流體壓縮機和燃料電池車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及流體壓縮機和燃料電池車輛。作為流體壓縮機的空氣壓縮機（36）包括：吸入端口（84）和輸送端口（88），所述吸入端口（84）和輸送端口（88）分別設(shè)置在泵室（66）的上部和下部；吸入通道（86），所述吸入通道（86）經(jīng)由吸入端口（84）與泵室（66）的內(nèi)部連通；輸送通道（90），所述輸送通道（90）經(jīng)由輸送端口（88）與泵室（66）的內(nèi)部連通；以及驅(qū)動轉(zhuǎn)子（78）和從動轉(zhuǎn)子，所述驅(qū)動轉(zhuǎn)子（78）和從動轉(zhuǎn)子設(shè)置在泵室（66）中。吸入通道（86）的至少一部分位于吸入端口（84）的下方。
【專利說明】流體壓縮機和燃料電池車輛
[0001] 分案申請說明
[0002] 本申請是申請?zhí)柺?01080025655. 4、申請日是2010年4月19日、發(fā)明名稱是"流 體壓縮機和燃料電池車輛"的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及一種流體壓縮機和配備有該流體壓縮機的燃料電池車輛，所述流體壓 縮機包括：上部端口和下部端口，所述上部端口和下部端口分別位于泵室的上部和下部； 上部通道，所述上部通道經(jīng)由上部端口與泵室的內(nèi)部連通；下部通道，所述下部通道經(jīng)由下 部端口與泵室的內(nèi)部連通；以及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在泵室中。
【背景技術(shù)】
[0004] 燃料電池系統(tǒng)預(yù)計具有燃料電池組，該燃料電池組通過諸如含氫氣體的燃料氣體 與諸如空氣的氧化氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電力。所述燃料電池組例如是通過堆疊多 個燃料電池套件和隔板來構(gòu)成的，每個燃料電池套件都具有膜電極組件(MEA )，該膜電極組 件（MEA)由陽極、電解質(zhì)膜和陰極構(gòu)成。即，每個單元的燃料電池單元是通過分別將陽極和 陰極放置在由高分子離子交換膜構(gòu)成的電解質(zhì)膜的兩個相反側(cè)來構(gòu)成的。然后，MEA被放 置在兩個隔板之間。通過堆疊多個單獨的單元燃料電池并將該組夾持在集電板、絕緣板與 端板之間來構(gòu)成產(chǎn)生高電壓的燃料電池組。
[0005] 在這種燃料電池中，燃料氣體被供應(yīng)至陽極，而氧化氣體被供應(yīng)至陰極。然后，該 燃料氣體和氧化氣體經(jīng)歷電化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電力。
[0006] 例如，車輛可配備有上述燃料電池系統(tǒng)，以將燃料電池產(chǎn)生的電力供應(yīng)至用于驅(qū) 動車輪的驅(qū)動馬達。在這種情況下，燃料電池用作該驅(qū)動馬達的電源。
[0007] 在燃料電池系統(tǒng)中，使用諸如空氣壓縮機的流體壓縮機來將氧化氣體供應(yīng)至燃料 電池。氫氣廢氣，即從燃料電池中排出的含有未反應(yīng)氫氣的氫氣，也可以在循環(huán)通道中與新 鮮的氫氣混合?；旌虾蟮臍錃獗还?yīng)至燃料電池以提高燃料效率。在這種情況下，流體壓 縮機是氫氣泵，并且該氫氣泵設(shè)置在循環(huán)通道中。
[0008] 日本專利申請公報No. 2005-180421( JP-A-2005-180421)描述了一種氫氣壓縮機， 其具有：泵室，該泵室由泵外殼的內(nèi)表面和軸承座的內(nèi)表面限定；以及雙葉片轉(zhuǎn)子，該雙葉 片轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述泵室中。在該泵室的底部中央形成有輸送端口，并且引導(dǎo)表面被形成為 朝著該輸送端口的開口邊緣向下傾斜的倒置圓截錐形狀。所述氫氣壓縮機的好處之一是： 已經(jīng)被抽入或凝結(jié)在泵室中的水通過該輸送端口流出，并不殘留在泵室的底部。
[0009] 如果諸如氫氣泵或空氣壓縮機的流體壓縮機處在溫度低于零度的環(huán)境中時，在兩 個轉(zhuǎn)子之間或者在轉(zhuǎn)子與外殼之間的間隙中殘留的水可能凍結(jié)。在這種情況下，冰的附著 力可能使流體壓縮機難以甚至不可能順利地重新啟動。而且，如果在轉(zhuǎn)子的凹部中形成有 冰，則當流體壓縮機重新啟動時，冰可能會卡在轉(zhuǎn)子之間，并且使流體壓縮機難以順利啟 動。此外，在最小化對轉(zhuǎn)子的損壞方面還存在改進的空間。
[0010] 一般來說，燃料電池系統(tǒng)具有氧化氣體流動路徑，以將空氣供應(yīng)至燃料電池并且 從燃料電池中排出空氣廢氣，即反應(yīng)后的空氣。當空氣中含有的水蒸汽在該氧化氣體流動 路徑中凝結(jié)時，水可能從上游側(cè)流入位于該氧化氣體流動路徑上游的空氣壓縮機中或者從 下游側(cè)流(回)到該空氣壓縮機中。然后，如果空氣壓縮機處于低溫環(huán)境中，則可能在空氣壓 縮機的泵室中形成冰。在配備有燃料電池系統(tǒng)的燃料電池車輛的情形中，由于通常在所述 室的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間存在的溫度差，水易于如上所述地凝結(jié)。此外，該燃料電池車輛在雨中 或雪地上行進時拋起的水或雪可能被空氣壓縮機吸入，并在壓縮機內(nèi)凍結(jié)。
[0011] 鑒于上述情形，希望有一種防止過量的水進入流體壓縮機中的方法。相比之下， 對于JP-A-2005-180421中描述的氫氣壓縮機，考慮了確保該泵室中存在的水朝著輸送端 口順利地流動，但沒有考慮防止水進入泵室中。它還構(gòu)思了 ：為了即使在流體壓縮機中已 經(jīng)形成冰的情況下也使流體壓縮機的重新啟動成為可能，增加對轉(zhuǎn)子進行驅(qū)動的馬達的輸 出，或者在燃料電池系統(tǒng)關(guān)閉之后，在指定的時間段內(nèi)以相對高的轉(zhuǎn)速驅(qū)動流體壓縮機來 實施掃氣操作，以引導(dǎo)諸如空氣的流體流過該流體壓縮機，并將流體壓縮機中的水排出。然 而，這樣的結(jié)構(gòu)可能浪費能源。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 本發(fā)明防止了過量的水進入燃料電池車輛的流體壓縮機中。
[0013] 本發(fā)明的第一方面涉及一種流體壓縮機，其包括：泵室；上部端口，所述上部端口 設(shè)置在泵室的上部處；上部通道，所述上部通道經(jīng)由所述上部端口與所述泵室的內(nèi)部連通； 下部端口，所述下部端口設(shè)置在所述泵室的下部處；下部通道，所述下部通道經(jīng)由所述下部 端口與所述泵室的內(nèi)部連通；以及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述泵室中，并且所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以 壓縮通過所述上部端口和所述下部端口中的一個端口引入所述泵室中的流體，并將所述壓 縮流體通過所述上部端口和所述下部端口中的另一個端口排出，其中所述上部通道的至少 一部分位于所述上部端口的下方。
[0014] 根據(jù)該流體壓縮機，因為經(jīng)由上部端口與所述泵室的內(nèi)部連通的上部通道的至少 一部分位于上部端口的下方，所以，即使凝結(jié)水已經(jīng)積聚在上部通道的壁表面上，也可以將 水容易地排出到外部，并且可以防止過量的水從上部端口側(cè)進入泵室中。因此，不太可能發(fā) 生由已進入泵室中的水形成冰以及由于在泵室中形成冰而引起的諸如無法順利地重新啟 動空氣壓縮機的故障。
[0015] 所述泵室可以限定在外殼內(nèi)。上部端口和下部端口可以穿過該外殼的壁部而形 成?？膳c一個管道連接的上部連接構(gòu)件可以固定至外殼的上部，并且上部通道被限定在上 部連接構(gòu)件內(nèi)?？膳c另一個管道連接的下部連接構(gòu)件可以固定至外殼的下部，并且下部通 道被限定在下部連接構(gòu)件內(nèi)。
[0016] 根據(jù)上述流體壓縮機，在外殼以及上部連接構(gòu)件和下部連接構(gòu)件是分離部件的構(gòu) 造中，不太可能發(fā)生由于在泵室中形成冰而引起的故障。
[0017] 上部通道可以具有下邊緣，該下邊緣從上部端口側(cè)逐漸向下傾斜或彎曲至上部通 道的管道連接端側(cè)。
[0018] 根據(jù)上述流體壓縮機，已經(jīng)積聚在上部通道的壁表面上的水容易排出到外部。 [0019] 上部端口的上部通道側(cè)端部的至少一部分可以位于上部端口的泵室側(cè)端部的下 方。
[0020] 根據(jù)上述流體壓縮機，已經(jīng)積聚在上部端口的壁表面上的水容易排出到外部。
[0021] 下部通道的至少一部分可以位于下部端口的下方。
[0022] 根據(jù)上述流體壓縮機，即使水已經(jīng)積聚在下部通道的壁表面上，也可以將水容易 地排出到外部，并且可以防止過量的水從下部端口側(cè)進入泵室中。例如，即使下部通道處于 輸送側(cè)，也防止了已經(jīng)從泵室排出的水流回泵室中。因此，不太可能發(fā)生由于在泵室中形成 冰而引起的故障。
[0023] 下部端口可以包括與泵室的內(nèi)表面的最下端一致的部分，并且下部端口可以從泵 室的底表面或從包括該最下端的側(cè)壁表面向下延伸。
[0024] 根據(jù)上述流體壓縮機，即使水已經(jīng)進入泵室或者已經(jīng)在泵室中凝結(jié)，水也容易排 出并且防止其殘留在泵室中，并且更不太可能發(fā)生由于在泵室66中形成冰而引起的故障。
[0025] 上部通道可以用作通過上部端口將流體引入泵室中的吸入通道，并且下部通道可 以用作通過下部端口輸送來自泵室的流體的輸送通道。
[0026] 下部通道可以用作通過下部端口將流體引入泵室中的吸入通道，并且上部通道可 以用作通過上部端口輸送來自泵室的流體的輸送通道。
[0027] 轉(zhuǎn)子可以具有螺旋形凸脊。例如，轉(zhuǎn)子可以是具有相對于軸向方向呈螺旋狀地扭 轉(zhuǎn)的多個葉片的扭轉(zhuǎn)式羅茨轉(zhuǎn)子，或者轉(zhuǎn)子可以是具有螺紋狀凸脊的螺桿轉(zhuǎn)子。
[0028] 根據(jù)上述流體壓縮機，即使在轉(zhuǎn)子上存在有水時，水也容易沿著凸脊向下流動，這 使得在空氣壓縮機停止之后，水不太可能停留在轉(zhuǎn)子上。
[0029] 流體壓縮機可以用來壓縮用于通過反應(yīng)氣體的反應(yīng)來產(chǎn)生電力的燃料電池的反 應(yīng)氣體。
[0030] 根據(jù)上述流體壓縮機，因為水是在反應(yīng)氣體的反應(yīng)期間產(chǎn)生的，所以，由于經(jīng)由上 部端口與所述泵室的內(nèi)部連通的上部通道的至少一部分位于上部端口的下方的結(jié)構(gòu)，能夠 獲得一定的優(yōu)點。
[0031] 流體壓縮機可以用作對氧化氣體而非氫氣進行壓縮的空氣壓縮機。
[0032] 本發(fā)明的第二個方面涉及一種燃料電池車輛，所述燃料電池車輛配備有燃料電池 系統(tǒng)。該燃料電池系統(tǒng)包括通過反應(yīng)氣體的反應(yīng)來產(chǎn)生電力的燃料電池以及對反應(yīng)氣體進 行壓縮的流體壓縮機。該流體壓縮機可以是上述流體壓縮機中的任一種。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的燃料電池車輛，因為燃料電池車輛趨于處在溫度低于0°C的低溫環(huán) 境中，并且趨于處在如下這種狀況中：即，由于在雨中或雪地上行駛，水可能進入空氣壓縮 機。經(jīng)由上部端口與泵室的內(nèi)部連通的上部通道具有由于經(jīng)由上部端口與泵室的內(nèi)部連通 的上部通道的至少一部分位于上部端口的下方的結(jié)構(gòu)而能夠獲得的優(yōu)點。
[0034] 燃料電池車輛可以進一步包括：控制單元，如果確定出在車輛停車之后、具有規(guī)定 溫度或更低溫度的低溫狀況已經(jīng)持續(xù)了一段指定的時間，則所述控制單元控制流體壓縮機 以驅(qū)動轉(zhuǎn)子。例如，該控制單元使轉(zhuǎn)子例如旋轉(zhuǎn)幾圈。
[0035] 在上述燃料電池車輛中，即使水由于表面張力而殘留于在轉(zhuǎn)子之間或者在轉(zhuǎn)子與 泵室中的外殼之間的間隙中，并且在車輛停車之后沒有向下流動，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致水向 下流動并容易排出到泵室之外。
[0036] 如果確定出在車輛停車之后周圍環(huán)境溫度在規(guī)定的時間段內(nèi)沒有超過閾值溫度， 則控制單元可以控制流體壓縮機以便以固定的時間間隔以可旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動轉(zhuǎn)子多次。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的流體壓縮機和燃料電池車輛，能夠防止過多的水進入流體壓縮機 中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038] 從以下參考附圖進行的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點 將變得顯而易見，在附圖中，使用相同的附圖標記來表示相同的元件，其中：
[0039] 圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的燃料電池車輛的基本構(gòu)造；
[0040] 圖2是第一實施例的包括流體控制閥的燃料電池系統(tǒng)的基本構(gòu)造；
[0041] 圖3是圖示了圖2所示的空氣壓縮機的示意性截面圖；
[0042] 圖4是沿著圖3的線A-A截取的剖視圖；
[0043] 圖5是圖3的部分B的局部簡化的放大視圖；
[0044] 圖6是對應(yīng)于圖5的視圖，其圖示了吸入管部的第二示例；
[0045] 圖7是對應(yīng)于圖3的視圖，但省略了轉(zhuǎn)子；
[0046] 圖8是圖示了作為轉(zhuǎn)子的另一個示例的扭轉(zhuǎn)式羅茨轉(zhuǎn)子的透視圖；
[0047] 圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的空氣壓縮機的示意性截面圖；
[0048] 圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的包括流體控制閥的燃料電池系統(tǒng)的基本構(gòu) 造；
[0049] 圖11是圖10所示的空氣壓縮機的示意性截面圖；并且
[0050] 圖12是顯示了在車輛停車之后控制根據(jù)第三實施例的空氣壓縮機的方法的流程 圖。
【具體實施方式】
[0051] 圖1至圖7圖示了本發(fā)明的第一實施例。圖1顯示了根據(jù)第一實施例的燃料電池 車輛的基本構(gòu)造。如圖1所示，燃料電池車輛10配備有燃料電池系統(tǒng)12。燃料電池系統(tǒng) 12包括作為燃料電池的燃料電池組（FC)13。燃料電池車輛10包括設(shè)置在車輛前部處的蓄 電池14和燃料電池組13,該蓄電池14用作二次電池以儲存電力（圖1的左手側(cè))。燃料電 池組13連接到蓄電池14,并且由燃料電池組13產(chǎn)生的電力被供應(yīng)至蓄電池14,以對蓄電 池14充電。蓄電池14和燃料電池組13連接到作為車輛驅(qū)動源的兩個驅(qū)動馬達16,所述兩 個驅(qū)動馬達16經(jīng)由增壓器轉(zhuǎn)換器或逆變器(未顯示)設(shè)于車輛的沿其橫向方向（圖1的堅直 方向)的兩個相反側(cè)，使得來自蓄電池14或燃料電池組13的電力可以供應(yīng)至每個驅(qū)動馬達 16。每個驅(qū)動馬達16均包括旋轉(zhuǎn)軸并且經(jīng)由離合器機構(gòu)（未顯示）分別聯(lián)接至相應(yīng)的車輪 18,使得車輪18由驅(qū)動馬達16驅(qū)動。燃料電池組13可以間接連接到驅(qū)動馬達16,使得來 自燃料電池組13的電力經(jīng)由蓄電池14被供應(yīng)至每個驅(qū)動馬達16。
[0052] 應(yīng)該指出，燃料電池車輛10也可以僅具有一個驅(qū)動馬達16,并且驅(qū)動馬達16可以 被聯(lián)接以利用驅(qū)動兩個車輪18的車軸(未顯示）經(jīng)由包括離合器機構(gòu)的動力傳遞機構(gòu)來傳 遞動力。在這種情況下，也可以僅將電力從蓄電池14供應(yīng)至驅(qū)動馬達16。根據(jù)本發(fā)明的燃 料電池車輛不限于此構(gòu)造，只要燃料電池車輛配備有如下燃料電池即可：電力能夠從該燃 料電池供應(yīng)至至少一個驅(qū)動馬達或電力儲存裝置。包括流體控制閥(稍后描述)的燃料電池 系統(tǒng)不限于用在車輛中，而是可以用在其它應(yīng)用中。
[0053] 接下來，將描述燃料電池系統(tǒng)12。如圖2所示，燃料電池系統(tǒng)12包括燃料電池組 13和控制單元20。燃料電池組13包括堆疊在彼此頂部上的多個單元燃料電池以及位于燃 料電池組13的兩個相反端處的集電板和端板。所述多個單元燃料電池、集電板和端板通過 拉桿和螺母等夾緊在一起。在集電板和端板之間可設(shè)置有絕緣板。
[0054] 雖然沒有給出每個單元燃料電池的詳細圖，但每個單元燃料電池例如包括：膜組 件，該膜組件通過將電解質(zhì)膜夾在陽極和陰極之間而形成；以及隔板，該隔板設(shè)置在膜組件 的每一側(cè)。含有氫的燃料氣體可以被供應(yīng)至陽極，并且空氣可以被供應(yīng)至陰極。由陽極處 的催化反應(yīng)生成的氫離子穿過電解質(zhì)膜轉(zhuǎn)移到陰極，其中氫離子經(jīng)歷與氧氣的電化學(xué)反應(yīng) 而產(chǎn)生水。而且，電子通過外部電路從陽極轉(zhuǎn)移到陰極以產(chǎn)生電動勢。即，燃料電池組13 通過氧化氣體和燃料氣體之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電力。
[0055] 燃料電池系統(tǒng)12包括：氧化氣體供應(yīng)通道22,空氣通過該氧化氣體供應(yīng)通道22 被供應(yīng)至燃料電池組13 ;氧化氣體派生氣排出通道24,空氣廢氣通過該氧化氣體派生氣排 出通道24從燃料電池組13被排出，所述空氣廢氣是已經(jīng)在燃料電池組13的陰極上用于電 化學(xué)反應(yīng)的空氣(氧化氣體）;燃料氣體供應(yīng)通道26,氫氣通過該燃料氣體供應(yīng)通道26被供 應(yīng)至燃料電池組13 ;燃料氣體派生氣排出通道28,氫氣廢氣通過該燃料氣體派生氣排出通 道28被從燃料電池組13排出，該氫氣廢氣是燃料氣體派生氣，即已經(jīng)在燃料電池組13的 陽極上用于電化學(xué)反應(yīng)的氫氣；以及燃料氣體循環(huán)通道30?？諝馊肟?32、空氣濾清器34以 及空氣壓縮機36位于氧化氣體供應(yīng)通道22的上游部中，該空氣濾清器34從空氣中去除異 物，空氣壓縮機36是流體控制閥。由空氣壓縮機36加壓的空氣被加濕器38加濕，然后被 供應(yīng)至燃料電池組13的陰極側(cè)內(nèi)部通道?？諝鈮嚎s機36包括泵40和馬達42。通過驅(qū)動 該馬達42,泵40被驅(qū)動，并且馬達42的驅(qū)動由控制單元20控制。
[0056] 空氣廢氣通過氧化氣體派生氣排出通道24被從燃料電池組13排出，然后在其已 經(jīng)經(jīng)過加濕器38之后通過壓力控制閥(未顯示)排出到大氣中。加濕器38還對空氣廢氣除 濕并使用所獲得的水分來對被供應(yīng)至燃料電池組13的空氣進行加濕。
[0057] 諸如高壓氫氣罐(未顯示)的燃料氣體供應(yīng)裝置位于燃料氣體供應(yīng)通道26的上游。 氫氣經(jīng)由燃料氣體供應(yīng)閥44被從燃料氣體供應(yīng)裝置供應(yīng)至燃料電池組13,該燃料氣體供 應(yīng)閥44可以是電磁閥。
[0058] 氫氣廢氣，即已經(jīng)用于電化學(xué)反應(yīng)的氫氣，通過燃料氣體派生氣排出通道28被從 燃料電池組13排出。該氫氣廢氣還含有未反應(yīng)的氫氣。燃料氣體循環(huán)通道30被設(shè)置成使 從燃料電池組13排出的氫氣廢氣再循環(huán)到燃料氣體供應(yīng)通道26并進入燃料電池組13。
[0059] 氫氣泵46設(shè)置在燃料氣體循環(huán)通道30中。氫氣泵46使氫氣廢氣通過燃料氣體 循環(huán)通道30返回至燃料氣體供應(yīng)通道26,并使氫氣廢氣與從氫氣源供應(yīng)的氫氣混合以使 氫氣廢氣再循環(huán)至燃料電池組13。氫氣泵46包括泵48和馬達50。通過驅(qū)動該馬達50,泵 48被驅(qū)動，并且馬達50的驅(qū)動由控制單元20控制。
[0060] 在燃料氣體派生氣排出通道28和燃料氣體循環(huán)通道30之間的連接部處設(shè)置有氣 液分離器52。通風排水通道54連接到氣液分離器52,并且在通風排水通道54中設(shè)置有放 空閥56,該放空閥56可以是電磁閥。通過氣液分離器52和放空閥56被供給到下游側(cè)的氫 氣廢氣在稀釋裝置(未顯示）中與通過氧化氣體派生氣排出通道24供應(yīng)的空氣廢氣混合以 充分降低氫濃度，然后排出到外部。
[0061] 空氣壓縮機36、氫氣泵46、燃料氣體供應(yīng)閥44和放空閥56連接到控制單元20。 被稱為ECU的控制單元20向驅(qū)動空氣壓縮機36的馬達42和氫氣泵46的馬達50的逆變 器(未顯示）輸出控制信號，并且輸出控制信號以控制燃料氣體供應(yīng)閥44和放空閥56的打 開和關(guān)閉。
[0062] 用作燃料電池系統(tǒng)12的點火開關(guān)的啟動器開關(guān)(未顯示）被連接到控制單元20。 當從該啟動器開關(guān)接收到發(fā)電開始信號，即接收到燃料電池激活指令信號時，執(zhí)行發(fā)電開 始處理，而當接收到發(fā)電停止信號時，執(zhí)行發(fā)電操作停止處理程序。換句話說，控制單元20 控制燃料電池組13中的發(fā)電?？刂茊卧?0包括具有CPU、存儲器等的微型計算機。
[0063] 在氧化氣體供應(yīng)通道22和氧化氣體派生氣排出通道24之間設(shè)置有旁路通道58。 旁路通道58改變從氧化氣體供應(yīng)通道22的上游側(cè)供給的空氣的方向并將其通過氧化氣體 派生氣排出通道24排出，而不經(jīng)過燃料電池組13。上游的三通閥60設(shè)置在氧化氣體供應(yīng) 通道22和旁路通道58之間的連接部處，而下游的三通閥62設(shè)置在氧化氣體派生氣排出通 道24和旁路通道58之間的連接部處。每個三通閥60和62均連接到控制單元20,并且控 制單元20可以基于被供應(yīng)至燃料電池組13的空氣的壓力等來改變經(jīng)過每個三通閥60和 62的氣流的方向。上游的三通閥60將通過氧化氣體供應(yīng)通道22供給的空氣選擇性地引導(dǎo) 至燃料電池組13或旁路通道58。下游的三通閥62將從旁路通道58的上游側(cè)供給的空氣 選擇性地引導(dǎo)成向下游流動或切斷該氣流。對于圖中的代表三通閥的三角形，白色三角形 表示該通道是打開的，而黑色三角形表示該通道是關(guān)閉的。因此，在圖2所示的構(gòu)造中，沒 有空氣被供給到旁路通道58。每個三通閥60和62均用來控制被供應(yīng)至燃料電池組13的 空氣的壓力。加濕器38可以省略。
[0064] 接下來參考圖3至圖8,將詳細描述用作流體控制閥的空氣壓縮機36的構(gòu)造。如 圖3所示，空氣壓縮機36是容積壓縮型的螺桿式壓縮機，其具有相對于y方向即堅直方向 傾斜的本體。在空氣壓縮機36中，馬達42經(jīng)由正時齒輪64被聯(lián)接至泵40的下端。泵40 具有：外殼68,在外殼68中限定有泵室66 ;用作上部連接構(gòu)件的吸入管72,該吸入管72被 固定至頂板70的上表面，該頂板70用作外殼68的壁部；以及用作下部連接構(gòu)件的輸送管 部76,該輸送管部76被固定至外殼68的向下傾斜延伸的側(cè)壁部74的下端。換句話說，吸 入管部72和輸送管部76分別被固定至外殼68的上部和下部。驅(qū)動轉(zhuǎn)子78和從動轉(zhuǎn)子(未 顯示)被彼此平行地以可旋轉(zhuǎn)方式支撐在外殼68中。驅(qū)動轉(zhuǎn)子78具有驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸具 有在其外周表面上形成的螺紋部80。該驅(qū)動軸聯(lián)接到馬達42的旋轉(zhuǎn)軸，并且通過驅(qū)動該旋 轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)。如驅(qū)動轉(zhuǎn)子78 -樣，所述從動轉(zhuǎn)子具有從動軸，該從動軸具有在其外周表面 上形成的螺紋部。正時齒輪64具有齒輪外殼82,該齒輪外殼82內(nèi)包括兩個正時齒輪(未顯 示)。這兩個正時齒輪被分別固定至驅(qū)動軸的下端和從動軸的下端并且彼此嚙合。因此，驅(qū) 動軸和從動軸同步旋轉(zhuǎn)。馬達42的旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)接至從正時齒輪中的一個正時齒輪向下延伸 的驅(qū)動軸的下端部。該驅(qū)動軸和從動軸相對于y方向和X方向傾斜，X方向即水平方向。
[0065] 形成有吸入端口 84,該吸入端口 84是沿頂板部70的厚度方向在外殼68的上端 處穿過頂板部70延伸的上部端口。如圖4所示，吸入端口 84具有大致C形的軸向截面，以 避開在驅(qū)動軸和從動軸的上端處的旋轉(zhuǎn)支撐部(未顯示)。如圖3所示，吸入管72中限定有 用作上游通道的吸入通道86,其具有在吸入管部72的端面中開口的第一端（圖3中的左端） 以及與吸入端口 84連通的第二端（圖3中的右端)。一個另外的管道(未顯示）的一端可以 通過螺栓連接至吸入管部72的端面（圖3中的左端面)。因此，可以在吸入管部72的該端 面處設(shè)置有螺栓孔，以接收安裝螺栓。
[0066] 在側(cè)壁部74的面向輸送管部76的下端處，用作下部端口的輸送端口 88穿過側(cè)壁 部74而形成。輸送管部76中限定有輸送通道90,其具有在輸送管部76的端面中開口的第 一端（圖3中的左端）以及與輸送端口 88的端部連通的第二端（圖3中的右端)。另一個另 外的管道(未顯示）的一端可以通過螺栓連接至輸送管部76的端面（圖3中的左端面)。例 如，在輸送管部76的該端面中可以形成有螺栓孔，以接收安裝螺栓。管部72和76中的每 一個均可以在各個管部72和76的管道連接端處設(shè)置有凸緣，該凸緣中形成螺栓孔。
[0067] 當轉(zhuǎn)子78旋轉(zhuǎn)時，由位于轉(zhuǎn)子78的螺紋部的各個圈與外殼68的內(nèi)表面之間的螺 紋凹槽限定的封閉空間從泵室66中的吸入側(cè)移動至輸送側(cè)，而且，在壓縮通過吸入管部72 引入泵室66中的空氣的同時，將壓縮空氣通過輸送管部76排出到外部。在這種情況下，吸 入通道86把從與吸入管部72連接的管道的上游側(cè)引入的空氣通過吸入端口 84引入泵室 66中。輸送通道90將已經(jīng)在泵室66中被壓縮的空氣輸送到與輸送管76連接的管道(未顯 示)。
[0068] 如圖5中詳細示出的，吸入端口 84的吸入通道側(cè)端部、即上游端部的下端P1位于 吸入端口 84的泵室66側(cè)端部、即下游端部的下端P2的下方。而且，吸入通道86的沿著流 動方向的下邊緣L1以這樣的方式傾斜：從吸入端口 84側(cè)逐漸向下傾斜到管道連接側(cè)。換 句話說，在吸入通道86的沿流動方向截取的截面中，沿流動方向的下邊緣L1向下傾斜。另 夕卜，吸入通道86的至少一部分位于吸入端口 84的下方。更具體地，吸入通道86的下邊緣 L1從吸入端口 84的下邊緣L1A向下延伸。吸入通道86的底部的最上部連接至吸入端口 84的下端P1，即連接到吸入端口 84的吸入通道86側(cè)端部的最下部。
[0069] 如圖3所示，泵室66的底表面92 (圖3中的下端面)是大致垂直于轉(zhuǎn)子78的軸向 方向延伸的平坦表面，輸送端口 88和輸送通道90的沿流動方向的下邊緣位于包括底表面 92的假想平面內(nèi)。輸送端口 88和輸送通道90的下邊緣位于與轉(zhuǎn)子78的軸線垂直的直線 上。輸送端口 88包括與泵室66的內(nèi)表面的最下端一致的部分，并且從泵室66的底表面92 直接向下延伸。因此，泵室66的底表面92以及輸送端口 88和輸送通道90的下邊緣彼此 齊平。而且，輸送通道90的下邊緣L2從輸送端口 88逐漸向下傾斜至管道連接側(cè)。換句話 說，在輸送通道90的沿流動方向截取的截面中，沿流動方向的下邊緣L2向下傾斜。另外， 輸送通道90的至少一部分位于輸送端口 88的下方。
[0070] 吸入通道86和輸送通道90的下邊緣也可以彎曲。例如，圖6是圖示了吸入端口 84和吸入管部72的第二示例的視圖。吸入端口 84的下邊緣L1A可以與諸如驅(qū)動轉(zhuǎn)子78 (見圖3)的一個轉(zhuǎn)子的軸向方向平行地延伸，并且吸入端口 84的吸入通道86側(cè)端部位于 吸入端口 84的泵室66側(cè)端部的上方。即，吸入端口 84的上游端部的下端P1A位于吸入端 口 84的下游端部的下端P2A的上方。而且，吸入通道86的沿流動方向的下邊緣L1從吸入 端口 84側(cè)逐漸向下傾斜至管道連接側(cè)。換句話說，在吸入通道86的沿流動方向截取的截 面中，沿流動方向的下邊緣L1以向上呈凸形的方式向下彎曲。然而，應(yīng)當注意，吸入通道86 的下邊緣L1不必全部位于吸入端口 84的下方，并且，輸送通道90 (圖3)的下邊緣L2不必 全部位于輸送端口 88 (圖3)的下方。
[0071] 在圖3和圖5所示的空氣壓縮機36或者圖6所示的空氣壓縮機36的第二示例的 情況下，能夠防止過多的水進入空氣壓縮機36中。在此方面，將參考圖7描述圖3和圖5所 示的空氣壓縮機36的防水進入功能。在圖7中，白色箭頭Q1和Q2分別表示空氣流入空氣 壓縮機36的方向和空氣流出空氣壓縮機36的方向。而且，箭頭R表示水流動的方向。箭 頭S表示水在泵室66中的驅(qū)動轉(zhuǎn)子78 (見圖3)上向下流動的方向。如圖7所示，因為吸 入通道86的至少一部分位于吸入端口 84的下方并且吸入通道86的下邊緣L1位于吸入端 口 84的下邊緣L1A的下方，所以，已經(jīng)積聚在吸入通道86的壁表面上的水流到管道連接側(cè) (圖7中的向左方向），如通過箭頭R表示的，由此防止過量的水進入泵室66中。另外，即使 水已經(jīng)進入泵室66或如果水已經(jīng)在泵室66中凝結(jié)，水也在泵室66中的底表面92上流動 并且容易通過輸送端口 88和輸送通道90排出到外部。
[0072] 如上所述，因為通過吸入端口 84與泵室66的內(nèi)部連通的吸入通道86的至少一部 分位于吸入端口 84的下方，所以，即使諸如凝結(jié)水的水已經(jīng)積聚在吸入通道86的壁表面 上，水也可以容易地排出到外部，并且能夠防止過多的水從吸入端口 84側(cè)進入泵室66。因 此，不太可能發(fā)生由已經(jīng)進入泵室66中的水形成冰以及由于在泵室66中形成冰而引起的 諸如不能順利地重新啟動空氣壓縮機36的故障。
[0073] 另外，泵室66被限定在外殼68內(nèi)，并且吸入端口 84和輸送端口 88分別穿過頂板 部70和側(cè)壁部74而形成，所述頂板部70和側(cè)壁部74中的每一個均形成外殼68的一部分。 吸入通道86被限定在吸入管部72內(nèi)，所述吸入管部72被固定至外殼68的上部并且可連 接至一個管道?？膳c另一個管道連接的輸送管部76被固定至外殼68的下部，并且輸送通 道90被定在輸送管部76內(nèi)。因此，在外殼68、吸入管部72和輸送管部76是分離部件的構(gòu) 造中，不太可能發(fā)生由于在泵室66中形成冰而引起的故障。該流體壓縮機不限于具有外殼 以及分離的吸入管部和輸送管部的流體壓縮機，而是吸入管部和輸送管部可以與其內(nèi)限定 有泵室的外殼一體形成。在這種情況下，每個管部均從形成該外殼的一部分的壁部向外突 出，并且每個端口均穿過壁部而形成并且具有等于壁部厚度的長度。
[0074] 另外，因為吸入通道86的底部部分被傾斜或彎曲以從吸入端口 84逐漸向下傾斜 至吸入通道86的管道連接側(cè)，所以，已經(jīng)積聚在吸入通道86的壁表面上的水可以更有效地 排出到外部。
[0075] 在圖5和圖7所示的構(gòu)造中，因為吸入端口 84的下端P1 (吸入通道86側(cè)端部)位 于吸入端口 84的下端P2 (泵室66側(cè)端部）的下方，所以，已經(jīng)積聚在吸入端口 84的壁表 面上的水能夠更有效地排出到外部。
[0076] 另外，因為輸送通道90的至少一部分位于輸送端口 88的下方，所以，即使水已經(jīng) 積聚在輸送通道90的壁表面上，水也可以容易地排出到外部，并且可以防止過量的水從輸 送端口 88側(cè)進入泵室66中。換句話說，即使輸送通道90位于泵室66的下方，如該實施例 中那樣，也防止了已經(jīng)從泵室66排出的水流回泵室66中。因此，不太可能發(fā)生由于在泵室 66中形成冰而引起的故障。
[0077] 輸送端口 88包括位于底表面92上的下邊緣a(圖3)，并且從泵室66的底表面92 無任何階差地直接向下延伸。因此，即使水已經(jīng)進入泵室66中或者已經(jīng)在泵室66中凝結(jié)， 水也可以容易地排出并且更有效地防止其殘留在泵室66中，并且不太可能發(fā)生由于在泵 室66中形成冰而引起的故障。
[0078] 因為驅(qū)動轉(zhuǎn)子78和從動轉(zhuǎn)子中的每一個均具有螺紋部，即螺旋形凸脊，所以，即 使轉(zhuǎn)子78上存在有水，該水也容易沿著螺紋向下流動，這使得在空氣壓縮機36因為車輛停 車而停止之后，水不太可能殘留在轉(zhuǎn)子78上。
[0079] 另外，因為使用空氣壓縮機36來壓縮空氣，所以吸入通道86具有通過使吸入通道 86的一部分位于吸入端口 84的下方的結(jié)構(gòu)而能夠獲得的優(yōu)點。
[0080] 該實施例的配備有包括上述空氣壓縮機36的燃料電池系統(tǒng)12的燃料電池車輛趨 于處在溫度低于〇°C的低溫環(huán)境中，并且趨于處在如下這種狀況中：S卩，由于在雨中或雪地 上行駛，水可能進入空氣壓縮機36中。因此，經(jīng)由吸入端口 84與泵室66的內(nèi)部連通的吸 入通道86的底部具有通過使吸入通道86的一部分位于吸入端口 84的下方的結(jié)構(gòu)而能夠 獲得的優(yōu)點。
[0081] 在上面的示例中，已經(jīng)描述了驅(qū)動轉(zhuǎn)子78和從動轉(zhuǎn)子中的每一個均帶有螺紋并 且空氣壓縮機36是容積壓縮型的螺桿式壓縮機的情況。然而，本發(fā)明不限于該構(gòu)造。例如， 驅(qū)動轉(zhuǎn)子78和從動轉(zhuǎn)子可以是扭轉(zhuǎn)式羅茨轉(zhuǎn)子。圖8圖示了空氣壓縮機中包括的作為轉(zhuǎn) 子的第二示例的扭轉(zhuǎn)式羅茨轉(zhuǎn)子。設(shè)置在空氣壓縮機36中的驅(qū)動轉(zhuǎn)子94和從動轉(zhuǎn)子96 具有相對于軸向方向沿相同方向扭轉(zhuǎn)的多個螺旋形葉片98。上面已經(jīng)描述過的實施例適用 于使用轉(zhuǎn)子94和96的容積壓縮型的扭轉(zhuǎn)羅茨式空氣壓縮機。
[0082] 圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的空氣壓縮機。在第二實施例中，吸入端口 84 位于外殼68的下部處，并且輸送端口 88位于外殼68的上部處。其內(nèi)限定有吸入通道86 的吸入管部72被固定至外殼68的下部，并且，其內(nèi)限定有輸送通道90的輸送管部76被固 定至外殼68的上部。
[0083] 即，對于第一實施例，空氣壓縮機36是容積壓縮型的螺桿式壓縮機，其具有相對 于y方向、即堅直方向傾斜的本體。在空氣壓縮機36中，馬達42經(jīng)由正時齒輪64聯(lián)接至泵 40的上端。輸送管部76用作泵40的上部連接構(gòu)件并且被固定至外殼68的上側(cè)壁部74A 的上端，并且吸入管部72用作泵40的下部連接構(gòu)件，其被固定至外殼68的底板部100的 下表面。每一個上均形成有螺紋部的驅(qū)動轉(zhuǎn)子78 (見圖3)和從動轉(zhuǎn)子設(shè)置在外殼68中。
[0084] 輸送端口 88形成在上側(cè)壁部74A的上端處，該輸送端口 88是沿外殼68的上側(cè)壁 部74A的厚度方向穿過該上側(cè)壁部74A延伸的上部端口。輸送管部76中限定有作為上游 通道的輸送通道90,其具有在輸送管部76的端面中開口的第一端（圖9中的右端）以及與 輸送端口 88的端部連通的第二端（圖9中的左端)。
[0085] 形成有吸入端口 84,該吸入端口 84是穿過底板部100延伸的下部端口，所述底板 部100沿其厚度方向面向外殼68的吸入管部72。吸入管部72中限定有作為下游通道的吸 入通道86,其具有在吸入管部72的端面中開口的第一端（圖9中的右端）以及與吸入端口 84的端部連通的弟_端（圖9中的左端)。
[0086] 輸送端口 88的下邊緣的與經(jīng)由輸送端口 88而與泵室66的內(nèi)部連通的輸送通道 90靠近的端部低于輸送端口 88的靠近泵室66的下邊緣。輸送通道90的沿流動方向的下 邊緣從輸送端口 88側(cè)逐漸向下傾斜至管道連接側(cè)(該圖中的左側(cè))。換句話說，在輸送通道 90的沿流動方向截取的截面中，沿流動方向的下邊緣向下傾斜。另外，輸送通道90的至少 一部分位于輸送端口 88的下方。
[0087] 吸入端口 84包括與泵室66的內(nèi)表面的最下端β -致的部分，并且吸入端口 84 從泵室66的側(cè)壁表面102的內(nèi)表面直接向下延伸。而且，吸入通道86的下邊緣彎曲以從 吸入端口 84側(cè)逐漸向下傾斜至管道連接側(cè)。另外，吸入通道86的至少一部分位于吸入端 口 84的下方。
[0088] 在上述實施例中，因為輸送通道90的至少一部分位于輸送端口 88的下方，所以， 即使水已經(jīng)積聚在輸送通道90的壁表面上，水也可以容易地排出到外部，并且防止了過多 的水從輸送端口 88側(cè)進入泵室66中。在這種情況下，已經(jīng)積聚在輸送端口 88和輸送通道 90的壁表面上的水如箭頭R所示地向下流至管道連接側(cè)，并且容易排出到外部。另外，已 經(jīng)積聚在吸入端口 84和吸入通道86的壁表面上的水如箭頭R所示地向下流動至管道連接 偵牝并且容易排出到外部。因此，不太可能發(fā)生形成冰以及由于已進入泵室66中的水形成 的冰而引起的諸如無法順利地重新啟動空氣壓縮機36的故障。除了輸送端口 88與輸送通 道90之間的位置關(guān)系之外，其它構(gòu)造及效果與第一實施例的構(gòu)造及效果相同，而且吸入端 口 84和吸入通道86在堅直方向上是相反的。而且在該實施例中，轉(zhuǎn)子不限于帶有螺紋的 轉(zhuǎn)子，而是可以是諸如扭轉(zhuǎn)羅茨式轉(zhuǎn)子的另一種類型。
[0089] 圖10至圖12圖示了本發(fā)明的第三實施例。如圖10所示，在構(gòu)成該實施例的燃料 電池車輛10 (見圖1)的燃料電池系統(tǒng)12中，逆變器104連接至對空氣壓縮機36的泵40 進行驅(qū)動的馬達42,使得從由蓄電池106提供的DC電流轉(zhuǎn)換而來的AC電流可以供應(yīng)至馬 達42。逆變器104連接至控制單元（E⑶）20,并且E⑶20輸出控制信號至逆變器104。利 用該構(gòu)造，E⑶20經(jīng)由逆變器104來控制馬達42。E⑶20和逆變器104構(gòu)成逆變器控制單 元（I⑶)108。溫度傳感器Ta設(shè)置在空氣入口 32中以檢測流經(jīng)空氣入口 32的空氣的溫度。 第二溫度傳感器Tb在氧化氣體供應(yīng)通道22中設(shè)置在空氣濾清器34與空氣壓縮機36之間， 以檢測流經(jīng)氧化氣體供應(yīng)通道22的空氣的溫度。與設(shè)置成用于檢測該部分中的流量的空 氣流量計相附接的溫度傳感器可以用作第二溫度傳感器Tb。由溫度傳感器Ta和第二溫度 傳感器Tb檢測到的溫度被輸入到控制單元20中。
[0090] 空氣壓縮機36如圖11所示地構(gòu)成。特別地，空氣壓縮機36是螺桿式壓縮機，其 中，每個均具有螺紋部的驅(qū)動轉(zhuǎn)子78 (見圖3)和從動轉(zhuǎn)子(未顯示）被可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，轉(zhuǎn)子 78的軸向方向堅直延伸。整個空氣壓縮機36沿堅直方向設(shè)置。在空氣壓縮機36中，馬達 42經(jīng)由正時齒輪64聯(lián)接至泵40的上端。泵40具有：吸入管部114,該吸入管部114從形 成外殼68的一側(cè)（圖11中的左側(cè)）的側(cè)壁部110的上端突出并與該上端一體形成；以及輸 送管部116,該輸送管部116從外殼68的底板部112的下表面突出并與該下表面一體形成。
[0091] 沿側(cè)壁部110的厚度方向穿過該側(cè)壁部110延伸的作為上部端口的吸入端口 84 形成在側(cè)壁部110的上端處。吸入管114中限定有用作上部通道的吸入通道86。吸入管 114和吸入通道86相對于堅直方向傾斜，其中該吸入通道86的至少一部分位于吸入端口 84的下方。吸入端口 84的下邊緣和吸入通道86的下邊緣相對于堅直方向是傾斜的。
[0092] 沿外殼68的厚度方向穿過該外殼68延伸的輸送端口 88穿過與外殼68的輸送管 部116面向的底板部112的一部分而形成。輸送管部116和其內(nèi)限定的輸送通道90大致 堅直延伸，并且輸送通道90的管道連接端面向下。在這種情況下，底板部112幾乎位于水 平假想平面上。在空氣壓縮機36中，通過適當?shù)叵薅ㄔ撐攵丝?84與吸入通道86之間的 位置關(guān)系，可以防止過量的水進入泵室66中。然而，如果在外殼68的底板部112中存在向 下凹陷的凹部等，如圖11所示，則如果水進入泵室66或通過在泵室66中的凝結(jié)而形成水， 則可能如圖11所示地在底板部112上形成水坑118。對于該構(gòu)造，如果空氣壓縮機36處在 溫度低于〇°C的低溫環(huán)境中，則水可能凍結(jié)?？諝鈮嚎s機36還可能在如下情況下處于低溫 環(huán)境中：即，水由于表面張力而殘留在位于兩個轉(zhuǎn)子(未顯示）之間或者轉(zhuǎn)子與外殼68的內(nèi) 表面之間的小間隙中。在這種情況下，存在于這些間隙中的水可能凍結(jié)。在提高處于低溫 環(huán)境下時的啟動性能方面，空氣壓縮機36還具有改進空間。本實施例克服了該問題。
[0093] 在該實施例的燃料電池車輛10 (見圖1)中，如果確定出溫度在車輛停車之后已經(jīng) 在規(guī)定的時間段內(nèi)保持等于或低于閾值溫度，則控制單元20控制空氣壓縮機36,以例如驅(qū) 動所述驅(qū)動轉(zhuǎn)子78 (見圖3)和從動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)數(shù)圈。
[0094] 圖12是顯示在車輛停車之后控制空氣壓縮機36的方法的流程圖。首先，在步驟 S12中，如果控制單元20例如通過在步驟S10中檢測啟動器開關(guān)是否斷開而確定出燃料電 池系統(tǒng)12已關(guān)閉，則控制單元20激活溫度傳感器Ta和第二溫度傳感器Tb中的至少一個， 以便以預(yù)設(shè)的時間間隔檢測溫度并儲存所檢測到的溫度。即，控制單元20利用溫度傳感器 Ta (或者Tb)開始溫度監(jiān)測。
[0095] 然后，在步驟S14中，控制單元20確定所檢測到的溫度是否已經(jīng)在規(guī)定的時間段 內(nèi)保持等于或低于閾值溫度，例如〇°c或更低。如果確定出檢測到的溫度至少在規(guī)定的時間 段內(nèi)已經(jīng)等于或低于閾值溫度，則該進程進行到步驟S16。在步驟S16中，控制單元20確定 在車輛停車之后空氣壓縮機36是否已經(jīng)被強制旋轉(zhuǎn)。如果確定出空氣壓縮機36已經(jīng)被強 制旋轉(zhuǎn)，則該進程進行到步驟18,在步驟18中，控制單元20驅(qū)動空氣壓縮機36的馬達42， 以使空氣壓縮機36的每個轉(zhuǎn)子強制地旋轉(zhuǎn)數(shù)圈。
[0096] 相反，如果控制單元20在步驟S14中確定出檢測到的溫度至少在規(guī)定的時間段內(nèi) 還沒有等于或低于閾值溫度，或者在步驟S16中確定出在車輛停車之后空氣壓縮機36已經(jīng) 被強制旋轉(zhuǎn)，則控制單元20的操作結(jié)束。
[0097] 在上述的該實施例中，即使水由于表面張力而殘留在位于兩個轉(zhuǎn)子之間或者在轉(zhuǎn) 子與泵室66的外殼68之間的間隙中并且在車輛停車之后沒有向下流動，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)也使 殘留的水向下流動并容易排出到泵室66之外。也就是說，即使轉(zhuǎn)子僅旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，也足以使 殘留在這些間隙中的水向下流動。另外，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，已經(jīng)積聚在底部上的水可以通過 輸送端口 88容易地排出。應(yīng)當注意，控制單元20可以在車輛停車之后在指定的時間段內(nèi) 以規(guī)定的轉(zhuǎn)速可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動轉(zhuǎn)子，以更有效地利用離心力。
[0098] 另外，因為如果在車輛停車之后空氣壓縮機36已經(jīng)被強制旋轉(zhuǎn)，則空氣壓縮機36 不再被強制旋轉(zhuǎn)，所以可以防止蓄電池106的過度消耗。然而，如果控制單元20確定出電 池106中的電荷至少等于預(yù)定值，則步驟S16中的確定可以省略，并且可以執(zhí)行空氣壓縮機 36的強制旋轉(zhuǎn)數(shù)次。如果溫度至少已經(jīng)在規(guī)定的時間段內(nèi)保持等于或低于閾值溫度，則每 次控制單元20驅(qū)動轉(zhuǎn)子時，控制單元20可以以固定的時間間隔驅(qū)動轉(zhuǎn)子使得轉(zhuǎn)子以預(yù)設(shè) 次數(shù)旋轉(zhuǎn)多次。在這些構(gòu)造的情況下，空氣壓縮機36中的水可以在車輛停車之后更容易地 排出到外部。
[0099] 盡管在該實施例中設(shè)置了溫度傳感器Ta和第二溫度傳感器Tb這兩者，但也可以 僅設(shè)置單個溫度傳感器，并且來自該單個溫度傳感器的檢測信號可以輸入到控制單元20 中。因為其它的構(gòu)造和效果與圖1至圖8所示的第一實施例的構(gòu)造和效果相同，所以相同 的部件由相同的附圖標記表示，以省略多余的圖示和描述。
[0100] 盡管在上述每一個實施例中已經(jīng)描述了具有兩個轉(zhuǎn)子、即驅(qū)動轉(zhuǎn)子78和從動轉(zhuǎn) 子的空氣壓縮機36,但本發(fā)明的流體壓縮機也可適用于具有單個轉(zhuǎn)子的空氣壓縮機。例如， 本發(fā)明適用于渦旋式流體壓縮機的構(gòu)造，其中單個螺旋形轉(zhuǎn)子設(shè)置在外殼中，所述外殼中 包括螺旋形壁部。
[0101] 盡管在上述每一個實施例中已經(jīng)就空氣壓縮機方面描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限 于這樣的構(gòu)造，而是還適用于例如對氫氣廢氣進行加壓和輸送的氫氣泵46 (見圖2)。
【權(quán)利要求】
1. 一種燃料電池車輛，所述燃料電池車輛配備有燃料電池系統(tǒng)，其中所述燃料電池系 統(tǒng)包括通過反應(yīng)氣體的反應(yīng)而產(chǎn)生電力的燃料電池，以及流體壓縮機，所述流體壓縮機壓 縮所述反應(yīng)氣體；并且 所述流體壓縮機包括： 栗室； 上部端口，所述上部端口設(shè)置在所述泵室的上部處； 上部通道，所述上部通道經(jīng)由所述上部端口與所述泵室的內(nèi)部連通； 下部端口，所述下部端口設(shè)置在所述泵室的下部處； 下部通道，所述下部通道經(jīng)由所述下部端口與所述泵室的內(nèi)部連通；以及 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在所述泵室中，并且所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以便壓縮通過所述下部端口被 引入所述泵室中的流體，然后將壓縮流體通過所述上部端口排出， 其中，所述下部通道的至少一部分位于所述下部端口的下方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池車輛，其中： 所述下部通道從下部端口側(cè)逐漸向下傾斜。
【文檔編號】F04C29/00GK104088789SQ201410158024
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2009年6月10日
【發(fā)明者】片野剛司, 正木大輔 申請人:豐田自動車株式會社