(57)【要約】【課題】燃料オフガスと酸化オフガスとを混合して排出する際における両オフガスの撹拌性の低下を抑制する。【解決手段】燃料電池用の排気流路形成体であって、燃料電池から排出される酸化オフガスの流路を形成する酸化オフガス配管と、燃料電池から排出された燃料オフガスに含まれる燃料ガスと水とを分離する気液分離器と、酸化オフガス配管と、を接続する接続配管と、を備え、酸化オフガス配管は、直管部と、該直管部における酸化オフガスの排出方向の下流側の端部に連なり、９０度以上９５度以下のＲ形状を有するＲ部と、を有し、接続配管は、Ｒ部よりも排出方向の上流側の直管部に接続する接続部を有し、直管部の軸線と接続部の軸線とがなす角度は、７５度以上１０５度以下である、燃料電池用の排気流路形成体。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用の排気流路形成体であって、
燃料電池から排出される酸化オフガスの流路を形成する酸化オフガス配管と、
前記燃料電池から排出された燃料オフガスに含まれる燃料ガスと水とを分離する気液分離器と、前記酸化オフガス配管と、を接続する接続配管と、
を備え、
前記酸化オフガス配管は、直管部と、該直管部における前記酸化オフガスの排出方向の下流側の端部に連なり、９０度以上９５度以下のＲ形状を有するＲ部と、を有し、
前記接続配管は、前記Ｒ部よりも前記排出方向の上流側の前記直管部に接続する接続部を有し、
前記直管部の軸線と前記接続部の軸線とがなす角度は、７５度以上１０５度以下である、
燃料電池用の排気流路形成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用の排気流路形成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスとしての水素ガスと酸化剤ガスとしての空気に含まれる酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池を備える燃料電池システムが知られている。燃料電池からは、燃料オフガスと、酸化オフガスとが排出される。燃料オフガスには、電気化学反応によって生成される水や、燃料電池における発電に寄与せずに排出される水素ガスが含まれる。燃料オフガスを大気中に排出する場合には、水素ガス濃度を低減させることが求められている。そこで、酸化オフガスと燃料オフガスとを混合して撹拌することによって、排出ガス中の水素ガス濃度を低減することがある。例えば、特許文献１には、燃料電池から排出された燃料オフガスを酸化オフガスに混合させて希釈させる希釈部を備える燃料電池システムが開示されている。かかる希釈部では、燃料オフガス配管が、酸化オフガス排出流路の上流側に向かうように酸化オフガス配管に接続されているため、燃料オフガスを酸化オフガスに円滑に混合させることができ、燃料オフガスを良好に希釈できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２３５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料電池システムでは、燃料オフガス配管の径が酸化オフガス配管の径に比べて非常に小さい。燃料オフガス配管の径が小さいと、氷点下といった低温環境下において、燃料オフガスに含まれる水によって燃料オフガス配管が凍結してしまうおそれがある。他方、燃料オフガス配管の径が大きいと、燃料オフガス配管の径と酸化オフガス配管の径との差が小さくなり、燃料オフガスを酸化オフガスに混合させる際の燃料オフガスの流速が小さくなってしまい、燃料オフガスと酸化オフガスとを十分に撹拌させることができないという問題を本願発明者は見出した。燃料オフガスと酸化オフガスとを十分に撹拌できないと、排出ガス中の水素ガス濃度を所望の濃度まで低減できないおそれがある。そこで、燃料オフガスと酸化オフガスとを混合して排出する際における両オフガスの撹拌性の低下を抑制可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一実施形態によれば、燃料電池用の排気流路形成体が提供される。この排気流路形成体は；燃料電池から排出される酸化オフガスの流路を形成する酸化オフガス配管と；前記燃料電池から排出された燃料オフガスに含まれる燃料ガスと水とを分離する気液分離器と、前記酸化オフガス配管と、を接続する接続配管と；を備え；前記酸化オフガス配管は、直管部と、該直管部における前記酸化オフガスの排出方向の下流側の端部に連なり、９０度以上９５度以下のＲ形状を有するＲ部と、を有し；前記接続配管は、前記Ｒ部よりも前記排出方向の上流側の前記直管部に接続する接続部を有し；前記直管部の軸線と前記接続部の軸線とがなす角度は、７５度以上１０５度以下である。
【０００７】
この形態の燃料電池用の排気流路形成体によれば、Ｒ部が９０度以上９５度以下のＲ形状を有するので、燃料オフガスと酸化オフガスとの乱流を生じさせて、燃料オフガスと酸化オフガスとを混合させることができ、また、接続部がＲ部よりも排出方向の上流側の直管部に接続するので、燃料オフガスが酸化オフガス配管へ流入する際の燃料オフガスの流入量および流速が低減することを抑制でき、また、直管部の軸線と接続部の軸線とがなす角度が７５度以上１０５度以下であるので、燃料オフガスと酸化オフガスとの混合ガス中の水素ガスの最大濃度を低減できる。したがって、この形態の排気流路形成体によれば、燃料オフガスと酸化オフガスとを混合して排出する際における両オフガスの撹拌性の低下を抑制できる。
【０００８】
本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、排気流路形成体を備える燃料電池、かかる燃料電池を備える燃料電池システム等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における燃料電池用の排気流路形成体が搭載される燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態における排気流路形成体の概略構成を示す説明図である。
【図３】接続部近傍を拡大して示す拡大図である。
【図４】実施形態の排気流路形成体の効果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．実施形態：
Ａ１．燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態における燃料電池用の排気流路形成体２００が搭載される燃料電池システム１００の構成を示す概略図である。燃料電池システム１００は、例えば、車両に搭載され、運転者からの要求に応じて車両の動力源となる電力を出力する。燃料電池システム１００は、燃料電池１０と、制御部２０と、酸化剤ガス供給排出部３０と、燃料ガス供給排出部５０とを備える。燃料電池システム１００は、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０と、パワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ」と呼ぶ）９１と、２次電池９２とを備える。
【００１１】
燃料電池１０は、反応ガスとして水素ガスおよび空気の供給を受けて発電する固体高分子型燃料電池である。燃料電池１０は、複数のセル１１が積層されたスタック構造を有する。図示は省略するが、各セル１１は、電解質膜の両面に電極を配置した膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のガス拡散層および一対のセパレータとを有する。燃料電池１０によって発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０およびＰＣＵ９１を介して２次電池９２または負荷９３に供給される。
【００１２】
２次電池９２は、ＰＣＵ９１に接続されている。ＰＣＵ９１は、２次電池９２に接続された図示しない双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいる。燃料電池１０および２次電池９２の電力は、ＰＣＵ９１を含む電源回路を介して、図示しないトラクションモータ等の負荷９３や、後述のエアコンプレッサ３２、循環ポンプ６４、各種弁に、供給される。
【００１３】
酸化剤ガス供給排出部３０は、酸化剤としての空気を外気から取り入れて燃料電池１０に供給すると共に、酸化オフガスを燃料電池１０から外部へと排出する。酸化剤ガス供給排出部３０は、酸化剤ガス配管３１と、エアコンプレッサ３２と、第１開閉弁３３と、酸化オフガス配管４１と、第１調圧弁４２と、を備える。
【００１４】
酸化剤ガス配管３１は、燃料電池１０の内部に形成された酸化剤ガス供給マニホールドと連通する。エアコンプレッサ３２は、酸化剤ガス配管３１に接続されている。エアコンプレッサ３２は、制御部２０からの制御信号に応じて、外気から取り入れた空気を圧縮して酸素を燃料電池１０に供給する。第１開閉弁３３は、エアコンプレッサ３２と燃料電池１０との間に配置されており、エアコンプレッサ３２から燃料電池１０への空気の供給の実行および停止を行う。酸化オフガス配管４１は、燃料電池１０の内部に形成された酸化オフガス排出マニホールドと連通する。酸化オフガス配管４１は、各セル１１から排出される酸化オフガスを燃料電池システム１００の外部へと排出する。第１調圧弁４２は、制御部２０からの制御信号に応じて、酸化オフガス配管４１におけるカソード側オフガスの圧力を調整する。
【００１５】
燃料ガス供給排出部５０は、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池１０に供給すると共に、燃料オフガスを燃料電池１０から外部へと排出する。燃料ガス供給排出部５０は、燃料ガス配管５１と、水素ガスタンク５２と、第２開閉弁５３と、第２調圧弁５４と、インジェクタ５５と、燃料オフガス配管６１と、気液分離器７０と、循環配管６３と、循環ポンプ６４と、排気排水弁６０と、接続配管６６と、排気排水管４５とを備える。
【００１６】
燃料ガス配管５１は、燃料電池１０の内部に形成された燃料ガス供給マニホールドと連通する。水素ガスタンク５２は、燃料ガス配管５１に接続されており、内部に充填されている水素ガスを燃料電池１０に供給する。第２開閉弁５３と、第２調圧弁５４と、インジェクタ５５とは、この順序で水素ガスタンク５２から燃料電池１０に向かって燃料ガス配管５１に配置されている。第２開閉弁５３は、制御部２０からの制御信号に応じて開閉し、水素ガスタンク５２からインジェクタ５５への水素ガスの流入量を制御する。第２調圧弁５４は、制御部２０からの制御信号に応じて、インジェクタ５５に供給する水素ガスの圧力を所定の圧力に調整する。インジェクタ５５は、制御部２０からの制御信号に応じて、制御部２０が設定した駆動周期および開閉時間に応じて弁を開閉することにより、水素ガスを燃料電池１０に供給すると共にその供給量を調整する。
【００１７】
燃料オフガス配管６１は、燃料電池１０の内部に形成された燃料オフガス排出マニホールドと気液分離器７０とを接続する。燃料オフガス配管６１は、燃料電池１０から燃料オフガスを排出するための流路であり、発電反応に用いられなかった水素ガスや窒素ガスなどを含む燃料オフガスを気液分離器７０へと誘導する。
【００１８】
気液分離器７０は、燃料オフガス配管６１と循環配管６３との間に接続されている。気液分離器７０は、燃料オフガス配管６１内の燃料オフガスに含まれる水素ガスを含むガスと水とを分離し、水素ガスを含むガスを循環配管６３へ流入させ、水を貯水する。
【００１９】
循環配管６３は、インジェクタ５５よりも下流側において燃料ガス配管５１と接続している。循環配管６３には、制御部２０からの制御信号に応じて駆動される循環ポンプ６４が配置されている。循環ポンプ６４は、気液分離器７０において分離されたガス（水素ガスを含むガス）を燃料ガス配管５１に送り出す。本実施形態の燃料電池システム１００では、燃料オフガスに含まれる水素ガスを含むガスを循環させて、再び燃料電池１０に供給することにより、水素ガスの利用効率を向上させている。
【００２０】
排気排水弁６０は、気液分離器７０の下部に設けられた開閉弁である。排気排水弁６０は、制御部２０からの制御信号に応じて開閉し、気液分離器７０により分離された水および一部の燃料オフガスを接続配管６６へ排出する。
【００２１】
接続配管６６は、排気排水弁６０の下部と、酸化オフガス配管４１とを接続する。接続配管６６は、酸化オフガス配管４１と連通する。接続配管６６は、排気排水弁６０から排出された水および燃料オフガスを酸化オフガス配管４１へ排出する。接続配管６６を介して酸化オフガス配管４１に流入した燃料オフガスは、酸化オフガス配管４１内を流れる酸化オフガスの勢いによって、排気排水管４５を介して燃料電池システム１００の外部（大気）へ排出される。このとき、酸化オフガス配管４１に流入する燃料オフガスは、酸化オフガスと混合されて撹拌されることによって、水素ガス濃度が低減されて外部へと排出される。
【００２２】
本実施形態において、接続配管６６と、酸化オフガス配管４１とは、排気流路形成体２００を形成する。接続配管６６は、酸化オフガス配管４１と接続する接続部８０を有する。接続部８０は、排気流路形成体２００における燃料オフガスと酸化オフガスとの撹拌性の低下を抑制するために、酸化オフガス配管４１（より正確には後述の直管部４１ａ）の軸線と接続部８０の軸線とのなす角度が所定の角度となるように、酸化オフガス配管４１と接続配管６６とを接続している。なお、接続部８０および排気流路形成体２００についての詳細な説明は、後述する。
【００２３】
排気排水管４５は、酸化オフガス配管４１における接続部８０よりも下流側において、酸化オフガス配管４１に接続している。排気排水管４５は、外部（大気）と連通しており、排気流路形成体において水素ガス濃度が低減された燃料オフガスと、酸化オフガスと、気液分離器７０から排出された水とは、排気排水管４５を通って燃料電池システム１００の外部（大気）へ排出される。
【００２４】
制御部２０は、ＣＰＵと、メモリと、上述した各部品が接続されるインターフェース回路とを備えたコンピュータとして構成されている。制御部２０のＣＰＵは、メモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、燃料電池システム１００の運転制御、例えば、水素ガス供給制御や電力供給制御を行うための各種機能部として機能する。
【００２５】
Ａ２．排気流路形成体２００の構成：
図２は、本実施形態における排気流路形成体２００の概略構成を示す説明図である。図２に示すように、排気流路形成体２００は、酸化オフガス配管４１と、接続配管６６とを備える。図２では、排気流路形成体２００に加えて、排気排水管４５を示している。
【００２６】
燃料電池１０から排出された酸化オフガスは、実線矢印で示す酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側に向かうように流れ、排気排水管４５へと流入する。他方、図示しない気液分離器７０から排出された燃料オフガスおよび水は、接続配管６６内において破線矢印で示す燃料オフガスの排出方向Ｄ２の下流側に向かうように流れ、接続部８０を通って酸化オフガス配管４１へと流入する。酸化オフガス配管４１の上流側から流入した酸化オフガスと、酸化オフガス配管４１へ流入した燃料オフガスとは、互いに混合されて、排気排水管４５へと流入する。
【００２７】
図２に示すように、酸化オフガス配管４１は、直管部４１ａおよび４１ｃと、Ｒ部４１ｂとを有する。直管部４１ａおよび４１ｃとＲ部４１ｂとは、一体に形成されている。直管部４１ａは、酸化オフガスの排出方向Ｄ１の上流側の部分に連なり、直管に形成されている。Ｒ部４１ｂは、直管部４１ａの酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側の端部に連なっている。Ｒ部４１ｂは、酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側において９０度以上９５度以下のＲ形状を有する。直管部４１ｃは、Ｒ部４１ｂの酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側の端部に連なり、直管に形成されている。直管部４１ｃは、酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側において排気排水管４５に連なっている。
【００２８】
接続部８０は、酸化オフガス配管４１の直管部４１ａに接続している。すなわち、接続部８０は、Ｒ部４１ｂよりも酸化オフガスの排出方向Ｄ１の上流側において酸化オフガス配管４１に接続している。
【００２９】
図３は、接続部８０近傍を拡大して示す拡大図である。図３に示すように、酸化オフガス配管４１および接続配管６６は、筒状の外観形状を有する。図３において、酸化オフガス配管４１における直管部４１ａの軸線ＣＸ１を一点鎖線で示し、接続部８０の軸線ＣＸ２を二点鎖線で示している。なお、軸線Ｘは、水平面と平行な直線である。
【００３０】
図３に示すように、接続部８０は、Ｒ部４１ｂよりも酸化オフガスの排出方向Ｄ１の上流側の直管部４１ａに接続している。本実施形態では、接続部８０は、直管部４１ａにおける酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側の端部Ｅ１であって、Ｒ部４１ｂにおける酸化オフガスの排出方向Ｄ１の上流側の端部Ｅ１に接続している。より正確には、接続部８０は、Ｒ部４１ｂの端部Ｅ１よりも上流側において直管部４１ａに接続している。また、軸線Ｘと接続部８０の軸線ＣＸ２とがなす角度θ１は、５度以上である。角度θ１を５度以上にすることによって、気液分離器７０によって分離された水の排出に重力を十分に利用でき、気液分離器７０から排出される水を酸化オフガス配管４１へ流入させる際の排水性の低下を抑制できる。また、直管部４１ａの軸線ＣＸ１と接続部８０の軸線ＣＸ２とのなす角度θ２は、９０度である。
【００３１】
本願発明の発明者は、研究の結果、酸化オフガス配管４１内において燃料オフガスと酸化オフガスとを撹拌させる際の両オフガスの撹拌性の低下を抑制するために、排気流路形成体２００の構成が以下の（１）〜（３）を満たすことが好ましいことを見出した。
（１）接続部８０が直管部４１ａに接続していること。
（２）Ｒ部４１ｂが９０度以上９５度以下のＲ形状を有すること。
（３）直管部４１ａの軸線ＣＸ１と接続部８０の軸線ＣＸ２とのなす角度θ２が７５度以上１０５度以下であること。
以下、各（１）〜（３）について、詳細に説明する。
【００３２】
一般に、流体の流速は、曲管部に比べて、直管部において大きい。したがって、酸化オフガス配管４１では、Ｒ部４１ｂに比べて、直管部４１ａにおいて流速が大きい。また、一般に、流体の流速が増加すると、圧力は低下する。したがって、上記（１）を満たすことによって、接続部８０がＲ部４１ｂに接続する構成に比べて、圧力低下により、燃料オフガスが酸化オフガス配管４１へ流入する際の燃料オフガスの流入量を多くすることができる。また、上述のように、直管部４１ａにおいて流速が大きいので、酸化オフガス配管４１内に流入した燃料オフガスの流速を速くすることができる。また一般に、流体の流速が増加すると、流線が乱れて乱流が生じやすい。直管部４１ａでは、酸化オフガスおよび燃料オフガスの流速が比較的大きな状態なので、酸化オフガスと燃料オフガスとの混合ガス中に乱流が生じる。このため、酸化オフガスと燃料オフガスとが混合され易くなり、両オフガスの撹拌が促進される。
【００３３】
Ｒ部４１ｂでは、直管部４１ａに比べて、両オフガスの流速が遅くなる。しかし、Ｒ部４１ｂが上記（２）を満たすことによって、流線がなだらかなＲ形状になるため、Ｒ部４１ｂにおいても酸化オフガスと燃料オフガスとの混合ガス中に乱流が生じる。このため、直管部４１ａからＲ部４１ｂへ誘導される酸化オフガスおよび燃料オフガスは、混合され易くなり、両オフガスの撹拌が促進される。
【００３４】
図２に示すように、Ｒ部４１ｂよりも酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側には、直管部４１ｃが連なっている。したがって、Ｒ部４１ｂの下流側の直管部４１ｃでは、Ｒ部４１ｂに比べて、両オフガスの流速が大きくなる。また、上述のように、流速が増加することによって、圧力が低下し、また、乱流が生じる。このため、直管部４１ｃにおいても、酸化オフガスと燃料オフガスとが混合され易くなり、両オフガスの撹拌が促進される。
【００３５】
なお、上記（２）において、Ｒ部４１ｂのＲ形状が９０度以上９５度以下であることが好ましいのは、酸化オフガスと燃料オフガスとの撹拌性の低下を抑制できるという理由のほか、酸化オフガス配管４１を成形する際の成形のし易さ、および酸化オフガス配管４１の圧力損失を低減することができるという理由からである。
【００３６】
図３に示すように、接続部８０は、上述の角度θ２が上記（３）を満たすように、直管部４１ａに接続する。これは、本願発明の発明者が、研究の結果、角度θ２を変更させて排出ガス中の水素ガスの最大濃度（以下、「最大濃度」と呼ぶ）を測定したところ、目標濃度に対して、角度θ２を９０度とすることによって、最大濃度を０．０２５％低減できた。また、本願発明の発明者は、９０度よりも小さな角度範囲においては、角度θ２を１０度大きくすることによって最大濃度は０．０１％低減し、角度θ２を１５度小さくすることによって最大濃度は０．０１７％増加することも見出した。角度θ２が７５度のとき、最大濃度は目標濃度に対して０．００８％増加した値となり、目標濃度に近い値まで達することができた。角度θ２の上限値についても、７５度と９０度との関係性から、上限を１０５度とすることがよいと推定し、上記（３）を導出した。
【００３７】
以上説明した、本実施形態の排気流路形成体２００によれば、（１）接続部８０が直管部４１ａに接続するので、燃料オフガスが酸化オフガス配管４１へ流入する際の燃料オフガスの流入量および流速が低減することを抑制でき、（２）Ｒ部４１ｂが９０度以上９５度以下のＲ形状を有するので、燃料オフガスと酸化オフガスとの乱流を生じさせて、燃料オフガスと酸化オフガスとを混合させることができ、（３）直管部４１ａの軸線ＣＸ１と接続部８０の軸線ＣＸ２とのなす角度θ２が７５度以上１０５度以下であるので、燃料オフガスと酸化オフガスとの混合ガス中の水素ガスの最大濃度を低減できる。したがって、この形態の排気流路形成体２００によれば、燃料オフガスと酸化オフガスとを混合して排出する際における両オフガスの撹拌性の低下を抑制できる。
【００３８】
図４は、実施形態の排気流路形成体２００の効果を示す説明図である。上述した実施形態の排気流路形成体２００（試料）をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によってシミュレーションし、酸化オフガス配管４１内を流れる酸化オフガスおよび燃料オフガス中の水素濃度をシミュレーションした。図４では、図２に示す排気流路形成体２００の断面斜視図を示している。また、図４では、ＣＡＥにより算出された水素濃度の分布を、酸化オフガス配管４１および排気排水管４５内を流れる流体（ガス）の断面上にハッチングを付すことによって模式的に示している。なお、図４に示す各水素濃度は、水素濃度目標値を１としたときの水素濃度目標値に対する水素濃度の割合を示している。
【００３９】
図４に示すように、接続配管６６から接続部８０を介して酸化オフガス配管４１へ流入した燃料オフガスは、慣性のために酸化オフガス配管４１の上流側から流れてきた酸化オフガスを径方向において接続部８０の反対側に追いやって、酸化オフガス配管４１内に流入する。このため、位置Ｐ１において、酸化オフガス配管４１内のガス中の水素濃度は、燃料オフガスが流入された側（接続部８０側）において、高くなっていた。そして、両オフガスが混合されつつ、酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側へと流されると、Ｒ部４１ｂにおいて両オフガスの撹拌が促進される。このため、位置Ｐ２、Ｐ３およびＰ４では、位置Ｐ１における水素濃度が低かった部分（径方向において接続部８０から遠い部分）においても水素濃度が高くなっていた。
【００４０】
両オフガスが酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側へとさらに流されると、Ｒ部４１ｂの下流側の直管部４１ｃにおいて両オフガスの撹拌が促進される。このため、位置Ｐ５、Ｐ６およびＰ７に示すように、酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側に向かうにつれて、両オフガス中の水素濃度が低くなっていた。そして、位置Ｐ８、Ｐ９およびＰ１０に示すように、排気排水管４５では、酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側に向かうにつれて、両オフガス中の水素濃度は、水素濃度目標値とほぼ同じになっていた。
【００４１】
これは、試料として、上記（１）〜（３）を満たすことによって、燃料オフガスと酸化オフガスとを混合する際における両オフガスの撹拌性の低下が抑制され、排出ガス中の水素ガス濃度を低減できたためであると推測される。
【００４２】
Ｂ．他の実施形態：
Ｂ１．他の実施形態１：
上記実施形態において、接続部８０は、直管部４１ａにおける酸化オフガスの排出方向Ｄ１の下流側の端部Ｅ１に接続していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、接続部８０は、Ｒ部４１ｂにおける酸化オフガスの排出方向Ｄ１の上流側の端部Ｅ１上に接続していてもよい。また、例えば、接続部８０は、直管部４１ａとＲ部４１ｂとの境界部分を挟むように接続してもよい。また、例えば、接続部８０すべてが直管部４１ａ側に接続していてもよい。すなわち、一般には、接続部８０は、直管部４１ａの任意の位置に接続してもよい。かかる構成においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
Ｂ２．他の実施形態２：
上記実施形態において、直管部４１ａの軸線ＣＸ１と接続部８０の軸線ＣＸ２とのなす角度θ２は、９０度であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、角度θ２は、７５度以上１０５度以下の範囲内の任意の角度であってもよい。このような構成においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００４４】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
θ１、θ２…角度
１０…燃料電池
１１…セル
２０…制御部
３０…酸化剤ガス供給排出部
３１…酸化剤ガス配管
３２…エアコンプレッサ
３３…第１開閉弁
４１…酸化オフガス配管
４１ａ、４１ｃ…直管部
４１ｂ…Ｒ部
４２…第１調圧弁
４５…排気排水管
５０…燃料ガス供給排出部
５１…燃料ガス配管
５２…水素ガスタンク
５３…第２開閉弁
５４…第２調圧弁
５５…インジェクタ
６０…排気排水弁
６１…燃料オフガス配管
６３…循環配管
６４…循環ポンプ
６６…接続配管
７０…気液分離器
８０…接続部
９０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
９２…２次電池
９３…負荷
１００…燃料電池システム
２００…排気流路形成体
ＣＸ１、ＣＸ２、Ｘ…軸線
Ｄ１…酸化オフガスの排出方向
Ｄ２…燃料オフガスの排出方向
Ｅ１…端部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０…位置
【図１】
2019133871.tif 000003
【図２】
2019133871.tif 000004
【図３】
2019133871.tif 000005
【図４】
2019133871.tif 000006