JP6300620B2 - 排気希釈システム - Google Patents
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Description
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を設けた電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の発電セルは、通常、電解質膜・電極構造体及びセパレータを所定数だけ交互に積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
図5に示すように、排気希釈システムは、排ガスを排出する排気配管10と、排気配管10に設けられ、排ガスを大気導入して希釈する希釈器11と、を備える。また、車両後部には、燃料を貯蔵する水素タンク15と、水素タンク15の上部に設置され、水素タンク15周囲の水素濃度を検出する水素センサ16と、が備えられる。水素センサ16は、パネル17の下面に取り付けられる。また、水素タンク15は、ホイールハウス18に近接して配置される。
また、排気希釈装置の周囲に車両後方へ向かう空気の流れ場が作られることで、排気希釈装置の外周及び排気希釈装置の吸込みのいずれの領域においても、車両後方へ向かう空気の流速が増大する。これにより、排気希釈装置の吸込み効率が向上し、希釈率が上がる。このため、排気希釈装置の小型化が可能となる。
また、排気希釈装置の吸込み効率が向上するので、大気による希釈率を上げることができ、排気希釈装置の小型化を図ることができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について、図1及び図2を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、車両の運転者からみた前後左右上下に基づいて説明する。なお、車幅方向と左右方向は同義である。
図2に示すように、排気希釈装置50は、排気配管40の下流側後端部に形成された噴出口40aと、噴出口40aから噴出される主流による負圧を用いて副流である大気を吸引する吸引口50a及び、吸引後の主流と副流とを混合して希釈する混合部50bを有する希釈器本体51と、を備える。
また、排気希釈システム100は、燃料電池(図示省略)からの出力を蓄電する蓄電装置30を収容する電池収納部31と、電池収納部31に取り付けられ、蓄電装置30を冷却する送風ファン(図示省略)を駆動する駆動部32と、蓄電装置30を冷却した空気を車両後部1aまで導いて放出する電池冷却ダクト60(送風手段)と、を備える。
電池冷却ダクト60は、基端部60aが車体1の中央に配置された電池収納部31に取り付けられ、配管60bが車幅方向(ここでは右方向)に延出し、そこから車体1の底面の一端側に沿って車両後方まで延びる。そして、U字部60cにより一旦U字形に折れ曲がって車幅方向に戻される。
分岐ダクト61は、電池冷却ダクト60のU字部60cから分岐し、排気希釈装置50の空気吸引側に延びる。分岐ダクト61は、排気希釈装置50の周囲において車体1の後方に向けた気体(ここでは空気)を送り込む送気手段を構成する。
<排気希釈装置50の基本動作>
排気希釈装置50は、排気配管40の噴出口40a及び希釈器本体51の吸引口50aを有するエゼクタ構造が採用されている。このため、図2の矢印aに示すように、排気配管40に排出された排ガスは、排気希釈装置50において、流路断面積の減少する噴出口40aを通過する際に、吸引口50aに負圧を発生させる。これに伴い、図2の白矢印bに示すように、排気配管40の噴出口40a外周に沿って流れる空気が、吸引口50aから希釈器本体51の内部に吸引される。排気配管40の噴出口40aから排出された排ガスは、外部空気によって希釈され、所望の水素濃度以下に希釈された後、車体1の外部に放出される。
希釈器本体51の吸引口50aには、電池冷却ダクト60から分岐した分岐ダクト61の開口部61aが開口している。このため、図2の黒矢印cに示すように、電池冷却ダクト60から分岐して、分岐ダクト61を流れた空気が開口部61aから希釈器本体51の吸引口50aに向かって送られる。
図3に示すように、排気希釈システム110は、ラジエータ用のファンを利用して換気する強制換気ファン70(換気手段)と、強制換気ファン70により換気された空気を排気希釈装置50まで導いて放出する換気ダクト80(送気手段)と、を備える。ラジエータとは、燃料電池(図示省略)で発生した熱を放熱させるものであり、燃料電池とラジエータとの間で冷媒を循環させるように構成されている。
希釈器本体51の吸引口50aには、換気ダクト80の開口部80aが開口している。このため、図2の黒矢印cに示すように、換気ダクト80の開口部80aから希釈器本体51の吸引口50aに向かって送気される。
図3では、強制換気ファン70により換気された空気を換気ダクト80に連通させる例について示したが、希釈器本体51の吸引口50aに所定の風の流れをつくるものであればどのようなものでもよい。
図4に示すように、排気希釈システム120は、リヤサブフレーム20の下方に、排気希釈装置50より前方に配置されて車両底面(排気配管40等を含む)を覆うアンダーカバー90と、アンダーカバー90の上面に設けられており、車両走行によって発生した走行風を車両後方に逃がすように整流すると共に、排気希釈装置50の周囲に送り込む走行風ガイド部91〜95と、を備える。また、走行風ガイド部91〜95は、排気希釈装置50の上流側に設置されている。
1a 車体後部
20 リヤサブフレーム
30 蓄電装置
31 電池収納部
40 排気配管
40a 噴出口
50 排気希釈装置
50a 吸引口
50b 混合部
50c 開口部
51 希釈器本体
60 電池冷却ダクト(送風手段)
60a 基端部
60b,60d 配管
60c U字部
60e 先端部
61 分岐ダクト(送気手段)
61a,80a 開口部
70 強制換気ファン(換気手段)
80 換気ダクト
90 アンダーカバー
91〜95 走行風ガイド部(送気手段)
Claims (5)
- 排気管の下流側後端部に形成された噴出口と、前記噴出口から噴出される水素を含む主流による負圧を用いて副流である大気を吸引する吸引口及び、吸引後の前記主流と前記副流とを混合して希釈する混合部を有する希釈器本体と、を備える排気希釈装置と、
前記排気希釈装置の周囲に、車両の後方に向けた気体を送り込む送気手段と、を備え、
前記送気手段は、前記排気希釈装置の前記吸引口に気体を送る
ことを特徴とする排気希釈システム。 - 排気管の下流側後端部に形成された噴出口と、前記噴出口から噴出される水素を含む主流による負圧を用いて副流である大気を吸引する吸引口及び、吸引後の前記主流と前記副流とを混合して希釈する混合部を有する希釈器本体と、を備える排気希釈装置と、
前記排気希釈装置の周囲に、車両の後方に向けた気体を送り込む送気手段と、を備え、
前記送気手段は、送風手段によって蓄電装置を経由するように送られた気体の少なくとも一部を、前記排気希釈装置の周囲に送り込む配管である
ことを特徴とする排気希釈システム。 - 排気管の下流側後端部に形成された噴出口と、前記噴出口から噴出される水素を含む主流による負圧を用いて副流である大気を吸引する吸引口及び、吸引後の前記主流と前記副流とを混合して希釈する混合部を有する希釈器本体と、を備える排気希釈装置と、
前記排気希釈装置の周囲に、車両の後方に向けた気体を送り込む送気手段と、を備え、
前記送気手段は、車両前部空間を換気する換気手段によって送られた気体の少なくとも一部を、前記排気希釈装置の周囲に送り込む配管である
ことを特徴とする排気希釈システム。 - 排気管の下流側後端部に形成された噴出口と、前記噴出口から噴出される水素を含む主流による負圧を用いて副流である大気を吸引する吸引口及び、吸引後の前記主流と前記副流とを混合して希釈する混合部を有する希釈器本体と、を備える排気希釈装置と、
前記排気希釈装置の周囲に、車両の後方に向けた気体を送り込む送気手段と、を備え、
前記送気手段は、燃料電池に用いられる反応ガスである酸化剤ガスを供給する供給手段の送気の少なくとも一部を、前記排気希釈装置の周囲に送り込む配管である
ことを特徴とする排気希釈システム。 - 排気管の下流側後端部に形成された噴出口と、前記噴出口から噴出される水素を含む主流による負圧を用いて副流である大気を吸引する吸引口及び、吸引後の前記主流と前記副流とを混合して希釈する混合部を有する希釈器本体と、を備える排気希釈装置と、
前記排気希釈装置の周囲に、車両の後方に向けた気体を送り込む送気手段と、を備え、
前記排気希釈装置より前方に配置されて車両底面を覆うアンダーカバーと、前記アンダーカバーに設けられており、車両走行によって発生した走行風を前記排気希釈装置の周囲に送り込む走行風ガイド部と、を備える
ことを特徴とする排気希釈システム。
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