JP4843279B2 - 水素希釈装置 - Google Patents
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Description
また、燃料電池に供給する酸化剤ガスの圧力を利用して、導入室を押圧するので、機械的な押圧手段を設ける構造に比べ、電力消費を抑えることができる。さらに、酸化剤ガスの流れている量に応じて水素ガスを排出でき、適切な希釈濃度に安定させることができる。
また、燃料電池に供給する酸化剤ガスの圧力を利用して、導入室を押圧するので、機械的な押圧手段を設ける構造に比べ、電力消費を抑えることができる。さらに、酸化剤ガスの流れている量に応じて水素ガスを排出でき、適切な希釈濃度に安定させることができる。
図1に示すように、燃料電池システムSの稼動中においては、コンプレッサCから空気が加湿器12を介して燃料電池FCに供給されるとともに、水素タンクHTからの水素ガスがエゼクタ23、水素供給流路21の一部21aおよび戻し流路24によって適宜循環されて供給される。そして、所定条件が揃うと、ECU4は戻し流路24内等に不純物が溜まったと判断して、パージ弁26を所定時間だけ開弁させる。これにより、図2(a)に示すように、導入室IR内に所定量・所定圧の水素ガスが導入され、この水素ガスが背圧室BR内の圧力に抗して内側容器31Bを膨張させながら導入室IR内に蓄積されることとなる。なお、このとき連通弁33が閉弁状態にされていることによって、戻し流路24(図1参照)から空気排出流路13への水素ガスの吹き抜けが防止されるようになっている。
戻し流路24から水素ガスを排出させる際に連通弁33を閉弁することで戻し流路24から空気排出流路13への吹き抜けが防止されるので、従来のように吹き抜け抑制のために希釈器内の流路を複雑にして希釈器が大型化するといった問題が生じず、装置全体の大型化を抑制できる。また、水素ガスを一旦導入室IRで蓄積する構造であるため、導入室IRの容積は水素ガスを収容可能な大きさであれば十分であり、従来のような水素ガスとこれを希釈するための空気とを収容可能な大きさで形成される希釈器を有する構造に比べて装置全体の大型化を抑制できる。
本実施形態では、押圧手段として、背圧室BRと押圧路14を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば軸を進退させるモータなどの機械的な押圧手段を採用してもよい。
4 ECU
11 空気供給流路(酸化剤ガス供給流路)
13 空気排出流路(酸化剤ガス排出流路)
14 押圧路(酸化剤ガス導入路)
21 水素供給流路
21a 一部(循環流路)
24 戻し流路(循環流路)
25 水素排出流路
26 パージ弁(水素排出弁)
31 装置本体
31A 外側容器
31B 内側容器
31a 底部
31b 側壁
32 連通路
33 連通弁
C コンプレッサ
FC 燃料電池
HT 水素タンク
IR 導入室
BR 背圧室(押圧手段)
S 燃料電池システム
Claims (2)
- 水素ガスと酸化剤ガスとの化学反応により発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池から排出される水素ガスを再度燃料電池に戻す循環流路と、
前記循環流路から前記水素ガスを排出させる水素排出流路と、
前記水素排出流路の連通状態を切り替える水素排出弁と、
前記燃料電池から排出された酸化剤ガスを外部へ導く酸化剤ガス排出流路と、を備えた燃料電池システムに設けられる水素希釈装置であって、
前記水素排出流路から排出された前記水素ガスを蓄積する容積可変の導入室と、
前記導入室と前記酸化剤ガス排出流路とを連通させる連通路と、
前記連通路の連通状態を切り替えるとともに、前記水素排出弁が開弁する際に閉弁され、かつ前記水素排出弁が閉弁している際に開弁可能となる連通弁と、
前記連通弁が開弁している際に、前記導入室を外部から押圧することで前記導入室の容積を収縮させる押圧手段と、
前記連通路に、前記導入室から押し出される水素ガスの流量を制限する流量制限手段と、を備え、
前記押圧手段は、
前記導入室を囲む背圧室と、
コンプレッサの回転速度に応じた圧力の酸化剤ガスを前記燃料電池に供給させる酸化剤ガス供給流路から分岐して前記背圧室に連結される酸化剤ガス導入路と、を備え、
前記背圧室には、前記コンプレッサの回転速度に応じた圧力の酸化剤ガスが導入され、
前記背圧室に導入される酸化剤ガスの圧力が高いほど、前記導入室から前記酸化剤ガス排出流路に流す水素ガスの流量が増加することを特徴とする水素希釈装置。 - 前記導入室を、前記連通路および前記酸化剤ガス排出流路の前記連通路との接続部分よりも天地方向上側に配置したことを特徴とする請求項1に記載の水素希釈装置。
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