JP4104287B2 - 気液分離器 - Google Patents
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
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、加湿した水と化学反応により生成される水がミスト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は本体部上部の天板部１ａ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（ｃ）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ミストは出口管３の壁面に衝突して付着する。この付着した水６は（ｂ）図の如く、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の延長上に一部が干渉するように配置された出口管１２の、該干渉部分を凹ませたことを特徴とする。
【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第１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】
以上は図４で説明した従来例と同様であり、本実施の形態の特徴は、前記出口管１２を、入口管１１の延長線と干渉する部分を凹ませたことである。従って、出口管１２の断面形状は円の一部１２ａが欠けた形状となっている。
【００１１】
このように構成された本実施の形態は、図２の断面図に示す如く、入口管１１より流入した水分を多く含んだ排気ガス１４は、本体部１０に入ると出口管１２に当たらないように形成された出口管１２の円の一部が欠けた部分１２ａにより流れを妨げられることなく本体部１０の内周に沿って旋回運動をする。そして、排気中の水分は本体部１０の内周に付着し液状の水１５となり、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と対比するための参考例の形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。本参考例の形態は、本体部１０、入口管１１、出口管１２、排水口１３を具備していることは本発明の実施の形態と同様であり、異なるところは出口管１２を、入口管１１の延長上に干渉しないように、本体部１０の中心に対して偏心させたことである。
【００１３】
このように構成された本参考例の形態では、入口管１１より流入した水分を多く含んだ排気ガス１５は、本体部１０に入ると出口管１２に当たらない。
【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排気ガスが出口管に接触しないようにしたことにより、排気ガス中の水分を本体部の内周に付着させ、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と対比するための参考例の形態を示す図で、（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…排気ガス
１５…水
【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、加湿した水と化学反応により生成される水がミスト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は本体部上部の天板部１ａ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（ｃ）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ミストは出口管３の壁面に衝突して付着する。この付着した水６は（ｂ）図の如く、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の延長上に一部が干渉するように配置された出口管１２の、該干渉部分を凹ませたことを特徴とする。
【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第１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】
以上は図４で説明した従来例と同様であり、本実施の形態の特徴は、前記出口管１２を、入口管１１の延長線と干渉する部分を凹ませたことである。従って、出口管１２の断面形状は円の一部１２ａが欠けた形状となっている。
【００１１】
このように構成された本実施の形態は、図２の断面図に示す如く、入口管１１より流入した水分を多く含んだ排気ガス１４は、本体部１０に入ると出口管１２に当たらないように形成された出口管１２の円の一部が欠けた部分１２ａにより流れを妨げられることなく本体部１０の内周に沿って旋回運動をする。そして、排気中の水分は本体部１０の内周に付着し液状の水１５となり、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と対比するための参考例の形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。本参考例の形態は、本体部１０、入口管１１、出口管１２、排水口１３を具備していることは本発明の実施の形態と同様であり、異なるところは出口管１２を、入口管１１の延長上に干渉しないように、本体部１０の中心に対して偏心させたことである。
【００１３】
このように構成された本参考例の形態では、入口管１１より流入した水分を多く含んだ排気ガス１５は、本体部１０に入ると出口管１２に当たらない。
【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排気ガスが出口管に接触しないようにしたことにより、排気ガス中の水分を本体部の内周に付着させ、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と対比するための参考例の形態を示す図で、（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…排気ガス
１５…水
Claims (1)
- 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）の延長上に一部が干渉するように配置された出口管（１２）の、該干渉部分を凹ませたことを特徴とするの気液分離器。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006881A JP4104287B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 気液分離器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002204982A JP2002204982A (ja) | 2002-07-23 |
| JP4104287B2 true JP4104287B2 (ja) | 2008-06-18 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001006881A Expired - Fee Related JP4104287B2 (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 気液分離器 |
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| JPS59180748U (ja) * | 1983-05-17 | 1984-12-03 | 三菱重工業株式会社 | サイクロン分離器 |
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| US5605654A (en) * | 1993-08-04 | 1997-02-25 | Koch Engineering Company, Inc. | Method and apparatus to improve vapor distribution in mass transfer and heat exchange columns |
| JPH11179240A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-06 | Sharp Corp | 旋回式気液分離器及び気液分離システム |
| JP3781914B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2006-06-07 | アマノ株式会社 | 集塵装置 |
| US6579637B1 (en) * | 2000-05-31 | 2003-06-17 | General Motors Corporation | Fuel cell system having a compact water separator |
-
2001
- 2001-01-15 JP JP2001006881A patent/JP4104287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002204982A (ja) | 2002-07-23 |
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