对于搭载被提供用于反应气体和冷却介质的双重用途空气的空冷式燃料电池堆的空冷式燃料电池车辆，提高从空冷式燃料电池堆排出剩余的空气和氢气的排气管道的排气性能，且防止水、异物向空冷式燃料电池堆内的侵入。空冷式燃料电池车辆的排气装置的特征在于，排气管道将空冷式燃料电池堆排出的未消耗的氢和空气向车辆外部，排气管道包括在上下方向分支的下侧排气管道和上侧排气管道，下侧排气管道从空冷式燃料电池堆的排气的出口部向车辆下方延伸，其下游端部在前室的下部开口，并且，上侧排气管道从下侧排气管道的向车辆下方延伸的外壁的上部向车辆上方延伸，其下游端部在前盖的后端部与前车窗的前端部之间开口。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及空冷式燃料电池车辆的排气装置，特别是涉及实现配置于前室内的空冷式燃料电池堆的排气性能的提高和防止水、异物的侵入的空冷式燃料电池车辆的排气装置。
技术介绍
将层叠多个燃料电池单元的燃料电池堆作为驱动用能量来源的车辆一般对燃料电池堆的冷却采用水冷方式(水冷式燃料电池堆)。在采用水冷式燃料电池堆的水冷式燃料电池车辆的情况下，通常是利用高压压缩机将空气压缩并提供给燃料电池堆，排气从延设到车辆后方的排气管道排放到车辆外，这是一般情况。(专利文献I) 以往的水冷式燃料电池车辆的一般的系统构成如图5所示那样构成。在图5所示的水冷式燃料电池车辆系统101中，通过减压阀103将储存于高压氢气罐102的压缩氢气导入水冷式燃料电池堆104的阳极进气部105，并且，将通过过滤器106吸入的外部气体作为与氢的反应气体利用压缩机107压缩并导入水冷式燃料电池堆104的阴极进气部108，由此由在水冷式燃料电池堆104内层叠多个的燃料电池单元进行发电。从水冷式燃料电池堆104的阴极排气部109排出的阴极排气在利用气水分离器110将排气中的水分的一部分分离后，通过以阴极系的压力控制作为目的的背压阀111排放到外部气体中。另外，从水冷式燃料电池堆104的阳极排气部112排出的阳极排气也同样，通过气水分离器113并经由清除阀114混入到阴极排气中。来自阳极排气部112的净化氢排气量与阴极排气量相比流量充分地相对小。因此，能利用阴极排气，使阳极净化氢为可燃下限浓度的4%以下排放到外部气体中。此外，为了根据系统使氢的利用率提高，使用氢泵115使阳极排气在阳极进气部105进行再循环。在水冷式燃料电池车辆系统101的冷却系统116中，在冷却循环的燃料电池前一级或者后一级具备水泵117，压送冷却水。冷却水冷式燃料电池堆104的冷却水在散热器118中与大气进行热交换后再次返回到水冷式燃料电池堆104。冷却系统116具备用于与散热器118并列地通过调节阀119对车厢内供暖的加热器芯120，在需要供暖的情况下打开调节阀119，由此对加热器芯120提供高温冷却水，通过驱动用于鼓风的风扇121而进行供暖。但是，水冷式燃料电池堆104的废热量与内燃机产生的热量相比非常小，因此一般除了加热器芯120之外还并用电加热器等其他的辅助热源。在上述水冷式燃料电池车辆系统101中，为了提高水冷式燃料电池堆104的输出密度，具备以压缩导入空气的压缩机107为首的很多副机类。因此，水冷式燃料电池车辆系统101关联到系统的复杂化、大型化、高重量化、高成本化。相对于此，有尽量放弃压缩机等副机类，燃料电池堆的冷却采用空冷方式(空冷式燃料电池堆)，简化系统的空冷式燃料电池车辆。在采用空冷式燃料电池堆的空冷式燃料电池车辆的情况下，取代高压压缩机而以较低气压由供应空气用风扇提供用于反应气体和冷却介质的双重用途空气。(专利文献2)现有技术文献_9]专利文献专利文献I :特开2010-15845号公报专利文献2 :特开2001-229948号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在采用空冷式燃料电池堆的空冷式燃料电池车辆的情况下，由于对提供用于反应气体和冷却介质的双重用途空气的供应空气用风扇的消耗电力加以抑制等理由，优选尽量减少排气压损。如很多空冷式燃料电池车辆那样，为了使排气管道延伸到车辆后方，需要使供应空气用风扇的供应风量、压力显著增加，所以导致消耗电力的增加。 本专利技术的目的在于对于搭载被提供用于反应气体和冷却介质的双重用途空气的空冷式燃料电池堆的空冷式燃料电池车辆，提高从空冷式燃料电池堆排出剩余的空气和氢气的排气管道的排气性能，且防止水、异物向空冷式燃料电池堆内的侵入。用于解决问题的方案本专利技术的空冷式燃料电池车辆的排气装置的特征在于，在前盖下方的前室内配置有空冷式燃料电池堆，提供给上述空冷式燃料电池堆的空气具有双重用途，可用于反应气体和冷却介质，通过连接到该空冷式燃料电池堆后部的排气管道将上述空冷式燃料电池堆排出的未被消耗的氢和空气导向车辆外部，上述排气管道包括在上下方向分支的下侧排气管道和上侧排气管道，上述下侧排气管道从上述空冷式燃料电池堆的排气的出口部向车辆下方延伸，其下游端部在上述前室的下部开口，并且，上述上侧排气管道从上述下侧排气管道的向车辆下方延伸的外壁的上部向车辆上方延伸，其下游端部在前盖的后端部与前车窗的前端部之间开口。专利技术效果在本专利技术的空冷式燃料电池车辆的排气装置中，空冷式燃料电池堆的排气管道包括在上下方向分支的下侧排气管道和上侧排气管道，因此能增加排气管道的通道截面积而减小通气损失。另外，本专利技术的空冷式燃料电池车辆的排气装置的下侧排气管道从空冷式燃料电池堆的排气的出口部向车辆下方延伸，其下游端部在前室的下部开口，并且，上侧排气管道从下侧排气管道的向车辆下方延伸的外壁的上部向车辆上方延伸，其下游端部在前盖的后端部与前车窗的前端部之间开口。因此，本专利技术的空冷式燃料电池车辆的排气装置能以最短距离使上侧排气管道向上方开放，使比重比空气小的氢气的排气性能提高，并且防止从上侧排气管道的下游端部流入到上侧排气管道内的水、异物向下游侧排气管道的一侧流动而向空冷式燃料电池堆内侵入。附图说明图I是空冷式燃料电池车辆的前部的侧截面图。(实施例)图2是空冷式燃料电池车辆的前部的俯视图。(实施例)图3是空冷式燃料电池堆的燃料电池单元的截面图。图4是空冷式燃料电池车辆系统的框图。(实施例)图5是水冷式燃料电池车辆系统的框图。(现有例)具体实施例方式下面，基于附图说明本专利技术的实施方式的实施例。实施例图I 图4示出本专利技术的实施例。在图I和图2中，I是空冷式燃料电池车辆，2是ill保险杠，3是右挡泥板，4是左挡泥板，5是仪表板,6是如盖，7是如室,8是如车窗，9是车顶板，10是地板面板，11是车厢，12是前轮。在空冷式燃料电池车辆I中，形成由前保险杠2、左右挡泥板3、4以及仪表板5包围并由前盖6覆盖的前室7，在仪表板5的后侧形成由前车窗8、车顶板9、地板面板10以及左右车门包围的车厢11。空冷式燃料电池车辆I在前室7配置空冷式燃料电池车辆系统13的空冷式燃料 电池堆14。如图3所示，空冷机燃料电池堆14通常层叠多个被称为燃料电池单元15的最小构成单位而构成堆，利用电化学反应进行发电，伴随于此而生成水。在通常的固体高分子型燃料电池堆中，在各燃料电池单元15中，被分别提供氢和反应气体的空气(氧)的阳极16和阴极17夹着地配置扩散层18、19和用于使反应活性化的催化剂层20、21，并且在中央配置使氢离子选择性地透过的电解质膜22。对阳极16提供的氢分子在位于阳极16的电解质膜22的表面的催化剂层20变成活性氢原子，进一步变成氢离子而释放电子。在图3中，(I)所示的该反应用下面的式I表示。数IH2 — 2H++2e(式 I)由式I产生的氢离子随着电解质膜22所包含的水分而在电解质膜22中从阳极16侧向阴极17侧移动，另外，电子通过外部电路23移动到阴极17。由于该电子的移动，在夹装于外部电路23的负载(在该实施例中为行驶用的电动机)24中流过电流。另一方面，对阴极17提供的空气中的氧分子在催化剂层21接受从外部电路23提供的电子而变成氧离子，与在电解质膜22中移动过来的氢离子结合而变本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大塚龙司，松本善全，太田彻，池谷谦吾，
申请(专利权)人：铃木株式会社，
类型：
国别省市：
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