JP4118078B2

JP4118078B2 - 燃料電池車用気液分離器

Info

Publication number: JP4118078B2
Application number: JP2002121152A
Authority: JP
Inventors: 友宜岡部
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: JP2003311185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池車用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燃料電池車用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た水と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が用いられている。
【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はサイクロン室（遠心分離室）となる本体部、２は入口管、３は出口管、４は排水管である。そして本体部１は円筒部１ａの上部を天板部１ｂで、下部を底板部１ｃで密閉した円筒状をなし、入口管２は本体部１の天板部１ｂの近傍に設けられ且つ円筒部１ａ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１の天板部１ｂの中央部に垂直に設けられ、本体部１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下部に設けられている。
【０００４】
そして、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、燃料電池からの排気ガスは細線矢印Ａで示すように、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気体と水分が分離され、気体は出口管３より排気され、水は太線矢印の如く、本体部１の内壁面を伝って下降し排水管４より排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の気液分離器においては、入口管２より流入する排気ガス中の水分の除去を行うことはできるが、特にガス流量の多い条件下では、本体部１の内壁面に付着した水分５が、下方の排水管４の方へ流れると共に、太線矢印Ｂで示すように逆に上方の天井面の方に流れ、さらに本体内に突出した出口管３の壁面を伝い該出口管３より持ち去られてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、気液分離の際に本体内面に付着した水分を排水管の方へ流れるように誘導して、出口管から持ち去られることを防止した燃料電池車用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】
上記目的を達成するため本発明の請求項１は、上下を密閉した円筒状の本体部１０と、該本体部１０の円筒状の上部近傍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１０ｂ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管１３とを具備し、前記入口管１１より導入された気液混合ガスを遠心力により気体及び液体に分離する燃料電池車用気液分離器において、前記本体部１０の内周部に前記気液混合ガスから分離された水分を下方に向かって螺旋状に誘導する水分誘導手段を設けたことを特徴とする。また、請求項２は、上記水分誘導手段は、螺旋状に形成された１条以上の凹条であることを特徴とする。また、請求項３は、上記水分誘導手段は、螺旋状に形成された１条以上の凸条であることを特徴とする。
【０００８】
この構成を採ることにより、燃料電池からの排気中に含まれる水分をサイクロンの原理により分離し、その分離した水分を水分誘導手段により排水管の方に誘導することができ、出口管からの持ち去りを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の燃料電池車用気液分離器の第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、（ｃ）は（ａ）図のｃ−ｃ線における断面図である。同図において、符号１０はサイクロン室（遠心分離室）となる本体部、１１は入口管、１２は出口管、１３は排水管である。そして本体部１０は円筒部１０ａの上部を天板部１０ｂで、下部を底板部１０ｃで密閉した円筒状をなし、入口管１１は本体部１０天板部１０ｂの近傍に設けられ且つ円筒部１０ａに対して切線方向に設けられている。
【００１０】
また、出口管１２は本体部１０の天板部１０ｂの中央部に垂直に設けられ、本体部１０の内部及び外部に突出している。また、排水管１３は本体部１０の下部に設けられている。以上は図４で説明した従来例と同様である。本実施の形態の特徴は、円筒部１０ａの内周面に気液混合ガスから分離された水分を下方に向かって螺旋状に誘導する水分誘導手段を設けたことを特徴としている。
【００１１】
水分誘導手段は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、螺旋状の溝（凹条）１４を設けたものである。なお、螺旋の捩れ方向は、入口管１１から導入されたガスが旋回して下方に行く方向と同じ方向である。
【００１２】
このように構成された本実施の形態は、入口管１１より入った燃料電池の排気ガスは本体部１０において、サイクロン効果により気体と水分に分離され、気体は出口管１２から排出され、水分は円筒部１０ａの内壁に沿って落下し、排水管１３から排水される。その際、円筒部１０ａの内壁に付着した水分は水分誘導手段の凹条１４に誘導されて下方に向かうため、上方の出口管１２の方に向かうことはなく、排水管１３から排水される。
【００１３】
図２は本発明の燃料電池車用気液分離器の第２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線における断面図である。本実施の形態は、同図に示すように凹条１４を複数条（図においては２条）設けて多重螺旋状に形成したことであり、他は第１の実施の形態と同様である。このように構成された本実施の形態は、第１の実施の形態と同様な作用により同様乃至はより大きい効果が得られる。
【００１４】
図３は本発明の燃料電池車用気液分離器の実施の形態における水分誘導手段の複数例を示した図である。同図において（ａ）は図１と同様に凹条１４の断面を角形としたもの、（ｂ）は、凹条１４の断面を半円状にしたもの、（ｃ）は水分誘導手段を凸条１５とし、その凸条１５の断面を角形としたもの、（ｄ）は凸条１５の断面を半円状としたものである。このように形成された水分誘導手段は第１の実施の形態と同様な作用効果を有する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の燃料電池車用気液分離器に依れば、燃料電池からの排気中に含まれる水分をサイクロンの原理により分離し、その分離した水分を水分誘導手段により排水管の方に誘導することができ、出口管からの持ち去りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池車用気液分離器の第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、（ｃ）は（ａ）図のｃ−ｃ線における断面図である。
【図２】本発明の燃料電池車用気液分離器の第２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線における断面図である。
【図３】本発明の燃料電池車用気液分離器の実施の形態における水分誘導手段の複数例を示した図である。
【図４】従来の燃料電池車用気液分離器の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
１０ａ…円筒部
１０ｂ…天板部
１０ｃ…底板部
１１…入口管
１２…出口管
１３…排水管
１４…凹条
１５…凸条

Claims

上下を密閉した円筒状の本体部（１０）と、該本体部（１０）の円筒状の上部近傍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（１０ｂ）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管（１３）とを具備し、前記入口管（１１）より導入された気液混合ガスを遠心力により気体及び液体に分離する燃料電池車用気液分離器において、
前記本体部（１０）の内周部に前記気液混合ガスから分離された水分を下方に向かって螺旋状に誘導する水分誘導手段を設けたことを特徴とする燃料電池車用気液分離器。
上記水分誘導手段は、螺旋状に形成された１条以上の凹条であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池車用気液分離器。
上記水分誘導手段は、螺旋状に形成された１条以上の凸条であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池車用気液分離器。