JP2010049952A - Fuel cell device - Google Patents

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JP2010049952A JP2008213554A JP2008213554A JP2010049952A JP 2010049952 A JP2010049952 A JP 2010049952A JP 2008213554 A JP2008213554 A JP 2008213554A JP 2008213554 A JP2008213554 A JP 2008213554A JP 2010049952 A JP2010049952 A JP 2010049952A
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hydrogen
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JP2008213554A
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Japanese (ja)
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Yuichi Yatsugami
裕一 八神
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the entire process in a fuel cell from inspection of hydrogen leakage up to detection of hydrogen leakage and identification/repair of a leakage position where the hydrogen leakage occurs. <P>SOLUTION: A fuel cell device 10 includes: a fuel cell 15; fuel gas pipings 27, 28 to supply and exhaust fuel gas to contain hydrogen to and from the fuel cell 15; a fuel cell case 17 having observation windows 30 from which the inside thereof can be observed visually; a hydrogen detection coating film installed so as to cover surfaces of the fuel cell 15 and/or the fuel gas pipings 27, 28 housed in the fuel cell case 17, and having a substance which is discolored when it comes into contact with hydrogen; and reflecting parts which comprise surface parts of the fuel cell 15 and/or the fuel gas pipings 27, 28 housed in the fuel cell case 17, and by which the situation of portions is reflected, which cannot be viewed directly from the observation windows 30, so as to be visually recognized from the observation windows 30. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池装置、具体的には、水素漏れを検知するための構造を備える燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell device, and more particularly to a fuel cell device having a structure for detecting hydrogen leakage.

燃料電池は、一般に、燃料ガスとして水素含有ガスを用いており、燃料ガスの流路のいずれかにおいて漏れが生じた場合には、これをいち早く検出することが望まれる。燃料電池からの水素の漏れを検知するための構成として、従来、燃料電池ケース内部の上部に捕集部を形成して、この捕集部に水素検出センサを設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。水素は他の気体に比べて極めて軽いという性質を有しているため、水素漏れが生じたときには漏れた水素は燃料電池ケース内で上部に集まり、このような上部に水素検出センサを設けることにより、水素漏れを素早く検知することが可能になる。   In general, a fuel cell uses a hydrogen-containing gas as a fuel gas, and when a leak occurs in any of the flow paths of the fuel gas, it is desired to detect this quickly. As a configuration for detecting the leakage of hydrogen from the fuel cell, a configuration in which a collecting portion is formed in the upper portion inside the fuel cell case and a hydrogen detection sensor is provided in the collecting portion has been proposed (for example, , See Patent Document 1). Since hydrogen is extremely light compared to other gases, when hydrogen leaks, the leaked hydrogen collects in the upper part of the fuel cell case, and a hydrogen detection sensor is installed on the upper part. This makes it possible to quickly detect hydrogen leakage.

特開２００２−３６７６４８JP 2002-367648 A 特開２００５−３４５３３８JP 2005-345338 A 特開２０００−４４８４０JP 2000-44840 特開２００７−７８５９１JP2007-78591A 特開２００７−２０７４４１JP2007-207441 特開２００５−１０８６５７JP 2005-108657 A

しかしながら、上記のようにして水素漏れを迅速に検知できたとしても、水素漏れを検出した際には、燃料電池をケースごと取り外して専用の施設に持ち込み、水素漏れを起こしたリーク箇所を特定した上で、リーク箇所の修理を行なう必要がある。このように、リーク箇所を特定するためには、まず、燃料電池装置全体の取り外しと、取り外した燃料電池装置の専用施設への持ち込みが必要であり、さらに、リーク箇所を特定するために煩雑な作業を要することになる。そして、リーク箇所を特定した後には、特定したリーク箇所に応じた施設で、必要な修理あるいは部品の交換を行なう必要があり、修理を終了するまでの工程全体が、極めて煩雑なものとなる。   However, even if hydrogen leaks could be detected quickly as described above, when the hydrogen leak was detected, the fuel cell was removed along with the case and brought to a dedicated facility to identify the leak location where the hydrogen leak occurred. Above, it is necessary to repair the leak point. Thus, in order to specify the leak location, it is necessary to first remove the entire fuel cell device and bring the removed fuel cell device into a dedicated facility. Furthermore, it is troublesome to specify the leak location. Work will be required. After specifying the leak location, it is necessary to perform necessary repairs or replacement of parts at the facility corresponding to the specified leak location, and the entire process until the repair is completed becomes extremely complicated.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池における水素漏れの点検から、水素漏れの検出、水素漏れを起こしたリーク箇所の特定・修理までの工程全体を、より簡素化することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and covers the entire process from inspection of hydrogen leakage in a fuel cell to detection of hydrogen leakage and identification / repair of a leak location where hydrogen leakage has occurred. The goal is to simplify it.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実施することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］
燃料電池装置であって、
燃料電池と、
前記燃料電池に対して、水素を含有する燃料ガスを給排する燃料ガス配管と、
前記燃料電池および該燃料電池に接続する前記燃料ガス配管の一部を内部に収納すると共に、内部が目視可能となる覗き窓を壁面に備える燃料電池ケースと、
前記燃料電池ケース内に収納された前記燃料電池および／または前記燃料ガス配管の表面を覆うように設けられ、水素に触れると変色する物質を備える水素検知塗膜と、
前記燃料電池ケース内に収納された前記燃料電池および／または前記燃料ガス配管の表面部分であって前記覗き窓から直接目視できない部分の様子を、前記覗き窓から視認可能となるように映す反射部とを備える燃料電池装置。 [Application Example 1]
A fuel cell device,
A fuel cell;
A fuel gas pipe for supplying and discharging a fuel gas containing hydrogen to the fuel cell;
A fuel cell case that houses a part of the fuel cell and the fuel gas pipe connected to the fuel cell inside, and has a viewing window on the wall surface, the inside of which can be seen,
A hydrogen detection coating film provided to cover the surface of the fuel cell and / or the fuel gas pipe housed in the fuel cell case, and comprising a substance that changes color when exposed to hydrogen;
Reflector for projecting the state of the portion of the surface of the fuel cell and / or the fuel gas pipe accommodated in the fuel cell case that cannot be directly viewed from the viewing window so as to be visible from the viewing window A fuel cell device comprising:

適用例１に記載の燃料電池装置では、燃料電池ケース内において、燃料電池および／または燃料ガス配管のいずれかの場所で水素漏れが生じたときには、水素漏れが生じた場所において、水素検知塗膜が変色する。そして、このように水素検知塗膜が変色したときには、水素漏れによって変色した箇所が、燃料電池ケースの覗き窓から直接目視できない位置であったとしても、反射部に映ることによって、覗き窓から視認可能となる。したがって、簡素な構成で、水素漏れの事実および水素漏れ箇所を簡便に知ることができる。また、水素漏れが生じた際に、修理に先立って水素漏れの箇所を特定する工程を簡素化し、水素漏れの箇所の特定に要する時間を短縮することができる。また、修理の工程を簡素化すると共に修理に要する時間を短縮することが可能になる。さらに、燃料電池装置における水素漏れの点検の動作を簡素化することができる。     In the fuel cell device described in Application Example 1, when hydrogen leakage occurs at any location of the fuel cell and / or the fuel gas pipe in the fuel cell case, the hydrogen detection coating film is generated at the location where the hydrogen leakage occurs. Changes color. And when the hydrogen detection coating film changes color in this way, even if the location where the color has changed due to hydrogen leakage is not directly visible from the viewing window of the fuel cell case, it is visible from the viewing window by being reflected on the reflection part. It becomes possible. Accordingly, the fact of hydrogen leakage and the location of hydrogen leakage can be easily known with a simple configuration. In addition, when hydrogen leakage occurs, the process of identifying the location of hydrogen leakage prior to repair can be simplified, and the time required to identify the location of hydrogen leakage can be shortened. In addition, the repair process can be simplified and the time required for repair can be shortened. Furthermore, the operation of checking for hydrogen leakage in the fuel cell device can be simplified.

［適用例２］
適用例１に記載の燃料電池装置であって、前記反射部は、前記燃料電池ケースの内壁面の少なくとも一部であって、鏡面となるように形成された内壁面である燃料電池装置。適用例２に記載の燃料電池装置によれば、鏡面となるように形成された燃料電池ケースの内壁面に映ることにより、燃料電池ケースの覗き窓から直接目視できない位置で水素漏れが生じて水素検知塗膜が変色した場合であっても、水素漏れの事実および水素漏れの箇所を容易に知ることができる。 [Application Example 2]
The fuel cell device according to Application Example 1, wherein the reflection portion is an inner wall surface formed to be at least a part of an inner wall surface of the fuel cell case and to be a mirror surface. According to the fuel cell device described in Application Example 2, hydrogen leakage occurs at a position that cannot be directly seen from the viewing window of the fuel cell case by being reflected on the inner wall surface of the fuel cell case formed to be a mirror surface. Even when the detection coating is discolored, the fact of hydrogen leakage and the location of hydrogen leakage can be easily known.

［適用例３］
適用例１に記載の燃料電池装置であって、前記反射部は、前記燃料電池ケースとは別体で形成され、前記燃料電池ケースの内部に配置された反射板である燃料電池装置。適用例３に記載の燃料電池装置によれば、燃料電池ケースの内部に配置された反射板に映ることにより、燃料電池ケースの覗き窓から直接目視できない位置で水素漏れが生じて水素検知塗膜が変色した場合であっても、水素漏れの事実および水素漏れの箇所を容易に知ることができる。 [Application Example 3]
The fuel cell device according to Application Example 1, wherein the reflection portion is a reflector formed separately from the fuel cell case and disposed inside the fuel cell case. According to the fuel cell device described in Application Example 3, hydrogen leakage occurs at a position where it cannot be directly seen from the viewing window of the fuel cell case by being reflected on the reflector disposed inside the fuel cell case. Even when the color changes, the fact of hydrogen leakage and the location of hydrogen leakage can be easily known.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明の燃料電池を駆動用電源として搭載する移動体などの形態で実現することが可能である。   The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in the form of a moving body in which the fuel cell of the present invention is mounted as a driving power source.

Ａ．装置の全体構成：
図１は、本発明の好適な一実施例である燃料電池装置１０の構成の概略を模式的に表わす説明図である。燃料電池装置１０は、燃料電池１５と、燃料電池１５を内部に収納する燃料電池ケース１７と、燃料電池１５に対して水素を含有する燃料ガスを給排する配管である燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８と、を備えている。図１（Ａ）は、燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８が接続された燃料電池１５が、燃料電池ケース１７の内部に収納されている様子を、燃料電池ケース１７の一方の側壁面を除いて内部を見た様子として表わしている。図１（Ｂ）は、内部に燃料電池１５を収納する燃料電池ケース１７の外観を、図１（Ａ）と同じ向きから見た様子を表わしている。本実施例の燃料電池装置１０は、車両に搭載されており、車両の駆動用電源として用いられるが、他の用途、例えば定置型電源としての燃料電池装置とすることも可能である。 A. Overall configuration of the device:
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an outline of a configuration of a fuel cell device 10 which is a preferred embodiment of the present invention. The fuel cell device 10 includes a fuel cell 15, a fuel cell case 17 that houses the fuel cell 15, a fuel gas supply path 27 that is a pipe that supplies and discharges fuel gas containing hydrogen to and from the fuel cell 15, and And a fuel gas discharge path 28. FIG. 1A shows a state in which the fuel cell 15 to which the fuel gas supply path 27 and the fuel gas discharge path 28 are connected is housed inside the fuel cell case 17 on one side wall surface of the fuel cell case 17. Except for, the inside is shown as seen. FIG. 1 (B) shows the appearance of the fuel cell case 17 in which the fuel cell 15 is housed, viewed from the same direction as FIG. 1 (A). The fuel cell device 10 of this embodiment is mounted on a vehicle and used as a power source for driving the vehicle. However, the fuel cell device 10 may be used for other purposes, for example, a stationary power source.

燃料電池１５は、電解質層と、電解質層上に形成された電極と、電極との間でガス流路を形成するガスセパレータと、を備える単セルを、複数積層して成る燃料電池スタック２０を備えている。本実施例では、燃料電池スタック２０の両端部には、ステンレス鋼などの剛性の高い材料により形成されたエンドプレート２２が配置されると共に、図示しない締結部材が設けられている。そして、燃料電池スタック２０は、上記締結部材によって、２枚のエンドプレート２２間に押圧力が加えられた状態で締結されている。また、それぞれのエンドプレート２２には、マウント部２６が設けられている。マウント部２６は、燃料電池スタック２０を、底面側で支持しつつ、絶縁性を確保した状態で燃料電池ケース１７へと固定する部材である。   The fuel cell 15 includes a fuel cell stack 20 formed by laminating a plurality of single cells each including an electrolyte layer, an electrode formed on the electrolyte layer, and a gas separator that forms a gas flow path between the electrodes. I have. In this embodiment, end plates 22 made of a highly rigid material such as stainless steel are disposed at both ends of the fuel cell stack 20, and fastening members (not shown) are provided. The fuel cell stack 20 is fastened by the fastening member with a pressing force applied between the two end plates 22. Each end plate 22 is provided with a mount portion 26. The mount portion 26 is a member that supports the fuel cell stack 20 on the bottom surface side and fixes the fuel cell stack 20 to the fuel cell case 17 while ensuring insulation.

燃料電池スタック２０が備える個々の単セルの内部には、単セルが備えるアノードに供給される燃料ガスが流れるセル内燃料ガス流路と、単セルが備えるカソードに供給される酸化ガスが流れるセル内酸化ガス流路と、が形成されている。そして、燃料電池スタック２０の内部には、積層方向に燃料電池スタック２０を貫通する流路であって、個々のセル内燃料ガス流路あるいはセル内酸化ガス流路と連通する複数のガスマニホールドが形成されている。本実施例の燃料電池スタック２０内には、セル内燃料ガス流路に連通する２本のガスマニホールドが形成されている。セル内燃料ガス流路に連通するガスマニホールドの一方は、燃料電池装置１０の外部に設けられた図示しない燃料ガス供給装置（例えば、水素タンクを含む装置）に接続される既述した燃料ガス供給路２７に接続されて、各セル内燃料ガス流路に燃料ガスを分配する燃料ガス供給マニホールドとして働く。また、セル内燃料ガス流路に連通するガスマニホールドの他方は、図示しない燃料ガス排出装置に接続される既述した燃料ガス排出路２８に接続されて、各セル内燃料ガス流路から排出された燃料ガスを導く燃料ガス排出マニホールドとして働く。燃料電池１５において、一方のエンドプレート２２のさらに外側には流路接続部２４が取り付けられており、燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８は、この流路接続部２４を介して燃料電池１５に接続されている。なお、燃料電池スタック２０の内部に形成される酸化ガス供給マニホールドおよび酸化ガス排出マニホールドに対しても、同様の配管が接続されているが、図１では記載を省略している。   Inside each single cell provided in the fuel cell stack 20, an in-cell fuel gas flow path through which the fuel gas supplied to the anode provided in the single cell flows, and a cell through which the oxidizing gas supplied to the cathode provided in the single cell flows. And an inner oxidizing gas channel. Inside the fuel cell stack 20, there are a plurality of gas manifolds that are flow paths that penetrate the fuel cell stack 20 in the stacking direction and communicate with the individual in-cell fuel gas flow paths or the in-cell oxidizing gas flow paths. Is formed. In the fuel cell stack 20 of the present embodiment, two gas manifolds communicating with the in-cell fuel gas flow path are formed. One of the gas manifolds communicating with the in-cell fuel gas flow path is connected to a fuel gas supply device (not shown) provided outside the fuel cell device 10 (for example, a device including a hydrogen tank). It is connected to the passage 27 and functions as a fuel gas supply manifold that distributes the fuel gas to the fuel gas passages in each cell. The other of the gas manifolds communicating with the in-cell fuel gas flow path is connected to the fuel gas discharge path 28 described above connected to a fuel gas discharge device (not shown) and discharged from each in-cell fuel gas flow path. Acts as a fuel gas discharge manifold that guides the fuel gas. In the fuel cell 15, a flow path connection portion 24 is attached to the outer side of one end plate 22, and the fuel gas supply path 27 and the fuel gas discharge path 28 are connected to the fuel cell via the flow path connection section 24. 15 is connected. The same piping is also connected to the oxidizing gas supply manifold and the oxidizing gas discharge manifold formed inside the fuel cell stack 20, but the description is omitted in FIG.

燃料電池ケース１７は、剛性の高い材料、例えばステンレス鋼により形成されており、略直方体形状に形成されている。このような燃料電池ケース１７は、図示しない固定部材によって、車体（例えばサイドフレーム）に固定されている。したがって、マウント部２６で燃料電池ケース１７に固定される燃料電池１５は、この燃料電池ケース１７を介して車体に固定される。この燃料電池ケース１７には、その壁面に、複数の穴が形成されており、燃料電池１５に接続される燃料ガス供給路２７や燃料ガス排出路２８等の配管は、これらの穴を貫通して配置されている。また、本実施例では、燃料電池ケース１７の内壁面には、鏡面加工が施されている。さらに、本実施例の燃料電池ケース１７の壁面には、覗き窓３０が形成されている。これらの、鏡面加工された内壁面および覗き窓３０に係る構成は、本発明の要部に対応するものであり、後に詳しく説明する。   The fuel cell case 17 is made of a highly rigid material, such as stainless steel, and has a substantially rectangular parallelepiped shape. Such a fuel cell case 17 is fixed to a vehicle body (for example, a side frame) by a fixing member (not shown). Therefore, the fuel cell 15 fixed to the fuel cell case 17 by the mount portion 26 is fixed to the vehicle body via the fuel cell case 17. A plurality of holes are formed in the wall surface of the fuel cell case 17, and pipes such as the fuel gas supply path 27 and the fuel gas discharge path 28 connected to the fuel cell 15 pass through these holes. Are arranged. In this embodiment, the inner wall surface of the fuel cell case 17 is mirror-finished. Further, a viewing window 30 is formed on the wall surface of the fuel cell case 17 of the present embodiment. The configuration relating to the mirror-finished inner wall surface and the viewing window 30 corresponds to the main part of the present invention, and will be described in detail later.

さらに、本実施例の燃料電池装置１０は、燃料電池ケース１７内に収納される部分を被覆する水素検知塗膜を備えている。具体的には、水素検知塗膜は、燃料ガスの流路が内部に形成されて燃料ガスが漏れ出す可能性のある部分、すなわち、燃料電池１５と、燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８の表面（燃料電池１５と燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８との接続部を含む）を被覆するように形成されている。この水素検知塗膜は、本発明の要部に対応するものであり、後に詳しく説明する。   Further, the fuel cell device 10 of the present embodiment includes a hydrogen detection coating film that covers a portion housed in the fuel cell case 17. Specifically, the hydrogen detection coating film has a portion in which the fuel gas flow path is formed and the fuel gas may leak, that is, the fuel cell 15, the fuel gas supply path 27, and the fuel gas discharge path. 28 (including a connection portion between the fuel cell 15 and the fuel gas supply path 27 and the fuel gas discharge path 28). This hydrogen detection coating film corresponds to the main part of the present invention and will be described in detail later.

Ｂ．水素検知塗膜：
上記のように燃料ガスの流路が内部に形成されて燃料ガスが漏れ出す可能性のある部分に形成された水素検知塗膜は、水素ガスに触れると目視可能な色の変化を呈する物質を備えている。そのため、このような水素検知塗膜によって表面を覆われることにより、燃料電池１５やこれに接続される燃料ガス配管（燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８）において水素漏れが起こると、水素が漏れた部位において水素検知塗膜が変色し、水素漏れを起こした箇所を特定可能になる。 B. Hydrogen detection coating:
As described above, the hydrogen detection coating film formed in the portion where the fuel gas flow path is formed inside and the fuel gas may leak out is a substance that shows a visible color change when it is in contact with the hydrogen gas. I have. For this reason, if hydrogen leakage occurs in the fuel cell 15 or the fuel gas piping (the fuel gas supply passage 27 and the fuel gas discharge passage 28) connected to the surface by being covered with such a hydrogen detection coating film, The hydrogen detection coating film changes color at the site where the hydrogen leaks, and the location where hydrogen leaks can be identified.

水素検知塗膜が備える水素ガスに触れると色相変化する物質（水素検知化合物）としては、例えば、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ2）等の塩化物や、酸化マンガン（ＭｎＯ、ＭｎＯ2、Ｍｎ2Ｏ3）、酸化銅（Ｃｕ2Ｏ）、酸化鉛（ＰｂＯ、ＰｂＯ2）、酸化パラジウム（ＰｄＯ2）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）が知られており、これらの化合物を用いることができる。あるいは、水素検知塗膜は、上記水素検知化合物に加えて、触媒、例えば塩酸や、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスニウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の触媒金属をさらに備えていても良い。例えば、水素検知化合物としての酸化タングステンと、酸化された触媒金属とを備える水素検知塗膜を設ければ、水素の漏洩時には、その漏洩箇所において、酸化タングステンの色が薄黄色から濃青色へと変化する。 Examples of the substance (hydrogen detection compound) that changes its hue when it comes into contact with the hydrogen gas provided in the hydrogen detection coating film include chlorides such as palladium chloride (PdCl 2 ) and manganese oxide (MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 ). , Copper oxide (Cu 2 O), lead oxide (PbO, PbO 2 ), palladium oxide (PdO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), vanadium oxide (V 2 O 5 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), Nickel oxide (NiO), germanium oxide (GeO 2 ), and molybdenum oxide (MoO 3 ) are known, and these compounds can be used. Alternatively, the hydrogen detection coating film may be a catalyst such as hydrochloric acid, platinum (Pt), iridium (Ir), osnium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru) in addition to the hydrogen detection compound. And a catalytic metal such as For example, if a hydrogen detection coating film comprising tungsten oxide as a hydrogen detection compound and an oxidized catalyst metal is provided, at the time of hydrogen leakage, the color of tungsten oxide changes from light yellow to dark blue at the leakage location. Change.

このような水素検知塗膜は、例えば、上記水素検知化合物あるいはさらに触媒を含有する検知紙を、透明な（色変化の視認を妨げない）樹脂により被覆して検知フィルムを作製し、この検知フィルムを所望の箇所に貼り付けることにより形成することができる。また、上記水素検知化合物と（あるいはさらに触媒と）、適当なバインダと溶媒とを混合して、所望の箇所に塗布して乾燥させることにより形成することができる。水素検知塗膜は、さらに異なる構成であっても良く、燃料電池１５および燃料ガス配管の表面を被覆可能であって、燃料電池１５の動作温度あるいは燃料電池１５が配置された環境温度において水素漏れが生じたときには水素漏洩箇所において色変化を起こし、所望の感度で水素漏れを検知可能であればよい。   Such a hydrogen detection coating film is prepared by, for example, coating a detection paper containing the above-described hydrogen detection compound or further a catalyst with a transparent resin (which does not interfere with the visibility of the color change). Can be formed by pasting to a desired location. Moreover, it can form by mixing the said hydrogen detection compound (or further with a catalyst), a suitable binder, and a solvent, apply | coating to a desired location, and making it dry. The hydrogen detection coating film may have a different configuration, and can cover the surfaces of the fuel cell 15 and the fuel gas pipe, and hydrogen leaks at the operating temperature of the fuel cell 15 or the environmental temperature at which the fuel cell 15 is disposed. It is only necessary to cause a color change at a hydrogen leak location and detect hydrogen leak with a desired sensitivity.

Ｃ．覗き窓３０と反射部：
本実施例の燃料電池装置１０では、既述したように、燃料電池ケース１７において覗き窓３０が形成されている。この覗き窓は、内部の様子を燃料電池ケース１７外から視認可能にするための構造である。このような覗き窓３０は、例えば、燃料電池ケース１７の壁面に設けた穴に、透明な樹脂やガラスを嵌め込むことにより形成することができる。あるいは、覗き窓３０は、燃料電池ケース１７の壁面に設けた穴によって構成し、通常はこの覗き窓３０としての穴をシャッタやボルトを用いて閉じておき、必要に応じてシャッタを開いたりボルトを取り外すことにより、内部を目視することとしても良い。 C. Viewing window 30 and reflection part:
In the fuel cell device 10 of the present embodiment, the observation window 30 is formed in the fuel cell case 17 as described above. This viewing window has a structure for making the inside state visible from the outside of the fuel cell case 17. Such a viewing window 30 can be formed, for example, by fitting a transparent resin or glass into a hole provided in the wall surface of the fuel cell case 17. Alternatively, the viewing window 30 is formed by a hole provided in the wall surface of the fuel cell case 17, and normally the hole as the viewing window 30 is closed using a shutter or a bolt, and the shutter is opened or bolted as necessary. It is good also as visually observing an inside by removing.

また、本実施例の燃料電池ケース１７の内壁面には、既述したように、鏡面加工が施されている。これにより、燃料電池ケース１７の内壁面は、燃料電池１５および燃料電池１５に接続される燃料ガス配管の表面部分であって覗き窓３０から直接目視できない部分を映して、当該直接目視できない部分を覗き窓３０から視認可能にする反射部として働く。このように、燃料電池ケース１７の内壁面は、直接目視できない部分が視認可能となるように映すためのものであるため、燃料電池ケース１７の内壁面の鏡面度は、覗き窓から水素漏れ箇所の色変化を視認可能になる写像性を実現できるものであればよい。また、燃料電池ケース１７の内壁面は、全面がこのような鏡面加工されている必要はなく、例えば、上記直接目視できない部分を覗き窓３０から視認可能となるように反射する動作に関わらない領域は、鏡面加工が施されていないこととしても良い。   Further, the mirror surface processing is applied to the inner wall surface of the fuel cell case 17 of the present embodiment as described above. Thereby, the inner wall surface of the fuel cell case 17 is a surface portion of the fuel cell 15 and the fuel gas pipe connected to the fuel cell 15, and shows a portion that cannot be directly seen through the viewing window 30, and the portion that cannot be seen directly. It works as a reflecting portion that can be viewed from the viewing window 30. Thus, since the inner wall surface of the fuel cell case 17 is projected so that a portion that cannot be directly seen is visible, the mirror surface degree of the inner wall surface of the fuel cell case 17 is determined by the location of hydrogen leakage from the viewing window. As long as it can realize image clarity that makes it possible to visually recognize the color change. Further, the inner wall surface of the fuel cell case 17 does not need to be mirror-finished as a whole. For example, a region that is not related to the operation of reflecting the part that cannot be directly viewed so as to be visible from the viewing window 30. The mirror surface processing may not be applied.

図２は、覗き窓３０から直接目視できない燃料電池１５の表面部分が、鏡面加工された燃料電池ケース１７の内壁面である反射部に映ることによって、覗き窓３０から視認可能になる様子を、模式的に示す説明図である。図２では、燃料電池ケース１７内部の様子を、図１（Ｂ）において矢印Ｘによって示した方向から見た様子として表わしている。この図２では、覗き窓３０から直接目視できない部分が、反射部である燃料電池ケース１７の内壁面に１回以上反射することによって覗き窓３０から視認可能となる様子が、点線で示されている。   FIG. 2 shows a state in which the surface portion of the fuel cell 15 that cannot be directly viewed from the viewing window 30 is reflected on the reflecting portion, which is the inner wall surface of the mirror-finished fuel cell case 17, and is visible from the viewing window 30. It is explanatory drawing shown typically. In FIG. 2, the inside of the fuel cell case 17 is shown as seen from the direction indicated by the arrow X in FIG. In FIG. 2, a portion that cannot be directly viewed from the viewing window 30 is reflected by the inner wall surface of the fuel cell case 17 that is a reflecting portion at least once, and is visible from the viewing window 30 by a dotted line. Yes.

ここで、図１（Ｂ）に表わした燃料電池ケース１７は、覗き窓３０を２つ有しているが、覗き窓３０の数は任意に設定可能である。すなわち、覗き窓３０は、鏡面加工された燃料電池ケース１７の内壁面と組み合わせられることにより、直接目視できない部分も視認可能にするものであるため、覗き窓３０の数、設けられる位置、およびその形状は、覗き窓３０を設けることによる燃料電池ケース１７の強度低下が許容できる範囲で、適宜設定すればよい。覗き窓３０の数、設けられる位置、およびその形状は、鏡面加工された燃料電池ケース１７の内壁面と組み合わせることにより、燃料電池１５および燃料電池１５に接続される流路表面において、視認できない場所が無くなるように、すなわち、死角が無くなるように設定すれば良い。   Here, the fuel cell case 17 shown in FIG. 1B has two viewing windows 30, but the number of viewing windows 30 can be arbitrarily set. In other words, since the viewing window 30 is combined with the inner wall surface of the mirror-finished fuel cell case 17 so that a portion that cannot be directly seen can be seen, the number of viewing windows 30, the positions provided, and The shape may be appropriately set as long as the strength reduction of the fuel cell case 17 due to the observation window 30 is allowed. The number of viewing windows 30, the positions to be provided, and the shape thereof cannot be visually recognized on the fuel cell 15 and the surface of the flow path connected to the fuel cell 15 by combining with the inner wall surface of the mirror-finished fuel cell case 17. It is sufficient to set so that there is no blind spot, that is, no blind spot.

以上のように構成された本実施例の燃料電池装置１０によれば、燃料電池ケース１７内において、燃料電池１５および燃料電池１５に接続される配管のいずれかの場所で水素漏れが生じたときには、水素漏れが生じた場所において、水素検知塗膜が変色する。そして、このように水素検知塗膜が変色したときには、水素漏れによって変色した箇所が、燃料電池ケース１７の覗き窓３０から直接目視できない位置であったとしても、鏡面加工された燃料電池ケース１７の内壁面に映ることによって、覗き窓３０から視認可能となる。したがって、本実施例の燃料電池装置１０によれば、特別に水素センサを設けることなく水素漏れを検知可能になるため、センサやセンサのための配線が不要になり、装置全体の構成を簡素化することができる。ここで、燃料電池ケース内に水素センサを設けた場合には、水素漏れを検知したときには、燃料電池ケース１７ごと燃料電池装置１０を専用の施設に搬送し、いずれの箇所において水素漏れを起こしているのかを調べる必要がある。これに対して本実施例の燃料電池装置１０によれば、覗き窓３０から内部を観察するだけで容易に水素漏れの箇所を特定できるため、修理に先立って水素漏れの箇所を特定する工程を簡素化し、水素漏れの箇所の特定に要する時間を短縮することができる。   According to the fuel cell device 10 of the present embodiment configured as described above, when a hydrogen leak occurs in the fuel cell case 17 at any location of the fuel cell 15 and the pipe connected to the fuel cell 15. In the place where hydrogen leakage occurs, the hydrogen detection coating film changes color. When the hydrogen detection coating film changes color in this way, even if the location where the color changes due to hydrogen leakage is not directly visible from the viewing window 30 of the fuel cell case 17, the mirror-finished fuel cell case 17 By being reflected on the inner wall surface, it becomes visible from the viewing window 30. Therefore, according to the fuel cell device 10 of the present embodiment, hydrogen leakage can be detected without providing a special hydrogen sensor, so that no sensor or wiring for the sensor is required, and the configuration of the entire device is simplified. can do. Here, in the case where a hydrogen sensor is provided in the fuel cell case, when hydrogen leak is detected, the fuel cell case 10 is transported to the dedicated facility together with the fuel cell case 17 to cause hydrogen leak at any location. It is necessary to check whether there is. On the other hand, according to the fuel cell device 10 of the present embodiment, the location of the hydrogen leak can be easily identified simply by observing the inside from the viewing window 30, so the step of identifying the location of the hydrogen leak prior to repairing is performed. This simplifies and shortens the time required to identify the location of hydrogen leakage.

また、このように、水素漏れが生じた場合であっても、修理に先立って、水素漏れが生じた位置を容易に特定可能になるため、いずれかの場所で水素漏れが生じたときには、水素漏れが生じた位置に応じて必要な措置を判断して対応することが可能になり、修理の工程を簡素化すると共に修理に要する時間を短縮することが可能になる。例えば、水素漏れの箇所が燃料電池１５に接続された燃料ガス配管であって、配管の取り替えのみにより修理可能と判断できる場合であって、燃料電池装置１０を車載したままで必要な部品の取り替え修理が可能であれば、燃料電池装置１０全体を車両から取り外して修理施設に搬入する必要が無い。また、燃料電池１５において水素漏れが生じている場合であっても、水素漏れの位置を目視で特定できることにより、簡単な部品交換により修理可能であるのか、燃料電池１５の分解を伴う大がかりな修理が必要であるのか、燃料電池１５そのものを交換する必要があるのかを判断できる場合がある。そのため、水素漏れの箇所に応じて、無駄なく必要な修理を直ちに行なうことが可能になる。   In addition, even if hydrogen leaks occur in this way, the location where the hydrogen leak occurred can be easily identified prior to repair. Necessary measures can be determined and dealt with according to the position where the leak has occurred, and the repair process can be simplified and the time required for repair can be shortened. For example, in the case where the location of the hydrogen leak is a fuel gas pipe connected to the fuel cell 15 and it can be determined that it can be repaired only by replacing the pipe, the necessary parts can be replaced while the fuel cell device 10 is mounted on the vehicle. If repair is possible, it is not necessary to remove the entire fuel cell device 10 from the vehicle and carry it into a repair facility. In addition, even if hydrogen leakage occurs in the fuel cell 15, it can be repaired by simple replacement of parts by visually identifying the position of the hydrogen leakage, or a large-scale repair involving disassembly of the fuel cell 15. It may be possible to determine whether or not the fuel cell 15 itself needs to be replaced. Therefore, necessary repairs can be performed immediately without waste according to the location of the hydrogen leak.

さらに、本実施例の燃料電池装置１０によれば、燃料電池装置１０において水素漏れが生じていないかを点検する際に、点検の動作として、覗き窓３０から内部を観察する動作を行なうだけで、いずれかの場所で水素漏れが生じているときには、水素漏れの事実および水素漏れの箇所を知ることができる。そのため、水素漏れの点検の際に、燃料電池ケース１７を解体して燃料電池１５およびこれに接続される配管全体を観察して色の変化の有無を確認する必要が無く、点検の動作を簡素化することができる。   Furthermore, according to the fuel cell device 10 of the present embodiment, when checking whether or not hydrogen leakage has occurred in the fuel cell device 10, only an operation of observing the inside from the viewing window 30 is performed as an inspection operation. When a hydrogen leak occurs at any location, the fact of the hydrogen leak and the location of the hydrogen leak can be known. Therefore, when checking for hydrogen leakage, it is not necessary to disassemble the fuel cell case 17 and observe the fuel cell 15 and the entire piping connected thereto to check for color change, thus simplifying the inspection operation. Can be

なお、本実施例の燃料電池装置１０は、既述したように特別な水素センサを用いることなく水素漏れを検知可能にするものであるが、燃料電池ケース内に設けた水素センサと組み合わせて用いることとしても良い。この場合には、所定のタイミングで覗き窓３０から内部を観察する点検時以外であっても、水素漏れが生じたときには直ちに水素センサによって水素漏れを検知可能になると共に、センサが水素漏れを検知したときには、覗き窓３０から内部を観察することにより、直ちに水素漏れの箇所を特定することが可能になる。   As described above, the fuel cell device 10 of the present embodiment can detect hydrogen leakage without using a special hydrogen sensor, but is used in combination with a hydrogen sensor provided in the fuel cell case. It's also good. In this case, hydrogen leakage can be detected immediately by the hydrogen sensor when the hydrogen leak occurs, even if it is not during inspection for observing the inside from the viewing window 30 at a predetermined timing, and the sensor detects the hydrogen leak. When this is done, it is possible to immediately identify the location of the hydrogen leak by observing the inside from the viewing window 30.

また、本実施例では、燃料電池ケース１７内に収納された燃料電池１５およびこれに接続される燃料ガス供給路２７および燃料ガス排出路２８の表面の全体を被覆するように水素検知塗膜を設けたが、異なる構成としても良い。必ずしも、燃料電池１５およびこれに接続される燃料ガス流路全体を覆う必要はなく、燃料電池１５およびこれに接続される燃料ガス流路の表面の、少なくとも一部であって、覗き窓３０から直接目視できない部分を含む表面を覆うように水素検知塗膜を設けるならば、覗き窓３０および反射部と組み合わせることによる所定の効果が得られる。   Further, in this embodiment, the hydrogen detection coating film is applied so as to cover the entire surface of the fuel cell 15 housed in the fuel cell case 17 and the fuel gas supply path 27 and fuel gas discharge path 28 connected thereto. Although provided, a different configuration may be used. It is not always necessary to cover the entire fuel cell 15 and the fuel gas flow path connected to the fuel cell 15, but at least part of the surface of the fuel cell 15 and the fuel gas flow path connected to the fuel cell 15. If the hydrogen detection coating film is provided so as to cover the surface including a portion that cannot be directly visually observed, a predetermined effect can be obtained by combining with the observation window 30 and the reflection portion.

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 D. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

実施例の燃料電池装置１０では、燃料電池１５および燃料電池１５に接続される燃料ガス配管の表面部分であって覗き窓３０から直接目視できない部分を映して、当該直接目視できない部分を覗き窓３０から視認可能にする反射部を、鏡面加工を施した燃料電池ケース１７の内壁面としたが、異なる構成としても良い。例えば、燃料電池ケース１７とは別体で形成して、燃料電池ケース１７の内部に配置した、表面が鏡面となっている反射板を用いることとしても良い。燃料電池１５およびこれに接続される燃料ガス配管の表面の様子を、死角が形成されることなく、覗き窓３０から視認可能となる位置に、反射部が設けられていればよい。燃料電池ケース１７の内壁面の角度は、燃料電池１５の形状や燃料電池１５に接続される配管の配置、あるいは燃料電池装置１０の設置場所などの制約を受け得るが、反射板を用いる場合には、このような制約を抑えて、所望の角度の反射部を、より容易に設けることが可能になる。   In the fuel cell device 10 of the embodiment, the portion of the surface portion of the fuel cell 15 and the fuel gas pipe connected to the fuel cell 15 that cannot be directly viewed from the viewing window 30 is projected, and the portion that cannot be directly viewed is viewed through the viewing window 30. The reflective portion that is visible from the inside is the inner wall surface of the fuel cell case 17 that has been mirror-finished, but may have a different configuration. For example, a reflecting plate formed separately from the fuel cell case 17 and disposed inside the fuel cell case 17 and having a mirror surface on the surface may be used. The reflection part should just be provided in the position which can visually recognize the mode of the surface of the fuel cell 15 and the fuel gas piping connected to this from the observation window 30 without forming a blind spot. The angle of the inner wall surface of the fuel cell case 17 can be restricted by the shape of the fuel cell 15, the arrangement of pipes connected to the fuel cell 15, the installation location of the fuel cell device 10, etc. This makes it possible to more easily provide a reflection part having a desired angle while suppressing such a restriction.

また、覗き窓３０から直接目視できない部分を映して覗き窓３０から視認可能にする反射部は、鏡面加工した燃料電池ケース１７の内壁面と、燃料電池ケース１７とは別体で設けた反射板とを組み合わせて構成しても良い。あるいは、複数の反射板を組み合わせて、複数の反射板を反射させることによって、覗き窓３０から直接目視できない部分を視認可能にしても良い。燃料電池装置１０が搭載される場所によっては、覗き窓３０を設ける位置が制約を受ける場合があるが、このように複数の反射部を組み合わせることにより、燃料電池１５および配管の表面において、より容易に死角の発生を抑えることができる。また、このようにして覗き窓３０から視認可能となる範囲を広げることにより、覗き窓３０の面積や数を抑えることができる。これにより、製造工程および部品点数を削減すると共に、覗き窓３０を形成することに起因する燃料電池ケース１７の強度低下を抑制することができる。   In addition, the reflecting portion that is visible from the viewing window 30 by reflecting the portion that cannot be directly viewed from the viewing window 30 is a reflecting plate provided separately from the inner wall surface of the fuel cell case 17 that is mirror-finished and the fuel cell case 17. And may be combined. Alternatively, by combining a plurality of reflecting plates and reflecting the plurality of reflecting plates, a portion that cannot be directly viewed from the viewing window 30 may be made visible. Depending on the location where the fuel cell device 10 is mounted, the position where the viewing window 30 is provided may be restricted, but by combining a plurality of reflection portions in this way, it is easier on the surface of the fuel cell 15 and the piping. The occurrence of blind spots can be suppressed. Moreover, the area and number of the viewing windows 30 can be suppressed by expanding the range that can be viewed from the viewing window 30 in this way. Thereby, while reducing a manufacturing process and a number of parts, the strength reduction of the fuel cell case 17 resulting from forming the observation window 30 can be suppressed.

燃料電池装置１０の構成の概略を模式的に表わす説明図である。2 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a configuration of a fuel cell device 10. FIG. 直接目視できない部分が視認可能になる様子を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically a mode that the part which cannot be directly visually recognized becomes visible.

符号の説明Explanation of symbols

１０…燃料電池装置
１５…燃料電池
１７…燃料電池ケース
２０…燃料電池スタック
２２…エンドプレート
２４…流路接続部
２６…マウント部
２７…燃料ガス供給路
２８…燃料ガス排出路
３０…覗き窓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell apparatus 15 ... Fuel cell 17 ... Fuel cell case 20 ... Fuel cell stack 22 ... End plate 24 ... Flow path connection part 26 ... Mount part 27 ... Fuel gas supply path 28 ... Fuel gas discharge path 30 ... Viewing window

Claims (3)

燃料電池装置であって、
燃料電池と、
前記燃料電池に対して、水素を含有する燃料ガスを給排する燃料ガス配管と、
前記燃料電池および該燃料電池に接続する前記燃料ガス配管の一部を内部に収納すると共に、内部が目視可能となる覗き窓を壁面に備える燃料電池ケースと、
前記燃料電池ケース内に収納された前記燃料電池および／または前記燃料ガス配管の表面を覆うように設けられ、水素に触れると変色する物質を備える水素検知塗膜と、
前記燃料電池ケース内に収納された前記燃料電池および／または前記燃料ガス配管の表面部分であって前記覗き窓から直接目視できない部分の様子を、前記覗き窓から視認可能となるように映す反射部と
を備える燃料電池装置。 A fuel cell device,
A fuel cell;
A fuel gas pipe for supplying and discharging a fuel gas containing hydrogen to the fuel cell;
A fuel cell case that houses a part of the fuel cell and the fuel gas pipe connected to the fuel cell inside, and a viewing window on the wall surface that allows the inside to be viewed,
A hydrogen detection coating film provided to cover the surface of the fuel cell and / or the fuel gas pipe housed in the fuel cell case, and comprising a substance that changes color when exposed to hydrogen;
Reflector for projecting the state of the portion of the surface of the fuel cell and / or the fuel gas pipe accommodated in the fuel cell case that cannot be directly viewed from the viewing window so as to be visible from the viewing window And a fuel cell device. 請求項１記載の燃料電池装置であって、
前記反射部は、前記燃料電池ケースの内壁面の少なくとも一部であって、鏡面となるように形成された内壁面である
燃料電池装置。 The fuel cell device according to claim 1,
The fuel cell device, wherein the reflecting portion is at least a part of an inner wall surface of the fuel cell case and is formed to be a mirror surface. 請求項１記載の燃料電池装置であって、
前記反射部は、前記燃料電池ケースとは別体で形成され、前記燃料電池ケースの内部に配置された反射板である
燃料電池装置。 The fuel cell device according to claim 1,
The said reflection part is a reflecting plate formed separately from the said fuel cell case, and arrange | positioned inside the said fuel cell case. Fuel cell apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017181490A (en) * 2016-01-14 2017-10-05 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Systems and methods for fuel leak detection
US11777119B2 (en) 2021-02-08 2023-10-03 Honda Motor Co., Ltd. Leak test method for fuel cell stack

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