1.本说明书所公开的技术涉及一种多旋翼飞行器。尤其涉及一种具备
螺旋桨和燃料电池的多旋翼飞行器，其中，所述燃料电池产生用于使该螺旋桨旋转的电力。
背景技术：
2.上述的多旋翼飞行器(在日本特开2018-176920中被称为飞行物)在日本特开2018-176920中被公开。燃料电池使氧和燃料气体进行反应，从而产生电力。燃料电池将流入到燃料电池中但未被消耗而残留的剩余燃料作为
废气而排出。从燃料电池被排出的废气经过燃料排出管而从释放口向外部被释放。废气的释放口被配置在螺旋桨的下方处，并且被构成为，通过螺旋桨进行旋转时所产生的风而促进了废气的释放。
技术实现要素：
3.在从燃料电池被排出的废气中含有燃料气体。因此，在向外部释放废气时，期望在对废气进行稀释的同时进行释放，以使燃料气体的浓度下降。关于这一点，在日本特开2018-176920的多旋翼飞行器中，由于废气的释放口被配置在螺旋桨的下方处，因此可期待通过由螺旋桨所产生的风来对废气进行稀释。然而，例如在多旋翼飞行器起飞或者着陆的时刻，螺旋桨的转数会减少。在这样的时刻，由于由螺旋桨产生的风量减少，因此存在从燃料电池被排出的废气无法被充分地稀释的可能性。在该情况下，在多旋翼飞行器的排出口周围处存在燃料气体的浓度上升的可能性。在本说明书中，提供一种能够在对废气进行稀释的同时将之向外部排出的技术。
4.本说明书所公开的多旋翼飞行器具备燃料电池、螺旋桨、
外壳和第一释放口。燃料电池使燃料气体进行反应以产生电力。螺旋桨通过所述燃料电池所产生的所述电力而进行旋转。外壳对所述燃料电池进行收纳，并且具有至少一个换
气口。第一释放口将从所述燃料电池被排出的所述燃料气体的废气向所述外壳内释放。
5.在上述的多旋翼飞行器中被构成为，从燃料电池被排出的废气被释放到收纳燃料电池的外壳内。被释放到外壳内的废气会在于外壳内扩散而被稀释了之后从外壳的换气口向外部被释放。如此，在本说明书所公开的多旋翼飞行器中，通过利用对燃料电池进行收纳的外壳而使废气在该外壳内扩散，从而能够在对废气进行稀释的同时将之向外部排出。
6.本说明书所公开的技术的详细内容和进一步的改良将在以下的“具体实施方式”中进行说明。
附图说明
7.本发明的代表性实施例的特征、优点、技术与工业意义将被描绘至如下的附图中以供参考，图中相同数字表示相同要素，其中：
8.图1表示实施方式的多旋翼飞行器10的立体图。
9.图2表示实施方式的多旋翼飞行器10的俯视图。
10.图3表示图2的线iii-iii处的剖视图。
11.图4表示第二实施方式的多旋翼飞行器10a中的图1的线iv-iv处的剖视图。
具体实施方式
12.在本技术的一个实施方式中，也可以设为，所述至少一个换气口包括被设置在与所述螺旋桨的旋转范围对置的位置上的开口。由此，能够利用螺旋桨所产生的风来对外壳内进行换气。其结果为，能够促进废气的稀释。
13.在本技术的一个实施方式中，也可以设为，多旋翼飞行器还具备第二释放口，所述第二释放口将从所述燃料电池被排出的空气的废气向所述外壳内释放。由此，在外壳内混合有燃料电池所排出的空气的废气、和燃料气体的废气。其结果为，能够促进废气的稀释。
14.在本技术的一个实施方式中，也可以设为，还具备压缩机，所述压缩机被收纳在外壳内并且向所述燃料电池供给空气。根据这样的结构，由于外壳的尺寸变得较大，因此被释放至外壳内的废气会在充分地扩散而被稀释了之后被释放到外壳的外部。但是，在其他的实施方式中，外壳也可以不对压缩机进行收纳。
15.在本技术的一个实施方式中，也可以设为，多旋翼飞行器还具备散热器，所述散热器对所述燃料电池进行冷却。在该情况下，也可以设为，所述散热器在与所述螺旋桨的旋转轴正交的方向上与所述外壳邻接。但是，在其他的实施方式中，散热器也可以在螺旋桨的旋转轴方向上与外壳邻接。
16.(实施方式)
17.参照附图而对作为本技术的一个实施方式的多旋翼飞行器10进行说明。如图1所示，多旋翼飞行器10具备四个螺旋桨8、燃料气体罐2、散热器6、散热器风扇6f和动力单元4。虽然未被特别限定，但是多旋翼飞行器10为所谓的无人机，并且能够通过使四个螺旋桨8旋转驱动而进行飞行。多旋翼飞行器10沿着z轴方向(即，图1的纸面上方向)而上升。在上升之后，多旋翼飞行器10通过对四个螺旋桨8的各自的转数设置差异，从而执行平行移动、转弯等。
18.燃料气体罐2在其内部对燃料气体(在本实施方式中为氢气)进行储存。动力单元4在其外壳4c的内部对燃料电池4b和空气压缩机4a进行收纳。燃料电池4b在内部具备电池组(省略图示)，并使燃料气体与空气中的氧发生反应来进行发电。空气压缩机4a为用于向燃料电池4b供给空气的设备。除此以外，在外壳4c内收纳有对燃料电池4b发电而产生的电力进行储存的二次电池等。
19.多旋翼飞行器10通过使燃料气体罐2内的燃料气体与空气中的氧在燃料电池4b内发生反应，从而产生电力。多旋翼飞行器10通过向电动机(省略图示)供给燃料电池4b所产生的电力，从而使四个螺旋桨8进行旋转。
20.动力单元4的外壳4c具有沿着x轴方向(即，图1的纸面左右方向)而延伸的矩形形状。在外壳4c的上部处设置有对燃料气体罐2进行固定的基座，在该基座的四角处分别设置有螺旋桨支承部8s。各螺旋桨支承部8s对螺旋桨8以能够旋转的方式进行支承。
21.在外壳4c的x轴方向正侧(即，图1的纸面左侧)处配置有散热器6和散热器风扇6f。在散热器6的内部形成有供制冷剂循环的循环通道。散热器6以在y轴方向上邻接的方式而配置沿着z轴方向而延伸的循环通道。虽然省略了图示，但是在散热器6上连接有向燃料电
池4b供给制冷剂的循环通道。在外壳4c中收纳有泵，所述泵在散热器6与燃料电池4b之间使制冷剂进行循环。
22.如图1所示，散热器6向动力单元4的x轴方向正侧露出。当多旋翼飞行器10例如向x轴方向正侧行进时，散热器6会承受到朝向x轴方向负侧(即，图1的纸面右侧)的飞行风。当该飞行风从散热器6通过时，散热器6内的制冷剂的热量会被散热。除此以外，通过各种各样的方向上的飞行风从散热器6通过，从而使散热器6内的制冷剂的热量被散热。散热器风扇6f以与扁平的散热器6的x轴方向负侧(即，图1的纸面右侧)的面抵接的方式而被配置在该面上。在多旋翼飞行器10未行进的情况下，通过散热器风扇6f进行旋转，从而使散热器6内的制冷剂的热量被散热。如此，多旋翼飞行器10通过向燃料电池4b供给利用散热器6而被散热后的制冷剂，从而对燃料电池4b进行冷却。
23.如图2所示，四个螺旋桨8各自以螺旋桨中心8c为中心而进行旋转。四个螺旋桨8各自以覆盖将螺旋桨中心8c作为中心的圆形的旋转范围8a的方式而进行旋转。当螺旋桨8进行旋转时，在其旋转范围8a的下方(即，图2的纸面纵深方向)将产生风。
24.在外壳4c的上侧(即，图2的纸面近前侧)处设置有供气口4s。供气口4s位于x轴方向负侧(即，图2的纸面右侧)且y轴方向负侧(即，图2的纸面上侧)的螺旋桨8的旋转范围8a的下方。
25.在此，参照图3而对本实施方式的多旋翼飞行器10向外部排出燃料气体的废气的结构进行说明。燃料电池4b与气液分离器14连接。在气液分离器14中，被供给有从燃料电池4b通过后的燃料气体(即，燃料气体的废气)。气液分离器14对燃料气体的废气中的水分和燃料侧废气g1进行分离。在气液分离器14的底部处连接有排气排水阀14v，当排气排水阀14v打开时，从燃料气体的废气中分离出并滞留在气液分离器14的底部的水分将被排出。通过气液分离器14而与水分分离后的燃料侧废气g1从气液分离器14的上部的第一释放口14h被释放到外壳4c内的空间4m中。
26.此处，燃料侧废气g1为从燃料电池4b通过后的燃料气体(即，氢气)。燃料侧废气g1除了反应后的杂质(例如，氮、水蒸气)以外，还包含燃料气体。因此，对于多旋翼飞行器10而言，要求在向外部排出燃料侧废气g1之前，对燃料侧废气g1进行稀释以使燃料气体的浓度下降。多旋翼飞行器10在将燃料侧废气g1向外部排出之前，使之从第一释放口14h向外壳4c内的空间4m释放。由此，燃料侧废气g1会在空间4m内扩散，并与空间4m内的空气混合。其结果为，空间4m内的燃料气体的浓度下降。即，燃料侧废气g1通过被释放至空间4m内，从而被稀释。
27.在外壳4c的下侧(即，z轴方向负侧)的壁上设置有排气口4e。排气口4e贯穿外壳4c的下侧的壁，以使外壳4c内的空间4m与外部连通。在空间4m内被稀释了的燃料侧废气g1作为稀释废气g2而经由排气口4e被排出到外部。通过在外壳4c上设置排气口4e，从而对外壳4c的空间4m内进行换气。即，排气口4e为对外壳4c内进行换气的换气口。
28.如此，本实施方式的多旋翼飞行器10将燃料侧废气g1向外壳4c的空间4m内释放，并且在空间4m内进行稀释了之后经由排气口4e而向外部排出。由此，能够利用外壳4c而在对燃料侧废气g1进行稀释的同时将之向外部排出。如之前所叙述的那样，外壳4c为用于对燃料电池4b和空气压缩机4a等设备进行收纳的外壳。通过利用该外壳4c而对燃料侧废气g1进行稀释，从而无需设置用于稀释燃料侧废气g1的设备。因此，多旋翼飞行器10能够以比较
简单的结构而在对燃料侧废气g1进行稀释的同时将之向外部排出。
29.此外，由于外壳4c对燃料电池4b、空气压缩机4a等设备进行收纳，因此其内部的空间4m的体积将变大。通过在内部的体积较大的外壳4c内对燃料侧废气g1进行稀释，从而能够促进燃料侧废气g1的稀释。
30.另外，在外壳4c的上侧(即，z轴方向正侧)的壁上设置有供气口4s。如之前所叙述的那样，供气口4s位于螺旋桨8的旋转范围8a的下方。即，供气口4s与旋转范围8a对置。当螺旋桨8进行旋转时，在旋转范围8a的下方会产生朝下的风。如图3所示。通过螺旋桨8的旋转而产生的风的一部分经由供气口4s而向外壳4c的空间4m内推入空气s1。由此，空间4m内的空气进行循环，从而使空间4m内被换气。如此，供气口4s为对外壳4c内进行换气的换气口。通过将供气口4s配置在螺旋桨8的旋转范围8a的下方以对空间4m内进行换气，从而能够促进燃料侧废气g1的稀释。
31.参照图4而对第二实施方式的多旋翼飞行器10a进行说明。第二实施方式的多旋翼飞行器10a代替上述的第一实施方式的多旋翼飞行器10的供气口4s(参照图3)而具备第二释放口20h。第二释放口20h为被设置在燃料电池4b的空气释放管20上的开口。第二释放口20h将外壳4c的空间4m与空气释放管20连通。空气释放管20为用于将从燃料电池4b通过后的空气从燃料电池4b排出(即，空气侧废气s2)的管。从燃料电池4b被排出的空气侧废气s2经由空气释放管20的第二释放口20h而被释放到外壳4c的空间4m内。从第二释放口20h被释放的空气的废气s2在空间4m内与从第一释放口14h被释放的燃料侧废气g1混合。其结果为，促进了燃料侧废气g1的浓度的稀释。如此，第二实施方式的多旋翼飞行器10a代替从供气口4s收入空间4m内的空气，而是利用燃料电池4b自身所排出的空气的废气来对燃料侧废气g1进行稀释。由此，能够在不另行追加结构的条件下，以比较简单的结构而在对燃料侧废气g1进行稀释的同时将之向外部排出。
32.以上，虽然对实施方式进行了详细说明，但是这些只不过为示例，并非对专利的技术方案进行限定的方式。在专利的技术方案所记载的技术中，包含以各种各样的方式来对以上所例示出的具体例进行变形、变更后的方式。以下，对上述的实施方式的改变例进行列举。
33.(改变例1)虽然在上述的第一实施方式中，作为“换气口”而在外壳4c上设置有排气口4e和供气口4s，但是在改变例中，代替上述结构，“换气口”也可以为在外壳4c的结构部件之间所产生的间隙。即，即使不设置明确的“换气口”，但只要在外壳4c的一部分上使空间4m与外部相通即可。此外，在进一步的改变例中，也可以设为，外壳4c具备供气口4s，而且，在外壳4c内设置有第二释放口20h。
34.(改变例2)虽然在上述的实施方式中，多旋翼飞行器10具备四个螺旋桨8，但是改变例的多旋翼飞行器10既可以具备两个或三个螺旋桨8，也可以具备五个以上的螺旋桨8。
35.(改变例3)虽然在上述的第一实施方式中，供气口4s从下方与螺旋桨8的旋转范围8a对置，但是在改变例中，也可以代替供气口4s而设置有从上方与螺旋桨8的旋转范围8a对置的换气口。在该情况下，由于通过螺旋桨8的旋转而使旋转范围8a附近成为负压，因此空间4m内的空气会变得易于被排出到外部。即，从上方与螺旋桨8的旋转范围8a对置的换气口作为排气口而发挥功能。
36.(改变例4)虽然在上述的实施方式中，在外壳4c内收纳有空气压缩机4a，但是在改
变例中，也可以在外壳4c之外配置空气压缩机4a。另外，也可以在外壳4c内还配置有燃料气体罐2。
37.(改变例5)虽然在上述的实施方式中，散热器6在外壳4c的x轴方向上被邻接配置，但是在改变例中，散热器6与动力单元4既可以在z轴方向上被邻接配置，也可以在y轴方向上被邻接配置。
38.以上，虽然对本发明的具体例进行了详细说明，但是这些内容只不过是示例，并非对专利的技术范围进行限定的方式。在技术方案所记载的技术中，包含以各种各样的方式来对以上所例示出的具体例进行变形、变更后的方式。本说明书或者附图中所说明的技术要素为单独或者通过各种组合而发挥了技术上的有用性的要素，其并未被限定于申请时技术方案中所记载的组合。此外，本说明书或者附图中所例示出的技术可以同时达成多个目的，并且达成其中之一的目的本身也具有技术上的有用性。
技术特征：
1.一种多旋翼飞行器，具备：燃料电池，其使燃料气体进行反应以产生电力；螺旋桨，其通过所述燃料电池所产生的所述电力而进行旋转；外壳，其对所述燃料电池进行收纳，并且具有至少一个换气口；第一释放口，其将从所述燃料电池被排出的所述燃料气体的废气向所述外壳内释放。2.如权利要求1所述的多旋翼飞行器，其中，所述至少一个换气口包括被设置在与所述螺旋桨的旋转范围对置的位置上的开口。3.如权利要求1或2所述的多旋翼飞行器，其中，还具备第二释放口，所述第二释放口将从所述燃料电池被排出的空气的废气向所述外壳内释放。4.如权利要求1至3中任意一项所述的多旋翼飞行器，其中，还具备压缩机，所述压缩机被收纳在所述外壳内并且向所述燃料电池供给空气。5.如权利要求1至4中任意一项所述的多旋翼飞行器，其中，还具备散热器，所述散热器对所述燃料电池进行冷却，所述散热器在与所述螺旋桨的旋转轴正交的方向上与所述外壳邻接。
技术总结
本公开提供一种多旋翼飞行器。本说明书所公开的多旋翼飞行器具备燃料电池、螺旋桨、外壳和第一释放口。燃料电池使燃料气体进行反应以产生电力。螺旋桨通过燃料电池所产生的电力而进行旋转。外壳对燃料电池进行收纳，并且具有至少一个换气口。第一释放口将从燃料电池被排出的燃料气体的废气向外壳内释放。在上述的多旋翼飞行器中，废气被释放到收纳燃料电池的外壳内。废气在外壳内扩散并被稀释。外壳内通过换气口而被实施换气。过换气口而被实施换气。过换气口而被实施换气。
技术研发人员：
関根広之
受保护的技术使用者：
丰田自动车株式会社
技术研发日：
2021.12.29
技术公布日：
2022/8/4
