KR101821029B1

KR101821029B1 - 연료 전지 케이스 및 환기 커버

Info

Publication number: KR101821029B1
Application number: KR1020157024189A
Authority: KR
Inventors: 미치타로 이토가
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2018-01-22
Also published as: US9761893B2; KR20150116890A; CN105103357A; JP2015076152A; JP5900453B2; CN105103357B; WO2015052892A1; DE112014004612B4; DE112014004612T5; US20160226084A1

Abstract

연료 전지 스택을 수용하는 연료 전지 케이스는, 환기용의 개구부를 갖는 측면과, 개구부의 주위를 따라 케이스 외측에 배치되는 프레임체와, 프레임체의 내측에 고정되는 루버를 구비한다. 루버는, 서로 이격되어 배치된 복수의 날개판을 갖는다. 또한, 연료 전지 케이스는, 프레임체의 내측 주연부에 있어서의, 루버로부터의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위를 적어도 포함하는 소정 범위에, 케이스 외측을 향해 돌출되는 볼록부가 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 케이스 내부의 연료 전지 관련의 고전압 부품에 철사 등의 장척물이 접촉될 우려를 저감할 수 있다.

Description

연료 전지 케이스 및 환기 커버{FUEL CELL CASE AND VENTILATION COVER}

본 발명은 연료 전지를 수용하는 연료 전지 케이스, 및 연료 전지 케이스용의 환기 커버에 관한 것이다.

종래, 연료 전지 케이스에 있어서, 환기용의 개구부를 형성하고, 이 개구부의 외측에, 복수의 날개판을 갖는 루버를 설치한 구성이 제안되어 있다. 이 구성에 의하면, 연료 전지 케이스 내의 환기 시에, 연료 전지 케이스 내로의 빗물이나 비산하는 돌 등의 침입을 방지할 수 있다.

일본 특허 출원 공개 제2003-229150호 공보

그러나, 종래, 철사 등의 선형 혹은 긴 형상의 물건[이하, 장척물(elongated material)이라고 함]이 루버의 간극으로부터의 침입하는 것 등의 사태는 상정하고 있지 않고, 이와 같은 경우에, 케이스 내부의 연료 전지 관련의 고전압 부품에, 장척물이 접촉될 우려가 있었다. 그 밖에, 연료 전지 케이스에 있어서는, 저비용화, 자원 절약화, 제조의 용이화 등이 요망되고 있었다.

본 발명은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이하의 형태로 하여 실현하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 일 형태는, 연료 전지를 수용하는 연료 전지 케이스이다. 이 연료 전지 케이스는, 환기용의 개구부를 갖는 벽체와; 상기 벽체의 상기 개구부에 설치된 환기 커버를 구비해도 된다. 이 환기 커버는, 상기 개구부의 주위를 따라 케이스 외측에 배치되는 프레임체와, 서로 이격되어 배치된 복수의 날개판을 갖고, 상기 프레임체의 내측에 고정되는 루버와, 상기 프레임체의 내측 주연부에 있어서의, 상기 루버로부터의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위를 적어도 포함하는 소정 범위에, 케이스 외측을 향해 돌출되도록 설치된 볼록부를 구비해도 된다. 이 연료 전지 케이스에 의하면, 장척물이 침입하는 방향이, 루버가 갖는 날개판의 방향에 의해 제한된다. 또한, 프레임체의 내측 주연부로부터 케이스 외측을 향해 돌출되는 볼록부에 의해서도, 장척물이 침입하는 방향이 제한된다. 이 때문에, 이 형태의 연료 전지 케이스에 의하면, 장척물(예를 들어, 철사 등)이 침입하는 방향을, 좁은 범위로 제한할 수 있다. 따라서, 이 형태의 연료 전지 케이스는, 케이스 내부의 연료 전지 관련의 고전압 부품에, 장척물이 외부로부터 침입하여 접촉할 우려를 저감할 수 있다는 효과를 발휘한다.

(2) 상기 형태의 연료 전지 케이스에 있어서, 상기 볼록부는, 상기 프레임체의 내측 주연부의 전체 둘레로부터 돌출되는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 루버의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위를 적어도 포함하는 소정 범위를, 간단한 구성으로 확실하게 포함시킬 수 있으므로, 제조의 용이화를 도모할 수 있다.

(3) 상기 형태의 연료 전지 케이스에 있어서, 상기 개구부에 배치되는 방수 통기막을 구비하는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 환기를 행하면서, 케이스 내측으로의 물이나 이물의 침입을 방지할 수 있다.

(4) 또한, 이 케이스를 구성하는 하나의 벽체에, 상기 개구부와 환기 커버를 복수 설치하고, 상기 각 환기 커버 중 적어도 하나는, 다른 환기 커버와는, 상기 루버의 방향이 상이한 것으로 해도 된다.

(5) 본 발명의 다른 형태에 의하면, 연료 전지를 수용하는 연료 전지 케이스의 케이스 개구부에 설치되는 환기 커버가 제공된다. 이 환기 커버는, 상기 케이스 개구부의 주위를 따라 케이스 외측에 배치되는 프레임체와, 서로 이격되어 배치된 복수의 날개판을 갖고, 상기 프레임체의 내측에 고정되는 루버를 구비해도 된다. 상기 프레임체의 내측 주연부에 있어서의, 상기 루버의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위를 적어도 포함하는 소정 범위에, 케이스 외측을 향해 돌출되는 볼록부를 설치해도 된다. 이 형태의 환기 커버는, 상기 (1)의 형태의 연료 전지 케이스와 마찬가지로, 연료 전지 케이스의 내부의 연료 전지 관련의 고전압 부품에 철사 등의 장척물이 접촉할 우려를 저감할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 연료 전지 케이스의 전체 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 환기 커버의 형상을 도시하는 사시도이다.
도 3은 환기 커버의 연료 전지 케이스로의 설치 형태를 도시하는 설명도이다.
도 4는 연료 전지 케이스의 측면을 도시하는 설명도이다.
도 5는 루버에 의한 장척물의 침입을 저지하는 상태를 도시하는 설명도이다.
도 6은 환기 커버가 갖는 볼록부의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 7a는 제조 시에 있어서의 주형의 탈형이 가능한 것을 도시하는 설명도이다.
도 7b는 제조 시에 있어서의 주형의 탈형이 곤란한 것을 도시하는 설명도이다.
도 8은 루버의 기울기를 규정한 다른 형태를 도시하는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태로서의 연료 전지 케이스가 구비하는 환기 커버의 사시도이다.

다음에, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

A. 제1 실시 형태:

A-1. 전체 구성:

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태로서의 연료 전지 케이스의 전체 구성을 도시하는 설명도이다. 도 1에서는, 연료 전지 케이스 외각의 일부를 파단하여 도시하고 있다. 이 연료 전지 케이스(10)는, 연료 전지 스택(15)을 수용하는 케이스이고, 연료 전지 차량의 바닥 하부에 탑재된다. 연료 전지 스택(15)은, 연료 전지의 셀(발전의 최소 유닛인 발전 셀)(17)이 복수, 적층된 셀 적층체이고, 예를 들어 고체 고분자형의 것이다. 각 발전 셀(17)은, 연료 전지 차량이 탑재하는 연료 가스 탱크(도시하지 않음)로부터 공급되는 연료 가스와, 연료 전지 차량의 주위로부터 산화제 가스로서 공급되는 공기를 사용하여 발전한다. 본 실시 형태에 있어서는, 연료 가스로서 수소 가스를 채용한다. 연료 전지 케이스(10)는, 대략은 직육면체의 형상을 갖고 있고, 직육면체의 길이 방향으로 복수의 발전 셀(17)의 적층 방향이 일치하도록, 연료 전지 스택(15)을 수용한다. 연료 전지 케이스(10)는, 금속 (예를 들어, 알루미늄)제의 주조품이다.

연료 전지 케이스(10)는, 차체에 연결된 스택 프레임(도시 생략)상에 고정된다. 연료 전지 케이스(10)와 스택 프레임 사이의 고정은, 본 실시 형태에서는, 마운트부(12)에 볼트를 통과시키고, 이 볼트를 스탭 프레임에 체결함으로써 이루어져 있다.

연료 전지 케이스(10)가 갖는 사방의 측면 중 적층 방향에 수직인 한쪽의 측면(10a)에는, 제1, 제2, 제3 환기 커버(20, 30, 40)가 설치되어 있다. 또한, 이 측면(10a)은, 차량의 상하 방향을 따르도록 기립 설치된 벽체이다. 제1 내지 제3 환기 커버(20 내지 40)는, 연료 전지 케이스(10)에 형성된 후술하는 3개의 환기용의 케이스 개구부의 각각을 덮는다.

A-2. 환기 커버의 구성:

도 2는 제1 환기 커버(20)의 형상을 도시하는 사시도이고, 도 3은 환기 커버를 연료 전지 케이스로 설치하는 형태를 도시하는 설명도이다. 제1 내지 제3 환기 커버(20 내지 40)는, 동일한 형상이므로, 그 중 하나인 제1 환기 커버(20)를 대표로 하여 설명한다. 대표로서 설명할 때에는, 간단히 「환기 커버(20)」라고 칭한다. 또한, 도 3에 있어서의 환기 커버(20)는, 도 2에 있어서의 3-3 화살표 방향으로 볼 때 단면도로서 도시되어 있다. 도 3은, 후술하는 각 루버(24)의 날개판(24a)에 수직인 면에서의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 환기 커버(20)는, 프레임체(22)와 루버(24)를 구비한 일체 성형물이고, 수지제이다. 프레임체(22)는, 평면에서 볼 때 외형이 대략 삼각형으로 되는 형상이고, 그 중앙에 원형의 개구부(22h)를 갖는다. 이 개구부(22h) 내에 루버(24)가 형성되어 있다.

도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 루버(24)는, 가늘고 긴 판 형상인 복수의 날개판(24a)을, 간극(d)을 두고 평행하게 배열한 것이다. 본 실시 형태에서는, 날개판(24a)의 수는 5매이다. 또한, 날개판(24a)은 복수라면, 어떤 수로 해도 된다. 루버(24)는, 루버(22)의 개구부(22h)의 내측에 설치되어 있고, 날개판(24a)의 각도 θ는, 개구부(22h)의 기체의 흐름을 저해하지 않고, 또한 이물의 침입을 유효하게 방지하는 것에 적합한 각도로 되어 있다. 또한, 날개판(24a)의 각도 θ는, 날개판(24a)에 대해 공기가 유입되는 방향(본 실시 형태에서는 짧은 쪽의 폭인 세로 폭의 방향)과 날개판(24a)의 나열 방향이 이루는 각의 크기이고, 90도 이하로 되는 측의 값으로서 규정된다. 본 실시 형태에서는, 날개판(24a)의 각도 θ는 80도이다. 이 날개판(24a)의 나열 방향에 있어서 각도 θ의 기준이 되는 측의 방향, 여기서는, 도 3에 있어서 하측이 되는 방향을, 이하, 환기 커버의 방향 β로 칭한다. 각 환기 커버(20 내지 40)의 방향 β의 차이를, 도 4에 도시한다. 또한, 이웃하는 날개판(24a)의 간극 d는, 1㎜ 내지 5㎜ 중 어느 하나의 값으로 하였다. 5㎜ 이하로 한 것은, 비산하는 돌 등의 침입을 방지하기 위해서이다.

프레임체(22)의 개구부(22h)는 프레임체(22)의 내측에 상당하지만, 이 내측에 있어서의, 프레임체(22)의 한쪽 면(22s)측의 단부(즉, 내측 주연부)(22ha)에는, 케이스 외측을 향해 돌출되는 볼록부(26)가 설치되어 있다. 이 볼록부(26)는, 개구부(22h)의 주위를 따르는 것으로, 원환 형상으로 되어 있다. 또한, 프레임체(22)의 내측에 있어서의, 볼록부(26)와는 반대측의 단부(22ha)에는, 홈(27)이 형성되어 있다. 홈(27)은, 개구부(22h)의 주위를 따르는 것으로, 원환 형상으로 되어 있다. 이 홈(27)의 부분에, 개구부(22h)를 덮도록 방수 통기막(50)이 설치되어 있다. 방수 통기막(50)은, 기체의 투과를 허용하고, 액체의 투과를 저지하는 막체이고, 수지로 이루어진다. 방수 투과막(50)은, 직포, 부직포, 메쉬, 네트 등의 구조에 의해 실현된다. 본 실시 형태에서는, 방수 통기막(50)은 테플론(등록 상표)제이다. 방수 통기막(50)은, 수지제인 프레임체(22)의 홈(27) 부분에, 열로 용착되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 연료 전지 케이스(10)의 전술한 측면(10a)에는, 환기 커버(20)의 개구부(22h)와 대략 동일한 형상, 사이즈의 케이스 개구부(10h)가 형성되어 있다. 이 케이스 개구부(10h)와 환기 커버(20)의 개구부(22h)가 연결되도록, 환기 커버(20)는 연료 전지 케이스(10)의 측면(10a)에 설치되어 있다. 이 설치는, 환기 커버(20)의 외주 부근의 3개소에 형성된 설치용 구멍(28)(도 2)에 볼트(도시하지 않음)를 삽입하여 나사 고정함으로써 행해진다. 설치 방향은, 볼록부(26)가 연료 전지 케이스(10)의 외측이 되는 방향이다. 케이스 개구부(10h)가, [발명의 내용]의 란에 기재된 「개구부」에 상당한다.

도 4는, 연료 전지 케이스(10)의 측면(10a)을 도시하는 설명도이다. 연료 전지 케이스(10)의 전술한 측면(10a)에는, 도 2, 도 3에 도시한 제1 환기 커버(20)와, 제2 환기 커버(30)와, 제3 환기 커버(40)가 설치되어 있다. 제1 내지 제3 환기 커버(20 내지 40)는, 동일한 형상이지만, 설치 방향이 상이하다. 즉, 제1 내지 제3 환기 커버(20 내지 40)는, 도시한 바와 같이, 환기 커버의 방향 β가, 각각 상이한 방향이 되도록 설치되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 연료 전지 케이스(10)에 수납되는 연료 전지 스택(15)에 접속된 고전압 부품(HV)은, 평면에서 볼 때는 도면 중의 좌측 하방측에 배치되어 있다. 이 고전압 부품(HV)에 근접하는 위치에 설치되는 제2 환기 커버(30)는, 환기 커버의 방향 β가, 고전압 부품(HV) 방향(도면 중의 우측으로부터 좌측을 향하는 방향)이 되도록 설치된다. 이와 같이 함으로써, 제2 환기 커버(30)의 날개판의 간극에 있어서, 케이스 외측으로부터 케이스 내측을 향한 삽입 가능한 방향은, 설치 방향 β와는 역방향(도면 중의 화살표 Y2 방향)이 된다. 따라서, 철사 등의 장척물이 삽입 가능한 방향은 화살표 Y2 방향으로 제한되고, 그 장척물이 고전압 부품(HV)에 도달할 우려는 낮아진다. 또한, 제1 환기 커버(20)에 대한 장척물이 삽입 가능한 방향은 화살표 Y1 방향으로 제한되고, 제3 환기 커버(40)에 대한 장척물이 삽입 가능한 방향은 화살표 Y3 방향으로 제한된다. 이와 같이, 제1 내지 제3 환기 커버(20 내지 40)를, 서로 상이한 방향으로 배치함으로써, 특정한 부위[여기서는 고전압부(HV)]에 대해, 장척물이 도달하기 어려운 상태를, 연료 전지 케이스 전체로 하여 실현할 수 있다.

A-3. 작용, 효과:

연료 전지 스택(15)을 연료 전지 케이스(10)로 덮으면, 연료 전지 스택(15)의 시일부의 수소 투과에 의해 케이스 내의 수소 가스 농도는 어느 정도 상승한다. 본 실시 형태에서는, 연료 전지 케이스(10)에 형성한 케이스 개구부(10h)에 제1 내지 제3 환기 커버(20 내지 40)를 설치함으로써, 충분한 환기 능력을 확보하여, 케이스 내의 수소 농도를 소정의 규정값 이하로 할 수 있다. 또한, 각 환기 커버(20 내지 40)의 연료 전지 케이스(10)의 내측 단부에 방수 통기막(50)(도 3)을 설치하고 있으므로, 환기를 행하면서, 케이스 내부로의 물의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태의 연료 전지 케이스(10)에서는, 환기 커버(20)에 설치한 루버(24)에 의해, 장척물의 침입을 저지할 수 있다. 이로 인해, 방수 통기막(50)의 강도가 낮아도, 철사 등의 장척물의 외측으로부터의 침입을 허용할 우려를 억제할 수 있다.

도 5는, 루버(24)에 의한 장척물의 침입을 저지하는 상태를 도시하는 설명도이다. 장척물(M1)에 도시한 바와 같이, 날개판(24a)으로부터의 기체의 분출 방향과 삽입 방향이 일치하는 경우에는, 장척물(M1)의 케이스 내측으로의 침입을 저지할 수 없다. 이에 비해, 장척물(M2)에 도시한 바와 같은 침입 방향이라면, 장척물(M2)은 날개판(24a)과 닿아, 장척물(M2)의 케이스 내측으로의 침입은 저지된다. 또한, 이 침입을 저지할 수 있는 정도는, 날개판(24a)의 각도 θ와, 개구부(22h) 및 케이스 개구부(10h)의 내측에 있어서의 날개판(24a)의 위치(깊이)에 의존한다. 동일한 정도로 깊은 위치에, 날개판(24a)이 설치되어 있는 경우에는, 각도 θ가 작을수록, 그 침입을 저지할 수 있는 정도는 높다. 그러나, 환기 커버나 스택 케이스 자체의 두께를 크게 하는 것은 전체 형상의 대형화로 연결되고, 또한 루버(24)의 각도 θ를 작게 하면 압력 손실이 높아져 환기 성능이 저하된다. 따라서, 제1 실시 형태의 연료 전지 케이스(10)에서는, 상기 구성에 더하여, 루버(24)의 프레임체(22)에 볼록부(26)를 설치함으로써, 장치 구성의 대형화를 피하고, 또한 충분한 환기 능력을 확보한 채로, 장척물의 침입을 저지할 수 있는 범위를 넓히고 있다.

도 6은, 환기 커버(20)가 갖는 볼록부(26)의 작용을 도시하는 설명도이다. 프레임체(22)의 개구부(22h)로부터 볼록부(26)가 돌출되어 있으므로, 날개판(24a)은, 개구부에 대해 상대적으로 깊은 위치에 배치되게 된다. 이 볼록부(26)에 의해, 장척물이 침입 가능한 범위가 범위 x로 제한된다. 이에 비해, 볼록부(26)가 없는 경우에는, 장척물이 침입 가능한 범위는 범위 y로 된다. 범위 y는 범위 x보다 좁은 범위가 되므로, 볼록부(26)를 설치한 쪽이, 볼록부(26)를 설치하지 않는 경우에 비해 장척물의 침입을 저지 내지 억제할 수 있는 범위를 넓힐 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태의 연료 전지 케이스(10)에서는, 환기를 충분히 확보하려고 하여 루버(24)의 각도 θ를 어느 정도 크게(본 실시 형태에서는 80도)해도, 환기 커버(20)에 설치한 볼록부(26)에 의해 장척물이 침입하는 범위를 좁게 제한함으로써, 케이스 내부에 장척물이 침입하여 연료 전지 관련의 고전압 부품(HV)에 접촉할 우려를 저감할 수 있다는 효과를 발휘한다. 또한, 연료 전지 케이스(10)에 의하면, 장척물이 침입하는 방향이 날개판(24a)의 각도에 따라 제한되므로, 환기 커버(20 내지 40)의 설치 방향을 선택함으로써, 연료 전지 케이스(10)의 개구부(10h)와 고전압 부품(HV) 사이에 확보해야 할 거리를 단축할 수 있고, 연료 전지 케이스(10)의 체격의 증대를 억제할 수 있다는 부차적인 효과도 발휘한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 환기 커버(20)의 개구부(22h)를 원형으로 함으로써, 방수 통기막(50)을 프레임체(22)에 열 용착할 때에, 열이 균등하게 전해지기 쉽고 불균일 없이 용착할 수 있다는 부차적인 효과도 발휘한다. 즉, 개구가 각 형상이었던 경우에는, 열이 코너부에 집중하기 쉽고 용착에 불균일이 발생하지만, 본 실시 형태에서는, 균질하게 용착할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 루버(24)의 각도 θ를 80도로 하였지만, 루버(24)의 날개판(24a)의 각도 θ를 30도 내지 80도의 범위 중 임의의 값으로 해도 된다. 각도 θ를 작게 하면, 장척물의 침입을 저지할 수 있을 정도는 높아지지만, 압력 손실이 높아져 환기 성능이 저하된다. 각도 θ를 30도 내지 80도로 함으로써, 장척물의 침입을 저지할 수 있을 정도의 향상과 환기 성능의 확보의 양립을 도모할 수 있다.

또한, 루버(24)의 각도 θ를 작게 할수록 압력 손실이 높아지는 것 외에, 생산성의 악화도 과제로서 들 수 있다. 환기 커버(20)의 제조 시에 있어서의 주형의 탈형을 생각하면, 루버(24)에 있어서의 날개판(24a)의 선단 위치 P1(도 7a 참조)보다도, 하측에 위치하는 날개판(24a)의 후단부 위치 P2(도 7a 참조)가, 상하 방향에 있어서의 동일 위치 혹은 하방에 있는 것이 바람직하다. 또한 루버(24)의 각도 θ를 지나치게 작게 하면, 프레임체(22)의 개구부(22h)에 날개판(24a)을 수용하기 위해서는, 날개판(24a)의 수를 적게 할 필요가 있다. 그 때, 개구부(22h)가 원형이고, 날개판(24a)의 각도도 작으므로, 날개판(24a)의 단부를 개구부(22h)에 따르게 할 필요가 있으므로, 날개판(24a)을 가공할 필요가 발생하여, 생산성이 나빠진다. 이를 고려해도, 루버(24)의 각도 θ는 30도 이상으로 하는 것이 바람직하다.

도 7a, 도 7b는, 제조 시에 있어서의 주형의 탈형이 곤란한 점을 도시하는 설명도이다. 도 7a에 도시한 바와 같이, 날개판(24a)의 선단 위치 P1보다도, 하측에 위치하는 날개판(24a)의 후단부 위치 P2가, 상하 방향에 있어서의 동일한 위치 혹은 하방에 있는 경우에는, 양측의 형(M1, M2)을 좌우로 개방함으로써 탈형을 용이하게 할 수 있다. 이에 비해, 도 7b에 도시한 바와 같이, 루버(24)에 있어서의 날개판(24a)의 선단 위치 P1보다도 날개판(24a)의 후단부 위치 P2가, 상하 방향에 있어서 상방에 있는 경우에는, 형(M1, M2)을 좌우로 개방하지 않고, 탈형을 할 수 없다. 도 7b에 있어서, 화살표에 붙인 「X」 마크는, 화살표 방향으로 형이 탈락되지 않는 것을 나타내고 있다. 날개판(24a)이, 환기 커버(20)의 개구부(22h)에 대해 깊게 되어 있지 않으면, 형(M1, M2)을 기울기 좌측 하방, 기울기 우측 상단에 개방함으로써 탈형을 행할 수 있다. 그러나, 볼록부(26)를 설치하는 등, 날개판(24a)을 개구부(22h)에 대해 후미지게 하고 있는 본 실시 형태의 경우, 볼록부(26) 등에 형(M1, M2)이 걸리고, 기울기 좌측 하방, 기울기 우측 상방으로 개방해도 탈형을 할 수 없다. 이로 인해, 환기 커버(20)의 제조 시에 있어서의 주형의 탈형을 생각하면, P1, P2의 위치 관계가, 날개판(24a)의 후단부 위치 P2의 쪽이, 상하 방향에 있어서의 동일 위치 또는 하방에 있는 것이 바람직하다.

또한, 환기 성능과 생산성을 고려하여 루버(24)의 각도 θ를 30도 내지 80도의 범위 내로 하는 구성에 더하여, 루버(24)의 기울기를 다음 각도 α에 의해 더 규정하여, 루버(24)의 각도 θ의 범위를 결정하는 것도 바람직하다.

도 8은, 루버의 기울기를 규정한 다른 형태를 도시하는 설명도이다. 도시한 바와 같이, 날개판(24a)의 선단 위치 P1과 후단부 위치 P2 사이의 거리 c로 하고, 날개판(24a) 사이의 거리(＝간극)를 d로 하고, P1과 P2를 연결하는 선분과 날개판(24a)의 표면이 이루는 각도를 α로 한 때, 다음 식 1을 따르는 관계가 성립된다. 식 1을 변형하면 식 2가 된다.

[식 1]

sinα＝d/c

[식 2]

α＝sin^-1(d/c)

거리 d는, 전술한 바와 같이 1 내지 5㎜이다. 거리 c는, 환기 커버(20)의 두께로부터 정해지는 소정값(예를 들어 7㎜)이다. 거리 d를 하한인 1㎜로 한 때, α는 다음 식 3이 되고, 거리 d를 상한인 5㎜으로 한 때, α는 다음 식 4가 된다.

[식 3]

α＝sin^-1(1/c)

[식 4]

α＝sin^-1(5/c)

따라서, P1과 P2를 연결하는 선분과 날개판(24a)의 표면이 이루는 각도 α는, sin^-1(1/c)로부터 α＝sin^-1(d/c)까지의 범위 내의 값으로 할 수 있다. 이 범위 내로 함으로써, 비산하는 돌 등의 침입의 방지를 도모할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태에서 설명한 루버(24)의 각도 θ와 상기 각도 α의 관계는, P1과 P2가 상하 방향에 있어서의 동일한 위치에 있던 경우에 있어서는, 다음 식 5가 된다.

[식 5]

α＝90°－α

B. 제2 실시 형태:

도 9는, 본 발명의 제2 실시 형태로서의 연료 전지 케이스가 구비하는 환기 커버의 사시도이다. 제2 실시 형태에 있어서의 환기 커버(120)는, 제1 실시 형태에 있어서의 환기 커버(20)에 비해, 볼록부(126)의 형상이 상이하다. 제2 실시 형태에 있어서의 환기 커버(120)의 그 밖의 구성은, 제1 실시 형태에 있어서의 환기 커버(20)의 구성과 동일하므로, 동일한 구성 요소에 대해서는, 도 6에 있어서, 도 2와 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서는, 볼록부(26)는 프레임체(22)의 개구부(22h)에 있어서의 내측 주연부(22ha)의 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있었지만, 이것 대신에, 제2 실시 형태에 있어서는, 볼록부(126)는 프레임체(22)의 개구부(22h)의 반주에 걸쳐 설치된 구성으로 되어 있다. 여기서 말하는 반주는, 날개판(24a)의 가로 폭(긴 쪽의 폭)에 평행한 선으로 개구부(22h)의 전체 둘레를 이등분한 때에 얻어지는 2개의 반주 중, 케이스 외측에 있어서 루버(24)로부터의 기체의 분출 방향(도 6에 있어서는 하측 방향)에 상당하는 반주이다. 제2 실시 형태에서는, 이 반주에 걸쳐서 볼록부(126)가 설치되어 있다. 이 반주가, [발명의 내용]의 란에 기재된 「루버의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위」에 상당한다.

이상과 같이 구성된 제2 실시 형태의 연료 전지 케이스에 의하면, 볼록부(126)를 반주로 함으로써, 제1 실시 형태와 비교하여 볼록부의 부족한 부분을 따라 장척물의 삽입을 허용하지만, 그 삽입된 장척물은 날개판(24a)에 닿게 되어, 케이스 내측으로의 침입은 저지된다. 따라서, 제2 실시 형태의 연료 전지 케이스에 의하면, 제1 실시 형태의 연료 전지 케이스와 마찬가지로, 케이스 내부에 장척물이 침입하여 연료 전지 관련의 고전압 부품에 접촉할 우려를 저감할 수 있고, 또한, 연료 전지 케이스의 체격의 증대를 억제할 수 있다.

C. 변형예:

ㆍ변형예 1:

상기 제1 실시 형태에서는, 볼록부(26)는 프레임체(22)의 개구부(22h)의 전체 둘레에 걸쳐 설치되고, 상기 제2 실시 형태에서는, 볼록부(126)는 프레임체(22)의 개구부(22h)의 반주에 걸쳐서 설치되어 있었지만, 본 발명에서는 이들로 한정되지 않는다. 제2 실시 형태에 있어서의 반주를 적어도 포함하는 범위라면, 어떤 범위로도 할 수 있다. 또한, 볼록부는 반드시 환 형상일 필요는 없고, 점 형상의 볼록부를 소정의 간격으로 배열한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우에는, 간격을 상정되는 장척물의 직경보다도 작게 하는 것이 바람직하다. 볼록부(26, 126)는 프레임체(22)와는 별개로 형성하여, 뒤로부터 프레임체(22)에 연결하는 것으로 해도 된다.

ㆍ변형예 2:

상기 각 실시 형태에서는, 환기 커버는 연료 전지 케이스에 대해 볼트에 의해 고정되는 구성으로 하였지만, 이것 대신에, 리벳이나 접착제 등의 다른 방법에 의해 고정되는 구성으로 해도 된다. 또한, 환기 커버는 연료 전지 케이스와 별체는 아니고, 일체인 구성으로 할 수도 있다.

ㆍ변형예 3:

상기 각 실시 형태 및 각 변형예에서는, 연료 전지에 고체 고분자형 연료 전지를 사용했지만, 인산형 연료 전지, 용해 탄산 염형 연료 전지, 고체 산화물형 연료 전지 등, 다양한 연료 전지에 본 발명을 적용해도 된다.

본 발명은 상술한 실시 형태나 변형예로 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 내용의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 또는, 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절히 교체, 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 전술한 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성 요소 중, 독립 청구항으로 기재된 요소 이외의 요소는, 부가적인 요소이고, 적절히 생략 가능하다.

본 발명은, 연료 전지를 수용한 연료 전지 케이스와, 환기 커버로서 이용 가능하다.

10 : 연료 전지 케이스
10a : 측면
10h : 케이스 개구부
12 : 마운트부
15 : 연료 전지 스탭
17 : 발전 셀
20 : 제1 환기 커버
22 : 프레임체
22h : 개구부
22s : 면
24 : 루버
24a : 날개판
26 : 볼록부
27 : 슬릿
28 : 설치용 구멍
30 : 제2 환기 커버
40 : 제3 환기 커버
50 : 방수 통기막
120 : 환기 커버
126 : 볼록부
M1 : 장척물
M2 : 장척물
HV : 고전압 부품

Claims

연료 전지를 수용하는 연료 전지 케이스이며,
환기용의 개구부를 갖는 벽체와, 상기 벽체의 상기 개구부에 설치된 환기 커버를 구비하고,
상기 환기 커버는,
상기 개구부의 주위를 따라 케이스 외측에 배치되는 프레임체와,
서로 이격되어 배치된 복수의 날개판을 갖고, 상기 프레임체의 내측에 고정되는 루버와,
상기 프레임체의 내측 주연부에 있어서의, 상기 루버로부터의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위를 적어도 포함하는 소정 범위에, 케이스 외측을 향해 돌출되도록 설치된 볼록부를 구비하고,
상기 케이스를 구성하는 하나의 벽체에, 상기 개구부와 환기 커버를 복수 설치하고, 상기 각 환기 커버 중 적어도 하나는, 다른 환기 커버와는, 상기 루버의 방향이 상이한, 연료 전지 케이스.
제1항에 있어서, 상기 볼록부는, 상기 프레임체의 내측 주연부의 전체 둘레로부터 돌출되는 구성인, 연료 전지 케이스.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부에, 방수 통기막을 구비하는, 연료 전지 케이스.
삭제
연료 전지를 수용하는 연료 전지 케이스의 케이스 개구부에 설치되는 환기 커버이며,
상기 케이스 개구부의 주위를 따라 케이스 외측에 배치되는 프레임체와,
서로 이격되어 배치된 복수의 날개판을 갖고, 상기 프레임체의 내측에 고정되는 루버를 구비하고,
상기 프레임체의 내측 주연부에 있어서의, 상기 루버로부터의 기체의 분출 방향에 대응하는 부위를 적어도 포함하는 소정 범위에, 케이스 외측을 향해 돌출되는 볼록부가 설치되고,
상기 케이스를 구성하는 하나의 벽체에, 상기 개구부와 환기 커버가 복수 설치되고, 상기 각 환기 커버 중 적어도 하나는, 다른 환기 커버와는, 상기 루버의 방향이 상이한, 환기 커버.