JP5132996B2 - Exhaust gas treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、排ガス処理装置に関する。詳しくは、燃料電池から排出されるアノードオフガスを処理する排ガス処理装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus. More specifically, the present invention relates to an exhaust gas processing apparatus that processes anode off gas discharged from a fuel cell.
近年、自動車の動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス流路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、この反応ガス供給装置を制御する制御装置と、を備える。 In recent years, fuel cell systems have attracted attention as a power source for automobiles. The fuel cell system includes, for example, a fuel cell that generates power by chemically reacting a reaction gas, a reaction gas supply device that supplies the reaction gas to the fuel cell via a reaction gas flow path, and a control that controls the reaction gas supply device. An apparatus.
燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体(MEA)を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極(陽極)およびカソード電極(陰極)の2つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜と、で構成される。 The fuel cell has, for example, a stack structure in which several tens to several hundreds of cells are stacked. Here, each cell is configured by sandwiching a membrane electrode structure (MEA) between a pair of separators. The membrane electrode structure includes two electrodes, an anode electrode (anode) and a cathode electrode (cathode), and these electrodes. And a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between the two.
この燃料電池のアノード電極にアノードガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極にカソードガスとしての酸素を含む空気を供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池が注目されている。 When hydrogen gas as anode gas is supplied to the anode electrode of this fuel cell and air containing oxygen as cathode gas is supplied to the cathode electrode, power is generated by an electrochemical reaction. Since only harmless water is generated at the time of power generation, fuel cells are attracting attention from the viewpoint of environmental impact and utilization efficiency.
ところで、このような燃料電池システムには、燃料電池から排出されたアノードオフガスを回収して、燃料電池に新たに供給する水素ガスに混合するエゼクタが設けられる。これによれば、アノードオフガスに含まれる水素ガスを再利用して、エネルギ効率を向上できる。しかしながら、このようにアノードオフガスの再利用を繰り返すと、アノードオフガスに含まれる不純物の濃度が上昇して、発電性能が低下するため、アノードオフガスを間欠的に排出する必要がある。 By the way, such a fuel cell system is provided with an ejector that collects anode off gas discharged from the fuel cell and mixes it with hydrogen gas that is newly supplied to the fuel cell. According to this, the hydrogen gas contained in the anode off gas can be reused to improve the energy efficiency. However, when the reuse of the anode off gas is repeated in this way, the concentration of impurities contained in the anode off gas increases and the power generation performance decreases, so it is necessary to discharge the anode off gas intermittently.
そこで、アノードオフガスを希釈ガスで希釈して排出する排ガス処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この排ガス処理装置は、例えば以下のような構成である。 Therefore, an exhaust gas treatment device that dilutes and discharges the anode off gas with a diluent gas has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This exhaust gas treatment device has the following configuration, for example.
すなわち、排ガス処理装置は、箱状の筐体と、この筐体の内部に設けられた仕切り板と、を備える。
排ガス処理装置には、アノードオフガス配管および希釈ガス配管が接続され、仕切り板で仕切られた一方の空間には、燃料電池から排出されたアノードオフガスが流入し、仕切り板で仕切られた他方の空間には、希釈ガスが流入する。
仕切り板には、この仕切り板で仕切られた2つの空間を連通する連通孔が形成され、仕切り板の端縁は、全周に亘って、筐体の内面に溶接されている。
That is, the exhaust gas treatment apparatus includes a box-shaped housing and a partition plate provided inside the housing.
An anode offgas pipe and a dilution gas pipe are connected to the exhaust gas treatment device, and the anode offgas discharged from the fuel cell flows into one space partitioned by the partition plate, and the other space partitioned by the partition plate Into which the dilution gas flows.
The partition plate is formed with a communication hole that communicates two spaces partitioned by the partition plate, and the edge of the partition plate is welded to the inner surface of the housing over the entire circumference.
この排ガス処理装置によれば、一方の空間に流入したアノードオフガスは、連通孔を通って他方の空間に流入し、希釈ガスと混合されて希釈された後、排出される。したがって、この排ガス処理装置を備えた燃料電池システムでは、排ガス処理装置により、間欠的にアノードオフガスを希釈ガスで希釈して大気に排出することで、アノードオフガスに含まれる不純物の濃度が上昇するのを防止して、発電性能が低下するのを防止できる。
しかしながら、上述の排ガス処理装置では、筐体の内面を溶接するのは困難であり、仕切り板の端縁と筐体の内面との間に間隙が形成される場合がある。この場合、連通孔だけではなく、この間隙を通って、一方の空間から他方の空間にアノードオフガスが流入するため、アノードオフガスに含まれる水素ガスにより、他方の空間内の水素ガスの濃度が高くなり、高濃度の水素ガスが排出されるおそれがある。 However, in the above-described exhaust gas treatment apparatus, it is difficult to weld the inner surface of the housing, and a gap may be formed between the edge of the partition plate and the inner surface of the housing. In this case, since the anode off gas flows from one space into the other space not only through the communication hole, the hydrogen gas contained in the anode off gas increases the concentration of the hydrogen gas in the other space. Therefore, high concentration hydrogen gas may be discharged.
本発明は、アノードオフガスを確実に希釈できる排ガス処理装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus capable of reliably diluting an anode off gas.
本発明の排ガス処理装置(例えば、後述の希釈装置50)は、燃料電池(例えば、後述の燃料電池10)から排出されるアノードオフガスを希釈ガス(例えば、後述のエア)で希釈して排出する排出ガス処理装置であって、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスが流入し、一面が開放面である箱状の第1筐体(例えば、後述の第1筐体51)と、希釈ガスが流入し、一面が開放面である箱状であり、当該開放面が前記第1筐体の開放面に対向するように配置された第2筐体(例えば、後述の第2筐体52)と、前記第1筐体の開放面および前記第2筐体の開放面の間に介装されて、前記第1筐体の内部空間(例えば、後述の滞留室61)と前記第2筐体の内部空間(例えば、後述の混合室62)とを連通する連通孔(例えば、後述の連通孔531)が形成された板状の仕切り部材(例えば、後述の仕切り板53)と、を備え、前記仕切り部材の外周部は、前記第1筐体の開放面の端縁と、前記第2筐体の開放面の端縁と、で挟まれて接合されることを特徴とする。
The exhaust gas treatment apparatus (for example, a diluting
この発明によれば、仕切り部材の外周部を、第1筐体の開放面の端縁と、第2筐体の開放面の端縁と、で挟んで接合した。
このため、構造を簡略化して、仕切り部材を第1筐体および第2筐体に容易に接合でき、製作効率を向上できる。
また、仕切り部材の外周部と、第1筐体の開放面の端縁および第2筐体の開放面の端縁との間の気密性を向上して、間隙によるバイパスが形成されるのを防止できる。このため、第1筐体の内部空間内のアノードオフガスは、連通孔のみを通って、第2筐体の内部空間に流入する。したがって、第2筐体の内部空間内のアノードオフガスの濃度が高くなるのを防止して、アノードオフガスを確実に希釈できる。
According to this invention, the outer peripheral part of the partition member is sandwiched and joined between the edge of the open surface of the first housing and the edge of the open surface of the second housing.
For this reason, the structure can be simplified, the partition member can be easily joined to the first housing and the second housing, and the production efficiency can be improved.
Further, the airtightness between the outer peripheral portion of the partition member and the edge of the open surface of the first housing and the edge of the open surface of the second housing is improved, and a bypass due to the gap is formed. Can be prevented. For this reason, the anode off gas in the internal space of the first housing flows into the internal space of the second housing through only the communication hole. Therefore, it is possible to reliably dilute the anode off gas by preventing the concentration of the anode off gas in the internal space of the second casing from increasing.
この場合、前記第1筐体(例えば、後述の第1筐体51A)は、アノードオフガスおよび希釈ガスが流入し、一面が開放面である箱状の第3筐体(例えば、後述の第3筐体511)と、互いに対向する二面が開放面である筒状の少なくとも一つの第4筐体(例えば、後述の第4筐体512)と、互いに対向する開放面同士の間に介装され、互いに隣接する筐体の内部空間(例えば、後述の第1滞留室611、第2滞留室612)同士を連通する連通孔(例えば、後述の連通孔531A)が形成された板状の少なくとも一つの仕切り部材(例えば、後述の仕切り板53A)と、を備え、前記仕切り部材の外周部は、前記互いに隣接する筐体の端縁で挟まれて接合されることが好ましい。
In this case, the first casing (for example, a
この発明によれば、第1筐体を、第3筐体と、少なくとも一つの第4筐体および仕切り部材と、で構成したので、第1筐体の内部空間は、仕切り部材により複数の空間に仕切られることになる。したがって、第3筐体の内部空間に流入したアノードオフガスおよび希釈ガスは、これら複数の空間内を流通する際に、十分に攪拌されるので、アノードオフガスの濃度に偏りが生じるのを防止して、アノードオフガスの希釈性を向上できる。 According to this invention, since the first housing is constituted by the third housing, at least one fourth housing and the partition member, the internal space of the first housing is divided into a plurality of spaces by the partition member. It will be partitioned. Therefore, since the anode off gas and the dilution gas that have flowed into the internal space of the third housing are sufficiently stirred when flowing through the plurality of spaces, it is possible to prevent the concentration of the anode off gas from being biased. The dilutability of the anode off gas can be improved.
この場合、互いに隣接する複数の仕切り部材の連通孔は、面方向にずれて形成されることが好ましい。 In this case, it is preferable that the communication holes of the plurality of partition members adjacent to each other are formed so as to be shifted in the surface direction.
この発明によれば、互いに隣接する複数の仕切り部材の連通孔を、面方向にずらして形成した。このため、これら複数の連通孔を、面方向に同じ位置で形成した場合と比べて、アノードオフガスおよび希釈ガスが流通する経路が長くなるので、アノードオフガスの希釈性をさらに向上できる。 According to this invention, the communication holes of the plurality of partition members adjacent to each other are formed so as to be shifted in the surface direction. For this reason, compared with the case where these communication holes are formed at the same position in the plane direction, the path through which the anode off gas and the dilution gas flow is longer, so that the dilution property of the anode off gas can be further improved.
この場合、前記筐体の開放面の端縁は、外側に向かってL字形状に折り曲げられていることが好ましい。 In this case, it is preferable that the edge of the open surface of the housing is bent in an L shape toward the outside.
排ガス処理装置には、アノードオフガスの希釈性を向上するために、多量の希釈ガスが流入するが、この希釈ガスが流通することにより筐体が振動して、音が発生する場合があった。
そこで、この発明によれば、筐体の開放面の端縁を、外側に向かってL字形状に折り曲げた。このため、排ガス処理装置の強度が向上するので、筐体の振動が低減し、音の発生を抑制できる。
In order to improve the dilutability of the anode off gas, a large amount of dilution gas flows into the exhaust gas treatment device. However, when this dilution gas circulates, the casing vibrates and may generate sound.
So, according to this invention, the edge of the open surface of a housing | casing was bent in the L shape toward the outer side. For this reason, since the intensity | strength of an exhaust gas processing apparatus improves, the vibration of a housing | casing reduces and generation | occurrence | production of a sound can be suppressed.
また、L字形状の部分が放熱フィンの役割を果たすため、アノードオフガスや希釈ガスが高温であっても、排ガス処理装置の温度が過度に上昇するのを防止でき、高温の排ガス処理装置による熱害を防止できる。 In addition, since the L-shaped portion serves as a heat radiating fin, the temperature of the exhaust gas treatment device can be prevented from excessively rising even when the anode off-gas or the dilution gas is at a high temperature. Can prevent harm.
この場合、前記筐体のL字形状に折り曲げられた端縁の先端と前記仕切り部材の外周部とが溶接されることが好ましい。 In this case, it is preferable that the tip of the edge bent into the L shape of the housing and the outer peripheral portion of the partition member are welded.
この発明によれば、筐体のL字形状に折り曲げられた端縁の先端と、仕切り部材の外周部と、を溶接したので、溶接箇所を目視により容易に検査できる。 According to this invention, since the tip of the edge bent into the L-shape of the casing and the outer peripheral portion of the partition member are welded, the welded portion can be easily inspected visually.
本発明の排ガス処理装置(例えば、後述の希釈装置50B)は、燃料電池(例えば、後述の燃料電池10)から排出されるアノードオフガスを希釈ガス(例えば、後述のエア)で希釈して排出する排出ガス処理装置であって、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスが流入し、一面が開放面である箱状の第1筐体(例えば、後述の第1筐体51)と、希釈ガスが流入し、一面に開口(例えば、後述の連通孔531B)が形成された箱状であり、当該開口が形成された面が前記第1筐体の開放面に対向するように配置された第2筐体(例えば、後述の第2筐体52B)と、を備えることを特徴とする。
The exhaust gas treatment apparatus (for example, a later-described
この発明によれば、排ガス処理装置に、一面が開放面である箱状の第1筐体と、一面に開口が形成された箱状であり、開口が形成された面が第1筐体の開放面に対向するように配置された第2筐体と、を設けた。このため、第1筐体の内部空間と第2筐体の内部空間とは、第2筐体の開口が形成された面により仕切られる。よって、仕切り部材を別部材として設ける必要がなく、排ガス処理装置の構成部材の数を削減できる。 According to the present invention, the exhaust gas treatment apparatus has a box-shaped first housing whose one surface is an open surface, and a box-like shape in which an opening is formed on one surface, and the surface on which the opening is formed is the first housing. And a second housing disposed to face the open surface. For this reason, the internal space of the first housing and the internal space of the second housing are partitioned by the surface on which the opening of the second housing is formed. Therefore, it is not necessary to provide the partition member as a separate member, and the number of constituent members of the exhaust gas treatment device can be reduced.
本発明によれば、仕切り部材の外周部を、第1筐体の開放面の端縁と、第2筐体の開放面の端縁と、で挟んで接合した。
このため、構造を簡略化して、仕切り部材を第1筐体および第2筐体に容易に接合でき、製作効率を向上できる。
また、仕切り部材の外周部と、第1筐体の開放面の端縁および第2筐体の開放面の端縁との間の気密性を向上して、間隙によるバイパスが形成されるのを防止できる。このため、第1筐体の内部空間内のアノードオフガスは、連通孔のみを通って、第2筐体の内部空間に流入する。したがって、第2筐体の内部空間内のアノードオフガスの濃度が高くなるのを防止して、アノードオフガスを確実に希釈できる。
According to the present invention, the outer peripheral portion of the partition member is sandwiched and joined between the edge of the open surface of the first housing and the edge of the open surface of the second housing.
For this reason, the structure can be simplified, the partition member can be easily joined to the first housing and the second housing, and the production efficiency can be improved.
Further, the airtightness between the outer peripheral portion of the partition member and the edge of the open surface of the first housing and the edge of the open surface of the second housing is improved, and a bypass due to the gap is formed. Can be prevented. For this reason, the anode off gas in the internal space of the first housing flows into the internal space of the second housing through only the communication hole. Therefore, it is possible to reliably dilute the anode off gas by preventing the concentration of the anode off gas in the internal space of the second casing from increasing.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る燃料電池システム1のブロック図である。
燃料電池システム1は、燃料電池10と、この燃料電池10にアノードガスおよびカソードガスを供給する供給装置20と、燃料電池10から排出されるアノードオフガスを希釈して排出する排出ガス処理装置としての希釈装置50と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of a
The
燃料電池10は、アノード電極(陽極)側にアノードガスとしての水素ガスが供給され、カソード電極(陰極)側に酸素を含むカソードガスとしてのエアが供給されると、電気化学反応により発電する。
The
供給装置20は、アノード電極側に水素ガスを供給する水素タンク21およびエゼクタ32と、燃料電池10のカソード電極側にエアを供給するエアポンプ22と、を含んで構成される。
The
希釈装置50は、滞留室61と、この滞留室61に連通する混合室62と、を備える。
The diluting
水素タンク21は、水素供給路41を介して、燃料電池10のアノード電極側に接続されている。この水素供給路41の途中には、上述のエゼクタ32のほか、遮断弁31が設けられている。
遮断弁31を開くことにより、水素供給路41を介して、水素タンク21内の水素ガスが燃料電池10のアノード電極側に供給される。
The
By opening the shut-off
エアポンプ22は、エア供給路45を介して、燃料電池10のカソード電極側に接続されている。このエア供給路45には、エア導入路47が接続され、このエア導入路47は、希釈装置50の滞留室61に接続されている。
エアポンプを駆動することにより、エア供給路45を介して、エアが燃料電池10のカソード電極側に供給されるとともに、エア導入路47を介して、希釈ガスとしてのエアが滞留室61に流入する。
The
By driving the air pump, air is supplied to the cathode electrode side of the
燃料電池10のカソード電極側には、エア排出路46が接続され、このエア排出路46は、希釈装置50の混合室62を貫通して、外部に連通する。エア排出路46の途中には、背圧弁36が設けられている。
この背圧弁36を開くことにより、エア排出路46を介して、燃料電池10で利用されたエアが外部に排出される。
An
By opening the
燃料電池10のアノード電極側は、水素排出路42を介して、希釈装置50の滞留室61に接続されている。この水素排出路42の途中には、パージ弁33が設けられている。
パージ弁33を開くことにより、水素供給路41、水素排出路42、および水素還流路43内のアノードオフガスが滞留室61に流入する。
The anode electrode side of the
By opening the
また、水素排出路42のうちパージ弁33よりも燃料電池10側では、水素排出路42が分岐されて水素還流路43となり、この水素還流路43は、上述のエゼクタ32に接続されている。
エゼクタ32は、水素還流路43を通して、燃料電池10から排出されて水素排出路42を流れるアノードオフガスを回収し、水素供給路41に還流する。
Further, on the
The
図2は、希釈装置50の斜視図である。図3は、希釈装置50の概略構成を示す図である。
希釈装置50は、箱状の第1筐体51および第2筐体52と、仕切り部材としての仕切り板53と、を備える。
FIG. 2 is a perspective view of the diluting
The
第1筐体51の一面は、開放面である。この第1筐体51の内部空間は、上述の滞留室61となっている。
第2筐体52の一面は、開放面であり、この開放面は、第1筐体51の開放面に対向するように配置されている。この第2筐体52の内部空間は、上述の混合室62となっている。
One surface of the
One surface of the
仕切り板53は、板状であり、第1筐体51の開放面および第2筐体52の開放面の間に介装される。この仕切り板53には、滞留室61と混合室62とを連通する略矩形の連通孔531が形成されている。
The
仕切り板53の外周部は、第1筐体51の開放面の端縁と、第2筐体52の開放面の端縁と、で挟まれて接合されている。
The outer peripheral portion of the
図4は、仕切り板53と、第1筐体51および第2筐体52と、の接合部分の拡大図である。
第1筐体51の開放面の端縁と第2筐体52の開放面の端縁とは、外側に向かってL字形状に折り曲げられており、仕切り板53の外周部を挟んでいる。これら第1筐体51および第2筐体52のL字形状に折り曲げられた端縁の先端と、仕切り板53の外周部とは、溶接部55で拝み溶接により一体に形成されている。
FIG. 4 is an enlarged view of a joint portion between the
The edge of the open surface of the
図3に戻って、エア排出路46には、混合室62の内部に流入口461が形成されている。この流入口461と連通孔531とは、面方向にずれている。
Returning to FIG. 3, in the
以上の希釈装置50に流入したアノードオフガスは、以下のように希釈されて排出される。
アノードオフガスは、水素排出路42を介して、希釈装置50の滞留室61に流入する。この滞留室61に流入したアノードオフガスは、エア導入路47を介して流入するエアにより攪拌、希釈され、連通孔531を通って混合室62に押し出される。
The anode off-gas that has flowed into the
The anode off gas flows into the
混合室62に押し出されたアノードオフガスは、流入口461を通ってエア排出路46に流入し、このエア排出路46内を流通するエアとともに外部に排出される。
The anode off gas pushed into the mixing
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)仕切り板53の外周部を、第1筐体51の開放面の端縁と、第2筐体52の開放面の端縁と、で挟んで溶接した。
このため、構造を簡略化して、仕切り板53を第1筐体51および第2筐体52に容易に接合でき、製作効率を向上できる。
また、仕切り板53の外周部と、第1筐体51の開放面の端縁および第2筐体52の開放面の端縁との間の気密性を向上して、間隙によるバイパスが形成されるのを防止できる。このため、滞留室61内のアノードオフガスは、連通孔531のみを通って、混合室62に流入する。したがって、混合室62内のアノードオフガスの濃度が高くなるのを防止して、アノードオフガスを確実に希釈できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) The outer peripheral portion of the
For this reason, the structure can be simplified, and the
Further, the airtightness between the outer peripheral portion of the
(2)第1筐体51の端縁と、第2筐体52の端縁とを、外側に向かってL字形状に折り曲げた。このため、希釈装置50の強度が向上するので、第1筐体51および第2筐体52の振動が低減し、音の発生を抑制できる。
(2) The edge of the
(3)L字形状の部分が放熱フィンの役割を果たすため、アノードオフガスや希釈ガスが高温であっても、希釈装置50の温度が過度に上昇するのを防止でき、高温の希釈装置50による熱害を防止できる。
(3) Since the L-shaped portion serves as a heat radiating fin, the temperature of the diluting
(4)第1筐体51および第2筐体52のL字形状に折り曲げられた端縁の先端と、仕切り板53の外周部と、を拝み溶接したので、溶接箇所を目視により容易に検査できる。
(4) Since the front end of the
[第2実施形態]
図5は、本発明の第2実施形態に係る希釈装置50Aの斜視図である。図6は、希釈装置50Aの概略構成を示す図である。
本実施形態では、第1筐体51Aの構成が第1実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a perspective view of a
In the present embodiment, the configuration of the
すなわち、第1筐体51Aは、箱状の第3筐体511と、筒状の第4筐体512と、仕切り板53Aと、を備える。
第3筐体511の一面は、開放面である。この第3筐体511の内部空間は、第1滞留室611となっている。
第4筐体512の互いに対向する二面は、開放面である。この第4筐体512の内部空間は、第2滞留室612となっている。
That is, the
One surface of the
Two surfaces of the
仕切り板53Aは、板状である。仕切り板53Aは、第3筐体511の開放面および第4筐体512の一方の開放面の間に介装される。
仕切り板53Aには、第1滞留室611と第2滞留室612とを連通する略矩形の連通孔531Aが形成されており、連通孔531、531Aは、面方向に互いにずれている。
The
The
第3筐体511の一面の開放面の端縁と、第4筐体512の互いに対向する二面の開放面の端縁とは、外側に向かってL字形状に折り曲げられている。
The edge of the open surface on one surface of the
第3筐体511の端縁と、第4筐体512の一方の端縁とは、仕切り板53Aの外周部を挟んでおり、これら端縁の先端と、仕切り板53Aの外周部とは、拝み溶接により溶接部55Aで一体に形成されている。
The edge of the
以上の希釈装置50Aに流入したアノードオフガスは、以下のように希釈されて排出される。
アノードオフガスは、水素排出路42を介して、希釈装置50Aの第1滞留室611に流入する。この第1滞留室611に流入したアノードオフガスは、エア導入路47を介して流入するエアにより押し出される。押し出されたアノードオフガスは、連通孔531Aを通って第2滞留室内を流通した後、連通孔531を通って混合室62に流入する。
The anode off gas that has flowed into the diluting
The anode off gas flows into the
混合室62に流入したアノードオフガスは、流入口461を通ってエア排出路46に流入し、このエア排出路46内を流通するエアとともに外部に排出される。
The anode off gas flowing into the mixing
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(5)第1筐体51Aを、第3筐体511、第4筐体512、および仕切り板53Aで構成したので、第1筐体51Aの内部空間は、仕切り板53Aにより、第1滞留室611および第2滞留室612に仕切られることになる。したがって、第1滞留室611に流入したアノードオフガスおよび希釈ガスは、第2滞留室612内を流通する際に、十分に攪拌されるので、アノードオフガスの濃度に偏りが生じるのを防止して、アノードオフガスの希釈性を向上できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(5) Since the
(6)互いに隣接する仕切り板53、53Aの連通孔531、531Aを、それぞれ面方向にずらして形成した。このため、これら連通孔531、531Aを、面方向に同じ位置で形成した場合と比べて、アノードオフガスおよび希釈ガスが流通する経路が長くなるので、アノードオフガスの希釈性をさらに向上できる。
(6) The communication holes 531 and 531A of the
[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態に係る希釈装置50Bの分解斜視図である。
本実施形態では、第2筐体52Bの構成が第1実施形態と異なる。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is an exploded perspective view of a
In the present embodiment, the configuration of the
すなわち、第2筐体52Bには、開放面が設けられておらず、一面に開口としての連通孔531Bが形成されている。この連通孔531Bが形成された面は、第1筐体51の開放面に対向するように配置されている。この第2筐体52Bの内部空間は、混合室62Bとなっている。
That is, the
図8は、第1筐体51と第2筐体52Bとの接合部分の拡大図である。
第1筐体51の開放面の端縁は、外側に向かってL字形状に折り曲げられており、箱状の第2筐体52Bの角部に当接している。これら第1筐体51の折り曲げられた端縁と、第2筐体52Bの角部とは、溶接部55Bで隅肉溶接により一体に形成されている。
FIG. 8 is an enlarged view of a joint portion between the
The edge of the open surface of the
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(7)希釈装置50Bに、第1筐体51および第2筐体52Bを設けたので、第1筐体51の内部空間である滞留室61と、第2筐体52Bの内部空間である混合室62Bとは、第2筐体52Bの連通孔531Bが形成された面により仕切られる。よって、仕切り部材を別部材として設ける必要がなく、希釈装置50Bの構成部材の数を削減できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(7) Since the
[第4実施形態]
図9は、本発明の第4実施形態に係る希釈装置50Cの断面図である。
本実施形態では、エア排出路46Cの構成が第1実施形態と異なる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view of a
In the present embodiment, the configuration of the
すなわち、エア排出路46Cは、混合室62のみを貫通するのではなく、滞留室61および混合室62の両方を貫通している。
また、エア排出路46Cには、流入口461に加えて、流出口462が形成される。流出口462は、流入口461より上流側に形成され、滞留室61の内部に設けられる。
また、エア排出路46Cには、流入口461と流出口462との間に、オリフィス463が形成される。
That is, the
In addition to the
In addition, an
オリフィス463により、エア排出路46C内のうちこのオリフィス463の上流側と下流側とには、圧力損失が発生する。その結果、流出口462を介して、エア排出路46C内を流通するエアが滞留室61に流出するとともに、流入口461を介して、混合室62内のエアにより希釈されたアノードオフガスがエア排出路46Cに流入する。
Due to the
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(8)エア排出路46Cに、流入口461、流出口462、およびオリフィス463を形成した。このため、流出口462を介して、滞留室61にエアが流出し、流入口461を介して、混合室62内のアノードオフガスがエア排出路46に流入する。すなわち、滞留室61へのエアの供給と、混合室62内のアノードオフガスの排出とを、それぞれを行う構成を別々に設けることなく、エア排出路46Cのみで行うことができるので、希釈装置50Cの構成部材の数を削減できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(8) The
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.
例えば、上述の第1実施形態では、第1筐体51の開放面の端縁と第2筐体52の開放面の端縁とを、外側に向かってL字形状に折り曲げて形成したが、これに限らない。
例えば、図10に示すように、第1筐体51の開放面の端縁のみを、外側に向かってL字形状に折り曲げてもよい。この場合、この第1筐体51のL字形状に折り曲げられた端縁の先端と、仕切り板53の外周部とを、溶接部55Dで拝み溶接により一体に形成する。また、第2筐体52の開放面の端縁の先端を、仕切り板53の外周部の水平面に略垂直に組み合わせて、溶接部55Eで隅肉溶接により一体に形成する。
また、例えば、図11に示すように、第1筐体51の開放面の端縁と第2筐体52の開放面の端縁とを、内側に向かってL字形状に折り曲げてもよい。この場合、第1筐体51のL字形状に折り曲げられた端縁と、第2筐体52のL字形状に折り曲げられた端縁と、仕切り板53の外周部とを、溶接部55Fでフレア溶接により一体に形成する。
For example, in the first embodiment described above, the edge of the open surface of the
For example, as shown in FIG. 10, only the edge of the open surface of the
For example, as shown in FIG. 11, the edge of the open surface of the
また、上述の各実施形態では、筐体の端縁の先端と仕切り板の外周部とを、溶接により一体に形成したが、これに限らず、筐体の端縁と仕切り板の外周部との間の気密性を保てる方法であればよい。例えば、筐体の端縁と仕切り板の外周部とを、リベット、ボルト、あるいはシール材を用いて一体に形成してもよい。 In each of the above-described embodiments, the tip of the edge of the housing and the outer peripheral portion of the partition plate are integrally formed by welding. However, the present invention is not limited thereto, and the outer edge of the housing and the outer peripheral portion of the partition plate Any method can be used as long as the airtightness can be maintained. For example, the edge of the housing and the outer periphery of the partition plate may be integrally formed using rivets, bolts, or a sealing material.
また、上述の各実施形態では、仕切り板にそれぞれ連通孔を形成したがこれに限らない。例えば、連通孔を形成する代わりに、仕切り板を第1筐体の面方向の面積の略半分に形成してもよい。 Moreover, in each above-mentioned embodiment, although the communicating hole was each formed in the partition plate, it is not restricted to this. For example, instead of forming the communication hole, the partition plate may be formed in approximately half of the area in the surface direction of the first housing.
なお、上述の各実施形態に係る燃料電池システム1は、EV(Electric Vehicle)やHEV(Hybrid Electric Vehicle)に適用できる。
The
1…燃料電池システム
10…燃料電池
50、50A、50B、50C…希釈装置(排ガス処理装置)
51、51A…第1筐体
52、52B…第2筐体
53、53A…仕切り板(仕切り部材)
55、55A、55B、55D、55E、55F…溶接部
61…滞留室(第1筐体の内部空間)
62、62B…混合室(第2筐体の内部空間)
511…第3筐体
512…第4筐体
531、531A、531B…連通孔
611…第1滞留室
612…第2滞留室
DESCRIPTION OF
51, 51A ... 1st housing | casing 52, 52B ... 2nd housing | casing 53, 53A ... Partition plate (partition member)
55, 55A, 55B, 55D, 55E, 55F ... Welding
62, 62B ... mixing chamber (internal space of second housing)
511 ... 3rd housing | casing 512 ... 4th housing | casing 531, 531A, 531B ...
Claims (6)
前記燃料電池から排出されるアノードオフガスが流入するとともに、前記流入したアノードオフガスを撹拌および希釈するエアが流入し、一面が開放面である箱状の第1筐体と、
希釈ガスが流入し、一面が開放面である箱状であり、当該開放面が前記第1筐体の開放面に対向するように配置された第2筐体と、
前記第1筐体の開放面および前記第2筐体の開放面の間に介装されて、前記第1筐体の内部空間と前記第2筐体の内部空間とを連通する連通孔が形成された板状の仕切り部材と、を備え、
前記仕切り部材の外周部は、前記第1筐体の開放面の端縁と、前記第2筐体の開放面の端縁と、で挟まれて接合され、
前記第1筐体には、前記排出ガス処理装置の一側面に接続し、前記第1筐体に前記アノードオフガスを流入する水素排出路と、前記水素排出路に隣接して前記排出ガス処理装置の一側面に接続し、前記第1筐体に前記エアを流入するエア導入路が設けられ、
前記第2筐体には、前記排出ガス処理装置の一側面に接続し、前記第2筐体を貫通して外部に連通するとともに前記希釈ガスが流通する排出路が設けられ、
前記排出ガス処理装置の一側面は略矩形状であり、前記水素排出路および前記エア導入路と、前記排出路とは、前記排出ガス処理装置の一側面の対角をなす位置に配置されており、
前記第2筐体の内部における前記排出路には、流入口が形成され、
前記流入口と、前記第1筐体の内部空間と前記第2筐体の内部空間とを連通する連通孔とは、面方向にずれて形成されており、
前記連通孔を通って前記第2筐体の内部に流入したアノードオフガスは、前記流入口を通って前記排出路に流入し、前記希釈ガスとともに外部に排出されることを特徴とする排ガス処理装置。 An exhaust gas treatment device for diluting and discharging anode off-gas discharged from a fuel cell with a diluent gas,
A box-shaped first housing in which an anode off-gas discharged from the fuel cell flows in, an air that stirs and dilutes the flowing-in anode off-gas, and one surface is an open surface;
A second casing in which dilution gas flows in and has a box shape with one surface being an open surface, the open surface being arranged to face the open surface of the first housing;
A communication hole is formed between the open surface of the first housing and the open surface of the second housing to communicate the internal space of the first housing and the internal space of the second housing. A plate-shaped partition member,
The outer periphery of the partition member is sandwiched and joined between the edge of the open surface of the first housing and the edge of the open surface of the second housing,
The first casing is connected to one side surface of the exhaust gas processing device, a hydrogen discharge path for flowing the anode off gas into the first casing, and the exhaust gas processing apparatus adjacent to the hydrogen discharge path Connected to one side surface, provided with an air introduction path for flowing the air into the first housing,
Wherein the second housing is connected to one side of the exhaust gas treatment apparatus, the discharge path which the diluent gas flows is provided communicates with the outside through said second housing,
One side surface of the exhaust gas processing apparatus is substantially rectangular, and the hydrogen discharge path, the air introduction path, and the discharge path are arranged at a position that forms a diagonal of one side surface of the exhaust gas processing apparatus. And
An inflow port is formed in the discharge path inside the second housing,
The inflow port and the communication hole that communicates the internal space of the first housing and the internal space of the second housing are formed so as to be shifted in the surface direction.
The anode off gas that has flowed into the second housing through the communication hole flows into the discharge passage through the inlet, and is discharged to the outside together with the dilution gas. .
前記第1筐体は、
アノードオフガスおよび希釈ガスが流入し、一面が開放面である箱状の第3筐体と、
互いに対向する二面が開放面である筒状の少なくとも一つの第4筐体と、
互いに対向する開放面同士の間に介装され、互いに隣接する筐体の内部空間同士を連通する連通孔が形成された板状の少なくとも一つの仕切り部材と、を備え、
前記仕切り部材の外周部は、前記互いに隣接する筐体の端縁で挟まれて接合されることを特徴とする排ガス処理装置。 The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1 ,
The first housing is
A box-shaped third housing in which anode off-gas and dilution gas flow in, and one surface is an open surface;
At least one cylindrical fourth housing having two open surfaces facing each other;
A plate-shaped partition member that is interposed between open surfaces facing each other and in which a communication hole that connects the internal spaces of adjacent housings is formed;
The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the partition member is sandwiched and joined by edges of the casings adjacent to each other.
互いに隣接する複数の仕切り部材の連通孔は、面方向にずれて形成されることを特徴とする排ガス処理装置。 The exhaust gas treatment apparatus according to claim 2 ,
The exhaust gas treatment apparatus, wherein the communication holes of the plurality of partition members adjacent to each other are formed so as to be shifted in the surface direction.
前記筐体の開放面の端縁は、外側に向かってL字形状に折り曲げられていることを特徴とする排ガス処理装置。 The exhaust gas treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
An exhaust gas treatment apparatus, wherein an edge of the open surface of the casing is bent in an L shape toward the outside.
前記筐体のL字形状に折り曲げられた端縁の先端と前記仕切り部材の外周部とが溶接されることを特徴とする排ガス処理装置。 The exhaust gas treatment apparatus according to claim 4 ,
An exhaust gas treatment apparatus, wherein a tip of an edge bent into an L shape of the casing is welded to an outer peripheral portion of the partition member.
前記燃料電池から排出されるアノードオフガスが流入するとともに、前記流入したアノードオフガスを撹拌および希釈するエアが流入し、一面が開放面である箱状の第1筐体と、
希釈ガスが流入し、一面に開口が形成された箱状であり、当該開口が形成された面が前記第1筐体の開放面に対向するように配置された第2筐体と、を備え、
前記第1筐体には、前記排出ガス処理装置の一側面に接続し、前記第1筐体に前記アノードオフガスを流入する水素排出路と、前記水素排出路に隣接して前記排出ガス処理装置の一側面に接続し、前記第1筐体に前記エアを流入するエア導入路が設けられ、
前記第2筐体には、前記排出ガス処理装置の一側面に接続し、前記第2筐体を貫通して外部に連通するとともに前記希釈ガスが流通する排出路が設けられ、
前記排出ガス処理装置の一側面は略矩形状であり、前記水素排出路および前記エア導入路と、前記排出路とは、前記排出ガス処理装置の一側面の対角をなす位置に配置されており、
前記第2筐体の内部における前記排出路には、流入口が形成され、
前記流入口と、前記開口とは、面方向にずれて形成されており、
前記開口を通って前記第2筐体の内部に流入したアノードオフガスは、前記流入口を通って前記排出路に流入し、前記希釈ガスとともに外部に排出されることを特徴とする排ガス処理装置。 An exhaust gas treatment device for diluting and discharging anode off-gas discharged from a fuel cell with a diluent gas,
A box-shaped first housing in which an anode off-gas discharged from the fuel cell flows in, an air that stirs and dilutes the flowing-in anode off-gas, and one surface is an open surface;
A second housing having a box shape in which an opening is formed on one surface, and the surface on which the opening is formed is disposed so as to face the open surface of the first housing. ,
The first casing is connected to one side surface of the exhaust gas processing device, a hydrogen discharge path for flowing the anode off gas into the first casing, and the exhaust gas processing apparatus adjacent to the hydrogen discharge path Connected to one side surface, provided with an air introduction path for flowing the air into the first housing,
Wherein the second housing is connected to one side of the exhaust gas treatment apparatus, the discharge path which the diluent gas flows is provided communicates with the outside through said second housing,
One side surface of the exhaust gas processing apparatus is substantially rectangular, and the hydrogen discharge path, the air introduction path, and the discharge path are arranged at a position that forms a diagonal of one side surface of the exhaust gas processing apparatus. And
An inflow port is formed in the discharge path inside the second housing,
The inflow port and the opening are formed so as to be shifted in the surface direction,
The anode off-gas that has flowed into the second housing through the opening flows into the discharge passage through the inlet, and is discharged to the outside together with the dilution gas.
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