專利名稱：移動(dòng)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)體。具體地，本發(fā)明涉及一種具有被安裝于其上 作為電力源的并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水的燃料電池的移動(dòng) 體。
背景技術(shù)：
一種提案的移動(dòng)體的示例是在車輛的側(cè)部排出由燃料電池產(chǎn)生的水的 摩托車(參照例如日本專利特開2001-313056號(hào)^^才艮)。在車輛的側(cè)部排出 由燃料電池所產(chǎn)生的水，可以防止由于所產(chǎn)生的水濺到車輪上而引起的可 能問題，例如車輪側(cè)滑。
一種為了減小來自燃料電池的廢氣(排氣)中所含有的殘留氫氣的濃 度而提案的技術(shù)在排氣管的出口附近設(shè)置了 一個(gè)擾流板，以加速?gòu)U氣的擴(kuò) 散(參照例如日本專利特開2002-289237號(hào)7>報(bào))。可以采用各種技術(shù)來排 出水。例如，可以通過排氣管道與廢氣一起來排出水，也可以在氣液分離 器中完成氣液分離之后從車輛的底部來排出水。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在其上安裝有燃料電池的車輛，需要在行駛期間從車輛排 出由該燃料電池所產(chǎn)生的水。即使是當(dāng)以一種不會(huì)濺濕車輪從而避免可能 的側(cè)滑的方式排出水時(shí)，所排出的水也會(huì)對(duì)隨后的以及附近的車輛造成一 些問題。例如，所排出的水會(huì)由車輛行駛風(fēng)(vehiclewind)巻起而飛散并 濺到 的車輛的前玻璃上。而沿橫向排出的水會(huì)濺出到路肩上的行人身 上或者附近的建筑物上。本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)體，該移動(dòng)體抑制從其燃料電池排出 的水被巻起和飛散而產(chǎn)生的可能的不利(影響)。本發(fā)明的目的還在于提 供一種移動(dòng)體，該移動(dòng)體抑制所排出的水濺到任何行人和附近的建筑物上 的可能的不利。本發(fā)明的目的還在于提供一種移動(dòng)體，該移動(dòng)體抑制所排 出的水對(duì)該移動(dòng)體的橫向或者后方的可能影響。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的的至少一部分，本發(fā)明的移動(dòng)體構(gòu)成如下。 本發(fā)明的第一移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述
移動(dòng)體包括從位于所述移動(dòng)體的前部的排水口向大氣排出由所述燃料電 池產(chǎn)生的水的排水單元。
在本發(fā)明的第 一移動(dòng)體中，由燃料電池產(chǎn)生的7jc從位于移動(dòng)體的前部 的排水口向大氣排出。這種配置理想地減少了所排出的水由于移動(dòng)體的移
動(dòng)引起的空氣流的作用而沿移動(dòng)體的橫向或向后方向飛濺。在此術(shù)語"移 動(dòng)體"包括例如汽車、列車或任一其它車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池 以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如二次電池和電容器。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選應(yīng)用中，所述第一移動(dòng)體是一車輛，所述排水口 位于所述車輛的前部的保險(xiǎn)杠或者翼子板上。從而所述水從前保險(xiǎn)杠或者 前翼子板的位置排出。
在所述排水口位于車輛的前部的保險(xiǎn)杠或者翼子板上的本發(fā)明的這種 優(yōu)選應(yīng)用中，優(yōu)選地，所述排水口位于車輛的前輪的前方。在車輪附近由 車輛行駛引起的車輛行駛風(fēng)的可能影響很小。從而這種配置有效地限制了 所排出的水的飛散。
在所述排水口位于車輛的前部的保險(xiǎn)杠或者翼子板上的本發(fā)明的這種 優(yōu)選應(yīng)用中，所迷第一移動(dòng)體還包括位于所述車輛的前部以在其中臨時(shí) 蓄積水的、設(shè)置在從所述燃料電池到所述排水口用于將所述水排出至大氣 的路徑中的J^水容器。所述水臨時(shí)蓄積在貯水容器中，以例如在車輛停止 時(shí)排出或以固定速率排出。與沒有這種蓄水功能的結(jié)構(gòu)相比，這種設(shè)置有 效地減少了所述水沿車輛的橫向或向后方向的飛濺。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，]^水容器可位于車輛的保險(xiǎn)杠的內(nèi)側(cè)。這使得可以有效地使用保險(xiǎn)杠 的內(nèi)側(cè)空間。所述貯水容器也可位于所述排水口的前方。這樣可以節(jié)省用 于從貯水容器到排水口的配線所需的空間。
本發(fā)明的第二移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述
移動(dòng)體包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排水單元，
和調(diào)整在所述排7jc單元的排水口附近由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流
的空氣流調(diào)整單元。
在本發(fā)明的第二移動(dòng)體中，在用于排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排 水口附近調(diào)整由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流。這種設(shè)置有效地防止 了所排出的水的飛散。這種設(shè)置有效地抑制了沿移動(dòng)體的橫向或向后方向 所排出的水的可能不利影響。在此術(shù)語"移動(dòng)體"包括例如汽車、列車或 任一其它車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池以外，移動(dòng)體可以有其它電力 源，例如二次電池和電容器。
在本發(fā)明的第二移動(dòng)體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述排水口設(shè)置成從所 述移動(dòng)體的底側(cè)基本沿垂直方向向下排出所述水。所述空氣流調(diào)整單元使 空氣朝向所述移動(dòng)體的斜后方流動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)體處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，在車輛的 輪廓范圍以內(nèi)從所述移動(dòng)體的側(cè)部垂直向下地排水。當(dāng)移動(dòng)體處于停止?fàn)?態(tài)時(shí)，這種i殳置可以滿意地防止所排出的水濺到在移動(dòng)體的側(cè)部的任何行 人或任何建筑物或結(jié)構(gòu)體。另一方面，在移動(dòng)體移動(dòng)期間，,皮調(diào)整的空氣 流使所排出的水向所述移動(dòng)體的斜后方流動(dòng)。這種^:置抑制所排出的水由 移動(dòng)體移動(dòng)引起的空氣流而巻起飛散，從而減少了所述水濺到在側(cè)部和后 方行駛的其它車輛上的不利影響。向斜后方排出的水的橫向距離取決于所 述水的流量(flowrate，流率，流速)以及移動(dòng)體的移動(dòng)速度。水向斜后方 的排出角度優(yōu)選地被調(diào)整成使得在移動(dòng)體移動(dòng)期間所述水的橫向排放距離 處于通常不可接近的范圍內(nèi)，例如在10-100cm的范圍內(nèi)或更具體地在 30-70cm范圍內(nèi)。這滿意地防止在移動(dòng)體移動(dòng)期間所排出的水濺到在移動(dòng) 體側(cè)部的任何行人或建筑物上。在此及該說明書中，術(shù)語"向斜后方，，包括
8橫向、向后方向、以及介于橫向和向后方向之間的所有方向，即，在與移
動(dòng)體的橫向成0-90度角度范圍內(nèi)的所有向后方向。空氣流調(diào)整單元可以設(shè) 計(jì)成使所述空氣以相對(duì)于所述移動(dòng)體的橫向側(cè)15至75度的范圍內(nèi)的角度向 后方流動(dòng)。
在使空氣朝向所述移動(dòng)體的斜后方流動(dòng)的本發(fā)明的第二移動(dòng)體的該實(shí) 施例中，優(yōu)選地，所述空氣流調(diào)整單元調(diào)整所述空氣流以使其具有垂直向 下的分量。這種設(shè)置促進(jìn)所述水落下到地面上，從而更有效地抑制所述水 向后方的飛散。
在使空氣朝向所述移動(dòng)體的斜后方流動(dòng)的本發(fā)明的第二移動(dòng)體的該實(shí) 施例中，優(yōu)選地，所述空氣流調(diào)整單元調(diào)整從所述移動(dòng)體的前部導(dǎo)入的空 氣流。從而將從所述移動(dòng)體的前部導(dǎo)入的空氣流用于對(duì)排水的控制。
在使空氣朝向所述移動(dòng)體的斜后方流動(dòng)的本發(fā)明的該實(shí)施例的一個(gè)優(yōu) 選的應(yīng)用中，所述第二移動(dòng)體是一車輛，并且，所述排水口位于所迷車輛 的前輪的后方。在車輪附近由車輛行駛引起的車輛行駛風(fēng)的可能影響很小。 從而這種配置有效地減少了車輛行M對(duì)從排水口排出的水的可能影響， 從而防止所排出的水向后方向和沿橫向的飛濺。
在使空氣朝向所述移動(dòng)體的斜后方流動(dòng)的本發(fā)明的第二移動(dòng)體的該實(shí) 施例中，所述排水口可位于駕駛員座位一側(cè)。駕駛員座位一側(cè)通常是距離 對(duì)開車輛較近的一側(cè)。從而這種配置有效地防止向斜后方排出的水濺到在 路肩上行走的任何行人身上。
本發(fā)明的第三移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述 移動(dòng)體具有用于支承該移動(dòng)體的懸架裝置，所述移動(dòng)體包括具有安裝在 所述懸架裝置的簧下部件(under-spring member)上的排水口并從該排水 口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排水單元。
在本發(fā)明的第三移動(dòng)體中，由所述燃料電池產(chǎn)生的水從安裝在所述懸 架裝置的簧下部件上的排水口排出。在靠近路面的位置排出水縮短了水落 下到路面所需的時(shí)間，并從而限制了所述水由移動(dòng)體移動(dòng)引起的空氣流而飛濺。從而，這種設(shè)置抑制了沿移動(dòng)體的橫向或向后方向所排出的水的可 能不利影響。在此術(shù)語"移動(dòng)體"包括例如汽車、列車或任一其它車輛的 地上移動(dòng)體。除了燃料電池以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如二次電 池和電容器?；上虏考梢允且环N懸架臂。
在本發(fā)明的一優(yōu)選應(yīng)用中，第三移動(dòng)體是一車輛，并且，所述排水口
位于車輪的附近。在車輪附近由車輛行駛引起的車輛行WL的可能影響很 小。從而這種配置有效地減少了車輛行駛風(fēng)對(duì)從排水口排出的水的可能影 響，從而防止所排出的水向后方向和沿橫向的飛'減。所述排水口可位于后 輪的后方。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，第三移動(dòng)體具有在所述排水口處調(diào)整 由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流的空氣流調(diào)整單元，該結(jié)構(gòu)優(yōu)選地控 制由移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì)排出的水的可能影響。在本發(fā)明的第三 移動(dòng)體的該實(shí)施例的一種結(jié)構(gòu)中，所述空氣流調(diào)整單元限制由所述移動(dòng)體 的移動(dòng)而引起的空氣流。在該實(shí)施例的另一種結(jié)構(gòu)中，所述空氣流調(diào)整單 元調(diào)整所述空氣流以^:其具有垂直向下的分量。前一結(jié)構(gòu)減少由移動(dòng)體的 移動(dòng)引起的空氣流對(duì)所述水的影響，后一結(jié)構(gòu)縮短水落下到路面所需的時(shí) 間，從而有效地限制所述水的飛濺。
本發(fā)明的第四移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述 移動(dòng)體包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排水單元； 和空氣流影響控制單元，該空氣流影響控制單元至少在所述排水口的附近 抑制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流對(duì)從所述排水口排出并最終到達(dá) 路面的水的可能影響。
本發(fā)明的第四移動(dòng)體至少在所述排水口的附近抑制由所述移動(dòng)體的移 動(dòng)而引起的空氣流對(duì)從所述排水口排出并最終到M面的水的可能影響。 該設(shè)置理想地抑制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流而造成的所述排出的 水的飛'減。這種^:置抑制了沿移動(dòng)體的4黃向或向后方向的所排出的水的可 能不利影響。在此術(shù)語"移動(dòng)體"包括例如汽車、列車或任一其它車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如二次電 池和電容器。
在本發(fā)明的笫四移動(dòng)體中，所述空氣流影響控制單元可在所述排水口 的附近產(chǎn)生以與來自所述排水口的水的排出方向基^目同的方向流動(dòng)的氣 體流。該氣體流干涉由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流，從而限制由所述 移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì)所排出的水的可能影響。
在本發(fā)明的第四移動(dòng)體中，所述空氣流影響控制單元可產(chǎn)生一氣體流
氣流。該氣體流干涉由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流以影響所排出的水， 從而限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì)所排出的水的影響。
的影響的本發(fā)明的第四移動(dòng)體中，優(yōu)選地，所述空氣流影響控制單元在所 述移動(dòng)體的移動(dòng)方向上在所述水的排出位置的前方產(chǎn)生所述氣體流。該設(shè) 置限制前部空氣流對(duì)所排出的水的可能影響。
在以與所排出的水的排出方向基;M目同的方向產(chǎn)生空氣流的本發(fā)明的 第四移動(dòng)體中，所述空氣流影響控制單元在所述移動(dòng)體的移動(dòng)方向上在所
述水的排出位置的后方產(chǎn)生所述氣體流。在所排出的水的后方產(chǎn)生的空氣 流抑制了空氣流對(duì)所排出的水的可能影響。
在以與所排出的水的排出方向基;M目同的方向產(chǎn)生空氣流的本發(fā)明的 第四移動(dòng)體中，所述空氣流影響控制單元在所述移動(dòng)體的移動(dòng)方向上在所 述水的排出位置的橫向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生所述氣體流，也可以在所述移動(dòng)體的移動(dòng) 方向上在所述水的排出位置的橫向外側(cè)產(chǎn)生所述氣體流。在所排出的水的 側(cè)部產(chǎn)生的所述氣體流有效地抑制所述空氣流對(duì)所排出的水的可能影響。
在產(chǎn)生氣體流以限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì)所排出的水 的影響的本發(fā)明的第四移動(dòng)體中，所述空氣流影響控制單元可在所述水的 周圍產(chǎn)生環(huán)形的所述氣體流，或者也可以產(chǎn)生所述氣體流以包圍所述水。 所述水的周圍產(chǎn)生的環(huán)形的所述氣體流或者被產(chǎn)生用以包圍所述水的所述 氣體流理想地抑制所述空氣流對(duì)所排出的水的可能影響。在產(chǎn)生氣體流以限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣 ;W所排出的水
的可能影響的本發(fā)明的笫四移動(dòng)體中，所述空氣流影響控制單元可由來自 所述移動(dòng)體的廢氣產(chǎn)生所述氣體流。例如，空氣流影響控制單元可由來自 燃料電池的廢氣產(chǎn)生所述氣體流。這確保了對(duì)來自燃料電池的廢氣的有效 利用?？諝饬饔绊懣刂茊卧删哂杏靡援a(chǎn)生所述氣體流的風(fēng)扇。所述風(fēng)扇 例如是用以冷卻安裝在所述移動(dòng)體上的裝置的冷卻扇。這種設(shè)置確保了對(duì) 來自風(fēng)扇的廢氣的有效利用，其中，所述風(fēng)扇用以冷卻安裝在所述移動(dòng)體 上的裝置。所述風(fēng)扇可設(shè)置在所述移動(dòng)體的下部以形成具有垂直向下的分 量的廢氣流。
在產(chǎn)生氣體流以限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì)所排出的水 的影響的本發(fā)明的第四移動(dòng)體中，優(yōu)選地，所述空氣流影響控制單元調(diào)整 由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流以產(chǎn)生所述氣體流。這種設(shè)置實(shí)現(xiàn)了 對(duì)由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流的有效利用。
本發(fā)明的第五移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述
移動(dòng)體包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排7K單元， 和后方飛散控制單元，該后方飛散控制單元抑制從所述排水口排出的水以
及在從所述排水口排出后到M面的7jC被由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣
流造成的向后方飛散。
本發(fā)明的第五移動(dòng)體抑制從所述排水口排出的水以及在從所述排水口
散。這種設(shè)置理想地抑制所排出的水沿橫向或向后方向的飛散。術(shù)語"移 動(dòng)體，，包括例如汽車、列車或任一其它車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池 以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如二次電池和電容器。
在本發(fā)明的第五移動(dòng)體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述后方飛散控制單元 在所述排水口的后方產(chǎn)生以與來自所述排水口的水的排出方向基 目同的 方向流動(dòng)的氣體流。該氣體流有效地減少由移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì) 從所述排水口排出的水以及到M面的水的影響。在本發(fā)明的第五移動(dòng)體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述后方飛散控制單元 在所述排水口的后方產(chǎn)生具有垂直向下的分量的氣體流。該氣體流有效地 抑制從所述排水口排出的水以及在到M面的水的向后飛散。
在本發(fā)明的第五移動(dòng)體的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述后方飛散控制單 元調(diào)整由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流而產(chǎn)生所述氣體流。這確保了對(duì) 由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流的有效利用。
在本發(fā)明的第五移動(dòng)體的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述后方飛散控制單 元由來自所述移動(dòng)體的廢氣產(chǎn)生所述氣體流。在該情況下，所述后方飛散 控制單元可由來自所述燃料電池的廢氣產(chǎn)生所述氣體流。這確保了對(duì)來自 燃料電池的廢氣的有效利用。
本發(fā)明的第六移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述
移動(dòng)體包括氣液分離排放單元，所述氣液分離排放單元接收包括蒸汽形 式的、至少一部分由所述燃料電池產(chǎn)生的水的廢氣的供給，通過離心分離 作用進(jìn)行所供給的廢氣的氣液分離，并將所分離的氣體和液體沿基本相同 的方向排出到大氣。
本發(fā)明的笫六移動(dòng)體接收包括蒸汽形式的、至少一部分由所述燃料電 池產(chǎn)生的水的廢氣的供給，通過離心分離作用進(jìn)行所供給的廢氣的氣液分
離，并將所分離的氣體和液體沿基;M目同的方向排出到大氣。和液體沿基
液體的可能影響的氣體流。該氣體流從而防止液體或所排出的水的向后或 橫向飛散。這種設(shè)置理想地抑制了所排出的水沿橫向或向后方向的飛散。 通過氣液分離所分離的氣體不限于完全干燥的氣體，也可以是不完全飽和 的、完全飽和的或者過飽和的包含蒸汽的氣體或者除了這些蒸汽以外還包 含非常小的水滴的氣體。術(shù)語"移動(dòng)體"包括例如汽車、列車或任一其它 車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如 二次電池和電容器。
在本發(fā)明的第六移動(dòng)體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣液分離排放單元包括使所述廢氣進(jìn)行螺旋流動(dòng)以進(jìn)行離心氣液分離的氣液分離單元，和 沿具有垂直向下的分量的方向排放由所述氣液分離單元所分離的氣體和液 體的排放單元。在此"進(jìn)行螺旋流動(dòng)"意味著以螺旋狀旋轉(zhuǎn)。氣液分離單元 ^使所述廢氣進(jìn)行螺旋流動(dòng)并對(duì)所述水的重量施加離心力以在內(nèi)壁面上蓄積 水。排放單元利用氣體流以使得在內(nèi)壁面上蓄積的水朝向后部移動(dòng)，并沿
具有垂直向下的分量的方向排放所蓄積的水。因此，通過氣液分離所分離 的氣體在所排出的水的前面作為氣體流排出。該氣體流有效地抑制了由所 述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流對(duì)所排出的水的可能影響，從而防止所排出 的水向后方向和沿橫向的飛散。在該優(yōu)選的實(shí)施例中，所述排放單元可具 有一個(gè)彎管，該彎管將來自所述氣液分離單元的基本水平的氣體和液體流 彎曲成垂直向下的方向并排放該垂直向下的氣體和液體流。
本發(fā)明的第七移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述 移動(dòng)體包括具有排出機(jī)構(gòu)的排出單元，所述排出機(jī)構(gòu)響應(yīng)于來自所述燃 料電池的廢氣的流量的變化在垂直向下方向和水平方向之間的范圍內(nèi)改變 廢氣的排出方向。所述排出單元致動(dòng)所述排出機(jī)構(gòu)以將所述水和由所迷燃 料電池產(chǎn)生的廢氣排出到大氣。
本發(fā)明的第七移動(dòng)體致動(dòng)所述排出機(jī)構(gòu)，其中，所述排出機(jī)構(gòu)響應(yīng)于 來自所述燃料電池的廢氣的流量的變化在垂直向下方向和水平方向之間的 范圍內(nèi)改變廢氣的排出方向。所述排出機(jī)構(gòu)將由所述燃料電池產(chǎn)生的廢氣 和7^#出到大氣。廢氣的排出方向是可以響應(yīng)于來自所述燃料電池的廢氣 的流量的變化而調(diào)節(jié)的。所述排出機(jī)構(gòu)可響應(yīng)于廢氣的流量的增加將所述 廢氣的排出方向改變?yōu)樗椒较颉U氣的流量通常隨著對(duì)燃料電池施加的 負(fù)荷的增大而增加。燃料電池的負(fù)荷受到移動(dòng)體的移動(dòng)速度或者移動(dòng)加速 度的影響。響應(yīng)于移動(dòng)體的低移動(dòng)速度或者低移動(dòng)加速度，所述水和廢氣 沿垂直向下方向排出。另一方面，響應(yīng)于移動(dòng)體的高移動(dòng)速度或者高移動(dòng) 加速度，所述水和廢氣沿介于垂直向下方向和水平方向之間的方向排出。 術(shù)語"移動(dòng)體"包括例如汽車、列車或任一其它車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如二次電池和電容器。
在本發(fā)明的第七移動(dòng)體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述排出機(jī)構(gòu)響應(yīng)于來 自所述燃料電池的廢氣的流量的變化將所述廢氣的排出方向從垂直向下方 向改變?yōu)樗鲆苿?dòng)體的水平橫向方向。在移動(dòng)體的高移動(dòng)速度或者高移動(dòng) 加速度的條件下，沿具有移動(dòng)體的橫向分量的方向排出水和廢氣。這種設(shè) 置有效地抑制了所排出的水由移動(dòng)體移動(dòng)引起的空氣流而巻起飛散。
在本發(fā)明的第七移動(dòng)體的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述排出機(jī)構(gòu)響應(yīng)于 來自所述燃料電池的廢氣的流量的變化將所述廢氣的排出方向從垂直向下 的方向改變?yōu)樗鲆苿?dòng)體的水平向后方向。在移動(dòng)體的高移動(dòng)速度或者高 移動(dòng)加速度的條件下，沿具有移動(dòng)體的向后分量的方向排出水和廢氣。沿 具有向后分量的方向排出水可降低所排出的水相對(duì)路面的速度，從而防止 水在路面上'濺起。因此這種設(shè)置防止所排出的水在路面上g而被由移動(dòng) 體移動(dòng)引起的空氣流巻起飛散。
在本發(fā)明的第七移動(dòng)體的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述排出機(jī)構(gòu)具有一 可動(dòng)管，該可動(dòng)管通過鉸鏈連接到沿基本水平方向固定在所述移動(dòng)體上的 固定管的端部的上邊緣。在笫七移動(dòng)體的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述排出 機(jī)構(gòu)具有一可彎管，該可彎管以可彎曲的方式連接到沿基本水平方向固定
在所述移動(dòng)體上的固定管的端部上；和可由流過所述可彎管的氣體的力而 發(fā)生變形的可變形彈性元件。在該實(shí)施例中，所述排出機(jī)構(gòu)，響應(yīng)于所述 廢氣的低流量，利用所述可變形彈性元件來調(diào)整所述可彎管的彎曲狀態(tài)， 使得所述可彎管的自由端沿垂直方向基本面朝下。
本發(fā)明的笫八移動(dòng)體是一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為 電力源安裝于所迷移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述 移動(dòng)體包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排7jc單元， 和抑制從所述排水單元的排水口排出的水的飛散的飛散控制單元。
本發(fā)明的第八移動(dòng)體抑制由所述燃料電池產(chǎn)生并從所述排水口排出的 水的飛散，并從而理想地限制所排出的水沿橫向和向后方向的飛散。術(shù)語 "移動(dòng)體"包括例如汽車、列車或任一其它車輛的地上移動(dòng)體。除了燃料電池以外，移動(dòng)體可以有其它電力源，例如二次電池和電容器。
在本發(fā)明的第八移動(dòng)體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛^t控制單元增大 沿對(duì)所述水的落下起作用的方向上的力。沿對(duì)所述水的落下起作用的方向 上增大的力將促進(jìn)所排出的水向路面的落下，并從而防止所排出的水在到 達(dá)路面之前由移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流巻起飛散。
在增大沿對(duì)所述水的落下起作用的方向上的力的本發(fā)明的第八移動(dòng)體 的該實(shí)施例中，所述飛散控制單元可增大所述水的落下重量。在此術(shù)語"增 大所述水的落下重量"意味著當(dāng)所排出的水以水滴形式落下時(shí)集合小水滴 以形成較大的水滴，而當(dāng)所排出的水以連續(xù)流動(dòng)方式落下時(shí)，擴(kuò)張水的截 面積。在該情況下，作為一種結(jié)構(gòu)，所述飛散控制單元可蓄積所述水并將 所蓄積的水導(dǎo)向所述排水口 。所述飛散控制單元還可通過對(duì)包括蒸汽形式 的至少一部分所述水的、來自所述燃料電池的廢氣進(jìn)行氣液分離來蓄積所 述水。
在增大沿對(duì)所述水的落下起作用的方向上的力的本發(fā)明的笫八移動(dòng)體 的該實(shí)施例中，所述飛散控制單元可利用由所迷移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空 氣流來促進(jìn)所述水的落下。這確保了對(duì)由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流 的有效利用以抑制所排出的水的飛散。進(jìn)而，在增大沿對(duì)所述水的落下起 作用的方向上的力的本發(fā)明的第八移動(dòng)體的該實(shí)施例中，所述飛散控制單
下的分量的流動(dòng)，以促進(jìn)所述水的落下。這種結(jié)構(gòu)也確保了對(duì)由所述移動(dòng) 體的移動(dòng)引起的空氣流的有效利用以抑制所排出的水的飛濺。
在增大沿對(duì)所述水的落下起作用的方向上的力的本發(fā)明的第八移動(dòng)體 的該實(shí)施例中，所述飛散控制單元可利用從所述移動(dòng)體排出的氣體流來促 進(jìn)所述水的落下。這確保了對(duì)從所述移動(dòng)體排放的氣體的有效利用以抑制 所排出的水的飛濺。在該情況下，所述飛lt控制單元可將來自所述移動(dòng)體 的氣體流作為相對(duì)于所述水具有垂直向下的分量的氣流而排出，以促進(jìn)所 述水的落下。
在本發(fā)明的第八移動(dòng)體的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛散控制單元減小沿作用在所述水的飛濺的方向上的力。減小沿作用在所述水的飛濺的方 向上的力可有效地抑制所排出的水的飛散。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛lt控制單元可限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而 引起的空氣流對(duì)所述水的影響。從而利用由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空 氣流抑制所排出的水的飛散。
在減小沿作用在所述水的飛濺的方向上的力的本發(fā)明的第八移動(dòng)體的 所述實(shí)施例中，所述飛lt控制單元可調(diào)整相對(duì)于所述水的、由所述移動(dòng)體 的移動(dòng)而引起的空氣流，以限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流對(duì)所 述水的影響。在該情況下，作為一種結(jié)構(gòu)，所述飛散控制單元可限制或遮 斷相對(duì)于所述水的、由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流。在該情況下， 作為另 一種結(jié)構(gòu)，所述飛散控制單元可使由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空 氣流作為相對(duì)于所述水具有垂直向下的分量的氣流。
在減小沿作用在所述水的飛濺的方向上的力的本發(fā)明的笫八移動(dòng)體的 所述實(shí)施例中，所述飛散控制單元可利用從述移動(dòng)體排放的氣體流減小所
飛濺。在該情況下，所述飛散控制單元可抑制或遮斷相對(duì)于所述水的、由 所述移動(dòng)體的移動(dòng)而51起的空氣流。
在本發(fā)明的笫八移動(dòng)體的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛散控制單元限 制所述水的移動(dòng)。限制所述水的移動(dòng)可理想地抑制所排出的水的飛'踐。在 該優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛散控制單元可利用從所述移動(dòng)體排出的氣體流限 制所述水的移動(dòng)，或利用由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流限制所述水
的移動(dòng)o
本發(fā)明的第九移動(dòng)體包括通過氫氣和氧氣的電化學(xué)^^應(yīng)產(chǎn)生電力的 燃料電池；將來自所述燃料電池的廢氣排出到所述移動(dòng)體外部的排氣系統(tǒng)； 和排水控制機(jī)構(gòu)，該排7jc控制機(jī)構(gòu)在不小于預(yù)設(shè)水平的速度時(shí)抑制包含于 所述廢氣中的水向所述移動(dòng)體外部的排出。
所排出的水的飛散受到所述移動(dòng)體外部的空氣流的影響。因此，本發(fā) 明的第九移動(dòng)體在不低于預(yù)設(shè)水平的速度時(shí)抑制包含于所述廢氣中的所述水排放出移動(dòng)體外部，從而有效地防止所排出的水的飛散。該移動(dòng)體的一 個(gè)典型示例是車輛。
在本發(fā)明的第九移動(dòng)體中，所述排7jC控制機(jī)構(gòu)可以具有各種結(jié)構(gòu)。在 笫 一種可用結(jié)構(gòu)中，所述排水控制機(jī)構(gòu)是一種在所述不小于預(yù)設(shè)水平的速 度時(shí)減小開度的閥機(jī)構(gòu)。該閥機(jī)構(gòu)可包括電磁閥和響應(yīng)于移動(dòng)體的速度而 調(diào)節(jié)電磁閥的開度的閥控制器。該閥機(jī)構(gòu)可包括響應(yīng)于外部壓力的變化而
打開和關(guān)閉的簧片閥(leadvalve)。在移動(dòng)體的較高速度移動(dòng)的條件下， 壓力波動(dòng)壓力或者由空氣流的阻塞而引起的壓力隨著移動(dòng)速度的增加而增 大。從而響應(yīng)于壓力波動(dòng)壓力的變化而打開和關(guān)閉的簧片閥實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)較 簡(jiǎn)單的閥機(jī)構(gòu)。
在第二種可用結(jié)構(gòu)中，所述排水控制機(jī)構(gòu)是一種在使由所述移動(dòng)體的 移動(dòng)而產(chǎn)生的壓力波動(dòng)壓力作用于限制所述水的排出的方向的位置與方向 上具有開口的排水口。例如，排水口可以安裝在移動(dòng)體的外側(cè)以面朝前方。
所述排水控制機(jī)構(gòu)可以位于所述排氣系統(tǒng)中，例如直接設(shè)置在排氣管 中。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述排氣系統(tǒng)具有用以將所述水從所述廢氣分 離的氣液分離機(jī)構(gòu)，并且，所述排水控制機(jī)構(gòu)位于所述氣液分離機(jī)構(gòu)下游 的排水系統(tǒng)中。所述氣液分離機(jī)構(gòu)將所述水從所述廢氣分離并從而有利地
確保有效地將7jC^出。
在該實(shí)施例的一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，所述氣液分離機(jī)構(gòu)具有在其中臨時(shí)蓄積 所述水的貯水容器。在移動(dòng)體的高移動(dòng)速度的條件下，^沒置貯水容器可理 想地抑制所述水的排放而不會(huì)影響氣液分離的作用。在該結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地， 所述排水系統(tǒng)設(shè)置在所述貯水容器中以具有在所述移動(dòng)體前部的開口。在 移動(dòng)體的加速條件下，在貯水容器中慣性力用以將蓄積的水向后壓，從而 影響從貯水容器排放水以防止水的飛濺。另一方面，在移動(dòng)體的減速M(fèi) 下，在貯水容器中慣性力用以將蓄積的水向前壓，從而促進(jìn)從貯水容器排 放水。用以排放水的所述貯水容器的開口面朝移動(dòng)體的前部。該簡(jiǎn)單的結(jié) 構(gòu)在移動(dòng)體的加速條件下抑制水的排放，而在移動(dòng)體的減速條件下促進(jìn)水 的排放。本發(fā)明的第十移動(dòng)體包括通過氫氣和氧氣的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的 燃料電池；將來自所述燃料電池的廢氣排出到所述移動(dòng)體外部的排氣系統(tǒng)； 臨時(shí)存儲(chǔ)被包含在所述廢氣中的水的貯水容器，和形成在所述移動(dòng)體前部 以從所述貯水容器排出所述水的排水口 。
本發(fā)明的笫十移動(dòng)體具有位于排氣系統(tǒng)中的貯水容器以及形成在所述 移動(dòng)體前部以從所述貯水容器排出所述水的排水口 。本發(fā)明的第十移動(dòng)體
在移動(dòng)體的高速移動(dòng)條件下在抑制水的排放方面效果可能不充分.如上所 述，所設(shè)置的面朝前部的開口在移動(dòng)體的加速條件下抑制水的排放，而在 移動(dòng)體的減速條件下促進(jìn)水的排放。在通常行駛期間，車輛經(jīng)常重復(fù)加速 和減速并不在固定的巡航速度下連續(xù)行駛。從而減速狀態(tài)下有利于水的排 放并在加速狀態(tài)下抑制水的排放的這種設(shè)置可以將在移動(dòng)體的行駛期間所 排出的水的飛散減少到不會(huì)影響后續(xù)和附近車輛的平穩(wěn)行駛的程度。在此 該移動(dòng)體的一個(gè)典型示例是車輛。
在本發(fā)明的第十移動(dòng)體中，貯水容器和排水口可位于移動(dòng)體內(nèi)側(cè)以通 過排水管將水排出移動(dòng)體外部。在本發(fā)明的笫十移動(dòng)體的一優(yōu)選實(shí)施例中，
述水的排出的方向的位置與方向(定向)上具有開口。在該實(shí)施例的一優(yōu) 選結(jié)構(gòu)中，貯水容器安裝在移動(dòng)體外部。該結(jié)構(gòu)確保了將壓力波動(dòng)壓力施 加在排水口上。在該實(shí)施例的另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，貯水容器安裝在移動(dòng)體內(nèi) 部，而排水口形成在移動(dòng)體外部。在排水口上施加波動(dòng)壓力可以在移動(dòng)體 的高速移動(dòng)條件下抑制水的排放，并從而有效地抑制所排出的水的飛濺。
在本發(fā)明的第十移動(dòng)體的另 一優(yōu)選實(shí)施例中，所述排水口具有在不小 于預(yù)設(shè)水平的速度時(shí)減小開度的閥機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)同樣在移動(dòng)體的高速移動(dòng) 條件下抑制水的排放。所述閥機(jī)構(gòu)可以是電磁閥和閥控制器的組合或者簧 片閥，如以上對(duì)本發(fā)明的第九移動(dòng)體所述。
在本發(fā)明的第十移動(dòng)體的另 一優(yōu)選實(shí)施例中，所述排氣系統(tǒng)具有用以 將所述水從所述廢氣分離的氣液分離機(jī)構(gòu)。所述貯水容器位于所述氣液分 離才;^下游的排水系統(tǒng)中。


圖1是示出安裝在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的裝置的 平面配置的平面圖2是示出安裝在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的裝置的側(cè)面配置 的側(cè)^L圖3是示出安裝在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的、包括燃料電池組 22的燃料電池系統(tǒng)20的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖4是示出第二實(shí)施例的燃料電池車輛110中排水口 164和導(dǎo)風(fēng)通路180 的平面配置的平面圖5是示出安裝在第二實(shí)施例的燃料電池車輛110上的裝置的側(cè)面配置 的側(cè)^L圖6是示出第二實(shí)施例的變形結(jié)構(gòu)中的燃料電池車輛110B中排水口 164和空氣通路180B的平面配置的平面圖7是示出排水口 164和空氣通路l 80B的側(cè)面配置的側(cè)視圖； 圖8示出了第三實(shí)施例的燃料電池車輛210中排水口264的配置； 圖9是沿圖8的線A-A的放大剖面圖； 圖IO是沿圖8的線B-B的放大剖面圖11是示出安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的裝置的平面配 置的平面圖12是示出安裝在笫四實(shí)施例的燃料電池車輛310中的排氣管it347和 氣液分離器348的配置的側(cè)面圖13是示出安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的、包括燃料電池 組22的燃料電池系統(tǒng)320的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖14示出在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310中的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)
構(gòu)；
圖15示出與所排出的水和廢氣相關(guān)的車輛行^; 圖16示出第四實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的一個(gè)變形例；圖17示出第四實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖18示出變形結(jié)構(gòu)中所排出的水和廢氣與車輛^f亍M的關(guān)系； 圖19示出第四實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖20示出第四實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖21示出第四實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖22示出這些變形結(jié)構(gòu)中所排出的水和廢氣與車輛^vW^的關(guān)系； 圖23是示出一變形結(jié)構(gòu)中的空氣供排系統(tǒng)40的平面配置的平面圖； 圖24是示出另一變形結(jié)構(gòu)中的空氣供排系統(tǒng)40的側(cè)面配置的側(cè)視圖； 圖25示出第四實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖26示出所述變形結(jié)構(gòu)中所排出的水和廢氣與車輛行，的關(guān)系； 圖27是示出安裝在第五實(shí)施例的燃料電池車輛410上的裝置的平面配 置的平面圖28示出排出管450的結(jié)構(gòu)和功能；
圖29示出第五實(shí)施例的一個(gè)變形例中的空氣供排系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能； 圖30示出第五實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖31示出第五實(shí)施例的空氣供排系統(tǒng)40的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)變形例； 圖32示出一個(gè)示例中的空氣幕(aircurtain)的位置； 圖33示出另 一示例中的位置；
圖34是示出安裝在笫六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的裝置的平面配 置的平面圖35是示出第六實(shí)施例的燃料電池車輛510中的排氣系統(tǒng)的配置的側(cè) 視圖36是示出安裝在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的、包括燃料電池 組22的燃料電池系統(tǒng)520的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖37示出排出機(jī)構(gòu)550的結(jié)構(gòu)和排出廢氣的過程； 圖38示出一變形例的排出機(jī)構(gòu)550B的結(jié)構(gòu)； 圖39示意性地示出本發(fā)明的第七實(shí)施例的車輛1010的結(jié)構(gòu)； 圖40示出緩沖槽1027的功能；圖41示出本發(fā)明的第八實(shí)施例的排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；
圖42示出一變形例的另一排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；
圖43示出另一變形例的又一排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面作為優(yōu)選實(shí)施例說明一些實(shí)施本發(fā)明的方式。
A.第一實(shí)施例
圖1是示出安裝在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的裝置的 平面配置的平面圖。圖2是示出安^^第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的裝 置的側(cè)面配置的側(cè)視圖。圖3是示出安裝在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10 上的、包括燃料電池組22的燃料電池系統(tǒng)20的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。為了簡(jiǎn)化說 明，首先參照?qǐng)D3的系統(tǒng)圖說明燃料電池系統(tǒng)20的結(jié)構(gòu)，然后參照?qǐng)D1和圖2 說明燃料電池系統(tǒng)20中包含的各裝置的配置。
安裝在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的燃料電池系統(tǒng)20包括燃料 電池組22或多層單格電池的疊置體，其中各個(gè)單格電池具有在中間設(shè)置了 高分子電解質(zhì)膜的兩個(gè)電極(燃料電極和空氣電極)。該燃料電池系統(tǒng)20 還包括從高壓氫燃料箱31向燃料電池組22的燃料電極(陽極)供給氫氣的 氫氣供給系統(tǒng)30，向燃料電池組22的空氣電極(陰極)供給空氣并處理來 自空氣電極的陰極廢氣的空氣供排系統(tǒng)40，冷卻燃料電池組22的冷卻系統(tǒng) 50,向大氣排出在燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生的廢氣以及水的排出系統(tǒng)60。
氫氣供給系統(tǒng)30包括氬供給流路32和氫氣循環(huán)流路33，其中，氬供給 流路32將來自高壓氫燃料箱31中的氫氣供給引導(dǎo)到在燃料電池組22內(nèi)部形 成的、連接到陽極的氫氣供給路徑中，氫氣循環(huán)流路33通過形成于燃料電 池組22內(nèi)部的氫氣排氣路徑將來自陽極的未反應(yīng)的氫氣流返回到氫供給流 路32。該氫供給流路32具有一個(gè)防止氫氣逆流到高壓氫燃料箱31中的止回 閥和一個(gè)用于開始或者停止對(duì)燃料電池組22的氫氣供給的閘閥。氫氣循環(huán) 流路33具有向氫供給流路32壓力輸送氫氣的氫氣泵34、使包含于循環(huán)氬氣中的蒸汽液化以進(jìn)行氣液分離的氣液分離器38、防止氫氣逆流到氫供給 流路32中的止回閥，和用于開始或者停止從燃料電池組22排亂爽氫氣的閘 閥。對(duì)氫供給流路32和氫氣循環(huán)流路33安裝了各種傳感器，以調(diào)節(jié)對(duì)燃料 電池組22的氬氣供給以及燃料電池組22的運(yùn)4亍條件。這些傳感器的典型示 例包括位于燃料電池組22的入口附近和位于氫氣泵34的排出側(cè)的壓力傳 感器，位于燃料電池組22的出口附近和位于氫氣泵34的排出側(cè)的溫度傳感 器。由氣液分離器38分離的7jCf嫂送到排出系統(tǒng)60中的緩沖槽62a-62c中。 氫氣循環(huán)流路33通過閘閥安裝有一個(gè)支管。氫氣循環(huán)流路33中的氫氣通過 該支管流動(dòng)，并被引導(dǎo)到排出系統(tǒng)60的稀釋單元61以進(jìn)行稀釋，并被釋放 到大氣。
在空氣供排系統(tǒng)40中，空氣供給由質(zhì)量流量計(jì)43測(cè)量，并#:空氣壓縮 機(jī)44加壓，由加濕器46加濕，并通過空氣供給管路42供給到燃料電池組22 的陰極。來自燃料電池組22的陰極的空氣(陰極廢氣)被引導(dǎo)到加濕器46 中以對(duì)來自空氣壓縮機(jī)44的空氣供給進(jìn)行加濕，并通過氣液分離器48以進(jìn) 行氣液分離。由氣液分離器48分離的7JC^JL送到緩沖槽62a-62c中，同時(shí)被 分離的氣體(廢氣)被發(fā)送到稀釋單元61以用作稀釋氣體并最終被釋放到 大氣。在該實(shí)施例中使用的氣液分離器48不能實(shí)現(xiàn)完全的氣液分離而僅能 不完全地將氣體與水分離。即由氣液分離器48分離的氣體不是完全干燥的 氣體，可能包括不完全飽和的、完全飽和的或者過飽和的蒸汽或者除了這
些蒸汽以外還包含小水滴。
冷卻系統(tǒng)5(H吏冷卻水流通過一個(gè)包括形成于燃料電池組22內(nèi)部的冷卻 水流路的冷卻水循環(huán)通路52而進(jìn)行循環(huán)，以4吏燃料電池組22冷卻。冷卻水 循環(huán)通路62具有〗吏冷卻水流循環(huán)的冷卻水泵54和一個(gè)具有風(fēng)扇以利用外部 空氣流動(dòng)使循環(huán)的冷卻水冷卻的散熱器56。為了對(duì)冷卻水進(jìn)行溫度控制， 在冷卻水循環(huán)通路52中燃料電池組22的出口附近以及散熱器56的下游設(shè)置 有用以測(cè)量冷卻水的溫度的溫度傳感器。
排出系統(tǒng)60包括排水系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。在排水系統(tǒng)中，由氫氣供給系 統(tǒng)30中的氣液分離器38分離的水以及由空氣供排系統(tǒng)40中的氣液分離器48分離的水被暫時(shí)蓄積在緩沖槽62a-62c中，并從多個(gè)排水口 (在笫一實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)中為兩個(gè)排水口 ) 64b、 64c排出。在排氣系統(tǒng)中，由空氣供排系統(tǒng) 40中的氣液分離器48分離的廢氣被發(fā)送到稀釋單元61以用作稀釋氣體并對(duì) 從氫氣供給系統(tǒng)30排放的廢氫氣進(jìn)行稀釋，并最終被釋放到大氣。
在具有上述結(jié)構(gòu)的燃料電池系統(tǒng)20中，響應(yīng)于從多個(gè)傳感器發(fā)出的信 號(hào)，通過致動(dòng)氫氣泵34、空氣壓縮才幾44和冷卻水泵54以及調(diào)節(jié)閘閥和流量 調(diào)節(jié)閥的開度，來控制燃料電池組22。該燃料電池系統(tǒng)20還包括控制未示 出的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、可充電放電蓄電池84以及用于驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)的逆變器的功 率控制單元(下文稱作PCU, power control unit) 70。然而，這些部件不是 本發(fā)明所必需的，所以省略這些部件的示出和詳細(xì)說明。
如圖1和2所示，燃料電池組22被j殳置在車輛前側(cè)的下部中央?yún)^(qū)域， PCU70位于該燃料電池組22的上方。加濕器46和空氣壓縮機(jī)44位于燃料電 池組22的左前部的翼子板(fender)內(nèi)側(cè)，而緩沖槽62a位于燃料電池組22 的右前部的翼子板內(nèi)側(cè)。散熱器56位于燃料電池組22的前方，在散熱器56 的前方還設(shè)置有一個(gè)用于對(duì)乘員室內(nèi)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的另 一散熱器72.緩沖 槽62b、 62c設(shè)置在前保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左右下部角落中?？諝夤┡畔到y(tǒng)40中的 氣液分離器48被設(shè)置在駕駛員座位(右手側(cè)駕駛車輛的駕駛員座位)的前 方右下側(cè)。氫氣泵34、冷卻水泵54和氣液分離器38也被i殳置在車輛的前部， 而稀釋單元6l5fc沒置在車輛的前部、中央以及后部中的一處，這些部件在 圖1和圖2的圖解中省略。
緩沖槽62a通過未示出的連接管與氫氣供給系統(tǒng)30中的氣液分離器38 以及空氣供排系統(tǒng)40中的氣液分離器48連接，同時(shí)通過未示出的水管與設(shè) 置在前保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左右下部角落中的緩沖槽62b、 62c連接。由氣液分離 器38和48所分離的水暫時(shí)蓄積于位于翼子板內(nèi)側(cè)的緩沖槽62a中并然后被 輸送到位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左、右緩沖槽62b、 62c中。緩沖槽62a具有一個(gè)放 氣孔以減小緩沖槽62a—62c中的壓力。位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的緩沖槽62b、 62c 通過未示出的排水管與安裝在用于左右前輪的翼子板的前部?jī)?nèi)面上的同一 形狀的兩個(gè)排水口64b、 64c連接。從而使蓄積在緩沖槽62b、 62c中的7JC從排水口64b、 64c排出。排水口64b、 64c的可排水截面凈皮設(shè)計(jì)成使得單位 時(shí)間的排水量小于對(duì)燃料電池組22施加最大負(fù)荷時(shí)通過該燃料電池組22發(fā) 電而產(chǎn)生的單位時(shí)間的水量。在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10中，排水口 64b、 64c的排水截面被設(shè)計(jì)成使得在普通行駛模式下行駛期間在燃料電 池組22中產(chǎn)生的單位時(shí)間的平均水量或稍多 一些的水量從排水口 64b 、 64c 排出。
在如上述構(gòu)成的第一實(shí)施例的燃料電池車輛10中，在燃料電池組22中 產(chǎn)生的水，即由氫氣供給系統(tǒng)30中的氣液分離器38所分離的水以及由空氣 供排系統(tǒng)40中的氣液分離器48所分離的水，^f皮暫時(shí)蓄積于位于右翼子板內(nèi) 側(cè)的緩沖槽62a中，并被蓄積于位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左右下部角落中的緩沖槽 62b、 62c中，并從安裝在用于前輪的翼子板的前部?jī)?nèi)面上的排水口64b、 64c 排出。在燃料電池組22中產(chǎn)生的水被蓄積于緩沖槽62a、 62b、 62c中然后排 出。與在施加大的負(fù)荷的情況下立即排出燃料電池組22中產(chǎn)生的水的結(jié)構(gòu) 相比，這種設(shè)置可適當(dāng)?shù)販p小排水量。減小排水量可以使得被車輛行WL 巻起飛散的水量減小。排水口64b、 64c被設(shè)置在用于前輪的翼子板的前部 角落中。與排水口64b、 64c位于用于前輪的翼子板的后部角落或者位于用 于后輪的翼子板中的結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)有效地限制了所排出的水凈皮車輛 行WL巻起飛散。排水口64b、 64c被設(shè)置在具有較小的車輛行駛風(fēng)的可能 影響的翼子板的內(nèi)側(cè)。這種配置有效地限制了所排出的水被車輛行駛風(fēng)巻 起飛散，從而防止了可能的問題例如所排出的水被飛濺到在側(cè)面或后面行 駛的其它車輛上。
在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10中，在燃料電池組22中產(chǎn)生的水被臨 時(shí)蓄積在右翼子板內(nèi)側(cè)的緩沖槽62a中，被蓄積于位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左右下 部角落中的緩沖槽62b、 62c中，從安裝在用于前輪的翼子板的前部?jī)?nèi)面上 的排水口64b、 64c排出。位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左右下部角落中的緩沖槽62b、 62c可從該結(jié)構(gòu)中省略。在該變形結(jié)構(gòu)中，在燃料電池組22中產(chǎn)生的水^皮蓄 積在右翼子板內(nèi)側(cè)的緩沖槽62a中，并從排水口64b、 64c排出。也可以從該 結(jié)構(gòu)中省略右翼子板內(nèi)側(cè)的緩沖槽62a。在該變形結(jié)構(gòu)中，在燃料電池組22中產(chǎn)生的水被蓄積在位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)的左右下部角落中的緩沖槽62b、62c， 并從排水口64b、 64c排出。右翼子板內(nèi)側(cè)的緩沖槽62a以及位于保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè) 的左右下部角落中的緩沖槽62b、 62c也可以都從該結(jié)構(gòu)中省略。在該變形 結(jié)構(gòu)中，在燃料電池組22中產(chǎn)生的7]C^皮直接從排水口64b、 64c排出。該變 形結(jié)構(gòu)不能使得單位時(shí)間的排出量基本固定，但是仍然可以對(duì)向用于前輪 的翼子板前方排水施加必要的影響。
在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10中，在燃料電池組22中產(chǎn)生的7jC從安 裝在用于前輪的翼子板的前部?jī)?nèi)面上的左右兩個(gè)排水口64b、 64c排出。也 可以有三個(gè)或更多個(gè)用于排水的排水口，或者可以省略排水口64b、 64c中 的一個(gè)。排水口64b、 64c也可以具有不同的形狀，而不是在第一實(shí)施例的 燃料電池車輛10中的相同的形狀。例如，排水口64b、 64c的形狀可以i殳計(jì) 成使得從排水口 64b的單位時(shí)間的排水量大于從排水口 64c的單位時(shí)間的排 水量。
在第 一 實(shí)施例的燃料電池車輛10中，從燃料電池組22排出的未反應(yīng)的 氫氣通過氫氣循環(huán)流路33而循環(huán)至氬供給流路32。然而也可以從該結(jié)構(gòu)中 省略氫氣循環(huán)流路33。
在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10中，空氣供排系統(tǒng)40中的氣液分離器 48不具備完全的氣液分離功能。但是，該氣液分離器也可以具有完全的氣 液分離功能。
B.第二實(shí)施例
下面說明本發(fā)明的笫二實(shí)施例的燃料電池車輛IIO。圖4是示出第二實(shí) 施例的燃料電池車輛110中排水口164的平面配置的平面圖。圖5是示出安裝 在第二實(shí)施例的燃料電池車輛110上的裝置的側(cè)面配置的側(cè)視圖。除了不具 備緩沖槽62b、 62c，用于排放蓄積于緩沖槽62a中的水的排水口164的配置 (不同)以及增加了用以將空氣流引導(dǎo)至排水口 164附近的空氣流引導(dǎo)i^4圣 180以外，第二實(shí)施例的燃料電池車輛110與第一實(shí)施例的燃料電池車輛10 具有基;^目同的結(jié)構(gòu)。為了避免重復(fù)說明，第二實(shí)施例的燃料電池車輛110與第一實(shí)施例的燃料電池車輛10的同樣的構(gòu)成由同樣的標(biāo)號(hào)表示，并且省
略其圖示和詳細(xì)說明。
在第二實(shí)施例的燃料電池車輛110中，緩沖槽62a通過未示出的管道與 排水口164連接，該排水口164形成在駕駛員座位一側(cè)(右手側(cè)駕駛車輛的 右側(cè))的用于前輪的翼子板的后部?jī)?nèi)側(cè)，以將水沿垂直方向向下排出。因 此蓄積于緩沖槽62a中的水由排水口164排出。在第二實(shí)施例的燃料電池車 輛110中，空氣流引導(dǎo)路徑180由前翼子板以及車輛的其它部件構(gòu)成為空氣 通路，以從前部引導(dǎo)空氣流并通過前輪的后側(cè)將該空氣流斜向后排力文?？?氣流引導(dǎo)路徑180被設(shè)計(jì)成在翼子板中的排水口164附近朝車輛斜后方大約 45度的角度排出空氣。
在如上述構(gòu)成的第二實(shí)施例的燃料電池車輛110中，以下述方式從排水 口164排7K。在車輛行駛期間從排水口164排出的水由通過空氣流引導(dǎo)路徑 180而引導(dǎo)的空氣流帶走并向車輛的斜后方吹送。這種使來自排水口 164的 水向車輛的斜后方吹送的設(shè)置有效地防止了所排出的7jO故由車輛行駛而虧1
導(dǎo)的車輛行WL巻起(旋動(dòng))。在車輛后部沿其寬度方向，特別是車輛后 方中央部，車輛行駛風(fēng)的可能影響較大。在車輛橫向側(cè)，隨著相對(duì)車輛的 距離增加，車輛行駛風(fēng)的可能影響減小。從而將水向車輛的斜后方排放可 有效地減小車輛行駛風(fēng)的可能影響并防止所排出的7j^皮車輛行^L巻起。 在笫二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，在排水口 164附近的空氣流引導(dǎo)路徑180中的空氣 的流量(flow rate )以及從空氣流引導(dǎo)路徑180斜向后流出的角度被調(diào)整成 使得在車輛行駛期間從排水口 164排出的水到iii洛面時(shí)離該車輛的距離(例 如，當(dāng)車輛以60km/h的速度行駛時(shí)大約為50cm)，比距離在該道路上的該 車輛任一側(cè)的另一車輛或者任何其它障礙物的通常距離小。這種調(diào)整有效 地防止了在車輛行駛期間從排水口 164排出的水濺到道路上的任一其它車 輛或者障礙物。在第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，排水口 164位于駕駛員座位一側(cè)(通 常距離對(duì)開車輛較近的一側(cè)或距離道路中央較近的一側(cè))。從而在車輛行 駛期間從排水口 164排出的水不會(huì)濺到在路肩上行走的任何行人或者任何 面朝道路的其它建筑物或者結(jié)構(gòu)體。在第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，排水口164被設(shè)置成將所述水沿垂直方向向下排出，從而向下的力作用在所排出的水
上，與水自由落下的情況相比，可使得所述水迅速地到ili洛面。這種設(shè)置
被巻起或者飛散。排水口 164被設(shè)計(jì)成當(dāng)車輛停止時(shí)在車輛的輪廓以內(nèi)垂直 向下地排水。這可以滿意地防止所排出的水濺到靠近該車輛的任何行人或 任何建筑物。
如上所述，在第二實(shí)施例的燃料電池車輛110中，排水口164形成在駕 駛員座位一側(cè)的用于前輪的翼子板的后部里面中，以將水沿垂直方向向下 排出?？諝饬饕龑?dǎo)路徑180被設(shè)計(jì)成從車輛前部引導(dǎo)空氣流，并在排水口164 附近以向車輛斜后方大約45度的角度排出空氣流。這種設(shè)置使得在車輛行 駛期間來自排水口 164的水向車輛斜后方流動(dòng)，并從而有效地抑制了所排出 的7jC被車輛行駛風(fēng)所巻起。該實(shí)施例的這種設(shè)置防止了諸如所排出的水飛
散到行駛在側(cè)面或后面的其它車輛上的可能問題。排水口 164位于駕駛員座 位一側(cè)。這種配置可滿意地防止在車輛行駛期間從排水口 164排出的水被濺 到在路肩上行走的任何行人或者任何面朝道路的其它建筑物或者結(jié)構(gòu)體。 排水口 164被設(shè)計(jì)成垂直向下地排水。這種設(shè)計(jì)可使得所排出的7jC迅速地到 M面。排水口 164^L設(shè)計(jì)成當(dāng)車輛停止時(shí)在車輛的輪廓以內(nèi)垂直向下地排 水。這種設(shè)置可以有效地抑制當(dāng)牟輛停止時(shí)從排水口 164排出的水濺到靠近 車輛的任何行人或任何建筑物。
在笫二實(shí)施例的燃料電池車輛110中，空氣流引導(dǎo)路徑180被設(shè)計(jì)成在
入的空氣流。除了空氣流引導(dǎo)路徑180以外或代替空氣流引導(dǎo)路徑180,還 可以設(shè)置另一空氣流引導(dǎo)部件。如圖6的平面圖以及圖7的側(cè)視圖所示，一 變形例的燃料電池車輛110B具有一個(gè)空氣管路180B，該空氣管路180B被設(shè) 置成在排水口164附近向車輛的斜后方以大約45度的角度排出從車輛前部 導(dǎo)入的空氣流。如圖7所示，空氣管路180B朝下彎曲，以4吏得向車輛的斜 后方以大約45度的角度排出的空氣流具有垂直向下的速度分量。與不具有
28空氣流時(shí)所排出的水相比，具有垂直向下的分量的空氣流可4吏得所排出的 水在一更短的時(shí)間段內(nèi)到達(dá)路面。從而這種設(shè)置有效地防止所排出的7JC在 到iii洛面之間被車輛行駛風(fēng)巻起。
第二實(shí)施例的燃料電池車輛110在排水口164附近向車輛的斜后方以大 約45度的角度排出所引導(dǎo)的空氣流。要求是向車輛的斜后方排出空氣流。 所以空氣流的排出角度不限于45度，也可以是任何其它適當(dāng)?shù)慕嵌?，例?在大約15至75度的范圍內(nèi)，并尤其是在大約30至60度的范圍內(nèi)。
在第二實(shí)施例的燃料電池車輛110中，排水口164形成在駕駛員座位一 側(cè)的用于前輪的翼子板的后部?jī)?nèi)側(cè)。該排水口也可形成在任何其它適當(dāng)?shù)?位置，例如，在駕駛員座位一側(cè)的用于前輪的翼子板的前部?jī)?nèi)側(cè)，在駕駛 員座位一側(cè)的用于后輪的翼子板的前部或后部?jī)?nèi)側(cè)，在前部乘員座位一側(cè) 的用于前輪的翼子板的前部或后部?jī)?nèi)側(cè)，或者在前部乘員座位一側(cè)的用于
后輪的翼子板的前部或后部?jī)?nèi)側(cè)。也可以在翼子板之外的部位設(shè)置該排水 口 。
C.第三實(shí)施例
下面說明本發(fā)明的第三實(shí)施例的燃料電池車輛210。圖8示出了第三實(shí) 施例的燃料電池車輛210中排水口264的配置。除了不具備緩沖槽62b、 62c、 用于排放蓄積于緩沖槽62a中的水的排水口264的配置(不同)以外，第三 實(shí)施例的燃料電池車輛210與第一實(shí)施例的燃料電池車輛10具有基本相同 的結(jié)構(gòu)。為了避免重復(fù)說明，第三實(shí)施例的燃料電池車輛210與第一實(shí)施例 的燃料電池車輛10的同樣的構(gòu)成則由同樣的標(biāo)號(hào)表示，并且省略其圖示和 詳細(xì)說明。
在第三實(shí)施例的燃料電池車輛210中，通過管路263連接到緩沖槽62a 的排水口264通過一個(gè)導(dǎo)流板(airdam) 283安裝在下臂282上。該下臂282 用作在駕駛員座位一側(cè)的用于前輪的懸架裝置的簧下部件。圖9是沿圖8的 線A-A的放大剖面圖，圖10是沿圖8的線B-B的放大剖面圖。如圖所示，導(dǎo) 流板283具有一個(gè)延伸到與下臂282的連接處的拱形件284以及一個(gè)下部半圓件285。拱形件284具有一個(gè)大致半圓形的截面并且具有一個(gè)延伸的接頭 部284a。排水口264設(shè)置在拱形件284的延伸的接頭部284a中。拱形件284 的延伸的接頭部284a安裝在下臂282上。拱形件284還具有一個(gè)斜面部284b， 該斜面部284b形成在車輛的前側(cè)(圖9中所示的左側(cè))以使來自車輛前方的 風(fēng)(車輛行駛風(fēng))的方向改變成斜向下。導(dǎo)流板283的下部半圓件285設(shè)置 在排水口264的前方，以防止來自車輛前方的風(fēng)(車輛行M)緊接在從排 水口264排出水后直接與水沖撞(接觸)。
在如上構(gòu)成的第三實(shí)施例的燃料電池車輛210中，以如下方式從排水口 264排出水。在車輛行駛期間從排水口 264排出的水由導(dǎo)流板283的半圓件 285包圍，從而在所排出的水到達(dá)半圓件285的下端之前不會(huì)受到車輛行駛 風(fēng)的影響。從而所排出的水在車輛緊下方沿垂直方向落下。落下到半圓件 285的下端之外的所排出的水自然要受到車輛行WL的影響。然而，由于存 在導(dǎo)流板283的斜面部284b，使車輛行駛風(fēng)的方向改變以在緊接著從排水口 264排出7JC后直接影響水的位置具有垂直向下的分量，如圖9所示。該垂直
向下的力因此作用在所排出的水上。這加速了所排出的水的落下并使得所 排出的7jC迅速到iiJ珞面。排水口 264安裝在用作懸架裝置的簧下部件的下臂 282上，在不平坦的路面上該下臂282與車輪一起上下垂直運(yùn)動(dòng)。這也使得 從排水口 264排出的水迅速到M面。
如上所述，在第三實(shí)施例的燃料電池車輛210中，將排水口264安裝于 用作懸架裝置的簧下部件的、在不平坦的路面上與車輪一起上下垂直運(yùn)動(dòng) 下臂282，可使得從排水口264排出的7K迅速到M面。這種結(jié)構(gòu)可滿意地 防止從車輛排出的7K在到&洛面之前被車輛行WL巻起。導(dǎo)流板283的結(jié)構(gòu)
可使得所排出的水迅速到達(dá)路面。導(dǎo)流板283祐二沒計(jì)成4吏得落下到導(dǎo)流板 283的半圓件285的下端之外的所排出的水受到具有垂直向下的分量的、方 向改變了的車輛行駛風(fēng)的影響。這種結(jié)構(gòu)滿意地縮短了水落下到路面所需 的時(shí)間，從而防止從車輛排出的水在到it^面之前被車輛行WL巻起。該實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)防止了諸如所排出的水凈皮飛濺到側(cè)面或后面的其它車輛 上的可能問題。
第三實(shí)施例的燃料電池車輛210具有斜面部284b，該斜面部284b使車 輛行駛風(fēng)的方向改變以在緊接著從排水口 264排出水后直接影響水的位置 具有垂直向下的方向。 一種可行的變形可以不形成斜面部284b，從而不改 變車輛行駛風(fēng)的方向以在緊接著從排水口 264排出水后直接影響水的位置 具有垂直向下的分量。
第三實(shí)施例的燃料電池車輛210具有導(dǎo)流板283，以緊接在從排水口 264 排出7JC之后保護(hù)水不受到車輛行WL的可能影響。然而如果不需要也可以 省略該導(dǎo)流板283。
在第三實(shí)施例的燃料電池車輛210中，排水口264安裝在用作在駕^L員 座位一側(cè)的前輪用懸架裝置的簧下部件的下臂282上。排水口264還可安裝 在用作在駕駛員座位一側(cè)的后輪用懸架裝置的簧下部件的下臂上，或者安 裝在用作在前部乘員座位一側(cè)的前輪或后輪用懸架裝置的簧下部件的下臂 上。也可以有分別安裝在用作在駕駛員座位一側(cè)的前輪用懸架裝置的簧下 部件的下臂282上、以及安裝在用作在前部乘員座位一側(cè)的前輪用懸架裝置 的簧下部件的下臂上的多個(gè)排水口 264。
D.笫四實(shí)施例
下面說明本發(fā)明的第四實(shí)施例的燃料電池車輛310。圖ll是示出安f^ 第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的裝置的平面配置的平面圖。圖12是示出 安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310中的氣液分離器348的配置的側(cè)面 圖。圖13是示出安^fc第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的、包括燃料電池 組22的燃料電池系統(tǒng)320的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。如圖13所示，除了在空氣供排系 統(tǒng)40中所采用的廢氣處理不同以及向稀釋單元61吸入空氣以進(jìn)行稀釋以 外，安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的燃料電池系統(tǒng)320與安裝在 第 一 實(shí)施例的燃料電池車輛IO上的燃料電池系統(tǒng)20具有基本相同的結(jié)構(gòu)。 為了避免重復(fù)說明，安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的燃料電池系統(tǒng)320與安裝在第一實(shí)施例的燃料電池車輛10上的燃料電池系統(tǒng)20的同樣 的構(gòu)成由同樣的標(biāo)號(hào)表示，并且省略詳細(xì)說明。第四實(shí)施例的燃料電池車 輛310的除燃料電池系統(tǒng)320以外的、與第一實(shí)施例的燃料電池車輛10相同 的構(gòu)成也由同樣的標(biāo)號(hào)表示。
在安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的燃料電池系統(tǒng)320中，包 含有通過燃料電池組22的發(fā)電而產(chǎn)生的蒸汽形式的水的廢氣，；故引導(dǎo)到加 濕器46中以對(duì)由空氣壓縮機(jī)44加壓的空氣進(jìn)行加濕，并通過供氣管42而被 供給到燃料電池組22，如圖13所示。該包含有蒸汽的廢氣然后通過排氣管 道347流動(dòng)到被設(shè)置在駕駛員座位一側(cè)的后輪附近的氣液分離器348,如圖 11和12所示。該包含有蒸汽的廢氣經(jīng)由氣液分離器348中的氣液分離并通過 彎曲排放管349排放到大氣中。
圖14示出氣液分離器348和彎曲排放管349的結(jié)構(gòu)。該氣液分離器348 被設(shè)置成帶狀，并具有扭曲的內(nèi)部部件以使流過排氣管道347的廢氣形成螺 旋狀渦流。廢氣的這種螺旋旋轉(zhuǎn)使得對(duì)包含在廢氣中的水滴施加有離心力。 該離心力在氣液分離器348的壁面上蓄積水滴以進(jìn)行氣液分離。從而由氣液 分離器348分離的氣體包含有蒸汽和非常小的液態(tài)水滴。彎曲排放管349從 與氣液分離器348的接頭線性伸出，并然后沿垂直方向向下彎曲。彎曲排放 管349的自由端部被切制成基本平行于路面以形成排放口349a。彎曲排放管 349的排放口349a位于駕駛員座位一側(cè)的后輪的后部，如圖11和12所示，以 減小車輛行WL對(duì)從排放口 349a排出的水產(chǎn)生的可能影響。
7JC從如上結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例的燃料電池車輛310中以如下方式排出。通 過排氣管道347流動(dòng)到氣液分離器348的包含在廢氣中的水，通過離心力作 用在氣液分離器348的壁面上蓄積，并隨著廢氣的流動(dòng)而沿著彎曲排放管 349的壁面向后移動(dòng)。水的表面張力以及廢氣的流動(dòng)使得水在排放口349a 的最后端蓄積成水滴并使得所蓄積成的水從排放口349a的最后端排出到路 面。由氣液分離器348分離的氣體從排放口349a的基本整個(gè)面積上以與從排 放口 349a的最后端排出的水基本相同的方向排出。排放口 349a位于駕駛員 座位一側(cè)的后輪的后部，以減小車輛行WL對(duì)上述排出的水產(chǎn)生的可能影
32響。但是所排出的水并沒有完全脫離車輛行脫吼的可能影響。圖15示出從 排放口349a所排出的水和廢氣與車輛行WL的關(guān)系。如所示出的，從排放 口349a的基本面積上排出的廢氣用作空氣幕以保護(hù)從排放口349a的最后端 排出的水不受車輛行駛風(fēng)的影響。這種設(shè)置有效地防止了從排放口 349a所 排出的水被車輛行WL巻起。廢氣的空氣幕限制了由車輛行駛風(fēng)造成的所 排出的水的運(yùn)動(dòng)。
如上所述，第四實(shí)施例的燃料電池車輛310具有利用離心分離作用以進(jìn) 行氣液分離的氣液分離器348 ，以及沿垂直方向向下彎曲并具有設(shè)置成基本 平行于路面的排放口349a的彎曲排放管349。由氣液分離器348分離的水從 排放口 349a的最后端排出，而由氣液分離器348分離的氣體從排放口 349a 的基本整個(gè)面積上排出。所排出的廢氣用作空氣幕以保護(hù)所排出的水不受 車輛行駛風(fēng)影響，并從而有效地限制所排出的7m車輛行WL巻起。排放 口349a設(shè)置在車輛行駛風(fēng)的可能影響較小的駕駛員座位一側(cè)的后輪的后 部。這進(jìn)一步地有效地防止了從排放口 349a的最后端所排出的水被車輛行 W巻起。該實(shí)施例的這種設(shè)置防止了諸如所排出的7j^皮飛濺到在側(cè)面或 后面行駛的其它車輛上的可能問題。
第四實(shí)施例的燃料電池車輛310使用沿垂直方向向下彎曲并具有設(shè)置 成基本平行于路面的排放口349a的彎曲排放管349。這種彎曲排放管349可 以用排氣管道347的延伸部來代替，該排氣管ii347不是沿垂直方向向下彎 曲而是基本水平地將水和廢氣從氣液分離器348向駕駛員座位一側(cè)的后輪 的后部引導(dǎo)，并具有位于該延伸部的封閉端附近以向下開口的排氣口。在 這種變形結(jié)構(gòu)中，由氣液分離器348分離的水沿著排氣管道347的延伸部的 壁面隨著廢氣的流動(dòng)而向后移動(dòng)，并從向下的排氣口的最后端排出。該延 伸部的封閉端使得從排氣口排出的廢氣具有垂直向下的分量。從而該變形 結(jié)構(gòu)具有與笫四實(shí)施例的燃料電池車輛310同樣的效果。排氣口可以形成在 延伸部的封閉端的緊下部，或者位于稍微離開該封閉端的位置處。
在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310中，彎曲排放管34M皮設(shè)計(jì)成使得由 氣液分離器348分離的水隨著廢氣流從排放口349a的最后端排出，而由氣液分離器348分離的廢氣從排放口 349a的基本整個(gè)面積上排出。要求是將廢氣 排出以保護(hù)所排出的水不受車輛行WL的影響，如圖15所示。例如，在圖 16的變形結(jié)構(gòu)中，由氣液分離器348分離的廢氣和水分別流過排氣管349B 和排水管349b。排氣管349B和排水管349b設(shè)置成沿車輛的移動(dòng)方向，使 用于排水的排水管349b的出口位于用于排出廢氣的排氣管349B的出口后 方。優(yōu)選地排水的方向基本上與排出廢氣的方向相同。保護(hù)所排出的水不 受車輛行駛風(fēng)的影響的氣體流不限于來自燃料電池組22的廢氣，也可以使 用空氣流來保護(hù)所排出的水不受車輛行駛風(fēng)的影響。例如，如圖17中的變 形結(jié)構(gòu)所示，引導(dǎo)來自車輛前方的空氣流的空氣導(dǎo)管350的空氣出口設(shè)置在 用于排出由氣液分離器348C分離的水的排水管349C的出口前方。
使用廢氣或者空氣流來保護(hù)由氣液分離器348分離并從出口排出的水 不受車輛行駛風(fēng)的影響。如圖18所示，可將廢氣或者空氣排出或引導(dǎo)以圍 繞所排出的水滴。例如，在圖19的變形結(jié)構(gòu)中，由氣液分離器348D分離的 廢氣和水分別流過排氣管349D和排水管349d。排氣管349D和排水管349d 設(shè)置成使用于排水的排水管349d的出口位于用于排出廢氣的排氣管349D 的出口中央。作為另一示例，在圖20的變形結(jié)構(gòu)中，排氷管349e和空氣導(dǎo) 管350E設(shè)置成使用于排出由氣液分離器348E分離的水的排水管349e的出 口位于用于引導(dǎo)來自車輛前方的空氣流的空氣導(dǎo)管350E的出口的中央。作 為另一示例，在圖21的變形結(jié)構(gòu)中，排水管349f、排氣管349F和空氣導(dǎo)管 350F被設(shè)置成使用于排出由氣液分離器348F分離的水的排水管349f的出 口位于用于排出由氣液分離器348F分離的廢氣的排氣管349F的出口的中 央、并使排氣管349F的出口位于用于引導(dǎo)來自車輛前方的空氣流的空氣導(dǎo) 管350F的出口的中央。在該結(jié)構(gòu)中，由氣液分離器348F分離并從出口排出 的7j^皮廢氣和空氣的雙重空氣幕保護(hù)不受車輛行^X的影響，如圖22所示。 這種設(shè)置有效地防止即^A包含在廢氣中的非常小的液態(tài)水滴也不會(huì)被車 輛行駛風(fēng)巻起。
如上所述，要求是保護(hù)由氣液分離器348分離并從出口排出的水不受車 輛行駛風(fēng)的影響?？梢允褂靡环N除由氣液分離器348分離的廢氣之外的氣體或者空氣來保護(hù)所排出的水不受車輛行駛風(fēng)的影響。在圖23和24所示的變 形示例的燃料電池車輛310G中，用于冷卻燃料電池22的散熱器356位于車 輛地板下面以使得由散熱器356的風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)垂直朝下。用于排出由氣液 分離器348G分離的水的水管349G的出口位于由散熱器356的風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng) 的中央。由散熱器356的風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)有效地保護(hù)由氣液分離器348G分離 并從水管349G的出口排出的水不受車輛行^X的影響。在該變形示例的結(jié) 構(gòu)中，由氣液分離器348G分離的廢氣流過排氣管349G并從車輛的后側(cè)排 出。
如上所述，使用廢氣或空氣流來保護(hù)由氣液分離器348G分離并從出口 排出的水不受車輛行駛風(fēng)的影響。廢氣或空氣的出口也可以不是具有環(huán)形 截面，而可以具有任何適當(dāng)形狀的截面。
在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310中，來自加濕器46的廢氣通過氣液分 離器348中的氣液分離，并且被分離的水和廢氣在駕駛員座位一側(cè)的后輪后 方排出。被分離的水和廢氣的排出位置不限于駕駛員座位一側(cè)的后輪后方。 被分離的水和廢氣也可以從任何適當(dāng)?shù)奈恢门懦觯?，駕駛員座位一側(cè) 的后輪前方、前座乘員座位一側(cè)的后輪后方或前方、駕駛員座位一側(cè)或前 座乘員座位一側(cè)的前輪的后方或者前方、或者車輛中央的前方或后方。
在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310中，來自加濕器46的廢氣通過氣液分 離器348中的氣液分離，并且被分離的廢氣被排出以保護(hù)被分離和排出的水 不受車輛行M的影響。一個(gè)變形結(jié)構(gòu)省略了氣液分離器348以直接^濕 器46排出含水的廢氣，同時(shí)調(diào)節(jié)空氣流以保護(hù)含水的廢氣不受車輛行^ 的影響。例如，在圖25的變形結(jié)構(gòu)中，排放管道347H和空氣輸送管350H 被設(shè)置成使得用于排出來自加濕器46的含水廢氣的排放管道347H的出口 位于空氣輸送管350H的中央，以用于引導(dǎo)來自車輛前方的空氣流。在該變 形結(jié)構(gòu)中，周圍的空氣保護(hù)含水的廢氣不受車輛行駛風(fēng)的影響。
E.第五實(shí)施例
下面說明本發(fā)明的笫五實(shí)施例的燃料電池車輛410。圖27是示出安^E
35第.
置的平面圖。除了空氣供排系統(tǒng)40中的排氣處理不同以外，第五實(shí)施例的 燃料電池車輛410具有與第四實(shí)施例的燃料電池車輛310相似的結(jié)構(gòu)。為了 避免重復(fù)說明，第五實(shí)施例的燃料電池車輛410的與第四實(shí)施例的燃料電池 車輛310相同的構(gòu)成用相同的標(biāo)號(hào)表示，并省略詳細(xì)i兌明。
與圖13所示的笫四實(shí)施例的燃料電池車輛310上安裝的燃料電池系統(tǒng) 320相同，在第五實(shí)施例的燃料電池車輛410上安裝的燃料電池系統(tǒng)中，包 含有通過燃料電池組22的發(fā)電而產(chǎn)生的蒸汽形式的水的廢氣，被引導(dǎo)到加 濕器46中以對(duì)由空氣壓縮機(jī)44加壓的空氣進(jìn)行加濕，并通過供氣管42而被_ 供給到燃料電池組22。該包含有蒸汽的廢氣然后通過排氣管447流動(dòng)到駕駛 員座位一側(cè)的后輪附近，并從排出管450排出到大氣。
圖28示出排出管450的結(jié)構(gòu)和功能。圖28的上部視圖是排出管450的俯 視圖，中部視圖是排出管450的側(cè)剖圖，底部視圖示出車輛行WL與從下部 管452排出的水以及從上部管454排出的廢氣之間的關(guān)系。如所示出的，排 出管450具有下部管452和上部管454,其中下部管452從排氣管447向下彎曲 以傾斜地向后下方排出水和廢氣，上部管454從該下部管452的上壁分支， 彎曲成與該下部管452平行，并具有逐漸擴(kuò)展的開口面積，以將廢氣傾斜地 向后下方名一出。
水以下述方式從如上述構(gòu)成的第五實(shí)施例的燃料電池車輛410排出。從 加濕器46通過排氣管447流來的廢氣部分地在排氣管447中進(jìn)行氣液分離。 所分離的水與廢氣流沿排氣管447的底部流動(dòng)至排出管450,并從排出管450 的下部管452排出。所分離的廢氣流過排氣管447并在排出管450中分離成從 下部管452排出和從上部管454排出。即所分離的水大部分從下部管452排 出，而所分離的廢氣同時(shí)從下部管452和上部管454排出。在此假定在行駛 期間從車輛后部的地板下方排出水滴。在緊接排出之后的水滴部分地被車
輛行WL巻起，而剩余的水滴則到iii洛面。到i^i洛面的水滴的一部分在路 面上濺起并大部分凈皮車輛行皿巻起。然而，在笫五實(shí)施例的燃料電池車 輛410中，從排出管450的上部管454排出廢氣流，以在從下部管452排出的水的后方形成寬闊的空氣幕。廢氣流的空氣幕有效地減小了車輛行駛風(fēng)對(duì) 下落中的水的可能影響，并且抑制在路面上'減起的7JC^皮車輛行駛風(fēng)巻起。 即，廢氣流的空氣幕限制了到iii洛面的水滴的運(yùn)動(dòng)。
如上所述，第五實(shí)施例的燃料電池車輛410具有排出管450，而該排出 管450具有下部管452和上部管454,其中下部管452向下彎曲以傾斜地向后 下方排出水和廢氣，上部管454從該下部管452的上壁分支，彎曲成與該下 部管452平行，并具有逐漸擴(kuò)展的開口面積，以將廢氣傾斜地向后下方排出。 這種結(jié)構(gòu)從排出管450的下部管452排出水，并同時(shí)從上部管454排出廢氣以 在所排出的水的后方形成寬闊的空氣幕。廢氣的空氣幕可滿意地減小車輛 行Wl對(duì)下落中的水的可能影響，并且抑制在路面上濺起的水被車輛行駛 風(fēng)巻起。該實(shí)施例的設(shè)置防止了可能的問題例如所排出的 K被飛濺到側(cè)面 或后面行駛的其它車輛上。
在第五實(shí)施例的燃料電池車輛410中，排出管450具有下部管452和上部 管454以在所排出的水的后方形成廢氣的寬闊的空氣幕。除廢氣之外的氣體 例如空氣可以被用于在所排出的水的后方形成空氣幕。例如，圖29的一種 變形結(jié)構(gòu)具有從排氣管447延伸出的排出管450B和被設(shè)置在排出管450B的 后方以用從車輛前方引導(dǎo)來的空氣流形成寬闊的空氣幕的空氣導(dǎo)管460。
在第五實(shí)施例的燃料電池車輛410中，來自加濕器46的廢氣不是被引導(dǎo) 至氣液分離器而是通過排氣管447流至排出管450，以被排出到大氣，來自 加濕器46的廢氣也可以在排出到大氣之前在氣液分離器中進(jìn)行氣液分離。 例如，圖30的一變形結(jié)構(gòu)包括安裝在排氣管447上的氣液分離器448C、用 于排出由氣液分離器448C所分離的水的排水管456、位于排水管456的出口 后方用于排出由氣液分離器448C所分離的廢氣以形成廢氣的寬闊的空氣 幕的廢氣管458。圖31的另 一變形結(jié)構(gòu)包括安裝在排氣管447上的氣液分離 器448D、用于排出由氣液分離器448D所分離的水的排水管456、位于排水 管456的出口后方以用從車輛前方引導(dǎo)來的空氣流形成寬闊的空氣幕的空 氣導(dǎo)管460。
在第五實(shí)施例的燃料電池車輛410中，在所排出的水的后方形成寬闊的空氣幕。只要空氣幕可減小車輛行駛風(fēng)對(duì)所排出的水的可能影響，并且抑 制在路面上濺起的水被車輛行^巻起，該空氣幕可以形成在除了所排出
的水的后方之外的其它任何適當(dāng)?shù)奈恢谩＠?，在圖32的變形示例中，空 氣幕形成在車輛中的排氣管447的出口內(nèi)側(cè)。在圖33的另一變形示例中，空 氣幕形成在車輛中的排氣管447的出口外側(cè)。在任何結(jié)構(gòu)中，可以由廢氣流 或者由空氣流形成該空氣幕。該空氣幕的位置需要在所排出的水的附近。 該空氣幕可以形成為圍繞所排出的水，例如位于所排出的水的后方并在其 一側(cè)或者兩側(cè)。
在第五實(shí)施例的燃料電池車輛410中，來自空氣供排系統(tǒng)40的廢氣通過 排氣管447流動(dòng)到被設(shè)置在駕駛員座位一側(cè)的后輪附近的排出管450，并從 排出管450排出到大氣。來自空氣供排系統(tǒng)40的廢氣也可以從被設(shè)置在前部 乘員座位一側(cè)的后輪附近或者從車輛的后部中央排出。
F.第六實(shí)施例
下面說明本發(fā)明的第六實(shí)施例的燃料電池車輛510。圖34是示出安裝在 第六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的裝置的平面配置的平面圖。圖35是示出 第六實(shí)施例的燃料電池車輛510中的排氣系統(tǒng)的配置的側(cè)視圖。圖36是示意 性地示出安裝在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的、包括燃料電池組22 的燃料電池系統(tǒng)520的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。如圖36所示，除了空氣供排系統(tǒng)40 中的排氣處理不同以夕卜，安^t笫六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的燃料電 池系統(tǒng)520具有與圖13所示的第四實(shí)施例的燃料電池車輛310相似的結(jié)構(gòu)。 為了避免重復(fù)說明，安裝在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的燃料電池系 統(tǒng)520的與安裝在第四實(shí)施例的燃料電池車輛310上的燃料電池系統(tǒng)320相 同的構(gòu)成用相同的標(biāo)號(hào)表示，并省略詳細(xì)說明。除燃料電池系統(tǒng)520以外的 第六實(shí)施例的燃料電池車輛510與笫四實(shí)施例的燃料電池車輛310的相同的 構(gòu)成也由相同的標(biāo)號(hào)表示。
在安裝在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510上的燃料電池系統(tǒng)520中，包 含有通過燃料電池組22的發(fā)電而產(chǎn)生的蒸汽形式的水的廢氣，被引導(dǎo)到加濕器46中以對(duì)由空氣壓縮機(jī)44加壓的空氣進(jìn)行加濕，并通過供氣管42而被 供給到燃料電池組22，如圖36所示。該包含有蒸汽的廢氣然后通過排氣管 547流動(dòng)到位于駕駛員座位一側(cè)的后輪附近的排出機(jī)構(gòu)550，并從排出才^ 550"^出到大氣，如圖34和35所示。
圖37示出排出機(jī)構(gòu)550的結(jié)構(gòu)和排出廢氣的過程。圖37 (a)示出來自 燃料電池組22的廢氣的流量低的情況下排放廢氣的過程。圖37 ( b )示出來 自燃料電池組22的廢氣的流量高的情況下排放廢氣的過程。排出機(jī)構(gòu)550 具有固定管551和較短的可動(dòng)管552，其中固定管551具有大約45度角的切制 端部并被設(shè)置成沿基本水平的方位以與排氣管547連接，而可動(dòng)管552具有 大約45度角的接頭切制端部以用于和固定管551連接。固定管551的切制端 部的邊緣和可動(dòng)管552的切制端部的邊緣通過鉸接件553以可樞轉(zhuǎn)地方式連 接在一起?？蓜?dòng)管552通過來自固定管551的氣體的排出力而可繞鉸接件553 樞轉(zhuǎn)。隨著來自固定管551的氣體流量的增加而4吏得氣體的排出力增大，可 動(dòng)管552的氣體排出方向從垂直向下方向改變?yōu)樗椒较颉？蓜?dòng)管552的可 動(dòng)范圍具有車輛的橫向方向分量和向后方向分量，如圖34中清楚地示出。
廢氣和由燃料電池組22產(chǎn)生的水以下述方式從如上述構(gòu)成的笫六實(shí)施 例的燃料電池車輛510排出。包含由燃料電池組22產(chǎn)生的水的廢氣被引導(dǎo)到 加濕器46以對(duì)由空氣壓縮機(jī)44加壓的空氣進(jìn)行加濕，流過排氣管547，并最 終從排出機(jī)構(gòu)550排出。燃料電池組22的高負(fù)荷增加從燃料電池組22排出的 水量以及廢氣的流量。在燃料電池組22的低負(fù)荷條件下，廢氣的低流量使 得可動(dòng)管552垂直向下，以垂直向下排出水和廢氣。另一方面，在燃料電池 組22的高負(fù)荷條件下，廢氣的高流量使得可動(dòng)管552水平地并朝向車輛斜后 方，以水平地并朝向車輛斜后方排出水和廢氣。燃料電池組22的高負(fù)荷狀 態(tài)意味著消耗大量的能量以驅(qū)動(dòng)車輛，并包括，例如，以較高速度驅(qū)動(dòng)車 輛的狀態(tài)以及以較大加速度使車輛加速的狀態(tài)。燃料電池組22的低負(fù)荷狀 態(tài)意味著消耗少量的能量以驅(qū)動(dòng)車輛，并包括，例如，車輛的停止?fàn)顟B(tài)， 以較低速度驅(qū)動(dòng)車輛的狀態(tài)以及使車輛減速的狀態(tài)。當(dāng)車輛停止時(shí)、以較 低速度行駛、或者減速時(shí)，由燃料電池組22產(chǎn)生的水垂直向下地排出。當(dāng)
39車輛以較高速度行駛或者以較大加速度加速時(shí)，由燃料電池組22產(chǎn)生的水 水平地并朝向車輛斜后方排出。這種設(shè)置減小了車輛行WL的可能影響， 并從而防止了所排出的7M皮車輛行WL巻起。這種設(shè)置還降低了所排出的 水相對(duì)于路面的相對(duì)速度，并從而滿意地抑制水在路面上濺起。當(dāng)車輛以 較高速度行駛或者以較;Ua速度加速時(shí)，水平地并朝向車輛斜后方排出由 燃料電池組22產(chǎn)生的水，可滿意地防止所排出的水在到達(dá)路面之前被車輛 行駛風(fēng)巻起，并抑制所排出的水在路面上濺起并被車輛行駛風(fēng)巻起。另一 方面，當(dāng)車輛停止、以較低速度行駛、或者減速時(shí)，垂直向下地排出由燃 料電池組22產(chǎn)生的水，可滿意地防止所排出的水濺到路肩上的任何行人身 上或者朝向道路的任何建筑物或結(jié)構(gòu)上。
如上所述，第六實(shí)施例的燃料電池車輛510具有排出機(jī)構(gòu)550,該排出 機(jī)構(gòu)550響應(yīng)于來自燃料電池組22的廢氣的低流量，垂直向下地排出來自燃 料電池組22的水和廢氣，而響應(yīng)于來自燃料電池組22的廢氣的高低流量， 水平地并朝向車輛斜后方排出由燃料電池組22產(chǎn)生的水和廢氣。這種^L置 可滿意地防止所排出的水濺到路肩上的任何行人身上或者朝向道路的任何 建筑物或結(jié)構(gòu)上，并抑制所排出的7JC被車輛行^巻起。排出機(jī)構(gòu)550位于 車輛行駛風(fēng)的可能影響較小的駕駛員座位一側(cè)的后輪后方。這進(jìn)一步有效 地防止了從排出機(jī)構(gòu)550排出的7m車輛行皿巻起。該實(shí)施例的設(shè)置防止 了可能的問題例如所排出的7jC被飛濺到在側(cè)向或后面行駛的其它車輛上。
在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510中，排出機(jī)構(gòu)550具有以可樞轉(zhuǎn)地方 式安裝在固定管551的端部上的可動(dòng)管552。在圖38所示的一變形結(jié)構(gòu)的排 出機(jī)構(gòu)550B中， 一波紋管撓性管552B連接到固定管551B上。在該固定管 551B與撓性管552B之間橫跨有彈簧554以施加張力。該彈簧554的作用使得 撓性管552B的開口端響應(yīng)于接近于零的低氣體流量而面朝垂直下方，響應(yīng) 于高氣體流量而抬升撓性管552B并使得撓性管552B的開口端面朝基本水 平方向。
在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510中，排出機(jī)構(gòu)550被設(shè)計(jì)成將由燃 料電池組22產(chǎn)生的水和廢氣響應(yīng)于廢氣的變化的流量而沿著具有車輛的橫向分量和向后方向分量的方向排出。排出機(jī)構(gòu)550也可被設(shè)計(jì)成將由燃料 電池組22產(chǎn)生的水和廢氣響應(yīng)于廢氣的變化的流量?jī)H沿著具有車輛的橫向 分量的方向排出。排出機(jī)構(gòu)550也可凈皮設(shè)計(jì)成將由燃料電池組22產(chǎn)生的水 和廢氣響應(yīng)于廢氣的變化的流量?jī)H沿著具有車輛的向后方向分量的方向排 出。
在第六實(shí)施例的燃料電池車輛510中，由燃料電池組22產(chǎn)生的水和廢氣 從駕駛員座位一側(cè)的后輪的后方排出。由燃料電池組22產(chǎn)生的水和廢氣的 排出位置不限于駕駛員座位一側(cè)的后輪的后方。可以從任何適當(dāng)?shù)奈恢门?出7jc和廢氣，例如，駕駛員座位一側(cè)的后輪的前方，前部乘員座位一側(cè)的 后輪的后方或前方，駕駛員座位一側(cè)或前部乘員座位一側(cè)的前輪的后方或 前方，或者在車輛中央的后方或前方。
G.第七實(shí)施例
圖39示意地說明本發(fā)明的第七實(shí)施例的車輛1010的結(jié)構(gòu)。車輛1010將 被設(shè)置在后部燃料電池室1012中的燃料電池組1020作為電源，并且由電機(jī) 1030的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。電機(jī)1030可以為任何類型的電機(jī)，但是在該實(shí)施例中是 同步電機(jī)。逆變器1031用于將從燃料電池組1020輸出的直流電流轉(zhuǎn)換成三 相交流電。電機(jī)1030由該三相交流電驅(qū)動(dòng)。電機(jī)1030的動(dòng)力被通過旋轉(zhuǎn)軸 1032傳遞到車輪1033以驅(qū)動(dòng)車輛1010。
燃料電池組1020通過氳氣和氧氣的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。燃料電池 組1020可以為任何類型的燃料電池，但是在該實(shí)施例中是高分子電解質(zhì)型 燃料電池?？諝獗煌ㄟ^供給管1024傳送到燃料電池組1020氧電極或者陰極。 氫氣隨后從位于車頂氫燃料箱室1011中的多個(gè)氫燃料箱1050通過供給管 1022輸送到燃料電池組1020的氫電極或者陽極。
控制單元1040控制逆變器1031以及安裝在車輛1010上的其它裝置的操 作。該控制單元1040被構(gòu)造為包括CPU、 ROM和RAM的微計(jì)算機(jī)?？刂?單元1040根據(jù)存儲(chǔ)在ROM中的控制程序控制各裝置和在位于駕駛員座位 1014處的儀表面板1060上的顯示。在下部的放大示圖中示出了燃料電池室1012中陰極的排氣系統(tǒng)。來自
水。陰極廢氣通過管道1024P流到氣液分離器1021以進(jìn)行氣液分離，并從 排氣管1025排出。所分離的水通過排水口1026并蓄積于位于車輛1010下方 的緩沖槽1027中。在緩沖槽1027中蓄積的水通過排出管1028排出到大氣。 排出管1028設(shè)置在緩沖槽1027的前方。緩沖槽1027的底面從較高的后端朝 向較低的前端傾斜以用于平滑地從排出管1028排出水。排出管1028的開口 端離地面的高度H (下文稱作"開口端高度")被設(shè)置得充分地低，以防 止所排出的水在車輛IOIO行駛期間凈皮空氣流巻起而飛散。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，來自陽極的陽極廢氣不通過上述排氣系統(tǒng)，而 是循環(huán)到供給管1022以有效地利用剩余的未消耗氫氣以進(jìn)行發(fā)電。來自陽 極的陽極廢氣也可以與陰極廢氣一起從排氣系統(tǒng)排出。
圖40示出緩沖槽1027的功能。在圖40(a)中車輛1010處于停止?fàn)顟B(tài)。 在該狀態(tài)下，在緩沖槽1027中蓄積的水從排出管1028排出到車輛外部。當(dāng) 車輛1010處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，沒有水被空氣流巻起和飛散。
在圖40(b)中，車輛1010處于加速狀態(tài)。在該狀態(tài)下，在緩沖槽1027 中蓄積的水被由加速引起的慣性力"A"向后壓。這使得水面離開排出管 1028的接頭，并從而抑制水的排放。對(duì)水的排放進(jìn)行抑制可以降低由于車 輛下方產(chǎn)生的空氣流而造成的所排出的水的飛散的可能性。
在圖40(c)中，車輛1010處于減速狀態(tài)。在該狀態(tài)下，在緩沖槽1027 中蓄積的水被由減速引起的慣性力"A"向前壓。這有利于從排出管1028 排出水。車輛下方產(chǎn)生的空氣流因減速而弱化，從而相對(duì)減少所排出的水 的飛散。排出管1028的開口端高度理想地設(shè)置成可在減速狀態(tài)下抑制所排 出的水的飛散的充分低的高度。
如上所述，在第七實(shí)施例的車輛1010中，設(shè)置在排氣系統(tǒng)中的緩沖槽 1027和排出管1028的作用是可以有效地抑制加速狀態(tài)下水的排放，有利于 減速狀態(tài)下水的排放。在通常行駛期間，車輛經(jīng)常重復(fù)加速和減速并不在 固定的巡航速度下連續(xù)行駛。從而，有利于減速狀態(tài)下水的排放并抑制加速狀態(tài)下水的排放的這種設(shè)置，可以將在行駛期間所排出的水的飛散減少 到不會(huì)影響后續(xù)和附近車輛的平穩(wěn)行駛的程度。
H.第八實(shí)施例
圖41示出本發(fā)明的笫八實(shí)施例的排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。第八實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 在緩沖槽1027的下方具有一個(gè)帶有簧片閥1028V的排出管1028A?；善y 1028V的作用是在車輛行駛期間響應(yīng)于空氣流的壓力波動(dòng)壓力(沖壓，ram pressure)，即，響應(yīng)于阻止空氣流的壓力而打開和關(guān)閉。
下部的曲線圖示出簧片閥1028V的作用。從排出管1028A排出的水隨著 車輛速度增加使得空氣流(速度)增強(qiáng)而更劇烈地飛散。當(dāng)車輛速度超過 規(guī)定水平Vr時(shí)，因?yàn)榇嬖谟绊懞罄m(xù)和附近車輛的平穩(wěn)行駛的可能性，所以 要求抑制水滴的飛散。該實(shí)施例的程序?qū)⒈纫?guī)定水平Vr稍低的值設(shè)定為用 于抑制水滴的飛散的設(shè)計(jì)速度Vd。
壓力波動(dòng)壓力與車輛速度的平方成比例地增加，如曲線P所示。該曲 線P給出一個(gè)與設(shè)計(jì)速度Vd相對(duì)應(yīng)的壓力波動(dòng)壓力Pd。在該實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 中，調(diào)節(jié)簧片閥1028V的操作壓力，以使得簧片閥1028V響應(yīng)于小于值Pd 的壓力波動(dòng)壓力打開，而響應(yīng)于不小于值Pd的壓力波動(dòng)壓力關(guān)閉。
在第八實(shí)施例的車輛中，這種調(diào)節(jié)在車輛il^超過設(shè)計(jì)速度Vd時(shí)充分 地關(guān)閉簧片閥1028V以停止水的排放。這種設(shè)置有效地抑制可能影響后續(xù) 和附近車輛的平穩(wěn)行駛的程度的所排出的水的飛散。
在第八實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，排出管1028A位于緩沖槽1027的下方。排出 管1028A也可以位于緩沖槽1027的前方，如同第七實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。當(dāng)車輛 速度超過設(shè)計(jì)速JLVd時(shí)不必充分地關(guān)閉簧片岡1028V。這種機(jī)構(gòu)可以梠^據(jù) 車輛速度連續(xù)或分階段地減小簧片閥1028V的開度。
第八實(shí)施例的簧片閥1028V可以由電磁閥替換。這種變形結(jié)構(gòu)還可另 外包括用以控制電磁閥的操作的控制單元。當(dāng)車輛速度超過設(shè)計(jì)速度Vd時(shí) 該控制單元減小電磁閥的開度或充分地關(guān)閉電磁閥。
圖42示出一變形例的另一排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在該變形示例中，緩沖槽
431027A的底面以一個(gè)高度L從較高的前端朝向較低的后端傾斜。這種傾斜使 得在緩沖槽1027A中蓄積的水即使是在圖42 (a)所示穩(wěn)定狀態(tài)下也將離開 排出管1028，從而抑制水的排放。這種設(shè)置有效地抑制了車輛穩(wěn)定行駛期 間的7JC的排放，并從而減少了所排出的水的飛散。
當(dāng)車輛處于加速狀態(tài)下時(shí)，慣性力"A"用于抑制水的排放，如圖42 (b)所示。另一方面，當(dāng)車輛處于減速狀態(tài)下時(shí)，慣性力"A"用于朝前 推壓所蓄積的水并從而促進(jìn)水的排放，如圖42(c)所示。車輛的行駛通常 包括減速時(shí)間段。從而在穩(wěn)定行駛期間對(duì)水的排放的抑制不會(huì)對(duì)緩沖槽 1027A中水的蓄積造成損害。
圖43示出另一變形示例的又一排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在該變形示例中，前 端開口的剛性排出管1028B安裝在緩沖槽1027上。在所示出的該示例中， 在排出管1028B的前端開口的截面積S0大于在與緩沖槽1027的接頭處的截 面積S1 。排出管1028B也可以形成為具有相同的截面積S0和S1的圓筒形狀。
在該變形示例的結(jié)構(gòu)中，在車輛行駛期間向排出管1028B施加壓力波 動(dòng)壓力。在緩沖槽1027A中蓄積的水向前流動(dòng)以流出排出管1028B。壓力波 動(dòng)壓力抑制水的流出。在該變形示例的結(jié)構(gòu)中，壓力波動(dòng)壓力的作用有效 地抑制了在高速行駛期間水的排放。
下部曲線圖示出截面積比例S0/S1對(duì)抑制水的排放的影響。假定如參照
Vr而設(shè)定設(shè)計(jì)速度Vd。曲線P給出與設(shè)計(jì)速度Vd對(duì)應(yīng)的壓力波動(dòng)壓力Pa。 為了抑制水的排放，壓力波動(dòng)壓力Pa要大于在緩沖箱1028中蓄積的水的液 壓，以從排出管1028B流出。所蓄積的水的液壓隨著在緩沖槽1027中蓄積 的水量(水位)而變化，但是也可以對(duì)應(yīng)于典型驅(qū)動(dòng)條件下蓄積的平均水 量而設(shè)定。該實(shí)施例的程序?qū)⒈仍搶?duì)應(yīng)的液壓稍高的值設(shè)定為壓力波動(dòng)壓 力的設(shè)計(jì)值Pd。
管內(nèi)壓力一般隨管的截面積的變化而變化，例如，將排出管1028B的 截面積比例S0/S1設(shè)置為不小于1將增大在排出管1028B的接頭處的壓力波 動(dòng)壓力而大于在前端開口處的壓力波動(dòng)壓力。在該變形示例中，基于和壓力比Rd(-Pd/Pa)對(duì)應(yīng)的截面積比Sd來確定排出管1028B的形狀，其中，Pd 是指壓力波動(dòng)壓力的設(shè)計(jì)值，而Pa是指與設(shè)計(jì)速度Vd對(duì)應(yīng)的壓力波動(dòng)壓 力。由此通過對(duì)壓力波動(dòng)壓力的控制可以有效地抑制水的排放。
上迷實(shí)施例涉及在其上安裝有燃料電池作為電力源的汽車。除燃料電 池之外，該汽車可以具有包括二次電池和電容器的任何其它各種電力源。 本發(fā)明的技術(shù)不限于其上安裝有燃料電池的汽車，也可以適用于除汽車以 外的各種包括列車、小汽車及各種車輛的地上移動(dòng)體，以及各種非地上移 動(dòng)體。
上述實(shí)施例在所有方面都是示例性的而非限制性的。在不脫離本發(fā)明 的主要特征的范圍或者精神的條件下，可以有多種變形、改變和變更。在 權(quán)利要求的等效意義和范圍內(nèi)的所有改變都因此被包含于其中。
工業(yè)適應(yīng)#_
本發(fā)明的技術(shù)有效地適用于包括汽車在內(nèi)的各種移動(dòng)體的制造工業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為電力源安裝于所述移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述移動(dòng)體包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排水單元，其特征在于，所述移動(dòng)體還包括后方飛散控制單元，該后方飛散控制單元抑制從所述排水口排出的水以及在從所述排水口排出后到達(dá)路面的水被由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流造成的向后方飛散。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述后方飛散控制單 元在所述排水口的后方產(chǎn)生以與來自所述排水口的水的排出方向基本相同 的方向5充動(dòng)的氣體流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述后方飛散控制單 元在所述排水口的后方產(chǎn)生具有垂直向下的分量的氣體流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述后方飛散控制單 元調(diào)整由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流而產(chǎn)生所迷氣體流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述后方飛散控制單 元由來自所述移動(dòng)體的廢氣產(chǎn)生所述氣體流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述后方飛散控制單元 由來自所述燃料電池的廢氣產(chǎn)生所述氣體流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動(dòng)體，所述移動(dòng)體包括 氣液分離排放單元，所述氣液分離排放單元接收包括蒸汽形式的、至少一部分由所述燃料電池產(chǎn)生的水的廢氣的供給，通過離心分離作用進(jìn)行 所供給的廢氣的氣液分離，并將所分離的氣體和液體沿基本相同的方向排 出到大氣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述氣液分離排放單 元包括使所迷廢氣進(jìn)行螺旋流動(dòng)以進(jìn)行離心氣液分離的氣液分離單元，和沿具有垂直向下的分量的方向排放由所述氣液分離單元所分離的氣體 和液體的排放單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述排放單元具有一 個(gè)彎管，該彎管將來自所述氣液分離單元的基本水平的氣體和液體流彎曲 成垂直向下的方向并排》文該垂直向下的氣體和液體流。
10. —種帶有燃料電池的移動(dòng)體，該燃料電池作為電力源安裝于所述 移動(dòng)體上并在產(chǎn)生電力的同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生水，所述移動(dòng)體包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排7jc單元， 其特征在于，所述移動(dòng)體還包括抑制從所述排水單元的排水口排出的水的飛散的飛散控制單元。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 增大沿對(duì)所述水的落下起作用的方向上的力。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 增大所述水的落下重量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 蓄積所述水并將所蓄積的水導(dǎo)向所述排水口 。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 通過對(duì)包括蒸汽形式的至少一部分所述水的、來自所述燃料電池的廢氣進(jìn) 行氣液分離來蓄積所述水。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 利用由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流來促進(jìn)所述水的落下。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元分量的流動(dòng)，以促進(jìn)所述水的落下。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 利用從所述移動(dòng)體排出的氣體流來促進(jìn)所述水的落下。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 將來自所述移動(dòng)體的氣體流作為相對(duì)于所述水具有垂直向下的分量的氣流 而排出，以促進(jìn)所述水的落下。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 減小沿作用在所述水的飛濺的方向上的力。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 限制由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流對(duì)所述水的影響。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 調(diào)整相對(duì)于所述水的由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流，以限制由所述 移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流對(duì)所述水的影響。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 限制相對(duì)于所述水的由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 遮斷相對(duì)于所述水的由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元分量的氣流。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 利用從所述移動(dòng)體排出的氣體流來減小沿作用在所述水的飛濺的方向上的 力。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 利用從所述移動(dòng)體排出的氣體流來限制相對(duì)于所述水的由所述移動(dòng)體的移 動(dòng)而引起的空氣流。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元?jiǎng)佣鸬目諝饬鳌?br> 28. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 限制所述水的移動(dòng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 利用從所述移動(dòng)體排出的氣體流限制所述水的移動(dòng)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的移動(dòng)體，其特征在于，所述飛散控制單元 利用由所述移動(dòng)體的移動(dòng)而引起的空氣流限制所述水的移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動(dòng)體。在安裝有燃料電池系統(tǒng)(20)的本發(fā)明的燃料電池車輛中，包括從排水口向大氣排出由所述燃料電池產(chǎn)生的水的排水單元。此外該車輛還包括后方飛散控制單元，該后方飛散控制單元抑制從所述排水口排出的水以及在從所述排水口排出后到達(dá)路面的水被由所述移動(dòng)體的移動(dòng)引起的空氣流造成的向后方飛散，從而理想地抑制所排出的水沿車輛橫向或向后方向的飛散；或者還包括抑制從所述排水單元的排水口排出的水的飛散的飛散控制單元，從而理想地限制所排出的水沿橫向和向后方向的飛散。
文檔編號(hào)B60K1/04GK101612882SQ200910160999
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者吉田尚弘, 弓田修, 日比野雅彥, 舩山悅弘, 近藤俊行 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社