JP2010015849A - 燃料電池システムの燃料ガス供給装置 - Google Patents
燃料電池システムの燃料ガス供給装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010015849A JP2010015849A JP2008175260A JP2008175260A JP2010015849A JP 2010015849 A JP2010015849 A JP 2010015849A JP 2008175260 A JP2008175260 A JP 2008175260A JP 2008175260 A JP2008175260 A JP 2008175260A JP 2010015849 A JP2010015849 A JP 2010015849A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel gas
- regulator
- downstream
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【課題】燃料供給管の経路上に燃料ガスを減圧するレギュレータと燃料ガスの流通遮断を制御可能な電磁弁と燃料ガスを燃料装置の外部に放出可能な圧力逃し弁とを設けた燃料電池システムの燃料ガス供給装置において、燃料ガス成分を排出する機能を無駄に働かせる機会を減らし、また、省スペースで搭載性が良く、しかも、燃料供給配管の配策（取り回し）を簡単にすることにある。
【解決手段】レギュレータを備えるレギュレータブロックに電磁弁と複数の圧力逃し弁とを一体的に設け、電磁弁を前記レギュレータの上流側燃料ガス通路で且つレギュレータの近傍位置に設け、一の圧力逃し弁をレギュレータの上流側燃料ガス通路に接続する一方、他の圧力逃し弁をレギュレータの下流側燃料ガス通路に接続している。
【選択図】図１
【解決手段】レギュレータを備えるレギュレータブロックに電磁弁と複数の圧力逃し弁とを一体的に設け、電磁弁を前記レギュレータの上流側燃料ガス通路で且つレギュレータの近傍位置に設け、一の圧力逃し弁をレギュレータの上流側燃料ガス通路に接続する一方、他の圧力逃し弁をレギュレータの下流側燃料ガス通路に接続している。
【選択図】図１
Description
この発明は、燃料電池システムの燃料ガス供給装置に係り、特に燃料タンクに高圧で貯蔵される燃料ガスを減圧して燃料電池に供給する燃料電池システムの燃料ガス供給装置に関する。
電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両には、その動力源となる燃料電池（スタック）を備えた燃料電池システムが搭載される。
燃料電池に純水素を燃料ガスとして供給する場合、燃料ガスを、レギュレータによって所望の圧力まで減圧して燃料電池のアノード側に供給している。燃料タンクには高圧の状態で燃料ガスを充填してあるので、レギュレータによって減圧する際に、多段階に減圧している。また、燃料供給管の経路上には、燃料ガスの流通遮断状態を制御する電磁弁（インジェクタや遮断弁等）や、経路上の燃料ガスの高圧状態といった不都合な状態や異常状態の時に作動する圧力逃し弁が設けられている。
燃料電池に純水素を燃料ガスとして供給する場合、燃料ガスを、レギュレータによって所望の圧力まで減圧して燃料電池のアノード側に供給している。燃料タンクには高圧の状態で燃料ガスを充填してあるので、レギュレータによって減圧する際に、多段階に減圧している。また、燃料供給管の経路上には、燃料ガスの流通遮断状態を制御する電磁弁（インジェクタや遮断弁等）や、経路上の燃料ガスの高圧状態といった不都合な状態や異常状態の時に作動する圧力逃し弁が設けられている。
従来、燃料電池システムには、減圧弁よりも燃料タンク側に外部導出弁を設置し、この外部導出弁を介して燃料ガスを排出し、減圧弁と燃料電池とを接続する配管を燃料ガスに耐えうる強度よりも低い強度の配管とし、軽量化や設置を容易とするものがある。
特開２００６−３３１７８１号公報
ところで、従来、燃料電池システムにおいて、レギュレータを設定する際には、先ず、その減圧比（レベル）を設定し、レギュレータを構成する前後の通路の断面積が決まり、次に、その減圧前後である上流側の圧力と下流側の圧力とに応じて、夫々圧力逃し弁の動作圧力を決定するといった手順を踏んでいる。この時、夫々の電磁弁や圧力逃し弁の経路上の位置は、任意に決められる。
しかし、電磁弁を閉弁した後も、レギュレータの構造上、完全にシールすることが困難であり、下流側に水素ガスが流れるクリープ現象が生じてしまい、そして、その下流側の圧力が上昇して、圧力逃し弁の圧力が一定値以上に上昇すると、その圧力逃し弁から、本来は燃料電池に供給するはずの水素ガスが、無駄に排出されてしまうという不都合があった。
しかし、電磁弁を閉弁した後も、レギュレータの構造上、完全にシールすることが困難であり、下流側に水素ガスが流れるクリープ現象が生じてしまい、そして、その下流側の圧力が上昇して、圧力逃し弁の圧力が一定値以上に上昇すると、その圧力逃し弁から、本来は燃料電池に供給するはずの水素ガスが、無駄に排出されてしまうという不都合があった。
そこで、この発明の目的は、燃料ガス成分を排出する機能を無駄に働かせる機会を減らし、また、省スペースで搭載性が良く、しかも、燃料供給管の配策（取り回し）での注意事項を減らしてその困難性を低減する燃料電池システムの燃料ガス供給装置を提供することにある。
この発明は、カソードに酸素を含む空気を供給するとともにアノードに水素を含む燃料ガスを供給して発電を行う燃料電池と、この燃料電池の下流側の排気管に消音器を備える排気装置と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料供給管を備える燃料装置とを設け、前記燃料供給管の経路上に燃料ガスを減圧するレギュレータと燃料ガスの流通遮断を制御可能な電磁弁と燃料ガスを前記燃料装置の外部に放出可能な圧力逃し弁とを設けた燃料電池システムの燃料ガス供給装置において、前記レギュレータを備えるレギュレータブロックに電磁弁と複数の圧力逃し弁とを一体的に設け、前記電磁弁を前記レギュレータの上流側燃料ガス通路で且つ前記レギュレータの近傍位置に設け、一の圧力逃し弁を前記レギュレータの前記上流側燃料ガス通路に接続する一方、他の圧力逃し弁を前記レギュレータの下流側燃料ガス通路に接続したことを特徴とする。
この発明の燃料電池システムの燃料ガス供給装置は、燃料ガス成分を排出する機能を無駄に働かせる機会を減らし、また、省スペースで搭載性が良く、しかも、燃料供給配管の配策（取り回し）を簡単にできる。
この発明は、燃料ガス成分を排出する機能を無駄に働かせる機会を減らし、また、省スペースで搭載性が良く、しかも、燃料供給配管の配策（取り回し）を簡単にする目的を、電磁弁をレギュレータの上流側燃料ガス通路で且つレギュレータの近傍位置に設け、一の圧力逃し弁をレギュレータの上流側燃料ガス通路に接続する一方、他の圧力逃し弁をレギュレータの下流側燃料ガス通路に接続して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。図５において、１は燃料電池車（以下「車両」という）に搭載される燃料電池システムである。
図５に示すように、燃料電池システム１は、カソードに酸素を含む空気を供給するとともに、アノードに水素を含む燃料ガスを供給して発電を行う燃料電池（スタック）２を備えている。
また、燃料電池システム１には、燃料電池２の上流側で空気を供給する空気供給系の空気装置３と、燃料電池２に燃料ガスを供給する燃料供給系の燃料装置４と、燃料電池２を適正に温度に冷却する冷却系の冷却装置５と、燃料電池２の下流側で空気（オフガス）を排出する排気系の排気装置６とが設けられる。
図５に示すように、燃料電池システム１は、カソードに酸素を含む空気を供給するとともに、アノードに水素を含む燃料ガスを供給して発電を行う燃料電池（スタック）２を備えている。
また、燃料電池システム１には、燃料電池２の上流側で空気を供給する空気供給系の空気装置３と、燃料電池２に燃料ガスを供給する燃料供給系の燃料装置４と、燃料電池２を適正に温度に冷却する冷却系の冷却装置５と、燃料電池２の下流側で空気（オフガス）を排出する排気系の排気装置６とが設けられる。
空気装置３において、燃料電池２には、空気供給管７が接続する。この空気供給管７には、空気入口側から順次に、空気入口からの空気を浄化するエアフィルタ８と、空気を引き込んで数気圧程度に加圧して燃料電池２側に送り込むエアコンプレッサ９と、空気を高い発電効率を得られる温度に調整する熱交換器１０と、空気を高い発電効率を得られる湿度に調整する加湿器１１とが設けられている。
また、空気供給管７には、エアコンプレッサ９と熱交換器１０との間で、空気バイパス管１２が接続している。この空気バイパス管１２は、空気遮断弁１３を備え、先端が後述するマニホルド２７に接続する。空気供給管７と空気バイパス管１２は、共に、断面積が比較的大きいものに形成されている。
エアコンプレッサ９は、ターボコンプレッサようなの遠心ファンを有し、電動モータによって０〜数万ｒｐｍで駆動可能なものである。このエアコンプレッサ９の駆動時には、比較的脈動が少ないものの、高周波の風きり音が生じる。
エアコンプレッサ９からの空気は、燃料電池２のカソード側に送られるが、そのうちの一部の空気が燃料電池２を介さずに空気バイパス管１２からバイパスして排出される。これにより、燃料電池２のカソード側に流れ込む空気流量を調整する一方、燃料電池２のカソード側に送られる空気は、熱交換器１０を通して高い発電効率を得られる温度に調整され、その後、イオンの流動性によって高い変換効率を得られるように加湿器１１で加湿され、そして、燃料電池２のカソード側に送り込まれる。この送り込まれた空気は、燃料電池２の内部では、内部のマニホルド構造によって無数のセルに分配供給した後、各セルを通過し、排気装置５から燃料電池２の外部に排出される。
また、空気供給管７には、エアコンプレッサ９と熱交換器１０との間で、空気バイパス管１２が接続している。この空気バイパス管１２は、空気遮断弁１３を備え、先端が後述するマニホルド２７に接続する。空気供給管７と空気バイパス管１２は、共に、断面積が比較的大きいものに形成されている。
エアコンプレッサ９は、ターボコンプレッサようなの遠心ファンを有し、電動モータによって０〜数万ｒｐｍで駆動可能なものである。このエアコンプレッサ９の駆動時には、比較的脈動が少ないものの、高周波の風きり音が生じる。
エアコンプレッサ９からの空気は、燃料電池２のカソード側に送られるが、そのうちの一部の空気が燃料電池２を介さずに空気バイパス管１２からバイパスして排出される。これにより、燃料電池２のカソード側に流れ込む空気流量を調整する一方、燃料電池２のカソード側に送られる空気は、熱交換器１０を通して高い発電効率を得られる温度に調整され、その後、イオンの流動性によって高い変換効率を得られるように加湿器１１で加湿され、そして、燃料電池２のカソード側に送り込まれる。この送り込まれた空気は、燃料電池２の内部では、内部のマニホルド構造によって無数のセルに分配供給した後、各セルを通過し、排気装置５から燃料電池２の外部に排出される。
燃料装置４において、燃料電池２には、燃料供給管１４を介して燃料ガスを貯留するタンクユニット１５の燃料タンク１６が接続する。燃料供給管１４には、燃料タンク１６側から順次に、燃料電池２に供給する燃料ガスを減圧するレギュレータブロック（減圧弁）１７と、電磁弁である調整用電磁弁（例えば、流量調整用インジェクタや遮断弁等）１８が設けられる。
この調整用電磁弁１８には、二系統の配管を構成するように、燃料供給管１４とは別な経路で、燃料電池２に連結する燃料分岐管１９が接続している。この燃料分岐管１９には、気体と液体を分離する気水分離器２０が設けられている。
調整用電磁弁１８は、燃料電池２側の燃料供給管１４と燃料分岐管１９とに一定間隔で交互に燃料ガスを流し、これにより、水素循環ポンプを不要として、水素濃度の均一化と生成水の排水を行うものである。
燃料分岐管１９には、気水分離器２０よりも燃料電池２側で水素排出管２１が接続している。この水素排出管２１は、水素に不純物等が蓄積した場合に、その水素を一時的に排出（パージ）する水素パージを行うものであり、パージ遮断弁２２を備え、先端が後述するマニホルド２７に接続する。また、この水素排出管２１は、燃料電池２のアノード側に接続されて使用された燃料ガスを排出するアノードオフガスを流す配管としても機能する。
この調整用電磁弁１８には、二系統の配管を構成するように、燃料供給管１４とは別な経路で、燃料電池２に連結する燃料分岐管１９が接続している。この燃料分岐管１９には、気体と液体を分離する気水分離器２０が設けられている。
調整用電磁弁１８は、燃料電池２側の燃料供給管１４と燃料分岐管１９とに一定間隔で交互に燃料ガスを流し、これにより、水素循環ポンプを不要として、水素濃度の均一化と生成水の排水を行うものである。
燃料分岐管１９には、気水分離器２０よりも燃料電池２側で水素排出管２１が接続している。この水素排出管２１は、水素に不純物等が蓄積した場合に、その水素を一時的に排出（パージ）する水素パージを行うものであり、パージ遮断弁２２を備え、先端が後述するマニホルド２７に接続する。また、この水素排出管２１は、燃料電池２のアノード側に接続されて使用された燃料ガスを排出するアノードオフガスを流す配管としても機能する。
この燃料装置４において、燃料電池２への水素供給は、その利用効率を上げるために、調整用電磁弁１８を駆動して、燃料電池２のアノードの二つの出入口に繋がる二系統の燃料供給管１４と燃料分岐管１９とに対して、一定間隔で交互に分配するよう流し、圧力勾配を利用して流れを往復流動させている。水素排出管２１のパージ遮断弁２２は、生成水も含まれたパージガスの流れを遮断したり、あるいは逆に、下流側からの逆流を遮断したりするものである。そして、この燃料装置４では、調整用電磁弁１８の駆動とパージ遮断弁２２の駆動とのタイミング等を制御して、水素濃度の均一化と生成水の排出を両立させて、高効率化を果たしている。上述のパージ水素の目的は、燃料電池２の変換効率を高く保つためであったり、車両停止の際等、燃料電池２のカソードとアノードの極間差圧が過大になることを防ぐためであったり、あるいは、燃料装置４に異常が生じた場合に、燃料ガスを車両外部に緊急放出することもある。水素ガスを、燃料装置４の外部に放出する機能として、パージと緊急放出があり、夫々目的や役割が異なるものである。
冷却装置５において、燃料電池２には、冷却液を循環させる冷却液管２３が接続している。この冷却液管２３には、冷却液の流れ方向に向かって、燃料電池２からの高温の冷却液を冷却するラジエータ２４と、この冷却された冷却液を燃料電池２に循環させるポンプ２５とが設けられている。これにより、燃料電池２は、イオンの混入等に配慮した特別な冷却液により、駆動時には常に、発電効率の高い温度範囲に保たれる。
排気装置６において、燃料電池２には、燃料電池２のカソード側に接続されて使用された空気（カソードオフガス）を排出する排気管２６が接続している。
この排気管２６は、燃料電池２で発生した水で乾いた入口空気を加湿するように、つまり、空気（オフガス）に含まれる水分（生成水等）を利用するためで、加湿器１１に空気の一部を送るように、加湿器１１内を通過して配設され、そして、マニホルド２７とこのマニホルド２７の下流側の消音器２８とを備える。また、この排気管２６は、加湿器１１とマニホルド２７間で、第１排気遮断弁２９を備える。
この排気管２６には、加湿器１１の上流側で、排気バイパス管３０の一端が接続している。この排気バイパス管３０は、加湿量を調整するために、加湿器１１を通らない空気をマニホルド２７に排出するものであり、第２排気遮断弁３１を備え、先端がマニホルド２７に接続している。つまり、この排気バイパス管３０は、加湿に使う水分量を調整するようにガス流量調整のために、排出空気の一部を、加湿器１１を通さないでマニホルド２７に排出する。この排気バイパス管３０は、加湿器１１を通過する排気管２６と比べて、断面積が小さな通路に形成されている。
従って、排気管２６及び排気バイパス管３０からの空気（オフガス）は、マニホルド２７によって再び合流され、水分等と共に排出される。また、マニホルド２７には、排出管２６及び排気バイパス管３０からの空気と共に、空気バイパス管１２からの燃料電池２を介さずに排出される空気の一部及び水素排出管２１からのパージ水素が合流される。
この排気管２６には、マニホルド２７と消音器２８との間で、レギュレータブロック１７に連結した燃料ガス放出管（緊急水素放出配管）３２が合流接続している。この燃料ガス放出管３２は、燃料供給管１４内の燃料ガスを排気管２６から燃料装置４の外部に放出可能なものである。
この排気管２６は、燃料電池２で発生した水で乾いた入口空気を加湿するように、つまり、空気（オフガス）に含まれる水分（生成水等）を利用するためで、加湿器１１に空気の一部を送るように、加湿器１１内を通過して配設され、そして、マニホルド２７とこのマニホルド２７の下流側の消音器２８とを備える。また、この排気管２６は、加湿器１１とマニホルド２７間で、第１排気遮断弁２９を備える。
この排気管２６には、加湿器１１の上流側で、排気バイパス管３０の一端が接続している。この排気バイパス管３０は、加湿量を調整するために、加湿器１１を通らない空気をマニホルド２７に排出するものであり、第２排気遮断弁３１を備え、先端がマニホルド２７に接続している。つまり、この排気バイパス管３０は、加湿に使う水分量を調整するようにガス流量調整のために、排出空気の一部を、加湿器１１を通さないでマニホルド２７に排出する。この排気バイパス管３０は、加湿器１１を通過する排気管２６と比べて、断面積が小さな通路に形成されている。
従って、排気管２６及び排気バイパス管３０からの空気（オフガス）は、マニホルド２７によって再び合流され、水分等と共に排出される。また、マニホルド２７には、排出管２６及び排気バイパス管３０からの空気と共に、空気バイパス管１２からの燃料電池２を介さずに排出される空気の一部及び水素排出管２１からのパージ水素が合流される。
この排気管２６には、マニホルド２７と消音器２８との間で、レギュレータブロック１７に連結した燃料ガス放出管（緊急水素放出配管）３２が合流接続している。この燃料ガス放出管３２は、燃料供給管１４内の燃料ガスを排気管２６から燃料装置４の外部に放出可能なものである。
燃料電池２の変換効率は、車両走行中又はアイドリング停車中等に燃料電池２のセル電圧が低下する現象が起きることで変化する。この現象は、一つに、供給する燃料ガスを加湿したり、反応によって生成水が生じたりすることにより、それらの結露水が燃料電池２内に滞留し、燃料電池２の出力が低下してしまうことからである。よって、結露水を燃料系外に排出させるために、パージによるガス流を用いる。また、燃料ガスを循環させたりする等で滞留を長く継続させていると、アノード系内にカソードからの透過Ｎ２（窒素）が蓄積し易く、反応を阻害するためである。よって、燃料電池２を回復させるためには、そのＮ２を排出する必要がある。
なお、燃料ガスの燃焼特性は、容量水素濃度が４％を超えると燃え易くなり、１８％を超えた辺りから、瞬間的且つ爆発的な燃焼が起こる。そのため、燃料電池２の燃料ガスとして水素を用いる場合、様々な外部環境を考慮して、パージ水素を放出する際の排出ガスの容量水素濃度を４％以下とすることが要求されている。
燃料電池２の反応によって水分が生成されるが、この燃料電池２の発電効率をイオンの流動性によって高めるために、供給ガス、すなわち、空気や水素（燃料ガス）を、加湿することを行っている。その場合、反応による生成だけでなく、加湿による水分も含まれるため、排気ガス中の水分が比較的多くなる。このようにして排気管２６内に排出された生成水や、水素ガスが、他のガスと一緒に排気管２６の内部を流れることになる。
なお、燃料ガスの燃焼特性は、容量水素濃度が４％を超えると燃え易くなり、１８％を超えた辺りから、瞬間的且つ爆発的な燃焼が起こる。そのため、燃料電池２の燃料ガスとして水素を用いる場合、様々な外部環境を考慮して、パージ水素を放出する際の排出ガスの容量水素濃度を４％以下とすることが要求されている。
燃料電池２の反応によって水分が生成されるが、この燃料電池２の発電効率をイオンの流動性によって高めるために、供給ガス、すなわち、空気や水素（燃料ガス）を、加湿することを行っている。その場合、反応による生成だけでなく、加湿による水分も含まれるため、排気ガス中の水分が比較的多くなる。このようにして排気管２６内に排出された生成水や、水素ガスが、他のガスと一緒に排気管２６の内部を流れることになる。
燃料装置４において、燃料タンク１６を備えたタンクユニット１５は、図４に示すように、車両後部のサブフレーム（タンクフレーム）３３上に設置される。
このサブフレーム３３は、車両前後方向に指向した左サイドフレーム３４及び右サイドフレーム３５と、この左サイドフレーム３４と右サイドフレーム３５間で車両幅方向に指向して前側から順次に所定間隔で配置された第１〜第４クロスメンバ３６〜３９とが一体的になって略矩形状に構成され、各柱脚部４０を備えた左前フロア支持部４１と右前フロア支持部４２と左後フロア支持部４３と右後フロア支持部４４とによって車体フロア側で、搭載後に車体に堅固に連結される。
タンクユニット１５は、前記燃料タンク１６として、車両幅方向に指向し且つ車両前後方向に離間して並んで、第１、第２クロスメンバ３６、３７に支持された前側燃料タンク４５と、第３、第４クロスメンバ３８、３９に支持された後側燃料タンク４６とを備える。後側燃料タンク４６は、前側燃料タンク４５よりも大型に構成されている。つまり、客室の車体フロアに対応する前側に小さい断面積を持つ小型の前側燃料タンク４５を配設する一方、荷室の車体フロアに対応する後側に大きい断面積を持つ大型の後側燃料タンク４５を配設している。なお、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６の両外側には、一部重なるようにして、車両の一対の後輸が配設される。
また、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６とは、車両前後方向に指向して中腹部同士を連結する左構造部材４７及び左構造部材４８を介してサブフレーム３３に堅固に固定される。
このサブフレーム３３は、車両前後方向に指向した左サイドフレーム３４及び右サイドフレーム３５と、この左サイドフレーム３４と右サイドフレーム３５間で車両幅方向に指向して前側から順次に所定間隔で配置された第１〜第４クロスメンバ３６〜３９とが一体的になって略矩形状に構成され、各柱脚部４０を備えた左前フロア支持部４１と右前フロア支持部４２と左後フロア支持部４３と右後フロア支持部４４とによって車体フロア側で、搭載後に車体に堅固に連結される。
タンクユニット１５は、前記燃料タンク１６として、車両幅方向に指向し且つ車両前後方向に離間して並んで、第１、第２クロスメンバ３６、３７に支持された前側燃料タンク４５と、第３、第４クロスメンバ３８、３９に支持された後側燃料タンク４６とを備える。後側燃料タンク４６は、前側燃料タンク４５よりも大型に構成されている。つまり、客室の車体フロアに対応する前側に小さい断面積を持つ小型の前側燃料タンク４５を配設する一方、荷室の車体フロアに対応する後側に大きい断面積を持つ大型の後側燃料タンク４５を配設している。なお、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６の両外側には、一部重なるようにして、車両の一対の後輸が配設される。
また、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６とは、車両前後方向に指向して中腹部同士を連結する左構造部材４７及び左構造部材４８を介してサブフレーム３３に堅固に固定される。
前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６とは、その円形断面の形状によって、基本的な高さがあるが、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６間の空間を設けてレギュレータブロック１７を配置した部分は、相対的に上面高さを低くしているので、その部分にリアサスペンションの幅方向の延出部材を配置し、幅方向に延出するリアサスペンションのストロークを確保している。よって、車両の走行性能を確保する上で、優れている。また、重量物である前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６を低い位置に搭載できることから、車両姿勢の安定感を確保できる。また、車体フロアの下面の中央部を前側から後側にかけて、アンダカバーによって覆うと良い。これにより、燃料電池システム１を構成する上で必要な補機類、配管類、燃料系アッセンブリを全て飛石、冠水等から保護することが可能となる。つまり、サブフレーム３３及びこのサブフレーム３３に部組みされた前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６や燃料供給管１４の上面側と、車体フロアの下面との間には、リアサスペンションが配設される。このリアサスペンションがリンク機構をなして上下にスイングするように稼動するため、その軌跡を考慮して空間を形成している。なお、リアサスペンションは、サブフレーム３３の左右両外側位置において、車体に支持される。リアサスペンションのストロークを確保しながら、重量物である燃料系の重心を低くすることができ、車両の重心や室内の床面高さをも低く抑えることができる。サブフレーム３３をリアサスペンションフレームと一体としていないので、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６を取り外す際に、リアサスペンション等の足回りまで取り外す必要が生じなく、整備性が良くなる。
また、サブフレーム３３は、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６を含む燃料供給系をアッセンブリして搭載するものであり、その前部下面を客室の車体フロアの下面と略面一とするようにして車体フロアに固定されている。サブフレーム３３全体にわたってその下面は、地面と平行となるように略水平であり、そのため、サブフレーム３３の後部では、車体フロアと連結するための各柱脚部４０が左右一対且つ前後に並べて設けている。なお、サブフレーム３３は、車両搭載時に、排気管２６等を収容可能な空間を形成するように下方に離間させて、且つ、その下面を覆うように、平面状のカバーを台座に取り付けて設ける。
図４に示すように、前側燃料タンク４５は、左端に前側バルブ４９と緊急水素放出用弁としての前側ノズル５０とを備える。後側燃料タンク４６は、左端に後側バルブ５１と緊急水素放出用弁としての後側ノズル５２とフィルタ５３とデュアルカプラ５４とを備える。つまり、前側バルブ４９及び後側バルブ５１は、燃料ガスを入れたり、燃料ガスを取り出したりする開口を備え、サブフレーム４２の片側となる左サイドフレーム３４周辺に、他の配管とともに集中して設けられている。これは、排気管２６が配策される右サイドフレーム３５とは離間した車両反対側となる左サイドフレーム３４である。そして、前側バルブ４９、後側バルブ５１には、より緊急度の高い状態で作動する独立した前側ノズル５０、後側ノズル５２が一体的に設けられる。万一、この前側ノズル５０、後側ノズル５２が作動した場合には、高圧水素ガスをそのまま圧力で排出する。
また、前記燃料装置４において、図１に示すように、燃料供給管１４には、前記レギュレータブロック１７として、燃料タンク１６のバルブ５５（前側燃料タンク４５の前側バルブ４９及び後側燃料タンク４６の後側バルブ５１に対応する）側から順次に、燃料供給管１４の途中における燃料ガスの減圧を複数段階での減圧とするように複数個（２個）の一次レギュレータブロック（高圧減圧弁）５６と二次レギュレータブロック（低圧減圧弁）５７とを設け、多段階を経て減圧するようになっている。
この一次レギュレータブロック５６と二次レギュレータブロック５７とにおいて、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６から取り出された高圧の水素ガス（例えば、最大３００〜７００気圧程度）を、合流した配管によって、先ず、車両幅方向の中央付近に搭載された一次レギュレータブロック５６に導入し、大幅に減圧して数十気圧（例えば、２０気圧程度）で取り出し、次いで、図４に示すように、前側燃料タンク４５、後側燃料タンク４６の側方（タンクユニット１５のバルブ側）に存在する二次レギュレータブロック５７に導入し、２次減圧されて数気圧（例えば、４〜８気圧程度）で取り出し、そして、燃料電池２側に供給する。
図４に示すように、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６に共用する一次、二次レギュレータブロック５６、５７が、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６との間に配設して支持されていることは、配管の取り回し上、好ましいものである。
この一次レギュレータブロック５６と二次レギュレータブロック５７とにおいて、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６から取り出された高圧の水素ガス（例えば、最大３００〜７００気圧程度）を、合流した配管によって、先ず、車両幅方向の中央付近に搭載された一次レギュレータブロック５６に導入し、大幅に減圧して数十気圧（例えば、２０気圧程度）で取り出し、次いで、図４に示すように、前側燃料タンク４５、後側燃料タンク４６の側方（タンクユニット１５のバルブ側）に存在する二次レギュレータブロック５７に導入し、２次減圧されて数気圧（例えば、４〜８気圧程度）で取り出し、そして、燃料電池２側に供給する。
図４に示すように、前側燃料タンク４５及び後側燃料タンク４６に共用する一次、二次レギュレータブロック５６、５７が、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６との間に配設して支持されていることは、配管の取り回し上、好ましいものである。
図２に示すように、一次レギュレータブロック５６には、一次レギュレータ５８が備えられている。
二次レギュレータブロック５７には、二次レギュレータ５９が備えられている。
この二次レギュレータブロック５７には、二次レギュレータ５９の上流側に燃料供給管１４の一部である上流側燃料供給管１４Ａに接続する上流側燃料ガス通路６０と、二次レギュレータ５９の下流側に燃料供給管１４の一部である下流側燃料供給管１４Ｂに接続する下流側燃料ガス通路６１と、上流側燃料ガス通路６０に分岐して接続する上流側逃し通路６２と、下流側燃料ガス通路６１に分岐して接続する下流側逃し通路６３とが形成されている。
二次レギュレータ５９は、図３に示すように、上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１との間に配設され、上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１とを連通・非連通するようにボール着座面６４に接離可能な開閉ボール６５と、この開閉ボール６５を閉じ方向に付勢力を生じさせる付勢手段としてのバネ６６とを備えている。このバネ６６は、セット荷重が減圧後の圧力の最低値となるように設定されている。
更に、二次レギュレータブロック５７には、二次レギュレータ５９の上流側燃料ガス通路６０で且つ二次レギュレータ５９の近傍位置に第一の電磁弁としての高圧側電磁弁６７が設けられ、また、上流側逃し通路６２で燃料ガスを外部に放出可能な上流側圧力逃し弁６８が一体的に設けられ、さらに、下流側逃し通路６３で燃料ガスを外部に放出可能な下流側圧力逃し弁６９が一体的に設けられている。よって、高圧側電磁弁６７よりも上流側の上流側燃料供給管１４Ａには、別なレギュレータブロックとして一次レギュレータブロック５６が設けられる。
二次レギュレータブロック５７には、二次レギュレータ５９が備えられている。
この二次レギュレータブロック５７には、二次レギュレータ５９の上流側に燃料供給管１４の一部である上流側燃料供給管１４Ａに接続する上流側燃料ガス通路６０と、二次レギュレータ５９の下流側に燃料供給管１４の一部である下流側燃料供給管１４Ｂに接続する下流側燃料ガス通路６１と、上流側燃料ガス通路６０に分岐して接続する上流側逃し通路６２と、下流側燃料ガス通路６１に分岐して接続する下流側逃し通路６３とが形成されている。
二次レギュレータ５９は、図３に示すように、上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１との間に配設され、上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１とを連通・非連通するようにボール着座面６４に接離可能な開閉ボール６５と、この開閉ボール６５を閉じ方向に付勢力を生じさせる付勢手段としてのバネ６６とを備えている。このバネ６６は、セット荷重が減圧後の圧力の最低値となるように設定されている。
更に、二次レギュレータブロック５７には、二次レギュレータ５９の上流側燃料ガス通路６０で且つ二次レギュレータ５９の近傍位置に第一の電磁弁としての高圧側電磁弁６７が設けられ、また、上流側逃し通路６２で燃料ガスを外部に放出可能な上流側圧力逃し弁６８が一体的に設けられ、さらに、下流側逃し通路６３で燃料ガスを外部に放出可能な下流側圧力逃し弁６９が一体的に設けられている。よって、高圧側電磁弁６７よりも上流側の上流側燃料供給管１４Ａには、別なレギュレータブロックとして一次レギュレータブロック５６が設けられる。
また、二次レギュレータ５９の下流側に接続した下流側燃料供給管１４Ｂには、第二の電磁弁としての前記調整用電磁弁１８が設けられる。
また、上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３とには、燃料ガス放出管３２を構成するように、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１とが接続している。図４に示すように、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１とは、合流接続部（ユニオン）７２で合流するとともに、この合流接続部７２に接続した合流管７３に連結している。この合流管７３の先端は、接続部（ユニオン）７４により排気管２６に接続している。これにより、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１と合流管７３とからなる燃料ガス放出管３２からの燃料ガスは、直接大気に放出されず、排気管２６の空気（オフガス）によって希釈されて排出される。
また、上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３とには、燃料ガス放出管３２を構成するように、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１とが接続している。図４に示すように、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１とは、合流接続部（ユニオン）７２で合流するとともに、この合流接続部７２に接続した合流管７３に連結している。この合流管７３の先端は、接続部（ユニオン）７４により排気管２６に接続している。これにより、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１と合流管７３とからなる燃料ガス放出管３２からの燃料ガスは、直接大気に放出されず、排気管２６の空気（オフガス）によって希釈されて排出される。
そして、上記のような構造において、第一の電磁弁である高圧側電磁弁６７と第二の電磁弁である調整用電磁弁１８とを閉弁することにより、図１に示すように、上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１と下流側燃料供給管１４Ｂとを流通する燃料ガスの流れを遮断して、高圧側電磁弁６７と調整用電磁弁１８との間に容量エリアを形成する。具体的には、高圧側電磁弁６７と調整用電磁弁１８とを閉弁した際に、高圧側電磁弁６７から二次レギュレータ５９までの上流側燃料ガス通路６０によって形成される上流側容量エリア（以下「エリアＡ」という）と、二次レギュレータ５９から調整用電磁弁１８までの下流側燃料ガス通路６１及び下流側燃料供給配管１４Ｂによって形成される下流側容量エリア（以下「エリアＢ」という）とを形成する。
そして、この実施例においては、エリアＡとエリアＢとを圧力平衡状態とした圧力を、このエリアＢの下流側圧力逃し弁６９の設定圧力よりも低くなるよう設定している。
そして、この実施例においては、エリアＡとエリアＢとを圧力平衡状態とした圧力を、このエリアＢの下流側圧力逃し弁６９の設定圧力よりも低くなるよう設定している。
図３に示すように、この二次レギュレータブロック５７においては、内部の上流側燃料ガス通路６０・下流側燃料ガス通路６１は、レギュレータ機能が重要なため、キリ加工等の加工によって断面積、通路径等を精度の高いものとして形成される。
複数の燃料タンク４５、４６のタンク内蔵バルブから取り出された高圧水素ガス（例えば、最大１００〜７００気圧程度）は、合流した燃料供給管１４によって、車両幅方向の中央付近に搭載された一次レギュレータブロック５６に導入され、この一次レギュレータブロック５６で大幅に減圧されて数十気圧（例えば、２０気圧程度（中圧））で取り出される。次いで、この中圧の燃料ガスは、燃料供給管１４によって、一次レギュレータブロック５６の側方（タンクユニット１５のバルブ側）にある二次レギュレータブロック５７に導入され、この二次レギュレータブロック５７によって二次減圧されて数気圧（例えば４〜８気圧程度（低圧））で取り出され、燃料供給管１４によって、さらに下流側の燃料電池２のアノード側に供給される。
複数の燃料タンク４５、４６のタンク内蔵バルブから取り出された高圧水素ガス（例えば、最大１００〜７００気圧程度）は、合流した燃料供給管１４によって、車両幅方向の中央付近に搭載された一次レギュレータブロック５６に導入され、この一次レギュレータブロック５６で大幅に減圧されて数十気圧（例えば、２０気圧程度（中圧））で取り出される。次いで、この中圧の燃料ガスは、燃料供給管１４によって、一次レギュレータブロック５６の側方（タンクユニット１５のバルブ側）にある二次レギュレータブロック５７に導入され、この二次レギュレータブロック５７によって二次減圧されて数気圧（例えば４〜８気圧程度（低圧））で取り出され、燃料供給管１４によって、さらに下流側の燃料電池２のアノード側に供給される。
一次レギュレータブロック５６の内部の一次レギュレータ５８と二次レギュレータブロック５７の内部の二次レギュレータ５９とを結ぶ燃料供給経路の途中に第一の電磁弁である高圧側電磁弁６７が設けられている。この高圧側電磁弁６７によって、燃料供給経路全体の燃料ガスの流通遮断を大まかに制御することができる。燃料電池２の稼働運転時には、燃料ガスが流通するように高圧側電磁弁６７及び調整用電磁弁１８を開弁し、停止時や圧力異常等の不都合が生じた場合には、燃料ガスを遮断するように高圧側電磁弁６７及び調整用電磁弁１８を閉弁する。
前記調整用電磁弁１８及び前記高圧側電磁弁６７は、制御手段に連絡し、この制御手段によって駆動制御される。
二次レギュレータブロック５７の内部では、燃料ガスの供給経路である上流側燃料ガス通路６０・下流側燃料ガス通路６１から分岐するようにして、排出用通路としての上流側逃し通路６２・下流側逃し通路６３が設けられている。また、二次レギュレータブロック５７の外部には、水素ガスを含む未使用の燃料ガスを排出する緊急放出用管としての上流側逃し管７０と下流側逃し管７１とが設けられている。
そして、上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３とには、下流側圧力逃し弁６８と下流側逃し弁６９とが設けられている。この下流側圧力逃し弁６８と下流側逃し弁６９は、内部通路の上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３との圧力が設定圧力以上に高まると自動的に開弁する機械式のバルブである。緊急用であるので、何らかの不具合が生じた場合に、、水素ガスを含む未使用の燃料ガスの放出を行う。そのため、この緊急放出を行う場合は、不具合が解消されるので、水素等のガスの放出が継続的に行われることがある。
前記調整用電磁弁１８及び前記高圧側電磁弁６７は、制御手段に連絡し、この制御手段によって駆動制御される。
二次レギュレータブロック５７の内部では、燃料ガスの供給経路である上流側燃料ガス通路６０・下流側燃料ガス通路６１から分岐するようにして、排出用通路としての上流側逃し通路６２・下流側逃し通路６３が設けられている。また、二次レギュレータブロック５７の外部には、水素ガスを含む未使用の燃料ガスを排出する緊急放出用管としての上流側逃し管７０と下流側逃し管７１とが設けられている。
そして、上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３とには、下流側圧力逃し弁６８と下流側逃し弁６９とが設けられている。この下流側圧力逃し弁６８と下流側逃し弁６９は、内部通路の上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３との圧力が設定圧力以上に高まると自動的に開弁する機械式のバルブである。緊急用であるので、何らかの不具合が生じた場合に、、水素ガスを含む未使用の燃料ガスの放出を行う。そのため、この緊急放出を行う場合は、不具合が解消されるので、水素等のガスの放出が継続的に行われることがある。
また、第２レギレータブロック５７の内部通路の上流側逃し通路６２と下流側逃し通路６３とにおいて、通路の容量（容積）が設定される。
即ち、図１に示すように、従来では、二次レギュレータブロック５７において、高圧側電磁弁６７を閉弁した後も、二次レギュレータ５９の構造上、完全にシールすることができず、微量に漏れてしまい、エリアＡ（レギュレータ一次側内部通路体積）の圧力を完全に止めることはできない。つまり、エリアＢ（レギュレータ二次側内部通路体積＋調整用電磁弁１８までの配管体積）に徐々に水素ガスを流れてしまうクリープ現象によってエリアＢの圧力が少しずつ上昇してしまう。エリアＢの圧力が下流側逃し弁６９の圧力の一定値以上に上昇すると、二次レギュレータブロック５７の下流側圧力逃し弁６９から本来は燃料電池２に供給するはずの水素ガスが無駄に排出されてしまう欠点があった。
そこで、この実施例においては、高圧側電磁弁６７を閉弁した後に、エリアＡの高圧水素ガスが、エリアＢに流れた（漏れ作用を許容する）としても、このエリアＢの圧力が下流側圧力逃し弁６９の設定値を超えなければ、下流側圧力逃し弁６９から燃料装置４の外部に水素ガスが放出されることはない。
即ち、図１に示すように、従来では、二次レギュレータブロック５７において、高圧側電磁弁６７を閉弁した後も、二次レギュレータ５９の構造上、完全にシールすることができず、微量に漏れてしまい、エリアＡ（レギュレータ一次側内部通路体積）の圧力を完全に止めることはできない。つまり、エリアＢ（レギュレータ二次側内部通路体積＋調整用電磁弁１８までの配管体積）に徐々に水素ガスを流れてしまうクリープ現象によってエリアＢの圧力が少しずつ上昇してしまう。エリアＢの圧力が下流側逃し弁６９の圧力の一定値以上に上昇すると、二次レギュレータブロック５７の下流側圧力逃し弁６９から本来は燃料電池２に供給するはずの水素ガスが無駄に排出されてしまう欠点があった。
そこで、この実施例においては、高圧側電磁弁６７を閉弁した後に、エリアＡの高圧水素ガスが、エリアＢに流れた（漏れ作用を許容する）としても、このエリアＢの圧力が下流側圧力逃し弁６９の設定値を超えなければ、下流側圧力逃し弁６９から燃料装置４の外部に水素ガスが放出されることはない。
ここで、エリアＡの圧力（一次レギュレータ５８で減圧した圧力）をＰａで体積をＶａとし、エリアＢの圧力（二次レギュレータ５９で減圧した圧力）をＰｂで体積をＶｂ、クリープ現象によりエリアＡとエリアＢとが均一の圧力になった時（エリアＢの圧力が最大になる時）の圧力をＰとし、下流側圧力逃し弁６９の排出設定圧力をＰｒと仮定する。
このとき、クリープ現象前後の状態でボイルシャルルの法則を適用すると、
（Ｐａ＊Ｖａ＋Ｐｂ＊Ｖｂ）＝Ｐ＊（Ｖａ＋Ｖｂ）
が成り立つ。
これにより、
Ｐ＝（Ｐａ＊Ｖａ＋Ｐｂ＊Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）
と表せるので、Ｐが下流側圧力逃し弁６９の設定圧力Ｐｒよりも小さくなるように設計すれば、下流側圧力逃し弁６９からは水素ガスが放出されない。
例えば、調整用電磁弁１８、高圧側電磁弁６７が閉弁している状態で、Ｐａ＝５（ＭＰａ）、Ｐｂ＝１（ＭＰａ）、Ｐｒ＝２＊Ｐｂ、Ｖａ＝１００（立法センチメートル）と仮定した場合に、
Ｐ＝（Ｐａ＊Ｖａ＋Ｐｂ＊Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）＜Ｐｒ
を満たせば良いので、
（５＊１００＋１＊Ｖｂ）／（１００＋Ｖｂ）＜２
より、Ｖｂの条件は３００（立法センチメートル）以上となる。
この結果、Ｖｂの体積が３００（立法センチメートル）以上になるように設計すれば、クリープ現象により、下流側圧力逃し弁６９から水素が放出されることはない。
このとき、クリープ現象前後の状態でボイルシャルルの法則を適用すると、
（Ｐａ＊Ｖａ＋Ｐｂ＊Ｖｂ）＝Ｐ＊（Ｖａ＋Ｖｂ）
が成り立つ。
これにより、
Ｐ＝（Ｐａ＊Ｖａ＋Ｐｂ＊Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）
と表せるので、Ｐが下流側圧力逃し弁６９の設定圧力Ｐｒよりも小さくなるように設計すれば、下流側圧力逃し弁６９からは水素ガスが放出されない。
例えば、調整用電磁弁１８、高圧側電磁弁６７が閉弁している状態で、Ｐａ＝５（ＭＰａ）、Ｐｂ＝１（ＭＰａ）、Ｐｒ＝２＊Ｐｂ、Ｖａ＝１００（立法センチメートル）と仮定した場合に、
Ｐ＝（Ｐａ＊Ｖａ＋Ｐｂ＊Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）＜Ｐｒ
を満たせば良いので、
（５＊１００＋１＊Ｖｂ）／（１００＋Ｖｂ）＜２
より、Ｖｂの条件は３００（立法センチメートル）以上となる。
この結果、Ｖｂの体積が３００（立法センチメートル）以上になるように設計すれば、クリープ現象により、下流側圧力逃し弁６９から水素が放出されることはない。
この二次レギュレータ５９の減圧後の設定圧に対して、下流側圧力逃し弁６９の設定圧を所定数倍とした上で、エリアＢの容量（容積）が、エリアＡに対して充分大きくなるようにして、基本構成としている。
エリアＡに対応する二次レギュレータ５９の内部通路で可及的少量となる所定の容量を確保する一方、エリアＢに対応する二次レギュレータ５９の内部通路（ガス通路）で所定の容量を確保し、エリアＢに対応する二次レギュレータ５９の外部配管（燃料供給管）によって大きな容量を確保している。効果として、調整用電磁弁１８までの配管長さを厳しく制約することなく、エリアＢの容量を確保でき、確実に下流側圧力逃し弁６９からの排出を防ぐことができる。調整用電磁弁１８までの配管長さに配慮する必要がなく、レイアウトが容易となる。二次レギュレータ５９をコンパクトにでき、燃料タンク４５、４６との間に生ずる空間を利用してコンパクトに搭載することができる。
エリアＡに対応する二次レギュレータ５９の内部通路で可及的少量となる所定の容量を確保する一方、エリアＢに対応する二次レギュレータ５９の内部通路（ガス通路）で所定の容量を確保し、エリアＢに対応する二次レギュレータ５９の外部配管（燃料供給管）によって大きな容量を確保している。効果として、調整用電磁弁１８までの配管長さを厳しく制約することなく、エリアＢの容量を確保でき、確実に下流側圧力逃し弁６９からの排出を防ぐことができる。調整用電磁弁１８までの配管長さに配慮する必要がなく、レイアウトが容易となる。二次レギュレータ５９をコンパクトにでき、燃料タンク４５、４６との間に生ずる空間を利用してコンパクトに搭載することができる。
二次レギュレータ５９の上流側内部（エリアＡ）は、分岐通路となっており、その一つに、上流側圧力逃し弁６９を設けている。二次レギュレータ５９の上流側は中圧となるので、この上流側圧力逃し弁６８の動作する設定圧力は、二次レギュレータ５９の動作圧力より余裕を持って高く設定する。そして、上流側圧力逃し弁６８の設定圧力が高過ぎると、二次レギュレータ５９に供給される燃料ガスの供給圧の幅が大きくなり、二次レギュレータ５９の下流側における減圧後の圧力がその変動の影響を受けて変動してしまう。逆に低く過ぎると、未使用の燃料ガスが排出されてしまうので、無駄に燃料ガスを浪費する量が増加してしまう。そのため、適度な余裕を持って設定すると良い。
なお、この実施例においては、図１では、エリアＡの上流側圧力逃し弁６８を、第一の電磁弁である高圧側電磁弁６７の下流側に配設しているが、例えば、高圧側電磁弁６７の上流側に配設することもできる。この場合、エリアＡの容量をより小さくすることができ、圧力平衡状態になった時の圧力を下げて二次レギュレータ５９の減圧後の設定値（下流側圧力）に近づけることができ、上流側圧力逃し弁６８の設定範囲を広げることができる。また、二次レギュレータブロック５７の内部構造で、エリアＢに対応する下流側圧力逃し弁６９までのエリアＢに該当する内部通路の取り回しを長くすることが可能である。その場合、燃料供給管１４として接続する配管の長さ制限（所定長さ以上といった条件）を、減らすことができる。
なお、この実施例においては、図１では、エリアＡの上流側圧力逃し弁６８を、第一の電磁弁である高圧側電磁弁６７の下流側に配設しているが、例えば、高圧側電磁弁６７の上流側に配設することもできる。この場合、エリアＡの容量をより小さくすることができ、圧力平衡状態になった時の圧力を下げて二次レギュレータ５９の減圧後の設定値（下流側圧力）に近づけることができ、上流側圧力逃し弁６８の設定範囲を広げることができる。また、二次レギュレータブロック５７の内部構造で、エリアＢに対応する下流側圧力逃し弁６９までのエリアＢに該当する内部通路の取り回しを長くすることが可能である。その場合、燃料供給管１４として接続する配管の長さ制限（所定長さ以上といった条件）を、減らすことができる。
図４に示すように、上流側逃し管７０及び下流側逃し管７１は、二次レギュレータ５９から独立して取り出すよう延出した後、二次レギュレータ５９近傍で合流している。この上流側逃し管７０及び下流側逃し管７１同士の合流部から排気管２６までの合流管７３を共用としている。これによって、配管の全長を短くし、煩雑な配管の配策を簡素化している。また、二次レギュレータ５９の配置によって、二次レギュレータ５９から排気管２６までの配管を短くすることができるとともに、排気管２６への接続部位を少なくすることができる。これら一部共用した配管を使って水素ガスを排出する際には、両方同時でなく、どちらか一方とすれば、実質的に排出が可能である。
このようにして、二次レギュレータブロック５７に第一の電磁弁である高圧側電磁弁６７と複数の圧力逃し弁６８、６９を集積することによって、二次レギュレータ５９の上流側の内部通路であるエリアＡを、第２レギュータ５９の下流側の内部通路及び二次レギュレータブロック５７の下流側の配管によって構成するエリアＢに比べて、充分に容量が小さくなるようにすることができる。そして、二次レギュレータ５９において圧力平衡状態への遷移があっても、エリアＢに臨む圧力逃し弁６８、６９から水素ガスが排出されるとを防止することができる。
二次レギュレータブロック５７の下流側の燃料供給経路として下流側燃料供給管１４Ｂを接続し、その下流側燃料供給管１４Ｂを延出した下流側に第二の電磁弁である調整用電磁弁１８を設けている。
この調整用電磁弁１８は、燃料ガスの流通遮断を高精度に制御することができる。燃料電池２の稼働運転時には、流通するように開弁し、停止時や圧力異常等の不都合が生じた場合には、遮断するように閉弁する。
よって、二つの電磁弁１８、６７によって、二次レギュレータ５９を含む上流・下流の燃料ガス通路１４Ａ、１４Ｂによって、遮断した燃料ガスを貯留する容量エリアを規定でき、二次レギュレータ５９の透過による圧力伝播が及ぶ範囲を制限できる。
このようにして、二次レギュレータブロック５７に第一の電磁弁である高圧側電磁弁６７と複数の圧力逃し弁６８、６９を集積することによって、二次レギュレータ５９の上流側の内部通路であるエリアＡを、第２レギュータ５９の下流側の内部通路及び二次レギュレータブロック５７の下流側の配管によって構成するエリアＢに比べて、充分に容量が小さくなるようにすることができる。そして、二次レギュレータ５９において圧力平衡状態への遷移があっても、エリアＢに臨む圧力逃し弁６８、６９から水素ガスが排出されるとを防止することができる。
二次レギュレータブロック５７の下流側の燃料供給経路として下流側燃料供給管１４Ｂを接続し、その下流側燃料供給管１４Ｂを延出した下流側に第二の電磁弁である調整用電磁弁１８を設けている。
この調整用電磁弁１８は、燃料ガスの流通遮断を高精度に制御することができる。燃料電池２の稼働運転時には、流通するように開弁し、停止時や圧力異常等の不都合が生じた場合には、遮断するように閉弁する。
よって、二つの電磁弁１８、６７によって、二次レギュレータ５９を含む上流・下流の燃料ガス通路１４Ａ、１４Ｂによって、遮断した燃料ガスを貯留する容量エリアを規定でき、二次レギュレータ５９の透過による圧力伝播が及ぶ範囲を制限できる。
なお、この調整用電磁弁１８を複数設けることも可能であり、また、その下流側の燃料供給経路は分岐して夫々燃料電池２のアノードに繋がっており、通常の燃料電池２の稼動運転には、定期的に閉弁・閉弁を繰り返しつつ、相互のタイミングが異なるように同期して動作している。これによって、燃料ガスである水素ガスを燃料電池２へ均一化して供給するようにしている。
水素ガスを、システム外部（ここでは、燃料電池２のカソードから排出されるカソードオフガスを多分に含む排気ガスを排出する排気管２６の内部通路としている）に放出する機能を設けているが、この機能としては、大きく分けてパージと緊急放出があり、それぞれ目的や役割が異る。前者は、燃料電池２のアノードからの排出経路に設けられ、主に燃料電池２の反応効率を高めるために利用される。後者は、燃料供給系に設けられ、主に何らかの異常が生じた場合に、適正な処理を確保するために利用される。
水素ガスを、システム外部（ここでは、燃料電池２のカソードから排出されるカソードオフガスを多分に含む排気ガスを排出する排気管２６の内部通路としている）に放出する機能を設けているが、この機能としては、大きく分けてパージと緊急放出があり、それぞれ目的や役割が異る。前者は、燃料電池２のアノードからの排出経路に設けられ、主に燃料電池２の反応効率を高めるために利用される。後者は、燃料供給系に設けられ、主に何らかの異常が生じた場合に、適正な処理を確保するために利用される。
図４に示すように、上流側逃し管７０と下流側逃し管７１と合流管７３とは、燃料ガス放出管３２を構成し、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７の配置と同様に、並べて配設された前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６との間に形成されたスペースを通して配設されているとともに、前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６の側方を通るように配設した排気管２６に合流接続される。また、燃料ガス放出管３２は、図４に示すように、サブフレーム３３の第１〜第４クロスメンバ３６〜３９と略平行となるように沿って、概ねサブフレーム３３の全般にわたって横切るよう幅方向に配策されている。
また、燃料ガス放出管３２は、二次レギュレータブロック５７から独立して取り出すよう延出した後、二次レギュレータブロック５７近傍で合流しており、この合流接続部７２から排気管２６までの合流管７３を共用としている。これによって、各配管の全長を短くし、煩雑な配管の配策を簡素化している。また、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７の配置によって、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７から排気管２６までの燃料ガス放出管３２を短くすることができるとともに、排気管２６への接続部分を少なくすることができる。これら一部共用とした排気管２６を使って水素ガスを排出する際には、両方同時でなく、どちらか一方とすれば、実質的に排出が可能である。
なお、一次レギュレータブロック５６の後、二次レギュレータブロック５７に入る前に、水素ガスを排出可能なデフューエル管を設け、前側燃料タンク４５、後側燃料タンク４６の前側バルブ４９、後側バルブ５１の下流側のデフューエルカプラ５４から水素ガスを取り出し可能としている。
また、燃料ガス放出管３２は、二次レギュレータブロック５７から独立して取り出すよう延出した後、二次レギュレータブロック５７近傍で合流しており、この合流接続部７２から排気管２６までの合流管７３を共用としている。これによって、各配管の全長を短くし、煩雑な配管の配策を簡素化している。また、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７の配置によって、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７から排気管２６までの燃料ガス放出管３２を短くすることができるとともに、排気管２６への接続部分を少なくすることができる。これら一部共用とした排気管２６を使って水素ガスを排出する際には、両方同時でなく、どちらか一方とすれば、実質的に排出が可能である。
なお、一次レギュレータブロック５６の後、二次レギュレータブロック５７に入る前に、水素ガスを排出可能なデフューエル管を設け、前側燃料タンク４５、後側燃料タンク４６の前側バルブ４９、後側バルブ５１の下流側のデフューエルカプラ５４から水素ガスを取り出し可能としている。
図３に示すように、燃料ガス放出管３２は、排気管２６の断面で上半部に位置し、排気管２６に対して略直交する。また、燃料ガス放出管３２の接続部位の少し上流側から下流端までを構成する排気管２６の下流部は、サブフレーム３３に支持され、サブフレーム３３とともに車体から分離することが可能となっている。そのため、燃料ガス放出管３２もサブフレーム３３及び下流側の排気管２６と共に、結合状態を維持したまま、車体から分離可能となっている。
排気管２６に消音器２８が必要となる理由は、高効率で発電するように燃料電池２に空気を送り込むため、空気供給管７にエアコンプレッサ９を配設して、空気を圧送して送り込んでいる。それは、ある程度、燃料電池２の出力制御に依存して増減するのであるが、このエアコンプレッサ９によって、燃料ガスの疎密の波が生じ、これが音となって管路を伝わり、排気にも含まれる。そのため、ある程度の帯域幅にわたって消音する必要がある。エアコンプレッサ９の種類を選択することによって、この音の周波数帯や音量を変えることは可能であり、比較的静かにすることが可能となる。
また、燃料ガス放出管３２から燃料ガスの緊急放出を行う際にも、消音ないし排気音の抑制が可能としてある。そのように静かにした上で消音するよう構成することにより、マフラ機能を限定して小型の消音器としても、システムとして充分な静穏性を発揮する排気装置６とすることができる。このとき、単なる小型化だけでなく、システムの簡素化に合わせた配策構造によって、優れた整備性を確保することも可能となる。
マニホルド２７に接続する空気バイパス管１２、水素排出管２１、排気管２６、排気バイパス管３０の各上流側には、ガスや空気の流れを遮断したり、あるいは逆に、下流側からの逆流を遮断したりする各遮断弁１３、２２、２９、３１が設けられている。よって、これら各配管の通路断面積と各遮断弁の開閉タイミングとの組み合わせにより、いずれか一つの配管のみの流量から、複数の配管による定率分配の形までで、流量が調整可能となっている。また、マニホルド２７では、水素排出管２１とも合流し、パージ水素を空気によって薄く希釈して排出する。
また、燃料ガス放出管３２から燃料ガスの緊急放出を行う際にも、消音ないし排気音の抑制が可能としてある。そのように静かにした上で消音するよう構成することにより、マフラ機能を限定して小型の消音器としても、システムとして充分な静穏性を発揮する排気装置６とすることができる。このとき、単なる小型化だけでなく、システムの簡素化に合わせた配策構造によって、優れた整備性を確保することも可能となる。
マニホルド２７に接続する空気バイパス管１２、水素排出管２１、排気管２６、排気バイパス管３０の各上流側には、ガスや空気の流れを遮断したり、あるいは逆に、下流側からの逆流を遮断したりする各遮断弁１３、２２、２９、３１が設けられている。よって、これら各配管の通路断面積と各遮断弁の開閉タイミングとの組み合わせにより、いずれか一つの配管のみの流量から、複数の配管による定率分配の形までで、流量が調整可能となっている。また、マニホルド２７では、水素排出管２１とも合流し、パージ水素を空気によって薄く希釈して排出する。
燃料ガス放出管３２は、排気管２６の中間部、すなわち、水素ガスの水素排出管２１の合流接続部を含めそこから下流端開口までの排気管２６に、合流接続して設けられている。さらに、この燃料ガス放出管３２の接続部７４よりも下流側となる排気管２６の途中には、消音器２８を配設しており、燃料ガス放出管３２の接続部位は、消音器２８よりも少し上流側位置であって排気管２６の上面側から合流するように接続している。燃料ガス放出管３２の連結部位は、ボス部を形成し、接続部７４にて締結固定して接続される。
図４に示すように、排気管２６は、消音器２８を含めて、サブフレーム２６の片側の右サイドフレーム３５付近に支持されている。
よって、これらの連結された配管類が、連結状態を保ったまま車体から降ろせることにより、整備上での利便性がある。法規上、例えば、所定期間毎に前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６を取り替える必要がある分解点検が必要である場合等で、前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６や燃料ガス供給系配管を車両から降ろす必要がある場合を考慮している。
図３に示すように、前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６から取り出される燃料ガスは、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７によって所望の圧力まで複数段階に分割して減圧使用される。これらの前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７を繋ぐ燃料供給管１４は、サブフレーム３３にアッセンブリ搭載される。これにより、省スペース化、整備性の向上を図ることができる。
また、図３に示すように、一次レギュレータブロック５６と二次レギュレータブロック５７とは、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６との間に形成されたスペースを利用して、そのスペースに収容されるように設置され、そのスペースにはサブフレーム３３の第２クロスメンバ３７と第３クロスメンバ３８が設置されており、その第２クロスメンバ３７と第３クロスメンバ３８とに掛け渡すようにして設けた第１ブラケット７５と第２ブラケット７６とに支持され、強固に保持されている。この一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７の一部（下部）及び第１ブラケット７５・第２ブラケット７６は、サブフレーム３３よりも下方に突出するように設けられ、サブフレーム３３の下方空間に収容され、且つ、サブフレーム３３の左サイドフレーム３４や第２クロスメンバ３７・第３クロスメンバ３８等の上下に重なるようにして、且つ、延出方向に沿うように配策される配管の配設を簡素化している。これらの配管も、排気管２６と直接接続する配管以外は、排気管２６とは離間する側に集中して配設している。
よって、これらの連結された配管類が、連結状態を保ったまま車体から降ろせることにより、整備上での利便性がある。法規上、例えば、所定期間毎に前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６を取り替える必要がある分解点検が必要である場合等で、前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６や燃料ガス供給系配管を車両から降ろす必要がある場合を考慮している。
図３に示すように、前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６から取り出される燃料ガスは、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７によって所望の圧力まで複数段階に分割して減圧使用される。これらの前側燃料タンク４５・後側燃料タンク４６、一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７を繋ぐ燃料供給管１４は、サブフレーム３３にアッセンブリ搭載される。これにより、省スペース化、整備性の向上を図ることができる。
また、図３に示すように、一次レギュレータブロック５６と二次レギュレータブロック５７とは、前側燃料タンク４５と後側燃料タンク４６との間に形成されたスペースを利用して、そのスペースに収容されるように設置され、そのスペースにはサブフレーム３３の第２クロスメンバ３７と第３クロスメンバ３８が設置されており、その第２クロスメンバ３７と第３クロスメンバ３８とに掛け渡すようにして設けた第１ブラケット７５と第２ブラケット７６とに支持され、強固に保持されている。この一次レギュレータブロック５６・二次レギュレータブロック５７の一部（下部）及び第１ブラケット７５・第２ブラケット７６は、サブフレーム３３よりも下方に突出するように設けられ、サブフレーム３３の下方空間に収容され、且つ、サブフレーム３３の左サイドフレーム３４や第２クロスメンバ３７・第３クロスメンバ３８等の上下に重なるようにして、且つ、延出方向に沿うように配策される配管の配設を簡素化している。これらの配管も、排気管２６と直接接続する配管以外は、排気管２６とは離間する側に集中して配設している。
排気管２６は、図４に示すように、サブフレーム３３の右サイドフレーム３５の下方に配設される。
つまり、排気管２６は、図２に示すように、燃料ガス放出管３２の接続部７４及び消音器２８を含む部位を、下流側部位として形成している。それより上流側部位の排気管２６とは、分割して形成している。それら上流側部位と下流側部位との排気管部位の間を、別体の可撓性を有する各ホース７７によって、気密性・水密性を保って連結する一方、分割可能に連結している。
また、排気管２６は、車両の最後部に向けて延出され、直管形状を避け、且つ、補機類を避けるようにして車両幅方向に蛇行しつつも、概略水平を保つように延出している。
更に、図４に示すように、排気管２６には、水素の異常状態を検知する水素センサ７８が取り付けられている。
つまり、排気管２６は、図２に示すように、燃料ガス放出管３２の接続部７４及び消音器２８を含む部位を、下流側部位として形成している。それより上流側部位の排気管２６とは、分割して形成している。それら上流側部位と下流側部位との排気管部位の間を、別体の可撓性を有する各ホース７７によって、気密性・水密性を保って連結する一方、分割可能に連結している。
また、排気管２６は、車両の最後部に向けて延出され、直管形状を避け、且つ、補機類を避けるようにして車両幅方向に蛇行しつつも、概略水平を保つように延出している。
更に、図４に示すように、排気管２６には、水素の異常状態を検知する水素センサ７８が取り付けられている。
排気管２６は、上流側が車体フロアに複数個所でクランプによって強固に固定して支持され、下流側がサブフレーム３３に複数個所でクランプによって強固に固定して支持している。
排気管２６の上流側には、水素ガスを含む使用された燃料ガスを排出する燃料ガス放出管３２の接続部７４が設けられている。この接続部７４を含めそこからその下流側となる下流端開口までにわたり、車両の側面視で、略直線状としているため、排気管２６は、一様に地面と平行に沿うか、それより下流側が低くなるような平面状に配策することになる。これにより、排気管２６の水素ガスが導入される部位から下流全体にわたって、水素ガスの排出性を向上でき、また、多量の水素ガスの滞留を防止でき、さらに、生成水の滞留を防止できる。
排気管２６には、いわゆる高周波管と呼ばれる、拡散吸収型の消音器２８を設けている。排気管２６の内部を流れるガス流の流速が高くなると、排気管２６の各部に合流接続されている各配管の内部の気柱共鳴によって、特定の周波数が強調された異音を発する。これを、排気管２６の下流側に設けた消音器２８によって、とくに高周波を消音するようにしているので、水素ガスの配管の接続部分に生じ易い笛吹き音に対する消音性を向上できる。この消音効果は、複数の水素ガスの配管によって生じる異なる周波数臭なる音量の異音に対しても、同一の消音器２８を利用することができる。
排気管２６の上流側には、水素ガスを含む使用された燃料ガスを排出する燃料ガス放出管３２の接続部７４が設けられている。この接続部７４を含めそこからその下流側となる下流端開口までにわたり、車両の側面視で、略直線状としているため、排気管２６は、一様に地面と平行に沿うか、それより下流側が低くなるような平面状に配策することになる。これにより、排気管２６の水素ガスが導入される部位から下流全体にわたって、水素ガスの排出性を向上でき、また、多量の水素ガスの滞留を防止でき、さらに、生成水の滞留を防止できる。
排気管２６には、いわゆる高周波管と呼ばれる、拡散吸収型の消音器２８を設けている。排気管２６の内部を流れるガス流の流速が高くなると、排気管２６の各部に合流接続されている各配管の内部の気柱共鳴によって、特定の周波数が強調された異音を発する。これを、排気管２６の下流側に設けた消音器２８によって、とくに高周波を消音するようにしているので、水素ガスの配管の接続部分に生じ易い笛吹き音に対する消音性を向上できる。この消音効果は、複数の水素ガスの配管によって生じる異なる周波数臭なる音量の異音に対しても、同一の消音器２８を利用することができる。
消音器２８は、いわゆる高周波管であり、エアコンプレッサ９の風きり音や、一配管の接続部等で生ずる笛吹き音等を低減する。消音器２８は、多孔の内管周りに円筒状空間を形成するようにして外管を設け、円筒状空間に吸音材となるグラスウール等を充填して構成される。ここでは、燃料電池２の排気管用として、内管と外管の軸心をオフセットして、より排水性を高めた形状となっている。
また、消音器２８は、地面に対向し近接する側の面が内管と外管の間の空間が最小ないし零（ゼロ）となるように形成されている。そして、単一径で形成した多孔の内管を、同一径の排気管２６と、滑らかに接続している。これにより、ガス流の流れを妨げることなく、消音器２８の内部の排水性を向上でき、また、生成水の滞留を防止できる。また、単一の消音器２８は、完全に排出し切れないで、消音器２８の内部に残る少量の滞留物を最小限に抑えることができる。
また、消音器２８は、地面に対向し近接する側の面が内管と外管の間の空間が最小ないし零（ゼロ）となるように形成されている。そして、単一径で形成した多孔の内管を、同一径の排気管２６と、滑らかに接続している。これにより、ガス流の流れを妨げることなく、消音器２８の内部の排水性を向上でき、また、生成水の滞留を防止できる。また、単一の消音器２８は、完全に排出し切れないで、消音器２８の内部に残る少量の滞留物を最小限に抑えることができる。
排気管２６の下流側部位及び水素ガスの燃料ガス放出管３２を、共に、サブフレーム３３に固定的に支持して設けている。排気管２６の下流側部位は、サブフレーム３３の左右一対設けられたサイドフレームのうち一方の右サイドフレーム３５に沿って配策され、複数個所で固定されている。水素ガスの燃料ガス放出管３２は、サブフレーム３３の車両幅方向に延出して前後方向に離間するよう複数設けられた各クロスメンバ３６〜３９に沿って配設され、複数個所で固定されている。
燃料ガス放出管３２は、水素ガスを含む未使用の燃料ガスを排出するものであり、緊急用であるので、何らかの不具合が生じた場合に、できるだけ安全性を確保することを目的として、水素ガスを含む未使用の燃料ガスの放出を行う。そのため、この緊急放出を行う場合は、不具合が解消されるまで、水素等のガスの放出が継続的に行われることがある。
排気管２６においては、燃料ガス放出管３２及び消音器２８を含む下流側部位を、上流側部位から切り離して、サブフレーム３３と一緒に車体から取り外すことができる。その際、排気管２６の下流側部位と燃料ガス放出管３２との接続部等といった配管の接続部分を切り離す作業がなく、シール性を保つことができるとともに、他の部品への整備作業性をも向上することができる。
燃料ガス放出管３２は、水素ガスを含む未使用の燃料ガスを排出するものであり、緊急用であるので、何らかの不具合が生じた場合に、できるだけ安全性を確保することを目的として、水素ガスを含む未使用の燃料ガスの放出を行う。そのため、この緊急放出を行う場合は、不具合が解消されるまで、水素等のガスの放出が継続的に行われることがある。
排気管２６においては、燃料ガス放出管３２及び消音器２８を含む下流側部位を、上流側部位から切り離して、サブフレーム３３と一緒に車体から取り外すことができる。その際、排気管２６の下流側部位と燃料ガス放出管３２との接続部等といった配管の接続部分を切り離す作業がなく、シール性を保つことができるとともに、他の部品への整備作業性をも向上することができる。
なお、この実施例においては、例えば、エリアＢの圧力をパイロット圧として、バネ６６にダイヤフラム等で背圧をかけるタイプとし、エリアＢの圧力が徐々に上がった場合、ダイヤフラム室の容量分、圧力が上がりにくくし、圧力が上がるとバネ６６が閉じ方向に開閉ボール６５を押すので、下流側圧力逃し弁６９が動作するまでの時間が長く（遅く）することも可能である。
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に記載の発明は、レギュレータ５９を備えるレギュレータブロック５７に電磁弁６７と複数の圧力逃し弁６８、６９とを一体的に設け、電磁弁６７をレギュレータ５９の上流側燃料ガス通路６０で且つレギュレータ５９の近傍位置に設け、一の圧力逃し弁６８をレギュレータ５９の上流側燃料ガス通路６０に接続する一方、他の圧力逃し弁６９をレギュレータ５９の下流側燃料ガス通路６１に接続した。
これにより、レギュレータ５９から電磁弁６７までの上流側燃料ガス通路６０によって形成される容量エリアを小さくすることができ、レギュレータ５９の下流側の圧力（低圧）よりも十分高い圧力（中圧）の燃料ガスの体積を小さく抑えることができる。また、機械式弁を用いたレギュレータ５９の透過を生じても、圧力伝播の影響をできるだけ小さくすることができる。
請求項２に記載の発明は、レギュレータブロック５７には電磁弁としての第一の電磁弁６７よりも上流側で上流側燃料供給管１４Ａを接続するとともにレギュレータ５９よりも下流側で下流側燃料供給管１４Ｂを接続し、上流側燃料供給管１４Ａにレギュレータブロック５７とは別な（一次）レギュレータブロック５６を設け、下流側燃料供給管１４Ｂに第二の電磁弁１８を設け、第一の電磁弁６７と第二の電磁弁１８とを閉弁することにより上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１と下流側燃料供給管１４Ｂとを流通する燃料ガスの流れを遮断して第一の電磁弁６７と第二の電磁弁１８との間に容量エリアを形成する。
これにより、二つの電磁弁６７、１８によって、レギュレータ５９を含む上流側燃料ガス通路６０・下流側燃料ガス通路６１によって、遮断した燃料ガスを貯留する容量エリアを規定でき、レギュレータ５９の透過による圧力伝播が及ぶ範囲を制限できる。
請求項３に記載の発明は、第一の電磁弁６７と第二の電磁弁１８とを閉弁した際に、第一の電磁弁６７からレギュレータ５９までの上流側燃料ガス通路６０によって形成される上流側容量エリア（エリアＡ）と、レギュレータ５９から第二の電磁弁１８までの下流側燃料ガス通路６１及び下流側燃料供給管１４Ｂによって形成される下流側容量エリア（エリアＢ）とを圧力平衡状態とした圧力を、この下流側容量エリア（エリアＢ）の他の圧力逃し弁６９の設定圧力よりも低くなるよう設定した。
これにより、レギュレータ５９が有してしまう漏洩作用があっても、圧力逃し弁６９の機能が動作することを防止して、未使用の燃料ガス（水素）を無駄に排出することをなくすことができる。
先ず、請求項１に記載の発明は、レギュレータ５９を備えるレギュレータブロック５７に電磁弁６７と複数の圧力逃し弁６８、６９とを一体的に設け、電磁弁６７をレギュレータ５９の上流側燃料ガス通路６０で且つレギュレータ５９の近傍位置に設け、一の圧力逃し弁６８をレギュレータ５９の上流側燃料ガス通路６０に接続する一方、他の圧力逃し弁６９をレギュレータ５９の下流側燃料ガス通路６１に接続した。
これにより、レギュレータ５９から電磁弁６７までの上流側燃料ガス通路６０によって形成される容量エリアを小さくすることができ、レギュレータ５９の下流側の圧力（低圧）よりも十分高い圧力（中圧）の燃料ガスの体積を小さく抑えることができる。また、機械式弁を用いたレギュレータ５９の透過を生じても、圧力伝播の影響をできるだけ小さくすることができる。
請求項２に記載の発明は、レギュレータブロック５７には電磁弁としての第一の電磁弁６７よりも上流側で上流側燃料供給管１４Ａを接続するとともにレギュレータ５９よりも下流側で下流側燃料供給管１４Ｂを接続し、上流側燃料供給管１４Ａにレギュレータブロック５７とは別な（一次）レギュレータブロック５６を設け、下流側燃料供給管１４Ｂに第二の電磁弁１８を設け、第一の電磁弁６７と第二の電磁弁１８とを閉弁することにより上流側燃料ガス通路６０と下流側燃料ガス通路６１と下流側燃料供給管１４Ｂとを流通する燃料ガスの流れを遮断して第一の電磁弁６７と第二の電磁弁１８との間に容量エリアを形成する。
これにより、二つの電磁弁６７、１８によって、レギュレータ５９を含む上流側燃料ガス通路６０・下流側燃料ガス通路６１によって、遮断した燃料ガスを貯留する容量エリアを規定でき、レギュレータ５９の透過による圧力伝播が及ぶ範囲を制限できる。
請求項３に記載の発明は、第一の電磁弁６７と第二の電磁弁１８とを閉弁した際に、第一の電磁弁６７からレギュレータ５９までの上流側燃料ガス通路６０によって形成される上流側容量エリア（エリアＡ）と、レギュレータ５９から第二の電磁弁１８までの下流側燃料ガス通路６１及び下流側燃料供給管１４Ｂによって形成される下流側容量エリア（エリアＢ）とを圧力平衡状態とした圧力を、この下流側容量エリア（エリアＢ）の他の圧力逃し弁６９の設定圧力よりも低くなるよう設定した。
これにより、レギュレータ５９が有してしまう漏洩作用があっても、圧力逃し弁６９の機能が動作することを防止して、未使用の燃料ガス（水素）を無駄に排出することをなくすことができる。
この発明に係る燃料電池システムを、レギュレータを用いている他のシステムにも適用可能である。
１ 燃料電池システム
２ 燃料電池
３ 空気装置
４ 燃料装置
５ 冷却装置
６ 排気装置
７ 空気供給管
１４ 燃料供給管
１６ 燃料タンク
１８ 調整用電磁弁
１７ レギュレータブロック
２６ 排気管
３２ 燃料ガス放出管
４５ 前側燃料タンク
４６ 後側燃料タンク
５６ 一次レギュレータブロック
５７ 二次レギュレータブロック
５８ 一次レギュレータ
５９ 二次レギュレータ
６０ 上流側燃料ガス通路
６１ 下流側燃料ガス通路
６２ 上流側逃し通路
６３ 下流側逃し通路
６４ ボール着座面
６５ 開閉ボール
６６ バネ
６７ 高圧側電磁弁
６８ 上流側圧力逃し弁
６９ 下流側圧力逃し弁
７０ 上流側逃し管
７１ 下流側逃し管
２ 燃料電池
３ 空気装置
４ 燃料装置
５ 冷却装置
６ 排気装置
７ 空気供給管
１４ 燃料供給管
１６ 燃料タンク
１８ 調整用電磁弁
１７ レギュレータブロック
２６ 排気管
３２ 燃料ガス放出管
４５ 前側燃料タンク
４６ 後側燃料タンク
５６ 一次レギュレータブロック
５７ 二次レギュレータブロック
５８ 一次レギュレータ
５９ 二次レギュレータ
６０ 上流側燃料ガス通路
６１ 下流側燃料ガス通路
６２ 上流側逃し通路
６３ 下流側逃し通路
６４ ボール着座面
６５ 開閉ボール
６６ バネ
６７ 高圧側電磁弁
６８ 上流側圧力逃し弁
６９ 下流側圧力逃し弁
７０ 上流側逃し管
７１ 下流側逃し管
Claims (3)
- カソードに酸素を含む空気を供給するとともにアノードに水素を含む燃料ガスを供給して発電を行う燃料電池と、この燃料電池の下流側の排気管に消音器を備える排気装置と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料供給管を備える燃料装置とを設け、前記燃料供給管の経路上に燃料ガスを減圧するレギュレータと燃料ガスの流通遮断を制御可能な電磁弁と燃料ガスを前記燃料装置の外部に放出可能な圧力逃し弁とを設けた燃料電池システムの燃料ガス供給装置において、前記レギュレータを備えるレギュレータブロックに電磁弁と複数の圧力逃し弁とを一体的に設け、前記電磁弁を前記レギュレータの上流側燃料ガス通路で且つ前記レギュレータの近傍位置に設け、一の圧力逃し弁を前記レギュレータの前記上流側燃料ガス通路に接続する一方、他の圧力逃し弁を前記レギュレータの下流側燃料ガス通路に接続したことを特徴とする燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
- 前記レギュレータブロックには前記電磁弁としての第一の電磁弁よりも上流側で上流側燃料供給管を接続するとともに前記レギュレータよりも下流側で下流側燃料供給管を接続し、前記上流側燃料供給管に前記レギュレータブロックとは別なレギュレータブロックを設け、前記下流側燃料供給管に第二の電磁弁を設け、前記第一の電磁弁と前記第二の電磁弁とを閉弁することにより前記上流側燃料ガス通路と前記下流側燃料ガス通路と前記下流側燃料供給管とを流通する燃料ガスの流れを遮断して前記第一の電磁弁と前記第二の電磁弁との間に容量エリアを形成することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
- 前記第一の電磁弁と前記第二の電磁弁とを閉弁した際に、前記第一の電磁弁から前記レギュレータまでの前記上流側燃料ガス通路によって形成される上流側容量エリアと、前記レギュレータから前記第二の電磁弁までの前記下流側燃料ガス通路及び前記下流側燃料供給管によって形成される下流側容量エリアとを圧力平衡状態とした圧力を、この下流側容量エリアの前記他の圧力逃し弁の設定圧力よりも低くなるよう設定したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システムの燃料ガス供給装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008175260A JP5229687B2 (ja) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | 燃料電池システムの燃料ガス供給装置 |
| US12/459,622 US20100003577A1 (en) | 2008-07-04 | 2009-07-02 | Fuel gas supplying apparatus for fuel cell system |
| DE102009033023A DE102009033023A1 (de) | 2008-07-04 | 2009-07-02 | Brenngaszuführvorrichtung für Brennstoffzellensystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008175260A JP5229687B2 (ja) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | 燃料電池システムの燃料ガス供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010015849A true JP2010015849A (ja) | 2010-01-21 |
| JP5229687B2 JP5229687B2 (ja) | 2013-07-03 |
Family
ID=41701777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008175260A Expired - Fee Related JP5229687B2 (ja) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | 燃料電池システムの燃料ガス供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5229687B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016001455A (ja) * | 2014-05-21 | 2016-01-07 | 愛三工業株式会社 | 燃料供給システム及び減圧装置 |
| JP2019523533A (ja) * | 2016-07-29 | 2019-08-22 | プロトン モータ フューエル セル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＰｒｏｔｏｎ Ｍｏｔｏｒ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｇｍｂｈ | 防爆型燃料電池システム及び燃料電池システムの不活性化方法 |
| JP2020087411A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | モートニック コーポレイション | 高圧レギュレータ用内部リーク防止のための圧力制御方法及び高圧遮断弁 |
| KR102540213B1 (ko) * | 2022-11-07 | 2023-06-07 | 이동섭 | 수소전기차 비상충전 시스템 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332648A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
-
2008
- 2008-07-04 JP JP2008175260A patent/JP5229687B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332648A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016001455A (ja) * | 2014-05-21 | 2016-01-07 | 愛三工業株式会社 | 燃料供給システム及び減圧装置 |
| JP2019523533A (ja) * | 2016-07-29 | 2019-08-22 | プロトン モータ フューエル セル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＰｒｏｔｏｎ Ｍｏｔｏｒ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｇｍｂｈ | 防爆型燃料電池システム及び燃料電池システムの不活性化方法 |
| JP2020087411A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | モートニック コーポレイション | 高圧レギュレータ用内部リーク防止のための圧力制御方法及び高圧遮断弁 |
| KR102540213B1 (ko) * | 2022-11-07 | 2023-06-07 | 이동섭 | 수소전기차 비상충전 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5229687B2 (ja) | 2013-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5359069B2 (ja) | 燃料電池システムの排気装置 | |
| US20100003577A1 (en) | Fuel gas supplying apparatus for fuel cell system | |
| JP2002373687A (ja) | 燃料電池搭載機器の消音 | |
| US20080261092A1 (en) | Fuel Cell System | |
| JP5229461B2 (ja) | 燃料電池システムの燃料ガス供給装置 | |
| JP5229687B2 (ja) | 燃料電池システムの燃料ガス供給装置 | |
| JP2002370544A (ja) | 燃料電池システムの車載構造 | |
| JP2017117517A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2010157382A (ja) | 燃料電池システム用消音器 | |
| JP2005011641A (ja) | 燃料電池の排出ガス処理装置 | |
| JP2023549073A (ja) | 燃料電池システムの構成要素を保護するための方法 | |
| JP2005011640A (ja) | 燃料電池の排出ガス処理装置 | |
| JP5224107B2 (ja) | 燃料電池システムの排気装置 | |
| JP2008021485A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007053015A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP5949898B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2008052969A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007042433A (ja) | 配管構造及び燃料電池システム | |
| JP7099259B2 (ja) | 燃料電池車両 | |
| JP2010165639A (ja) | 燃料電池システム及びその起動方法 | |
| JP7059894B2 (ja) | フィルタの取付構造 | |
| JP2005166404A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2007005037A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2005032685A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2011018581A (ja) | 燃料電池システム用消音器及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110317 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121217 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130206 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130225 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5229687 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130310 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |