(57)【要約】【課題】希釈装置の希釈効果低下を抑える。【解決手段】ボックス状の希釈装置３は、希釈対象のガスが流入するガス流入口３１ａと、外部の空気が流入する空気流入口３２ａと、前記空気により希釈された前記ガスが流出するガス流出口３２ｃとを備え、前記希釈装置の第１の面３１に前記ガス流入口が設けられ、前記第１の面とは異なる前記希釈装置の第２の面３２に前記空気流入口及び前記ガス流出口が設けられている。【選択図】図２
2020121268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希釈対象のガスが流入するガス流入口と、
外部の空気が流入する空気流入口と、
前記空気により希釈された前記ガスが流出するガス流出口と
を備えたボックス状の希釈装置であって、
前記希釈装置の第１の面に前記ガス流入口が設けられ、
前記第１の面とは異なる前記希釈装置の第２の面に前記空気流入口及び前記ガス流出口が設けられている、希釈装置。
【請求項２】
前記第１の面及び前記第２の面のいずれとも異なる前記希釈装置の第３の面の一部が前記希釈装置の外側に突出してなる袋形状部が形成されている、請求項１に記載の希釈装置。
【請求項３】
単一の前記袋形状部が設けられている、請求項２に記載の希釈装置。
【請求項４】
前記袋形状部と前記ガス流出口との距離が、前記袋形状部と前記空気流入口との距離よりも短い、請求項２又は３に記載の希釈装置。
【請求項５】
前記第１の面が前記希釈装置の上面であり、
前記第２の面が前記第１の面に接する側面であり、
前記第３の面が前記第１の面に接するとともに前記第２の面と対向する側面であり、
前記空気流入口が前記第２の面の高さ方向上半分の領域に形成され、
前記ガス流出口が前記第２の面の高さ方向下半分の領域に形成されている、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の希釈装置。
【請求項６】
前記希釈装置の上下方向に沿った前記袋形状部の長さが前記希釈装置の高さの半分以下である、請求項５に記載の希釈装置。
【請求項７】
前記希釈装置の内部に、前記空気流入口と前記ガス流出口とから略等距離に位置し、前記空気流入口と前記ガス流出口とを結ぶ線に平行な回転軸を有するプロペラをさらに備える請求項５又は６に記載の希釈装置。
【請求項８】
前記希釈対象のガスが燃料電池から排出される水素であり、
前記第１の面の上方に前記燃料電池が配置されている、
請求項５〜７のいずれか一項に記載の希釈装置。
【請求項９】
前記ガス流出口の断面積が前記空気流入口の断面積よりも小さい、請求項１〜８のいずれか一項に記載の希釈装置。
【請求項１０】
前記外部の空気を送り込むファンが前記空気流入口に接続されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の希釈装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希釈対象のガスを希釈する希釈装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、燃料ガスを用いた化学反応によりエネルギーを発生する装置から排出された燃料ガスを導入し、この燃焼ガスを空気により希釈拡散する拡散スペースを設けた希釈ボックスと、前記希釈ボックス内に突出して配設され、前記装置から排出された燃料ガスを放出する燃料ガス放出配管と、前記希釈ボックス内に空気を送風する送風装置とを備えた希釈装置が記載されている。前記希釈ボックスは、前記送風装置から送風された空気をボックス内に導入するための空気導入口と、ボックス内で希釈された希釈燃料ガスを外部に排出する希釈燃料ガス排出口とを備え、前記空気導入口と前記希釈燃料ガス排出口とを結ぶ排出流路の外側に前記拡散スペースが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５８５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
希釈装置において、希釈のための空気が流入する空気流入口から希釈ガス流出口へと向かう流路が直線状である場合、空気と希釈対象ガスとの混合が不十分となり希釈効果が低下することが考えられる。本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、希釈装置の希釈効果低下を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る希釈装置は、希釈対象のガスが流入するガス流入口と、外部の空気が流入する空気流入口と、前記空気により希釈された前記ガスが流出するガス流出口とを備えたボックス状の希釈装置である。そして、前記希釈装置の第１の面に前記ガス流入口が設けられ、前記第１の面とは異なる前記希釈装置の第２の面に前記空気流入口及び前記ガス流出口が設けられている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、希釈装置の希釈効果低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】希釈装置が搭載された二輪車の側面図である。
【図２】車幅方向に垂直な面に沿った、希釈装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。なお、図において、矢印Ｆ及びＢは二輪車の車両前方及び車両後方をそれぞれ示し、矢印Ｕ及びＤは車両上方及び車両下方をそれぞれ示す。
【０００９】
図１に示すように、二輪車１の後輪１ａの上方に、当該二輪車を駆動するための、水素を燃料ガスとする燃料電池２が搭載されている。燃料電池２の下方には、燃料電池から排出された水素を希釈するための希釈装置３が配置されている。燃料電池２の車両後方には、希釈装置３において希釈された水素を外部に放出するための排気ダクト４が配置されている。
【００１０】
図２に示すように、希釈装置３はボックス状に形成されており、その上面３１は燃料電池２に面している。上面３１には、後面３２よりも前面３３に近い位置に水素流入口３１ａが設けられている。燃料電池２から排出された水素は、水素流入口３１ａを経て希釈装置３の内部に流入する。
【００１１】
後面３２には空気流入口３２ａが設けられ、希釈装置外部の空気が空気流入口３２ａを経て希釈装置内部に流入する。空気流入口３２ａの外側には、希釈装置の外部から内部へと空気を送り込むためのファン３２ｂが取り付けられている。
後面３２にはさらに、希釈装置内部で希釈された希釈水素が流出する希釈ガス流出口３２ｃが空気流入口３２ａの下方に設けられている。この希釈ガス流出口３２ｃと排気ダクト４とはホース５により連結されており、希釈ガス流出口から流出した希釈水素はホース５及び排気ダクト４を経て外部へと排出される。
【００１２】
ファン３２ｂの動作中においては、希釈装置３の内部にて略半円弧状の矢印Ｙ１に示すような気流が発生する。すなわち、空気流入口３２ａから流入した空気は前面３３に向かって流れ、前面３３に当たることで向きが変わり、希釈ガス流出口３２ｃに向かって流れる。
このような矢印Ｙ１に示す気流に起因して、矢印Ｙ２に示す渦が、上面３１及び前面３３により形成される隅部３５において発生する。すなわち、隅部３５において、空気と水素の混合気体が前面３３に向かって流れ、前面３３に当たることで向きが上向きになり、その後上面３１に当たることでさらに向きが変わり、後面３２に向かって流れる。
【００１３】
水素流入口３１ａから希釈装置内部に流入した水素は、矢印Ｙ２に示す渦により拡散する結果、空気流入口３２ａから流入した空気によって希釈される。希釈された水素は、矢印Ｙ１に示す気流に乗って希釈ガス流出口３２ｃから流出する。このように、空気流入口から希釈ガス流出口へと向かう気流（矢印Ｙ１に示す気流）の流路が曲線状であることにより、矢印Ｙ２に示す渦が発生し、この渦により水素の希釈効果が向上する。上記流路が直線状である場合に比べて、希釈装置内部における水素の拡散の度合いが高まり、ひいては水素の希釈効果が高まる。
【００１４】
上記実施形態の注目すべき点について以下に整理する。
［その１］
希釈装置３は、ボックス状であり、希釈対象のガスが流入するガス流入口３１ａと、外部の空気が流入する空気流入口３２ａと、流入した空気により希釈されたガスが流出するガス流出口３２ｃとを備えている。そして、希釈装置３の第１の面すなわち上面３１にガス流入口３１ａが設けられ、第１の面とは異なる前記希釈装置の第２の面すなわち後面３２に空気流入口３２ａ及びガス流出口３２ｃが設けられている。
空気流入口３２ａ及びガス流出口３２ｃが同一面に設けられているため、空気流入口３２ａからガス流出口３２ｃへと向かう気流の流れ方向が途中で１８０度変わる。これにより、矢印Ｙ２に示すような渦が発生する。このかかる渦に希釈対象ガス（水素）を滞留させることで希釈効果が向上する。さらには、空気流入口とガス流出口が設けられた後面３２以外の面の外側において他部品のレイアウトがしやすい。
【００１５】
［その２］
第１の面３１及び第２の面３２のいずれとも異なる希釈装置３の第３の面すなわち前面３３の一部（具体的には前面３３の下部）が希釈装置３の外側に突出してなる袋形状部３３ａ１が形成されている。これにより、袋形状部３３ａ１の内側に袋状の空間３３ａが生まれる。この空間３３ａは希釈装置３の内部空間の一部をなす。
これにより、矢印Ｙ１に示す気流に起因して、空間３３ａにおいて矢印Ｙ３に示す渦が発生する。すなわち、空間３３ａの車両後方領域において、空気と水素の混合気体が下面３４に向かって流れ、下面３４に当たることで向きが前向きになり、その後袋形状部３３ａ１に当たることでさらに向きが変わり、後面３２に向かって流れる。
このように袋形状部を設けることでその内部の袋状の空間に、矢印Ｙ３に示す渦が発生する。かかる渦に水素が滞留することで、希釈性能がさらに向上する。
【００１６】
［その３］
袋形状部は少なくとも１つ設けることができる。袋形状部が単一であれば、複数である場合に比べて、希釈装置の、袋形状部以外の部位周辺に、他の部品を配置することができる。すなわち、部品レイアウトの選択肢を増やすことができる。
【００１７】
［その４］
袋形状部３３ａ１とガス流出口３２ｃとの距離が、袋形状部３３ａ１と空気流入口３２ａとの距離よりも短い。そのため、ガス流出口３２ｃに向かって流れるガスの一部を、ガス流出口３２ｃにより近い袋形状部の渦に滞留させることができる。これにより、効率的な希釈が期待できる。
【００１８】
［その５］
先に述べたように、希釈装置の上面３１を第１の面と呼び、第１の面に接する側面（後面）３２を第２の面と呼び、前記第１の面に接するとともに前記第２の面と対向する側面（前面）３３を第３の面と呼ぶことができる。そして、ガス流入口３１ａが第２の面よりも第３の面に近接して設けられ、第１の面から見て、ガス流出口３２ｃは空気流入口３２ａよりも離れて配置されている。
これにより、矢印Ｙ２に示す渦が発生する隅部３５に水素が排出されるため、水素をより対流させやすくなり、希釈性能が向上する。
【００１９】
［その６］
希釈装置３の上下方向に沿った袋形状部３３ａ１の長さＨ２が、希釈装置３の高さＨ１の半分以下とすることができる。そのため、希釈装置全体との関係で空間３３ａを比較的小さくなり、より効果的に渦（矢印Ｙ３）を発生させることができる。これにより希釈効果が向上する。
【００２０】
［その７］
希釈装置３の内部に、空気流入口３２ａとガス流出口３２ｃとから略等距離に位置し、空気流入口とガス流出口とを結ぶ線に平行な回転軸を有するプロペラ３６をさらに設けることができる。このプロペラの回転により水素が攪拌されて希釈性能が上がる。
【００２１】
［その８］
希釈対象のガスが燃料電池２から排出される水素であり、第１の面の上方に燃料電池２が配置されている。そのため、希釈装置周辺の燃料電池の設置されていない部分に他の部品を配置することができる。つまり、部品配置の自由度が高まる。また、希釈装置３を燃料電池２の下側かつ隣接するように設置することで、主に燃料電池２からパージ時に排出される水素のための配管を、曲げ点の少ないもの、すなわち直線状のものとすることができる。さらに、重力方向にパージ水素に含まれる水分が流れるため、配管内に水が溜まることがない。これにより、配管内での凍結発生を抑えることができる。
【００２２】
［その９］
前記ガス流出口の断面積が前記空気流入口の断面積よりも小さいものとすることができる。空気の流入速度に対して希釈ガスの流出速度を小さくすることで、希釈装置内部でガスを滞留させることができ、希釈性能が向上する。
【００２３】
［その１０］
外部の空気を送り込むファン３２ｂが空気流入口３２ａに接続されている。ファン３２ｂは空気流入口に対して、直接的に接続されていてもよいし、ホース等の別部材（不図示）を通して間接的に接続されていてもよい。そのため、希釈装置自体の配置や希釈装置と他の周辺部品との配置を考慮してファンの位置を決めることができる。つまり、レイアウトの自由度が高まる。
【００２４】
［その他］
空気流入口３２ａは、後面３２の高さ方向上半分の領域に形成するとともに、希釈水素排出口３２ｃは、後面３２の高さ方向下半分の領域に形成することができる。これにより、空気流入口３２ａと希釈水素排出口（ガス流出口）３２ｃとがいずれも後面３２の上面３１に近い位置にある場合に比べて、ガス流入口とガス流出口の距離が長くなるため希釈効果が高い。
【００２５】
希釈対象となるガスは、水素以外のガスを燃料ガスとする燃料電池から排出される燃料ガスであってもよい。さらには、希釈対象となるガスは、燃料電池以外の装置から排出されるガスであってもよい。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
２      燃料電池
３      希釈装置
３１    上面
３１ａ  ガス流入口
３２    後面
３２ａ  空気流入口
３２ｂ  ファン
３２ｃ  ガス流出口
３３    前面
３３ａ  空間
３３ａ１  袋形状部
３４    下面
３５    隅部
３６    プロペラ
【図１】
2020121268.tif 000003
【図２】
2020121268.tif 000004