JP2006160061A - Fuel cell powered car - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料充填口周辺の静電気帯電量を減少させる燃料電池自動車に関する。 The present invention relates to a fuel cell vehicle that reduces the amount of electrostatic charge around a fuel filling port.
従来、ガソリン車では、例えば下記特許文献1に記載されているように、給油作業者に帯電した静電気を、燃料充填口を開閉するフィラーキャップを介して車体に導き、放電させるようにしている。
しかしながら、燃料電池自動車の燃料となる水素は、ガソリンに比較して、最小着火エネルギが小さいなど可燃範囲が広いため、ガソリン車に比較して、特に燃料供給時での燃料充填口周辺の静電気帯電量を低減させる必要がある。 However, hydrogen, which is the fuel for fuel cell vehicles, has a wide flammable range, such as a lower minimum ignition energy than gasoline. The amount needs to be reduced.
そこで、本発明は、燃料充填口周辺の静電気帯電量を低減させることを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of electrostatic charge around the fuel filling port.
本発明は、燃料電池およびこの燃料電池に供給する水素を貯留する水素容器を車両に搭載し、前記燃料電池で生成した水を、前記水素容器に連通する水素充填口付近に供給することを最も主要な特徴とする。 According to the present invention, a fuel cell and a hydrogen container for storing hydrogen to be supplied to the fuel cell are mounted on a vehicle, and water generated by the fuel cell is supplied to the vicinity of a hydrogen filling port communicating with the hydrogen container. Main features.
本発明によれば、燃料電池で生成した水を、燃料充填口に供給してその周辺の湿度を上昇させることで、空気中への静電気放電を促進させ、燃料充填口周辺の静電気帯電量を低減させることができる。また、水の供給を受けることで燃料充填口周辺の熱容量が増大するので、燃料充填口周辺に発生する熱エネルギを散逸することができる。 According to the present invention, the water generated in the fuel cell is supplied to the fuel filling port to increase the humidity around it, thereby promoting electrostatic discharge into the air and reducing the electrostatic charge amount around the fuel filling port. Can be reduced. Further, since the heat capacity around the fuel filling port is increased by receiving the supply of water, the heat energy generated around the fuel filling port can be dissipated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態を示す燃料電池自動車のシステム構成図である。この燃料電池自動車の運転時は、燃料電池3に、水素を貯留する水素容器としての水素タンク1から、水素供給配管5を通して水素を供給するとともに、コンプレッサ7から空気供給配管9を通して空気を供給し、燃料電池3を発電させる。燃料電池3に供給する空気は、空気加湿器11によって加湿している。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a fuel cell vehicle showing an embodiment of the present invention. During operation of the fuel cell vehicle, hydrogen is supplied to the
燃料電池3の発電時に、その内部で水素と酸素とから生成された水は、燃料電池3から排出される排空気と一緒に、排空気配管13に排出される。この排空気配管13には、その上流側から熱交換器15および貯水容器としての貯水タンク17を順次設けている。
During power generation of the
熱交換器15には前記した水素供給配管5を設置し、水素供給配管5を流れる水素と排空気配管13を流れる水を含む排空気とを熱交換させる。この熱交換時には、熱交換器15内の冷媒として用いる低温の水素により、排空気配管13を流れる排空気中の水分が凝縮され、凝縮した水が排空気とともに貯水タンク17に蓄えられる。
The above-described hydrogen supply pipe 5 is installed in the
貯水タンク17と熱交換器15との間の排空気配管13には、熱交換器15から貯水タンク17への排空気および水の流入を許容しかつ、その逆の流れを阻止するする流体制御機構としての逆止弁19を設けている。これにより、燃料電池3から排出され熱交換器15および逆止弁19を経て貯水タンク17に入り込んだ排空気は、大気圧を超える高圧に保たれることになる。
The
なお、貯水タンク17には図示しないリリーフ弁を設け、貯水タンク17内の排空気の圧力が所定値になると、貯水タンク17内の排空気をその外部に排出する構成とする。 The water storage tank 17 is provided with a relief valve (not shown) so that the exhaust air in the water storage tank 17 is discharged to the outside when the pressure of the exhaust air in the water storage tank 17 reaches a predetermined value.
前記した水素タンク1には、車体20の開口部20a内に設置した水素充填口21に連通する水素導入配管23を接続している。水素充填口21には、開閉可能な充填口開閉蓋25を装着している。24は、開口部20aを開閉するフューエルリッドである。
A
上記した水素充填口21付近と、前記した貯水タンク17内とは、水配管27で接続する。水配管27の貯水タンク17内の端部は、貯水した水内に位置するよう、タンク底部に位置させ、また水配管27の水素充填口21側の端部は、水素充填口21付近に向けて水を霧状として供給する噴霧口29を備えている。
The vicinity of the
また、図2に示すように、水素充填口21に設けた充填口開閉蓋25を開放したことを検出する蓋開放センサ31を設け、蓋開放センサ31が充填口開閉蓋25の開放を検出したときに、前記した噴霧口29に設けた噴霧口開閉機構33を開放状態とする駆動機構35を設ける。噴霧口開閉機構33としては、例えば電磁弁を用いる。
Further, as shown in FIG. 2, a
さらに、水素充填口21周辺に温度センサ37を設け、この温度センサ37の検出値が所定値を超えたときにも、前記した駆動機構35を駆動して噴霧口開閉機構29を開放状態とする。
Further, a
次に作用を説明する。燃料電池3は、水素タンク1からの水素とコンプレッサ7からの空気の供給を受けて発電し、この発電時に排出される水を含む排空気が排空気配管13に排出される。この排空気は熱交換器15に達し、一方水素供給配管5を流れる水素も熱交換器15に達することで、水を含む排空気が低温の水素によって冷却されて凝縮し、その凝縮水が下流の逆止弁19を経て貯水タンク17に流入する。
Next, the operation will be described. The
このとき、凝縮水とともに排空気も逆止弁19を経て貯水タンク17内に流入するので、貯水タンク17内は高圧に保たれることになる。
At this time, exhaust air as well as condensed water flows into the water storage tank 17 through the
そして、水素タンク1内の水素貯蔵量が減少して水素を充填する際に、充填口開閉蓋25を開放すると、この開放を蓋開放センサ31が検出し、さらに駆動機構35を駆動させて噴霧口29に設けた噴霧口開閉機構33を開放状態とする。これにより、噴霧口29からは、高圧となっている排空気を作動源として、貯水タンク17内の水を水配管27を通して水素充填口21付近に噴霧し、水素充填口21周辺の湿度を上昇させる。
When the hydrogen storage amount in the
これにより、水素充填口21周辺における空気中への静電気放電が促進し、水素充填口21周辺の静電気帯電量を低減させることができ、放電現象防止に寄与することができる。また、水噴霧を受ける水素充填口21周辺の熱容量が増大するので、水素充填口21周辺に発生する熱エネルギを散逸させることができる。
As a result, electrostatic discharge into the air around the
また、水素を水素タンク1に充填すべく、図示しない水素貯蔵設備側の水素充填ノズルを水素充填口21に挿入する際に、水素充填ノズルと水素充填口21との間に電位差があったとしても、水素充填口21周辺の湿度を上昇させていることから静電気の発生を防止することができる。
Further, when a hydrogen filling nozzle (not shown) on the hydrogen storage facility side (not shown) is inserted into the
水素充填口21周辺への水噴霧時には、前述したように貯水タンク17内は高圧の排空気が常に充填されているため、水素タンク1に水素を充填する際、安全のために燃料電池システムの運転を停止してコンプレッサ7が作動していない状態で、高圧の排空気を作動源として水素充填口21に水を噴霧することができる。
When water is sprayed around the
また、熱交換器15を用いて排空気を水素により冷却しており、このとき、燃料電池3の運転時に燃料電池3に供給する水素の温度は、高圧の水素タンク1内に対して減圧することで、外気温度よりも低くなるので、排空気を冷却することによる凝縮を促進し、より多くの水を貯水タンク17に溜めることができる。この熱交換時には、高圧の排空気の温度低下が大きく圧力低下が大きくなるため、より大量の凝縮水および高湿度空気を貯水タンク17に導入可能となる。
Further, the exhaust air is cooled with hydrogen using the
さらに、燃料電池1に供給する水素の温度が最低となるときは、燃料電池1への水素供給量が最大となるときで、そのときは燃料電池1への空気供給量も最大で空気圧力も最大となるので、貯水タンク17内の排空気の圧力を水素最低温度で最大とすることができる。これにより、より高圧の排空気を作動源として、水素充填口21付近に供給する水の霧化を促進し、また噴霧の貫通力も高まるので、より確実に水素充填口21周辺を噴霧で満たすことができ、静電気帯電防止効果が高まるものとなる。
Further, when the temperature of hydrogen supplied to the
また、貯水タンク17内の温度が外気温度相当に上昇すると、そのときの貯水タンク17内の排空気の圧力は、温度上昇分高くなり、燃料電池3の運転時に発生する空気圧力より高い圧力とすることができ、この高い圧力を作動源として燃料充填口21に対して確実に水を噴霧することができる。
Further, when the temperature in the water storage tank 17 rises to correspond to the outside air temperature, the pressure of the exhaust air in the water storage tank 17 at that time becomes higher by the temperature rise, and is higher than the air pressure generated during operation of the
一方、水素充填口21の周辺に設けた温度センサ37が検出する温度が所定値を超えたときにも、駆動機構35が駆動して噴霧口開閉機構33を開閉状態とし、噴霧口29から水素充填口21付近に向けて水を噴霧する。
On the other hand, even when the temperature detected by the
これにより設備側の要因、例えば水素充填口21付近で誤って火気を取り扱うなどの人的要因などで、万一水素充填口21付近が高温になった場合でも水素充填口21周辺の熱容量を増大することができる。
As a result, the heat capacity around the
1 水素タンク(水素容器)
3 燃料電池
5 水素供給配管
13 排空気配管
15 熱交換器
19 逆止弁(流体制御機構)
17 貯水タンク(貯水容器)
21 水素充填口
25 充填口開閉蓋
27 水配管
31 蓋開放センサ
37 温度センサ
1 Hydrogen tank (hydrogen container)
3 Fuel Cell 5
17 Water storage tank (water storage container)
21
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004353958A JP2006160061A (en) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | Fuel cell powered car |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004353958A JP2006160061A (en) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | Fuel cell powered car |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006160061A true JP2006160061A (en) | 2006-06-22 |
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ID=36662547
Family Applications (1)
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JP2004353958A Pending JP2006160061A (en) | 2004-12-07 | 2004-12-07 | Fuel cell powered car |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006160061A (en) |
-
2004
- 2004-12-07 JP JP2004353958A patent/JP2006160061A/en active Pending
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