JP2008159281A - Gas removal filtering device of fuel cell - Google Patents

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信彦 中垣
Yasushige Arai
安成 荒井
Hiroshi Arisawa
広志 有澤
Makoto Ueno
真 上野
Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Junji Nagasawa
潤治 長澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas removal filtering device for a fuel cell, capable of removing impure gases from intake air to the fuel cell with high efficiency, and suppressing a possibility of the pressure loss increase. <P>SOLUTION: An intake passage of the fuel cell has a filter unit 36 for removing the impure gases in the intake air. The filter unit 36 has an upstream filter 37 and a downstream filter 38. The upstream filter 37 is larger in gas removal capacity than the downstream filter 38, whereas the downstream filter 38 is higher in gas removal efficiency than the upstream side filter 37. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池の吸気路に設けられ、吸入空気中の不純ガスを除去するためのフィルタユニットを備えた燃料電池のガス除去フィルタ装置に関するものである。   The present invention relates to a gas removal filter device for a fuel cell, which is provided in an intake passage of a fuel cell and includes a filter unit for removing impure gas in intake air.

従来のこの種の燃料電池におけるガス除去フィルタ装置としては、例えば、特許文献１〜４に開示されるような構成のものが提案されている。
すなわち、特許文献１に記載の燃料電池システムにおいては、空気が静電フィルタ、ブロワ及び光触媒フィルタを通って、燃料電池に供給されるようになっている。そして、静電フィルタにより空気中に含まれる帯電した粉塵等のカチオン、及びカチオン発生の原因となる微粒子が吸着除去されるとともに、光触媒フィルタにより空気中に含まれる窒素酸化物、硫黄酸化物、一酸化炭素等の不純ガスが分解除去される。その結果、燃料電池に対する不純ガス等の不純物を含む空気の供給が防止される。この結果、電解質の変質及び電極触媒の酸素吸着能の低下を抑制して、発電性能の低下を防止するようになっている。 As a conventional gas removal filter device in this type of fuel cell, for example, a configuration as disclosed in Patent Documents 1 to 4 has been proposed.
That is, in the fuel cell system described in Patent Document 1, air is supplied to the fuel cell through the electrostatic filter, the blower, and the photocatalytic filter. The electrostatic filter adsorbs and removes cations such as charged dust contained in the air and fine particles that cause cation generation, and the photocatalytic filter removes nitrogen oxides, sulfur oxides, Impure gas such as carbon oxide is decomposed and removed. As a result, supply of air containing impurities such as impure gas to the fuel cell is prevented. As a result, the deterioration of the power generation performance is prevented by suppressing the alteration of the electrolyte and the decrease in the oxygen adsorption capacity of the electrode catalyst.

特許文献２に記載の空気清浄機等における脱臭フィルタでは、消臭剤を含浸させた不織布層と、ハニカム構造体の小室内に粒状活性炭を埋設した活性炭層とが設けられている。そして、不織布層が空気流の上流側に配置されるとともに、活性炭層が空気流の下流側に配置されて、その不織布層及び活性炭層により、空気中に含まれる臭気が除去されるようになっている。   In a deodorizing filter in an air cleaner or the like described in Patent Document 2, a nonwoven fabric layer impregnated with a deodorant and an activated carbon layer in which granular activated carbon is embedded in a small chamber of a honeycomb structure are provided. And while a nonwoven fabric layer is arrange | positioned in the upstream of an air flow, an activated carbon layer is arrange | positioned in the downstream of an air flow, and the odor contained in the air comes to be removed by the nonwoven fabric layer and activated carbon layer. ing.

特許文献３に記載の室内有害物質除去装置においては、不織布をひだ状に折曲形成した集塵フィルタと、格子中に粒状活性炭を埋設したガス除去フィルタとが設けられている。そして、集塵フィルタにより空気中に含まれる塵埃が除去されるとともに、ガス除去フィルタにより空気中に含まれるアルデヒド類等の有害ガスが除去されるようになっている。   In the indoor harmful substance removal apparatus described in Patent Document 3, a dust collection filter formed by bending a nonwoven fabric into a pleated shape and a gas removal filter in which granular activated carbon is embedded in a lattice are provided. The dust collection filter removes dust contained in the air, and the gas removal filter removes harmful gases such as aldehydes contained in the air.

特許文献４に記載の燃料電池用の空気清浄フィルタにおいては、集塵用の粗フィルタと、同じく集塵用の密フィルタと、アンモニアガス除去用のアンモニアフィルタと、硫化水素除去用の硫化水素フィルタとが設けられている。前記アンモニアフィルタ及び硫化水素フィルタは、活性炭繊維とポリエステル繊維とからなるシート材料のハニカム構造体より形成されている。そして、空気が各フィルタを順に通過することにより、空気に含まれる塵埃及び不純ガスが除去されるようになっている。
特開２００３−１３２９２８号公報 特開２００２−５８７２９号公報 特開２００５−１２１２９４号公報 特開２００５−３２７６８４号公報 In the air purification filter for a fuel cell described in Patent Document 4, a coarse filter for collecting dust, a dense filter for collecting dust, an ammonia filter for removing ammonia gas, and a hydrogen sulfide filter for removing hydrogen sulfide And are provided. The ammonia filter and the hydrogen sulfide filter are formed from a honeycomb structure of a sheet material made of activated carbon fibers and polyester fibers. And air passes through each filter in order, so that dust and impure gas contained in the air are removed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-132828 JP 2002-58729 A JP 2005-121294 A JP 2005-327684 A

ところが、これらの従来のガス除去フィルタ装置においては、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載の従来構成では、光触媒フィルタにより空気中の不純ガスが分解除去されるようになっているため、フィルタ装置を日光が当たる場所に設置したり、日光が得らない場合は光源を設けたりする必要があって、設置上の制約を受けるものであった。また、一般に光触媒フィルタは不純ガスとの反応速度が低いため、大流量の空気に含まれる不純ガスを高効率で除去するのは困難であった。このような問題に対処するため、光触媒を空気の流れ方向に沿って長距離にわたって設けて、不純ガスの除去効率を高めようとした場合には、装置が大型化するばかりでなく、通気抵抗が増大するという問題が生じた。 However, these conventional gas removal filter devices have the following problems.
That is, in the conventional configuration described in Patent Document 1, since the impure gas in the air is decomposed and removed by the photocatalytic filter, the filter device is installed in a place exposed to sunlight or when sunlight is not obtained. However, it was necessary to provide a light source, which was subject to installation restrictions. In general, since the photocatalytic filter has a low reaction rate with the impure gas, it is difficult to remove the impure gas contained in a large flow rate of air with high efficiency. In order to cope with such a problem, when a photocatalyst is provided over a long distance along the air flow direction so as to improve the removal efficiency of impure gas, not only the apparatus is increased in size but also the ventilation resistance is reduced. The problem of increasing has arisen.

特許文献２に記載のフィルタは、空気に含まれる臭気を除去するための脱臭フィルタである。そして、粒状活性炭よりなる活性炭層が空気流の下流側に配置されているので、このフィルタをガス除去フィルタ装置に用いた場合、下流側の活性炭層のみでは不純ガスの十分な除去効率を期待することができない。この場合、例えば空気流の上流側の不織布層に代えて活性炭繊維層を設け、その活性炭繊維層においても不純ガスを除去するように構成することも考えられるが、このように構成すると、上流側の活性炭繊維層では多くのガス除去容量を望めないため、その上流側の活性炭繊維層が早期に飽和して、フィルタの使用寿命が短くなるという問題が生じた。   The filter described in Patent Document 2 is a deodorizing filter for removing odors contained in air. And since the activated carbon layer which consists of granular activated carbon is arrange | positioned in the downstream of an air flow, when this filter is used for a gas removal filter apparatus, sufficient removal efficiency of an impure gas is expected only by a downstream activated carbon layer. I can't. In this case, for example, an activated carbon fiber layer may be provided instead of the non-woven fabric layer on the upstream side of the air flow, and the activated carbon fiber layer may be configured to remove impure gas. In the activated carbon fiber layer, a large gas removal capacity cannot be expected, so that the activated carbon fiber layer on the upstream side is saturated early and the service life of the filter is shortened.

特許文献３に記載のフィルタ装置では、ガス除去フィルタが粒状活性炭よりなる一層構造となっているため、前記特許文献２の場合と同様に、このフィルタのみでは不純ガスの十分な除去効率を望むことができない。この場合、例えば不純ガスの除去効率を高めるために、粒状活性炭を空気の流れ方向に厚く充填配置することも考えられるが、このように構成すると、通気抵抗が増大して、圧力損失が増加するという問題が発生した。   In the filter device described in Patent Document 3, the gas removal filter has a single-layer structure made of granular activated carbon. Therefore, as in the case of Patent Document 2, it is desired that the filter removes impure gas with sufficient efficiency. I can't. In this case, for example, in order to improve the removal efficiency of impure gas, it may be possible to arrange the granular activated carbon to be thickly arranged in the air flow direction. However, with this configuration, the ventilation resistance increases and the pressure loss increases. The problem that occurred.

特許文献４に記載のフィルタ装置では、ガス除去用の二層のフィルタがそれぞれ活性炭繊維等によるハニカム構造となっているだけであるため、ガス除去容量が小さくて、フィルタの使用寿命が短くなるとともに、通気抵抗が増大して、圧力損失も大きいという問題があった。   In the filter device described in Patent Document 4, since the two-layer filter for gas removal only has a honeycomb structure made of activated carbon fibers or the like, the gas removal capacity is small and the service life of the filter is shortened. There was a problem that the ventilation resistance increased and the pressure loss was large.

この発明は、前記のような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、燃料電池に対する吸入空気中の不純ガスを、長時間にわたって高効率で除去することができるとともに、圧力損失の増加を招くおそれを抑制することができ、しかも、小形化が可能な燃料電池のガス除去フィルタ装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the problems existing in the prior art as described above. The purpose is to remove the impure gas in the intake air to the fuel cell with high efficiency over a long period of time, and to suppress the possibility of an increase in pressure loss, and to achieve downsizing The object is to provide a gas removal filter device for a battery.

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料電池の吸気路に設けられ、吸入空気中の不純ガスを除去するためのフィルタユニットを有する燃料電池のガス除去フィルタ装置において、前記フィルタユニットは上流側フィルタ及び下流側フィルタを有し、前記上流側フィルタは下流側フィルタよりもガス除去容量が大きく、下流側フィルタは上流側フィルタよりもガス除去効率が高いことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a gas removal filter device for a fuel cell, which is provided in an intake passage of a fuel cell and has a filter unit for removing impure gas in intake air. The filter unit has an upstream filter and a downstream filter, the upstream filter has a larger gas removal capacity than the downstream filter, and the downstream filter has a higher gas removal efficiency than the upstream filter. Yes.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記上流側フィルタは、流入空気量を４ｍ３／ｍｉｎとしたとき、空間速度が５０，０００〜３００，０００の範囲内となる体格を有することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the upstream filter has a space velocity in the range of 50,000 to 300,000 when the inflow air amount is 4 m 3 / min. It has the physique which becomes.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上流側フィルタは粒状吸着材よりなることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、粒状吸着材は複数の区画内に収容されたことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the upstream filter is made of a granular adsorbent.
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the granular adsorbent is housed in a plurality of compartments.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、下流側フィルタは繊維状吸着材よりなることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の発明において、燃料電池システムのカソード極の空気供給経路に設けられたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the downstream filter is made of a fibrous adsorbent.
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is provided in an air supply path of a cathode electrode of a fuel cell system.

従って、この発明においては、燃料電池に対する吸入空気中の大部分の不純ガスが、まずガス除去容量の大きな上流側フィルタにより大まかに除去された後、残りの不純ガスがガス除去効率の高い下流側フィルタにより除去される。この場合、吸入空気中の不純ガスの濃度は、上流側フィルタを通過することにより大幅に低減されるため、下流側フィルタのガス除去効率が短時間に低下するおそれはない。よって、フィルタユニットの上流側及び下流側フィルタの協働作用により、燃料電池に対する吸入空気中の不純ガスを、長時間にわたって高効率で、かつ低い圧力損失で除去することができるとともに、圧力損失が増加するのを抑制することができる。しかも、フィルタの流路をその延長方向において長くする必要がなく、小形化が可能となる。   Therefore, in the present invention, most of the impure gas in the intake air to the fuel cell is first roughly removed by the upstream filter having a large gas removal capacity, and then the remaining impure gas is downstream of the gas removal efficiency having high efficiency. It is removed by the filter. In this case, since the concentration of impure gas in the intake air is greatly reduced by passing through the upstream filter, there is no possibility that the gas removal efficiency of the downstream filter will decrease in a short time. Therefore, by the cooperative action of the upstream and downstream filters of the filter unit, the impure gas in the intake air to the fuel cell can be removed over a long period of time with high efficiency and low pressure loss, and pressure loss is reduced. The increase can be suppressed. In addition, it is not necessary to lengthen the flow path of the filter in the extending direction, and the size can be reduced.

また、特に、前記上流側フィルタは、流入空気量を４ｍ３／ｍｉｎとしたとき、空間速度が５０，０００〜３００，０００の範囲内となる体格を有するように構成するとよい。このように構成した場合には、ガス除去容量及びガス除去効率がともに良好な所定体格のフィルタユニットを得ることができる。 In particular, the upstream filter may be configured to have a physique that has a space velocity in the range of 50,000 to 300,000 when the inflow air amount is 4 m 3 / min. When configured in this way, it is possible to obtain a filter unit having a predetermined size with good gas removal capacity and gas removal efficiency.

以上のように、この発明によれば、長寿命を達成できるばかりでなく、燃料電池に対する吸入空気中の不純ガスを高効率で除去することができるとともに、圧力損失の増加を招くおそれを抑制することができ、さらには小形化が可能になるという効果を発揮する。   As described above, according to the present invention, not only a long life can be achieved, but also the impure gas in the intake air to the fuel cell can be removed with high efficiency, and the risk of increasing the pressure loss is suppressed. Can be achieved, and further miniaturization becomes possible.

（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
まず、この発明を具体化した燃料電池システムの構成について説明する。図１に示すように、燃料電池システム２１には、固体高分子電解質型燃料電池等よりなる燃料電池２２と、その燃料電池２２の作動を制御する制御装置２４とが装備されている。 (First embodiment)
Below, 1st Embodiment of this invention is described based on FIGS.
First, the configuration of a fuel cell system embodying the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 21 is equipped with a fuel cell 22 made of a solid polymer electrolyte fuel cell or the like, and a control device 24 that controls the operation of the fuel cell 22.

図１に示すように、前記燃料電池２２には、水素ガスが高圧ボンベ２３により供給される。また、燃料電池２２には、その吸気路に設けられたガス除去フィルタ装置２６及びブロワ２７を介して酸素含有ガスとしての空気が供給される。そして、燃料電池２２では、高圧ボンベ２３から供給された水素と、ガス除去フィルタ装置２６で二酸化硫黄（ＳＯ２）等の不純ガスが除去された空気との電気化学反応によって、電気エネルギーが取り出される。この燃料電池２２で発生した直流電力は、インバータ２８により交流電力に変換される。 As shown in FIG. 1, hydrogen gas is supplied to the fuel cell 22 by a high-pressure cylinder 23. The fuel cell 22 is supplied with air as an oxygen-containing gas via a gas removal filter device 26 and a blower 27 provided in the intake passage. In the fuel cell 22, electrical energy is extracted by an electrochemical reaction between hydrogen supplied from the high-pressure cylinder 23 and air from which an impurity gas such as sulfur dioxide (SO 2 ) has been removed by the gas removal filter device 26. . The DC power generated in the fuel cell 22 is converted into AC power by the inverter 28.

次に、前記ガス除去フィルタ装置２６の構成について説明する。図２に示すように、ガス除去フィルタ装置２６のケース３１は、一側面を開口した第１ケース形成体３２と、その第１ケース形成体３２の開口部を開閉可能に覆う第２ケース形成体３３とから構成されている。第１ケース形成体３２にはインレット３４が形成されるともに、第２ケース形成体３３にはアウトレット３５が形成されている。インレット３４とアウトレット３５との間に位置するように、ケース３１内にはフィルタユニット３６が配置され、前記燃料電池２２への吸入空気がフィルタユニット３６を通過することにより、同吸入空気中に含まれる不純ガスが除去されるようになっている。   Next, the configuration of the gas removal filter device 26 will be described. As shown in FIG. 2, the case 31 of the gas removal filter device 26 includes a first case forming body 32 having an opening on one side surface, and a second case forming body that covers the opening of the first case forming body 32 so as to be openable and closable. 33. An inlet 34 is formed in the first case forming body 32, and an outlet 35 is formed in the second case forming body 33. A filter unit 36 is disposed in the case 31 so as to be positioned between the inlet 34 and the outlet 35, and the intake air to the fuel cell 22 passes through the filter unit 36 and is included in the intake air. Impure gas is removed.

図２に示すように、前記フィルタユニット３６は、吸入空気流の上流側に配置された上流側フィルタ３７と、その上流側フィルタ３７に対して吸入空気流の下流側に隣接配置された下流側フィルタ３８とから構成されている。そして、上流側フィルタ３７は、下流側フィルタ３８よりもガス除去容量が大きくなるように構成され、下流側フィルタ３８は上流側フィルタ３７よりもガス除去効率が高くなるように構成されている。   As shown in FIG. 2, the filter unit 36 includes an upstream filter 37 disposed on the upstream side of the intake air flow, and a downstream side disposed adjacent to the downstream side of the intake air flow with respect to the upstream filter 37. And a filter 38. The upstream filter 37 is configured to have a larger gas removal capacity than the downstream filter 38, and the downstream filter 38 is configured to have higher gas removal efficiency than the upstream filter 37.

すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、前記上流側フィルタ３７は、紙、合成樹脂、金属等よりなる枠体３９に区画形成された小部屋３９ａ内に、活性炭、ゼオライト、シリカゲル等の粒状吸着材４０を充填するとともに、各小部屋３９ａの前後開口が覆布３９ｂによって覆われることにより構成されている。この覆布３９ｂは、通気性をほとんど阻害しない織布等よりなり、前記粒状吸着材４０が小部屋３９ａから脱落しないように保持するために設けられている。そして、この上流側フィルタ３７は、燃料電池２２の吸入空気量を４ｍ３／ｍｉｎとしたとき空間速度ＳＶ（１時間にフィルタを通過する流体の体積÷フィルタの体積）が５０，０００〜３００，０００の体格（面積Ｓ×高さＨ）となるように形成されている。 That is, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the upstream filter 37 has activated carbon, zeolite, silica gel in a small chamber 39a defined in a frame 39 made of paper, synthetic resin, metal or the like. And the like, and the front and rear openings of the small chambers 39a are covered with the covering cloth 39b. The covering cloth 39b is made of a woven cloth or the like that hardly impedes the air permeability, and is provided to hold the granular adsorbent 40 so as not to drop out of the small chamber 39a. The upstream filter 37 has a space velocity SV (volume of fluid passing through the filter per hour ÷ volume of the filter) of 50,000 to 300, when the intake air amount of the fuel cell 22 is 4 m 3 / min. It is formed to have a physique of 000 (area S × height H).

さらに、前記上流側フィルタ３７において、枠体３９の小部屋３９ａに対する粒状吸着材４０の充填量は、小部屋３９ａの容積が粒状吸着材４０の体積の１．１倍〜２倍の範囲内となるように設定されている。この設定により、振動を受けた際の小部屋３９ａ内における粒状吸着材４０の不要な移動を抑制することができて、粒状吸着材４０の移動にともなう破壊を防止することができる。また、小部屋３９ａの高さは、気体流量に対して、前記空間速度ＳＶが５０，０００〜３００，０００の条件を満たす範囲に設定されている。そして、例えば粒状活性炭よりなる粒状吸着材４０は、吸着面の表面積が広く、このため、ガス除去容量が大きく、ガス除去効果を長時間持続させることができる。また、小部屋３９ａの区画壁は、気体の流れに対して平行する方向へ延びるように形成されている。その結果、整流効果によって通気抵抗を低減することができ、低圧力損失に寄与できる。   Furthermore, in the upstream filter 37, the filling amount of the granular adsorbent 40 into the small chamber 39 a of the frame 39 is such that the volume of the small chamber 39 a is in the range of 1.1 to 2 times the volume of the granular adsorbent 40. It is set to be. With this setting, unnecessary movement of the granular adsorbent 40 in the small chamber 39a when subjected to vibration can be suppressed, and destruction due to movement of the granular adsorbent 40 can be prevented. The height of the small room 39a is set in a range where the space velocity SV satisfies the condition of 50,000 to 300,000 with respect to the gas flow rate. The granular adsorbent 40 made of, for example, granular activated carbon has a large surface area on the adsorption surface, and therefore has a large gas removal capacity and can maintain the gas removal effect for a long time. The partition wall of the small room 39a is formed to extend in a direction parallel to the gas flow. As a result, the ventilation resistance can be reduced by the rectifying effect, which can contribute to low pressure loss.

これに対して、図４に示すように、前記下流側フィルタ３８は、繊維４２に活性炭等の細かい粉状吸着材４３を絡めて接着剤を介して固定した繊維状吸着材４１から構成されている。この場合、繊維状吸着材４１の目付は１００〜３００ｇ／ｍ２の範囲内に設定されるとともに、繊維状吸着材４１の繊維径は１０〜５０μｍの範囲内に設定されている。この繊維状吸着材４１は粒状のものに比べて圧力損失を低く抑えることができるため、高いガス除去効率を低圧力損失で得ることができる。繊維状吸着材４１を除塵用濾材として機能させることもできる。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the downstream filter 38 is composed of a fibrous adsorbent 41 in which a fine powder adsorbent 43 such as activated carbon is entangled with a fiber 42 and fixed via an adhesive. Yes. In this case, the basis weight of the fibrous adsorbent 41 is set in the range of 100 to 300 g / m 2 , and the fiber diameter of the fibrous adsorbent 41 is set in the range of 10 to 50 μm. Since the fibrous adsorbent 41 can suppress the pressure loss lower than that of the granular material, high gas removal efficiency can be obtained with a low pressure loss. The fibrous adsorbent 41 can also function as a dust removal filter medium.

さらに、前記上流側フィルタ３７は、空気流量を４ｍ３／ｍｉｎとしたとき、空間速度ＳＶが５０，０００〜３００，０００の範囲内となるような体格を有するように構成されている。すなわち、空間速度ＳＶが高いほど処理空気の滞留時間が短いため、ガス除去効率が低下する。逆に、空間速度ＳＶが低いほど処理空気の滞留時間が長くなるため、ガス除去効率が向上するが、ある程度以上の吸入空気量を確保した上で、空間速度ＳＶを低くすると、フィルタ体格が大きくなるため、圧力損失が大きくなる。空間速度ＳＶが上記範囲に設定されていると、燃料電池として要求されるガス除去効率を長時間持続することができるとともに、あるレベル以上の流量を確保した上で圧力損失の増加を抑制することができる。 Further, the upstream filter 37 is configured to have a physique such that the space velocity SV is in the range of 50,000 to 300,000 when the air flow rate is 4 m 3 / min. That is, the higher the space velocity SV, the shorter the residence time of the processing air, and the lower the gas removal efficiency. On the contrary, the lower the space velocity SV, the longer the residence time of the processing air, so that the gas removal efficiency is improved. However, if the space velocity SV is lowered after securing a certain amount of intake air, the filter size increases. Therefore, the pressure loss increases. When the space velocity SV is set in the above range, the gas removal efficiency required for the fuel cell can be maintained for a long time and an increase in pressure loss is suppressed while ensuring a flow rate of a certain level or more. Can do.

この実施形態のガス除去フィルタは、特に吸入空気量が３〜５ｍ３／ｍｉｎ必要とされる燃料電池に好適に使用することができる。
ちなみに、下流側フィルタ３８は、吸着材４３が細かいため、ガス除去のための反応速度がきわめて速い。従って、下流側フィルタ３８は、前記空間速度ＳＶを考慮する必要がない。 The gas removal filter of this embodiment can be suitably used particularly for a fuel cell that requires an intake air amount of 3 to 5 m 3 / min.
Incidentally, since the adsorbent 43 is fine in the downstream filter 38, the reaction rate for gas removal is extremely fast. Therefore, the downstream filter 38 does not need to consider the space velocity SV.

前記のように、この実施形態のガス除去フィルタ装置２６では、図２に示すように、フィルタユニット３６が上流側フィルタ３７及び下流側フィルタ３８とから構成されている。そして、上流側フィルタ３７は下流側フィルタ３８よりもガス除去容量が大きくなるとともに、下流側フィルタ３８は上流側フィルタ３７よりもガス除去効率が高くなるように構成されている。よって、このガス除去フィルタ装置２６において、燃料電池２２に対する吸入空気がインレット３４からケース３１内に流入して上流側フィルタ３７を通過すると、その吸入空気に含まれる不純ガスが上流側フィルタ３７により、例えば７５％程度まで大まかに除去される。この場合、上流側フィルタ３７はガス除去容量の優れた材料で形成されているため、この７５％程度のガス除去効率は長時間にわたって持続する。   As described above, in the gas removal filter device 26 of this embodiment, as shown in FIG. 2, the filter unit 36 includes the upstream filter 37 and the downstream filter 38. The upstream filter 37 has a larger gas removal capacity than the downstream filter 38, and the downstream filter 38 has a higher gas removal efficiency than the upstream filter 37. Therefore, in this gas removal filter device 26, when the intake air for the fuel cell 22 flows into the case 31 from the inlet 34 and passes through the upstream filter 37, the impure gas contained in the intake air is For example, roughly 75% is removed. In this case, since the upstream filter 37 is made of a material having an excellent gas removal capacity, the gas removal efficiency of about 75% lasts for a long time.

その後、不純ガスを大まかに除去された空気は下流側フィルタ３８を通過し、その空気に含まれる残りの不純ガスのほとんどが下流側フィルタ３８により除去される。
この場合、上流側フィルタ３７を通過した後の空気に含まれる不純ガスの濃度は、元のガス濃度の約１／４の２５％程度に低下しているため、下流側フィルタ３８の使用寿命は、上流側フィルタ３７を設けない場合に比較して４倍程度に延長できる。また、下流側フィルタ３８はガス除去効率の高い材料で形成されているため、吸入空気中の不純ガスは例えば９８％以上の高効率で除去される。そして、清浄な空気は、アウトレット３５からケース３１外に導出されて、燃料電池２２に供給される。 Thereafter, the air from which the impurity gas is roughly removed passes through the downstream filter 38, and most of the remaining impurity gas contained in the air is removed by the downstream filter 38.
In this case, since the concentration of the impurity gas contained in the air after passing through the upstream filter 37 is reduced to about 25% of about 1/4 of the original gas concentration, the service life of the downstream filter 38 is As compared with the case where the upstream filter 37 is not provided, it can be extended by about four times. Further, since the downstream filter 38 is formed of a material having a high gas removal efficiency, the impure gas in the intake air is removed with a high efficiency of 98% or more, for example. Then, clean air is led out of the case 31 from the outlet 35 and supplied to the fuel cell 22.

従って、この実施形態のガス除去フィルタ装置２６によれば、フィルタユニット３６の上流側フィルタ３７及び下流側フィルタ３８の協働作用により、燃料電池２２に対する吸入空気中の不純ガスを、長時間にわたって高効率で除去することができるとともに、圧力損失が増加するのを抑制することができる。   Therefore, according to the gas removal filter device 26 of this embodiment, the impure gas in the intake air with respect to the fuel cell 22 is increased for a long time by the cooperative action of the upstream filter 37 and the downstream filter 38 of the filter unit 36. While being able to remove by efficiency, it can suppress that a pressure loss increases.

さて、以上に述べた第１実施形態は以下の効果を発揮する。
（１） 上流側フィルタ３７はガス除去容量の大きな材料で形成されているため、例えば、７５％程度のガス除去効率を長時間にわたって持続させることができる。また、下流側フィルタ３８はガス除去効率の高い材料で形成されているため、吸入空気中の不純ガスは９８％以上の高効率で除去される。そして、空気が下流側フィルタ３８に達するときには、不純ガスの量が大幅に低減されているため、下流側フィルタ３８は長時間にわたって高い除去効率を維持できる。このため、フィルタユニット３６として、長寿命と低圧力損失とを達成できる。 The first embodiment described above exhibits the following effects.
(1) Since the upstream filter 37 is formed of a material having a large gas removal capacity, for example, a gas removal efficiency of about 75% can be maintained for a long time. Further, since the downstream filter 38 is made of a material having a high gas removal efficiency, the impure gas in the intake air is removed with a high efficiency of 98% or more. When the air reaches the downstream filter 38, the amount of impure gas is greatly reduced, so that the downstream filter 38 can maintain high removal efficiency for a long time. Therefore, the filter unit 36 can achieve a long life and low pressure loss.

（２） 上流側フィルタ３７及び下流側フィルタにより、不純ガスを有効に吸収できるため、光触媒のような長い経路は不要である。このため、通気抵抗の増大を抑制できるとともに、装置の小形化を可能にすることができる。   (2) Impurity gas can be effectively absorbed by the upstream filter 37 and the downstream filter, so that a long path such as a photocatalyst is unnecessary. For this reason, it is possible to suppress an increase in ventilation resistance and to reduce the size of the apparatus.

（３） 上流側フィルタ３７を構成する粒状吸着材４０が枠体３９の小部屋３９ａ内に収容されているため、上流側フィルタ３７が直立状態にあっても、粒状吸着材４０の下方への偏在を防止できる。従って、粒状吸着材４０を均一に分散配置できて、不純ガスを効率よく除去できる。しかも、粒状吸着材４０を小部屋３９ａ内に収容することにより、同粒状吸着材４０の余分な移動を抑えて、その破壊を防止できる。   (3) Since the granular adsorbent 40 constituting the upstream filter 37 is accommodated in the small chamber 39a of the frame 39, even if the upstream filter 37 is in an upright state, the granular adsorbent 40 is moved downward. Uneven distribution can be prevented. Therefore, the granular adsorbent 40 can be uniformly distributed and the impure gas can be efficiently removed. Moreover, by accommodating the granular adsorbent 40 in the small chamber 39a, excessive movement of the granular adsorbent 40 can be suppressed and its destruction can be prevented.

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を説明する。
なお、この第２実施形態以降の各実施形態においては、それらの構成，作用及び効果について前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In each of the embodiments after the second embodiment, their configuration, operation, and effect will be described with a focus on differences from the first embodiment.

さて、この第２実施形態においては、図７に示すように、ガス除去フィルタ装置２６に、それぞれ第１，第２ケース形成体３２，３３よりなる２つのケース３１Ａ，３１Ｂが設けられている。両ケース３１Ａ，３１Ｂの第２ケース形成体３３と第１ケース形成体３２とは連結筒４６を介して互いに連結され、一方のケース３１Ａの第１ケース形成体３２にはインレット３４が形成されるとともに、他方のケース３１Ｂの第２ケース形成体３３にはアウトレット３５が形成されている。そして、フィルタユニット３６を構成する上流側フィルタ３７と下流側フィルタ３８とが、２つのケース３１Ａ，３１Ｂ内に格別に収容配置されている。   In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the gas removal filter device 26 is provided with two cases 31A and 31B made of first and second case forming bodies 32 and 33, respectively. The second case forming body 33 and the first case forming body 32 of both cases 31A and 31B are connected to each other via a connecting tube 46, and an inlet 34 is formed in the first case forming body 32 of one case 31A. In addition, an outlet 35 is formed in the second case forming body 33 of the other case 31B. And the upstream filter 37 and the downstream filter 38 which comprise the filter unit 36 are exceptionally accommodated and arrange | positioned in two cases 31A and 31B.

従って、この第２実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
（４） ガス除去フィルタ装置２６のケースが２つに分割されているため、各ケースを小型化でき、ガス除去フィルタ装置２６を狭い場所に分割して配置するような場合に都合がよい。 Therefore, in the second embodiment, the following effects can be obtained.
(4) Since the case of the gas removal filter device 26 is divided into two, each case can be reduced in size, which is convenient when the gas removal filter device 26 is divided and arranged in a narrow place.

（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を説明する。
さて、この第３実施形態においては、図８に示すように、ケース３１が上面を開口したケース本体３１ａと、そのケース本体３１ａの開口部を開閉可能に覆う蓋体３１ｂとから構成されている。また、インレット３４及びアウトレット３５がケース本体３１ａに形成されている。そして、フィルタユニット３６の上流側フィルタ３７及び下流側フィルタ３８が、ケース３１内に空気の流れ方向において所定の間隔をおいて収容配置されている。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the case 31 is composed of a case main body 31a whose upper surface is opened and a lid 31b that covers the opening of the case main body 31a so as to be opened and closed. . An inlet 34 and an outlet 35 are formed on the case main body 31a. The upstream filter 37 and the downstream filter 38 of the filter unit 36 are accommodated in the case 31 with a predetermined interval in the air flow direction.

この第３実施形態においては、以下のような効果がある。
（５） 蓋体３１ｂをケース本体３１ａから外すことにより、ケース本体３１ａの上面を大きく開放させることができ、フィルタ３７，３８の交換等が容易である。 The third embodiment has the following effects.
(5) By removing the lid 31b from the case main body 31a, the upper surface of the case main body 31a can be largely opened, and the filters 37 and 38 can be easily replaced.

（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態を説明する。
さて、この第４実施形態においては、図９に示すように、ケース３１が前記第３実施形態の場合と同様に、上面を開口したケース本体３１ａと、そのケース本体３１ａの開口部を開閉可能に覆う蓋体３１ｂとから構成されている。フィルタユニット３６は、上流側フィルタ３７と中間フィルタ４７と下流側フィルタ３８とから構成され、それらのフィルタ３７，４７，３８がケース３１内に空気の流れ方向へそれぞれ所定の間隔をおいて収容配置されている。そして、中間フィルタ４７は、ガス除去容量及びガス除去効率が上流側フィルタ３７と下流側フィルタ３８との中間となるように構成されている。 (Fourth embodiment)
Next explained is the fourth embodiment of the invention.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the case 31 can open and close the case main body 31a having an upper surface opened and the opening of the case main body 31a, as in the third embodiment. And a cover body 31b that covers the cover. The filter unit 36 includes an upstream filter 37, an intermediate filter 47, and a downstream filter 38, and these filters 37, 47, and 38 are accommodated in the case 31 at predetermined intervals in the air flow direction. Has been. The intermediate filter 47 is configured such that the gas removal capacity and the gas removal efficiency are intermediate between the upstream filter 37 and the downstream filter 38.

従って、この第４実施形態では、以下の効果がある。
（６） フィルタユニット３６を多段のフィルタ３７，４７，３８で構成しているため、第１実施形態の場合に比較して、ガス除去容量及びガス除去効率を一層向上させることができる。 Therefore, the fourth embodiment has the following effects.
(6) Since the filter unit 36 includes the multistage filters 37, 47, and 38, the gas removal capacity and the gas removal efficiency can be further improved as compared with the case of the first embodiment.

（第５実施形態）
次に、この発明の第５実施形態を説明する。
さて、この第５実施形態では、図１０に示すように、フィルタユニット３６の上流側フィルタ３７の構成が異なっている。すなわち、上流側フィルタ３７における枠体３９の小部屋３９ａが小さくかつ数多く形成され、それらの小部屋３９ａ間が通気性を有する隔壁４４によって区画されている。そして、隣接する小部屋３９ａのうちの一方のエア上流側及び他方の下流側開口が封止材４８により封止されている。 (Fifth embodiment)
Next explained is the fifth embodiment of the invention.
In the fifth embodiment, the configuration of the upstream filter 37 of the filter unit 36 is different as shown in FIG. That is, many small chambers 39a of the frame 39 in the upstream filter 37 are formed, and the small chambers 39a are partitioned by the partition wall 44 having air permeability. Then, one air upstream side and the other downstream side opening of the adjacent small chambers 39 a are sealed with a sealing material 48.

従って、この第５実施形態においては、以下の効果を発揮する。
（７） 吸入空気中に含まれる粉塵等を隔壁４４において濾過して、上流側フィルタ３７の枠体３９の各小部屋３９ａ内に捕捉することができるため、ガス除去用フィルタとしての機能に加えて除塵用フィルタとしての機能を持たせることもできる。 Accordingly, the fifth embodiment exhibits the following effects.
(7) Since dust or the like contained in the intake air can be filtered in the partition wall 44 and captured in each small chamber 39a of the frame 39 of the upstream filter 37, in addition to the function as a gas removal filter Thus, it can be provided with a function as a dust removal filter.

（第６実施形態）
次に、この発明の第６実施形態を説明する。
さて、この第６実施形態においては、図１１に示すように、フィルタユニット３６の上流側フィルタ３７が、活性炭等の粒状吸着材４０を樹脂繊維４９で絡めて固定保持した構成からなっている。この場合、樹脂繊維４９の質量と粒状吸着材４０の質量との比は、１：９〜４：６の範囲内に設定するのが好ましい。また、樹脂繊維４９の太さは４〜１２デシテックスの範囲内に設定するのが好ましい。 (Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the invention will be described.
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 11, the upstream filter 37 of the filter unit 36 has a configuration in which a granular adsorbent 40 such as activated carbon is entangled with resin fibers 49 and fixedly held. In this case, the ratio of the mass of the resin fiber 49 and the mass of the granular adsorbent 40 is preferably set within a range of 1: 9 to 4: 6. Moreover, it is preferable to set the thickness of the resin fiber 49 within the range of 4 to 12 dtex.

従って、この第６実施形態の上流側フィルタ３７では、以下の効果がある。
（８） 粒状吸着材４０が樹脂繊維４９にて固定保持された状態にあるため、粒状吸着材４０の移動や偏りを抑制することができるとともに、粒状吸着材４０の振動等による破壊を防止することができる。 Therefore, the upstream filter 37 of the sixth embodiment has the following effects.
(8) Since the granular adsorbent 40 is in a state of being fixedly held by the resin fibers 49, movement and bias of the granular adsorbent 40 can be suppressed, and breakage due to vibration of the granular adsorbent 40 is prevented. be able to.

（第７実施形態）
次に、この発明の第７実施形態を説明する。
さて、この第７実施形態においては、図１２に示すように、フィルタユニット３６の上流側フィルタ３７が、活性炭等の粒状吸着材４０を一層状に並べてスポンジや不織布等よりなる通気性緩衝材５０間に挟み込み、これらを複数積層した状態で、紙等よりなる枠体３９内に封入保持した構成となっている。この場合、通気性緩衝材５０は、通気抵抗が上流側フィルタ３７全体の１０分の１以下となるように設定されている。また、通気性緩衝材５０の目付は、５０〜２００ｇ／ｍ２の範囲内となるように設定されている。 (Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 12, the upstream filter 37 of the filter unit 36 has a breathable cushioning material 50 made of sponge, nonwoven fabric, or the like in which granular adsorbents 40 such as activated carbon are arranged in a single layer. It is configured to be sandwiched and held in a frame 39 made of paper or the like in a state in which a plurality of these are stacked. In this case, the breathable cushioning material 50 is set so that the ventilation resistance is 1/10 or less of the entire upstream filter 37. Moreover, the basis weight of the air-permeable cushioning material 50 is set to be in the range of 50 to 200 g / m 2 .

従って、この第７実施形態においては、以下の効果がある。
（９） 通気性緩衝材５０により粒状吸着材４０に作用する衝撃を吸収することができるため、粒状吸着材４０の振動等による破損を防止することができる。さらに、通気性緩衝材５０により除塵用フィルタとしての機能を発揮させることもできる。 Therefore, the seventh embodiment has the following effects.
(9) Since the shock acting on the granular adsorbent 40 can be absorbed by the air-permeable cushioning material 50, the granular adsorbent 40 can be prevented from being damaged by vibration or the like. Furthermore, the function as a dust removal filter can be exhibited by the air-permeable cushioning material 50.

（第８実施形態）
次に、この発明の第８実施形態を説明する。
さて、この第８実施形態においては、図１３に示すように、フィルタユニット３６が、ひだ状に折曲形成された不織布等からなる除塵用濾材５１と、同じくひだ状に折曲形成された繊維状活性炭等よりなる下流側フィルタ３８と、その除塵用濾材５１と下流側フィルタ３８との間に挟み込み保持された活性炭等の粒状吸着材４０からなる上流側フィルタ３７とにより、一体状に結合構成されている。 (Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the invention will be described.
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 13, the filter unit 36 includes a dust filter material 51 made of a non-woven fabric or the like bent in a pleat shape, and a fiber in the same fold shape. And a downstream filter 38 made of a granular activated carbon, and an upstream filter 37 made of a granular adsorbent 40 such as activated carbon sandwiched and held between the dust filter material 51 and the downstream filter 38, and coupled together. Has been.

従って、この第８実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
（１０） 粒状吸着材４０からなる上流側フィルタ３７の上流側に除塵用濾材５１が配置されているため、吸入空気中に含まれる粉塵等を除塵用濾材５１にて捕捉除去することができる。 Therefore, in the eighth embodiment, the following effects can be obtained.
(10) Since the dust removing filter medium 51 is arranged on the upstream side of the upstream filter 37 made of the granular adsorbent 40, dust or the like contained in the intake air can be captured and removed by the dust removing filter medium 51.

（第９実施形態）
次に、この発明の第９実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第９実施形態においては、図１４に示すように、フィルタユニット３６が、紙等よりなる枠体３９内に、活性炭等の粒状吸着材４０からなる上流側フィルタ３７と、ひだ状に折曲形成された繊維状活性炭等よりなる下流側フィルタ３８とを収容して、一体状に結合保持した構成からなっている。そして、下流側フィルタ３８の各ひだ部間の上流側の隙間にも粒状吸着材４０が充填されている。この粒状吸着材４０は上流側フィルタ３７，下流側フィルタ３８のいずれかの機能を有するものであってもよい。 (Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment.
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 14, the filter unit 36 is pleated with an upstream filter 37 made of a granular adsorbent 40 such as activated carbon in a frame 39 made of paper or the like. It has a configuration in which a bent downstream filter 38 made of fibrous activated carbon or the like is accommodated and integrally joined. The granular adsorbent 40 is also filled in the upstream gap between the pleats of the downstream filter 38. The granular adsorbent 40 may have a function of either the upstream filter 37 or the downstream filter 38.

従って、この第９実施形態においては、以下の効果がある。
（１１） 下流側フィルタ３８の各ひだ部間にも粒状吸着材４０を充填しているため、フィルタユニット３６の内部空間を有効に利用して、ガス除去容量またはガス除去効率を向上させることができる。 Therefore, the ninth embodiment has the following effects.
(11) Since the granular adsorbent 40 is also filled between the pleat portions of the downstream filter 38, the internal space of the filter unit 36 can be effectively used to improve the gas removal capacity or the gas removal efficiency. it can.

（第１０実施形態）
次に、この発明の第１０実施形態を説明する。
さて、この第１０実施形態においては、図１５に示すように、ガス除去フィルタ装置２６が前記第２実施形態の場合と同様に２つのケース３１Ａ，３１Ｂから構成され、それらのケース３１Ａ，３１Ｂが連結筒４６を介して互いに連結されている。一方のケース３１Ａの側面にはインレット３４が設けられるとともに、他方のケース３１Ｂの側面にはアウトレット３５が形成されている。さらに、一方のケース３１Ａ内には上流側フィルタ３７を構成する水またはオイルよりなり、不純ガスを溶解可能な液体５２が収容されるとともに、他方のケース３１Ｂ内には繊維状活性炭等よりなる下流側フィルタ３８が配置されている。なお、図示はしないが、ケース３１Ａには、液体５２を抜き取るための開閉可能な取り出し口と、新たな液体５２を注入するための開閉可能な注入口とを備えている。また、前記液体５２は、吸着機能を向上させる薬剤を含有している。 (10th Embodiment)
Next, a tenth embodiment of the invention is described.
In the tenth embodiment, as shown in FIG. 15, the gas removal filter device 26 is composed of two cases 31A and 31B as in the second embodiment, and these cases 31A and 31B are composed of two cases 31A and 31B. They are connected to each other via a connecting cylinder 46. An inlet 34 is provided on the side surface of one case 31A, and an outlet 35 is formed on the side surface of the other case 31B. Further, one case 31A is made of water or oil constituting the upstream filter 37 and contains a liquid 52 capable of dissolving impure gas, and the other case 31B is made of downstream such as fibrous activated carbon. A side filter 38 is arranged. Although not shown, the case 31 </ b> A includes an openable / closable outlet for extracting the liquid 52 and an openable / closable inlet for injecting a new liquid 52. Further, the liquid 52 contains a chemical that improves the adsorption function.

従って、この第１０実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
（１２） 上流側フィルタ３７が液体５２よりなるため、その上流側フィルタ３７に除塵機能を与えることができる。 Therefore, in the tenth embodiment, the following effects can be obtained.
(12) Since the upstream filter 37 is made of the liquid 52, the upstream filter 37 can be given a dust removal function.

実施例のフィルタユニット３６は、上流側フィルタ３７として粒状活性炭の大きさが４〜８メッシュ，かさ密度が０．３〜０．７ｋｇ／ｌのものを用い、下流側フィルタ３８として繊維状活性炭の表面に炭酸カリウムを添着させるとともに、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）不織布で同フィルタ３８の全表面を覆ったものを用いた。   In the filter unit 36 of the embodiment, a granular activated carbon having a size of 4 to 8 mesh and a bulk density of 0.3 to 0.7 kg / l is used as the upstream filter 37, and a fibrous activated carbon is used as the downstream filter 38. The surface of the filter 38 was covered with a PET (polyethylene terephthalate) nonwoven fabric while potassium carbonate was attached to the surface.

表１に示すように、上流側フィルタ３７として吸入空気量を４ｍ３／ｍｉｎとしたときに面風速が１ｍ／ｓｅｃとなるようなフィルタ開口面積を有し、前記空間速度ＳＶをそれぞれ１２０．０００，５０．０００，３００．０００に設定したフィルタユニット３６の実施例１〜３と、同じく上流側フィルタ３７として空間速度ＳＶをそれぞれ５５０．０００，２５．０００に設定したフィルタユニット３６の比較例１，２とについて、不純ガス除去量と不純ガス除去効率との関係の測定、及び吸入空気量と通気抵抗との関係の測定を行い、図５及び図６に示すような測定結果が得られた。 As shown in Table 1, the upstream filter 37 has a filter opening area where the surface wind speed is 1 m / sec when the intake air amount is 4 m 3 / min, and the space velocity SV is 120.000, respectively. , 50.000, 300.000, Examples 1 to 3 of the filter unit 36, and Comparative Example 1 of the filter unit 36 having the space velocity SV set to 550.000 and 25.000 as the upstream filter 37, respectively. , 2 were measured for the relationship between the impure gas removal amount and the impure gas removal efficiency, and the relationship between the intake air amount and the ventilation resistance, and the measurement results shown in FIGS. 5 and 6 were obtained. .

Figure 2008159281
図５の測定結果から明らかなように、実施例１〜３及び比較例２においては、つまり比較例１を除いた例においては、ガス除去効率が９８％以下に低下するまでの寿命を十分に確保することができた。また、図６の測定結果から明らかなように、実施例１〜３及び比較例１においては、つまり比較例２を除いた例においては、燃料電池として満足できる通気抵抗を得ることができた。ここでは、吸入空気量４ｍ３／ｍｉｎに対する通気抵抗６００Ｐａを基準の通気抵抗とし、その値以下の通気抵抗を満足レベルとした。以上のように、ガス除去寿命及び通気抵抗ともに、実施例１〜３は好結果を得ることができた。
Figure 2008159281
 As is apparent from the measurement results of FIG. 5, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, that is, in the example excluding Comparative Example 1, the life until the gas removal efficiency is reduced to 98% or less is sufficient. I was able to secure it. Further, as is apparent from the measurement results of FIG. 6, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, that is, in the examples excluding Comparative Example 2, a sufficient ventilation resistance as a fuel cell could be obtained. Here, a ventilation resistance of 600 Pa with respect to an intake air amount of 4 m 3 / min was set as a reference ventilation resistance, and an airflow resistance equal to or lower than that value was set as a satisfactory level. As described above, Examples 1 to 3 were able to obtain good results in terms of both gas removal life and ventilation resistance.

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記第１実施形態において、上流側フィルタ３７の枠体３９を、活性炭等の吸着材を漉き込んだ紙等で形成すること。このように構成した場合には、ガス除去容量をさらに向上させることができる。 (Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the first embodiment, the frame body 39 of the upstream filter 37 is formed of paper or the like in which an adsorbent such as activated carbon is placed. In such a configuration, the gas removal capacity can be further improved.

・ 前記第４実施形態において、フィルタユニット３６を、４層以上の複数層のフィルタで構成すること。
・ 前記各実施形態において、上流側フィルタ３７または下流側フィルタ３８の吸着材として、前記とは異なった多孔質体、繊維、ガス吸収作用を有する固体に変更したり、それらをベースとしてそれらに吸着機能をアップさせる薬剤を加えたりすること。 In the fourth embodiment, the filter unit 36 is composed of a plurality of layers of four or more layers.
-In each said embodiment, as an adsorbent of the upstream filter 37 or the downstream filter 38, it changes into the porous body different from the above, a fiber, and the solid which has a gas absorption effect, or adsorbs them by using them as a base Adding drugs that improve function.

ガス除去フィルタ装置を備えた燃料電池システムを示す構成図。The block diagram which shows the fuel cell system provided with the gas removal filter apparatus. 第１実施形態のガス除去フィルタ装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the gas removal filter apparatus of 1st Embodiment. （ａ）は図２のガス除去フィルタ装置におけるフィルタユニットの上流側フィルタを示す側面図、（ｂ）は同じく断面図。(A) is a side view which shows the upstream filter of the filter unit in the gas removal filter apparatus of FIG. 2, (b) is sectional drawing similarly. 同フィルタユニットの下流側フィルタを示す部分側面図。The partial side view which shows the downstream filter of the filter unit. 実施例及び比較例のフィルタユニットについて、ガス除去量とガス除去効率との性能測定結果を示すグラフ。The graph which shows the performance measurement result of gas removal amount and gas removal efficiency about the filter unit of an Example and a comparative example. 実施例及び比較例のフィルタユニットについて、吸入空気量と通気抵抗との性能測定結果を示すグラフ。The graph which shows the performance measurement result of the amount of intake air and ventilation resistance about the filter unit of an Example and a comparative example. 第２実施形態のガス除去フィルタ装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the gas removal filter apparatus of 2nd Embodiment. 第３実施形態のガス除去フィルタ装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the gas removal filter apparatus of 3rd Embodiment. 第４実施形態のガス除去フィルタ装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the gas removal filter apparatus of 4th Embodiment. 第５実施形態のガス除去フィルタ装置におけるフィルタユニットの上流側フィルタを示す断面図。Sectional drawing which shows the upstream filter of the filter unit in the gas removal filter apparatus of 5th Embodiment. 第６実施形態のフィルタユニットの上流側フィルタを示す部分側面図。The partial side view which shows the upstream filter of the filter unit of 6th Embodiment. 第７実施形態のフィルタユニットの上流側フィルタを示す断面図。Sectional drawing which shows the upstream filter of the filter unit of 7th Embodiment. 第８実施形態のフィルタユニットを示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the filter unit of 8th Embodiment. 第９実施形態のフィルタユニットを示す断面図。Sectional drawing which shows the filter unit of 9th Embodiment. 第１０実施形態のガス除去フィルタ装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the gas removal filter apparatus of 10th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

２１…燃料電池システム、２２…燃料電池、２６…ガス除去フィルタ装置、２７…ブロワ、３１…ケース、３６…フィルタユニット、３７…上流側フィルタ、３８…下流側フィルタ、３９…枠体、４０…粒状吸着材、４１…繊維状吸着材、ＳＶ…空間速度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Fuel cell system, 22 ... Fuel cell, 26 ... Gas removal filter apparatus, 27 ... Blower, 31 ... Case, 36 ... Filter unit, 37 ... Upstream filter, 38 ... Downstream filter, 39 ... Frame, 40 ... Granular adsorbent, 41 ... fibrous adsorbent, SV ... space velocity.

Claims (6)

燃料電池の吸気路に設けられ、吸入空気中の不純ガスを除去するためのフィルタユニットを有する燃料電池のガス除去フィルタ装置において、
前記フィルタユニットは上流側フィルタ及び下流側フィルタを有し、
前記上流側フィルタは下流側フィルタよりもガス除去容量が大きく、下流側フィルタは上流側フィルタよりもガス除去効率が高いことを特徴とする燃料電池のガス除去フィルタ装置。 In a fuel cell gas removal filter device provided in an intake passage of a fuel cell and having a filter unit for removing impure gas in intake air,
The filter unit has an upstream filter and a downstream filter,
The gas removal filter device for a fuel cell, wherein the upstream filter has a larger gas removal capacity than the downstream filter, and the downstream filter has higher gas removal efficiency than the upstream filter. 前記上流側フィルタは、流入空気量を４ｍ３／ｍｉｎとしたとき、空間速度が５０，０００〜３００，０００の範囲内となる体格を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池のガス除去フィルタ装置。 2. The fuel cell according to claim 1, wherein the upstream filter has a physique such that a space velocity is in a range of 50,000 to 300,000 when an inflow air amount is 4 m 3 / min. Gas removal filter device. 上流側フィルタは粒状吸着材よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池のガス除去フィルタ装置。 The gas removal filter device for a fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the upstream filter is made of a granular adsorbent. 粒状吸着材は枠体内に形成された複数の区画内に収容されたことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池のガス除去フィルタ装置。 4. The gas removal filter device for a fuel cell according to claim 3, wherein the granular adsorbent is accommodated in a plurality of compartments formed in the frame. 下流側フィルタは繊維状吸着材よりなることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の燃料電池のガス除去フィルタ装置。 The gas removal filter device for a fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the downstream filter is made of a fibrous adsorbent. 燃料電池システムのカソード極の空気供給経路に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の燃料電池のガス除去フィルタ装置。 The gas removal filter device for a fuel cell according to any one of claims 1 to 5, which is provided in an air supply path of a cathode electrode of the fuel cell system.
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