JP2017172669A - 水素漏洩防止構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴミ等の付着による水素検知性能の低下を抑止するとともに、漏洩した水素ガスの拡散を抑止する水素漏洩防止構造体を提供する。【解決手段】水素漏洩防止構造体１０は、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の少なくとも一部を気密状態で接続する気密管状構造部２０と、気密管状構造部２０内に配置され、前記水素タンク２から前記燃料電池スタック３に水素を供給する水素供給系３０と、気密管状構造部２０内に配置され、水素を検知する光ファイバ水素センサ４０と、気密管状構造部２０内に配置され、水素を吸蔵する水素吸蔵合金５０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、水素漏洩防止構造体に関する。

燃料電池自動車（ＦＣＶ）は、燃料電池で水素と酸素の化学反応により発電し、得られた電気エネルギーでモーターを回転させることにより走行する自動車である。燃料電池は、水素を燃料とし、発電の際に、大気汚染の原因となる窒素酸化物、炭化水素や、地球温暖化の原因と考えられる二酸化炭素を排出しない。このため、燃料電池自動車は、いわゆる環境に優しい自動車であり、今後普及すると考えられている。

しかし、燃料電池の燃料である水素は、爆発限界が低く、空気中に４体積％程度含まれると爆発する。このため、燃料電池自動車には、ｐｐｍオーダーから爆発下限濃度の４体積％までの水素を応答性よく計測することができる水素ガス漏れ検知技術が求められている。

これに対し、特許文献１には、水素感応膜への水素の吸脱着を利用した光ファイバセンサが開示されている。

国際公開第２００９／１５４２１６号

しかしながら、特許文献１に記載された光ファイバセンサは、水素感応膜からなるセンサ部が露出しているため、水素感応膜が衝撃を受けたり、水素感応膜にゴミが付着して水素の検知感度が低下したりしやすい。また、特許文献１に記載された光ファイバセンサは、水素ガスの漏洩を検知することが可能であるものの、漏洩した水素ガスの拡散を抑止することはできない。

このように、従来、ゴミ等の付着による水素検知性能の低下を抑止するとともに、漏洩した水素ガスの拡散を抑止する水素漏洩防止構造体は知られていなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ゴミ等の付着による水素検知性能の低下を抑止するとともに、漏洩した水素ガスの拡散を抑止する水素漏洩防止構造体を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る水素漏洩防止構造体は、水素タンクと燃料電池スタックとの間の少なくとも一部を気密状態で接続する気密管状構造部と、前記気密管状構造部内に配置され、前記水素タンクから前記燃料電池スタックに水素を供給する水素供給系と、前記気密管状構造部内に配置され、水素を検知する光ファイバ水素センサと、前記気密管状構造部内に配置され、水素を吸蔵する水素吸蔵合金と、を備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る水素漏洩防止構造体は、前記水素供給系が、前記水素タンクから前記燃料電池スタックに水素を供給する水素供給配管を有することを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る水素漏洩防止構造体は、前記水素供給系は、複数本の前記水素供給配管と、隣接する前記水素供給配管の端部同士を接続する配管接続部材とを有し、前記気密管状構造部は、前記水素供給配管を収容する配管収容部と、前記配管接続部材を収容する配管接続部材収容部とを有することを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る水素漏洩防止構造体は、前記配管接続部材は、レギュレータ及び継手からなる群より選択される１種以上であることを特徴とする。

本発明の第５の態様に係る水素漏洩防止構造体は、前記水素吸蔵合金は、配管収容部及び配管接続部材収容部内の少なくとも一方に配置されることを特徴とする。

本発明に係る水素漏洩防止構造体は、ゴミ等の付着による水素検知性能の低下を抑止するとともに、漏洩した水素ガスの拡散を抑止することができる。

第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体を含む燃料電池システムを示す斜視図である。 図１の水素漏洩防止構造体１０を構成する気密管状構造部２０の一部である配管収容部２１を拡大するとともにその横断面を示した斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。 第２の実施形態に係る水素漏洩防止構造体を示す斜視図である。 第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体を含む燃料電池システムを示す斜視図である。

［水素漏洩防止構造体］
（第１の実施形態）
以下、本実施形態の水素漏洩防止構造体について、図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体を含む燃料電池システムを示す斜視図である。燃料電池システム１は、水素タンク２と、水素タンク２中の水素を用いて発電する燃料電池スタック３と、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０とを有する。第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０は、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の少なくとも一部に設けられ、水素漏洩防止構造を備える構造体である。

第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０は、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の少なくとも一部を気密状態で接続する気密管状構造部２０と、気密管状構造部２０内に配置される水素供給系３０と、気密管状構造部２０内に配置される光ファイバ水素センサ４０と、気密管状構造部２０内に配置される水素吸蔵合金５０と、を備える。

＜気密管状構造部＞
気密管状構造部２０は、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の少なくとも一部気密状態で接続する。この気密管状構造部２０は、後述の水素供給系３０、光ファイバ水素センサ４０及び水素吸蔵合金５０を気密状態で収容する部材である。気密管状構造部２０は、水素供給系３０、光ファイバ水素センサ４０及び水素吸蔵合金５０を気密状態で収容することにより、水素供給系３０から水素が漏洩したときに、水素が気密管状構造部２０の外部に漏洩することを防止する構造部である。気密管状構造部２０の形状は、水素供給系３０、光ファイバ水素センサ４０、及び水素吸蔵合金５０を気密状態で収容可能な形状であればよく、特に限定されない。

なお、図１に第１の実施形態として示す水素漏洩防止構造体１０では、気密管状構造部２０が、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の全体にわたって設けられる。具体的には、水素漏洩防止構造体１０では、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の全体にわたって、筒状の配管収容部２１と箱状の配管接続部材収容部２５とからなる気密管状構造部２０が設けられており、配管収容部２１と配管接続部材収容部２５とは、形状が異なっているが気密状態を保って接続されている。このため、気密管状構造部２０は、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の全体にわたって、気密状態を保つ構造部になっている。

気密管状構造部２０の一部を構成する配管収容部２１は、水素供給系３０としての水素供給配管３１を収容する。また、気密管状構造部２０の一部を構成する配管接続部材収容部２５は、水素供給系３０としての、水素供給配管３１及び配管接続部材３５を収容する。このため、気密管状構造部２０は、水素供給配管３１を収容する配管収容部２１と、配管接続部材３５を収容する配管接続部材収容部２５とを有する。

なお、水素漏洩防止構造体は、第１の実施形態と異なる実施形態として、気密管状構造部２０が、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の一部のみに設けられる構造体とすることができる。この気密管状構造部２０が、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の一部のみに形成される構造体を、第３の実施形態として後述する。第３の実施形態は、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の部分のうち、水素が漏洩しやすい部分にのみ、気密管状構造部２０を設けた例である。

図２は、図１の水素漏洩防止構造体１０を構成する気密管状構造部２０の一部である配管収容部２１を拡大するとともにその横断面を示した斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。具体的には、図３は、図１に示す気密管状構造部２０を構成する、筒状の配管収容部２１及び箱状の配管接続部材収容部２５を拡大して示す断面図である。

図２及び３に示すように、気密管状構造部２０の一部である配管収容部２１では、その内部の空間２３に、水素供給系３０としての水素供給配管３１と、光ファイバ水素センサ４０と、水素吸蔵合金５０と、が収容される。

また、図３に示すように、気密管状構造部２０の他の一部である配管接続部材収容部２５では、配管接続部材収容部２５内の空間２７に、水素供給系３０としての水素供給配管３１及び配管接続部材３５と、光ファイバ水素センサ４０と、水素吸蔵合金５０と、が収容される。図３に示す配管接続部材３５は、具体的にはレギュレータ３５Ａである。

このように、配管収容部２１と配管接続部材収容部２５とは、共に、外部に対する気密状態を保ちつつ、内部に水素供給系３０と、光ファイバ水素センサ４０と、水素吸蔵合金５０とを収容する。このため、配管収容部２１と配管接続部材収容部２５とからなる気密管状構造部２０が形成された部分の全体が水素漏洩防止構造体１０になっている。

次に、気密管状構造部２０内に配置される、水素供給系３０、光ファイバ水素センサ４０、及び水素吸蔵合金５０について説明する。

＜水素供給系＞
水素供給系３０は、気密管状構造部２０内に配置され、水素タンク２から燃料電池スタック３に水素を供給する系である。図３に示すように、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０は、水素供給系３０として、水素タンク２から燃料電池スタック３に水素を供給する複数本の水素供給配管３１と、隣接する水素供給配管３１の端部同士を接続する配管接続部材３５とを有する。図３に第１の実施形態として示す水素漏洩防止構造体１０では、配管接続部材３５としてレギュレータ３５Ａが用いられる。レギュレータ３５Ａは、水素タンク２から燃料電池スタック３に供給される水素の圧力を調整する装置である。

なお、水素漏洩防止構造体１０では、配管接続部材３５として、レギュレータ３５Ａに代えて又はレギュレータ３５Ａに加えて継手を用いることができる。すなわち、配管接続部材３５は、レギュレータ３５Ａ及び継手からなる群より選択される１種以上とすることができる。たとえば、水素漏洩防止構造体１０に、配管接続部材３５が複数個含まれるときに、配管接続部材３５の一部をレギュレータ３５Ａとし、配管接続部材３５の残部を継手とすることができる。

＜光ファイバ水素センサ＞
光ファイバ水素センサ４０は、気密管状構造部２０内に配置され、水素を検知するセンサである。水素漏洩防止構造体１０は、気密管状構造部２０内が気密状態であるため、光ファイバ水素センサ４０は、気密管状構造部２０内の空気中の水素を検知するセンサとして機能する。光ファイバ水素センサ４０としては、特に限定されず、公知のものを用いることができるが、例えば、白金担持酸化タングステン（Ｐｔ／ＷＯ_３）を含む水素感応クラッドを有する光ファイバ水素センサが用いられる。なお、光ファイバ水素センサ４０は、水素を検知するセンサとしての機能に加えて他の機能を有するものとしてもよい。他の機能としては、例えば、通信機能及び給電機能の１種以上の機能が挙げられる。光ファイバ水素センサ４０が、水素を検知するセンサとしての機能に加えて通信機能及び給電機能の１種以上の機能を有すると、水素漏洩防止構造体１０の構造を複雑化せずに水素漏洩防止構造体１０に通信機能及び給電機能の１種以上の機能を付与することができる。

なお、白金担持酸化タングステン（Ｐｔ／ＷＯ_３）を含む水素感応クラッドを有する光ファイバ水素センサでは、水素感応クラッドへの水素の吸着、脱着に基づき雰囲気中の水素濃度を検知する。このため、上記水素感応クラッドを有する光ファイバ水素センサで水素濃度を正確に検知するためには、水素感応クラッドの表面が清浄に保たれていることが必要である。これに対し、第１の実施形態として示す水素漏洩防止構造体１０では、光ファイバ水素センサ４０が気密状態の気密管状構造部２０内に収容されており、光ファイバ水素センサ４０の表面が清浄に保たれる。このため、第１の実施形態として示す水素漏洩防止構造体１０では、水素感応クラッドを有する光ファイバ水素センサを用いた場合でも、水素濃度を正確に検知することができる。

＜水素吸蔵合金＞
水素吸蔵合金５０は、気密管状構造部２０内に配置され、水素を吸蔵する金属である。水素吸蔵合金５０の材質としては、水素を吸蔵可能な合金である限り特に限定されないが、例えば、Ｍｇ_２Ｎｉ等が用いられる。Ｍｇ_２Ｎｉからなる水素吸蔵合金５０は、例えば、水酸化マグネシウムをボールミリング処理し、さらに触媒を高い濃度で添加して活性かさせることにより得られる。Ｍｇ_２Ｎｉからなる水素吸蔵合金５０は、４質量％以上の濃度の水素ガスを室温において１０秒程度の高速で吸蔵可能である。なお、水素を吸蔵した水素吸蔵合金５０は、例えば、気密管状構造部２０外に取り出し、温度、圧力等を適切な条件にすることにより、安全に水素を放出することができる。水素を放出した後の水素吸蔵合金５０は、水素吸蔵能力が元に戻るため、繰り返し用いることができる。

水素吸蔵合金５０の形状は特に限定されないが、例えば、紐状、棒状、板状、箔状、粒状等とすることができる。ここで、紐状とは、変形が容易な棒状を意味する。水素吸蔵合金５０が紐状であると、ハンドリング及び管理が容易であるため好ましい。なお、水素吸蔵合金５０は、その表面粗さを大きくすることにより、水素吸蔵合金５０の表面積を大きくし、水素吸蔵量を増加させてもよい。

第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０では、図２及び図３に示すように、水素吸蔵合金５０が、配管収容部２１及び配管接続部材収容部２５の内部にそれぞれ収容される。

なお、水素吸蔵合金５０は、気密管状構造部２０の一部、例えば、配管収容部２１又は配管接続部材収容部２５内のみに配置される態様を採用することができる。すなわち、水素吸蔵合金５０は、配管収容部２１及び配管接続部材収容部２５内の少なくとも一方に配置される態様を採用することができる。水素吸蔵合金５０が配管収容部２１内に配置されず配管接続部材収容部２５内のみに配置される態様を、第３の実施形態として後述する。

＜作用＞
第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０の作用を説明する。図１に示す燃料電池システム１は、水素タンク２から水素漏洩防止構造体１０内の水素供給系３０を介して供給された水素を用いて燃料電池スタック３で発電するものである。燃料電池システム１は、例えば、燃料電池車等に搭載される。

水素タンク２から取り出された水素ガスは、水素漏洩防止構造体１０内の水素供給系３０、すなわち、水素供給配管３１及び配管接続部材３５を流通して燃料電池スタック３に供給される。具体的には、通常時において、水素タンク２から取り出された水素は、その全量が水素供給系３０を介して燃料電池スタック３に供給される。

なお、水素供給系３０から水素ガスが漏洩する異常事態が生じた場合、例えば水素供給配管３１に形成された孔から水素ガスが漏洩したり、水素供給配管３１と配管接続部材３５との接続部から水素ガスが漏洩したりした場合には、この水素ガスは気密状態に保たれた気密管状構造部２０内の空間２３や２７に貯留される。このため、水素漏洩防止構造体１０では、水素供給系３０から漏洩した水素ガスが水素漏洩防止構造体１０外に放出されることはなく、漏洩した水素ガスの拡散が抑止される。

また、気密管状構造部２０内の空間２３や２７に水素ガスが貯留した場合は、光ファイバ水素センサ４０により水素ガスの漏洩が検知されるとともに、水素吸蔵合金５０に水素が吸蔵されることにより気密管状構造部２０内の気体中の水素ガスの濃度が下げられる。このため、水素ガスの漏洩量が水素吸蔵合金５０の水素吸蔵能力未満であれば、気密管状構造部２０内の雰囲気を水素の爆発限界以下になるように制御することができる。

なお、光ファイバ水素センサ４０が白金担持酸化タングステン（Ｐｔ／ＷＯ_３）を含む水素感応クラッドを有するものである場合、水素感応クラッドに対する水素の吸着や脱着に基づいて水素が検知される。また、一般的に、水素感応クラッドによる水素の吸着速度は、水素吸蔵合金５０による水素吸蔵速度に比較して十分に速い。このため、白金担持酸化タングステン（Ｐｔ／ＷＯ_３）を含む水素感応クラッドを有する光ファイバ水素センサ４０を用いて水素の検知を行う場合において、水素感応クラッドへの水素の吸着反応を用いた光ファイバ水素センサ４０での水素濃度の検知と、水素吸蔵合金５０による水素の吸蔵反応とが共に生じるときでも、水素感応クラッドへの水素の吸着速度が十分に速いことから、水素濃度の適切な検知が可能である。

また、水素漏洩防止構造体１０では、光ファイバ水素センサ４０が気密状態の気密管状構造部２０内に配置される。このため、水素漏洩防止構造体１０では、光ファイバ水素センサ４０の表面にゴミ等が付着して水素検知能力が低下することを抑制することができる。例えば、光ファイバ水素センサ４０が、白金担持酸化タングステン（Ｐｔ／ＷＯ_３）を含む水素感応クラッドを有する場合、水素感応クラッドは水素の吸着、脱着により、水素を検知するため、水素感応クラッドの表面が清浄であることが好ましい。水素漏洩防止構造体１０では、光ファイバ水素センサ４０が気密管状構造部２０内に収容されるため、光ファイバ水素センサ４０の表面へのゴミの付着が実質的に生じず、正確な水素の検知が可能となる。

＜効果＞
本実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０は、ゴミ等の付着による水素検知性能の低下を抑止するとともに、漏洩した水素ガスの拡散を抑止することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る水素漏洩防止構造体を示す斜視図である。図４に示す第２の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ａは、図２に示す第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０に比較して、筒状の配管収容部２１内に収容する光ファイバ水素センサ４０を１本から２本にしたものである。

図４に示す第２の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ａと、図２に示す第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０との相違点は、配管収容部２１内に収容する光ファイバ水素センサ４０の本数のみであり、その他の構成は、両者で同一であるため、構成を示す符号についての説明を省略する。

また、図４に示す第２の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ａの作用・効果は、図２に示す第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０の作用・効果に比較して、配管収容部２１内に収容する光ファイバ水素センサ４０が１本増えた分だけ、光ファイバ水素センサの冗長系とすることができ、その他の作用・効果は同一である。このため、第２の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ａの作用・効果についての説明を省略する。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体を含む燃料電池システムを示す斜視図である。図５に示す第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂを含む燃料電池システム１Ｂは、図１及び２に示す第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０を含む燃料電池システム１に比較して、水素漏洩防止構造体１０を水素漏洩防止構造体１０Ｂに代えた以外は同じである。このため、第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂと第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０とで同一の構成に同一の符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。

第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と同様に、水素タンク２から燃料電池スタック３に水素を供給する経路の少なくとも一部に設けられ水素漏洩防止構造を備えるものである。

具体的には、第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂは、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の少なくとも一部を気密状態で接続する気密管状構造部２０Ｂと、気密管状構造部２０Ｂ内に配置される水素供給系３０Ｂと、気密管状構造部２０Ｂ内に配置される光ファイバ水素センサ４０と、気密管状構造部２０Ｂ内に配置される水素吸蔵合金５０と、を備える。なお、水素供給系３０Ｂの水素供給配管３１は、気密管状構造部２０Ｂの内外に存在する。しかし、気密管状構造部２０Ｂ内には、水素供給配管３１の一部と配管接続部材３５とが存在しており、これらの水素供給配管３１の一部と配管接続部材３５Ｂとで水素供給系３０Ｂを構成している。

第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と異なり、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の一部のみに設けられる。具体的には、水素漏洩防止構造体１０Ｂでは、気密管状構造部２０Ｂは箱状の配管接続部材収容部２５Ｂのみからなり、この配管接続部材収容部２５Ｂと、配管接続部材収容部２５Ｂの内部に設けられた水素供給系３０Ｂ、光ファイバ水素センサ４０及び水素吸蔵合金５０が、水素漏洩防止構造体１０Ｂを構成している。すなわち、配管接続部材収容部２５Ｂ外に存在する、水素供給配管３１や光ファイバ水素センサ４０が露出した部分は、水素漏洩防止構造体１０Ｂを構成するものではない。

図５に示すように、気密管状構造部２０Ｂを構成する配管接続部材収容部２５Ｂでは、配管接続部材収容部２５Ｂ内の空間に、水素供給系３０Ｂとしての配管接続部材３５、及び水素供給配管３１の一部と、光ファイバ水素センサ４０と、水素吸蔵合金５０と、が収容される。図５に示す配管接続部材３５は、具体的には継手３５Ｂである。

このように、配管接続部材収容部２５Ｂは、外部に対する気密状態を保ちつつ、内部に水素供給系３０Ｂと、光ファイバ水素センサ４０と、水素吸蔵合金５０とを収容する。このため、配管接続部材収容部２５Ｂのみからなる気密管状構造部２０Ｂで区画された部分のみが水素漏洩防止構造体１０Ｂになっている。

次に、気密管状構造部２０Ｂ内に配置される、水素供給系３０Ｂ及び水素吸蔵合金５０について説明する。なお、光ファイバ水素センサ４０は、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０で用いられるものと同様であるため、説明を省略する。

＜水素供給系＞
水素供給系３０Ｂは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０で用いられる水素供給系３０に比較して、気密管状構造部２０Ｂとしての配管接続部材収容部２５Ｂ外に配置される水素供給配管３１と、気密管状構造部２０Ｂとしての配管接続部材収容部２５Ｂ内に配置される配管接続部材３５としての継手３５Ｂとを有する。継手３５Ｂとしては公知のものを用いることができる。水素供給系３０Ｂのうち、水素漏洩防止構造体１０Ｂを構成する部材は、気密管状構造部２０Ｂとしての配管接続部材収容部２５Ｂ内に配置される水素供給系３０Ｂのみであり、具体的には、継手３５Ｂ及び水素供給配管３１の一部である。なお、図５には、配管接続部材収容部２５Ｂが３個記載されているが、同じものになっている。また、配管接続部材収容部２５Ｂ中の配管接続部材３５は、３個の配管接続部材収容部２５Ｂ中の１個以上の配管接続部材収容部２５Ｂにおいて、継手３５Ｂに代えてレギュレータ３５Ａとしてもよい。

＜水素吸蔵合金＞
水素吸蔵合金５０としては、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０で用いられる水素吸蔵合金５０と同様のものが用いられる。なお、第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂでは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と異なり、水素吸蔵合金５０が配管接続部材収容部２５Ｂ内の空間中のみに配置される。

＜作用＞
第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂの作用を説明する。第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０に比較して、水素漏洩防止構造体１０Ｂが配管接続部材収容部２５Ｂ及びその内部に配置された構成部材のみで形成される点で異なる。第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と同様に、図示しない水素タンクから水素漏洩防止構造体１０Ｂ内の水素供給系３０Ｂを介して供給された水素を用いて図示しない燃料電池スタックで発電する燃料電池システム１Ｂで用いられる。

燃料電池システム１Ｂでは、燃料電池システム１と同様に、水素タンクから取り出された水素ガスは、水素漏洩防止構造体１０Ｂ内外に存在する水素供給系３０Ｂ、すなわち、水素供給配管３１及び配管接続部材３５を流通して燃料電池スタックに供給される。通常時において、水素タンクから取り出された水素は、その全量が水素供給系３０Ｂを介して燃料電池スタックに供給される。

なお、水素供給系３０Ｂのうちの配管接続部材３５から水素ガスが漏洩する異常事態が生じた場合は、この水素ガスは気密状態に保たれた気密管状構造部２０Ｂとしての配管接続部材収容部２５Ｂ内の空間に貯留される。このため、水素漏洩防止構造体１０Ｂでは、水素供給系３０Ｂの配管接続部材３５から漏洩した水素ガスが水素漏洩防止構造体１０Ｂ外に放出されることはなく、漏洩した水素ガスの拡散が抑止される。

また、気密管状構造部２０Ｂとしての配管接続部材収容部２５Ｂ内の空間に水素ガスが貯留した場合は、配管接続部材収容部２５Ｂ内を貫通する光ファイバ水素センサ４０により水素ガスの漏洩が検知されるとともに、配管接続部材収容部２５Ｂ内に配置された水素吸蔵合金５０に水素が吸蔵されることにより配管接続部材収容部２５Ｂ内の気体中の水素ガスの濃度が下げられる。このため、水素ガスの漏洩量が水素吸蔵合金５０の水素吸蔵能力未満であれば、気密管状構造部２０Ｂとしての配管接続部材収容部２５Ｂ内の雰囲気を水素の爆発限界以下になるように制御することができる。

なお、第３の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂでは、光ファイバ水素センサ４０のうち配管接続部材収容部２５Ｂ内に存在する部分が、気密状態であるため、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と同様に、光ファイバ水素センサ４０の表面にゴミ等が付着して水素検知能力が低下することを抑制することができる。

その他の作用は、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と同様であるため、説明を省略する。

＜効果＞
本実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０Ｂは、第１の実施形態に係る水素漏洩防止構造体１０と同様に、ゴミ等の付着による水素検知性能の低下を抑止するとともに、漏洩した水素ガスの拡散を抑止することができる。

（その他の実施形態）
図１に第１の実施形態として示される水素漏洩防止構造体１０では、水素タンク２と燃料電池スタック３との間の全体にわたって設けられる気密管状構造部２０が、筒状の配管収容部２１と箱状の配管接続部材収容部２５とからなる。しかし、本発明の水素漏洩防止構造体では、第１の実施形態の水素漏洩防止構造体１０の変形例として、気密管状構造部２０が、筒状の配管収容部２１のみからなり箱状の配管接続部材収容部２５を含まないものとすることができる。例えば、水素供給系３０が水素供給配管３１のみからなり、レギュレータ、継手等の配管接続部材３５を含まない場合に、このような筒状の配管収容部２１のみからなる気密管状構造部２０を有する水素漏洩防止構造体とすることができる。

この変形例の作用・効果は第１の実施形態の水素漏洩防止構造体１０の作用・効果に比較して、配管接続部材３５に起因して水素ガスが漏洩することを考慮しない以外は、同一である。このため、この変形例の作用・効果の説明を省略する。

以上、本発明を実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

本実施形態に係るカーボンナノチューブ複合材料は、例えば、自動車用ハーネスの線材として使用することができる。

１、１Ｂ 燃料電池システム
２ 水素タンク
３ 燃料電池スタック
１０、１０Ａ、１０Ｂ 水素漏洩防止構造体
２０ 気密管状構造部
２１ 配管収容部
２３ 空間
２５ 配管接続部材収容部
２７ 空間
３０ 水素供給系
３１ 水素供給配管
３５ 配管接続部材
３５Ａ レギュレータ（配管接続部材）
３５Ｂ 継手（配管接続部材）
４０ 光ファイバ水素センサ
５０ 水素吸蔵合金

Claims (5)

1. 水素タンクと燃料電池スタックとの間の少なくとも一部を気密状態で接続する気密管状構造部と、
   前記気密管状構造部内に配置され、前記水素タンクから前記燃料電池スタックに水素を供給する水素供給系と、
   前記気密管状構造部内に配置され、水素を検知する光ファイバ水素センサと、
   前記気密管状構造部内に配置され、水素を吸蔵する水素吸蔵合金と、
   を備えることを特徴とする水素漏洩防止構造体。
2. 前記水素供給系は、前記水素タンクから前記燃料電池スタックに水素を供給する水素供給配管を有することを特徴とする請求項１に記載の水素漏洩防止構造体。
3. 前記水素供給系は、複数本の前記水素供給配管と、隣接する前記水素供給配管の端部同士を接続する配管接続部材とを有し、
   前記気密管状構造部は、前記水素供給配管を収容する配管収容部と、前記配管接続部材を収容する配管接続部材収容部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の水素漏洩防止構造体。
4. 前記配管接続部材は、レギュレータ及び継手からなる群より選択される１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の水素漏洩防止構造体。
5. 前記水素吸蔵合金は、配管収容部及び配管接続部材収容部内の少なくとも一方に配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の水素漏洩防止構造体。

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