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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, das eine Einspritzdüse in einer Reaktionsgasleitung beinhaltet, die mit einer Brennstoffzelle verbunden ist.
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Technischer Hintergrund
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Gegenwärtig liegt ein bereits praktisch realisierter Vorschlag für ein Brennstoffzellensystem vor, das eine Brennstoffzelle zum Aufnehmen eines zugeführten Reaktionsgases (eines Brenngases und eines Oxidationsgases) zum Erzeugen einer Leistung beinhaltet. In einem solchen Brennstoffzellensystem ist eine Reaktionsgasleitung, die dem von einer Brennstoffzuführquelle, wie z. B. einem Wasserstofftank, zugeführten Brenngas ermöglicht, zur Brennstoffzelle zu strömen, mit einem Regler versehen, der einer Ein-/Aus-Steuerung ausgesetzt ist, um den Zustand des Gases zu steuern (siehe z. B.
japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift 2005-310718 ).
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Weitere Brennstoffzellensysteme bezüglich einer Einspritzdüsen in einer Reaktionsgasleitung gehen aus der
JP 2005-310553 A , der
DE 102 61 610 A1 , der
JP 10 281 386 A , der
JP 2003-228908 A und der
DE 10 2004 049 623 A1 hervor.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein herkömmlicher Regler, der in der vorstehend angeführten Patentschrift 1 offenbart ist, weist jedoch eine Struktur auf, bei der es schwierig ist, den Zuführdruck eines Brenngases rasch zu ändern (d. h. das Ansprechvermögen ist gering), und darüber hinaus ist die Ausführung einer hochpräzisen Druckregulierung, z. B. die mehrstufige Veränderung eines Zieldrucks, nicht möglich, so dass in Erwägung gezogen wird, anstelle des Reglers eine Einspritzdüse mit elektromagnetischer Ansteuerung bereitzustellen.
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Die Einspritzdüse wird jedoch dadurch ein-/ausgeschaltet (Ventilöffnung/Ventilschließung), dass ein Ventilelement mit einer elektromagnetischen Antriebskraft angesteuert wird, um das Ventilelement von einem Ventilsitz zu lösen, so dass, wenn die Einspritzdüse ein-/ausgeschaltet wird, die Entstehung von Vibrationen und Geräuschen manchmal unvermeidlich ist, und so dass es daher neuerdings notwendig geworden, Gegenmaßnahmen gegen diese Vibrationen und Geräusche zu entwickeln. Bei Verwendung der Einspritzdüse kann es außerdem abhängig von der Anordnung der Einspritzdüse bei der Zuführung des Gases zu einer Brennstoffzelle zu Verzögerungen oder einer Druckreduktion kommen.
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Angesichts dieses Umstands ist die vorliegende Erfindung entwickelt worden, und es ist eine Aufgabe derselben, ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, das in der Lage ist, die Entstehung der Vibrationen und Geräusche durch die Einspritzdüse, die Entstehung einer verzögerten Gaszuführung zur Brennstoffzelle oder die Erzeugung einer Druckreduktion zu unterdrücken.
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Zur Lösung dieser Aufgabe handelt es sich bei einem Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung um ein Brennstoffzellensystem, das aufweist: eine Brennstoffzelle; eine Reaktionsgasleitung, die der Brennstoffzelle ein Reaktionsgas zuführt; und eine Einspritzdüse, die eine Strömungsrate und einen Druck des Reaktionsgases regelt, das der Brennstoffzelle zugeführt wird, indem ein Ventilelement mit einer elektromagnetischen Antriebskraft in einem vorbestimmten Ansteuerungszyklus angesteuert wird, um das Ventilelement von einem Ventilsitz zu lösen, wobei in der Brennstoffzelle ein Brennstoffzellenstapel, in dem die erforderliche Anzahl von einheitlichen Zellen gestapelt ist, die jeweils das zugeführte Reaktionsgas aufnehmen, um eine Leistung zu erzeugen, zwischen einem Paar von Endplatten, die an beiden Enden der Stapelrichtung der einheitlichen Zellen angeordnet sind, sandwichartig angeordnet ist, und diese Endplatten durch ein Paar von Spannplatten miteinander verbunden sind, die auf beiden Seiten in einer Richtung angeordnet sind, die die Stapelrichtung im rechten Winkel kreuzt, die Einspritzdüse auf einer Endplatte der Brennstoffzelle angeordnet ist, und die Reaktionsgasleitung einen elastischen Bereich beinhaltet und dieser elastische Bereich in einem Gehäuse angeordnet ist, in dem die Brennstoffzelle aufgenommen ist.
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Einem derartigen Aufbau entsprechend können die Vibrationen und Geräusche der Einspritzdüse durch die als schweres und robustes Bauteil ausgeführte Brennstoffzelle absorbiert und unterdrückt werden. Da die Einspritzdüse außerdem einstückig, d. h., mit der Brennstoffzelle integriert in der Brennstoffzelle angeordnet ist, kann ein Abstand zwischen der Einspritzdüse und der Brennstoffzelle verkürzt werden.
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Bei dem elastischen Bereich kann es sich um einen Isolator oder einen elektrischen Leiter handeln.
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Wenn die Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellensystem eine Mehrzahl von Reihen aus angeordneten Brennstoffzellenstapeln beinhaltet, kann die Einspritzdüse in der Mitte zwischen diesen Brennstoffzellenstapeln angeordnet sein.
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Die Einspritzdüse kann in dem Brennstoffzellensystem über ein elastisches Element durch einen Lagerungsblock getragen werden.
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Der Lagerungsblock kann in dem Brennstoffzellensystem mit der Brennstoffzelle verbunden sein.
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In dem vorstehenden Brennstoffzellensystem ist der gesamte Lagerungsblock an zwei oder mehr Befestigungspunkten an der Brennstoffzelle befestigt, und ein Leitungssegment, das das Paar von Spannplatten miteinander verbindet, kann parallel zu einem Leitungssegment verlaufen, das die zumindest zwei Befestigungspunkte miteinander verbindet, wenn die Endplatten in Stapelrichtung betrachtet werden.
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In dem Brennstoffzellensystem kann ein Lüftungsloch bzw. Ventilationsloch des Gehäuses, in dem die Brennstoffzelle aufgenommen ist, in einer anderen Gehäusefläche angeordnet ist als der Gehäusefläche, die der Einspritzdüse gegenüberliegt.
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Einem derartigen Aufbau entsprechend kann verhindert werden, dass die durch die Einspritzdüse erzeugten Geräusche aus dem Lüftungsloch des Gehäuses dringen.
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Die Einspritzdüse kann in dem Brennstoffzellensystem mit einer Schallisolierung abgedeckt sein.
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Ein elastisches Element kann in dem Brennstoffzellensystem zwischen der Einspritzdüse und der Endplatte der Brennstoffzelle angeordnet sein.
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Einem derartigen Aufbau entsprechend kann ein in einem Spalt zwischen der Einspritzdüse und der Brennstoffzelle erzeugter Widerhall unterdrückt werden.
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In dem Brennstoffzellensystem kann zumindest ein Teil der Einspritzdüse oder zumindest ein Teil der Schallisolierung in die Brennstoffzelle eingebettet sein.
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Einem derartigen Aufbau entsprechend kann ein Bereich, in dem sich das Geräusch der Einspritzdüse ausbreitet, verkleinert werden.
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In dem Brennstoffzellensystem kann die Einspritzdüse so angeordnet sein, dass eine Richtung, in der das Ventilelement angetrieben wird, sich entlang einer vertikalen Richtung, d. h., in Gravitationsrichtung und rechtwinklig zur Stapelrichtung erstreckt.
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In dem Brennstoffzellensystem kann ein Gaseinlass der Einspritzdüse bezogen auf einen Gasauslass auf der Oberseite in der vertikalen Richtung angeordnet sein.
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In dem Brennstoffzellensystem kann in der Reaktionsgasleitung eine einlassseitige Leitung über eine Halterung an einem Befestigungsbereich befestigt sein, welcher einen Lagerungsblock an der Endplatte befestigt.
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Einem derartigen Aufbau entsprechend können Beschädigungen, die in der einlassseitigen Leitung entstehen können, in einem Fall verhindert werden, in dem die die mit der Einspritzdüse einstückig ausgebildete Brennstoffzelle transportiert wird.
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In dem Brennstoffzellensystem kann ein Signalleitungsverbindungsverbinder der Einspritzdüse parallel zu einer Oberfläche einer Endplatte der Brennstoffzelle angeordnet sein, auf der auch die Einspritzdüse angeordnet ist.
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Der vorliegenden Erfindung entsprechend können die Vibrationen und Geräusche der Einspritzdüse durch die als ein schweres und robustes Bauteil ausgeführte Brennstoffzelle absorbiert werden, so dass die Entstehung von Vibrationen und Geräuschen durch die Einspritzdüse verhindert werden kann. Außerdem kann ein Abstand zwischen der Einspritzdüse und der Brennstoffzelle verkürzt werden, und die Entstehung der verzögerten Gaszufuhr zur Brennstoffzelle und die Entstehung der Druckreduktion kann verhindert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Aufbauskizze eines Brennstoffzellensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Schnittansicht, die eine Einspritzdüse des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems darstellt;
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Brennstoffzelle des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems darstellt;
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4 ist eine Seitenansicht, die ein Auto schematisch darstellt, an dem das Brennstoffzellensystem in 1 montiert ist;
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5 ist eine teilweise vergrößerte Vorderansicht, die einen Abschnitt eines Teils der Brennstoffzelle des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt;
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6 ist eine Seitenansicht, die eine verzerrte Darstellung einer Endplatte der Brennstoffzelle des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt; und
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7 ist eine Teilschnittansicht einer Modifizierung, die einen Abschnitt um die Einspritzdüse des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems darstellt.
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Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
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Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine Beschreibung eines Brennstoffzellensystems 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 ist eine Systemaufbauskizze des Brennstoffzellensystems 1. Dieses Brennstoffzellensystem 1 kann auf ein an einem Auto montiertes Leistungserzeugungssystem für ein Brennstoffzellenauto, ein Leistungserzeugungssystem für eine beliebige mobile Karosserie wie ein Schiff, ein Flugzeug, ein Zug oder einen gehfähigen Roboter, ein weiteres stationäres Leistungserzeugungssystem zur Verwendung als eine Leistungserzeugungseinrichtung für Baukonstruktionen (im Wohnbau- und Baugewerbe oder ähnliches) angewendet werden. Insbesondere wird das System aber im Auto eingesetzt.
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Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet das Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Brennstoffzelle 10, die ein zugeführtes Reaktionsgas (ein Oxidationsgas und ein Brenngas) aufnimmt, um eine Leistung zu erzeugen, und beinhaltet zudem ein Oxidationsgas-Leitungssystem 2, das der Brennstoffzelle 10 Luft als das Oxidationsgas zuführt, ein Wasserstoffgasleitungssystem 3, das der Brennstoffzelle 10 ein Wasserstoffgas als das Brenngas zuführt, und eine Steuerungsvorrichtung 4, die im Allgemeinen die Steuerung des gesamten Systems und ähnliches ausführt.
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Die Brennstoffzelle 10 weist eine Stapelstruktur auf, in der die erforderliche Anzahl von einheitlichen Zellen 71 zum Aufnehmen des zugeführten Reaktionsgases, um die Leistung zu erzeugen, gestapelt sind. Die durch die Brennstoffzelle 10 erzeugte Leistung wird einer Leistungssteuerungseinheit (PCU) 11 zugeführt. Die PCU 11 beinhaltet einen Inverter, einen Gleichstromwandler und dergleichen, die zwischen der Brennstoffzelle 10 und einem Fahrmotor 12 angeordnet sind. Ein Stromssensor 13, der während der Leistungserzeugung einen Strom erfasst, ist an der Brennstoffzelle 10 angebracht.
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Das Oxidationsgasleitungssystem 2 beinhaltet eine Luftzuführleitung 21, die der Brennstoffzelle 10 das Oxidationsgas (Luft) zuführt, das durch eine Befeuchtungseinrichtung 20 befeuchtet wird, eine Luftabführleitung 22, die ein Oxidationsabgas (bzw. Oxidizing Off Gas), das aus der Brennstoffzelle 10 abgeführt wird, zur Befeuchtungseinrichtung 20 leitet, und eine Abgasleitung 23 zum Leiten des Oxidationsabgases aus der Befeuchtungseinrichtung 20 nach außen. Die Luftzuführleitung 21 ist mit einem Kompressor 24 versehen, der das Oxidationsgas aus der Atmosphäre aufnimmt, um der Befeuchtungseinrichtung 20 das unter Druck stehende Gas zuzuführen.
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Das Wasserstoffgasleitungssystem 3 beinhaltet als eine Brennstoffzuführquelle, in der das einen hohen Druck (z. B. 70 MPa) aufweisende Wasserstoffgas aufgenommen ist, einen Wasserstoffgastank 30, als eine Brenngaszuführleitung zum Zuführen des Wasserstoffgases des Wasserstofftanks 30 zur Brennstoffzelle 10 eine Wasserstoffzuführleitung (eine Reaktionsgasleitung) 31 und eine Umwälzleitung 32 zum Rückführen eines Wasserstoffabgases (bzw. Hydrogen Off Gas), das aus der Brennstoffzelle 10 abgeführt wird, zur Wasserstoffzuführleitung 31.
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Es ist zu beachten, dass anstelle des Wasserstofftanks 30 eine Reformiereinrichtung, die aus einem Brennstoff auf Kohlenwasserstoffbasis ein reformiertes, wasserstoffreiches Gas bildet, und ein Hochdruckgastank, der das reformierte Gas, das durch diese Reformiereinrichtung gebildet wird, in einen Hochdruckzustand versetzt, so dass der Druck erhöht wird, als die Brennstoffzuführquelle verwendet werden können. Außerdem kann ein Tank mit einer wasserstoffundurchlässigen Legierung als die Brennstoffzuführquelle verwendet werden.
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Die Wasserstoffzuführleitung 31 ist mit einem Abstellventil 33, das die Zuführung des Wasserstoffgases aus dem Wasserstofftank 30 blockiert oder ermöglicht, Reglern 34, die den Druck des Wasserstoffgases regeln, und einer Einspritzdüse 35 versehen. Außerdem sind auf der stromauf befindlichen Seite der Einspritzdüse 35 ein Primärdrucksensor 41 und ein Temperatursensor 42 zum Erfassen des Drucks und der Temperatur des Wasserstoffgases in der Wasserstoffzuführleitung 31 angeordnet. Ferner ist auf der stromabwärtigen Seite der Einspritzdüse 35 und der stromauf befindlichen Seite eines Verbindungsteils zwischen der Wasserstoffzuführleitung 31 und der Umwälzleitung 32 ein Sekundärdrucksensor 43 angeordnet, der den Druck des Wasserstoffgases in der Wasserstoffzuführleitung 31 erfasst.
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Bei dem Regler 34 handelt es sich jeweils um eine Vorrichtung, die einen stromauf vorliegenden Druck (den Primärdruck) auf einen voreingestellten Sekundärdruck regelt. In dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als der Regler 34 ein mechanisches Druckreduktionsventil zum Reduzieren des Primärdrucks verwendet. In Bezug auf den Aufbau des mechanischen Druckreduktionsventils kann ein bekannter Aufbau mit einem Gehäuse verwendet werden, das mit einer Gegendruckkammer und einer Druckregulierkammer, die über eine Membran bereitgestellt sind, versehen ist, und in der Druckregulierkammer wird der Primärdruck auf einen vorbestimmten Druck reduziert, um den Sekundärdruck durch einen Gegendruck in der Gegendruckkammer zu erhalten.
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2 ist eine Schnittansicht, die die Einspritzdüse 35 darstellt. Diese Einspritzdüse 35 steuert den Zustand des Gases in der Wasserstoffzuführleitung 31, bildet einen Teil der Wasserstoffzuführleitung 31 aus und weist einen Metallzylinder 54 auf, der mit einer Innenleitung 53 versehen ist, die auf der Seite des Wasserstofftanks 30 in der Wasserstoffzuführleitung 31 in einem Kanalbereich 51 angeordnet ist, der im Inneren eines zylindrischen Bereichs 45 an einem Ende des Zylinders in einer axialen Richtung gebildet ist, wobei die innere Leitung auf der Seite der Brennstoffzelle 10 in der Wasserstoffzuführleitung 31 in einem Kanalbereich 52 angeordnet ist, der im Inneren eines zylindrischen Bereichs 46 an dem anderen Ende des Zylinders in der axialen Richtung ausgebildet ist, wobei der zylindrische Bereich die gleiche Achse wie die des einen zylindrischen Bereichs 45 aufweist.
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Dieser Zylinder 54 ist mit einem ersten Leitungsbereich 56, der mit dem Kanalbereich 51 verbunden ist; einem zweiten Leitungsbereich 57, der mit diesem ersten Leitungsbereich 56 auf einer Seite gegenüber dem Kanalbereich 51 verbunden ist und einen Durchmesser aufweist, der größer als der des ersten Leitungsbereichs 56 ist; einem dritten Leitungsbereich 58, der mit diesem zweiten Leitungsbereich 57 auf einer Seite gegenüber dem ersten Leitungsbereich 56 verbunden ist und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der des zweiten Leitungsbereichs 57; und einem vierten Leitungsbereich 59 versehen, der mit diesem dritten Leitungsbereich 58 auf einer Seite gegenüber dem zweiten Leitungsbereich 57 verbunden ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der von jeweils dem zweiten Leitungsbereich 57 und dem dritten Leitungsbereich 58, und diese Bereiche bilden die Innenleitung 53. Es ist zu beachten, dass der äußere Umfangsbereich des zylindrischen Bereichs 45 mit einer kreisförmigen Dichtungsnut 45a versehen ist, und der äußere Umfangsbereich des zylindrischen Bereichs 46 ebenfalls mit einer kreisförmigen Dichtungsnut 46a versehen ist.
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Außerdem weist die Einspritzdüse 35 einen Ventilsitz 61 auf, der in einem Hauptteil 47 angeordnet ist, der zwischen den beiden zylindrischen Bereichen 45 und 46 gebildet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der eines jeweiligen zylindrischen Bereichs, so dass er eine Öffnung des vierten Leitungsbereichs 59 auf der Seite des dritten Leitungsbereichs 58 umgibt, wobei der Ventilsitz aus einem Dichtungselement aus beispielsweise Gummi besteht; ein Metallventilelement 65, das einen zylindrischen Bereich 62, der in den zweiten Leitungsbereich 57 beweglich eingeführt wird, und einen kegelförmigen Bereich 63 aufweist, der im dritten Leitungsbereich 58 angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der zweite Leitungsbereich 57, wobei der kegelförmige Bereich 63 mit einem schräg verlaufenden Verbindungsloch 64 versehen ist; eine Feder 67, deren eines Ende in den zylindrischen Bereich 62 des Ventilelements 65 eingeführt ist und deren anderes Ende mit einem Anschlag 66 in Verbindung ist, der in dem ersten Leitungsbereich 56 ausgebildet ist, wobei die Feder ermöglicht, dass das Ventilelement 65 am Ventilsitz 61 anstoßen kann, wodurch die Innenleitung 53 gesperrt wird; und einen Elektromagneten 69, der das Ventilelement 65 gegen die Spannkraft der Feder 67 durch eine elektromagnetische Antriebskraft bewegt, bis das Ventilelement an einem gestuften Bereich 68 des dritten Leitungsbereichs 58 auf der Seite des zweiten Leitungsbereichs 57 anstößt, um so das Ventilelement 65 aus dem Ventilsitz 61 zu lösen und mit der Innenleitung 53 durch das Verbindungsloch 64 eine Verbindung herzustellen. In diesem Fall arbeitet das Ventilelement 65 entlang der axialen Richtung des Zylinders 54.
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Das Ventilelement 65 der Einspritzdüse 35 wird durch eine Energieversorgungssteuerung des Elektromagneten 69 als elektromagnetische Antriebsvorrichtung angesteuert, und ein pulsartiger Erregerstrom, der diesem Elektromagneten 69 zugeführt wird, kann ein- und ausgeschaltet werden, um den Öffnungszustand der Innenleitung 53 (in zwei Stufen, d. h. in dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einer vollständig geöffneten Stufe und einer vollständig geschlossenen Stufe) zu verändern. Außerdem werden die Gasstrahlzeitdauer und der Gasstrahlsteuerungspunkt der Einspritzdüse 35 durch ein Steuerungssignal gesteuert, das aus der Steuerungsvorrichtung 4 ausgegeben wird, so dass die Strömungsrate und der Druck des Wasserstoffgases präzise gesteuert werden können.
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Um das Gas bei einer angeforderten Strömungsrate der stromabwärtigen Seite der Einspritzdüse 35 zuzuführen, wird zumindest entweder der Öffnungszustand (der Öffnungsgrad) oder die Öffnungszeit durch das in der Innenleitung 53 der Einspritzdüse 35 angeordnete Ventilelement 64 verändert, um die Strömungsrate des Gases (oder eine Wasserstoff-Molarität), das der stromabwärtigen Seite (der Seite der Brennstoffzelle 10) zugeführt wird, zu regulieren.
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Es ist zu beachten, dass die Gasströmungsrate durch die Öffnung/Schließung des Ventilelements 65 der Einspritzdüse 35 geregelt wird, und dass darüber hinaus der Druck des Gases, das der stromabwärtigen Seite der Einspritzdüse 35 zugeführt wird, gegenüber dem Gasdruck auf der Seite stromauf der Einspritzdüse 35 reduziert wird, und somit die Einspritzdüse 35 als ein Druckregelventil (ein Druckreduktionsventil, ein Regler) betrachtet werden kann. In dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Einspritzdüse außerdem als ein variables Druckregelventil betrachtet werden, das in der Lage ist, den Druckregulierbetrag (den Druckreduktionsbetrag) des Gasdrucks stromauf der Einspritzdüse 35 zu verändern, so dass der Druck mit dem angeforderten Druck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs dem Gasbedarf entsprechend übereinstimmt.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist in dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzdüse 35 auf der Seite stromauf von einem Verbindungsteil A1 zwischen der Wasserstoffzuführleitung 31 und der Umwälzleitung 32 angeordnet. In diesem Fall werden eine Mehrzahl von Wasserstofftanks 30 als Brennstoffzuführquellen verwendet, und dementsprechend ist die Einspritzdüse 35 auf der stromabwärtigen Seite von einem Teil (einem Wasserstoffgas-Verbindungsteil A2) angeordnet, wo die Wasserstoffgase, die aus den Wasserstofftanks 30 zugeführt werden, zusammenströmen.
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Die Umwälzleitung 32 ist über einen Gas-Flüssigkeitsseparator 36 und ein Gas-/Wasser-Abführventil 37 mit einer Abführleitung 38 verbunden. Der Gas-Flüssigkeitsseparator 36 fängt einen Wassergehalt aus dem Wasserstoffabgas auf. Das Gas-/Wasser-Abführventil 37 arbeitet entsprechend einem Befehl von der Steuerungsvorrichtung 4, um den Wassergehalt, der durch den Gas-Flüssigkeitsseparator 36 aufgefangen wird, und das Verunreinigungen beinhaltende Wasserstoffabgas in der Umwälzleitung 32 nach außen abzuführen (abzuleiten).
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Außerdem ist die Umwälzleitung 32 mit einer Wasserstoffpumpe 39 versehen, die das Wasserstoffabgas in der Umwälzleitung 32 unter Druck setzt, um das Gas der Wasserstoffzuführleitung 31 zuzuführen. Es ist zu beachten, dass das Wasserstoffabgas, das durch das Gas-/Wasser-Abführventil 37 und die Abführleitung 38 abgeführt wird, durch eine Verdünnungseinheit 40 verdünnt wird, so dass es mit dem Oxidationsabgas in der Abgasleitung 23 zusammengeführt werden kann.
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Die Steuerungsvorrichtung 4 erfasst den Betätigungsbetrag einer in dem Fahrzeug angeordneten Beschleunigungsbetätigungsvorrichtung (eines Fahrpedals oder dergleichen) und empfängt Steuerungsinformationen, wie z. B. einen angeforderten Beschleunigungswert (einen angeforderten Leistungserzeugungsbetrag von einem Verbraucher, wie z. B. dem Fahrmotor 12), um die Betriebsabläufe der verschiedenen Vorrichtungen in dem System zu steuern. Es ist zu beachten, dass unter dem Verbraucher im Allgemeinen Leistungsverbrauchsvorrichtungen zu verstehen sind, die, zusätzlich zum Fahrmotor 12, Hilfsvorrichtungen, die zum Betreiben der Brennstoffzelle 10 notwendig sind (z. B. Motoren für den Kompressor 24, die Wasserstoffpumpe 39, eine Kühlpumpe und dergleichen), Stellglieder, die in verschiedenen Vorrichtungen verwendet werden (ein Wechselrad, eine Radführungsvorrichtung, eine Lenkvorrichtung, eine Radaufhängungsvorrichtung etc.) und die dem Fahrbetrieb des Fahrzeugs zugeordnet sind, eine Klimaanlage bzw. Luftaufbereitungsvorrichtung (einen Luftaufbereiter), Beleuchtungs- und Audioanwendungen in der Fahrgastzelle und dergleichen beinhalten.
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Die Steuerungsvorrichtung 4 besteht aus einem Computersystem (nicht gezeigt). Ein derartiges Computersystem beinhaltet eine CPU, einen ROM, einen RAM, ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, eine Anzeige und dergleichen, und die CPU liest und führt verschieden Steuerungsprogramme aus, die im ROM aufgezeichnet sind, um verschiedene Steuerungsabläufe zu realisieren.
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Die Steuerungsvorrichtung 4 gibt ein Steuerungssignal zum Realisieren der Gesamtstrahlzeitdauer der Einspritzdüse 35 aus, die durch eine vorbestimmte Vorgehensweise berechnet wird, wodurch die Gasstrahlzeitdauer und der Gasstrahlsteuerzeitpunkt der Einspritzdüse 35 gesteuert werden, um die Strömungsrate und den Druck des Wasserstoffgases zu regeln, das der Brennstoffzelle 10 zugeführt werden soll.
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Während des üblichen Betriebs des Brennstoffzellensystems 1 wird das Wasserstoffgas aus dem Wasserstofftank 30 einem Brennstoffstab bzw. einer Brennstoffelektrode der Brennstoffzelle 10 durch die Wasserstoffzuführleitung 31 zugeführt, und die befeuchtete und regulierte Luft wird einem Oxidationsstab bzw. einer Oxidationselektrode der Brennstoffzelle 10 durch die Luftzuführleitung 21 zugeführt, um Leistung erzeugen zu können. In diesem Fall wird eine Leistung (eine angeforderte Leistung), die aus der Brennstoffzelle 10 gewonnen werden soll, durch die Steuerungsvorrichtung 4 berechnet, und das Wasserstoffgas und die Luft werden der Brennstoffzelle 10 in jeweils solchen Mengen zugeführt, wie es in Bezug auf die erzeugte Leistung angemessen ist.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist in der Brennstoffzelle 10 ein Paar von Brennstoffzellenstapeln 10A, 10B angeordnet, die jeweils einen Aufbau aufweisen, bei dem die erforderliche Anzahl der rechtwinkeligen einheitlichen Zellen 71 zum Aufnehmen des zugeführten Reaktionsgases, um Leistung zu erzeugen, aneinandergestapelt ist, während die Stapelrichtungen der einheitlichen Zellen 71 parallel zueinander verlaufen und die Stapel zwischen einem Paar von gemeinsamen, zu beiden Enden der Zellen in Stapelrichtung angeordneten Endplatten 72 und 73 sandwichartig angeordnet sind.
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Es ist zu beachten, dass diese Endplatten 72, 73 über ein Paar von Spannplatten 74, 75 miteinander verbunden sind, die an beiden Seiten in einer Richtung angeordnet sind, die die Anordnungsrichtung der Brennstoffzellenstapel 10A, 10B im rechten Winkel kreuzt.
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Wie in 4 gezeigt ist, wird diese Brennstoffzelle 10 in einem im Wesentlichen rechtwinkeligen, parallelflächigen Stapelgehäuse 76 aufgenommen und in einem Auto V montiert. Bei der Montage wird die Brennstoffzelle 10, die derart positioniert bzw. ausgerichtet ist, dass die Brennstoffzellenstapel 10A, 10B in einer horizontalen Richtung angeordnet sind, in einen Motorraum EC eingebaut, der an der Vorderseite des Autos V vorgesehen ist. Dabei ist das Paar der Endplatten 72, 73 an beiden Enden in einer auf die Autokarosserie bezogenen von vorne nach hinten verlaufenden Richtung angeordnet, und das Paar von Spannplatten 74, 75 ist vertikal angeordnet. Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der Brennstoffzelle in dieser während der Installation eingehaltenen Positionierung bzw. Ausrichtung.
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Die Einspritzdüse 35 ist auf der einen Endplatte 72 an der Rückseite der Brennstoffzelle 10 in einer auf das Auto bezogenen, von vorne nach hinten verlaufenden Richtung angeordnet. Die Fläche des Stapelgehäuses 76 zum Aufnehmen der Brennstoffzelle 10, d. h. eine andere Fläche als die rückseitige Fläche 76a, die der Einspritzdüse 35 gegenüberliegt, die Fläche, die nicht zwischen der Einspritzdüse 35 und einer Fahrgastzelle C angeordnet ist, insbesondere eine vordere Fläche 76b ist hingegen mit einem Lüftungsloch bzw. Ventilationsloch 78 versehen, das den Innenraum mit der Außenseite verbindet.
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Dieses Lüftungsloch 78 ist mit einem Filter 79 versehen, durch den ein Dampf hindurchströmen kann, während das Hindurchströmen des Wasserstoffs reguliert wird. Es ist zu beachten, dass das Lüftungsloch 78 in einer anderen Fläche angeordnet sein kann, wie z. B. einer oberen Fläche 76c oder einer seitlichen Fläche, solange es sich bei der Fläche um eine andere Fläche als die Fläche handelt, die der Einspritzdüse 35 gegenüberliegt, und die Fläche nicht zwischen der Einspritzdüse 35 und der Fahrgastzelle C angeordnet ist.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist das Paar von Endplatten 72, 73 zusammen mit der Mehrzahl von Brennstoffzellenstapeln 10A, 10B angeordnet und weist somit eine im Wesentlichen rechtwinkelige Form auf, deren Längenabmessung in der Breitenrichtung des Autos verläuft, und die Einspritzdüse 35 ist in der Mitte zwischen den Brennstoffzellenstapeln 10A und 10B aus einer Mehrzahl von Reihen (zwei Reihen in 3) einstückig angeordnet, die in der einen Endplatte 72 an der Rückseite in der auf das Fahrzeug bezogenen, von vorne nach hinten verlaufenden Richtung angeordnet sind.
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Hier weisen die Brennstoffzellenstapel 10A, 10B auf der Seite der Endplatte 72 einander entgegengesetzte Polaritäten auf, und somit sind die Wasserstoffzuführkanäle 80A, 80B zum Zuführen der Wasserstoffgase zu den jeweiligen Stapeln über die kürzeste Entfernung in der Längenrichtung der Endplatte 72 symmetrisch angeordnet. Da die Einspritzdüse 35 wie vorstehend beschrieben angeordnet ist, können die Längenabmessungen der Leitungsbereiche 81A, 81B, die von einer Leitung 81 abzweigen, die sich von der Einspritzdüse 35 in der Wasserstoffzuführleitung 31 erstreckt und mit den jeweiligen Wasserstoffzuführkanälen 80A, 80B verbunden ist, folglich gleich lang ausgeführt sein.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist insbesondere der zylindrische Bereich 45 der Einspritzdüse 35 auf einer Einlassseite in einen Lochbereich 85 des Lagerungsblocks 84, der aus einem Metall gefertigt ist, über einen als elastisches Element dienenden O-Ring 86 eingepasst, der in der Dichtungsnut 45a angeordnet ist, und der zylindrische Bereich 46 auf einer Auslassseite ist in einen Lochbereich 88 eines Lagerungsblock 87, der aus einem Metall gefertigt ist, über einen als elastisches Element dienenden O-Ring 89 eingepasst, der in der Dichtungsnut 46a angeordnet ist.
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Der eine Lagerungsblock 84, der auf der Oberseite angeordnet ist, ist außerdem durch eine Schraube in einem Befestigungsbereich (dem Befestigungspunkt) 90 an der Endplatte 72 angeordnet, und der andere Lagerungsblock 87, der auf der Unterseite angeordnet ist, ist durch Schrauben an zwei Befestigungsbereichen (Befestigungspunkten) 91, 92 auf beiden Seiten an der Endplatte 72 befestigt. Die beiden Befestigungsbereiche 91, 92, die diesen Lagerungsblock 87 mit der Endplatte 72 verbinden, sind entlang einer horizontalen Linie miteinander verbunden.
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Wie vorstehend beschrieben, ist die Einspritzdüse 35 in der Endplatte 72 angeordnet, indem die axiale Richtung der Einspritzdüse, d. h. eine Ventilelementantriebsrichtung (die Bewegungsrichtung des Ventilelements 65), in vertikaler Richtung verläuft, und beide Seiten der Einspritzdüse werden über die als die elastischen Elemente ausgeführten O-Ringe 86, 89 durch die Lagerungsblöcke 84, 87 getragen. Folglich sind der zylindrische Bereich 45 auf der stromauf befindlichen Seite der Einspritzdüse 35 und der zylindrische Bereich 46 auf der stromabwärtigen Seite mit der Brennstoffzelle 10 über das Paar von Lagerungsblöcken 84, 87 verbunden, und diese zylindrischen Bereiche 45, 46 werden durch die von der Brennstoffzelle 10 erzeugte Wärme, die durch die Lagerungsblöcke 84, 87 geleitet wird, erwärmt. Der als ein Gaseinlass ausgeführte Kanalbereich 51 der Einspritzdüse 35 ist über dem als ein Gasauslass ausgeführten Kanalbereich 52 in der vertikalen Richtung angeordnet.
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Außerdem sind die Lagerungsblöcke 84, 87 mit der Endplatte 72 der Brennstoffzelle 10 durch die insgesamt drei Befestigungsbereiche 90, 91 und 92 verbunden, und die beiden Befestigungsbereiche 91, 92 zum Verbinden des unteren Lagerungsblocks 87 mit der Endplatte 72 sind parallel zur Erstreckungsrichtung der Verbindungsbereiche 74a, 75a der Spannplatten 74, 75 in Bezug auf die in 3 gezeigte Endplatte 72 angeordnet.
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Zumindest die stromabwärtige Seite der Einspritzdüse kann in dem Brennstoffzellensystem mit der Brennstoffzelle verbunden sein. Dabei ist zu beachten, dass die Lagerungsblöcke 84, 87 nicht an insgesamt drei, sondern vier Punkten mit der Endplatte 72 verbunden sein können. Bei zwei Punkten oder weniger ist eine stabile Lagerung der Einspritzdüse 35 nicht möglich. Bei fünf oder mehr Punkten ist die Anzahl der Lagerungs- bzw. Auflagepunkte viel zu hoch, und es ist somit sehr wahrscheinlich, dass die Befestigungsbereiche sich aufgrund einer Verformung der Endplatte 72 oder dergleichen locker können, wobei beide Fälle als ungünstig zu betrachten sind.
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Wie in 4 gezeigt ist, verläuft im vorliegenden Fall die Wasserstoffzuführleitung 31, die sich von den Wasserstofftanks 30 erstreckt, die im hinteren Teil des Autos V angeordnet sind, unter einem Boden der Fahrgastzelle C des Autos V, wird in den Motorraum EC geleitet und in das Stapelgehäuse 76 durch einen Lochbereich 94 eingeführt, der in einer unteren Fläche 76d des Stapelgehäuses 76 ausgebildet ist. Wie in 5 gezeigt ist, wird die Einspritzdüse 35 außerdem von der mit dem oberen Lagerungsblock 84 verbundenen Wasserstoffzuführleitung seitlich umgangen. Die mit dem Lagerungsblock 84 verbundene Wasserstoffzuführleitung 31 steht somit mit dem Lochbereich 85 in Verbindung und steht durch diesen Lochbereich 85 auch mit dem Kanalbereich 51 der Einspritzdüse 35 in Verbindung.
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Es ist zu beachten, dass die Wasserstoffzuführleitung 31 auf der Seite, die mit dem Lagerungsblock 84 verbunden ist, in einen mit dem Lagerungsblock 84 verbundenen und U-förmig ausgebildeten Metallleitungsbereich 95, einen Isolierleitungsbereich (einen elastischen Bereich) 96, der aus einem elastischen Element besteht, das mit diesem Leitungsbereich 95 verbunden ist, und in einen Metallleitungsbereich (eine einlassseitige Leitung) 97 unterteilt ist, der mit diesem Isolierleitungsbereich 96 verbunden ist. Der Isolierleitungsbereich 96 sorgt außerdem für eine elektrische Isolierung der Wasserstoffzuführleitung 31, die die ein hohes Spannungspotential aufweisende Brennstoffzelle 10 mit einer geerdeten Masse eines jeweiligen Wasserstofftanks 30 verbindet, wobei dieser Isolierleitungsbereich 96 im Stapelgehäuse 76 angeordnet ist.
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Außerdem ist der mittlere Bereich des Leitungsbereichs 97, der durch den Lochbereich 94 der unteren Fläche 76d des Stapelgehäuses 76 eingeführt wird, an einer Halterung 98 befestigt, die am Befestigungsbereich 91 befestigt ist, der den Lagerungsblock 87 an der Endplatte 72 befestigt. Dadurch wird die Lagerung bzw. Anordnung des Leitungsbereichs 97 stabilisiert, weil die Lagerung bzw. Anordnung des Isolierleitungsbereichs 96 als elastisches Element an sich nicht stabil ist.
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Dem vorstehend beschriebenen Brennstoffzellensystem 1 der vorliegenden Ausführungsform entsprechend können in der Einspritzdüse 35 erzeugte Vibrationen und Geräusche durch die als ein schweres und robustes Bauteil ausgeführte Brennstoffzelle 10 absorbiert, vermindert und unterdrückt werden, da die Einspritzdüse 35 in der Brennstoffzelle 10 einstückig ausgeführt ist. Somit können die auf einen Fahrgast in der Fahrgastzelle C übertragenen Betriebsgeräusche der Einspritzdüse 35 unterdrückt werden. Da die Einspritzdüse 35 in der Brennstoffzelle 10 einstückig ausgebildet ist, kann außerdem der Abstand zwischen der Einspritzdüse 35 und der Brennstoffzelle 10 verkürzt und schließlich die Entstehung einer verzögerten Gaszufuhr zur Brennstoffzelle 10 und die Entstehung einer Druckreduktion verhindert werden.
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Zudem verbindet die Wasserstoffzuführleitung 31 die ein hohes Spannungspotential aufweisende Brennstoffzelle 10 mit der geerdeten Masse des Wasserstofftanks 30. Zu diesem Zweck ist in der Mitte der Leitung der aus einem elastischen Material (Kautschuk oder Harz) gefertigte Isolierleitungsbereich 96 beinhaltet, jedoch ist der Isolierleitungsbereich 96, der aus einem Material gefertigt ist, durch das leicht Geräusche erzeugt werden, in dem zum Aufnehmen der Brennstoffzelle 10 dienenden Stapelgehäuse 76 angeordnet, und somit kann verhindert werden, dass die aus dem Isolierleitungsbereich 96 in dem Stapelgehäuse 76 abgehenden Geräusche nach außen dringen.
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Da die zylindrischen Bereiche 45, 46 auf der stromauf befindlichen Seite und der stromabwärtigen Seite des Metallzylinders 54 der Einspritzdüse 35 über die Metalllagerungsblöcke 84, 87 mit der Brennstoffzelle 10 verbunden sind, können die stromauf befindliche Seite und die stromabwärtige Seite der Einspritzdüse 35 durch die Nachwärme der Brennstoffzelle 10 effektiv erwärmt werden.
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In einem Fall, in dem z. B. das Wasserstoffgas, das eine deutlich niedrige Temperatur aufweist, der Einspritzdüse 35 während eines bei hoher Geschwindigkeit oder ähnlichem erfolgenden Dauerfahrbetriebs zugeführt wird, wird die Temperatur des durch das Ventilelement 65 strömenden Wasserstoffgases, insbesondere auf der stromabwärtigen Seite im Vergleich zur stromauf befindlichen Seite, aufgrund einer Ausdehnung der Isolierung weiter gesenkt, doch der zylindrische Bereich 46 auf der stromabwärtigen Seite kann dermaßen erwärmt werden, dass die Erhärtung des Gummiventilsitzes 61, eines Gummidichtungselements auf der stromabwärtigen Seite oder dergleichen bei niedrigen Temperaturen unterdrückt werden kann. Daher kann die Notwendigkeit einer Begrenzung der Abgabeleistung der Brennstoffzelle 10, wodurch eine Erhärtung bei niedrigen Temperaturen infolge einer begrenzten Strömungsrate des Wasserstoffgases verhindert wird, verringert werden.
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Da die Einspritzdüse 35 in der Mitte zwischen der Mehrzahl der Reihen der angeordneten Brennstoffzellenstapel 10A und 10B angeordnet ist, können darüber hinaus die Längenabmessungen der Leitungsbereiche 81a, 81B von der Einspritzdüse 35 zu den Wasserstoffzuführkanälen 80A, 80B identisch ausgeführt werden, und das Wasserstoffgas kann zufriedenstellend verteilt und den Brennstoffzellenstapeln 10A, 10B zugeführt.
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Da die Einspritzdüse 35 über die als elastische Elemente ausgeführten O-Ringe 86, 89 durch die Lagerungsblöcke 84, 87 gelagert bzw. getragen wird, können die Vibrationen der Einspritzdüse 35 als Vibrationselement durch die O-Ringe 86, 89 verringert und die durch die Einspritzdüse 35 erzeugten Vibrationen und Geräusche weiter unterdrückt werden.
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Außerdem sind sowohl der Lagerungsblock 84 zum Lager des zylindrischen Bereichs 45 auf der Einlassseite der Einspritzdüse 35 als auch der Lagerungsblock 87 zum Lager des zylindrischen Bereichs 46 auf der Auslassseite an der Brennstoffzelle 10 befestigt, und somit können sogar die von entweder dem Lagerungsblock 84 oder 87 übertragenen Vibrationen durch als ein robustes und schweres Bauteil ausgeführte die Brennstoffzelle 10 verringert werden.
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Da darüber hinaus die Lagerungsblöcke 84, 87 mit der Brennstoffzelle 10 an drei Punkten vollständig verbunden sind, ist eine bedarfsgerechte bzw. zureichende Verbindung der Einspritzdüse 35 mit der Brennstoffzelle 10 möglich.
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Die beiden Befestigungsbereiche 91, 92 zum Verbinden des unteren Lagerungsblocks 87 mit der Brennstoffzelle 10 sind außerdem parallel zur Erstreckungsrichtung der Verbindungsbereiche 74a, 75a der Spannplatten 74, 75 mit der Endplatte 72 angeordnet, und somit kann in Bezug auf die Verformung der Endplatte 72 aufgrund der Anschwellung der Brennstoffzelle 10, d. h. der Verformung der Endplatte 72 in einer Richtung, die die Verbindungsbereiche 74a, 75a im rechten Winkel kreuzt, wie in 6 gezeigt ist, eine Positionsabweichung, die in den beiden Befestigungsbereichen 91, 92 entsteht, minimiert werden. Dementsprechend kann eine durch eine Beanspruchung aufgrund einer Verformung der Endplatte 72 entstehende Lockerung der Befestigungsbereiche 91, 92 unterdrückt werden.
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Da das Ventilationsloch 78, das die Innenseite des Stapelgehäuses 76, in dem die Brennstoffzelle 10 aufgenommen ist, mit der Außenseite verbindet, in der vorderen Fläche 76b vorgesehen ist, bei der es sich um eine andere Fläche als die Fläche handelt, die der Einspritzdüse 35 gegenüberliegt, kann außerdem verhindert werden, dass Geräusche der Einspritzdüse 35 aus dem Stapelgehäuse 76 durch das Ventilationsloch 78 nach außen dringen. Da das Ventilationsloch 78 in der vorderen Fläche 76b angeordnet ist, bei der es sich um die Fläche des Stapelgehäuses 76 handelt, die nicht zwischen der Einspritzdüse 35 und der Fahrgastzelle C angeordnet ist, kann außerdem verhindert werden, dass Geräusche der Einspritzdüse 35, die aus dem Stapelgehäuse 76 durch das Ventilationsloch 78 nach außen dringen, in die Fahrgastzelle C übertragen werden.
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In einem Fall, in dem die Einspritzdüse 35 so angeordnet ist, dass die Ventilelementantriebsrichtung in einer horizontalen Richtung verläuft, ist das Ventilelement 65 außerdem Erdanziehungskräften in einer Richtung ausgesetzt, die sich von der Bewegungsrichtung unterscheidet, wobei eine auf den unteren Teil des Ventilelements einwirkende Kraft bzw. Belastung aufgrund der Wirkung der Erdanziehungskräfte abgelenkt wird oder abweicht und es aufgrund dieser Vorspannung gelegentlich zu Verschleißerscheinungen kommt. Da die Einspritzdüse jedoch so angeordnet ist, dass die Ventilelementantriebsrichtung in einer vertikalen Richtung verläuft, stimmt die Bewegungsrichtung des Ventilelements 65 mit der Richtung der Erdanziehungskraft überein, und es kommt im Ventilelement 65 nicht zur Entstehung von Vorspannungskräften, und die vorstehend erwähnten, durch Vorspannungskräfte bewirkten Verschleißerscheinungen können verhindert werden. Dementsprechend kann die Dauerfestigkeit der Einspritzdüse 35 somit verbessert werden.
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Die Einspritzdüse 35 ist außerdem so angeordnet, dass auf den Kanalbereich 51 als der Gaseinlass oberhalb des Kanalbereichs 52, der als der Gasauslass in der vertikalen Richtung dient, verzichtet werden kann. Selbst wenn das einen hohen Feuchtigkeitsgrad aufweisende Wasserstoffabgas bzw. Wasserstoff-Offgas aus der Brennstoffzelle 10 in die Umwälzleitung 32, die sich an die stromabwärtige Seite der Einspritzdüse 35 der Wasserstoffzuführleitung 31 anschließt, eingeführt wird, kann somit verhindert werden, dass das durch den Gasdampf entstandene Tau- bzw. Kondenswasser zur Einspritzdüse 35 geleitet wird. Folglich kann ein Gefrieren/Festsitzen der Einspritzdüse 35 bei einem Stillstand des Systems verhindert werden.
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Darüber hinaus ist der Leitungsbereich 97, der auf der Einlassseite der Einspritzdüse 35 in der Wasserstoffzuführleitung 31 angeordnet ist, an der Halterung 98 befestigt, die an dem Befestigungsbereich 91 zum Befestigen des Lagerungsblocks 87 an der Endplatte 72 befestigt ist.
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In einem Fall, in dem die Brennstoffzelle 10 in dem Stapelgehäuse 76 so aufgenommen ist, dass der Leitungsbereich 95, der Isolierleitungsbereich 96 und der Leitungsbereich 97 zusammen mit den Lagerungsblöcken 84, 87 und der Einspritzdüse 35 an der Brennstoffzelle 10 angebracht sind, muss der Leitungsbereich 97 durch den Lochbereich 94 der unteren Fläche 76d des Stapelgehäuses 76 eingeführt werden, wobei es sich bei dem Isolierleitungsbereich 96 jedoch um ein elastisches Element handelt. Die Stellung bzw. Lagerung des Leitungsbereichs 97, dessen Stellung bzw. Lagerung an sich nicht stabil ist, kann daher durch die Halterung 98 stabilisiert werden, wodurch das Montieren desselben erleichtert wird und darüber hinaus ein Störfall oder dergleichen verhindert werden kann.
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Ist die Stellung des Leitungsbereichs 97 während des Transports instabil, kann der Leitungsbereich 97 ohne Weiteres gegen eine andere Komponente oder dergleichen schlagen. Da die Stellung des Leitungsbereichs 97 aber stabil ist, kann ein Störfall durch ein solches Aufeinandertreffen verhindert werden.
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Es ist zu beachten, dass in dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorstehenden Ausführungsform, wie sie in 7 gezeigt ist, die Endplatte 72, in der die Einspritzdüse 35 angeordnet ist, mit einem ausgesparten Bereich 100 versehen ist, in den ein Teil des Hauptkörpers 47 der Einspritzdüse 35 eingepasst ist, eine gekrümmte, plattenartige, feste Schallisolierung 101 so angeordnet ist, dass sie die Einspritzdüse 35 bedeckt, und ein Spalt zwischen dem ausgesparten Bereich 100 und der Schallisolierung 101 und der Einspritzdüse 35 mit einem weichen elastischen Material (einem weichen Schichtungsmaterial) 102 befüllt sein kann.
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Folglich ist das elastische Material 102 zwischen der Einspritzdüse 35 und der Brennstoffzelle 10 angeordnet, und ein Teil der Einspritzdüse 35 ist in die Brennstoffzelle 10 eingebettet. Es ist zu beachten, dass die Schallisolierung 101 und das elastische Material 102 eine Schallabsorptionsabdeckung 103 bilden, die die Einspritzdüse 35 bedeckt.
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Ist somit die Einspritzdüse 35 mit der Schallisolierung 101 bedeckt, kann verhindert werden, dass sich Geräusche aus der Einspritzdüse 35 ausbreiten. Wenn außerdem das elastische Material 102 auf der Innenseite der Schallisolierung 101, die den Spalt beinhaltet, zwischen der Einspritzdüse 35 und der Brennstoffzelle 10 angeordnet ist, kann ein Widerhallen der Geräusche aus der Einspritzdüse 35 in diesem Spalt verhindert werden, so dass ein weiteres Ausbreiten des Geräuschs verhindert werden kann. Da ein Teil der Einspritzdüse 35 in die Brennstoffzelle 10 eingebettet ist, kann darüber hinaus ein Bereich, aus dem die Geräusche der Einspritzdüse 35 abgehen, verringert werden. Da selbst ein Teil des elastischen Materials 102 in die Brennstoffzelle 10 eingebettet ist, kann außerdem das Volumen des elastischen Materials 102 vergrößert werden. Es ist zu beachten, dass die Schallisolierung 101 in dem ausgesparten Bereich 100 angeordnet sein kann, so dass die Schallisolierung 101 in die Brennstoffzelle 10 eingebettet werden kann. Einem derartigen Aufbau entsprechend kann der Bereich, aus dem die Geräusche der Einspritzdüse 35 abgehen, durch die Schallisolierung 101 verkleinert werden.
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In der Einspritzdüse 35 ist hier ein Signalleitungsverbindungsverbinder 104 zum Verbinden einer Signalleitung für die Übertragung des Steuerungssignals aus der Steuerungsvorrichtung 4 an die Einspritzdüse 35 parallel zu einer Anordnungsfläche 72a für die Einspritzdüse 35 in der Endplatte 72 angeordnet, so dass ein Kanalbereich 105 als ein Verbindungsbereich zwischen dem Signalleitungsverbindungsverbinder 104 und der Signalleitung parallel zur Anordnungsfläche 72a angeordnet ist. In der Schallisolierung 101 ist daher eine Öffnung 106 auf der Seite der Endplatte 72 angeordnet, um den Signalleitungsverbindungsverbinder 104 nach außen freiliegend anzuordnen.
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Wenn somit der Signalleitungsverbindungsverbinder 104 der Einspritzdüse 35 parallel zur Anordnungsfläche 72a der Einspritzdüse 35 der Brennstoffzelle 10 angeordnet ist, können die Betriebsgeräusche der Einspritzdüse 35, die sich aus dem Kanalbereich 105 ausbreiten, durch die Brennstoffzelle 10 verringert werden, während die zweckentsprechenden Verbindungseigenschaften der Signalleitung (nicht gezeigt) mit dem Signalleitungsverbindungsverbinder 104 aufrechterhalten bleiben. Außerdem müssen dabei die Betriebsgeräusche der Einspritzdüse 35, die sich aus dem Kanalbereich 105 ausbreiten, nicht in die Fahrgastzelle C geleitet werden. Dementsprechend können Betriebsgeräusche der Einspritzdüse 35, die an den Fahrgast in der Fahrgastzelle C übertragen werden, unterdrückt werden.
