JP7103093B2 - Fuel cell system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.
特許文献1では、固体酸化物形燃料電池スタック及び改質器等の高温の装置を箱体内に収容してなる燃料電池装置が提案されている。この燃料電池装置では、配管挿入用の箱体の貫通孔において、気密性を確保しつつ箱体内の要素の熱膨張による配管の変位を許容する手段として、断面円筒形状のハウジングの内周にシール材(膨張黒鉛含有材)を施したガイド部が上記貫通孔の部分に設けられる。 Patent Document 1 proposes a fuel cell device in which a high-temperature device such as a solid oxide fuel cell stack and a reformer is housed in a box. In this fuel cell device, in the through hole of the box body for inserting the pipe, the inner circumference of the housing having a cylindrical cross section is sealed as a means for allowing the pipe to be displaced due to thermal expansion of the elements inside the box while ensuring airtightness. A guide portion provided with a material (expanded graphite-containing material) is provided in the through hole portion.
しかしながら、特許文献1の燃料電池システムでは、箱体内からの高温のガスが流れる配管からの熱が上記シール材に伝達することで、シール材の熱劣化が促進されるという問題がある。 However, the fuel cell system of Patent Document 1 has a problem that heat deterioration of the sealing material is promoted by transferring heat from a pipe through which a high-temperature gas flows from inside the box to the sealing material.
このような事情に鑑み、本発明の目的は、シール材の熱劣化を抑制することのできる燃料電池システムを提供することにある。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of suppressing thermal deterioration of a sealing material.
本発明のある態様によれば、燃料電池と、該燃料電池を内部に収容する筐体と、筐体壁面に設けられた貫通孔を介して筐体の内部と外部に跨って延在する配管と、を備えた燃料電池システムが提供される。 According to an aspect of the present invention, a fuel cell, a housing for accommodating the fuel cell inside, and a pipe extending across the inside and the outside of the housing through a through hole provided in the wall surface of the housing. And, a fuel cell system equipped with is provided.
そして、配管には、該配管の外周面から伸長する伝熱低減体が形成される。さらに、伝熱低減体の先端部と貫通孔における筐体壁面の縁部との間にシール材が挟持される。 Then, a heat transfer reducing body extending from the outer peripheral surface of the pipe is formed on the pipe. Further, a sealing material is sandwiched between the tip of the heat transfer reducing body and the edge of the housing wall surface in the through hole.
これにより、シール材の熱劣化を抑制することができる。 As a result, thermal deterioration of the sealing material can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明の第1~第9実施形態及び各変形例について説明する。先ず、第1~第9実施形態及び各変形例に共通する燃料電池システム10の構成について説明する。
Hereinafter, the first to ninth embodiments of the present invention and each modification will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the
(燃料電池システム10の構成)
図1は、燃料電池システムの構成を説明する図である。燃料電池システム10は、車両又は発電所などにおいて発電装置と設置される。特に、本実施形態の燃料電池システム10は、当該燃料電池システム10を搭載する車両の床下などに配置することができる。そして、本実施形態の燃料電池システム10は、筐体としての金属製のケースC1及びこれに収容された後述する各要素により構成される。
(Configuration of fuel cell system 10)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a fuel cell system. The
ケースC1の内部は、高温領域HAと低温領域LAに分割されている。 The inside of the case C1 is divided into a high temperature region HA and a low temperature region LA.
高温領域HAは、ケースC1内に設けられた断熱容器50に囲まれた空間として構成される。また、低温領域LAは、ケースC1における断熱容器50の外の空間として構成される。
The high temperature region HA is configured as a space surrounded by a
高温領域HAを画定する断熱容器50の内部には、蒸発器52と、過加熱器54と、改質器56と、空気熱交換器58と、燃料電池としての燃料電池スタック60と、燃焼器62と、が設けられている。
Inside the
蒸発器52は、図示しない燃料タンクからインジェクタ18により流量を調整されつつ供給される原燃料を気化させる。過加熱器54は、蒸発器52で気化された燃料をさらに加熱する。
The
改質器56は、過加熱器54で加熱された燃料を、燃料電池スタック60に供給するために適切な状態とすべく改質する。また、改質器56には、燃料電池スタック60のアノード極60aに繋がる燃料ガス通路66が接続されている。したがって、改質器56で生成された燃料ガスは、燃料ガス通路66を介して燃料電池スタック60に供給される。
The
空気熱交換器58は、図示しない空気ブロア等の空気供給装置から供給される空気を燃焼器62で生成される燃焼ガスと熱交換させて加熱する装置である。また、空気熱交換器58には、燃料電池スタック60のカソード極60bに繋がる空気供給通路63が接続されている。空気熱交換器58で加熱された空気は、空気供給通路63を介して燃料電池スタック60に供給される。
The
なお、空気熱交換器58の上流に、当該空気熱交換器58をバイパスするバイパス通路を設け、燃焼ガスと熱交換させる空気流量を調節するために開度調整が可能なバイパス弁を当該バイパス通路に配置しても良い。
A bypass passage for bypassing the
燃料電池スタック60は、複数の燃料電池又は燃料電池単位セルを積層して構成され、発電源である個々の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)により構成される。なお、図示はしないが、燃料電池スタック60の電力出力端子には、低温領域LA内又はケースC1の外部に配置される電装部品(コンバータ等)に繋がる配線が適宜取り付けられている。
The
また、燃料電池スタック60のアノード極60aの入口は、燃料ガス通路66に接続される。さらに、アノード極60aの出口は、発電反応後のアノードオフガスを流すためのアノードオフガス通路68に接続される。
Further, the inlet of the
一方、燃料電池スタック60のカソード極60bの入口は、空気供給通路63に接続される。また、カソード極60bの出口は、発電反応後のカソードオフガスを流すためのカソードオフガス通路70に接続される。
On the other hand, the inlet of the
燃焼器62は、図示しない燃料タンクからインジェクタ20により流量を調整されつつ供給される原燃料、アノードオフガス通路68を介して供給されるアノードオフガス、及びカソードオフガス通路70を介して供給されるカソードオフガスを混合して触媒燃焼させて燃焼ガスを生成する。
The
また、燃焼器62で生成された燃焼ガスは、図示しない燃焼ガス流量調節バルブ等により、蒸発器52、改質器56、及び燃料電池スタック60の起動時における暖機要求に応じた流量に調節されて空気熱交換器58及び改質器56にそれぞれ供給される。
Further, the combustion gas generated by the
そして、空気熱交換器58に供給される燃焼ガスは、空気との熱交換を経て第1排気配管40を介して燃料電池システム10の外部に排出される。一方、改質器56に燃焼ガスは、当該改質器56の加熱に用いられた後に、第2排気配管42を介して燃料電池システム10の外部に放出される。
Then, the combustion gas supplied to the
第1排気配管40及び第2排気配管42は、断熱容器50及びケースC1を貫通してケースC1の外部に延びている。すなわち、第1排気配管40及び第2排気配管42は、ケースC1の内部と外部に跨って延在している。
The
以下では、上述した構成の燃料電池システム10において、ケースC1に対して第1排気配管40を貫通させている部分の構造(以下、「配管貫通構造」とも称する)の各実施形態及び変形例について説明する。なお、ケースC1に対して第2排気配管42を貫通させている部分も、第1排気配管40にかかる配管貫通構造と同様の構造となる。このため、以下では、説明の簡略化の観点から、第1排気配管40にかかる配管貫通構造についてのみ説明する。しかしながら、以下で説明する各実施形態及び変形例の構成は、ケースC1に対して第2排気配管42を貫通させている部分に対しても同様に適用が可能である。
In the following, in the
(第1実施形態)
図2Aは、本実施形態による配管貫通構造を説明する図である。特に、図2Aは、本実施形態による配管貫通構造の概略縦断面図である。また、図2Bは、図2AにおけるA-A線部分断面図である。
(First Embodiment)
FIG. 2A is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to the present embodiment. In particular, FIG. 2A is a schematic vertical cross-sectional view of the pipe penetration structure according to the present embodiment. 2B is a partial cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2A.
図示のように、本実施形態では、筐体壁面としてのケース壁面72に、第1排気配管40を挿通させた貫通孔44が形成されている。
As shown in the figure, in the present embodiment, a through
特に、第1排気配管40の外周面40aには、貫通孔44におけるケース壁面72の縁部74と対向して伝熱低減体76が形成されている。すなわち、伝熱低減体76は、ケース壁面72に対して配管延在方向(図のX軸方向)における略同位置に設けられる。
In particular, a heat
伝熱低減体76は、第1排気配管40の外周面40aの全周に亘って延在する略環状に形成される。伝熱低減体76は、ロウ付け又は溶接等により結合手段によって第1排気配管40に対して一体的に形成されている。
The heat
さらに、伝熱低減体76の先端部78とケース壁面72の縁部74との間にシール材80が挟持されている。シール材80は、略環状に形成されたエラストマー等の高分子弾性材料により構成される。
Further, the sealing
上述した本実施形態の配管貫通構造による技術的意義について説明する。 The technical significance of the pipe penetration structure of the present embodiment described above will be described.
本実施形態に係る燃料電池システム10では、ケースC1内は、燃料電池スタック60、改質器56、及び燃焼器62が収容されている。これら装置の動作温度は例えば400℃を超え、温度が低下すると動作効率が低くなるため、ケースC1内において断熱容器50で囲んだ高温領域HAを形成することにより熱が当該高温領域HAから外部に放出されることを抑制している。
In the
一方、ケースC1内における断熱容器50の外の領域である低温領域LA内は、断熱容器50により高温領域HA内からの伝熱が抑制されるため、高温領域HAの温度と比較して比較的低温(例えば140℃以下)に維持されている。ここで、低温領域LAは、外部からの水分やガスの侵入を抑制する観点から、ケースC1に第1排気配管40を貫通させる部分には、水密性を確保するための密封構造を施すことが要求される。
On the other hand, in the low temperature region LA, which is a region outside the
上記の事情に対して、本発明者らは、ケースC1に第1排気配管40を貫通させる貫通孔44の部分に水密性の弾性シール材を設けることに想到した。
In response to the above circumstances, the present inventors have come up with the idea of providing a watertight elastic sealing material in the portion of the through
しかしながら、既に説明したように、第1排気配管40は、高温領域HA内における各装置を通過させた燃焼ガスが流れる(図1参照)。このため、第1排気配管40内のガス温度は、ケース壁面72の付近であっても例えば400℃程度の高温となっている。したがって、貫通孔44の部分に単純に弾性シール材を設けると、この高温のガスの熱が、第1排気配管40の外周面40aを介して弾性シール材に伝達する。結果として、弾性シール材の熱による劣化が促進され、密封機能が確保されなくなるという問題があった。
However, as already described, the combustion gas that has passed through each device in the high temperature region HA flows through the first exhaust pipe 40 (see FIG. 1). Therefore, the gas temperature in the
そこで、本実施形態では、第1排気配管40の外周面40aに伝熱低減体76を形成して、伝熱低減体76の先端部78と貫通孔44の縁部74との間にシール材80を挟持する構成としている。
Therefore, in the present embodiment, the heat
この構成により、第1排気配管40からシール材80への熱の伝達経路に伝熱低減体76が介在するので、当該伝熱低減体76における放熱によってシール材80に伝達する熱が低減される。したがって、シール材80の熱による劣化が抑制される。
With this configuration, since the heat
さらに、燃料電池システム10における高温領域HA内の各装置の作動時には、当該各装置及び第1排気配管40は、高温に晒されるため、非動作時と比較して温度が大きく変化する。したがって、当該温度差に起因した上記各装置及び第1排気配管40自身の熱変形が生じる。これにより、貫通孔44内において第1排気配管40の2次元的変位(図2A又は図2BのY軸成分及びZ軸成分のみを有する変位)、又は3次元的変位(X軸成分、Y軸成分、及びZ軸成分の全てを有する変位)が生じる。
Further, when each device in the high temperature region HA in the
このため、ケースC1に第1排気配管40を貫通させる部分には、第1排気配管40の外径と貫通孔44の間で上記熱変形による変位を許容する機能を持たせることが好適である。
Therefore, it is preferable that the portion through which the
これに対して、本実施形態のシール材80は、弾性材料で形成している。したがって、第1排気配管40の熱による変位にともない当該第1排気配管40の外周面40aに設けられた伝熱低減体76が変位した場合であっても、当該変位をシール材80の弾性で好適に吸収することができる。
On the other hand, the sealing
特に、シール材80が、伝熱低減体76の先端部78と貫通孔44の縁部74との間で一定量弾性変形した状態で挟持されることで、上述した第1排気配管40の変位を吸収する機能を確保しつつ、貫通孔44における密封性もより好適に発揮させることができる。
In particular, the sealing
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態の燃料電池システム10は、燃料電池としての燃料電池スタック60と、該燃料電池スタック60を内部に収容するケースC1と、ケース壁面72に設けられた貫通孔44を介してケースC1の内部と外部に跨って延在する配管としての第1排気配管40と、を備える。
The
そして、第1排気配管40には、第1排気配管40の外周面40aから伸長する伝熱低減体76が形成される。また、伝熱低減体76の先端部78と貫通孔44におけるケース壁面72の縁部74との間にシール材80が挟持される。
Then, the
これにより、第1排気配管40からシール材80への熱の伝達経路に、当該第1排気配管40の外周面40aから伸長する伝熱低減体76を介在させることができる。このため、第1排気配管40からシール材80へ伝わる熱の少なくとも一部を伝熱低減体76により損失させることができる。したがって、第1排気配管40からシール材80に伝達される熱を低減することができるので、シール材80の熱劣化が抑制される。
As a result, the heat
特に、本実施形態では、シール材80は、弾性材料により構成される。すなわち、伝熱低減体76の先端部78と貫通孔44の縁部74との間に弾性を有するシール材80が挟持されることとなる。このため、貫通孔44における密封性を確保しつつも、第1排気配管40の熱変形による変位(2次元的変位及び3次元的変位)を好適に吸収することができる。
In particular, in the present embodiment, the sealing
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態で説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described. The same elements as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図3は、本実施形態による配管貫通構造を説明する図である。図示のように、本実施形態の配管貫通構造では、伝熱低減体76の先端部78に、シール材80に当接する面を構成する第1保持面部78aが形成されている。また、ケース壁面72の縁部74には、シール材80に当接する面を構成する第2保持面部74aが形成されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to the present embodiment. As shown in the figure, in the pipe penetrating structure of the present embodiment, the
より詳細に、本実施形態の伝熱低減体76は、ケース壁面72に対して低温領域LAから第1排気配管40に沿って離れる方向(図3におけるX軸正方向)に位置ずれして設けられている。
More specifically, the heat
そして、第1保持面部78aは、伝熱低減体76における上端からケース壁面72に向かって屈曲した形状に形成される。特に、第1保持面部78aは、上述したケース壁面72と伝熱低減体76との間の位置ずれ量よりも短い距離に亘って、X軸方向に沿って伸張する。
The first
一方、第2保持面部74aは、縁部74から伝熱低減体76に向かって屈曲した形状に形成される。第2保持面部74aは、上述したケース壁面72と伝熱低減体76との間の位置ずれ量よりも短い距離に亘って、X軸方向に沿って伸張する。
On the other hand, the second
したがって、第1保持面部78a及び第2保持面部74aは、第1排気配管40の延在方向に沿って相互に対向して伸張する。これにより、本実施形態のシール材80は、Z軸方向において第1保持面部78a及び第2保持面部74aに面接触状態で挟まれて支持されることとなる。
Therefore, the first
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、伝熱低減体76の先端部78には、シール材80に当接する面を構成する第1保持面部78aが形成される。また、縁部74には、シール材80に当接する面を構成する第2保持面部74aが形成される。そして、第1保持面部78a及び第2保持面部74aは、第1排気配管40の延在方向に沿って相互に対向して伸張する。
In the present embodiment, the
これにより、先端部78と縁部74との間におけるシール材80の挟持を、第1保持面部78a及び第2保持面部74aによる面接触により実現することができる。したがって、より安定したシール材80の保持状態が実現されることとなる。
Thereby, the sealing
特に、第1保持面部78a及び第2保持面部74aは、第1排気配管40の延在方向に沿って相互に対向して伸張するので、第1排気配管40の伸長方向と直交する方向(Z軸方向)におけるシール材80の保持力をより好適に発揮することができる。
In particular, since the first
結果として、第1排気配管40の軸方向(X軸方向)における変位、すなわち、シール材80が第1保持面部78a及び第2保持面部74aに対して滑り移動する方向の変位に対する許容能力をより向上させることができる。
As a result, the allowable capacity for the displacement of the
また、第1保持面部78aは、上述したように、X軸方向において伸張する。したがって、第1排気配管40からシール材80へ伝達する熱の少なくとも一部が、第1保持面部78aの伸張方向に沿って移動する過程で放熱されることとなる。このため、シール材80に伝達される熱を抑制する効果をより好適に発揮することができる。
Further, the first
さらに、本実施形態では、第1保持面部78a及び第2保持面部74aは、第1排気配管40の延在方向と略平行に伸張する。
Further, in the present embodiment, the first
(変形例)
図4は、第2実施形態の変形例による配管貫通構造を説明する図である。図示のように、本変形例では、図3に示す配管貫通構造に対してシール材80の具体的構造が異なる。
(Modification example)
FIG. 4 is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to a modified example of the second embodiment. As shown in the figure, in this modified example, the specific structure of the sealing
図5は、本変形例のシール材80の構成の詳細を説明する図である。特に、図5(a)は、シール材80を矢印B方向から視た図を示している。また、図5(b)は、図5(a)のC-C線に沿った断面の矢視図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating details of the configuration of the sealing
図示のように、シール材80は、環状の弾性体80aと、該弾性体80aに内包された芯金80bと、該弾性体80aの径方向外側に突出して形成されたリップ部80cと、を有する。そして、シール材80は、弾性体80aの中心孔81に第1排気配管40を挿通させた状態で当該第1排気配管40に取り付けられる。特に、シール材80を第1排気配管40に取り付けた状態で、芯金80b及びリップ部80cが第1保持面部78aと第2保持面部74aとの間に位置する。
As shown in the figure, the sealing
より詳細には、リップ部80cが第1保持面部78aに弾性的に押圧されつつ、芯金80bが弾性体80aを第2保持面部74aに押し付けるように作用する。これにより、シール材80を第1保持面部78aと第2保持面部74aとの間に好適に固定することができる。
More specifically, the
本変形例の構成によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the configuration of this modification, the following effects are obtained.
本変形例のシール材80は、環状の弾性体80aと、該弾性体80aに内包された芯金80bと、該弾性体80aの径方向外側に形成されたリップ部80cと、を有する。そして、シール材80は、弾性体80aの中心孔81に第1排気配管40を挿通させるとともに、芯金80b及びリップ部80cが第1保持面部78aと第2保持面部74aとの間に挟まれた状態で挟持される。
The sealing
これにより、簡易な構造で、弾性体80aを第1保持面部78a及び第2保持面部74aに好適に密着させつつ、シール材80を第1保持面部78aと第2保持面部74aとの間に固定する機能が実現される。
Thereby, with a simple structure, the sealing
なお、上述した第2実施形態及び変形例において、伝熱低減体76が、ケース壁面72に対して、X軸正方向にずれた位置に設けられる例について説明した。しかしながら、この構成に代えて、伝熱低減体76が、ケース壁面72に対して、X軸負方向にずれた位置に設けられる構成を採用しても良い。すなわち、伝熱低減体76とケース壁面72の位置が図3又は図4に示す配管貫通構造に対して逆になる構成としても良い。
In the second embodiment and the modified example described above, an example in which the heat
この場合、第1保持面部78aは、伝熱低減体76の基端部からX軸正方向に向かって突出するように形成される。第2保持面部74aは、ケース壁面72からX軸負方向に向かって突出するように形成される。この構成により、図3又は図4の構成と同様に、第1保持面部78a及び第2保持面部74aが相互に略平行に伸張する態様を実現することができる。
In this case, the first
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態又は第2実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described. The same elements as those described in either the first embodiment or the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図6は、本実施形態による配管貫通構造を説明する図である。図示のように、本実施形態の燃料電池システム10では、配管貫通構造に、第1排気配管40を構成する単位管の接続部分である配管接続部90が位置する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to the present embodiment. As shown in the figure, in the
配管接続部90は、隣接する単位管の端部に形成されるそれぞれのフランジ部90aを、第1排気配管40の周方向に沿って複数配置される固定具90bにより締結することで構成される。
The
また、本実施形態の伝熱低減体76は、ケース壁面72に対して低温領域LAの内部方向(X軸負方向に)に位置ずれして設けられている。すなわち、第2実施形態の配管貫通構造に対して、ケース壁面72と伝熱低減体76におけるX軸上における位置関係が逆になっている。
Further, the heat
本実施形態の配管貫通構造においても、第2実施形態と同様に、第1保持面部78a及び第2保持面部74aは、第1排気配管40の延在方向に沿って相互に対向して伸張することとなり、シール材80はZ軸方向において第1保持面部78a及び第2保持面部74aに面接触状態で挟まれて支持されることとなる。
Also in the pipe penetrating structure of the present embodiment, similarly to the second embodiment, the first
さらに、本実施形態の配管貫通構造では、第1排気配管40の配管接続部90が、第1保持面部78a及び第2保持面部74aの双方により構成される第1排気配管40への射影領域R1内に収まるように構成されている。
Further, in the pipe penetration structure of the present embodiment, the
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、伝熱低減体76が、ケース壁面72に対して該ケースC1の内部側に設けられる。第1保持面部78aは、伝熱低減体76からケース壁面72に向かって伸長するように構成される。第2保持面部74aは、ケース壁面72から伝熱低減体76に向かって伸長するように構成される。
In the present embodiment, the heat
そして、第1排気配管40の接続部としての配管接続部90が、第1保持面部78a及び第2保持面部74aの双方により構成される第1排気配管40への射影領域R1内に収まる。
Then, the
本実施形態によれば、伝熱低減体76がケースC1の内部に配置されることとなるので、ケースC1の外部における第1排気配管40の回りのスペースをより好適に確保することができる。
According to the present embodiment, since the heat
また、第1保持面部78a及び第2保持面部74aが伝熱低減体76とケース壁面72の間の空間に収まるとともに、配管接続部90もこれらの双方により構成される第1排気配管40への射影領域R1内に収まることとなる。したがって、配管接続部90及び配管貫通構造を構成する構造物をよりコンパクト化することができる。
Further, the first
したがって、本実施形態の配管貫通構造であれば、車両などのスペースが限られた設備に搭載される燃料電池システム10においても、好適に適用することができる。
Therefore, the pipe-penetrating structure of the present embodiment can be suitably applied to the
(変形例1)
図7は、第3実施形態の第1変形例による配管貫通構造を説明する図である。図示のように、本第1変形例では、伝熱低減体76が、ケース壁面72に対して該ケースC1の外部側に設けられる点で図6に示す配管貫通構造と異なる。
(Modification example 1)
FIG. 7 is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to a first modification of the third embodiment. As shown in the figure, the first modification is different from the pipe penetration structure shown in FIG. 6 in that the heat
このように、伝熱低減体76を第2保持面部74aよりも外側に設ける構成であれば、第1排気配管40から伝熱低減体76に伝達された熱は、筐体外部における比較的低温の気中に放出され易くなる。すなわち、伝熱低減体76による放熱の性能をより向上させることができるので、シール材80への伝熱がより好適に抑制される。したがって、シール材80の熱劣化をより効果的に抑制することができる。
In this way, if the heat
(変形例2)
図8は、第3実施形態の第2変形例による配管貫通構造を説明する図である。図示のように、本第2変形例では、図7に示す第1変形例に対して、配管接続部90が、第2保持面部74aの第1排気配管40への射影領域R2内に収まる点で異なる。
(Modification 2)
FIG. 8 is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to a second modification of the third embodiment. As shown in the figure, in the second modification, the point where the
すなわち、第1保持面部78a及び第2保持面部74aの双方により構成される第1排気配管40への射影領域R1よりも小さい射影領域R2内に配管接続部90が収まる構成とすることで、配管接続部90及び配管貫通構造を構成する構造物のさらなるコンパクト化が可能となる。
That is, the
(第4実施形態)
以下、第4実施形態について説明する。なお、第1~第3実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described. The same elements as those described in any of the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図9は、本実施形態による配管貫通構造を説明する図である。図示のように、本実施形態では、伝熱低減体76が、ケース壁面72に対して該ケースC1の内部側に設けられる。そして、配管接続部90は、ケース壁面72に対して該ケースC1の外部側に設けられる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a pipe penetration structure according to the present embodiment. As shown in the figure, in the present embodiment, the heat
より詳細には、配管接続部90が、ケース壁面72に対してX軸正方向に離れた位置に構成される。これにより、何らかの要因により配管接続部90から第1排気配管40内の高温のガスが漏れ出した場合であっても、当該高温のガスのシール材80への接触を抑制することができる。
More specifically, the
なお、図9に示す配管接続部90は、隣接する単位管の内の一方の単位管の端部を、他方の単位管の端部に差し込む差し込み継手の構造として構成される。しかしながら、この差し込み継手の構造に代えて、上述した図6等に示す配管接続部90の構造を採用しても良い。
The
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、伝熱低減体76が、ケース壁面72に対して該ケースC1の内部側に設けられる。また、第2保持面部74aは、伝熱低減体76に向かって伸長するように構成される。そして、配管接続部90が、ケース壁面72に対して該ケースC1の外部側に設けられる。
In the present embodiment, the heat
これにより、第1排気配管40内の高温のガスが配管接続部90から漏れ出すシーンにおいても、当該ガスとシール材80の接触を抑制することができる。結果として、シール材80の熱劣化を抑制する機能がより好適に発揮される。
As a result, even in a scene where the high-temperature gas in the
(第5実施形態)
以下、第5実施形態について説明する。なお、第1~第4実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fifth Embodiment)
Hereinafter, the fifth embodiment will be described. The same elements as those described in any of the first to fourth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図10は、本実施形態による燃料電池システム10における第1排気配管40、及び伝熱低減体76の熱伝導率の関係を説明する図である。なお、図面簡略化のため、図10においては配管貫通構造の一部のみを示している。
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the thermal conductivity of the
本実施形態の燃料電池システム10では、第1実施形態で説明した配管貫通構造(図2A参照)において、第1排気配管40及び伝熱低減体76が、伝熱低減体76の熱伝導率λ1が第1排気配管40の熱伝導率λ0よりも小さくなるように構成されている。
In the
具体的に、伝熱低減体76は相対的に熱伝導率の低いステンレス鋼材により形成される。また、第1排気配管40は相対的に熱伝導率の高いステンレス鋼材により形成される。
Specifically, the heat
より詳細には、伝熱低減体76は、SUS309Sなどにより形成される。また、第1排気配管40は、SUS304又はSUS316Lなどにより形成される。なお、SUS309S、SUS304、及びSUS316Lは、日本工業規格(JIS)により規定されているオースナイト系のステンレス鋼材である。
More specifically, the heat
このように、第1排気配管40及び伝熱低減体76のそれぞれの材料を選定することで、熱伝導率λ1<熱伝導率λ0となる関係を満たすように、第1排気配管40及び伝熱低減体76の構成を実現することができる。
In this way, by selecting the respective materials of the
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、伝熱低減体76は、第1排気配管40よりも熱伝導率が低く構成される。
In the present embodiment, the heat
これにより、第1排気配管40から伝熱低減体76への熱伝導を抑制することができる。結果として、第1排気配管40から伝熱低減体76を介してシール材80に伝達される熱量をさらに抑制することができる。
As a result, heat conduction from the
(第6実施形態)
以下、第6実施形態について説明する。なお、第1~第5実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Sixth Embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described. The same elements as those described in any of the first to fifth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図11は、本実施形態による燃料電池システム10における第1排気配管40、伝熱低減体76、及び第1保持面部78aの熱伝導率の関係を説明する図である。なお、図面簡略化のため、図11においては配管貫通構造の一部のみを示している。
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the thermal conductivity of the
本実施形態の燃料電池システム10では、第2実施形態で説明した配管貫通構造(図3参照)において、第1排気配管40、伝熱低減体76の先端部78以外の部分(以下、「基部76a」とも称する)、及び伝熱低減体76の先端部78を構成する第1保持面部78aは、それぞれ、熱伝導率λ0、λ1、及びλ2をとるように構成される。なお、これら熱伝導率λ0、λ1、及びλ2は、λ2<λ1<λ0という関係を満たす。
In the
具体的に、第1排気配管40及び伝熱低減体76の基部76aは、第5実施形態と同様に、それぞれ、SUS304又はSUS316L及びSUS309Sにより形成される。一方、第1保持面部78aは日本工業規格(JIS)のJIS G4902で定められる合金であるNCF800又はNCF625により形成される。なお、NCF800として、インコロイ800(登録商標)の名称で販売されているものを用いることができる。また、NCF625としては、インコネル625(登録商標)の名称で販売されているものを用いることができる。
Specifically, the
このように、第1排気配管40、伝熱低減体76の基部76a、及び第1保持面部78aのそれぞれの材料を選定することで、上述した各熱伝導率λ0、λ1、λ2の関係を満たす第1排気配管40、伝熱低減体76の基部76a、及び第1保持面部78aを実現することができる。
In this way, by selecting the materials for the
さらに、本実施形態では、伝熱低減体76の基部76aにおいて、第1排気配管40からの熱が伝達する際の主要な伝熱経路(図11におけるZ軸正方向に向かう破線矢印参照)に直交する方向の断面積A1よりも、先端部78においてシール材80に向かう主要な伝熱経路(図11におけるX軸負方向に向かう破線矢印参照)に直交する方向の断面積A2が小さくなるように構成されている。
Further, in the present embodiment, in the
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、伝熱低減体76の先端部78を構成する第1保持面部78aは、該伝熱低減体76の先端部78以外の部分である基部76aよりも熱伝導率が低く構成される。
In the present embodiment, the first
これにより、第1排気配管40からの熱が伝熱低減体76の基部76aに伝達されても、基部76aから第1保持面部78aへの熱伝導が抑制される。このため、第1保持面部78aに接触しているシール材80へ伝達される熱の量も低減されることとなる。結果として、シール材80の熱劣化を抑制する効果をより一層向上させることができる。
As a result, even if the heat from the
また、本実施形態では、伝熱低減体76の先端部78(第1保持面部78a)は、該伝熱低減体76の基部76aよりも、主要な伝熱経路に直交する方向の断面積が小さく構成される。すなわち、断面積A2<断面積A1の関係が満たされるように、伝熱低減体76が構成される。
Further, in the present embodiment, the tip portion 78 (first holding
これにより、基部76aから第1保持面部78aへの熱伝導がさらに抑制されるので、シール材80への伝熱量をさらに低減することができる。
As a result, heat conduction from the
(第7実施形態)
以下、第7実施形態について説明する。なお、第1~第6実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(7th Embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described. The same elements as those described in any of the first to sixth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図12は、本実施形態による燃料電池システム10における放熱体84の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の燃料電池システム10では、伝熱低減体76の基部76aにさらに放熱体84が設けられる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a
より詳細には、伝熱低減体76の径方向(図12のZ軸方向)における略中央位置に、X軸正方向に伸長する環状の放熱体84が形成される。
More specifically, an annular
そして、本実施形態の燃料電池システム10では、第1排気配管40、伝熱低減体76の基部76a、先端部78、及び放熱体84は、それぞれ、熱伝導率λ0、λ1、λ2、及びλ3をとるように構成される。なお、これら熱伝導率λ0、λ1、λ2、及びλ3は、λ2<λ1<λ3、及びλ1<λ0という関係を満たす。
In the
具体的に、第1排気配管40、伝熱低減体76の基部76a、及び先端部78(第1保持面部78a)は、それぞれ、第6実施形態と同様に、それぞれ、SUS304又はSUS316L、SUS309S、及びNCF800又はNCF625のステンレス鋼で形成される。一方、放熱体84は、日本工業規格(JIS)で定められるフェライト系のステンレス鋼であるSUS430により形成される。
Specifically, the
このように、第1排気配管40、伝熱低減体76の基部76a、先端部78、及び放熱体84のそれぞれの材料を選定することで、上述した各熱伝導率λ0、λ1、λ2、λ3の関係を満たす第1排気配管40、伝熱低減体76の基部76a、先端部78、及び放熱体84を実現することができる。
In this way, by selecting the materials for the
さらに、本実施形態では、放熱体84において、第1排気配管40からの熱が伝達する際の主要な伝熱経路(図12におけるX軸正方向に向かう破線矢印参照)に直交する方向の断面積A3は、伝熱低減体76の基部76aにおける断面積A1よりも大きく形成される。
Further, in the present embodiment, in the
すなわち、基部76aにおける断面積A1、先端部78における断面積A2、及び放熱体84における断面積A3の間に、A3>A1>A2の関係が成り立つ。
That is, the relationship of A3> A1> A2 is established between the cross-sectional area A1 of the
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、伝熱低減体76には、該伝熱低減体76よりも熱伝導率が高い放熱体84が取り付けられる。
In the present embodiment, the heat
これにより、放熱体84によって、第1排気配管40から伝熱低減体76の基部76aに伝達された熱の少なくとも一部を、熱伝導方向におけるシール材80の上流において効果的に放熱することができる。したがって、基部76aから第1保持面部78aへの熱伝導がより一層抑制されるので、シール材80への伝熱量をより一層低減させることができる。
As a result, at least a part of the heat transferred from the
特に、本実施形態では、放熱体84は、該伝熱低減体76の基部76aに取り付けられている。このため、第1排気配管40から基部76aに伝達された熱は、放熱体84によってシール材80に近い先端部78から離れた位置で放熱されるため、シール材80への伝熱を好適に抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, the
なお、上記実施形態では、伝熱低減体76の基部76a、先端部78、及び放熱体84の各熱伝導率λ0、λ1、λ2、及びλ3、並びに断面積A1、A2、及びA3の所定の関係に設定してシール材80への伝熱量を低減する構成とした。しかしながら、当該構成に代えて又はこれとともに、伝熱低減体76の基部76a、先端部78、及び放熱体84の周囲長を調節することで、これらの伝熱性能を調節して、シール材80への伝熱量を低減するようにしても良い。
In the above embodiment, the heat conductivitys λ0, λ1, λ2, and λ3 of the
ここで、周囲長とは、伝熱低減体76の基部76a、先端部78、及び放熱体84において周囲の雰囲気と接触するそれぞれ辺部の長さの総和、すなわち、図13における各基部76a、先端部78、及び放熱体84を表すそれぞれの矩形形状の辺の総和として定義される。
Here, the peripheral length is the total length of the side portions of the heat
このため、周囲長を大きくするほど、周囲の雰囲気との接触面積が増大して放熱性が増加することとなる。したがって、伝熱低減体76の基部76aにおける周囲長L1、先端部78における周囲長L2、及び放熱体84における周囲長L3の間の関係がL3>L1>L2となるようにこれらを構成することで、基部76aから第1保持面部78aへの熱伝導を好適に抑制して、シール材80への伝熱量をより低減することができる。
Therefore, as the peripheral length is increased, the contact area with the surrounding atmosphere increases and the heat dissipation property increases. Therefore, the relationship between the peripheral length L1 at the
(第8実施形態)
以下、第8実施形態について説明する。なお、第1~第7実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(8th Embodiment)
Hereinafter, the eighth embodiment will be described. The same elements as those described in any of the first to seventh embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図13は、本実施形態による燃料電池システム10における放熱体84の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の燃料電池システム10では、放熱体84が伝熱低減体76の先端部78に設けられる点で第7実施形態における構成と異なる。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a
より詳細には、放熱体84は、伝熱低減体76の先端部78を構成する第1保持面部78aにおいて、シール材80が接触する位置からX軸正方向に一定距離離れた位置に設けられている。さらに、放熱体84は、第1保持面部78aから第1排気配管40に直交する方向(図13のZ軸正方向)に伸長するように構成されている。
More specifically, the
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、放熱体84は、伝熱低減体76の先端部78から第1排気配管40に直交する方向に伸長するように設けられる。
In the present embodiment, the
これにより、上述した放熱体84による放熱機能を確保しつつも、当該放熱体84を第1排気配管40に直交する方向の領域を利用して設けることができる。したがって、第1排気配管40の軸方向におけるスペースを確保することができる。
As a result, the
(第9実施形態)
以下、第9実施形態について説明する。なお、第1~第8実施形態の何れかで説明した要素と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(9th Embodiment)
Hereinafter, the ninth embodiment will be described. The same elements as those described in any of the first to eighth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図14は、本実施形態による燃料電池システム10における放熱体84の構成を説明する図である。図示のように、本実施形態では、図13に示した放熱体84の表面に、突起状の放熱フィン86を複数設けている。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a
さらに、本実施形態では、伝熱低減体76及び放熱体84(放熱フィン86も含む)には、放熱率を高める塗装が施される。具体的には、これら部材に黒色等の塗装が施される。
Further, in the present embodiment, the heat
以上説明した構成を有する本実施形態の燃料電池システム10によれば、以下の作用効果を奏する。
According to the
本実施形態では、放熱体84は、その表面に突出形成された複数の放熱フィン86を有する。
In the present embodiment, the
したがって、放熱フィン86によって放熱体84と周囲の雰囲気との接触面積を増加させることができる。すなわち、放熱体84から気中への放熱量を増やすことができる。結果として、放熱体84の温度上昇を抑制することができるので、伝熱低減体76と放熱体84との間で生じる温度勾配を維持し、当該伝熱低減体76から放熱体84への伝熱を促進することができる。すなわち、シール材80への熱伝導の抑制をもたらす放熱体84の放熱機能をより好適に発揮させることができる。
Therefore, the
また、本実施形態では、伝熱低減体76及び放熱体84に、放熱率を高める塗装が施される。これにより、これら部材からの放熱量を増加させることができる。
Further, in the present embodiment, the heat
特に、上記塗装は、伝熱低減体76及び放熱体84の放熱率が、ケースC1の放熱率を超えるように施されることが好ましい。これにより、ケースC1内における装置の動作に起因してケースC1からの放射熱が生じる状況下であっても、伝熱低減体76及び放熱体84による放熱機能をより確実に発揮させることができる。
In particular, the above coating is preferably applied so that the heat dissipation rate of the heat
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態及び各変形例は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments and modifications show only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is defined as the specific configuration of the above-described embodiments. It is not intended to be limited to.
例えば、上記各実施形態及び各変形例における配管貫通構造では、燃料電池システム10内に設けられる装置における熱変形に起因した変位を抑制する観点から、弾性を有するシール材80を用いた。
For example, in the pipe penetrating structure in each of the above-described embodiments and modifications, an
しかしながら、配管貫通構造として当該熱変形による変位を吸収する手段としてベローズ(蛇腹状部材)を設ける場合など、必ずしもシール材80の弾性による変位吸収機能が必須とされない場合には、当該シール材80を、ペースト状のシーリング材を硬化させてなる非弾性材料で形成しても良い。
However, when the elastic displacement absorbing function of the sealing
また、上記各実施形態及び各変形例では、ケース壁面72における第1排気配管40を挿通させる貫通孔44の周辺に適用される配管貫通構造の例を説明した。しかしながら、燃料電池システム10における他の部分に配管貫通構造を適用しても良い。
Further, in each of the above-described embodiments and modifications, an example of a pipe penetrating structure applied to the periphery of the through
図15は、図3で説明した配管貫通構造を、断熱容器50に適用した例を説明する図である。図15で示す例では、第1排気配管40が、断熱容器50の壁面(筐体壁面)に設けられた貫通孔87を介して断熱容器50の内部と外部に跨って延在するように設けられている。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example in which the pipe penetration structure described in FIG. 3 is applied to the
第1排気配管40の外周面40aから伸長する伝熱低減体76の先端部78(第1保持面部78a)と、貫通孔87における断熱容器50の壁面の縁部74(第2保持面部74a)との間にシール材80が挟持されている。さらに、図15に示す例では、高温領域HAから低温領域LAへの放熱の抑制及びシール材80への伝熱を抑制する観点から、グラスウール又は耐火レンガ等で形成された断熱材88が設けられている。特に、断熱材88は、断熱容器50の縁部74と第1排気配管40の外周面40aとの間の空間を塞ぐように設けられている。
The tip 78 (first holding
したがって、図15に示した配管貫通構造によれば、高温領域HA内の高温の雰囲気及び第1排気配管40内の高温のガスによる熱に起因して、第1排気配管40からシール材80に伝達される熱を低減することができ、シール材80の熱劣化が抑制される。
Therefore, according to the pipe penetration structure shown in FIG. 15, from the
なお、断熱容器50の貫通孔87には、図3で説明した態様の配管貫通構造以外にも、図2A、図4、及び図6~14で示した各配管貫通構造の内のいずれかを任意に適用することができる。
In the through
また、上記実施形態は適宜、組み合わせが可能である。例えば、第2実施形態の変形例において説明したシール材80の構成は、図6~図9の配管貫通構造、及び図11~図15の配管貫通構造に適用しても良い。
In addition, the above embodiments can be combined as appropriate. For example, the configuration of the sealing
さらに、図16には、他の変形例による配管貫通構造の概略縦断面図を示す。図示のように、本変形例では、伝熱低減体76が配管接続部90に対してケースC1の外部に設けられる。そして、ケース壁面72の第2保持面部74aと、伝熱低減体76の先端部78における第1保持面部78aがZ軸方向において略面一となり、且つX軸方向において離間して構成されている。
Further, FIG. 16 shows a schematic vertical cross-sectional view of the pipe penetration structure according to another modification. As shown in the figure, in this modified example, the heat
そして、第1保持面部78a及び第2保持面部74aには、これらの間の間隙(貫通孔44)を塞ぐように、蛇腹状の部分を有するゴムブーツとして構成されたシール材80が設けられている。このシール材80のX軸方向の両端は、バンド部材92,94によってそれぞれ、第2保持面部74a及び第1保持面部78aに固定されている。この構成により、第1実施形態等において説明したシール材80の熱劣化を抑制する効果を発揮しつつ、配管接続部90における変位を好適に吸収することができる。
The first
さらに、図17には、さらなる変形例による配管貫通構造の概略縦断面図を示す。図示のように、本変形例では、伝熱低減体76がケースC1の内部に設けられており、図16の配管貫通構造に対して、ケース壁面72と伝熱低減体76のX軸上における位置関係が逆となっている。図17に示す配管貫通構造においても、図16の構成と同様に、蛇腹状の部分を有するゴムブーツとして構成されたシール材80が設けられている。したがって、同様に、シール材80の熱劣化を抑制する効果を発揮しつつ、配管接続部90における変位を好適に吸収することができる。
Further, FIG. 17 shows a schematic vertical cross-sectional view of the pipe penetration structure according to a further modification. As shown in the figure, in this modification, the heat
10 燃料電池システム
40 第1排気配管
40a 外周面
42 第2排気配管
44 貫通孔
50 断熱容器
60 燃料電池スタック
72 ケース壁面
74 縁部
74a 第2保持面部
76 伝熱低減体
76a 基部
78 先端部
78a 第1保持面部
80 シール材
80a 弾性体
80b 芯金
80c リップ部
81 中心孔
84 放熱体
86 放熱フィン
87 貫通孔
88 断熱材
90 配管接続部
C1 ケース
10
Claims (16)
前記配管には、該配管の外周面から伸長する伝熱低減体が形成され、
前記伝熱低減体の先端部と前記貫通孔における前記筐体壁面の縁部との間にシール材が挟持され、
前記伝熱低減体の先端部には、前記シール材に当接する面を構成する第1保持面部が形成され、
前記縁部には、前記シール材に当接する面を構成する第2保持面部が形成され、
前記第1保持面部及び前記第2保持面部は、前記配管の延在方向に沿って相互に対向して伸張する、
燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell, a housing for accommodating the fuel cell inside, and a pipe extending across the inside and the outside of the housing through a through hole provided in the wall surface of the housing. And
A heat transfer reducing body extending from the outer peripheral surface of the pipe is formed on the pipe.
A sealing material is sandwiched between the tip of the heat transfer reducing body and the edge of the housing wall surface in the through hole.
At the tip of the heat transfer reducing body, a first holding surface portion forming a surface that comes into contact with the sealing material is formed.
A second holding surface portion forming a surface that comes into contact with the sealing material is formed on the edge portion.
The first holding surface portion and the second holding surface portion extend so as to face each other along the extending direction of the pipe.
Fuel cell system.
前記配管には、該配管の外周面から伸長する伝熱低減体が形成され、
前記伝熱低減体の先端部と前記貫通孔における前記筐体壁面の縁部との間にシール材が挟持され、
前記伝熱低減体は、前記配管よりも熱伝導率が低く構成された、
燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell, a housing for accommodating the fuel cell inside, and a pipe extending across the inside and the outside of the housing through a through hole provided in the wall surface of the housing. And
A heat transfer reducing body extending from the outer peripheral surface of the pipe is formed on the pipe.
A sealing material is sandwiched between the tip of the heat transfer reducing body and the edge of the housing wall surface in the through hole.
The heat transfer reducing body is configured to have a lower thermal conductivity than the piping.
Fuel cell system.
前記配管には、該配管の外周面から伸長する伝熱低減体が形成され、
前記伝熱低減体の先端部と前記貫通孔における前記筐体壁面の縁部との間にシール材が挟持され、
前記伝熱低減体の先端部は、該伝熱低減体の先端部以外の部分よりも熱伝導率が低く構成された、
燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell, a housing for accommodating the fuel cell inside, and a pipe extending across the inside and the outside of the housing through a through hole provided in the wall surface of the housing. And
A heat transfer reducing body extending from the outer peripheral surface of the pipe is formed on the pipe.
A sealing material is sandwiched between the tip of the heat transfer reducing body and the edge of the housing wall surface in the through hole.
The tip portion of the heat transfer reducing body is configured to have a lower thermal conductivity than the portion other than the tip portion of the heat transfer reducing body.
Fuel cell system.
前記配管には、該配管の外周面から伸長する伝熱低減体が形成され、
前記伝熱低減体の先端部と前記貫通孔における前記筐体壁面の縁部との間にシール材が挟持され、
前記伝熱低減体には、該伝熱低減体よりも熱伝導率が高い放熱体が取り付けられた、
燃料電池システム。 A fuel cell system including a fuel cell, a housing for accommodating the fuel cell inside, and a pipe extending across the inside and the outside of the housing through a through hole provided in the wall surface of the housing. And
A heat transfer reducing body extending from the outer peripheral surface of the pipe is formed on the pipe.
A sealing material is sandwiched between the tip of the heat transfer reducing body and the edge of the housing wall surface in the through hole.
A heat radiating body having a higher thermal conductivity than the heat transfer reducing body was attached to the heat transfer reducing body.
Fuel cell system.
前記シール材は、
環状の弾性体と、該弾性体に内包された芯金と、前記弾性体の径方向外側に形成されたリップ部と、を有し、
前記弾性体の中心孔に前記配管を挿通させるとともに、前記芯金及び前記リップ部が前記第1保持面部及び前記第2保持面部との間に挟まれた状態で挟持される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 .
The sealing material is
It has an annular elastic body, a core metal contained in the elastic body, and a lip portion formed on the radial outer side of the elastic body.
The pipe is inserted into the central hole of the elastic body, and the core metal and the lip portion are sandwiched between the first holding surface portion and the second holding surface portion.
Fuel cell system.
前記伝熱低減体が、前記筐体壁面に対して該筐体の内部側又は外部側に設けられ、
前記第1保持面部は、前記伝熱低減体から前記筐体壁面に向かって伸長するように構成され、
前記第2保持面部は、前記筐体壁面から前記伝熱低減体に向かって伸長するように構成され、
前記配管の接続部が、前記第1保持面部及び前記第2保持面部の双方により構成される該配管の延在方向への射影領域内に収まる、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 5 .
The heat transfer reducing body is provided on the inner side or the outer side of the housing with respect to the wall surface of the housing.
The first holding surface portion is configured to extend from the heat transfer reducing body toward the housing wall surface.
The second holding surface portion is configured to extend from the housing wall surface toward the heat transfer reducing body.
The connecting portion of the pipe fits within the projective range of the pipe in the extending direction, which is composed of both the first holding surface portion and the second holding surface portion.
Fuel cell system.
前記配管の接続部が、前記第2保持面部の該配管の延在方向への射影領域内に収まるように構成された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 6 .
The connecting portion of the pipe is configured to fit within the projective range of the second holding surface portion in the extending direction of the pipe.
Fuel cell system.
前記伝熱低減体が、前記筐体壁面に対して該筐体の内部側に設けられ、
前記第2保持面部は、前記伝熱低減体に向かって伸長するように構成され、
前記配管の接続部が、前記筐体壁面に対して該筐体の外部側に設けられた、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 1 or 5 .
The heat transfer reducing body is provided on the inner side of the housing with respect to the wall surface of the housing.
The second holding surface portion is configured to extend toward the heat transfer reducing body.
The connecting portion of the pipe is provided on the outer side of the housing with respect to the wall surface of the housing.
Fuel cell system.
前記伝熱低減体の先端部は、該伝熱低減体の先端部以外の部分よりも、主要な伝熱経路に直交する方向の断面積が小さく構成された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 3 .
The tip portion of the heat transfer reducing body is configured to have a smaller cross-sectional area in the direction orthogonal to the main heat transfer path than the portion other than the tip portion of the heat transfer reducing body.
Fuel cell system.
前記放熱体は、前記伝熱低減体よりも、主要な伝熱経路に直交する方向の断面積が大きく構成された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4 .
The heat radiating body has a larger cross-sectional area in a direction orthogonal to the main heat transfer path than the heat transfer reducing body.
Fuel cell system.
前記放熱体は、該伝熱低減体の先端部から前記配管に直交する方向に伸長するように設けられた、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4 or 10 .
The heat radiating body is provided so as to extend from the tip end portion of the heat transfer reducing body in a direction orthogonal to the pipe.
Fuel cell system.
前記放熱体の表面に、複数の放熱フィンが突出形成された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4, 10, or 11 .
A plurality of heat radiating fins are projected and formed on the surface of the heat radiating body.
Fuel cell system.
前記伝熱低減体及び前記放熱体に、放熱率を高める塗装が施された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 4, 10, or 11 .
The heat transfer reducing body and the heat radiating body are coated to increase the heat radiating rate.
Fuel cell system.
前記伝熱低減体及び前記放熱体の放熱率が前記筐体の放熱率以上となるように前記塗装が施された、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to claim 13 .
The coating was applied so that the heat dissipation rate of the heat transfer reducing body and the heat radiating body was equal to or higher than the heat radiating rate of the housing.
Fuel cell system.
前記シール材は、弾性材料により形成される、
燃料電池システム。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 14 .
The sealing material is formed of an elastic material.
Fuel cell system.
前記配管には、該配管の外周面から伸長する環状の伝熱低減体が形成され、 An annular heat transfer reducing body extending from the outer peripheral surface of the pipe is formed on the pipe.
前記伝熱低減体の先端面は、前記筐体壁面の前記貫通孔の内周面と対向し、 The tip surface of the heat transfer reducing body faces the inner peripheral surface of the through hole on the wall surface of the housing.
前記伝熱低減体の先端面と前記貫通孔の内周面との間にシール材が挟持された、 A sealing material was sandwiched between the tip surface of the heat transfer reducing body and the inner peripheral surface of the through hole.
燃料電池システム。 Fuel cell system.
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