JP5266887B2 - Fuel cell exhaust gas dilution device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池の排出ガス希釈装置に係り、詳しくは燃料電池から排出された燃料オフガス中に含まれる水素ガスを燃料電池から排出された酸化オフガスによって効率的に希釈して大気中に排出することができる燃料電池の排出ガス希釈装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas dilution device for a fuel cell, and more specifically, the hydrogen gas contained in the fuel off-gas discharged from the fuel cell is efficiently diluted with the oxidizing off-gas discharged from the fuel cell and discharged to the atmosphere. The present invention relates to an exhaust gas dilution device for a fuel cell.
燃料電池は発電効率が高く、環境に優しいので、例えば内燃機関を有する自動車に代わる燃料電池車として期待され、実用化に向けた開発が進められている。
燃料電池システムにおいては、水素ガスが供給される燃料極及び空気中の酸素ガスが供給される酸化剤極とを備えた燃料電池により水素ガスと空気に含まれる酸素ガスとを反応させて発電するようになっている。前記燃料電池の燃料極側から排出されるガスには、未反応の水素ガスも含まれるので、この水素ガスを有効利用するため、燃料極側の出口から燃料極の入口側に水素ガスを循環させるガス循環手段が設けられている。このガス循環手段のガス循環配管の途中には分離容器の内部に水素分離膜を収容して構成された気液分離器が接続されている。そして、前記気液分離器の水素分離膜により水素ガスと、水素ガス以外の窒素ガス等の他のガス及び発電時に生じた浸透水とを分離し、水素ガスを燃料電池へ還流し、他のガス及び浸透水を定期的に外部に排出するようになっている。さらに、前記気液分離器により水素ガスを完全に分離回収することは困難であるため、気液分離器から排出される燃料オフガスを希釈器に導くようになっている。又、燃料電池の酸化剤極側の出口から排出される酸化オフガス及び発電時に生じた生成水を前記希釈器に導くようになっている。そして、前記希釈器内で燃料オフガスと酸化オフガスとを混合することにより水素ガスの濃度を安全な基準値以下に希釈して大気中に放出する。
Since fuel cells have high power generation efficiency and are friendly to the environment, for example, they are expected as fuel cell vehicles that can replace automobiles having internal combustion engines, and are being developed for practical use.
In a fuel cell system, electric power is generated by reacting hydrogen gas and oxygen gas contained in air by a fuel cell including a fuel electrode to which hydrogen gas is supplied and an oxidant electrode to which oxygen gas in the air is supplied. It is like that. Since the gas discharged from the fuel electrode side of the fuel cell includes unreacted hydrogen gas, in order to effectively use this hydrogen gas, hydrogen gas is circulated from the fuel electrode side outlet to the fuel electrode inlet side. Gas circulation means is provided. A gas-liquid separator constructed by accommodating a hydrogen separation membrane inside the separation vessel is connected to the gas circulation pipe of the gas circulation means. The hydrogen separation membrane of the gas-liquid separator separates hydrogen gas from other gases such as nitrogen gas other than hydrogen gas and permeated water generated during power generation, and returns the hydrogen gas to the fuel cell. Gas and osmotic water are regularly discharged outside. Furthermore, since it is difficult to completely separate and collect hydrogen gas by the gas-liquid separator, the fuel off-gas discharged from the gas-liquid separator is guided to a diluter. Further, the oxidizing off gas discharged from the outlet on the oxidant electrode side of the fuel cell and the generated water generated during power generation are guided to the diluter. Then, the fuel off-gas and the oxidizing off-gas are mixed in the diluter to dilute the hydrogen gas concentration to a safe reference value or less and release it into the atmosphere.
上記の水素ガスを希釈するために、従来、特許文献1に記載された燃料電池の排出ガス希釈装置が提案されている。この希釈装置は、図8及び図9に示すように構成されている。図8に示すように、四角箱状の収容体41の図示左側壁部に燃料オフガスの導入用のアノード(燃料極)側排気管42が接続されるとともに、収容体41には酸化オフガスを導入するカソード(酸化剤極)側の上流側排気管43が貫通されている。又、前記収容体41の図示右側壁部には、前記上流側排気管43と対応して下流側排気管44が接続されている。前記収容体41の内部には、前記アノード側排気管42により導入された燃料オフガスを蛇行させて、前記上流側排気管43と下流側排気管44の隙間Gに導くための二枚の遮蔽板45,46が装着されている。そして、前記遮蔽板45,46により、燃料ガスの蛇行通路を形成して、水素ガスの滞留時間を長くし、希釈機能を向上するようになっている。
In order to dilute the hydrogen gas, a fuel cell exhaust gas diluting device described in
上記の希釈装置は、図9に二点鎖線で示す収容体41内の隅部の空気を水素ガスの希釈に十分活用できないので、水素ガスを十分に希釈できない虞があるという問題があった。又、燃料オフガスが蛇行通路を流れるので、圧力損失が大きくなるという問題もあった。
The diluting device described above has a problem that the hydrogen gas cannot be sufficiently diluted because the air in the corners in the
一方、燃料電池の排出ガス処理装置として、従来、特許文献2に開示されたものも提案されている。この排出ガス処理装置は、図10に示すように、燃料希釈器51の図示右側壁に燃料オフガスの導入配管52が接続されるとともに、底壁部の図示右側に酸化オフガスの導入配管53が接続され、底壁部の図示左側に希釈されたガスの排出管54が接続されている。さらに、前記燃料希釈器51の内部には、複数枚の平板55が互いに平行に設けられ、平行な分流通路56が区画形成されている。そして、導入配管52から燃料希釈器51内に導入された燃料オフガス及び導入配管53から導入された酸化オフガスを前記各分流通路56内にそれぞれ分流させるとともに、分流通路56内で両オフガスを混合させるようになっている。前記各分流通路56によって、燃料希釈器51の内部空間の全領域を有効に利用して混合オフガスの流れを適正化し、希釈効率を向上するようになっている。
ところが、上記特許文献2に開示された排出ガス処理装置は、導入配管52が一箇所のみに設けられ、該導入配管52から前記各分流通路56の各入口に至る間には、空間のみが設けられているので、次のような問題があった。すなわち、導入配管53から燃料希釈器51内に導入された矢印Qで示す酸化オフガスが矢印Pで示す燃料オフガスにあたって、燃料オフガスの流れが図示上側の分流通路56に片寄るとともに、酸化オフガスの流れも図示下側の分流通路56に片寄る傾向となる。このため、各分流通路56に対する燃料オフガス及び酸化オフガスのそれぞれの適正な分流が妨げられ、燃料オフガスと、酸化オフガスの混合が適正に行われないので、酸化オフガスによる水素ガスの希釈を各分流通路56においてそれぞれ適正に行うことができないという問題があった。
However, in the exhaust gas processing apparatus disclosed in Patent Document 2, the
本発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、燃料オフガスと、酸化オフガスとを適正に混合することができ、酸化オフガスによる水素ガスの希釈を適正に行うことができる燃料電池の排出ガス希釈装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art, to properly mix fuel off-gas and oxidizing off-gas, and to properly dilute hydrogen gas with oxidizing off-gas. An object of the present invention is to provide an exhaust gas dilution device for a battery.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ガスの希釈室を有する希釈容器に対し燃料電池の燃料極側の出口から排出される水素ガスを含む燃料オフガスを導入する燃料オフガス導入口を設けるとともに、燃料電池の酸化剤極側の出口から排出される酸化オフガスを導入する酸化オフガス導入口を設け、前記希釈室内で希釈された希釈ガスを外部に排出する希釈ガス排出口を設けた燃料電池の排出ガス希釈装置において、前記希釈室内には、酸化オフガス導入口から導入された酸化オフガスを複数に分流する分流通路が形成され、前記各分流通路は、前記酸化オフガスの流通方向と交差する方向に複数形成され、前記燃料オフガス導入口は、各分流通路にそれぞれ対応して複数箇所に離隔して配設されるとともに、対応する前記分流通路内にそれぞれ進入して配設されており、前記各分流通路の入口は同一平面上に位置するように設定され、前記酸化オフガス導入口に接続された酸化オフガス導入管は、前記平面に対し傾斜されていることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、ガスの希釈室を有する希釈容器に対し燃料電池の燃料極側の出口から排出される水素ガスを含む燃料オフガスを導入する燃料オフガス導入口を設けるとともに、燃料電池の酸化剤極側の出口から排出される酸化オフガスを導入する酸化オフガス導入口を設け、前記希釈室内で希釈された希釈ガスを外部に排出する希釈ガス排出口を設けた燃料電池の排出ガス希釈装置において、前記希釈室内には、酸化オフガス導入口から導入された酸化オフガスを複数に分流する分流通路が形成され、前記各分流通路は、前記酸化オフガスの流通方向と交差する方向に複数形成され、前記燃料オフガス導入口は、各分流通路にそれぞれ対応して複数箇所に離隔して配設されるとともに、対応する前記分流通路内にそれぞれ進入して配設されており、前記酸化オフガス導入口は、前記複数の分流通路のうち分流方向と直交する方向に関して端部に位置する分流通路と対応するように設けられ、前記各分流通路の入口の端縁と、希釈容器の内側面との間隔は、前記酸化オフガス導入口から遠くなるに従って、連続的に小さくなるように設定されていることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel off-gas inlet for introducing a fuel off-gas including hydrogen gas discharged from an outlet on the fuel electrode side of the fuel cell into a dilution container having a gas dilution chamber, and a fuel cell. Exhaust gas dilution of a fuel cell provided with an oxidation off gas introduction port for introducing oxidation off gas discharged from an outlet on the oxidant electrode side of the fuel cell and provided with a dilution gas discharge port for discharging dilution gas diluted in the dilution chamber to the outside In the apparatus, a diversion passage is formed in the dilution chamber for diverting a plurality of the oxidation offgas introduced from the oxidation offgas introduction port, and each of the diversion passages is provided in a direction intersecting with the flow direction of the oxidation offgas. The fuel off-gas inlets are formed at a plurality of locations corresponding to the respective diversion passages, and enter the corresponding diversion passages. The oxidizing off-gas introduction port is provided so as to correspond to a diversion passage located at an end of the plurality of diversion passages in a direction orthogonal to the diversion direction, and an inlet of each of the diversion passages The gist of the present invention is that the distance between the end edge of the dilution vessel and the inner surface of the dilution vessel is set to be continuously reduced as the distance from the oxidizing off-gas introduction port increases.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記希釈室内には燃料オフガス分流管が配設され、該分流管には燃料オフガスを分流させる複数本の分流ノズルが離隔するように接続されていることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , a fuel off-gas branch pipe is disposed in the dilution chamber, and a plurality of branch nozzles for branching the fuel off-gas are separated from the branch pipe. The gist is that they are connected.
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記各分流ノズルは分流通路内で燃料オフガスを旋回させるように該分流通路の軸線に対し傾斜して配設されていることを要旨とする。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4において、前記希釈容器の下部には燃料オフガスを滞留させる滞留室が区画形成され、該滞留室のガス導出口には前記燃料オフガス分流管が接続されていることを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, in the lower part of the dilution container, a retention chamber for retaining the fuel off-gas is defined, and the fuel off-gas distribution pipe is provided at the gas outlet of the retention chamber. The gist is that they are connected.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項において、前記酸化オフガス導入口の位置と希釈ガス排出口の位置とは、互いに対向しないようにオフセットされていることを要旨とする。 A sixth aspect of the present invention is that, in any one of the first to fifth aspects, the position of the oxidizing off gas inlet and the position of the dilution gas outlet are offset so as not to face each other. And
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項において、前記酸化オフガス導入口は複数箇所に離隔して配設されていることを要旨とする。
(作用)
この発明は、希釈容器に対し燃料オフガス導入口が複数箇所に離隔して配設されているので、各導入口から燃料オフガスが希釈室内に分流して供給される。このため、希釈室内に導入された酸化オフガスに対し燃料オフガスが適正に分散して混合され、燃料オフガスに含まれる水素ガスが酸化オフガスによって適正に希釈される。
The gist of the seventh aspect of the present invention is that, in any one of the first to sixth aspects, the oxidizing off-gas introduction port is disposed at a plurality of locations.
(Function)
In the present invention, since the fuel off-gas inlets are arranged at a plurality of positions apart from the dilution container, the fuel off-gas is supplied from each inlet into the dilution chamber. For this reason, the fuel off-gas is properly dispersed and mixed with the oxidizing off-gas introduced into the dilution chamber, and the hydrogen gas contained in the fuel off-gas is appropriately diluted with the oxidizing off-gas.
本発明によれば、燃料オフガスと、酸化オフガスとを適正に混合することができ、酸化オフガスによる水素ガスの希釈を適正に行うことができる。 According to the present invention, the fuel off-gas and the oxidizing off-gas can be properly mixed, and the hydrogen gas can be appropriately diluted with the oxidizing off-gas.
以下、本発明を具体化した燃料電池の排出ガス希釈装置の一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
この実施形態の燃料電池の排出ガス希釈装置11は、図1に示すように四角箱状の希釈容器12を備え、その内部には希釈室15が形成されている。該希釈容器12の下方には、横長四角筒状の補助容器13が設けられている。前記補助容器13の内部には滞留室14が形成されている。前記補助容器13の底板13aの図示左端寄りに形成された導入口13bには、図示しない燃料電池の燃料極側の出口から排出された水素ガスを含む燃料オフガスを滞留室14に導入するための燃料オフガス導入管16が接続されている。前記滞留室14と希釈室15とを区画する区画板13cの図示右端寄りには、滞留室14内の燃料オフガスを前記希釈室15内に導くための導入口13dが図3に示すように二箇所に形成されている。
Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas dilution apparatus for a fuel cell embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
The exhaust
前記希釈容器12の図示右側板12aの上端部に形成された酸化オフガス導入口12bには、図示しない燃料電池の酸化剤極側の出口から排出された酸素ガスを含む酸化オフガスを前記希釈室15の内部に導くための酸化オフガス導入管17が水平に接続されている。前記希釈容器12の図示左側板12cの下端部に形成された希釈ガス排出口12dには、前記燃料オフガスと酸化オフガスとが希釈室15の内部で混合され、かつ水素ガスが他のガスにより希釈された希釈ガスを外部に排出するための希釈ガス排出管18が接続されている。
An oxidizing off-gas containing oxygen gas discharged from an outlet on the oxidant electrode side of a fuel cell (not shown) is supplied to the diluting
図3に示す前記区画板13cに形成された二つの前記導入口13dには、それぞれ燃料オフガス分流管21(図3では一本のみ図示)が上方向に指向するように、かつ互いに平行に接続されている。前記両分流管21には、燃料オフガスの分流ノズル22が互いに平行に、かつ、水平に接続されている。この実施形態では、一本の燃料オフガス分流管21にそれぞれ5本の分流ノズル22が上下方向に所定のピッチで接続され、計10本の分流ノズル22の先端開口、つまり燃料オフガス導入口22aから希釈室15に燃料オフガスが導入されるようになっている。
The two
前記希釈容器12の内部には、その希釈室15の内部に複数の水平な分流通路23aを形成するためのほぼ横四角筒状をなす整流用筒体23が複数箇所に互いに平行に、かつ水平に収容されている。この実施形態においては、図2に示すように10本の前記燃料オフガス分流ノズル22とそれぞれ対応するように前記整流用筒体23が希釈容器12の内部に縦方向に5箇所に、水平方向に2箇所に、計10箇所に収容されている。前記整流用筒体23の四隅は、図2に示すように四半円弧状に形成されている。図1に示すように前記燃料オフガス分流ノズル22の先端部は、前記整流用筒体23の入口に所定深さだけ進入されている。前記整流用筒体23の入口側の端縁e1と、前記希釈容器12の右側板12aとの間には、前記酸化オフガス導入口12bから希釈室15に導入された酸化オフガスを、前記各分流通路23aに導くためのガス流路24が設けられている。又、前記整流用筒体23の出口側の端縁e2と、前記希釈容器12の左側板12cとの間には、分流通路23aの出口から排出された混合オフガスを合流させて希釈ガス排出管18へ導くためのガス流路25が形成されている。
Inside the
次に、前記のように構成した排出ガス希釈装置11の動作について説明する。
燃料電池が運転されている状態においては、燃料電池の燃料極側の出口から排出された水素ガスを含む燃料オフガスは、燃料オフガス導入管16から補助容器13の滞留室14の内部に導入される。この滞留室14の内部において、燃料オフガスが拡散されて減圧・減速され、導入口13dに向かって流れる。燃料オフガスは滞留室14内で滞留する時間が長くなるため、燃料オフガス中に含まれる水素ガスが窒素ガス等の他のガスと適正に混合されて希釈される。二つの導入口13dに入った燃料オフガスは、二本の燃料オフガス分流管21の内部を上方向に流動した後、それぞれの分流ノズル22の燃料オフガス導入口22aから整流用筒体23の分流通路23aに導入される。
Next, the operation of the exhaust
In a state where the fuel cell is in operation, the fuel off-gas containing hydrogen gas discharged from the outlet on the fuel electrode side of the fuel cell is introduced from the fuel off-
一方、燃料電池の酸化剤極側の出口から排出された酸化オフガスは、酸化オフガス導入管17によって希釈容器12のガス流路24に供給される。酸化オフガスは、前記各整流用筒体23の分流通路23aにそれぞれ分流して供給され、分流ノズル22から排出された燃料オフガスと混合されて、整流用筒体23の分流通路23aの出口からガス流路25に流れた後、排出管18から外部に排出される。
On the other hand, the oxidizing off gas discharged from the outlet on the oxidant electrode side of the fuel cell is supplied to the
上記実施形態の燃料電池の排出ガス希釈装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、前記補助容器13の導入口13dに接続された二本の燃料オフガス分流管21に対して、それぞれ複数本の分流ノズル22を接続し、燃料オフガスを分流するようにした。このため、水素ガスを含む燃料オフガスを多岐に分流することができ、希釈容器12の希釈室15の内部に導入された酸化オフガスを水素ガスの希釈に有効に利用することができ、水素ガスの希釈効率を向上することができる。
According to the exhaust gas dilution device of the fuel cell of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, a plurality of
(2)上記実施形態では、前記希釈容器12の希釈室15の内部に、整流用筒体23を収容して、複数箇所に分流通路23aを形成したので、前記酸化オフガス導入管17からガス流路24に導かれた酸化オフガスを適正に分流することができる。従って、分流ノズル22による燃料オフガスの分流効果と相俟って、各分流通路23aにおいて酸化オフガスと燃料オフガスとの混合及び水素ガスの希釈をそれぞれ均等かつ適正に行うことができる。
(2) In the above embodiment, since the rectifying
(3)上記実施形態では、希釈容器12の下部に補助容器13を設けて、燃料オフガス導入管16から滞留室14に燃料ガスを一旦導入して、ガスを拡散させて、減速・減圧し、導入口13dに導くようにした。このため、滞留室14内において、燃料オフガスを長時間滞留させて、水素ガスと窒素ガス等の他のガスとの混合を促進して水素ガスを適正に希釈することができる。
(3) In the above embodiment, the
(4)上記実施形態では、整流用筒体23の分流通路23aの入口側に前記分流ノズル22の先端部を所定深さ寸法だけ進入させたので、エゼクタ機能により各分流通路23a内に積極的に燃料オフガスの流れを発生させることができる。この結果、前記酸化オフガス導入管17からガス流路24に導入された酸化オフガスを各整流用筒体23の分流通路23aにそれぞれ強制的に吸引することができ、酸化オフガスを有効に利用して水素ガスの希釈機能を向上することができる。
(4) In the above-described embodiment, the tip of the
(5)上記実施形態では、前記各整流用筒体23を図2に示すように四隅を四半円弧状の隅丸状に形成したので、分流通路23a内での混合オフガスの流路の抵抗を低減し、分流通路23aの混合オフガスの流れを円滑に行い、圧力損失を低減することができる。
(5) In the above embodiment, each of the rectifying
(6)上記実施形態では、図1に示すように酸化オフガス導入管17と希釈ガス排出管18が互いに対向しないようにオフセットするようにしたので、ガス流路24に導入された酸化オフガスが各整流用筒体23の分流通路23aにそれぞれ均等に導かれ、希釈を適正に行うことができる。
(6) In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the oxidation off-
次に、本発明を具体化した燃料電池の排出ガス希釈装置の別の実施形態を図4〜図7にしたがって順次説明する。なお、前記実施形態と同様な部分についてはその詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment of an exhaust gas dilution device for a fuel cell embodying the present invention will be described in sequence with reference to FIGS. Detailed description of the same parts as those in the above embodiment will be omitted.
・図4に示す実施形態では、希釈容器12の右側板12aに対し、酸化オフガス導入口12bが上下方向に所定の等ピッチで形成されている。これらの酸化オフガス導入口12bに対し酸化オフガス導入管17に分岐接続された分流管31が接続されている。前記燃料オフガス分流ノズル22の本数と酸化オフガス導入口12bの数とは同じに設定されている。又、前記希釈ガス排出管18は左側板12cの上下方向の中央部に配設されている。前記分流管31の軸線と前記分流ノズル22の軸線とは、該軸線と直交する方向のうち紙面直交方向にオフセットされている。
In the embodiment shown in FIG. 4, the oxidizing off
上記の排出ガス希釈装置11においては、複数の酸化オフガス導入口12bから前記整流用筒体23の分流通路23aに酸化オフガスがより均等に分流されるので、酸化オフガスをさらに有効に利用して水素ガスを希釈する能力を向上することができる。
In the exhaust
・図5に示す実施形態では、排出ガス希釈装置11を上下逆の構成とし、前記希釈容器12の底板にドレン孔12eを形成している。このドレン孔12eによって、酸化オフガス導入管17から希釈容器12内に導入された酸化オフガス中に含まれる生成水が外部に排出される。
In the embodiment shown in FIG. 5, the exhaust
上記の排出ガス希釈装置11においては、希釈容器12の上方に補助容器13が配設され、燃料オフガス分流管21及び燃料オフガス分流ノズル22が補助容器13の下方に位置されている。このため、燃料オフガスに含まれる窒素ガス等の他のガスよりも軽い水素ガスが燃料オフガス分流ノズル22側へ流動する速度が他のガスよりも遅くなる。従って、水素ガスの体積に対する他のガスの体積の割合が多くなって水素ガスの希釈がさらに適正に行われる。
In the exhaust
・図6(a)に示すように、前記酸化オフガス導入管17を傾斜状態で接続し、酸化オフガスが矢印で示すように前記整流用筒体23の分流通路23aの入口側の同一平面上に位置する端縁e1に対し斜めに酸化オフガスが供給されるようにしてもよい。この場合には酸化オフガス導入管17が水平に接続されている場合と比較して、各分流通路23aに酸化オフガスをさらに均等に分流させることができる。
As shown in FIG. 6 (a), the oxidizing off-
・図6(b)に示すように、前記希釈容器12の右側板12aに形成した導入口12bを上下方向に長く形成し、該導入口12bの外側にガスの拡散室26aを形成するためのケース26を取り付け、該ケース26の上下方向の中央部に前記酸化オフガス導入管17を接続するようにしてもよい。
As shown in FIG. 6B, the
この場合には、酸化オフガス導入管17からケース26の拡散室26aに入った酸化オフガスが上下方向に拡散され、その後、前記各整流用筒体23の分流通路23aに均等に分流される。
In this case, the oxidizing off gas that has entered the
・図7(a)に示すように、整流用筒体23の分流通路23aの入口側の同一平面上に位置する端縁e1と、希釈容器12の右側板12aの内面とのそれぞれの間隔が下方の整流用筒体23ほど連続的に小さくなるように設定してもよい。
As shown in FIG. 7A, the distance between the edge e1 located on the same plane on the inlet side of the
この別の実施形態においては、酸化オフガス導入管17が図7(a)に示すように水平状態であっても、酸化オフガス導入管17からガス流路24に流入した燃料オフガスが各整流用筒体23の分流通路23aに均等に流入し易くなるので、好ましい。
In this other embodiment, even if the oxidation off-
・図7(b)に示すように、燃料オフガス分流ノズル22の先端部を分流通路23aの軸線に対し傾斜させるとともに整流用筒体23の中心から分流ノズル22を紙面直交方向に変位させて、分流ノズル22から整流用筒体23の分流通路23a内に流入された燃料オフガスが旋回するようにしてもよい。この場合には分流通路23a内での燃料オフガスと酸化オフガスとの混合を旋回流によってさらに適正に行い、水素ガスの希釈機能を一層向上することができる。
As shown in FIG. 7B, the tip of the fuel off-
・図示しないが、図1において、酸化オフガス導入管17を希釈容器12の右側板12aの上下方向の中央部に接続してもよい。
・前記燃料オフガス分流ノズル22の本数を、例えば2〜9本、11〜20本の任意の本数にしてもよい。
Although not shown, in FIG. 1, the oxidizing off-
The number of the fuel off-
e1,e2…端縁、11…排出ガス希釈装置、12…希釈容器、12b…酸化オフガス導入口、12d…希釈ガス排出口、14…滞留室、15…希釈室、16…燃料オフガス導入管、17…酸化オフガス導入管、22…分流ノズル、22a…燃料オフガス導入口、23a…分流通路。 e1, e2 ... edge, 11 ... exhaust gas dilution device, 12 ... dilution container, 12b ... oxidizing off gas inlet, 12d ... dilution gas outlet, 14 ... dwell chamber, 15 ... dilution chamber, 16 ... fuel off gas inlet pipe, 17 ... Oxidizing off-gas introduction pipe, 22 ... Dividing nozzle, 22a ... Fuel off-gas introducing port, 23a ... Dividing passage.
Claims (7)
前記希釈室内には、酸化オフガス導入口から導入された酸化オフガスを複数に分流する分流通路が形成され、
前記各分流通路は、前記酸化オフガスの流通方向と交差する方向に複数形成され、
前記燃料オフガス導入口は、各分流通路にそれぞれ対応して複数箇所に離隔して配設されるとともに、対応する前記分流通路内にそれぞれ進入して配設されており、
前記各分流通路の入口は同一平面上に位置するように設定され、前記酸化オフガス導入口に接続された酸化オフガス導入管は、前記平面に対し傾斜されていることを特徴とする燃料電池の排出ガス希釈装置。 A fuel off-gas inlet for introducing a fuel off-gas containing hydrogen gas discharged from an outlet on the fuel electrode side of the fuel cell is provided in a dilution container having a gas dilution chamber, and discharged from an outlet on the oxidant electrode side of the fuel cell. In the exhaust gas dilution device for a fuel cell, provided with an oxidation off-gas introduction port for introducing the oxidation off-gas, and provided with a dilution gas discharge port for discharging the dilution gas diluted in the dilution chamber to the outside,
In the dilution chamber, a diversion passage for dividing the oxidation off gas introduced from the oxidation off gas introduction port into a plurality of portions is formed,
Each of the branch passages is formed in a direction intersecting with the flow direction of the oxidizing off gas,
The fuel off-gas introduction port is disposed at a plurality of locations corresponding to each of the diversion passages, and is disposed to enter the corresponding diversion passage ,
An inlet of each of the diversion passages is set so as to be positioned on the same plane, and an oxidizing off gas introduction pipe connected to the oxidizing off gas introduction port is inclined with respect to the plane . Exhaust gas dilution device.
前記希釈室内には、酸化オフガス導入口から導入された酸化オフガスを複数に分流する分流通路が形成され、
前記各分流通路は、前記酸化オフガスの流通方向と交差する方向に複数形成され、
前記燃料オフガス導入口は、各分流通路にそれぞれ対応して複数箇所に離隔して配設されるとともに、対応する前記分流通路内にそれぞれ進入して配設されており、
前記酸化オフガス導入口は、前記複数の分流通路のうち分流方向と直交する方向に関して端部に位置する分流通路と対応するように設けられ、前記各分流通路の入口の端縁と、希釈容器の内側面との間隔は、前記酸化オフガス導入口から遠くなるに従って、連続的に小さくなるように設定されていることを特徴とする燃料電池の排出ガス希釈装置。 A fuel off-gas inlet for introducing a fuel off-gas containing hydrogen gas discharged from an outlet on the fuel electrode side of the fuel cell is provided in a dilution container having a gas dilution chamber, and discharged from an outlet on the oxidant electrode side of the fuel cell. In the exhaust gas dilution device for a fuel cell, provided with an oxidation off-gas introduction port for introducing the oxidation off-gas, and provided with a dilution gas discharge port for discharging the dilution gas diluted in the dilution chamber to the outside,
In the dilution chamber, a diversion passage for dividing the oxidation off gas introduced from the oxidation off gas introduction port into a plurality of portions is formed,
Each of the branch passages is formed in a direction intersecting with the flow direction of the oxidizing off gas,
The fuel off-gas introduction port is disposed at a plurality of locations corresponding to each of the diversion passages, and is disposed to enter the corresponding diversion passage,
The oxidizing off gas introduction port is provided so as to correspond to a diversion passage located at an end with respect to a direction orthogonal to the diversion direction among the plurality of diversion passages, and an edge of an inlet of each of the diversion passages; An exhaust gas dilution device for a fuel cell, characterized in that the distance from the inner surface of the dilution container is set to be continuously smaller as the distance from the oxidizing off-gas introduction port is increased.
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