JP2010073560A - Fuel cell cooling system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell cooling system in which the hydrogen concentration in a reservoir tank is prevented from increasing. <P>SOLUTION: The fuel cell cooling system includes a radiator body 10 having coolants for cooling a fuel cell FC flowing therein, a pressure cap 20 provided to the upper portion of the radiator body 10, made of a hydrogen permeable material which permeates hydrogen staying above the radiator body 10, and having a pressure valve 22 openable/closable in accordance with the internal pressure of the radiator body 10, and a reservoir tank for storing the coolants, connected to the radiator body via the pressure cap 20, the space of the reservoir tank being separated from the inside of the radiator body by the hydrogen permeable material when the valve is closed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池冷却システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell cooling system.

たとえば特許文献１に開示された従来の燃料電池冷却システムは、ラジエタの最上部にあるラジエタキャップと、リザーバタンクの上部と、に水素センサを設ける。これら水素センサは気体中の水素の存在を検出して、検出信号を出力する。制御部は、水素センサからの検出信号を入力し、冷却水中への水素ガスの漏出を検出すると、駆動信号を出力する。水素ガス漏出警告ランプは、制御部から駆動信号が入力すると、点灯する。
特開２００１−２５０５７０号公報 For example, the conventional fuel cell cooling system disclosed in Patent Document 1 includes a hydrogen sensor at a radiator cap at the top of the radiator and an upper portion of the reservoir tank. These hydrogen sensors detect the presence of hydrogen in the gas and output a detection signal. The control unit inputs a detection signal from the hydrogen sensor, and outputs a drive signal when detecting leakage of hydrogen gas into the cooling water. The hydrogen gas leakage warning lamp is turned on when a drive signal is input from the control unit.
JP 2001-250570 A

しかしながら、冷却水系が加圧システムの場合には、冷却水に漏出した水素が系内上方にある加圧部(加圧シール下)に溜まり、系内圧力が上昇し加圧シールが開いたときには溜まった水素が冷却水とともにリザーバタンクに移動するため、リザーバタンク内の水素濃度が高くなる可能性がある。   However, when the cooling water system is a pressurized system, hydrogen leaked into the cooling water accumulates in the pressurizing part (under the pressure seal) in the upper part of the system, and when the system pressure rises and the pressure seal opens. Since the accumulated hydrogen moves to the reservoir tank together with the cooling water, the hydrogen concentration in the reservoir tank may increase.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、リザーバタンク内の水素濃度が高くなることを防止可能な燃料電池冷却システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell cooling system capable of preventing the hydrogen concentration in the reservoir tank from becoming high.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。   The present invention solves the above problems by the following means.

本発明は、燃料電池を冷却する冷却水が流れるラジエタボディと、ラジエタボディの上部に設けられラジエタボディの上方に滞留した水素を透過可能な水素透過材で形成されるとともにラジエタボディの内部圧力に応じて開閉可能な弁体を含む加圧キャップと、を有する。そして、この加圧キャップを介して接続され、弁体閉時には水素透過材にてラジエタボディ内部と空間とが分離される、当該冷却水を貯留するリザーバタンクを有する。   The present invention is formed by a radiator body through which cooling water for cooling the fuel cell flows, and a hydrogen permeable material provided at the upper portion of the radiator body and capable of permeating hydrogen retained above the radiator body, and at the internal pressure of the radiator body. And a pressure cap including a valve body that can be opened and closed accordingly. And it has a reservoir tank which stores the said cooling water which is connected via this pressurization cap and isolate | separates a radiator body inside and space by a hydrogen permeable material when a valve body is closed.

本発明によれば、ラジエタボディの上部に、ラジエタボディの上方に滞留した水素を透過可能な水素透過材で形成される弁体が設けられているので、弁体の開閉にかかわらず水素がリザーバタンクへ流れる。そしてリザーバタンクのリザーバタンク蓋部は、大気開放状態であるので、水素が換気されるので、リザーバタンク内の水素濃度が高くなることを防止できる。   According to the present invention, the valve body formed of the hydrogen permeable material that can permeate the hydrogen retained above the radiator body is provided at the upper portion of the radiator body. Flow to the tank. Since the reservoir tank lid of the reservoir tank is open to the atmosphere, hydrogen is ventilated, so that the hydrogen concentration in the reservoir tank can be prevented from becoming high.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（燃料電池冷却システムの基本構成）
図１は、本発明による燃料電池冷却システムの基本構成を示す図である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(Basic configuration of fuel cell cooling system)
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a fuel cell cooling system according to the present invention.

水素及び酸素の反応により発電する燃料電池ＦＣを冷却する燃料電池冷却システムは、ラジエタボディ１０と、加圧キャップ２０と、リザーバタンク３０と、を含む。   The fuel cell cooling system that cools the fuel cell FC that generates power by reaction of hydrogen and oxygen includes a radiator body 10, a pressure cap 20, and a reservoir tank 30.

ラジエタボディ１０は、燃料電池ＦＣが発電するときに発熱するので、その熱によって高温化した冷却水を冷却する。なお冷却水は、ラジエタボディ１０と燃料電池ＦＣとの間に設けられた冷却水ポンプ４０によって循環させられている。   Since the radiator body 10 generates heat when the fuel cell FC generates power, it cools the cooling water that has been heated by the heat. The cooling water is circulated by a cooling water pump 40 provided between the radiator body 10 and the fuel cell FC.

加圧キャップ２０は、冷却水系を加圧する。加圧キャップ２０の弁体２２は、水素透過性を有した材質である。加圧キャップ２０の弁体２２は、水素透過性を有した材質であるので、冷却水は弁体２２開時にリザーバタンク３０へ、水素は常時リザーバタンク３０へ流れる。   The pressure cap 20 pressurizes the cooling water system. The valve body 22 of the pressure cap 20 is made of a material having hydrogen permeability. Since the valve body 22 of the pressure cap 20 is made of a material having hydrogen permeability, the cooling water flows to the reservoir tank 30 when the valve body 22 is opened, and hydrogen always flows to the reservoir tank 30.

リザーバタンク３０は、加圧キャップ２０を介してラジエタボディ１０に接続され、ラジエタボディ１０で余剰となった冷却水を一時貯留する。リザーバタンク３０のリザーバタンク蓋部３１は、大気開放状態であり、水素を換気する。   The reservoir tank 30 is connected to the radiator body 10 via the pressurizing cap 20, and temporarily stores the cooling water that is surplus in the radiator body 10. The reservoir tank cover 31 of the reservoir tank 30 is in an open state and ventilates hydrogen.

（加圧キャップの第１実施形態）
図２は、加圧キャップの第１実施形態を示す断面図である。 (First embodiment of pressure cap)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the pressure cap.

ラジエタボディ１０は、上部に加圧キャップ取付口１１が形成されている。加圧キャップ取付口１１は、小径部１１ａと大径部１１ｂとを含む。   The radiator body 10 has a pressure cap attachment port 11 formed in the upper part. The pressure cap attachment port 11 includes a small diameter portion 11a and a large diameter portion 11b.

加圧キャップ２０は、加圧キャップボディ２１と、弁体２２と、環状体２３と、スプリング２４と、を含む。   The pressure cap 20 includes a pressure cap body 21, a valve body 22, an annular body 23, and a spring 24.

加圧キャップボディ２１は、加圧キャップの構成部品を収装する。加圧キャップボディ２１は、ラジエタボディ１０の加圧キャップ取付口１１に取り付けられる。加圧キャップボディ２１は、上部にリザーバタンク連通口２１ａが形成されている。このリザーバタンク連通口２１ａは、配管を介してリザーバタンク３０に接続される。   The pressure cap body 21 houses the components of the pressure cap. The pressure cap body 21 is attached to the pressure cap attachment port 11 of the radiator body 10. The pressurizing cap body 21 has a reservoir tank communication port 21a formed in the upper part. The reservoir tank communication port 21a is connected to the reservoir tank 30 via a pipe.

弁体２２は、加圧キャップ取付口１１の大径部１１ｂに配置される。弁体２２は、円盤状である。弁体２２の外径は、加圧キャップ取付口１１の大径部１１ｂよりも小径であり、加圧キャップ取付口１１の小径部１１ａよりも大径である。弁体２２は、水を透過することなく水素を透過可能な水素透過性の材料によって形成される。このような材料については後述する。弁体２２は、ラジエタボディ１０の内部圧力に応じて加圧キャップ取付口１１(小径部１１ａ)を開閉する。   The valve body 22 is disposed in the large diameter portion 11 b of the pressure cap attachment port 11. The valve body 22 has a disk shape. The outer diameter of the valve body 22 is smaller than the large diameter portion 11 b of the pressure cap attachment port 11 and larger than the small diameter portion 11 a of the pressure cap attachment port 11. The valve body 22 is formed of a hydrogen-permeable material that can permeate hydrogen without permeating water. Such materials will be described later. The valve body 22 opens and closes the pressurization cap attachment port 11 (small diameter portion 11a) according to the internal pressure of the radiator body 10.

環状体２３は、弁体２２の上面であって弁体２２の外縁に配置される。環状体２３の外径は、弁体２２の外径とほぼ等しい。環状体２３の内径は、加圧キャップ取付口１１の小径部１１ａよりも大径である。   The annular body 23 is disposed on the outer surface of the valve body 22 on the upper surface of the valve body 22. The outer diameter of the annular body 23 is substantially equal to the outer diameter of the valve body 22. The inner diameter of the annular body 23 is larger than that of the small diameter portion 11 a of the pressure cap attachment port 11.

スプリング２４は、環状体２３と加圧キャップボディ２１の天井部との間に設けられる。   The spring 24 is provided between the annular body 23 and the ceiling portion of the pressure cap body 21.

次に図３を参照して弁体の材料について説明する。なお図３は材質ごとの水素透過性を示す図である。   Next, the material of the valve body will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing hydrogen permeability for each material.

上述の通り、弁体は、水を透過することなく水素を透過可能な水素透過性の材料によって形成される。   As described above, the valve body is formed of a hydrogen-permeable material that can permeate hydrogen without permeating water.

従来は加圧キャップのシールには、エチレンプロピレンゴムが使用されている。しかしながら本実施形態では、シリコンゴムやブチルゴムなどの水素透過性の高いゴム材を使用する。またポリスルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、酢酸セルロースといった高分子膜やパラジウム又はその合金によって代表される金属膜などの水素選択透過膜を使用すれば、さらに高い水素透過性を得ることができる。   Conventionally, ethylene-propylene rubber is used for the seal of the pressure cap. However, in this embodiment, a rubber material having high hydrogen permeability such as silicon rubber or butyl rubber is used. Further, if a hydrogen selective permeable membrane such as a polymer membrane such as polysulfone, polyimide, polyamide, polycarbonate and cellulose acetate or a metal membrane represented by palladium or an alloy thereof is used, higher hydrogen permeability can be obtained.

具体的な材料の選択は、燃料電池内で燃料系から冷却水系に透過する水素量に応じて次式(1)を満足するように行う。   The specific material is selected so as to satisfy the following equation (1) in accordance with the amount of hydrogen permeating from the fuel system to the cooling water system in the fuel cell.

Figure 2010073560
Figure 2010073560

（リザーバタンクの車両への搭載形態）
図４は、リザーバタンクの車両への搭載形態を示す図である。 (Mounting form of reservoir tank to vehicle)
FIG. 4 is a diagram showing a form of mounting the reservoir tank on the vehicle.

ラジエタ２０から流出する余剰の冷却水を一時貯留するリザーバタンク３０を車両に搭載するときは、走行風の当たる位置に配置する。具体的には、リザーバタンク３０よりも前方の車両フロント面を開口し、その開口部分からリザーバタンク３０まで部品を設置しない。   When the reservoir tank 30 for temporarily storing excess cooling water flowing out from the radiator 20 is mounted on the vehicle, the reservoir tank 30 is disposed at a position where the traveling wind hits. Specifically, the vehicle front surface in front of the reservoir tank 30 is opened, and no components are installed from the opening to the reservoir tank 30.

本実施形態では、上述のような構造になっているので、ラジエタボディ１０の内部圧力が低いときには、スプリング２４に押圧されて弁体２２が加圧キャップ取付口１１を閉弁する。冷却水の流量が増加したり温度が上昇するなどしてラジエタボディ１０の内部圧力が高くなると、スプリング２４の押圧力に抗して弁体２２が移動し加圧キャップ取付口１１を開弁する。するとラジエタボディ１０で余剰となった冷却水がリザーバタンク連通口２１ａからリザーバタンク３０に流れる。   In the present embodiment, since the structure is as described above, when the internal pressure of the radiator body 10 is low, the valve body 22 is pressed by the spring 24 and the pressure cap attachment port 11 is closed. When the internal pressure of the radiator body 10 increases due to an increase in the flow rate of cooling water or a rise in temperature, the valve element 22 moves against the pressing force of the spring 24 and opens the pressure cap attachment port 11. . Then, surplus cooling water in the radiator body 10 flows from the reservoir tank communication port 21 a to the reservoir tank 30.

そして本実施形態では、弁体２２は水素透過性の材料で形成されている。また弁体２２は、スプリング２４の押圧力を環状体２３を介して受ける。すなわち弁体２２の上面には、外縁の必要最小限にのみ部材(環状体２３)が配置されるだけであり、環状体２３の内周側は空間である。そのため燃料電池ＦＣからラジエタ２０に移動した冷却水に含まれる水素は、弁体２２が閉弁していても、環状体２３の内周側の弁体２２を透過してリザーバタンク連通口２１ａからリザーバタンク３０に流れる。すなわち冷却水に含まれる水素は、弁体２２の開閉にかかわらず常時リザーバタンク連通口２１ａからリザーバタンク３０に流れ、ラジエタボディ１０の内部に滞留しない。   In this embodiment, the valve body 22 is formed of a hydrogen permeable material. Further, the valve body 22 receives the pressing force of the spring 24 through the annular body 23. That is, the member (annular body 23) is only disposed on the upper surface of the valve body 22 to the minimum necessary for the outer edge, and the inner peripheral side of the annular body 23 is a space. Therefore, even if the valve body 22 is closed, the hydrogen contained in the cooling water moved from the fuel cell FC to the radiator 20 passes through the valve body 22 on the inner peripheral side of the annular body 23 and passes through the reservoir tank communication port 21a. It flows into the reservoir tank 30. That is, hydrogen contained in the cooling water always flows from the reservoir tank communication port 21 a to the reservoir tank 30 regardless of whether the valve body 22 is opened or closed, and does not stay in the radiator body 10.

このように本実施形態によれば、加圧キャップ２０の本来の加圧という目的を達成できる。それとともに、弁体２２の閉弁時でも水素が加圧キャップ２０からリザーバタンク３０に常時流れるので、燃料電池ＦＣの内部で燃料系から冷却水系に透過し冷却水に漏出した水素を弁体２２の下に溜めないという目的をも達成できるのである。そして水素が弁体２２の下に溜まらないので、弁体２２の開弁時に大量の水素が一気にリザーバタンク３０へ流れ込んでしまう、という事態に至らないのである。   Thus, according to this embodiment, the original purpose of the pressure cap 20 can be achieved. At the same time, since hydrogen always flows from the pressure cap 20 to the reservoir tank 30 even when the valve body 22 is closed, the hydrogen that has permeated from the fuel system to the cooling water system and leaked into the cooling water inside the fuel cell FC. The purpose of not accumulating under can also be achieved. And since hydrogen does not accumulate under the valve body 22, when the valve body 22 is opened, a large amount of hydrogen will flow into the reservoir tank 30 all at once.

そしてリザーバタンク３０のリザーバタンク蓋３１は大気開放となっている。ラジエタ２０からリザーバタンク３０に流れた水素が、そのリザーバタンク蓋３１で換気される。上述のように、リザーバタンク３０を、走行風の当たる位置に配置しておくことで、水素換気が促進される。   The reservoir tank lid 31 of the reservoir tank 30 is open to the atmosphere. Hydrogen flowing from the radiator 20 to the reservoir tank 30 is ventilated by the reservoir tank lid 31. As described above, hydrogen ventilation is promoted by arranging the reservoir tank 30 at a position where the traveling wind hits.

また車速が遅いときや車両が停止しているときには、走行風が期待できない。そこで図４(Ｂ)に示すようにラジエタファン５０によって送風された空気が当たる位置に、リザーバタンク３０を配置すれば、ラジエタファン５０が作動することで、車速が遅いときや車両が停止しているときにも水素換気を促進できる。なお車速が遅いときや車両が停止しているときにのみラジエタファン５０が作動するだけでなく、走行風が得られるようなときにもラジエタファン５０が作動してもよい。これにより水素換気が一層促進される。   In addition, when the vehicle speed is slow or the vehicle is stopped, the traveling wind cannot be expected. Therefore, as shown in FIG. 4B, if the reservoir tank 30 is disposed at a position where the air blown by the radiator fan 50 hits, the radiator fan 50 is operated to stop the vehicle when the vehicle speed is slow or the vehicle stops. Hydrogen ventilation can be promoted even when you are. The radiator fan 50 may be operated not only when the vehicle speed is slow or when the vehicle is stopped, but also when traveling wind is obtained. This further promotes hydrogen ventilation.

（加圧キャップの第２実施形態）
図５は、加圧キャップの第２実施形態を示す断面図である。 (Second embodiment of the pressure cap)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the pressure cap.

なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。   In the following description, parts having the same functions as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.

本実施形態では、加圧キャップ２０の弁体２２は、断面が波形に凹凸形成されている。このように凹凸形成されているので、水素が透過する面積が増える。したがって本実施形態によれば、弁体２２が閉弁しているときの水素透過量を増やすことができるのである。   In the present embodiment, the valve body 22 of the pressurizing cap 20 has a corrugated cross section. Since the unevenness is formed in this way, the area through which hydrogen permeates increases. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to increase the hydrogen permeation amount when the valve body 22 is closed.

（加圧キャップの第３実施形態）
図６は、加圧キャップの第３実施形態を示す断面図である。 (Third embodiment of pressure cap)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the pressure cap.

本実施形態では、加圧キャップ２０の加圧キャップボディ２１の側壁２１ｂがリザーバタンク連通口２１ａに向けてテーパ状に形成されている。なおこのテーパ部分は、側壁２１ｂの上側の部分だけでも、下側から上側にかけての全体部分でもよい。   In the present embodiment, the side wall 21b of the pressure cap body 21 of the pressure cap 20 is formed in a tapered shape toward the reservoir tank communication port 21a. The tapered portion may be only the upper portion of the side wall 21b or the entire portion from the lower side to the upper side.

本実施形態のように構成することで、弁体２２が開弁したときに冷却水がスムーズにリザーバタンク連通口２１ａに流れるのである。   By configuring as in the present embodiment, when the valve element 22 is opened, the cooling water smoothly flows to the reservoir tank communication port 21a.

（加圧キャップの第４実施形態）
図７は、加圧キャップの第４実施形態を示す断面図である。 (Fourth embodiment of pressure cap)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the pressure cap.

本実施形態では、環状体２３は、弁体２２の下面の外周に固定されている。また加圧スプリング２４は、環状体２３及びラジエタボディ１０の加圧キャップ取付口１１に固定されている。このような構成になっているので、ラジエタボディ１０の内部圧力が低ければスプリング２４に引圧されて弁体２２が加圧キャップ取付口１１を閉弁する。冷却水の流量が増加したり温度が上昇するなどしてラジエタボディ１０の内部圧力が高くなると、スプリング２４の引圧力に抗して弁体２２が移動し加圧キャップ取付口１１を開弁する。するとラジエタボディ１０で余剰となった冷却水がリザーバタンク連通口２１ａからリザーバタンク３０に流れる。   In the present embodiment, the annular body 23 is fixed to the outer periphery of the lower surface of the valve body 22. The pressure spring 24 is fixed to the annular body 23 and the pressure cap attachment port 11 of the radiator body 10. With this configuration, if the internal pressure of the radiator body 10 is low, the pressure is applied to the spring 24 and the valve body 22 closes the pressurizing cap attachment port 11. When the internal pressure of the radiator body 10 increases due to an increase in the flow rate of cooling water or an increase in temperature, the valve element 22 moves against the pulling force of the spring 24 and opens the pressure cap attachment port 11. . Then, surplus cooling water in the radiator body 10 flows from the reservoir tank communication port 21 a to the reservoir tank 30.

本実施形態によれば、弁体２２の上部に加圧スプリング２４を配置する必要がない。したがって弁体２２の上方の容積、特に高さを極力小さくでき、弁体２２を透過した水素は弁体２２の上方に溜まることなく、リザーバタンク３０に流れることとなる。また弁体２２が開弁したときには、冷却水がスムーズにリザーバタンク３０に流れることとなる。   According to this embodiment, it is not necessary to arrange the pressure spring 24 on the upper part of the valve body 22. Therefore, the volume above the valve body 22, particularly the height, can be reduced as much as possible, and hydrogen that has permeated the valve body 22 flows into the reservoir tank 30 without accumulating above the valve body 22. Further, when the valve element 22 is opened, the cooling water flows smoothly into the reservoir tank 30.

（加圧キャップの第５実施形態）
図８は、加圧キャップの第５実施形態を示す断面図である。 (Fifth embodiment of pressure cap)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the pressure cap.

本実施形態では、加圧キャップボディ２１の天井部にロッド２１ｃが直立する。ロッド２１ｃは弁体２２を貫通する。弁体２２とロッド２１ｃとの間は軸シールになっている。そしてロッド２１ｃの端部には底板２１ｄが形成される。そして環状体２３は、弁体２２の下面の外周に固定されている。また加圧スプリング２４は、環状体２３及び加圧キャップボディ２１の底板２１ｄに固定されている。このような構成になっているので、ラジエタボディ１０の内部圧力が低ければスプリング２４に引圧されて弁体２２が加圧キャップ取付口１１を閉弁する。冷却水の流量が増加したり温度が上昇するなどしてラジエタボディ１０の内部圧力が高くなると、スプリング２４の引圧力に抗して弁体２２が移動し加圧キャップ取付口１１を開弁する。するとラジエタボディ１０で余剰となった冷却水がリザーバタンク連通口２１ａからリザーバタンク３０に流れる。   In the present embodiment, the rod 21 c stands upright on the ceiling portion of the pressure cap body 21. The rod 21 c penetrates the valve body 22. A shaft seal is provided between the valve body 22 and the rod 21c. A bottom plate 21d is formed at the end of the rod 21c. The annular body 23 is fixed to the outer periphery of the lower surface of the valve body 22. The pressure spring 24 is fixed to the annular body 23 and the bottom plate 21 d of the pressure cap body 21. With this configuration, if the internal pressure of the radiator body 10 is low, the pressure is applied to the spring 24 and the valve body 22 closes the pressurizing cap attachment port 11. When the internal pressure of the radiator body 10 increases as the flow rate of the cooling water increases or the temperature rises, the valve element 22 moves against the pulling force of the spring 24 and opens the pressure cap attachment port 11. . Then, surplus cooling water in the radiator body 10 flows from the reservoir tank communication port 21 a to the reservoir tank 30.

また本実施形態によれば、加圧スプリング２４はラジエタボディ１０には固定する必要がないので、容易に固定できる。   Further, according to the present embodiment, the pressure spring 24 does not need to be fixed to the radiator body 10 and can be easily fixed.

さらに加圧キャップ２０を取り外せば弁体２２も一緒に付いてくるので、冷却水を注入するなどのメンテナンスが容易である。   Further, if the pressure cap 20 is removed, the valve body 22 is also attached, so that maintenance such as injecting cooling water is easy.

（加圧キャップの第６実施形態）
図９は、加圧キャップの第６実施形態を示す断面図である。 (Sixth embodiment of pressure cap)
FIG. 9 is a sectional view showing a sixth embodiment of the pressure cap.

本実施形態では、加圧キャップボディ２１の天井部の少なくとも一部２１ｅが水素透過性の材料によって形成される。   In the present embodiment, at least a part 21e of the ceiling portion of the pressure cap body 21 is formed of a hydrogen permeable material.

なおこの水素透過性部分２１ｅの具体的な材料の選択は、弁体２２の材料との間で次式(2)を満足するように行う。   The specific material of the hydrogen permeable portion 21e is selected so as to satisfy the following expression (2) with the material of the valve body 22.

Figure 2010073560
Figure 2010073560

このように構成することで、水素透過性部分２１ｅでは冷却水が外部に漏れることなく水素が外部に透過し水素換気が促進されるので、加圧キャップ２０に水素が溜まらない。   By configuring in this way, in the hydrogen permeable portion 21e, hydrogen does not leak to the outside and hydrogen permeates to the outside and hydrogen ventilation is promoted, so that hydrogen does not accumulate in the pressure cap 20.

（ラジエタの車両への搭載形態）
図１０は、ラジエタの車両への搭載形態を示す図である。 (Radiator mounted on vehicle)
FIG. 10 is a diagram illustrating a form of mounting the radiator on the vehicle.

ラジエタの加圧キャップ２０を、図１０(Ａ)に示すように走行風の当たる位置に配置する。具体的には、加圧キャップ２０よりも前方の車両フロント面を開口し、その開口部分から加圧キャップ２０まで部品を設置しない。このように構成することで水素換気が一層促進される。   The pressure cap 20 of the radiator is disposed at a position where the traveling wind hits as shown in FIG. Specifically, the vehicle front surface ahead of the pressure cap 20 is opened, and no components are installed from the opening to the pressure cap 20. With this configuration, hydrogen ventilation is further promoted.

また車速が遅いときや車両が停止しているときには、走行風が期待できない。そこで図１０(Ｂ)に示すようにラジエタファン５０によって送風された空気が当たる位置に、加圧キャップ２０を配置すれば、ラジエタファン５０が作動することで、車速が遅いときや車両が停止しているときにも水素換気を促進できる。なお車速が遅いときや車両が停止しているときにのみラジエタファン５０が作動するだけでなく、走行風が得られるようなときにもラジエタファン５０が作動してもよい。これにより水素換気がさらに一層促進される。   In addition, when the vehicle speed is slow or the vehicle is stopped, the traveling wind cannot be expected. Therefore, as shown in FIG. 10 (B), if the pressure cap 20 is disposed at a position where the air blown by the radiator fan 50 hits, the radiator fan 50 is operated to stop the vehicle when the vehicle speed is slow or the vehicle stops. Hydrogen ventilation can be promoted even when The radiator fan 50 may be operated not only when the vehicle speed is slow or when the vehicle is stopped, but also when traveling wind is obtained. This further promotes hydrogen ventilation.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

たとえば、加圧キャップの第２実施形態においては、加圧キャップ２０の弁体２２の断面を波形に凹凸形成した場合を挙げて説明したが、湾曲状に形成してもよい。そのようにしても水素が透過する面積が増える。   For example, in the second embodiment of the pressure cap, the case where the cross section of the valve body 22 of the pressure cap 20 is formed in a corrugated shape has been described, but it may be formed in a curved shape. Even so, the area through which hydrogen permeates increases.

またラジエタ(加圧キャップボディ)の内部上面をリザーバタンク連通口に向かって傾斜させる構造としてもよい。   Further, the internal upper surface of the radiator (pressure cap body) may be inclined toward the reservoir tank communication port.

本発明による燃料電池冷却システムの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the fuel cell cooling system by this invention. 加圧キャップの第１実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of a pressure cap. 材質ごとの水素透過性を示す図である。It is a figure which shows the hydrogen permeability for every material. リザーバタンクの車両への搭載形態を示す図である。It is a figure which shows the mounting form to the vehicle of a reservoir tank. 加圧キャップの第２実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of a pressure cap. 加圧キャップの第３実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of a pressure cap. 加圧キャップの第４実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of a pressure cap. 加圧キャップの第５実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 5th Embodiment of a pressure cap. 加圧キャップの第６実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 6th Embodiment of a pressure cap. ラジエタの車両への搭載形態を示す図である。It is a figure which shows the mounting form to the vehicle of a radiator.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ラジエタボディ
１１ 加圧キャップ取付口
２０ 加圧キャップ
２１ 加圧キャップボディ
２２ 弁体
２３ 環状体
２４ スプリング(弾性部材)
３０ リザーバタンク
５０ ラジエタファン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radiator body 11 Pressure cap attachment port 20 Pressure cap 21 Pressure cap body 22 Valve body 23 Ring body 24 Spring (elastic member)
30 Reservoir tank 50 Radiator fan

Claims (10)

燃料電池を冷却する冷却水が流れるラジエタボディと、
前記ラジエタボディの上部に設けられ、ラジエタボディの上方に滞留した水素を透過可能な水素透過材で形成されるとともに、ラジエタボディの内部圧力に応じて開閉可能な弁体を含む加圧キャップと、
前記加圧キャップを介して接続され、前記弁体閉時には前記水素透過材にてラジエタボディ内部と空間とが分離される、当該冷却水を貯留するリザーバタンクと、
を有することを特徴とする燃料電池冷却システム。 A radiator body through which cooling water for cooling the fuel cell flows,
A pressure cap provided on the radiator body, formed of a hydrogen permeable material capable of permeating hydrogen retained above the radiator body, and including a valve body that can be opened and closed according to the internal pressure of the radiator body;
A reservoir tank for storing the cooling water, which is connected via the pressure cap and separates the radiator body and the space by the hydrogen permeable material when the valve body is closed;
A fuel cell cooling system comprising: 前記加圧キャップは、
前記弁体の上面の外周に配置される環状体と、
前記環状体と加圧キャップボディの天井部との間に設けられ、前記ラジエタボディの内部圧力に抗して前記弁体が閉弁するように押圧する弾性部材と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。 The pressure cap is
An annular body disposed on the outer periphery of the upper surface of the valve body;
An elastic member provided between the annular body and the ceiling portion of the pressure cap body, and pressing the valve body so as to close against the internal pressure of the radiator body,
The fuel cell cooling system according to claim 1. 前記加圧キャップは、
前記弁体の下面の外周に配置される環状体と、
前記環状体と前記ラジエタボディの加圧キャップ取付口との間に設けられ、前記ラジエタボディの内部圧力に抗して前記弁体が閉弁するように引圧する弾性部材と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。 The pressure cap is
An annular body disposed on the outer periphery of the lower surface of the valve body;
An elastic member provided between the annular body and a pressure cap attachment port of the radiator body, and pulling the valve body against the internal pressure of the radiator body so as to close the valve body,
The fuel cell cooling system according to claim 1. 前記弁体は、断面が湾曲形状である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。 The valve body has a curved cross section.
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell cooling system is provided. 前記弁体は、断面が凹凸形状である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。 The valve body has an uneven shape in cross section.
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell cooling system is provided. 前記加圧キャップは、加圧キャップボディの側壁がリザーバタンク連通口に向けてテーパ状に形成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。 The pressure cap is formed such that the side wall of the pressure cap body is tapered toward the reservoir tank communication port.
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 5, wherein the fuel cell cooling system is provided. 前記加圧キャップは、加圧キャップボディの天井部に形成され、前記弁体の水素透過材よりも水素透過性の高い第２水素透過材を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。 The pressure cap is formed on the ceiling portion of the pressure cap body, and has a second hydrogen permeable material having higher hydrogen permeability than the hydrogen permeable material of the valve body.
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 6, wherein the fuel cell cooling system is provided. 前記第２水素透過材は、走行風又はラジエタファンが送風する空気が当たる位置に配置される、
ことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池冷却システム。 The second hydrogen permeable material is disposed at a position where the running air or the air blown by the radiator fan hits.
The fuel cell cooling system according to claim 7. 前記リザーバタンクは、走行風が当たる位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。 The reservoir tank is disposed at a position where the traveling wind hits,
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 8, wherein the fuel cell cooling system is provided. 前記ラジエタに空気を送風するラジエタファンを備え、
前記リザーバタンクは、前記ラジエタファンによって送風された空気が当たる位置に配置され、
前記ラジエタファンは、車両の走行速度が所定速度よりも低いときに作動し、前記リザーバタンクに空気を送風する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。 A radiator fan for blowing air to the radiator;
The reservoir tank is disposed at a position where air blown by the radiator fan hits,
The radiator fan is activated when a traveling speed of the vehicle is lower than a predetermined speed, and blows air to the reservoir tank.
The fuel cell cooling system according to any one of claims 1 to 9, wherein the fuel cell cooling system is provided.
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