(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料ガスポンプ内に液体が残るのを抑制することが可能な燃料電池システムを提供する。【解決手段】気液分離器４０と、気液分離器４０内の燃料オフガスを燃料電池スタックへ循環させる燃料ガスポンプと、を備えた燃料電池システムであって、気液分離器４０は、上方に向かって延びる第１接続部４６を有する。燃料ガスポンプは、ポンプ室を構成する内壁面５５ａと、内壁面５５ａの下部に形成され第１接続部４６が挿入される開口部５１と、を有する。内壁面５５ａの下部は、開口部５１に向かって下方に傾斜するように形成されており、第１接続部４６の先端は、内壁面５５ａの下部に沿った延長面Ｓ１以下の高さに配置され、第１接続部４６の先端には、内周面４６ａに向かって下方に傾斜する傾斜面４６ｂが形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックから排出される燃料オフガス中に含まれる液体を前記燃料オフガスから分離し、分離した前記液体を貯留して排出する気液分離器と、
前記気液分離器に連結され、前記気液分離器内の前記燃料オフガスを前記燃料電池スタックへ循環させる燃料ガスポンプと、
を備えた燃料電池システムであって、
前記気液分離器は、上方に向かって延びる管状の第１接続部を有し、
前記燃料ガスポンプは、ポンプ室を構成する内壁面と、前記内壁面の下部に形成され前記第１接続部が挿入される開口部と、を有し、
前記内壁面の下部は、前記開口部に向かって下方に傾斜するように形成されており、
前記第１接続部の先端は、前記内壁面の下部に沿った延長面以下の高さに配置され、
前記第１接続部の先端には、前記第１接続部の内周面に連続して設けられるとともに前記内周面に向かって下方に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記傾斜面は、前記内壁面の下部に沿った延長面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池スタックから排出される前記燃料オフガスを前記気液分離器に導入する導入配管を備え、
前記気液分離器は、前記導入配管が挿入されて接続される管状の第２接続部を有し、
前記第２接続部の内周面の少なくとも周方向最下部は、前記導入配管の下流端から下流側において、下流側に向かって高さが単調的に低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液分離器および燃料ガスポンプを備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池スタックから排出される水素オフガス（燃料オフガス）中に含まれる水を水素オフガスから分離し、分離した水を貯留して排出する気液分離器と、気液分離器に連結され、気液分離器内の水素オフガスを燃料電池スタックへ循環させる水素ガスポンプ（燃料ガスポンプ）と、を備えた燃料電池システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１では、水素ガスポンプは気液分離器の上面上に配置され、水素オフガスは、水素ガスポンプの下部に設けられた開口部から吸入され、水素ガスポンプの上部に設けられた送出部から燃料電池スタックに送出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−１６４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、気液分離器から水素ガスポンプに流入した水素オフガスには水が含まれており、この水が水素ガスポンプ内に残ると、車両停車時に凍結する場合がある。具体的には、水素ガスポンプと気液分離器との接続部に水が溜まると、溜まった水が凍結して接続部を閉塞したり、車両停車後に振動等により気液分離器に水が垂れた場合に垂れた水が凍結して気液分離器の排出経路を閉塞したりする。
【０００６】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、燃料ガスポンプ内に液体が残るのを抑制することが可能な燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池スタックから排出される燃料オフガス中に含まれる液体を前記燃料オフガスから分離し、分離した前記液体を貯留して排出する気液分離器と、前記気液分離器に連結され、前記気液分離器内の前記燃料オフガスを前記燃料電池スタックへ循環させる燃料ガスポンプと、を備えた燃料電池システムであって、前記気液分離器は、上方に向かって延びる管状の第１接続部を有し、前記燃料ガスポンプは、ポンプ室を構成する内壁面と、前記内壁面の下部に形成され前記第１接続部が挿入される開口部と、を有し、前記内壁面の下部は、前記開口部に向かって下方に傾斜するように形成されており、前記第１接続部の先端は、前記内壁面の下部に沿った延長面以下の高さに配置され、前記第１接続部の先端には、前記第１接続部の内周面に連続して設けられるとともに前記内周面に向かって下方に傾斜する傾斜面が形成されている。
【０００８】
なお、本明細書および特許請求の範囲において、傾斜角とは、水平面に対する傾斜角のことを言う。
【０００９】
本発明の燃料電池システムによれば、前記第１接続部の先端は、前記内壁面の下部に沿った延長面以下の高さに配置され、前記第１接続部の先端には、前記第１接続部の内周面に連続して設けられるとともに前記内周面に向かって下方に傾斜する傾斜面が形成されている。これにより、第１接続部の先端周辺における燃料オフガスの流れをスムーズにすることができる。すなわち、燃料ガスポンプの開口部周辺において燃料オフガスが滞留するのを抑制することができる。このため、燃料ガスポンプ内の液体を燃料オフガスと共に燃料電池スタックに効率良く送ることができるので、燃料ガスポンプ内に液体が残るのを抑制することができる。
【００１０】
また、前記第１接続部の先端に、前記第１接続部の内周面に連続して設けられるとともに前記内周面に向かって下方に傾斜する傾斜面を形成することによって、第１接続部の先端（傾斜面）に付着した液体は、気液分離器に戻りやすくなる。すなわち、燃料ガスポンプの開口部に液体が溜まるのを抑制することができる。このため、燃料ガスポンプの開口部に溜まった液体が、凍結して開口部を閉塞したり、車両停車後に振動等により気液分離器に落下するとともに凍結して気液分離器の排出経路を閉塞したりするのを抑制することができる。
【００１１】
上記燃料電池システムにおいて、好ましくは、前記傾斜面は、前記内壁面の下部に沿った延長面上に配置されている。このように構成すれば、内壁面の下部および傾斜面の周辺における燃料オフガスの流れを特にスムーズにすることができる。すなわち、燃料ガスポンプの開口部周辺において燃料オフガスが滞留するのを特に抑制することができる。このため、燃料ガスポンプ内の液体を燃料オフガスと共に燃料電池スタックに特に効率良く送ることができるので、燃料ガスポンプ内に液体が残るのを特に抑制することができる。
【００１２】
上記燃料電池システムにおいて、好ましくは、前記燃料電池スタックから排出される前記燃料オフガスを前記気液分離器に導入する導入配管を備え、前記気液分離器は、前記導入配管が挿入されて接続される管状の第２接続部を有し、前記第２接続部の内周面の少なくとも周方向最下部は、前記導入配管の下流端から下流側において、下流側に向かって高さが単調的に低くなるように形成されている。このように構成すれば、第２接続部の内周面の周方向最下部に付着した液滴は、第２接続部を下流側に移動して液溜め部に落下する。すなわち、第２接続部の内周面の周方向最下部に例えば下流側に向かって上りの段差等が形成されている場合と異なり、気液分離器の第２接続部に液体が溜まるのを抑制することができる。このため、気液分離器の第２接続部に溜まった液体が、凍結して第２接続部を閉塞したり、車両停車後に振動等により気液分離器に落下するとともに凍結して気液分離器の排出経路を閉塞したりするのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料ガスポンプ内に液体が残るのを抑制することが可能な燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の燃料電池システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の燃料電池システムの気液分離器および燃料ガスポンプ周辺の構造を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態の燃料電池システムの気液分離器および燃料ガスポンプ周辺の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の燃料電池システムの気液分離器の第１接続部周辺の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の燃料電池システムの気液分離器の第１接続部周辺の構造を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態の燃料電池システムの気液分離器および導入配管の接続部分の構造を示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第１変形例による燃料電池システムの気液分離器の第２接続部の段差を示す図である。
【図９】本発明の第２変形例による燃料電池システムの気液分離器の第１接続部周辺の構造を示す平面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態の一例に基づいて詳細に説明する。以下では、一例として、燃料電池車両に搭載される燃料電池またはこれを含む燃料電池システムに本発明を適用した場合を例示して説明するが、適用範囲がこのような例に限られることはない。
【００１６】
燃料電池システム１は、車両（図示せず）に搭載され、車両を駆動するための電力を供給する。図１に示すように、燃料電池システム１は、単位セルである燃料電池セルを複数個積層させて構成された燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０に空気等の酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給系２０と、燃料電池スタック１０に水素等の燃料ガスを供給する燃料ガス供給系３０とを備えている。
【００１７】
酸化剤ガス供給系２０は、例えば、燃料電池スタック１０（のカソード電極）に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給流路２５と、燃料電池スタック１０に供給され、各燃料電池セルで電気化学反応に供された後の酸化剤オフガスを燃料電池スタック１０から排出する酸化剤ガス排出流路２９と、を備えている。酸化剤ガス供給系２０の各流路は、例えば、ゴムホースや金属製のパイプ等の配管によって構成することができる。
【００１８】
酸化剤ガス供給流路２５には、上流側から、エアクリーナ２１、コンプレッサ２２、インタクーラ２３等が備えられ、酸化剤ガス排出流路２９には、マフラ２８等が備えられている。
【００１９】
酸化剤ガス供給流路２５において、エアクリーナ２１は、大気中から取り込む酸化剤ガス（空気等）中の塵埃を除去する。コンプレッサ２２は、前記エアクリーナ２１を介して導入された酸化剤ガスを圧縮し、圧縮された酸化剤ガスをインタクーラ２３へ圧送する。インタクーラ２３は、コンプレッサ２２から圧送されて導入された酸化剤ガスを通過させるときに、例えば冷媒との熱交換によって冷却し、燃料電池スタック１０（のカソード電極）に供給する。
【００２０】
酸化剤ガス排出流路２９において、マフラ２８は、酸化剤ガス排出流路２９に流れる酸化剤オフガス（排出ガス）を、例えば、気相と液相とに分離して外部に排出する。
【００２１】
一方、燃料ガス供給系３０は、例えば、水素等の高圧の燃料ガスを貯留する水素タンク等の燃料ガス供給源３１と、燃料ガス供給源３１からの燃料ガスを燃料電池スタック１０（のアノード電極）へ供給する燃料ガス供給流路３５と、燃料電池スタック１０から排出された燃料オフガスの一部を燃料ガス供給流路３５に還流させる循環流路３６と、循環流路３６に分岐接続されて循環流路３６内の燃料オフガスを外部へ排出（大気放出）する燃料ガス排出流路３９とを有する。燃料ガス供給系３０の各流路は、例えば、ゴムホースや金属製のパイプ等の配管によって構成することができる。
【００２２】
燃料ガス供給流路３５には、燃料ガス供給流路３５を開閉して燃料電池スタック１０へ向けて流れる燃料ガスを遮断するための遮断弁３５Ｖと、燃料ガス供給流路３５を流れる燃料ガスの圧力を調整（減圧）するためのレギュレータ３４とが設けられる。遮断弁３５Ｖを開くと、燃料ガス供給源３１に貯留された高圧の燃料ガスが燃料ガス供給源３１から燃料ガス供給流路３５に流出し、レギュレータ３４により調圧（減圧）されて、燃料電池スタック１０（のアノード電極）に供給される。
【００２３】
循環流路３６には、上流側（燃料電池スタック１０側）から、気液分離器４０、燃料ガスポンプ（水素ポンプともいう）５０等が備えられている。気液分離器４０は、循環流路３６に流れる燃料ガス（水素等）に含まれる生成水を気液分離して貯留する。この気液分離器４０から分岐して、燃料ガス排出流路３９が設けられている。燃料ガスポンプ５０は、気液分離器４０で生成水と分離された燃料オフガスの一部を圧送して燃料ガス供給流路３５へ循環させる。
【００２４】
燃料ガス排出流路３９には、燃料ガス排出流路３９を開閉して、気液分離器４０で分離した生成水と燃料電池スタック１０から排出された燃料オフガスの一部を排出するための排気排水弁３９Ｖが設けられる。
【００２５】
上記構成を有する燃料電池システムは、酸化剤ガス供給系２０によって燃料電池スタック１０（のカソード電極）に供給された空気等の酸化剤ガスと、燃料ガス供給系３０によって燃料電池スタック１０（のアノード電極）に供給された水素等の燃料ガスとの電気化学反応によって発電を行う。
【００２６】
次に、本実施形態の燃料電池システム１の気液分離器４０および燃料ガスポンプ５０の構造を詳細に説明する。気液分離器４０は、燃料電池スタック１０から排出される燃料オフガス中に含まれる水等の液体を分離し、分離された液体を貯留して排出するものである。
【００２７】
図２および図３に示すように、気液分離器４０は、上ケース４１ａと下ケース４１ｂとからなるケース４１で構成され、図示していないＯリング等により密閉ケースとなっている。上ケース４１ａの図３において右上部には、燃料電池スタック１０の燃料オフガスが排出される開口部（図示せず）に連通するとともに循環流路３６を構成する導入配管４２が設けられ、燃料電池スタック１０で発電した後の燃料オフガスがケース４１内に導入されるようになっている。導入配管４２は、燃料電池スタック１０から気液分離器４０に向かって下方に傾斜し、気液分離器４０に連結されている。なお、気液分離器４０と導入配管４２との接続部分の詳細構造については、後述する。
【００２８】
また、図３に示すように、上ケース４１ａの上面の所定位置には、上方に向かって延びる管状の第１接続部４６が設けられている。第１接続部４６は、燃料ガスポンプ５０の開口部５１に挿入されている。気液分離器４０によって液体が分離された燃料オフガスは、燃料ガスポンプ５０によって吸い上げられた後、燃料ガスポンプ５０の上面に設けられた送出部５２を介して燃料ガス供給流路３５に合流される。なお、燃料ガスポンプ５０および気液分離器４０の第１接続部４６周辺の詳細構造については、後述する。
【００２９】
気液分離器４０には、導入配管４２の排出口より下方において、分離された水等の液体を排出する排出経路４３と、この排出経路４３の上流側に、分離された液体を貯留する液溜め部４４が形成されている。
【００３０】
具体的には、下ケース４１ｂは、下方に向けて徐々につぼまるような形状をしており、液溜め部４４は、下ケース４１ｂの最下部の凹部に形成されている。排出経路４３は、液溜め部４４の底面より僅かに高い位置に形成され、略水平方向に貫通する貫通孔である。
【００３１】
排出経路４３としての貫通孔は、ケース４１外まで通じており、ケース４１外に設置された排気排水弁３９Ｖに接続されている。また、貫通孔は、排気排水弁３９Ｖを介して燃料ガス排出流路３９に接続されている。
【００３２】
この燃料電池システム１では、燃料電池スタック１０から排出された燃料オフガスは、導入配管４２により気液分離器４０のケース４１内に導入され、気体と液体に分離される。気液分離器４０により分離された気体は、燃料電池システム１の稼働中には、燃料ガスポンプ５０によって燃料ガス供給流路３５に合流され、燃料電池スタック１０に再度供給される。
【００３３】
一方、気液分離器４０により分離された液体は、燃料電池システム１の稼働中には、排気排水弁３９Ｖを閉弁した状態で、下ケース４１ｂの液溜め部４４に貯留される。所定量の液体が液溜め部４４に貯留されたことを、液溜め部４４の液面センサ（図示せず）が検出すると、排気排水弁３９Ｖが開弁し、貯留された液体の一部が、排出経路４３を通過して外部に排出される。
【００３４】
また、燃料電池システム１の停止時には、排気排水弁３９Ｖが開弁した状態となり、貯留された液体および燃料オフガスは、排出経路４３を通過して外部に排出される。
【００３５】
次に、燃料ガスポンプ５０および気液分離器４０の第１接続部４６周辺の構造について詳細に説明する。燃料ガスポンプ５０は、ケース５５と、ケース５５内に回転可能に配置される２つのロータ５６と、を含んでいる。ケース５５の下面中央には、燃料オフガスが導入される開口部５１が設けられており、上面中央には、燃料オフガスが送り出される送出部５２が設けられている。また、燃料オフガスには水や水蒸気が含まれており、２つのロータ５６が回転しケース５５内に気流が生じることによって、燃料オフガス、水および水蒸気が気液分離器４０から吸い込まれるとともに送出部５２から送り出される。なお、騒音および振動対策のため、ロータ５６の回転数は上限が設定されている。このため、ケース５５内の水を完全に無くす（送出部５２から送り出す）ことは困難である。
【００３６】
ケース５５は、ポンプ室Ｓ５０を構成する内壁面５５ａを有する。図４に示すように、内壁面５５ａの下部は、開口部５１に向かって下方に傾斜するように形成されており、内壁面５５ａの最も低い位置に開口部５１が形成されている。
【００３７】
気液分離器４０の第１接続部４６の外周面には、第１接続部４６の外周面と開口部５１の内周面との間をシールするＯリング４９ａが設けられている。
【００３８】
ここで、本実施形態では、第１接続部４６の先端（上端）は、燃料ガスポンプ５０の内壁面５５ａの下部に沿った延長面（下部の傾斜面の延長面）Ｓ１以下の高さに配置されている。第１接続部４６の先端には、第１接続部４６の内周面４６ａの上端に連続して設けられるとともに内周面４６ａに向かって下方に傾斜する傾斜面４６ｂが形成されている。これにより、第１接続部４６の先端に付着した水滴は、気液分離器４０に落下しやすくなる。なお、傾斜面４６ｂの外縁から径方向外側には、第１接続部４６を燃料ガスポンプ５０の開口部５１に挿入しやすくするためのテーパ面４６ｃが径方向外側に向かって下方に傾斜するように形成されている。傾斜面４６ｂおよびテーパ面４６ｃによって、第１接続部４６の先端が形成されている。図５に示すように、開口部５１および第１接続部４６は、上方から見て真円状に形成されている。
【００３９】
傾斜面４６ｂは図４に示すように、内壁面５５ａの下部の傾斜角θ１以上の傾斜角θ２を有するように形成されており、本実施形態では、内壁面５５ａの下部の傾斜角θ１と等しい傾斜角θ２を有するように形成されている。なお、傾斜面４６ｂの径方向長さＬ１は、テーパ面４６ｃの径方向長さＬ２よりも長く形成されている。また、テーパ面４６ｃは、傾斜面４６ｂの傾斜角θ２よりも大きい傾斜角θ３を有するように形成されている。
【００４０】
また、傾斜面４６ｂは、上述したように内壁面５５ａの下部に沿った延長面Ｓ１以下の高さに配置されており、本実施形態では、延長面Ｓ１上に配置されている。このため、ロータ５６が回転した際に生じる気流は、傾斜面４６ｂから内壁面５５ａに乱れることなくスムーズに流れるので、開口部５１周辺において燃料オフガスが滞留するのを抑制することができる。これにより、開口部５１から導入された燃料オフガス、水および水蒸気を送出部５２から効率良く送り出すことができるので、内壁面５５ａの下部に水が溜まるのを抑制することができる。
【００４１】
次に、気液分離器４０と導入配管４２との接続部分の構造について詳細に説明する。上ケース４１ａの図３において右上部には、導入配管４２が挿入されて接続される管状の第２接続部４７が設けられている。図６に示すように、第２接続部４７は、導入配管４２の下流端の外周面４２ａに沿って延びる内周面４７ａを有するとともに、ケース４１内に向かってわずかに下り勾配に形成されている。
【００４２】
導入配管４２の下流端は、第２接続部４７に挿入されており、導入配管４２の外周面４２ａは第２接続部４７の内周面４７ａに接触している。また、導入配管４２の外周面４２ａには、導入配管４２の外周面と第２接続部４７の内周面４７ａとの間をシールするＯリング４９ｂが設けられている。
【００４３】
ここで、第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最下部は、少なくとも導入配管４２の下流端４２ｂから下流側（図６の左側）において、下流側に向かって高さが単調的に低くなるように形成されており、本実施形態では、長さ方向の全域において、下流側に向かって高さが単調的に低くなるように形成されている。すなわち、第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最下部は、段差のない直線状に形成されているとともに、導入配管４２の外周面４２ａの延長面Ｓ２上に沿って延びるように配置されている。これにより、第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最下部には、液滴が溜まる部分（凹部や上りの段差）がない。このため、燃料オフガスに含まれる水や水蒸気に起因して第２接続部４７の内周面４７ａの周方向最下部に付着した水滴は、第２接続部４７を下流側に移動し、液溜め部４４に落下する。
【００４４】
また、第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最上部には、段差部４７ｂが形成されており、第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最上部と導入配管４２の内周面とが面一になっている。これにより、第２接続部４７の内面積と導入配管４２の内面積との差が大きくなるのを抑制することができるので、圧力損失が大きくなるのを抑制することができる。なお、本実施形態では図７に示すように、段差部４７ｂは、第２接続部４７の内周面４７ａの下部から上部に向かって徐々に段差が大きくなるように形成されている。また、段差部４７ｂは、内周面４７ａの最下部から所定距離（第２接続部４７の中心回りに所定角度）を隔てた位置から上側に形成されている。すなわち、段差部４７ｂは、内周面４７ａのうちの水滴が流れる領域よりも上側のみに形成されている。
【００４５】
本実施形態では、上記のように、第１接続部４６の先端は、内壁面５５ａの下部に沿った延長面Ｓ１以下の高さに配置され、第１接続部４６の先端には、第１接続部４６の内周面４７ａに連続して設けられるとともに内周面４７ａに向かって下方に傾斜する傾斜面４６ｂが形成されている。これにより、第１接続部４６の先端周辺における燃料オフガスの流れをスムーズにすることができる。すなわち、燃料ガスポンプ５０の開口部５１周辺において燃料オフガスが滞留するのを抑制することができる。このため、燃料ガスポンプ５０内の水を燃料オフガスと共に燃料電池スタック１０に効率良く送ることができるので、燃料ガスポンプ５０内に水が残るのを抑制することができる。
【００４６】
また、第１接続部４６の先端に、第１接続部４６の内周面４７ａに連続して設けられるとともに内周面４７ａに向かって下方に傾斜する傾斜面４６ｂを形成することによって、第１接続部４６の先端（傾斜面４６ｂ）に付着した水滴は、気液分離器４０に戻りやすくなる。すなわち、燃料ガスポンプ５０の開口部５１に水滴が溜まるのを抑制することができる。このため、燃料ガスポンプ５０の開口部５１に溜まった水滴が、凍結して開口部５１を閉塞したり、車両停車後に振動等により気液分離器４０に落下するとともに凍結して気液分離器４０の排出経路４３を閉塞したりするのを抑制することができる。
【００４７】
また、上記のように、傾斜面４６ｂは、内壁面５５ａの下部に沿った延長面Ｓ１上に配置されている。これにより、内壁面５５ａの下部および傾斜面４６ｂの周辺における燃料オフガスの流れを特にスムーズにすることができる。すなわち、燃料ガスポンプ５０の開口部５１周辺において燃料オフガスが滞留するのを特に抑制することができる。このため、燃料ガスポンプ５０内の水を燃料オフガスと共に燃料電池スタック１０に特に効率良く送ることができるので、燃料ガスポンプ５０内に水が残るのを特に抑制することができる。
【００４８】
また、上記のように、第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最下部は、導入配管４２の下流端４２ｂから下流側において、下流側に向かって高さが単調的に低くなるように形成されている。これにより、第２接続部４７の内周面４７ａの周方向最下部に付着した水滴は、第２接続部４７を下流側に移動して液溜め部４４に落下する。すなわち、第２接続部４７の内周面４７ａの周方向最下部に例えば下流側に向かって上りの段差等が形成されている場合と異なり、気液分離器４０の第２接続部４７に水滴が溜まるのを抑制することができる。このため、気液分離器４０の第２接続部４７に溜まった水滴が、凍結して第２接続部４７を閉塞したり、車両停車後に振動等により気液分離器４０に落下するとともに凍結して気液分離器４０の排出経路４３を閉塞したりするのを抑制することができる。
【００４９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、段差部４７ｂを第２接続部４７の内周面４７ａの少なくとも周方向最下部に形成しない例について示したが、本発明はこれに限らず、内周面４７ａの全周に形成してもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、気液分離器４０の第２接続部４７の内周面４７ａに段差部４７ｂを形成する例について説明したが、本発明はこれに限らない。第２接続部４７の内周面４７ａに段差部４７ｂを形成しなくてもよい。
【００５２】
また、例えば図８に示す本発明の第１変形例による燃料電池システムの気液分離器４０のように、例えば、段差部４７ｂを第２接続部４７の内周面４７ａの上半分のみに形成し、内周面４７ａの下半分には形成しなくてもよい。この場合、段差部４７ｂの段差の大きさを一定にしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、第１接続部４６の先端にテーパ面４６ｃを設ける例について示したが、テーパ面４６ｃを設けなくてもよい。
【００５４】
また、例えば図９および図１０に示す本発明の第２変形例による燃料電池システムの気液分離器４０のように、第１接続部４６の先端に、内周面４６ａに向かって下方に傾斜する切り込み４６ｄを設けてもよい。このように構成すれば、テーパ面４６ｃとケース５５との間に溜まった水を切り込み４６ｄによって気液分離器４０に流れ落とすことができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、気液分離器４０の第２接続部４７の少なくとも周方向最下部を段差のない直線状に形成する例について示したが、本発明はこれに限らない。導入配管４２の下流端４２ｂから下流側において、第２接続部４７の少なくとも周方向最下部に、下流側に向かって下りの段差部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１：燃料電池システム、１０：燃料電池スタック、４０：気液分離器、４２：導入配管、４２ａ：外周面、４２ｂ：下流端、４６：第１接続部、４６ａ：内周面、４６ｂ：傾斜面、４７：第２接続部、４７ａ：内周面、５０：燃料ガスポンプ、５１：開口部、５５ａ：内壁面、Ｓ１：延長面、Ｓ５０：ポンプ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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