第2排気ダクト44は、重量軽減によりダクト肉厚を薄くした分だけ、排気口の開口面積を大きくすることができ、肉厚及外壁により空気通路が制限されないため、より大きい通路面積を確保することができる。
また、前記リヤフェンダ35は、図5に示すように、番号表示灯37の配設位置を避けながら、下側第2分岐部55の下側第2出口部57の形状に沿うように形成している。
このように、この燃料電池4を搭載した小型車両13は、リヤフェンダ35の形状を、下側第2出口部57の開口形状に合わせ、図5の斜線で示される部分について開口することにより、番号表示版36及び番号表示灯37の位置を変更することなく、下側第2出口部57の開口面積を拡大することができ、番号表示灯37の作用に影響を与えず、通気抵抗を減らすことができる。
2 燃料タンク
3 ファン
4 燃料電池
9 モータ
10 排気ダクト
11 水素パージ管
13 小型車両
14 メインフレーム
23 アッパフレーム
24 リヤフレーム
26 後輪
29 サイドスタンド
34 リヤコンビネーションランプ
35 リヤフェンダ
36 番号表示版
37 番号表示灯
41 ファンボックス
42 空気出口部
43 第1排気ダクト
44 第2排気ダクト
46 第1入口部
47 中央第1出口部
48 各端第1出口部
50 中央第2入口部
51 各端第2入口部
52 シーリング
54 上側第2分岐部
55 下側第2分岐部
56 上側第2出口部
57 下側第2出口部
58 貯水部
59 第2排水孔部
Claims (7)
- 駆動輪を回転させるモータの電力を発生する燃料電池を搭載した小型車両において、
前記小型車両の車体を構成するフレーム上に前記燃料電池を搭載し、
前記燃料電池に空気を導入するファンを備えたファンボックスを設け、
前記ファンにより導入されて前記燃料電池を冷却した後の空気を排出する排気ダクトを設け、
前記排気ダクトは、前記ファンボックスの後側に接続されて前記燃料電池を冷却した空気を導入する第1排気ダクトと、前記第1排気ダクトの後側に接続されて前記第1排気ダクトの空気を車両後部から排出する第2排気ダクトとに分割し、
前記第2排気ダクトは、第1排気ダクトの空気を車両幅方向中央において上側に導く上側第2分岐部と車両幅方向両側に広がり下側に導く下側第2分岐部とに分岐し、
前記上側第2分岐部には車両幅方向中央において車両後方に向かい開口する上側第2出口部を備え、前記下側第2分岐部には車両幅方向両側に広がり車両後方に向かい開口する下側第2出口部を備えることを特徴とする燃料電池を搭載した小型車両。 - 前記第1排気ダクトは、前記ファンボックスの空気出口部に接続される第1入口部を備え、
この第1入口部近傍に前記燃料電池からパージされる水素を排出する水素パージ管を開口させたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池を搭載した小型車両。 - 前記排気ダクトは、第1排気ダクトと第2排気ダクトとをシーリングを介して接続したことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池を搭載した小型車両。
- 前記第2排気ダクトは、上側第2分岐部を後側に向かって上昇傾斜するように形成したことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池を搭載した小型車両。
- 前記第2排気ダクトは、下側第2分岐部に貯水部を設けるとともに、この貯水部に溜まった水を排出する第2排水孔部を駐車時における傾斜方向下側に設けたことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池を搭載した小型車両。
- 前記第2排気ダクトは、上側第2分岐部及び下側第2分岐部をリヤコンビネーションランブ及びリヤフェンダの形状に沿わせて形成したことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池を搭載した小型車両。
- 前記リヤフェンダは、番号表示灯の配設位置を避けながら、下側第2分岐部の下側第2出口部の形状に沿うように形成したことを特徴とする請求項6に記載の燃料電池を搭載した小型車両。
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