JP2001313056A - 燃料電池車両の排水装置 - Google Patents
燃料電池車両の排水装置Info
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Abstract
ることがないようにする。 【解決手段】 燃料電池21によって生成された水を排
水管51によって車体外に排出させる。排気管52の排
水口(排気口52a)を後輪13より車体の側方に配設
した。
Description
生成された水を車体外に排出する燃料電池車両の排水装
置に関するものである。
に供給し、このモータによって車輪を駆動する燃料電池
車両は、水素ガスボンベまたは水素生成用改質装置から
供給された水素と、空気(大気)とを燃料電池の燃料と
している。燃料電池によって生成された水は、車体外に
排出している。
た従来の燃料電池車両においては、燃料電池で生成され
た水を車体外に排出する場所が問題であった。これは、
晴天時乾燥路を走行中であっても、燃料電池によって生
成された水がタイヤにかかると制動時や急発進時にタイ
ヤが周方向にスリップしたり、旋回時タイヤが横方向に
スリップするからであり、晴天時であっても雨天走行時
と同様に慎重な運転操作が要求され、使い勝手が悪くな
るからである。
も直進走行中に制動力が低下するのを解消するためにな
されたもので、燃料電池で生成された水がタイヤにかか
ることがないようにすることを目的とする。
め、本発明に係る燃料電池車両の排水装置は、燃料電池
によって生成された水の排水口を車体の側方に配設した
ものである。本発明によれば、燃料電池によって生成さ
れた水が車体の側方に排出される。
両の排水装置は、請求項1に記載した発明に係る燃料電
池車両の排水装置において、二輪車に燃料電池を搭載し
てなる燃料電池車両の前輪より後方に排水口を配設し、
この排水口は、上方から見て旋回時に後輪が描く軌跡よ
り旋回中心側に配設されているものである。この発明に
よれば、後輪に旋回時に水がかかるのを回避することが
できる。
両の排水装置は、請求項1または請求項2に記載した発
明に係る燃料電池車両の排水装置において、燃料電池を
冷却した冷却用空気を車体外に排出する排気管の途中に
排水通路を接続し、前記排気管の排気口を車体の側方へ
向けて開口させ、この排気口を排水口としたものであ
る。この発明によれば、燃料電池を冷却した空気は、排
気口から車体の側方へ向けて吹出すから、この空気に押
されるようにして水が車体の側方へ飛散する。
両の排水装置は、請求項1ないし請求項3のうち何れか
一つの発明に係る燃料電池車両の排水装置において、燃
料電池から排出される余剰水素を燃焼させた熱によって
液体原料を改質し水素を発生させる改質装置を燃料電池
の水素供給源としたことを特徴とする燃料電池車両の排
水装置。この発明によれば、改質装置によって生成され
た水素以外のガスが燃料電池内で水に溶け込むようなこ
とがあったとしても、この水が前輪や後輪のタイヤにか
かるのを回避することができる。
明に係る燃料電池車両の排水装置を図1ないし図5によ
って詳細に説明する。ここでは、本発明を燃料電池自動
二輪車に適用した形態について説明する。図1は本発明
に係る燃料電池自動二輪車の側面図、図2は同じく平面
図、図3は燃料電池システムの構成を示すブロック図、
図4は排水口の構成を示す断面図、図5は旋回時の後輪
の移動軌跡と排水口の位置を説明するための平面図であ
る。
は、本発明に係る燃料電池自動二輪車である。この燃料
電池自動二輪車1は、車体フレーム2の前端部にフロン
トフォーク3を介して前輪4を操舵自在に支持させ、車
体フレーム2におけるシート5の下方の部位にユニット
スイング式動力ユニット6を上下方向に揺動自在に支持
させている。
ーク3を回動自在に支持するヘッドパイプ7と、このヘ
ッドパイプ7から後下がりに延びる左右2本の前部パイ
プ8と、これらの前部パイプ8の下端部にそれぞれ接続
した後部パイプ9と、これらの後部パイプ9どうしを接
続するクロスメンバ10などによって形成している。前
記フロントフォーク3は、前記ヘッドパイプ7に回動自
在に支持させたステアリング軸(図示せず)の下端部に
固着している。前記ステアリング軸の上端部には、操向
ハンドル11を固定している。前記動力ユニット6は、
前端部にモータ12を軸線方向が車幅方向を指向する状
態で装着するとともに、後端部に後輪13を回転自在に
支持しており、前記モータ12の動力が伝動ケース6a
内の伝動装置(図示せず)を介して後輪13に伝達され
る構造を採っている。
イプ8との接続部分から略水平に後方へ延びるととも
に、シート5の下方で後上がりに延在している。後部パ
イプ9の前記水平延在部を符号14で示す。この水平延
在部14の上に後述する燃料電池21のセルスタック体
22を搭載している。なお、この実施の形態による燃料
電池自動二輪車1は、車体フレーム2を含む車体の全体
が車体カバー23によって覆われている。
る構造のものであり、図3に示すように、前記セルスタ
ック体22に水素と大気と加湿用の水とを供給して電気
を発生させ、電力を前記モータ12やバッテリー24な
どを有する駆動装置25に供給する構成を採っている。
この燃料電池21のアクチュエータ類(各ファンや各弁
など)の制御は、図3において符号26で示すFCコン
トローラが行うようになっている。
7、電流センサ28およびヒューズ29などを介して駆
動装置25を接続し、燃料電池21によって発生させた
電気によって走行できるようにしている。駆動装置25
は、後輪駆動用の前記モータ12と、このモータ12と
前記セルスタック体22との間に介装した電力調整部3
1と、この電力調整部31に接続したバッテリー24
と、モータ12の出力を制御する車両コントローラ32
などよって構成しており、操向ハンドル11に設けたス
ロットルグリップ33(図2参照)の操作量に対応する
ようにモータ12の出力を増減させる構成を採ってい
る。
って平板状に形成したセル22aと、これらのセル22
aどうしの間に挟み込ませた高分子膜(例えばイオン交
換樹脂膜)とを有し、これら両者を車体の前後方向に積
層することによって形成している。セルスタック体22
に供給する水素は、図1に示すように車体の後端部に搭
載した水素ボンベ34から図3に示す閉止バルブ35、
流量調整バルブ36、バッファタンク37を通ってセル
スタック体22に導かれるようにしている。セルスタッ
ク体22を通過した水素や前記バッファタンク37から
溢出した水素は、触媒燃焼器38によって燃焼させて車
体外に排出する。
1および図2に示すようにセルスタック体22の車体前
側の端部に装着した反応空気ブロア41から導かれるよ
うにしている。この反応空気ブロアは、空気入口部分に
フィルター42を装着し、図3に示すように、大気を熱
交換器43と三方弁44とを介して吸込み、セルスタッ
ク体22に供給する構造を採っている。前記熱交換器4
3は、セルスタック体22から排出される温水の熱で大
気を温めて大気中の水分を除去するためのものである。
前記三方弁44は、大気を前記熱交換器43とバッテリ
ー冷却用送風ファン45に選択的に導く構造を採ってい
る。
スタック体22で発電をすることによって生成される水
を前記熱交換器43を通してから水タンク46に貯留さ
せ、この水タンク46から水ポンプ47によってセルス
タック体22に導かれるようにしている。前記熱交換器
43と、水タンク46と、水ポンプ47は、図1に示す
ように、セルスタック体22の後方であって車体左側に
配設している。水タンク46から溢出した水は、排水管
51を通して車体外に排出されるようにしている。
体左側に位置する前記水タンク46から車体フレーム2
のクロスメンバ10の内部を通して車体右側へ配管し、
図2において符号52で示す排気管に接続している。こ
の排気管52は、セルスタック体22を冷却した冷却用
空気と、前記触媒燃焼器38で余剰水素を燃焼させた後
の排気とを車体外に排出するためのものである。セルス
タック体22の冷却は、セルスタック体22の前側下部
であって車体左側の端部に冷却空気ファン53(図1お
よび図3参照)によって車体カバー23内の空気を圧送
し、この冷却用空気をセルスタック体22内で車体左側
から車体右側へ流し、セルスタック体22の車体右側の
端部から前記排気管52に排出することによって行う。
前記車体カバー23は、走行風を内部に導くためのスリ
ットからなる走行風入口23aを前輪の上方近傍に複数
形成している。この走行風入口23aから車体カバー2
3内に流入した大気がセルスタック体22に反応用空気
または冷却用空気として供給されるようにしている。
4に示すようにサイレンサー54を介装している。この
サイレンサー54の下流側に前記排水管51の下流側端
部を接続し、排気管52内に前記水を排出する構造を採
っている。すなわち、排気管52の排気口52aが排水
口になるようにしている。排気口52a(排水口)は、
図5に示すように、後輪13より車体の右側方に配設
し、車体の右側方に向けて開口している。詳述すると、
前記排気口52a(排水口)は、前輪4と後輪13との
間であって、上方から見て旋回時に後輪13が描く軌跡
より旋回中心側に位置するように配設し、排気と排水を
前記旋回中心側へ向けて排出するように形成している。
右旋回時に後輪13が描く軌跡を図5中に二点鎖線Aで
示し、左旋回時に後輪が描く軌跡を二点鎖線Bで示す。
においては、燃料電池21によって生成された水の排水
口を車体の側方に配設しているから、燃料電池21によ
って生成された水が車体の側方に排出される。したがっ
て、大気中の酸素以外の物質と水素とが化学反応を起こ
すことによって生成された水が後輪13のタイヤ13a
にかかるのを回避することができる。このため、晴天時
乾燥路を直進走行する場合に、制動や急発進を行ったと
してもタイヤ13aがスリップを起こし難い燃料電池自
動二輪車1を製造することができる。
上方から見て旋回時に後輪13が描く軌跡より旋回中心
側に排水口(排気口52a)を配設しているから、旋回
時であっても前輪4は勿論のこと後輪13に生成された
水がかかるのを回避することができ、制動しても前輪4
および後輪13が周方向にスリップするのを防止し充分
な制動性能を発揮させることができるのみでなく、前輪
4および後輪13が横方向にスリップするのを防止し、
充分な旋回性能を発揮させることができる。さらに、燃
料電池21を冷却した冷却用空気を車体外に排出する排
気管52の途中に排水通路を接続し、前記排気管52の
排気口52aを車体の側方へ向けて開口させ、この排気
口52aを排水口としているから、燃料電池21を冷却
した空気が排気口52aから車体の側方へ向けて吹出す
ときにこの空気に押されるようにして水が車体の側方へ
飛散する。このため、専ら水を吹き飛ばすポンプを設け
ることなく、水が後輪13のタイヤ13aにかかるのを
確実に回避することができる。
によって生成することができる。図6は他の実施の形態
を示すブロック図である。同図において、前記図1ない
し図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材
については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
構成が異なる他は第1の実施の形態を採るときと同一の
構成を採っている。図6において符号61で示すものは
改質装置である。この改質装置61は、メタノールタン
ク62からメタノールポンプ63によって液状のメタノ
ールが供給されるとともに、水タンク46から水ポンプ
64によって水が供給される蒸発器65と、この蒸発器
65を加熱する加熱器66と、前記蒸発器65で発生し
たガスから水素を生成する触媒層67とを備えている。
すなわち、エネルギー密度の高い液体原料を使用する
分、一回の原料充填当たりの走行距離を大きくできる。
そして、前記加熱器66は、メタノールタンク62から
供給されたメタノールをバーナファン68から供給され
た空気によって燃焼させる構造を採っている。この加熱
器66は、燃料電池21を運転しているときには、セル
スタック体22から排出された余剰水素を燃焼させるよ
うに形成している。
管52に接続し、生成ガス出口61bはCO低減装置7
1(選択酸化反応器)に接続している。改質装置61で
製造された水素を含むガスは、CO低減装置71に流入
する途中で反応用空気ポンプ72によって空気が混合さ
れ、CO低減装置71内でCOが除去されるとともに、
冷却用空気ファン53から供給された空気によって冷却
されてからセルスタック体22に供給される。
は、水素の他にCOや腐食性の物質などが多く含まれて
いる。COの大部分は前記CO低減装置71で除去され
るが、微量なCOや他の成分は除去されることなくセル
スタック体22に供給される。この水素以外のガスの多
くは、セルスタック体22を通過して前記加熱器66で
燃焼され、排気となって車体外に排出される。また、前
記水素以外のガスの一部は、セルスタック体22内で水
に溶け込んで排水中に混入することもある。この排水
は、排水管51から排気管52に流出して後輪13より
車体の右側方に排出されるから、この排水が後輪13の
タイヤ13aにかかってタイヤ13aがスリップし易く
なることはなくなるのみならず、腐食されることはな
い。
質装置61によって生成された水素以外のガスが燃料電
池21内で水に溶け込むようなことがあったとしても、
この水が後輪13のタイヤ13aにかかるのを回避する
ことができる。なお、上述した第1および第2の実施の
形態では燃料電池自動二輪車1に本発明を適用する例を
示したが、本発明は、燃料電池自動車や燃料電池自動三
輪車などの他の燃料電池車両にも適用することができ
る。また、燃料電池21を前輪4近傍に配置する場合に
は、生成水の排出口を前輪4より車体の側方に配置する
のみでも、少なくとも前輪4の制動性能やあるいはさら
に前輪4の旋回性能を確保するようにできる。そして、
燃料電池21を前輪4近傍に配置する場合でも、生成水
の排出口までの配管長を長くし、生成水の排出口を後輪
13より車体の側方に配置し、前輪4のみならず、後輪
13にも生成水がかかり難くすることもできる。
料電池によって生成された水は車体の側方に排出される
から、前記水がタイヤにかかることはなく、前記水によ
ってタイヤがスリップし易くなるのを回避することがで
きる。
輪に旋回時にも水がかかるのを回避することができるか
ら、晴天時に乾燥路を走行する場合において旋回中に制
動性能が低下したり、旋回性能が低下するのを防止する
ことができる。
に押されるようにして水が車体の側方へ飛散するから、
専ら水を吹き飛ばすポンプを設けることなく、前記水が
後輪のタイヤにかかるのを確実に回避することができ
る。
搭載することにより走行距離が伸びるとともに、改質装
置によって生成された水素以外のガスが燃料電池内で水
に溶け込むようなことがあったとしても、この水が後輪
のタイヤにかかるのを回避することができる。このた
め、タイヤがスリップするのを防止できるのに加え、腐
食されることがないようにしながら、改質装置を搭載し
た燃料電池車両を実現することができる。
ある。
ある。
ある。
明するための平面図である。
…燃料電池、51…排水管、52…排気管、52a…排
気口(排水口)、61…改質装置、66…加熱器。
Claims (4)
- 【請求項1】 燃料電池によって生成された水を車体外
に排出する燃料電池車両の排水装置において、前記水を
排出する排水口を車体の側方に配設したことを特徴とす
る燃料電池車両の排水装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の燃料電池車両の排水装置
において、二輪車に燃料電池を搭載してなる燃料電池車
両の前輪より後方に排水口を配設し、この排水口は、上
方から見て旋回時に後輪が描く軌跡より旋回中心側に配
設されていることを特徴とする燃料電池車両の排水装
置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の燃料電池
車両の排水装置において、燃料電池を冷却した冷却用空
気を車体外に排出する排気管の途中に排水通路を接続
し、前記排気管の排気口を車体の側方へ向けて開口さ
せ、この排気口を排水口としたことを特徴とする燃料電
池車両の排水装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のうち何れか一
つの燃料電池車両の排水装置において、燃料電池から排
出される余剰水素を燃焼させた熱によって液体原料を改
質し水素を発生させる改質装置を燃料電池の水素供給源
としたことを特徴とする燃料電池車両の排水装置。
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