JP2021026871A - 燃料電池システムの支持構造 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る支持構造が適用された燃料電池システムSの車上での設置状態を、車体上方からの平面視により示す概略図である。
アノード極: 2H2+4O2- → 2H2O+4e- …(1.1)
カソード極: O2+4e- → 2O2- …(1.2)
C2H5OH+3H2O → 6H2+2CO2 …(2)
図2および3は、本実施形態に係る燃料電池システムSの支持構造を、筐体3を水平面または鉛直面により破断させた状態で概略的に示しており、図2は、当該支持構造を車体上方からの破断平面視により、図3は、車体側方からの破断側面視により、夫々示している。図2および3を参照して、燃料電池システムSのより具体的な構成および燃料電池システムSの支持構造について説明する。
図4は、本実施形態に係る燃料電池システムSの支持構造に適用される可動マウント装置M(M1、M2)の構成を示しており、図4(a)は、可動マウント装置Mを正面視により、同図(b)は、側面視により、夫々示している。
本実施形態に係る燃料電池システムSの支持構造は、以上の構成を有し、本実施形態により得られる効果について、以下に説明する。
fn=(1/2π)×(k/m)1/2 …(3)
k01=kr+kat+kah …(3.1)
k02=kc …(3.2)
k02<k01 …(4)
本実施形態では、変位吸収機構の例示として掲げられるベローズ92およびツイストワイヤ93を、いずれも低温室Rlに配置した。しかし、変位吸収機構の構成および配置は、これに限定されるものではなく、変位吸収量の異なる複数の変位吸収機構を採用し、高温室Rhと低温室Rlとに、振り分けて配置することが可能である。変位吸収量の調整は、例えば、可動部により変位吸収機構に与えられるバネ定数を異ならせることによる。
1…燃料電池スタック
2…燃料処理ユニット
3…筐体
4…断熱材
5…隔壁
6…原燃料供給管
7…アノードガス供給管
8a、8b…バスバー
11r、11l…後輪
21r、21l…シャシーフレーム(サイドメンバ)
31a〜31c…筐体マウント装置
91、911、912、913…ブラケット
91a…締結具(固定部)
91b…溶接部
92…ベローズ
93…ツイストワイヤ
94…ベローズ
Rh…高温室
Rl…低温室
M、M1、M2…可動マウント装置
Claims (9)
- 複数の燃料電池を積層させた燃料電池スタックと、
原燃料を処理し、前記燃料電池の燃料ガスを生成する燃料処理ユニットであって、前記燃料電池スタックに対し、生成された前記燃料ガスを前記燃料電池に供給可能に接続された燃料処理ユニットと、
内部を高温室と低温室とに分ける隔壁を有し、前記燃料電池スタックおよび前記燃料処理ユニットが、前記高温室に収容された筐体と、
を備える燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池スタックおよび前記燃料処理ユニットの少なくとも一方を含む高温部品を、前記筐体に対して支持する、燃料電池システムの支持構造であって、
前記高温部品と前記筐体とを、前記高温部品の前記筐体に対する相対的な位置を固定可能に連結する固定支持機構と、
前記高温部品と前記筐体とを、前記高温部品の前記筐体に対する変位を許容可能に接続する変位吸収機構と、
を有し、
前記固定支持機構は、前記高温部品に対する接続点が前記高温室に設けられ、
前記変位吸収機構は、当該変位吸収機構のバネ定数を前記固定支持機構よりも低下させる可動部を有するとともに、前記高温部品と前記筐体とを、前記可動部を介して接続し、前記可動部が前記低温室に配設された、
燃料電池システムの支持構造。 - 前記固定支持機構の接続点が、前記高温室のうち、最も温度の高い部位に設けられた、
請求項1に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記固定支持機構の接続点が、前記燃料電池スタックと前記燃料処理ユニットとの間に設けられた、
請求項1または2に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記固定支持機構が、前記高温部品と前記筐体とを連結するブラケット部材を有し、
前記ブラケット部材が、前記接続点において、溶接により前記燃料電池スタックまたは前記燃料処理ユニットに固定された、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記固定支持機構が、前記接続点から前記隔壁を介して前記低温室にまで延在するブラケット部材を備え、
前記ブラケット部材が、前記筐体に対し、前記低温室で着脱可能に固定された、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記高温部品が、前記筐体に対し、前記固定支持機構とは前記高温部品に対する接続点が異なる可動マウント装置を介してさらに支持され、
前記可動マウント装置は、前記筐体に固定される固定部と、前記固定部に対して変位可能に支持され、前記高温部品の荷重を受ける可動部と、を備え、前記可動部の、前記固定部に対する単位量の相対変位を第1方向に生じさせるのに要する力が、前記単位量の相対変位を前記第1方向とは異なる第2方向に生じさせるのに要する力よりも小さい、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記第1方向が、前記燃料電池システムの運転時における前記高温部品の熱膨張による変位の方向である、
請求項6に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記変位吸収機構として、
第1変位吸収機構と、
前記第1変位吸収機構よりも変位吸収量が小さい第2変位吸収機構と、
を備え、
前記第1変位吸収機構が、前記低温室に設けられ、
前記第2変位吸収機構が、前記高温室に設けられた、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料電池システムの支持構造。 - 前記燃料電池システムが車両に搭載された、請求項1〜8のいずれか一項に記載の燃料電池システムの支持構造であって、
前記筐体が、当該車両のフレーム構造に対して筐体マウント機構により支持され、
前記筐体マウント機構は、複数の固定点で前記筐体を支持し、前記燃料電池に近い固定点の数が前記燃料処理ユニットに近い固定点の数よりも多い、
燃料電池システムの支持構造。
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