CN100591411C - 气体处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供能够将多种气体充分混合在一起以便稀释气体的气体处理设备。用于混合第一气体(H2)和第二气体(空气)的气体处理设备包括第二气体(空气)流经的流道(110)，用于沿与流道(110)内的第二气体(空气)的流动方向不平行的方向引入第一气体(H2)的流入口(104)，以及密封流道(110)的一部分的壳体(101)。流道(110)至少在被壳体(101)密封的区域的一部分中包括孔结构(111)，第二气体(空气)和第一气体(H2)流入和流出孔结构。根据此构造，孔结构生成紊流，从而可提高第一气体(H2)和第二气体(空气)之间的混合程度，使气体浓度均匀降低。

Description

气体处理设备
技术领域
本发明涉及一种用于稀释来自燃料电池的吹扫气体(purge gas)的设备，尤其涉及一种适于均匀地稀释吹扫气体的构造。
背景技术
在燃料电池中，用作燃料的氢被循环以重复使用。当使用燃料电池作为电动汽车的电源时，有时要执行吹扫操作以将循环系统内的一部分氢排放到外部。例如，当电压暂时降低时需要进行吹扫操作以恢复燃料电池的电压，或者当车辆静止时需要进行吹扫操作以减小所引起的燃料电池的电极之间的压差。
当要将循环系统内的氢在吹扫操作中排放到外部时，使用稀释器以利用空气稀释氢从而将氢的浓度降低到其燃烧极限以下。例如，日本专利申请公报No.2003-132915公开了一种通过将被吹扫的废氢气保留在罐内并逐渐使该废氢气与通过相邻罐的空气相混合来将废氢气稀释到此浓度或此浓度以下的技术(专利文献1)。
专利文献1：日本专利申请公报No.2003-132915(图2等)
专利文献2：日本专利申请公报No.2000-348743(段落号0029，图2，等)
专利文献3：日本专利申请公报No.2002-289237(图8等)
发明内容
但是，利用上述常规的稀释构造，并不是总能够在局部区域内将氢的浓度充分稀释到可燃浓度以下。在日本专利申请公报No.2003-132915所公开的稀释器构造中，当将被保留的氢传送到空气侧时，氢的浓度可能在局部区域内保持较高，从而氢以此高浓度被排出。
因此，本发明的一个目的是提供能够通过充分混合和稀释多种气体来解决此问题的气体处理设备。
为了解决上述问题，本发明是一种用于混合第一气体和第二气体的气体处理设备，其特征在于，包括用于在第一气体和第二气体中的至少一种气体内生成紊流从而混合这两种气体的紊流生成装置。
根据此构造，紊流生成装置生成紊流，因此可提高第一气体和第二气体之间的混合程度，使气体浓度均匀地降低。例如当第一气体和第二气体中的一种是可燃气体时，该可燃气体的浓度可均匀地降低然后排放到外部。
这里，对“第一气体”和“第二气体”没有限制。例如，第一气体可以是氢而第二气体可以是空气。
根据本发明的气体处理设备包括第二气体流经的壳体。在壳体中设有用于从与第二气体的流动方向不平行的方向引入第一气体的流入口。
根据此构造，流入口设置成使第一气体从与第二气体的流动方向不平行的方向——或者换句话说从不同的方向例如横向或对角方向——被引入，从而第一气体流从该流入口进入壳体的方向与流道方向不平行。结果，第一气体流与第二气体碰撞而生成紊流，从而这两种气体被均匀混合。
这里，流入口设置成使得第一气体从偏离壳体轴向中心的位置流入。根据此构造，流入口偏离轴向中心，从而在第一气体内产生在壳体中打旋的旋流。结果，通过孔结构泄漏到壳体中的第二气体可被高效率地均匀混合。由于在第一气体内产生旋流，所以第一气体中的质量较大的组分例如水分会受到离心力，从而附着在壳体的壁面上，因此可分离该水分组分等。
这里，第二气体流经的流道设置成至少部分地被壳体封闭。该流道优选地包括第二气体和第一气体通过的孔结构。流道的一部分被壳体包围，并且孔结构设置在流道的被壳体覆盖的部分内。因此，第二气体通过流道中的孔结构沿与第二气体穿过流道的流动方向不同的方向进入和离开壳体，从而与在壳体内生成紊流的第一气体混合。
这里，可在壳体的沿垂直方向的下部设置液体排出口。根据此构造，可排出第一气体的质量较大的组分，例如通过凝聚得到的水分。
此外，壳体可在壳体的至少一个部分内包含用于搅动气体的搅动件。根据此构造，该搅动件在壳体内的气流中进一步产生局部紊流，从而可更均匀地混合第一气体和第二气体。
这里，“搅动件”可以是能够通过被放置在气流内而在气流内生成紊流的任何物体，例如玻璃棉。当玻璃棉用作搅动件时，它还可用作吸收流体例如气体在流动时产生的振动或来自上游侧的声波的消声器。
这里，搅动件可设置在通过壳体的气体流动方向的下游侧，可在通过壳体的气体流动方向的上游侧形成一个空间，并且液体排出口可设置在该空间的沿垂直方向的下部。根据此构造，可从靠近第一气体的流入口的空间排出多余的组分例如通过凝聚得到的水分，并因此可防止这些多余的组分例如水分积聚在搅动件内。
本发明可构造成包括第一气体流经的第一流道，该第一流道包括用于使第一气体扩散到外部的扩散结构，以及第二流道，该第二流道围绕第一流道以使第二气体围绕第一流道流动。
根据此构造，第二流道围绕第一流道，从而第一气体混入第二气体中。结果，可抑制气体浓度的局部不均匀，并可提高稀释性能。此外，由于第一流道被第二流道包围，所以不需要提供用于稀释器或混合器的空间，从而得到一种节省空间的构造。例如，当第一气体是可燃气体而第二气体是不可燃气体时，第一气体的浓度可被均匀地减小到使混合气体不会燃烧的程度。
另外，根据此构造，第二气体围绕第一流道流动，因此即使当流经第一流道的第一气体中包含水分等并且环境温度降低到或低于水分等的冻结温度时，只要第二气体的温度较高则可防止第一流道冻结。
这里，上述扩散结构可以是沿与第二气体的流动方向不同的方向排出流经第一流道的第一气体的多个孔结构。根据此构造，第一气体被排放到第二气体的气流中，因此第一气体和第二气体碰撞，生成紊流，这样可提高稀释性能。
这里，孔结构可设置成使每单位面积的总的孔开口面积朝向第一气体的流动方向的下游侧变大。根据此构造，第一气体浓度朝向第一流道的上游侧变高而朝向下游侧变低，因此当从该孔结构排出的第一气体与第二气体混合时，可使得混合气体中的第一气体的浓度在所有位置都均匀，从而可防止第二流道中的第一气体的浓度不均匀。
这里，孔结构优选地至少设置在第一流道的沿垂直方向的下部。根据此构造，例如，当第一气体中包含液体组分例如水时，在第一流道内凝聚的液体可被排放到外部而不会积聚在该流道内。
这里，孔结构优选地至少设置在第一流道的沿垂直方向的上部。根据此构造，第一气体可被排放到外部——或换句话说被排放到第二流道内——而不会积聚在第一流道的顶部附近，从而可与第二气体混合。
这里，扩散结构优选地沿与第二气体的流动方向基本正交的方向排出流经第一流道的第一气体。根据此构造，第一气体正交于第二气体流出，从而与第二气体碰撞以生成紊流，并可提高稀释性能。
这里，优选地，第一流道和第二流道中的至少一个为管的形状，并且这两个流道设置成它们的轴线基本平行。根据此构造，第一流道被容纳在具有常规管的形状的第二流道内，因此不需要提供用于稀释器或混合器的空间，从而可得到一种节省空间的构造。尤其是当应用于电动汽车时，该稀释器可设置在与预先存在的排气管类似的空间内，从而节省了空间。
这里，第一流道优选地设置在除第二流道的沿垂直方向的下部和上部之外的位置。根据此构造，第一流道避开第二流道的气体浓度容易升高的顶部和底部，以及气体中包含的液体组分易于积聚的底部。结果，可提高稀释性能。
这里，液体排放口优选设置在第二流道的沿垂直方向的下部。根据此构造，当气体中包含的液体组分发生凝聚或类似作用时，液体可被排出而不会积聚在第二流道内。
这里，第一气体流道和第二气体流道中的至少一个优选地包括弯曲部分。通过设置弯曲部分，可在气流中产生扰动，从而有助于生成紊流并促进气体混合。
该气体处理设备还包括构造成供给第一气体的第一气体供给装置，和构造成供给第二气体的第二气体供给装置。该第二气体供给装置根据从第一气体供给装置供给第一气体的定时来供给第二气体。根据此构造，可根据供给第一气体的定时增加待混合的第二气体的量，因此可使所稀释的混合气体的混合比均匀，从而提高混合性能。
该气体处理设备用于燃料电池系统，因此第一气体可以是从燃料电池系统排出的氢气，第二气体可以是用于稀释氢气的空气。这里，第二流道的容积优选地设置成小于在燃料电池低负荷运行期间产生的吹扫气体的量。根据此构造，在吹扫操作期间引入的氢气不能在第二流道内积聚，因此氢气在稀释之后总是被排放到外部，从而提高了混合性能。
根据上述本发明，在第一气体和第二气体之间生成紊流以使这两种气体混合，因此可利用第二气体均匀地稀释第一气体，而气体浓度不会出现局部不均匀。
另外，根据本发明，用于其中一种气体的流道被另一种气体的气流围绕，因此即使当流经该流道的气体中包含可能冻结的液体组分时，另一种气体的存在仍会防止该液体组分在流道内冻结。
附图说明
图1是根据第一实施例的气体处理设备的透明透视图；
图2A和2B分别是根据第一实施例的气体处理设备的侧视图和剖面侧视图；
图3是沿根据第一实施例的气体处理设备的轴向的垂直平面剖开的剖面图，其中图3A是沿图2中的A-A线剖开的剖面图，图3B是沿图2中的B-B线剖开的剖面图；
图4是示出根据第一实施例的气体处理设备的操作的视图，其中图4A是示出从侧面看到的紊流生成的示意图，而图4B是示出从正面看到的旋流生成的示意图；
图5是应用此实施例的气体处理设备的燃料电池系统的系统框图；
图6是根据第二实施例的气体处理设备的侧视图；
图7是根据第二实施例的气体处理设备的改型示例；
图8是示出根据第三实施例的气体处理设备的视图，其中图8A是透明透视图，图8B是示出来自截流阀的气体供应的系统框图；
图9是示出根据第三实施例的气体处理设备的视图，其中图9A是透明平面图，图9B是剖面图；
图10是根据第三实施例的气体处理设备的改型示例的透明平面图；以及
图11是示出根据第三实施例的气体处理设备的另一改型示例的剖面图。
具体实施方式
下面将参照附图说明实施本发明的优选实施例。
(第一实施例)
在本发明的第一实施例中，将本发明的气体处理设备应用于适于用在安装在电动汽车内的燃料电池系统中的稀释器。本发明的第一实施例尤其涉及通过围绕用于供给空气的供给管的周向生成紊流来使待稀释的氢气和用作氢气稀释剂的空气相混合的气体处理设备。下面的实施例仅是本发明的一个方面，本发明并不局限于该实施例中的应用。为方便起见，本发明的第一气体以氢气为例，第二气体以空气为例。
图5是燃料电池系统的系统框图。如图5中所示，本实施例的燃料电池系统围绕燃料电池层叠体203构造。燃料电池层叠体203具有通过多个叠层电池构成的层叠结构，每个叠层电池包括具有用于氢气、空气和冷却水的通路的隔板，和夹在一对隔板之间的MEA(膜电极组件)。MEA包括夹在两个电极——燃料电极(阳极)和空气电极(阴极)——之间的高分子电解质薄膜。燃料电极具有多孔载体形式的燃料电极催化剂层，空气电极具有多孔载体形式的空气电极催化剂层。用于向这样构成的燃料电池层叠体203供给作为燃料的氢的系统是燃料电极系统，而用于供给空气的系统是空气电极系统。还设置有执行放热反应的用于冷却燃料电池层叠体203的冷却系统和根据本发明的排气系统。
在燃料电极系统中，通过减压阀201供给来自氢罐200的纯氢，并由截流阀202、燃料电池层叠体203的燃料电极、截流阀204、气液分离器205、截流阀206、泵207等形成氢循环系统。
在空气电极系统中，通过空气净化器220、压缩机221和加湿器222向燃料电池层叠体203的空气电极侧供给空气。
在冷却系统中，冷却水通过散热器230、风扇231和冷却泵232循环到燃料电池层叠体203。
对于排气系统，在吹扫操作中氢(废氢气)从氢循环系统经过截流阀209排出，然后经过氢流管240供给到根据本发明的稀释器100。同时，来自空气电极系统的排气(废空气)通过加湿器222，然后以由压力控制阀223控制的流量经过排气流管250供给到稀释器100。从稀释器100的液体排出口105(见图1)排出的液体和气体通过气液分离器210和截流阀211排出。
应指出，压力控制阀223可由能够改变排气流管250的开口的开口调节阀或设置在与排气流管250平行的旁路上的开口闭合阀替代。换句话说，可适当地使用任何能够改变流入设置在排气流管250下游的稀释器100的气体的流量(压力)的阀结构来代替压力控制阀223。
控制单元300是公知的计算机系统例如ECU(电控制单元)，并且能够控制整个燃料电池系统。更具体地，可基于来自附图中未示出的各个传感器的检测信号等来控制每个阀的打开/关闭。具体地在本实施例中，控制单元300被编程为能够进行控制以增加废空气流量，这是通过根据经由打开的截流阀209供给废氢气的定时进一步打开压力控制阀223、提高压缩机221的转速、或并行执行这两个操作实现的。
接下来将说明此燃料电池系统的操作。燃料电池产生水电解的逆反应，从而向作为阳极的燃料电极侧供给含氢的氢气，并向作为阴极的空气电极侧供给含氧的气体(在本实施例中为空气)。在燃料电极侧发生如方程式(1)中所示的反应，并在空气电极侧发生如方程式(2)中所示的反应，由此电子进行循环从而有电流流动。总的来说，如方程式(3)中所示，系统发生水电解的逆反应。
H2→2H+2e-             ---(1)
2H+2e-+(1/2)O2→H2O    ---(2)
H2+(1/2)O2→H2O        ---(3)
为了发生方程式(1)中的反应，氢罐200在其内部包含氢吸收合金。氢吸收合金具有这样的性质，即，当被加热时可通过吸热反应排出氢，而当被冷却时则通过散热反应吸收氢。可以使用附图中未示出的热交换系统控制氢罐200以排出所需数量的氢。
在操作期间，通过加热氢罐200生成的氢气被减压阀201减压，然后经过打开的截流阀202供给到燃料电池层叠体203。在燃料电池层叠体203的燃料电极中，通过产生如方程式(1)所示的反应发射电子来产生电。从燃料电池层叠体203排出的氢气被称为废气，并包含水分和其它杂质。在气液分离器205中，从废氢气中除去水分和其它杂质，并经过截流阀206将它们排放到外部。一旦已除去水分等，则氢气被泵207加压并返回到来自氢罐200的主流。泵207改变废氢气供给速度以便稳定根据燃料电池系统生成的电力量输出的电能和电压。此单个循环构成该循环系统。当通过控制装置打开截流阀209时，通过氢流管(第一流道)240将循环系统中的部分废氢气供给到根据本发明的稀释器100。应指出，在起动或类似操作期间，当氢罐200的温度较低并且释放的氢气不足时，可以关闭截流阀209并且打开截流阀202和204，以便从氢罐200抽取氢气。
应指出，可以从不包括氢吸收功能的高压氢罐、使用重整气的氢供给机构或液态氢罐供给氢气，以代替本实施例中的氢吸收罐200。
同时，为了发生方程式(2)的反应，驱动压缩机221以便从空气净化器220抽取空气。在被空气净化器220净化并被抽取到压缩机221内之后，空气由加湿器222加湿到适当的湿度，并供给到燃料电池层叠体203的空气电极，在该空气电极处发生方程式(2)的电化学反应以生成水。在空气电极内，从空气净化器220抽取的空气的氧组分和从燃料电极供给的氢离子与电子结合生成水。已通过燃料电池层叠体203的空气然后作为废空气通过加湿器222，并以压力控制阀223控制的流量通过空气流管(第二流道)250供给到根据本发明的稀释器100。
接下来将参照图1-3说明根据本发明的稀释器100。图1是稀释器100的透明透视图，图2A和2B分别是该稀释器的侧视图和侧面剖面图。图3是沿轴向的垂直平面剖开的稀释器的剖面图，图3A是沿图2中的A-A线的剖面图，图3B是沿图2中的B-B线的剖面图。
如附图中所示，稀释器100包括用于从与废空气的流动方向不平行的方向将废氢气引入密封部分空气流管250的壳体101的流入口104。该流入口104设置成使得废氢气在偏离壳体101的轴向中心的位置被引入。氢流管240与流入口104相连通。在空气流管250的被密封在壳体101中的区域内设有大量的孔结构111，以便流过空气流管250的空气和通过流入口104被引入的氢气可以在壳体和空气流管250之间通过。
在此情况下，壳体101的容积优选地小于在燃料电池系统低负荷运行期间(在空转或类似操作期间)产生的吹扫气体的量。通过使容积小于在吹扫期间产生的废氢气的量，在吹扫期间在稀释器100内总是产生一定流速，从而可防止废氢气聚集。
对应于本发明的搅动件的玻璃棉103沿流过空气流管250的空气的流动方向填充在壳体101的下游侧。玻璃棉是通过在高温熔炉内熔化玻璃原材料直到形成纤维、利用粘合剂喷射纤维、然后热模制该纤维形成的毡状物质。由于玻璃棉形成为细丝束，所以可有效地搅动大量气体。此外，玻璃棉具有很好的吸声性能，因此在稀释器100还用作消声器(消音器)的情况下是有利的。但是，应指出，搅动件并不局限于玻璃棉，只要可搅动空气和氢气就可以。将玻璃棉填充在壳体101内的方法并没有限制，但是优选填充至允许气体通过的密度。这样做的原因是希望在气体通过毡状纤维之间时产生搅动和紊流。
玻璃棉103设置在空气流动方向的下游侧，从而在壳体101的沿空气流动方向的上游侧形成空间102。除了用于引入氢气的上述流入口104之外，空间102还在空间102的沿垂直方向的下部包括液体排出口105。
接下来将参照图4说明稀释器100的操作。图4A是示出从侧面看到的紊流生成的示意图，图4B是示出从正面看到的旋流生成的示意图。
根据本实施例，每个单独的构造有机地操作以便稀释器100具有生成紊流以将废空气和废氢气混合在一起的紊流生成装置的作用。首先，在图5的燃料电池系统中，当通过泵207循环的氢系统内的氢气的杂质浓度升高或预计要升高时，通过控制单元300的控制打开截流阀209。此操作的结果是，包含杂质的氢气(废氢气)从循环系统排放到氢流管240。为了防止发电效率降低，利用从氢罐200供给的数量对应于排出的不纯氢气的数量的纯氢气来代替排出的包含杂质的氢气。
排出的废氢气此时通过氢流管240，并通过稀释器100的流入口104进入壳体101。由于废氢气进入时通过的流入口104设置在偏离壳体101的轴向中心的位置，所以如图4B所示，从流入口104流入壳体101的废氢气产生围绕空气流管的旋流T。
同时，从图5的燃料电池系统的空气电极系统排出的废空气通过空气流管250，并如图4A所示从附图的左侧向右流动。控制单元300通过根据废氢气经由打开的截流阀209被吹扫的定时进一步打开控制废空气流量的压力控制阀223、通过提高压缩机221的转速、或通过并行执行这两个过程，来特别增加废空气的流量。结果，可向稀释器100供给大量的废空气。
在稀释器100的壳体101内部的一个区域具有孔结构111，从而生成通过孔结构111进入壳体101的气流t1。这里，在壳体101内产生废氢气的旋流T，从而旋流T与流过空气流管250的孔结构111的空气流t1碰撞以在废氢气和废空气之间产生紊流。通过此紊流可有效地均匀化和稀释这两种气体。混合气体——或换句话说，用废空气稀释的废氢气——形成回流t2，该回流t2通过孔结构111返回空气流管250内，并从而与空气的主流一起被排出。利用该操作，废氢气的浓度被稀释到不超过预定浓度(例如4％)然后被排放到外部。
这里，壳体101的容积被设定为小于吹扫气体的量，因此在吹扫期间在稀释器100内总是产生一定流速，从而防止废氢气在稀释器内聚集。
通过使控制单元300与废氢气的吹扫同步地进一步打开压力控制阀223、升高压缩机221的转速、或并行地执行这两个过程来增加废空气的流量，以促进这两种废气的稀释。
稀释器100还具有液体排出口105。废氢气包含水分，但是由于从流入口104流入壳体101的废氢气形成旋流T，所以包含在废氢气内的质量较大的水分通过离心力附着在壳体101的壁面上。附着的水分凝聚在壳体101的沿垂直方向的下部，并通过设置在此区域内的液体排出口105排出。水分还在气液分离器210内被分离并根据截流阀211的打开和关闭而被排出。更具体地，液体排出口105设置在玻璃棉103前面的空间内，因此可防止多余的水分凝聚在用作搅动件的玻璃棉内从而对搅动性能和消声性能造成不利影响。
应指出，在第一实施例中说明了如图1-3所示的示例，其中包括孔结构111的空气流管250设置在壳体内，并且玻璃棉103填充在该壳体内。但是，这些部件不是必需的构成元件。
换句话说，可省略壳体101内部的空气流管250或(和)玻璃棉103。仅设置与空气流管250相连通的壳体101和用于将废氢气引入壳体101的流入口104就足够了。
另外，孔结构111的开口形状并不局限于圆形。换句话说，孔的开口可以是细长的或多边形的。在孔具有纵向方向的情况下，该纵向方向可设置成与流道方向平行或不平行。
可设置构造成将气流调整成沿预定方向的调整部件或用于生成紊流的紊流部件来代替孔结构。或者，可以适当地组合或部分地省略这些部件。
简言之，可以多种方式选择性地改变孔结构的形式、数量和设置方式，只要当废空气从空气流管250流入壳体101内的空间102时该孔结构有助于紊流的生成，并且相反地有助于其主要组分为废氢气的气体从空间102流入空气流管250就可以。
(第二实施例)
本发明的第二实施例涉及一种用于进一步促进气体在第一实施例的稀释器内混合和稀释的流道构造的改型示例。图6示出根据第二实施例的稀释器的侧视图。如图6中所示，稀释器100b的特征为在壳体101内的流道110的一部分中包括弯曲部分112。所有其它构造与第一实施例相同。
利用此构造，流过流道110的废空气的流动方向被弯曲部分112的转弯强行改变，从而产生紊流。结果，废空气从围绕流道的弯曲部分112设置的孔结构111流出的强度增加。此外，弯曲部分112形成围绕该弯曲部分的周向流动的废氢气的旋流T的障碍物，从而废氢气更可能流入设置在弯曲部分112的孔结构111。为了促进气体的稀释和混合，弯曲角度优选为锐角但不会尖锐到足以阻止气体流动的程度，例如不小于45°。
根据第二实施例，在通过流道110的废空气主流内生成的紊流和两种气体通过孔结构111的强度共同起作用，从而进一步促进了两种气体的混合和稀释。
应指出，流道110中的弯曲部分不必须位于壳体101内。例如，在图7所示的稀释器100c内，可在壳体101下游在流道110内设置弯曲部分113。即使废空气和废氢气在壳体101内没有被充分稀释，在流道110的位于壳体下游的弯曲部分113内会再次生成紊流，因此可调整废氢气浓度的不均匀，从而促进均匀稀释。
(第三实施例)
在第一实施例中，废氢气被引入围绕废空气流道的壳体内，并从流道的周向被供给。在本发明的第三实施例中，废氢气流道设置在废空气流道内部。
下面将参照图8和9说明第三实施例的稀释器构造。图8A是该稀释器构造的透明透视图，图8B是示出来自截流阀的气体供给的系统框图。图9A是稀释器的透明平面图，图9B是稀释器的剖面图。
如这些附图中所示，第三实施例的稀释器100d容纳在第一实施例中所述的空气流管250内部，其中氢流管240基本与废空气的流动方向平行地设置在空气流管250的内壁上。如图8B所示，氢流管240在截流阀209的下游插入空气流管250，使得氢流管240的轴向基本与空气流管250的轴向成一直线。在氢流管240中设置有多个孔结构241以作为用于使废氢气沿与废空气的流动方向不同的方向流出并进入空气流管250的扩散结构。孔结构241设置成使每单位面积的总的孔开口面积朝向废氢气流动方向的下游侧增加。为了增加总的孔开口面积，可如附图所示增加每单位面积的孔数，或者在不增加孔数的情况下增加孔的开口直径。此外，孔结构241设置在氢流管240的沿垂直方向的下部和氢流管240的沿垂直方向的上部。
应指出，氢流管240的端部是封闭的。在不封闭端部的情况下也可以混合气体，但是通过封闭该端部，废氢气通过孔结构流入空气流管250的流动增强，使得废氢气和废空气更猛烈地碰撞从而生成紊流并促进稀释。
从图9A和9B中可见，氢流管240被支承结构242或类似结构支承在空气流管250的除了该空气流管在垂直方向的下部和上部之外的壁面上。更具体地，氢流管240被支承结构支承在空气流管250的内壁的一个侧面上的偏置位置处。但是，应指出，在氢流管刚性很大或者稀释器100d的长度有限的情况下，不必须设置支承结构。
容纳在空气流管250内的氢流管240的容积设定为小于在燃料电池低负荷运行期间产生的吹扫气体的量。
在此构造中，类似于第一实施例，当在吹扫操作中控制单元300(见图5)打开截流阀209以供给废氢气时，根据吹扫操作的定时控制空气电极系统内的压力控制阀223以增加空气流量。在稀释器100d内，如图8所示，从截流阀209供给的氢气流T1流入氢流管240。由于在此情况下孔结构241设置在氢流管240内，所以氢气流T1通过孔结构241在氢流管240的整个长度上逐渐向外分流，并以氢气支流T2的形式沿与流过空气流管250的空气流t3不同的方向——优选地沿与空气流t3基本成直角的方向——流动。
同时，废空气的空气流t3围绕氢流管240流动，从而与围绕氢流管240排出的氢气支流T2碰撞以产生紊流。废氢气和废空气通过此紊流混合和稀释。
应指出，在本实施例中，类似于第一实施例，优选地在空气流管250内设置液体排出口。通过设置液体排出口，包含在气体中的凝聚的液体组分等可被排出，从而不会积聚在空气流管250内。
此外在本实施例中，类似于第二实施例，优选地在氢流管240或空气流管250内设置弯曲部分。通过设置弯曲部分，可在气流中产生扰动，从而有助于生成紊流并促进气体混合。
根据上述第三实施例，空气流管250围绕氢流管240设置，并且这两个管设置成基本相互平行。结果，废氢气与废空气的混合方式使得可抑制氢浓度的局部不均匀性，从而使稀释性能得到改善。
由于构造成一个管被另一个管围绕，所以当氢流管240的长度确保到达一定程度时可使氢在空气流管250内的很长区域上被稀释。结果，每单位长度的废氢气量可降低到大大低于常规设备，这是安全性方面所需要的。
此外，由于氢流管240容纳在空气流管250内部，所以不需要为稀释器或混合器提供单独的空间，从而可节省空间。
另外，根据此构造，本身包含水分的废氢气流过被包围在空气流管250内的氢流管240。废空气接收一定量的反应热，并且废空气内的这些热量能够防止包含在氢流管240内的水分冻结。结果，可避免例如流管被冻结的水分阻塞的情况，这也是安全性方面所需要的。
另外，根据此构造，即使当通过氢流管240扩散的气流的声音较大时，由于氢流管240的外部被空气流管250的管壁覆盖，因此可获得有利的防止噪声的效果。
另外，根据此构造，流过氢流管240的废氢气的浓度较高。但是，氢流管240的外侧被空气流管250的管壁覆盖，因此即使废氢气点燃，仍可确保安全。
此外，用作扩散结构的孔结构241开口成使废氢气以与废空气的流动方向基本正交的方向流动。结果，废氢气正交于废空气流动，从而与废空气碰撞以生成紊流，因此可改善稀释性能。
此外，孔结构241设置成使每单位面积的总的孔开口面积朝向废氢气流动方向的下游侧增加，从而废氢气浓度朝向氢流管240的上游侧增加而朝向下游侧降低。因此，当从孔结构241流出的废氢气与废空气混合时，可使被混合的气体的废氢气浓度在所有位置均匀，从而防止废氢气浓度在空气流管250内不均匀，这是处理氢时的安全性所要求的。
此外，孔结构241设置在氢流管240的沿垂直方向的下部，从而在氢流管240内凝聚的液体可被排放到外部而不会积聚在氢流管240内。
孔结构241还设置在氢流管240的沿垂直方向的上部，从而废氢气可被排放到外部或者换句话说被排放到空气流管250内，并与废空气混合，而不会在氢流管240的顶部附近积聚。
氢流管240被支承结构242支承在空气流管250中，从而避开空气流管250的沿垂直方向的下部和上部的位置。结果，氢流管240避开空气流管250的气体浓度容易升高的顶部和底部，以及包含在气体内的液体组分易于积聚的底部，从而可改善气体稀释性能。
此外，设置在空气流管250内的氢流管240的容积设定为小于在燃料电池低负荷运行期间产生的吹扫气体的量，从而在吹扫操作期间引入的废氢气不能在空气流管250内积聚。结果，废氢气总能够在稀释后被排出到外部，并可改善混合性能。
此外，控制单元300能够根据供给废氢气的定时增加待混合的废空气的流量，从而可使被稀释的混合气体的混合比均匀，因此改善了混合性能。
应指出，作为第三实施例的一种改型示例，如图10中的侧视图所示，可以设置包括分散的孔结构243而不是成行的孔结构241的稀释器100e。同样，在这种情况下，孔结构优选形成为使每单位面积的总的开口面积朝向下游侧增加。
作为另一个改型示例，如图11中的剖面图所示，可以使用支承结构244将氢流管240支承在空气流管250的中心部分。通过这种构造，以与(空气)废气的流动方向基本成直角的方向将废氢气排放到远离壁的中心部分，在该中心部分废空气的流速最高。结果，这两种气体猛烈地碰撞，从而可促进气体混合和稀释。

Claims (14)

1.一种用于混合第一气体和第二气体的气体处理设备，包括：
所述第一气体流经的第一流道；以及
所述第二气体流经的第二流道，所述第二流道包围所述第一流道的一部分以使所述第二气体围绕所述第一流道流动，
其中，所述第一流道的至少被所述第二流道包围的所述部分设有将所述第一气体扩散到外部的扩散结构，所述扩散结构设置在被所述第二流道包围的所述第一流道的所述部分的整个长度上，
所述扩散结构是沿与所述第二气体的流动方向不同的方向排出流经所述第一流道的所述第一气体的多个孔结构，
所述孔结构设置成使得每单位面积的总的孔开口面积朝向所述第一气体的流动方向的下游侧变大。
2.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述第二流道设有用于从与所述第一气体的流动方向不平行的方向引入所述第二气体的流入口，所述流入口设置成能使所述第二气体从偏离所述第二流道的轴向中心的位置流入。
3.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，在所述第二流道的沿所述第二流道的垂直方向的下部设有液体排出口。
4.根据权利要求3的气体处理设备，其特征在于，所述第二流道在所述第二流道的至少一个部分内包括用于搅动所述气体的搅动部件。
5.根据权利要求4的气体处理设备，其特征在于，所述搅动部件设置在经过所述第二流道的气体流动方向的下游侧，并且在经过所述第二流道的气体流动方向的上游侧形成有空间，
所述液体排出口设置在所述空间的沿所述空间的垂直方向的下部。
6.根据权利要求4或5的气体处理设备，其特征在于，所述搅动部件是玻璃棉。
7.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述孔结构至少设置在所述第一流道的沿所述第一流道的垂直方向的下部。
8.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述孔结构至少设置在所述第一流道的沿所述第一流道的垂直方向的上部。
9.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述扩散结构沿与所述第二气体的流动方向基本正交的方向排出流经所述第一流道的所述第一气体。
10.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述第一流道和所述第二流道中的至少一个为管状，所述两个流道设置成使所述两个流道的轴线基本平行。
11.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述第一流道设置在所述第二流道的沿所述第二流道的垂直方向的下部和上部之外的位置。
12.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于，所述第一流道和所述第二流道中的至少一个包括弯曲部分。
13.根据权利要求1的气体处理设备，其特征在于还包括配置成用于供给所述第一气体的第一气体供给装置，和配置成用于供给所述第二气体的第二气体供给装置，
其中所述第二气体供给装置根据从所述第一气体供给装置供给所述第一气体的定时来供给所述第二气体。
14.用于燃料电池系统的根据权利要求13的气体处理设备，其特征在于，所述第一气体是从所述燃料电池系统排出的氢气，所述第二气体是用于稀释所述氢气的空气，
所述第一流道的容积设定为小于在燃料电池低负荷运行期间产生的吹扫气体的量。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006344476A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Kojima Press Co Ltd 燃料電池の排出ガス希釈装置
JP4770312B2 (ja) * 2005-07-26 2011-09-14 トヨタ自動車株式会社 ガスの希釈器
JP5052038B2 (ja) 2006-05-19 2012-10-17 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用消音器
JP2009206067A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Sango Co Ltd 燃料電池の排気系および燃料電池システム
JP5266887B2 (ja) * 2008-06-02 2013-08-21 トヨタ紡織株式会社 燃料電池の排出ガス希釈装置
JP2011067723A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Toyota Motor Corp 希釈器
WO2011040617A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Mixer of combustible gas and combustion supporting gas
US20130037492A1 (en) * 2011-08-09 2013-02-14 Severn Trent De Nora, Llc System and Method for Optimizing the Mixing of Hypochlorite with Ballast Water
KR101350893B1 (ko) * 2012-04-19 2014-01-10 (주)우성하이텍 양액 자동조정 공급장치
DE102014206754A1 (de) * 2014-04-08 2015-10-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Austragen eines Purge-Massenstroms
DE102014208589A1 (de) 2014-05-07 2015-11-12 Mahle International Gmbh Luftausströmer
KR101637727B1 (ko) * 2014-11-13 2016-07-07 현대자동차주식회사 통합형 밸브를 장착한 연료전지 차량의 공기 공급 시스템
KR101655591B1 (ko) 2014-12-03 2016-09-07 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 배기구 구조
WO2017187616A1 (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 日揮株式会社 ガス調整装置
KR102463703B1 (ko) * 2016-12-15 2022-11-07 현대자동차주식회사 배기유체 중의 물 배출장치 및 연료전지 차량용 소음기
EP3354867A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Exhaust duct for a fossil fuel powered engine comprising a dilution selective catalytic reduction system
CN110465216A (zh) * 2019-07-10 2019-11-19 陕西青朗万城环保科技有限公司 一种有毒有害气体收集稀释装置
CN110492139B (zh) * 2019-08-02 2024-03-12 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种用于氢燃料电池的气体混配装置
CN110898692A (zh) * 2019-11-25 2020-03-24 大连兆和环境科技股份有限公司 高温高效静态混气箱及其使用方法
DE102020204317A1 (de) 2020-04-02 2021-10-07 Psa Automobiles Sa Abgasmischeinheit für ein Brennstoffzellensystem sowie Brennstoffzellensystem mit einer derartigen Abgasmischeinheit
DE102020216491A1 (de) * 2020-12-22 2022-06-23 Psa Automobiles Sa Abgasmischeinheit für eine Brennstoffzelle
DE102021203438A1 (de) 2021-04-07 2022-10-13 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Medienzusammenführungsvorrichtung
CN113578089A (zh) * 2021-06-29 2021-11-02 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池汽车尾气混合系统及其控制方法
CN113713643B (zh) * 2021-08-25 2023-09-26 一汽解放汽车有限公司 一种氢燃料电池尾排气混合稀释装置及氢燃料电池
GB2617077A (en) * 2022-03-28 2023-10-04 Jaguar Land Rover Ltd Apparatus, method and system for diluting purged hydrogen
GB2617078A (en) * 2022-03-28 2023-10-04 Jaguar Land Rover Ltd Water separator and hydrogen dilution device
CN117810496B (zh) * 2024-02-29 2024-05-17 上海清能合睿兹新能源科技有限公司 燃料电池尾排装置、燃料电池系统及燃料电池汽车

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE99511C (zh)
GB694918A (en) * 1951-02-23 1953-07-29 F S Gibbs Inc Diffusion of gases in liquids
US2850038A (en) * 1952-09-30 1958-09-02 Houdry Process Corp Flow control device
AT195406B (de) * 1955-10-01 1958-02-10 Chemie Linz Ag Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von zwei oder mehreren Gasen oder Flüssigkeiten untereinander
US3711256A (en) * 1970-12-15 1973-01-16 Benson H Gas conditioning apparatus with baffles and dryer unit
DD99511A1 (zh) * 1972-10-20 1973-08-20
CA1018452A (en) * 1973-12-14 1977-10-04 Chem-Trol Pollution Services Centrifugal reactor
GB2242562B (en) 1984-03-05 1992-03-25 Vickers Shipbuilding & Eng Electrical generating plant
DE3511927C2 (de) * 1985-04-01 1994-07-07 Perkin Elmer Corp Mischvorrichtung zur Mischung von wenigstens zwei strömenden Fluidstoffen
JPS6275830A (ja) * 1985-09-30 1987-04-07 Fujitsu Ltd 位置情報入力装置とその制御方法
JPS62114624A (ja) * 1985-11-14 1987-05-26 Matsushita Electric Works Ltd 集塵装置のブリツジ防止構造
DE3908914A1 (de) * 1989-03-18 1990-09-20 Messer Griesheim Gmbh Vorrichtung zur zumischung eines gases zu einem durch eine leitung stroemenden gas
US5059494A (en) * 1990-05-10 1991-10-22 International Fuel Cells Fuel cell power plant
JPH04100528A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Fujitsu Ltd 無重力環境における液体の混合方法
US5868495A (en) * 1991-07-08 1999-02-09 Hidalgo; Oscar Mario Guagnelli Method for treating fluent materials
US5113028A (en) * 1991-08-01 1992-05-12 Chen Hang Chang B Process for mixing ethane and chlorine gases
JPH05330941A (ja) * 1992-06-03 1993-12-14 Denki Kagaku Kogyo Kk 多孔体の製造方法
US5523063A (en) * 1992-12-02 1996-06-04 Applied Materials, Inc. Apparatus for the turbulent mixing of gases
KR0171207B1 (ko) * 1994-11-11 1999-03-30 와다 아키히로 고분자 전해질형 연료 전지와 그 운전 제어 방법
JPH08138697A (ja) 1994-11-11 1996-05-31 Toyota Motor Corp 燃料電池
JPH0922714A (ja) 1995-07-07 1997-01-21 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置のオフガスリサイクル方式
JP3202589B2 (ja) * 1996-04-16 2001-08-27 三菱重工業株式会社 混合器
JPH09287883A (ja) * 1996-04-18 1997-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 混合器
JPH1026306A (ja) * 1996-07-12 1998-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 加圧水型原子炉の二次冷却系
JP3254671B2 (ja) 1996-12-27 2002-02-12 石川島播磨重工業株式会社 リショルムコンプレッサを用いた燃料電池発電装置
JPH11216345A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流体混合器
US6124054A (en) * 1998-12-23 2000-09-26 International Fuel Cells, Llc Purged anode low effluent fuel cell
DE19933680C1 (de) * 1999-05-13 2000-12-07 Juergen Kampe Vorrichtung zum Eintrag von Gas in flüssige Medien
JP2000348743A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池
JP2001021111A (ja) 1999-07-05 2001-01-26 Nippon Soken Inc 触媒付加熱装置
US7018435B1 (en) 1999-09-06 2006-03-28 Shell Oil Company Mixing device
US6395414B1 (en) * 2000-02-11 2002-05-28 General Motors Corporation Staged venting of fuel cell system during rapid shutdown
US6455181B1 (en) * 2000-03-31 2002-09-24 Plug Power, Inc. Fuel cell system with sensor
JP4470346B2 (ja) * 2001-01-18 2010-06-02 トヨタ自動車株式会社 車載用燃料電池システムおよび水素オフガス排出方法
US6902707B2 (en) * 2001-04-19 2005-06-07 Exxonmobil Research And Engineering Company Apparatus and process for enhanced feed atomization
DE10121768B4 (de) 2001-05-04 2007-03-01 Robert Bosch Gmbh Durchmischungsvorrichtung für Gase in Brennstoffzellen
JP2002361056A (ja) * 2001-06-06 2002-12-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流体混合器
JP2003077484A (ja) 2001-08-31 2003-03-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池自動車
JP3904191B2 (ja) * 2001-10-23 2007-04-11 本田技研工業株式会社 排出燃料希釈器および排出燃料希釈式燃料電池システム
US6767007B2 (en) * 2002-03-25 2004-07-27 Homer C. Luman Direct injection contact apparatus for severe services
JP2004220809A (ja) * 2003-01-09 2004-08-05 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池搭載車

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