JP6788216B2 - Exhaust pipe structure and fuel cell system for fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池システム用の排気管構造体、及びこれを備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to an exhaust pipe structure for a fuel cell system and a fuel cell system including the exhaust pipe structure.

従来、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムが知られている。そして、発電システムから排出される排ガスが通流する排出流路が破損したような場合に、発電システムの運転を停止することにより、筐体内の高温化を抑制し、筐体内に収納された補機の効率低下を抑制することを第１の目的とする発電システムが提案されている。また、排出流路が屋内に配置されていて、排出流路が破損したような場合に、屋内への排ガスの流出を抑制することを第２の目的とする発電システムが提案されている。さらに、このような発電システムにおいては、給気流路内のガスを加熱するために、排出流路が給気流路の内側に配置される熱交換可能な二重配管とすることが提案されている（特許文献１参照。）。 Conventionally, a power generation system including a fuel cell system having a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidant gas is known. Then, when the discharge flow path through which the exhaust gas discharged from the power generation system passes is damaged, the operation of the power generation system is stopped to suppress the temperature rise inside the housing, and the supplementary storage housed in the housing is supplemented. A power generation system whose primary purpose is to suppress a decrease in the efficiency of the machine has been proposed. Further, a power generation system has been proposed whose second purpose is to suppress the outflow of exhaust gas indoors when the exhaust flow path is arranged indoors and the discharge flow path is damaged. Further, in such a power generation system, it has been proposed to use a heat exchangeable double pipe in which the discharge flow path is arranged inside the supply air flow path in order to heat the gas in the supply air flow path. (See Patent Document 1.).

特許第５１９０５６１号Patent No. 5190561

ところで、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムにおいて、燃料電池の発電に伴って排出される排ガスは高温であることが知られている。特許文献１に記載されたような家庭用の発電システムにおいては、高温の排熱を回収することが一般的であるため、排ガスが高温であることが課題となることはない。しかしながら、例えば、車両用の燃料電池システムにおいては、排ガスが高温であることが問題となることがあった。 By the way, in a power generation system including a fuel cell system having a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidant gas, it is known that the exhaust gas emitted by the power generation of the fuel cell has a high temperature. In a household power generation system as described in Patent Document 1, it is common to recover high-temperature exhaust heat, so that the high temperature of the exhaust gas does not pose a problem. However, for example, in a fuel cell system for a vehicle, the high temperature of the exhaust gas may be a problem.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減し得る燃料電池システム用の排気管構造体、及びこれを備えた燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art. The present invention relates to an exhaust pipe structure for a fuel cell system capable of reducing the temperature of exhaust gas at a position separated from an open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature, and a fuel cell system including the exhaust pipe structure. The purpose is to provide.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、車両に用いられる固体酸化物形燃料電池システムに用いられる排気管構造体を、開放端における開口断面の面積が配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有し、配置端位置に対して開放端位置において排ガスの流速を低減させることで開放端から排出された排ガスの温度を低下させるように排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have made extensive studies to achieve the above object. As a result, the exhaust pipe structure used in the solid oxide fuel cell system used in the vehicle has a structure in which the area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the placement end, and is located at the placement end position. On the other hand , the above purpose is achieved by having a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere so as to lower the temperature of the exhaust gas discharged from the open end by reducing the flow velocity of the exhaust gas at the open end position. We have found that it can be achieved and have completed the present invention.

本発明によれば、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減し得る燃料電池システム用の排気管構造体、及びこれを備えた燃料電池システムを提供することができる。 According to the present invention, an exhaust pipe structure for a fuel cell system capable of reducing the temperature of exhaust gas at a position separated from an open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature, and a fuel cell system including the exhaust pipe structure. Can be provided.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図２は、図１に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 図３は、図１に示した燃料電池システムのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell system shown in FIG. 1 along lines III-III. 図４は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention. 図８は、図７に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 7. 図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention. 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a third embodiment of the present invention. 図１３は、図１２に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 図１４は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す側面図である。FIG. 14 is a side view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the third embodiment of the present invention. 図１５は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the third embodiment of the present invention. 図１６は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す部分断面図である。FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a fourth embodiment of the present invention. 図１７は、図１６に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 17 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 図１８は、図１６に示した燃料電池システムのＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った概略を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 16 along the line XVIII-XVIII. 図１９は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す側面図である。FIG. 19 is a side view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the fourth embodiment of the present invention. 図２０は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。FIG. 20 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a fifth embodiment of the present invention. 図２１は、図２０に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 21 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 20. 図２２は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す底面図である。FIG. 22 is a bottom view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the fifth embodiment of the present invention. 図２３は、図２２に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 23 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 22. 図２４は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the fifth embodiment of the present invention. 図２５は、図２４に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 25 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 24. 図２６は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。FIG. 26 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a sixth embodiment of the present invention. 図２７は、図２６に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 27 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 26. 図２８は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す底面図である。FIG. 28 is a bottom view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the sixth embodiment of the present invention. 図２９は、図２８に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 29 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 28. 図３０は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。FIG. 30 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the sixth embodiment of the present invention. 図３１は、図３０に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 31 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 図３２は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。FIG. 32 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a seventh embodiment of the present invention. 図３３は、図３２に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。FIG. 33 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 32. 図３４は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の一部の概略を示す斜視図である。FIG. 34 is a perspective view showing an outline of a part of another example of the fuel cell system according to the seventh embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The dimensional ratios of the drawings cited in the following embodiments are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて詳細に説明する。 (First Embodiment)
First, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図２は、図１に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。さらに、図３は、図１に示した燃料電池システムのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of the fuel cell system shown in FIG.

図１及び図２に示すように、本例の燃料電池システム１は、燃料電池システム１に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell system 1 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 1.

ここで、燃料電池システム１は、燃料電池部１０と、筐体２０と、排ガス排出部３０とを備えるものである。そして、燃料電池部１０は、燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電するものである。特に限定されるものではないが、高温で動作する燃料電池に適用することが好ましく、典型的には、固体酸化物形燃料電池を挙げることができる。また、筐体２０は、燃料電池部１０を収容するものである。特に、限定されるものではないが、高温で動作する燃料電池に適用されることから、耐熱性を有する合金などが好ましく、典型的には、アルミニウム合金製のものを挙げることができる。さらに、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１と一方の端部３１で接続され、筐体２０の排ガス出口２１と他方の端部３２で接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。特に限定されるものではないが、耐熱性を有する合金などが好ましく、典型的には、ステンレス製やアルミニウム合金製のものを挙げることができる。 Here, the fuel cell system 1 includes a fuel cell unit 10, a housing 20, and an exhaust gas emission unit 30. Then, the fuel cell unit 10 receives the supply of the fuel and the oxidant gas to generate electricity. Although not particularly limited, it is preferable to apply it to a fuel cell that operates at a high temperature, and a solid oxide fuel cell can be typically mentioned. Further, the housing 20 accommodates the fuel cell unit 10. In particular, but not limited to, since it is applied to a fuel cell that operates at a high temperature, an alloy having heat resistance is preferable, and an alloy made of an aluminum alloy can be typically mentioned. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlet 11 of the fuel cell unit 10 at one end 31 and is connected to the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 at the other end 32 to exhaust the exhaust gas from the fuel cell unit 10. It is discharged to the outside of the housing 20. Although not particularly limited, alloys having heat resistance are preferable, and those made of stainless steel or aluminum alloy can be typically mentioned.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管５０を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。なお、図１中において、排気管５０における排ガスの流れ方向を矢印Ｚで示す。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe 50 having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, so that the exhaust gas diffuses into the atmosphere. It has a structure that promotes it. In FIG. 1, the flow direction of the exhaust gas in the exhaust pipe 50 is indicated by an arrow Z.

また、特に限定されるものではないが、図１及び図２に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。さらに、詳しくは後述するが、排気管構造体が開放端や配置端を複数有する場合には、開放端における内周長の合計や、配置端における内周長の合計を適用すればよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 1 and 2, in the exhaust pipe structure 40, the inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is larger than the inner peripheral length of the opening cross section at the arrangement end 51. Also preferably has a long structure. Further, as will be described in detail later, when the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and arranged ends, the total inner peripheral lengths at the open ends and the total inner peripheral lengths at the arranged ends may be applied.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of exhaust gas into the atmosphere is such that the inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the length.

ここで、本発明において、「開放端における開口断面」とは、開放端における排ガスの流れ方向に対して垂直な開口部の断面を意味する。また、本発明において、「配置端における開口断面」とは、配置端における排ガスの流れ方向に対して垂直な開口部の断面を意味する。なお、開放端における開口面の法線方向と排ガス流れ方向とが平行でない場合には、「開放端における開口断面」として、排ガス流れに沿って計測された開放端において最も配置端に近い部分における開口断面を適用すればよい。 Here, in the present invention, the "open cross section at the open end" means the cross section of the opening perpendicular to the flow direction of the exhaust gas at the open end. Further, in the present invention, the "open cross section at the arrangement end" means the cross section of the opening at the arrangement end that is perpendicular to the flow direction of the exhaust gas. If the normal direction of the opening surface at the open end and the exhaust gas flow direction are not parallel, the "open cross section at the open end" is the portion closest to the arrangement end at the open end measured along the exhaust gas flow. An open cross section may be applied.

さらに、特に限定されるものではないが、図１及び図２に示すように、排気管構造体４０は、配置端５１側から開放端５２に移行するにしたがって排気管５０における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust pipe structure 40 has an inner circumference of an opening cross section in the exhaust pipe 50 as it shifts from the arrangement end 51 side to the open end 52. It is preferable to have a structure in which the length is continuously increased.

また、特に限定されるものではないが、図１及び図２に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。さらに、詳しくは後述するが、排気管構造体が開放端や配置端を複数有する場合には、開放端における開口断面の合計面積や、配置端における開口断面の合計面積を適用すればよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have. Further, as will be described in detail later, when the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and arranged ends, the total area of the opening cross sections at the open ends and the total area of the open cross sections at the arranged ends may be applied.

さらに、特に限定されるものではないが、図３に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造を有していてもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 3, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 is a perfect circle.

また、図４は、本実施形態の燃料電池システムの他の一例の概略を示す断面図である。具体的には、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線と同様の位置における線に沿った断面図である。特に限定されるものではないが、図４に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面において直交する２つの内径の一方の長さ（ａ）が他方の長さ（ｂ）よりも長い構造を有することが好ましい。このような構造としては、典型的には楕円形状を挙げることができる。 Further, FIG. 4 is a cross-sectional view showing an outline of another example of the fuel cell system of the present embodiment. Specifically, it is a cross-sectional view along a line at a position similar to the line III-III shown in FIG. Although not particularly limited, as shown in FIG. 4, in the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure, one length (a) of two inner diameters orthogonal to each other in the opening cross section at the open end 52 is the other length. It is preferable to have a structure longer than that of (b). As such a structure, an elliptical shape can be typically mentioned.

さらに、図５は、本実施形態の燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す断面図である。具体的には、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線と同様の位置における線に沿った断面図である。特に限定されるものではないが、図５に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面において中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さ（ｃ）が他方の長さ（ｄ）よりも長い構造を有することが好ましい。このような構造としては、典型的には、矩形形状を挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えば、正六角形や正八角形を一方向に潰したような、扁平な六角形や八角形などを挙げることもできる。 Further, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outline of still another example of the fuel cell system of the present embodiment. Specifically, it is a cross-sectional view along a line at a position similar to the line III-III shown in FIG. Although not particularly limited, as shown in FIG. 5, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure is one of two orthogonal line segments that pass through the center and have both ends on the inner circumference in the opening cross section at the open end 52. It is preferable that the length (c) of the above has a structure longer than the length (d) of the other. Typical examples of such a structure include, but are not limited to, a rectangular shape. For example, a flat hexagon or an octagon, which is a crushed regular hexagon or octagon in one direction, can be mentioned.

また、特に限定されるものではないが、図２に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の法線方向が水平方向に向けて配置されている構造を有していてもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 2, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end 52 is arranged in the horizontal direction. You may.

さらに、図６は、本実施形態の燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す側面図である。特に限定されるものではないが、図６に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方（図６中においては法線方向が斜め下方である。）に向けて配置されている構造を有していることが好ましい。 Further, FIG. 6 is a side view showing an outline of still another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 6, in the exhaust pipe structure 40, the normal direction of the opening cross section at the open end 52 is downward or diagonally downward (in FIG. 6, the normal direction is diagonally downward). It is preferable to have a structure arranged toward (.).

ここで、本発明において、「開放端における開口断面の法線方向」とは、開放端における排ガスの流れ方向に沿った方向を意味する。 Here, in the present invention, the "normal direction of the opening cross section at the open end" means the direction along the flow direction of the exhaust gas at the open end.

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長が配置端における開口断面の内周長よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section at the open end is longer than the inner peripheral length of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas becomes the atmosphere. It becomes easier to spread to. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を配置端側から開放端に移行するにしたがって排気管における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有するものとしたため、排ガスの流れが周方向に拡大して排ガス大気と接触する面積がさらに増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section of the exhaust pipe becomes continuously longer as it shifts from the arrangement end side to the open end, the flow of exhaust gas expands in the circumferential direction. The area of contact with the exhaust gas atmosphere is further increased, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の面積が配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有するものとしたため、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, the exhaust pipe structure has a structure in which one length of two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference is longer than the other length in the opening cross section at the open end. Therefore, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補機類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary machinery (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて説明する。なお、本実施形態においては、上述の実施形態と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図８は、図７に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 FIG. 7 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention. Further, FIG. 8 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 7.

図７及び図８に示すように、本例の燃料電池システム２は、燃料電池システム２に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 7 and 8, the fuel cell system 2 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 2.

ここで、燃料電池システム２は、燃料電池部１０と、筐体２０と、排ガス排出部３０とを備えるものである。そして、燃料電池部１０は、燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電するものである。また、筐体２０は、燃料電池部１０を収容するものである。さらに、排ガス排出部３０は、複数の排ガス排出部３０Ａ，３０Ｂを有するものである。また、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１Ａ，１１Ｂと一方の端部３１Ａ，３１Ｂで接続され、筐体２０の排ガス出口２１Ａ，２１Ｂと他方の端部３２Ａ，３２Ｂで接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。 Here, the fuel cell system 2 includes a fuel cell unit 10, a housing 20, and an exhaust gas emission unit 30. Then, the fuel cell unit 10 receives the supply of the fuel and the oxidant gas to generate electricity. Further, the housing 20 accommodates the fuel cell unit 10. Further, the exhaust gas discharge unit 30 has a plurality of exhaust gas discharge units 30A and 30B. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlets 11A and 11B of the fuel cell unit 10 at one end 31A and 31B, and is connected to the exhaust gas outlets 21A and 21B of the housing 20 at the other end 32A and 32B. , The exhaust gas of the fuel cell unit 10 is discharged to the outside of the housing 20.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１Ａに配置される配置端５１Ａと、大気に開放される開放端５２Ａとを有する排気管５０Ａ及び筐体２０の排ガス出口２１Ｂに配置される配置端５１Ｂと、大気に開放される開放端５２Ｂとを有する排気管５０Ｂを備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。なお、図７中において、排気管５０Ａ，５０Ｂにおける排ガスの流れ方向をそれぞれ矢印Ｚ，Ｙで示す。 The exhaust pipe structure 40 is arranged at the exhaust pipe 50A having an arrangement end 51A arranged at the exhaust gas outlet 21A of the housing 20 and an open end 52A open to the atmosphere, and at the exhaust gas outlet 21B of the housing 20. It is provided with an exhaust pipe 50B having an arrangement end 51B and an open end 52B open to the atmosphere, and has a structure for promoting the diffusion of exhaust gas into the atmosphere. In FIG. 7, the flow directions of the exhaust gas in the exhaust pipes 50A and 50B are indicated by arrows Z and Y, respectively.

また、特に限定されるものではないが、図７及び図８に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の内周長の合計が配置端５１Ａ，５１Ｂにおける開口断面の内周長の合計よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 7 and 8, in the exhaust pipe structure 40, the total of the inner peripheral lengths of the opening cross sections at the open ends 52A and 52B is the opening at the arranged ends 51A and 51B. It is preferable to have a structure longer than the total inner circumference of the cross section.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の内周長の合計が配置端５１Ａ，５１Ｂにおける開口断面の内周長の合計よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral lengths of the open cross sections at the open ends 52A and 52B are arranged ends 51A and 51B. The structure may be longer than the total inner peripheral length of the opening cross section in.

さらに、特に限定されるものではないが、図７及び図８に示すように、排気管構造体４０は、配置端５１Ａ，５１Ｂ側から開放端５２Ａ，５２Ｂに移行するにしたがって排気管５０Ａ，５０Ｂにおける開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 7 and 8, the exhaust pipe structure 40 has exhaust pipes 50A and 50B as it shifts from the arrangement ends 51A and 51B to the open ends 52A and 52B. It is preferable to have a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section in the above is continuously long.

また、特に限定されるものではないが、図７及び図８に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２Ａ，５２Ｂから排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 7 and 8, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the exhaust gas flow is diverted and discharged from the open ends 52A and 52B. Is preferable.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２Ａ，５２Ｂから排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open ends 52A and 52B in a divided state. There may be.

さらに、特に限定されるものではないが、図７及び図８に示すように、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有することが好ましい。なお、図示しないが、開放端の数は３個以上であってもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 7 and 8, the exhaust pipe structure 40 preferably has a plurality of open ends 52A and 52B. Although not shown, the number of open ends may be three or more.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有する構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere by the exhaust pipe structure 40 may be a structure having a plurality of open ends 52A and 52B.

また、特に限定されるものではないが、図７に示すように、排気管構造体４０は、複数の排気管５０Ａ，５０Ｂを有することが好ましい。なお、図示しないが、排気管の数は３個以上であってもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 7, the exhaust pipe structure 40 preferably has a plurality of exhaust pipes 50A and 50B. Although not shown, the number of exhaust pipes may be three or more.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、複数の排気管５０Ａ，５０Ｂを有する構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere by the exhaust pipe structure 40 may be a structure having a plurality of exhaust pipes 50A and 50B.

さらに、特に限定されるものではないが、図７及び図８に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の合計面積が配置端５１Ａ，５１Ｂにおける開口断面の合計面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 7 and 8, in the exhaust pipe structure 40, the total area of the opening cross sections at the open ends 52A and 52B is the total area of the opening cross sections at the arranged ends 51A and 51B. It is preferable to have a structure larger than the area.

なお、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない（図３参照。）。例えば、開放端５２における開口断面において直交する２つの内径の一方の長さ（ａ）が他方の長さ（ｂ）よりも長い構造を有するものであってよい（図４参照。）。具体的には、楕円形状を挙げることができる。また、例えば、開放端５２における開口断面において中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さ（ｃ）が他方の長さ（ｄ）よりも長い構造を有するものであってもよい（図５参照。）。具体的には、矩形形状を挙げることができる。 The exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited (see FIG. 3). For example, the length (a) of one of the two inner diameters orthogonal to each other in the opening cross section at the open end 52 may have a structure longer than the length (b) of the other (see FIG. 4). Specifically, an elliptical shape can be mentioned. Further, for example, in the opening cross section at the open end 52, one length (c) of two orthogonal line segments passing through the center and having both ends on the inner circumference has a structure longer than the other length (d). It may be present (see FIG. 5). Specifically, a rectangular shape can be mentioned.

また、特に限定されるものではないが、図８に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ｂ（及び５２Ａ）における開口断面の法線方向が水平方向に向けて配置されている構造を有していてもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 8, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end 52B (and 52A) is arranged in the horizontal direction. May have.

さらに、図９は、本実施形態の燃料電池システムの他の一例の概略を示す側面図である。特に限定されるものではないが、図９に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ｂ（及び５２Ａ）における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方（図９中においては法線方向が斜め下方である。）に向けて配置されている構造を有していることが好ましい。 Further, FIG. 9 is a side view showing an outline of another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 9, in the exhaust pipe structure 40, the normal direction of the opening cross section at the open end 52B (and 52A) is downward or diagonally downward (normal in FIG. 9). It is preferable to have a structure in which the direction is obliquely downward).

また、図１０は、本実施形態の燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。特に限定されるものではないが、図１０に示すように、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有し、さらに、複数の排気管５０Ａ，５０Ｂを有する。そして、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有することが好ましい。 Further, FIG. 10 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 10, the exhaust pipe structure 40 has a plurality of open ends 52A and 52B, and further has a plurality of exhaust pipes 50A and 50B. The exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends 52A and 52B are arranged in different directions.

なお、図１０に示す燃料電池システムのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図は、図３と同様でもよく、図４や図５と同様であってもよい。また、図１０に示す燃料電池システムの側面図は、図９と同様でもよく、図８と同様であってもよい。 The cross-sectional view of the fuel cell system shown in FIG. 10 along lines III-III may be the same as in FIG. 3, and may be the same as in FIGS. 4 and 5. Further, the side view of the fuel cell system shown in FIG. 10 may be the same as that of FIG. 9, or may be the same as that of FIG.

また、図１１は、本実施形態の燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。特に限定されるものではないが、図１１に示すように、排ガス排出部３０は、分岐した排ガス排出部を有するものである。また、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１Ａと一方の端部３１Ａで接続され、筐体２０の排ガス出口２１Ａ，２１Ｂと他方の端部３２Ａ，３２Ｂで接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。さらに、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有し、さらに、複数の排気管５０Ａ，５０Ｂを有する。そして、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有することが好ましい。 Further, FIG. 11 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 11, the exhaust gas discharge unit 30 has a branched exhaust gas discharge unit. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlet 11A of the fuel cell unit 10 at one end 31A, and is connected to the exhaust gas outlets 21A and 21B of the housing 20 at the other end 32A and 32B, and is connected to the fuel cell unit. The exhaust gas of 10 is discharged to the outside of the housing 20. Further, the exhaust pipe structure 40 has a plurality of open ends 52A and 52B, and further has a plurality of exhaust pipes 50A and 50B. The exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends 52A and 52B are arranged in different directions.

なお、図１１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図は、図３と同様でもよく、図４や図５と同様であってもよい。また、図１１に示す燃料電池システムの側面図は、図９と同様でもよく、図８と同様であってもよい。 The cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 11 may be the same as that of FIG. 3, and may be the same as that of FIGS. 4 and 5. Further, the side view of the fuel cell system shown in FIG. 11 may be the same as that of FIG. 9, or may be the same as that of FIG.

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長の合計よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner circumference of the opening cross section at the open end is longer than the total inner circumference of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases. , Exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を配置端側から開放端に移行するにしたがって排気管における開口断面の内周長の合計が連続的に長くなる構造を有するものとしたため、排ガスの流れが周方向に拡大して排ガス大気と接触する面積がさらに増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner peripheral length of the opening cross section of the exhaust pipe becomes continuously longer as the exhaust pipe structure is moved from the arrangement end side to the open end, the flow of exhaust gas expands in the circumferential direction. As a result, the area of contact with the exhaust gas atmosphere is further increased, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、排気管構造体を排ガスの流れが分流された状態で開放端から排出される構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the exhaust gas is discharged from the open end in a state where the flow of the exhaust gas is divided, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を複数の開放端を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、排気管構造体を複数の排気管を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of exhaust pipes, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を開放端を複数有し、複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有するものとしたため、複数の開放端から排出される排ガスが互いに十分な距離を隔てて排出されることになり、排ガスが互いに隣接することでの大気との接触不足による大気への拡散効果の低下を抑制でき、排ガスが互いに隣接することなく大気へ効果的により拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and has a structure in which the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are arranged in different directions, the exhaust pipe structure is discharged from the plurality of open ends. Exhaust gas is discharged at a sufficient distance from each other, and it is possible to suppress a decrease in the diffusion effect to the atmosphere due to insufficient contact with the atmosphere due to the exhaust gas being adjacent to each other, and the exhaust gas is not adjacent to each other to the atmosphere. Effectively more easily diffused. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be further reduced to a desired temperature.

なお、排気管構造体が開放端を複数有し、さらに排気管を複数有する場合に、排ガス排出部を複数有する必要はなく、例えば分岐した排ガス排出部を適用することも可能であり、燃料電池部の排ガス出口の形式に合わせて適宜選択することができる。 When the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and further has a plurality of exhaust pipes, it is not necessary to have a plurality of exhaust gas discharge parts, and for example, a branched exhaust gas discharge part can be applied. It can be appropriately selected according to the type of the exhaust gas outlet of the part.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の合計面積が配置端における開口断面の合計面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end is larger than the total area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. .. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、上述した実施形態と同様に、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有するものとすることにより、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, as in the above-described embodiment, the length of one of the two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference of the exhaust pipe structure at the open end is the other. By having a structure longer than the length, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補機類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary machinery (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて説明する。なお、本実施形態においては、上述の実施形態と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (Third Embodiment)
Next, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図１２は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図１３は、図１２に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 FIG. 12 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a third embodiment of the present invention. Further, FIG. 13 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG.

図１２及び図１３に示すように、本例の燃料電池システム３は、燃料電池システム３に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 12 and 13, the fuel cell system 3 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 3.

ここで、燃料電池システム３は、燃料電池部１０と、筐体２０と、排ガス排出部３０とを備えるものである。そして、燃料電池部１０は、燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電するものである。また、筐体２０は、燃料電池部１０を収容するものである。さらに、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１と一方の端部３１で接続され、筐体２０の排ガス出口２１と他方の端部３２で接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。 Here, the fuel cell system 3 includes a fuel cell unit 10, a housing 20, and an exhaust gas emission unit 30. Then, the fuel cell unit 10 receives the supply of the fuel and the oxidant gas to generate electricity. Further, the housing 20 accommodates the fuel cell unit 10. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlet 11 of the fuel cell unit 10 at one end 31 and is connected to the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 at the other end 32 to exhaust the exhaust gas from the fuel cell unit 10. It is discharged to the outside of the housing 20.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２Ａ，５２Ｂとを有する排気管５０Ｂを備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、分岐した構造を有する。なお、図１２中において、排気管５０における排ガスの流れ方向を矢印Ｚ，Ｙで示す。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe 50B having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and open ends 52A and 52B open to the atmosphere, and the exhaust gas diffuses into the atmosphere. It has a structure that promotes this. Further, the exhaust pipe structure 40 has a branched structure. In FIG. 12, the flow directions of the exhaust gas in the exhaust pipe 50 are indicated by arrows Z and Y.

また、特に限定されるものではないが、図１２及び図１３に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 12 and 13, in the exhaust pipe structure 40, the total of the inner peripheral lengths of the opening cross sections at the open ends 52A and 52B is the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the inner peripheral length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open ends 52A and 52B is the opening at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner peripheral length of the cross section.

さらに、特に限定されるものではないが、図１２及び図１３に示すように、排気管構造体４０は、配置端５１側から開放端５２Ａ，５２Ｂに移行するにしたがって排気管５０における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 12 and 13, the exhaust pipe structure 40 has an opening cross section in the exhaust pipe 50 as it shifts from the arrangement end 51 side to the open ends 52A and 52B. It is preferable to have a structure in which the inner peripheral length is continuously lengthened.

また、特に限定されるものではないが、図１２及び図１３に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２Ａ，５２Ｂから排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 12 and 13, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the exhaust gas flow is diverted and discharged from the open ends 52A and 52B. Is preferable.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２Ａ，５２Ｂから排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open ends 52A and 52B in a divided state. There may be.

さらに、特に限定されるものではないが、図１２及び図１３に示すように、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有することが好ましい。なお、図示しないが、開放端の数は３個以上であってもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 12 and 13, the exhaust pipe structure 40 preferably has a plurality of open ends 52A and 52B. Although not shown, the number of open ends may be three or more.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有する構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere by the exhaust pipe structure 40 may be a structure having a plurality of open ends 52A and 52B.

また、特に限定されるものではないが、図１２に示すように、排気管構造体４０は、分岐した構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 12, the exhaust pipe structure 40 preferably has a branched structure.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排気管５０が分岐した構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere may be a structure in which the exhaust pipe 50 is branched.

さらに、特に限定されるものではないが、図１２及び図１３に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 12 and 13, in the exhaust pipe structure 40, the total area of the opening cross sections at the open ends 52A and 52B is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a large structure.

なお、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない（図３参照。）。例えば、開放端５２における開口断面において直交する２つの内径の一方の長さ（ａ）が他方の長さ（ｂ）よりも長い構造を有するものであってよい（図４参照。）。具体的には、楕円形状を挙げることができる。また、例えば、開放端５２における開口断面において中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さ（ｃ）が他方の長さ（ｄ）よりも長い構造を有するものであってもよい（図５参照。）。具体的には、矩形形状を挙げることができる。 The exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited (see FIG. 3). For example, the length (a) of one of the two inner diameters orthogonal to each other in the opening cross section at the open end 52 may have a structure longer than the length (b) of the other (see FIG. 4). Specifically, an elliptical shape can be mentioned. Further, for example, in the opening cross section at the open end 52, one length (c) of two orthogonal line segments passing through the center and having both ends on the inner circumference has a structure longer than the other length (d). It may be present (see FIG. 5). Specifically, a rectangular shape can be mentioned.

また、特に限定されるものではないが、図１３に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ｂ（及び５２Ａ）における開口断面の法線方向が水平方向に向けて配置されている構造を有していてもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 13, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end 52B (and 52A) is arranged in the horizontal direction. May have.

さらに、図１４は、本実施形態の燃料電池システムの他の一例の概略を示す側面図である。特に限定されるものではないが、図１４に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ｂ（及び５２Ａ）における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方（図１４中においては法線方向が斜め下方である。）に向けて配置されている構造を有していることが好ましい。 Further, FIG. 14 is a side view showing an outline of another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 14, in the exhaust pipe structure 40, the normal direction of the opening cross section at the open end 52B (and 52A) is downward or diagonally downward (normal in FIG. 14). It is preferable to have a structure in which the direction is obliquely downward).

また、図１５は、本実施形態の燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。特に限定されるものではないが、図１５に示すように、排気管構造体４０は、分岐した構造を有する。また、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有し、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有することが好ましい。 Further, FIG. 15 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 15, the exhaust pipe structure 40 has a branched structure. Further, it is preferable that the exhaust pipe structure 40 has a plurality of open ends 52A and 52B, and has a structure in which the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends 52A and 52B are arranged in different directions. ..

なお、図１５に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図は、図３と同様でもよく、図４や図５と同様であってもよい。また、図１５に示す燃料電池システムの側面図は、図１４と同様でもよく、図１３と同様であってもよい。 The cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 15 may be the same as that of FIG. 3, and may be the same as that of FIGS. 4 and 5. Further, the side view of the fuel cell system shown in FIG. 15 may be the same as that of FIG. 14, or may be the same as that of FIG.

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner circumference of the opening cross section at the open end is longer than the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is exhausted. Is more likely to be diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を配置端側から開放端に移行するにしたがって排気管における開口断面の内周長の合計が連続的に長くなる構造を有するものとしたため、排ガスの流れが周方向に拡大して排ガス大気と接触する面積がさらに増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner peripheral length of the opening cross section of the exhaust pipe becomes continuously longer as it shifts from the arrangement end side to the open end, the flow of exhaust gas expands in the circumferential direction. As a result, the area of contact with the exhaust gas atmosphere is further increased, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、排気管構造体を排ガスの流れが分流された状態で開放端から排出される構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the exhaust gas is discharged from the open end in a state where the flow of the exhaust gas is divided, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を複数の開放端を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、排気管構造体を分岐した構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a branched structure, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を開放端を複数有し、複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へ効果的により拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and is arranged so that the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are directed to different directions, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere is increased. It increases and the exhaust gas is more effectively diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be further reduced to a desired temperature.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の合計面積が配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、上述した実施形態と同様に、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有するものとすることにより、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, as in the above-described embodiment, the length of one of the two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference of the exhaust pipe structure at the open end is the other. By having a structure longer than the length, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補機類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary machinery (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

なお、図示しないが、排気管構造体が複数の排気管を有する構造とすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Although not shown, the exhaust pipe structure may have a plurality of exhaust pipes. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて説明する。なお、本実施形態においては、上述の実施形態と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (Fourth Embodiment)
Next, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図１６は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図１７は、図１６に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。さらに、図１８は、図１６に示した燃料電池システムのＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿った概略を示す断面図である。 FIG. 16 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a fourth embodiment of the present invention. Further, FIG. 17 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. Further, FIG. 18 is a cross-sectional view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 16 along the line XVIII-XVIII.

図１６〜図１８に示すように、本例の燃料電池システム４は、燃料電池システム４に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 16 to 18, the fuel cell system 4 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 4.

ここで、燃料電池システム４は、燃料電池部１０と、筐体２０と、排ガス排出部３０とを備えるものである。そして、燃料電池部１０は、燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電するものである。また、筐体２０は、燃料電池部１０を収容するものである。さらに、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１と一方の端部３１で接続され、筐体２０の排ガス出口２１と他方の端部３２で接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。 Here, the fuel cell system 4 includes a fuel cell unit 10, a housing 20, and an exhaust gas emission unit 30. Then, the fuel cell unit 10 receives the supply of the fuel and the oxidant gas to generate electricity. Further, the housing 20 accommodates the fuel cell unit 10. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlet 11 of the fuel cell unit 10 at one end 31 and is connected to the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 at the other end 32 to exhaust the exhaust gas from the fuel cell unit 10. It is discharged to the outside of the housing 20.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管５０Ｂを備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、排気管５０の開放端５２部位に分流板５３を有する。なお、図１６中において、排気管５０における排ガスの流れ方向を矢印Ｚ，Ｙで示す。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe 50B having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, so that the exhaust gas diffuses into the atmosphere. It has a structure that promotes it. Further, the exhaust pipe structure 40 has a flow dividing plate 53 at the open end 52 portion of the exhaust pipe 50. In FIG. 16, the flow directions of the exhaust gas in the exhaust pipe 50 are indicated by arrows Z and Y.

また、特に限定されるものではないが、図１６及び図１７に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 16 and 17, in the exhaust pipe structure 40, the inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is larger than the inner peripheral length of the opening cross section at the arrangement end 51. Also preferably has a long structure.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of exhaust gas into the atmosphere is such that the inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the length.

さらに、特に限定されるものではないが、図１６及び図１７に示すように、排気管構造体４０は、配置端５１側から開放端５２に移行するにしたがって排気管５０における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 16 and 17, the exhaust pipe structure 40 has an inner circumference of an opening cross section in the exhaust pipe 50 as it shifts from the arrangement end 51 side to the open end 52. It is preferable to have a structure in which the length is continuously increased.

また、特に限定されるものではないが、図１６に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 16, the exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the exhaust gas flow is diverted and discharged from the open end 52.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

さらに、特に限定されるものではないが、図１６及び図１８に示すように、排気管構造体４０は、排気管５０の開放端５２部位に分流板５３を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 16 and 18, the exhaust pipe structure 40 preferably has a diversion plate 53 at the open end 52 portion of the exhaust pipe 50.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排気管５０の開放端５２部位に分流板５３を有する構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere by the exhaust pipe structure 40 may be a structure having a diversion plate 53 at the open end 52 portion of the exhaust pipe 50. ..

さらに、特に限定されるものではないが、図１６及び図１７に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 16 and 17, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

また、特に限定されるものではないが、図１７に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の法線方向が水平方向に向けて配置されている構造を有していてもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIG. 17, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end 52 is arranged in the horizontal direction. You may.

なお、図１８に示すように、排気管構造体における排気管５０は、例えば、開放端５２における開口断面が楕円形状であることが好ましい。しかしながら、これに限定されるものではなく、真円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 18, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure preferably has an elliptical opening cross section at the open end 52, for example. However, the present invention is not limited to this, and the shape may be a perfect circle or a rectangle.

また、図１９は、本実施形態の燃料電池システムの他の一例の概略を示す側面図である。特に限定されるものではないが、図１９に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方（図１９中においては法線方向が斜め下方である。）に向けて配置されている構造を有していることが好ましい。 Further, FIG. 19 is a side view showing an outline of another example of the fuel cell system of the present embodiment. Although not particularly limited, as shown in FIG. 19, in the exhaust pipe structure 40, the normal direction of the opening cross section at the open end 52 is downward or diagonally downward (in FIG. 19, the normal direction is diagonally downward). It is preferable to have a structure arranged toward (.).

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長が配置端における開口断面の内周長よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section at the open end is longer than the inner peripheral length of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas becomes the atmosphere. It becomes easier to spread to. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を配置端側から開放端に移行するにしたがって排気管における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有するものとしたため、排ガスの流れが周方向に拡大して排ガス大気と接触する面積がさらに増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section of the exhaust pipe becomes continuously longer as it shifts from the arrangement end side to the open end, the flow of exhaust gas expands in the circumferential direction. The area of contact with the exhaust gas atmosphere is further increased, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、排気管構造体を排ガスの流れが分流された状態で開放端から排出される構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the exhaust gas is discharged from the open end in a state where the flow of the exhaust gas is divided, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を排気管の開放端部位に分流板を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、排ガスが分流された状態を軽量かつ小型である分流板によって実現することができるため、軽量かつ小型である燃料電池システム用の排気構造体とすることができるという副次的な効果がある。 Further, since the exhaust pipe structure has a diversion plate at the open end portion of the exhaust pipe, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature. Further, since the state in which the exhaust gas is diverted can be realized by the lightweight and compact divergence plate, there is a secondary effect that the exhaust structure can be made into a lightweight and compact fuel cell system. ..

また、排気管構造体を開放端における開口断面の面積が配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、上述した実施形態と同様に、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有するものとすることにより、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, as in the above-described embodiment, the length of one of the two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference of the exhaust pipe structure at the open end is the other. By having a structure longer than the length, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補機類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary machinery (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

なお、図示しないが、排気管構造体が複数の開放端を有する構造とすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Although not shown, the exhaust pipe structure may have a plurality of open ends. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、図示しないが、排気管構造体が複数の排気管を有する構造とすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, although not shown, the exhaust pipe structure may have a structure having a plurality of exhaust pipes. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、図示しないが、排気管構造体が分岐した構造を有するものとすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, although not shown, it is also possible that the exhaust pipe structure has a branched structure. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて説明する。なお、本実施形態においては、上述の実施形態と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (Fifth Embodiment)
Next, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図２０は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図２１は、図２０に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 FIG. 20 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a fifth embodiment of the present invention. 21 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 20.

図２０及び図２１に示すように、本例の燃料電池システム５は、燃料電池システム５に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 20 and 21, the fuel cell system 5 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 5.

ここで、燃料電池システム５は、燃料電池部１０と、筐体２０と、排ガス排出部３０とを備えるものである。そして、燃料電池部１０は、燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電するものである。また、筐体２０は、燃料電池部１０を収容するものである。さらに、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１と一方の端部３１で接続され、筐体２０の排ガス出口２１と他方の端部３２で接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。 Here, the fuel cell system 5 includes a fuel cell unit 10, a housing 20, and an exhaust gas emission unit 30. Then, the fuel cell unit 10 receives the supply of the fuel and the oxidant gas to generate electricity. Further, the housing 20 accommodates the fuel cell unit 10. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlet 11 of the fuel cell unit 10 at one end 31 and is connected to the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 at the other end 32 to exhaust the exhaust gas from the fuel cell unit 10. It is discharged to the outside of the housing 20.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、排気管５０の側面（図２０及び図２１中においては上方に位置する側面である。）に開放端５２である複数の穴を有するものである。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, and promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere. It has a structure to be used. Further, the exhaust pipe structure 40 has a plurality of holes having open ends 52 on the side surface of the exhaust pipe 50 (the side surface located above in FIGS. 20 and 21).

また、特に限定されるものではないが、図２０及び図２１に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 20 and 21, in the exhaust pipe structure 40, the total inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner circumference.

さらに、特に限定されるものではないが、図２０及び図２１に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 20 and 21, the exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. ..

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

また、特に限定されるものではないが、図２０及び図２１に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 20 and 21, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

なお、図２０に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない。例えば、楕円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 20, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited. For example, it may have an elliptical shape or a rectangular shape.

また、図２２は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す底面図である。また、図２３は、図２２に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 Further, FIG. 22 is a bottom view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the fifth embodiment of the present invention. Further, FIG. 23 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 22.

図２２及び図２３に示すように、本例の燃料電池システム５は、燃料電池システム５に用いられる排気管構造体４０を備えている。 As shown in FIGS. 22 and 23, the fuel cell system 5 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 5.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、排気管５０の側面（図２２及び図２３中においては下方に位置する側面である。）に開放端５２である複数の穴を有する。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, and promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere. It has a structure to be used. Further, the exhaust pipe structure 40 has a plurality of holes which are open ends 52 on the side surface of the exhaust pipe 50 (the side surface located below in FIGS. 22 and 23).

また、特に限定されるものではないが、図２２及び図２３に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 22 and 23, in the exhaust pipe structure 40, the total inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner circumference.

さらに、特に限定されるものではないが、図２２及び図２３に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 22 and 23, the exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. ..

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

また、特に限定されるものではないが、図２２及び図２３に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 22 and 23, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

なお、図２２に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない。例えば、楕円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 22, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited. For example, it may have an elliptical shape or a rectangular shape.

また、図２４は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。また、図２５は、図２４に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 Further, FIG. 24 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the fifth embodiment of the present invention. Further, FIG. 25 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 24.

図２４及び図２５に示すように、本例の燃料電池システム５は、燃料電池システム５に用いられる排気管構造体４０を備えている。 As shown in FIGS. 24 and 25, the fuel cell system 5 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 5.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。また、排気管構造体４０は、排気管５０の側面（図２４及び図２５中においては上方及び下方に位置する側面である。）に開放端５２である複数の穴を有する。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, and promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere. It has a structure to be used. Further, the exhaust pipe structure 40 has a plurality of holes which are open ends 52 on the side surface of the exhaust pipe 50 (the side surfaces located above and below in FIGS. 24 and 25).

また、特に限定されるものではないが、図２４及び図２５に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 24 and 25, in the exhaust pipe structure 40, the total inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner circumference.

さらに、特に限定されるものではないが、図２４及び図２５に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 24 and 25, the exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. ..

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

また、特に限定されるものではないが、図２４及び図２５に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 24 and 25, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

なお、図２４に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない。例えば、楕円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 24, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited. For example, it may have an elliptical shape or a rectangular shape.

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner circumference of the opening cross section at the open end is longer than the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is exhausted. Is more likely to be diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を排ガスの流れが分流された状態で開放端から排出される構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the exhaust gas flow is diverted and discharged from the open end, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、排気管構造体を複数の開放端を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を排気管の側面に開放端である複数の穴を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、排ガスが分流された状態を軽量かつ小型である排気管の側面に設けた複数の穴によって実現することができるため、軽量かつ小型である燃料電池システム用の排気構造体とすることができるという副次的な効果がある。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of holes at the side surfaces of the exhaust pipe, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature. Further, since the state in which the exhaust gas is divided can be realized by a plurality of holes provided on the side surface of the exhaust pipe which is lightweight and compact, the exhaust structure for the fuel cell system which is lightweight and compact can be obtained. There is a secondary effect.

また、排気管構造体を開放端を複数有し、複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へ効果的により拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and is arranged so that the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are directed to different directions, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere is large. It increases and the exhaust gas is more effectively diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be further reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を開放端における開口断面の合計面積が配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、上述した実施形態と同様に、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有するものとすることにより、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, as in the above-described embodiment, the length of one of the two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference of the two orthogonal line segments at the open end of the exhaust pipe structure is the other. By having a structure longer than the length, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

さらに、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補器類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Furthermore, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary equipment (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

なお、図示しないが、排気管構造体が複数の排気管を有する構造とすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Although not shown, the exhaust pipe structure may have a plurality of exhaust pipes. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、図示しないが、排気管構造体が分岐した構造を有するものとすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, although not shown, it is also possible that the exhaust pipe structure has a branched structure. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、図示しないが、排気管構造体が排気管の開放端部位に分流板を有するものとすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、排ガスが分流された状態を軽量かつ小型である分流板によって実現することができるため、軽量かつ小型である燃料電池システム用の排気構造体とすることができるという副次的な効果がある。 Further, although not shown, it is also possible that the exhaust pipe structure has a diversion plate at an open end portion of the exhaust pipe. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature. Further, since the state in which the exhaust gas is diverted can be realized by the lightweight and compact divergence plate, there is a secondary effect that the exhaust structure can be made into a lightweight and compact fuel cell system. ..

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて説明する。なお、本実施形態においては、上述の実施形態と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (Sixth Embodiment)
Next, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図２６は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図２７は、図２６に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 FIG. 26 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a sixth embodiment of the present invention. Further, FIG. 27 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 26.

図２６及び図２７に示すように、本例の燃料電池システム６は、燃料電池システム６に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 26 and 27, the fuel cell system 6 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 6.

ここで、燃料電池システム６は、燃料電池部１０と、筐体２０と、排ガス排出部３０とを備えるものである。そして、燃料電池部１０は、燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電するものである。また、筐体２０は、燃料電池部１０を収容するものである。さらに、排ガス排出部３０は、燃料電池部１０の排ガス出口１１と一方の端部３１で接続され、筐体２０の排ガス出口２１と他方の端部３２で接続され、燃料電池部１０の排ガスを筐体２０外に排出するものである。 Here, the fuel cell system 6 includes a fuel cell unit 10, a housing 20, and an exhaust gas emission unit 30. Then, the fuel cell unit 10 receives the supply of the fuel and the oxidant gas to generate electricity. Further, the housing 20 accommodates the fuel cell unit 10. Further, the exhaust gas discharge unit 30 is connected to the exhaust gas outlet 11 of the fuel cell unit 10 at one end 31 and is connected to the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 at the other end 32 to exhaust the exhaust gas from the fuel cell unit 10. It is discharged to the outside of the housing 20.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、配置端５１を有する第１排気管部５４と、第１排気管部５４に接続され、開放端５２を有する第２排気管部５５とからなるＴ字状の形状を有する排気管５０を備えるものである。そして、第２排気管部５５は、その側面（図中においては上側に位置する側面である。）に開放端５２である複数の穴を有するものである。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, and promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere. It has a structure to be used. Further, the exhaust pipe structure 40 has a T-shape including a first exhaust pipe portion 54 having an arrangement end 51 and a second exhaust pipe portion 55 connected to the first exhaust pipe portion 54 and having an open end 52. It includes an exhaust pipe 50 having a shape. The second exhaust pipe portion 55 has a plurality of holes which are open ends 52 on its side surface (the side surface located on the upper side in the drawing).

また、特に限定されるものではないが、図２６及び図２７に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 26 and 27, in the exhaust pipe structure 40, the total inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner circumference.

さらに、特に限定されるものではないが、図２６及び図２７に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 26 and 27, it is preferable that the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. ..

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

また、特に限定されるものではないが、図２６及び図２７に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 26 and 27, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

なお、図２６に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない。例えば、楕円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 26, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited. For example, it may have an elliptical shape or a rectangular shape.

また、図２８は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の概略を示す底面図である。また、図２９は、図２８に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 Further, FIG. 28 is a bottom view showing an outline of another example of the fuel cell system according to the sixth embodiment of the present invention. Further, FIG. 29 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 28.

図２８及び図２９に示すように、本例の燃料電池システム６は、燃料電池システム６に用いられる排気管構造体４０を備えている。 As shown in FIGS. 28 and 29, the fuel cell system 6 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 6.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、配置端５１を有する第１排気管部５４と、第１排気管部５４に接続され、開放端５２を有する第２排気管部５５とからなるＴ字状の形状を有する排気管５０を備える。また、第２排気管部５５は、その側面（図中においては上側に位置する側面である。）に開放端５２である複数の穴を有する。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, and promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere. It has a structure to be used. Further, the exhaust pipe structure 40 has a T-shape including a first exhaust pipe portion 54 having an arrangement end 51 and a second exhaust pipe portion 55 connected to the first exhaust pipe portion 54 and having an open end 52. The exhaust pipe 50 having a shape is provided. Further, the second exhaust pipe portion 55 has a plurality of holes which are open ends 52 on its side surface (the side surface located on the upper side in the drawing).

また、特に限定されるものではないが、図２８及び図２９に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 28 and 29, in the exhaust pipe structure 40, the total inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner circumference.

さらに、特に限定されるものではないが、図２８及び図２９に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 28 and 29, the exhaust pipe structure 40 preferably has a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. ..

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

また、特に限定されるものではないが、図２８及び図２９に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 28 and 29, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

なお、図２８に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない。例えば、楕円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 28, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited. For example, it may have an elliptical shape or a rectangular shape.

また、図３０は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムのさらに他の一例の概略を示す平面図である。また、図３１は、図３０に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 Further, FIG. 30 is a plan view showing an outline of still another example of the fuel cell system according to the sixth embodiment of the present invention. Further, FIG. 31 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 30.

図３０及び図３１に示すように、本例の燃料電池システム６は、燃料電池システム６に用いられる排気管構造体４０を備えている。 As shown in FIGS. 30 and 31, the fuel cell system 6 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the fuel cell system 6.

そして、排気管構造体４０は、筐体２０の排ガス出口２１に配置される配置端５１と、大気に開放される開放端５２とを有する排気管を備え、排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、配置端５１を有する第１排気管部５４と、第１排気管部５４に接続され、開放端５２を有する第２排気管部５５とからなるＴ字状の形状を有する排気管５０を備える。また、第２排気管部５５は、その側面（図中においては上側及び下型に位置する側面である。）に開放端５２である複数の穴を有する。 The exhaust pipe structure 40 includes an exhaust pipe having an arrangement end 51 arranged at the exhaust gas outlet 21 of the housing 20 and an open end 52 open to the atmosphere, and promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere. It has a structure to be used. Further, the exhaust pipe structure 40 has a T-shape including a first exhaust pipe portion 54 having an arrangement end 51 and a second exhaust pipe portion 55 connected to the first exhaust pipe portion 54 and having an open end 52. The exhaust pipe 50 having a shape is provided. Further, the second exhaust pipe portion 55 has a plurality of holes having open ends 52 on its side surface (side surfaces located on the upper and lower molds in the drawing).

また、特に限定されるものではないが、図３０及び図３１に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 30 and 31, in the exhaust pipe structure 40, the total inner circumference of the opening cross section at the open end 52 is the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have a structure longer than the length.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２における開口断面の内周長の合計が配置端５１における開口断面の内周長よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross section at the open end 52 is the opening cross section at the arrangement end 51. The structure may be longer than the inner circumference.

さらに、特に限定されるものではないが、図３０及び図３１に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 30 and 31, it is preferable that the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. ..

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２から排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open end 52 in a divided state. May be good.

また、特に限定されるものではないが、図３０及び図３１に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２における開口断面の合計面積が配置端５１における開口断面の面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 30 and 31, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end 52 is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end 51. It is preferable to have.

なお、図３０に示すように、排気管構造体における排気管５０は、開放端５２における開口断面が真円形状である構造であってもよいが、特に限定されるものではない。例えば、楕円形状や矩形形状であってもよい。 As shown in FIG. 30, the exhaust pipe 50 in the exhaust pipe structure may have a structure in which the opening cross section at the open end 52 has a perfect circular shape, but is not particularly limited. For example, it may have an elliptical shape or a rectangular shape.

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner circumference of the opening cross section at the open end is longer than the inner circumference of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is exhausted. Is more likely to be diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を排ガスの流れが分流された状態で開放端から排出される構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the exhaust gas flow is diverted and discharged from the open end, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、排気管構造体を複数の開放端を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を配置端を有する第１排気管部と第１排気管部に接続され、開放端を有する第２排気管部とからなるＴ字状の形状を有する排気管を備え、第２排気管部がその側面に前記開放端である複数の穴を有するものとした。そのため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、排ガスが分流された状態を軽量かつ小型である排気管の側面に設けた複数の穴によって実現することができるため、軽量かつ小型である燃料電池システム用の排気構造体とすることができるという副次的な効果がある。 Further, the exhaust pipe structure is provided with a T-shaped exhaust pipe which is connected to a first exhaust pipe portion having an arrangement end and a second exhaust pipe portion having an open end. It is assumed that the second exhaust pipe portion has a plurality of holes which are the open ends on the side surface thereof. Therefore, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature. Further, since the state in which the exhaust gas is divided can be realized by a plurality of holes provided on the side surface of the exhaust pipe which is lightweight and compact, the exhaust structure for the fuel cell system which is lightweight and compact can be obtained. There is a secondary effect.

また、排気管構造体を開放端を複数有し、複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へ効果的により拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and is arranged so that the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are directed to different directions, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere is large. It increases and the exhaust gas is more effectively diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be further reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を開放端における開口断面の合計面積が配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、上述した実施形態と同様に、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有するものとすることにより、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, as in the above-described embodiment, the length of one of the two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference of the two orthogonal line segments at the open end of the exhaust pipe structure is the other. By having a structure longer than the length, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

さらに、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補機類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Furthermore, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary machinery (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

なお、図示しないが、排気管構造体が複数の排気管を有する構造とすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Although not shown, the exhaust pipe structure may have a plurality of exhaust pipes. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、図示しないが、排気管構造体が分岐した構造とすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, although not shown, it is also possible to have a structure in which the exhaust pipe structure is branched. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、図示しないが、排気管構造体が排気管の開放端部位に分流板を有するものとすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、排ガスが分流された状態を軽量かつ小型である分流板によって実現することができるため、軽量かつ小型である燃料電池システム用の排気構造体とすることができるという副次的な効果がある。 Further, although not shown, it is also possible that the exhaust pipe structure has a diversion plate at an open end portion of the exhaust pipe. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature. Further, since the state in which the exhaust gas is diverted can be realized by the lightweight and compact divergence plate, there is a secondary effect that the exhaust structure can be made into a lightweight and compact fuel cell system. ..

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システム用の排気管構造体及び燃料電池システムについて説明する。なお、本実施形態においては、上述の実施形態と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (7th Embodiment)
Next, the exhaust pipe structure and the fuel cell system for the fuel cell system according to the seventh embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図３２は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システムの一例の概略を示す平面図である。また、図３３は、図３２に示した燃料電池システムの概略を示す側面図である。 FIG. 32 is a plan view showing an outline of an example of a fuel cell system according to a seventh embodiment of the present invention. Further, FIG. 33 is a side view showing an outline of the fuel cell system shown in FIG. 32.

図３２及び図３３に示すように、本例の燃料電池システム７は、タイヤｗを備えた車両Ｃに用いられる固体酸化物形の燃料電池システム７に用いられる排気管構造体４０を備えるものである。 As shown in FIGS. 32 and 33, the fuel cell system 7 of this example includes an exhaust pipe structure 40 used in the solid oxide fuel cell system 7 used in the vehicle C equipped with the tire w. is there.

ここで、固体酸化物形の燃料電池システム７は、図１０に示した燃料電池システムと同様の構成を有するものである。 Here, the solid oxide fuel cell system 7 has the same configuration as the fuel cell system shown in FIG.

そして、排気管構造体４０は、図１０に示した排気管構造体と同様の構成を有するものである。さらに、排気管構造体４０は、車両が平坦な路面Ｇに配置された場合に、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の法線方向が車両Ｃの上側からの投影面に含まれる領域Ａに向けて配置されている構造を有するものである。なお、投影面は、車両の全幅Ｗ及び車両の全長Ｌで規定される面である。 The exhaust pipe structure 40 has the same structure as the exhaust pipe structure shown in FIG. Further, when the vehicle is arranged on the flat road surface G, the exhaust pipe structure 40 faces the region A in which the normal direction of the opening cross section at the open ends 52A and 52B is included in the projection surface from the upper side of the vehicle C. It has a structure that is arranged in a row. The projection surface is a surface defined by the total width W of the vehicle and the total length L of the vehicle.

また、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０は、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長の合計よりも長い構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, in the exhaust pipe structure 40, the total inner peripheral length of the opening cross sections at the open ends 52A and 52B is within the opening cross section at the arrangement end. It is preferable to have a structure longer than the total circumference.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長の合計よりも長い構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of exhaust gas into the atmosphere is such that the total inner peripheral length of the opening cross sections at the open ends 52A and 52B is the opening cross section at the arranged end. The structure may be longer than the total inner circumference of the above.

さらに、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０は、配置端側から開放端５２Ａ，５２Ｂに移行するにしたがって排気管における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the exhaust pipe structure 40 has an inner circumference of an opening cross section in the exhaust pipe as it shifts from the arrangement end side to the open ends 52A and 52B. It is preferable to have a structure in which the length is continuously increased.

また、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０は、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２Ａ，５２Ｂから排出される構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the exhaust pipe structure 40 has a structure in which the exhaust gas flow is diverted and discharged from the open ends 52A and 52B. Is preferable.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、排ガスの流れが分流された状態で開放端５２Ａ，５２Ｂから排出される構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere is a structure in which the exhaust gas flow is discharged from the open ends 52A and 52B in a divided state. There may be.

さらに、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０は、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有することが好ましい。なお、図示しないが、開放端の数は３個以上であってもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the exhaust pipe structure 40 preferably has a plurality of open ends 52A and 52B. Although not shown, the number of open ends may be three or more.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、複数の開放端５２Ａ，５２Ｂを有する構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere by the exhaust pipe structure 40 may be a structure having a plurality of open ends 52A and 52B.

また、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０は、複数の排気管を有することが好ましい。なお、図示しないが、排気管の数は３個以上であってもよい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the exhaust pipe structure 40 preferably has a plurality of exhaust pipes. Although not shown, the number of exhaust pipes may be three or more.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、複数の排気管を有する構造であってもよい。 Although not particularly limited, the structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere may be a structure having a plurality of exhaust pipes.

さらに、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０が複数の開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the exhaust pipe structure 40 is arranged so that the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends 52A and 52B are different. It is preferable to have a structure that is present.

なお、特に限定されるものではないが、排気管構造体４０が排ガスが大気へ拡散することを促進する構造が、複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造であってもよい。 Although not particularly limited, a structure in which the exhaust pipe structure 40 promotes the diffusion of exhaust gas into the atmosphere is arranged so that the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are different. It may have a structure that is present.

また、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０が開放端５２Ａ，５２Ｂにおける開口断面の合計面積が配置端における開口断面の合計面積よりも大きい構造を有することが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the total area of the opening cross sections of the exhaust pipe structure 40 at the open ends 52A and 52B is larger than the total area of the opening cross sections at the arrangement ends. It is preferable to have a structure.

なお、図示しないが、排気管構造体４０における排気管の開放端５２における開口断面は、楕円形状や矩形形状であることが好ましいが、真円形状であってもよい。 Although not shown, the opening cross section at the open end 52 of the exhaust pipe in the exhaust pipe structure 40 is preferably elliptical or rectangular, but may be a perfect circle.

さらに、特に限定されるものではないが、図３２及び図３３に示すように、排気管構造体４０が開放端５２Ｂ（及び５２Ａ）における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方（図３３中においては法線方向が斜め下方である。）に向けて配置されている構造を有していることが好ましい。 Further, although not particularly limited, as shown in FIGS. 32 and 33, the normal direction of the opening cross section of the exhaust pipe structure 40 at the open end 52B (and 52A) is downward or diagonally downward (in FIG. 33). It is preferable to have a structure in which the normal direction is diagonally downward.).

また、図３４は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システムの他の一例の一部の概略を示す斜視図である。特に限定されるものではないが、排気構造体４０を構成する排気管５０Ａ，５０Ｂの配置端の開口断面は真円形状ないし楕円形状であることが好ましく、開放端の開口断面は楕円形状であることが好ましい。また、特に限定されるものではないが、排気管５０Ａ，５０Ｂは、排ガスによって局所的に加熱されることが抑制されるように、滑らかな曲面で構成される湾曲した構造を有することが好ましい。 Further, FIG. 34 is a perspective view showing an outline of a part of another example of the fuel cell system according to the seventh embodiment of the present invention. Although not particularly limited, the opening cross section of the arrangement end of the exhaust pipes 50A and 50B constituting the exhaust structure 40 is preferably a perfect circle shape or an elliptical shape, and the opening cross section of the open end is an elliptical shape. Is preferable. Further, although not particularly limited, the exhaust pipes 50A and 50B preferably have a curved structure composed of a smooth curved surface so that local heating by the exhaust gas is suppressed.

上述したように、排気管構造体を排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有するものとしたため、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、燃料電池システムにおいて、構造を変更させる必要が殆どないという副次的な効果がある。 As described above, since the exhaust pipe structure has a structure that promotes the diffusion of the exhaust gas into the atmosphere, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature. It can be reduced. Further, in the fuel cell system, there is a secondary effect that there is almost no need to change the structure.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の内周長の合計が配置端における開口断面の内周長の合計よりも長い構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner circumference of the opening cross section at the open end is longer than the total inner circumference of the opening cross section at the arrangement end, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases. , Exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を配置端側から開放端に移行するにしたがって排気管における開口断面の内周長の合計が連続的に長くなる構造を有するものとしたため、排ガスの流れが周方向に拡大して排ガス大気と接触する面積がさらに増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total inner peripheral length of the opening cross section of the exhaust pipe becomes continuously longer as the exhaust pipe structure is moved from the arrangement end side to the open end, the flow of exhaust gas expands in the circumferential direction. As a result, the area of contact with the exhaust gas atmosphere is further increased, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

また、排気管構造体を排ガスの流れが分流された状態で開放端から排出される構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the exhaust gas is discharged from the open end in a state where the flow of the exhaust gas is divided, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を複数の開放端を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、排気管構造体を複数の排気管を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of exhaust pipes, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

さらに、排気管構造体を開放端を複数有し、複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有するものとしたため、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へ効果的により拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減することができる。 Further, since the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and is arranged so that the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are directed to different directions, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere is increased. It increases and the exhaust gas is more effectively diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be further reduced to a desired temperature.

なお、排気管構造体が開放端を複数有し、さらに排気管を複数有する場合に、排ガス排出部を複数有する必要はなく、例えば分岐した排ガス排出部を適用することも可能であり、燃料電池部の排ガス出口の形式に合わせて適宜選択することができる。 When the exhaust pipe structure has a plurality of open ends and further has a plurality of exhaust pipes, it is not necessary to have a plurality of exhaust gas discharge parts, and for example, a branched exhaust gas discharge part can be applied. It can be appropriately selected according to the type of the exhaust gas outlet of the part.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の合計面積が配置端における開口断面の合計面積よりも大きい構造を有するものとしたため、排ガスの流速が低下し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度までより低減し易くなる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the total area of the opening cross section at the open end is larger than the total area of the opening cross section at the arrangement end, the flow velocity of the exhaust gas is reduced and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. .. As a result, it becomes easier to reduce the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance to a desired temperature.

さらに、上述した実施形態と同様に、排気管構造体を開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造、特に、排気管構造体の排気管の開放端における開口断面が楕円形状であることが好ましい。これにより、排ガスの流れの広がり方向を一定の方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, as in the above-described embodiment, the length of one of the two orthogonal line segments passing through the center and the inner circumference of the two orthogonal line segments in the opening cross section at the open end of the exhaust pipe structure is the other. It is preferable that the structure longer than the length, particularly the opening cross section at the open end of the exhaust pipe of the exhaust pipe structure is elliptical. Thereby, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a certain direction. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the fuel cell system itself and the surrounding environment such as the road surface can be protected. Can be done.

また、排気管構造体を開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有するものとしたため、大気（システム外）からの異物（例えば雨水など）の混入を防ぎ易くなる。その結果、異物がシステム内に混入することでの燃料電池触媒や燃料電池システムの補器類（例えば排気触媒など）の性能低下を抑制できる。さらに、燃料電池の排ガスに含まれる水（燃料電池の発電により生成する水）が排気管内に溜まること防ぎ易くなる。その結果、零下起動時に水が排気管内で凍結することで排ガスの圧損が増加することによるシステムの性能低下を抑制できる。 Further, since the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward, foreign matter (for example, rainwater) from the atmosphere (outside the system) is mixed. It becomes easier to prevent. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the fuel cell catalyst and auxiliary equipment (for example, exhaust catalyst) of the fuel cell system due to foreign matter being mixed into the system. Further, it becomes easy to prevent water contained in the exhaust gas of the fuel cell (water generated by power generation of the fuel cell) from accumulating in the exhaust pipe. As a result, it is possible to suppress a decrease in system performance due to an increase in pressure loss of exhaust gas due to freezing of water in the exhaust pipe at the time of starting below zero.

さらに、燃料電池システムが車両に用いられる固体酸化物形燃料電池システムである場合には、限られた配置空間の中であっても、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、車両における重量の増加を抑制し、車両の運動性能への影響を抑制しながら、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、固体酸化物形燃料電池システムの場合には、車両が停車していても排ガスの温度が高い場合があるため、特に有効である。 Further, when the fuel cell system is a solid oxide fuel cell system used for a vehicle, the area where the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases even in a limited arrangement space, and the exhaust gas enters the atmosphere. It becomes easier to spread. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance is reduced to a desired temperature while suppressing the increase in weight in the vehicle and suppressing the influence on the kinetic performance of the vehicle. Can be done. Further, in the case of a solid oxide fuel cell system, the temperature of the exhaust gas may be high even when the vehicle is stopped, which is particularly effective.

また、排気管構造体を、車両が平坦な路面に配置された場合に、開放端における開口断面の法線方向が車両の上側からの投影面に含まれる領域に向けて配置されている構造を有するものとした。そのため、排ガスの流れの広がり方向を人への影響が少ない方向に制御することができる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができるだけでなく、燃料電池システム自体の保護や、人、路面など周囲の環境の保護を実現し得る。 Further, when the vehicle is arranged on a flat road surface, the exhaust pipe structure is arranged so that the normal direction of the opening cross section at the open end faces the region included in the projection surface from the upper side of the vehicle. It was supposed to have. Therefore, the spreading direction of the exhaust gas flow can be controlled in a direction that has less influence on humans. As a result, not only can the temperature of the exhaust gas at a predetermined distance from the open end open to the atmosphere be reduced to a desired temperature, but also the protection of the fuel cell system itself and the surrounding environment such as people and road surfaces can be reduced. Protection can be achieved.

なお、図示しないが、排気管構造体が分岐した構造を有するものとすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。 Although not shown, it is also possible that the exhaust pipe structure has a branched structure. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature.

また、図示しないが、排気管構造体が排気管の開放端部位に分流板を有するものとすることも可能である。これにより、排ガスが大気と接触する面積が増大し、排ガスが大気へより拡散され易くなる。その結果、大気に開放される開放端から所定の距離隔てた位置における排ガスの温度を所望の温度まで低減することができる。また、排ガスが分流された状態を軽量かつ小型である分流板によって実現することができるため、軽量かつ小型である燃料電池システム用の排気構造体とすることができるという副次的な効果がある。 Further, although not shown, it is also possible that the exhaust pipe structure has a diversion plate at an open end portion of the exhaust pipe. As a result, the area in which the exhaust gas comes into contact with the atmosphere increases, and the exhaust gas is more easily diffused into the atmosphere. As a result, the temperature of the exhaust gas at a position separated from the open end open to the atmosphere by a predetermined distance can be reduced to a desired temperature. Further, since the state in which the exhaust gas is diverted can be realized by the lightweight and compact divergence plate, there is a secondary effect that the exhaust structure can be made into a lightweight and compact fuel cell system. ..

以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to some embodiments and examples, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

例えば、上述した実施形態においては、車両に適用される燃料電池システムとして、上述した第２又は第７の実施形態に係る燃料電池システムを一例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、第１、第３〜第６の実施形態に係る燃料電池システムのいずれについても、同様に車両に適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the fuel cell system according to the second or seventh embodiment described above has been described as an example of the fuel cell system applied to the vehicle, but the present invention is not limited thereto. Absent. That is, any of the fuel cell systems according to the first, third to sixth embodiments can be similarly applied to the vehicle.

また、例えば、図示しないが、各実施形態の燃料電池システムにおける好適な構成を他の実施形態の燃料電池システムの好適な構成と適宜変更することができる。また、例えば、図示しないが、各実施形態の燃料電池システムにおいて、他の実施形態の燃料電池システムの好適な構成を適宜追加することができる。 Further, for example, although not shown, a suitable configuration in the fuel cell system of each embodiment can be appropriately changed from a suitable configuration of the fuel cell system of another embodiment. Further, for example, although not shown, a suitable configuration of the fuel cell system of another embodiment can be appropriately added to the fuel cell system of each embodiment.

１，２，３，４，５，６，７ 燃料電池システム
１０ 燃料電池部
１１，１１Ａ，１１Ｂ 排ガス出口
２０ 筐体
２１，２１Ａ，２１Ｂ 排ガス出口
３０，３０Ａ，３０Ｂ 排ガス排出部
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３２，３２Ａ，３２Ｂ 端部
４０ 排気管構造体
５０，５０Ａ，５０Ｂ 排気管
５１，５１Ａ，５１Ｂ 配置端
５２，５２Ａ，５２Ｂ 開放端
５３ 分流板
５４ 第１排気管部
５５ 第２排気管部
Ａ 領域
Ｃ 車両
Ｇ 路面
ｗ タイヤ 1,2,3,4,5,6,7 Fuel cell system 10 Fuel cell section 11, 11A, 11B Exhaust gas outlet 20 Housing 21, 21, 21A, 21B Exhaust gas outlet 30, 30A, 30B Exhaust gas discharge section 31, 31A, 31B , 32, 32A, 32B End 40 Exhaust pipe structure 50, 50A, 50B Exhaust pipe 51, 51A, 51B Arranged end 52, 52A, 52B Open end 53 Divergence plate 54 First exhaust pipe 55 Second exhaust pipe A Area C Vehicle G Road surface w Tire

Claims (16)

燃料と酸化剤ガスとの供給を受けて発電する燃料電池部と、前記燃料電池部を収容する筐体と、前記燃料電池部の排ガス出口と一方の端部で接続され、前記筐体の排ガス出口と他方の端部で接続され、前記燃料電池部の排ガスを前記筐体外に排出する排ガス排出部と、を備え、車両に用いられる固体酸化物形燃料電池システムに用いられ、
前記筐体の排ガス出口に配置される配置端と、大気に開放される開放端と、を有する排気管を備える
排気管構造体であって、
前記排気管構造体は、前記開放端における開口断面の面積が前記配置端における開口断面の面積よりも大きい構造を有し、
前記排気管構造体は、前記配置端位置に対して前記開放端位置において前記排ガスの流速を低減させることで前記開放端から排出された前記排ガスの温度を低下させるように前記排ガスが大気へ拡散することを促進する構造を有する
ことを特徴とする燃料電池システム用の排気管構造体。 The fuel cell unit that generates power by receiving the supply of fuel and oxidant gas, the housing that houses the fuel cell unit, and the exhaust gas outlet of the fuel cell unit are connected at one end, and the exhaust gas from the housing. It is used in a solid oxide fuel cell system used in a vehicle , and includes an exhaust gas discharge unit which is connected to an outlet at the other end and discharges the exhaust gas of the fuel cell unit to the outside of the housing.
An exhaust pipe structure including an exhaust pipe having an arrangement end arranged at an exhaust gas outlet of the housing and an open end open to the atmosphere.
The exhaust pipe structure has a structure in which the area of the opening cross section at the open end is larger than the area of the opening cross section at the arrangement end.
In the exhaust pipe structure , the exhaust gas diffuses into the atmosphere so as to lower the temperature of the exhaust gas discharged from the open end by reducing the flow velocity of the exhaust gas at the open end position with respect to the arrangement end position. An exhaust pipe structure for a fuel cell system, characterized by having a structure that facilitates the operation. 前記排気管構造体は、前記排気管を複数有し、The exhaust pipe structure has a plurality of the exhaust pipes.
前記排気管構造体は、前記開放端を複数有し、The exhaust pipe structure has a plurality of the open ends.
前記複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有するIt has a structure in which the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are arranged in different directions.
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。The exhaust pipe structure for a fuel cell system according to claim 1. 前記排気管構造体は、前記開放端における開口断面の内周長が前記配置端における開口断面の内周長よりも長い構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The fuel cell system according to claim 1 or 2 , wherein the exhaust pipe structure has a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section at the open end is longer than the inner peripheral length of the opening cross section at the arrangement end. Exhaust pipe structure for. 前記排気管構造体は、前記配置端側から前記開放端に移行するにしたがって前記排気管における開口断面の内周長が連続的に長くなる構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust pipe structure has a structure in which the inner peripheral length of the opening cross section of the exhaust pipe becomes continuously longer as it shifts from the arrangement end side to the open end . The exhaust pipe structure for the fuel cell system according to any one of the sections . 前記排気管構造体は、前記排ガスの流れが分流された状態で前記開放端から排出される構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust pipe structure has a structure in which the flow of the exhaust gas is discharged from the open end in a divided state . Exhaust pipe structure. 前記排気管構造体は、前記開放端を複数有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein the exhaust pipe structure has a plurality of open ends. 前記排気管構造体は、前記排気管を複数有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust pipe structure has a plurality of the exhaust pipes. 前記排気管構造体は、分岐した構造を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 7, wherein the exhaust pipe structure has a branched structure. 前記排気管構造体は、前記排気管の前記開放端部位に分流板を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 8, wherein the exhaust pipe structure has a diversion plate at the open end portion of the exhaust pipe. 前記排気管構造体は、前記排気管の側面に前記開放端である複数の穴を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の燃料電池システムの排気管構造体。 The fuel cell system exhaust pipe structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust pipe structure has a plurality of holes that are open ends on the side surface of the exhaust pipe. .. 前記排気管構造体は、前記配置端を有する第１排気管部と、前記第１排気管部に接続され、前記開放端を有する第２排気管部とからなるＴ字状の形状を有する排気管を備え、
前記第２排気管部は、該第２排気管部の側面に前記開放端である複数の穴を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure is a T-shaped exhaust gas including a first exhaust pipe portion having the arranged end and a second exhaust pipe portion connected to the first exhaust pipe portion and having the open end. Equipped with a tube
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, wherein the second exhaust pipe portion has a plurality of holes that are open ends on the side surface of the second exhaust pipe portion. Exhaust pipe structure. 前記排気管構造体は、前記開放端を複数有し、
前記複数の開放端における開口断面の法線方向が異なる方向に向けて配置されている構造を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure has a plurality of the open ends.
The exhaust for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 11, wherein the structure has a structure in which the normal directions of the opening cross sections at the plurality of open ends are arranged in different directions. Pipe structure. 前記排気管構造体は、前記開放端における開口断面において直交する２つの内径又は中心を通り両端が内周にある直交する２つの線分の一方の長さが他方の長さよりも長い構造を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure has a structure in which one length of two orthogonal line segments passing through two inner diameters or centers orthogonal to each other in the opening cross section at the open end and having both ends on the inner circumference is longer than the length of the other. The exhaust pipe structure for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 12, characterized in that. 前記排気管構造体は、前記開放端における開口断面の法線方向が下方ないし斜め下方に向けて配置されている構造を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The item according to any one of claims 1 to 13, wherein the exhaust pipe structure has a structure in which the normal direction of the opening cross section at the open end is arranged downward or diagonally downward. Exhaust pipe structure for fuel cell system. 前記排気管構造体は、前記車両が平坦な路面に配置された場合に、前記開放端を前記開放端における開口断面の法線方向に延長して前記路面に投影したとき、前記開放端の前記投影面が前記車両の上側からの投影面に含まれる構造を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム用の排気管構造体。 The exhaust pipe structure, when the vehicle is placed on a flat road, when the open end and extending in a direction normal to the opening cross section in the open end projecting into the road surface, the said open end exhaust pipe structure for a fuel cell system according to claim 1, the projection surface is characterized by having a structure that is part of the projection surface from above the vehicle. 請求項１〜１５のいずれか１つの項に記載の燃料電池システム用の排気管構造体を備えたことを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell system comprising the exhaust pipe structure for the fuel cell system according to any one of claims 1 to 15 .
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