(57)【要約】【課題】被処理成分の処理効率の向上を図ることができながら、容器の小型化を図ることができる、ガス処理装置を提供すること。【解決手段】ガス処理装置４９に、円筒部６６と半円球部６７とから形成される集液部６０を備えさせ、円筒部６６の前端部を開口３４として区画し、半円球部６７の内側面を集液面７１として区画する。そして、集液面７１に向けて処理液および被処理ガスを噴出することにより、処理液に含まれる処理成分と、被処理ガスに含まれる被処理成分とを接触させる。【選択図】図２
2013071029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理成分を含むガスを処理するためのガス処理装置であって、
容器と、
前記容器内に設けられ、開口および前記開口の周縁から離れるにつれて窄まる形状の集液面を有する集液部と、
前記ガスを前記集液面に向けて噴出するガス噴出部と、
前記ガスを処理するための処理成分を含む液体を前記集液面に向けて噴出する液体噴出部と、
前記集液部において前記液体と接触したガスを、前記容器外に排出する排出部とを備える、ガス処理装置。
【請求項２】
前記排出部は、
前記集液部に対して前記ガス噴出部の反対側であって、前記開口の下端縁よりも上方に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のガス処理装置。
【請求項３】
前記ガス噴出部および前記液体噴出部は、前記集液面に対して、それぞれ間隔を隔てて対向配置され、
前記対向方向に投影したときに、前記ガス噴出部の少なくとも一部は、前記集液面の上側半分と重なる位置に配置され、前記液体噴出部の少なくとも一部は、前記集液面の下側半分と重なる位置に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス処理装置、詳しくは、燃料電池システムなどの各種産業製品に装備されるガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ドラフト装置などの排気装置に採用されるガス洗浄装置が知られている。ガス洗浄装置は、洗浄塔本体と、その洗浄塔本体内に設けられ、洗浄液を噴霧するシャワーとを備えている。
【０００３】
このようなガス洗浄装置としては、例えば、洗浄塔本体の内部空間が、下側から順に、吸気室、充填材室および洗浄室として区画され、シャワーが、洗浄室に設けられているドラフト用縦型ガス洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、そのようなドラフト用縦型ガス洗浄装置では、ドラフト装置等からの排気ガスが洗浄塔本体内に導入されると、排気ガスは、吸気室、充填材室および洗浄室を順次通過するように、下方から上方に向かって流動し、洗浄室を通過するときに、シャワーから噴霧される洗浄液（水）と接触して、洗浄（処理）される。また、洗浄（処理）された排気ガスは、洗浄室と連通する排気筒から洗浄塔本体外に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０９６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１に記載のドラフト用縦型ガス洗浄装置では、排気ガスが、洗浄室を通過するときに、洗浄液と接触して洗浄（処理）されるので、所望される排気ガスの処理効率を確保するためには、洗浄室を一定以上の大きさに形成する必要がある。そのため、ドラフト用縦型ガス洗浄装置（洗浄塔本体）の小型化を図るには限度がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、被処理成分の処理効率の向上を図ることができながら、容器の小型化を図ることができる、ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のガス処理装置は、被処理成分を含むガスを処理するためのガス処理装置であって、容器と、前記容器内に設けられ、開口および前記開口の周縁から離れるにつれて窄まる形状の集液面を有する集液部と、前記ガスを前記集液面に向けて噴出するガス噴出部と、前記ガスを処理するための処理成分を含む液体を前記集液面に向けて噴出する液体噴出部と、前記集液部において前記液体と接触したガスを、前記容器外に排出する排出部とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、集液面が開口の周縁から離れるにつれて窄まる形状に形成されているので、集液面に向けて噴出された液体が、集液面により、その集液面に囲まれる空間の内側に向けて流動する。また、液体噴出部からの液体の噴出とともに、ガス噴出部からは、ガスが集液面に向けて噴出される。
【００１０】
そのため、集液面に囲まれる空間内において、ガスに含まれる被処理成分と液体に含まれる処理成分とを、確実に接触させることができる。その結果、容器を大型化することなく、被処理成分の処理効率の向上を図ることができる。
【００１１】
従って、本発明のガス処理装置によれば、被処理成分の処理効率の向上を図ることができながら、容器の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、前記排出部は、前記集液部に対して前記ガス噴出部の反対側であって、前記開口の下端縁よりも上方に設けられることが好適である。
【００１３】
このような構成によれば、集液部においてガスと接触した液体は、集液部の開口の下端縁まで流動した後、重力により、開口の下端縁から下方に落下する。
【００１４】
一方、集液部において液体と接触したガスは、集液部の開口まで流動した後、集液部に対してガス噴出部の反対側であって、かつ、開口の下端縁よりも上方の位置まで流動し、排出部から排出される。つまり、容器内におけるガスの流動距離を確保することができる。
【００１５】
そのため、集液部において接触した液体およびガスを、確実に分離することができる。
【００１６】
その結果、集液面に向けて噴出された液体が、ガスの排出とともに容器外に排出されることを抑制できる。
【００１７】
また、前記ガス噴出部および前記液体噴出部は、前記集液面に対して、それぞれ間隔を隔てて対向配置され、前記対向方向に投影したときに、前記ガス噴出部の少なくとも一部は、前記集液面の上側半分と重なる位置（すなわち、前記集液面の上側半分を狙う位置であればよい。）に配置され、前記液体噴出部の少なくとも一部は、前記集液面の下側半分と重なる位置（すなわち、前記集液面の下側半分を狙う位置であればよい。）に配置されていることが好適である。
【００１８】
このような構成によれば、集液面に向けて噴出される液体およびガスが、それぞれ集液面の形状に沿って流動するので、集液面における被処理成分と処理成分との確実な接触を確保できる。その結果、被処理成分の処理効率のさらなる向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のガス処理装置によれば、被処理成分の処理効率の向上を図ることができながら、容器の小型化を図ることができる。そのため、本発明のガス処理装置は、ガス処理装置の設置領域が制限される各種産業製品、例えば、自動車に搭載される燃料電池システムなどに好適に採用することができる。
【００２０】
自動車に搭載される燃料電池システムに、本発明のガス処理装置を採用する場合、ガス処理装置の容器の小型化を図ることができるので、燃料電池システムの小型化および軽量化を図ることができる。その結果、燃料電池システムが搭載される自動車の小型化および軽量化を図ることができ、その自動車の低燃費化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のガス処理装置の第１実施形態が搭載された電動車両の概略構成図である。
【図２】（ａ）は、図１に示されるガス処理装置の側断面図、（ｂ）は、（ａ）に示される、ガス噴出器、インジェクタおよび集液面の位置関係を説明するための説明図である。
【図３】図３は、図２（ａ）に示される切断線Ａ−Ａにおけるガス処理装置の平断面図である。
【図４】（ａ）本発明のガス処理装置の第２実施形態の側断面図、（ｂ）は、（ａ）に示される、ガス噴出器、インジェクタおよび集液面の位置関係を説明するための説明図である。
【図５】（ａ）本発明のガス処理装置の第３実施形態の側断面図、（ｂ）は、（ａ）に示される、ガス噴出器、インジェクタおよび集液面の位置関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．燃料電池システムの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係るガス処理装置が搭載された電動車両の概略構成図である。
【００２３】
図１において、電動車両１は、燃料電池およびバッテリを選択的に動力源とするハイブリッド車両であって、車両用燃料電池システムとしての、燃料電池システム２を搭載している。
【００２４】
燃料電池システム２は、燃料電池３と、燃料給排部４と、図示しない空気給排部と、制御部６と、動力部７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６と、ガス処理部５とを備えている。
（１）燃料電池
燃料電池３は、液体燃料が直接供給される、例えば、アニオン交換型燃料電池であって、電動車両１の中央下側に配置されている。
【００２５】
燃料電池３に供給される液体燃料としては、例えば、ヒドラジン（例えば、無水ヒドラジンや、ヒドラジン１水和物などの水加ヒドラジンなどを含む）などが挙げられる。
【００２６】
また、燃料電池３の出力電圧は、例えば、０．２〜１．５Ｖであり、出力電流は、例えば、１０〜４００Ａである。なお、これら出力は、単位セル２８（後述）１つあたりの出力である。
【００２７】
燃料電池３は、アニオン交換膜からなる電解質層８と、電解質層８の一方側に配置されたアノード９と、電解質層８の他方側に配置されたカソード１０とを備える単位セル２８（燃料電池セル）が、絶縁材料からなるセパレータ（図示せず）を介して複数積層されたスタック構造に形成されている。つまり、電解質層８を介してアノード９およびカソード１０が対向配置される単位セル２８が複数積層されている。なお、図１では、積層される複数の単位セル２８のうち、電動車両１の前後方向最前端に配置される単位セル２８だけを拡大して表わし、その他の単位セル２８については簡略化して記載している。
【００２８】
燃料電池３は、燃料供給口１５と、燃料排出口１４と、空気供給口（図示せず）と、空気排出口（図示せず）とを備えている。
【００２９】
燃料供給口１５は、液体燃料をアノード９内に流入させるための入口であって、燃料電池３の後端部下側に形成されている。
【００３０】
燃料排出口１４は、液体燃料をアノード９から排出するための出口であって、燃料電池３の後端部上側に形成されている。
【００３１】
また、空気供給口（図示せず）は、空気をカソード１０内に流入させるための入口であり、空気排出口（図示せず）は、空気をカソード１０から排出するための出口である。
（２）燃料給排部
燃料給排部４は、電動車両１の後側であって、燃料電池３よりも後方に配置され、液体燃料を貯蔵するための燃料タンク２１と、燃料タンク２１から供給される液体燃料をアノード９に供給するとともに、燃料電池３から排出される液体燃料を燃料電池３に還流するための還流路としての還流管２２とを備えている。
【００３２】
燃料タンク２１は、略ボックス形状に形成され、その内部には、液体燃料として、例えば、ヒドラジンなどが貯蔵されている。
【００３３】
還流管２２は、その一端側（下側）が、燃料電池３の燃料供給口１５に接続され、他端側（上側）が、燃料電池３の燃料排出口１４に接続されている。これにより、燃料電池３と燃料給排部４との間には、燃料排出口１４（上流側）から排出される液体燃料が、還流管２２を介して燃料供給口１５（下流側）へ流れることによりアノード９を循環するクローズドライン（閉流路）が形成される。
【００３４】
還流管２２の途中には、燃料電池３の後上側において、気液分離器２３が介在されている。気液分離器２３は、略ボックス形状に形成されており、その底壁に、底部流通口２４が２つ形成され、その後側の側壁における上側部分に、上部流通口２５が１つ形成されている。
【００３５】
そして、気液分離器２３は、２つの底部流通口２４が還流管２２に接続されることにより、還流管２２に介装されている。
【００３６】
また、気液分離器２３は、後で詳述するが、上部流通口２５とガス処理装置４９のガス噴出器４５（後述）とが、ガス導入管３２により接続されており、ガス処理装置４９と接続されている。
【００３７】
還流管２２において、気液分離器２３と燃料供給口１５との間には、燃料還流ポンプ２９が介在されている。
【００３８】
燃料還流ポンプ２９としては、例えば、ロータリーポンプ、ギヤポンプなどの回転式ポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復式ポンプなど、公知の送液ポンプが挙げられる。燃料還流ポンプ２９は、コントロールユニット４２（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット４２（後述）からの制御信号が、燃料還流ポンプ２９に入力され、コントロールユニット４２（後述）が、燃料還流ポンプ２９の駆動および停止を制御する。
【００３９】
還流管２２において、燃料還流ポンプ２９と燃料供給口１５との間には、燃料タンク２１に貯蔵された液体燃料を還流管２２へ供給するための燃料供給管３０が接続されている。
【００４０】
つまり、燃料供給管３０の上流側端部は、燃料タンク２１と接続され、燃料供給管３０の下流側端部は、還流管２２の流れ方向途中と接続されている。
【００４１】
燃料供給管３０の流れ方向途中には、燃料供給ポンプ４１が介在されている。
【００４２】
燃料供給ポンプ４１としては、例えば、燃料還流ポンプ２９と同様の公知の送液ポンプが挙げられる。燃料供給ポンプ４１は、コントロールユニット４２（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット４２（後述）からの制御信号が、燃料供給ポンプ４１に入力され、コントロールユニット４２（後述）が、燃料供給ポンプ４１の駆動および停止を制御する。
【００４３】
燃料供給管３０において燃料供給ポンプ４１の下流側には、燃料供給弁３１が設けられている。
【００４４】
燃料供給弁３１は、燃料供給管３０を開閉するための弁であって、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が挙げられる。また、燃料供給弁３１は、コントロールユニット４２（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット４２（後述）からの制御信号が、燃料供給弁３１に入力され、コントロールユニット４２（後述）が、燃料供給弁３１の開閉を制御する。
（３）空気給排部
空気給排部は、詳しくは図示しないが、燃料電池システム２に採用される公知の構成でよく、具体的には、空気をカソード１０に供給するための空気供給管（図示せず）と、カソード１０から排出される空気を外部に排出するための空気排出管（図示せず）とを備えている。
【００４５】
空気供給管（図示せず）は、その一端側（上流側）が大気中に開放され、他端側（下流側）が空気供給口（図示せず）に接続されている。空気供給管（図示せず）の途中には、エアコンプレッサなどの公知の空気供給ポンプ（図示せず）が介在されており、また、その下流側には、空気供給弁（図示せず）が設けられている。
【００４６】
これら空気供給ポンプ（図示せず）および空気供給弁（図示せず）は、それぞれ、コントロールユニット４２（後述）に電気的に接続されており、コントロールユニット４２（後述）からの制御信号が、空気供給ポンプ（図示せず）および空気供給弁（図示せず）に入力され、コントロールユニット４２（後述）が、空気供給ポンプ（図示せず）の駆動および停止を制御、および、空気供給弁（図示せず）の開閉を制御する。
【００４７】
空気排出管（図示せず）は、その一端側（上流側）が空気排出口（図示せず）に接続され、他端側（下流側）がドレンされる。
（４）制御部
制御部６は、コントロールユニット４２を備えている。
【００４８】
コントロールユニット４２は、電動車両１における電気的な制御を実行するユニット（例えば、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
（５）動力部
動力部７は、電動車両１の前側であって、燃料電池３よりも前方に配置されており、燃料電池３から出力される電気エネルギを電動車両１の駆動力として機械エネルギに変換するためのモータ３７と、モータ３７に電気的に接続されるインバータ３８と、モータ３７による回生エネルギを蓄電するための動力用バッテリ４０とを備えている。
【００４９】
モータ３７は、電動車両１の前端部に配置されている。モータ３７としては、例えば、三相誘導電動機、三相同期電動機など、公知の三相電動機が挙げられる。
【００５０】
インバータ３８は、モータ３７と燃料電池３との間に配置されている。インバータ３８は、燃料電池３で発電された直流電力を交流電力に変換する装置であって、例えば、公知のインバータ回路が組み込まれた電力変換装置が挙げられる。また、インバータ３８は、配線により、燃料電池３およびモータ３７にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５１】
動力用バッテリ４０としては、例えば、定格電圧が１００Ｖ程度のニッケル水素電池や、リチウムイオン電池など、公知の二次電池が挙げられる。また、動力用バッテリ４０は、インバータ３８と燃料電池３との間の配線に接続され、これにより、燃料電池３からの電力を蓄電可能、かつ、モータ３７に電力を供給可能とされている。
（６）出力制御手段（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
ＤＣ／ＤＣコンバータ３６は、動力用バッテリ４０と燃料電池３との間に配置されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３６は、燃料電池３の出力電圧を昇降圧する機能を有し、燃料電池３の電力および動力用バッテリ４０の入出力電力を調整する機能を有している。
【００５２】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６は、コントロールユニット４２と電気的に接続されており（図１の破線参照）、これにより、コントロールユニット４２から出力される出力制御信号の入力に応じて、燃料電池３の出力（出力電圧）を制御する。
【００５３】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６は、配線により、燃料電池３および動力用バッテリ４０にそれぞれ電気的に接続されているとともに、配線の分岐により、インバータ３８に電気的に接続されている。
【００５４】
これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６からモータ３７への電力は、インバータ３８において直流電力から三相交流電力に変換され、三相交流電力としてモータ３７に供給される。
（７）ガス処理部
ガス処理部５は、気液分離器２３の後側に配置されており、ガス処理装置４９と、処理液循環部４４とを備えている。
【００５５】
ガス処理装置４９は、図２（ａ）に示すように、容器５０と、容器５０に支持されるガス噴出器４５およびインジェクタ４６と、容器５０内に収容される集液部６０とを備えている。
【００５６】
容器５０は、略ボックス形状に形成されている（図３参照）。具体的には、容器５０は、平面視略矩形状の側壁５１（図３参照）と、側壁５１の下端部を閉鎖する底壁５２と、側壁５１の上端部を閉鎖する上壁５３とを備えている。
【００５７】
側壁５１は、容器５０に導入される被処理ガス（後述）の流速を考慮して、容器５０（側壁５１）の最小サイズが設計されている。具体的には、側壁５１の内側の前後方向長さおよび車幅方向長さ（以下、内寸とする。）は、例えば、１６２ｍｍ×１６２ｍｍ以上である。
【００５８】
側壁５１には、その前側部分に、ガス噴出器支持穴５４と、インジェクタ支持穴５５とが形成されている。
【００５９】
ガス噴出器支持穴５４は、前後方向に側壁５１を貫通するように形成されている。
【００６０】
また、インジェクタ支持穴５５は、ガス噴出器支持穴５４の下側に形成され、前後方向に側壁５１を貫通するように形成されている。
【００６１】
また、側壁５１の内部空間には、固定板５６が設けられている。
【００６２】
固定板５６は、図３に示すように、略平板形状に形成され、傾斜部６８（後述）の下端部に対応する位置において、側壁５１を車幅方向に架設するように形成されている。
【００６３】
底壁５２は、図２（ａ）に示すように、平面視矩形状の略平板形状に形成され、その後端部には、処理液排出口５７が形成されている。
【００６４】
処理液排出口５７は、上下方向に底壁５２を貫通するように形成されている。
【００６５】
上壁５３は、平面視矩形状の略平板形状に形成され、その後端部には、排出部の一例としてのガス排出口５８が形成されている。
【００６６】
ガス排出口５８は、上下方向に底壁５２を貫通するように形成されている。
【００６７】
なお、ガス排出口５８には、ガス排出管２６が接続されている。
【００６８】
ガス排出管２６は、図１に示すように、ガス排出口５８と電動車両１の外部とを連通するように設けられており、その途中には、ガス排出弁２７が設けられている。
【００６９】
ガス排出弁２７は、ガス排出管２６を開放して容器５０内の圧力を開放するための弁であって、例えば、電磁弁など、公知の開閉弁が用いられる。ガス排出弁２７は、コントロールユニット４２（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット４２（後述）からの制御信号がガス排出弁２７に入力され、コントロールユニット４２（後述）が、ガス排出弁２７の開閉を制御する。
【００７０】
ガス噴出器４５は、図２（ａ）に示すように、略円管形状に形成され、その前端部には、ガス導入管３２が接続され、その後端部には、ガス噴出部の一例としてのガス噴出口６１が形成されている。
【００７１】
そして、ガス噴出器４５は、その後側部分が容器５０内に臨むように、その前後方向中央部分がガス噴出器支持穴５４に支持されている。つまり、ガス噴出口６１は、容器５０内に位置している。
【００７２】
インジェクタ４６は、略円管形状に形成され、その前端部には、処理液循環部４４の循環管７５（後述）が接続され、その後端部には、液体噴出部の一例としての液体噴出口６２が形成されている。
【００７３】
また、インジェクタ４６には、拡径部６３が設けられている。
【００７４】
拡径部６３は、前方から後方に向かうに従って内径が大きくなる略円錐形状に形成されており、その前端部には、処理液（後述）を通過させるための処理液通過口６４が形成されている。また、拡径部６３は、インジェクタ４６の液体噴出口６２と、処理液通過口６４とが一致するように、インジェクタ４６の後側に固定されている。
【００７５】
また、拡径部６３の後端縁は、集液面７１の前端部と略同径に形成されている。
【００７６】
そして、インジェクタ４６は、インジェクタ４６全体が容器５０内に臨むように、その前端部がインジェクタ支持穴５５に支持されている。また、ガス噴出器４５とインジェクタ４６とは、図２（ｂ）に示すように、上下方向に間隔を隔てて並列配置されている。
【００７７】
集液部６０は、図２（ａ）に示すように、前方に向かって開放される略釣鐘形状に形成され、詳しくは、円筒部６６と、円筒部６６の後端部から連続する半円球部６７とから形成されている。
【００７８】
円筒部６６は、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６材）から形成され、前後方向に延びる略円筒形状に形成されている。また、円筒部６６は、前方に向かうに従って大径となるように形成されており、その前端縁が、開口３４として区画されている。
【００７９】
また、円筒部６６は、その上側部分が、前後方向に沿う側面視略直線状に形成され、その下側部分が、前方に向かうに従って下方に傾斜する傾斜部６８として形成されている。
【００８０】
半円球部６７は、例えば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６材）から形成され、前方に向かって開放される側面視略半円弧形状に形成されている。また、半円球部６７の前面は、集液面７１として形成されている。すなわち、集液面７１は、側面視略Ｃ字状に形成され、開口３４の周縁から後方に向かうにつれて、窄まる形状に形成されている。
【００８１】
また、半円球部６７には、その内側に、充填材７０がネットにより固定されている。
【００８２】
充填材７０としては、例えば、プラスチック製充填材などが挙げられ、市販品としては、月島環境エンジニアリング社製のテラレット（登録商標）などが挙げられる。
【００８３】
そして、集液部６０は、円筒部６６の上側部分が、上壁５３の下面に固定されるとともに、傾斜部６８の前端部が、固定板５６の上面に固定されることにより、容器５０内に収容されている。
【００８４】
集液部６０が容器５０内に収容された状態において、円筒部６６内には、ガス噴出器４５のガス噴出口６１、インジェクタ４６の液体噴出口６２、および、インジェクタ４６の拡径部６３が、集液面７１に対して、それぞれ前後方向に間隔を隔てて対向するように、配置されている。そして、円筒部６６の内周面と、拡径部６３の後端部における外周縁とは、径方向に僅かな間隔を隔てて対向配置されている。
【００８５】
また、図２（ｂ）に示すように、前後方向に投影したときに、ガス噴出器４５とインジェクタ４６とは、集液面７１の車幅方向中央部分において、上下方向に間隔を隔てて並列配置されている。
【００８６】
詳しくは、インジェクタ４６は、その軸中心（液体噴出口６２の中心）と、集液面７１の中心とが一致するように配置されており、ガス噴出器４５は、その全体と集液面７１の上側半分とが重なるように配置されている。
【００８７】
すなわち、液体噴出口６２の下側部分が集液面７１の下側半分と、液体噴出口６２の上側部分が集液面７１の上側半分と、それぞれ重なるように配置されており、また、ガス噴出口６１全体が、集液面７１の上側半分と重なるように配置されている。
【００８８】
また、半円球部６７の後端部と、側壁５１の後側部分とは、前後方向に互いに間隔を隔てて対向配置されており、半円球部６７の後端部の上側には、ガス排出口５８が配置されている。すなわち、ガス排出口５８は、集液面７１に対してガス噴出口６１の反対側であって、開口３４の下端縁よりも上方に形成されている。
【００８９】
また、容器５０内における集液部６０よりも下側部分（底部）は、充填材収容部７２として区画されている。
【００９０】
充填材収容部７２には、例えば、上記した充填材７０が、ネットにより固定されている。
【００９１】
処理液循環部４４は、図１に示すように、循環管７５と、ドレインタンク４８と、循環ポンプ４７とを備えている。
【００９２】
循環管７５は、図２（ａ）に示すように、底壁５２の処理液排出口５７と、インジェクタ４６の前端部とを接続するように、容器５０の外側に設けられている。
【００９３】
ドレインタンク４８は、循環管７５の途中に介在されている。
【００９４】
ドレインタンク４８は、略ボックス形状に形成されており、その内部空間には、処理液が収容されている。
【００９５】
処理液は、容器５０に導入される気体を処理するための処理成分を含む液体である。
【００９６】
処理成分としては、例えば、液体燃料がヒドラジンである場合、容器５０に導入される気体には、被処理成分の一例としてのアンモニアが含有されるため（後述）、塩酸、硫酸などの無機酸や、酢酸などの有機酸などのアンモニアを中和可能な酸が挙げられる。
【００９７】
つまり、処理液としては、例えば、無機酸水溶液、有機酸水溶液などが挙げられる。
【００９８】
このような処理液の処理成分濃度は、例えば、５〜１０質量％、好ましくは、９〜１０質量％である。
【００９９】
循環ポンプ４７は、循環管７５の途中であって、ドレインタンク４８とインジェクタ４６との間に介在されている。
【０１００】
循環ポンプ４７としては、例えば、燃料還流ポンプ２９と同様の公知の送液ポンプが挙げられる。循環ポンプ４７は、コントロールユニット４２（後述）に電気的に接続されている（図１の破線参照）。これにより、コントロールユニット４２（後述）からの制御信号が、循環ポンプ４７に入力され、コントロールユニット４２（後述）が、循環ポンプ４７の駆動および停止を制御する。
【０１０１】
これにより、処理液循環部４４は、処理液が、循環管７５、ドレインタンク４８および容器５０を循環するクローズドライン（閉流路）として形成されている。
２．燃料電池システムによる発電
上記した燃料電池システム２では、コントロールユニット４２の制御により、燃料供給弁３１が開かれ、燃料還流ポンプ２９および燃料供給ポンプ４１が駆動されることにより、液体燃料が還流管２２を介してアノード９に供給される。一方、空気供給弁（図示せず）が開かれ、空気供給ポンプ（図示せず）が駆動されることにより、空気が空気供給管（図示せず）を介してカソード１０に供給される。なお、燃料供給弁３１は、液体燃料が所定量供給された後に閉じられる。
【０１０２】
アノード９では、液体燃料がアノード９内を通過する。一方、カソード１０では、空気がカソード１０内を通過する。
【０１０３】
そして、アノード９およびカソード１０において電気化学反応が生じ、起電力が発生する。例えば、液体燃料がヒドラジンである場合には、下記式（１）〜（３）の通りとなる。
（１）  Ｎ２Ｈ４＋４ＯＨ−→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  （アノード９での反応）
（２）  Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−          （カソード１０での反応）
（３）  Ｎ２Ｈ４＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ              （燃料電池３全体での反応）
また、上記式（１）で示される反応では、実際には、主生成物である窒素ガス（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）に加えて、被処理成分の一例としてのアンモニア（ＮＨ３）が副生する。
【０１０４】
このようなアノード９およびカソード１０での電気化学的反応が連続的に生じることによって、燃料電池３全体として、上記式（３）で表わされる反応が生じて、燃料電池３に起電力が発生する。
【０１０５】
そして、発生した起電力が、配線を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６に送電され、動力部７では、インバータ３８およびモータ３７、および／または、動力用バッテリ４０に送電される。そして、モータ３７では、インバータ３８により三相交流電力に変換された電気エネルギが電動車両１の車輪を駆動させる機械エネルギに変換される。一方、動力用バッテリ４０では、その電力が充電される。
【０１０６】
また、燃料給排部４では、燃料還流ポンプ２９および燃料供給ポンプ４１の駆動力により、生成した窒素ガス（Ｎ２）、生成水（Ｈ２Ｏ）およびアンモニア（ＮＨ３）を含有する、使用後および未反応の液体燃料が、アノード９から排出される。
【０１０７】
そして、その液体燃料が、還流管２２を通過して上流側の底部流通口２４から気液分離器２３に流入する。気液分離器２３では、水位が上部流通口２５よりも下方位置に保持される液体燃料の液溜まり３９が、気液分離器２３の中空部分に生じるとともに、液溜まり３９に含まれるガス（気体）が液溜まり３９の上方空間へ分離される。
【０１０８】
つまり、気液分離器２３内において、生成水（Ｈ２Ｏ）、未消費ヒドラジンなどを含有する液溜まり３９と、窒素ガス（Ｎ２）、およびアンモニア（ＮＨ３）などを含有する被処理ガスとに分離される。
【０１０９】
そして、液溜まり３９の一部は、下流側の底部流通口２４から還流管２２に流出する。還流管２２に流出する液体燃料は、再び燃料供給口１５から燃料電池３に流入する。
【０１１０】
これにより、液体燃料が、クローズドライン（還流管２２、気液分離器２３および燃料電池３）を循環する。
３．ガス処理部によるガス処理
一方、気液分離器２３で分離された被処理ガスは、ガス導入管３２を介して、ガス噴出器４５に導入される。そして、ガス噴出器４５に導入された被処理ガスは、ガス噴出口６１から集液面７１に向けて噴出される。
【０１１１】
そうすると、被処理ガスは、図２に示す矢印のように、拡径部６３の外周面に沿って流動した後、集液面７１の内周面に沿って、集液面７１の上方から下方に向かって流動する。
【０１１２】
また、インジェクタ４６には、循環ポンプ４７（図１参照）の駆動力により、ドレインタンク４８から処理液が導入される。そして、処理液が、インジェクタ４６の液体噴出口６２から、集液面７１に向けて噴出される。このとき、処理液は、拡径部６３内において、放射状に集液面７１に向けて噴出される。
【０１１３】
そうすると、集液面７１に向けて噴出された処理液は、集液面７１により、その集液面７１に囲まれる空間の中央部分に向けて流動する。すなわち、集液面７１に向けて噴出された処理液は、集液面７１により、その集液面７１に囲まれる空間の内側に向けて反射される。
【０１１４】
これにより、集液面７１に囲まれる空間内において、被処理ガスと処理液とが混合され、被処理ガスに含有されるアンモニア（ＮＨ３）と、処理液に含有される酸とが接触し、アンモニア（ＮＨ３）が中和される。
【０１１５】
以上によって、被処理ガスが、処理液により処理されて、被処理ガス中のアンモニア（ＮＨ３）が除去される。
【０１１６】
そして、集液面７１に囲まれる空間内において、被処理ガスと接触した処理液は、半円球部６７の下端部から、傾斜部６８の傾斜に沿って、開口３４の下端縁まで流動し、開口３４の下端縁から容器５０の底部（充填材収容部７２）へと流下する。これにより、処理液は、容器５０の底部に貯留される。なお、充填材収容部７２には、充填材７０が配置されているので、電動車両１の走行時において、振動などが生じても、貯留される処理液への影響が抑制される。
【０１１７】
容器５０の底部（充填材収容部７２）に貯留された処理液の一部は、処理液排出口５７から循環管７５に流出し、再びドレインタンク４８に流入する。これにより、処理液が、クローズドライン（循環管７５、ガス処理装置４９およびドレインタンク４８）を循環する。
【０１１８】
一方、集液面７１に囲まれる空間内において、処理液と接触した被処理ガスは、被処理ガス中のアンモニア（ＮＨ３）が除去された後、円筒部６６内を開口３４側に向けて流動し、開口３４から円筒部６６外に流出する。
【０１１９】
そして、その被処理ガスは、ガス排出口５８に向けて流動し、ガス排出弁２７が開かれることにより、ガス排出管２６を介して外部へ排出される。
４．作用効果
ガス処理装置４９は、図２（ａ）に示すように、円筒部６６と半円球部６７とから形成される集液部６０を備えている。
【０１２０】
円筒部６６は、その前端部が、開口３４として区画され、半円球部６７は、その内側面（前側面）が集液面７１として区画されている。
【０１２１】
そして、集液面７１が、側面視略Ｃ字状に形成されているので、集液面７１に向けて噴出された処理液が、集液面７１により、その集液面７１に囲まれる空間の中央部分に向けて流動する。また、液体噴出口６２からの処理液の噴出とともに、ガス噴出口６１からは、被処理ガスが集液面７１に向けて噴出される。
【０１２２】
そのため、集液面７１に囲まれる空間内において、被処理ガスに含まれる被処理成分（例えば、アンモニア）と処理液に含まれる処理成分（例えば、無機酸）とを、確実に接触させることができる。その結果、容器５０を大型化することなく、被処理成分の処理効率の向上を図ることができる。
【０１２３】
従って、ガス処理装置４９によれば、被処理成分の処理効率の向上を図ることができながら、容器５０の小型化を図ることができる。
【０１２４】
また、容器５０の小型化を図ることができるので、燃料電池システム２の小型化および軽量化を図ることができ、電動車両１の小型化および軽量化を図ることができる。そのため、電動車両１の低燃費化を図ることができる。
【０１２５】
また、ガス排出口５８は、集液面７１に対してガス噴出口６１の反対側であって、開口３４の下端縁よりも上方に形成されている。
【０１２６】
そのため、集液面７１に囲まれる空間の内側において、被処理ガスと接触した処理液は、半円球部６７の下端部から、傾斜部６８の傾斜に沿って、開口３４の下端部まで流動した後、重力により、開口３４の下端縁から容器５０の底部に落下する。
【０１２７】
一方、集液面７１に囲まれる空間の内側において、処理液と接触した被処理ガスは、開口３４から円筒部６６外に流出した後、集液面７１に対してガス噴出口６１の反対側であって、かつ、開口３４の下端縁よりも上方の位置まで流動し、ガス排出口５８から排出される。つまり、容器５０内における被処理ガスの流動距離を確保することができる。
【０１２８】
その結果、集液面７１に囲まれる空間の内側において、接触した処理液および被処理ガスを、確実に分離することができる。
【０１２９】
従って、集液面７１に向けて、放射状に噴出された処理液が、被処理ガスの排出とともに容器５０外に排出されることを抑制できる。
【０１３０】
また、図２（ｂ）に示すように、前後方向に投影したときに、ガス噴出口６１全体が、集液面７１の上側半分と重なるように配置され、液体噴出口６２の下側部分が集液面７１の下側半分と、液体噴出口６２の上側部分が集液面７１の上側半分と、それぞれ重なるように配置されている。
【０１３１】
そのため、集液面７１に向けて噴出された被処理ガスは、図２（ａ）に示すように、集液面７１の内側面に沿って、上方から下方に向かって流動する。
【０１３２】
一方、処理液は、集液面７１に向けて放射状に噴出される。
【０１３３】
そのため、被処理成分（例えば、アンモニア）と処理成分（例えば、無機酸）との確実な接触を確保できる。その結果、被処理成分（例えば、アンモニア）の処理効率のさらなる向上を図ることができる。
５．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１３４】
図４（ａ）は、本発明のガス処理装置の第２実施形態の側断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される、ガス噴出器、インジェクタおよび集液面の位置関係を説明するための説明図である。
【０１３５】
図４において、図１〜図３に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１３６】
第１実施形態では、図２（ｂ）に示すように、前後方向に投影したときに、インジェクタ４６が、その軸中心（液体噴出口６２の中心）と、集液面７１の中心とが一致するように配置されており、ガス噴出器４５が、その全体と集液面７１の上側半分とが重なるように配置されている。
【０１３７】
一方、第２実施形態では、図４（ｂ）に示すように、前後方向に投影したときに、インジェクタ４６が、その全体と集液面７１の下側半分とが重なるように配置され、ガス噴出器４５が、その全体と集液面７１の上側半分とが重なるように配置されている。
【０１３８】
すなわち、前後方向に投影したときに、液体噴出口６２が、集液面７１の下側半分と重なるように配置され、ガス噴出口６１が、集液面７１の上側半分と重なるように配置され、ている。
【０１３９】
なお、第２実施形態における、拡径部７６は、その底面（後端縁）における内径が、上記した拡径部６３の底面（後端縁）における内径と比較して、小径に形成されている。
【０１４０】
第２実施形態において、集液面７１に向けて噴出された被処理ガスは、集液面７１の内側面に沿って、上方から下方に向かって流動する（図２（ａ）参照）。
【０１４１】
一方、集液面７１に向けて放射状に噴出された処理液は、集液面７１の内側面に沿って、下方から上方に向かって流動する。
【０１４２】
そのため、被処理ガスと処理液との流動方向が交差するので、被処理成分（例えば、アンモニア）と処理成分（例えば、無機酸）との確実な接触を確保できる。その結果、被処理成分（例えば、アンモニア）の処理効率のさらなる向上を図ることができる。
６．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１４３】
図５（ａ）は、本発明のガス処理装置の第３実施形態の側断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示される、ガス噴出器、インジェクタおよび集液面の位置関係を説明するための説明図である。
【０１４４】
図５において、図１〜図４に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１４５】
第１実施形態および第２実施形態では、図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、インジェクタ４６とガス噴出器４５とが上下方向に間隔を隔てて並列配置されている。
【０１４６】
一方、第３実施形態では、ガス噴出器４５およびインジェクタ４６が、図５（ｂ）に示すように、車幅方向に間隔を隔てて並列配置されている。
【０１４７】
そして、前後方向に投影したときに、液体噴出口６２の下側半分が集液面７１の下側半分と、液体噴出口６２の上側半分が集液面７１の上側半分とそれぞれ重なるように配置されており、ガス噴出口６１の上側半分が集液面７１の上側半分と、ガス噴出口６１の下側半分が集液面７１の下側半分とそれぞれ重なるように配置されている。
【０１４８】
第３実施形態において、集液面７１に向けて噴出された被処理ガスおよび処理液は、集液面７１の内側面に沿って、車幅方向外側から車幅方向内側に向かってそれぞれ流動する。
【０１４９】
そのため、被処理ガスと処理液との流動方向が交差するので、被処理成分（例えば、アンモニア）と処理成分（例えば、無機酸）との確実な接触を確保できる。その結果、被処理成分（例えば、アンモニア）の処理効率のさらなる向上を図ることができる。
【０１５０】
なお、これら実施形態は、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１５１】
３４  開口
４９  ガス処理装置
５０  容器
５８  ガス排出口
６０  集液部
６１  ガス噴出口
６２  液体噴出口
７１  集液面
【図１】
2013071029.tif 000003
【図２】
2013071029.tif 000004
【図３】
2013071029.tif 000005
【図４】
2013071029.tif 000006
【図５】
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