JP2006140163A - 燃料電池用ケース - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池用ケース内の圧力の急上昇に対処できる燃料電池用ケースを提供する。
【解決手段】圧力解放孔を所定の密着強度を有する両面接着テープを用いて圧抜きフタで密封してなる圧力解放部１２２を燃料電池用ケース１２０の側部に設ける。燃料電池用ケース１２０に収納された燃料電池スタックから水素がリークして何らかの原因によりリークした水素に着火した場合でも、ケース内圧力が異常な高圧になることを防止することができる。この結果、異常な圧力上昇によるケースの破損を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池用ケースに関し、詳しくは、燃料電池スタックを収納する燃料電池用ケースに関する。

車載用の燃料電池は、通常、燃料としての水素や酸化剤としての空気，冷却水のシール部材からのわずかな透過を除いて燃料電池スタックからリークしないようシール部材によりシールされており、外部からの雨水の浸入などを防止すると共に感電などの防止を図るために密閉性の高いケースに収納されている。

シール部材からわずかに透過した空気や冷却水については何ら問題は生じないが、シール部材からわずかに透過した水素については、その着火性を考慮すれば、水素をケースから外気に解放する必要が生じる。また、水素や空気のリークを防止するシール部材は、経年使用による老化を生じるのが一般的であり、燃料電池スタックから水素や空気などがリークする場合もある。この場合も同様に水素をケースから外気に解放する必要が生じる。更に、燃料電池スタックから水素がリークした場合、リークした水素の着火によりケース内の圧力が急上昇したときの対応も必要となる。

本発明の燃料電池用ケースは、燃料電池スタックのシール部材を透過するわずかな水素や燃料電池スタックからリークした水素をケースから外気に解放してケース内の水素濃度を低くすることを目的の一つとする。また、本発明の燃料電池用ケースは、ケース内の圧力の急上昇に対処することを目的の一つとする。

本発明の燃料電池用ケースは、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の燃料電池用ケースは、
燃料電池スタックを収納する燃料電池用ケースであって、
液体は透過しないが気体は透過する気体透過部
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の燃料電池用ケースでは、気体透過部で液体は透過させずに気体を透過するから、即ち雨水などの液体の進入を防止するが水素や空気などの気体を透過するから、ケース内の換気を行なうことができる。

こうした本発明の第１の燃料電池用ケースにおいて、前記気体透過部は、水は透過しないが少なくとも水素を透過する水素透過部であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１の燃料電池用ケースにおいて、前記水素透過部は、ケースに形成された貫通孔と、該貫通孔を密封する水素透過膜とにより構成されてなるものとすることもできる。

また、本発明の第１の燃料電池用ケースにおいて、前記気体透過部はケースの上部に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、空気より軽い水素をより多く外部に透過することができ、換気の効率を高くすることができる。

本発明の第２の燃料電池用ケースは、
燃料電池スタックを収納する燃料電池用ケースであって、
ケース内が所定の圧力となったときに該圧力を解放する圧力解放部
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の燃料電池用ケースでは、圧力解放部がケース内が所定の圧力となったときに圧力を解放するから、ケース内が異常圧力になるのを防止することができる。

こうした本発明の第２の燃料電池用ケースにおいて、前記圧力解放部は、ケースに形成された所定面積の貫通孔と、該貫通孔を所定の密着強度をもって密封する密封部材とにより構成されてなるものとすることもできる。この態様の本発明の第２の燃料電池用ケースにおいて、前記所定面積は、前記所定の圧力が作用したときに前記所定の密着強度に打ち勝つ力が作用する面積であるものとすることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例である燃料電池用ケース２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の燃料電池用ケース２０には、図示するように、換気用の換気口２４と換気口２４を密封する水素透過膜２６とにより構成された換気部２２がケース最上部に設けられており、換気部２２以外の部位は収納されている燃料電池スタック１０が外部から完全に密封されるようシールされている。

水素透過膜２２は、水は透過しないが水素や空気などの気体は透過する材料、例えば多孔質材料により形成されており、例えば、住友電工社製の商品名「ポアフロン」を用いることができる。

いま、こうして構成された第１実施例の燃料電池用ケース２０が収納している燃料電池スタック１０から燃料としての水素がわずかではあるがシール部材を透過した場合やシール部材の劣化により水素がリークした場合を考える。燃料電池スタック１０からの水素は、ケース内に拡散するが、空気より軽いためケース最上部に設けられた換気部２２に集まる。この換気部２２に集まった水素は、水素透過膜２６を透過してケースから排出される。

以上説明した第１実施例の燃料電池用ケース２０によれば、燃料電池スタック１０のシール部材をわずかではあるが透過した水素や燃料電池スタック１０からリークした水素を換気部２２により換気するから、ケース内の水素濃度の上昇を抑制することができる。しかも、換気部２２をケース最上部に設けたから、水素の換気効率を高くすることができる。

第１実施例の燃料電池用ケース２０では、ケース最上部に換気部２２を設けたが、換気ができればよいから、ケース上部であれば最上部でなくても構わない。第１実施例の燃料電池用ケース２０では、ケース最上部に一つだけ換気部２２を設けるものとしたが、複数の換気部を設けるものとしてもよい。

次に、本発明の第２実施例の燃料電池用ケース１２０について説明する。図２は第２実施例の燃料電池用ケース１２０の構成の概略を示す構成図であり、図３は図２の燃料電池用ケース１２０のＡ−Ａ断面を示す拡大断面図である。第２実施例の燃料電池用ケース１２０は、図示するように、圧力解放孔１２４を所定の密着強度を有する両面接着テープ１２８を用いて圧抜きフタ１２６で密封してなる圧力解放部１２２がケース側部に設けられており、圧力解放部１２２の部位でも内部に収納されている図示しない燃料電池スタックが外部から完全に密封されるようシールされている。

圧力解放孔１２４の開口面積は、ケースの破壊圧力以下の所定の圧力（例えば、６ｋＰａＧ）が作用したときに圧抜きフタ１２６に作用する力が両面接着テープ１２８の密着強度に打ち勝つよう計算されている。なお、この所定の圧力は、ケースを形成する材質などにより設定される。

こうして構成された第２実施例の燃料電池用ケース１２０に収納された燃料電池スタックから水素がリークして何らかの原因によりリークした水素に着火した場合を考える。水素は、酸素の存在下で着火すると爆発的に燃焼する。この爆発的な燃焼時には、ケース内部の圧力は急上昇する。しかし、ケース内圧力が所定の圧力に達すると、ケース内圧力に基づいて圧抜きフタ１２６に作用する力が両面接着テープ１２８の密着強度に打ち勝つから、ケース内の圧力は所定の圧力未満に保持される。所定の圧力はケースの破壊圧力以下に設定されているから、こういた水素の爆発的な燃焼によっても異常な圧力上昇によるケースの破壊を防止することができる。なお、圧力解放部１２２における圧力解放の圧力値（所定の圧力）は、両面接着テープ１２８の密着強度と圧力解放孔１２４の開口面積によって定めることができる。

以上説明した第２実施例の燃料電池用ケース１２０によれば、圧力解放部１２２を設けることにより、ケース内圧力が異常な高圧になることを防止することができる。この結果、異常な圧力上昇によるケースの破損を防止することができる。

第２実施例の燃料電池用ケース１２０では、圧抜きフタ１２６を両面接着テープ１２８により圧力解放孔１２４を密封するよう接着したが、両面接着テープ１２８に代えてシール部材を用い、ボルトにより圧抜きフタ１２６を圧力解放孔１２４に取り付けるものとしてもよい。この場合、所定の圧力に基づく力が圧抜きフタ１２６に作用したときにボルトの締結強度に打ち勝って内気が解放されるようにすればよい。

第２実施例の燃料電池用ケース１２０では、圧力解放部１２２をケース側面に設けたが、ケース上面やケース下面に設けるものとしてもよい。また、第２実施例の燃料電池用ケース１２０では、圧力解放部１２２を一つ設けるものとしたが、複数の圧力解放部を設けるものとしてもよい。

以上、第１実施例の燃料電池用ケース２０と第２実施例の燃料電池用ケース１２０とを区別して説明したが、第１実施例の燃料電池用ケース２０で説明した換気部２２と第２実施例の燃料電池用ケース１２０で説明した圧力解放部１２２の双方を備える燃料電池用ケースとしてもよいことは勿論である。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、燃料電池用ケースの製造産業に利用可能である。

本発明の第１実施例である燃料電池用ケース２０の構成の概略を示す構成図である。 第２実施例の燃料電池用ケース１２０の構成の概略を示す構成図である。 図２の燃料電池用ケース１２０のＡ−Ａ断面を示す拡大断面図である。

符号の説明

２０，１２０ 燃料電池用ケース、２２ 換気部、２４ 換気口、２６ 水素透過膜、１２２ 圧力解放部、１２４ 圧力解放孔、１２６ 圧抜きフタ、１２８ 両面接着テープ。

Claims (3)

1. 燃料電池スタックを収納する燃料電池用ケースであって、
   ケース内が所定の圧力となったときに該圧力を解放する圧力解放部
   を備える燃料電池用ケース。
2. 前記圧力解放部は、ケースに形成された所定面積の貫通孔と、該貫通孔を所定の密着強度をもって密封する密封部材とにより構成されてなる請求項１記載の燃料電池用ケース。
3. 前記所定面積は、前記所定の圧力が作用したときに前記所定の密着強度に打ち勝つ力が作用する面積である請求項２記載の燃料電池用ケース。
   

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