JP2017216201A - Fuel cell system - Google Patents

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淑夫 梅田
Toshio Umeda
淑夫 梅田
裕哲 ▲高▼口
裕哲 ▲高▼口
Hiroaki Takaguchi
正和 大橋
Masakazu Ohashi
正和 大橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of sufficiently reducing temperature/humidity of exhaust gas from a fuel cell.SOLUTION: A fuel cell system 10 comprises: a fuel cell 12; a device frame 11 that accommodates the fuel cell 12 and has an exhaust hole 11A; and an exhaust device 100 for discharging exhaust gas EG from the fuel cell 12 to the outside of the device frame 11 through the exhaust hole 11A. The exhaust device 100 comprises: a radiator cooling fan 104 that is provided inside the device frame 11 so as to face the exhaust hole 11A and sends air to the outside of the device frame 11 through the exhaust hole 11A; an exhaust pipe 102 that introduces the exhaust gas EG from the fuel cell 12 to an air sending region 104A of the radiator cooling fan 104; and a stirring mechanism 106 that is arranged so as to face the radiator cooling fan 104 interposing a position where the exhaust gas EG is introduced to the air sending region 104A by the exhaust pipe 102, and stirs air sent from the radiator cooling fan 104 and the exhaust gas EG introduced through the exhaust pipe 102.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell system.

パッケージ型の燃料電池発電装置として、燃料電池からの排気を、換気ファンからの吹き出し空気と混合させてからパッケージ外へ放出するものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   As a package type fuel cell power generation device, one that exhausts from a fuel cell is mixed with air blown from a ventilation fan and then released outside the package is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平8−293316号公報JP-A-8-293316 特開平9−223510号公報JP-A-9-223510

燃料電池からの排気が高温高湿になる場合には、燃料電池からの排気と換気ファンからの吹き出し空気とが十分に攪拌されなければ、燃料電池からの排気の温度・湿度が十分に低下せずに、排気経路において結露が生じるという問題がある。   If the exhaust from the fuel cell becomes hot and humid, the temperature and humidity of the exhaust from the fuel cell will drop sufficiently if the exhaust from the fuel cell and the air blown from the ventilation fan are not sufficiently stirred. In addition, there is a problem that condensation occurs in the exhaust path.

本発明が解決しようとする課題は、燃料電池からの排気の温度・湿度を十分に低下させることができる燃料電池システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a fuel cell system capable of sufficiently reducing the temperature and humidity of the exhaust gas from the fuel cell.

[1]本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池を収容し、排気孔を有する収容体と、前記燃料電池からの排気を前記排気孔から前記収容体の外部に排気する排気装置とを備える燃料電池システムであって、前記排気装置は、前記収容体の内部に前記排気孔に面して設けられ、前記排気孔を通して前記収容体の外部に向けて送風する送風機と、前記燃料電池からの前記排気を、前記送風機の送風領域に導入する排気管と、前記排気管による前記送風領域への前記排気の導入位置を挟んで前記送風機と対向するように配され、前記送風機からの送風と前記排気管により導入された前記排気とを攪拌する攪拌機構とを備える。 [1] A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell, a housing that houses the fuel cell and has an exhaust hole, and exhausts exhaust from the fuel cell to the outside of the housing through the exhaust hole. A fuel cell system comprising an exhaust device, wherein the exhaust device is provided inside the housing so as to face the exhaust hole and blows air toward the outside of the housing through the exhaust hole; An exhaust pipe that introduces the exhaust from the fuel cell into a blower area of the blower, and an exhaust pipe introduced to the blower area by the exhaust pipe so as to face the blower, and the blower And an agitation mechanism for agitating the exhaust air introduced from the exhaust pipe and the exhaust gas introduced by the exhaust pipe.

[2]上記発明において、前記排気管の前記排気の吹き出し方向と、前記送風機の送風方向とが一致してもよい。 [2] In the above invention, the exhaust blow-out direction of the exhaust pipe may coincide with the blow-out direction of the blower.

[3]上記発明において、前記排気管の吹き出し口と前記攪拌機構とは、前記送風領域の中心に配されてもよい。 [3] In the above invention, the outlet of the exhaust pipe and the stirring mechanism may be arranged at the center of the blowing area.

[4]上記発明において、前記排気装置は、前記攪拌機構が内部に設けられたケーシングを備えてもよい。 [4] In the above invention, the exhaust device may include a casing in which the stirring mechanism is provided.

[5]上記発明において、前記攪拌機構は、回転可能に設けられた回転羽根であってもよい。 [5] In the above invention, the stirring mechanism may be a rotating blade provided rotatably.

[6]上記発明において、前記攪拌機構は、固定状態で設けられた固定羽根であってもよい。 [6] In the above invention, the stirring mechanism may be a fixed blade provided in a fixed state.

本発明によれば、燃料電池からの排気と送風機からの送風とを十分に混合することができるので、燃料電池からの排気の温度・湿度を十分に低下させることができる。   According to the present invention, the exhaust from the fuel cell and the air from the blower can be sufficiently mixed, so that the temperature and humidity of the exhaust from the fuel cell can be sufficiently reduced.

図1は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1のII−II断面図であり、排気管の吹き出し口と攪拌機構との間での排気の分布を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and shows a distribution of exhaust gas between the outlet of the exhaust pipe and the stirring mechanism. 図3は、図1のIII−III断面図であり、装置筐体外へ放出された直後の排気の分布を示す図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 and shows a distribution of exhaust gas immediately after being discharged out of the apparatus housing.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態に係る燃料電池システム10の概略構成を示す図である。この図に示すように、燃料電池システム10は、外部負荷(図示省略)に対して電力を供給するためのシステムであり、燃料電池12と、燃料タンク14と、燃料ポンプ16と、ブロワ18と、凝縮器20と、水タンク22と、水ポンプ23と、外部燃料タンク24と、外部燃料ポンプ26と、排気処理装置28と、ラジエータ30と、排気装置100とを備えている。この燃料電池システム10において、燃料電池12と、燃料タンク14と、燃料ポンプ16と、ブロワ18と、凝縮器20と、水タンク22と、水ポンプ23と、排気処理装置28と、ラジエータ30とは装置筐体11に収容され、外部燃料タンク24と、外部燃料ポンプ26とは、装置筐体11外に設置されている。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the fuel cell system 10 is a system for supplying electric power to an external load (not shown), and includes a fuel cell 12, a fuel tank 14, a fuel pump 16, a blower 18, The condenser 20, the water tank 22, the water pump 23, the external fuel tank 24, the external fuel pump 26, the exhaust treatment device 28, the radiator 30, and the exhaust device 100 are provided. In this fuel cell system 10, a fuel cell 12, a fuel tank 14, a fuel pump 16, a blower 18, a condenser 20, a water tank 22, a water pump 23, an exhaust treatment device 28, a radiator 30, Is accommodated in the apparatus casing 11, and the external fuel tank 24 and the external fuel pump 26 are installed outside the apparatus casing 11.

燃料電池12は、ダイレクトメタノール型の燃料電池(DMFC:Direct Methanol Fuel Cell)である発電セル121が積層された発電装置であり、家庭・産業用の電源等として用いられ、外部負荷(図示省略)に対して電力を供給する。この燃料電池12は、積層された複数の発電セル121と、複数の発電セル121をその積層方向に挟む一対の集電体122と、発電セル121および一対の集電体122を発電セル121の積層方向に挟む一対のエンドプレート123とを備えている。   The fuel cell 12 is a power generation device in which a power generation cell 121 that is a direct methanol fuel cell (DMFC) is stacked. The fuel cell 12 is used as a power source for households and industries, and an external load (not shown). To supply power. The fuel cell 12 includes a plurality of stacked power generation cells 121, a pair of current collectors 122 that sandwich the plurality of power generation cells 121 in the stacking direction, and the power generation cells 121 and the pair of current collectors 122. And a pair of end plates 123 sandwiched in the stacking direction.

燃料電池12は、燃料供給口12Aと、空気供給口12Bと、燃料排出口12Cと、空気排出口12Dとを備えている。燃料供給口12Aは、燃料ポンプ16を介して燃料タンク14に連通されている。また、空気供給口12Bは、ブロワ18を介してシステム外部に連通されている。また、燃料排出口12Cは、燃料タンク14に連通されている。さらに、空気排出口12Dは、凝縮器20を介して水タンク22に連通されている。   The fuel cell 12 includes a fuel supply port 12A, an air supply port 12B, a fuel discharge port 12C, and an air discharge port 12D. The fuel supply port 12 </ b> A communicates with the fuel tank 14 via the fuel pump 16. The air supply port 12 </ b> B communicates with the outside of the system via the blower 18. The fuel discharge port 12 </ b> C communicates with the fuel tank 14. Further, the air discharge port 12 </ b> D communicates with the water tank 22 via the condenser 20.

燃料タンク14には、数重量%に希釈化されたメタノール水溶液(MeOH)が貯蔵されている。システムが起動されると、燃料ポンプ16により、メタノール水溶液が、燃料タンク14から燃料供給口12Aを通してアノード(燃料極)に供給され、ブロワ18により、外部の空気が空気供給口12Bを通してカソード(空気極)に供給される。   The fuel tank 14 stores a methanol aqueous solution (MeOH) diluted to several weight%. When the system is activated, an aqueous methanol solution is supplied from the fuel tank 14 to the anode (fuel electrode) through the fuel supply port 12A by the fuel pump 16, and external air is supplied to the cathode (air) through the air supply port 12B by the blower 18. Poles).

アノードでは、下記(1)式で示すように、触媒による酸化反応により二酸化炭素、水素イオン、及び電子が生成される。アノードで生成された電子が外部の回路を通ることで、ユーザ側の電子機器等の外部負荷に電力が供給される。一方、アノードで生成された水素イオンは、高分子電解質膜を経過してカソードに移動する。カソードでは、下記(2)式で示すように、触媒による酸素の還元反応により水が生成される。
CHOH+HO→CO+6H+6e・・・(1)
3/2O+6H+6e→3HO ・・・(2)
At the anode, as shown by the following formula (1), carbon dioxide, hydrogen ions, and electrons are generated by an oxidation reaction with a catalyst. The electrons generated at the anode pass through an external circuit, whereby electric power is supplied to an external load such as an electronic device on the user side. On the other hand, hydrogen ions generated at the anode move to the cathode through the polymer electrolyte membrane. At the cathode, as shown by the following formula (2), water is generated by a reduction reaction of oxygen by the catalyst.
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e (1)
3 / 2O 2 + 6H + + 6e → 3H 2 O (2)

燃料電池12で生じた未反応のメタノール及び二酸化炭素は、燃料排出口12Cから排出されて燃料タンク14に戻される。燃料タンク14に戻されたメタノールは、燃料タンク14に留まり、一方、燃料タンク14に戻された二酸化炭素は、システム外部に放出される。燃料電池12で生じた水蒸気は、空気排出口12Dから排出され、凝縮器20において液化される。   Unreacted methanol and carbon dioxide generated in the fuel cell 12 are discharged from the fuel discharge port 12 </ b> C and returned to the fuel tank 14. The methanol returned to the fuel tank 14 remains in the fuel tank 14, while the carbon dioxide returned to the fuel tank 14 is released to the outside of the system. The water vapor generated in the fuel cell 12 is discharged from the air discharge port 12 </ b> D and liquefied in the condenser 20.

凝縮器20は、熱交換器であり、ラジエータ30から冷却水が供給される。この凝縮器20は、空気排出口12Dから排出された水蒸気を冷却して液化させる。凝縮器20で生じた水は、水タンク22に供給される。なお、ラジエータ30は、装置筐体11の排気孔11Aに面して配されている。   The condenser 20 is a heat exchanger and is supplied with cooling water from the radiator 30. The condenser 20 cools and liquefies the water vapor discharged from the air discharge port 12D. The water generated in the condenser 20 is supplied to the water tank 22. The radiator 30 is disposed so as to face the exhaust hole 11 </ b> A of the apparatus housing 11.

水タンク22は、水を収容しており、水ポンプ23を介して燃料タンク14に連通されている。また、外部燃料タンク24は、高濃度のメタノール水溶液を収容しており、外部燃料ポンプ26を介して燃料タンク14に連通されている。外部燃料タンク24内の高濃度のメタノール水溶液が、外部燃料ポンプ26により燃料タンク14に供給されると共に、水タンク22内の水が、水ポンプ23により燃料タンク14に供給されることにより、数重量%の濃度に希釈化されたメタノール水溶液が、燃料タンク14に収容される。   The water tank 22 contains water and communicates with the fuel tank 14 via the water pump 23. The external fuel tank 24 contains a high-concentration methanol aqueous solution and communicates with the fuel tank 14 via an external fuel pump 26. A high-concentration aqueous methanol solution in the external fuel tank 24 is supplied to the fuel tank 14 by the external fuel pump 26, and water in the water tank 22 is supplied to the fuel tank 14 by the water pump 23. A methanol aqueous solution diluted to a concentration of wt% is accommodated in the fuel tank 14.

ここで、アノードからの排出物には、未反応の液体燃料(水及びメタノール)が液相成分として含まれ、二酸化炭素とアノード不完全酸化物とが気相成分として含まれている。このアノード不完全酸化物には、メタノールが完全酸化されずに反応中間体として副生されるホルムアルデヒドや蟻酸が含まれている。また、カソードからの排出物には、主として水が液相成分として含まれ、未反応の空気とカソード不完全酸化物とが気相成分として含まれている。このカソード不完全酸化物には、アノードからカソードへ透過したメタノールが酸化反応して生成される二酸化炭素と、メタノールが完全酸化されずに反応中間体として副生されるホルムアルデヒドや蟻酸とが含まれている。   Here, the discharge from the anode contains unreacted liquid fuel (water and methanol) as liquid phase components and carbon dioxide and incomplete anode oxide as gas phase components. This incomplete anode oxide contains formaldehyde and formic acid, which are by-produced as a reaction intermediate without methanol being completely oxidized. Further, the discharge from the cathode mainly contains water as a liquid phase component, and unreacted air and incomplete cathode oxide as a gas phase component. This incomplete cathode oxide includes carbon dioxide produced by the oxidation reaction of methanol permeated from the anode to the cathode, and formaldehyde and formic acid that are by-produced as reaction intermediates without methanol being completely oxidized. ing.

従って、燃料排出口12C又は空気排出口12Dから排出される気相成分(以下、燃料電池12からの排気EGという)には、アノード不完全酸化物やカソード不完全酸化物が含まれているので、燃料電池12からの排気EGを浄化する必要がある。ここで、燃料排出口12Cからの排気EGは、燃料タンク14を経由して水タンク22に流れ、空気排出口12Dからの排気EGは、凝縮器20を経由して水タンク22に流れる。また、水タンク22は、排気装置100を介して外部に連通している。そこで、本実施形態に係る燃料電池システム10では、水タンク22と排気装置100とを連通させる排気経路32に排気処理装置28が設けられ、この排気処理装置28により燃料電池12からの排気EGが浄化される。   Therefore, the gas phase component discharged from the fuel discharge port 12C or the air discharge port 12D (hereinafter referred to as exhaust EG from the fuel cell 12) contains incomplete anode oxide or incomplete cathode oxide. It is necessary to purify the exhaust EG from the fuel cell 12. Here, the exhaust EG from the fuel discharge port 12C flows to the water tank 22 via the fuel tank 14, and the exhaust EG from the air discharge port 12D flows to the water tank 22 via the condenser 20. The water tank 22 communicates with the outside through the exhaust device 100. Therefore, in the fuel cell system 10 according to the present embodiment, the exhaust treatment device 28 is provided in the exhaust path 32 that allows the water tank 22 and the exhaust device 100 to communicate with each other, and the exhaust treatment device 28 causes the exhaust EG from the fuel cell 12 to flow. Purified.

排気処理装置28は、反応部281と、吸着部282とを備えている。反応部281は、排気EGに含まれる不完全酸化物を酸化させて水と二酸化炭素に変換する機能を有する。排気EGの酸化反応に用いられる酸化剤としては、ブロワ18により燃料電池12に供給され、当該燃料電池12での反応に寄与することなく排出された空気(酸素)が用いられる。この反応部281では、不完全酸化物の他に、排気EGに同伴され排気処理装置28に入り込んだ未反応のメタノール蒸気も酸化され、水と二酸化炭素に分解される。   The exhaust treatment device 28 includes a reaction unit 281 and an adsorption unit 282. The reaction unit 281 has a function of oxidizing incomplete oxide contained in the exhaust EG and converting it into water and carbon dioxide. As the oxidant used for the oxidation reaction of the exhaust EG, air (oxygen) supplied to the fuel cell 12 by the blower 18 and discharged without contributing to the reaction in the fuel cell 12 is used. In the reaction unit 281, in addition to the incomplete oxide, unreacted methanol vapor that is accompanied by the exhaust EG and enters the exhaust treatment device 28 is oxidized and decomposed into water and carbon dioxide.

このような反応部281は、触媒を担持させたステンレス製のメッシュ構造物、ハニカム構造物、又は発泡金属等を積層したもの等が用いられる。触媒としては、比較的低温状態(たとえば、50℃)でメタノール蒸気や不完全酸化物の酸化反応に利用できるものが好ましく、具体的には、白金微粒子をカーボン担体に担持したものを用いることができる。   As such a reaction section 281, a stainless mesh structure, a honeycomb structure, or a laminate of foam metal or the like carrying a catalyst is used. As the catalyst, a catalyst that can be used for the oxidation reaction of methanol vapor or incomplete oxide in a relatively low temperature state (for example, 50 ° C.) is preferable. Specifically, a catalyst in which platinum fine particles are supported on a carbon carrier is used. it can.

吸着部282は、燃料電池12の上記(1)式及び(2)式の反応を阻害する阻害物を吸着する機能を有する。阻害物としては、燃料電池12のカソードに供給される空気に含まれる微量の窒素酸化物(NO,NOx)、硫黄酸化物(SOx)、アンモニア、硫化水素、有機溶剤蒸気やタール等の有機物、及び一酸化炭素等がある。このような阻害物が燃料電池12に入り込むと、電極触媒が被毒し劣化してしまい、燃料電池12の寿命が短くなる。そこで、本実施形態の燃料電池システム10では、吸着部282により阻害物を吸着除去することによって、阻害物が燃料電池12に入り込むことを抑制し、電極触媒の被毒を防いで、燃料電池12の長寿命化を実現している。このような吸着部282としては、活性炭等の多孔質体を用いることができる。   The adsorbing unit 282 has a function of adsorbing an inhibitor that inhibits the reaction of the above formulas (1) and (2) of the fuel cell 12. Inhibitors include trace amounts of nitrogen oxides (NO, NOx), sulfur oxides (SOx), ammonia, hydrogen sulfide, organic solvents such as organic solvent vapor and tar, which are contained in the air supplied to the cathode of the fuel cell 12, And carbon monoxide. When such an obstacle enters the fuel cell 12, the electrode catalyst is poisoned and deteriorates, and the life of the fuel cell 12 is shortened. Therefore, in the fuel cell system 10 of the present embodiment, the adsorption part 282 adsorbs and removes the inhibitor to prevent the obstacle from entering the fuel cell 12 and prevent the electrode catalyst from being poisoned. Longer service life is realized. As such an adsorbing portion 282, a porous body such as activated carbon can be used.

ここで、燃料電池12からの排気EGを、排気処理装置28の反応部281の触媒反応により浄化する際、燃料電池12の排気EGは、高温高湿(例えば、100℃、湿度100%)になる。この高温高湿の排気EGは、後述の排気管102を含む排気経路32を通って排気装置100に至る。この排気装置100は、燃料電池12からの排気EGを、温度及び湿度を低下させて装置筐体11外に放出する機能を有する。以下、排気装置100について説明する。   Here, when the exhaust EG from the fuel cell 12 is purified by the catalytic reaction of the reaction unit 281 of the exhaust treatment device 28, the exhaust EG of the fuel cell 12 is heated to high temperature and high humidity (for example, 100 ° C., humidity 100%). Become. This high-temperature and high-humidity exhaust EG reaches the exhaust device 100 through an exhaust path 32 including an exhaust pipe 102 described later. The exhaust device 100 has a function of releasing the exhaust EG from the fuel cell 12 to the outside of the device housing 11 with the temperature and humidity being lowered. Hereinafter, the exhaust device 100 will be described.

排気装置100は、排気経路32の下流側を構成する排気管102と、ラジエータ冷却ファン104と、攪拌機構106と、ケーシング108とを備えている。排気管102の上流端は、排気処理装置28の排気口に接続され、排気管102の下流端は、ラジエータ冷却ファン104の送風領域(図中に破線のハッチングで示す領域)104Aに配されている。   The exhaust device 100 includes an exhaust pipe 102 that constitutes a downstream side of the exhaust path 32, a radiator cooling fan 104, a stirring mechanism 106, and a casing 108. The upstream end of the exhaust pipe 102 is connected to the exhaust port of the exhaust treatment device 28, and the downstream end of the exhaust pipe 102 is arranged in a blower area (area indicated by hatching in the drawing) 104 A of the radiator cooling fan 104. Yes.

ラジエータ冷却ファン104は、ラジエータ30と装置筐体11の排気孔11Aとの間に、ラジエータ30のコア面及び排気孔11Aに面して配されている。このラジエータ冷却ファン104は、排気孔11Aを通して装置筐体11の内側から外側へ送風することにより、ラジエータ30を冷却する。本実施形態のラジエータ冷却ファン104は、プロペラ型の軸流ファンであり、回転軸がラジエータ30のコア面に対して直交するように配されている。このようなラジエータ冷却ファン104の風量は、燃料電池12の温度や外気温や装置筐体11内の温度等に応じて制御されている。   The radiator cooling fan 104 is disposed between the radiator 30 and the exhaust hole 11A of the apparatus housing 11 so as to face the core surface of the radiator 30 and the exhaust hole 11A. The radiator cooling fan 104 cools the radiator 30 by sending air from the inside to the outside of the apparatus housing 11 through the exhaust hole 11A. The radiator cooling fan 104 of the present embodiment is a propeller-type axial fan, and is arranged so that the rotation axis is orthogonal to the core surface of the radiator 30. The air volume of the radiator cooling fan 104 is controlled according to the temperature of the fuel cell 12, the outside air temperature, the temperature inside the apparatus housing 11, and the like.

攪拌機構106は、プロペラ型の軸流ファンであり、ラジエータ冷却ファン104に対向するように配されている。また、攪拌機構106とラジエータ冷却ファン104とは同軸に配されており、攪拌機構106の回転軸と、ラジエータ冷却ファン104の回転軸の延長線とが一致する。これにより、攪拌機構106は、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aの中心に位置する。ここで、攪拌機構106の回転半径は、ラジエータ冷却ファン104の回転半径と比較して小さく設定されている。本実施形態では、攪拌機構106の回転半径は、ラジエータ冷却ファン104の回転半径の1/2以下に設定されている。   The stirring mechanism 106 is a propeller-type axial fan, and is disposed so as to face the radiator cooling fan 104. Further, the stirring mechanism 106 and the radiator cooling fan 104 are arranged coaxially, and the rotation axis of the stirring mechanism 106 and the extension line of the rotation axis of the radiator cooling fan 104 coincide with each other. Thereby, the stirring mechanism 106 is positioned at the center of the air blowing area 104 </ b> A of the radiator cooling fan 104. Here, the rotation radius of the stirring mechanism 106 is set smaller than the rotation radius of the radiator cooling fan 104. In the present embodiment, the rotation radius of the stirring mechanism 106 is set to ½ or less of the rotation radius of the radiator cooling fan 104.

ケーシング108は、排気EGと送風Wとの攪拌混合を促進する観点から、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aを包囲するように円環状に構成されている。このケーシング108の軸心に攪拌機構106が配されている。   The casing 108 is formed in an annular shape so as to surround the air blowing region 104 </ b> A of the radiator cooling fan 104 from the viewpoint of promoting stirring and mixing of the exhaust EG and the air blowing W. A stirring mechanism 106 is disposed on the axial center of the casing 108.

ここで、排気管102の下流端(以下、吹き出し口という)102Aは、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aの中心に、ラジエータ冷却ファン104の送風方向及び攪拌機構106の回転中心に向けて配されている。本実施形態では、排気管102が、送風領域104Aの側方から送風領域104Aの中心まで延び、送風方向及び攪拌機構106の回転中心に向けて屈曲している。   Here, the downstream end 102 </ b> A (hereinafter referred to as a blowout port) of the exhaust pipe 102 is arranged at the center of the blowing area 104 </ b> A of the radiator cooling fan 104 toward the blowing direction of the radiator cooling fan 104 and the rotation center of the stirring mechanism 106. ing. In the present embodiment, the exhaust pipe 102 extends from the side of the air blowing area 104 </ b> A to the center of the air blowing area 104 </ b> A and is bent toward the air blowing direction and the rotation center of the stirring mechanism 106.

排気装置100では、ラジエータ冷却ファン104と攪拌機構106との間において、排気管102の吹き出し口102Aから攪拌機構106に向けて、高温高湿の排気EGが吹き出される。排気管102の吹き出し口102Aが送風領域104Aの中心に配されていることにより、吹き出し口102Aから吹き出された直後の高温高湿の排気EGは、ラジエータ冷却ファン104からの送風Wの中心に集中する。ラジエータ冷却ファン104の送風Wの温度は、室温より20℃程度高い温度であり、吹き出し口102Aから吹き出される排気EGと比較して低い。また、ラジエータ冷却ファン104の送風Wの湿度は、吹き出し口102Aから吹き出される排気EGの湿度と比較して低い。即ち、排気装置100では、吹き出し口102Aから吹き出された直後の高温高湿の排気EGが、この排気EGと比較して低温低湿である送風Wの中心に集中する。つまり、排気EGは、送風Wで包まれるように、送風Wの中心に集中して存在する(図2参照)。   In the exhaust device 100, high-temperature and high-humidity exhaust gas EG is blown out from the outlet 102 </ b> A of the exhaust pipe 102 toward the stirring mechanism 106 between the radiator cooling fan 104 and the stirring mechanism 106. Since the air outlet 102A of the exhaust pipe 102 is arranged at the center of the air blowing area 104A, the high-temperature and high-humidity exhaust gas EG immediately after being blown out from the air outlet 102A is concentrated at the center of the air W from the radiator cooling fan 104. To do. The temperature of the air blow W of the radiator cooling fan 104 is about 20 ° C. higher than room temperature, and is lower than the exhaust EG blown out from the blowout port 102A. Further, the humidity of the blowing air W of the radiator cooling fan 104 is lower than the humidity of the exhaust gas EG blown out from the outlet 102A. That is, in the exhaust device 100, the high-temperature and high-humidity exhaust gas EG immediately after being blown out from the air outlet 102A is concentrated at the center of the blower W that is low-temperature and low-humidity compared to the exhaust gas EG. That is, the exhaust gas EG is concentrated on the center of the blower W so as to be wrapped with the blower W (see FIG. 2).

ラジエータ冷却ファン104の送風Wの中心に集中した排気EGは、攪拌機構106を通過する際に、攪拌機構106により送風領域104Aにおいて広範囲に亘って分散される。これにより、高温高湿の排気EGと、この排気EGと比較して低温低湿である送風Wとが混合された排気EGWが、装置筐体11外に放出される(図3参照)。装置筐体11外に放出された排気EGWは、吹き出し口102Aから吹き出された直後の排気EGと比較して、低温低湿になる。   The exhaust gas EG concentrated on the center of the air blow W of the radiator cooling fan 104 is dispersed over a wide range in the air blowing area 104A by the stirring mechanism 106 when passing through the stirring mechanism 106. As a result, the exhaust EGW in which the high-temperature and high-humidity exhaust EG and the air blow W that is low-temperature and low-humidity compared with the exhaust EG are mixed and released to the outside of the apparatus housing 11 (see FIG. 3). The exhaust EGW released to the outside of the apparatus housing 11 becomes low temperature and low humidity as compared with the exhaust EG immediately after being blown out from the outlet 102A.

図2は、図1のII−II断面図であり、吹き出し口102Aと攪拌機構106との間での排気の分布を示す図である。この図に示すように、吹き出し口102Aと攪拌機構106との間では、高温高湿の排気EGが、この排気EGと比較して低温低湿である送風Wの中心の広範囲を占めることになる。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and shows a distribution of exhaust gas between the outlet 102A and the stirring mechanism 106. As shown in this figure, between the air outlet 102A and the stirring mechanism 106, the high-temperature and high-humidity exhaust EG occupies a wide range at the center of the blower W that is low-temperature and low-humidity as compared with the exhaust EG.

図3は、図1のIII−III断面図であり、装置筐体11外へ放出された直後の排気の分布を示す図である。この図に示すように、攪拌機構106よりも下流側では、吹き出し口102Aと攪拌機構106との間と比較して、高温高湿の排気EGの排気全体に占める割合が低くなり、排気EGと送風Wとが混合された排気EGWの排気全体に占める割合が高くなる。   FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 and shows the distribution of the exhaust gas immediately after being discharged out of the apparatus housing 11. As shown in this figure, on the downstream side of the stirring mechanism 106, the ratio of the high-temperature and high-humidity exhaust EG to the entire exhaust becomes lower than that between the outlet 102A and the stirring mechanism 106, and the exhaust EG The ratio of the exhaust EGW mixed with the air blow W to the entire exhaust becomes high.

それに対して、攪拌機構106を備えない場合には、高温高湿の排気EGが、送風Wの中心に集中した状態(即ち、図2に示す状態)のまま、装置筐体11外に放出される。即ち、高温高湿の排気EGが、送風Wと十分に混合されることなく装置筐体11外に放出される。そのため、ケーシング108の外部に存在する排気フード等に高温高湿の排気EGが衝突し、排気フード等のケーシング108の外部に存在する物において結露が生じる。   On the other hand, when the stirring mechanism 106 is not provided, the high-temperature and high-humidity exhaust EG is discharged outside the apparatus housing 11 while being concentrated in the center of the blower W (that is, the state shown in FIG. 2). The That is, the high-temperature and high-humidity exhaust EG is discharged outside the apparatus housing 11 without being sufficiently mixed with the blower W. For this reason, the high-temperature and high-humidity exhaust EG collides with an exhaust hood or the like existing outside the casing 108, and dew condensation occurs on an object existing outside the casing 108 such as the exhaust hood.

以上説明したように、本実施形態に係る燃料電池システム10の排気装置100では、ラジエータ冷却ファン104が、装置筐体11の排気孔11Aに面して設けられており、排気孔11Aを通して装置筐体11の外部に向けて送風し、排気管102が、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aに燃料電池12からの排気EGを導入する。そして、攪拌機構106が、排気管102による送風領域104Aへの排気EGの導入位置を挟んでラジエータ冷却ファン104と対向するように配されており、ラジエータ冷却ファン104からの送風Wと排気管102により導入された排気EGとを攪拌する。これによって、排気管102の吹き出し口102Aから吹き出された高温高湿の排気EGと、排気EGと比較して低温低湿であるラジエータ冷却ファン104からの送風Wとを十分に混合して、温度・湿度を低下させた排気EGWをケーシング108の外部に放出することができる。従って、ケーシング108の外部に存在する排気フード等において、高温高湿の排気EGが衝突することにより生じる結露を抑制できる。   As described above, in the exhaust device 100 of the fuel cell system 10 according to the present embodiment, the radiator cooling fan 104 is provided so as to face the exhaust hole 11A of the device housing 11, and the device housing is passed through the exhaust hole 11A. The exhaust pipe 102 introduces the exhaust gas EG from the fuel cell 12 into the air blowing area 104 </ b> A of the radiator cooling fan 104. The agitating mechanism 106 is disposed so as to face the radiator cooling fan 104 across the position where the exhaust gas EG is introduced into the air blowing area 104A by the exhaust pipe 102, and the air W and the exhaust pipe 102 from the radiator cooling fan 104 are arranged. The exhaust EG introduced by the above is stirred. As a result, the high-temperature and high-humidity exhaust EG blown out from the outlet 102A of the exhaust pipe 102 and the blower W from the radiator cooling fan 104, which is low-temperature and low-humidity compared to the exhaust EG, are sufficiently mixed, The exhaust EGW with reduced humidity can be discharged to the outside of the casing 108. Therefore, the dew condensation caused by the collision of the high-temperature and high-humidity exhaust EG in the exhaust hood or the like existing outside the casing 108 can be suppressed.

また、本実施形態に係る燃料電池システム10の排気装置100では、排気管102の排気EGの吹き出し方向と、ラジエータ冷却ファン104の送風方向とが一致している。これによって、ラジエータ冷却ファン104と攪拌機構106との間で排気EGが送風Wの中心に送風Wに包まれるように排気の分布を制御することが容易になり、攪拌機構106に排気EGが向かうように、排気EGと攪拌機構106との位置関係を設定することが容易になる。従って、排気管102の吹き出し口102Aから吹き出された高温高湿の排気EGと、当該排気EGを包むように存在するラジエータ冷却ファン104の送風Wとを、攪拌機構106によって、排気EGWがより一層送風領域104Aの広範囲に分散されるように攪拌することができ、ケーシング108の外部に放出する混合された排気EGWの温度・湿度をより一層低下させることが可能になる。   Further, in the exhaust device 100 of the fuel cell system 10 according to the present embodiment, the exhaust EG blowing direction of the exhaust pipe 102 and the blowing direction of the radiator cooling fan 104 are the same. As a result, it becomes easy to control the distribution of exhaust gas between the radiator cooling fan 104 and the stirring mechanism 106 so that the exhaust air EG is wrapped in the air blow W at the center of the blower W, and the exhaust EG goes to the stirring mechanism 106. Thus, it becomes easy to set the positional relationship between the exhaust EG and the stirring mechanism 106. Therefore, the high-temperature and high-humidity exhaust EG blown from the outlet 102A of the exhaust pipe 102 and the blower W of the radiator cooling fan 104 existing so as to wrap the exhaust EG are further blown by the exhaust EGW by the stirring mechanism 106. The agitation can be performed so as to be dispersed over a wide area in the region 104A, and the temperature and humidity of the mixed exhaust EGW discharged to the outside of the casing 108 can be further reduced.

ここで、ラジエータ冷却ファン104の風量は、燃料電池12の温度や外気温等に応じて(例えば、ラジエータ冷却ファン104の近傍に配されたセンサの検出値に応じて)制御されていることから、排気管102からラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aに導入する排気EGにより、ラジエータ冷却ファン104の排気効率が低下されることは好ましくない。そこで、本実施形態に係る燃料電池システム10の排気装置100では、排気管102の排気EGの吹き出し方向と、ラジエータ冷却ファン104の送風方向とを一致させることによって、送風領域104Aに導入された排気EGにより、ラジエータ冷却ファン104の排気効率が低下されることを抑制し、ラジエータ冷却ファン104の風量制御の精度の低下を抑制している。   Here, the air volume of the radiator cooling fan 104 is controlled according to the temperature of the fuel cell 12, the outside air temperature, or the like (for example, according to the detection value of a sensor arranged in the vicinity of the radiator cooling fan 104). It is not preferable that the exhaust efficiency of the radiator cooling fan 104 is reduced by the exhaust gas EG introduced from the exhaust pipe 102 to the blowing area 104A of the radiator cooling fan 104. Therefore, in the exhaust device 100 of the fuel cell system 10 according to the present embodiment, the exhaust gas introduced into the blower region 104A is made to coincide with the blowing direction of the exhaust EG in the exhaust pipe 102 and the blowing direction of the radiator cooling fan 104. The EG suppresses a reduction in the exhaust efficiency of the radiator cooling fan 104, and suppresses a decrease in the accuracy of the air volume control of the radiator cooling fan 104.

また、排気管102の吹き出し口102Aを、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aに配置したことにより、吹き出し口102Aから吹き出された排気EGが、ラジエータ冷却ファン104の近傍に設けられたセンサに向かって流れることを防止できる。従って、センサの温度の誤検出を防止でき、ラジエータ冷却ファン104の風量制御の精度の低下を抑制することができる。   Further, by arranging the outlet 102A of the exhaust pipe 102 in the air blowing area 104A of the radiator cooling fan 104, the exhaust EG blown out from the outlet 102A is directed toward a sensor provided in the vicinity of the radiator cooling fan 104. It can be prevented from flowing. Accordingly, erroneous detection of the sensor temperature can be prevented, and a decrease in the accuracy of air flow control of the radiator cooling fan 104 can be suppressed.

また、本実施形態に係る燃料電池システム10の排気装置100では、排気管102の吹き出し口102Aをラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aの中心に配することにより、吹き出し口102Aから吹き出された排気EGが、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aの中心に集中する。そして、攪拌機構106を送風領域104Aの中心に配することにより、送風領域104Aの中心に集中した排気EGを攪拌機構106の位置を通過させる。これによって、排気EGが、送風領域104Aの外側に偏って存在せずに、送風Wで包まれるように送風領域104Aの中心に集中して存在し易くなる。このため、高温高湿の排気EGと、排気EGと比較して低温低湿であるラジエータ冷却ファン104の送風Wとを、より一層効果的に攪拌することができ、ケーシング108の外部に放出する混合された排気EGWの温度・湿度をより一層低下させることが可能になる。また、高温高湿の排気EGがケーシング108の内周壁面に衝突することを抑制でき、ケーシング108の内周壁面において生じる結露を抑制できる。   Further, in the exhaust device 100 of the fuel cell system 10 according to the present embodiment, the exhaust EG blown out from the air outlet 102A is provided by arranging the air outlet 102A of the exhaust pipe 102 in the center of the air blowing region 104A of the radiator cooling fan 104. However, it concentrates in the center of the ventilation area | region 104A of the radiator cooling fan 104. FIG. Then, by arranging the stirring mechanism 106 at the center of the air blowing area 104A, the exhaust EG concentrated at the center of the air blowing area 104A passes through the position of the stirring mechanism 106. As a result, the exhaust gas EG is not concentrated on the outside of the air blowing area 104A, but tends to be concentrated on the center of the air blowing area 104A so as to be wrapped by the air blowing W. For this reason, the high-temperature and high-humidity exhaust EG and the blower W of the radiator cooling fan 104 that is low-temperature and low-humidity as compared with the exhaust EG can be more effectively stirred, and the mixture discharged to the outside of the casing 108 It becomes possible to further reduce the temperature and humidity of the exhaust EGW. Moreover, it is possible to suppress the high-temperature and high-humidity exhaust EG from colliding with the inner peripheral wall surface of the casing 108, and it is possible to suppress dew condensation that occurs on the inner peripheral wall surface of the casing 108.

また、本実施形態に係る燃料電池システム10の排気装置100では、攪拌機構106が、ラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aに回転可能に設けられた回転羽根であることにより、回転によるエネルギーを排気EG及び送風Wに付与することができるので、排気EGおよび送風Wの風速を向上することが可能になる。従って、排気EGおよび送風Wの攪拌性能をより一層向上することが可能となる。   Further, in the exhaust device 100 of the fuel cell system 10 according to the present embodiment, the agitation mechanism 106 is a rotary blade that is rotatably provided in the air blowing region 104A of the radiator cooling fan 104, so that the energy by rotation is exhausted EG Since it can be applied to the air blow W, the wind speed of the exhaust EG and the air blow W can be improved. Therefore, it is possible to further improve the stirring performance of the exhaust EG and the blower W.

攪拌機構106がケーシング108の内部に設けられていることから、攪拌機構106により外周方向に排出された排気EGおよび送風Wがケーシング108の内壁面に衝突し、その際に排気EGおよび送風Wが混合され易くなる。そのため、より一層温度・湿度を低下させた状態で排気EGWをケーシング108の外部に放出することができる。また、ケーシング108の内壁面に衝突した排気EGおよび送風Wが排気装置100の中心部に向かって流れ易くなる。そのため、ケーシング108の内壁面から送風領域104Aの中心に向かって流れる排気EGおよび送風Wと、送風領域104Aの中心を流れる排気EGおよび送風Wとが衝突して混合される。従って、排気EGと送風Wとがより一層混合され易くなるので、より一層温度・湿度を低下させた状態で排気EGWをケーシング108の外部に放出することができる。   Since the stirring mechanism 106 is provided inside the casing 108, the exhaust EG and the air blow W discharged by the stirring mechanism 106 in the outer peripheral direction collide with the inner wall surface of the casing 108. It becomes easy to be mixed. Therefore, the exhaust EGW can be discharged to the outside of the casing 108 with the temperature and humidity being further reduced. Further, the exhaust EG and the air blow W that collide with the inner wall surface of the casing 108 can easily flow toward the center of the exhaust device 100. Therefore, the exhaust EG and the air W flowing from the inner wall surface of the casing 108 toward the center of the air blowing area 104A collide with the air exhaust EG and the air W flowing through the center of the air blowing area 104A. Accordingly, since the exhaust EG and the air blow W are more easily mixed, the exhaust EGW can be discharged to the outside of the casing 108 with the temperature and humidity being further reduced.

ここで、攪拌機構106の回転半径が、ラジエータ冷却ファン104の回転半径以上に設定された場合、ラジエータ冷却ファン104からの送風Wと燃料電池12からの排気EGとが、相互に同じ位相で旋回することになり、相互に十分に混合することなく外部に放出される可能性がある。これに対して、攪拌機構106の回転半径が、ラジエータ冷却ファン104の回転半径よりも小さく設定された場合、攪拌機構106は、主として排気EGを攪拌し、送風Wについては攪拌し難くなるので、ラジエータ冷却ファン104からの送風Wと燃料電池12からの排気EGとが、相互に異なる位相で旋回することになり、相互に十分に混合した状態で外部に放出されることが可能となる。このため、より優れた攪拌性能を得ることが可能となる。   Here, when the rotation radius of the agitating mechanism 106 is set to be greater than or equal to the rotation radius of the radiator cooling fan 104, the air blow W from the radiator cooling fan 104 and the exhaust EG from the fuel cell 12 rotate in the same phase. And may be released to the outside without being sufficiently mixed with each other. On the other hand, when the rotation radius of the stirring mechanism 106 is set smaller than the rotation radius of the radiator cooling fan 104, the stirring mechanism 106 mainly stirs the exhaust EG and makes it difficult to stir the blower W. The air blow W from the radiator cooling fan 104 and the exhaust EG from the fuel cell 12 are swirled in mutually different phases, and can be discharged to the outside in a sufficiently mixed state. For this reason, it becomes possible to obtain more excellent stirring performance.

本実施形態における「燃料電池システム10」が、本発明における「燃料電池システム」の一例に相当し、本実施形態における「燃料電池12」は、本発明における「燃料電池」の一例に相当し、本実施形態における「装置筐体11」は、本発明における「収容体」の一例に相当し、本実施形態における「排気孔11A」は、本発明における「排気孔」の一例に相当し、本実施形態における「排気装置100」は、本発明における「排気装置」の一例に相当し、本実施形態における「排気EG」は、本発明における「燃料電池からの排気」の一例に相当する。   The “fuel cell system 10” in the present embodiment corresponds to an example of the “fuel cell system” in the present invention, and the “fuel cell 12” in the present embodiment corresponds to an example of the “fuel cell” in the present invention. The “apparatus housing 11” in the present embodiment corresponds to an example of the “container” in the present invention, and the “exhaust hole 11A” in the present embodiment corresponds to an example of the “exhaust hole” in the present invention. The “exhaust device 100” in the embodiment corresponds to an example of the “exhaust device” in the present invention, and the “exhaust EG” in the present embodiment corresponds to an example of “exhaust from the fuel cell” in the present invention.

本実施形態における「ラジエータ冷却ファン104」は、本発明における「送風機」の一例に相当し、本実施形態における「送風領域104A」は、本発明における「送風領域」の一例に相当し、本実施形態における「送風W」は、本発明における「送風機からの送風」の一例に相当し、本実施形態における「排気管102」は、本発明における「排気管」の一例に相当し、本実施形態における「吹き出し口102A」は、本発明における「排気管の吹き出し口」の一例に相当し、本実施形態における「攪拌機構106」は、本発明における「攪拌機構」の一例に相当する。   The “radiator cooling fan 104” in the present embodiment corresponds to an example of the “blower” in the present invention, and the “air blowing area 104A” in the present embodiment corresponds to an example of the “air blowing area” in the present invention. The “air blow W” in the embodiment corresponds to an example of “air blow from the blower” in the present invention, and the “exhaust pipe 102” in the present embodiment corresponds to an example of the “exhaust pipe” in the present invention. The “blowing port 102A” in FIG. 1 corresponds to an example of the “exhaust pipe blowing port” in the present invention, and the “stirring mechanism 106” in the present embodiment corresponds to an example of the “stirring mechanism” in the present invention.

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

例えば、上述の実施形態に係る燃料電池システム10は、ダイレクトメタノール型の燃料電池12と、この燃料電池12からの排気EGを処理する排気処理装置28とを備えるが、燃料電池からの排気がシステム外部に至るまでに高温高湿となる燃料電池システムであれば、本発明を適用できる。即ち、燃料電池12は、ダイレクトメタノール型には限定されず、燃料を水素とする固体高分子型の燃料電池等の他の燃料電池としてもよい。また、排気処理装置28を備えることは必須ではない。   For example, the fuel cell system 10 according to the above-described embodiment includes the direct methanol fuel cell 12 and the exhaust treatment device 28 that processes the exhaust EG from the fuel cell 12, but the exhaust from the fuel cell is the system. The present invention can be applied to any fuel cell system that is hot and humid before reaching the outside. That is, the fuel cell 12 is not limited to the direct methanol type, and may be another fuel cell such as a solid polymer type fuel cell using hydrogen as a fuel. It is not essential to provide the exhaust treatment device 28.

また、上述の実施形態に係る燃料電池システム10では、ラジエータ冷却ファン104を送風機としたが、これには限定されず、装置筐体11内を換気する換気ファンを送風機としてもよい。また、排気管102からの排気EGの吹き出し方向をラジエータ冷却ファン104の送風方向と一致させることは必須ではなく、排気管102から吹き出された排気EGがラジエータ冷却ファン104の送風Wによって攪拌機構106に供給されればよく、排気管102からの排気EGの吹き出し方向とラジエータ冷却ファン104の送風方向とが交差する関係であってもよい。また、排気管102からの排気EGの吹き出し位置と攪拌機構106とをラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aの中心に配することは必須ではなく、排気管102から吹き出された排気EGがラジエータ冷却ファン104の送風Wによって攪拌機構106に供給されればよく、排気管102からの排気EGの吹き出し位置と攪拌機構106の設置位置とをラジエータ冷却ファン104の送風領域104Aの中心からずらして配してもよい。   In the fuel cell system 10 according to the above-described embodiment, the radiator cooling fan 104 is a blower. However, the present invention is not limited to this, and a ventilation fan that ventilates the inside of the apparatus housing 11 may be a blower. Further, it is not essential that the direction in which the exhaust EG is blown out from the exhaust pipe 102 coincides with the direction in which the radiator cooling fan 104 blows, and the exhaust EG blown out from the exhaust pipe 102 is blown by the blower W from the radiator cooling fan 104. The exhaust direction of the exhaust gas EG from the exhaust pipe 102 and the blowing direction of the radiator cooling fan 104 may cross each other. Further, it is not essential to place the exhaust EG blowing position from the exhaust pipe 102 and the stirring mechanism 106 at the center of the air blowing area 104A of the radiator cooling fan 104. The exhaust EG blown out from the exhaust pipe 102 is not necessarily disposed in the radiator cooling fan. It is only necessary to be supplied to the agitation mechanism 106 by the blast W of 104, and the exhaust EG blowing position from the exhaust pipe 102 and the installation position of the agitation mechanism 106 are shifted from the center of the blast area 104 </ b> A of the radiator cooling fan 104. Also good.

また、上述の実施形態に係る燃料電池システム10では、攪拌機構106を、プロペラ型の軸流ファンとしたが、プロペラ型の斜流ファン等の他の構成の回転羽根としてもよく、固定状態の固定羽根としてもよく、停止状態とした回転羽根としてもよい。攪拌機構106を固定羽根とする場合には、ケーシング108の内部に設けることが好ましく、かかる場合には、ケーシング108の排気口に固定状態で設ければよい。ここで、攪拌機構106を固定羽根とした場合には、排気EGが固定羽根の延在方向にそって排気装置100の外側に跳ね上げられ、ラジエータ冷却ファン104からの送風Wに巻き込まれて混合される。また、攪拌機構106を、排気EGおよび送風Wで回転される回転羽根や、停止状態の回転羽根や、固定羽根とした場合には、モーターや駆動装置が不要となり、さらに、これらを駆動する為の電力が不要となるので、小型軽量化および消費電力低減化が実現された燃料電池システムを得ることが可能となる。   Further, in the fuel cell system 10 according to the above-described embodiment, the stirring mechanism 106 is a propeller type axial flow fan, but may be a rotary blade having another configuration such as a propeller type mixed flow fan or the like. It may be a fixed blade or a rotating blade in a stopped state. When the stirring mechanism 106 is a fixed blade, it is preferably provided inside the casing 108. In such a case, it may be provided in a fixed state at the exhaust port of the casing 108. Here, in the case where the stirring mechanism 106 is a fixed blade, the exhaust EG is splashed to the outside of the exhaust device 100 along the extending direction of the fixed blade and is mixed into the air blow W from the radiator cooling fan 104. Is done. Further, when the stirring mechanism 106 is a rotating blade rotated by the exhaust EG and the blower W, a rotating blade in a stopped state, or a fixed blade, a motor and a driving device are not necessary, and further, these are driven. Therefore, it is possible to obtain a fuel cell system that is reduced in size and weight and reduced in power consumption.

10…燃料電池システム
11…装置筐体
11A…排気孔11A
12…燃料電池
12A…燃料供給口
12B…空気供給口
12C…燃料排出口
12D…空気排出口
121…発電セル
122…集電体
123…エンドプレート
14…燃料タンク
16…燃料ポンプ
18…ブロワ
20…凝縮器
22…水タンク
23…水ポンプ
24…外部燃料タンク
26…外部燃料ポンプ
28…排気処理装置
281…反応部
282…吸着部
30…ラジエータ
32…排気経路
100…排気装置
102…排気管
102A…吹き出し口
104…ラジエータ冷却ファン
104A…送風領域
106…攪拌機構
108…ケーシング
EG…排気
W…送風
EGW…混合された排気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system 11 ... Apparatus housing | casing 11A ... Exhaust hole 11A
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Fuel cell 12A ... Fuel supply port 12B ... Air supply port 12C ... Fuel discharge port 12D ... Air discharge port 121 ... Power generation cell 122 ... Current collector 123 ... End plate 14 ... Fuel tank 16 ... Fuel pump 18 ... Blower 20 ... Condenser 22 ... Water tank 23 ... Water pump 24 ... External fuel tank 26 ... External fuel pump 28 ... Exhaust treatment device 281 ... Reaction unit 282 ... Adsorption unit 30 ... Radiator 32 ... Exhaust path 100 ... Exhaust device 102 ... Exhaust pipe 102A ... Air outlet 104 ... Radiator cooling fan 104A ... Air blowing area 106 ... Agitation mechanism 108 ... Casing EG ... Exhaust W ... Air blow EGW ... Mixed exhaust

Claims (6)

燃料電池と、
前記燃料電池を収容し、排気孔を有する収容体と、
前記燃料電池からの排気を前記排気孔から前記収容体の外部に排気する排気装置と
を備える燃料電池システムであって、
前記排気装置は、
前記収容体の内部に前記排気孔に面して設けられ、前記排気孔を通して前記収容体の外部に向けて送風する送風機と、
前記燃料電池からの前記排気を、前記送風機の送風領域に導入する排気管と、
前記排気管による前記送風領域への前記排気の導入位置を挟んで前記送風機と対向するように配され、前記送風機からの送風と前記排気管により導入された前記排気とを攪拌する攪拌機構と
を備える燃料電池システム。
A fuel cell;
A container containing the fuel cell and having an exhaust hole;
An exhaust device that exhausts exhaust from the fuel cell to the outside of the housing through the exhaust hole, and a fuel cell system comprising:
The exhaust device is
A blower that is provided inside the container so as to face the exhaust hole and blows air toward the outside of the container through the exhaust hole;
An exhaust pipe for introducing the exhaust from the fuel cell into a blower area of the blower;
A stirring mechanism that is arranged to face the blower across the position where the exhaust is introduced into the blower area by the exhaust pipe, and stirs the blown air from the blower and the exhaust introduced by the exhaust pipe; A fuel cell system provided.
請求項1に記載の燃料電池システムであって、
前記排気管の前記排気の吹き出し方向と、前記送風機の送風方向とが一致している燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1,
A fuel cell system in which a direction in which the exhaust from the exhaust pipe is blown out coincides with a direction in which the blower blows air.
請求項1又は2に記載の燃料電池システムであって、
前記排気管の吹き出し口と前記攪拌機構とは、前記送風領域の中心に配されている燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 or 2,
The fuel cell system in which the outlet of the exhaust pipe and the stirring mechanism are arranged in the center of the blowing area.
請求項1〜3の何れか1項に記載の燃料電池システムであって、
前記排気装置は、前記攪拌機構が内部に設けられたケーシングを備える燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust device is a fuel cell system including a casing in which the stirring mechanism is provided.
請求項1〜4の何れか1項に記載の燃料電池システムであって、
前記攪拌機構は、回転可能に設けられた回転羽根である燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein
The fuel cell system, wherein the stirring mechanism is a rotating blade provided rotatably.
請求項1〜4の何れか1項に記載の燃料電池システムであって、
前記攪拌機構は、固定状態で設けられた固定羽根である燃料電池システム。
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein
The fuel cell system, wherein the stirring mechanism is a fixed blade provided in a fixed state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020119789A (en) * 2019-01-25 2020-08-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fuel cell system
JP2020136012A (en) * 2019-02-18 2020-08-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fuel cell system

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