JP2007324014A - 燃料電池の排出ガス処理装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】要求される排出水素ガスの希釈性能に見合った適切な大きさの装置本体を有する排出ガス処理装置を工業的に有利に提供する。
【解決手段】ガス導入口３４と空気導入口３５とを有する第一の分割体１８と、空気流路７２と収容空間７０とが仕切部材５０を隔てて内部に画成された第二の分割体２２と、排出口４２を有すると共に、ガス侵入部７４が内部に設けられた第三の分割体２０とを一体的に接合して、装置本体１０を構成する一方、かかる装置本体１０の第二の分割体２２を、空気流路７２の少なくとも一部と収容空間７０の少なくとも一部とが仕切部材５０を隔てて内部に画成された複数の分割体形成パーツ４４の中から任意に選択された少なくとも一つを用いて形成して、構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池の排出ガス処理装置及びその製造方法に係り、特に、アノード電極側から排出される水素ガスを、カソード電極側から排出される空気にて希釈して、大気中に排出し得る機能を備えた燃料電池の排出ガス処理装置と、かかる装置の有利な製造方法とに関するものである。

近年、環境に優しく、しかも発電効率の高い燃料電池が注目され、様々な用途への利用が試みられている。例えば、燃料電池を駆動源として利用する燃料電池車が、次世代の自動車として期待され、実用化へ向けた動きが本格化してきている。

そして、このような燃料電池を用いた燃料電池システムでは、更に安定的且つ効率的な発電の実現のために様々な工夫が為されており、例えば、燃料電池車等に搭載される、純水素（以下、水素という）を燃料とした燃料電池システムの多くのものにおいては、アノード電極側から排出された未使用の水素を含むガスを、再度、アノード電極側に供給する循環装置が設けられて、燃料水素の利用効率の向上が図られている。しかしながら、このアノード電極側からの排出ガスの循環装置による循環を長時間に亘って続けていると、窒素や発電時に生ずる生成水等の不純物が排出ガス中に増加してしまい、その結果、発電効率の低下が不可避的に惹起されることとなる。

そこで、そのような燃料電池システムでは、パージ操作が間欠的に実施されて、不純物が増加したアノード電極側からの排出ガスが大気中に定期的に排出されるようになっているのであるが、このアノード電極側から排出される排出ガス中には、高濃度の水素ガスが含まれているため、そのような排出ガスの大気中への排出に際しては、それに含まれる水素ガスを安全上問題のない程度にまで希釈する必要があった。

かかる状況下、パージ操作によりアノード電極側から排出される水素ガスを、カソード電極側から排出される空気にて希釈して、大気中に排出するようにした燃料電池の排出ガス処理装置（排出燃料希釈器）が、提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

この処理装置は、アノード電極側から排出される水素ガスの排出管がガス導入口に接続され、かかるガス導入口を通じて、水素ガスが内部に導入される装置本体（下記特許文献１では、滞留室と称される）を有して、構成されている。また、この装置本体内には、カソード電極側から排出される空気の排出管（下記特許文献１では、カソード配管と称される）が、空気導入口を通じて突入せしめられ、更に装置本体内を横切るように貫通して、配設されている。即ち、かかる処理装置では、アノード電極側から排出される水素ガスを導入して、収容する収容空間と、カソード電極側から排出される空気を流通せしめると共に、空気排出管の先端開口部からなる排出口を通じて大気中に排出する空気流路とが、装置本体内に、空気排出管の管壁を隔てて、その外側と内側とにそれぞれ画成されている。また、空気流路を構成する空気排出管における装置本体内への突入部分には、管壁を貫通する貫通孔からなるガス侵入部が、形成されている。

かくして、かかる従来の排出ガス処理装置にあっては、収容空間内に収容された水素ガスが、ガス侵入部を通じて空気流路内に侵入し（吸い込まれ）、空気流路内を流通する空気に混入せしめられることで、かかる空気にて希釈されるようになっており、そして、この希釈された水素ガスが、空気と共に、空気流路の排出口から大気中に排出せしめられるように構成されているのである。

ところで、そのような構造を有する排出ガス処理装置を、例えば、燃料電池車の燃料電池システムに組み込む場合、燃料電池車の種類に拘わらず、共通化された同一の排出ガス処理装置を組み込むことが、燃料電池システム、ひいては燃料電池車の生産性の面において有利となる。また、この共通化された排出ガス処理装置としては、装置本体内における収容空間の容積が可及的に大きくされた装置が、好適に使用される。これは、収容空間が大容積とされていると、収容空間内に導入された水素ガスが、収容空間内に存在する多量の残留空気と混合せしめられ、かかる残留空気にて希釈された上で、ガス侵入部から空気流路内に混入せしめられて、空気流路内の空気にて更に希釈されるようになり、それによって、より高い希釈性能が確保され得ることとなるからである。

ところが、実際に、様々な種類の燃料電池車における燃料電池システムのそれぞれに対して、大容積の収容空間を有する、同一の排出ガス処理装置を組み付けた場合、燃料電池システムが、例えば、燃料電池の電気容量が比較的に小さいために、それ程高い水素ガスの希釈性能を必要としないものであると、収容空間が必要以上に大きなものとなって、水素ガスの希釈性能が性能過剰となるだけでなく、排出ガス処理装置全体の重量や設置スペースの増大、更には余分なコスト負担をも招く結果となる。

しかも、よく知られているように、燃料電池車等に搭載される燃料電池システムでは、発電が停止せしめられた際に、カソード電極側からの排出空気とは別の空気が空気流路内に強制的に送り込まれて、収容空間内に排出されずに残留した水素ガスが排出されるようになっている。そのため、収容空間の容積が必要以上に大きいと、残留水素ガス排出用の空気を送り込むためのエネルギーが無駄に浪費されるようになるといった不具合も、惹起されることとなるのである。

尤も、収容空間の容積が種々異なる排出ガス処理装置を多数種類準備し、これらを、燃料電池システムにおける燃料電池の種類に応じて使い分けすれば、前述の如き同一の排出ガス処理装置の使用によって惹起される問題や不具合の解消が図られ得る。しかしながら、そうすると、燃料電池システム、ひいてはそれが設けられる、例えば燃料電池車等の装置乃至は設備の製作性が著しく低下し、また、製作コストも高騰してしまうこととなるのである。

特開２００４−１２７６６６号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、アノード電極側からの排出水素ガスを収容する収容空間が適正な大きさとされて、装置全体の無用な大型化を招くことなく、要求される排出水素ガスの希釈性能を効率的且つ安定的に確保可能とした新規な構造が、燃料電池システムやそれが設けられる装置等の製作に際しての製作性や製作コストを悪化させることなく効果的に実現されてなる燃料電池の排出ガス処理装置と、そのような装置を有利に製造する方法とを提供することにある。

そして、かかる課題の解決のために、本発明の要旨とするところは、アノード電極側から排出される水素ガスを、ガス導入口から内部に導入して、収容する収容空間と、カソード電極側から排出される空気を、空気導入口から内部に導入して、流通せしめると共に、排出口を通じて大気中に排出する空気流路とを、装置本体の内部に仕切部材を隔てて画成し、更に、該収容空間内に収容された水素ガスを該空気流路内に侵入させるガス侵入部を該装置本体内に設けて、該ガス侵入部を通じて、該収容空間内の水素ガスを該空気流路内を流通する空気に混入せしめることにより、該水素ガスを該空気にて希釈して、該空気と共に前記排出口から大気中に排出させるように構成した燃料電池の排出ガス処理装置において、前記ガス導入口と前記空気導入口とを有する第一の分割体と、前記空気流路と前記収容空間とが前記仕切部材を隔てて内部に画成された第二の分割体と、前記排出口を有すると共に、前記ガス侵入部が内部に設けられた第三の分割体とが、一体的に接合されてなる分割構造をもって、前記装置本体を構成する一方、かかる装置本体の該第二の分割体を、該空気流路の少なくとも一部と該収容空間の少なくとも一部とが該仕切部材を隔てて内部に画成された複数の分割体形成パーツの中から任意に選択された少なくとも一つを用いて形成したことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置にある。

この本発明に従う燃料電池の排出ガス処理装置にあっては、第二の分割体を形成するのに使用される分割体形成パーツの個数や種類を変更することで、第二の分割体の全長を変化させて、かかる第二の分割体内に画成される収容空間の容積を任意に変更することが出来る。そして、それによって、収容空間の大きさを、要求される水素ガスの希釈性能を安定的に確保するのに必要とされる適正な大きさにおいて、容易に設定することが可能となっている。

すなわち、かかる本発明装置においては、単に、第二の分割体を形成するのに使用される分割体形成パーツの個数を任意の数に変更したり、かかる分割体形成パーツを長さの異なるものに変更するだけで、水素ガスの希釈性能を、要求性能が満たされるように、容易にチューニングすることが出来、それによって、例えば、電気容量が比較的に小さいために、それ程高い希釈性能が要求されない燃料電池の排出水素ガスを希釈するための装置から、大きな電気容量を有するために、十分に高い希釈性能が要求される燃料電池の排出ガスを希釈するための装置にまで、幅広い範囲において有利に適用可能となる。換言すれば、要求される排出水素ガスの希釈性能が変更せしめられても、装置本体の全体を作り替えたりすることなしに、分割体形成パーツの使用個数や種類を変更するだけで、処理装置全体の製作性の低下や製作コストの高騰を可及的に抑制しつつ、迅速に且つ適切に対応し得るのである。

従って、かくの如き本発明に従う燃料電池の排出ガス処理装置にあっては、装置本体の無用な大型化による排出ガス処理装置全体の重量や設置スペースの増大、更には余分なコスト負担を惹起せしめることなく、しかも、燃料電池が組み込まれる燃料電池システム、或いはかかるシステムが設置される各種の装置等の製作性や製作コストを何等悪化させることもなしに、要求される排出水素ガスの希釈性能が、極めて効率的且つ安定的に発揮され得ることとなるのである。

発明の態様

ところで、本発明は、少なくとも、以下に列挙する如き各種の態様において、好適に実施され得るものである。

＜１＞ アノード電極側から排出される水素ガスを、ガス導入口から内部に導入して、収容する収容空間と、カソード電極側から排出される空気を、空気導入口から内部に導入して、流通せしめると共に、排出口を通じて大気中に排出する空気流路とを、装置本体の内部に仕切部材を隔てて画成し、更に、該収容空間内に収容された水素ガスを該空気流路内に侵入させるガス侵入部を該装置本体内に設けて、該ガス侵入部を通じて、該収容空間内の水素ガスを該空気流路内を流通する空気に混入せしめることにより、該水素ガスを該空気にて希釈して、該空気と共に前記排出口から大気中に排出させるように構成した燃料電池の排出ガス処理装置において、前記ガス導入口と前記空気導入口とを有する第一の分割体と、前記空気流路と前記収容空間とが前記仕切部材を隔てて内部に画成された第二の分割体と、前記排出口を有すると共に、前記ガス侵入部が内部に設けられた第三の分割体とが、一体的に接合されてなる分割構造をもって、前記装置本体を構成する一方、かかる装置本体の該第二の分割体を、該空気流路の少なくとも一部と該収容空間の少なくとも一部とが該仕切部材を隔てて内部に画成された複数の分割体形成パーツの中から任意に選択された少なくとも一つを用いて形成したことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。

＜２＞ 上記の態様＜１＞において、前記仕切部材が、前記空気流路における空気流通方向の下流側部分に対応位置する部位の少なくとも一部において除去されることにより、該空気流路と前記収容空間とを連通して、該収容空間内に収容された水素ガスの該空気流路内への侵入を許容する連通部が、前記装置本体内に形成されて、前記ガス侵入部が、該連通部にて構成されていること。この本態様によれば、ガス侵入部が、装置本体内に、比較的に簡略な構造をもって容易に形成され得る。

＜３＞ 上記せる態様＜１＞又は態様＜２＞において、前記装置本体の前記収容空間内で前記ガス導入口側から前記ガス侵入部側に向かって流動せしめられる前記水素ガスの流れの断面積が、該ガス導入口の開口面積よりも大なる大きさとされて、該水素ガスが、該収容空間内を拡散しつつ流動せしめられるようになっていること。このような本態様によれば、アノード電極側から排出される水素ガスが、収容空間内を拡散しつつ、流動せしめられることで、かかる水素ガスの有する圧力エネルギーが低下せしめられ、それによって、水素ガスの排気音（例えば、パージ操作の実施時に生ずるパージ音等）が、効果的に消音乃至は低減せしめられ得る。

＜４＞ 上記せる態様＜１＞乃至は態様＜３＞のうちの何れか一つにおいて、前記空気流路の流路断面積が、前記空気導入口の開口面積よりも大なる大きさとされて、該空気導入口を通じて該空気流路内に導入された空気が、該空気流路内を拡散しつつ、前記排出口に向かって流通せしめられるようになっていること。この本態様によれば、カソード電極側から排出される空気が、空気流路内を拡散しつつ、流通せしめられることで、かかる空気の有する圧力エネルギーが低下せしめられ、それによって、カソード電極側から排出される空気の排気音（例えば、空気流路内を高速で流れる際に発生する流体音や、コンプレッサなどを用いて、燃料電池に空気を間欠的に供給する際に生ずる脈動音等）が、効果的に消音乃至は低減せしめられ得る。

＜５＞ 上記の態様＜１＞乃至は態様＜４＞のうちの何れか一つにおいて、前記仕切部材のうち、前記ガス侵入部よりも前記空気流路における空気流通方向の上流側に位置する上流側部分に、複数の透孔が形成されると共に、該仕切部材の該複数の透孔の形成部位における前記収容空間側の面に対して、吸音材が、該複数の透孔の全てを塞ぐように接触配置されていること。このような本態様によれば、カソード電極側から排出されて、空気流通路内を流れる空気の排気音が、吸音材にて吸収せしめられ、これによっても、かかる空気の排気音が、効果的に消音乃至は低減せしめられ得る。

＜６＞ 上記せる態様＜５＞において、前記装置本体の内部に、前記吸音材を前記仕切部材との間で挟持する保持部が設けられていること。この本態様によれば、吸音材の所定の設置位置からの位置ズレや離脱が有利に防止され、それによって、空気の排気音の消音乃至は低減効果が、安定的に確保され得る。

＜７＞ アノード電極側から排出される水素ガスを、ガス導入口から内部に導入して、収容する収容空間と、カソード電極側から排出される空気を、空気導入口から内部に導入して、流通せしめると共に、排出口を通じて大気中に排出する空気流路とを、装置本体の内部に仕切部材を隔てて画成し、更に、該収容空間内に収容された水素ガスを該空気流路内に侵入させるガス侵入部を該装置本体内に設けて、該ガス侵入部を通じて、該収容空間内の水素ガスを該空気流路内を流通する空気に混入せしめることにより、該水素ガスを該空気にて希釈して、該空気と共に前記排出口から大気中に排出させるように構成した燃料電池の排出ガス処理装置の製造方法であって、（ａ）前記ガス導入口と前記空気導入口とを有する第一の分割体を準備する工程と、（ｂ）前記空気流路の少なくとも一部と前記収容空間の少なくとも一部とが前記仕切部材を隔てて内部に画成された複数の分割体形成パーツから少なくとも一つを任意に選択し、使用して、前記装置本体における前記第一の分割体からなる部分とは別の部分を構成する、該少なくとも一つの分割体形成パーツからなる第二の分割体を準備する工程と、（ｃ）前記排出口を有すると共に、前記ガス侵入部が内部に設けられた、前記装置本体における前記第一及び第二の分割体からなる部分とは更に別の部分を構成する第三の分割体を準備する工程と、（ｄ）前記第二の分割体における前記空気流路の空気流通方向上流側に、前記第一の分割体を組み付けて、一体的に接合する工程と、（ｅ）前記第二の分割体における前記空気流路の空気流通方向下流側に、前記第三の分割体を組み付けて、一体的に接合する工程とを含むことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置の製造方法。

この本態様においては、要求される排出水素ガスの希釈性能が変更せしめられても、装置本体の全部を作り替えたりすることなしに、単に、分割体形成パーツの使用個数や種類を変更するだけで、収容空間の容積を任意に変更して、水素ガスの希釈性能を容易にチューニングすることが出来、それによって、処理装置全体の製作性の低下や製作コストの高騰を可及的に抑制しつつ、排出水素ガスの希釈性能に対する要求性能を確実に実現することが出来る。

従って、かくの如き本態様によれば、装置全体の無用な大型化や、燃料電池が組み込まれる燃料電池システム、或いはかかるシステムが設置される各種の装置等の製作性及び製作コストの悪化等を招くことなく、要求される排出水素ガスの希釈性能が効率的且つ安定的に発揮され得る燃料電池の排出ガス処理装置が、可及的に低い製造コストと優れた製作性をもって、工業的に有利に製造され得ることとなるのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１及び図２には、本発明に従う構造を有する、燃料電池の排出ガス希釈装置の一実施形態が、燃料電池車への装着状態、詳しくは燃料電池車の燃料電池システムに組み込まれた状態での縦断面形態と横断面形態とにおいて、それぞれ概略的に示されている。それらの図において、１０は、合成樹脂製の装置本体であって、全体として、両側有底の略角筒形状を呈している。

すなわち、この装置本体１０は、燃料電池車への装着状態下で、車両の前後方向（図１における左右方向で、図２における紙面に垂直な方向）に延びる角筒状の筒壁部１２と、かかる筒壁部１２の前方側開口部（図１における左側の開口部）と後方側開口部（図１における右側の開口部）をそれぞれ閉塞する前側底部１４と後側底部１６とを一体的に有して、構成されている。なお、以下からは、本実施形態に係る排出ガス希釈装置の構造の理解を容易とするために、便宜上、前側底部１４の側を前方側と言い、また、後側底部１６の側を後方側と言うこととする。

そして、本実施形態の排出ガス希釈装置にあっては、特に、かかる装置本体１０が、前側底部１４を有する、第一の分割体としての前側分割体１８と、後側底部１６を有する、第三の分割体としての後側分割体２０と、筒壁部１２の大部分を有する、第二の分割体としての中間分割体２２の３種類の分割体を、前後方向において直列に組み付けて、一体的に接合せしめてなる分割構造乃至は組付体構造をもって、構成されている。

より具体的には、図３及び図４から明らかなように、前側分割体１８が有する前側底部１４は、略矩形の平板形態を呈している。また、かかる前側底部１４には、その外周縁部から後方に向かって短い長さで突出し、且つ周方向に連続して延びる前側周壁部２４が、一体的に設けられている。即ち、前側分割体１８は、その全体形状が、高さの低い、片側有底の角筒形状とされている。これによって、かかる前側分割体１８の内側空間２８が、前側周壁部２４の後方側開口部を通じて後方に開口せしめられている。また、この前側分割体１８の前側周壁部２４の端面形状が、前側底部１４と同一大きさの矩形形状とされており、更に、前側周壁部２４の先端部（後端部）の外周面には、矩形枠状の外フランジ部２６が、一体的に周設されている。

また、そのような前側分割体１８の前側底部１４における左右方向（図４の左右方向）の中央部には、アノード配管接続筒部３０とカソード配管接続筒部３２とが、前者を上側にして、上下に所定距離を隔てて位置せしめられた状態で、一体形成されている。

この前側底部１４に設けられたアノード配管接続筒部３０は、小径の円筒形状を呈し、前側底部１４の前面から前方に向かって突出せしめられている。一方、カソード配管接続筒部３２は、アノード配管接続筒部３０よりも大径の円筒形状を呈している。そして、一部が、前側底部１４の前面から前方に向かって、所定長さで突出せしめられる一方、残りの部分が、前側周壁部２４の軸方向長さよりも所定寸法だけ長い軸方向長さをもって、前側底部１４の後面から後方に向かって突出せしめられている。これにより、前側分割体１８の内側空間２８が、アノード配管接続筒部３０の前方側開口部を通じて、前方にも開口せしめられている。そして、ここでは、かかるアノード配管接続筒部３０の前方側開口部が、ガス導入口３４とされており、また、カソード配管接続筒部３２の前方側開口部が、空気導入口３５とされている。

また、図５及び図６に示されるように、後側分割体２０が有する後側底部１６も、前側分割体１８に設けられた前側底部１４と同様な略矩形の平板形態を呈している。そして、かかる後側底部１６には、その外周縁部から前方に向かって突出し、且つ周方向に連続して延びる角筒状の後側周壁部３６が、一体的に設けられている。即ち、後側分割体２０も、その全体形状が、高さの低い、片側有底の角筒形状とされている。これによって、かかる後側分割体２０の内側空間３９が、後側周壁部３６の前方側開口部を通じて前方に開口せしめられている。また、この後側分割体２０の後側周壁部３６の端面形状が、後側底部１６の全体形状、更には前側分割体１８における前側周壁部２４の端面形状と同一の矩形形状とされている。

さらに、かかる後側周壁部３６の先端部（前端部）の外周面には、前側分割体１８の前側周壁部２４に設けられた外フランジ部２６と同一の大きさの矩形枠状形態を呈する外フランジ部３８が、一体的に周設されている。そして、ここでは、後側周壁部３６の高さ（軸方向長さ）が、前側分割体１８に設けられた前側周壁部２４の高さ（軸方向長さ）よりも所定寸法大きくされ、それにより、後側分割体２０の内側空間３９の容積が、前側分割体１８の内側空間２８よりも大なる大きさとされている。

また、そのような後側分割体２０においては、後側底部１６における左右方向（図６の左右方向）の中央部の下側部位に、排出管接続筒部４０が一体形成されている。この排出管接続筒部４０は、前側底部１４に一体形成されたカソード配管接続筒部３２と略同一の径を有する円筒形状を呈し、後側底部１６の後面から後方に向かって突出せしめられている。これにより、後側分割体２０の内側空間３９が、排出管接続筒部４０の後方側開口部を通じて、後方にも開口せしめられている。そして、ここでは、そのような排出管接続筒部４０の後方側開口部が、カソード配管接続筒部３２の前方側開口部からなる空気導入口３５と略同一の径を有する排出口４２とされている。

一方、図１に示される如く、中間分割体２２は、２個の分割体形成パーツ４４，４４が組み付けられて、構成されている。それら２個の分割体形成パーツ４４，４４は、何れも、同一の大きさと構造とを有している。即ち、図７及び図８から明らかなように、分割体形成パーツ４４は、その外形形状を与える外側筒部４６と、その内側に設けられた第一の内側半割筒部４８と、かかる第一の内側半割筒部４８の更に内側に設けられた第二の内側半割筒部５０とを、一体的に有している。

外側筒部４６は、全体として、矩形の角筒形状を呈し、軸方向両側の端面形状のそれぞれが、前側及び後側分割体１８，２０における前側及び後側周壁部２４，３６の各端面形状と同じ大きさの矩形形状とされている。また、この外側筒部４６においては、その軸方向長さが、装置本体１０の軸方向長さの半分よりも所定寸法だけ短い長さとされている（図１参照）。そして、その軸方向両端部の外周面には、前側及び後側分割体１８，２０の各外周面にそれぞれ設けられた外フランジ部２６，３８と同一の大きさの矩形枠状形態を呈する外フランジ部５２が、一体的に周設されている。

第一の内側半割筒部４８は、外側筒部４６の幅寸法（図８における左右方向の寸法）と略同一の直径と、その軸方向長さと同一の軸方向長さとを有する半割円筒形状を呈している。そして、外側筒部４６内に、その軸方向と平行に延びるように配置された状態で、半割面において、外側筒部４６の下側側壁部の内面に対して一体化されている。これにより、外側筒部４６の内側空間が、第一の内側半割筒部４８にて上下に二つに仕切られて、かかる外側筒部４６の内部に、第一の内側半割筒部４８よりも上側（外周面側）に位置する上部空間５４と、それよりも下側（内周面側）に位置する下部空間５６とが、画成されている。なお、ここでは、上部空間５４の軸直角方向の断面の面積が、前記アノード配管接続筒部３０のガス導入口３４の開口面積よりも十分に大きくされている。

一方、第二の内側半割筒部５０は、外側筒部４６の幅寸法や第一の内側半割筒部４８の直径よりも所定寸法小さな直径と、それらの軸方向長さと同一の軸方向長さとを有する、第一の内側半割筒部４８よりも一周り小さな半割円筒形状を呈している。また、この第二の内側半割筒部５０においては、軸方向一方側の端部のみに、かかる軸方向一方側の開口部を閉塞する半円板状の底部５８が、一体形成されている。

そして、このような第二の内側半割筒部５０が、外側筒部４６の内側に形成された下部空間５６内に、第一の内側半割筒部４８と同軸的に延びるように配置された状態で、半割面において、外側筒部４６の下側側壁部の内面に一体化されている。これにより、下部空間５６が、第二の内側半割筒部５０にて更に二つに仕切られて、第二の内側半割筒部５０の内周面と外側筒部４６の下側側壁部の内面にて囲まれて、軸方向に延びる下部空間内側スペース６０と、第二の内側半割筒部５０の外周面と第一の内側半割筒部４８の内周面とにて囲まれて、軸方向に延び、且つ下部空間内側スペース６０を外側から取り囲むように構成された下部空間外側スペース６２とが、下部空間５６内に画成されている。なお、ここでは、下部空間内側スペース６０の軸直角方向の断面の面積が、カソード配管接続筒部３２の空気導入口３５の開口面積よりも十分に大きくされている。

また、かかる第二の内側半割筒部５０においては、その軸方向一方側の端部に設けられた底部５８の中心部に、それを貫通する円形の通孔６４が、設けられている。更に、第二の内側半割筒部５０の筒壁には、透孔６６が、多数形成されている。それらの透孔６６は、何れも、比較的に小さな矩形形状を呈し、第二の内側半割筒部５０の筒壁を貫通して、下部空間内側スペース６０と下部空間外側スペース６２とを相互に連通せしめる構造をもって、第二の内側半割筒部５０の筒壁における周方向に略等距離を隔てた個所のそれぞれに、軸方向に互いに等間隔をおいて、１列に並んで位置せしめられている。

そして、本実施形態においては、図１に示されるように、かくの如き構造とされた分割体形成パーツ４４の二つが、前後方向において直列し、且つ第二の内側半割筒部５０における底部５８側とは反対側の端面同士において、外フランジ部５２同士が当接するように突き合わされて、組み付けられた状態で、それら端面同士及び外フランジ部５２同士が、例えば、溶着や接着等により一体的に接合されることで、中間分割体２２が、形成されている。

そしてまた、かくして形成された中間分割体２２にあっては、各分割体形成パーツ４４における第一の内側半割筒部４８の端面同士、及び第二の内側半割筒部５０の底部５８側とは反対側の端面同士が、それぞれ、溶着や接着等により一体的に接合されている。これにより、各分割体形成パーツ４４における上部空間５４同士や、下部空間内側スペース６０同士、更には下部空間外側スペース６２同士が、それぞれ連通せしめられて、それらの空間乃至はスペース５４，６０，６２が、中間分割体２２の内部に、全長に亘って軸方向に延びるように形成されている。そうして、かかる中間分割体２２内の上部空間５４，５４と下部空間外側スペース６２，６２が、それぞれの前方側及び後方側開口部を通じて、前方と後方とに、それぞれ開口せしめられている。また、下部空間内側スペース６０，６０は、各底部５８に設けられた通孔６４を通じて、前方と後方とに、それぞれ開口せしめられている。

さらに、このような中間分割体２２における下部空間外側スペース６２，６２内には、吸音材６８が、収容配置されている。この吸音材６８は、例えば、ステンレスウールやグラスウール等の繊維集合体や、内部に連通気泡が多数設けられた連通多孔質体等の通気性を有する材質のものからなり、その全体形状が、中間分割体２２内に形成される下部空間外側スペース６２，６２の形状に比して、軸方向長さが同じであるものの、肉厚が僅かに大きくされた半割円筒形状とされている。そして、かかる下部空間外側スペース６２，６２内において、第二の内側半割筒部５０，５０のそれぞれの全外周面を取り巻いて、それら第二の内側半割筒部５０に設けられた多数の透孔６６の全てを閉塞するように、配置され、また、そのような配置状態下で、第二の内側半割筒部５０，５０の各外周面と第一の内側半割筒部４８，４８の各内周面との間で挟圧保持されている。このことから明らかなように、ここでは、第一の内側半割筒部４８にて、保持部が構成されている。

而して、本実施形態の排出ガス処理装置にあっては、そのような中間分割体２２の前側に、前側分割体１８が、アノード配管接続筒部３０とカソード配管接続筒部３２の一部とを前方に突出させた状態で、位置せしめられて、中間分割体２２における外側筒部４６の前側の端面及び外フランジ部５２に対して、前側周壁部２４の後側端面及び外フランジ部２６において突き合わされた状態で、溶着や接着等により一体的に接合されている。また、かかる接合状態下で、前側分割体１８におけるカソード配管接続筒部３２の後方側への突出部分が、その先端部において、中間分割体２２における、前側に位置する第二の内側半割筒部５０の底部５８に設けられた通孔６４内に挿通せしめられて、この通孔６４の内周面に対して一体的に接合されている。

さらに、中間分割体２２の後側には、後側分割体２０が、排出管接続筒部４０を、中間分割体２２における、後側に位置する第二の内側半割筒部５０の底部５８に設けられた通孔６４と同軸上において、後方に突出させた状態で、位置せしめられている。そして、中間分割体２２における外側筒部４６の後側の端面及び外フランジ部５２に対して、後側周壁部３６の前側端面及び外フランジ部３８において突き合わされた状態で、溶着や接着等により一体的に接合されている。

このように、本実施形態の排出ガス処理装置にあっては、前側分割体１８と中間分割体２２と後側分割体２０との一体的な接合体にて形成されて、前側分割体１８の前側周壁部２４と中間分割体２２の外側筒部４６，４６と後側分割体２０の後側周壁部３６とからなる矩形角筒状の筒壁部１２と、前側及び後側分割体１８，２０がそれぞれ有する前側及び後側底部１４，１６とを一体的に備えた装置本体１０を有して、構成されている。

そして、かかる装置本体１０の内部に、前側分割体１８の内側空間２８と、中間分割体２２の上部空間５４，５４と、後側分割体２０の内側空間３９とにて、収容空間７０が形成されている。また、中間分割体２２における二つの第二の内側半割筒部５０，５０にて囲まれた下部空間内側スペース６０，６０と、後側分割体２０における後側分割体２０の内側空間３９の下側部分とにて、装置本体１０内に全長に亘って前後方向に延びる空気流路７２が形成されている。即ち、収容空間７０と空気流路７２のそれぞれの大部分が、装置本体１０内に、第二の内側半割筒部５０，５０を隔てて画成されている。また、中間分割体２２を構成する分割体形成パーツ４４の内部に、収容空間７０と空気流路７２のそれぞれの一部分が、第二の内側半割筒部５０を隔てて画成されている。このことから明らかなように、本実施形態においては、第二の内側半割筒部５０にて、仕切部材が構成されている。

また、装置本体１０内に形成された収容空間７０は、前側分割体１８のアノード配管接続筒部３０と、後側分割体２０の排出管接続筒部４０のそれぞれの内孔内に連通せしめられている。空気流路７２は、二つの第二の内側半割筒部５０，５０のうちの前側に位置するものに設けられた通孔６４を通じて、前側分割体１８のカソード配管接続筒部３２の内孔内に連通せしめられている一方、後側分割体２０における内側空間３９の下側部分において、後側分割体２０の排出管接続筒部４０の内孔内に連通せしめられている。

そして、ここでは、空気流路７２の一部を構成する、後側分割体２０の内側空間３９の下側部分が、第二の内側半割筒部５０，５０にて囲まれることなく、収容空間７０に連通せしめられた連通部分とされている。換言すれば、空気流路７２における排出口４２側に、第二の内側半割筒部５０，５０が除去されて、収容空間７０に連通せしめられた連通部分が、後側分割体２０の内側空間３９の下側部分にて形成されている。かくして、かかる連通部分を構成する、後側分割体２０の内側空間３９の下側部分が、後述する如くして収容空間７０内に導入された水素ガスを空気流路７２内に侵入せしめるガス侵入部７４として、構成されているのである。

また、本実施形態においては、収容空間７０が連通せしめられるアノード配管接続筒部３０に対して、アノード電極側から排出される水素ガスが内部を流通せしめられるアノード配管７６が接続されている。更に、空気流路７２が連通せしめられるカソード配管接続筒部３２には、カソード電極側から排出される空気が内部を流通せしめられるカソード配管７８が接続されている。更にまた、収容空間７０と空気流路７２とが共に連通せしめられる排出管接続筒部４０には、先端部において大気中に開口する排出管８０が接続されている。

かくして、かくの如き構造とされた本実施形態の排出ガス処理装置にあっては、カソード電極側から排出されて、カソード配管７８内を流通する空気が、常時、カソード配管接続筒部３２の空気導入口３５から、前側の通孔６４を通じて空気流路７２内に導入されて、空気流路７２内を流通せしめられ、そして、後側の通孔６４からガス侵入部７４を経て、排出管接続筒部４０内に向かって流されるようになっている。つまり、カソード電極側から排出された空気が、装置本体１０の内部に設けられた空気流路７２内を、装置本体１０の前側から後側に向かって流通せしめられるようになっている。そして、かかる空気流路７２内を流通せしめられた空気が、排出管接続筒部４０の排出口４２を通じて排出管８０内に流入せしめられて、この排出管８０の先端開口部から大気中に排出されるようになっている。

また、かかる排出ガス処理装置においては、前述せる如く、空気流路７２を形成する各第二の内側半割筒部５０，５０に対して、多数の透孔６６が形成される共に、吸音材６８が、それら多数の透孔６６を閉塞するように取り付けられている。これにより、空気流路７２内を空気が流通せしめられる際に、かかる空気の流体音や脈動音等の排気音が、多数の透孔６６を通じて吸音材３８に伝達され、そこで消音乃至は低減せしめられるようになっている。

さらに、下側空間内側スペース６０，６０の軸直角方向の断面積、換言すれば、空気流路７２の流路断面積が、空気導入口３５の開口面積よりも十分に大きくされているところから、空気導入口３５を通じて空気流路７２内に導入された空気が、空気流路７２内を拡散しつつ、流動せしめられて、かかる空気の有する圧力エネルギーが低下せしめられるようになっており、これによっても、カソード配管７８や排出管８０内を流れる空気の排気音が、消音乃至は低減せしめられるようになっている。

一方、パージ操作によりアノード電極側から排出されて、アノード配管７６内を流通する水素ガスは、アノード配管接続筒部３０のガス導入口３４から、装置本体１０の収容空間７０内に間欠的に導入されて、収容されると共に、パージ圧により、収容空間７０内を、ガス導入口３４側とは反対側、つまりガス侵入部７４や排出管接続筒部４０側に向かって、装置本体１０の前側から後側に流動せしめられるようになる。このとき、前述せる如く、上部空間５４，５４の軸直角方向の断面積、つまり収容空間７０における水素ガスの流れの断面積が、ガス導入口３４の開口面積よりも十分に大きくされているため、ガス導入口３４を通じて収容空間７０内に導入された水素ガスが、収容空間７０内を拡散しつつ、流動せしめられる。これによって、かかる水素ガスの有する圧力エネルギーが低下せしめられて、収容空間７０内を流れる水素ガスのパージ音等の排気音が、消音乃至は低減せしめられるようになっている。

そして、本実施形態装置においては、空気流路７２内を流れる空気が、空気導入口３５側から、水素ガスが収容される収容空間７０内に連通せしめられたガス侵入部７４を経て、排出口４２側に向かって流通せしめられるようになっている。そのため、収容空間７０内を流動して、ガス侵入部７４に到達した水素ガスが、空気流路７２内の空気の流れにより、ガス侵入部７４から空気流路７２内に吸い込まれるように侵入せしめられ、そこで、空気流路７２内の空気に混入され、希釈されて、空気と共に、排出管８０の先端開口部を通じて大気中に排出されるようになっているのである。

ところで、このような構造を有する本実施形態の排出ガス処理装置を製造する際には、例えば、以下に手順に従って、その作業が進められることとなる。

すなわち、先ず、図３及び図４に示される如き構造を有する前側分割体１８と、図５及び図６に示される如き構造を有する後側分割体２０とを、ポリアミドやポリプロピレン等の合成樹脂材料を用いた射出成形等を実施することにより、それぞれ別個に成形して、準備する。

また、その一方で、中間分割体２２を構成する分割体形成パーツ４４を、例えば、ポリアミドやポリプロピレン等の合成樹脂材料を用いた射出成形等により成形して、準備するのであるが、その際には、図７及び図８に示される如き構造を有するもの、互いに軸方向長さが異なるものや、第二の内側半割筒部５０に、通孔６４を備えた底部５８が何等設けられていないもの等、複数種類のものが、準備される。

さらに、それら前側及び後側分割体１８，２０や複数種類の分割体形成パーツ４４とは別に、半割円筒状を呈する吸音材６８を、公知の手法により作製して、或いは市販のものを使用して、準備する。

次いで、中間分割体２２を形成するために、先に準備された複数種類の分割体形成パーツ４４の中から、任意のものを選択するのであるが、その際には、目的とする排出ガス処理装置において要求される水素ガスの希釈性能を得るのに必要な収容空間７０の容積が確保されるように、適当な軸方向長さを有するものが、１個又は複数個選ばれることとなる。ここでは、図７及び図８に示される如き構造を有する分割体形成パーツ４４が２個選択されて、使用される。

なお、図１及び図２に示される如き構造を有する本実施形態の排出ガス処理装置を形成するに際して、分割体形成パーツ４４を、予め準備された複数種類のものの中から３個以上選択する場合には、第二の内側半割筒部５０に、通孔６４を備えた底部５８が設けられたものを、１個又は２個選択する必要がある。何故なら、かかる底部５８の通孔６４内に、前側分割体１８のカソード配管接続筒部３２を挿入、固定しなければならないからである。

次に、選択された２個の分割体形成パーツ４４を、図９に示されるように、それぞれの第二の内側半割筒部５０における底部５８側とは反対側に位置する、外側筒部４６の端面同士と外フランジ部５２同士とにおいて各々相互に突き合わせて、配置する。このとき、各分割体形成パーツ４４における第一の内側半割筒部４８の端面同士と第二の内側半割筒部５０の端面同士も突き合わされることとなるが、ここでは、予め、それらの端面に接着剤等が塗布される。それによって、２個の分割体形成パーツ４４，４４が突き合わされたときに、かかる第一及び第二の内側半割筒部４８，５０のそれぞれの端面同士が、流体密に接着される。そして、突き合わされた２個の分割体形成パーツ４４，４４における各外側筒部４６の端面同士と外フランジ部５２同士の突合部分に対して、例えば超音波溶着を行う。これにより、２個の分割体形成パーツ４４，４４を、流体密な状態で一体的に接合して、中間分割体２２を形成する。

その後、図９及び図１０に示されるように、上述の如くして形成された中間分割体２２における外側筒部４６，４６の軸方向一方側の端面と、かかる軸方向一方側の端部に設けられた外フランジ部５２とに対して、前側分割体１８における前側周壁部２４の先端面と、前側周壁部２４の先端部に設けられた外フランジ部２６とを突き合わせる。これにより、中間分割体２２の外側筒部４６，４６における軸方向一方側の開口部を、前側分割体１８の前側底部１４にて覆蓋せしめた状態で、中間分割体２２と前側分割体１８とを組み付ける。

このとき、前側分割体１８の前側底部１４における前側周壁部２４形成面からのカソード配管接続筒部３２の突出部分が、その先端部において、中間分割体２２における第二の内側半割筒部５０，５０の底部５８，５８のうち、前側分割体１８との突合せ側に位置する底部５８の通孔６４内に挿入、位置せしめられることとなるが、ここでは、予め、それらカソード配管接続筒部３２の突出部分における先端部の外周面と通孔６４の内周面とに、接着剤が塗布される。これによって、中間分割体２２と前側分割体１８との組付状態下で、カソード配管接続筒部３２の通孔６４内への挿入部分が、通孔６４の内周面に対して流体密に接着される。そして、中間分割体２２と前側分割体１８の突合せ部位に対して、例えば超音波溶着を行って、それら２個の分割体２２，１８を一体的に接合する。

引き続き、図１０に示されるように、前側分割体１８が一体接合された中間分割体２２の下部空間外側スペース６２，６２内に、先に準備された吸音材６８を挿入、配置する。なお、ここで用いられる吸音材６８としては、先に例示した繊維集合体や連通多孔質体等のうち、全体形状が、下部空間外側スペース６２，６２と軸方向長さが同じであるもの、それらよりも肉厚が僅かに大きな半割円筒状の全体形状を有し、且つ伸縮性を備えたものが、好適に用いられる。そうすれば、下部空間外側スペース６２，６２内に収縮状態で挿入するだけで、中間分割体２２の第一の内側半割筒部４８と第二の内側半割筒部５０との間で挟持されて、下部空間外側スペース６２，６２内に安定的に配置されることとなる。

次いで、前側分割体１８が一体接合された中間分割体２２における前側分割体１８側とは反対側の外側筒部４６，４６の端面と、かかる端面側に設けられた外フランジ部５２とに対して、後側分割体２０における後側周壁部３６の先端面と、後側周壁部３６の先端部に設けられた外フランジ部３８とを突き合わせる。これにより、中間分割体２２の外側筒部４６，４６における前側分割体１８との接合側とは反対側の開口部を、後側分割体２０の後側底部１６にて覆蓋せしめた状態で、中間分割体２２と前側分割体１８との接合体に対して、後側分割体２０を組み付ける。また、かかる組付状態では、後側分割体２０の後側底部１６に設けられた排出管接続筒部４０が、中間分割体２２における第二の内側半割筒部５０に設けられた通孔６４に対して同軸的に位置せしめられる。

そして、そのような前側分割体１８と中間分割体２２との接合体に対する後側分割体２０の組付状態下において、それらの突合せ部位に対して、例えば超音波溶着を行って、前側分割体１８と中間分割体２２との接合体に後側分割体２０を一体的に接合する。かくして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする排出ガス処理装置を、形成するのである。

このように、本実施形態の排出ガス処理装置にあっては、前側分割体１８と中間分割体２２と後側分割体２０の一体的な接合体にて構成され、また、装置本体１０内の収容空間７０の大部分を構成する上部空間５４を備えた中間分割体２２が、二つの分割体形成パーツ４４，４４を一体的に接合して構成されている。そして、かかる中間分割体２２を形成するに際して、予め準備された複数種類の分割体形成パーツ４４の中から、水素ガスの希釈性能に対する要求性能を満足させるのに必要な収容空間７０の容積が確保され得るような分割体形成パーツ４４が、２個選択されて、使用されている。

それ故、このような本実施形態においては、中間分割体２２を形成するのに使用される分割体形成パーツ４４の個数を変更したり、或いはかかる分割体形成パーツ４４を、軸方向長さが異なる別の種類のものに変更することで、中間分割体２２の全長を変化させることが出来、それによって、中間分割体２２内の上部空間５４にて大部分が構成される装置本体１０内の収容空間７０の容積を、任意の大きさにおいて、容易に設定することが可能となっている。

かくして、かかる本実施形態の排出ガス処理装置では、その製造時において、単に、分割体形成パーツ４４の個数を任意の数に変更したり、分割体形成パーツ４４を長さの異なるものに変更するだけで、水素ガスの希釈性能を、要求性能が満たされるように、容易にチューニングすることが出来る。そして、その結果、例えば、排出水素ガスの排出条件や流動条件の変更等により、要求される水素ガスの希釈性能が変更されても、装置本体１０の全体を作り替えたりすることなしに、分割体形成パーツ４４の使用個数や種類の変更により、処理装置全体の製作性の低下や製作コストの高騰を可及的に抑制しつつ、かかる要求性能に対して迅速に且つ適切に対応し得るのである。また、様々な要求性能に対応せしめるべく、収容空間７０を必要以上に大きく為しておく必要が解消されて、装置本体１０が無用に大型化されることも、有利に皆無ならしめられ得る。

従って、かくの如き本実施形態の排出ガス処理装置によれば、装置本体１０の無用な大型化による排出ガス処理装置全体の重量や、燃料電池車に対する設置スペースの増大、更には余分なコスト負担を惹起せしめることなく、しかも、燃料電池が組み込まれる燃料電池車の燃料電池システムの製作性や製作コストを何等悪化させることもなしに、要求される排出水素ガスの希釈性能が、極めて効率的且つ安定的に発揮され得ることとなるのである。

また、本実施形態の排出ガス処理装置においては、分割体形成パーツ４４の個数を任意の数に変更したり、或いは分割体形成パーツ４４を長さの異なるものに変更することで、空気流路７２の大部分を構成する下部空間内側スペース６０の容積、更には、かかる下部空間内側スペース６０を形成する第二の内側半割筒部５０を覆って位置せしめられた吸音材６８の大きさまでもが、容易に変化せしめられる。従って、このような本実施形態によれば、空気流路７２内を流通せしめられる空気の排気音の消音機能も、分割体形成パーツ４４の使用個数や種類の変更により、容易にチューニングすることが出来るのである。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約を受けるものではない。

例えば、前記せるように、中間分割体２２を形成するのに使用される分割体形成パーツ４４の個数は、何等限定されるものではなく、水素ガスの希釈性能に対する要求性能を満足させるのに必要な収容空間７０の容積が確保され得る個数だけ用いられるのであって、その具体的な数は、必要とされる収容空間７０の容積や、各分割体形成パーツ４４の容積（長さや幅乃至は径）等によって、適宜に決定されるところである。また、分割体形成パーツ４４を複数個用いる場合にあっては、各分割体形成パーツ４４の長さや形状等の違いによって、容積が互いに異なる大きさとされていても、何等差し支えない。

また、ガス侵入部７４の構造も、例示のものに、特に限定されるものではなく、例えば、図１１に示される如き構造と為すことも出来る。なお、この図１１に示される実施形態に関しては、図１及び図２に示される前記実施形態と同様な構造とされた部材及び部位について、図１及び図２と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略した。

すなわち、本実施形態においては、前側分割体１８のカソード配管接続筒部３２と後側分割体２０の排出管接続筒部４０のそれぞれの端面形状が、中間分割体１８における第二の内側半割筒部５０の端面形状と同一形状とされている。また、後側分割体２０の排出管接続筒部４０に、前方に向かって内側空間３９内に突出する突出部分８２が設けられると共に、この突出部分８２に、貫通孔８４が、複数形成されている。そして、かかる突出部分８２が、その先端面において、中間分割体２２における第二の内側半割筒部５０の後端面に対して、一体的に接合される一方、前側分割体１８のカソード配管接続筒部３２における後方への突出部が、その先端面において、中間分割体２２における第二の内側半割筒部５０の前端面に対して、一体的に接合されている。これにより、装置本体１０内に、カソード配管接続筒部３２の内孔と、第二の内側半割筒部５０，５０にて囲まれた下部空間内側スペース６０，６０と、 排出管接続筒部４０の内孔とからなる空気流路７２が、形成されている。このことから明らかなように、ここでは、カソード配管接続筒部３２と第二の内側半割筒部５０，５０と排出管接続筒部４０とにて、仕切部材が構成されている。

かくして、かかる本実施形態の排出ガス処理装置においては、空気流路７２における排出口４２側部分、つまり空気流通方向下流側部分を構成する排出管接続筒部４０の突出部分８２に対して、その一部分が除去されるように形成された複数の貫通孔８４を通じて、空気流路７２と収容空間７０とが連通せしめられている。即ち、これら複数の貫通孔８４のそれぞれにて、ガス侵入部７４が構成されて、各貫通孔８４からなるガス侵入部７４から、収容空間７０内の水素ガスが空気流路７０内に侵入せしめられて、空気流路７０内の空気に混入されるようになっている。そして、それにより、水素ガスが、空気流路７０内の空気にて希釈されて、排出管接続筒部４０に接続された排出管８０の先端開口部から、空気と共に大気中に排出されるようになっているのである。

また、前記実施形態では、前側分割体１８が、前側底部１４と前側周壁部２４とからなると共に、後側分割体２０が、後側底部１６と後側周壁部３６とにて構成されて、それら前側及び後側分割体１８，２０が、それぞれ、内側空間２８，３９を有する片側有底の角筒形状とされ、それにより、収容空間７２が、前側及び後側分割体１８，２０の各内側空間２８，３９と中間分割体２２の上部空間５４，５４とにて形成されていた。然るに、例えば、前側分割体１８と後側分割体２０とを、前側底部１４や後側底部１６のみからなる平板形状として、収容空間７２を中間分割体２２の上部空間５４だけにて形成することも可能である。

さらに、例えば、カソード配管７８の一部を装置本体１０内に突入位置せしめて、かかるカソード配管７８の装置本体１０内への突入部分によって、空気流路７２を構成することも出来る。この場合、カソード配管７８の突入部分と排出管接続筒部４０との間に、空気流路７２と収容空間７０とを連通する隙間が設けられ、或いはその突入部分の管壁に、空気流路７２と収容空間７０とを連通する貫通孔が設けられて、それらの隙間や貫通孔にて、ガス侵入部７４が構成されることとなる。

更にまた、前側、後側、及び中間分割体１８，２０，２２からなる装置本体１０の全体形状や材質も、例示のものに何等限定されるものではなく、内部に収容空間７０と空気流路７２とが画成されるものであれば、如何なる形状や材質を有するものであっても良い。勿論、各分割体１８，２０，２２の形状や材質も、装置本体１０の全体形状や材質等に応じて、適宜に変更され得るところである。

また、第一の分割体としての前側分割体１８と第二の分割体としての中間分割体２２と第三の分割体としての後側分割体２０との一体的な接合方法も、特に限定されるものではない。従って、例えば、対応する外フランジ部２６，５２，３８同士においてボルト固定する方法等も採用することが出来、或いは各分割体１８，２２，２０が金属製であれば、溶接手法等も、採用され得る。なお、接合強度が十分に確保され得るならば、外フランジ部２６，５２，３８を省略することも出来る。

さらに、吸音材６８も、例示のものの他、公知のものが、適宜に用いられ得る。また、吸音材６８は、非通気性のものであっても良い。

加えて、本発明は、燃料電池車に装着された燃料電池の排出ガス処理装置の他、各種の用途に使用される燃料電池の排出ガス処理装置の何れに対しても、同様に適用可能であることは、勿論である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

本発明に従う燃料電池の排出ガス処理装置の一実施形態を示す縦断面説明図であって、図２におけるＩ−Ｉ断面に相当する図である。 図１におけるII−II断面説明図である。 図１に示された排出ガス処理装置を構成する第一の分割体の縦断面説明図であって、図４におけるIII−III断面に相当する図である。 図３におけるIV矢視説明図である。 図１に示された排出ガス処理装置を構成する第三の分割体の縦断面説明図であって、図６におけるＶ−Ｖ断面に相当する図である。 図５におけるVI矢視説明図である。 図１に示された排出ガス処理装置を構成する第二の分割体を形成するのに用いられる分割体形成パーツの縦断面説明図であって、図８におけるVII−VII断面に相当する図である。 図７におけるVIII−VIII断面説明図である。 図１に示された排出ガス処理装置の製造工程の一例を示す説明図であって、第一の分割体と第二の分割体とを一体的に接合している状態を示している。 図９に示される工程に引き続いて行われる工程例を示す説明図であって、第一の分割体と第二の分割体とが一体接合された接合体に対して、第三の分割体を一体的に接合している状態を示している。 図１に示された排出ガス処理装置の別の実施形態を示す図１に対応する図である。

符号の説明

１０ 装置本体 １８ 前側分割体
２０ 後側分割体 ２２ 中間分割体
３４ ガス導入口 ３５ 空気導入口
４２ 排出口 ４４ 分割体形成パーツ
４８ 第一の内側半割筒部 ５０ 第二の内側半割筒部
６６ 透孔 ６８ 吸音材
７０ 収容空間 ７２ 空気流路
７４ ガス侵入部

Claims (7)

1. アノード電極側から排出される水素ガスを、ガス導入口から内部に導入して、収容する収容空間と、カソード電極側から排出される空気を、空気導入口から内部に導入して、流通せしめると共に、排出口を通じて大気中に排出する空気流路とを、装置本体の内部に仕切部材を隔てて画成し、更に、該収容空間内に収容された水素ガスを該空気流路内に侵入させるガス侵入部を該装置本体内に設けて、該ガス侵入部を通じて、該収容空間内の水素ガスを該空気流路内を流通する空気に混入せしめることにより、該水素ガスを該空気にて希釈して、該空気と共に前記排出口から大気中に排出させるように構成した燃料電池の排出ガス処理装置において、
   前記ガス導入口と前記空気導入口とを有する第一の分割体と、前記空気流路と前記収容空間とが前記仕切部材を隔てて内部に画成された第二の分割体と、前記排出口を有すると共に、前記ガス侵入部が内部に設けられた第三の分割体とが、一体的に接合されてなる分割構造をもって、前記装置本体を構成する一方、かかる装置本体の該第二の分割体を、該空気流路の少なくとも一部と該収容空間の少なくとも一部とが該仕切部材を隔てて内部に画成された複数の分割体形成パーツの中から任意に選択された少なくとも一つを用いて形成したことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置。
2. 前記仕切部材が、前記空気流路における空気流通方向の下流側部分に対応位置する部位の少なくとも一部において除去されることにより、該空気流路と前記収容空間とを連通して、該収容空間内に収容された水素ガスの該空気流路内への侵入を許容する連通部が、前記装置本体内に形成されて、前記ガス侵入部が、該連通部にて構成されている請求項１に記載の燃料電池の排出ガス処理装置。
3. 前記装置本体の前記収容空間内で前記ガス導入口側から前記ガス侵入部側に向かって流動せしめられる前記水素ガスの流れの断面積が、該ガス導入口の開口面積よりも大なる大きさとされて、該水素ガスが、該収容空間内を拡散しつつ流動せしめられるようになっている請求項１又は請求項２に記載の燃料電池の排出ガス処理装置。
4. 前記空気流路の流路断面積が、前記空気導入口の開口面積よりも大なる大きさとされて、該空気導入口を通じて該空気流路内に導入された空気が、該空気流路内を拡散しつつ、前記排出口に向かって流通せしめられるようになっている請求項１乃至請求項３のうちの何れか１項に記載の燃料電池の排出ガス処理装置。
5. 前記仕切部材のうち、前記ガス侵入部よりも前記空気流路における空気流通方向の上流側に位置する上流側部分に、複数の透孔が形成されると共に、該仕切部材の該複数の透孔の形成部位における前記収容空間側の面に対して、吸音材が、該複数の透孔の全てを塞ぐように接触配置されている請求項１乃至請求項４のうちの何れか１項に記載の燃料電池の排出ガス処理装置。
6. 前記装置本体の内部に、前記吸音材を前記仕切部材との間で挟持する保持部が設けられている請求項５に記載の燃料電池の排出ガス処理装置。
7. アノード電極側から排出される水素ガスを、ガス導入口から内部に導入して、収容する収容空間と、カソード電極側から排出される空気を、空気導入口から内部に導入して、流通せしめると共に、排出口を通じて大気中に排出する空気流路とを、装置本体の内部に仕切部材を隔てて画成し、更に、該収容空間内に収容された水素ガスを該空気流路内に侵入させるガス侵入部を該装置本体内に設けて、該ガス侵入部を通じて、該収容空間内の水素ガスを該空気流路内を流通する空気に混入せしめることにより、該水素ガスを該空気にて希釈して、該空気と共に前記排出口から大気中に排出させるように構成した燃料電池の排出ガス処理装置の製造方法であって、
   前記ガス導入口と前記空気導入口とを有する第一の分割体を準備する工程と、
   前記空気流路の少なくとも一部と前記収容空間の少なくとも一部とが前記仕切部材を隔てて内部に画成された複数の分割体形成パーツから少なくとも一つを任意に選択し、使用して、前記装置本体における前記第一の分割体からなる部分とは別の部分を構成する、該少なくとも一つの分割体形成パーツからなる第二の分割体を準備する工程と、
   前記排出口を有すると共に、前記ガス侵入部が内部に設けられた、前記装置本体における前記第一及び第二の分割体からなる部分とは更に別の部分を構成する第三の分割体を準備する工程と、
   前記第二の分割体における前記空気流路の空気流通方向上流側に、前記第一の分割体を組み付けて、一体的に接合する工程と、
   前記第二の分割体における前記空気流路の空気流通方向下流側に、前記第三の分割体を組み付けて、一体的に接合する工程と、
   を含むことを特徴とする燃料電池の排出ガス処理装置の製造方法。
   

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