JP5291379B2 - Fuel cell vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、水素漏れを検出する水素センサの点検用配管が設けられた燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle provided with a hydrogen sensor inspection pipe for detecting hydrogen leakage.

燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車では、水素漏れを検知するための水素センサが設けられている。また、水素は空気に比べて比重が軽いため、燃料電池システムの上方に配置することが一般的に行われている。しかし、燃料電池システムの上方に配置すると水素センサが燃料電池システムによって視認できない位置となる。このため水素センサの点検時には、水素センサを視認できるように燃料電池システムを車両から取り外す必要が生じて、水素センサの点検作業が煩雑になるという問題がある。そこで、特許文献1では、車両に予め水素センサ点検用の配管を取り付けておくことで、点検作業を容易にする技術が提案されている。
特開2006−329786号公報(図3)
A fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system is provided with a hydrogen sensor for detecting hydrogen leakage. Further, since hydrogen has a lower specific gravity than air, it is generally arranged above the fuel cell system. However, if the fuel cell system is disposed above the fuel cell system, the hydrogen sensor cannot be visually recognized by the fuel cell system. For this reason, at the time of inspection of the hydrogen sensor, it is necessary to remove the fuel cell system from the vehicle so that the hydrogen sensor can be visually recognized, and there is a problem that the inspection work of the hydrogen sensor becomes complicated. Therefore, Patent Document 1 proposes a technique that facilitates inspection work by attaching a hydrogen sensor inspection pipe to a vehicle in advance.
Japanese Patent Laying-Open No. 2006-329786 (FIG. 3)

ところで、燃料電池自動車では水素が車室内に浸入するのを避けるために、燃料電池システム(例えば、燃料電池スタック、水素タンク、水素配管等)を車室外に配置している。このため、水素センサも当然に車室外に配置されることになるが、水素センサを車室外に配置すると、水素センサの検出部が水や埃などの異物に曝されてしまい、水素センサの検出精度が低下するおそれがあるという問題があった。   By the way, in a fuel cell automobile, a fuel cell system (for example, a fuel cell stack, a hydrogen tank, a hydrogen pipe, etc.) is arranged outside the vehicle compartment in order to prevent hydrogen from entering the vehicle compartment. For this reason, the hydrogen sensor is naturally arranged outside the passenger compartment. However, if the hydrogen sensor is arranged outside the passenger compartment, the detection part of the hydrogen sensor is exposed to foreign matter such as water and dust, and the detection of the hydrogen sensor is performed. There was a problem that there was a possibility that accuracy might fall.

また、点検用配管をステーを介してボディに取り付ける場合、ステーから点検用配管の水素吹出し口までの距離が長いと、水素センサと吹出し口とのクリアランスの管理が困難であった。   When the inspection pipe is attached to the body via the stay, if the distance from the stay to the hydrogen outlet of the inspection pipe is long, it is difficult to manage the clearance between the hydrogen sensor and the outlet.

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、水素センサを車室外に配置したとしても良好な検出精度を得ることができる燃料電池車両を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell vehicle capable of obtaining good detection accuracy even when a hydrogen sensor is disposed outside a vehicle compartment.

請求項1に係る発明は、車室外に燃料電池システムが配置され、前記燃料電池システムの上方に水素漏れを検知する水素センサが設けられた燃料電池車両において、前記水素センサの検出部から前記燃料電池車両の外部に向けて延び、前記検出部に点検用ガスを供給して前記水素センサの点検を行う点検用ガス導入配管と、前記点検用ガス導入配管に設けられ、前記検出部が異物に曝されるのを防止するセンサ保護部材と、を備え、前記センサ保護部材は、前記点検用ガス導入配管の先端部に設けられるとともに、板状で且つ前記点検用ガス導入配管を軸として前記水素センサ側に傾くように折り曲げられていることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a fuel cell vehicle in which a fuel cell system is arranged outside a passenger compartment, and a hydrogen sensor that detects hydrogen leakage is provided above the fuel cell system. An inspection gas introduction pipe that extends toward the outside of the battery vehicle, supplies inspection gas to the detection section to inspect the hydrogen sensor, and is provided in the inspection gas introduction pipe. A sensor protection member for preventing exposure , wherein the sensor protection member is provided at the tip of the inspection gas introduction pipe and is plate-shaped and has the inspection gas introduction pipe as an axis. It is bent so as to incline toward the sensor side .

請求項1に係る発明によれば、新たに水素センサ用の保護部品を取り付けることなく、水素センサの検出部への異物(水や埃など)の付着を防止することが可能になる。よって、水素センサにおいて良好な検出精度を得ることができる。また、水素センサの検出部への異物の付着を効果的に防止できる。また、他のデバイスの邪魔になることなく水素センサの検出部への異物の付着を防止することができる。また、水素センサの側方からの異物の侵入を効果的に防止できる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent foreign matter (water, dust, etc.) from adhering to the detection part of the hydrogen sensor without newly attaching a protective part for the hydrogen sensor. Therefore, good detection accuracy can be obtained in the hydrogen sensor. In addition, it is possible to effectively prevent foreign matters from adhering to the detection part of the hydrogen sensor. Further, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the detection unit of the hydrogen sensor without interfering with other devices. In addition, it is possible to effectively prevent foreign substances from entering from the side of the hydrogen sensor.

請求項2に係る発明は、前記センサ保護部材は、前記水素センサの検出部を正面視したときに、前記検出部の全体と重なるように構成されていることを特徴とする。これによれば、水素センサの検出部の正面全体が覆われるので、水素センサの検出部への異物の付着をさらに効果的に防止できる。 The invention according to claim 2 is characterized in that the sensor protection member is configured to overlap the entire detection unit when the detection unit of the hydrogen sensor is viewed from the front. According to this, since the entire front surface of the detection unit of the hydrogen sensor is covered, it is possible to more effectively prevent foreign matter from adhering to the detection unit of the hydrogen sensor.

請求項3に係る発明は、前記センサ保護部材は、通気性を有し、かつ、水滴を通さないフィルタを有していることを特徴とする。これによれば、センサ保護部材が漏れた水素を遮ることがないため、水素センサの検出精度が損なわれることがない。 The invention according to claim 3 is characterized in that the sensor protection member has a filter that has air permeability and does not allow water droplets to pass therethrough. According to this, since the sensor protection member does not block the leaked hydrogen, the detection accuracy of the hydrogen sensor is not impaired.

請求項4に係る発明は、車室外に燃料電池システムが配置され、前記燃料電池システムの上方に水素漏れを検知する水素センサが設けられた燃料電池車両において、前記水素センサの検出部から前記燃料電池車両の外部に向けて延び、前記検出部に点検用ガスを供給して前記水素センサの点検を行う点検用ガス導入配管と、前記点検用ガス導入配管に設けられ、前記検出部が異物に曝されるのを防止するセンサ保護部材と、を備え、前記センサ保護部材は、前記点検用ガス導入配管の径方向に突出してつば状に形成されていることを特徴とする。これによれば、点検用ガス導入配管を伝っての水素センサへの水の付着を防止することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell vehicle in which a fuel cell system is disposed outside a passenger compartment, and a hydrogen sensor that detects hydrogen leakage is provided above the fuel cell system. An inspection gas introduction pipe that extends toward the outside of the battery vehicle, supplies inspection gas to the detection section to inspect the hydrogen sensor, and is provided in the inspection gas introduction pipe. A sensor protection member for preventing exposure, wherein the sensor protection member protrudes in a radial direction of the inspection gas introduction pipe and is formed in a collar shape . According to this, it is possible to prevent water from adhering to the hydrogen sensor through the inspection gas introduction pipe.

請求項5に係る発明は、前記センサ保護部材は、車両のボディに突き当たるように構成されていることを特徴とする。これによれば、運搬時に点検用ガス導入配管が多少曲がったとしても、センサ保護部材が位置決め部材となって、水素センサと点検用ガス導入配管の吐出口とのクリアランスを点検に必要な距離確保できる。 The invention according to claim 5 is characterized in that the sensor protection member is configured to abut against a vehicle body. According to this, even if the inspection gas introduction pipe is slightly bent during transportation, the sensor protection member becomes a positioning member, and the clearance between the hydrogen sensor and the discharge port of the inspection gas introduction pipe is ensured for the inspection. it can.

本発明によれば、水素センサを車室外に配置したとしても検出精度が良好な燃料電池車両を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell vehicle with good detection accuracy even if the hydrogen sensor is arranged outside the vehicle compartment.

図1は本実施形態の燃料電池自動車における燃料電池システムの配置を示し、(a)は透視側面図、(b)透視上面図、図2は燃料電池システムを示すブロック図、図3はセンサ保護部材を備えた点検用ガス導入配管とその周辺の配置を車両後方から見たときの斜視図、図4はセンサ保護部材の形状を示し、(a)は水素センサの検出部を正面側から見たときの平面図、(b)は点検用ガス導入配管の径方向であるA−A線で切断したときの断面図、(c)は点検用ガス導入配管に沿う方向であるB−B線で切断したときの断面図、図5は水素センサの内部構造の一例を示す斜視図である。   FIG. 1 shows the arrangement of the fuel cell system in the fuel cell vehicle of the present embodiment, (a) is a perspective side view, (b) a perspective top view, FIG. 2 is a block diagram showing the fuel cell system, and FIG. FIG. 4 shows the shape of the sensor protection member when the inspection gas introduction pipe provided with the members and the surrounding arrangement are viewed from the rear of the vehicle, and FIG. 4A shows the detection part of the hydrogen sensor from the front side. (B) is a cross-sectional view taken along line AA, which is the radial direction of the inspection gas introduction pipe, and (c) is a line BB, which is the direction along the inspection gas introduction pipe. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the internal structure of the hydrogen sensor.

図1(a)に示すように、本実施形態の燃料電池自動車1は、燃料電池システム10、水素センサ20、点検用ガス導入配管30A、センサ保護部材40A(図3参照)などで構成されている。また、燃料電池自動車1は、フロアパネル2によって車室内Q1と車室外Q2とに区画されており、フロアパネル2の下方の車室外Q2に燃料電池システム10が配置されている。なお、車室内Q1とは、客室および荷室を含む空間を意味し、車室外Q2とは、車室内Q1を除く部分を意味する。また、フロアパネル2は、車室外Q2に設置された燃料電池システム10からの漏れ水素が車室内Q1内に流入しないように構成されている。   As shown in FIG. 1 (a), the fuel cell vehicle 1 of this embodiment includes a fuel cell system 10, a hydrogen sensor 20, an inspection gas introduction pipe 30A, a sensor protection member 40A (see FIG. 3), and the like. Yes. The fuel cell vehicle 1 is divided into a vehicle interior Q1 and a vehicle exterior Q2 by a floor panel 2, and a fuel cell system 10 is disposed outside the vehicle interior Q2 below the floor panel 2. The vehicle interior Q1 means a space including a passenger compartment and a cargo room, and the vehicle interior Q2 means a portion excluding the vehicle interior Q1. Further, the floor panel 2 is configured so that hydrogen leaking from the fuel cell system 10 installed outside the vehicle interior Q2 does not flow into the vehicle interior Q1.

前記燃料電池システム10は、燃料電池11、補機12、水素タンクモジュール13、水素供給配管14などで構成されている。燃料電池11および補機12は、フロアパネル2のフロント側のフロントフロアパネル2aに形成された凸状のセンターコンソール2a1内に配置され、水素タンクモジュール13は、フロアパネル2のリア側のリアフロアパネル2bの後輪RWと後輪RWとの間に横置きに配置されている(図1(b)参照)。なお、リアフロアパネル2bは、その一部が水素タンクモジュール13のタンク形状に沿うように上側に凸状に湾曲して形成されている。   The fuel cell system 10 includes a fuel cell 11, an auxiliary machine 12, a hydrogen tank module 13, a hydrogen supply pipe 14, and the like. The fuel cell 11 and the auxiliary machine 12 are disposed in a convex center console 2a1 formed on the front floor panel 2a on the front side of the floor panel 2, and the hydrogen tank module 13 is arranged on the rear floor panel on the rear side of the floor panel 2. 2b is disposed horizontally between the rear wheel RW and the rear wheel RW (see FIG. 1B). The rear floor panel 2b is formed so as to be convexly convex upward so that a part of the rear floor panel 2b follows the tank shape of the hydrogen tank module 13.

また、燃料電池11および補機12は、サブフレーム15上に固定された状態で、サブフレーム15がフロアパネル2側の車体(メインフレーム、図示せず)に取り付けられている。また、水素タンクモジュール13は、サブフレーム16上にリアサスペンション(図示せず)などとともに固定され、サブフレーム16がフロアパネル2側の車体(図示せず)に取り付けられている。   In addition, the fuel cell 11 and the auxiliary machine 12 are fixed on the subframe 15, and the subframe 15 is attached to a vehicle body (main frame, not shown) on the floor panel 2 side. The hydrogen tank module 13 is fixed on a subframe 16 together with a rear suspension (not shown) and the like, and the subframe 16 is attached to a vehicle body (not shown) on the floor panel 2 side.

前記水素タンクモジュール13は、高圧水素タンク、一次遮断弁、一次減圧弁などで構成されている。高圧水素タンクは、高純度の水素を非常に高い圧力で充填した円筒状の容器である。一次遮断弁は、例えばインタンク式のものであり、ソレノイドを有する電磁作動式のものである。一次減圧弁は、高圧水素タンクからの高圧の水素を所定圧に減圧する機能を有する。   The hydrogen tank module 13 includes a high-pressure hydrogen tank, a primary cutoff valve, a primary pressure reducing valve, and the like. The high-pressure hydrogen tank is a cylindrical container filled with high-purity hydrogen at a very high pressure. The primary shut-off valve is, for example, an in-tank type and is an electromagnetically operated type having a solenoid. The primary pressure reducing valve has a function of reducing the high pressure hydrogen from the high pressure hydrogen tank to a predetermined pressure.

前記水素供給配管14は、補機12と水素タンクモジュール13とを接続し、水素タンクモジュール13から供給される水素を補機12に導入するための流路を構成している。   The hydrogen supply pipe 14 connects the auxiliary machine 12 and the hydrogen tank module 13, and constitutes a flow path for introducing hydrogen supplied from the hydrogen tank module 13 into the auxiliary machine 12.

前記燃料電池11は、固体高分子形の燃料電池であり、電解質膜を触媒を含むアノードとカソードとで挟み、さらに一対の導電性のセパレータで挟んで構成した単セルを厚み方向に複数積層した構造を有している。   The fuel cell 11 is a polymer electrolyte fuel cell, in which a plurality of unit cells are stacked in the thickness direction, the electrolyte membrane being sandwiched between an anode and a cathode containing a catalyst, and further sandwiched between a pair of conductive separators. It has a structure.

前記補機12は、図2に示すように、水素タンクモジュール13から供給された水素を燃料電池11のアノードに供給するアノード系補機であり、二次遮断弁12a、二次減圧弁12b、エゼクタ12c、パージ弁12dなどで構成されている。二次遮断弁12aは、例えばソレノイドを有する電磁作動式のものであり、二次減圧弁12bなどに不具合が生じたときなどに閉弁するものである。二次減圧弁12bは、一次減圧弁で減圧された水素をさらに低い所定圧に減圧する機能を有する。エゼクタ12cは、燃料電池11のアノードから排出された未反応の水素を再びアノードに供給して再循環させる真空ポンプの一種である。パージ弁12dは、例えば定期的に開弁して、アノード循環経路に蓄積した不純物(窒素、生成水など)を排出する機能を有する。   As shown in FIG. 2, the auxiliary machine 12 is an anode auxiliary machine that supplies the hydrogen supplied from the hydrogen tank module 13 to the anode of the fuel cell 11, and includes a secondary shutoff valve 12a, a secondary pressure reducing valve 12b, An ejector 12c, a purge valve 12d, and the like are included. The secondary shutoff valve 12a is, for example, an electromagnetically operated type having a solenoid, and closes when a malfunction occurs in the secondary pressure reducing valve 12b or the like. The secondary pressure reducing valve 12b has a function of reducing the hydrogen pressure reduced by the primary pressure reducing valve to a lower predetermined pressure. The ejector 12c is a kind of vacuum pump that recirculates the unreacted hydrogen discharged from the anode of the fuel cell 11 by supplying it to the anode again. The purge valve 12d has a function of, for example, periodically opening and discharging impurities (nitrogen, generated water, etc.) accumulated in the anode circulation path.

なお、燃料電池システム10は、エアコンプレッサ(図示せず)から導入された圧縮空気を燃料電池11のカソードに供給するカソード系補機を有している。カソード系補機としては、例えばエアコンプレッサから供給された空気を加湿するための加湿器である。また、パージ弁12dの下流側には希釈器(図示せず)が設けられており、この希釈器においてアノード側から排出された水素をカソードオフガスで希釈して車外に排出するように構成されている。   The fuel cell system 10 has a cathode auxiliary machine that supplies compressed air introduced from an air compressor (not shown) to the cathode of the fuel cell 11. The cathode auxiliary machine is, for example, a humidifier for humidifying air supplied from an air compressor. Further, a diluter (not shown) is provided on the downstream side of the purge valve 12d. The diluter is configured to dilute the hydrogen discharged from the anode side with the cathode off gas and discharge it outside the vehicle. Yes.

燃料電池11では、アノードに対向するセパレータに水素(燃料ガス)が供給され、カソードに対向するセパレータに空気(酸化剤ガス)が供給される。これにより、アノードでは、触媒の作用により水素から電子が分離して、水素イオン(プロトン)が電解質膜を介してカソードに透過し、電子が外部負荷(例えば、走行モータ)を介してカソードに移動する。カソードでは、水素イオンと電子と空気中の酸素との反応により水が生成される。   In the fuel cell 11, hydrogen (fuel gas) is supplied to the separator facing the anode, and air (oxidant gas) is supplied to the separator facing the cathode. As a result, at the anode, electrons are separated from hydrogen by the action of the catalyst, hydrogen ions (protons) pass through the electrolyte membrane to the cathode, and the electrons move to the cathode through an external load (for example, a traveling motor). To do. At the cathode, water is generated by the reaction of hydrogen ions, electrons, and oxygen in the air.

図3に示すように、前記水素センサ20は、燃料電池システム10からの水素漏れを検出する機能を有し、水素タンクモジュール13の上方のフロアパネル2(リアフロアパネル2b)の天井面に、その検出部21,21が下向きになるように取り付けられている。すなわち、水素センサ20は、水素タンクモジュール13が取り付けられた状態では、車両下側からは確認できない位置となっている。なお、水素は空気に比べて比重が非常に小さいことから、水素センサ20は、水素が漏れたときに水素が最も溜まり易い位置(例えば、最も高い位置)に設けられている。水素センサ20の内部構造については図5を参照して後記する。   As shown in FIG. 3, the hydrogen sensor 20 has a function of detecting hydrogen leakage from the fuel cell system 10, and is provided on the ceiling surface of the floor panel 2 (rear floor panel 2 b) above the hydrogen tank module 13. The detection units 21 and 21 are attached so as to face downward. That is, the hydrogen sensor 20 is in a position that cannot be confirmed from the lower side of the vehicle when the hydrogen tank module 13 is attached. Since the specific gravity of hydrogen is much smaller than that of air, the hydrogen sensor 20 is provided at a position where hydrogen is most likely to accumulate (for example, the highest position) when hydrogen leaks. The internal structure of the hydrogen sensor 20 will be described later with reference to FIG.

前記点検用ガス導入配管30Aは、水素センサ20の点検時に水素を導入して水素センサ20の検出部21,21に点検用ガスを吹き付ける流路を構成し、先端部が水素センサ20の正面に位置し、基端部が車両の外部に向けて延びて構成されている。本実施形態における点検用ガス導入配管30Aは、フロアパネル2(リアフロアパネル2b)の壁面に沿って車幅方向の左側に向けて延び、後輪RWおよびタイヤハウスカバー(図示せず)を外したときに、その先端部が車両側面から視認できる位置まで延びて形成されている。   The inspection gas introduction pipe 30 </ b> A constitutes a flow path for introducing hydrogen at the time of inspection of the hydrogen sensor 20 and blowing the inspection gas to the detection units 21, 21 of the hydrogen sensor 20, and the tip portion is in front of the hydrogen sensor 20. And the base end portion extends toward the outside of the vehicle. The inspection gas introduction pipe 30A in the present embodiment extends toward the left side in the vehicle width direction along the wall surface of the floor panel 2 (rear floor panel 2b), and the rear wheel RW and the tire house cover (not shown) are removed. Sometimes, the tip portion is formed to extend to a position where it can be seen from the side of the vehicle.

なお、点検用ガス導入配管30Aの長さは、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、後輪RWおよびタイヤハウスカバーを外して視認できる位置であれば、さらに短く形成されていてもよい。   Note that the length of the inspection gas introduction pipe 30A is not limited to the present embodiment. For example, the length of the inspection gas introduction pipe 30A may be shorter if the position can be viewed by removing the rear wheel RW and the tire house cover. Good.

また、点検用ガス導入配管30Aは、水素センサ20の検出部21,21の並び方向と、点検用ガス導入配管30Aの軸方向とが一致するように構成されている。また、点検用ガス導入配管30Aは、ステー31,31によって支持され、各ステー31がねじ32によってフロアパネル2にねじ止めされている。なお、検出部21,21の並び方向と点検用ガス導入配管30Aの軸方向とは、一致するものに限定されず、直交するように配置してもよい。   Further, the inspection gas introduction pipe 30A is configured such that the arrangement direction of the detection units 21 and 21 of the hydrogen sensor 20 and the axial direction of the inspection gas introduction pipe 30A coincide. The inspection gas introduction pipe 30 </ b> A is supported by stays 31, 31, and each stay 31 is screwed to the floor panel 2 by a screw 32. The arrangement direction of the detection units 21 and 21 and the axial direction of the inspection gas introduction pipe 30A are not limited to coincide with each other, and may be arranged to be orthogonal to each other.

前記各ステー31には、水素センサ20へ電力を供給するとともに水素センサ20からの検出信号を取得するためのハーネス41が支持部材42によって支持されるように構成されている。なお、ハーネス41の一端は、水素センサ20のケースに設けられたコネクタ部20aに接続され、他端は図示しない制御部に接続されている。また、点検用ガス導入配管30Aとステー31とを溶接などで固定しており、点検用ガス導入配管30Aをフロアパネル2に固定したときに、その吐出口30a(図4において後記する)が検出部21側に向くようになっている。   Each stay 31 is configured such that a harness 41 for supplying electric power to the hydrogen sensor 20 and acquiring a detection signal from the hydrogen sensor 20 is supported by a support member 42. One end of the harness 41 is connected to a connector portion 20a provided in the case of the hydrogen sensor 20, and the other end is connected to a control portion (not shown). Further, the inspection gas introduction pipe 30A and the stay 31 are fixed by welding or the like, and when the inspection gas introduction pipe 30A is fixed to the floor panel 2, the discharge port 30a (described later in FIG. 4) is detected. It faces the part 21 side.

図4(a)に示すように、点検用ガス導入配管30Aの先端部には、センサ保護部材40Aが設けられている。このセンサ保護部材40Aは、例えば楕円板状に形成されたものであり、水素センサ20の検出部21,21に対して正面視したときに、センサ保護部材40Aが検出部21,21の全体に重なるように、つまり検出部21,21の全体を覆うように構成されている。また、点検用ガス導入配管30Aの先端部には、各検出部21に対向する位置に吐出口30aがそれぞれ形成されている。   As shown in FIG. 4A, a sensor protection member 40A is provided at the tip of the inspection gas introduction pipe 30A. The sensor protection member 40A is formed, for example, in an elliptical plate shape. When the sensor protection member 40A is viewed from the front with respect to the detection units 21 and 21 of the hydrogen sensor 20, the sensor protection member 40A covers the entire detection units 21 and 21. It is comprised so that it may overlap, ie, the whole detection parts 21 and 21 may be covered. Further, a discharge port 30a is formed at a position facing each detection unit 21 at the tip of the inspection gas introduction pipe 30A.

図4(b),(c)に示すように、検出部21と点検用ガス導入配管30Aとは所定距離離れて配置している。なお、この所定距離は、点検用ガス(水素)に用いる水素濃度に応じて適宜選択することができる。ただし、水素は拡散性が高いので、検出部21の直近において吐出させることが好ましい。   As shown in FIGS. 4B and 4C, the detection unit 21 and the inspection gas introduction pipe 30A are arranged apart from each other by a predetermined distance. The predetermined distance can be appropriately selected according to the hydrogen concentration used for the inspection gas (hydrogen). However, since hydrogen has high diffusibility, it is preferable to discharge it in the vicinity of the detection unit 21.

図5に示すように、水素センサ20は、ガス検出室Qとなる円筒空間を有し、このガス検出室Qに、基準検出素子50A(検出部)と、常用検出素子50B(検出部)とを備えている。なお、円筒体の先端(下面)は、基準検出素子50A、常用検出素子50Bと対向する位置に開口部20b(図3参照)が形成され、この開口部20bが水素の取り込み口となっている。   As shown in FIG. 5, the hydrogen sensor 20 has a cylindrical space serving as a gas detection chamber Q. In the gas detection chamber Q, a reference detection element 50A (detection unit), a common detection element 50B (detection unit), and It has. Note that an opening 20b (see FIG. 3) is formed on the tip (lower surface) of the cylindrical body at a position facing the reference detection element 50A and the common detection element 50B, and this opening 20b serves as a hydrogen intake port. .

基準検出素子50Aと常用検出素子50Bは、それぞれ検出素子51と温度補償素子52の対により構成されている。検出素子51と温度補償素子52は、互いに近接して配置され、基準検出素子50Aと常用検出素子50Bも互いに近接して配置されている。検出素子51は、周知の素子であって、電気抵抗に対する温度係数が高い白金等を含む金属線のコイル51aが、触媒51bを担持したアルミナ等の担体で被覆されて形成されている。触媒51bは、水素などの被検出ガスに対して活性な貴金属などからなる。温度補償素子52は、被検出ガスに対して不活性とされ、例えば検出素子51と同等のコイル52aの表面が、アルミナ等の担体で被覆されて形成されている。被検出ガス(水素)が触媒51bに接触した際に生じる反応熱により検出素子51が高温になると、検出素子51と温度補償素子52の抵抗値に差が生じるので、この差から水素濃度を検出することができる。なお、雰囲気温度による電気抵抗値の変化は、温度補償素子52を利用することにより相殺されるようになっている。   The reference detection element 50A and the common detection element 50B are each constituted by a pair of a detection element 51 and a temperature compensation element 52. The detection element 51 and the temperature compensation element 52 are arranged close to each other, and the reference detection element 50A and the common detection element 50B are also arranged close to each other. The detection element 51 is a well-known element, and is formed by coating a coil 51a of metal wire containing platinum or the like having a high temperature coefficient with respect to electric resistance with a carrier such as alumina carrying a catalyst 51b. The catalyst 51b is made of a noble metal that is active against a gas to be detected such as hydrogen. The temperature compensation element 52 is inactive to the gas to be detected. For example, the surface of the coil 52a equivalent to the detection element 51 is covered with a carrier such as alumina. When the detection element 51 becomes high due to the reaction heat generated when the gas to be detected (hydrogen) comes into contact with the catalyst 51b, a difference occurs in the resistance value of the detection element 51 and the temperature compensation element 52, and the hydrogen concentration is detected from this difference. can do. Note that the change in electrical resistance value due to the ambient temperature is offset by using the temperature compensation element 52.

なお、本実施形態では、水素センサ20が水素タンクモジュール13の上部のフロアパネル2に設けられているので、仮に水素タンクモジュール13の一次遮断弁や一次減圧弁のシール部分や水素供給配管14の継ぎ目などから水素が漏れたとしても、水素センサ20によって直ちに水素漏れが検出される。水素漏れが検出された場合には、警告音や警告ランプ(図示せず)などによって運転者に告知する。   In the present embodiment, since the hydrogen sensor 20 is provided on the floor panel 2 above the hydrogen tank module 13, it is assumed that the primary shutoff valve of the hydrogen tank module 13, the seal portion of the primary pressure reducing valve, and the hydrogen supply pipe 14 Even if hydrogen leaks from a joint or the like, the hydrogen leak is immediately detected by the hydrogen sensor 20. When hydrogen leak is detected, the driver is notified by a warning sound or a warning lamp (not shown).

本実施形態の燃料電池自動車1における水素センサ20の点検手順としては、例えば、車両をジャッキアップして、一方の後輪RWおよびタイヤハウスカバー(図示せず)を取り外す。これにより、点検用ガス導入配管30Aの基端を視認することができるようになる。そして、水素センサ20を起動した状態において、点検用ガスとしての水素を点検用ガス導入配管30Aの基端部の開口から供給する。供給された水素は点検用ガス導入配管30A内を通って、先端の吐出口30a,30aから検出部21,21に向けて水素が吐出される。このようにして水素センサ20が正常に機能しているかどうかを確認することができる。   As an inspection procedure of the hydrogen sensor 20 in the fuel cell vehicle 1 of the present embodiment, for example, the vehicle is jacked up and one rear wheel RW and a tire house cover (not shown) are removed. Thereby, the base end of the inspection gas introduction pipe 30A can be visually recognized. And in the state which started the hydrogen sensor 20, hydrogen as inspection gas is supplied from opening of the base end part of 30 A of inspection gas introduction piping. The supplied hydrogen passes through the inspection gas introduction pipe 30 </ b> A, and is discharged from the discharge ports 30 a and 30 a at the tip toward the detection units 21 and 21. In this way, it can be confirmed whether the hydrogen sensor 20 is functioning normally.

本実施形態によれば、センサ保護部材40Aが点検用ガス導入配管30Aに設けられているので、新たに水素センサ20用のセンサ保護部品を取り付ける必要がない。しかも、水素センサ20の検出部21に水や埃などの異物が付着するのをセンサ保護部材40Aによって遮断できるので、水素センサ20への水や埃などの付着を防止することができる。   According to the present embodiment, since the sensor protection member 40A is provided in the inspection gas introduction pipe 30A, it is not necessary to newly attach a sensor protection component for the hydrogen sensor 20. In addition, since foreign matter such as water and dust can be blocked by the sensor protection member 40A on the detection unit 21 of the hydrogen sensor 20, adhesion of water and dust to the hydrogen sensor 20 can be prevented.

また、本実施形態では、センサ保護部材40Aは、水素センサ20を正面視したときに水素センサ20の検出部21,21と重なるように配置されているので、水素センサ20の検出部21への水や埃などの付着を効果的に防止することができる。   In the present embodiment, the sensor protection member 40A is arranged so as to overlap the detection units 21 and 21 of the hydrogen sensor 20 when the hydrogen sensor 20 is viewed from the front. It is possible to effectively prevent water and dust from adhering.

また、本実施形態では、センサ保護部材40Aは板状に形成されているので、他のデバイスの邪魔をすることがなく、検出部21への水や埃などの付着を防止できる。   In the present embodiment, since the sensor protection member 40A is formed in a plate shape, it does not interfere with other devices, and adhesion of water and dust to the detection unit 21 can be prevented.

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、図6ないし図8に示すような構成にしてもよい。図6(a),(b)はそれぞれセンサ保護部材の他の実施形態を示す斜視図、図7はフィルタからなるセンサ保護部材の機能を模式的に示す断面図、図8(a),(b)はそれぞれセンサ保護部材のさらに他の実施形態を示す断面図である。なお、前記した実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be configured as shown in FIGS. 6 to 8, for example. FIGS. 6A and 6B are perspective views showing other embodiments of the sensor protection member, FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the function of the sensor protection member made of a filter, and FIGS. b) is a sectional view showing still another embodiment of the sensor protection member. In addition, about the structure similar to above-described embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図6に示す実施形態は、センサ保護部材40Aに替えてセンサ保護部材40Bにした構成である。このセンサ保護部材40Bは、図6(a),(b)に示すように、配管を軸として水素センサ20側に傾くように断面V字状に折り曲げ形成されている。この実施形態によれば、水素センサ20の検出部21への側部からの水や埃などの付着を防止できる。なお、この場合のセンサ保護部材40Bも、前記した実施形態と同様に、水素センサ20を正面視したときに検出部21,21の全体と重なるように構成されていてもよい。   The embodiment shown in FIG. 6 has a configuration in which a sensor protection member 40B is used instead of the sensor protection member 40A. As shown in FIGS. 6A and 6B, the sensor protection member 40B is formed to be bent in a V-shaped cross section so as to be inclined toward the hydrogen sensor 20 with a pipe as an axis. According to this embodiment, it is possible to prevent water or dust from adhering to the detection unit 21 of the hydrogen sensor 20 from the side. Note that the sensor protection member 40B in this case may also be configured to overlap the entire detection units 21 and 21 when the hydrogen sensor 20 is viewed from the front, as in the above-described embodiment.

図7に示す実施形態は、センサ保護部材40Aに替えてセンサ保護部材40Cにした構成である。このセンサ保護部材40Cは、図7に示すように、水蒸気を透過できる(通気性を有する)が、水(水滴)を透過させることのできないフィルタで形成されている。このような機能を有するセンサ保護部材40Cとしては、例えば、撥水フィルタや通気フィルタなどを用いることができる。なお、撥水性と通気性の双方の特性を有するフィルタを用いることにより、水素を透過することができるので、走行時(発電時)において、水素センサ20の検出部21への水滴や埃などの付着を遮断でき、しかも水素センサ20の水素検出精度が損なわれることがない。   In the embodiment shown in FIG. 7, the sensor protection member 40C is used instead of the sensor protection member 40A. As shown in FIG. 7, the sensor protection member 40C is formed of a filter that can transmit water vapor (has air permeability) but cannot transmit water (water droplets). As the sensor protection member 40C having such a function, for example, a water repellent filter or a ventilation filter can be used. Since a filter having both water repellency and air permeability can be used to transmit hydrogen, during running (power generation), such as water drops or dust on the detection unit 21 of the hydrogen sensor 20 The adhesion can be blocked and the hydrogen detection accuracy of the hydrogen sensor 20 is not impaired.

図8(a),(b)に示す実施形態は、センサ保護部材40Aに、センサ保護部材40D,40Eを追加した構成である。センサ保護部材40Dは、図8(a)に示すように、センサ保護部材40Aよりも上流の点検用ガス導入配管30Aにつば状に形成したものである。このセンサ保護部材40Dは、略半円板状に形成されたものであり、点検用ガス導入配管30Aの径方向に突出して形成されている。なお、図8に示す実施形態は、センサ保護部材40Aと40D,40Eの双方を設けた構成であるが、センサ保護部材40D,40Eのみであってもよい。また、センサ保護部材40Dは、1箇所に限定されるものでなく、複数個所に設けてもよい。   The embodiment shown in FIGS. 8A and 8B has a configuration in which sensor protection members 40D and 40E are added to the sensor protection member 40A. As shown in FIG. 8A, the sensor protection member 40D is formed in a collar shape on the inspection gas introduction pipe 30A upstream of the sensor protection member 40A. The sensor protection member 40D is formed in a substantially semicircular shape, and is formed so as to protrude in the radial direction of the inspection gas introduction pipe 30A. In addition, although embodiment shown in FIG. 8 is the structure which provided both the sensor protection members 40A, 40D, and 40E, only sensor protection members 40D and 40E may be sufficient. Further, the sensor protection member 40D is not limited to one place, and may be provided at a plurality of places.

また、センサ保護部材40Eは、図8(b)に示すように、つば状に形成されたものであり、点検用ガス導入配管30Aを支持するステー31と一体に形成されたものである。なお、ハーネス41と点検用ガス導入配管30Aのステー31とを共用化する場合などハーネス41と点検用ガス導入配管30Aとが互いに近い位置にある構成では、センサ保護部材をハーネス41側に取り付けてもよい。   Further, as shown in FIG. 8B, the sensor protection member 40E is formed in a collar shape, and is formed integrally with the stay 31 that supports the inspection gas introduction pipe 30A. In a configuration where the harness 41 and the inspection gas introduction pipe 30A are close to each other, such as when the harness 41 and the stay 31 of the inspection gas introduction pipe 30A are shared, the sensor protection member is attached to the harness 41 side. Also good.

図8に示すセンサ保護部材40D,40Eによれば、点検用ガス導入配管30Aを伝って流れる水滴が水素センサ20側に流れるのを遮断できるので、水素センサ20の検出部21への水滴の付着を防止できる。また、この実施形態によれば、点検用ガスの基端側(点検用ガス導入側)を水素センサ20に対して高さ方向に対して上側に位置するように設けた場合、点検用ガス導入配管30Aを伝っての水滴が検出部21に付着するのを特に効果的に防止できる。また、この実施形態によれば、水素センサ20の検出部21を上向きに取り付けて、水素センサ20の上側から点検用ガスを吹き付ける構成において、さらに有効である。   According to the sensor protection members 40D and 40E shown in FIG. 8, the water droplets flowing through the inspection gas introduction pipe 30A can be blocked from flowing to the hydrogen sensor 20 side, so that the water droplets adhere to the detection unit 21 of the hydrogen sensor 20. Can be prevented. In addition, according to this embodiment, when the base end side (inspection gas introduction side) of the inspection gas is provided so as to be positioned above the hydrogen sensor 20 with respect to the height direction, the inspection gas introduction is performed. It is possible to particularly effectively prevent water droplets traveling along the pipe 30 </ b> A from adhering to the detection unit 21. In addition, according to this embodiment, the detection unit 21 of the hydrogen sensor 20 is attached upward and the inspection gas is blown from the upper side of the hydrogen sensor 20.

なお、図8では、センサ保護部材40D,40Eの形状をつば状に形成したが、点検用ガス導入配管30Aを伝う水滴を遮断できる構成であればよく、例えば、点検用ガス導入配管30AをU字状に曲げるような構成であってもよい。   In FIG. 8, the sensor protection members 40D and 40E are formed in a brim shape. However, the sensor protection members 40D and 40E may have any configuration that can block water droplets transmitted through the inspection gas introduction pipe 30A. It may be configured to be bent in a letter shape.

また、図9(a)に示すように、センサ保護部材40D,40Eの面40sを、フロアパネル2(ボディ)の表面2cに突き当てるように形成してもよい。すなわち、点検用ガス導入配管30Aのステー31(図8参照)から吐出口30aまでの長さが長いと、水素センサ20と吐出口30aとのクリアランスの管理(基本的には、製作時にステー31の溶接角度、位置で管理)が困難であったが、センサ保護部材40D,40Eがフロアパネル2に突き当たるように構成することにより、水素センサ20を車両に取り付けた後、点検用ガス導入配管30Aのステー31から先端(吐出口30a)までの部分が運搬時に多少曲げられたとしても、センサ保護部材40D,40Eが位置決め部材として機能するので、水素センサ20と吐出口30aとのクリアランスCL(図9(b)参照)を、点検に必要な距離確保できるようになる。   Moreover, as shown to Fig.9 (a), you may form so that the surface 40s of sensor protection member 40D, 40E may face the surface 2c of the floor panel 2 (body). That is, if the length from the stay 31 (see FIG. 8) of the inspection gas introduction pipe 30A to the discharge port 30a is long, the clearance between the hydrogen sensor 20 and the discharge port 30a is managed (basically, the stay 31 is manufactured. Although it is difficult to control the welding angle and the position of the sensor, the sensor protection members 40D and 40E are configured to abut against the floor panel 2 so that the hydrogen sensor 20 is attached to the vehicle, and then the inspection gas introduction pipe 30A is installed. Even if the portion from the stay 31 to the tip (discharge port 30a) is slightly bent during transportation, the sensor protection members 40D and 40E function as positioning members, so the clearance CL between the hydrogen sensor 20 and the discharge port 30a (see FIG. 9 (b)) can be secured for the necessary distance for inspection.

また、図9(b)に示すように、センサ保護部材40D,40Eと水素センサ2との距離Lを短く設定することにより、水素センサ20と吐出口30aとのクリアランスCLを点検に必要な距離に設定する点において、水素センサ20とセンサ保護部材40D,40Eとが離れている場合よりも有利となる。   Further, as shown in FIG. 9 (b), by setting the distance L between the sensor protection members 40D, 40E and the hydrogen sensor 2 to be short, the distance CL required for checking the clearance CL between the hydrogen sensor 20 and the discharge port 30a. This is advantageous over the case where the hydrogen sensor 20 and the sensor protection members 40D and 40E are separated from each other.

なお、前記した実施形態では、車幅方向に延びる点検用ガス導入配管30Aを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、図10(a)に示すように、水素タンクモジュール13の高圧水素タンクに沿って前方に延びる点検用ガス導入配管30Bとしてもよく、図10(b)に示すように、高圧水素タンクに沿って後方に延びる点検用ガス導入配管30Cとしてもよい。   In the above-described embodiment, the inspection gas introduction pipe 30A extending in the vehicle width direction has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. The inspection gas introduction pipe 30B extending forward along 13 high-pressure hydrogen tanks may be used, or as shown in FIG. 10B, the inspection gas introduction pipe 30C extending rearward along the high-pressure hydrogen tank may be used.

また、本実施形態では、水素タンクモジュール13側に水素センサ20を設けた場合を例に挙げて説明したが、同様に燃料電池11の上部のフロアパネル2(フロントフロアパネル2a)の天井面に取り付けられた水素センサから延びるように、センサ保護部材40Aなどを備えた点検用ガス導入配管を設ける構成であってもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the hydrogen sensor 20 is provided on the hydrogen tank module 13 side has been described as an example. Similarly, on the ceiling surface of the floor panel 2 (front floor panel 2a) on the upper side of the fuel cell 11. A configuration may be provided in which an inspection gas introduction pipe including a sensor protection member 40A and the like is provided so as to extend from the attached hydrogen sensor.

また、本実施形態では、センサ保護部材40Aを備えた点検用ガス導入配管30Aをフロアパネル2に取り付けた場合を例に挙げて説明したが、水素タンクモジュール13の高圧水素タンクにセンサ保護部材40Aを備えた点検用ガス導入配管を取り付けるようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the inspection gas introduction pipe 30 </ b> A provided with the sensor protection member 40 </ b> A is attached to the floor panel 2 has been described as an example, but the sensor protection member 40 </ b> A is added to the high-pressure hydrogen tank of the hydrogen tank module 13. A gas introduction pipe for inspection provided with may be attached.

本実施形態の燃料電池自動車における燃料電池システムの配置を示し、(a)は透視側面図、(b)透視上面図である。The arrangement | positioning of the fuel cell system in the fuel cell vehicle of this embodiment is shown, (a) is a see-through | perspective side view, (b) is a see-through | perspective top view. 燃料電池システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a fuel cell system. センサ保護部材を備えた点検用ガス導入配管とその周辺の配置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows arrangement | positioning of the gas introduction piping for an inspection provided with the sensor protection member, and its periphery. センサ保護部材の形状を示し、(a)は水素センサの検出部を正面側から見たときの平面図、(b)は点検用ガス導入配管の径方向であるA−A線で切断したときの断面図、(c)は点検用ガス導入配管に沿う方向であるB−B線で切断したときの断面図である。The shape of the sensor protection member is shown, (a) is a plan view when the detection part of the hydrogen sensor is viewed from the front side, and (b) is cut along the AA line that is the radial direction of the inspection gas introduction pipe. (C) is sectional drawing when it cut | disconnects by the BB line which is a direction along the gas introduction piping for inspection. 水素センサの内部構造の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the internal structure of a hydrogen sensor. (a),(b)はそれぞれセンサ保護部材の他の実施形態を示す斜視図である。(A), (b) is a perspective view which shows other embodiment of a sensor protection member, respectively. フィルタからなるセンサ保護部材の機能を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the function of the sensor protection member consisting of a filter. (a),(b)はそれぞれセンサ保護部材のさらに他の実施形態を示す断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows other embodiment of a sensor protection member, respectively. 図8に示すセンサ保護部材の変形例を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。The modification of the sensor protection member shown in FIG. 8 is shown, (a) is a top view, (b) is a side view. (a),(b)はそれぞれ点検用ガス導入配管の他の実施形態を示す側面図である。(A), (b) is a side view which shows other embodiment of the gas introduction piping for inspection, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池自動車(燃料電池車両)
2 フロアパネル
10 燃料電池システム
13 水素タンクモジュール
20 水素センサ
21 検出部
30A〜30C 点検用ガス導入配管
40A〜40E センサ保護部材
Q1 車室内
Q2 車室外
1 Fuel cell vehicle (fuel cell vehicle)
2 Floor panel 10 Fuel cell system 13 Hydrogen tank module 20 Hydrogen sensor 21 Detector 30A-30C Gas introduction piping for inspection 40A-40E Sensor protection member Q1 Car interior Q2 Car exterior

Claims (5)

車室外に燃料電池システムが配置され、前記燃料電池システムの上方に水素漏れを検知する水素センサが設けられた燃料電池車両において、
前記水素センサの検出部から前記燃料電池車両の外部に向けて延び、前記検出部に点検用ガスを供給して前記水素センサの点検を行う点検用ガス導入配管と、
前記点検用ガス導入配管に設けられ、前記検出部が異物に曝されるのを防止するセンサ保護部材と、を備え
前記センサ保護部材は、前記点検用ガス導入配管の先端部に設けられるとともに、板状で且つ前記点検用ガス導入配管を軸として前記水素センサ側に傾くように折り曲げられていることを特徴とする燃料電池車両。
In a fuel cell vehicle in which a fuel cell system is disposed outside a passenger compartment, and a hydrogen sensor that detects hydrogen leakage is provided above the fuel cell system,
An inspection gas introduction pipe that extends from the detection unit of the hydrogen sensor toward the outside of the fuel cell vehicle, supplies an inspection gas to the detection unit, and inspects the hydrogen sensor;
A sensor protection member provided in the inspection gas introduction pipe to prevent the detection unit from being exposed to foreign matter, and
The sensor protection member is provided at a tip portion of the inspection gas introduction pipe and is plate-shaped and bent so as to incline toward the hydrogen sensor with the inspection gas introduction pipe as an axis. Fuel cell vehicle.
前記センサ保護部材は、前記水素センサの検出部を正面視したときに、前記検出部の全体と重なるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池車両。 2. The fuel cell vehicle according to claim 1 , wherein the sensor protection member is configured to overlap the entire detection unit when the detection unit of the hydrogen sensor is viewed from the front. 前記センサ保護部材は、通気性を有し、かつ、水滴を通さないフィルタを有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池車両。 3. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the sensor protection member has a filter that has air permeability and does not allow water droplets to pass therethrough. 4. 車室外に燃料電池システムが配置され、前記燃料電池システムの上方に水素漏れを検知する水素センサが設けられた燃料電池車両において、
前記水素センサの検出部から前記燃料電池車両の外部に向けて延び、前記検出部に点検用ガスを供給して前記水素センサの点検を行う点検用ガス導入配管と、
前記点検用ガス導入配管に設けられ、前記検出部が異物に曝されるのを防止するセンサ保護部材と、を備え
前記センサ保護部材は、前記点検用ガス導入配管の径方向に突出してつば状に形成されていることを特徴とする燃料電池車両。
In a fuel cell vehicle in which a fuel cell system is disposed outside a passenger compartment, and a hydrogen sensor that detects hydrogen leakage is provided above the fuel cell system,
An inspection gas introduction pipe that extends from the detection unit of the hydrogen sensor toward the outside of the fuel cell vehicle, supplies an inspection gas to the detection unit, and inspects the hydrogen sensor;
A sensor protection member provided in the inspection gas introduction pipe to prevent the detection unit from being exposed to foreign matter, and
The fuel cell vehicle , wherein the sensor protection member is formed in a collar shape so as to protrude in a radial direction of the inspection gas introduction pipe .
前記センサ保護部材は、車両のボディに突き当たるように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 4 , wherein the sensor protection member is configured to abut against a vehicle body.
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