專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于稀釋來(lái)自燃料電池的吹掃氣體(purge gas)的設(shè) 備，尤其涉及一種適于均勻地稀釋吹掃氣體的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
在燃料電池中，用作燃料的氫被循環(huán)以重復(fù)使用。當(dāng)使用燃料電池作 為電動(dòng)汽車(chē)的電源時(shí)，有時(shí)要執(zhí)行吹掃操作以將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的一部分氫排 放到外部。例如，當(dāng)電壓暫時(shí)降低時(shí)需要進(jìn)行吹掃操作以恢復(fù)燃料電池的 電壓，或者當(dāng)車(chē)輛靜止時(shí)需要進(jìn)行吹掃操作以減小所引起的燃料電池的電 極之間的壓差。當(dāng)要將循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的氫在吹掃操作中排放到外部時(shí)，使用稀釋器以利 用空氣稀釋氫從而將氫的濃度降低到其燃燒極限以下。例如，日本專(zhuān)利申 請(qǐng)公報(bào)No. 2003-132915公開(kāi)了 一種通過(guò)將被吹掃的廢氫氣保留在罐內(nèi)并 逐漸使該廢氫氣與通過(guò)相鄰罐的空氣相混合來(lái)將廢氫氣稀釋到此濃度或此 濃度以下的技術(shù)(專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2003-132915 (圖2等) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2000-348743 (段落號(hào)0029，圖2,等)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2002-289237 (圖8等) 發(fā)明內(nèi)容但是，利用上述常規(guī)的稀釋構(gòu)造，并不是總能夠在局部區(qū)域內(nèi)將氫的 濃度充分稀釋到可燃濃度以下。在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2003-132915所公
開(kāi)的稀釋器構(gòu)造中，當(dāng)將被保留的氫傳送到空氣側(cè)時(shí)，氫的濃度可能在局 部區(qū)域內(nèi)保持較高，從而氫以此高濃度#_排出。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠通過(guò)充分混合和稀釋多種氣體來(lái) 解決此問(wèn)題的氣體處理設(shè)備。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是一種用于混合第一氣體和笫二氣體的氣 體處理設(shè)備，其特征在于，包括用于在第一氣體和第二氣體中的至少一種 氣體內(nèi)生成紊流從而混合這兩種氣體的紊流生成裝置。根據(jù)此構(gòu)造，紊流生成裝置生成紊流，因此可提高第一氣體和第二氣 體之間的混合程度，使氣體濃度均勻地降低。例如當(dāng)?shù)谝粴怏w和第二氣體中的一種是可燃?xì)怏w時(shí)，該可燃?xì)怏w的濃度可均勻地降低然后排;^文到外部。這里，對(duì)"第一氣體"和"第二氣體，，沒(méi)有限制。例如，第一氣體可 以是氬而第二氣體可以是空氣。根據(jù)本發(fā)明的氣體處理設(shè)備包括第二氣體流經(jīng)的殼體。在殼體中設(shè)有 用于從與第二氣體的流動(dòng)方向不平行的方向引入第一氣體的流入口。根據(jù)此構(gòu)造，流入口設(shè)置成使第 一氣體從與第二氣體的流動(dòng)方向不平 行的方向一一或者換句話說(shuō)從不同的方向例如橫向或?qū)欠较颉灰?入，從而笫一氣體流從該流入口進(jìn)入殼體的方向與流道方向不平行。結(jié)果， 第一氣體流與第二氣體碰撞而生成紊流，從而這兩種氣體被均勻混合。這里，流入口設(shè)置成使得第一氣體從偏離殼體軸向中心的位置流入。 根據(jù)此構(gòu)造，流入口偏離軸向中心，從而在第一氣體內(nèi)產(chǎn)生在殼體中打旋 的旋流。結(jié)果，通過(guò)孔結(jié)構(gòu)泄漏到殼體中的第二氣體可被高效率地均勻混 合。由于在第一氣體內(nèi)產(chǎn)生旋流，所以第一氣體中的質(zhì)量較大的組分例如 水分會(huì)受到離心力，從而附著在殼體的壁面上，因此可分離該水分組分等。這里，第二氣體流經(jīng)的流道設(shè)置成至少部分地被殼體封閉。該流道優(yōu) 選地包括第二氣體和第一氣體通過(guò)的孔結(jié)構(gòu)。流道的一部分被殼體包圍， 并且孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在流道的被殼體覆蓋的部分內(nèi)。因此，第二氣體通過(guò)流道 中的孔結(jié)構(gòu)沿與第二氣體穿過(guò)流道的流動(dòng)方向不同的方向進(jìn)入和離開(kāi)殼 體，從而與在殼體內(nèi)生成紊流的第一氣體混合。
這里，可在殼體的沿垂直方向的下部設(shè)置液體排出口。根據(jù)此構(gòu)造， 可排出第一氣體的質(zhì)量較大的組分，例如通過(guò)凝聚得到的水分。此外，殼體可在殼體的至少一個(gè)部分內(nèi)包含用于攪動(dòng)氣體的攪動(dòng)件。 根據(jù)此構(gòu)造，該攪動(dòng)件在殼體內(nèi)的氣流中進(jìn)一步產(chǎn)生局部紊流，從而可更 均勻地混合第 一氣體和第二氣體。這里，"攪動(dòng)件"可以是能夠通過(guò)^Li文置在氣流內(nèi)而在氣流內(nèi)生成紊 流的任何物體，例如玻璃棉。當(dāng)玻璃棉用作攪動(dòng)件時(shí)，它還可用作吸收流 體例如氣體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或來(lái)自上游側(cè)的聲波的消聲器。這里，攪動(dòng)件可設(shè)置在通過(guò)殼體的氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)，可在通過(guò) 殼體的氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)形成一個(gè)空間，并且液體排出口可設(shè)置在該 空間的沿垂直方向的下部。根據(jù)此構(gòu)造，可從靠近第一氣體的流入口的空 間排出多余的組分例如通過(guò)凝聚得到的水分，并因此可防止這些多余的組 分例如水分積聚在攪動(dòng)件內(nèi)。本發(fā)明可構(gòu)造成包括第 一氣體流經(jīng)的第 一流道，該第 一流道包括用于 使第一氣體擴(kuò)散到外部的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，以及第二流道，該第二流道圍繞第一 流道以使第二氣體圍繞第 一 流道流動(dòng)。根據(jù)此構(gòu)造，第二流道圍繞第一流道，從而第一氣體混入第二氣體中。 結(jié)果，可抑制氣體濃度的局部不均勻，并可提高稀釋性能。此外，由于第 一流道被第二流道包圍，所以不需要提供用于稀釋器或混合器的空間，從 而得到一種節(jié)省空間的構(gòu)造。例如，當(dāng)?shù)谝粴怏w是可燃?xì)怏w而第二氣體是 不可燃?xì)怏w時(shí)，第一氣體的濃度可被均勻地減小到使混合氣體不會(huì)燃燒的 程度。另外，根據(jù)此構(gòu)造，第二氣體圍繞第一流道流動(dòng)，因此即使當(dāng)流經(jīng)第 一流道的第 一氣體中包含水分等并且環(huán)境溫度降低到或低于水分等的凍結(jié) 溫度時(shí)，只要笫二氣體的溫度較高則可防止第 一流道凍結(jié)。這里，上述擴(kuò)散結(jié)構(gòu)可以是沿與第二氣體的流動(dòng)方向不同的方向排出 流經(jīng)第一流道的第一氣體的多個(gè)孔結(jié)構(gòu)。根據(jù)此構(gòu)造，第一氣體被排;^文到 第二氣體的氣流中，因此第一氣體和第二氣體碰撞，生成紊流，這樣可提
高稀釋性能。這里，孔結(jié)構(gòu)可設(shè)置成使每單位面積的總的孔開(kāi)口面積朝向第 一 氣體 的流動(dòng)方向的下游側(cè)變大。根據(jù)此構(gòu)造，第一氣體濃度朝向第一流道的上 游側(cè)變高而朝向下游側(cè)變低，因此當(dāng)從該孔結(jié)構(gòu)排出的笫 一氣體與第二氣 體混合時(shí)，可使得混合氣體中的第一氣體的濃度在所有位置都均勻，從而 可防止第二流道中的第一氣體的濃度不均勻。這里，孔結(jié)構(gòu)優(yōu)選地至少設(shè)置在第一流道的沿垂直方向的下部。根據(jù) 此構(gòu)造，例如，當(dāng)?shù)谝粴怏w中包含液體組分例如水時(shí)，在第一流道內(nèi)凝聚 的液體可被排放到外部而不會(huì)積聚在該流道內(nèi)。這里，孔結(jié)構(gòu)優(yōu)選地至少設(shè)置在第一流道的沿垂直方向的上部。才艮據(jù) 此構(gòu)造，第 一氣體可被排放到外部一一或換句話說(shuō)被排放到第二流道 內(nèi)一一而不會(huì)積聚在第一流道的頂部附近，從而可與第二氣體混合。這里，擴(kuò)散結(jié)構(gòu)優(yōu)選地沿與第二氣體的流動(dòng)方向基本正交的方向排出 流經(jīng)第一流道的第一氣體。根據(jù)此構(gòu)造，第一氣體正交于第二氣體流出， 從而與第二氣體碰撞以生成紊流，并可提高稀釋性能。這里，優(yōu)選地，第一流道和第二流道中的至少一個(gè)為管的形狀，并且 這兩個(gè)流道設(shè)置成它們的軸線基本平行。根據(jù)此構(gòu)造，第一流道被容納在 具有常規(guī)管的形狀的第二流道內(nèi)，因此不需要提供用于稀釋器或混合器的 空間，從而可得到一種節(jié)省空間的構(gòu)造。尤其是當(dāng)應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，該 稀釋器可設(shè)置在與預(yù)先存在的排氣管類(lèi)似的空間內(nèi)，從而節(jié)省了空間。這里，第 一流道優(yōu)選地設(shè)置在除第二流道的沿垂直方向的下部和上部 之外的位置。根據(jù)此構(gòu)造，第一流道避開(kāi)第二流道的氣體濃度容易升高的 頂部和底部，以及氣體中包含的液體組分易于積聚的底部。結(jié)果，可提高 稀釋性能。這里，液體排放口優(yōu)選設(shè)置在第二流道的沿垂直方向的下部。根據(jù)此 構(gòu)造，當(dāng)氣體中包含的液體組分發(fā)生凝聚或類(lèi)似作用時(shí)，液體可被排出而 不會(huì)積聚在第二流道內(nèi)。這里，第一氣體流道和第二氣體流道中的至少一個(gè)優(yōu)選地包括彎曲部 分。通過(guò)設(shè)置彎曲部分，可在氣流中產(chǎn)生擾動(dòng)，從而有助于生成紊流并促 進(jìn)氣體混合。該氣體處理設(shè)備還包括構(gòu)造成供給第 一氣體的第 一氣體供給裝置，和 構(gòu)造成供給第二氣體的第二氣體供給裝置。該第二氣體供給裝置根據(jù)從第 一氣體供給裝置供給第一氣體的定時(shí)來(lái)供給第二氣體。根據(jù)此構(gòu)造，可根 據(jù)供給第 一氣體的定時(shí)增加待混合的第二氣體的量，因此可使所稀釋的混 合氣體的混合比均勻，從而提高混合性能。該氣體處理設(shè)備用于燃料電池系統(tǒng)，因此第 一 氣體可以是從燃料電池 系統(tǒng)排出的氫氣，笫二氣體可以是用于稀釋氫氣的空氣。這里，第二流道 的容積優(yōu)選地設(shè)置成小于在燃料電池低負(fù)荷運(yùn)行期間產(chǎn)生的吹掃氣體的 量。根據(jù)此構(gòu)造，在吹掃操作期間引入的氫氣不能在第二流道內(nèi)積聚，因 此氫氣在稀釋之后總是被排放到外部，從而提高了混合性能。根據(jù)上述本發(fā)明，在第一氣體和第二氣體之間生成紊流以使這兩種氣 體混合，因此可利用第二氣體均勻地稀釋第一氣體，而氣體濃度不會(huì)出現(xiàn) 局部不均勻。另外，根據(jù)本發(fā)明，用于其中一種氣體的流道被另一種氣體的氣流圍 繞，因此即使當(dāng)流經(jīng)該流道的氣體中包含可能凍結(jié)的液體組分時(shí)，另一種 氣體的存在仍會(huì)防止該液體組分在流道內(nèi)凍結(jié)。


圖l是根據(jù)第一實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的透明透視圖； 圖2A和2B分別是根據(jù)第一實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的側(cè)視圖和剖面?zhèn)?視圖；圖3是沿根據(jù)第一實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的軸向的垂直平面剖開(kāi)的剖 面圖，其中圖3A是沿圖2中的A-A線剖開(kāi)的剖面圖，圖3B是沿圖2中 的B-B線剖開(kāi)的剖面圖；圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的操作的視圖，其中圖4A 是示出從側(cè)面看到的紊流生成的示意圖，而圖4B是示出從正面看到的旋 流生成的示意圖；圖5是應(yīng)用此實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的側(cè)視圖；圖7是根據(jù)第二實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的改型示例；圖8是示出根據(jù)第三實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的視圖，其中圖8A是透明透視圖，圖8B是示出來(lái)自截流岡的氣體供應(yīng)的系統(tǒng)框圖；圖9是示出根據(jù)第三實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的視圖，其中圖9A是透明平面圖，圖9B是剖面圖；圖IO是根據(jù)第三實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的改型示例的透明平面圖；以及圖11是示出根據(jù)第三實(shí)施例的氣體處理設(shè)備的另一改型示例的剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面將參照

實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 (第一實(shí)施例)在本發(fā)明的第 一實(shí)施例中，將本發(fā)明的氣體處理設(shè)備應(yīng)用于適于用在 安裝在電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)中的稀釋器。本發(fā)明的第一實(shí)施例尤其 涉及通過(guò)圍繞用于供給空氣的供給管的周向生成紊流來(lái)4吏待稀釋的氬氣和 用作氫氣稀釋劑的空氣相混合的氣體處理設(shè)備。下面的實(shí)施例僅是本發(fā)明 的一個(gè)方面，本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例中的應(yīng)用。為方便起見(jiàn)，本發(fā)明 的第一氣體以氫氣為例，第二氣體以空氣為例。圖5是燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。如圖5中所示，本實(shí)施例的燃料電 池系統(tǒng)圍繞燃料電池層疊體203構(gòu)造。燃料電池層疊體203具有通過(guò)多個(gè) 疊層電池構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，每個(gè)疊層電池包括具有用于氬氣、空氣和冷卻 水的通路的隔板，和夾在一對(duì)隔板之間的MEA (膜電極組件)。MEA包 括夾在兩個(gè)電極一一燃料電極(陽(yáng)極)和空氣電極(陰極)一一之間的高 分子電解質(zhì)薄膜。燃料電極具有多孔載體形式的燃料電極催化劑層，空氣 電極具有多孔載體形式的空氣電極催化劑層。用于向這樣構(gòu)成的燃料電池層疊體203供給作為燃料的氫的系統(tǒng)是燃料電極系統(tǒng)，而用于供給空氣的 系統(tǒng)是空氣電極系統(tǒng)。還設(shè)置有執(zhí)行放熱反應(yīng)的用于冷卻燃料電池層疊體 203的冷卻系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)。在燃料電極系統(tǒng)中，通過(guò)減壓閥201供給來(lái)自氫罐200的純氫，并由 截流閥202、燃料電池層疊體203的燃料電極、截流閥204、氣液分離器 205、截流閥206、泵207等形成氬循環(huán)系統(tǒng)。在空氣電極系統(tǒng)中，通過(guò)空氣凈化器220、壓縮機(jī)221和加濕器222 向燃料電池層疊體203的空氣電極側(cè)供給空氣。在冷卻系統(tǒng)中，冷卻水通過(guò)散熱器230、風(fēng)扇231和冷卻泵232循環(huán) 到燃料電池層疊體203。對(duì)于排氣系統(tǒng)，在吹掃操作中氫(廢氫氣)從氫循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)截流閥 209排出，然后經(jīng)過(guò)氫流管240供給到4艮據(jù)本發(fā)明的稀釋器100。同時(shí)，來(lái) 自空氣電極系統(tǒng)的排氣(廢空氣)通過(guò)加濕器222，然后以由壓力控制閥 223控制的流量經(jīng)過(guò)排氣流管250供給到稀釋器100。從稀釋器100的液體 排出口 105 (見(jiàn)圖1)排出的液體和氣體通過(guò)氣液分離器210和截流閥211 排出。應(yīng)指出，壓力控制閥223可由能夠改變排氣流管250的開(kāi)口的開(kāi)口調(diào) 節(jié)閥或設(shè)置在與排氣流管250平行的旁路上的開(kāi)口閉合閥替代。換句話說(shuō)， 可適當(dāng)?shù)厥褂萌魏文軌蚋淖兞魅朐O(shè)置在排氣流管250下游的稀釋器100的 氣體的流量(壓力)的閥結(jié)構(gòu)來(lái)代替壓力控制閥223。控制單元300是公知的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)例如ECU (電控制單元)，并且能 夠控制整個(gè)燃料電池系統(tǒng)。更具體地，可基于來(lái)自附圖中未示出的各個(gè)傳 感器的檢測(cè)信號(hào)等來(lái)控制每個(gè)閥的打開(kāi)/關(guān)閉。具體地在本實(shí)施例中，控制 單元300被編程為能夠進(jìn)行控制以增加廢空氣流量，這是通過(guò)根據(jù)經(jīng)由打 開(kāi)的截流閥209供給廢氫氣的定時(shí)進(jìn)一步打開(kāi)壓力控制閥223、提高壓縮 機(jī)221的轉(zhuǎn)速、或并行執(zhí)行這兩個(gè)操作實(shí)現(xiàn)的。接下來(lái)將說(shuō)明此燃料電池系統(tǒng)的操作。燃料電池產(chǎn)生水電解的逆反應(yīng)，
從而向作為陽(yáng)極的燃料電極側(cè)供給含氫的氫氣，并向作為陰極的空氣電極 側(cè)供給含氧的氣體(在本實(shí)施例中為空氣)。在燃料電極側(cè)發(fā)生如方程式(1)中所示的反應(yīng)，并在空氣電極側(cè)發(fā)生如方程式(2)中所示的反應(yīng)， 由此電子進(jìn)行循環(huán)從而有電流流動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)，如方程式(3)中所示，系 統(tǒng)發(fā)生水電解的逆反應(yīng)。H2 —2H + 2e — (1)2H + 2e-+ (1/2)02 —H20 — (2)H2+ (1/2) 02 —H20 — (3)為了發(fā)生方程式(1)中的反應(yīng)，氬罐200在其內(nèi)部包含氫吸收合金。 氫吸收合金具有這樣的性質(zhì)，即，當(dāng)被加熱時(shí)可通過(guò)吸熱反應(yīng)排出氬，而 當(dāng)被冷卻時(shí)則通過(guò)散熱反應(yīng)吸收氫。可以使用附圖中未示出的熱交換系統(tǒng) 控制氫罐200以排出所需數(shù)量的氫。在操作期間，通過(guò)加熱氫罐200生成的氫氣被減壓閥201減壓，然后 經(jīng)過(guò)打開(kāi)的截流閥202供給到燃料電池層疊體203。在燃料電池層疊體203 的燃料電極中，通過(guò)產(chǎn)生如方程式(1)所示的反應(yīng)發(fā)射電子來(lái)產(chǎn)生電。從 燃料電池層疊體203排出的氫氣被稱(chēng)為廢氣，并包含水分和其它雜質(zhì)。在 氣液分離器205中，從廢氫氣中除去水分和其它雜質(zhì)，并經(jīng)過(guò)截流閥206 將它們排放到外部。 一旦已除去水分等，則氫氣被泵207加壓并返回到來(lái) 自氫罐200的主流。泵207改變廢氫氣供給速度以便穩(wěn)定根據(jù)燃料電池系 統(tǒng)生成的電力量輸出的電能和電壓。此單個(gè)循環(huán)構(gòu)成該循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)通過(guò) 控制裝置打開(kāi)截流岡209時(shí)，通過(guò)氫流管(第一流道)240將循環(huán)系統(tǒng)中 的部分廢氫氣供給到根據(jù)本發(fā)明的稀釋器100。應(yīng)指出，在起動(dòng)或類(lèi)似操 作期間，當(dāng)氫罐200的溫度較低并且釋放的氫氣不足時(shí)，可以關(guān)閉截流閥 209并且打開(kāi)截流閥202和204，以便從氫罐200抽取氫氣。應(yīng)指出，可以從不包括氫吸收功能的高壓氬罐、使用重整氣的氫供給 機(jī)構(gòu)或液態(tài)氫罐供給氫氣，以代替本實(shí)施例中的氫吸收罐200。同時(shí)，為了發(fā)生方程式(2)的反應(yīng)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)221以^便從空氣凈化 器220抽取空氣。在被空氣凈化器220凈化并被抽取到壓縮機(jī)221內(nèi)之后，
空氣由加濕器222加濕到適當(dāng)?shù)臐穸?，并供給到燃料電池層疊體203的空 氣電極，在該空氣電極處發(fā)生方程式(2)的電化學(xué)反應(yīng)以生成水。在空氣 電極內(nèi)，從空氣凈化器220抽取的空氣的氧組分和從燃料電極供給的氫離 子與電子結(jié)合生成水。已通過(guò)燃料電池層疊體203的空氣然后作為廢空氣 通過(guò)加濕器222，并以壓力控制閥223控制的流量通過(guò)空氣流管(第二流 道)250供給到根據(jù)本發(fā)明的稀釋器100。接下來(lái)將參照?qǐng)D1-3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的稀釋器100。圖1是稀釋器100 的透明透視圖，圖2A和2B分別是該稀釋器的側(cè)視圖和側(cè)面剖面圖。圖3 是沿軸向的垂直平面剖開(kāi)的稀釋器的剖面圖，圖3A是沿圖2中的A-A線 的剖面圖，圖3B是沿圖2中的B-B線的剖面圖。如附圖中所示，稀釋器IOO包括用于從與廢空氣的流動(dòng)方向不平行的 方向?qū)U氫氣引入密封部分空氣流管250的殼體101的流入口 104。該流 入口 104設(shè)置成使得廢氫氣在偏離殼體101的軸向中心的位置被引入。氫 流管240與流入口 104相連通。在空氣流管250的被密封在殼體101中的 區(qū)域內(nèi)設(shè)有大量的孔結(jié)構(gòu)111，以便流過(guò)空氣流管250的空氣和通過(guò)流入 口 104被引入的氫氣可以在殼體和空氣流管250之間通過(guò)。在此情況下，殼體IOI的容積優(yōu)選地小于在燃料電池系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行 期間(在空轉(zhuǎn)或類(lèi)似操作期間)產(chǎn)生的吹掃氣體的量。通過(guò)使容積小于在 吹掃期間產(chǎn)生的廢氫氣的量，在吹掃期間在稀釋器100內(nèi)總是產(chǎn)生一定流 速，從而可防止廢氫氣聚集。對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的攪動(dòng)件的玻璃棉103沿流過(guò)空氣流管250的空氣的流 動(dòng)方向填充在殼體IOI的下游側(cè)。玻璃棉是通過(guò)在高溫熔爐內(nèi)熔化玻璃原 材料直到形成纖維、利用粘合劑噴射纖維、然后熱模制該纖維形成的氈狀 物質(zhì)。由于玻璃棉形成為細(xì)絲束，所以可有效地?cái)噭?dòng)大量氣體。此外，玻 璃棉具有很好的吸聲性能，因此在稀釋器100還用作消聲器(消音器)的 情況下是有利的。但是，應(yīng)指出，攪動(dòng)件并不局限于玻璃棉，只要可攪動(dòng) 空氣和氫氣就可以。將玻璃棉填充在殼體IOI內(nèi)的方法并沒(méi)有限制，但是 優(yōu)選填充至允許氣體通過(guò)的密度。這樣做的原因是希望在氣體通過(guò)氈狀纖
維之間時(shí)產(chǎn)生攪動(dòng)和紊流。玻璃棉l(B設(shè)置在空氣流動(dòng)方向的下游側(cè)，從而在殼體IOI的沿空氣 流動(dòng)方向的上游側(cè)形成空間102。除了用于引入氫氣的上述流入口 104之 外，空間102還在空間102的沿垂直方向的下部包括液體排出口 105。接下來(lái)將參照?qǐng)D4說(shuō)明稀釋器100的操作。圖4A是示出從側(cè)面看到 的紊流生成的示意圖，圖4B是示出從正面看到的旋流生成的示意圖。根據(jù)本實(shí)施例，每個(gè)單獨(dú)的構(gòu)造有機(jī)地操作以便稀釋器IOO具有生成 紊流以將廢空氣和廢氫氣混合在一起的紊流生成裝置的作用。首先，在圖 5的燃料電池系統(tǒng)中，當(dāng)通過(guò)泵207循環(huán)的氫系統(tǒng)內(nèi)的氫氣的雜質(zhì)濃度升 高或預(yù)計(jì)要升高時(shí)，通過(guò)控制單元300的控制打開(kāi)截流閥209。此操作的 結(jié)果是，包含雜質(zhì)的氫氣(廢氫氣)從循環(huán)系統(tǒng)排放到氫流管240。為了 防止發(fā)電效率降低，利用從氫罐200供給的數(shù)量對(duì)應(yīng)于排出的不純氫氣的 數(shù)量的純氫氣來(lái)代替排出的包含雜質(zhì)的氫氣。排出的廢氫氣此時(shí)通過(guò)氫流管240，并通過(guò)稀釋器100的流入口 104 進(jìn)入殼體101。由于廢氫氣進(jìn)入時(shí)通過(guò)的流入口 104設(shè)置在偏離殼體101 的軸向中心的位置，所以如圖4B所示，從流入口 104流入殼體101的廢 氫氣產(chǎn)生圍繞空氣流管的旋流T。同時(shí)，從圖5的燃料電池系統(tǒng)的空氣電極系統(tǒng)排出的廢空氣通過(guò)空氣 流管250,并如圖4A所示從附圖的左側(cè)向右流動(dòng)?？刂茊卧?00通過(guò)根據(jù) 廢氫氣經(jīng)由打開(kāi)的截流閥209 ^f皮吹掃的定時(shí)進(jìn)一步打開(kāi)控制廢空氣流量的 壓力控制閥223、通過(guò)提高壓縮機(jī)221的轉(zhuǎn)速、或通過(guò)并行執(zhí)行這兩個(gè)過(guò) 程，來(lái)特別增加廢空氣的流量。結(jié)果，可向稀釋器100供給大量的廢空氣。在稀釋器100的殼體101內(nèi)部的一個(gè)區(qū)域具有孔結(jié)構(gòu)111,從而生成 通過(guò)孔結(jié)構(gòu)lll進(jìn)入殼體lOl的氣流tl。這里，在殼體101內(nèi)產(chǎn)生廢氫氣 的旋流T,從而旋流T與流過(guò)空氣流管250的孔結(jié)構(gòu)111的空氣流tl碰撞 以在廢氫氣和廢空氣之間產(chǎn)生紊流。通過(guò)此紊流可有效地均勻化和稀釋這 兩種氣體?；旌蠚怏w一一或換句話說(shuō)，用廢空氣稀釋的廢氯氣一一形成回 流t2，該回流t2通過(guò)孔結(jié)構(gòu)lll返回空氣流管250內(nèi)，并從而與空氣的主流一起被排出。利用該操作，廢氬氣的濃度被稀釋到不超過(guò)預(yù)定濃度(例如4% )然后被排放到外部。這里，殼體101的容積被設(shè)定為小于吹掃氣體的量，因此在吹掃期間 在稀釋器100內(nèi)總是產(chǎn)生一定流速，從而防止廢氫氣在稀釋器內(nèi)聚集。通過(guò)使控制單元300與廢氬氣的吹掃同步地進(jìn)一步打開(kāi)壓力控制閥 223、升高壓縮機(jī)221的轉(zhuǎn)速、或并行地執(zhí)行這兩個(gè)過(guò)程來(lái)增加廢空氣的流 量，以促進(jìn)這兩種廢氣的稀釋。稀釋器100還具有液體排出口 105。廢氫氣包含水分，但是由于從流 入口 104流入殼體101的廢氫氣形成旋流T，所以包含在廢氫氣內(nèi)的質(zhì)量 較大的水分通過(guò)離心力附著在殼體101的壁面上。附著的水分凝聚在殼體 101的沿垂直方向的下部，并通過(guò)設(shè)置在此區(qū)域內(nèi)的液體排出口 105排出。 水分還在氣液分離器210內(nèi)被分離并根據(jù)截流閥211的打開(kāi)和關(guān)閉而被排 出。更具體地，液體排出口 105設(shè)置在玻璃棉103前面的空間內(nèi)，因此可 防止多余的水分凝聚在用作攪動(dòng)件的玻璃棉內(nèi)從而對(duì)攪動(dòng)性能和消聲性能 造成不利影響。應(yīng)指出，在第一實(shí)施例中說(shuō)明了如圖l-3所示的示例，其中包括孔結(jié) 構(gòu)111的空氣流管250設(shè)置在殼體內(nèi)，并且玻璃棉103填充在該殼體內(nèi)。 但是，這些部件不是必需的構(gòu)成元件。換句話說(shuō)，可省略殼體101內(nèi)部的空氣流管250或(和)玻璃棉103。 僅設(shè)置與空氣流管250相連通的殼體101和用于將廢氫氣引入殼體101的 流入口 104就足夠了。另外，孔結(jié)構(gòu)111的開(kāi)口形狀并不局限于圓形。換句話說(shuō)，孔的開(kāi)口 可以是細(xì)長(zhǎng)的或多邊形的。在孔具有縱向方向的情況下，該縱向方向可設(shè) 置成與流道方向平行或不平行?？稍O(shè)置構(gòu)造成將氣流調(diào)整成沿預(yù)定方向的調(diào)整部件或用于生成紊流的 紊流部件來(lái)代替孔結(jié)構(gòu)?；蛘?，可以適當(dāng)?shù)亟M合或部分地省略這些部件。簡(jiǎn)言之，可以多種方式選擇性地改變孔結(jié)構(gòu)的形式、數(shù)量和設(shè)置方式， 只要當(dāng)廢空氣從空氣流管250流入殼體101內(nèi)的空間102時(shí)該孔結(jié)構(gòu)有助 于紊流的生成，并且相反地有助于其主要組分為廢氫氣的氣體從空間102 流入空氣流管250就可以。 (第二實(shí)施例)本發(fā)明的第二實(shí)施例涉及一種用于進(jìn)一步促進(jìn)氣體在第一實(shí)施例的稀 釋器內(nèi)混合和稀釋的流道構(gòu)造的改型示例。圖6示出根據(jù)第二實(shí)施例的稀 釋器的側(cè)視圖。如圖6中所示，稀釋器100b的特征為在殼體101內(nèi)的流道 110的一部分中包括彎曲部分112。所有其它構(gòu)造與第一實(shí)施例相同。利用此構(gòu)造，流過(guò)流道IIO的廢空氣的流動(dòng)方向被彎曲部分112的轉(zhuǎn) 彎強(qiáng)行改變，從而產(chǎn)生紊流。結(jié)果，廢空氣從圍繞流道的彎曲部分112設(shè) 置的孔結(jié)構(gòu)111流出的強(qiáng)度增加。此外，彎曲部分112形成圍繞該彎曲部 分的周向流動(dòng)的廢氫氣的旋流T的障礙物，從而廢氫氣更可能流入i殳置在 彎曲部分112的孔結(jié)構(gòu)111。為了促進(jìn)氣體的稀釋和混合，彎曲角度優(yōu)選 為銳角但不會(huì)尖銳到足以阻止氣體流動(dòng)的程度，例如不小于45。。根據(jù)第二實(shí)施例，在通過(guò)流道IIO的廢空氣主流內(nèi)生成的紊流和兩種 氣體通過(guò)孔結(jié)構(gòu)111的強(qiáng)度共同起作用，從而進(jìn)一步促進(jìn)了兩種氣體的混 合和稀釋。應(yīng)指出，流道IIO中的彎曲部分不必須位于殼體IOI內(nèi)。例如，在圖 7所示的稀釋器100c內(nèi)，可在殼體IOI下游在流道IIO內(nèi)設(shè)置彎曲部分113。 即使廢空氣和廢氫氣在殼體101內(nèi)沒(méi)有被充分稀釋?zhuān)诹鞯?10的位于殼 體下游的彎曲部分113內(nèi)會(huì)再次生成紊流，因此可調(diào)整廢氫氣濃度的不均 勻，從而促進(jìn)均勻稀釋。 (第三實(shí)施例)在第一實(shí)施例中，廢氫氣被引入圍繞廢空氣流道的殼體內(nèi)，并從流道 的周向被供給。在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，廢氫氣流道設(shè)置在廢空氣流道 內(nèi)部。下面將參照?qǐng)D8和9說(shuō)明第三實(shí)施例的稀釋器構(gòu)造。圖8A是該稀釋 器構(gòu)造的透明透視圖，圖8B是示出來(lái)自截流閥的氣體供給的系統(tǒng)框圖。 圖9A是稀釋器的透明平面圖，圖9B是稀釋器的剖面圖。 如這些附圖中所示，第三實(shí)施例的稀釋器100d容納在第一實(shí)施例中所 述的空氣流管250內(nèi)部，其中氫流管240基本與廢空氣的流動(dòng)方向平行地 設(shè)置在空氣流管250的內(nèi)壁上。如圖8B所示，氬流管240在截流閥209 的下游插入空氣流管250，使得氫流管240的軸向基本與空氣流管250的 軸向成一直線。在氫流管240中設(shè)置有多個(gè)孔結(jié)構(gòu)241以作為用于^f吏廢氫 氣沿與廢空氣的流動(dòng)方向不同的方向流出并進(jìn)入空氣流管250的擴(kuò)散結(jié) 構(gòu)?？捉Y(jié)構(gòu)241設(shè)置成使每單位面積的總的孔開(kāi)口面積朝向廢氫氣流動(dòng)方 向的下游側(cè)增加。為了增加總的孔開(kāi)口面積，可如附圖所示增加每單位面 積的孔數(shù)，或者在不增加孔數(shù)的情況下增加孔的開(kāi)口直徑。此外，孔結(jié)構(gòu) 241設(shè)置在氫流管240的沿垂直方向的下部和氫流管240的沿垂直方向的 上部。應(yīng)指出，氫流管240的端部是封閉的。在不封閉端部的情況下也可以 混合氣體，但是通過(guò)封閉該端部，廢氫氣通過(guò)孔結(jié)構(gòu)流入空氣流管250的 流動(dòng)增強(qiáng)，使得廢氫氣和廢空氣更猛烈地碰撞從而生成紊流并促進(jìn)稀釋。從圖9A和9B中可見(jiàn)，氫流管240被支承結(jié)構(gòu)242或類(lèi)似結(jié)構(gòu)支承在 空氣流管250的除了該空氣流管在垂直方向的下部和上部之外的壁面上。 更具體地，氫流管240被支承結(jié)構(gòu)支承在空氣流管250的內(nèi)壁的一個(gè)側(cè)面 上的偏置位置處。但是，應(yīng)指出，在氫流管剛性很大或者稀釋器100d的長(zhǎng) 度有限的情況下，不必須設(shè)置支承結(jié)構(gòu)。容納在空氣流管250內(nèi)的氫流管240的容積設(shè)定為小于在燃料電池低 負(fù)荷運(yùn)行期間產(chǎn)生的吹掃氣體的量。在此構(gòu)造中，類(lèi)似于第一實(shí)施例，當(dāng)在吹掃操作中控制單元300 (見(jiàn) 圖5)打開(kāi)截流閥209以供給廢氫氣時(shí)，根據(jù)吹掃操作的定時(shí)控制空氣電 極系統(tǒng)內(nèi)的壓力控制閥223以增加空氣流量。在稀釋器100d內(nèi)，如圖8 所示，從截流閥209供給的氫氣流T1流入氫流管240。由于在此情況下孔 結(jié)構(gòu)241設(shè)置在氫流管240內(nèi)，所以氫氣流Tl通過(guò)孔結(jié)構(gòu)241在氪流管 240的整個(gè)長(zhǎng)度上逐漸向外分流，并以氫氣支流T2的形式沿與流過(guò)空氣流 管250的空氣流t3不同的方向——優(yōu)選地沿與空氣流t3基本成直角的方
向--流動(dòng)。同時(shí)，廢空氣的空氣流t3圍繞氫流管240流動(dòng)，從而與圍繞氫流管240 排出的氫氣支流T2碰撞以產(chǎn)生紊流。廢氫氣和廢空氣通過(guò)此紊流混合和 稀釋。應(yīng)指出，在本實(shí)施例中，類(lèi)似于第一實(shí)施例，優(yōu)選地在空氣流管250 內(nèi)設(shè)置液體排出口。通過(guò)設(shè)置液體排出口，包含在氣體中的凝聚的液體組 分等可被排出，從而不會(huì)積聚在空氣流管250內(nèi)。此外在本實(shí)施例中，類(lèi)似于第二實(shí)施例，優(yōu)選地在氫流管240或空氣 流管250內(nèi)設(shè)置彎曲部分。通過(guò)設(shè)置彎曲部分，可在氣流中產(chǎn)生擾動(dòng)，從 而有助于生成紊流并促進(jìn)氣體混合。根據(jù)上述第三實(shí)施例，空氣流管250圍繞氫流管240設(shè)置，并且這兩 個(gè)管設(shè)置成基本相互平行。結(jié)果，廢氫氣與廢空氣的混合方式使得可抑制 氫濃度的局部不均勻性，從而使稀釋性能得到改善。由于構(gòu)造成一個(gè)管被另一個(gè)管?chē)@，所以當(dāng)氫流管240的長(zhǎng)度確保到 達(dá)一定程度時(shí)可使氫在空氣流管250內(nèi)的很長(zhǎng)區(qū)域上被稀釋。結(jié)果，每單 位長(zhǎng)度的廢氫氣量可降低到大大低于常規(guī)設(shè)備，這是安全性方面所需要的。此外，由于氫流管240容納在空氣流管250內(nèi)部，所以不需要為稀釋 器或混合器提供單獨(dú)的空間，從而可節(jié)省空間。另外，根據(jù)此構(gòu)造，本身包含水分的廢氫氣流過(guò)被包圍在空氣流管250 內(nèi)的氫流管240。廢空氣接收一定量的反應(yīng)熱，并且廢空氣內(nèi)的這些熱量 能夠防止包含在氫流管240內(nèi)的水分凍結(jié)。結(jié)果，可避免例如流管纟皮凍結(jié) 的水分阻塞的情況，這也是安全性方面所需要的。另夕卜，根據(jù)此構(gòu)造，即使當(dāng)通過(guò)氫流管240擴(kuò)散的氣流的聲音較大時(shí)， 由于氫流管240的外部被空氣流管250的管壁覆蓋，因此可獲得有利的防 止噪聲的效果。另外，根據(jù)此構(gòu)造，流過(guò)氫流管240的廢氫氣的濃度較高。但是，氫 流管240的外側(cè)被空氣流管250的管壁覆蓋，因此即使廢氬氣點(diǎn)燃，仍可 確保安全。
此外，用作擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的孔結(jié)構(gòu)241開(kāi)口成使廢氫氣以與廢空氣的流動(dòng) 方向基本正交的方向流動(dòng)。結(jié)果，廢氫氣正交于廢空氣流動(dòng)，從而與廢空 氣碰撞以生成紊流，因此可改善稀釋性能。此外，孔結(jié)構(gòu)241設(shè)置成使每單位面積的總的孔開(kāi)口面積朝向廢氫氣 流動(dòng)方向的下游側(cè)增加，從而廢氫氣濃度朝向氬流管240的上游側(cè)增加而 朝向下游側(cè)降低。因此，當(dāng)從孔結(jié)構(gòu)241流出的廢氫氣與廢空氣混合時(shí)， 可使被混合的氣體的廢氫氣濃度在所有位置均勻，從而防止廢氫氣濃度在 空氣流管250內(nèi)不均勻，這是處理氫時(shí)的安全性所要求的。此外，孔結(jié)構(gòu)241設(shè)置在氫流管240的沿垂直方向的下部，從而在氫 流管240內(nèi)凝聚的液體可被排放到外部而不會(huì)積聚在氫流管240內(nèi)。孔結(jié)構(gòu)241還設(shè)置在氫流管240的沿垂直方向的上部，從而廢氬氣可 被排放到外部或者換句話說(shuō)被排放到空氣流管250內(nèi)，并與廢空氣混合， 而不會(huì)在氫流管240的頂部附近積聚。氫流管240被支承結(jié)構(gòu)242支承在空氣流管250中，從而避開(kāi)空氣流 管250的沿垂直方向的下部和上部的位置。結(jié)果，氫流管240避開(kāi)空氣流 管250的氣體濃度容易升高的頂部和底部，以及包含在氣體內(nèi)的液體組分 易于積聚的底部，從而可改善氣體稀釋性能。此外，設(shè)置在空氣流管250內(nèi)的氫流管240的容積設(shè)定為小于在燃料 電池低負(fù)荷運(yùn)行期間產(chǎn)生的吹掃氣體的量，從而在吹掃操作期間引入的廢 氫氣不能在空氣流管250內(nèi)積聚。結(jié)果，廢氫氣總能夠在稀釋后被排出到 外部，并可改善混合性能。此外，控制單元300能夠根據(jù)供給廢氫氣的定時(shí)增加待混合的廢空氣 的流量，從而可使被稀釋的混合氣體的混合比均勻，因此改善了混合性能。應(yīng)指出，作為第三實(shí)施例的一種改型示例，如圖10中的側(cè)視圖所示， 可以設(shè)置包括*的孔結(jié)構(gòu)243而不是成行的孔結(jié)構(gòu)241的稀釋器100e。 同樣，在這種情況下，孔結(jié)構(gòu)優(yōu)選形成為使每單位面積的總的開(kāi)口面積朝 向下游側(cè)增加。作為另一個(gè)改型示例，如圖11中的剖面圖所示，可以使用支承結(jié)構(gòu)244將氫流管240支承在空氣流管250的中心部分。通過(guò)這種構(gòu)造，以與 (空氣)廢氣的流動(dòng)方向基本成直角的方向?qū)U氫氣排放到遠(yuǎn)離壁的中心 部分，在該中心部分廢空氣的流速最高。結(jié)果，這兩種氣體猛烈地石並撞， 從而可促進(jìn)氣體混合和稀釋。
權(quán)利要求
1. 一種用于混合第一氣體和第二氣體的氣體處理設(shè)備， 其特征在于，包括紊流生成裝置，該紊流生成裝置用于在所述第一氣體和所述第二氣體中的至少一種氣體中生成紊流以便混合 所述兩種氣體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的氣體處理設(shè)備，其特征在于，包括所述 第二氣體流經(jīng)的殼體，所述殼體具有用于從與所述第二氣體的流動(dòng)方向不平行的方 向引入所述第一氣體的流入口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所述流入' 口設(shè)置成能使所述第 一 氣體從偏離所述殼體的軸向中心的位置流 入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的氣體處理設(shè)備，其特征在于，包括 一流道，該流道的至少一部分被所述殼體密封，所述第二氣體流 過(guò)所述流道，所述流道設(shè)有所述第二氣體和所述第一氣體從中通過(guò)的孔結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征在 于，在所述殼體的沿所述殼體的垂直方向的下部設(shè)有液體排出口 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所述殼體 在所述殼體的至少一個(gè)部分內(nèi)包括用于攪動(dòng)所述氣體的攪動(dòng)件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所述攪動(dòng) 件設(shè)置在通過(guò)所述殼體的氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)，并且在通過(guò)所 述殼體的氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)形成有空間，所述液體排出口設(shè)置在所述空間的沿所述空間的垂直方向的 下部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所述攪動(dòng)件是玻璃棉。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的氣體處理設(shè)備，其特征在于，包括 所述第一氣體流經(jīng)的第一流道，該第一流道包括用于使所述第一氣體擴(kuò)散到外部的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)；以及第二流道，該第二流道圍繞所述第 一 流道以使所述第二氣體 圍繞所述第一流道流動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所述擴(kuò)散 結(jié)構(gòu)是沿與所述第二氣體的流動(dòng)方向不同的方向排出流經(jīng)所述第 一流道的所述第一氣體的多個(gè)孔結(jié)構(gòu)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所述孔 結(jié)構(gòu)設(shè)置成使每單位面積的總的孔開(kāi)口面積朝向所述第一氣體的 流動(dòng)方向的下游側(cè)變大。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的氣體處理設(shè)備，其特征在于，所 述孔結(jié)構(gòu)至少設(shè)置在所述第一流道的沿所述第一流道的垂直方向 的下部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，所述孔結(jié)構(gòu)至少設(shè)置在所述第一流道的沿所述第一流道的 垂直方向的上部。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，所述擴(kuò)散結(jié)構(gòu)沿與所述第二氣體的流動(dòng)方向基本正交的方 向排出流經(jīng)所述第一流道的所述第一氣體。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，所述第一流道和所述笫二流道中的至少一個(gè)為管狀，這兩 個(gè)流道設(shè)置成使這兩個(gè)流道的軸線基本平行。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，所述第一流道設(shè)置在所述第二流道的除了沿所迷第二流道 的垂直方向的下部和上部之外的位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9至16中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，在所迷笫二流道的沿所述第二流道的垂直方向的下部設(shè)有 液體排出口 。
18. 根據(jù)權(quán)利要求2至17中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，所述第一氣體和所述第二氣體中的至少一個(gè)包括彎曲部分。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)的氣體處理設(shè)備，其特征 在于，還包括構(gòu)造成用于供給所述第一氣體的第一氣體供給裝置， 和構(gòu)造成用于供給所述第二氣體的第二氣體供給裝置，其中所述第二氣體供給裝置根據(jù)從所述第一氣體供給裝置供 給所述第一氣體的定時(shí)來(lái)供給所述第二氣體。
20. 用于燃料電池系統(tǒng)的根據(jù)權(quán)利要求19的氣體處理設(shè)備， 其特征在于，所述第一氣體是從所述燃料電池系統(tǒng)排出的氫氣， 所述第二氣體是用于稀釋所述氫氣的空氣，所述第二流道的容積設(shè)定為小于在燃料電池低負(fù)荷運(yùn)行期間 產(chǎn)生的吹掃氣體的量。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供能夠?qū)⒍喾N氣體充分混合在一起以便稀釋氣體的氣體處理設(shè)備。用于混合第一氣體(H₂)和第二氣體(空氣)的氣體處理設(shè)備包括第二氣體(空氣)流經(jīng)的流道(110)，用于沿與流道(110)內(nèi)的第二氣體(空氣)的流動(dòng)方向不平行的方向引入第一氣體(H₂)的流入口(104)，以及密封流道(110)的一部分的殼體(101)。流道(110)至少在被殼體(101)密封的區(qū)域的一部分中包括孔結(jié)構(gòu)(111)，第二氣體(空氣)和第一氣體(H₂)流入和流出孔結(jié)構(gòu)。根據(jù)此構(gòu)造，孔結(jié)構(gòu)生成紊流，從而可提高第一氣體(H₂)和第二氣體(空氣)之間的混合程度，使氣體濃度均勻降低。
文檔編號(hào)B01F3/02GK101146598SQ200480032110
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者吉田尚弘, 近藤俊行 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社