JP2013230725A - 燃料電池型産業車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化剤ガスを供給して電気を生成する燃料電池19が収容された燃料電池ユニット13を有し、車体本体に立設される中空筒状のリヤピラー17を備えた燃料電池型産業車両としてのフォークリフトであって、リヤピラー17の内部に形成された内部空間28と燃料電池ユニット13を繋ぐ流通経路としての配管25と、リヤピラー17の上端部に形成され燃料電池ユニット13内の水素ガスを排出する排気口としての開口部29と、開口部29の上部に設けられ、内部空間28を通って開口部29から排出される排気中の水素濃度を検出する水素濃度検知器30と、を備えている。
【選択図】 図2
Description
図1に示すように、フォークリフト10では、車体本体15に設けた運転席11の下方に収容ケース12が設けられ、収容ケース12には燃料電池ユニット13が収容されている。燃料電池ユニット13では、水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化剤ガスが図2及び図3に示す燃料電池19へ供給されて、水素と酸素による電気化学反応により燃料電池19において電気が生成される。
フォークリフト10の運転席11上部には、ヘッドガード14が備えられている。ヘッドガード14は、ルーフと車体本体15の前部に立設された左右一対のフロントピラー16と、後部に立設された左右一対のリヤピラー17により運転席11の直上に支持されている。
なお、図1において、紙面左側をフォークリフト10の前部、紙面右側をフォークリフト10の後部とし、紙面の上側をフォークリフト10の上部、紙面の下側をフォークリフト10の下部として、紙面に直角方向をフォークリフト10の左右方向とする。
燃料電池ユニット13は、ケーシング18の天板部18Aがフード24によって覆われており、フード24における最頂部24Aに貫通孔24Bが形成されている。なお、フード24は、上方ほど先細りの形状を有している。先細りの形状とは、具体的には、テーパー形状やドーム形状、ピラミッド形状などが該当する。フード24の最頂部24Aと左側のリヤピラー17の下端部とを接続する配管25が設けられている。なお、配管25が流通経路に相当する。配管25の一方の端部は貫通孔24Bに接続されている。
リヤピラー17の下端部底面17Aには、貫通孔17Bが形成されている。配管25の他方の端部は貫通孔17Bに接続されている。燃料電池ユニット13とリヤピラー17の内部空間28とは、配管25を介して接続されている。
図1および図2に示すように、リヤピラー17は燃料電池ユニット13の位置よりも上方に設けられている。配管25はフード24との接続部分よりリヤピラー17との接続部分の方が高さが高くなるように傾斜して配置されている。
図3に示すように、燃料電池19の作動時には、循環ポンプ22が駆動され、燃料電池19を冷却するための冷却水が熱媒体通路20を介して燃料電池19とラジエータ21との間を循環する。制御装置26は、冷却水の温度が所定値を超えると、ファンモータ27に駆動信号を送信し、ラジエータファン23を駆動させる。ラジエータファン23の駆動により、燃料電池ユニット13内では燃料電池19からラジエータ21に向う空気流が発生する。空気流の発生により、ラジエータ21内を通る冷却水が冷却される。ここで、燃料電池19など燃料電池ユニット13内の部品の異常などによって燃料電池ユニット13内へ流出した水素ガスは、空気よりも比重が小さいことにより、燃料電池ユニット13内の上方に移動しやすい。燃料電池ユニット13内の上方に移動した水素ガスは、ケーシング18の天板部18Aに形成された複数の排出口18Bからフード24内に排出される。排出口18Bからフード24内へ排出された水素ガスはフード24に沿って最頂部24Aへ案内され、配管25に導入される。
図4(a)に示すように、内部空間28内を上昇した水素ガスは、リヤピラー17の上端部に設けられた開口部29を通って外部へと排出される。このとき、水素濃度検知器30によって排気中の水素濃度を検出する。
また、燃料電池ユニット13内の水素ガスはリヤピラー17の上端部に形成された開口部29から外部に排出されるが、開口部29の位置が運転席11より上方の高さにあるので、開口部29より排出される水素ガスをフォークリフト10の外部に確実に拡散させることが可能である。
(1)燃料電池ユニット13とリヤピラー17の内部空間28とは、配管25を介して接続されているので、ラジエータファン23の駆動又は停止にかかわらず、燃料電池ユニット13内の水素ガスは、空気よりも比重が小さいことを利用して、他に漏れることなく配管25を通ってリヤピラー17の内部空間28に確実に案内され、内部空間28を上昇して上端部の開口部29より外部へと排出される。開口部29より上方でリヤピラー17の外側面には水素濃度検知器30が設けられているので、排気中の水素濃度を水素濃度検出することによって燃料電池ユニット13内の水素濃度をより正確に検出することが可能となる。
(2)燃料電池ユニット13内の水素ガスは、リヤピラー17の内部空間28に集められリヤピラー17の上端部の開口部29から外部に排出される。開口部29の位置が運転席11より上方の高いところにあるので、開口部29より排出される水素ガスを外部に確実に拡散させることが可能である。
(3)水素濃度検知器30は、開口部29より上方でリヤピラー17の外側面に配置されているので、水素濃度検知器30を外側から容易に取り付けることが可能である。
(4)燃料電池ユニット13から排出された水素ガスの排気通路として、リヤピラー17の内部空間28を利用できるので、別途排気通路を設けなくても良く、部品点数と設置スペースを削減可能である。
(5)制御装置26のメモリには、予め、燃料電池ユニット13内における水素濃度が正常レベルにあるかどうかを判断する判断基準となる設定濃度H1が記憶されているので、制御装置26では水素濃度検知器30により検知された排気中の水素ガスの水素濃度Hmと設定濃度H1との比較が行われる。水素濃度Hmが設定濃度H1より低い場合には、燃料電池ユニット13内の水素濃度が正常レベルにあり、燃料電池19の作動状態が正常であると判定される。水素濃度Hmが設定濃度H1より高い場合には、燃料電池ユニット13内の水素濃度が異常レベルにあり、燃料電池19の作動状態が異常であると判定される。従って、ラジエータファン23の停止および駆動に関係なく、燃料電池19の正常又は異常の判断をより正確に行うことができる。
(6)水素濃度検知器30は1個でラジエータファン23駆動時および停止時の水素濃度を検出可能であり、水素濃度検知器30を複数個設ける必要がない。よって、部品点数および部品コストを削減可能である。
(7)燃料電池ユニット13は、ケーシング18の天板部18Aが上方ほど先細りの形状を有するフード24によって覆われており、フード24の最頂部24Aに配管25が接続されていることにより、天板部18Aの排出口18Bから排出された水素ガスはフード24に沿って最頂部24Aへ案内され、配管25に導入される。よって、フード24によって燃料電池ユニット13から排出された水素ガスを速やかに配管25に案内することが可能である。
○ 本発明の実施形態では、開口部29より上方でリヤピラー17の外側面に水素濃度検知器30が設けられているとして説明したが、図5に示すように、開口部29より上方でリヤピラー17の内側面に水素濃度検知器30を設けても良い。この場合には、水素濃度検知器30を外側に突出して設けなくとも良いので、外観性を損なうことなく設置可能であり、且つ、水素濃度検知器30に直接外力が加わって破損することを防止可能である。
○ 本発明の実施形態において、リヤピラー17の内部空間28内に排気用ファンを設けても良い。排気用ファンを設けることにより、配管25や内部空間28に水素ガスが滞留していたとしても速やかに開口部29を通って外部へと排出でき、水素ガスの排出効率を向上可能である。
○ 本発明の実施形態において、開口部29にルーバーを取り付けても良い。なお、ルーバーとは、羽板と呼ばれる細長い板を枠組みに隙間をあけて平行に配置したものである。ルーバーを取り付けることにより、開口部29から内部空間28に異物などの侵入を防止できる。
○ 本発明の実施形態では、リヤピラー17の上端部に開口部29が形成されるとして説明したが、開口部29の位置はリヤピラー17の上端部側面、上端部後面又は上端部前面のどの位置にあっても構わない。
○ 本発明の実施形態では、フォークリフト10の後部左側のリヤピラー17に開口部29を設けるとして説明したが、フォークリフト10の後部右側のリヤピラー17に開口部29を設けても良い。また、フォークリフト10の前部右側又は前部左側のフロントピラー16に開口部29を設けても良い。
○ 本発明の実施形態では、燃料電池を搭載したフォークリフト10の例で説明したが、フォークリフトに限らず、建設車両や、牽引車など他の産業車両に適用してもよい。
11 運転席
13 燃料電池ユニット
14 ヘッドガード
15 車体本体
17 リヤピラー
19 燃料電池
25 配管(流通経路)
26 制御装置
28 内部空間
29 開口部
30 水素濃度検知器
H1 設定濃度
Hm 水素濃度検知器により検出された水素濃度
Claims (4)
- 水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化剤ガスを供給して電気を生成する燃料電池が収容された燃料電池ユニットを有し、車体本体に立設される中空筒状のピラーを備えた燃料電池型産業車両であって、
前記ピラーの内部に形成された内部空間と前記燃料電池ユニットを繋ぐ流通経路と、
前記ピラーの上端部に形成され前記燃料電池ユニット内の水素ガスを排出する排気口と、
前記排気口の上部に設けられ、前記内部空間を通って前記排気口から排出される排気中の水素濃度を検出する水素濃度検知器と、を備えたことを特徴とする燃料電池型産業車両。 - 前記水素濃度検知器は、前記排気口より上方で前記ピラーの外側面に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池型産業車両。
- 前記水素濃度検知器は、前記排気口より上方で前記ピラーの内側面に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池型産業車両。
- 前記流通経路における前記燃料電池ユニットとの接続部分には、上方ほど先細りの形状を有するフードが形成され、該フードの最頂部に前記流通経路が接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池型産業車両。
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