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公開番号2025125230
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024021156
出願日2024-02-15
発明の名称燃料電池ユニット
出願人株式会社豊田自動織機,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250820BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】排管内における生成水の凍結を抑制できる燃料電池ユニットを提供する。
【解決手段】燃料電池ユニット10は、燃料電池スタック11と、燃料電池スタック11と水平方向に並設され、燃料電池スタック11に供給される空気を圧縮するエアコンプレッサ13と、エアコンプレッサ13の排気口に接続された第1接続管25と、排タンク15と、排タンク15の上方に配置されるとともに排タンク15に接続され、燃料電池スタック11から排出された生成水を排タンク15に導入する第2排管28とを備えている。燃料電池スタック11とエアコンプレッサ13とが並ぶ方向を第1方向Xとし、鉛直方向Z及び第1方向Xと直交する方向を第2方向Yとする。第1接続管25は、第2方向Yから見た側面視において、排タンク15の上方に配置される配設部25aを有している。配設部25aは、第2排管28と対向している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックと水平方向に並設され、前記燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するエアコンプレッサと、
前記エアコンプレッサの排気口に接続された接続管と、
排タンクと、
前記排タンクの上方に配置されるとともに前記排タンクに接続され、前記燃料電池スタックから排出された生成水を前記排タンクに導入する排管と、
を備える燃料電池ユニットであって、
前記燃料電池スタックと前記エアコンプレッサとが並ぶ方向を第１方向とし、鉛直方向及び前記第１方向と直交する方向を第２方向とすると、
前記接続管は、前記第２方向から見た側面視において、前記排タンクの上方に配置される配設部を有し、
前記配設部は、前記排管と対向していることを特徴とする燃料電池ユニット。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記配設部は、鉛直方向において前記排タンクと対向している請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記排タンクは、上面から凹む凹部を有し、
前記配設部は、前記凹部内に配置されている請求項２に記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記配設部は、鉛直方向において前記排管と対向し、
前記配設部は、前記排管の下方に位置している請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項５】
前記接続管により前記エアコンプレッサと接続されたインタークーラーを備え、
前記インタークーラーは、鉛直方向及び前記第２方向の少なくとも一方向において前記排タンクと対向している請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項６】
リアクトルを有するコンバータを備え、
前記リアクトルは、前記第２方向において前記排タンクと並んでいる請求項１に記載の燃料電池ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池ユニットに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池ユニットは、燃料電池スタックと、エアコンプレッサと、接続管と、排タンクと、排管とを備えている。エアコンプレッサは、燃料電池スタックに供給される空気を圧縮する。接続管は、エアコンプレッサの排気口に接続されている。排管は、排タンクに接続されている。排管は、燃料電池スタックから排出された生成水を排タンクに導入する。特許文献１では、排管は、排タンクの上方に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－６３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池ユニットが使用される環境の温度が０度以下になると、排管を流れる生成水が凍結する。排管を流れる生成水が凍結すると、排管が閉塞されるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するための燃料電池ユニットは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックと水平方向に並設され、前記燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するエアコンプレッサと、前記エアコンプレッサの排気口に接続された接続管と、排タンクと、前記排タンクの上方に配置されるとともに前記排タンクに接続され、前記燃料電池スタックから排出された生成水を前記排タンクに導入する排管と、を備える燃料電池ユニットであって、前記燃料電池スタックと前記エアコンプレッサとが並ぶ方向を第１方向とし、鉛直方向及び前記第１方向と直交する方向を第２方向とすると、前記接続管は、前記第２方向から見た側面視において、前記排タンクの上方に配置される配設部を有し、前記配設部は、前記排管と対向している。
【０００６】
上記構成によれば、接続管はエアコンプレッサの排気口に接続されているため、接続管には、エアコンプレッサによって圧縮された高温の圧縮空気が流れる。接続管は、第２方向から見た側面視において排タンクの上方に配置される配設部を有している。配設部は、排管と対向している。このように接続管が排管の近傍に配置されていることにより、接続管を流れる圧縮空気の熱により排管が温められる。したがって、排管内における生成水の凍結を抑制できる。
【０００７】
上記燃料電池ユニットにおいて、前記配設部は、鉛直方向において前記排タンクと対向していてもよい。
上記構成によれば、配設部は鉛直方向において排タンクと対向しているため、接続管を流れる圧縮空気の熱により、排管内における生成水の凍結だけでなく、排タンク内における生成水の凍結も抑制できる。
【０００８】
上記燃料電池ユニットにおいて、前記排タンクは、上面から凹む凹部を有し、前記配設部は、前記凹部内に配置されていてもよい。
上記構成によれば、配設部は排タンクの凹部内に配置されているため、燃料電池ユニットを鉛直方向において大型化することなく、接続管を排管の近傍に配置することができる。また、配設部は水平方向においても排タンクと対向するため、排タンク内における生成水の凍結をより抑制できる。
【０００９】
上記燃料電池ユニットにおいて、前記配設部は、鉛直方向において前記排管と対向し、前記配設部は、前記排管の下方に位置していてもよい。
接続管の周囲の空気は、接続管を流れる圧縮空気の熱によって温められることにより上昇する。上記構成によれば、配設部は排管の下方に位置しているため、配設部が排管の上方に位置している場合と比較して、上昇した空気により、排管が温められやすい。したがって、排管内における生成水の凍結をより抑制できる。
【００１０】
上記燃料電池ユニットにおいて、前記接続管により前記エアコンプレッサと接続されたインタークーラーを備え、前記インタークーラーは、鉛直方向及び前記第２方向の少なくとも一方向において前記排タンクと対向していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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