JP5546751B2 - メタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置及びその運用方法 - Google Patents
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Description
そして、上記液体排出ポートを開放する前に、上記ハウジング内部の液体水位を測定するためのレベルセンサーで、上記ハウジング内部の液体が正常運転できる水位であるかどうかを確認するステップをさらに含むことができる。
つまり、スタックにから供給される気液混合物がローターとハウジングとの間の狭い隙間に注入されて、上記ローターとハウジングとの間の摩擦力による遠心力を気液混合物中の液体成分に効果的に伝達するためである。これを通じて、気液混合物中の液体成分がローターの回転外郭方向に速かに分離されて、ハウジング内央のガスポートに逆流しないようにする。
100 DMFC用気液分離装置
110 ハウジング
111 第1流入ポート
112 第2流入ポート
113 液体排出ポート
114 ガス排出ポート
120 ローター
120a ホール
130 モーター
140 レベルセンサー
150 重力位置検出センサー
200 DMFC用気液分離装置
300 DMFC用気液分離装置
400 DMFC用気液分離装置
Claims (23)
- スタックから回収された気液混合物が収容されるハウジングと、
前記ハウジング内に回転自在に設置されたローターと、
前記ローターを回転させるモーターと、
前記ハウジングへの重力作用方向を測定する重力位置検出センサーと、
を備え、
前記モーターは、前記ローターを回転させ、前記気液混合物中の液体を遠心力により前記ハウジングの外郭側に集め、ガスを前記ハウジングの中心側に集めて相分離を起こさせることを特徴とし、
前記ローターの回転は、測定された前記重力作用方向に基づいて制御され、前記ハウジングは、前記外郭側に集まった液体を排出するための液体排出ポートを備え、前記重力位置検出センサーが、前記液体排出ポートの排出方向が重力作用方向に配されていると検出した場合、前記ローターを停止させる、メタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。 - 前記ハウジングは、
前記気液混合物が流入される第1流入ポートと、
前記スタックへの燃料補充のためにメタノールを流入するための第2流入ポートと、
前記中心側に集まったガスを排出するためのガス排出ポートと、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。 - 前記ガス排出ポートと連結されてガスの排出方向を転換させることによって、前記気液混合物から分離された液体を前記ガスと共に排出させないようにする排出路がさらに備えられていることを特徴とする、請求項2に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記排出路は、前記ハウジングを取り囲んで少なくとも一回折り曲げられていることを特徴とする、請求項3に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記モーターの一部が前記ハウジング内へ挿入されるように設置されていることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ハウジング内壁と前記ローター外周面との間隔は、0.2〜1mmであることを特徴とする、請求項1〜5の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ローターは、その外周面が前記ハウジング内壁に対向する形態であることを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ローターには、複数のホールが形成されたことを特徴とする、請求項1〜7の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ハウジングは、金属材質であることを特徴とする、請求項1〜8の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ハウジングの厚さは0.2〜0.5mmであることを特徴とする、請求項1〜9の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ハウジング内部に、前記液体の水位を測定するためのレベルセンサーがさらに備えられ、前記ローターの回転は、測定された前記水位に基づいて制御されることを特徴とする、請求項1〜10の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- 前記ハウジング外部に冷却効率を高めるためのフィンがさらに備えられたことを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置。
- スタックから回収された気液混合物が収容されるハウジングを備える気液分離装置を用意するステップと、
前記ハウジングへの重力作用方向を測定するための重力位置検出センサーで、前記気液混合物から分離された液体を排出する液体排出ポートの排出方向が重力作用方向と一致するかどうかを確認するステップと、
前記液体排出ポートの排出方向が重力作用方向と一致に配すると検出した場合、ローターを停止させ、前記液体排出ポートの排出方向が重力作用方向と一致しなければ、ローターを作動させて遠心力で気液分離を進めるステップと、を含むメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。 - 前記ハウジング中心部に設けられたガス排出ポートを開放してガスを排出させるステップと、
前記ハウジング外郭部に設けられた液体排出ポートを開放して液体を排出させるステップと、をさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。 - 前記ガス排出ポートに抜け出たガスを、1回以上折り曲げられた排出路に沿って前記ハウジング外部に排出させるステップを含むことを特徴とする、請求項14に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記排出路は、前記ハウジングを取り囲んで少なくとも1回以上折り曲げられたことを特徴とする、請求項15に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記液体排出ポートを開放する前に、前記ハウジング内部の液体について、スタックが正常運転できる水位であるかどうかを確認するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項14〜16の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記液体排出ポートの排出方向が重力作用方向に配される場合、重力を利用して前記気液混合物から前記液体とガスとを分離するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項13〜17の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記ハウジング内部の液体について、スタックが正常運転できる水位であるかどうかを決定するために、前記ハウジング内の液体水位を測定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項13〜18の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記液体水位が十分でなければ、前記気液混合物に遠心力を作用させないことを特徴とする、請求項19に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記液体水位が十分でなければ、アラームを発生させることを特徴とする、請求項19又は20に記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- 前記気液混合物に遠心力を作用させるように、前記ハウジングにローターが回転自在に設置されたことを特徴とする、請求項13〜21の何れかに記載のメタノールを直接燃料として使用する燃料電池用気液分離装置の使用方法。
- メタノールと酸素から電気を生成するスタックと、
前記スタックに供給されるメタノールが保存される貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクで混合されるメタノールが保存されるカートリッジと、
前記スタックから出た気液混合物を分離するための気液分離装置と、
を備え、
前記気液分離装置は、
前記スタックから回収された気液混合物が収容されるハウジングと、
前記ハウジング内に回転自在に設置されたローターと、
前記ローターを回転させるモーターと、
前記ハウジングへの重力作用方向を測定する重力位置検出センサーと、
を備え、
前記モーターは、前記ローターを回転させ、前記気液混合物中の液体を遠心力により前記ハウジングの外郭側に集め、ガスを前記ハウジングの中心側に集めて相分離を起こさせ、
前記ローターの回転は、測定された前記重力作用方向に基づいて制御され、
前記ハウジングは、前記外郭側に集まった液体を排出するための液体排出ポートを備え、前記重力位置検出センサーが、前記液体排出ポートの排出方向が重力作用方向に配されていると検出する場合、前記ローターを停止させ、
前記気液混合物から分離された液体は、前記貯蔵タンクに供給されることを特徴とするメタノールを直接燃料として使用する燃料電池システム。
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