JP4104287B2 - 気液分離器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は気液分離器に関する。詳しくは、燃料電池を動力源とする電気自動車の燃料電池からの排気ガス中に含まれる水分を除去する気液分離器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、酸素と水素を反応させて発電する燃料電池車の排気ガスには、反応を促進するため、加湿した水と化学反応により生成される水がミスト状になり多量に含まれている。この排気ガスをそのまま排気系ダクトへ流すとマフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという問題がある。このため、排気ガス中の水を排気ガスから分離する目的で気液分離器を設けている。
【0003】
気液分離器には種々なものがあるが、その1つにサイクロン式分離器がある。図4はこのサイクロン式気液分離器を示す。同図において、(a)は正面図、(b)は(a)図のb−b線における断面図、(c)は(a)図のc−c線における断面図であり、符号1は本体部、2は入口管、3は出口管、4は排水口である。そして本体部1は上下を密閉した円筒状をなし、入口管2は本体部1の円筒上部に設けられ且つ円筒に対して切線方向に設けられている。また、出口管3は本体部上部の天板部1aの中央に垂直に設けられ、本体部の内部及び外部に突出している。また、排水管4は本体部1の下部に設けられている。
【0004】
そして、燃料電池からの排気ガスは、(b)及び(c)図の如く入口管2より本体部1内に入り、旋回運動をしながら下方に行き、反転して上昇し、出口管3より排気される。このとき、旋回運動の遠心力により排気ガス中の水分が分離され本体部1の内壁面を伝って排水口4より排出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記気液分離器は自動車への搭載上の制約から圧力損失に制限ががあるため、圧力損失を低減するために出口管3の径を大きくしている。このため(c)図の如く、入口管2から流入した排気ガス5の一部が出口管3の壁面に直接衝突する。この時、比較的粒子径の大きいミストは出口管3の壁面に衝突して付着する。この付着した水6は(b)図の如く、ガスの流れに押されて出口管3の回りを回りながらやがて出口管3より排気系へ流出し、マフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという問題が生ずる。
【0006】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、出口管の径を小さくすることなく、低圧力損失特性を維持したまま、出口管より水分が流出するのを防止可能とした気液分離器を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の気液分離器は、上下を密閉した円筒状の本体部10と、該本体部10の円筒部の上部で且つ切線方向に設けられた入口管11と、本体部10の天板部10aの中央部に該本体部10の内外部に突出するように設けられた出口管12と、本体部10の下部に設けられた排水口13とよりなる気液分離器において、前記入口管11の延長上に一部が干渉するように配置された出口管12の、該干渉部分を凹ませたことを特徴とする。
【0008】
この構成を採ることにより、出口管の径を小さくすることなく、低圧力損失特性を維持したまま、出口管より水分が流出するのを防止可能とした気液分離器が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の気液分離器の第1の実施の形態を示す図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のb−b線における断面図である。本実施の形態は同図に示すように、本体部10と、入口管11と、出口管12と、排水口13とを具備して構成されている。そして本体部10は上下を密閉した円筒状をなし、入口管11は本体部10の円筒上部に設けられ且つ円筒に対して切線方向に設けられている。また、出口管12は本体部10上部の天板部10aの中央に垂直に設けられ、本体部10の内部及び外部に突出している。また、排水口13は本体部10の下部に設けられている。
【0010】
以上は図4で説明した従来例と同様であり、本実施の形態の特徴は、前記出口管12を、入口管11の延長線と干渉する部分を凹ませたことである。従って、出口管12の断面形状は円の一部12aが欠けた形状となっている。
【0011】
このように構成された本実施の形態は、図2の断面図に示す如く、入口管11より流入した水分を多く含んだ排気ガス14は、本体部10に入ると出口管12に当たらないように形成された出口管12の円の一部が欠けた部分12aにより流れを妨げられることなく本体部10の内周に沿って旋回運動をする。そして、排気中の水分は本体部10の内周に付着し液状の水15となり、排水口13より排水される。これにより、出口管12からでる水分は抑制され、マフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという不具合は防止される。
【0012】
図3は本発明の気液分離器と対比するための参考例の形態を示す図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のb−b線における断面図である。本参考例の形態は、本体部10、入口管11、出口管12、排水口13を具備していることは本発明の実施の形態と同様であり、異なるところは出口管12を、入口管11の延長上に干渉しないように、本体部10の中心に対して偏心させたことである。
【0013】
このように構成された本参考例の形態では、入口管11より流入した水分を多く含んだ排気ガス15は、本体部10に入ると出口管12に当たらない。
【0014】
【発明の効果】
本発明の気液分離器は、入口管から流入する排気ガスが出口管に接触しないようにしたことにより、排気ガス中の水分を本体部の内周に付着させ、出口管から水分が排出されるのを防止することができ、マフラーの機能を低下させたり、マフラー出口から白煙を出すという不具合を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の気液分離器の実施の形態を示す図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のb−b線における断面図である。
【図2】本発明の気液分離器の実施の形態の作用を説明するための図である。
【図3】 本発明の気液分離器と対比するための参考例の形態を示す図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のb−b線における断面図である。
【図4】従来の気液分離器の1例を示す図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のb−b線における断面図、(c)は(a)図のc−c線における断面図である。
【符号の説明】
10…本体部
11…入口管
12…出口管
13…排水口
14…排気ガス
15…水
Claims (1)
- 上下を密閉した円筒状の本体部(10)と、該本体部(10)の円筒部の上部で且つ切線方向に設けられた入口管(11)と、本体部(10)の天板部(10a)の中央部に該本体部(10)の内外部に突出するように設けられた出口管(12)と、本体部(10)の下部に設けられた排水口(13)とよりなる気液分離器において、
前記入口管(11)の延長上に一部が干渉するように配置された出口管(12)の、該干渉部分を凹ませたことを特徴とするの気液分離器。
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