(57)【要約】【課題】アノードオフガスが開閉弁から放出される際の圧力差を緩和し、気流音を抑制可能な燃料電池の排出ガス処理装置を提供する。【解決手段】燃料電池２から排出されるアノードオフガスを開閉弁４１により間欠的に排出するとともに、水素希釈器６０により他のガスと混合した後に排出するようにした燃料電池の排出ガス処理装置１において、開閉弁４１から水素希釈器６０の間に前記水素希釈器６０の容積より小さなチャンバー８０を設ける。さらに、チャンバー内に吸音材を設けてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池から排出されるアノードオフガスを開閉弁により間欠的に排出するとともに、水素希釈器により他のガスと混合した後に排出するようにした燃料電池の排出ガス処理装置において、前記開閉弁から前記水素希釈器の間に前記水素希釈器の容積より小さなチャンバーを設けたことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。
【請求項２】
前記チャンバー内に吸音材を設けたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池の排出ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は燃料電池から排出されるオフガスの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  燃料電池は燃料となる水素ガスと酸素ガスの供給を受けて化学反応により電力を発生する。水素ガスは化学反応後にアノードオフガスとして燃料電池から排出されるが、化学反応で消費されなかった水素を含んでいるため、水素ガスの供給側に還流して燃費の向上を図っている。しかし、このような還流を繰り返し続けると、カソード側からアノード側へ透過してきた窒素ガスの濃度が高くなり燃料電池の出力の低下が引き起こされる。このため、アノードオフガスを導くアノードオフガス路に開閉弁を設け、アノードオフガスを間欠的に大気中に排出することが行われている。間欠的に排出されるアノードオフガスは、水素希釈器においてカソードオフガスや大気などと混合されて、水素濃度が十分に低くなるようにしてから大気中に排出することが行なわれている。しかし、アノードオフガス路は細径な管により構成される一方で、水素希釈器は大径かつ大容積の容器から構成されている。このため、開閉弁の上流と水素希釈器との圧力差が大きくなり、アノードオフガスが間欠的に放出される際に気流音が発生する問題が生じていた。
【特許文献１】特開２００５−１１６４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、アノードオフガスが開閉弁から放出される際の圧力差を緩和し、気流音を抑制可能な燃料電池の排出ガス処理装置を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、燃料電池から排出されるアノードオフガスを開閉弁により間欠的に排出するとともに、水素希釈器により他のガスと混合した後に排出するようにした燃料電池の排出ガス処理装置において、前記開閉弁から前記水素希釈器の間に前記水素希釈器の容積より小さなチャンバーを設けたことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置である。【０００５】  請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記チャンバー内に吸音材を設けたことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置である。
【発明の効果】
【０００６】  本発明によれば、アノードオフガスが開閉弁から放出される際の圧力差を緩和し、気流音を低減することができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。【０００８】  図１は、本発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置が適用された燃料電池システムの一例を概略的に示す図である。図１において、燃料電池２のカソード側には、コンプレッサ１１により取り込まれた空気が加湿器１２を介して酸素供給路１０により導かれる。一方、燃料電池２のアノード側には、水素タンク３１に貯留された水素ガスが流量を調整する調整弁３２を介して水素供給路３０により導かれる。また、水素供給路３０には、還流路５０とポンプ５１が接続されて、アノードオフガス路４０からアノードオフガスが還流可能になっている。【０００９】  燃料電池２の排出ガス処理装置１は、燃料電池２のカソード側に接続されるカソードオフガス路２０と、燃料電池２のアノード側に接続される小径な管よりなるアノードオフガス路４０と、両オフガスを混合するための水素希釈器６０と、混合されたオフガスを車外などに導くための排気路７０より構成される。さらに、アノードオフガス路４０の途中には、開閉弁４１とチャンバー８０とが設けられている。【００１０】  図２は水素希釈器の一例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。水素希釈器６０の希釈容器６１は、大径な筒状のシェル６２の両開口端にアウタプレート６３，６４が接合されて形成されている。希釈容器６１の内部は連通部６６を備えた複数のセパレータ６５ａ〜ｅにより複数の室に区画されている。カソードオフガス路２０と接続されてカソードオフガスが流通するカソード導入パイプ６７が、アウタプレート６３およびセパレータ６５ａ〜ｅを貫通して設けられている。カソード導入パイプ６７には、カソードオフガスの一部を希釈容器５１内導く導出孔６７ａが設けられている。カソード導入パイプ６７と近接対向するように排気路７０と接続される排気パイプ６８がアウタプレート６４を貫通して設けられている。カソードオフガス路４０と接続されるカソード導入パイプ６９は、アウタプレート６３およびセパレータ６５ａ，６５ｂを貫通して設けられている。【００１１】  図３はチャンバーの一例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。チャンバー８０は、図３の縦断面図に示すように、チャンバー容器８１は、筒状のシェル８２の両開口端にアウタプレート８３，８４が接合されて形成されている。アウタプレート８３，８４には、アノードオフガス４０と接続するための接続口８３ａ，８４ａがそれぞれ形成されて、アノードオフガスがチャンバー８０内に導かれるようになっている。【００１２】  以上のように構成されていることにより、細径なアノードオフガス路４０を流通したアノードオフガスが、容積の大きな水素希釈器６０内で間欠的に放出される以前に、容積の小さいチャンバー８０内に一旦放出される。このため、開閉弁４１の上流と水素希釈器６０との圧力差を緩和することができ、気流音を抑制することができる。なお、チャンバー８０は開閉弁４１から水素希釈器６０の間のどの位置に設けられていてもよいが、より開閉弁８０に近い位置が好ましい。【００１３】  図４はチャンバーの変形例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図で���る。実施例１と同一の構成には同一の符号を付与しその説明を省略する。チャンバー９０は、チャンバー９０内にフィン９５と吸音材９６とが設けられている。吸音材９６は、フェルト状の樹脂繊維を圧縮したシート状の吸音材を、図において垂直方向に多数枚重ね合せたものである。なお、吸音材はこれに限らず、ガラス、セラミック、金属などの繊維状の吸音材などの吸音材を任意に用いることができる。実施例２のチャンバー９０においても実施例１と同様の作用効果を発揮することができる上、吸音材９６を設けたことにより、より一層放射音を抑制することができる。【００１４】  図５はチャンバーの他の変形例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。なお、実施例１および実施例２と同一の構成には同一の符号を付与しその説明を省略する。チャンバー１００は、アウタプレート１０３の略中央に接続口１０３ａが設けられて、アノードオフガスが吸音材１０６を通過した後に、排出されるようになっている。吸音材１０６はフィン１０５とリング状のストッパ１０７により保持されている。吸音材１０６は、実施例２の吸音材１０６と同様のものを用いることができる。実施例３のチャンバー１００においても実施例２と同様の作用効果を発揮することができる上、アノードオフガスが吸音材１０６を通過するように設けたことにより、より一層放射音を抑制することができる。【００１５】  以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る燃料電池の排出ガス処理装置が適用された燃料電池システムの一例の概略的図。
【図２】本発明に係る水素希釈器の一例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図。
【図３】本発明に係るチャンバーの一例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図。
【図４】本発明に係るチャンバーの変形例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図。
【図５】本発明に係るチャンバーの他の変形例を示す（ａ）縦断面図、（ｂ）Ｄ−Ｄ断面図。
【符号の説明】
【００１７】  １  排出ガス処理装置
２  燃料電池
１０  酸素供給路
２０  カソードオフガス路
３０  水素供給路
４０  アノードオフガス路
４１  開閉弁
５０  還流路
６０  水素希釈器
７０  排出路
８０，９０，１００  チャンバー
【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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