专利名称：移动体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动体。具体地，本发明涉及一种具有^L安装于其上 作为电力源的并在产生电力的同时作为副产品产生水的燃料电池的移动
体
背景技术：
一种提案的移动体的示例是在车辆的侧部排出由燃料电池产生的水的 摩托车(参照例如日本专利特开2001-313056号公报)。在车辆的侧部排出 由燃料电池所产生的水，可以防止由于所产生的水溅到车轮上而引起的可 能问题，例如车轮侧滑。
一种为了减小来自燃料电池的废气(排气)中所含有的残留氢气的浓 度而提案的技术在排气管的出口附近设置了 一个扰流板，以加速废气的扩 散(参照例如日本专利特开2002-289237号公报)。可以采用各种技术来排 出水。例如，可以通过排气管道与废气一起来排出水，也可以在气液分离 器中完成气液分离之后从车辆的底部来排出水。
发明内容
如上所述，在其上安装有燃料电池的车辆，需要在行驶期间从车辆排 出由该燃料电池所产生的水。即使是当以一种不会溅湿车轮从而避免可能 的侧滑的方式排出水时，所排出的水也会对随后的以及附近的车辆造成一 些问题。例如，所排出的水会由车辆行驶风(vehiclewind)巻起而飞散并 溅到随后的车辆的前玻璃上。而沿横向排出的水会溅出到路肩上的行人身 上或者附近的建筑物上。
本发明的目的在于提供一种移动体，该移动体抑制从其燃料电池排出 的水被巻起和飞散而产生的可能的不利(影响)。本发明的目的还在于提 供一种移动体，该移动体抑制所排出的水賊到任何行人和附近的建筑物上 的可能的不利。本发明的目的还在于提供一种移动体，该移动体抑制所排 出的水对该移动体的横向或者后方的可能影响。
为了实现上述目的的至少一部分，本发明的移动体构成如下。 本发明的第 一移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述
移动体包括从位于所述移动体的前部的排水口向大气排出由所述燃料电 池产生的水的排水单元。
在本发明的第一移动体中，由燃料电池产生的水从位于移动体的前部 的排水口向大气排出。这种配置理想地减少了所排出的水由于移动体的移
动引起的空气流的作用而沿移动体的横向或向后方向飞溅。在此术语"移 动体"包括例如汽车、列车或任一其它车辆的地上移动体。除了燃料电池 以外，移动体可以有其它电力源，例如二次电池和电容器。
在本发明的一种优选应用中，所述第一移动体是一车辆，所迷排水口 位于所述车辆的前部的保险杠或者翼子板上。从而所述水从前保险杠或者 前翼子板的位置排出。
在所述排水口位于车辆的前部的保险杠或者翼子板上的本发明的这种 优选应用中，优选地，所述排水口位于车辆的前轮的前方。在车轮附近由 车辆行驶引起的车辆行驶风的可能影响很小。从而这种配置有效地限制了 所排出的水的飞散。
在所述排水口位于车辆的前部的保险杠或者翼子板上的本发明的这种 优选应用中，所迷第一移动体还包括位于所述车辆的前部以在其中临时 蓄积水的、i殳置在从所述燃料电池到所述排水口用于将所述水排出至大气 的路径中的贮水容器。所述水临时蓄积在贮水容器中，以例如在车辆停止 时排出或以固定速率排出。与没有这种蓄水功能的结构相比，这种i殳置有 效地减少了所述水沿车辆的横向或向后方向的飞溅。在本发明的该实施例 中，贮水容器可位于车辆的保险杠的内侧，这使得可以有效地使用保险杠 的内侧空间。所述贮水容器也可位于所述排水口的前方。这样可以节省用 于从贮水容器到排水口的配线所需的空间。
本发明的第二移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述
移动体包括从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元，
和调整在所述排水单元的排水口附近由所述移动体的移动而引起的空气流
的空气流调整单元。
在本发明的第二移动体中，在用于排出由所述燃料电池产生的水的排 水口附近调整由所述移动体的移动而引起的空气流。这种设置有效地防止 了所排出的水的飞散。这种设置有效地抑制了沿移动体的横向或向后方向 所排出的水的可能不利影响。在此术语"移动体，，包括例如汽车、列车或 任一其它车辆的地上移动体。除了燃料电池以外，移动体可以有其它电力 源，例如二次电池和电容器。
在本发明的第二移动体的一个优选实施例中，所述排水口设置成从所 述移动体的底侧基本沿垂直方向向下排出所述水。所述空气流调整单元使 空气朝向所述移动体的斜后方流动。当移动体处于停止状态时，在车辆的 轮廓范围以内从所述移动体的侧部垂直向下地排水。当移动体处于停止状 态时，这种设置可以满意地防止所排出的水溅到在移动体的侧部的任何行 人或任何建筑物或结构体。另一方面，在移动体移动期间，被调整的空气 流使所排出的水向所迷移动体的斜后方流动。这种设置抑制所排出的水由 移动体移动引起的空气流而巻起飞散，从而减少了所述水溅到在侧部和后
方行驶的其它车辆上的不利影响。向斜后方排出的水的横向距离取决于所 述水的流量(flow rate，流率，流速)以及移动体的移动速度。水向斜后方 的排出角度优选地被调整成使得在移动体移动期间所述水的横向排放距离 处于通常不可接近的范围内，例如在10-100cm的范围内或更具体地在 30-70cm范围内。这满意地防止在移动体移动期间所排出的水溅到在移动 体侧部的任何行人或建筑物上。在此及该说明书中，术语"向斜后方"包括
横向、向后方向、以及介于横向和向后方向之间的所有方向，即，在与移
动体的横向成0-90度角度范围内的所有向后方向。空气流调整单元可以设 后方t动。
在使空气朝向所述移动体的斜后方流动的本发明的第二移动体的该实 施例中，优选地，所述空气流调整单元调整所述空气流以使其具有垂直向 下的分量。这种设置促进所述水落下到地面上，从而更有效地抑制所述水 向后方的飞散。
在使空气朝向所述移动体的斜后方流动的本发明的第二移动体的该实 施例中，优选地，所述空气流调整单元调整从所述移动体的前部导入的空 气流。从而将从所述移动体的前部导入的空气流用于对排水的控制。
在使空气朝向所述移动体的斜后方流动的本发明的该实施例的 一个优 选的应用中，所述第二移动体是一车辆，并且，所述排水口位于所述车辆 的前轮的后方。在车轮附近由车辆行驶引起的车辆行驶风的可能影响很小。 从而这种配置有效地减少了车辆行驶风对从排水口排出的水的可能影响， 从而防止所排出的水向后方向和沿横向的飞溅。
在使空气朝向所述移动体的斜后方流动的本发明的第二移动体的该实 施例中，所述排水口可位于驾驶员座位一侧。驾驶员座位一侧通常是距离 对开车辆较近的一侧。从而这种配置有效地防止向斜后方排出的水溅到在 路肩上行走的任何行人身上。
本发明的第三移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述 移动体具有用于支承该移动体的悬架装置，所述移动体包括具有安装在
所述悬架装置的簧下部件(under-spring member)上的排水口并从该排水 口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元。
在本发明的第三移动体中，由所述燃料电池产生的水从安装在所述悬 架装置的簧下部件上的排水口排出。在靠近路面的位置排出水缩短了水落 下到路面所需的时间，并从而限制了所述水由移动体移动引起的空气流而
飞溅。从而，这种设置抑制了沿移动体的横向或向后方向所排出的水的可 能不利影响。在此术语"移动体"包括例如汽车、列车或任一其它车辆的 地上移动体。除了燃料电池以外，移动体可以有其它电力源，例如二次电 池和电容器。簧下部件可以是一种悬架臂。
在本发明的一优选应用中，第三移动体是一车辆，并且，所述排水口 位于车轮的附近。在车轮附近由车辆行驶引起的车辆行驶风的可能影响很 小。从而这种配置有效地减少了车辆行驶风对从排水口排出的水的可能影 响，从而防止所排出的水向后方向和沿横向的飞濺。所述排水口可位于后 轮的后方。
在本发明的一优选实施例中，第三移动体具有在所述排水口处调整 由所述移动体的移动而引起的空气流的空气流调整单元。该结构优选地控 制由移动体的移动引起的空气流对排出的水的可能影响。在本发明的笫三 移动体的该实施例的一种结构中，所述空气流调整单元限制由所述移动体 的移动而引起的空气流。在该实施例的另一种结构中，所述空气流调整单 元调整所述空气流以使其具有垂直向下的分量。前一结构减少由移动体的 移动引起的空气流对所述水的影响，后一结构缩短水落下到路面所需的时 间，从而有效地限制所述水的飞溅。
本发明的第四移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述 移动体包括从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元； 和空气流影响控制单元，该空气流影响控制单元至少在所述排水口的附近 抑制由所述移动体的移动而引起的空气流对从所述排水口排出并最终到达 路面的水的可能影响。
本发明的第四移动体至少在所述排氷口的附近抑制由所述移动体的移 动而引起的空气流对从所述排水口排出并最终到达路面的水的可能影响。 该设置理想地抑制由所述移动体的移动引起的空气流而造成的所述排出的 水的飞溅。这种设置抑制了沿移动体的横向或向后方向的所排出的水的可 能不利影响。在此术语"移动体"包括例如汽车、列车或任一其它车辆的
地上移动体。除了燃料电池以外，移动体可以有其它电力源，例如二次电 池和电容器。
在本发明的第四移动体中，所迷空气流影响控制单元可在所迷排水口 的附近产生以与来自所述排水口的水的排出方向基本相同的方向流动的气 体流。该气体流干涉由所述移动体的移动引起的空气流，从而限制由所述 移动体的移动引起的空气流对所排出的水的可能影响。
在本发明的第四移动体中，所迷空气流影响控制单元可产生一气体流 以基本上遮断由所述移动体的移动引起而影响从所述排水口排出的水的空 气流。该气体流干涉由所述移动体的移动引起的空气流以影响所排出的水， 从而限制由所述移动体的移动引起的空气流对所排出的水的影响。
在产生气体流以限制由所述移动体的移动引起的空气流对所排出的水
的影响的本发明的第四移动体中，优选地，所述空气流影响控制单元在所
述移动体的移动方向上在所述水的排出位置的前方产生所述气体流。该设
置限制前部空气流对所排出的水的可能影响。
在以与所排出的水的排出方向基本相同的方向产生空气流的本发明的
第四移动体中，所述空气流影响控制单元在所述移动体的移动方向上在所
述水的排出位置的后方产生所述气体流。在所排出的水的后方产生的空气
流抑制了空气流对所排出的水的可能影响。
在以与所排出的水的排出方向基本相同的方向产生空气流的本发明的
第四移动体中，所述空气流影响控制单元在所述移动体的移动方向上在所 述水的排出位置的横向内侧产生所述气体流，也可以在所述移动体的移动 方向上在所述水的排出位置的横向外侧产生所述气体流。在所排出的水的 侧部产生的所述气体流有效地抑制所述空气流对所排出的水的可能影响。
在产生气体流以限制由所述移动体的移动引起的空气流对所排出的水 的影响的本发明的第四移动体中，所述空气流影响控制单元可在所述水的 周围产生环形的所迷气体流，或者也可以产生所述气体流以包围所述水。 所述水的周围产生的环形的所述气体流或者^^产生用以包围所述水的所述 气体流理想地抑制所述空气流对所排出的水的可能影响。在产生气体流以限制由所述移动体的移动引起的空气流对所排出的水 的可能影响的本发明的第四移动体中，所述空气流影响控制单元可由来自 所述移动体的废气产生所述气体流。例如，空气流影响控制单元可由来自 燃料电池的废气产生所述气体流。这确保了对来自燃料电池的废气的有效 利用。空气流影响控制单元可具有用以产生所述气体流的风扇。所述风扇 例如是用以冷却安装在所述移动体上的装置的冷却扇。这种设置确保了对 来自风扇的废气的有效利用，其中，所述风扇用以冷却安装在所述移动体 上的装置。所述风扇可设置在所述移动体的下部以形成具有垂直向下的分 量的废气;危。
在产生气体流以限制由所述移动体的移动引起的空气流对所排出的水 的影响的本发明的第四移动体中，优选地，所述空气流影响控制单元调整 由所述移动体的移动而引起的空气流以产生所述气体流。这种设置实现了 对由所述移动体的移动而引起的空气流的有效利用。
本发明的第五移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述
移动体包括从^^水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元， 和后方飞散控制单元，该后方飞散控制单元抑制从所述排水口排出的水以 及在从所述排水口排出后到达路面的水被由所述移动体的移动引起的空气 流造成的向后方飞散。
本发明的第五移动体抑制从所述排水口排出的水以及在从所述排水口
散。这种设置理想地抑制所排出的水沿横向或向后方向的飞散。术语"移
动体"包括例如汽车、列车或任一其它车辆的地上移动体。除了燃料电池
以外，移动体可以有其它电力源，例如二次电池和电容器。
在本发明的第五移动体的一个优选实施例中，所述后方飞散控制单元 在所述排水口的后方产生以与来自所述排水口的水的排出方向基本相同的
方向流动的气体流。该气体流有效地减少由移动体的移动引起的空气流对 从所述排水口排出的水以及到达路面的水的影响。
在本发明的第五移动体的一个优选实施例中，所述后方飞散控制单元 在所述排水口的后方产生具有垂直向下的分量的气体流。该气体流有效地 抑制从所述排水口排出的水以及在到达路面的水的向后飞散。
在本发明的第五移动体的另一个优选实施例中，所述后方飞散控制单 元调整由所述移动体的移动引起的空气流而产生所述气体流。这确保了对 由所述移动体的移动引起的空气流的有效利用。
在本发明的第五移动体的又一个优选实施例中，所述后方飞散控制单 元由来自所述移动体的废气产生所述气体流。在该情况下，所述后方飞散 控制单元可由来自所述燃料电池的废气产生所述气体流。这确保了对来自 燃料电池的废气的有效利用。
本发明的第六移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述
移动体包括气液分离排放单元，所述气液分离排放单元接收包括蒸汽形 式的、至少一部分由所述燃料电池产生的水的废气的供给，通过离心分离 作用进行所供给的废气的气液分离，并将所分离的气体和液体沿基本相同 的方向排出到大气。
本发明的第六移动体接收包括蒸汽形式的、至少一部分由所述燃料电 池产生的水的废气的供给，通过离心分离作用进行所供给的废气的气液分 离，并将所分离的气体和液体沿基本相同的方向排出到大气。和液体沿基
液体的可能影响的气体流。该气体流从而防止液体或所排出的水的向后或 横向飞散。这种i殳置理想地抑制了所排出的水沿横向或向后方向的飞散。 通过气液分离所分离的气体不限于完全干燥的气体，也可以是不完全饱和 的、完全饱和的或者过饱和的包含蒸汽的气体或者除了这些蒸汽以外还包 含非常小的水滴的气体。术语"移动体"包括例如汽车、列车或任一其它
车辆的地上移动体。除了燃料电池以外，移动体可以有其它电力源，例如 二次电池和电容器。
在本发明的第六移动体的一个优选实施例中，所述气液分离排放单元
包括使所述废气进行螺旋流动以进行离心气液分离的气液分离单元，和 沿具有垂直向下的分量的方向排放由所述气液分离单元所分离的气体和液 体的排放单元。在此"进行螺旋流动，，意味着以螺旋状旋转。气液分离单元 使所述废气进行螺旋流动并对所述水的重量施加离心力以在内壁面上蓄积 水。排放单元利用气体流以使得在内壁面上蓄积的水朝向后部移动，并沿 具有垂直向下的分量的方向排放所蓄积的水。因此，通过气液分离所分离 的气体在所排出的水的前面作为气体流排出。该气体流有效地抑制了由所 述移动体的移动引起的空气流对所排出的水的可能影响，从而防止所排出 的水向后方向和沿横向的飞散。在该优选的实施例中，所述排放单元可具 有一个弯管，该弯管将来自所述气液分离单元的基本水平的气体和液体流 弯曲成垂直向下的方向并排放该垂直向下的气体和液体流。
本发明的第七移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述 移动体包括具有排出机构的排出单元，所述排出机构响应于来自所述燃 料电池的废气的流量的变化在垂直向下方向和水平方向之间的范围内改变 废气的排出方向。所述排出单元致动所述排出机构以将所述水和由所述燃 料电池产生的废气排出到大气。
本发明的第七移动体致动所述排出机构，其中，所述排出机构响应于 来自所述燃料电池的废气的流量的变化在垂直向下方向和水平方向之间的 范围内改变废气的排出方向。所述排出机构将由所述燃料电池产生的废气 和水排出到大气。废气的排出方向是可以响应于来自所述燃料电池的废气 的流量的变化而调节的。所述排出机构可响应于废气的流量的增加将所述 废气的排出方向改变为水平方向。废气的流量通常随着对燃料电池施加的 负荷的增大而增加。燃料电池的负荷受到移动体的移动速度或者移动加速 度的影响。响应于移动体的低移动速度或者低移动加速度，所述水和废气 沿垂直向下方向排出。另一方面，响应于移动体的高移动速度或者高移动 加速度，所述水和废气沿介于垂直向下方向和水平方向之间的方向排出。 术语"移动体"包括例如汽车、列车或任一其它车辆的地上移动体。除了燃料电池以外，移动体可以有其它电力源，例如二次电池和电容器。
在本发明的第七移动体的一个优选实施例中，所迷排出机构响应于来
自所述燃料电池的废气的流量的变化将所述废气的排出方向从垂直向下方 向改变为所述移动体的水平横向方向。在移动体的高移动速度或者高移动 加速度的条件下，沿具有移动体的横向分量的方向排出水和废气。这种设 置有效地抑制了所排出的水由移动体移动引起的空气流而巻起飞散。
在本发明的第七移动体的另 一个优选实施例中，所述排出机构响应于 来自所述燃料电池的废气的流量的变化将所述废气的排出方向从垂直向下 的方向改变为所述移动体的水平向后方向。在移动体的高移动速度或者高 移动加速度的条件下，沿具有移动体的向后分量的方向排出水和废气。沿 具有向后分量的方向排出水可降低所排出的水相对路面的速度，从而防止 水在路面上賊起。因此这种设置防止所排出的水在路面上溅起而被由移动 体移动引起的空气流巻起飞散。
在本发明的第七移动体的另一个优选实施例中，所述排出机构具有一 可动管，该可动管通过铰链连接到沿基本水平方向固定在所述移动体上的
固定管的端部的上边缘。在第七移动体的又一个优选实施例中，所述排出 机构具有一可弯管，该可弯管以可弯曲的方式连接到沿基本水平方向固定
在所述移动体上的固定管的端部上；和可由流过所述可弯管的气体的力而 发生变形的可变形弹性元件。在该实施例中，所述排出机构，响应于所述 废气的低流量，利用所述可变形弹性元件来调整所述可弯管的弯曲状态， 使得所述可弯管的自由端沿垂直方向基本面朝下。
本发明的第八移动体是一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为 电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述 移动体包括从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元， 和抑制从所述排水单元的排水口排出的水的飞散的飞散控制单元。
本发明的第八移动体抑制由所述燃料电池产生并从所述排水口排出的 水的飞散，并从而理想地限制所排出的水沿横向和向后方向的飞散。术语 "移动体"包括例如汽车、列车或任一其它车辆的地上移动体。除了燃料
电池以外，移动体可以有其它电力源，例如二次电池和电容器。
在本发明的第八移动体的一个优选实施例中，所述飞散控制单元增大 沿对所述水的落下起作用的方向上的力。沿对所述水的落下起作用的方向 上增大的力将促进所排出的水向路面的落下，并从而防止所排出的水在到 达路面之前由移动体的移动引起的空气流巻起飞散。
在增大沿对所述水的落下起作用的方向上的力的本发明的第八移动体 的该实施例中，所述飞散控制单元可增大所述水的落下重量。在此术语"增 大所述水的落下重量"意味着当所排出的水以水滴形式落下时集合小水滴 以形成较大的水滴，而当所排出的水以连续流动方式落下时，扩张水的截 面积。在该情况下，作为一种结构，所述飞散控制单元可蓄积所述水并将 所蓄积的水导向所述排水口 。所述飞散控制单元还可通过对包括蒸汽形式 的至少一部分所述水的、来自所述燃料电池的废气进行气液分离来蓄积所 述水。
在增大沿对所述水的落下起作用的方向上的力的本发明的第八移动体 的该实施例中，所述飞散控制单元可利用由所述移动体的移动而引起的空 气流来促进所述水的落下。这确保了对由所述移动体的移动引起的空气流 的有效利用以抑制所排出的水的飞散。进而，在增大沿对所述水的落下起 作用的方向上的力的本发明的第八移动体的该实施例中，所述飞散控制单 元可使由所述移动体的移动而引起的空气流作为相对于所述水具有垂直向 下的分量的流动，以促进所述水的落下。这种结构也确保了对由所述移动 体的移动引起的空气流的有效利用以抑制所排出的水的飞溅。
在增大沿对所述水的落下起作用的方向上的力的本发明的第八移动体 的该实施例中，所述飞散控制单元可利用从所述移动体排出的气体流来促 进所述水的落下。这确保了对从所迷移动体排放的气体的有效利用以抑制 所排出的水的飞溅。在该情况下，所述飞散控制单元可将来自所述移动体 的气体流作为相对于所述水具有垂直向下的分量的气流而排出，以促进所 述水的落下。
在本发明的第八移动体的另 一个优选实施例中，所述飞散控制单元减 小沿作用在所述水的飞溅的方向上的力。减小沿作用在所述水的飞濺的方 向上的力可有效地抑制所排出的水的飞散。
在该优选实施例中，所述飞散控制单元可限制由所述移动体的移动而 引起的空气流对所述水的影响。从而利用由所述移动体的移动而引起的空 气流抑制所排出的水的飞散。
在减小沿作用在所迷水的飞'减的方向上的力的本发明的第八移动体的 所述实施例中，所述飞散控制单元可调整相对于所述水的、由所述移动体 的移动而引起的空气流，以限制由所述移动体的移动而引起的空气流对所 述水的影响。在该情况下，作为一种结构，所述飞散控制单元可限制或遮 断相对于所述水的、由所述移动体的移动而引起的空气流。在该情况下， 作为另 一种结构，所述飞散控制单元可使由所述移动体的移动而引起的空 气流作为相对于所述水具有垂直向下的分量的气流。
在减小沿作用在所述水的飞溅的方向上的力的本发明的第八移动体的 所述实施例中，所述飞散控制单元可利用从述移动体排放的气体流减小所 述力。这确保了对来自所述移动体的气体的有效利用以抑制所排出的水的 飞賊。在该情况下，所述飞散控制单元可抑制或遮断相对于所述水的、由 所述移动体的移动而引起的空气流。
在本发明的第八移动体的另一个优选实施例中，所述飞散控制单元限 制所述水的移动。限制所述水的移动可理想地抑制所排出的水的飞溅。在 该优选实施例中，所述飞散控制单元可利用从所述移动体排出的气体流限 制所述水的移动，或利用由所述移动体的移动而引起的空气流限制所述水 的移动。
本发明的笫九移动体包括通过氢气和氧气的电化学反应产生电力的 燃料电池；将来自所述燃料电池的废气排出到所述移动体外部的排气系统； 和排水控制机构，该排水控制机构在不小于预设水平的速度时抑制包含于 所述废气中的水向所述移动体外部的排出。
所排出的水的飞散受到所迷移动体外部的空气流的影响。、周此，本发 明的第九移动体在不低于预设水平的速度时抑制包含于所述废气中的所述
水排放出移动体外部，从而有效地防止所排出的水的飞散。该移动体的一 个典型示例是车辆。
在本发明的笫九移动体中，所述排水控制机构可以具有各种结构。在 第 一种可用结构中，所述排水控制机构是一种在所述不小于预设水平的速 度时减小开度的阀机构。该阀机构可包括电磁阀和响应于移动体的速度而 调节电> 兹阀的开度的阀控制器。该阀机构可包括响应于外部压力的变化而
打开和关闭的簧片阀(leadvalve)。在移动体的较高速度移动的条件下， 压力波动压力或者由空气流的阻塞而引起的压力随着移动速度的增加而增 大。从而响应于压力波动压力的变化而打开和关闭的簧片阀实现了结构较 简单的阀机构。
在第二种可用结构中，所述排水控制机构是一种在使由所述移动体的
移动而产生的压力波动压力作用于限制所述水的排出的方向的位置与方向 上具有开口的排水口。例如，排水口可以安装在移动体的外侧以面朝前方。
所述排7JC控制机构可以位于所迷排气系统中，例如直接设置在排气管 中。在另一优选实施例中，所述排气系统具有用以将所述水从所述废气分 离的气液分离机构，并且，所述排水控制机构位于所述气液分离机构下游 的排水系统中。所述气液分离机构将所述水从所述废气分离并从而有利地 确保有效地将水排出。
在该实施例的一优选结构中，所述气液分离机构具有在其中临时蓄积 所述水的贮水容器。在移动体的高移动速度的条件下，设置贮水容器可理 想地抑制所述水的排放而不会影响气液分离的作用。在该结构中，优选地， 所述排水系统设置在所述贮水容器中以具有在所述移动体前部的开口 。在 移动体的加速条件下，在贮水容器中惯性力用以将蓄积的水向后压，从而 影响从fi水容器排放水以防止水的飞賊。另一方面，在移动体的减速条件 下，在贮水容器中惯性力用以将蓄积的水向前压，从而促进从贮水容器排 放水。用以排放水的所述贮水容器的开口面朝移动体的前部。该简单的结 构在移动体的加速条件下抑制水的排放，而在移动体的减速条件下促进水 的排放。
本发明的第十移动体包括通过氢气和氧气的电化学反应产生电力的 燃料电池；将来自所述燃料电池的废气排出到所述移动体外部的排气系统； 临时存储被包含在所述废气中的水的贮水容器，和形成在所迷移动体前部 以从所述贮水容器排出所述水的排水口 。
本发明的第十移动体具有位于排气系统中的贮水容器以及形成在所迷
移动体前部以从所述贮水容器排出所述水的排水口。本发明的笫十移动体
在移动体的高速移动条件下在抑制水的排放方面效果可能不充分。如上所
述，所设置的面朝前部的开口在移动体的加速条件下抑制水的排放，而在
移动体的减速条件下促进水的排放。在通常行驶期间，车辆经常重复加速
和减速并不在固定的巡航速度下连续行驶。从而减速状态下有利于水的排
放并在加速状态下抑制水的排放的这种设置可以将在移动体的行驶期间所
排出的水的飞散减少到不会影响后续和附近车辆的平稳行驶的程度。在此
该移动体的一个典型示例是车辆。
在本发明的第十移动体中，贮水容器和排水口可位于移动体内侧以通 过排水管将水排出移动体外部。在本发明的第十移动体的一优选实施例中，
所述排水口在使由所述移动体的移动而产生的压力波动压力作用于限制所 述水的排出的方向的位置与方向(定向)上具有开口。在该实施例的一优 选结构中，贮水容器安装在移动体外部。该结构确保了将压力波动压力施 加在排水口上。在该实施例的另一优选结构中，贮水容器安装在移动体内 部，而排水口形成在移动体外部。在排水口上施加波动压力可以在移动体 的高速移动条件下抑制水的排放，并从而有效地抑制所排出的水的飞溅。
在本发明的第十移动体的另一优选实施例中，所述排水口具有在不小 于预设水平的速度时减小开度的阀机构。该结构同样在移动体的高速移动 条件下抑制水的排放。所述阀机构可以是电磁阀和阀控制器的组合或者簧 片阀，如以上对本发明的第九移动体所述。
在本发明的第十移动体的另一优选实施例中，所述排气系统具有用以 将所述水从所述废气分离的气液分离机构。所述贮水容器位于所述气液分 离机构下游的排水系统中。
图1是示出安装在本发明的第一实施例的燃料电池车辆10上的装置的 平面配置的平面图2是示出安装在笫一实施例的燃料电池车辆10上的装置的侧面配置
的侧^f见图3是示出安装在第 一实施例的燃料电池车辆IO上的、包括燃料电池組 22的燃料电池系统20的结构的系统图4是示出第二实施例的燃料电池车辆110中排水口 164和导风通路180 的平面配置的平面图5是示出安装在笫二实施例的燃料电池车辆110上的装置的侧面配置 的侧一见图6是示出第二实施例的变形结构中的燃料电池车辆110B中排水口 164和空气通路180B的平面配置的平面图7是示出排水口 164和空气通路180B的侧面配置的侧视图； 图8示出了第三实施例的燃料电池车辆210中排水口264的配置； 图9是沿图8的线A-A的放大剖面图； 图IO是沿图8的线B-B的放大剖面图11是示出安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的装置的平面配 置的平面图12是示出安装在第四实施例的燃料电池车辆310中的排气管道347和 气液分离器348的配置的侧面图13是示出安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的、包括燃料电池 组22的燃料电池系统320的结构的系统图14示出在第四实施例的燃料电池车辆310中的空气供排系统40的结
构；
图15示出与所排出的水和废气相关的车辆行驶风；
图16示出第四实施例的空气供排系统40的结构的 一个变形例; 图17示出第四实施例的空气供排系统40的结构的另一个变形例； 图18示出变形结构中所排出的水和废气与车辆行马吏风的关系； 图19示出第四实施例的空气供排系统40的结构的另 一个变形例； 图20示出第四实施例的空气供排系统40的结构的另一个变形例； 图21示出第四实施例的空气供排系统40的结构的另一个变形例； 图22示出这些变形结构中所排出的水和废气与车辆行驶风的关系； 图23是示出一变形结构中的空气供排系统40的平面配置的平面图； 图24是示出另一变形结构中的空气供排系统40的侧面配置的侧视图； 图25示出第四实施例的空气供排系统40的结构的另一个变形例； 图26示出所述变形结构中所排出的水和废气与车辆行驶风的关系； 图27是示出安装在第五实施例的燃料电池车辆410上的装置的平面配 置的平面图28示出排出管450的结构和功能；
图29示出第五实施例的一个变形例中的空气供排系统的结构和功能； 图30示出第五实施例的空气供排系统40的结构的另 一个变形例； 图31示出第五实施例的空气供排系统40的结构的另 一个变形例； 图32示出一个示例中的空气幕(air curtain)的位置； 图33示出另一示例中的位置；
图34是示出安装在第六实施例的燃料电池车辆510上的装置的平面配 置的平面图35是示出第六实施例的燃料电池车辆510中的排气系统的配置的侧 视图36是示出安装在第六实施例的燃料电池车辆510上的、包括燃料电池 组22的燃料电池系统520的结构的系统图37示出排出机构550的结构和排出废气的过程； 图38示出 一变形例的排出机构550B的结构； 图39示意性地示出本发明的第七实施例的车辆1010的结构； 图40示出緩冲槽1027的功能；
图41示出本发明的笫八实施例的排气系统的结构；
图42示出一变形例的另一排气系统的结构；
图43示出另 一变形例的又一排气系统的结构。
具体实施例方式
下面作为优选实施例说明 一些实施本发明的方式。
A.第一实施例
图1是示出安装在本发明的第一实施例的燃料电池车辆10上的装置的 平面配置的平面图。图2是示出安装在第一实施例的燃料电池车辆10上的装 置的侧面配置的侧视图。图3是示出安装在第一实施例的燃料电池车辆10 上的、包括燃料电池組22的燃料电池系统20的结构的系统图。为了筒化说 明，首先参照图3的系统图说明燃料电池系统20的结构，然后参照图1和图2 说明燃料电池系统20中包含的各装置的配置。
安装在第 一实施例的燃料电池车辆IO上的燃料电池系统20包括燃料 电池组22或多层单格电池的叠置体，其中各个单格电池具有在中间设置了 高分子电解质膜的两个电极(燃料电极和空气电极)。该燃料电池系统20 还包括从高压氢燃料箱31向燃料电池组22的燃料电极(阳极)供给氢气的 氢气供给系统30，向燃料电池组22的空气电极(阴极)供给空气并处理来 自空气电极的阴极废气的空气供排系统40，冷却燃料电池组22的冷却系统 50，向大气排出在燃料电池系统中产生的废气以及水的排出系统60。
氢气供给系统30包括氢供给流路32和氢气循环流路33，其中，氢供给 流路32将来自高压氬燃料箱31中的氢气供给引导到在燃料电池组22内部形 成的、连接到阳极的氢气供给路径中，氢气循环流路33通过形成于燃料电 池組22内部的氢气排气路径将来自阳极的未反应的氢气流返回到氢供给流 路32 。该氢供给流路32具有 一个防止氢气逆流到高压氢燃料箱31中的止回 阀和一个用于开始或者停止对燃料电池组22的氩气供给的闸阀。氢气循环 流路33具有向氢供给流路32压力输送氢气的氢气泵34、使包含于循环氢
气中的蒸汽液化以进行气液分离的气液分离器38、防止氢气逆流到氢供给 流路32中的止回阀，和用于开始或者停止从燃料电池組22排放废氩气的闸 阀。对氢供给流路32和氢气循环流路33安装了各种传感器，以调节对燃料 电池组22的氢气供给以及燃料电池组22的运行条件。这些传感器的典型示 例包括位于燃料电池組22的入口附近和位于氢气泵34的排出侧的压力传 感器，位于燃料电池组22的出口附近和位于氢气泵34的排出侧的温度传感 器。由气液分离器38分离的水^J^送到排出系统60中的緩冲槽62a-62c中。 氢气循环流路33通过闸阀安装有一个支管。氢气循环流路33中的氢气通过 该支管流动，并被引导到排出系统60的稀释单元61以进行稀释，并被释放 到大气。
在空气供排系统40中，空气供给由质量流量计43测量，并浮皮空气压缩 机44加压，由加湿器46加湿，并通过空气供给管路42供给到燃料电池组22 的阴极。来自燃料电池组22的阴极的空气(阴极废气)被引导到加湿器46 中以对来自空气压缩机44的空气供给进行加湿，并通过气液分离器48以进 行气液分离。由气液分离器48分离的水,iL^送到緩冲槽62a-62c中，同时被 分离的气体(废气)被发送到稀释单元61以用作稀释气体并最终被释放到 大气。在该实施例中使用的气液分离器48不能实现完全的气液分离而仅能 不完全地将气体与水分离。即由气液分离器48分离的气体不是完全干燥的 气体，可能包括不完全饱和的、完全饱和的或者过饱和的蒸汽或者除了这 些蒸汽以外还包含小水滴。
冷却系统5(H吏冷却水流通过一个包括形成于燃料电池组22内部的冷却 水流路的冷却7K循环通路52而进行循环，以使燃料电池组22冷却。冷却水 循环通路62具有4吏冷却水流循环的冷却水泵54和一个具有风扇以利用外部 空气流动使循环的冷却水冷却的散热器56。为了对冷却水进行温度控制， 在冷却水循环通路52中燃料电池组22的出口附近以及散热器56的下游设置 有用以测量冷却水的温度的温度传感器。
排出系统60包括排水系统和排气系统。在排水系统中，由氢气供给系 统30中的气液分离器38分离的水以及由空气供排系统40中的气液分离器48
分离的水被暂时蓄积在緩沖槽62a-62c中，并从多个排水口 (在第一实施例 的结构中为两个排水口 ) 64b、 64e排出。在排气系统中，由空气供排系统 40中的气液分离器48分离的废气^Ul送到稀释单元61以用作稀释气体并对 从氢气供给系统30排放的废氢气进行稀释，并最终被释放到大气。
在具有上述结构的燃料电池系统20中，响应于从多个传感器发出的信 号，通过致动氢气泵34、空气压缩才几44和冷却水泵54以及调节闸阀和流量 调节阀的开度，来控制燃料电池组22。该燃料电池系统20还包括控制未示 出的驱动电机、可充电放电蓄电池84以及用于驱动所述电机的逆变器的功 率控制单元(下文称作PCU， power control unit) 70。然而,这些部件不是 本发明所必需的，所以省略这些部件的示出和详细说明。
如图1和2所示，燃料电池组22被设置在车辆前侧的下部中央区域， PCU70位于该燃料电池组22的上方。加湿器46和空气压缩机44位于燃料电 池组22的左前部的翼子板(fender)内侧，而緩冲槽62a位于燃料电池組22 的右前部的翼子板内侧。散热器56位于燃料电池组22的前方，在散热器56 的前方还设置有一个用于对乘员室内进行空气调节的另一散热器72。緩冲 槽62b、 62c设置在前保险杠内侧的左右下部角落中。空气供排系统40中的 气液分离器48被i殳置在驾驶员座位(右手侧驾驶车辆的驾驶员座位)的前 方右下侧。氢气泵34、冷却水泵54和气液分离器38也被设置在车辆的前部， 而稀释单元61被设置在车辆的前部、中央以及后部中的一处，这些部件在 图1和图2的图解中省略。
緩沖槽62a通过未示出的连接管与氢气供给系统30中的气液分离器38 以及空气供排系统40中的气液分离器48连接，同时通过未示出的水管与i殳 置在前保险杠内侧的左右下部角落中的緩沖槽62b、 62c连接。由气液分离 器38和48所分离的水暂时蓄积于位于翼子板内侧的緩冲槽62a中并然后被 输送到位于保险杠内侧的左、右緩冲槽62b、 62c中。緩冲槽62a具有一个放 气孔以减小緩沖槽62a—62c中的压力。位于保险杠内侧的緩沖槽62b、 62c 通过未示出的排水管与安装在用于左右前轮的翼子板的前部内面上的同一 形状的两个排水口64b、 64e连接。从而使蓄积在緩冲槽62b、 62c中的水从 排水口64b、 64c排出。排水口64b、 64c的可排水截面被"没计成使得单位 时间的排水量小于对燃料电池组22施加最大负荷时通过该燃料电池组22发 电而产生的单位时间的水量。在第一实施例的燃料电池车辆10中，排水口 64b、 64c的排水截面被设计成使得在普通行驶模式下行驶期间在燃料电 池组22中产生的单位时间的平均水量或稍多 一些的水量从排水口 64b、 64c 排出。
在如上述构成的第一实施例的燃料电池车辆10中，在燃料电池组22中 产生的水，即由氢气供给系统30中的气液分离器38所分离的水以及由空气 供排系统40中的气液分离器48所分离的水，被暂时蓄积于位于右翼子板内 侧的緩沖槽62a中，并被蓄积于位于保险杠内侧的左右下部角落中的緩沖槽 62b、 62c中，并从安装在用于前轮的翼子板的前部内面上的排水口64b、 64c 排出。在燃料电池组22中产生的水被蓄积于緩沖槽62a、 62b、 62c中然后排 出。与在施加大的负荷的情况下立即排出燃料电池组22中产生的水的结构 相比，这种设置可适当地减小排水量。减小排水量可以使得被车辆行驶风 巻起飞散的水量减小。排水口64b、 64c被设置在用于前轮的翼子板的前部 角落中。与排水口64b、 64c位于用于前轮的翼子板的后部角落或者位于用 于后轮的翼子板中的结构相比，这种结构有效地限制了所排出的水被车辆 行驶风巻起飞散。排水口64b、 64c被设置在具有较小的车辆行驶风的可能 影响的翼子板的内侧。这种配置有效地限制了所排出的水被车辆行驶风巻 起飞散，从而防止了可能的问题例如所排出的水被飞溅到在侧面或后面行 驶的其它车辆上。
在第一实施例的燃料电池车辆10中，在燃料电池组22中产生的水被临 时蓄积在右翼子板内侧的緩冲槽62a中，被蓄积于位于保险杠内侧的左右下 部角落中的緩冲槽62b、 62c中，从安装在用于前轮的翼子板的前部内面上 的排水口64b、 64c排出。位于保险杠内侧的左右下部角落中的緩冲槽62b、 62c可从该结构中省略。在该变形结构中，在燃料电池组22中产生的水被蓄 积在右翼子板内侧的緩沖槽62a中，并从排水口64b、 64c排出。也可以从该 结构中省略右翼子板内侧的緩沖槽62a。在该变形结构中，在燃料电池组22
中产生的水被蓄积在位于保险杠内侧的左右下部角落中的緩冲槽62b、62e， 并从排水口64b、 64c排出。右翼子板内侧的緩冲槽62a以及位于保险杠内侧 的左右下部角落中的緩冲槽62b、 62c也可以都从该结构中省略。在该变形 结构中，在燃料电池组22中产生的水被直接从排水口64b、 64c排出。该变 形结构不能使得单位时间的排出量基本固定，但是仍然可以对向用于前轮 的翼子板前方排水施加必要的影响。
在第一实施例的燃料电池车辆10中，在燃料电池组22中产生的水从安 装在用于前轮的翼子板的前部内面上的左右两个排水口64b、 64c排出。也 可以有三个或更多个用于排水的排水口，或者可以省略排水口64b、 64c中 的一个。排水口64b、 64c也可以具有不同的形状，而不是在笫一实施例的 燃料电池车辆10中的相同的形状。例如，排水口64b、 64c的形状可以设计 成使得从排水口64b的单位时间的排水量大于从排水口64c的单位时间的排 水量。
在第一实施例的燃料电池车辆10中，从燃料电池组22排出的未反应的 氢气通过氢气循环流路33而循环至氢供给流路32。然而也可以从该结构中 省略氢气循环流路33。
在第一实施例的燃料电池车辆10中，空气供排系统40中的气液分离器 48不具备完全的气液分离功能。但是，该气液分离器也可以具有完全的气 液分离功能。
B.笫二实施例
下面说明本发明的第二实施例的燃料电池车辆IIO。图4是示出第二实 施例的燃料电池丰辆110中排水口164的平面配置的平面图。图5是示出安装 在第二实施例的燃料电池车辆110上的装置的侧面配置的侧视图。除了不具 备緩冲槽62b、 62c,用于排放蓄积于緩冲槽623中的水的排水口164的配置 (不同)以及增加了用以将空气流引导至排水口164附近的空气流引导路径 180以外，第二实施例的燃料电池车辆110与第一实施例的燃料电池车辆10 具有基本相同的结构。为了避免重复说明，第二实施例的燃料电池车辆IIO
与第一实施例的燃料电池车辆10的同样的构成由同样的标号表示，并且省
略其图示和详细说明。
在第二实施例的燃料电池车辆110中，緩冲槽62a通过未示出的管道与 排水口164连接，该排水口164形成在驾驶员座位一侧(右手侧驾驶车辆的 右侧)的用于前轮的翼子板的后部内侧，以将水沿垂直方向向下排出。因 此蓄积于緩沖槽62a中的水由排水口164排出。在第二实施例的燃料电池车 辆110中，空气流引导路径180由前翼子板以及车辆的其它部件构成为空气 通路，以从前部引导空气流并通过前轮的后侧将该空气流斜向后排放。空 气流引导路径180被设计成在翼子板中的排水口 164附近朝车辆斜后方大约 45度的角度排出空气。
在如上述构成的第二实施例的燃料电池车辆110中，以下述方式从排水 口 164排水。在车辆行驶期间从排水口 164排出的水由通过空气流引导路径 180而引导的空气流带走并向车辆的斜后方吹送。这种使来自排水口 164的 水向车辆的斜后方吹送的设置有效地防止了所排出的水被由车辆行驶而引
导的车辆行驶风巻起(旋动)。在车辆后部沿其宽度方向，特别是车辆后 方中央部，车辆行驶风的可能影响较大。在车辆横向侧，随着相对车辆的 距离增加，车辆行驶风的可能影响减小。从而将水向车辆的斜后方排放可 有效地减小车辆行驶风的可能影响并防止所排出的7jC被车辆行驶风巻起。 在笫二实施例的结构中，在排水口164附近的空气流引导路径180中的空气 的流量(flow rate )以及从空气流引导路径180斜向后流出的角度被调整成 使得在车辆行驶期间从排水口 164排出的水到达路面时离该车辆的距离(例 如，当车辆以60km/h的速度行驶时大约为50cm)，比距离在该道路上的该 车辆任一侧的另一车辆或者任何其它障碍物的通常距离小。这种调整有效 地防止了在车辆行驶期间从排水口 164排出的水溅到道路上的任一其它车 辆或者障碍物。在第二实施例的结构中，排水口 164位于驾驶员座位一侧(通 常距离对开车辆较近的一侧或距离道路中央较近的一侧)。从而在车辆行 驶期间从排水口 164排出的水不会溅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结构体。在第二实施例的结构中，排水口164
被设置成将所述水沿垂直方向向下排出，从而向下的力作用在所排出的水 上，与水自由落下的情况相比，可使得所述水迅速地到达路面。这种设置 有效地防止了所排出的水在到达路面之前由诸如车辆行驶风等任何扰动而
被巻起或者飞散。排水口 164被设计成当车辆停止时在车辆的轮廓以内垂直 向下地排水。这可以满意地防止所排出的水'賊到靠近该车辆的任何行人或 任何建筑物。
如上所述，在第二实施例的燃料电池车辆110中，排水口164形成在驾 驶员座位一侧的用于前轮的翼子板的后部里面中，以将水沿垂直方向向下 排出。空气流引导路径180^皮设计成从车辆前部引导空气流，并在排水口164 附近以向车辆斜后方大约45度的角度排出空气流。这种设置使得在车辆行 驶期间来自排水口 164的水向车辆斜后方流动，并从而有效地抑制了所排出 的水被车辆行驶风所巻起。该实施例的这种设置防止了诸如所排出的水飞 散到行驶在侧面或后面的其它车辆上的可能问题。排水口164位于驾驶员座 位一側。这种配置可满意地防止在车辆行驶期间从排水口 164排出的7JC被溅 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结构体。 排水口 164被设计成垂直向下地排水。这种设计可使得所排出的水迅速地到 达路面。排水口 164被设计成当车辆停止时在车辆的轮廓以内垂直向下地排 水。这种设置可以有效地抑制当车辆停止时从排水口 164排出的水溅到靠近 车辆的任何行人或任何建筑物。
在第二实施例的燃料电池车辆110中，空气流引导路径180被设计成在
流。要求是在排水口164附近以向车辆的斜后方以大约45度的角度排出所导 入的空气流。除了空气流引导路径180以外或代替空气流引导路径180，还 可以设置另一空气流引导部件。如图6的平面图以及图7的侧视图所示，一 变形例的燃料电池车辆110B具有一个空气管路180B，该空气管路180B被设 置成在排水口164附近向车辆的斜后方以大约45度的角度排出从车辆前部 导入的空气流。如图7所示，空气管路180B朝下弯曲，以使得向争辆的斜 后方以大约45度的角度排出的空气流具有垂直向下的速度分量。与不具有
空气流时所排出的水相比，具有垂直向下的分量的空气流可使得所排出的 水在一更短的时间段内到达路面。从而这种设置有效地防止所排出的水在 到达路面之间被车辆行驶风巻起。
第二实施例的燃料电池车辆110在排水口164附近向车辆的斜后方以大 约45度的角度排出所引导的空气流。要求是向车辆的斜后方排出空气流。 所以空气流的排出角度不限于45度，也可以是任何其它适当的角度，例如 在大约15至75度的范围内，并尤其是在大约30至60度的范围内。
在第二实施例的燃料电池车辆110中，排水口 164形成在驾驶员座位一 侧的用于前轮的翼子板的后部内侧。该排水口也可形成在任何其它适当的 位置，例如，在驾驶员座位一侧的用于前轮的翼子板的前部内侧，在驾驶 员座位一侧的用于后轮的翼子板的前部或后部内侧，在前部乘员座位一侧 的用于前轮的翼子板的前部或后部内侧，或者在前部乘员座位一侧的用于 后轮的翼子板的前部或后部内侧。也可以在翼子板之外的部位设置该排水
C2 。
c.第三实施例
下面说明本发明的第三实施例的燃料电池车辆210。图8示出了第三实 施例的燃料电池车辆210中排水口264的配置。除了不具备緩冲槽62b、 62c、 用于排放蓄积于緩冲槽62a中的水的排水口264的配置(不同)以外，第三 实施例的燃料电池车辆210与第一实施例的燃料电池车辆10具有基本相同 的结构。为了避免重复说明，第三实施例的燃料电池车辆210与第一实施例 的燃料电池车辆10的同样的构成则由同样的标号表示，并且省略其图示和 详细i兌明。
在第三实施例的燃料电池车辆210中，通过管路263连接到緩冲槽62a 的排水口264通过一个导流板(airdam) 283安装在下臂282上。该下臂282 用作在驾驶员座位一侧的用于前轮的悬架装置的簧下部件。图9是沿图8的 线A-A的放大剖面图，图10是沿图8的线B-B的放大剖面图。如图所示，导 流板283具有一个延伸到与下臂282的连接处的拱形件284以及一个下部半 圆件285。拱形件284具有一个大致半圆形的截面并且具有一个延伸的接头 部284a。排水口264设置在拱形件284的延伸的接头部284a中。拱形件284 的延伸的接头部284a安装在下臂282上。拱形件284还具有一个斜面部284b, 该斜面部284b形成在车辆的前侧(图9中所示的左侧)以使来自车辆前方的 风(车辆行驶风)的方向改变成斜向下。导流板283的下部半圆件285设置 在排水口264的前方，以防止来自车辆前方的风(车辆行驶风)紧接在从排 水口264排出水后直接与水冲撞(接触)。
在如上构成的第三实施例的燃料电池车辆210中，以如下方式从排水口 264排出水。在车辆行驶期间从排水口 264排出的水由导流板283的半圆件 285包围，从而在所排出的水到达半圆件285的下端之前不会受到车辆行驶 风的影响。从而所排出的水在车辆紧下方沿垂直方向落下。落下到半圆件 285的下端之外的所排出的水自然要受到车辆行驶风的影响。然而，由于存 在导流板283的斜面部284b，使车辆行驶风的方向改变以在紧接着从排水口 264排出水后直接影响水的位置具有垂直向下的分量，如图9所示。该垂直 向下的力因此作用在所排出的水上。这加速了所排出的水的落下并使得所 排出的水迅速到达路面。排水口 264安装在用作悬架装置的簧下部件的下臂 282上，在不平坦的路面上该下臂282与车轮一起上下垂直运动。这也使得 从排水口 264排出的水迅速到达路面。
如上所述，在第三实施例的燃料电池车辆210中，将排水口264安装于 用作悬架装置的簧下部件的、在不平坦的路面上与车轮一起上下垂直运动 下臂282，可使得从排水口264排出的水迅速到达路面。这种结构可满意地 防止从车辆排出的水在到达路面之前被车辆行驶风巻起。导流板283的结构 有效地抑制紧接在从排水口 264排出水后车辆行驶风对水的直接作用，从而 可使得所排出的水迅速到达路面。导流板283被设计成使得落下到导流板 283的半圆件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 向改变了的车辆行驶风的影响。这种结构满意地缩短了水落下到路面所需 的时间，从而防止从车辆排出的水在到达路面之前被车辆行驶风巻起。该
实施例的这种结构防止了诸如所排出的水被飞濺到侧面或后面的其它车辆 上的可能问题。
第三实施例的燃料电池车辆210具有斜面部284b,该斜面部284b使车 辆行驶风的方向改变以在紧接着从排水口 264排出水后直接影响水的位置 具有垂直向下的方向。 一种可行的变形可以不形成斜面部284b，从而不改 变车辆行驶风的方向以在紧接着从排水口 264排出水后直接影响水的位置 具有垂直向下的分量。
第三实施例的燃料电池车辆210具有导流板283，以紧接在从排水口264 排出水之后保护水不受到车辆行驶风的可能影响。然而如果不需要也可以 省略该导流板283。
在第三实施例的燃料电池车辆210中，排水口264安装在用作在驾^J 座位一側的前轮用悬架装置的簧下部件的下臂282上。排水口264还可安装 在用作在驾驶员座位一侧的后轮用悬架装置的簧下部件的下臂上，或者安 装在用作在前部乘员座位一侧的前轮或后轮用悬架装置的簧下部件的下臂 上。也可以有分别安装在用作在驾驶员座位一侧的前轮用悬架装置的簧下 部件的下臂282上、以及安装在用作在前部乘员座位一侧的前轮用悬架装置 的簧下部件的下臂上的多个排水口264。
D.第四实施例
下面说明本发明的第四实施例的燃料电池车辆310。图ll是示出安装在 第四实施例的燃料电池车辆310上的装置的平面配置的平面图。图12是示出 安装在第四实施例的燃料电池车辆310中的气液分离器348的配置的侧面 图。图13是示出安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的、包括燃料电池 组22的燃料电池系统320的结构的系统图。如图13所示，除了在空气供排系
外，安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的燃料电池系统320与安装在
第一实施例的燃料电池车辆10上的燃料电池系统20具有基本相同的结构。
为了避免重复说明，安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的燃料电池系
统320与安装在第一实施例的燃料电池车辆10上的燃料电池系统20的同样 的构成由同样的标号表示，并且省略详细说明。第四实施例的燃料电池车 辆310的除燃料电池系统320以外的、与第一实施例的燃料电池车辆10相同 的构成也由同样的标号表示。
在安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的燃料电池系统320中，包 含有通过燃料电池组22的发电而产生的蒸汽形式的水的废气，被引导到加 湿器46中以对由空气压缩机44加压的空气进行加湿，并通过供气管42而被 供给到燃料电池组22，如图13所示。该包含有蒸汽的废气然后通过排气管 道347流动到被设置在驾驶员座位一侧的后轮附近的气液分离器348，如图 11和12所示。该包含有蒸汽的废气经由气液分离器348中的气液分离并通过 弯曲排放管349排放到大气中。
图14示出气液分离器348和弯曲排放管349的结构。该气液分离器348 被设置成带状，并具有扭曲的内部部件以使流过排气管道347的废气形成螺 旋状涡流。废气的这种螺旋旋转使得对包含在废气中的水滴施加有离心力。 该离心力在气液分离器348的壁面上蓄积水滴以进行气液分离。从而由气液 分离器348分离的气体包含有蒸汽和非常小的液态水滴。弯曲排放管349从 与气液分离器348的接头线性伸出，并然后沿垂直方向向下弯曲.弯曲排放 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。弯曲排放管 349的排放口349a位于驾驶员座位一侧的后轮的后部，如图11和12所示，以 减小车辆行^对从排》丈口 349a排出的水产生的可能影响。
水从如上结构的第四实施例的燃料电池车辆310中以如下方式排出。通 过排气管道347流动到气液分离器348的包含在废气中的水，通过离心力作 用在气液分离器348的壁面上蓄积，并随着废气的流动而沿着弯曲排放管 349的壁面向后移动。水的表面张力以及废气的流动使得水在排》文口349a 的最后端蓄积成水滴并使得所蓄积成的水从排放口 349a的最后端排出到路 面。由气液分离器348分离的气体从排放口 349a的基本整个面积上以与从排 放口349a的最后端排出的水基本相同的方向排出。排放口349a位于驾驶员 座位一侧的后轮的后部，以减小车辆行驶风对上述排出的水产生的可能影
响。但是所排出的水并没有完全脱离车辆行驶风的可能影响。图1S示出从 排放口349a所排出的水和废气与车辆行驶风的关系。如所示出的，从排放 口 349a的基本面积上排出的废气用作空气幕以保护从排放口 349a的最后端 排出的水不受车辆行驶风的影响。这种设置有效地防止了从排放口 349a所 排出的水被车辆行驶风巻起。废气的空气幕限制了由车辆行驶风造成的所 排出的水的运动。
如上所述，第四实施例的燃料电池车辆310具有利用离心分离作用以进 行气液分离的气液分离器348，以及沿垂直方向向下弯曲并具有设置成基本 平行于路面的排放口349a的弯曲排放管349。由气液分离器348分离的水从 排放口 349a的最后端排出，而由气液分离器348分离的气体从排放口 349a 的基本整个面积上排出。所排出的废气用作空气幕以保护所排出的水不受 车辆行驶风影响，并从而有效地限制所排出的7jC被车辆行驶风巻起。排放 口349a设置在车辆行驶风的可能影响较小的驾驶员座位一侧的后轮的后 部。这进一步地有效地防止了从排放口 349a的最后端所排出的水被车辆行 驶风巻起。该实施例的这种设置防止了诸如所排出的水被飞溅到在侧面或 后面行驶的其它车辆上的可能问题。
第四实施例的燃料电池车辆310使用沿垂直方向向下弯曲并具有设置 成基本平行于路面的排放口349a的弯曲排放管349。这种弯曲排放管349可 以用排气管道347的延伸部来代替，该排气管道347不是沿垂直方向向下弯 曲而是基本水平地将水和废气从气液分离器348向驾驶员座位一侧的后轮 的后部引导，并具有位于该延伸部的封闭端附近以向下开口的排气口。在 这种变形结构中，由气液分离器348分离的水沿着排气管道347的延伸部的 壁面随着废气的流动而向后移动，并从向下的排气口的最后端排出。该延 伸部的封闭端使得从排气口排出的废气具有垂直向下的分量。从而该变形 结构具有与第四实施例的燃料电池车辆310同样的效果。排气口可以形成在 延伸部的封闭端的紧下部，或者位于稍微离开该封闭端的位置处。
在第四实施例的燃料电池车辆310中，弯曲排放管349被设计成使得由 气液分离器348分离的水随着废气流从排放口 349a的最后端排出，而由气液分离器348分离的废气从排放口349a的基本整个面积上排出。要求是将废气 排出以保护所排出的水不受车辆行驶风的影响，如图15所示。例如，在图 16的变形结构中，由气液分离器348分离的废气和水分别流过排气管349B 和排水管349b。排气管349B和排水管349b设置成沿车辆的移动方向，使 用于排水的排水管349b的出口位于用于排出废气的排气管349B的出口后 方。优选地排水的方向基本上与排出废气的方向相同。保护所排出的水不 受车辆行驶风的影响的气体流不限于来自燃料电池组22的废气，也可以使 用空气流来保护所排出的水不受车辆行驶风的影响。例如，如图17中的变 形结构所示，引导来自车辆前方的空气流的空气导管350的空气出口设置在 用于排出由气液分离器348C分离的水的排水管349C的出口前方。
使用废气或者空气流来保护由气液分离器348分离并从出口排出的水 不受车辆行驶风的影响。如图18所示，可将废气或者空气排出或引导以围 绕所排出的水滴。例如，在图19的变形结构中，由气液分离器348D分离的 废气和水分别流过排气管349D和排水管349d。排气管349D和排水管349d 设置成使用于排水的排水管349d的出口位于用于排出废气的排气管349D 的出口中央。作为另一示例，在图20的变形结构中，排水管349e和空气导 管350E设置成使用于排出由气液分离器348E分离的水的排水管349e的出 口位于用于引导来自车辆前方的空气流的空气导管350E的出口的中央。作 为另一示例，在图21的变形结构中，排水管349f、排气管349F和空气导管 350F被设置成使用于排出由气液分离器348F分离的水的排水管349f的出 口位于用于排出由气液分离器348F分离的废气的排气管349F的出口的中 央、并使排气管349F的出口位于用于引导来自车辆前方的空气流的空气导 管350F的出口的中央。在该结构中，由气液分离器348F分离并从出口排出 的水被废气和空气的双重空气幕保护不受车辆行驶风的影响，如图22所示。 这种设置有效地防止即使是包含在废气中的非常小的液态水滴也不会被车 辆行驶风巻起。
如上所述，要求是保护由气液分离器348分离并从出口排出的水不受车 辆行驶风的影响。可以使用 一种除由气液分离器348分离的废气之外的气体
或者空气来保护所排出的水不受车辆行驶风的影响。在图23和24所示的变 形示例的燃料电池车辆310G中，用于冷却燃料电池22的散热器356位于车 辆地板下面以使得由散热器356的风扇产生的风垂直朝下。用于排出由气液 分离器348G分离的水的水管349G的出口位于由散热器356的风扇产生的风 的中央。由散热器356的风扇产生的风有效地保护由气液分离器348G分离 并从水管349G的出口排出的水不受车辆行驶风的影响。在该变形示例的结 构中，由气液分离器348G分离的废气流过排气管349G并从车辆的后侧排 出。
如上所述，使用废气或空气流来保护由气液分离器348G分离并从出口 排出的水不受车辆行驶风的影响。废气或空气的出口也可以不是具有环形 截面，而可以具有任何适当形状的截面。
在第四实施例的燃料电池车辆310中，来自加湿器46的废气通过气液分 离器348中的气液分离，并且被分离的水和废气在驾驶员座位一侧的后轮后 方排出。被分离的水和废气的排出位置不限于驾驶员座位一侧的后轮后方。 被分离的水和废气也可以从任何适当的位置排出，例如，驾驶员座位一侧 的后轮前方、前座乘员座位一侧的后轮后方或前方、驾驶员座位一侧或前 座乘员座位一侧的前轮的后方或者前方、或者车辆中央的前方或后方。
在第四实施例的燃料电池车辆310中，来自加湿器46的废气通过气液分 离器348中的气液分离，并且被分离的废气被排出以保护被分离和排出的水 不受车辆行驶风的影响。 一个变形结构省略了气液分离器348以直接从加湿 器46排出含水的废气，同时调节空气流以保护含水的废气不受车辆行驶风 的影响。例如，在图25的变形结构中，排^t管道347H和空气输送管350H 被设置成使得用于排出来自加湿器46的含水废气的排放管道347H的出口 位于空气输送管350H的中央，以用于引导来自车辆前方的空气流。在该变 形结构中，周围的空气保护含水的废气不受车辆行驶风的影响。
E.第五实施例
下面说明本发明的第五实施例的燃料电池车辆410。图27是示出安装在
第五实施例的燃料电池车辆410上的空气供排系统40的排出系统的平面配 置的平面图。除了空气供排系统40中的排气处理不同以外，第五实施例的 燃料电池车辆410具有与第四实施例的燃料电池车辆310相似的结构。为了 避免重复说明，第五实施例的燃料电池车辆410的与第四实施例的燃料电池 车辆310相同的构成用相同的标号表示，并省略详细说明。
与图13所示的第四实施例的燃料电池车辆310上安装的燃料电池系统 320相同，在笫五实施例的燃料电池车辆410上安装的燃料电池系统中，包 含有通过燃料电池组22的发电而产生的蒸汽形式的水的废气，被引导到加 湿器46中以对由空气压缩机44加压的空气进行加湿，并通过供气管42而被 供给到燃料电池组22。该包含有蒸汽的废气然后通过排气管447流动到驾驶 员座位一側的后轮附近，并从排出管450排出到大气。
图28示出排出管450的结构和功能。图28的上部视图是排出管450的俯 视图，中部视图是排出管450的侧剖图，底部视图示出车辆行驶风与从下部 管452排出的水以及从上部管454排出的废气之间的关系。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从排气管447向下弯曲 以倾斜地向后下方排出水和废气，上部管454从该下部管452的上壁分支， 弯曲成与该下部管452平行，并具有逐渐扩展的开口面积，以将废气倾斜地 向后下方朝，出。
水以下述方式从如上述构成的第五实施例的燃料电池车辆410排出。从 加湿器46通过排气管447流来的废气部分地在排气管447中进行气液分离。 所分离的水与废气流沿排气管447的底部流动至排出管450,并从排出管450 的下部管452排出。所分离的废气流过排气管447并在排出管450中分离成从 下部管452排出和从上部管454排出。即所分离的水大部分从下部管452排 出，而所分离的废气同时从下部管452和上部管454排出。在此假定在行驶 期间从车辆后部的地板下方排出水滴。在紧接排出之后的水滴部分地被车
辆行驶风巻起，而剩余的水滴则到达路面。到达路面的水滴的一部分在路 面上溅起并大部分被车辆行驶风巻起。然而，在第五实施例的燃料电池车 辆410中，从排出管450的上部管454排出废气流，以在从下部管452排出的
水的后方形成宽阔的空气幕。废气流的空气幕有效地减小了车辆行驶风对 下落中的水的可能影响，并且抑制在路面上溅起的水被车辆行驶风巻起。 即，废气流的空气幕限制了到达路面的水滴的运动。
如上所述，第五实施例的燃料电池车辆410具有排出管450，而该排出 管450具有下部管452和上部管454，其中下部管452向下弯曲以倾斜地向后 下方排出水和废气，上部管454从该下部管452的上壁分支，弯曲成与该下 部管452平行，并具有逐渐扩展的开口面积，以将废气倾斜地向后下方排出。 这种结构从排出管450的下部管452排出水，并同时从上部管454排出废气以 在所排出的水的后方形成宽阔的空气幕。废气的空气幕可满意地减小车辆 行驶风对下落中的水的可能影响，并且抑制在路面上濺起的水被车辆行驶 风巻起。该实施例的设置防止了可能的问题例如所排出的水被飞溅到侧面 或后面行驶的其它车辆上。
在第五实施例的燃料电池车辆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废气的宽阔的空气幕。除废气之外的气体 例如空气可以被用于在所排出的水的后方形成空气幕。例如，图29的一种 变形结构具有从排气管447延伸出的排出管450B和被设置在排出管450B的 后方以用从车辆前方引导来的空气流形成宽阔的空气幕的空气导管460。
在第五实施例的燃料电池车辆410中，来自加湿器46的废气不是被引导 至气液分离器而是通过排气管447流至排出管450，以被排出到大气。来自 加湿器46的废气也可以在排出到大气之前在气液分离器中进行气液分离。 例如，图30的一变形结构包括安装在排气管447上的气液分离器448C、用 于排出由气液分离器448C所分离的水的排水管456、位于排水管456的出口 后方用于排出由气液分离器448C所分离的废气以形成废气的宽阔的空气 幕的废气管458。图31的另一变形结构包括安装在排气管447上的气液分离 器448D、用于排出由气液分离器448D所分离的水的排水管456、位于排水 管456的出口后方以用从车辆前方引导来的空气流形成宽阔的空气幕的空 气导管460。
在第五实施例的燃料电池车辆410中，在所排出的水的后方形成宽阔的
空气幕。只要空气幕可减小车辆行驶风对所排出的水的可能影响，并且抑 制在路面上溅起的水被车辆行驶风巻起，该空气幕可以形成在除了所排出
的水的后方之外的其它任何适当的位置。例如，在图32的变形示例中，空 气幕形成在车辆中的排气管447的出口内侧。在图33的另一变形示例中，空 气幕形成在车辆中的排气管447的出口外侧。在任何结构中，可以由废气流 或者由空气流形成该空气幕。该空气幕的位置需要在所排出的水的附近。 该空气幕可以形成为围绕所排出的水，例如位于所排出的水的后方并在其 一侧或者两侧。
在第五实施例的燃料电池车辆410中，来自空气供排系统40的废气通过 排气管447流动到被设置在驾驶员座位一侧的后轮附近的排出管450,并从 排出管450排出到大气。来自空气供排系统40的废气也可以从被设置在前部 乘员座位一侧的后轮附近或者从车辆的后部中央排出。
F.第六实施例
下面说明本发明的第六实施例的燃料电池车辆510。图34是示出安装在 第六实施例的燃料电池车辆510上的装置的平面配置的平面图。图35是示出 第六实施例的燃料电池车辆510中的排气系统的配置的侧视图。图36是示意 性地示出安装在第六实施例的燃料电池车辆510上的、包括燃料电池组22 的燃料电池系统520的结构的系统图。如图36所示，除了空气供排系统40 中的排气处理不同以外，安装在第六实施例的燃料电池车辆510上的燃料电 池系统520具有与图13所示的笫四实施例的燃料电池车辆310相似的结构。 为了避免重复说明，安装在第六实施例的燃料电池车辆510上的燃料电池系 统520的与安装在第四实施例的燃料电池车辆310上的燃料电池系统320相 同的构成用相同的标号表示，并省略详细说明。除燃料电池系统520以外的 第六实施例的燃料电池车辆510与第四实施例的燃料电池车辆310的相同的 构成也由相同的标号表示。
在安装在第六实施例的燃料电池车辆510上的燃料电池系统520中，包 含有通过燃料电池組22的发电而产生的蒸汽形式的水的废气，被引导到加
湿器46中以对由空气压缩机44加压的空气进行加湿，并通过供气管42而净皮 供给到燃料电池组22,如图36所示。该包含有蒸汽的废气然后通过排气管 547流动到位于驾驶员座位一侧的后轮附近的排出机构550,并从排出机构 550排出到大气，如图34和35所示。
图37示出排出机构550的结构和排出废气的过程。图37 (a)示出来自 燃料电池组22的废气的流量低的情况下排放废气的过程。图37(b)示出来 自燃料电池组22的废气的流量高的情况下排放废气的过程。排出机构550 具有固定管551和较短的可动管552，其中固定管551具有大约45度角的切制 端部并被设置成沿基本水平的方位以与排气管547连接，而可动管552具有 大约45度角的接头切制端部以用于和固定管551连接。固定管551的切制端 部的边缘和可动管552的切制端部的边缘通过铰接件553以可枢转地方式连 接在一起。可动管552通过来自固定管551的气体的排出力而可绕铰接件553 枢转。随着来自固定管551的气体流量的增加而使得气体的排出力增大，可 动管552的气体排出方向从垂直向下方向改变为水平方向。可动管552的可 动范围具有车辆的横向方向分量和向后方向分量，如图34中清楚地示出。
废气和由燃料电池组22产生的水以下述方式从如上述构成的第六实施 例的燃料电池车辆510排出。包含由燃料电池组22产生的水的废气^f皮引导到 加湿器46以对由空气压缩机44加压的空气进行加湿，流过排气管547，并最 终从排出机构550排出。燃料电池組22的高负荷增加从燃料电池组22排出的 水量以及废气的流量。在燃料电池组22的低负荷条件下，废气的低流量使 得可动管552垂直向下，以垂直向下排出水和废气。另一方面，在燃料电池 组22的高负荷条件下，废气的高流量使得可动管552水平地并朝向车辆斜后 方，以水平地并朝向车辆斜后方排出水和废气。燃料电池组22的高负荷状 态意味着消耗大量的能量以驱动车辆，并包括，例如，以较高速度驱动车 辆的状态以及以较大加速度使车辆加速的状态。燃料电池组22的低负荷状 态意味着消耗少量的能量以驱动车辆，并包括，例如，车辆的停止状态， 以较低速度驱动车辆的状态以及使车辆减速的状态。当车辆停止时、以较 低速度行驶、或者减速时，由燃料电池組22产生的水垂直向下地排出。当
车辆以较高速度行驶或者以较大加速度加速时，由燃料电池组22产生的水 水平地并朝向车辆斜后方排出。这种设置减小了车辆行驶风的可能影响， 并从而防止了所排出的7JC被车辆行驶风巻起。这种设置还降低了所排出的
水相对于路面的相对速度，并从而满意地抑制水在路面上'戚起。当车辆以 较高速度行驶或者以较大加速度加速时，水平地并朝向车辆斜后方排出由 燃料电池组22产生的水，可满意地防止所排出的水在到达路面之前被车辆 行驶风巻起，并抑制所排出的水在路面上濺起并被车辆行驶风巻起。另一 方面，当车辆停止、以较低速度行驶、或者减速时，垂直向下地排出由燃 料电池組22产生的水，可满意地防止所排出的水溅到路肩上的任何行人身 上或者朝向道路的任何建筑物或结构上。
如上所述，第六实施例的燃料电池车辆510具有排出机构550，该排出 机构550响应于来自燃料电池组22的废气的低流量，垂直向下地排出来自燃 料电池组22的水和废气，而响应于来自燃料电池组22的废气的高低流量， 水平地并朝向车辆斜后方排出由燃料电池组22产生的水和废气。这种设置 可满意地防止所排出的水溅到路肩上的任何行人身上或者朝向道路的任何 建筑物或结构上，并抑制所排出的水被车辆行驶风巻起。排出机构550位于 车辆行驶风的可能影响较小的驾驶员座位一侧的后轮后方。这进一步有效 地防止了从排出机构550排出的水被车辆行驶风巻起。该实施例的设置防止 了可能的问题例如所排出的水被飞溅到在侧向或后面行驶的其它车辆上。
在第六实施例的燃料电池车辆510中，排出机构550具有以可枢转地方 式安装在固定管551的端部上的可动管552。在图38所示的一变形结构的排 出机构550B中， 一波紋管挠性管552B连接到固定管551B上。在该固定管 551B与挠性管552B之间横跨有弹簧554以施加张力。该弹簧554的作用使得 挠性管552B的开口端响应于接近于零的低气体流量而面朝垂直下方，响应 于高气体流量而抬升挠性管552B并使得挠性管552B的开口端面朝基本水 平方向。
在第六实施例的燃料电池车辆510中，排出机构550被设计成将由燃 料电池组22产生的水和废气响应于废气的变化的流量而沿着具有车辆的横
向分量和向后方向分量的方向排出。排出机构550也可被设计成将由燃料 电池组22产生的水和废气响应于废气的变化的流量仅沿着具有车辆的横向 分量的方向排出。排出机构550也可被设计成将由燃料电池组22产生的水 和废气响应于废气的变化的流量仅沿着具有车辆的向后方向分量的方向排出。
在第六实施例的燃料电池车辆510中，由燃料电池組22产生的水和废气 从驾驶员座位一侧的后轮的后方排出。由燃料电池组22产生的水和废气的 排出位置不限于驾驶员座位一侧的后轮的后方。可以从任何适当的位置排 出水和废气，例如，驾驶员座位一侧的后轮的前方，前部乘员座位一侧的 后轮的后方或前方，驾驶员座位一侧或前部乘员座位一侧的前轮的后方或 前方，或者在车辆中央的后方或前方。
G.第七实施例
图39示意地i兌明本发明的第七实施例的车辆1010的结构。车辆1010将 被设置在后部燃料电池室1012中的燃料电池组1020作为电源，并且由电机 1030的动力驱动。电机1030可以为任何类型的电机，但是在该实施例中是 同步电才几。逆变器1031用于将从燃料电池组1020输出的直流电流转换成三 相交流电。电才几1030由该三相交流电驱动。电冲几1030的动力,皮通过旋转轴 1032传递到车轮1033以驱动车辆1010。
燃料电池组1020通过氢气和氧气的电化学反应而产生电能。燃料电池 组1020可以为任何类型的燃料电池，但是在该实施例中是高分子电解质型 燃料电池。空气被通过供给管1024传送到燃料电池組1020氧电极或者阴极。 氢气随后从位于车顶氢燃料箱室1011中的多个氢燃料箱1050通过供给管 1022输送到燃料电池组1020的氢电极或者阳极。
控制单元1040控制逆变器1031以及安装在车辆1010上的其它装置的操 作。该控制单元1040被构造为包括CPU、 ROM和RAM的微计算机。控制 单元1040根据存储在ROM中的控制程序控制各装置和在位于驾驶员座位 1014处的4义表面板1060上的显示。
在下部的放大示图中示出了燃料电池室1012中阴极的排气系统。来自
水。阴极废气通过管道1024P流到气液分离器1021以进行气液分离，并从 排气管1025排出。所分离的水通过排水口1026并蓄积于位于车辆1010下方 的緩沖槽1027中。在緩冲槽1027中蓄积的水通过排出管1028排出到大气。 排出管1028设置在緩冲槽1027的前方。緩冲槽1027的底面从较高的后端朝 向较低的前端倾斜以用于平滑地从排出管1028排出水。排出管1028的开口 端离地面的高度H (下文称作"开口端高度")被设置得充分地低，以防 止所排出的水在车辆1010行驶期间4皮空气流巻起而飞散。
在本实施例的结构中，来自阳极的阳极废气不通过上述排气系统，而 是循环到供给管1022以有效地利用剩余的未消耗氢气以进行发电。来自阳 极的阳极废气也可以与阴极废气一起从排气系统排出。
图40示出緩冲槽1027的功能。在图40(a)中车辆1010处于停止状态。 在该状态下，在緩冲槽1027中蓄积的水从排出管1028排出到车辆外部。当 车辆1010处于停止状态时，没有7JC被空气流巻起和飞散。
在图40(b)中，车辆1010处于加速状态。在该状态下，在緩沖槽1027 中蓄积的7K被由加速引起的惯性力"A"向后压。这使得水面离开排出管 1028的接头，并从而抑制水的排放。对水的排放进行抑制可以降低由于车 辆下方产生的空气流而造成的所排出的水的飞散的可能性。
在图40(c)中，车辆1010处于减速状态。在该状态下，在緩冲槽1027 中蓄积的水被由减速引起的惯性力"A"向前压。这有利于从排出管1028 排出水。车辆下方产生的空气流因减速而弱化，从而相对减少所排出的水 的飞散。排出管1028的开口端高度理想地设置成可在减速状态下抑制所排 出的水的飞散的充分低的高度。
如上所述，在第七实施例的车辆1010中，设置在排气系统中的緩冲槽 1027和排出管1028的作用是可以有效地抑制加速状态下水的排放，有利于 减速状态下水的排放。在通常行驶期间，车辆经常重复加速和减速并不在 固定的巡航速度下连续行驶。从而，有利于减速状态下水的排放并抑制加
速状态下水的排放的这种设置，可以将在行驶期间所排出的水的飞散减少 到不会影响后续和附近车辆的平稳行驶的程度。
H.第八实施例
图41示出本发明的第八实施例的排气系统的结构。第八实施例的结构 在緩冲槽1027的下方具有一个带有簧片阀1028V的排出管1028A。簧片阀 1028V的作用是在车辆行驶期间响应于空气流的压力波动压力(冲压，ram pressure),即，响应于阻止空气流的压力而打开和关闭。
下部的曲线图示出簧片阀1028V的作用。从排出管1028A排出的水随着 车辆速度增加使得空气流(速度)增强而更剧烈地飞散。当车辆速度超过 规定水平Vr时，因为存在影响后续和附近车辆的平稳行驶的可能性，所以 要求抑制水滴的飞散。该实施例的程序将比规定水平Vr稍低的值设定为用 于抑制水滴的飞散的设计速度Vd。
压力波动压力与车辆速度的平方成比例地增加，如曲线P所示。该曲 线P给出 一个与i殳计速度Vd相对应的压力波动压力Pd。在该实施例的结构 中，调节簧片阀1028V的操作压力，以使得簧片阀1028V响应于小于值Pd 的压力波动压力打开，而响应于不小于值Pd的压力波动压力关闭。
在第八实施例的车辆中，这种调节在车辆速度超过设计速度Vd时充分 地关闭簧片阀1028V以停止水的排放。这种设置有效地抑制可能影响后续 和附近车辆的平稳行驶的程度的所排出的水的飞散。
在第八实施例的结构中，排出管1028A位于緩沖槽1027的下方。排出 管1028A也可以位于緩冲槽1027的前方，如同第七实施例的结构。当车辆 速度超过设计速度Vd时不必充分地关闭簧片阀1028V。这种机构可以根据 车辆速度连续或分阶段地减小簧片阀1028V的开度。
第八实施例的簧片阀1028V可以由电磁阀替换。这种变形结构还可另 外包括用以控制电磁阀的操作的控制单元。当车辆速度超过设计速度Vd时 该控制单元减小电磁阀的开度或充分地关闭电磁阀。
图42示出一变形例的另一排气系统的结构。在该变形示例中，緩沖槽
1027A的底面以一个高度L从较高的前端朝向较低的后端倾斜。这种倾斜4吏 得在緩沖槽1027A中蓄积的水即使是在图42 (a)所示稳定状态下也将离开 排出管1028，从而抑制水的排放。这种设置有效地抑制了车辆稳定行驶期 间的水的排i文，并从而减少了所排出的水的飞散。
当车辆处于加速状态下时，惯性力"A"用于抑制水的排放，如图42 (b)所示。另一方面，当车辆处于减速状态下时，惯性力"A"用于朝前 推压所蓄积的水并从而促进水的排放，如图42(c)所示。车辆的行驶通常 包括减速时间段。从而在稳定行驶期间对水的排放的抑制不会对緩冲槽 1027A中水的蓄积造成损害。
图43示出另一变形示例的又一排气系统的结构。在该变形示例中，前 端开口的刚性排出管1028B安装在緩沖槽1027上。在所示出的该示例中， 在排出管1028B的前端开口的截面积S0大于在与緩沖槽1027的接头处的截 面积S1。排出管1028B也可以形成为具有相同的截面积S0和S1的圆筒形状。
在该变形示例的结构中，在车辆行驶期间向排出管1028B施加压力波 动压力。在緩沖槽1027A中蓄积的水向前流动以流出排出管1028B。压力波 动压力抑制水的流出。在该变形示例的结构中，压力波动压力的作用有效 地抑制了在高速行驶期间水的排放。
下部曲线图示出截面积比例S0/S1对抑制水的排放的影响。假定如参照
Vr而设定设计速度Vd。曲线P给出与设计速度Vd对应的压力波动压力Pa。 为了抑制水的排放，压力波动压力Pa要大于在緩冲箱1028中蓄积的水的液 压，以从排出管1028B流出。所蓄积的水的液压随着在緩冲槽1027中蓄积 的水量(水位)而变化，但是也可以对应于典型驱动条件下蓄积的平均水 量而设定。该实施例的程序将比该对应的液压稍高的值设定为压力波动压 力的i史计值Pd,
管内压力一般随管的截面积的变化而变化。例如，将排出管1028B的 截面积比例S0/S1设置为不小于1将增大在排出管1028B的接头处的压力波 动压力而大于在前端开口处的压力波动压力。在该变形示例中，基于和压
力比Rd(-Pd/Pa)对应的截面积比Sd来确定排出管1028B的形状，其中，Pd 是指压力波动压力的设计值，而Pa是指与设计速度Vd对应的压力波动压 力。由此通过对压力波动压力的控制可以有效地抑制水的排放。
上述实施例涉及在其上安装有燃料电池作为电力源的汽车。除燃料电 池之外，该汽车可以具有包括二次电池和电容器的任何其它各种电力源。 本发明的才支术不限于其上安装有燃料电池的汽车，也可以适用于除汽车以 外的各种包括列车、小汽车及各种车辆的地上移动体，以及各种非地上移 动体。
上述实施例在所有方面都是示例性的而非限制性的。在不脱离本发明 的主要特征的范围或者精神的条件下，可以有多种变形、改变和变更。在 权利要求的等效意义和范围内的所有改变都因此被包含于其中。
工业适应性
本发明的技术有效地适用于包括汽车在内的各种移动体的制造工业。
权利要求
1.一种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元，和调整在所述排水单元的排水口附近由所述移动体的移动而引起的空气流的空气流调整单元。
2. 根据权利要求l所述的移动体，其特征在于，所述排水口设置成从 所述移动体的底侧基本沿垂直方向向下排出所述水，并且，所述空气流调整单元使空气朝向所述移动体的斜后方流动。
3. 根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述空气流调整单元 使所述空气以相对于所述移动体的横向侧15至75度的范围内的角度向后方 流动。
4. 根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述空气流调整单元 调整所述空气流以使其具有垂直向下的分量。
5. 根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述空气流调整单元 调整从所述移动体的前部导入的空气流。
6. 根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述移动体是一车辆， 其中，所述排水口位于所述车辆的前轮的后方。
7. 根据权利要求2所述的移动体，其特征在于，所述排水口位于驾驶 员座位一侧。
8. —种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括 从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元；和空气流影响控制单元，该空气流影响控制单元至少在所述排水口的附 近抑制由所述移动体的移动而引起的空气流对从所述排水口排出并最终到 达路面的水的可能影响。
9. 根据权利要求8所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元在所迷排水口的附近产生以与来自所述排水口的水的排出方向基本相 同的方向流动的气体流。
10. 根据权利要求8所述的移动体，其特征在于，所迷空气流影响控制 单元产生一气体流以基本上遮断由所述移动体的移动引起而影响从所述排 水口排出的水的空气流。
11. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元在所述移动体的移动方向上在所述水的排出位置的前方产生所述气体 流。
12. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元在所述移动体的移动方向上在所述水的排出位置的后方产生所述气体流。
13. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元在所述移动体的移动方向上在所述水的排出位置的横向内侧产生所述气体流。
14. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元在所述移动体的移动方向上在所述水的排出位置的横向外侧产生所述 气体流。
15. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元在所述水的周围产生环形的所述气体流。
16. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元产生所述气体流以包围所述水。
17. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元由来自所述移动体的废气产生所述气体流。
18. 根椐权利要求17所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控 制单元由来自所述燃料电池的废气产生所述气体流。
19. 根据权利要求17所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控 制单元具有用以产生所述气体流的风扇。
20. 根据权利要求19所述的移动体，其特征在于，所述风扇是用以冷 却安装在所述移动体上的装置的冷却扇。
21. 根据权利要求19所述的移动体，其特征在于，所述风扇设置在所 述移动体的下部以形成具有垂直向下的分量的废气流。
22. 根据权利要求9所述的移动体，其特征在于，所述空气流影响控制 单元调整由所述移动体的移动而引起的空气流以产生所述气体流。
23. —种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述 移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元，和后方飞散控制单元，该后方飞散控制单元抑制从所述排水口排出的水以及在从所述排水口排出后到达路面的水被由所述移动体的移动引起的空气流造成的向后方飞散。
24. 根据权利要求23所述的移动体，其特征在于，所述后方飞散控制 单元在所述排水口的后方产生以与来自所述排水口的水的排出方向基本相 同的方向流动的气体流。
25. 根据权利要求23所述的移动体，其特征在于，所述后方飞散控制 单元在所述排水口的后方产生具有垂直向下的分量的气体流。
26. 根据权利要求24所迷的移动体，其特征在于，所述后方飞散控制 单元调整由所述移动体的移动引起的空气流而产生所述气体流。
27. 根椐权利要求24所述的移动体，其特征在于，所述后方飞散控制 单元由来自所述移动体的废气产生所述气体流。
28. 根据权利要求27所述的移动体，其特征在于，所述后方飞散控制 单元由来自所述燃料电池的废气产生所述气体流。
29. 根据权利要求23所述的移动体，所述移动体包括 气液分离排放单元，所述气液分离排放单元接收包括蒸汽形式的、至少一部分由所述燃料电池产生的水的废气的供给，通过离心分离作用进行 所供给的废气的气液分离，并将所分离的气体和液体沿基本相同的方向排 出到大气。
30. 根据权利要求29所述的移动体，其特征在于，所述气液分离排放 单元包括使所述废气进行螺旋流动以进行离心气液分离的气液分离单元，和 沿具有垂直向下的分量的方向排放由所述气液分离单元所分离的气体 和液体的排放单元。
31. 根据权利要求30所述的移动体，其特征在于，所述排放单元具有 一个弯管，该弯管将来自所述气液分离单元的基本水平的气体和液体流弯 曲成垂直向下的方向并排放该垂直向下的气体和液体流。
32. —种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述 移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括具有排出机构的排出单元，所述排出机构响应于来自所述燃料电池的 废气的流量的变化在垂直向下方向和水平方向之间的范围内改变废气的排 出方向，其中，所述排出单元致动所述排出机构以将由所述燃料电池产生的水 和废气排出到大气。
33. 根据权利要求32所述的移动体，其特征在于，所述排出机构响应 于来自所述燃料电池的废气的流量的增加将所迷废气的排出方向改变为水 平方向。
34. 根据权利要求32所述的移动体，其特征在于，所述排出机构响应 于来自所述燃料电池的废气的流量的变化将所述废气的排出方向从垂直向 下方向改变为所迷移动体的水平横向方向。
35 根据权利要求32所述的移动体，其特征在于，所述排出机构响应于 来自所述燃料电池的废气的流量的变化将所述废气的排出方向从垂直向下 的方向改变为所述移动体的水平向后方向。
36.根据权利要求32所述的移动体，其特征在于，所述排出机构具有 一可动管，该可动管通过铰链连接到沿基本水平方向固定在所述移动体上 的固定管的端部的上边缘。
37. 根据权利要求32所述的移动体，其特征在于，所述排出机构具有 一可弯管，该可弯管以可弯曲的方式连接到沿基本水平方向固定在所述移 动体上的固定管的端部上；和可由流过所述可弯管的气体的力而发生变形 的可变形弹性元件；其中，所述排出机构，响应于所述废气的低流量，利用所述可变形弹 性元件来调整所述可弯管的弯曲状态，使得所述可弯管的自由端沿垂直方 向基本面朝下。
38. —种带有燃料电池的移动体，该燃料电池作为电力源安装于所述 移动体上并在产生电力的同时作为副产品产生水，所述移动体包括从排水口向大气排出由所述燃料电池产生的水的排水单元，和 抑制从所述排水单元的排水口排出的水的飞散的飞散控制单元。
39. 根据权利要求38所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 增大沿对所述水的落下起作用的方向上的力。
40. 根据权利要求39所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 增大所述水的落下重量。
41. 根据权利要求40所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 蓄积所述水并将所蓄积的水导向所述排水口 。
42. 根椐权利要求41所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 通过对包括蒸汽形式的至少一部分所述水的、来自所述燃料电池的废气进 行气液分离来蓄积所述水。
43. 根据权利要求39所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用由所述移动体的移动而引起的空气流来促进所述水的落下。
44. 根据权利要求43所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 使由所述移动体的移动而引起的空气流作为相对于所述水具有垂直向下的 分量的流动，以促进所述水的落下。
45. 根据权利要求39所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用从所述移动体排出的气体流来促进所述水的落下。
46. 根据权利要求45所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 将来自所述移动体的气体流作为相对于所述水具有垂直向下的分量的气流 而排出，以促进所述水的落下。
47. 根据权利要求38所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 减小沿作用在所述水的飞溅的方向上的力。
48. 根据权利要求47所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 限制由所述移动体的移动而引起的空气流对所述水的影响。
49. 根据权利要求48所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 调整相对于所述水的由所述移动体的移动而引起的空气流，以限制由所述 移动体的移动而引起的空气流对所述水的影响。
50. 根据权利要求49所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 限制相对于所述水的由所述移动体的移动而引起的空气流。
51. 根据权利要求49所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 遮断相对于所述水的由所述移动体的移动而引起的空气流。
52. 根据权利要求49所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 使由所述移动体的移动而引起的空气流作为相对于所述水具有垂直向下的 分量的气流。
53. 根据权利要求48所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用从所述移动体排出的气体流来减小沿作用在所述水的飞溅的方向上的 力。
54. 根据权利要求53所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用从所述移动体排出的气体流来限制相对于所述水的由所述移动体的移 动而引起的空气流。
55. 根据权利要求53所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用从所述移动体排出的气体流来遮断相对于所述水的由所述移动体的移 动而引起的空气流。
56. 根据权利要求38所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 限制所述水的移动。
57. 根据权利要求56所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用从所述移动体排出的气体流限制所迷水的移动。
58. 根据权利要求57所述的移动体，其特征在于，所述飞散控制单元 利用由所述移动体的移动而引起的空气流限制所述水的移动。
59. —种移动体，它包括通过氢气和氧气的电化学反应产生电力的燃料电池； 将来自所述燃料电池的废气排出到所述移动体外部的排气系统；和 排水控制机构，该排7jc控制机构在不小于预设水平的速度时抑制包含 于所述废气中的水向所述移动体外部的排出。
60. 根据权利要求59所述的移动体，其特征在于，所述排水控制机构 是一种在所述不小于预设水平的速度时减小开度的阀机构。
61. 根据权利要求59所迷的移动体，其特征在于，所述排水控制机构的排出的方向的位置与方向上具有开口的排水口 。
62. 根据权利要求59所述的移动体，其特征在于，所述排气系统具有 用以将所述水从所述废气分离的气液分离机构，并且，所述排水控制机构位于所述气液分离机构下游的排水系统中。
63. 根据权利要求62所述的移动体，其特征在于，所迷气液分离机构具有在其中临时蓄积所述水的贮水容器，并且，所述排水系统设置在所述贮水容器中以具有在所述移动体前部的开口 。
全文摘要
本发明涉及移动体。在安装于作为本发明移动体的燃料电池车辆的燃料电池系统(20)中，由包含于氢气供给系统的气液分离器(38)和由包含于空气供排系统(40)的气液分离器(48)分离的水临时蓄积在位于车辆前翼子板内侧或前保险杠内侧的缓冲槽(62a-62c)中。蓄积水从具有较小的车辆行驶风或由车辆移动引起的空气流的可能影响的、位于车辆前轮前方或后方的排水口(64b、64c)排出。为减少行驶风对排出水的可能影响，该车辆可具有由空气流使排出水向车辆斜后方流动或在排出水前方形成废气或空气的空气幕的空气流路径。该配置有效限制了排出水被行驶风卷起飞散，从而防止可能问题如排出水被飞溅到在侧面和后面行驶的其它车辆。
文档编号B60L11/18GK101177125SQ20071016251
公开日2008年5月14日 申请日期2004年8月12日 优先权日2003年8月26日
发明者吉田尚弘, 弓田修, 日比野雅彦, 舩山悦弘, 近藤俊行 申请人:丰田自动车株式会社