(57)【要約】【課題】  希釈室を、樹脂を含む材料により構成して軽量化を図りつつ、希釈室内に静電気が帯電するのを抑制する。【解決手段】  希釈ガスにより可燃性ガスを希釈する希釈装置において、希釈室は、樹脂を含む材料により構成された筐体であり、その内部に可燃性ガスを導入する可燃性ガス入口と希釈ガスを導入する希釈ガス入口とを有する。またこの希釈装置は、希釈室内にガスを導入する際に発生する静電気が、希釈室内に帯電するのを抑制する静電気帯電抑制手段を備える。【選択図】      図１
2006302708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂を含む材料により形成された筐体であって、内部に可燃性ガスを導入する可燃性ガス入口と希釈ガスを導入する希釈ガス入口とを有し、前記希釈ガスにより前記可燃性ガスを希釈する希釈室と、
前記希釈室内の静電気の帯電を抑制する静電気帯電抑制手段と、
を備えることを特徴とする希釈装置。
【請求項２】
前記筐体は、少なくとも一部に、樹脂により形成され、かつ、前記可燃性ガスに接する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の希釈装置。
【請求項３】
前記静電気帯電抑制手段は、前記希釈室の内壁を形成する、表面固有抵抗が１０９Ω以下の非帯電層であることを特徴とする請求項１または２に記載の希釈装置。
【請求項４】
前記静電気帯電抑制手段は、金属の繊維を編んで形成される金属メッシュであって、前記希釈室壁面に少なくとも一部が埋め込まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の希釈装置。
【請求項５】
前記静電気帯電抑制手段は、前記希釈室壁面を構成する、前記樹脂に導電性物質を混入して形成された、固有抵抗が１０８Ωm以下の導電性樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の希釈装置。
【請求項６】
前記静電気帯電抑制手段は、前記希釈室の内壁に付着した水分層であることを特徴とする請求項１または２に記載の希釈装置。
【請求項７】
前記希釈室内に水分を導入する水分導入手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の希釈装置。
【請求項８】
前記希釈室内の水分を排出する水分排出手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の希釈装置。
【請求項９】
前記静電気帯電抑制手段は、前記水分導入手段から導入される水分を、前記希釈室内壁に拡散させる拡散部材を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の希釈装置。
【請求項１０】
前記水分層は、前記希釈室内壁に配置された不織布に、前記水分導入手段から導入される水分を染み込ませたものであることを特徴とする請求項７または８に記載の希釈装置。
【請求項１１】
前記静電気抑制手段に接続するアースを備えることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の希釈装置。
【請求項１２】
前記可燃性ガスは、燃料電池からの燃料オフガスであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の希釈装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は希釈装置に関する。更に具体的には、希釈室内に可燃性ガスと希釈ガスとを導入して可燃性ガスを希釈する希釈装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−１２７６２１号公報には、燃料電池から排出されるガスを希釈する希釈装置が開示されている。この希釈装置は、燃料電池から排出される燃料オフガスを流入させる入口と、空気オフガスを流入させる入口とを有し、燃料電池から排出される燃料オフガスを空気によって希釈する。
【０００３】
燃料電池の発電時には、その反応により水が生成され、その生成水がカソード側からアノード側に透過して、燃料電池のアノード側に滞留する場合がある。アノード側に滞留する水分は、アノード側の水素ガスの流れを阻害するため、発電を不安定にする場合がある。また、カソード側に供給される窒素が、カソード側を透過してアノード側の水素ガスに混入する場合がある。燃料電池は、発電後に排出される未反応の水素ガスを循環して用いるが、水素の循環回数が増加すると、混入した窒素ガスの濃度が大きくなる場合がある。その結果、発電が不安定になることが考えられる。
【０００４】
このため、上記従来技術においては、水素ガスの循環経路を水素ガスにより定期的にパージすることにより、窒素が混入した水素やアノード側に溜まった水を排出する方法が採られている。このとき、水素ガスも一緒に排出されるため、排出ガスをそのまま大気へ放出させることは好ましいことではない。したがって、大気への放出前に、排出ガスを希釈する方法が採用されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２７６２１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術のような希釈装置の希釈室は、通常、金属により構成されている。このため、希釈装置の重量はある程度大きなものとなる。これに対して、希釈装置を軽量化するため、金属に代えて、樹脂を用いて希釈室を構成することが考えられる。しかし、希釈室内にガスが導入される際に、ガスと希釈室内壁との摩擦により静電気が発生する場合があるが、一般に、樹脂は金属に比べて表面固有抵抗が高く、電荷を放電しにくい。したがって、希釈室が樹脂で構成されていると、発生した静電気を放電できず、希釈室内が帯電されやすい。一方、希釈室内に導入される燃料オフガスは、水素等の可燃ガスを多く含む場合がある。したがって、単に樹脂により構成された帯電しやすい希釈室を用いることは、好ましいものではない。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、希釈室に樹脂を用いつつ、ガスが導入された場合にも希釈室内に静電気が帯電するのを抑えることができるように改良した希釈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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、希釈装置であって、
少なくとも樹脂を含む材料により形成された筐体であって、内部に可燃性ガスを導入する可燃性ガス入口と希釈ガスを導入する希釈ガス入口とを有し、前記希釈ガスにより前記可燃性ガスを希釈する希釈室と、
前記希釈室内の静電気の帯電を抑制する静電気帯電抑制手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記希釈室は、少なくとも一部に、樹脂により形成され、かつ、前記可燃性ガスに接する部分を有することを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記静電気帯電抑制手段は、前記希釈室の内壁を形成する、表面固有抵抗が１０９Ω以下の非帯電層であることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１または第２の発明において、前記静電気帯電抑制手段は、金属の繊維を編んで形成される金属メッシュであって、前記希釈室壁面に少なくとも一部が埋め込まれていることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第１または第２の発明において、前記静電気帯電抑制手段は、前記希釈室壁面を構成する、前記樹脂に導電性物質を混入して形成された、固有抵抗が１０８Ωm以下の導電性樹脂であることを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第１または第２の発明において、前記静電気帯電抑制手段は、前記希釈室の内壁に付着した水分層であることを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第６の発明において、前記希釈室内に水分を導入する水分導入手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第８の発明は、第７の発明において、前記希釈室内の水分を排出する水分排出手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第９の発明は、第７または第８の発明において、前記静電気帯電抑制手段は、前記水分導入手段から導入される水分を、前記希釈室内壁に拡散させる拡散部材を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０の発明は、第７または第８の発明において、前記水分層は、前記希釈室内壁に配置された不織布に、前記水分導入手段から導入される水分を染み込ませたものであることを特徴とする。
【００１８】
また、第１１の発明は、第３から第６のいずれかの発明において、前記静電気抑制手段に接続するアースを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第１２の発明は、第１から第１１のいずれかの発明において、可燃性ガスは、燃料電池からの燃料オフガスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１、第２の発明によれば、希釈装置の希釈室は、少なくとも樹脂を含む材料により形成される。また、この希釈装置は、希釈室内の静電気の帯電を抑制する静電気帯電抑制手段を有する。したがって、希釈室の軽量化を図りつつ、希釈室内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００２１】
また、第３の発明によれば、希釈室内壁は、表面固有抵抗が１０９Ω以下の非帯電層である。これにより、希釈室内において静電気が発生した場合にも、これを放電することができ、希釈室に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００２２】
また、第４の発明によれば、希釈室壁面には、金属の繊維を編んで形成される金属メッシュが少なくとも一部において埋め込まれて配置されている。これにより、希釈室内において静電気が発生した場合にも、これを放電することができ、希釈室に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００２３】
また、第５の発明によれば、希釈室壁面は、樹脂に導電性物質を混入して形成された固有抵抗が１０８Ωm以下の導電性樹脂であり、静電気帯電抑制手段として機能する。これにより、希釈室内において静電気が発生した場合にも、これを放電することができ、希釈室に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００２４】
また、第６の発明によれば、希釈室の内壁に水分を付着して水分層を形成する。水の固有抵抗は、１０８Ωm以下であり、希釈室内において静電気が発生した場合にも、希釈室に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００２５】
また、第７の発明によれば、希釈室内に水分を導入する水分導入手段を備える。これにより、希釈室内に水分を導入して、静電気の発生または帯電を抑制することができる。
【００２６】
また、第８の発明によれば、希釈室内の水分を排出する水分排出手段を備える。これにより、水分の排出と共に、希釈室内の電荷を放出することができる。したがって、希釈室内に静電気が帯電するのを効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、第９の発明によれば、水分導入手段から導入される水分を、希釈室内壁に拡散させる拡散部材を備える。したがって、水分導入手段を有効に利用して、希釈室内壁に常時水分膜が形成されている状態とすることができる。これにより、希釈室内に静電気が帯電するのを効果的に抑制することができる。
【００２８】
また、第１０の発明によれば、希釈室内壁に不織布を配置し、不織布に、水分導入手段から導入される水分を染み込ませて水分層を形成する。これにより、希釈室内壁に水分膜が形成されている状態とすることができ、希釈室に静電気が帯電するのを効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、第１１の発明によれば、静電気抑制手段に接続するアースを備える。これにより、希釈室内に発生した静電気を、より確実に放電することができる。
【００３０】
また、第１２の発明によれば、可燃性ガスは、燃料電池からの燃料オフガスとする。即ち、この発明の希釈装置は、希釈室内の帯電を抑制することができるものである。したがって、燃料電池の燃料オフガスに可燃ガスが含まれている場合にも、この希釈装置を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００３２】
実施の形態１．
[実施の形態１の燃料電池システムの構成について]
図１は、この発明の実施の形態１における燃料電池システムを説明するための模式図である。
図１に示すように、このシステムは、水素タンク２を有する。水素タンク２は、水素供給管４に接続されている。水素供給管４は、その途中に圧力調整バルブ６を有する。圧力調整バルブ６は、水素供給管４内の圧力が一定になるように、水素の流量を制御している。水素供給管４は、燃料電池８の水素入口８ａに接続されている。
【００３３】
一方、燃料電池８の水素オフガス出口８ｂには、水素オフガス排気管１０が接続されている。水素オフガス排気管１０は、気液分離器１２の水素オフガス入口に接続する。気液分離器１２は、水素オフガス入口から導入された水素オフガス中の水分を分離させる。気液分離器１２は、水分が除去された水素オフガスと分離された水分とをそれぞれ排出する、水素オフガス出口と水分出口とを有する。
【００３４】
気液分離器１２の水素オフガス出口には、水素オフガス排気管１４が接続されている。水素オフガス排気管１４は、水素供給管４の、圧力調整バルブ６と燃料電池８の水素入口８ａとの間の部分に接続されている。気液分離器１２の水分出口には、水分用配管１８の一端が接続されている。水分用配管１８の他端は、希釈器２０の水分入口２０ａに接続している。
【００３５】
水素オフガス排気管１４の途中には、水素オフガス用配管２２の一端が接続されている。水素オフガス用配管２２の他端は、希釈器２０の水素オフガス入口２０ｂに接続している。水素オフガス用配管２２は、その途中にパージバルブ２４を有する。パージバルブ２４は、水素オフガス用配管２２を開閉することができる。
【００３６】
また、燃料電池システムは、コンプレッサ３０を有する。コンプレッサ３０には、空気供給管３２の一端が接続されている。空気供給管３２の他端は、燃料電池８内の空気入口８ｃに接続されている。燃料電池８の空気オフガス出口８ｄには、空気オフガス排気管３４が接続されている。空気オフガス排気管３４は、図示略のマフラーに接続される。空気オフガス排気管３４の途中には、空気オフガス用配管３６の一端が接続されている。空気オフガス用配管３６の他端は、希釈器２０の空気オフガス入口２０ｃに接続している。また、希釈器２０の混合ガス出口２０ｄには、混合ガス排気管３８の一端が接続されている。混合ガス排気管３８の他端は空気オフガス排気管３４に接続して合流する。
【００３７】
希釈器２０は、希釈室４０を有する。希釈室４０は、ＨＤＰＥ(High Density Polyethylene;高密度ポリエチレン)により構成されている。希釈室４０には、上記のように、水分入口２０ａ、水素オフガス入口２０ｂ、空気オフガス入口２０ｃ、及び混合ガス出口２０ｄが設けられている。
【００３８】
希釈室４０内壁には一面に、非帯電層４２が形成されている。非帯電層４２は、希釈室４０内壁に、鉄を用いた金属メッキを施すことにより形成されている。非帯電層４２を形成することにより、希釈室４０内面は、表面固有抵抗が１０９Ω以下となり、静電気を放電できる構造となっている。また、非帯電層４２には、アース４４が接続されている。
【００３９】
[実施の形態１の燃料電池の発電時の動作について]
上記の燃料電池システムの発電時には、パージバルブ２４が閉じられる。この状態で、水素タンク２からの水素の供給と、コンプレッサ３０からの空気の供給が開始される。水素は、水素供給管４を通って燃料電池８の各セルのアノード側の燃料ガス流路に供給される。一方、空気は、空気供給管３２を通って、燃料電池８内の各セルのカソード側の酸素ガス流路に供給される。
【００４０】
発電に供された後、水素オフガスは、水素オフガス出口８ｂから、水素オフガス排気管１０に排出される。排出されたガスは、気液分離器１２を通過して、オフガス中の水分が除去される。その後、水分が除去された水素オフガスは、水素オフガス用排気管１４から、水素供給管４に合流し、水素タンク２から供給される水素と共に、再び、燃料電池８に燃料ガスとして供給される。気液分離器１２において除去された水分は、水分用配管１８から希釈器２０に排出される。一方、発電に供された後の空気オフガスは、空気オフガス出口８ｄから、空気オフガス排気管３４に排出される。
【００４１】
[水素ガス循環経路の置換について]
上記のような燃料電池８の発電がある程度の時間行われ、循環利用されている水素内の窒素濃度が高くなった場合、あるいは、水素循環経路内に水分が付着していると考えられるような場合には、循環利用している水素を一端外部に排出する。このとき、まず、パージバルブ２４を開放する。この状態で水素タンク２から水素の供給を続けると、水素供給管４、燃料電池８の水素ガス流路内、水素オフガス排気管１０、１４内に溜まった窒素及び水分等が水素と共に押し出されて、水素オフガス用配管２２から希釈器２０に排出される。
【００４２】
希釈器２０内に排出された水素オフガスは、空気オフガス用配管３６から供給される空気により、所定の濃度にまで薄められる。所定の濃度に薄められた混合ガスは、混合ガス排気管３８から排出され、空気オフガス排気管３４に合流して、外部に放出される。水素循環経路内の置換が完了した場合には、パージバルブ２４を閉じる。
【００４３】
上述したように、希釈室４０は樹脂により構成されているが、その内壁面のオフガスと接する部分は非帯電層４２により覆われている。また、非帯電層４２はアース４４に接続されている。したがって、水素オフガスあるいは空気オフガスの流入時の摩擦により、希釈器２０内に静電気が発生した場合にも、非帯電層４２及びアース４４により、静電気を外部に放電することができる。したがって、希釈室４０が樹脂で構成して軽量化を図りつつ、希釈器２０内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００４４】
なお、実施の形態１において、非帯電層４２は、鉄を用いた金属メッキにより構成される場合について説明した。しかし、この発明において、非帯電層４２は、鉄を用いたものに限るものではない。非帯電層４２の材料としては、導電率の高い物質を用いればよい。具体的には、例えば、非帯電層は、鉄に代えて、アルミ、金、銀、銅等を用いて希釈室４０内壁に金属メッキを施すことにより形成されたものであってもよい。
【００４５】
またこの発明の非帯電層４２は、金属メッキにより形成されたものに限るものでもなく、上記のような材料を用いて、他の方法により、希釈室４０の内壁面に非帯電層４２を設けたものであってもよい。図２に、希釈器の他の例を示す。
【００４６】
図２に示す希釈器１２０は、図１の希釈器２０の非帯電層４２に代えて、金属メッシュ１４２を用いる点を除き、図１の希釈器と同じものである。
具体的に、図２の希釈器１２０においては、希釈室４０の壁面内または表面に、金属メッシュ１４２が配置されている。金属メッシュ１４２は、ＳＵＳ（Stainless Used Steel;ステンレス）からなる繊維を編み混んで構成されたものである。金属メッシュ１４２の一部は、希釈室４０の壁面内に埋め込まれ、他の部分は、希釈室４０内面に露出するように配置されている。この金属メッシュ１４２は、一部において、アース４４に接続されている。このような構成にしても、図１の希釈器２０と同様に、希釈器１２０内部での静電気の帯電を抑えることができる。
【００４７】
また、この発明の非帯電層４２は、金属メッシュの一部を埋め込んだものに限るものでもない。例えば、金属メッシュを希釈室４０の内面全面に露出させたものであってもよい。
【００４８】
また、実施の形態１においては、非帯電層４２あるいは金属メッシュ１４２が、アース４４に接続されている場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、アースに接続されていないものであってもよい。一般に、表面固有抵抗が１０９Ω以下、あるいは固有抵抗１０８Ωm以下の物質は非帯電体と呼ばれる。非帯電体は、発生した静電気を放電し、静電気の帯電を防止する。したがって、このような非帯電体からなる層を希釈器２０の内面に設けることにより、アース４４を用いなくても、希釈室４０内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００４９】
また、実施の形態１において、希釈室４０が、ＨＤＰＥにより構成されている場合について説明した。しかし、この発明において、希釈室はこれに限るものではなく、他の樹脂により構成されているものであってもよい。希釈室を構成する樹脂としては、ＨＤＰＥのほかに、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）ナイロン（ＰＡ）等の汎用プラスチックやエンプラ（エンジニアリングプラスチック）等を用いることが考えられる。
【００５０】
また、実施の形態１においては、気液分離器１２の水分用配管１８を希釈器２０の水分入口２０ａに接続して、気液分離器１２において分離された水分を、水分用配管１８を介して、希釈器２０内に導入する場合について説明した。しかし、この発明において、水分用配管１８は、希釈器２０に接続されているものに限るものではなく、気液分離器１２において分離された水分は、他の部分に排出されるものであってもよい。
【００５１】
なお、例えば、実施の形態１において、水素オフガスは、この発明の「可燃性ガス」に該当し、空気オフガスは「希釈ガス」に該当し、希釈器２０は「希釈装置」に該当し、希釈室４０は「希釈室」に該当し、非体電層４２は「静電気帯電抑制手段」に該当する。また、例えば、非帯電層４２、アース４４、金属メッシュ１４２は、それぞれ、この発明の「非帯電層」、「アース」、「金属メッシュ」に該当する。
【００５２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における希釈器を説明するための模式図である。
図３に示す希釈器４６は、図１に示す燃料電池システムの希釈器２０に代えて用いることができる。図３に示す希釈器４６は、非帯電層を有さず、希釈室４８の壁面が、金属を混入させた導電性樹脂により構成されている点を除き、図１に示す希釈器と同様のものである。
【００５３】
具体的に、図３の希釈器４６において、希釈室４８の壁面は、ＥＶＯＨ樹脂（ethylene-vinylalcohol copolymer;エチレンビニルアルコール共重合樹脂）にカーボンブラックを混入させた導電性樹脂により構成されている。混入の割合は、ＥＶＯＨ樹脂が８０〜６０％、カーボンブラックが２０〜４０％程度である。また、希釈室４８の壁面には、アース４４が接続されている。
【００５４】
以上のような構成にした場合、希釈室４８内面の電気抵抗値を１０２〜１０５Ω程度まで下げることができる。その結果、希釈室４８に静電気を帯電させず、アース４４を介して発生した静電気を除電することができる。即ち、希釈室４８は、静電気帯電抑制手段として機能する。このようにしても、オフガスの流入による摩擦により発生する静電気を放電し、希釈器４６内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００５５】
なお、実施の形態２においては、金属を混入させる樹脂として、ＥＶＯＨ樹脂を用いる場合について説明した。これは、カーボンブラックを混入することで、水素透過防止性が低下する可能性を考慮したためである。しかし、この発明は、ＥＶＯＨ樹脂を用いる場合に限るものではなく、他の低水素透過性の樹脂を用いてもよい。
【００５６】
また、希釈室４８の壁面は、ＨＤＰＥ、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）ナイロン（ＰＡ）等の汎用プラスチックやエンプラ等の樹脂に金属を混入させた導電性の樹脂を用いて形成し、水素の漏れ量にあわせて十分に厚くしたものであってもよい。更に、これらの樹脂のみの希釈室壁面の内側に、低水素透過性の樹脂に金属を混入させた導電性樹脂を積層した構造の希釈室を用いてもよい。
【００５７】
また、実施の形態２において、混入する導電性物質としては、カーボンブラックを用いる場合について説明したが、この発明において、混入する導電性物質は、これに限るものではない。
【００５８】
また、実施の形態２においては、希釈室４８にアース４４を接続する場合について説明した。しかしこの発明において希釈室４８は、アース４４に接続されていないものであってもよい。この場合、導電性物質を混入することにより、希釈室４８の内面の表面固有抵抗が１０９Ω以下、あるいは固有抵抗１０８Ωm以下とする。このように表面固有抵抗を小さくすることにより、希釈室４８内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００５９】
なお、例えば、実施形態２において、希釈器４６は、この発明の「希釈装置」に該当し、アース４４は「アース」に該当し、希釈室４８は「希釈室」に該当すると共に、「静電気帯電抑制手段」に該当する。
【００６０】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３における希釈器について説明するための模式図である。
図４に示す希釈器５０は、図１に示す燃料電池システムの希釈器２０に代えて用いることができる。図４に示す希釈器５０は、図１の希釈器２０に加えて、拡散部材５２を有し、非帯電層４２に代えて、希釈器２０内壁に水分膜５４を有する点、及びアース４４を有していない点を除き、図１に示す希釈装置と同様のものである。
【００６１】
具体的に、図４の希釈器５０は、空気オフガス入口５０ｃ付近に、拡散部材５２を有する。拡散部材５２は、三角錐形状の部材であり、その頂点が、空気オフガス入口５０ｃの中心に向けて固定されて配置されている。また、希釈室４０の内壁面には水分が付着して形成された水分膜５４が形成されている。
【００６２】
このように構成された希釈器５０内には、空気オフガス用配管３６から、空気オフガスが流入する。この空気オフガス中には、発電において発生した水分が含まれている。空気オフガスが空気オフガス入口５０ｃから流入すると、空気オフガスに含まれる水分は拡散部材５２に衝突して、希釈室４０の内壁に拡散する。これにより、水分膜５４が形成される。
【００６３】
水分膜５４の固有抵抗は、樹脂の固有抵抗より小さく、１０８Ωm以下である。したがって、希釈器５０においても希釈室４０は樹脂により構成されているが、その表面の水分膜５４により、希釈室４０内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００６４】
なお、実施の形態３では、希釈室４０内壁はアースされていない。ここでは、水分膜５４が非帯電体として機能すると共に、混合ガス排気管３８から排出される水分が、電荷を放出し、アースとして機能する。しかし、希釈室４０内壁にアースを接続するものであってよい。これにより確実に静電気の帯電を防止することができる。
【００６５】
また、実施の形態３では、三角錐の部材により水分を拡散させる方法を説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。この発明において拡散部材は、空気オフガス入口５０ｃから空気と共に導入される水分を、希釈室４０壁面に拡散できる形状のものであれば、他の形状であってもよい。
【００６６】
また、実施の形態３においては、発電に供された後の空気オフガスに含まれる水分を拡散させる場合について説明した。しかしこの発明はこれに限るものではなく、他の部分に、別途水分を含む気体を導入させる手段を設けて、この導入口に拡散部材を配置したものであってもよい。
【００６７】
なお、実施の形態３において、希釈器５０は、この発明の「希釈装置」に該当し、希釈室４０は「希釈室」に該当し、水分膜５４は「静電気帯電抑制手段」及び「水分層」に該当する。また、拡散部材５２は、この発明の「拡散部材」に該当し、水分用配管１８は「水分導入手段」に該当し、混合ガス排気管３８は「水分排出手段」に該当する。
【００６８】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４における希釈器を説明するための模式図である。
図５に示す希釈器は、図１の希釈装置の非帯電層４２に代えて、内面に不織布６２を有する点を除き、図１の希釈装置と同じものである。
【００６９】
具体的に、図５の希釈器６０の希釈室４０の内面は、不織布６２で覆われている。不織布６２には、気液分離器１２から分離された水分が、水分用配管１８を介して常に供給されている。したがって、不織布６２は、常に、水分の染み込んだ状態にあり、これにより、希釈室４０内面は水分で覆われている状態となっている。また、不織布６２には、アース４４が接続されている。
【００７０】
上述したように、水の固有抵抗は、樹脂の固有抵抗より小さく、１０８Ωm以下であり、静電気の帯電を防止できる。したがって、樹脂で構成された希釈室４０の内面に不織布６２を設けて、水分を染み込ませた場合にも、希釈室４０内に静電気の帯電を抑えることができる。即ち、希釈器６０の壁面には軽量の樹脂を用いつつ、静電気の帯電を防止することができる。
【００７１】
なお、実施の形態４では、気液分離器１２からの水分を不織布６２に染み込ませる場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、別途、水分導入手段を設けて、不織布６２に供給するものであってもよい。
【００７２】
また、希釈室内壁面に水分を滞留させておく手段として不織布６２を用いているが、不織布に限るものでもなく、他の手段により、水分を滞留させておくものであってもよい。例えば、水分用配管１８に加湿器を設置して、希釈室４０内を加湿するものであってもよい。この場合、希釈室内の湿度は、７０％以上にすることが好ましい。このようにすることにより、静電気の発生を防止して、希釈室４０内に静電気が帯電するのを抑えることができる。
【００７３】
また、不織布６２には、アース４４が接続されている場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、アース４４により接地されていないものであっても良い。このようにしても、内壁面の水分によりある程度、静電気の帯電を抑えることができる。
【００７４】
なお、例えば、実施の形態４において、希釈器６０は、この発明の「希釈装置」に該当し、希釈室４０は「希釈室」に該当し、不織布６２は「不織布」に該当し、アース４４は「アース」に該当し、水分用配管１８、混合ガス排気管３８は、それぞれ、「水分導入手段」、「水分排出手段」に該当する。
【００７５】
また、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及している場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１における燃料電池システムを説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１における希釈器の他の例を説明するための模式図である。
【図３】この発明の実施の形態２における希釈器を説明するための模式図である。
【図４】この発明の実施の形態３における希釈器を説明するための模式図である。
【図５】この発明の実施の形態４における希釈器を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
２  水素タンク
４  水素供給管
６  圧力調整バルブ
８  燃料電池
８a  水素入口
８ｂ  水素オフガス出口
８ｃ  空気入口
８ｄ  空気オフガス出口
１０  水素オフガス排気管
１２  気液分離器
１４  水素オフガス排気管
１８  水分用配管
２０、１２０  希釈器
２０ａ  水分入口
２０ｂ  水素オフガス入口
２０ｃ  空気オフガス入口
２０ｄ  混合ガス出口
２２  水素オフガス用配管
２４  パージバルブ
３０  コンプレッサ
３２  空気供給管
３４  空気オフガス排気管
３６  空気オフガス用配管
３８  混合ガス排気管
４０  希釈室
４２  非帯電層
１４２  金属メッシュ
４６  希釈器
４８  希釈室
５０  希釈器
５０ｃ  空気オフガス入口
５２  拡散部材
５４  水分膜
６０  希釈器
６２  不織布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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