JP3820097B2

JP3820097B2 - 気液分離器

Info

Publication number: JP3820097B2
Application number: JP2000342185A
Authority: JP
Inventors: 友宜岡部
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JP2002143617A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気液分離器に関する。詳しくは、燃料電池を動力源とする電気自動車の燃料電池からの排気ガス中に含まれる水分を除去する気液分離器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸素と水素を反応させて発電する燃料電池車の排気ガスには、反応を促進するために加湿した水と化学反応により生成される水が液体粒子状になり多量に含まれている。この排気ガスをそのまま排気系ダクトへ流すとマフラーの機能を低下させたり、マフラーの出口から白煙を出すという問題がある。このため、排気ガス中の水を排気ガスから分離する目的で気液分離器を設けている。
【０００３】
気液分離器には種々なものがあるが、その１つにサイクロン式分離器がある。図４はこのサイクロン式気液分離器を示す。同図において、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）図のｃ−ｃ線における断面図であり、符号１は本体部、２は入口管、３は出口管、４は排水口である。そして本体部１は上下を密閉した円筒状をなし、入口管２は本体部１の円筒上部に設けられ且つ円筒に対して切線方向に設けられている。また、出口管３は本体部の天板部の中央に垂直に設けられ、本体部の内部及び外部に突出している。また、排水管４は本体部１の下部に設けられている。
【０００４】
そして、燃料電池からの排気ガス５は、（ｂ）及び（ｃ）図の如く入口管２より本体部１内に入り、旋回運動をしながら下方に行き、反転して上昇し、出口管３より排気される。このとき、旋回運動の遠心力により排気ガス中の水分が分離され本体部１の内壁面を伝って排水口４より排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記気液分離器は自動車への搭載上の制約から圧力損失に制限ががあるため、圧力損失を低減するために出口管３の径を大きくしている。このため（ｂ）図の如く、入口管２から流入した排気ガス５の一部が出口管３の壁面に直接衝突する。この時、比較的粒子径の大きい液体粒子は出口管３の壁面に衝突して付着する。この付着した水６はガスの流れに押されて出口管３の回りを回りながらやがて出口管３より排気系へ流出し、マフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという問題が生ずる。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、出口管の径を小さくすることなく、低圧力損失特性を維持したまま、出口管より水分が流出するのを防止可能とした気液分離器を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の気液分離器は、上下を密閉した円筒状の本体部１０と、該本体部１０の円筒部の上部で且つ切線方向に設けられた入口管１１と、本体部１０の天板部１０ａの中央部に該本体部１０の内外部に突出するように設けられた出口管１２と、本体部１０の下部に設けられた排水口１３とよりなる気液分離器において、前記入口管１１の近傍から前記出口管１２を取り巻いて終端が本体部１０の内壁に至る渦巻き状の邪魔板１４が設けられ、且つ、該邪魔板１４は巻き始めの幅が少なくとも入口管１１の直径と同じであり、終端に向かって細くなるように形成されていることを特徴とする。また、請求項２は、前記邪魔板１４は巻き始めが本体１０の内壁に接していることを特徴とする。
【０００８】
この構成を採ることにより、出口管の径を小さくすることなく、低圧力損失特性を維持したまま、出口管より水分が流出するのを防止可能とした気液分離器が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の気液分離器の実施の形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）図のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は邪魔板の斜視図である。本実施の形態は同図に示すように、本体部１０と、入口管１１と、出口管１２と、排水口１３と、邪魔板１４とを具備して構成されている。そして本体部１０は上下を密閉した円筒状をなし、入口管１１は本体部１０の円筒上部に設けられ且つ円筒に対して切線方向に設けられている。また、出口管１２は本体部１０上部の天板部１０ａの中央に垂直に設けられ、本体部１０の内部及び外部に突出している。また、排水口１３は本体部１０の下部に設けられている。
【００１０】
また、前記邪魔板１４は、入口管１１の近傍から出口管１２を取り巻いて終端が本体部１０の内壁に至る渦巻き状に設けられている。なお該邪魔板１４は（ｄ）図の如く、巻き始めの幅ｗが少なくとも入口管１１の直径と同じであり、終端に向かって細くなるように形成されている。
【００１１】
このように構成された本実施の形態は、図２の如く、入口管１１より流入した排気ガス１５は、本体部１０に入ると出口管１２に近い部分のガスは入口管１１の前方に配置された邪魔板１４に衝突する。この時、排気ガス中の比較的粒子径の大きい液体粒子は邪魔板１４の壁面に多数付着し液状となる。この液状となった水１６は排気ガスの流れに導かれて邪魔板１４を外周方向に移動し、やがて本体部内壁を経由して排水口１３より排水される。これにより、出口管１２からでる水分は抑制され、マフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという不具合は防止される。
【００１２】
図３は本発明の気液分離器の他の実施の形態を示す断面図である。本実施の形態は、本体部１０、入口管１１、出口管１２、排水口１３、邪魔板１４を具備していることは前実施の形態と同様であり、異なるところは、邪魔板１４の入口管１１に近い端部（Ａ部）を本体部１０の内壁に当接させたことである。
【００１３】
このように構成された本実施の形態は、前実施の形態と同様の作用効果を有する上、入口管１１から流入するガスを全て邪魔板１４の方向に導くことができるため水分の分離が更に確実となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の気液分離器は、入口管から流入するガスが出口管に接触しないようにした邪魔板を設けたことにより、出口管から水分が排出されるのを防止することができ、マフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという不具合を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気液分離器の実施の形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）図のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は邪魔板を示す斜視図である。
【図２】本発明の気液分離器の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の気液分離器の他の実施の形態示す断面図である。
【図４】従来の気液分離器の１例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）図のｃ−ｃ線における断面図である。
【符号の説明】
１０…本体部
１１…入口管
１２…出口管
１３…排水口
１４…邪魔板
１５…排気
１６…水

Claims

上下を密閉した円筒状の本体部（１０）と、該本体部（１０）の円筒部の上部で且つ切線方向に設けられた入口管（１１）と、本体部（１０）の天板部（１０ａ）の中央部に該本体部（１０）の内外部に突出するように設けられた出口管（１２）と、本体部（１０）の下部に設けられた排水口（１３）とよりなる気液分離器において、
前記入口管（１１）の近傍から前記出口管（１２）を取り巻いて終端が本体部（１０）の内壁に至る渦巻き状の邪魔板（１４）が設けられ、
且つ、該邪魔板（１４）は巻き始めの幅が少なくとも入口管（１１）の直径と同じであり、終端に向かって細くなるように形成されていることを特徴とする気液分離器。
前記邪魔板（１４）は巻き始めが本体部（１０）の内壁に接していることを特徴とする請求項１記載の気液分離器。