JP4902910B2 - 燃料電池用気液分離器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池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設けられている。
【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２はこのサイクロン式気液分離器を示す。同図において、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図であり、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は落し板、５は貯水タンク部、６は排水管である。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の天板部１ｂの近傍に設けられ且つ円筒部１ａに対して接線方向に設けられている。また、出口管３は本体部１の上部の天板部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、本体部１の下部は落し板４により仕切られて貯水タンク部５となっており、該貯水タンク部５に排水管６が設けられている。
【０００４】
そして、燃料電池からの排気ガスは、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、水は本体部１の内壁面を伝って下降し、落し板４から貯水タンク部５に落下して貯水される。排水管６は常時は図示なきバルブにより閉鎖されているが、貯水タンク部５にある程度貯水されると、図示なきセンサが感知してバルブを開き排水する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記気液分離器は、自動車に搭載した場合、貯水タンク部内に貯水された水が自動車の発進・停止及び走行による振動により貯水タンク部内を急激に移動し、壁面を叩くため、大きな騒音が発生するという問題がある。また貯水タンク部の底部は大きい面積を有し剛性が小さいため、振動放射音を発生し易いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、貯水タンク部内に貯水された水が急激に移動しないようにして、貯水タンク部の壁面から発生する騒音を低減させた燃料電池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接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貯水タンク部１４と、該貯水タンク部１４に設けられた排水管１５とを具備してなる燃料電池用気液分離器において、前記貯水タンク部１４の底部に水の移動に抵抗を与える多数のリブ１６を立設したことを特徴とする。また、請求項１においては、前記リブ１６は、横長の矩形状リブ１６ａと略三角形状リブ１６ｂとからなり、前記矩形状リブ１６ａは、車両の進行方向に対して直角方向で、且つ、その一方の端部は貯水タンク部１４の壁に接続し、他方の端部は貯水タンク部１４の壁との間に水が通過できる間隔を有するように設けられ、前記略三角形状リブ１６ｂは前記矩形状リブ１６ａに直交して十字形となるように設けられて成ることを特徴とする。また、請求項２においては、前記矩形状リブ１６ａ及び略三角形状リブ１６ｂは、それぞれ高さの異なる複数種類からなることを特徴とする。
【０００８】
この構成を採ることにより、複数のリブが、貯水タンク部内の水の移動に抵抗を与え、水の速度を抑えるため、壁面を叩く水音は小さくなる。これにより騒音の発生は低減される。また、貯水タンク部の底部の剛性がリブにより大となるため振動放射音の発生も少なくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の燃料電池用気液分離器の実施の形態を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）図のＺ矢視図、（ｃ）は（ｂ）図のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は（ｂ）図のｄ−ｄ線における断面図、（ｅ）は（ｂ）図のｅ−ｅ線における断面図、（ｆ）は（ｂ）図のｆ−ｆ線における断面図である。
【００１０】
本実施の形態は同図に示すように、本体部１０と、該本体部１０に設けられた入口管１１及び出口管１２と、落し板１３により区切られて本体部１０の下部に設けられた貯水タンク部１４と、該貯水タンク部１４に設けられた排水管１５とを具備していることは図２で説明した従来例と同様であり、異なるところは、貯水タンク部１４の底部１４ａに多数のリブ１６を設けたことである。
【００１１】
本発明の特徴であるリブ１６は、（ａ）図に示すように貯水タンク部１４の底部１４ａに立設されている。そして該リブ１６の形状には矩形状のリブ１６ａと略三角形状のリブ１６ｂの２種類があり、（ｂ）図に示すように、本気液分離器が搭載された自動車の進行方向を矢印Ｚで示す方向とすると、矩形状のリブ１６ａは自動車の進行方向に対して直角方向に設けられ、略三角形状のリブ１６ｂは矩形状リブ１６ａに直交して十字形となるように設けられている。
【００１２】
また、矩形状のリブ１６ａは、（ｅ）（ｆ）図に示すように、その一方の端部は貯水タンク部１４の壁に接続し、他方の端部は貯水タンク部１４の壁との間に水が通過できる間隔を有するように設けられている。また、略三角形状のリブ１６ｂは（ｂ）図に示すように千鳥状に配列されている。
【００１３】
また、矩形状のリブ１６ａと略三角形状のリブ１６ｂには高さの異なる２種類があり、（ｃ）（ｄ）図に示すように、高さの高い略三角形状のリブ１６ｂは同じ高さの矩形状のリブ１６ａと組み合わされ、高さの低い略三角形状のリブ１６ｂは同じ高さの矩形状のリブ１６ａと組み合わされている。
【００１４】
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、水分は本体部１０の内壁に沿って降下し、落し板１３の開口から貯水タンク部１４内に落下し貯水される。貯水された水は、自動車の発進・停止時に振動があっても、矩形状のリブ１６ａにより前後の移動に抵抗が生じ、貯水タンク部１４の壁を強く叩くことはない。
【００１５】
また、走行による左右の揺れに対しては略三角形状のリブ１６ｂが抵抗となり、貯水タンク部１４の壁を強く叩くことはない。これらにより、貯水された水が貯水タンク部１４の壁を叩くために発生する騒音は防止される。さらにリブ１６ａ、１６ｂにより貯水タンク部１４の底部の剛性が大となるため、振動放射音の発生も抑制される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の燃料電池用気液分離器に依れば、貯水タンク部に複数のリブを立設したことにより、貯水タンク部内を移動する水に抵抗を与え、貯水タンク部の壁に当たる水の勢を弱めることにより、騒音を防止することができる。なお、略三角形状のリブは、三角形、台形または矩形であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池用気液分離器の実施の形態を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）図のＺ矢視図、（ｃ）は（ｂ）図のｃ−ｃ線における断面図、（ｄ）は（ｂ）図のｄ−ｄ線における断面図、（ｅ）は（ｂ）図のｅ−ｅ線における断面図、（ｆ）は（ｂ）図のｆ−ｆ線における断面図である。
【図２】従来の気液分離器の１例を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ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…落し板
１４…貯水タンク部
１４ａ…底部
１５…排水管
１６…リブ
１６ａ…矩形状リブ
１６ｂ…略三角形状リブ

Claims (2)

1. 上下を密閉した円筒状の本体部（１０）と、該本体部（１０）の円筒状の上部近傍で且つ接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貯水タンク部（１４）と、該貯水タンク部（１４）に設けられた排水管（１５）とを具備してなる燃料電池用気液分離器において、
   前記貯水タンク部（１４）の底部に水の移動に抵抗を与える多数のリブ（１６）を立設し、
   前記リブ（１６）は、横長の矩形状リブ（１６ａ）と略三角形状リブ（１６ｂ）とからなり、
   前記矩形状リブ（１６ａ）は、車両の進行方向に対して直角方向で、且つ、その一方の端部は貯水タンク部（１４）の壁に接続し、他方の端部は貯水タンク部（１４）の壁との間に水が通過できる間隔を有するように設けられ、
   前記略三角形状リブ（１６ｂ）は前記矩形状リブ（１６ａ）に直交して十字形となるように設けられて成ることを特徴とする燃料電池用気液分離器。
2. 前記矩形状リブ（１６ａ）及び略三角形状リブ（１６ｂ）は、それぞれ高さの異なる複数種類からなることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用気液分離器。

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