JP2009120435A - Filter device for removing impurity from hydrogen gas - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for removing impurities other than hydrogen from a hydrogen-containing gas. <P>SOLUTION: A filter device 230 is provided with: a plurality of mesh layers 20 to 22 arranged like a multilayer, from the upstream side toward the downstream side where a hydrogen-containing gas flows; and a hydrogen storage alloy layer 30 packed with a hydrogen storage alloy. The hydrogen storage alloy layer 30 is composed in such a manner that the meshes of the respective mesh layers 20 to 22 arranged at the upstream side than the hydrogen storage alloy layer 30 are made fine. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、水素含有ガスから水素以外の不純物を除去するためのフィルタ装置に関する。   The present invention relates to a filter device for removing impurities other than hydrogen from a hydrogen-containing gas.

水素の貯蔵方法としては、例えば、水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出を利用した水素貯蔵タンク等が知られている。水素貯蔵タンクでは、水素ガスを充填する際に、水素以外の不純物（イオン化しやすい金属や、活性物質など）も同時に水素貯蔵タンク内に混入してしまう場合がある。こうした不純物は、水素貯蔵タンクの劣化の原因となるばかりでなく、水素の供給先（例えば燃料電池など）の構成部材の劣化の原因となる場合がある。これまで、水素ガスに混入する水素以外の不純物を除去するための種々のフィルタ装置が提案されてきた（特許文献１等）。   As a method for storing hydrogen, for example, a hydrogen storage tank using hydrogen storage / release of a hydrogen storage alloy is known. In the hydrogen storage tank, when hydrogen gas is filled, impurities other than hydrogen (metals that are easily ionized, active substances, etc.) may be mixed into the hydrogen storage tank at the same time. Such impurities not only cause deterioration of the hydrogen storage tank, but also may cause deterioration of components of a hydrogen supply destination (for example, a fuel cell). Until now, various filter apparatuses for removing impurities other than hydrogen mixed in hydrogen gas have been proposed (Patent Document 1, etc.).

特開２００２−０５４７９８号公報JP 2002-054798 A 特開２００４−３０８７６３号公報JP 2004-308763 A 特開２０００−１７１１２５号公報JP 2000-171125 A 特開２００６−４３５４６号公報JP 2006-43546 A 特開２００５−２８１１１５号公報JP 2005-281115 A

通常、フィルタ装置では、メッシュ等の微小な気孔（細孔）を有する多孔体によって不純物を濾過する。しかし、微小なサイズの不純物（例えば０．１〜１．０μｍ程度の大きさの不純物など）を濾過するために、当該多孔体の細孔径を小さくすると、目詰まりを生じやすく、フィルタ装置における圧力損失が増大してしまうという問題があった。これまで、こうした問題に対して十分な工夫がなされてこなかったのが実情であった。   Usually, in a filter device, impurities are filtered by a porous body having fine pores (pores) such as a mesh. However, if the pore size of the porous body is made small in order to filter out impurities having a small size (for example, impurities having a size of about 0.1 to 1.0 μm), clogging is likely to occur, and the pressure in the filter device There was a problem that the loss increased. Until now, it has been the actual situation that such a problem has not been sufficiently devised.

本発明は、水素含有ガスから水素以外の不純物を除去する技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique for removing impurities other than hydrogen from a hydrogen-containing gas.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］流入する水素含有ガスから水素以外の不純物を除去するためのフィルタ装置であって、前記水素含有ガスが流れる上流側から下流側にわたって順次配置された、複数のフィルタ層を備え、前記複数のフィルタ層は、水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金層を含み、前記水素吸蔵合金層は、前記水素吸蔵合金層より上流側に配置された他のフィルタ層よりも目の細かいフィルタ層である、フィルタ装置。このフィルタ装置によれば、上流側のフィルタ層によってサイズの大きい不純物をトラップし、下流側の水素吸蔵合金層によって、サイズの小さい不純物をトラップするとともに、水素吸蔵合金によって水素分子を透過させることができる。従って、フィルタの目詰まりを低減するとともに、圧力損失の増大を抑制しつつ水素分子を透過させることができる。 [Application Example 1] A filter device for removing impurities other than hydrogen from an inflowing hydrogen-containing gas, comprising a plurality of filter layers sequentially arranged from the upstream side to the downstream side through which the hydrogen-containing gas flows, The plurality of filter layers include a hydrogen storage alloy layer filled with a hydrogen storage alloy, and the hydrogen storage alloy layer is a finer filter than other filter layers disposed on the upstream side of the hydrogen storage alloy layer. A filter device that is a layer. According to this filter device, large size impurities can be trapped by the upstream filter layer, small size impurities can be trapped by the downstream hydrogen storage alloy layer, and hydrogen molecules can be transmitted by the hydrogen storage alloy. it can. Therefore, it is possible to reduce the clogging of the filter and allow hydrogen molecules to permeate while suppressing an increase in pressure loss.

［適用例２］適用例１記載のフィルタ装置であって、前記水素吸蔵合金層は、前記水素吸蔵合金を繊維の間に分散させた不織布を備えるフィルタ装置。このフィルタ装置によれば、さらに、水素吸蔵合金層による圧力損失の増大を抑制しつつ、水素吸蔵合金層における不純物のトラップ能を向上させることができる。 Application Example 2 The filter device according to Application Example 1, wherein the hydrogen storage alloy layer includes a nonwoven fabric in which the hydrogen storage alloy is dispersed between fibers. According to this filter device, it is possible to further improve the trapping ability of impurities in the hydrogen storage alloy layer while suppressing an increase in pressure loss due to the hydrogen storage alloy layer.

［適用例３］水素を貯蔵するための水素貯蔵タンクであって、水素吸蔵合金が収納された、水素を充填するための充填部と、前記充填部に接続する水素用配管と、前記水素用配管に設けられた、適用例１又は適用例２記載のフィルタ装置とを備える、水素貯蔵タンク。この水素貯蔵タンクによれば、より不純物の少ない水素ガスを、フィルタ装置による圧力損失の増大を抑制しつつ、供給することができる。 Application Example 3 A hydrogen storage tank for storing hydrogen, in which a hydrogen storage alloy is stored, a filling portion for filling hydrogen, a hydrogen pipe connected to the filling portion, and the hydrogen storage tank A hydrogen storage tank comprising the filter device according to Application Example 1 or Application Example 2 provided in a pipe. According to this hydrogen storage tank, hydrogen gas with less impurities can be supplied while suppressing an increase in pressure loss due to the filter device.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、フィルタ装置、そのフィルタ装置を備えた水素貯蔵タンク、その水素貯蔵タンクを備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms. For example, a filter device, a hydrogen storage tank including the filter device, a fuel cell system including the hydrogen storage tank, and the fuel cell system are mounted. It can be realized in the form of a vehicle or the like.

A．第１実施例：
図１は本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を示す概略図である。この燃料電池システム１０００は、燃料電池１００と、水素供給部２００と、酸素供給部３００とを備えている。 A. First embodiment:
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel cell system as an embodiment of the present invention. The fuel cell system 1000 includes a fuel cell 100, a hydrogen supply unit 200, and an oxygen supply unit 300.

燃料電池１００は、反応ガスとして水素と酸素の供給を受けて発電を行う固体高分子型燃料電池である。なお、燃料電池１００としては、固体高分子型燃料電池でなくとも良く、任意の種々のタイプの燃料電池に本発明を適用することが可能である。   The fuel cell 100 is a polymer electrolyte fuel cell that generates power by receiving supply of hydrogen and oxygen as reaction gases. The fuel cell 100 may not be a polymer electrolyte fuel cell, and the present invention can be applied to any of various types of fuel cells.

水素供給部２００は、水素貯蔵タンク２１０と、水素供給用配管２２０と、フィルタ装置２３０と、水素補給用配管２４０とを備えている。水素貯蔵タンク２１０は、水素吸蔵合金が充填されたチューブ（図示せず）を備えている。水素吸蔵合金は、チューブ内の圧力の低下に伴って吸蔵した水素を放出し、圧力の上昇に伴って水素を吸蔵する。   The hydrogen supply unit 200 includes a hydrogen storage tank 210, a hydrogen supply pipe 220, a filter device 230, and a hydrogen supply pipe 240. The hydrogen storage tank 210 includes a tube (not shown) filled with a hydrogen storage alloy. The hydrogen storage alloy releases the stored hydrogen as the pressure in the tube decreases, and stores the hydrogen as the pressure increases.

水素貯蔵タンク２１０は、水素供給用配管２２０を介して燃料電池１００と接続されている。これによって、水素供給部２００は、水素貯蔵タンク２１０内に充填された水素を供給水素ガスとして、燃料電池１００のアノード側へと供給する。   The hydrogen storage tank 210 is connected to the fuel cell 100 via a hydrogen supply pipe 220. Accordingly, the hydrogen supply unit 200 supplies hydrogen filled in the hydrogen storage tank 210 to the anode side of the fuel cell 100 as supply hydrogen gas.

水素供給用配管２２０には、その上流側から順に、フィルタ装置２３０と、レギュレータ２２２と、水素遮断弁２２３とが設けられている。レギュレータ２２２は、燃料電池１００に供給される供給水素ガスの圧力を調整し、水素遮断弁２２３は、開閉動作によって供給水素ガスの流れを制御する。フィルタ装置２３０については後述する。   The hydrogen supply pipe 220 is provided with a filter device 230, a regulator 222, and a hydrogen cutoff valve 223 in order from the upstream side. The regulator 222 adjusts the pressure of the supplied hydrogen gas supplied to the fuel cell 100, and the hydrogen cutoff valve 223 controls the flow of the supplied hydrogen gas by an opening / closing operation. The filter device 230 will be described later.

水素補給用配管２４０は、水素貯蔵タンク２１０のタンク内への水素補給時に、水素貯蔵タンク２１０と外部の水素ステーションとを連結する。なお、水素補給用配管２４０には、水素の流れを制御するための水素遮断弁２４１が設けられている。   The hydrogen supply pipe 240 connects the hydrogen storage tank 210 and an external hydrogen station when supplying hydrogen into the tank of the hydrogen storage tank 210. The hydrogen supply pipe 240 is provided with a hydrogen cutoff valve 241 for controlling the flow of hydrogen.

酸素供給部３００は、エアコンプレッサ３１０と、酸素供給用配管３２０とを備えている。エアコンプレッサ３１０は、酸素供給用配管３２０を介して燃料電池１００と接続されており、燃料電池１００のカソード側に、酸化ガスとして高圧空気を供給する。   The oxygen supply unit 300 includes an air compressor 310 and an oxygen supply pipe 320. The air compressor 310 is connected to the fuel cell 100 via an oxygen supply pipe 320 and supplies high-pressure air as an oxidizing gas to the cathode side of the fuel cell 100.

なお、燃料電池１００に供給された水素及び酸素のうち、発電反応に供されることのなかった水素及び酸素はそれぞれ、燃料電池１００に接続する水素排出用配管２５０及び酸素排出用配管３５０によって、燃料電池１００の外部へと排出される。   Of the hydrogen and oxygen supplied to the fuel cell 100, hydrogen and oxygen that have not been used for the power generation reaction are respectively connected to the fuel cell 100 by a hydrogen discharge pipe 250 and an oxygen discharge pipe 350. It is discharged outside the fuel cell 100.

ところで、水素貯蔵タンク２１０に補給される水素ガスには、水素ガスの製造時等に混入した水素分子以外の不純物が含まれる場合がある。そうした不純物が、水素貯蔵タンク２１０から水素分子とともに、燃料電池１００に供給されると、燃料電池１００の構成部材の劣化を引きおこす可能性がある。そこで、この燃料電池１００では、水素供給用配管２２０に設けられたフィルタ装置２３０を用いて、供給水素ガス中の不純物を除去する。   By the way, the hydrogen gas replenished to the hydrogen storage tank 210 may contain impurities other than hydrogen molecules mixed during the production of the hydrogen gas. When such impurities are supplied from the hydrogen storage tank 210 together with hydrogen molecules to the fuel cell 100, the constituent members of the fuel cell 100 may be deteriorated. Therefore, in the fuel cell 100, impurities in the supplied hydrogen gas are removed using the filter device 230 provided in the hydrogen supply pipe 220.

図２は、フィルタ装置２３０の内部構造を示す概略断面図である。フィルタ装置２３０は、ケーシング１０と、複数のメッシュ層２０〜２２と、水素吸蔵合金層３０とを備えている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the filter device 230. The filter device 230 includes a casing 10, a plurality of mesh layers 20 to 22, and a hydrogen storage alloy layer 30.

ケーシング１０は、中空の容器であり、水素供給用配管２２０（図１）と接続される、水素流入口１１と水素流出口１２とが、それぞれ対向する位置に設けられている。以後、フィルタ装置２３０に水素が流入する水素流入口１１側を「上流側」と呼び、水素が流出する水素流出口１２側を「下流側」と呼ぶ。   The casing 10 is a hollow container, and the hydrogen inlet 11 and the hydrogen outlet 12 connected to the hydrogen supply pipe 220 (FIG. 1) are provided at positions facing each other. Hereinafter, the hydrogen inlet 11 side through which hydrogen flows into the filter device 230 is referred to as “upstream side”, and the hydrogen outlet 12 side through which hydrogen flows out is referred to as “downstream side”.

複数のメッシュ層２０〜２２及び水素吸蔵合金層３０は、上流側から下流側に渡って積層された状態でケーシング１０内に収納されている。複数のメッシュ層２０〜２２及び水素吸蔵合金層３０は、ケーシング１０内に流入した供給水素ガス中の不純物をトラップして除去するためのトラップ層（フィルタ層）として機能する。複数のメッシュ層２０〜２２としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）の焼結体等の多孔体による多孔層として構成される。なお、複数のメッシュ層２０〜２２は、繊維状の物質を網目状に織り込んだ網状体によって構成される多孔層として構成されるものとしても良い。   The plurality of mesh layers 20 to 22 and the hydrogen storage alloy layer 30 are accommodated in the casing 10 in a state of being stacked from the upstream side to the downstream side. The plurality of mesh layers 20 to 22 and the hydrogen storage alloy layer 30 function as trap layers (filter layers) for trapping and removing impurities in the supplied hydrogen gas flowing into the casing 10. Each of the mesh layers 20 to 22 is configured as a porous layer made of a porous body such as a sintered body of stainless steel (SUS). Note that the plurality of mesh layers 20 to 22 may be configured as a porous layer formed of a net-like body in which a fibrous substance is woven into a net-like shape.

水素吸蔵合金層３０は、水素吸蔵合金粉末を成形した多孔体による多孔層として構成される。なお、水素吸蔵合金粉末としては、水素貯蔵タンクなどで使用が継続された結果、微粉化して水素貯蔵タンク外に排出されてしまった水素吸蔵合金の粉末を用いるものとしても良い。これによって、水素吸蔵合金層３０を低コストで製造することが可能である。   The hydrogen storage alloy layer 30 is configured as a porous layer made of a porous body formed by molding a hydrogen storage alloy powder. The hydrogen storage alloy powder may be a hydrogen storage alloy powder that has been pulverized and discharged outside the hydrogen storage tank as a result of continued use in a hydrogen storage tank or the like. Thereby, the hydrogen storage alloy layer 30 can be manufactured at low cost.

複数のメッシュ層２０〜２２及び水素吸蔵合金層３０は、下流側のトラップ層ほど、微小なサイズの不純物をトラップ可能なように目が細かく構成されている。ここで、「トラップ層の目が細かい」とは、例えば、各トラップ層の平均細孔径及び／又は最大細孔径がより小さいことを意味する。「平均細孔径」とは、各多孔体に存在する全細孔の直径の平均値である。また、「最大細孔径」とは、各多孔体に存在する全細孔の直径の最大値である。   The plurality of mesh layers 20 to 22 and the hydrogen storage alloy layer 30 are configured to be finer so that the trap layer on the downstream side can trap impurities having a minute size. Here, “the fineness of the trap layer” means, for example, that the average pore diameter and / or the maximum pore diameter of each trap layer is smaller. The “average pore diameter” is an average value of the diameters of all pores existing in each porous body. The “maximum pore diameter” is the maximum value of the diameters of all the pores existing in each porous body.

水素吸蔵合金層３０の平均細孔径及び／又は最大細孔径は、例えば、０．１〜１．０μｍ程度としても良い。メッシュ層２０〜２２及び水素吸蔵合金層３０の平均細孔径及び最大細孔径は、例えば、窒素などを用いたガス吸着法によって細孔分布を測定することによって得ることができる。なお、複数のメッシュ層２０〜２２を、網状体によって構成した場合には、細孔径は、繊維間の目開きとして解釈することができる。   The average pore diameter and / or maximum pore diameter of the hydrogen storage alloy layer 30 may be, for example, about 0.1 to 1.0 μm. The average pore diameter and the maximum pore diameter of the mesh layers 20 to 22 and the hydrogen storage alloy layer 30 can be obtained, for example, by measuring the pore distribution by a gas adsorption method using nitrogen or the like. In addition, when the some mesh layers 20-22 are comprised with the mesh body, a pore diameter can be interpreted as an opening between fibers.

これまでの説明からも理解できるように、このフィルタ装置２３０では、下流側のトラップ層ほど、サイズの小さい不純物をトラップすることが可能である。ところで、一般のフィルタ装置において、平均細孔径及び最大細孔径が微小（例えば１μｍ以下）であるメッシュ層は、トラップされた異物によって細孔が塞がれる、いわゆる目詰まりを生じる可能性が高い。また、その目の細かさのために圧力損失が増大する傾向にある。しかし、このフィルタ装置２３０では、平均細孔径及び最大細孔径が微小径となる最下流側のトラップ層として水素吸蔵合金層３０が配置されている。この水素吸蔵合金層３０によれば、後述する水素吸蔵合金層３０の水素透過機能により、水素分子を透過しつつ、微小なサイズの不純物をトラップすることが可能である。また、トラップした不純物によって細孔が塞がれてしまうような場合であっても、圧力損失の増大を抑制しつつ水素の透過を継続することが可能である。   As can be understood from the above description, the filter device 230 can trap impurities having a smaller size in the trap layer on the downstream side. By the way, in a general filter device, a mesh layer having a small average pore diameter and a maximum pore diameter (for example, 1 μm or less) is highly likely to be clogged, in which the pores are blocked by trapped foreign substances. Further, the pressure loss tends to increase due to the fineness of the eyes. However, in this filter device 230, the hydrogen storage alloy layer 30 is disposed as the most downstream trap layer in which the average pore diameter and the maximum pore diameter are minute. According to this hydrogen storage alloy layer 30, it is possible to trap impurities of minute sizes while transmitting hydrogen molecules by the hydrogen permeation function of the hydrogen storage alloy layer 30 described later. Further, even when the pores are blocked by the trapped impurities, it is possible to continue the permeation of hydrogen while suppressing an increase in pressure loss.

図３は、水素吸蔵合金層３０の水素透過機能を説明するための模式図である。図３は、図２に示すフィルタ装置２３０のうち、水素吸蔵合金層３０のみを拡大して図示しており、フィルタ装置２３０内に流入した水素分子１と供給水素ガスに含まれる不純物２の流れを模式的に示している。なお、図３は、紙面に向かって右側が上流側であり、供給水素ガスは図中の矢印ＦＤの示す方向に流れている。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the hydrogen permeation function of the hydrogen storage alloy layer 30. FIG. 3 is an enlarged view of only the hydrogen storage alloy layer 30 in the filter device 230 shown in FIG. 2, and the flow of impurities 2 contained in the hydrogen molecules 1 flowing into the filter device 230 and the supplied hydrogen gas. Is schematically shown. In FIG. 3, the right side toward the paper surface is the upstream side, and the supplied hydrogen gas flows in the direction indicated by the arrow FD in the drawing.

水素吸蔵合金層３０の表面に存在する細孔は、その直径ｄより大きいサイズの不純物２をトラップする。一方、水素吸蔵合金層３０を構成する水素吸蔵合金粉末３１は、水素分子１を吸着する。ここで、水素吸蔵合金は、圧力の低下に伴って水素を放出する性質を有する。また、フィルタ装置２３０内は下流側ほど圧力が低いため、水素吸蔵合金粉末３１に吸着された水素分子は下流側へと放出される。このように、水素吸蔵合金層３０内では、水素吸蔵合金粉末３１のそれぞれが、水素分子の下流側からの吸着と上流側への放出を繰り返し、水素分子を伝搬していく。即ち、水素吸蔵合金層３０は、一種の水素透過膜として機能する。   The pores present on the surface of the hydrogen storage alloy layer 30 trap the impurities 2 having a size larger than the diameter d. On the other hand, the hydrogen storage alloy powder 31 constituting the hydrogen storage alloy layer 30 adsorbs the hydrogen molecules 1. Here, the hydrogen storage alloy has a property of releasing hydrogen as the pressure decreases. Further, since the pressure in the filter device 230 is lower on the downstream side, the hydrogen molecules adsorbed on the hydrogen storage alloy powder 31 are released to the downstream side. Thus, in the hydrogen storage alloy layer 30, each of the hydrogen storage alloy powders 31 repeats adsorption of hydrogen molecules from the downstream side and release to the upstream side, and propagates the hydrogen molecules. That is, the hydrogen storage alloy layer 30 functions as a kind of hydrogen permeable film.

このように、フィルタ装置２３０の水素吸蔵合金層３０は、上流側の複数のメッシュ層２０〜２２ではトラップされない微小サイズの不純物をトラップするとともに、圧力損失の増大を抑制しつつ水素分子を透過する。これによって、フィルタ装置２３０は、目詰まりの発生の可能性が低減され、圧力損失の増大による供給水素ガスの供給効率の低下が抑制される。   As described above, the hydrogen storage alloy layer 30 of the filter device 230 traps minute sized impurities that are not trapped by the plurality of upstream mesh layers 20 to 22 and transmits hydrogen molecules while suppressing an increase in pressure loss. . As a result, the filter device 230 is less likely to be clogged, and a decrease in the supply efficiency of the supplied hydrogen gas due to an increase in pressure loss is suppressed.

従って、本実施例の燃料電池システム１０００（図１）では、フィルタ装置２３０を設けたことによる供給水素ガスの供給効率の低下を抑制しつつ、供給水素ガス中に含まれる不純物による燃料電池１００の劣化を抑制することができる。   Therefore, in the fuel cell system 1000 (FIG. 1) of the present embodiment, the fuel cell 100 of the fuel cell 100 due to impurities contained in the supplied hydrogen gas is suppressed while suppressing a decrease in the supply efficiency of the supplied hydrogen gas due to the provision of the filter device 230. Deterioration can be suppressed.

B．第２実施例：
図４は、本発明の一実施例として、フィルタ装置２３０Ａの構成を示す概略断面図である。図４は、水素吸蔵合金層３０の構成が異なる点以外は、図２とほぼ同じである。このフィルタ装置２３０Ａの水素吸蔵合金層３０Ａは、層全体に渡って不織布３２が配置され、不織布３２の繊維の間に水素吸蔵合金粉末が分散・充填されている。なお、水素吸蔵合金層３０Ａは、第１実施例の水素吸蔵合金層３０と同様に、他の上流側のメッシュ層２０〜２２より目が細かくなるように構成されている。 B. Second embodiment:
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the filter device 230A as an embodiment of the present invention. FIG. 4 is substantially the same as FIG. 2 except that the configuration of the hydrogen storage alloy layer 30 is different. In the hydrogen storage alloy layer 30A of the filter device 230A, the nonwoven fabric 32 is disposed over the entire layer, and the hydrogen storage alloy powder is dispersed and filled between the fibers of the nonwoven fabric 32. The hydrogen storage alloy layer 30 </ b> A is configured to be finer than the other upstream mesh layers 20 to 22, similarly to the hydrogen storage alloy layer 30 of the first embodiment.

このような構成であれば、第１実施例のフィルタ装置２３０の効果に加えて、不織布３２によって不純物のトラップ能を向上させることが可能である。また、不織布３２は、保水性・吸水性に優れているため、供給水素ガス中の余分な水分を吸収することができる。   With such a configuration, in addition to the effects of the filter device 230 of the first embodiment, the trapping ability of impurities can be improved by the nonwoven fabric 32. Moreover, since the nonwoven fabric 32 is excellent in water retention and water absorption, it can absorb excess moisture in the supplied hydrogen gas.

C．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

C1．変形例１：
上記実施例において、フィルタ装置２３０，２３０Ａは、複数のメッシュ層２０〜２２を備えていたが、複数のメッシュ層としては、任意の数のメッシュ層が設けられているものとしても良いし、単一のメッシュ層が設けられているものとしても良い。こうした構成であっても、水素吸蔵合金層３０は、上流側に設けられた各メッシュ層よりも目が細かく構成されていれば良い。なお、単一のメッシュ層を備える場合において、当該メッシュ層は、上流側から下流側に渡って細孔の目が徐々に（連続的に）細かくなる構成であっても良い。 C1. Modification 1:
In the above embodiment, the filter devices 230 and 230A are provided with a plurality of mesh layers 20 to 22. However, as the plurality of mesh layers, any number of mesh layers may be provided. One mesh layer may be provided. Even if it is such a structure, the hydrogen storage alloy layer 30 should just be comprised finer than each mesh layer provided in the upstream. In the case where a single mesh layer is provided, the mesh layer may have a configuration in which pores gradually become finer (continuously) from the upstream side to the downstream side.

C2．変形例２：
上記実施例において、複数のメッシュ層２０〜２２は、下流側の層ほど目が細かくなるように構成されていたが、上流側より下流側に目の粗いメッシュ層が設けられる構成であっても良い。また、上記実施例では、水素吸蔵合金層３０が最下流側に配置されていたが、水素吸蔵合金層３０のさらに下流側に、他のトラップ層が設けられるものとしても良い。 C2. Modification 2:
In the said Example, although the some mesh layers 20-22 were comprised so that a mesh might become finer as a downstream layer, even if it is the structure by which a coarse mesh layer is provided downstream from an upstream side. good. In the above embodiment, the hydrogen storage alloy layer 30 is disposed on the most downstream side, but another trap layer may be provided further downstream of the hydrogen storage alloy layer 30.

C3．変形例３：
上記実施例において、フィルタ装置２３０，２３０Ａは、水素貯蔵タンク２１０に接続する水素供給用配管２２０に設けられていたが、水素補給用配管２４０に設けられているものとしても良い。また、フィルタ装置２３０，２３０Ａは、水素貯蔵タンク２１０に接続する配管に設けられていなくとも良く、例えば、改質機に接続する配管など、水素が流入する配管に設けられていればよい。 C3. Modification 3:
In the above embodiment, the filter devices 230 and 230A are provided in the hydrogen supply pipe 220 connected to the hydrogen storage tank 210, but may be provided in the hydrogen supply pipe 240. Further, the filter devices 230 and 230A may not be provided in a pipe connected to the hydrogen storage tank 210, and may be provided in a pipe into which hydrogen flows, such as a pipe connected to a reformer.

C4．変形例４：
上記実施例において、燃料電池システム１０００に、フィルタ装置２３０，２３０Ａが用いられていたが、他の水素を利用するシステムの水素系統に用いられるものとしても良い。 C4. Modification 4:
In the above embodiment, the filter devices 230 and 230A are used in the fuel cell system 1000. However, the filter devices 230 and 230A may be used in a hydrogen system of a system using other hydrogen.

燃料電池システムの構成を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the structure of a fuel cell system. フィルタ装置の内部構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the internal structure of a filter apparatus. 水素吸蔵合金層の水素透過機能を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the hydrogen permeation | transmission function of a hydrogen storage alloy layer. 第２実施例としてのフィルタ装置の内部構造を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the internal structure of the filter apparatus as 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

１…水素分子
２…不純物
１０…ケーシング
１１…水素流入口
１２…水素流出口
２０〜２２…メッシュ層
３０，３０Ａ…水素吸蔵合金層
３１…水素吸蔵合金粉末
３２…不織布
１００…燃料電池
１０００…燃料電池システム
２００…水素供給部
２１０…水素貯蔵タンク
２２０…水素供給用配管
２２２…レギュレータ
２２３…水素遮断弁
２３０，２３０Ａ…フィルタ装置
２４０…水素補給用配管
２４１…水素遮断弁
２５０…水素排出用配管
３００…酸素供給部
３１０…エアコンプレッサ
３２０…酸素供給用配管
３５０…酸素排出用配管
ＦＤ…矢印
ｄ…細孔の直径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hydrogen molecule 2 ... Impurity 10 ... Casing 11 ... Hydrogen inflow port 12 ... Hydrogen outflow port 20-22 ... Mesh layer 30, 30A ... Hydrogen storage alloy layer 31 ... Hydrogen storage alloy powder 32 ... Nonwoven fabric 100 ... Fuel cell 1000 ... Fuel Battery system 200 ... Hydrogen supply unit 210 ... Hydrogen storage tank 220 ... Hydrogen supply pipe 222 ... Regulator 223 ... Hydrogen shut-off valve 230, 230A ... Filter device 240 ... Hydrogen supply pipe 241 ... Hydrogen shut-off valve 250 ... Hydrogen discharge pipe 300 ... Oxygen supply part 310 ... Air compressor 320 ... Oxygen supply pipe 350 ... Oxygen discharge pipe FD ... Arrow d ... Pore diameter

Claims (3)

流入する水素含有ガスから水素以外の不純物を除去するためのフィルタ装置であって、
前記水素含有ガスが流れる上流側から下流側にわたって順次配置された、複数のフィルタ層を備え、
前記複数のフィルタ層は、水素吸蔵合金が充填された水素吸蔵合金層を含み、
前記水素吸蔵合金層は、前記水素吸蔵合金層より上流側に配置された他のフィルタ層よりも目の細かいフィルタ層である、フィルタ装置。 A filter device for removing impurities other than hydrogen from an inflowing hydrogen-containing gas,
A plurality of filter layers sequentially arranged from the upstream side to the downstream side through which the hydrogen-containing gas flows;
The plurality of filter layers include a hydrogen storage alloy layer filled with a hydrogen storage alloy,
The said hydrogen storage alloy layer is a filter apparatus which is a finer filter layer than the other filter layer arrange | positioned upstream from the said hydrogen storage alloy layer. 請求項１記載のフィルタ装置であって、
前記水素吸蔵合金層は、前記水素吸蔵合金を繊維の間に分散させた不織布を備える、フィルタ装置。 The filter device according to claim 1,
The said hydrogen storage alloy layer is a filter apparatus provided with the nonwoven fabric which disperse | distributed the said hydrogen storage alloy between the fibers. 水素を貯蔵するための水素貯蔵タンクであって、
水素吸蔵合金が収納された、水素を充填するための充填部と、
前記充填部に接続する水素用配管と、
前記水素用配管に設けられた、請求項１又は請求項２記載のフィルタ装置と、
を備える、水素貯蔵タンク。 A hydrogen storage tank for storing hydrogen,
A filling portion for storing hydrogen, containing a hydrogen storage alloy;
A hydrogen pipe connected to the filling section;
The filter device according to claim 1 or 2, provided in the hydrogen pipe,
A hydrogen storage tank comprising:
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