JP7487123B2 - 燃料電池ユニット - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池ユニットに関する。

燃料電池ユニットは、燃料電池に燃料ガスを供給するガス供給装置を備える。ガス供給装置としての例えば特許文献１のアノードガス供給装置は、高圧タンクと、アノードガス供給通路と、調圧弁と、圧力センサとを備える。高圧タンクは、燃料電池スタックに供給する燃料ガスとしてのアノードガスを高圧状態に保って貯蔵する。

アノードガス供給通路は、高圧タンクから排出されたアノードガスを燃料電池スタックに供給するための通路である。アノードガス供給通路の一端部が高圧タンクに接続され、他端部が燃料電池スタックのアノードガス入口孔に接続される。

ガス関連部品としての調圧弁は、アノードガス供給通路に設けられる。調圧弁は、高圧タンクから排出されたアノードガスを所望の圧力に調節して燃料電池スタックに供給する。ガス関連部品としての圧力センサは、調圧弁よりも下流のアノードガス供給通路に設けられる。圧力センサは、調圧弁よりも下流のアノードガス供給通路を流れるアノードガスの圧力を検出する。

特開２０１５－２４６６５号公報

燃料電池ユニットでは、アノードガス供給通路には、高圧タンクと調圧弁を接続する通路と、調圧弁と圧力センサを接続する通路と、圧力センサとアノードガス入口孔を接続する通路が設けられる場合がある。アノードガス供給通路は、高圧のアノードガスが流れるため、各通路は剛性の高い金属製の高圧配管が使用される。このため、高圧タンクと調圧弁、調圧弁と圧力センサ、及び圧力センサとアノードガス入口孔を通路で接続する際、通路によって接続するガス関連部品同士の間での位置ずれが大きいと、ガス関連部品同士を通路によって接続しにくい。

上記課題を解決するための燃料電池ユニットは、燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する高圧タンクと、ガス関連部品としての前記燃料ガスの充填口と、前記高圧タンクの軸線方向のいずれか一方の端部に配置されて前記高圧タンクを開閉するガス関連部品としての開閉弁と、前記高圧タンクの圧力を検知するガス関連部品としての圧力センサと、前記高圧タンクから排出された前記燃料ガスの圧力を減少させるガス関連部品としての減圧弁と、前記燃料電池及び前記高圧タンクが固定されたフレームと、前記充填口と前記開閉弁とを管軸方向の両端部に離して接続する第１高圧配管と、前記圧力センサと前記開閉弁とを管軸方向の両端部に離して接続する第２高圧配管と、前記圧力センサと前記減圧弁とを管軸方向の両端部に離して接続する第３高圧配管と、を備え、前記高圧タンクの軸線方向の両端部のうち前記充填口に近い端部を第１端部とし、前記第１端部と反対の端部を第２端部とすると、前記第１高圧配管、前記第２高圧配管、及び前記第３高圧配管の少なくとも２本は、前記管軸方向の一方の端部を前記高圧タンクの前記第１端部の近くに位置させるとともに前記管軸方向の他方の端部を前記高圧タンクの前記第２端部の近くに位置させて配置されていることを要旨とする。

これによれば、第１高圧配管、第２高圧配管、及び第３高圧配管の少なくとも２本について、管軸方向の両端部は高圧タンクの軸線方向の両端部に離れるとともに、少なくとも２本の高圧配管の管軸方向の両端部に接続されるガス関連部品は高圧タンクの軸線方向の両端部に離れる。高圧タンクの両端部にガス関連部品が離れて配置されることで、少なくとも２本の高圧配管の管軸方向への長さは、高圧タンクの軸線方向への長さ以上となる。このため、少なくとも２本の高圧配管の両端部間の距離を長く確保でき、少なくとも２本の高圧配管が撓む余裕を得ることができる。そして、高圧タンク以上の長さを有する少なくとも２本の高圧配管とすることで、ガス関連部品同士の間での位置ずれを、高圧配管の途中での撓み具合で吸収できる。その結果として、ガス関連部品同士の高圧配管での接続を容易とすることができる。

燃料電池ユニットについて、前記フレームは、底板と、当該底板から立ち上がる複数の柱と、を備え、複数の前記柱のうちの１本と、前記高圧タンクとは、当該高圧タンクの前記軸線方向に間隔を空けて並んでおり、前記１本の前記柱と前記高圧タンクとの間には１つの前記ガス関連部品が配置され、前記１本の前記柱には、当該柱を間に挟んだ前記高圧タンクと反対側から前記ガス関連部品に向けて開口したアクセスホールが設けられていてもよい。

これによれば、柱と高圧タンクとの間にガス関連部品が配置されていても、高圧タンクとは反対側からアクセスホールを介してガス関連部品に工具や検査機を挿入する等のアクセスが可能である。このため、柱と高圧タンクとの間から、ガス関連部品にアクセスする場合と比べると、圧力センサにアクセスしやすく、操作しやすい。

燃料電池ユニットについて、前記燃料電池ユニットは第１水素検知器及び第２水素検知器を備え、前記燃料電池ユニットを上方から見た平面視では、前記燃料電池と前記高圧タンクは一方向に並んで配置されるとともに、前記平面視において、前記燃料電池と前記高圧タンクとの境界線を仮想した場合、前記充填口、前記開閉弁、前記圧力センサ、及び前記減圧弁は、前記境界線よりも前記高圧タンク寄りに配置されており、前記第１水素検知器は、前記境界線よりも前記高圧タンク寄りに配置され、前記第２水素検知器は、前記境界線よりも前記燃料電池寄りに配置されていてもよい。

これによれば、燃料電池ユニットが、例えば、水素検知器を１つだけ備える場合、及び水素検知器を２つ備えるも、２つの水素検知器が境界線上に配置されている場合と比べると、水素検知器によって水素漏れを検知しやすい。さらに、水素漏れが発生しても、水素漏れが発生したのが、燃料電池なのか、それとも高圧タンク及びガス関連部品なのかを判別しやすくなる。

燃料電池ユニットについて、前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを調圧する調圧器と、前記減圧弁と前記調圧器を接続する供給配管と、を備え、前記フレームは、第１フレーム構成体と第２フレーム構成体を一体化して構成され、前記高圧タンク、前記充填口、前記開閉弁、前記圧力センサ、及び前記減圧弁は前記第１フレーム構成体に配置されるとともに、前記燃料電池及び前記調圧器は前記第２フレーム構成体に配置され、前記供給配管は、前記減圧弁と接続される第１金属配管と、前記調圧器と接続される第２金属配管と、前記第１金属配管と前記第２金属配管を接続するゴム配管と、から構成されていてもよい。

これによれば、第１フレーム構成体と第２フレーム構成体を一体化する構成上、減圧弁と調圧器の位置ずれが生じやすい。供給配管のゴム配管を弾性変形させることにより、減圧弁と調圧器の位置ずれを吸収して、減圧弁と調圧器を供給配管によって接続できる。

本発明によれば、ガス関連部品同士の高圧配管での接続を容易とする。

燃料電池ユニットを開閉弁側から示す斜視図。 燃料電池ユニットの全体を示す斜視図。 第１ユニット前駆体と第２ユニット前駆体を示す分解斜視図。 燃料電池ユニットを示す断面図。 燃料電池ユニットをアクセスホール側から示す側面図。 燃料電池ユニットを模式的に示す平面図。

以下、燃料電池ユニットを具体化した一実施形態を図１～図６にしたがって説明する。
燃料電池ユニット１０は、図示しない産業車両に搭載される。
図１～図３に示すように、燃料電池ユニット１０は、フレーム１１と、燃料電池３０と、高圧タンクとしての水素タンク４０と、エアコンプレッサ５０と、キャパシタ６０と、熱交換器７０と、配電部８０とを備える。

図１の２点鎖線に示すように、燃料電池ユニット１０は、ケース２００に収容されている。図４に示すように、ケース２００は、産業車両のベースウエイト２０１の上面に固定されている。

図１又は図３に示すように、フレーム１１は、長四角板状の底板１２と、底板１２から立ち上がる３本の柱１３と、２本の柱１３に支持される第１支持板１７と、他の１本の柱１３及び支持部材２２に支持される第２支持板２１と、を備える。

燃料電池ユニット１０が水平面上に置かれているものとして重力の方向をＺ軸で示し、水平面に沿う方向をＸ軸とＹ軸で示す。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、互いに直交する。以下の説明では、Ｚ軸と平行な方向を鉛直方向Ｚともいい、Ｘ軸と平行な方向を水平方向Ｘともいう。水平方向Ｘは、底板１２の長辺方向に平行である。また、Ｙ軸と平行な方向を奥行方向Ｙともいう。奥行方向Ｙは、底板１２の短辺方向に平行である。したがって、奥行方向Ｙは、水平方向Ｘ及び鉛直方向Ｚの両方に直交する方向である。柱１３が底板１２から立ち上がる方向は、鉛直方向Ｚに平行である。

燃料電池ユニット１０において、底板１２は、長四角板状である。フレーム１１の３本の柱１３は、２本の第１柱１６と、１本の第２柱２０と、から構成される。２本の第１柱１６は水平方向Ｘに並んでいる。

第１支持板１７を支持する２本の柱１３は第１柱１６であり、第２支持板２１を支持する１本の柱１３は第２柱２０である。第１支持板１７と第２支持板２１とは鉛直方向Ｚの位置がずれている。第１支持板１７は、第２支持板２１よりも鉛直方向Ｚの上側に位置している。

詳細に図示しないが、燃料電池３０は、複数の燃料電池セルをスタック化したものである。燃料電池セルは、固体分子型燃料電池である。燃料電池３０は、燃料ガスと、酸化剤ガスとの化学反応によって発電を行う。燃料電池３０では、水素ガスを燃料ガス、空気中の酸素を酸化剤ガスとして発電が行われる。

燃料電池３０は、水素タンク４０から供給される水素ガスと、エアコンプレッサ５０から供給される空気中の酸素とを反応させて直流の電気エネルギー（直流電力）を発生する。エアコンプレッサ５０は、空気を圧縮して燃料電池３０に供給する。

キャパシタ６０は、燃料電池３０によって発電された電力を蓄える。熱交換器７０は、燃料電池３０と熱交換した熱交換媒体と外気との間で熱交換を行う。熱交換媒体としては冷却水が用いられるが、その他の媒体を用いてもよい。また、図５に示すように、熱交換器７０には、冷却水を熱交換器７０に供給するリザーバータンク７２が接続されている。なお、図５は燃料電池ユニット１０を簡略化しているため、リザーバータンク７２と熱交換器７０との接続を行う流路について図示を省略している。配電部８０は、燃料電池３０の発電を制御する部品を含む。

図１又は図２に示すように、水素タンク４０の中心軸線Ｌが延びる方向を軸線方向とする。水素タンク４０の軸線方向は水平方向Ｘと平行である。水素タンク４０は、軸線方向の一端部に第１端部４０ａを備え、軸線方向の他端部に第２端部４０ｂを備える。

図５又は図６に示すように、燃料電池ユニット１０は、水素タンク４０に水素ガスを充填するガス関連部品としての充填口６１を備える。また、図１又は図２に示すように、燃料電池ユニット１０は、水素タンク４０の第２端部４０ｂに配置されて水素タンク４０を開閉するガス関連部品としての開閉弁６２を備える。燃料電池ユニット１０は、水素タンク４０の圧力を検知するガス関連部品としての圧力センサ６３を備える。また、燃料電池ユニット１０は、水素タンク４０から排出された水素ガスの圧力を減少させるガス関連部品としての減圧弁６４と、燃料電池３０に供給する水素ガスを調圧するガス関連部品としての調圧器６６と、を備える。

燃料電池ユニット１０において、底板１２上では、水素タンク４０と配電部８０は一方向としての奥行方向Ｙに並んでいる。燃料電池ユニット１０において、３本の柱１３のうちの２本の第１柱１６と、水素タンク４０とは当該水素タンク４０の軸線方向に間隔を空けて並んでいる。

燃料電池３０及びエアコンプレッサ５０は、配電部８０よりも鉛直方向Ｚの上側で第２支持板２１に支持され、キャパシタ６０は、水素タンク４０よりも鉛直方向Ｚの上側で第１支持板１７に支持されている。エアコンプレッサ５０と、燃料電池３０と、熱交換器７０は、水平方向Ｘに並んで配置されている。

図６に示すように、充填口６１は、２本の第１柱１６のうちの１本である配置用柱１６１に配置されている。充填口６１は、水平方向Ｘに減圧弁６４と対向する位置に配置されている。

図１又は図２に示すように、開閉弁６２は、水素タンク４０の第２端部４０ｂに配置されている。圧力センサ６３は、鉛直方向Ｚにおける第１支持板１７より下方において、配置用柱１６１の内面に固定されている。圧力センサ６３は、水平方向Ｘにおいて、水素タンク４０の第１端部４０ａと対向している。減圧弁６４は、第１支持板１７に支持され、水平方向Ｘにおいて、キャパシタ６０と配置用柱１６１との間に配置されている。減圧弁６４は、鉛直方向Ｚにおいて、圧力センサ６３より上側に配置されている。調圧器６６は、奥行方向Ｙで燃料電池３０と並んで配置されている。

燃料電池ユニット１０は、充填口６１と開閉弁６２とを管軸方向の両端部に離して接続する第１高圧配管９１と、圧力センサ６３と開閉弁６２とを管軸方向の両端部に離して接続する第２高圧配管９２と、圧力センサ６３と減圧弁６４とを管軸方向の両端部に離して接続する第３高圧配管９３とを備える。第１高圧配管９１、第２高圧配管９２、及び第３高圧配管９３はステンレス製である。また、第１高圧配管９１、第２高圧配管９２、及び第３高圧配管９３の管径は、水素ガスが流れる際の圧力損失を抑制するために大きく設定されている。

図６に示すように、燃料電池ユニット１０は、調圧器６６と減圧弁６４を接続する供給配管９４を備える。供給配管９４は、減圧弁６４と接続される第１金属配管９５と、調圧器６６と接続される第２金属配管９６と、第１金属配管９５と第２金属配管９６を接続するゴム配管９７と、を備える。

図３に示すように、上記フレーム１１は、第１フレーム構成体１４と、第２フレーム構成体１８とを一体化して構成されている。
第１フレーム構成体１４は、第１底構成体１５と、第１底構成体１５から立ち上がる２本の第１柱１６と、２本の第１柱１６に架け渡された第１支持板１７と、を備える。

第１底構成体１５は長四角板状である。第１底構成体１５は、底板１２を構成する。第１底構成体１５の長辺方向は水平方向Ｘと平行であり、第１底構成体１５の短辺方向は奥行方向Ｙと平行である。２本の第１柱１６の一方は、第１底構成体１５の水平方向Ｘの一端に近い位置に配置され、２本の第１柱１６の他方は、第１底構成体１５の水平方向Ｘの他端に近い位置に配置されている。２本の第１柱１６は、第１底構成体１５の一つの長縁部寄りに配置されている。第１支持板１７は、長四角板状である。第１支持板１７の水平方向Ｘの一端が一方の第１柱１６に支持され、第１支持板１７の水平方向Ｘの他端が他方の第１柱１６に支持されている。

図２又は図５に示すように、２本の第１柱１６のうちの一方には、充填口６１、圧力センサ６３及びリザーバータンク７２が配置されている。一方の第１柱１６は配置用柱１６１である。配置用柱１６１は、２枚の柱形成板１６ａと、２枚の柱形成板１６ａに架け渡された連結板１６ｂと、一方の柱形成板１６ａに固定されたブラケット１６ｃと、を備える。２枚の柱形成板１６ａは奥行方向Ｙに対向する。連結板１６ｂの上部には充填口配置部１６ｄが設けられている。したがって、配置用柱１６１は、上部に充填口配置部１６ｄを備える。充填口配置部１６ｄは、連結板１６ｂの上端よりも下方へ凹んだ部分である。

図５に示すように、配置用柱１６１は、下部にアクセスホール１６ｅを備える。アクセスホール１６ｅは、連結板１６ｂの下部を板厚方向に貫通する。アクセスホール１６ｅは、リザーバータンク７２よりも鉛直方向Ｚの下側に位置する。

図１又は図２に示すように、第１底構成体１５には、水素タンク４０が固定されている。水素タンク４０の中心軸線Ｌと、第１底構成体１５の長辺とは平行である。水素タンク４０の軸線方向は水平方向Ｘと平行である。

水素タンク４０の第１端部４０ａは、配置用柱１６１に近い位置に配置され、水素タンク４０の第２端部４０ｂは、他方の第１柱１６に近い位置に配置されている。水素タンク４０の第１端部４０ａと、配置用柱１６１とは、水素タンク４０の軸線方向、つまり水平方向Ｘに間隔を空けて並んでいる。第１支持板１７には、キャパシタ６０が固定されている。第１フレーム構成体１４において、水素タンク４０とキャパシタ６０とは鉛直方向Ｚに並んで配置されている。

図２又は図５に示すように、充填口６１は、配置用柱１６１のブラケット１６ｃに固定されることにより充填口配置部１６ｄに配置されている。圧力センサ６３は、鉛直方向Ｚにおける第１支持板１７より下方において、配置用柱１６１の連結板１６ｂの内面に固定されている。圧力センサ６３の一部は、水平方向Ｘにアクセスホール１６ｅと重なり合っている。水素タンク４０の軸線方向において、配置用柱１６１を挟んだ水素タンク４０の反対側から配置用柱１６１を見た場合、つまり、配置用柱１６１を外面側から見た場合、アクセスホール１６ｅを介して圧力センサ６３の一部を視認できる。したがって、アクセスホール１６ｅは、配置用柱１６１を挟んだ水素タンク４０の反対側から圧力センサ６３に向けて開口している。減圧弁６４は、第１支持板１７に固定されている。

第１フレーム構成体１４には、水素タンク４０と、キャパシタ６０と、充填口６１と、開閉弁６２と、圧力センサ６３と、減圧弁６４とが配置されている。第１フレーム構成体１４と、水素タンク４０と、キャパシタ６０と、充填口６１と、開閉弁６２と、圧力センサ６３と、減圧弁６４とから、第１ユニット前駆体Ｕ１が構成されている。

図３に示すように、第２フレーム構成体１８は、第２底構成体１９と、第２底構成体１９から立ち上がる１本の第２柱２０と、当該第２柱２０及び支持部材２２に支持された第２支持板２１と、を備える。

第２底構成体１９は長四角板状である。第２底構成体１９は、底板１２を構成する。第２底構成体１９の長辺方向は水平方向Ｘと平行であり、第２底構成体１９の短辺方向は奥行方向Ｙと平行である。支持部材２２は、第２底構成体１９の水平方向Ｘの一端に近い位置に配置され、第２柱２０は、第２底構成体１９の水平方向Ｘの他端に配置されている。第２柱２０は、第２底構成体１９の一つの長縁部寄りに配置されている。第２支持板２１は、長四角板状である。第２支持板２１の水平方向Ｘの一端が支持部材２２に支持され、第２支持板２１の水平方向Ｘの他端は、第２柱２０に支持されている。

第２底構成体１９の一方の短縁部には熱交換器７０が固定されている。また、第２底構成体１９には配電部８０が固定され、熱交換器７０と配電部８０は、第２底構成体１９の水平方向Ｘに並んでいる。第２支持板２１には、燃料電池３０及びエアコンプレッサ５０が固定されている。燃料電池３０とエアコンプレッサ５０は、第２支持板２１の水平方向Ｘに並んでいる。また、燃料電池３０には調圧器６６が一体化されている。

第２フレーム構成体１８には、燃料電池３０と、エアコンプレッサ５０と、熱交換器７０と、配電部８０と、調圧器６６とが配置されている。第２フレーム構成体１８と、燃料電池３０と、エアコンプレッサ５０と、熱交換器７０と、配電部８０と、調圧器６６とから、第２ユニット前駆体Ｕ２が構成されている。

そして、第１ユニット前駆体Ｕ１と第２ユニット前駆体Ｕ２を一体化することで、燃料電池ユニット１０の前駆体が構成されるようになっている。燃料電池ユニット１０の前駆体に、第１高圧配管９１、第２高圧配管９２、第３高圧配管９３、及び供給配管９４を設けることで、燃料電池ユニット１０が構成されるようになっている。

なお、フレーム１１は、第１底構成体１５の２つの長縁部のうち、第１柱１６の配置されていない長縁部と、第２底構成体１９の２つの長縁部のうち、第２柱２０の配置されていない長縁部とを対向させて一体化して構成されている。よって、フレーム１１の底板１２は、第１底構成体１５と第２底構成体１９とから構成されている。

図６に示すように、燃料電池ユニット１０を上方から見た平面視では、燃料電池３０と水素タンク４０は一方向としての奥行方向Ｙに並んで配置されている。平面視において、奥行方向Ｙにおける燃料電池３０と水素タンク４０との間に、水平方向Ｘに延びる境界線Ｍを仮想した場合、充填口６１、開閉弁６２、圧力センサ６３、及び減圧弁６４は、境界線Ｍよりも水素タンク４０寄りに配置されている。燃料電池ユニット１０を上方から見た平面視において、調圧器６６は境界線Ｍよりも燃料電池３０寄りに配置されている。

図２及び図４に示すように、燃料電池ユニット１０は、２本の第１柱１６と、１本の第２柱２０に支持されたカバー９８を備える。カバー９８は四角の平板状である。カバー９８は、キャパシタ６０、減圧弁６４、調圧器６６、燃料電池３０、エアコンプレッサ５０、熱交換器７０を上方から覆う。

図４及び図６に示すように、カバー９８には、第１水素検知器９９ａと第２水素検知器９９ｂとが設置されている。第１水素検知器９９ａは、境界線Ｍよりも水素タンク４０寄りに配置され、第２水素検知器９９ｂは、境界線Ｍよりも燃料電池３０寄りに配置されている。

図６の２点鎖線に示すように、第１水素検知器９９ａは、キャパシタ６０の上方に配置され、第２水素検知器９９ｂは、燃料電池３０の上方に配置されている。したがって、鉛直方向Ｚに沿って燃料電池ユニット１０を上方から見た平面視では、第１水素検知器９９ａは、水素タンク４０と重なり、第２水素検知器９９ｂは、燃料電池３０と重なる。第１水素検知器９９ａは、奥行方向Ｙには並んでおらず、水平方向Ｘにずれている。

次に、第１高圧配管９１、第２高圧配管９２、第３高圧配管９３、及び供給配管９４について説明する。
図１～図３又は図６に示すように、第１高圧配管９１の管軸方向の一つの端部である第１接続端部９１ａは、充填口用継手８１を介して充填口６１と接続されている。図４に示すように、第１高圧配管９１の管軸方向の一つの端部である第２接続端部９１ｂは、第１開閉弁用継手８２ａを介して開閉弁６２と接続されている。

第１高圧配管９１は、第１接続端部９１ａからキャパシタ６０に向けて水平方向Ｘに延びた後、減圧弁６４から離れるように折れ曲がり、奥行方向Ｙに延びた後、鉛直方向Ｚに沿って下へ延びている。さらに、第１高圧配管９１は、水平方向Ｘに延びた後、水素タンク４０の第２端部４０ｂ付近で、当該第２端部４０ｂに向けて折れ曲がり、奥行方向Ｙに延びている。そして、図４に示すように、第１高圧配管９１の第２接続端部９１ｂは、第１開閉弁用継手８２ａを介して開閉弁６２と接続されている。

図２に示すように、第２高圧配管９２の管軸方向の一つの端部である第１接続端部９２ａは、第１センサ用継手８３ａを介して圧力センサ６３と接続されている。図４に示すように、第２高圧配管９２の管軸方向の一つの端部である第２接続端部９２ｂは、第２開閉弁用継手８２ｂを介して開閉弁６２と接続されている。

図３に示すように、第２高圧配管９２は、第１センサ用継手８３ａから鉛直方向Ｚに沿って下方へ延びた後、上方へ延びるように折り返された後、水素タンク４０の第２端部４０ｂに向かうように折れ曲がり、水平方向Ｘに延びている。

図２に示すように、第２高圧配管９２は、水素タンク４０の第２端部４０ｂ付近で、当該第２端部４０ｂに向けて折れ曲がり、奥行方向Ｙに延びている。そして、図４に示すように、第２高圧配管９２の第２接続端部９２ｂは、第２開閉弁用継手８２ｂを介して開閉弁６２と接続されている。

図２に示すように、第３高圧配管９３の管軸方向の一つの端部である第１接続端部９３ａは、第２センサ用継手８３ｂを介して圧力センサ６３と接続されている。図６に示すように、第３高圧配管９３の管軸方向の一つの端部である第２接続端部９３ｂは、第１減圧弁用継手８４ａを介して減圧弁６４と接続されている。図２に示すように、第３高圧配管９３は、第２センサ用継手８３ｂから離れるように奥行方向Ｙに延びた後、折れ曲がり、鉛直方向Ｚに沿って上へ延びた後、減圧弁６４に向けて延び、第１減圧弁用継手８４ａを介して減圧弁６４と接続されている。

したがって、第１高圧配管９１は、第１接続端部９１ａを水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに位置させるとともに第２接続端部９１ｂを水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに位置させて配置されている。同じく、第２高圧配管９２は、第１接続端部９２ａを水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに位置させるとともに第２接続端部９２ｂを水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに位置させて配置されている。

第１高圧配管９１の第１接続端部９１ａと第２接続端部９１ｂの間の距離は、水素タンク４０の軸線以上の長さである。また、第２高圧配管９２の第１接続端部９２ａと第２接続端部９２ｂの間の距離も、水素タンク４０の軸線以上の長さである。第１高圧配管９１及び第２高圧配管９２は、水素タンク４０の軸線以上の長さを有するため、撓み易くなっている。

図６に示すように、供給配管９４において、第１金属配管９５の接続端部９５ａは、第２減圧弁用継手８４ｂを介して減圧弁６４と接続されている。第２金属配管９６の接続端部９６ａは、調圧器用継手６７を介して調圧器６６と接続されている。

供給配管９４の第１金属配管９５は、調圧器６６に向けて延びるとともに、ゴム配管９７は第１金属配管９５から調圧器６６に向けて延びている。第２金属配管９６は、ゴム配管９７から調圧器６６に向けて延びた後、折れ曲がり、水平方向Ｘに沿って調圧器６６に向けて延びた後、調圧器用継手６７を介して調圧器６６と接続されている。

上記実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）第１高圧配管９１は、充填口６１と接続される第１接続端部９１ａと、開閉弁６２に接続される第２接続端部９１ｂとを、水素タンク４０の軸線方向の両端に離して配置される。また、第２高圧配管９２は、圧力センサ６３と接続される第１接続端部９２ａと、開閉弁６２に接続される第２接続端部９２ｂとを、水素タンク４０の軸線方向の両端に離して配置される。よって、第１高圧配管９１及び第２高圧配管９２の管軸方向への長さを、水素タンク４０の軸線方向への長さ以上にでき、第１高圧配管９１及び第２高圧配管９２が撓む余裕を得ることができる。その結果として、充填口６１と開閉弁６２とが、配置予定場所から水平方向Ｘ、奥行方向Ｙ及び鉛直方向Ｚのいずれの方向に位置ずれしていても、その位置ずれを、水素タンク４０の軸線方向の長さ以上の長さを有する第１高圧配管９１の途中での撓み具合により吸収して充填口６１と開閉弁６２を接続できる。つまり、充填口６１と開閉弁６２の第１高圧配管９１での接続を容易とすることができる。

同じく、開閉弁６２と圧力センサ６３とが、配置予定場所から水平方向Ｘ、奥行方向Ｙ及び鉛直方向Ｚのいずれの方向に位置ずれしていても、その位置ずれを、水素タンク４０の軸線方向の長さ以上の長さを有する第２高圧配管９２の途中での撓み具合により吸収して開閉弁６２と圧力センサ６３を接続できる。つまり、開閉弁６２と圧力センサ６３の第２高圧配管９２での接続を容易とすることができる。

（２）第１高圧配管９１及び第２高圧配管９２の管軸方向への長さを、水素タンク４０の軸線方向への長さ以上にできる。このため、燃料電池ユニット１０に対する想定外の衝撃による水素タンク４０の位置ずれが生じた場合、充填口６１と開閉弁６２との距離の変動を第１高圧配管９１の撓み具合によって吸収でき、開閉弁６２と圧力センサ６３との距離の変動を第２高圧配管９２の撓み具合によって吸収できる。その結果、充填口用継手８１、第１開閉弁用継手８２ａ、第２開閉弁用継手８２ｂ、第１センサ用継手８３ａの損傷も抑制できる。

（３）フレーム１１の配置用柱１６１はアクセスホール１６ｅを備える。そして、水平方向Ｘの外側から配置用柱１６１を見た場合、アクセスホール１６ｅを介して圧力センサ６３の一部を視認できる。このため、配置用柱１６１と水素タンク４０との間に圧力センサ６３が配置されていても、配置用柱１６１の外面側からアクセスホール１６ｅを介して圧力センサ６３に配管を接続する際の工具の挿入や、水素漏れを確認する検査機の挿入等のアクセスが可能である。このため、配置用柱１６１と水素タンク４０との間から、圧力センサ６３にアクセスする場合と比べると、圧力センサ６３にアクセスしやすく、操作もしやすい。

（４）燃料電池ユニット１０は、第１ユニット前駆体Ｕ１と第２ユニット前駆体Ｕ２とからなる燃料電池ユニット１０の前駆体に、第１～第３高圧配管９１～９３及び供給配管９４を設置することで構成されている。このため、第１ユニット前駆体Ｕ１の製造及び検査と、第２ユニット前駆体Ｕ２の製造と検査とを別々に行うことができ、例えば、フレーム１１に全ての部品を組付けて製造及び検査を行う場合と比べると燃料電池ユニット１０の生産性が向上する。

第１ユニット前駆体Ｕ１と第２ユニット前駆体Ｕ２を組み合わせて燃料電池ユニット１０の前駆体を製造する場合、第１ユニット前駆体Ｕ１の第１フレーム構成体１４と、第２ユニット前駆体Ｕ２の第２フレーム構成体１８を一体化する構成上、減圧弁６４と調圧器６６の位置ずれが生じやすい。この減圧弁６４と調圧器６６を接続する供給配管９４は、第１金属配管９５と第２金属配管９６を接続するゴム配管９７を有する。このゴム配管９７を弾性変形させることにより、減圧弁６４と調圧器６６の位置ずれを吸収して、減圧弁６４と調圧器６６を供給配管９４を介して接続できる。

（５）供給配管９４はゴム配管９７を含む。燃料電池ユニット１０に対する想定外の衝撃によって、減圧弁６４と調圧器６６との間に位置ずれが生じた場合、ゴム配管９７によって衝撃を吸収でき、第２減圧弁用継手８４ｂ及び調圧器用継手６７が損傷することを抑制できる。

（６）第１水素検知器９９ａは、境界線Ｍよりも水素タンク４０寄りに配置され、第２水素検知器９９ｂは、境界線Ｍよりも燃料電池３０寄りに配置されている。燃料電池ユニット１０が、水素検知器を１つだけ備える場合や、水素検知器を２つ備えるも、２つの水素検知器が境界線Ｍ上に配置されている場合と比べると、万一の水素漏れを検知しやすい。さらに、水素漏れが発生しても、水素漏れが発生したのが燃料電池３０なのか、それとも水素タンク４０及びガス関連部品なのかを判別しやすくなる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 燃料電池３０は、第２フレーム構成体１８の第２底構成体１９に固定され、底板１２上で燃料電池３０と水素タンク４０が奥行方向Ｙに並んでいてもよい。この場合、減圧弁６４を、水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに配置してもよい。そして、第３高圧配管９３の第１接続端部９３ａを圧力センサ６３に接続し、第３高圧配管９３の第２接続端部９３ｂを減圧弁６４に接続する。これにより、第３高圧配管９３は、第１接続端部９３ａと第２接続端部９３ｂとを、水素タンク４０の軸線方向の両端に離して配置できる。したがって、第１高圧配管９１、第２高圧配管９２、及び第３高圧配管９３の３本が、第１接続端部９１ａ，９２ａ，９３ａを水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに位置させるとともに第２接続端部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂを水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに位置させて配置される。

○ 圧力センサ６３が水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに配置される場合、第１高圧配管９１の一方の端部である第１接続端部９１ａは、充填口６１に接続されて水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに配置される。第１高圧配管９１の他方の端部である第２接続端部９１ｂは、開閉弁６２に接続されて水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに配置される。

また、第２高圧配管９２の両方の端部である第１接続端部９２ａ及び第２接続端部９２ｂは水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くで、開閉弁６２と圧力センサ６３に配置される。そして、第３高圧配管９３の一方の端部である第１接続端部９３ａは、水素タンク４０の第１端部４０ａの近くで減圧弁６４に接続され、第３高圧配管９３の他方の端部である第２接続端部９３ｂは、水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くで圧力センサ６３に接続される。つまり、第１高圧配管９１と第３高圧配管９３の２本が、一方の端部を水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに位置させるとともに、他方の端部を水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに位置させて配置される。

○ 開閉弁６２が水素タンク４０の第１端部４０ａに配置される場合、充填口６１に接続される第１接続端部９１ａと、開閉弁６２に接続される第２接続端部９１ｂは、水素タンク４０の第１端部４０ａに配置される。

そして、圧力センサ６３が水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに配置されていると、第２高圧配管９２の一方の端部である第１接続端部９２ａは開閉弁６２に接続されて水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに配置される。また、第２高圧配管９２の他方の端部である第２接続端部９２ｂは圧力センサ６３に接続されて水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに配置される。

また、第３高圧配管９３の一方の端部である第１接続端部９３ａは、減圧弁６４に接続されて水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに配置され、第３高圧配管９３の他方の端部である第２接続端部９３ｂは、圧力センサ６３に接続されて水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに配置される。つまり、第２高圧配管９２と第３高圧配管９３の２本が、一方の端部を水素タンク４０の第１端部４０ａの近くに位置させるとともに、他方の端部を水素タンク４０の第２端部４０ｂの近くに位置させて配置される。

○ 第１フレーム構成体１４の２本の第１柱１６のうち、配置用柱１６１とは別の第１柱１６も、柱形成板１６ａ及び連結板１６ｂを備える構成とし、連結板１６ｂにアクセスホール１６ｅを設けてもよい。この場合、アクセスホール１６ｅと開閉弁６２とが水平方向Ｘに重なるようにアクセスホール１６ｅを設ける。そして、第１柱１６の外側からアクセスホール１６ｅを介して開閉弁６２にアクセス可能としてもよい。

○ 充填口配置部１６ｄを充填口６１及び減圧弁６４のアクセスホールとしてもよい。
○ フレーム１１は、第１フレーム構成体１４と第２フレーム構成体１８の２つの構成体から構成されていなくてもよい。この場合、底板１２は１枚の板から構成され、底板１２から複数の柱１３が立ち上がる。

○ 第１水素検知器９９ａと第２水素検知器９９ｂは境界線Ｍ上において水平方向Ｘに並んだ配置されていてもよい。
○ 境界線Ｍより水素タンク４０寄りに第１水素検知器９９ａが配置され、境界線Ｍより燃料電池３０寄りに第２水素検知器９９ｂが配置されていれば、奥行方向Ｙ及び水平方向Ｘでの第１水素検知器９９ａの位置と、奥行方向Ｙ及び水平方向Ｘでの第２水素検知器９９ｂの位置は適宜変更してもよい。

○ 燃料電池ユニット１０は、水素検知器を１つだけ備えていてもよいし、３つ以上備えていてもよい。
○ 第１接続端部を水素タンク４０の第１端部４０ａに位置させるとともに第２接続端部を水素タンク４０の第２端部４０ｂに位置させて配置されていれば、第１高圧配管９１、第２高圧配管９２、及び第３高圧配管９３の配管経路は適宜変更してもよい。

○ 供給配管９４は、全体が金属配管であり、ゴム配管９７を備えていなくてもよい。
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
○ 前記高圧タンクは水素タンクである。

Ｍ…境界線、１０…燃料電池ユニット、１１…フレーム、１２…底板、１３…柱、１４…第１フレーム構成体、１６ｅ…アクセスホール、１８…第２フレーム構成体、３０…燃料電池、４０…高圧タンクとしての水素タンク、４０ａ…第１端部、４０ｂ…第２端部、６１…充填口、６２…開閉弁、６３…圧力センサ、６４…減圧弁、６６…調圧器、９１…第１高圧配管、９１ａ，９２ａ，９３ａ…第１接続端部、９１ｂ，９２ｂ，９３ｂ…第２接続端部、９２…第２高圧配管、９３…第３高圧配管、９４…供給配管、９５…第１金属配管、９６…第２金属配管、９７…ゴム配管、９９ａ…第１水素検知器、９９ｂ…第２水素検知器。

Claims (4)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する高圧タンクと、
   ガス関連部品としての前記燃料ガスの充填口と、
   前記高圧タンクの軸線方向のいずれか一方の端部に配置されて前記高圧タンクを開閉するガス関連部品としての開閉弁と、
   前記高圧タンクの圧力を検知するガス関連部品としての圧力センサと、
   前記高圧タンクから排出された前記燃料ガスの圧力を減少させるガス関連部品としての減圧弁と、
   前記燃料電池及び前記高圧タンクが固定されたフレームと、
   前記充填口と前記開閉弁とを管軸方向の両端部に離して接続する第１高圧配管と、
   前記圧力センサと前記開閉弁とを管軸方向の両端部に離して接続する第２高圧配管と、
   前記圧力センサと前記減圧弁とを管軸方向の両端部に離して接続する第３高圧配管と、を備え、
   前記高圧タンクの軸線方向の両端部のうち前記充填口に近い端部を第１端部とし、前記第１端部と反対の端部を第２端部とすると、
   前記第１高圧配管、前記第２高圧配管、及び前記第３高圧配管の少なくとも２本は、前記管軸方向の一方の端部を前記高圧タンクの前記第１端部の近くに位置させるとともに前記管軸方向の他方の端部を前記高圧タンクの前記第２端部の近くに位置させて配置されていることを特徴とする燃料電池ユニット。
2. 前記フレームは、底板と、当該底板から立ち上がる複数の柱と、を備え、複数の前記柱のうちの１本と、前記高圧タンクとは、当該高圧タンクの前記軸線方向に間隔を空けて並んでおり、前記１本の前記柱と前記高圧タンクとの間には１つの前記ガス関連部品が配置され、前記１本の前記柱には、当該柱を間に挟んだ前記高圧タンクと反対側から前記ガス関連部品に向けて開口したアクセスホールが設けられている請求項１に記載の燃料電池ユニット。
3. 前記燃料電池ユニットは第１水素検知器及び第２水素検知器を備え、
   前記燃料電池ユニットを上方から見た平面視では、前記燃料電池と前記高圧タンクは一方向に並んで配置されるとともに、前記平面視において、前記燃料電池と前記高圧タンクとの境界線を仮想した場合、前記充填口、前記開閉弁、前記圧力センサ、及び前記減圧弁は、前記境界線よりも前記高圧タンク寄りに配置されており、前記第１水素検知器は、前記境界線よりも前記高圧タンク寄りに配置され、前記第２水素検知器は、前記境界線よりも前記燃料電池寄りに配置されている請求項１又は請求項２に記載の燃料電池ユニット。
4. 前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを調圧する調圧器と、前記減圧弁と前記調圧器を接続する供給配管と、を備え、
   前記フレームは、第１フレーム構成体と第２フレーム構成体を一体化して構成され、前記高圧タンク、前記充填口、前記開閉弁、前記圧力センサ、及び前記減圧弁は前記第１フレーム構成体に配置されるとともに、前記燃料電池及び前記調圧器は前記第２フレーム構成体に配置され、
   前記供給配管は、前記減圧弁と接続される第１金属配管と、前記調圧器と接続される第２金属配管と、前記第１金属配管と前記第２金属配管を接続するゴム配管と、から構成されている請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の燃料電池ユニット。