JP4528591B2 - Fuel cell motorcycle - Google Patents
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Description
本発明は、反応ガスと水素ガスとを燃料電池へ供給して得られる電力で走行する燃料電池二輪車に関し、特に、燃料電池を冷却するための液冷式の冷却システムを備える燃料電池二輪車に関する。 The present invention relates to a fuel cell two-wheeled vehicle that travels with electric power obtained by supplying a reaction gas and hydrogen gas to a fuel cell, and more particularly to a fuel cell two-wheeled vehicle equipped with a liquid cooling type cooling system for cooling the fuel cell.
近時、燃料電池システムにより発電した電力をモータに供給し、このモータによって車輪を駆動する燃料電池車両が開発されている。前記の燃料電池システムでは、燃料電池スタック(以下、単に燃料電池という)において、水素ガス及び反応ガスとしての酸素の化学反応により発電が行われる。ここで、酸素は空気中からコンプレッサを介して取り込まれ、水素ガスは高圧の燃料ボンベから供給される。 Recently, fuel cell vehicles have been developed in which electric power generated by a fuel cell system is supplied to a motor and wheels are driven by this motor. In the fuel cell system, power generation is performed in a fuel cell stack (hereinafter simply referred to as a fuel cell) by a chemical reaction of hydrogen gas and oxygen as a reaction gas. Here, oxygen is taken in from the air through a compressor, and hydrogen gas is supplied from a high-pressure fuel cylinder.
ところで、燃料電池は化学反応によって発熱するが、効率的な発電を行うためには余分となる熱を放熱して冷却し、燃料電池を適切な温度範囲に維持することが必要となる。効率的な放熱を行うためには、例えば特許文献1に示される燃料電池車両のように、水冷式の冷却システムを用いて燃料電池を冷却し、加温された冷却水をラジエータで放熱するとよい。 By the way, although the fuel cell generates heat by a chemical reaction, in order to perform efficient power generation, it is necessary to dissipate and cool excess heat to maintain the fuel cell in an appropriate temperature range. In order to efficiently dissipate heat, for example, a fuel cell vehicle disclosed in Patent Document 1 cools the fuel cell using a water-cooled cooling system, and heats the heated cooling water with a radiator. .
冷却システム内の冷却液は、燃料電池から吸熱して加温されることにより冷却液内に溶け込んでいた気体が気化し、気泡を発生させることがあり、また、冷却液を注入、補充又は交換する際に、気泡が混入して十分に抜けきらないで滞留する場合がある。気泡は熱伝達率が低く、しかも冷却液の流れを阻害することとなり、冷却システム内に混入することにより冷却効率を低下させることが懸念される。 The cooling liquid in the cooling system absorbs heat from the fuel cell and is heated to vaporize the gas dissolved in the cooling liquid, generating bubbles, and injecting, replenishing, or replacing the cooling liquid In some cases, air bubbles may mix and stay without being fully removed. Bubbles have a low heat transfer rate and impede the flow of the coolant, and there is a concern that cooling efficiency may be reduced by mixing in the cooling system.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、冷却システムに混入した気泡を迅速且つ確実に除去することを可能にする燃料電池二輪車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell two-wheeled vehicle that can quickly and reliably remove bubbles mixed in a cooling system.
本発明に係る燃料電池二輪車は、反応ガスと水素ガスを燃料電池へ供給して得られる電力で走行し、前記燃料電池を冷却する液冷式の冷却システムを備える燃料電池二輪車において、
前記燃料電池を冷却する液冷式の冷却システムを備え、
前記冷却システムを構成する機器の少なくとも1つには気体を外部に除去するためのガス抜き部を有することを特徴とする。
A fuel cell two-wheeled vehicle according to the present invention is a fuel cell two-wheeled vehicle equipped with a liquid cooling type cooling system that travels with electric power obtained by supplying reaction gas and hydrogen gas to the fuel cell, and cools the fuel cell.
A liquid cooling system for cooling the fuel cell;
At least one of the devices constituting the cooling system has a gas vent for removing gas to the outside.
冷却システムに混入した気泡は単純経路の管路等よりも内部構造の複雑な機器内に滞留しやすく、このような機器にガス抜き部を設けることにより、気泡を迅速且つ確実に除去することができる。 Bubbles mixed in the cooling system are more likely to stay in the equipment with a complicated internal structure than a simple path pipe, etc., and by providing a degassing part in such equipment, the bubbles can be removed quickly and reliably. it can.
比重の関係上、気泡は上方に集まる性質があるため、前記ガス抜き部は、前記機器の上部に設けられているとよい。 Because of the specific gravity, bubbles have a property of gathering upward, and therefore the gas venting part is preferably provided in the upper part of the device.
さらに、車体を傾斜して駐車させるサイドスタンドを備え、前記ガス抜き部は前記サイドスタンドとは反対側に設けられるとよい。サイドスタンドにより燃料電池二輪車を傾斜した状態で駐車すると、気泡はサイドスタンドとは反対側に集められることとなり、一層確実なガス抜きが可能となる。また、サイドスタンドと反対側の面はやや上向きとなり、作業者は自然な姿勢でガス抜き部を操作することができ、しかも燃料電池二輪車自体の陰になりにくく、メンテナンス性が向上する。 Furthermore, it is preferable that a side stand that tilts and parks the vehicle body is provided, and the gas venting part is provided on the side opposite to the side stand. When the fuel cell motorcycle is parked with the side stand tilted, the bubbles are collected on the side opposite to the side stand, thereby enabling more reliable gas venting. In addition, the surface opposite to the side stand is slightly upward, so that the operator can operate the gas venting portion in a natural posture, and is less likely to be shaded by the fuel cell motorcycle itself, thereby improving maintenance.
この場合、前記サイドスタンドを用いて駐車した状態で、前記ガス抜き部は、前記機器の最も高い位置に設けられていると、ガス抜き部の近傍に気泡が集められ、さらに確実なガス抜きが可能となる。 In this case, when the degassing part is provided at the highest position of the device in a state where the side stand is parked, bubbles are collected in the vicinity of the degassing part, and further degassing is possible. It becomes.
前記ガス抜き部は、取り付けられる前記機器の最も外側に設けられ、且つ外方を指向していると、内側又は反対側に設けられた機器に対して冷却液が付着することを防止できる。 When the gas vent is provided on the outermost side of the device to be attached and is directed outward, it is possible to prevent the coolant from adhering to the device provided on the inner side or the opposite side.
前記ガス抜き部は、微小且つ連続的な開度の開閉動作が可能であると、気泡の排出量を調整しやすく、不必要に多量の冷却液が排出されることが防止される。 If the degassing part is capable of opening and closing with a minute and continuous opening, it is easy to adjust the discharge amount of bubbles, and an unnecessary large amount of coolant is prevented from being discharged.
冷却システムに混入した気泡は単純経路の管路等よりも内部構造の複雑な機器内に滞留しやすい。本発明に係る燃料電池二輪車は、このような機器にガス抜き部が設けられていることにより、冷却システム内の気泡を迅速且つ確実に除去することができる。 Bubbles mixed in the cooling system are more likely to stay in a device having a complicated internal structure than a simple pipe line. The fuel cell two-wheeled vehicle according to the present invention can quickly and surely remove bubbles in the cooling system by providing such a device with a gas vent.
また、車体を傾斜して駐車させるサイドスタンドを備えている場合には、ガス抜き部をサイドスタンドとは反対側で、各機器の最も高い位置に設けられていると、サイドスタンドによる駐車時には、気泡はサイドスタンドとは反対側でガス抜き部の近傍に集められることとなり、一層確実なガス抜きが可能となる。また、サイドスタンドと反対側の面はやや上向きとなり、作業者は自然な姿勢でガス抜き部を操作することができ、しかも燃料電池二輪車自体の陰になりにくく、メンテナンス性が向上する。 In addition, when a side stand that tilts and parks the vehicle body is provided, if the gas vent is provided at the highest position of each device on the side opposite to the side stand, bubbles are In other words, the gas is collected in the vicinity of the degassing portion on the opposite side, so that more degassing can be performed. In addition, the surface opposite to the side stand is slightly upward, so that the operator can operate the gas venting portion in a natural posture, and is less likely to be shaded by the fuel cell motorcycle itself, thereby improving maintenance.
以下、本発明に係る燃料電池二輪車について実施の形態を挙げ、添付の図1〜図8を参照しながら説明する。以下、燃料電池二輪車10において左右に1つずつ設けられた機構については、左のものの番号符号に「L」を付し、右のものの番号符号に「R」を付すことにより区別して説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a fuel cell two-wheeled vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the mechanisms provided on the left and right sides of the fuel cell two-
図1〜図3に示すように、本実施の形態に係る燃料電池二輪車としてのスクータ式の燃料電池二輪車10は、燃料電池12を搭載しており該燃料電池12から得られる電力を用いて走行する。燃料電池12は、アノード電極に供給される水素ガスとカソード電極に供給される反応ガス(空気)とを反応させることで電力を発生する。本実施の形態では、燃料電池12としては公知のものを採用しているので、ここでは詳細には説明しない。燃料電池二輪車10は、操舵輪である前輪14と、駆動輪である後輪16と、前輪14を操舵するハンドル18と、フレーム20と、運転者及び同乗者が着座するシート22とを有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, a scooter type fuel cell two-
また、燃料電池二輪車10は、効率的に発電を行うことができるように燃料電池12を冷却して適切な温度範囲に維持するための水冷式の冷却システム79(図4参照)を有する。
The fuel cell two-
フレーム20は、前方部でフォーク式のフロントサスペンション23R、23Lを軸支するヘッドパイプ24と、前方部が該ヘッドパイプ24に接続されて車体後方に向かって後下がりに傾斜した一対の上部ダウンフレーム26R、26L及び一対の下部ダウンフレーム28R、28Lとを有する。フレーム20は、さらに上部ダウンフレーム26R、26Lから連続的に車体後方に向かって後上がりに延在する上部フレーム30R、30Lと、下部ダウンフレーム28R、28Lから連続的に後輪16へ向かって延在する下部フレーム32R、32Lと、該下部フレーム32R、32Lの後方端部と上部フレーム30R、30Lの略中間部を接続する縦フレーム34R、34Lとを有する。
The
燃料電池12は、車体の略中央部分に設けられており、具体的には、上部フレーム30R、30L、下部フレーム32R、32L及び縦フレーム34R、34Lで区画される領域の後方部に搭載され、やや後上がりに配置されている。燃料電池12は、燃料電池二輪車10を構成するパーツの中で比較的大重量のパーツであって、車体の略中央部分に設けることにより燃料電池二輪車10の好適な重量バランスが得られ、走行性能が向上する。
The
また、上部フレーム30R、30L、下部フレーム32R、32L及び縦フレーム34R、34Lで区画される領域における燃料電池12より前方部分には、後述する電動ポンプ90等が設けられている。上部フレーム30R、30Lの上部にはシート22が設けられており、後方端には図示しないテールランプが設けられている。ヘッドパイプ24の前方にはヘッドライト36が設けられるとともにフロントカバー37で覆われている。
In addition, an
車体中央下部左側には、回転引き出し式のサイドスタンド39が設けられている。サイドスタンド39は、降車した運転者が足で操作することにより下部フレーム32Lの軸部39aを中心として略90°回転可能であって、収納時には後方に跳ね上げられて下部フレーム32Lに沿うように配置される。また、引き出し時には左側方で斜め下方に向かって延出し、左側に傾斜する車体を支持して駐車させることができる(図5参照)。なお、燃料電池二輪車10は、サイドスタンド39の他にセンタースタンド41を有し、車体を直立させたまま駐車させることも可能である。
A rotary drawer-
前輪14は、フロントサスペンション23R、23Lの下端部に回転自在に軸支されている。フロントサスペンション23R、23Lの上部にはハンドル18が接続されており、該ハンドル18の中央部にメータ38が設けられている。後輪16は、縦フレーム34R、34Lに設けられたピボット40を中心に回転可能なスイングアーム42に支持されており、インホイールモータ44と該インホイールモータ44を駆動するモータドライバ46が設けられている。
The
インホイールモータ44及びモータドライバ46は水冷式であって高効率且つ高出力である。燃料電池12の下方部分にはリアサスペンション48が車長方向に延在して設けられており、その両端部は下部フレーム32R、32L及びスイングアーム42に対して回動可能に接続されている。燃料電池12は、設計上、最低地上高が設定されているが、リアサスペンション48を燃料電池12の下方部に設けることにより、燃料電池12と地面との間の領域を有効に用いることができ、また燃料電池二輪車10の低重心化を図ることができる。
The in-
次に、燃料電池二輪車10は、燃料電池12において発電を行うための燃料電池システムとして、燃料電池12に供給する水素ガスを高圧状態で貯蔵する燃料ボンベ50と、後方に向かって開口する吸気口52からの吸気音を低減させるためのレゾネータ54と、該レゾネータ54を介して外気を取り込むエアクリーナ56とを有する。吸気口52は、前記レゾネータ54の前方部上面に設けられており、緩やかに略90°屈曲して後方に開口している。
Next, the fuel cell two-
燃料電池二輪車10は、さらにエアクリーナ56で清浄化された空気を圧縮して反応ガスとするコンプレッサ(スーパチャージャ、ポンプ又は加給機とも呼ばれる)58と、該コンプレッサ58で圧縮された反応ガスを冷却するインタークーラ59と、燃料電池12に供給される反応ガスと燃料電池12から排出される使用済み反応ガスとの間で水分の交換を行う加湿器60と、燃料電池12内部の圧力を調整するために加湿器60の排出側に設けられた背圧弁62と、使用済み反応ガスを使用済み酸素ガスで希釈する希釈ボックス64と、希釈された反応ガスを排気ガスとして、消音して大気に排出するサイレンサ66とを有する。また、燃料電池二輪車10は、燃料電池システムの補助電源としてフロントフォーク近傍に設けられた二次バッテリ(図示せず)を備える。
The
燃料ボンベ50は両端半球の円柱形状であって、車体後方部において中心から右寄りにオフセットした位置に設けられている。具体的には、燃料ボンベ50は上面視(図3参照)で車長方向に延在しており、側面視(図1参照)でシート22及び上部フレーム30Rに沿って後上がりとなるように設けられている。燃料ボンベ50は燃料電池二輪車10を構成するパーツの中で比較的大きいパーツであるが、中心線からオフセットした位置に設けられていることにより、上面視で後輪16とほとんど重なることがなく、後輪16の上下方向サスペンションストロークを十分に確保することができる。これにより、路面からの衝撃を緩和しやすくなり、燃料電池二輪車10の乗り心地の向上を図ることができる。
The
希釈ボックス64は、一対の下部ダウンフレーム28R、28Lの間における下端部に設けられており、燃料電池12よりも低い位置に配置されている。したがって、希釈ボックス64には燃料電池12で発生した水分を集積させやすく、集積した水分は希釈ボックス64の下面部から排出される。
The
希釈ボックス64には第1排気パイプ70が接続されており、該第1排気パイプ70から排気ガスが排出される。第1排気パイプ70は下部フレーム32Lにおける中央よりやや前方部から下部フレーム32Lの内部を通り後方に延在し、その後端部が第2排気パイプ72の一端に連通している。第2排気パイプ72は下部フレーム32Lの後端部よりやや上方で屈曲して後方斜め上方に指向し、サイレンサ66に接続されている。
A
サイレンサ66は、略四角の縦扁平形状であって、車体後方部において中心から左寄りにオフセットしており、後輪16よりも高い位置において車長方向に延在して設けられている。サイレンサ66から排気ガスを排出する排出口66aは、サイレンサ66の後端部下方に設けられている。該排出口66aは車長方向で後輪16の車軸16aよりもやや後方に位置している。
The
レゾネータ54は、略四角の縦扁平形状であって、燃料ボンベ50の右側方に設けられている。前記レゾネータ54の後端部とエアクリーナ56の後端部は樹脂パイプ75で接続されている。
The
エアクリーナ56は、やや扁平な形状であって燃料ボンベ50の後部下方において後上がりとなるように配置されている。エアクリーナ56を通過した空気は短い樹脂パイプ76を通ってコンプレッサ58の右端部へ導入される。コンプレッサ58は、車幅方向に延在するように設けられており右端部は燃料ボンベ50の中央部下方に位置している。加湿器60は車幅方向に長尺な形状であって、コンプレッサ58と燃料電池12との間に設けられている。
The
インタークーラ59は、燃料ボンベ50の前部下方に設けられており、その空気流入口及び空気流出口がそれぞれコンプレッサ58及び加湿器60と接続されている。前記の通り、インタークーラ59はコンプレッサ58で圧縮された外気を冷却して加湿器60に供給するが、冷寒始動時においてはバイパス弁78を切換駆動することにより、インタークーラ59及び加湿器60を経由することなく圧縮した外気を燃料電池12に供給することができる。
The
次に、燃料電池12を冷却して適切な温度範囲に維持するための水冷式の冷却システム79について、主に図4を参照しながら説明する。
Next, a water-cooled
冷却システム79は、燃料電池12により加温された冷却水を冷却フィンで放熱させて冷却する第1ラジエータ80及び第2ラジエータ82と、第1ラジエータ80の冷却フィンに対して空気を通気させる冷却ファン84と、第2ラジエータ82の冷却フィンに対して空気を通気させる2つの冷却ファン86及び88と、冷却水を循環させる電動ポンプ90と、暖機運転時及び過冷却時に冷却水の循環経路を切り換えるサーモスタット92と、冷却水中のイオンを除去して燃料電池12の地絡を防ぐイオン交換機94と、冷却システム79に冷却液を注入するための冷却液注水管95とを有する。
The
各冷却ファン84、86及び88は、第1ラジエータ80及び第2ラジエータ82の裏面で第1ラジエータ80及び第2ラジエータ82から空気を吸い込み、矢印Aで示すように空気が流れる。このうち、冷却ファン88によって発生する風は、電動ポンプ90に当たるように設定されている。
Each of the cooling
電動ポンプ90はモータ90aを備え、該モータ90aを電気的に回転駆動することによってポンプ部分が運転されて、冷却水を冷却システム79内で循環駆動することができる。電動ポンプ90の吸入口90bと燃料電池12の冷却水排出口12aは管路96aで接続されており、電動ポンプ90の吐出口90cと燃料電池12の冷却水排出口12aは管路96bで接続されている。
The
第1ラジエータ80の下部と第2ラジエータ82の上部は左右二本の管路96c、96dで接続されている(図5参照)。サーモスタット92の一端部は管路96eにより第2ラジエータ82の下部と接続されており、他端部は管路96fにより燃料電池12の冷却水吸入口12bと接続されている。電動ポンプ90と第1ラジエータ80との間における管路96aは分岐して管路96gとなり、サーモスタット92に接続されている。燃料電池12と電動ポンプ90との間における管路96aは分岐して管路96hとなり、イオン交換機94を経由してサーモスタット92に接続されている。
The lower part of the
暖機運転時及び過冷却時においては、サーモスタット92は管路96gと管路96fとを連通させ、管路96eを遮断する。これにより、電動ポンプ90から吐出した冷却水は管路96gに流れ込み、第1ラジエータ80、第2ラジエータ82を経由することがない。したがって、冷却水が不必要に冷却されることがなく、迅速に暖機を行うことができる。
During the warm-up operation and the supercooling, the
一方、通常運転時においては、サーモスタット92は管路96eと管路96fとを連通させ、管路96gを遮断する。これにより、電動ポンプ90から吐出した加温された冷却水は、第1ラジエータ80、第2ラジエータ82で放熱、冷却された後、サーモスタット92を通り燃料電池12の冷却水吸入口12bに導かれる。燃料電池12内の発電セル(図示せず)を冷却することにより加温された冷却水は、冷却水排出口12aから排出されて電動ポンプ90に導かれて循環駆動される。また、冷却水の一部はイオン交換機94を通り循環する。
On the other hand, during normal operation, the
図5に示すように、第1ラジエータ80は、略正方形の板状であってヘッドパイプ24の前面に設けられており、第1ラジエータ80の裏面には冷却ファン84が設けられている。第2ラジエータ82は、高さ及び面積が第1ラジエータ80の略2倍の板状であって、下部ダウンフレーム28R及び28Lに沿うように該下部ダウンフレーム28R及び28Lの直前部に設けられている。第2ラジエータ82の裏面上部には冷却ファン86が設けられ、裏面下部には冷却ファン88が設けられている。電動ポンプ90は、冷却ファン88と燃料電池12との間に設けられている。イオン交換機94は縦長四角柱状であって、右側の下部ダウンフレーム28Rに沿うように設けられている。
As shown in FIG. 5, the
図1〜図3に示すように、冷却液注水管95は、管路96bの略中間部の分岐継手98から上方に分岐している。該冷却液注水管95は、管路96bの上側を並列して上方に延在しながら左のフロントサスペンション23Lとヘッドパイプ24との間を通り、ヘッドパイプ24の前方を経由した後、右のフロントサスペンション23Rとヘッドパイプ24との間を通り、さらにヘッドパイプ24の後側まで巻くように略螺旋状に延在している。冷却液注水管95の先端部は、後方斜め上方を向いており、ヘッドパイプ24の近傍後方部の車幅中心軸上に位置している。すなわち、冷却液注水管95は、平面視で、ヘッドパイプ24の軸の両側方部、前方部及び左後方部を囲うように巻く経路として設定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
冷却液注水管95の先端部には、冷却液供給口部材100が設けられており、該冷却液供給口部材100において斜め上方に開口する開口部100a(図4参照)は、冷却液注水管95と連通している。
A coolant
冷却液供給口部材100は、第1ラジエータ80に対する接続口80aよりも高い位置であって、冷却システム79の全管路のうち最も高い箇所に設けられている。具体的には、冷却液供給口部材100は、ヘッドパイプ24の上端部よりも高い位置に設けられている。
The coolant
冷却液供給口部材100は、下端が上部ダウンフレーム26R及び26Lの上端部近傍にボルト固定された板状のステー102R及び102Lによって固定支持されている。開口部100aを塞ぐキャップ104の内面(開口部100aを塞ぐ面)には冷却液注水管95内の水素ガスを検出する水素センサ108(図4参照)が設けられており、キャップ104が水素センサ108の取付部材の機能を兼用し、部品点数が削減されている。
The coolant
水素センサ108は、被検出ガスである水素ガスが白金等の触媒に接触した際に発生する熱を利用し、高温となった検出素子と雰囲気温度下の温度補償素子との間に電気抵抗の差に基づいて水素ガスを検出する。水素センサ108の検出信号は、図示しないECU(Electric Control Unit)に供給されて所定の処理に供される。
The
また、冷却システム79には、気体を外部に除去するための4つのガス抜き部120a、120b、120c及び120dが設けられている。
The
図6に示すように、ガス抜き部120a、120b、120c及び120dは、順に第2ラジエータ82、サーモスタット92、イオン交換機94及び燃料電池12におけるそれぞれ右上方部に設けられており、各機器の内部空間の右上隅部に連通している。ガス抜き部120a及び120cは右斜め上方を指向しており、ガス抜き部120b及び120dは右側方を指向している。
As shown in FIG. 6, the
また、ガス抜き部120a〜120cは、取り付けられる各機器(つまり、第2ラジエータ82、サーモスタット92、イオン交換機94)の最も上方で且つ最も右側に設けられており、近傍の電装系部品から離間した位置に設けられている。すなわち、ガス抜き部120a及び120cは、近傍の電装系部品である冷却ファン86よりも右外方に離間して設けられており、ガス抜き部120bは、近傍の電装系部品である電動ポンプ90よりも右外方に離間して設けられている。なお、第1ラジエータ80の右上方部には、ラジエータキャップ122が設けられている。
Further, the
図7に示すように、ガス抜き部120aは、内部に貫通する雌ねじ孔124aを有するボス124と、該ボス124の上面に配設されるパッキン126と、該パッキン126を挟んで雌ねじ孔124aに螺着されるボルト128とを有する。ボス124は低い円柱形状であって、下周縁部が第2ラジエータ82の右端上方部に溶接され、第2ラジエータ82に設けられた下孔82aと雌ねじ孔124aとが連通している。ボルト128は、パッキン126を介して雌ねじ孔124aに螺着することによりガス抜き部120aは下孔82aを液密に保つ。なお、拡大した図示を省略するが、他のガス抜き部120b〜120dもガス抜き部120aと同様の構造であって、サーモスタット92、イオン交換機94及び燃料電池12の内部空間の右上隅部に連通しており、パッキン126及びボルト128によって液密に保たれている。
As shown in FIG. 7, the
このように構成される燃料電池二輪車10においては、前記のとおり、冷却システム79内の冷却液が燃料電池12から吸熱して加温されることにより冷却液内に溶け込んでいた気体が気化して、気泡を発生させることがある。また、冷却液を注入、補充又は交換する際に、気泡が混入して十分に抜けきらないで滞留する場合がある。このような気泡は、管路96a〜96hよりも内部形状が複雑である第2ラジエータ82、サーモスタット92、イオン交換機94及び燃料電池12に滞留しやすい。気体である気泡は冷却液と比較して熱伝導率、圧縮性及び化学的特性等が異なるため、これらの機器の効率を低下させる懸念がある。したがって、これらの気泡を迅速且つ確実に除去するため、以下のガス抜き作業を行う。
In the
すなわち、サイドスタンド39を引き出した後、図5に示すように、車体を左に傾斜させて駐車する。これにより、ガス抜き部120a、120b、120c及び120dは、第2ラジエータ82、サーモスタット92、イオン交換機94及び燃料電池12におけるそれぞれ最も高い位置に配置される。気泡は比重が小さいことから冷却液中を浮上し、各ガス抜き部120a、120b、120c及び120dの直下の位置に集められる。
That is, after the side stand 39 is pulled out, the vehicle body is tilted to the left and parked as shown in FIG. Accordingly, the
また、燃料電池二輪車10の右側の面はやや上向きとなり、作業者は自然な姿勢でガス抜き部120a〜120dを操作することができ、しかも燃料電池二輪車10自体の陰になりにくく、メンテナンス性が向上する。
In addition, the right side surface of the
次に、図8に示すように、工具130を用いてガス抜き部120aのボルト128を僅かに緩める。これにより、第2ラジエータ82の右上部に集められた気泡は、冷却システム79中の冷却液の水圧を受け、泡132となって外部に排出され、いわゆるガス抜きがなされる。しばらくの間この状態を保持して泡132を排出すると、第2ラジエータ82内の気泡がすべて排出された時点で泡132は無くなり、冷却液自体が液体として漏出するようになる。作業者はこの変化を目視で確認し、工具130によりボルト128を締め直してガス抜き部120aを閉じる。以後、ガス抜き部120b〜120dについても同様のガス抜き作業を行う。
Next, as shown in FIG. 8, the
ガス抜き部120a〜120dは、工具130の回転角度に応じて連続的な開度の開閉動作が可能であって、しかも開口する部分にはパッキン126が介在していることから適度な絞りの機能を有し、微小且つ連続的な開度の開閉動作が可能となっている。したがって、泡132の排出量を調整しやすく、不必要に多量の冷却液が排出されることが防止される。
The
ガス抜き部120aは、第2ラジエータ82における最も右側に設けられているため冷却ファン86から十分に離間しており、しかも該ガス抜き120aは右斜め上方を指向しているため、略反対側(つまり内側)に設けられた冷却ファン86に対して泡132や冷却液が付着することがない。また、冷却ファン86よりも遠い冷却ファン88や電動ポンプ90に対してガス抜き部120aから出た泡132や冷却液が付着することがないことはもちろんである。
Since the
同様に、ガス抜き部120bは、サーモスタット92における最も右側に設けられているため、電動ポンプ90のモータ90aから十分に離間しており、ガス抜き部120bから出た泡132がモータ90aに付着することはない。
Similarly, since the
基本的に燃料電池二輪車10における電装系部品は十分な耐水性を有するように設計されているが、不測の事態により耐水性が低下している場合においても、該電装系部品に対する冷却液の付着を防止して機能の低下を防止することができる。また、電装系部品等が濡れることがないため、ガス抜き作業後の拭き取りの手間が不要である。
Basically, the electrical components in the
なお、冷却液を注入、補充又は交換した後に上記の手順にしたがってガス抜き部120a〜120dからガス抜きをした後、温度が上昇しない程度に電動ポンプ90を極短時間駆動させて冷却システム79内の冷却液を循環させ、その後に再度同様のガス抜き作業を行うようにするとよい。つまり、第2ラジエータ82、サーモスタット92、イオン交換機94及び燃料電池12の下部及びこれらの機器以外の管路等にわずかに滞留していた気泡が冷却システム79内を循環するうちにこれらの機器内に導入され、その上部に集められることとなり、ガス抜き部120a〜120dから再度ガス抜きを行うことにより、冷却システム79内の気泡を一層確実に且つ迅速に除去することができる。
In addition, after injecting, replenishing, or exchanging the coolant, after degassing from the
なお、第1ラジエータ80に滞留する気泡はラジエータキャップ122(図3参照)の作用によって図示しないリザーバタンクに排出される。
Air bubbles staying in the
上記したガス抜き作業は、サイドスタンド39を用いて燃料電池二輪車10を傾斜させた状態で行うものとして説明したが、センタースタンド41によって車体を直立に保ったまま駐車した場合おいても、各ガス抜き部120a〜120dは、第2ラジエータ82、サーモスタット92、イオン交換機94及び燃料電池12における上部に設けられていることから相当効率的にガス抜き作業を行うことができる。
Although the above-described degassing operation has been described as being performed with the fuel cell two-wheeled
上記の説明では、冷却システム79は水冷式として説明したが、油冷式等の他の液冷式であってもよい。
In the above description, the
サイドスタンド39を右側に設ける場合(右側通行の国の対応等)には、ガス抜き部120a〜120dをサイドスタンド39の反対側、つまり左側に設けるとよい。ガス抜き部120a〜120dは図7に示すようなボルト式に限らず、例えば、プラグ式又はバルブ式であってもよい。
When the side stand 39 is provided on the right side (corresponding to the right-hand traffic country or the like), the
なお、図2、図3、図5及び図6では、要部の視認性を考慮し、シート22、フロントカバー37、ハンドル18、ヘッドライト36及びメータ38等を適宜省略して図示している。
2, 3, 5, and 6, the
本発明に係る燃料電池二輪車は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The fuel cell two-wheeled vehicle according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can of course have various configurations without departing from the gist of the present invention.
10…燃料電池二輪車 12…燃料電池
24…ヘッドパイプ 26L、26R…上部ダウンフレーム
28L、28R…下部ダウンフレーム 36…ヘッドライト
37…フロントカバー 38…メータ
39…サイドスタンド 39a…軸部
50…燃料ボンベ 79…冷却システム
80…第1ラジエータ 82…第2ラジエータ
82a…下孔 84、86、88…冷却ファン
90…電動ポンプ 90a…モータ
92…サーモスタット 94…イオン交換機
96a〜96h…管路 98…分岐継手
120a〜120d…ガス抜き部 124…ボス
124a…雌ねじ孔 126…パッキン
128…ボルト 130…工具
132…泡
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記冷却システム(79)を構成するラジエータ(82)と、前記冷却システム(79)の冷却水が送り込まれる前記燃料電池(12)にはそれぞれ気体を外部に除去するためのガス抜き部(120a、120d)を有し、
前記ラジエータ(82)及び前記燃料電池(12)に設けられた前記ガス抜き部(120a、120d)は、前記サイドスタンド(39)とは反対側に外側に指向して設けられることを特徴とする燃料電池二輪車。 A liquid-cooled cooling system (79) that travels with electric power obtained by supplying reaction gas and hydrogen gas to the fuel cell (12) and cools the fuel cell (12) , and a side stand that tilts the vehicle body and parks the vehicle (39) and a fuel cell motorcycle (10) comprising :
The radiator (82) constituting the cooling system (79) and the fuel cell (12) into which the cooling water of the cooling system (79) is fed are respectively vented portions (120a, 120a, have a 120d),
The radiator (82) and the degassing unit provided in the fuel cell (12) (120a, 120d) is characterized Rukoto provided directed outwardly on the opposite side to the side stand (39) Fuel cell motorcycle.
前記冷却システム(79)は、前記冷却水の循環経路を切り替えるサーモスタット(92)を有し、
前記サーモスタット(92)には気体を外部に除去するためのガス抜き部(120b)が設けられ、
前記サーモスタット(92)に設けられた前記ガス抜き部(120b)は、前記サイドスタンド(39)とは反対側に外側に指向して設けられることを特徴とする燃料電池二輪車。 The fuel cell motorcycle (10) according to claim 1,
The cooling system (79) has a thermostat (92) for switching the circulation path of the cooling water,
The thermostat (92) is provided with a gas vent (120b) for removing gas to the outside,
The thermostat the degassing unit provided in the (92) (120b), the fuel cell motorcycle according to claim Rukoto provided directed outwardly on the opposite side to the side stand (39).
前記ラジエータ(82)に対して空気を通気させる冷却ファン(86、88)を備え、A cooling fan (86, 88) for ventilating air to the radiator (82);
前記ラジエータ(82)に設けられた前記ガス抜き部(120b)は、前記冷却ファン(86、88)よりも車幅方向外側に配置され且つ外方を指向していることを特徴とする燃料電池二輪車。The gas vent (120b) provided in the radiator (82) is disposed on the outer side in the vehicle width direction with respect to the cooling fans (86, 88) and is directed outward. Motorcycle.
前記冷却システム(79)は、冷却水中のイオンを除去して前記燃料電池(12)の地絡を防ぐイオン交換機(94)を有し、The cooling system (79) includes an ion exchanger (94) that removes ions in cooling water to prevent a ground fault of the fuel cell (12),
前記イオン交換機(94)には気体を外部に除去するためのガス抜き部(120c)が設けられ、The ion exchanger (94) is provided with a gas vent (120c) for removing gas to the outside,
前記イオン交換機(94)に設けられた前記ガス抜き部(120c)は、前記サイドスタンド(39)とは反対側に外側に指向して設けられることを特徴とする燃料電池二輪車。The fuel cell two-wheeled vehicle, wherein the degassing part (120c) provided in the ion exchanger (94) is provided on the opposite side to the side stand (39) and directed outward.
前記ガス抜き部(120a〜120d)は、前記ガス抜き部(120a〜120d)が設けられる機器の上部に設けられていることを特徴とする燃料電池二輪車。 In the fuel cell motorcycle (10) according to any one of claims 1 to 4 ,
The vent zone (120 a to 120 d), the fuel cell motorcycle, characterized in that the venting unit (120 a to 120 d) are provided on the upper portion of the apparatus provided.
前記サイドスタンド(39)を用いて駐車した状態で、前記ガス抜き部(120a〜120d)は、前記ガス抜き部(120a〜120d)が設けられる機器の最も高い位置に設けられていることを特徴とする燃料電池二輪車。 In the fuel cell motorcycle (10) according to any one of claims 1 to 5 ,
In a state where the vehicle is parked using the side stand (39) , the gas venting portions (120a to 120d) are provided at the highest position of the device in which the gas venting portions (120a to 120d) are provided. A fuel cell motorcycle.
前記ガス抜き部(120a〜120d)は、前記ガス抜き部(120a〜120d)が設けられる機器の最も外側に設けられ、且つ外方を指向していることを特徴とする燃料電池二輪車。 In the fuel cell motorcycle (10) according to any one of claims 1 to 6 ,
The vent zone (120 a to 120 d) of the previous SL vent zone (120 a to 120 d) are provided on the outermost devices are provided, and the fuel cell motorcycle, characterized in that is directed outward.
前記ガス抜き部(120a〜120d)は、微小且つ連続的な開度の開閉動作が可能であることを特徴とする燃料電池二輪車。 In the fuel cell motorcycle (10) according to any one of claims 1 to 7 ,
The gas vent (120a to 120d) is capable of opening and closing with a minute and continuous opening degree.
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