JP2007035406A - ガスの希釈器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
第1のガスと第2のガスとを混合させることにより前記第1のガスの濃度を低下させる複数の希釈室1A、1B、1Cと、前記希釈室1A、1B、1Cを直列に接続する接続通路L11、L12と、前記複数の希釈室1A、1B、1Cのそれぞれに前記第1のガスを分配して導入する分岐通路L2、L21、L22、L23と、前記直列に接続された複数の希釈室1A、1B、1Cのうちの一方の端部に位置する希釈室1Aに前記第2のガスを導入する導入通路L10と、前記直列に接続された複数の希釈室1A、1B、1Cのうちの他方の端部に位置する希釈室1Cから前記第1のガスと第2のガスとが混合されたガスを排出する排出口L13と、を備える。
【選択図】図1
Description
燃料電池では、水素極の上流側に導入された水素が水素極表面の通路を通って下流側に拡散する。水素極内では、水素が、プロトンと電子に分離し、プロトンは電極内および高分子膜内を空気極側に拡散し、一方、電子は外部回路から空気極に到達する。そして、空気極内の反応により、酸素、プロトンおよび電子が結合し、水が生成される。このような反応が継続することにより、外部回路に電流が流れ、電力が負荷に供給される。
、第1のガスは、複数の異なる行路長の通路に分配され、異なる時間に排出されることになる。
図1に基づいて、本発明の第1実施形態に係る希釈器について説明する。本実施形態では、この希釈器を燃料電池の水素極側から排出されるオフガスの希釈に適用する。
相当する。
定の時間間隔で開閉される。また、ECUが、燃料電池の状態、すなわち、燃料電池の出力電圧、水素極側の水素濃度等を監視し、それらの検出値が所定の範囲の値(出力電圧の低下、あるいは、水素濃度の低下が顕著)となったときに、排気弁2を開閉するようにしてもよい。
および1C内のオフガスが概ね同時期に通路L11、L12およびL13に流入する。したがって、希釈室1Cから通路L13に流入したオフガスが最も早く排気されることになる(グラフG2のピークP1に相当)。次ぎに、希釈室1Bから通路L12に流入したオフガスが通路L13を通って排気される(グラフG2のピークP2に相当)。最後に、希釈室1Aから通路L11に流入したオフガスが通路L12および通路L13を通って排気される(グラフG2のピークP2に相当)。
図2に基づいて、本発明の第2実施形態に係る希釈器を説明する。上記第1実施形態では、複数の希釈室1A等を通路L11等で直列に接続することにより、排出されるガスの水素濃度のピークを分散させる希釈器の例を示した。
なっている。
図3に基づいて、本発明の第3実施形態に係る希釈器を説明する。上記第1実施形態では、複数の希釈室1A等を通路L11等で直列に接続することにより、排出されるガスの水素濃度のピークを分散させる希釈器の例を示した。また、第2実施形態では、1つの希釈室内で、行路長の異なる複数の通路を設け、水素濃度のピークの発生時点を分散させる希釈器について説明した。
られている。今、排気弁2に近い側壁W10の開口F111付近から壁部Wに沿って進み、対向する相手側壁W11の内面付近で方向転換し、側壁W10の内面付近まで戻る通路を部分通路F11と呼ぶことにする。また、側壁W10の開口F121付近から壁部Wに沿って進み、対向する相手側壁W11の内面付近で方向転換し、側壁W10の内面付近まで戻る通路を部分通路F12と呼ぶことにする。さらに、排気弁2から最も遠い側壁W10の開口F131付近から通路L10に沿って進む通路を部分通路F13と呼ぶことにする。通路F10は、部分通路F11、F12およびF13が直列に接続された構成となっている。
上記第1実施形態から第3実施形態では、希釈室として、例えば、図1に示したように(図2、図3も同様)、通路L10右側の端部は、希釈室1A内に深く挿入され、その開口
L101が、通路L11の左側端部の開口L111と所定の距離だけ離間して対向している構成とした。図1の希釈室1B、1Cにおいても同様である。しかし、本発明の実施は、このような希釈室の構成には限定されない。例えば、通路L10等が希釈室1A等の左側の側壁付近にて希釈室1内にそのまま開口する構成のものでも構わない。すなわち、本発明の実施においては、第1実施形態から第4実施形態に示したように、希釈室を複数設けるか(第1実施形態)、あるいは通路を複数に分岐させるか(第2実施形態、第3実施形態)等して水素の排出を時間的に分割することに特徴があり、空気が流れる通路L10等の構成、例えば、通路L10がどの程度まで深く希釈室1A等に挿入されているか等、に限定されるものではない。
2 排気弁
2A 水素極排気弁
3 希釈室排気弁
L1、L10、L11、L12、L13 通路
L2、L21、L22、L23 分岐通路
F1、F2、F3、F10 通路
F11、F12、F13 部分通路
Claims (9)
- 第1のガスに第2のガスを混合させるガスの希釈器であって、
前記第1のガスを導入するとともに、導入後の前記第1のガスの通過時間がそれぞれ異なる複数の通路と、
前記複数の通路を通過した第1のガスと前記第2のガスとを混合する混合手段と、を備えるガスの希釈器。 - 前記複数の通路は、
第1のガスと第2のガスとを混合させることにより前記第1のガスの濃度を低下させる複数の希釈室と、
前記複数の希釈室を直列に接続する接続通路と、
前記複数の希釈室のそれぞれに前記第1のガスを分配して導入する分岐通路と、を有し、
前記混合手段は、
前記直列に接続された複数の希釈室のうちの一方の端部に位置する希釈室に前記第2のガスを導入する導入通路と、
前記直列に接続された複数の希釈室のうちの他方の端部に位置する希釈室から前記第1のガスと第2のガスとが混合されたガスを排出する排出口と、を有する請求項1に記載のガスの希釈器。 - 前記分岐通路への第1のガスの流入を制御する制御弁をさらに備える請求項2に記載のガスの希釈器。
- 前記複数の通路は、
第1のガスが拡散する第1の行路長を有する第1の通路と、
前記第1の通路から分岐し、第2の行路長を有する第2の通路と、を有し、
前記混合手段は、
第2のガスを導入する導入通路と、
前記第1の通路または第2の通路を通過した第1のガスと前記導入通路から導入された第2のガスとが合流する合流部と、
前記合流部から前記第1のガスと第2のガスとが混合されたガスを排出する排出口と、を有する請求項1に記載のガスの希釈器。 - 前記複数の通路は、
第1のガスが拡散する第1の行路長を有する第1の通路と、
前記第1の通路から分岐し、それぞれ異なる長さの第2の行路長を有する複数の第2の通路と、を有し、
前記混合手段は、
第2のガスを導入する導入通路と、
前記第1の通路および前記複数の第2の通路のいずれかを通過した第1のガスと前記導入通路から導入された第2のガスとが合流する合流部と、
前記合流部から前記第1のガスと第2のガスとが混合されたガスを排出する排出口と、を有する請求項1に記載のガスの希釈器。 - 前記第1の通路への第1のガスの流入を制御する制御弁をさらに備える請求項4または5に記載のガスの希釈器。
- 前記複数の通路は、
所定の行路長を有し、行路の始点および行路の途中で第1のガスが導入される導入口
を複数個有する第1の通路と、
前記第1の通路の導入口のそれぞれに第1のガスを分配して導入する分岐通路と、を有し、
前記混合手段は、
第2のガスを導入する導入通路と、
前記第1の通路を通過した第1のガスと前記導入通路から導入された第2のガスとが合流する合流部と
前記合流部から前記第1のガスと第2のガスとが混合されたガスを排出する排出口と、を有する請求項1に記載のガスの希釈器。 - 前記分岐通路への第1のガスの流入を制御する制御弁をさらに備える請求項7に記載のガスの希釈器。
- 前記第1のガスは、燃料電池から排出される排出ガスであり、断続的に水素パージが行われる燃料電池に適用される、請求項1から8のいずれかに記載のガスの希釈器。
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