JP3856393B2 - 燃料電池の排出ガス処理装置 - Google Patents
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Description
図2に示すように、燃料電池スタック4から水素ガスがパージされると、この水素ガスはパージ水素配管8を介して排出燃料希釈器6の滞留室6A内に流入する。このように滞留室6A内に流入した水素ガスは、図3に示すように、整流手段63で整流されつつ、水素吸込口62bを介してエゼクタ30内に所定量ずつ吸い込まれていく。また、このように水素ガスがエゼクタ30内に吸い込まれると、エゼクタ30内に吸い込んだ水素ガスの量とほぼ同じ量の排出空気が第二配管14dから空気供給ポート40を介して滞留室6A内に流入する。
(1)水素吸込口62bから吸い込む水素ガスの量がほぼ一定となるので、排気配管14から排出される排出ガス中の水素濃度を適正な濃度に維持することができ、排出燃料希釈器6の能力を充分引き出すことが可能となる。
(2)エゼクタ30によって滞留室6A内から水素ガスを所定量ずつ吸い込むことができるので、排気配管14から排出される排出ガス中の水素濃度をより適正な濃度に維持することができる。
(3)従来よりも処理能力が向上したため、従来のものと同一の処理能力となるように希釈器を設計したときは希釈器を従来のものよりも小型化できる。また、寸法を従来のものと同一となるように希釈器を設計したときは、水素処理能力が従来よりも向上するため、燃料電池の発電中に生成水が溜まることにより発電電圧が低下するような発電の不安定時に、水素パージ量を増やして発電の安定を回復できる。
(5)逆流防止弁42により空気供給口62aからの水素ガスの排出を防止することで、水素ガスを確実に水素吸込口62bのみから排出させることができるので、より確実に水素吸込口62b近傍の水素濃度を高い状態に維持することができる。
(7)空気供給ポート40に第二オリフィス41を設けたので、排出燃料希釈器6内へ所定量の排出空気を供給することができる。
(9)本実施形態では、排出燃料希釈器6を水素ガスの希釈用として利用せずに単に水素ガスの貯溜用として利用するため、排出燃料希釈器6の容積をパージされてくる水素ガスの体積とほぼ同じ大きさに設定することができ、その分排出燃料希釈器6を小型化することができる。
(i)本実施形態では、左右に延在する整流手段63の一端側に空気供給口62aを設け、他端側に水素吸込口62bを設けることで、空気供給口62aを水素ガスの最上流側に位置させたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図5に示すように、空気供給口62aと水素吸込口62bとを近接して設け、これらの空気供給口62aおよび水素吸込口62bが複数回屈曲するように排出燃料希釈器6内に形成した1本の通路65で繋がるような構造にすることで、空気供給口62aが水素ガスの最上流側に位置するようにしてもよい。なお、この通路65は、本実施形態における整流手段63の各平板63aを適宜折り曲げたり、適所に配設することなどにより形成することができる。
6 排出燃料希釈器
6A 滞留室
14 排気配管
14a 第一配管
14b 分岐管
14c 合流管
14d 第二配管
25 排出ガス処理装置
30 エゼクタ
31 ノズル
32 吸引部
33 ディフューザ
40 空気供給ポート
41 第二オリフィス
42 逆流防止弁
50 第一オリフィス
61a 水素導入孔
62a 空気供給口
62b 水素吸込口
63 整流手段
63a 平板
70 水素吸込ポート
Claims (4)
- 燃料電池からパージされる水素ガスを滞留させておくための滞留室を有する希釈器と、
カソードオフガスが通流する排気配管と、を備えるとともに、
前記希釈器または前記排気配管には、前記滞留室内の水素ガスを前記排気配管内に吸い込むための水素吸込口と、前記排気配管内のカソードオフガスを前記滞留室内へ供給するためのオフガス供給口とが設けられる燃料電池の排出ガス処理装置において、
前記滞留室内に、
前記水素ガスを整流して前記水素吸込口に導くとともに、前記オフガス供給口から前記滞留室内へ供給される前記カソードオフガスの拡散を抑制する整流手段を設け、
前記水素吸込口に、
前記カソードオフガスの流れを絞ることによって当該カソードオフガスを高速で噴射させるノズルと、当該ノズルから噴射されたカソードオフガスによって負圧を発生させて前記滞留室内の水素ガスを吸引する吸引部と、当該吸引部の下流で前記カソードオフガスと前記吸引された水素ガスとを混合して排出するディフューザと、を備えるエゼクタを設けた
ことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。 - 請求項1に記載の燃料電池の排出ガス処理装置であって、
前記オフガス供給口を、前記整流手段で整流された流れの最上流側に設けたことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の燃料電池の排出ガス処理装置であって、
前記オフガス供給口に、
前記排気配管内から前記滞留室内への前記カソードオフガスの流入を許容し、かつ前記滞留室内から排気配管内への水素ガスの排出を防止する逆流防止弁を設けたことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。 - 請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項に記載の燃料電池の排出ガス処理装置であって、
前記排気配管におけるカソードオフガスの流れを分岐させ、カソードオフガスの一部を前記エゼクタの前記ノズルに導く分岐管を備えたことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。
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