(57)【要約】【課題】簡単な構造で効果的に水を排出できる排気ガス処理装置を提供する。【解決手段】排気ガス処理装置１０であって、酸化オフガス流路１００と、酸化オフガス流路の下方に配置される燃料オフガス流路２００と、酸化オフガス流路と燃料オフガス流路とを連通する連通孔１１０、１２０と、燃料オフガス流路内の、連通孔の下方に配置された流路切替装置３００であって、支点３１０と支点の上流側に配置される第１のシーソー板３２０と下流側に配置される第２のシーソー板３３０とを有するＶ字型の流路切替装置と、燃料オフガス流路の下流端部に配置される排水管２２０とを備え、流路切替装置は、慣性力等により、支点を中心に回転し、第２のシーソー板により燃料オフガス流路のガスの流れを下流側連通孔と排水路の間で遮断する状態と、第１のシーソー板により燃料オフガス流路のガスの流れを上流側連通孔と下流側連通孔の間で遮断する状態とを有する。【選択図】図１
2010267388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される排気ガス処理装置であって、
酸化オフガス流路と、
前記酸化オフガス流路の下方に配置される燃料オフガス流路と、
前記酸化オフガス流路と前記燃料オフガス流路とを連通する上流側連通孔と下流側連通孔と、
前記燃料オフガス流路内において、前記下流連通孔の下方に配置された流路切替装置であって、
支点と、
前記支点の上流側に配置される第１のシーソー板と、
前記支点の下流側に配置される第２のシーソー板と、
を有するＶ字型の流路切替装置と、
前記燃料オフガス流路の下流端部に配置される排水路と、
を備え、
前記流路切替装置は、慣性力あるいは重力により前記支点を中心に回転し、
前記第２のシーソー板により、前記燃料オフガス流路を流れるガスの流れを、前記下流側連通孔と前記排水路の間で遮断する第１の状態と、
前記第１のシーソー板により、前記燃料オフガス流路を流れるガスの流れを、前記上流側連通孔と前記下流側連通孔の間で遮断する第２の状態と、
を有する、排気ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の排気ガスを処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池では、燃料ガスに水素を用いた場合、燃料排気ガスに未反応の水素が含まれる場合がある。従来の排気ガス処理装置は、燃料排気ガスを、酸化排気ガスと混合して、希釈し、その後大気に排出していた。（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７６５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、酸化排気ガスには、水分が含まれている。従来の排気ガス処理装置では、水分と、燃料排気ガスの分離については十分に検討されていなかった。そのため、水分が排気ガス管内で凝集すると、燃料排ガスの排出が困難になる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決し、簡単な構造で効果的に水を排出できる排気ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
車両に搭載される排気ガス処理装置であって、酸化オフガス流路と、前記酸化オフガス流路の下方に配置される燃料オフガス流路と、前記酸化オフガス流路と前記燃料オフガス流路とを連通する上流側連通孔と下流側連通孔と、前記燃料オフガス流路内において、前記下流連通孔の下方に配置された流路切替装置であって、支点と、前記支点の上流側に配置される第１のシーソー板と、前記支点の下流側に配置される第２のシーソー板と、を有するＶ字型の流路切替装置と、前記燃料オフガス流路の下流端部に配置される排水路と、を備え、前記流路切替装置は、慣性力あるいは重力により前記支点を中心に回転し、前記第２のシーソー板により、前記燃料オフガス流路を流れるガスの流れを、前記下流側連通孔と前記排水路の間で遮断する第１の状態と、前記第１のシーソー板により、前記燃料オフガス流路を流れるガスの流れを、前記上流側連通孔と前記下流側連通孔の間で遮断する第２の状態と、を有する、排気ガス処理装置。
この適用例によれば、容易に水素と水分とを分離でき、簡単な構造で効果的に水を排出することが可能となる。
【０００８】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、排気ガス処理装置の他、  燃料電池における排気ガスの処理方法等、様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例に係る排気ガス処理装置の構成及び通常運転時の動作を示す説明図である。
【図２】本実施例において車両の停止方向に慣性力が作用した時の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施例に係る排気ガス処理装置の構成及び通常運転時の動作を示す説明図である。排気ガス処理装置１０は、酸化オフガス流路１００と、燃料オフガス流路２００と、を備える。酸化オフガス流路１００は、燃料オフガス流路に対し、重力方向上方に配置されている。酸化オフガス流路１００と燃料オフガス流路２００とは、第１、第２の連通孔１１０、１２０により繋がっている。第２の連通孔は、第１の連通孔の大きさよりも大きくてもよい。
【００１１】
燃料オフガス流路２００内の、第２の連通孔１２０下方には、シーソー式の流路切替装置３００が配置されている。流路切替装置３００は、支点３１０と、第１のシーソー板３２０と、第２のシーソー板３３０と、側壁３４０と、を備える。流路切替装置３００は、支点３１０を頂点とするＶ字形をしている。第１のシーソー板３２０と、第２のシーソー板３３０と、が形成する角の大きさは、鈍角とすることが好ましい。流路切替装置３００は、慣性力や重力により、支点３１０を回転する。
【００１２】
酸化オフガス流路１００には、酸化オフガスマニホールド（図示せず）が接続され、燃料オフガス流路２００には、燃料オフガスマニホールド２１０が接続されている。燃料オフガス流路２００の下流側端部には、排水口（図示せず）に至る配水管２２０が接続されている。
【００１３】
本実施例では、図１の右側が車両の前方側になるように、排気ガス処理装置は、車両に搭載されている。車両は停止状態から加速するので、まず、流路切替装置３００が左に回転するように、慣性力がはたらく。その結果、流路切替装置３００は、図１上において、支点３１０を中心に左周り（反時計回り）に回転する。その結果、第１のシーソー板３２０は、燃料オフガス流路２００の長手方向と平行となる。一方、第２のシーソー板３３０は、第２の連通孔１２０と配水管２２０の間で、燃料オフガス流路２００を塞ぐ。
【００１４】
燃料オフガスは、燃料オフガス流路２００を流れ、まず、第１の連通孔を通って流入してきた酸化オフガスと合流して混合ガスとなる。このとき、燃料オフガスの水素は、希釈される。混合ガスは、流路切替装置３００近傍まで流れると、第２のシーソー板３３０により第２の連通孔１２０方向に流れが曲げられ、酸化オフガス流路１００に流入する。これにより、混合ガス中は、酸化オフガスと混合し、混合ガス中の水素は、さらに希釈される。混合ガスは、その後、マフラー（図示せず）から排出される。
【００１５】
一方、酸化オフガスは、一部が第１の連通孔１１０を通って酸化オフガス流路１００から燃料オフガス流路２００に流れ込み、残りは、酸化オフガス流路１００を流れる。酸化オフガス流路１００から燃料オフガス流路２００に流れ込んだ酸化オフガスは、燃料オフガスと混合し、混合ガスとなる。この混合ガスの流れについては同様である。
【００１６】
酸化オフガス中には、燃料電池の電気化学反応により生成した水が水蒸気として含まれている。この水蒸気は、冷やされると凝集し、水になる。凝集した水は、気体よりも重いので、第１の連通孔１１０を通って燃料オフガス流路２００に落下する。また、酸化オフガス（混合ガス）が燃料オフガス流路２００を通過中に水蒸気が凝集した場合には、燃料オフガス流路２００中に、そのまま水分が溜まる。この状態では、燃料オフガス流路２００から水分が排出されない。
【００１７】
図２は、本実施例において、車両の停止方向に慣性力が作用した時の動作を示す説明図である。車両の停止方向に慣性力が作用すると、流路切替装置３００は、右に回転するように、慣性力がはたらく。その結果、流路切替装置３００は、図２に示すように、支点３１０を中心に右周り（時計回り）に回転する。その結果、第２のシーソー板３３０は、燃料オフガス流路２００の長手方向と平行となる。一方、第１のシーソー板３２０は、第１の連通孔１１０と、第２の連通孔１２０との間で、燃料オフガス流路２００を塞ぐ。このとき、第１のシーソー板３２０上に凝集していた水は、流路切替装置３００の回転により、第２のシーソー板３３０上に移動する。
【００１８】
燃料オフガス流路２００が、第１の連通孔１１０と、第２の連通孔１２０との間で閉塞されているため、燃料オフガスは、第２の連通孔を通り、酸化オフガス流路に流れる。燃料オフガスは、酸化オフガスと合流し、混合ガスとして希釈される。混合ガスは、マフラー（図示せず）方向に流れる。このとき、混合ガスは途中で第２の連通孔１２０の上を通るが、水素は分子量が小さいため、混合ガス中の水素は、第２の連通孔１２０を通って燃料オフガス流路２００側には移動し難い。したがって、混合ガス中の水素は、マフラー方向に移動する。
【００１９】
酸化オフガスは、上述したように、燃料オフガスと合流して混合ガスとなる。混合ガスは、第２の連通孔１２０まで移動すると、一部が第２の連通孔１２０を通って酸化オフガス流路１００から燃料オフガス流路２００に流れ込み、残りは、マフラー（図示せず）方向に流れる。上述したように、軽い水素はマフラー方向に流れるため、第２の連通孔１２０を通って酸化オフガス流路１００から燃料オフガス流路２００に流れ込む混合ガスには、水素はほとんど含まれていない。混合ガスは、排水管２２０方向に流れるとともに、第２のシーソー板３３０上の水を排水管２２０方向に移動させる。
【００２０】
本実施例では、図１、図２の右側を車両の前方側、左側を後方側として説明したが、逆であってもよい。また、慣性力だけでなく、車両の傾きによる重力を用いてもよい。慣性力と重力とは、等価原理により等価である。
【００２１】
以上、本実施例では、酸化オフガス流路を上方、燃料オフガス流路を下方に配置しているので、水素と水分とを容易に分離し、水素や水分を効率的に排出することが可能となる。
【００２２】
一般に凝集した水滴の大きさが小さいと、燃料オフガス流路２００内部の細かな凹凸の影響を受けるため水滴を流し難い。一方、水滴の大きさが大きいと、燃料オフガス流路２００内部の細かな凹凸の影響を緩和できるので、水滴を流し易い。本実施例では、車両の加減速による慣性力を用いて動作するシーソー式の流路切替装置３００を備えている。これにより、水分を溜めて、すなわち水滴を大きくして、水を排出する。その結果、簡単な構成で、水の排出を容易に行うことが可能となる。
【００２３】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２４】
１０…排気ガス処理装置
１００…酸化オフガス流路
１１０、１２０…連通孔
２００…燃料オフガス流路
２１０…燃料オフガスマニホールド
２２０…配水管
２２０方向…排水路
３００…流路切替装置
３１０…支点
３２０…第１のシーソー板
３３０…第２のシーソー板
３４０…側壁
【図１】
2010267388.tif 000003
【図２】
2010267388.tif 000004