KR100847722B1 - 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 만일 연료 가스 누출이 발생해도, 차 실내에 연료 가스가 들어가는 것을 억제 가능한, 연료 전자 시스템을 탑재하는 이동체의 구조를 제공한다. 연료 전지 시스템 (1) 을 탑재하는 이동체로서, 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구 (5) 를 구비한 이동체에 있어서, 외기 도입 기구 (5) 의 외기 도입구 (50) 를, 상기 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 소정 거리 이간시켜 형성함으로써, 상기 연료 전지 시스템 (1) 으로부터의 누설 가스가 상기 외기 도입구 (50) 에 도달하지 않도록 구성되어 있다.
이동체

Description

연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체 {MOBILE BODY HAVING FUEL CELL SYSTEM}
본 발명은, 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체에 있어서의 외기(外氣) 도입 방법의 개량에 관한 것이다.
통상, 내연기관을 탑재하는 자동차에서는, 공조 장치 (이른바 에어콘) 에 외기를 도입할 때에, 전방 유리 기부의 외기 도입구로부터 공기를 도입하여 차실 (車室) 에 공급하고 있었다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002－240535호에 기재된 에어콘도, 엔진 룸의 상부, 자동차 전방 유리쪽 위치로부터 외기를 도입하고 있는 모습이 개시되어 있다.
최근, 자동차 등의 동력원으로서 연료 전지 시스템이 각광을 받고 있다. 이러한 연료 전지 시스템을 자동차에 탑재하는 경우에는, 내연기관과 동일하게 엔진 룸 (객실 전방 공간) 에 연료 전지 시스템의 대부분을 수용한다. 연료 전지는 수소를 취급하기 때문에, 차 실내에 수소가 들어가는 것은 가능한 한 피할 필요가 있다.
그런데, 종래와 동일한 외기 도입 구조를 구비한 자동차에 있어서 내연기관과 동일하게 객실 전방 공간 내에 연료 전지 시스템을 수용했을 경우, 만일 수소가 누설되면, 외기 도입구로부터 에어콘을 거쳐 용이하게 차 실내에 수소가 침입할 가능성이 있었다.
그래서, 본 발명은 만일 연료 가스 누출이 발생해도, 차 실내에 연료 가스가 스며드는 것을 억제 가능한, 연료 전지 시스템을 탑재한 이동체의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체로서, 상기 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구를 구비한 이동체에 있어서, 외기 도입 기구의 외기 도입구를, 상기 연료 전지 시스템으로부터 소정 거리를 이간시켜 설치함으로써, 상기 연료 전지 시스템으로부터의 누설 가스가 상기 외기 도입구에 도달하지 않도록 구성된 이동체이다.
이 구성에 의하면, 외기 도입구로부터 외기가 외기 도입 기구에 도입되지만, 이 때 외기 도입구가 연료 전지 시스템으로부터 소정 거리만큼 떨어져 있으므로, 만일 연료 전지 시스템으로부터 가스가 누설됐다고 해도 외기 도입구로부터 이 누설 가스가 외기 도입 기구에 도입되는 것을 억제할 수 있다.
여기에서,「연료 전지 시스템」은, 연료 전지 스택, 수소 가스 공급계 및 수소 가스 배출계의 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서「외기 도입 기구」는, 외기를 도입하는 것이 가능한 장치 기계이며, 특별히 한정되지 않지만, 이동체가 자동차 등이면, 공조 장치를 포함하는 것이다. 외기 도입 기구로서 대표적인 것은 공조 장치이기 때문이다.
또한,「이동체」에 한정되지 않고, 이동 가능한 것 전부를 포함한다. 예를 들어, 이동체로서는, 자동차, 전철, 선박, 비행체 등이 포함된다.
또한,「소정 거리」에 한정되지 않지만, 누설 가스가 들어가기 어려울 정도로 떨어져 있는 것을 요한다. 연료 전지 시스템에 대해서, 이동체의 진행에 따라 발생되는 공기류의 하류에 위치하는지, 직접 하류로부터 어긋난 방류(傍流)에 위치하는지로 그 소정 거리도 변화한다.
예를 들어, 외기 도입구가 객실의 루프에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 객실의 루프는 연료 전지 시스템과는 충분히 이간되어 있어, 이동시에 연료 전지 시스템의 하류를 벗어난 방류이기 때문에, 누설 가스가 도입되는 것을 억제하기 위해서 바람직한 구조라고 할 수 있다.
이 경우, 이동체는 루프를 지지하는 필러를 구비하고, 필러의 내부에는, 외기 도입구에 연통되는 외기 도입로가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 필러는, 이동체의 진행 방향 전방에 위치하는 전방 필러이다.
또, 바람직한 일 양태에 의하면, 루프의 사이드 측에는, 외기 도입구로부터 진입된 액체를 배출하기 위한 배출구가 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 배출구는, 전방 도어 유리의 상측에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 바람직한 일 양태에 의하면, 이동체는 연료 전지 시스템의 일부가 수용되는 보닛을 구비하고, 보닛 내에는 외기 도입 기구의 일부가 수용되어도 된다.
또, 다른 관점에서는, 외기 도입구는, 이동체의 보디 측면 또는 보디 바닥면에 설치되어 있어도 된다.
다른 관점에서는, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은, 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체로서, 상기 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구를 구비한 이동체에 있어서, 외기 도입 기구의 외기 도입구가 연료 전지 시스템에서부터 보아 진행 방향 전방에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 이동시에 있어서의 공기의 흐름에 있어서, 외기 도입구가 필연적으로 연료 전지 시스템의 상류측이 되므로, 연료 전지 시스템으로부터 가스 누출이 발생했다고 해도 이것이 외기 도입 기구로 도입될 일은 없다. 이 경우, 외기 도입구와 연료 전지 시스템의 거리는 짧아도 된다.
여기서「진행 방향」이란, 이동체가 주로 이동하는 방향이고, 이동체가 전진 외에 후퇴도 가능하게 구성되어 있어도, 주로 전진하는 것을 목적으로하여 만들어져 있는 것인 이상, 전진하는 방향이 여기서 말하는 진행 방향이다.
또, 외기 도입구의 개구면이 진행 방향 전방으로 기울여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 외기 도입구의 개구면이 전방으로 기울어져 있으면, 이동시에 공기류가 자연스럽게 외기 도입 기구에 들어가, 효율이 좋기 때문이다.
또한 바람직한 일 양태에 의하면, 외기 도입구는 이동체의 전방부 또는 전방 범퍼에 설치되어도 된다. 보다 바람직하게는, 전방부에는, 외기 도입구로부터 진입된 액체의 배출 수단이 설치되고, 더욱 바람직하게는, 배출 수단의 배출구는, 하측을 향해 개구되어 있다.
또, 바람직한 일 양태에 의하면, 외기 도입구에 연통되는 외기 도입로는, 상류측에서부터 하류측을 향해 상방으로 연장되어도 된다.
또한, 바람직한 일 양태에 의하면, 다른 본 발명의 이동은, 연료 전지 시스템의 일부가 수용되는 보닛을 구비하고, 보닛 내에는, 외기 도입 기구의 거의 전부가 수용되어도 된다.
또한, 이동체의 양태에 따라서는, 외기 도입 기구의 외기 도입구가 상기 연료 전지 시스템에서부터 보아 진행 방향 후방에 설치되어 있어도 된다. 그 때, 외기 도입구가 진행 방향 후방으로 기울여 설치되어도 된다. 연료 전지 시스템으로부터의 가스의 누설이 있었다고 해도 외기 도입로에 닿지 않는 형태가 되어 있으면, 이러한 구성이어도 물론 문제없다. 이러한 형태에서는 예를 들어 이동체가 후퇴 이동하는 경우에 외기가 도입되기 쉽다.
또, 외기 도입구의 개구면이 진행 방향 후방으로 기울여 형성되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의하면 이동체가 후퇴 이동하는 경우에 외기가 도입되기 쉽다.
또, 외기 도입구로부터 진입된 액체의 배출 수단을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 배출 수단이 형성되어 있으면 빗물 등의 액체가 스며들어도 그것을 배제할 수 있고, 외기 도입 기구에 액체가 들어가는 것을 억제할 수 있기 때문이다.
또한 외기 도입구는 복수 형성되어 있어도 된다.
이상 설명한 본 발명에 의하면, 외기 도입구가 연료 전지 시스템으로부터의 누설 가스를 도입하기 어려운 위치에 형성되어 있으므로, 만일 연료 가스 누출이 발생해도, 차 실내에 연료 가스가 들어가는 것을 억제 가능하다.
도 1 은 실시형태 1 의 외기 도입 구조를 구비한 연료 전지 탑재 자동차의 사시도이다.
도 2 는 실시형태 1 의 외기 도입 구조를 구비한 연료 전지 탑재 자동차의 평면도 (도 2 의 (a)) 와 측면도 (도 2 의 (b)) 이다.
도 3 은 외기 도입구 부근의 확대 사시도이다.
도 4 는 실시형태의 연료 전지 시스템의 블록도이다.
도 5 는 실시형태 2 의 외기 도입 구조를 구비한 연료 전지 탑재 자동차의 사시도이다.
도 6 은 실시형태 2 의 외기 도입 구조를 구비한 연료 전지 탑재 자동차의 평면도 (도 6 의 (a)) 와 측면도 (도 6 의 (b)) 이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하의 실시형태는, 본 발명의 이동체를, 연료 전지 탑재형 자동차 (이하, 본 자동차라고 한다) 에 적용한 예시이고, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지로 변형하여 실시 가능하다.
(실시형태 1)
도 1 에, 실시형태 1 의 본 자동차의 사시도를 나타낸다. 또, 도 2 의 (a) 에 본 자동차의 평면도를, 도 2 의 (b) 에 측면도를 나타낸다. 이들의 도 면에 나타내는 바와 같이, 본 자동차는, 연료 전지 시스템 (1) 을 탑재하는 이동체로서, 외기 도입 기구 (5) 에 포함되는 공조 장치 (53) 에 대한 외기 도입구 (50) 를, 상기 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 소정 거리 이간시켜, 구체적으로는 객실 (3) 의 루프 (2) 에 설치함으로써, 상기 연료 전지 시스템 (1) 으로부터의 누설 가스가 상기 외기 도입구 (50) 에 도달하지 않게 구성되어 있는 점에 특징이 있다.
본 자동차는, 루프 (2) 가 설치된 객실 (3), 연료 전지 시스템 (1) 의 대부분이 수용되는 객실 전방 공간 (4; 컴파트먼트, 수용부, 보닛 내), 그리고 본 발명에 관계되는 외기 도입 기구 (5) 를 구비하고 있다. 객실 전방 공간은, 엔진 차량의 경우에는 엔진 룸에 상당하는 것이다. 외기 도입 기구 (5) 는, 외기 도입구 (50), 액체 배출구 (51), 외기 도입로 (52), 공조 장치 (53), 및, 가이드 (54) 를 구비하고 있다. 공조 장치 (53) 는 객실 전방 공간 (4) 에 수용되어 있다. 객실 (3) 의 루프 (2) 는, 필러 (7) 로 지탱되어 있고, 진행 방향 전방에 설치된 필러 (7) (이른바 A필러, 전방 필러) 의 내부에는, 외기 도입로 (52) 가 연통되어 있다.
이와 같이 외기 도입 기구 (5) 의 외기 도입구 (50) 는, 연료 전지 시스템 (1) 과는 떨어진 위치에 설치되어 있으므로, 만일 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 가스가 누설되었다고 해도 외기 도입구 (50) 로부터 이 누설 가스가 외기 도입 기구 (5) 에 도입되는 것이 억제된다.
특히, 본 실시형태에 있어서, 외기 도입구 (50) 는, 객실 (3) 의 루프 (2) 에 설치되어 있으므로, 단순히 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 이간되어 있을 뿐만 아니라, 본 자동차의 이동시에 연료 전지 시스템 (1) 의 하류를 벗어난 위치에 외기 도입구 (50) 가 위치하므로, 누설 가스가 도입되는 것을 확실하게 억제할 수 있는 구조로 되어 있다.
도 3 에, 외기 도입구 (50) 부근의 확대 사시도를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 외기 도입구 (50) 의 개구면은, 본 자동차의 진행 방향 전방으로 기울여 형성되어 있다. 이와 같이 외기 도입구 (50) 의 개구면이 전방으로 기울어져 있으므로, 본 자동차의 이동시에 공기류가 자연스럽게 외기 도입 기구 (5) 에 효율적으로 도입할 수 있는 구조로 되어 있다. 또, 가이드 (54) 가 설치되어 있으므로, 도 3 에 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, 도입할 때의 기류의 흐름 방향을 효율적으로 외기 도입로 (52) 의 방향으로 변경할 수 있다.
또, 본 실시형태 1 의 외기 도입 기구 (5) 에는, 외기 도입구 (50) 로부터 진입된 빗물 등의 액체를 배출하는, 액체 배출구 (51) 를 포함한 배출 수단을 구비한다. 이 때문에, 강우시 등에 빗물 등의 액체가 들어가도, 도 3 의 사선 화살표에서 나타내는 방향으로 흐르게하여 확실하게 액체 배출구 (51) 로부터 배출할 수 있고, 외기 도입로 (52) 에 액체가 흘러드는 것을 억제할 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 액체 배출구 (51) 는 자동차 전방 유리의 상측에 위치되어 있다.
도 4 에, 연료 전지 시스템 (1) 의 블록도를 나타낸다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 연료 전지 시스템 (1) 은, 본 발명의 연료 전지로서 동작하는 연료 전지 스택 (100) 에, 연료 가스인 수소 가스를 공급하는 수소 가스 공급계 (10), 산화 가스인 공기를 공급하는 공기 공급계 (20), 연료 전지 스택 (100) 을 냉각시키는 냉각계 (30), 및, 이들 계의 제어부 (40) 를 구비하고, 본 발명에 관련된 외기 도입 기구 (5) 의 공조 장치 (53) 를 제어 가능하게 구성되어 있다.
연료 전지 스택 (100) 은, 단일 셀이라고 하는 발전 구조체를 복수 적층한 스택 구조를 구비한다. 각 단일 셀은, MEA (Membrane Electrode Assembly) 라 불리는 발전체를, 수소 가스, 공기, 냉각수의 유로가 설치된 한 쌍의 분리기에 의해 끼운 구조를 구비하고 있다. MEA 는, 고분자 전해질막을 어노드 및 캐소드의 두 개의 전극을 끼고 구성되어 있다. 어노드는 어노드용 촉매층을 다공질 지지층 형상으로 형성하고 있고, 캐소드는 캐소드 용촉매층을 다공질 지지층 형상으로 형성하고 있다.
수소 가스 공급계 (10) 는, 수소 가스의 공급원으로부터 순서대로, 수소 탱크 (11), 근원 밸브 (SV1), 조압 밸브 (RG), 연료 전지 입구 차단 밸브 (SV2), 연료 전지 스택 (100) 을 거쳐 연료 전지 출구 차단 밸브 (SV3), 기액 분리기 (12) 및 차단 밸브 (SV4), 수소 펌프 (13), 퍼지 차단 밸브 (SV5), 그리고 역지 밸브 (RV) 를 구비하고 있다.
수소 탱크 (11) 는, 연료 가스인 수소의 공급 수단이고, 고압 수소 탱크, 수소 흡장 합금을 이용한 수소 탱크, 개질 가스에 의한 수소 공급 기구, 액체 수소 탱크로부터 수소를 공급하는 탱크, 액화 가스 연료를 저장하는 탱크 등을 적용 가능하다.
근원 밸브 (차단 밸브) (SV1) 는, 수소 탱크 (11) 로부터의 수소 가스 공급의 유무를 제어한다. 연료 전지 입구 차단 밸브 (SV2) 는, 차단 밸브 (SV2) 보 다 상류측인 조압 밸브 (RG) 까지의 배관을 차단한다. 연료 전지 스택 (100) 에 공급된 수소 가스는, 매니폴드 경유로 각 단일 셀에 공급되어, 분리기의 연료 가스 유로를 흘러, MEA 의 어노드에 있어서 전기 화학 반응을 발생시키게 되어 있다. 연료 전지 출구 차단 밸브 (SV3) 는, 차단 밸브 (SV3) 로부터 연료 전지 입구 차단 밸브 (SV2) 까지를 차단한다. 기액 분리기 (12) 는, 통상 운전시에 있어서 연료 전지 스택 (100) 의 전기 화학 반응에 의해 발생되는 수분, 그 밖의 불순물을 수소 오프 가스 중으로부터 제거하고, 차단 밸브 (SV4) 를 통해서 외부로 방출한다. 수소 펌프 (13) 는, 차단 밸브 (SV2, SV3), 역지 밸브 (RV) 를 거치는 수소 가스의 순환 경로에 있어서 수소 가스를 강제 순환시킨다. 퍼지 차단 밸브 (SV5) 는, 퍼지시에 개방되지만, 통상의 운전 상태 및 배관내 가스 누출 판정시에는 차단되어 있다. 퍼지 차단 밸브 (SV5) 보다 하류측은, 수소 가스 배출계를 구성한다. 역지 밸브 (RV) 는 수소 가스의 역류를 방지한다. 퍼지 차단 밸브 (SV5) 로부터 퍼지된 수소 오프 가스는, 도시하지 않은 희석기를 포함한 배기계에서 처리된다.
공기 공급계 (20) 는, 에어 클리너 (21), 컴프레서 (22), 가습기 (23) 등을 구비하고 있다. 에어 클리너 (21) 는, 외기를 정화하여 연료 전지 시스템에 도입한다. 콘프레서 (22) 는, 도입된 공기를 제어부 (40) 의 제어에 따라 압축하고, 공급하는 공기량이나 공기압을 변경하게 되어 있다. 가습기 (23) 는 압축된 공기에 대해, 공기 오프 가스와 수분의 교환을 실시해 적당한 습도를 부가한다. 연료 전지 스택 (100) 에 공급된 공기는, 매니폴드 경유로 각 단일 셀에 공급되 어 분리기의 공기유로를 흘러, MEA 의 캐소드에 있어서 전기 화학 반응을 발생시키도록 되어 있다. 연료 전지 스택 (100) 으로부터 배출된 공기 오프 가스는 도시하지 않은 희석기에 있어서 퍼지 차단 밸브 (SV5) 로부터의 수소 오프 가스를 희석해 배기계로 배출된다.
냉각계 (30) 은, 라디에이터 (31), 팬 (32), 및 냉각 펌프 (33) 를 구비하고, 냉각액이 연료 전지 스택 (100) 내부에 순환 공급되도록 되어 있다. 구체적으로는 냉각액은 연료 전지 스택 (100) 내에 들어오면 매니폴드 경유로 각 단일 셀에 공급되어, 분리기의 냉각액 유로를 발전 (發電) 에 의한 열을 뺏듯이 흐른다.
제어부 (40) 는, RAM, ROM, 인터페이스 회로 등을 범용 컴퓨터로서의 구성을 구비하고 있다. 내장 ROM 등에 저장되어 있는 소프트웨어 프로그램을 순차 실행함으로써, 주로 수소 가스 공급계 (10), 공기 공급계 (20), 냉각계 (30) 를 포함한 연료 전지 시스템 (1) 의 전체를 제어한다.
외기 도입 기구 (5) 의 일부인 공조 장치 (53) 는, 에어콘 제어부 (531), 블로어 모터 (532), 블로어 팬 (533) 등을 구비하고 있다.
에어콘 제어부 (531) 는, RAM, ROM, 인터페이스 회로 등을 범용 컴퓨터로서의 구성을 구비하고 있다. 블로어 모터 (532) 는 블로어 팬 (533) 과 일체적으로 구성되어 외기 도입로 (52) 의 하류에 배치되어 있고, 에어콘 제어부 (531) 의 제어에 기초하여 외기 또는 내기를 흡입하여 차실에 공급한다. 블로어 팬 (533) 의 하류에는 추가로 도시하지 않은 증발기, 에어 믹스 도어, 히터 코어, 모드 전환 도어 등이 설치되어 에어콘 제어부 (531) 의 제어에 의해, 냉각이나 난방 선택, 디프로스터 (defroster) 의 구동, 취출구 (발밑, 리어, 정면) 선택 등을 제어 가능하게 되어 있다. 예를 들어, 에어콘 제어부 (531) 는, 소정의 함수의 정의에 의해 온도 편차, 외기온, 일사량 각각의 적합도를 정함과 함께, 대수적가산 (代數績加算) 중심법 등의 연산을 실시하여 취출 온도, 블로어량, 취출구의 각 제어를 실시한다.
또한, 에어콘 시스템은, 상기 증발기 이외에, 도시하지 않은 컴프레서, 콘덴서, 팽창 밸브 등을 접속한 순환 경로에 의해 구성되어 있다. 증발기는, 블로어 팬 (533) 으로부터 보내지는 공기를 저온 저압의 안개 상태 냉매에 의해 냉각한다. 컴프레서는, 증발기가 열을 흡수함으로써 가스 상태가 된 저온 저압의 냉매를 가압한다. 콘덴서는, 컴프레서에 의해 고온 고압의 가스 상태가 된 냉매의 방열을 실시한다. 팽창 밸브는, 콘덴서에 의해 액상이 된 고온 고압의 냉매의 단열 팽창을 실시하여 저온 저압의 안개 상태 냉매로 하여 상기 증발기에 공급한다.
즉, 에어콘 제어부 (531) 는, 도시하지 않은 온도 센서 및 습도 센서로부터의 검출 신호를 참조하여, 설정 온도와 설정 습도로 차 실내가 유지되도록 공조 장치 (53) 를 제어한다. 또 에어콘 제어부 (531) 는, 제어부 (40) 로부터의 제어 신호 (Cpa) 를 참조하여, 제어부 (40) 로부터의 제어 신호 (Cpa) 가 에어콘 블로어ㆍ온을 나타내고 있으면, 블로어 모터 (532) 를 구동시키고, 블로어 팬 (533) 을 회전시켜서 공기류를 생성한다. 또 제어 신호 (Cpa) 가 에어콘 블로어ㆍ오프를 나타내고 있으면, 블로어 모터 (532) 를 정지시키고, 블로어 팬 (533) 에 의한 공 기류 생성을 정지시킨다. 또, 에어콘 제어부 (531) 는, 제어 신호 (Cpa) 가 외기 흡입을 나타내고 있으면, 외기가 도입되도록 제어하고, 제어 신호 (Cpa) 가 내기 흡입을 나타내고 있으면, 내기 순환시키도록 제어한다.
상기한 바와 같이 연료 전지 시스템 (1) 은, 다수의 밸브나 관구조를 서로 접속하고 있기 때문에, 때로는 수소 가스가 누설되는 일이 있다. 이러한 수소 가스의 누설은 가스 누출 검사기능에 의해 검지 가능하지만, 누설된 수소 가스가 객실 (3) 에 들어가는 것은 최대한 저지해야 한다.
이러한 점에서, 본 실시형태 1 의 구조에 의하면, 객실 (3) 로의 외기를 도입하는 외기 도입 기구 (5) 의 외기 도입구 (50) 가, 객실 (3) 의 루프 (2) 라는, 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 이간되어 있고, 또한 본 자동차 주행시에, 연료 전지 시스템 (1) 의 하류를 벗어난 장소에 위치되어 있다. 이 때문에, 객실 (3) 의 내부에 누설된 수소 가스가 도입되는 것을 억제하는 것이 가능하다.
특히 본 실시형태 1 에 의하면, 외기 도입구 (50) 의 개구면이 본 자동차의 진행 방향으로 기울어져 있으므로, 효율적으로 외기를 도입할 수 있다.
또 본 실시형태 1 에 의하면, 외기 도입구 (50) 에 스며든 액체의 배출수단을 구비하고 있으므로, 빗물 등의 액체가 외기 도입구 (50) 로부터 스며들어도, 확실하게 액체 배출구 (51) 로부터 액체를 배출하는 것이 가능하다.
(실시형태 2)
본 발명의 실시형태 2 는, 외기 도입 기구의 외기 도입구가 연료 전지 시스템으로부터 보아 진행 방향 전방에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 5 에, 본 실시형태 2 의 본 자동차의 사시도를 나타낸다. 또, 도 6 의 (a) 에 본 자동차의 평면도를, 도 6 의 (b) 에 측면도를 나타낸다.
본 자동차는, 루프 (2) 가 설치된 객실 (3), 연료 전지 시스템 (1) 의 대부분이 수용되는 객실 전방 공간 (4), 및 본 실시형태에 따른 외기 도입 기구 (5b) 를 구비하고 있다. 외기 도입 기구 (5b) 는, 외기 도입구 (55), 액체 배출구 (56), 외기 도입로 (57), 그리고 실시형태 1 과 동일한 공조 장치 (53) 를 구비하고 있다. 공조 장치 (53) 는 실시형태 1 과 동일한 구성이고, 객실 전방 공간 (4) 의 연료 전지 시스템 (1) 의 배후에 수용되어 있다.
특히 본 실시형태에서는, 외기 도입 기구 (5b) 의 외기 도입구 (55) 가 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 보아 본 자동차의 진행 방향 (Fw; 백색 화살표 방향) 전방에 형성되어 있다. 이와 같이, 외기 도입구 (55) 가 연료 전지 시스템 (1) 의 전방에 위치되어 있으므로, 본 자동차의 이동시에 있어서, 외기 도입구 (55) 가 필연적으로 연료 전지 시스템 (1) 의 상류측에 위치하게 되므로, 만일 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 가스 누출이 발생했다고 해도 누설 가스가 외기 도입 기구 (5b) 내로 도입되는 일은 없는 구조로 되어 있다. 또한, 외기 도입구 (55) 는 본 자동차의 전방 범퍼에 형성되어 있다.
또, 이 외기 도입 기구 (5b) 에는, 외기 도입구 (55) 로부터 들어간 빗물 등의 액체를 배제하는 액체 배출구 (56) 가 형성되어 있으므로, 빗물 등이 외기 도입로 (57) 로부터 공조 장치 (53) 에 들어가는 것을 방지 가능하다. 또한, 액체 배출구 (56) 는, 본 자동차의 전방 범퍼가 있는 본 자동차의 전방부에 형성되어 있 다.
이러한 구조에 의해, 자동차는 전방 (사선 화살표 방향) 으로 진행됨에 따라, 외기는 백색 화살표의 방향을 따라, 외기 도입구 (55) 로부터 도입되어 빗물 등의 액체가 자중 (自重) 에 의해 낙하되어 액체 배출구 (56) 로부터 배제된 후, 외기 도입로 (57) 로부터 공조 장치 (53) 로 유도 된다.
따라서, 본 실시형태 2 에 의하면, 본 자동차의 이동시에 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 수소 가스가 누설되어도, 외기 도입구 (55) 가 연료 전지 시스템 (1) 의 진행 방향 전방에 위치하기 때문에 수소 가스가 외기 도입 기구 (5b) 를 거쳐 객실 (3) 의 내부에 스며드는 것을 억제 가능하다.
특히 본 실시형태 2 에 의하면, 주행시에 있어서의 공기류의 상류측에 외기 도입구 (55) 가 형성되어 있으므로, 외기 도입구와 연료 전지 시스템과의 거리가 짧아도, 수소 가스가 외기 도입 기구 (5b) 에 들어가기 어려운 배치로 되어 있다.
(변형예)
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지로 변형해 적용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 실시형태 1 에서는, 편측의 필러 (7) 에만 외기 도입로 (52) 를 연통시켰지만, 루프 (2) 에 복수의 외기 도입구 (50) 를 형성하고, 복수의 필러 (7) 에 공통하여 외기 도입로 (52) 를 연통시켜도 된다. 외기 도입구 (50) 의 개구면적이 크면 클수록, 외기 도입로 (52) 의 단면적이 크면 클수록, 많은 외기가 도입되게 된다.
또, 실시형태 1 에 있어서 외기 도입구 (50) 를 루프 (2) 에 형성하는 대신 에, 자동차 측면 (보디 측면), 자동차 바닥면 (보디 바닥면) 에 형성해도 된다.
또, 자동차 (이동체) 의 구조에 따라서는, 외기 도입 기구의 외기 도입구 (50) 를 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 보아 진행 방향 후방에 설치해도 된다. 예를 들어 외기 도입구가 진행 방향 후방으로 기울어져 있거나, 외기 도입구 주변에 핀이 있어 연료 가스의 누설이 있어도 이것이 외기 도입로에 닿지 않는 형태로 되어 있으면, 외기 도입구가 후방에 있어도 된다.
또, 외기 도입구 (50) 의 개구면이 진행 방향 후방으로 기울어져 형성되어 있어도 된다. 이와 같이 후방으로 기울여 두면, 비록 외기 도입구가 연료 전지 시스템 (1) 으로부터 진행 방향 후방에 형성되어 있어도 그 누설 가스가 들어가기 어려워지는 한편, 자동차가 후퇴 이동하는 경우에 외기가 도입되기 쉽다.
또한 외기 도입구를 복수 형성하여, 일부의 외기 도입구를 전방으로 기울이고, 다른 외기 도입구를 후방으로 기울임으로써, 어떤 방향으로 이동체가 진행해도 외기가 도입되도록 구성할 수도 있다.

Claims (24)

  1. 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체로서, 상기 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구를 구비한 이동체에 있어서,
    상기 외기 도입 기구의 외기 도입구를, 상기 연료 전지 시스템으로부터 소정 거리를 이간시켜 객실의 루프에 형성함으로써, 상기 연료 전지 시스템으로부터의 누설 가스가 상기 외기 도입구에 도달하지 않도록 구성되며,
    상기 루프를 지지하는 필러를 구비하고,
    상기 필러의 내부에는, 상기 외기 도입구에 연통되는 외기 도입로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필러는 상기 이동체의 진행 방향 전방에 위치하는 전방 필러인 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 루프의 사이드 측에는, 상기 외기 도입구로부터 진입된 액체를 배출하기 위한 배출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배출구는 전방 도어 유리의 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 연료 전지 시스템의 일부가 수용되는 보닛을 구비하고,
    상기 보닛 내에는 상기 외기 도입 기구의 일부가 수용되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  8. 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체로서, 상기 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구를 구비한 이동체에 있어서,
    상기 외기 도입 기구의 외기 도입구가, 상기 연료 전지 시스템으로부터 보아 진행 방향 전방에 있는 상기 이동체의 전방부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전방부에는, 상기 외기 도입구로부터 진입된 액체의 배출 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배출 수단의 배출구는 하측을 향해 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  12. 제 8 항, 제 10 항, 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외기 도입구에 연통되는 외기 도입로는, 상류측으로부터 하류측을 향해 상방으로 연재되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  13. 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체로서, 상기 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구를 구비한 이동체에 있어서,
    상기 외기 도입 기구의 외기 도입구가, 상기 연료 전지 시스템으로부터 보아 진행 방향 전방에 있는 상기 이동체의 전방 범퍼에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  14. 제 8 항, 제 10 항, 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 전지 시스템의 일부가 수용되는 보닛을 구비하고,
    상기 보닛 내에는 상기 외기 도입 기구의 거의 전부가 수용되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  15. 제 1 항, 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항, 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외기 도입구의 개구면이 진행 방향 전방으로 기울여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  16. 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체로서, 상기 이동체 외부로부터 상기 이동체 내의 객실 공간에 외기를 도입하기 위한 외기 도입 기구를 구비한 이동체에 있어서,
    상기 외기 도입 기구의 외기 도입구가 상기 연료 전지 시스템으로부터 보아 진행 방향 후방에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 외기 도입구가 상기 진행 방향 후방으로 기울여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  18. 제 1 항, 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외기 도입구의 개구면이 진행 방향 후방으로 기울여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 외기 도입구는 상기 이동체의 보디 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이동체.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 외기 도입구는 상기 이동체의 보디 바닥면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  21. 제 1 항, 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외기 도입구는 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  22. 제 1 항, 제 8 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 외기 도입구로부터 진입된 액체의 배출 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  23. 제 1 항, 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 전지 시스템은, 연료 전지 스택, 수소 가스 공급계 및 수소 가스 배출계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
  24. 제 1 항, 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 16 항, 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외기 도입 기구는 공조 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템을 탑재하는 이동체.
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