(57)【要約】【課題】第２流体の液滴を潜熱冷却に効率良く利用できる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器は、第１流体としての圧縮空気と、圧縮空気よりも低温で、かつ液滴及び気体を含む第２流体としてのオフガスとの熱交換を行う。熱交換器は、圧縮空気が流れる空気流路Ｓ１２と、オフガスが流れるとともに重力方向において空気流路Ｓ１２の上側に重ねて配置されるオフガス流路Ｓ２２とを備える。圧縮空気が空気流路Ｓ１２を流れる方向は、オフガスがオフガス流路Ｓ２２を流れる方向と反対方向である。オフガス流路Ｓ２２は、オフガス流路Ｓ２２外にオフガスを排出する排出口２９を有する。オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分の最下端Ａは、オフガス流路Ｓ２２の下流側に位置する。排出口２９の下端２９ａは、オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分の最下端Ａよりも上側に位置する。【選択図】図５
2020012611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体と、前記第１流体よりも低温で、かつ液滴及び気体を含む第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１流体が流れる第１流路と、前記第２流体が流れるとともに重力方向において前記第１流路の上側に重ねて配置される第２流路と、を備え、
前記第１流体が前記第１流路を流れる方向は、前記第２流体が前記第２流路を流れる方向と反対方向であり、
前記第２流路における前記第１流路と重なる部分の最下端は、前記第２流路の下流側に位置し、
前記第２流路は、前記第２流路外に前記第２流体を排出する排出口を有し、
前記排出口の下端は、前記最下端よりも上側に位置することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第２流路を構成する底壁は、前記第２流路の下流側に位置するとともに前記重力方向の下側に凹む凹部を備え、
前記最下端は、前記凹部の底部である請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第２流路を構成する底壁は、前記第２流路の下流側に位置する段構造を備え、
前記段構造は、下側板部と、前記下側板部よりも前記第２流路の下流側に位置する上側板部と、前記下側板部と前記上側板部とを接続する段差部と、を有し、
前記上側板部は、前記排出口の下端を構成する請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
第１流体と、前記第１流体よりも低温で、かつ液滴及び気体を含む第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、
前記第１流体が流れる第１流路と、前記第２流体が流れるとともに重力方向において前記第１流路の上側に重ねて配置される第２流路と、を備え、
前記第１流体が前記第１流路を流れる方向は、前記第２流体が前記第２流路を流れる方向と直交し、
前記第２流路を構成する底壁は、前記第１流路の上流側に位置するとともに前記液滴が貯留される貯留部と、前記貯留部に向けて前記液滴を案内する案内部とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
前記案内部は、前記底壁に設けられた複数のフィンであり、
前記フィンは、前記第１流路に沿う方向において、前記第２流路の下流側に位置する一端部が、前記第２流路の上流側に位置する他端部よりも前記貯留部に近付いた状態に傾斜する請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記底壁は、前記第２流路に露出する面に前記案内部としての傾斜面を有し、
前記傾斜面は、前記第１流路の上流側に向かうにつれて前記重力方向の位置が低くなるように傾斜する請求項４に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の燃料電池システムは、圧縮空気と水素ガスとの化学反応によって発電する燃料電池を備える。また、燃料電池システムは、大気中の空気を吸入し、圧縮した空気（圧縮空気）を燃料電池に供給する圧縮機と、水素ガスを燃料電池に供給する水素タンクとを備える。燃料電池システムでは、燃料電池の発電により生じた生成水、及び発電に使用されなかった空気は、オフガスとして燃料電池外に排出される。オフガスにおいて、生成水は液滴として含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８３４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池システムには、熱交換器を備えるものがある。熱交換器は、第１流体と、第１流体よりも低温で、かつ液滴及び気体を含む第２流体との熱交換を行う。燃料電池システムにおいて、第１流体は、圧力の上昇に伴って温度が上昇した圧縮空気に対応し、第２流体は、オフガスに対応する。このような熱交換器では、第２流体の液滴が気化する際の潜熱によって第１流体を冷却する。よって、第２流体の液滴を潜熱冷却に効率良く利用できれば、第１流体と第２流体との熱交換効率が上がる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、第２流体の液滴を潜熱冷却に効率良く利用できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するための熱交換器は、第１流体と、前記第１流体よりも低温で、かつ液滴及び気体を含む第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、前記第１流体が流れる第１流路と、前記第２流体が流れるとともに重力方向において前記第１流路の上側に重ねて配置される第２流路と、を備え、前記第１流体が前記第１流路を流れる方向は、前記第２流体が前記第２流路を流れる方向と反対方向であり、前記第２流路における前記第１流路と重なる部分の最下端は、前記第２流路の下流側に位置し、前記第２流路は、前記第２流路外に前記第２流体を排出する排出口を有し、前記排出口の下端は、前記最下端よりも上側に位置することを要旨とする。
【０００７】
これによれば、第１流路の上流側を流れる第１流体は、第２流路の下流側を流れる第２流体に含まれる液滴が気化する際の潜熱によって冷却され、第１流路の下流側を流れる第１流体は、第２流路の上流側を流れる第２流体の顕熱によって冷却される。このため、第１流路を流れる第１流体の温度は、上流から下流に向かうにつれて低くなり、第２流路を流れる第２流体の温度は、上流から下流に向かうにつれて高くなる。第２流路における第１流路と重なる部分の最下端は、第２流路の下流側に位置する。また、第２流路の排出口の下端は、第２流路における第１流路と重なる部分の最下端よりも上側に位置する。このため、第２流体の液滴は、第２流路外に流出し難くなるとともに、第２流路における下流側に貯留される。第２流路の下流側は、第１流路の上流側でもある。このため、第２流路の下流側に貯留された液滴は気化し、第１流体の潜熱冷却に用いられる。よって、第２流体の液滴が、潜熱冷却に用いられることなく、第２流体の気体の流れによって第２流路を通過してしまうことが抑制され、第２流体の液滴を潜熱冷却に効率良く利用できる。
【０００８】
また、上記熱交換器について、前記第２流路を構成する底壁は、前記第２流路の下流側に位置するとともに前記重力方向の下側に凹む凹部を備え、前記最下端は、前記凹部の底部であるのが好ましい。
【０００９】
これによれば、第２流路を流れる第２流体の液滴は凹部に貯留される。凹部は、第２流路の下流側、すなわち第１流路の上流側に位置する。このため、凹部に貯留された液滴は気化し、第１流体の潜熱冷却に用いられる。この場合、第２流路に対する第２流体の導入が停止され、第２流路の上流から下流に向かう第２流体の気体の流れが停止したとしても、第２流体の液滴を凹部に貯留し続けることができ、液滴が第２流路を逆流して第２流路外に流出するのを回避できる。
【００１０】
また、上記熱交換器について、前記第２流路を構成する底壁は、前記第２流路の下流側に位置する段構造を備え、前記段構造は、下側板部と、前記下側板部よりも前記第２流路の下流側に位置する上側板部と、前記下側板部と前記上側板部とを接続する段差部と、を有し、前記上側板部は、前記排出口の下端を構成するのが好ましい。
【００１１】
これによれば、第２流路を流れる第２流体の液滴は、段差部に衝突し、下側板部と段差部とによって形成される角部に貯留される。段構造は、第１流路の上流側に位置する。このため、角部に貯留された液滴は気化し、第１流体の潜熱冷却に用いられる。この場合、底壁に段構造を設けるだけで第２流体が第２流路外に流出することを抑制できるため、例えば、底壁に凹部を設ける場合と比較して、底壁を製造しやすい。
【００１２】
上記問題点を解決するための熱交換器は、第１流体と、前記第１流体よりも低温で、かつ液滴及び気体を含む第２流体との熱交換を行う熱交換器であって、前記第１流体が流れる第１流路と、前記第２流体が流れるとともに重力方向において前記第１流路の上側に重ねて配置される第２流路と、を備え、前記第１流体が前記第１流路を流れる方向は、前記第２流体が前記第２流路を流れる方向と直交し、前記第２流路を構成する底壁は、前記第１流路の上流側に位置するとともに前記液滴が貯留される貯留部と、前記貯留部に向けて前記液滴を案内する案内部とを備えることを要旨とする。
【００１３】
これによれば、第１流路の上流側を流れる第１流体は、第２流路を流れる第２流体に含まれる液滴が気化する際の潜熱によって冷却される。このため、第１流路を流れる第１流体の温度は、上流から下流に向かうにつれて低くなる。更に、第１流路の下流側を流れる第１流体は、第２流路を流れる第２流体の顕熱によって冷却される。第２流体の液滴は、第２流路の底壁に設けられた案内部によって貯留部に向けて案内され、貯留部に貯留される。貯留部は、第１流路の上流側に位置する。このため、貯留部に貯留された液滴は気化し、第１流体の潜熱冷却に用いられる。よって、第２流体の液滴が、潜熱冷却に用いられることなく、第２流体の気体の流れによって第２流路を通過してしまうことが抑制され、第２流体の液滴を潜熱冷却に効率良く利用できる。
【００１４】
また、上記熱交換器について、前記案内部は、前記底壁に設けられた複数のフィンであり、前記フィンは、前記第１流路に沿う方向において、前記第２流路の下流側に位置する一端部が、前記第２流路の上流側に位置する他端部よりも前記貯留部に近付いた状態に傾斜するのが好ましい。
【００１５】
これによれば、第２流路を流れる第２流体の液滴は、傾斜したフィンに衝突することにより、貯留部に向けて案内される。この場合、伝熱面積を大きくするためのフィンが案内部を兼ねるため、第１流体と第２流体との熱交換効率を向上しつつ、第２流体の液滴を貯留部に案内できる。
【００１６】
また、上記熱交換器について、前記底壁は、前記第２流路に露出する面に前記案内部としての傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記第１流路の上流側に向かうにつれて前記重力方向の位置が低くなるように傾斜するのが好ましい。
【００１７】
これによれば、第２流路を流れる第２流体の液滴は、底壁の傾斜面によって貯留部に向けて案内される。この場合、底壁に傾斜面を設けるだけで液滴を貯留部に案内できるため、底壁の構造が複雑化しない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第２流体の液滴を潜熱冷却に効率良く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】燃料電池車両の概略構成図。
【図２】第１の実施形態の熱交換器の斜視図。
【図３】図２における３−３線断面図。
【図４】図２における４−４線断面図。
【図５】第１の実施形態の作用を説明するための概略図。
【図６】第２の実施形態の作用を説明するための概略図。
【図７】第３の実施形態の熱交換器の斜視図。
【図８】第３の実施形態の熱交換部の斜視図。
【図９】（ａ）は図８における９ａ−９ａ線断面図、（ｂ）は図８における９ｂ−９ｂ線断面図。
【図１０】第４の実施形態の熱交換部の斜視図。
【図１１】第４の実施形態の第２プレートの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、熱交換器を具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、燃料電池車両ＦＣＶは、燃料電池システム１０と、水素ガスが貯蔵された水素タンク１２とを備える。燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１１（図中、ＦＣスタック）と、大気中の空気を吸入して、圧縮した空気（第１流体としての圧縮空気）を吐出する圧縮機１３と、圧縮機１３から吐出された圧縮空気を冷却するための熱交換器２０と、温度センサ１４とを備える。
【００２１】
燃料電池スタック１１は、積層された複数の燃料電池（セル）をスタック化したものである。本実施形態の燃料電池は、固体高分子形燃料電池である。燃料電池スタック１１は、水素ガスと空気中の酸素との化学反応によって発電を行う。また、発電に際して、燃料電池スタック１１では、生成水が生じる。この生成水は、発電に使用されなかった空気とともに第２流体としてのオフガスとして燃料電池スタック１１外に排出される。オフガスにおいて、生成水は液滴Ｌとして含まれている。
【００２２】
本実施形態の圧縮機（コンプレッサ）１３は、遠心圧縮機である。圧縮機１３から吐出された圧縮空気は、熱交換器２０を介して燃料電池スタック１１に供給される。水素タンク１２は、例えば、所定の温度及び所定の圧力で水素ガスを放出する水素吸蔵合金を用いて水素ガスを貯蔵している。水素タンク１２からは、燃料電池スタック１１に水素ガスが供給される。温度センサ１４は、熱交換器２０によって冷却された後の圧縮空気の温度を検出し、検出結果を制御装置１６に出力する。
【００２３】
燃料電池車両ＦＣＶは、燃料電池スタック１１を電力源として駆動する走行用モータ１５と、制御装置１６と、アクセルセンサ１７とを備える。アクセルセンサ１７は、運転者に操作されるアクセルペダルの操作量、すなわちアクセル開度を検出して、検出結果を制御装置１６に出力する。制御装置１６は、アクセル開度に応じて、圧縮機１３（詳細には、圧縮機１３のモータ）を制御することで、圧縮空気の吐出量を調整する。また、制御装置１６は、温度センサ１４によって検出された圧縮空気の温度に応じて圧縮機１３の出力を制限する。これにより、燃料電池スタック１１に供給される圧縮空気の温度が過度に上昇することを抑制している。なお、燃料電池車両ＦＣＶに用いられる圧縮機１３から吐出される圧縮空気の温度は、約２００度であることが知られている。また、負荷の変動に応じて、圧縮機１３のモータのトルクは制御され、これにより圧縮空気の温度は変動する。
【００２４】
走行用モータ１５は、図示しない電力変換装置を介して燃料電池スタック１１に接続されている。アクセル開度に応じて、電力変換装置が制御されることで、走行用モータ１５に供給される電力量は調整される。走行用モータ１５の動力は、図示しない動力伝達機構を介して車軸に伝達される。これにより、燃料電池車両ＦＣＶは走行する。
【００２５】
次に、熱交換器２０について詳述する。
図２に示すように、熱交換器２０は、全体として直方体状である。熱交換器２０は、重力方向に積層された金属製の第１〜第４プレート２１〜２４を備える。本実施形態の熱交換器２０は、１枚の第１プレート２１と、２枚の第２プレート２２と、１枚の第３プレート２３と、１枚の第４プレート２４とを備える。
【００２６】
図３及び図４に示すように、第１プレート２１は、重力方向において最も上側に位置し、熱交換器２０の上面を構成する。重力方向において第１プレート２１の下側には、一方の第２プレート２２、第３プレート２３、他方の第２プレート２２、及び第４プレート２４がこの順に積層される。第２〜第４プレート２２〜２４はそれぞれ、長方形の区画部２２ａ，２３ａ，２４ａと、区画部２２ａ，２３ａ，２４ａの一対の長辺から立設する一対の長壁部２２ｂ，２３ｂ，２４ｂと、区画部２２ａ，２３ａ，２４ａの一対の短辺から立設する一対の短壁部２２ｃ，２３ｃ，２４ｃとを有する。第４プレート２４の区画部２４ａは、重力方向において最も下側に位置し、熱交換器２０の下面を構成する。また、積層された第２〜第４プレート２２〜２４の一対の長壁部２２ｂ，２３ｂ，２４ｂは、熱交換器２０の一対の長側面を構成し、積層された第２〜第４プレート２２〜２４の一対の短壁部２２ｃ，２３ｃ，２４ｃは、熱交換器２０の一対の短側面を構成する。
【００２７】
第２〜第４プレート２２〜２４は、各長壁部２２ｂ，２３ｂ，２４ｂの内面から突出する第１突出片２２ｄ，２３ｄ，２４ｄ、及び第２突出片２２ｅ，２３ｅ，２４ｅを有する。第１突出片２２ｄ，２３ｄ，２４ｄと第２突出片２２ｅ，２３ｅ，２４ｅは、第２〜第４プレート２２〜２４の長手方向に間隔を置いて配置されている。
【００２８】
熱交換器２０は、重力方向に隣り合うプレート２１〜２４によって区画された第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２を有する。本実施形態の熱交換器２０は、２つの第１空間Ｓ１と、２つの第２空間Ｓ２とを有する。一方の第１空間Ｓ１は、底壁としての第３プレート２３の区画部２３ａの上面と、天壁としての一方の第２プレート２２の区画部２２ａの下面と、側壁としての第３プレート２３の長壁部２３ｂ及び短壁部２３ｃの内面とによって区画されている。他方の第１空間Ｓ１は、底壁としての第４プレート２４の区画部２４ａの上面と、天壁としての他方の第２プレート２２の区画部２２ａの下面と、側壁としての第４プレート２４の長壁部２４ｂ及び短壁部２４ｃの内面とによって区画されている。一方の第２空間Ｓ２は、底壁としての一方の第２プレート２２の区画部２２ａの上面と、天壁としての第１プレート２１の下面と、側壁としての一方の第２プレート２２の長壁部２２ｂ及び短壁部２２ｃの内面によって区画されている。他方の第２空間Ｓ２は、底壁としての他方の第２プレート２２の区画部２２ａの上面と、天壁としての第３プレート２３の区画部２３ａの下面と、側壁としての他方の第２プレート２２の長壁部２２ｂ及び短壁部２２ｃの内面によって区画されている。よって、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは、重力方向の上側から下側に向けて、一方の第２空間Ｓ２→一方の第１空間Ｓ１→他方の第２空間Ｓ２→他方の第１空間Ｓ１の順に配置されている。
【００２９】
各第１空間Ｓ１は、空気導入空間Ｓ１１と、第１流路としての空気流路Ｓ１２と、空気排出空間Ｓ１３とを有する。空気流路Ｓ１２は、熱交換器２０の長手方向において、第１突出片２３ｄ，２４ｄと第２突出片２３ｅ，２４ｅとの間に位置する。空気導入空間Ｓ１１は、熱交換器２０の長手方向において、一方の短壁部２３ｃ，２４ｃと第１突出片２３ｄ，２４ｄとの間に位置し、空気排出空間Ｓ１３は、熱交換器２０の長手方向において、他方の短壁部２３ｃ，２４ｃと第２突出片２３ｅ，２４ｅとの間に位置する。各第２空間Ｓ２は、オフガス導入空間Ｓ２１と、第２流路としてのオフガス流路Ｓ２２と、オフガス排出空間Ｓ２３とを有する。オフガス流路Ｓ２２は、熱交換器２０の長手方向において、第１突出片２２ｄと第２突出片２２ｅとの間に位置する。オフガス導入空間Ｓ２１は、熱交換器２０の長手方向において、他方の短壁部２２ｃと第２突出片２２ｅとの間に位置し、オフガス排出空間Ｓ２３は、熱交換器２０の長手方向において、一方の短壁部２２ｃと第１突出片２２ｄとの間に位置する。つまり、空気導入空間Ｓ１１とオフガス排出空間Ｓ２３とは、プレート２２，２３を介して重力方向に重なる。空気流路Ｓ１２とオフガス流路Ｓ２２とは、プレート２２，２３を介して重力方向に重なる。重力方向において、オフガス流路Ｓ２２は、空気流路Ｓ１２の上側に位置している。空気排出空間Ｓ１３とオフガス導入空間Ｓ２１とは、プレート２２，２３を介して重力方向に重なる。
【００３０】
第１〜第３プレート２１〜２３はそれぞれ、第１〜第４貫通孔２４１〜２４４を有する。第１貫通孔２４１は、熱交換器２０の長手方向の一端側かつ短手方向の一端側の角部に位置し、第２貫通孔２４２は、熱交換器２０の長手方向の他端側かつ短手方向の他端側の角部に位置する。また、第３貫通孔２４３は、熱交換器２０の長手方向の他端側かつ短手方向の一端側の角部に位置し、第４貫通孔２４４は、熱交換器２０の長手方向の一端側かつ短手方向の他端側の角部に位置する。第１〜第３プレート２１〜２３の第１〜第４貫通孔２４１〜２４４同士は、重力方向に対向している。
【００３１】
熱交換器２０は、オフガス排出空間Ｓ２３に配置された第１規制板２５と、オフガス導入空間Ｓ２１に配置された第２規制板２６とを備える。第１規制板２５は、熱交換器２０の短手方向の一端側に位置し、第２規制板２６は、熱交換器２０の短手方向の他端側に位置する。第１規制板２５及び第２規制板２６の上面は、第１プレート２１又は第３プレート２３の区画部２３ａの下面と当接し、第１規制板２５及び第２規制板２６の下面は、第２プレート２２の区画部２２ａの上面と当接する。第１規制板２５は、第２プレート２２の一方の短壁部２２ｃと、各長壁部２２ｂから突出する第１突出片２２ｄとによって、熱交換器２０の長手方向への移動が規制されている。第２規制板２６は、第２プレート２２の他方の短壁部２２ｃと、各長壁部２２ｂから突出する第２突出片２２ｅとによって、熱交換器２０の長手方向への移動が規制されている。
【００３２】
熱交換器２０は、空気排出空間Ｓ１３に配置された第３規制板２７と、空気導入空間Ｓ１１に配置された第４規制板２８とを備える。第３規制板２７は、熱交換器２０の短手方向の一端側に位置し、第４規制板２８は、熱交換器２０の短手方向の他端側に位置する。第３規制板２７及び第４規制板２８の上面は、第２プレート２２の区画部２２ａの下面と当接し、第３規制板２７及び第４規制板２８の下面は、第３プレート２３又は第４プレート２４の区画部２３ａ，２４ａの上面と当接する。第３規制板２７は、第３プレート２３又は第４プレート２４の他方の短壁部２３ｃ，２４ｃと、各長壁部２３ｂ，２４ｂから突出する第２突出片２３ｅ，２４ｅとによって、熱交換器２０の長手方向への移動が規制されている。第４規制板２８は、第３プレート２３又は第４プレート２４の一方の短壁部２３ｃ，２４ｃと、各長壁部２３ｂ，２４ｂから突出する第１突出片２３ｄ，２４ｄとによって、熱交換器２０の長手方向への移動が規制されている。
【００３３】
オフガス排出空間Ｓ２３は、第１規制板２５が配置されていない空間にオフガス排出路Ｓ２３ａを有し、オフガス導入空間Ｓ２１は、第２規制板２６が配置されていない空間にオフガス導入路Ｓ２１ａを有する。空気排出空間Ｓ１３は、第３規制板２７が配置されていない空間に空気排出路Ｓ１３ａを有し、空気導入空間Ｓ１１は、第４規制板２８が配置されていない空間に空気導入路Ｓ１１ａを有する。
【００３４】
第１〜第４規制板２５〜２８は、重力方向に貫通する連通孔２５ａ〜２８ａを有する。第１規制板２５の連通孔２５ａは、第２プレート２２及び第３プレート２３の第１貫通孔２４１を介して空気導入路Ｓ１１ａと連通している。第２規制板２６の連通孔２６ａは、第２プレート２２及び第３プレート２３の第２貫通孔２４２を介して空気排出路Ｓ１３ａと連通している。第３規制板２７の連通孔２７ａは、第２プレート２２及び第３プレート２３の第３貫通孔２４３を介してオフガス導入路Ｓ２１ａと連通している。第４規制板２８の連通孔２８ａは、第２プレート２２及び第３プレート２３の第４貫通孔２４４を介してオフガス排出路Ｓ２３ａと連通している。なお、第１規制板２５及び第２規制板２６の連通孔２５ａ，２６ａは、第２空間Ｓ２とは連通していない。第３規制板２７及び第４規制板２８の連通孔２７ａ，２８ａは、第１空間Ｓ１とは連通していない。
【００３５】
熱交換器２０は、第１プレート２１の第１〜第４貫通孔２４１〜２４４と連通するように接続された第１〜第４筒部２１ａ〜２１ｄを有する。第１筒部２１ａの端部のうち、熱交換器２０と接続された端部とは反対側の端部は、圧縮機１３に接続されている。第２筒部２１ｂの端部のうち、熱交換器２０と接続された端部とは反対側の端部は、燃料電池スタック１１に接続されている。第３筒部２１ｃの端部のうち、熱交換器２０と接続された端部とは反対側の端部は、燃料電池スタック１１に接続されている。第４筒部２１ｄの端部のうち、熱交換器２０と接続された端部とは反対側の端部は、車外に繋がる流路に接続されている。
【００３６】
熱交換器２０は、圧縮空気とオフガスの熱交換が行われる熱交換部２０ａを備える。熱交換部２０ａは、空気流路Ｓ１２とオフガス流路Ｓ２２とがプレート２２，２３を介して重力方向に重なった部分である。空気流路Ｓ１２とオフガス流路Ｓ２２とは、重力方向の上側から下側に向けて、オフガス流路Ｓ２２→空気流路Ｓ１２の順で交互に配置されている。空気流路Ｓ１２を流れる圧縮空気とオフガス流路Ｓ２２を流れるオフガスとは、２枚の第２プレート２２と、第３プレート２３を介して熱交換を行う。
【００３７】
熱交換器２０は、熱交換部２０ａの空気流路Ｓ１２に圧縮空気を導入する空気導入部２０ｂと、熱交換部２０ａの空気流路Ｓ１２から排出された圧縮空気が流れる空気排出部２０ｃとを備える。空気導入部２０ｂは、第１筒部２１ａの内側と、各第１規制板２５の連通孔２５ａと、各空気導入路Ｓ１１ａとによって形成される。空気排出部２０ｃは、第２筒部２１ｂの内側と、各第２規制板２６の連通孔２６ａと、各空気排出路Ｓ１３ａとによって形成される。熱交換器２０は、熱交換部２０ａのオフガス流路Ｓ２２にオフガスを導入するオフガス導入部２０ｄと、熱交換部２０ａのオフガス流路Ｓ２２から排出されたオフガスが流れるオフガス排出部２０ｅとを備える。オフガス導入部２０ｄは、第３筒部２１ｃの内側と、各第３規制板２７の連通孔２７ａと、各オフガス導入路Ｓ２１ａとによって形成される。オフガス排出部２０ｅは、第４筒部２１ｄの内側と、各第４規制板２８の連通孔２８ａと、各オフガス排出路Ｓ２３ａとによって形成される。
【００３８】
図４に示すように、熱交換部２０ａのオフガス流路Ｓ２２は、オフガス流路Ｓ２２外であるオフガス排出路Ｓ２３ａにオフガスを排出する排出口２９を備える。排出口２９は、オフガス流路Ｓ２２の最も下流側に位置する。排出口２９は、第２プレート２２の区画部２２ａと、第１プレート２１又は第３プレート２３の区画部２３ａと、第２プレート２２の一対の長壁部２２ｂによって形成される。排出口２９の下端２９ａは、第２プレート２２の区画部２２ａの上面である。
【００３９】
図２〜図４に示すように、圧縮機１３（図１参照）から吐出された圧縮空気は、空気導入部２０ｂを介して各空気流路Ｓ１２に導入され、空気排出部２０ｃを介して燃料電池スタック１１（図１参照）に供給される。各空気流路Ｓ１２を流れる圧縮空気は、矢印Ｘ１に示すように、空気導入部２０ｂから空気排出部２０ｃに向けて熱交換器２０の長手方向に流れる。よって、空気流路Ｓ１２における空気導入部２０ｂ側は、圧縮空気の流れの上流側であり、空気流路Ｓ１２における空気排出部２０ｃ側は、圧縮空気の流れの下流側である。一方、燃料電池スタック１１（図１参照）から排出されたオフガスは、オフガス導入部２０ｄを介して各オフガス流路Ｓ２２に導入され、オフガス排出部２０ｅを介して車外に繋がる流路に排出される。各オフガス流路Ｓ２２を流れるオフガスは、矢印Ｘ２に示すように、オフガス導入部２０ｄからオフガス排出部２０ｅに向けて熱交換器２０の長手方向に流れる。よって、オフガス流路Ｓ２２におけるオフガス導入部２０ｄ側は、オフガスの流れの上流側であり、オフガス流路Ｓ２２におけるオフガス排出部２０ｅ側は、オフガスの流れの下流側である。空気流路Ｓ１２において圧縮空気の流れる方向（矢印Ｘ１）と、オフガス流路Ｓ２２においてオフガスの流れる方向（矢印Ｘ２）とは反対方向となる。本実施形態の熱交換器２０は、対向流式の熱交換器である。
【００４０】
各第２プレート２２の区画部２２ａは、重力方向の下側に凹む貯留部としての凹部３０を有する。凹部３０は、第２プレート２２の短手方向全体に亘って設けられる。凹部３０は、オフガス流路Ｓ２２の下流側、すなわち空気流路Ｓ１２の上流側に位置する。凹部３０は、矩形状の底部３１と、底部３１の各辺と第２プレート２２の区画部２２ａとを接続する４つの接続部３２とを有する。第２プレート２２の短手方向から見た凹部３０の断面形状は、コ字状である。４つの接続部３２のうち、２つの接続部３２は、第２プレート２２の長手方向に対向し、他の２つの接続部３２は、第２プレート２２の短手方向に対向するとともに長壁部２２ｂの一部を構成する。
【００４１】
上述したように、空気流路Ｓ１２とオフガス流路Ｓ２２は、重力方向に重なる。重力方向において、凹部３０の底部３１と第３プレート２３の区画部２３ａとの隙間は、第２プレート２２の区画部２２ａと第３プレート２３の区画部２３ａとの隙間よりも小さい。このため、空気流路Ｓ１２は、第２プレート２２の凹部３０と重なる部分で狭くなっている。また、オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分のうち、重力方向の最下端Ａに位置する部分は、凹部３０の底部３１である。排出口２９は、オフガス流路Ｓ２２において、凹部３０よりも下流側に位置する。排出口２９の下端２９ａは、凹部３０の底部３１よりも重力方向の上側に位置する。
【００４２】
第１の実施形態の熱交換器２０の作用を記載する。
図５に示すように、空気流路Ｓ１２の上流側を流れる圧縮空気は、オフガス流路Ｓ２２の下流側を流れるオフガスに含まれる液滴Ｌ（生成水）が気化する際の潜熱によって冷却される。空気流路Ｓ１２の下流側を流れる圧縮空気は、オフガス流路Ｓ２２の上流側を流れるオフガスの顕熱によって冷却される。このため、空気流路Ｓ１２を流れる圧縮空気の温度は、上流から下流に向かうにつれて低くなり、オフガス流路Ｓ２２を流れるオフガスの温度は、上流から下流に向かうにつれて高くなる。
【００４３】
ところで、オフガス流路Ｓ２２に導入されたオフガスの液滴Ｌは、重力を受けて、オフガス流路Ｓ２２の底壁を構成する第２プレート２２の区画部２２ａの上面に接触するとともに、オフガスの気体の流れによって、オフガス流路Ｓ２２の上流側から下流側へと流される。オフガス流路Ｓ２２の下流側には、オフガス流路５２の他の部分よりも重力方向の下側に凹んだ凹部３０が配置され、オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分の最下端Ａは、凹部３０の底部３１となる。また、オフガス流路Ｓ２２の排出口２９の下端２９ａは、第２プレート２２の区画部２２ａによって構成され、凹部３０の底部３１よりも重力方向上側に位置する。このため、第２プレート２２の上面に沿う状態で流れてきたオフガスの液滴Ｌは、凹部３０に貯留され、オフガス流路Ｓ２２外に排出され難くなる。凹部３０が配置されるオフガス流路Ｓ２２の下流側は、空気流路Ｓ１２の上流側でもある。よって、凹部３０に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。
【００４４】
第１の実施形態の効果について説明する。
（１−１）オフガス流路Ｓ２２の排出口２９の下端２９ａは、オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分の最下端Ａである凹部３０の底部３１よりも上側に位置する。このため、オフガスの液滴Ｌは、オフガス流路Ｓ２２外に流出し難くなり、凹部３０に貯留される。また、凹部３０は、オフガス流路Ｓ２２の下流側、すなわち空気流路Ｓ１２の上流側に位置する。このため、凹部３０に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。よって、オフガスの液滴Ｌが、潜熱冷却に用いられることなく、オフガスの気体の流れによってオフガス流路Ｓ２２を通過してしまうことが抑制され、オフガスの液滴Ｌを潜熱冷却に効率良く利用できる。
【００４５】
（１−２）オフガス流路Ｓ２２の下流側には、オフガス流路５２の他の部分よりも重力方向の下側に凹んだ凹部３０が配置されている。オフガス流路Ｓ２２を流れる液滴Ｌは、凹部３０に貯留される。この場合、オフガス流路Ｓ２２に対するオフガスの導入が停止され、オフガス流路Ｓ２２の上流側から下流側に向かうオフガスの気体の流れが停止したとしても、オフガスの液滴を凹部３０に貯留し続けることができ、液滴がオフガス流路Ｓ２２を逆流してオフガス流路Ｓ２２外に流出するのを回避できる。
【００４６】
（第２の実施形態）
以下、熱交換器を具体化した第２の実施形態を図６にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成については詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成のみについて詳述する。
【００４７】
第２の実施形態の第２プレート２２は、オフガス流路Ｓ２２の下流側、すなわち空気流路Ｓ１２の上流側に段構造３３を備える。段構造３３は、平板状の下側板部３４と、下側板部３４よりもオフガス流路Ｓ２２の下流側に位置する平板状の上側板部３５と、下側板部３４と上側板部３５とを接続する平板状の段差部３６とを有する。下側板部３４は、オフガス流路Ｓ２２の上流側まで延びる。オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分のうち、重力方向の最下端Ａに位置する部分は下側板部３４の下面である。本実施形態の排出口２９は、第２プレート２２の上側板部３５と、第１プレート２１又は第３プレート２３の区画部２３ａと、第２プレート２２の一対の長壁部２２ｂによって形成される。排出口２９の下端２９ａは、上側板部３５の上面である。よって、排出口２９の下端２９ａは、下側板部３４よりも重力方向上側に位置する。重力方向において、下側板部３４と第３プレート２３の区画部２３ａとの隙間は、上側板部３５と第３プレート２３の区画部２３ａとの隙間よりも小さい。このため、空気流路Ｓ１２は、下側板部３４と重なる部分で狭く、上側板部３５と重なる部分で広くなっている。また、段構造３３は、下側板部３４の上面と、段差部３６の端面のうち、オフガス流路Ｓ２２の上流側に位置する端面とによって形成された角部３７を備える。
【００４８】
第２の実施形態の熱交換器２０の作用を記載する。
オフガス流路Ｓ２２に導入されたオフガスの液滴Ｌは、オフガスの気体の流れによって、オフガス流路Ｓ２２の上流側から下流側へと流される。オフガス流路Ｓ２２の下流側には、段構造３３が配置されている。段構造３３は、下側板部３４、下側板部３４よりもオフガス流路Ｓ２２の下流側に位置する上側板部３５と、下側板部３４と上側板部３５とを接続する段差部３６とを有する。また、オフガス流路Ｓ２２の排出口２９の下端２９ａは、上側板部３５の上面であり、オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分の最下端Ａである下側板部３４よりも上側に位置する。このため、オフガス流路Ｓ２２を流れる液滴Ｌは、段差部３６に衝突し、下側板部３４と段差部３６とによって形成される角部３７に貯留され、オフガス流路Ｓ２２外に排出され難くなる。段構造３３が配置されるオフガス流路Ｓ２２の下流側は、空気流路Ｓ１２の上流側でもある。よって、角部３７に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。
【００４９】
第２の施形態の効果について説明する。
（２−１）オフガス流路Ｓ２２の下流側には、段構造３３が配置されている。段構造３３は、下側板部３４、下側板部３４よりもオフガス流路Ｓ２２の下流側に位置する上側板部３５と、下側板部３４と上側板部３５とを接続する段差部３６とを有する。オフガス流路Ｓ２２の排出口２９の下端２９ａは、上側板部３５の上面であり、オフガス流路Ｓ２２における空気流路Ｓ１２と重なる部分の最下端Ａである下側板部３４よりも上側に位置する。このため、オフガス流路Ｓ２２を流れる液滴Ｌは、段差部３６に衝突し、下側板部３４と段差部３６とによって形成される角部３７に貯留される。段構造３３が配置されるオフガス流路Ｓ２２の下流側は、空気流路Ｓ１２の上流側でもある。このため、角部３７に貯留された液滴Ｌは気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。よって、オフガスの液滴Ｌが、潜熱冷却に用いられることなく、オフガスの気体の流れによってオフガス流路Ｓ２２を通過してしまうことが抑制され、オフガスの液滴Ｌによる潜熱冷却の効率を向上できる。
【００５０】
（２−２）第２プレート２２に段構造３３を設けるだけでオフガスがオフガス流路Ｓ２２外に流出することを抑制できる。よって、例えば、第１の実施形態のように第２プレート２２に凹部３０を設ける場合と比較して、第２プレート２２を製造しやすい。
【００５１】
（第３の実施形態）
以下、熱交換器を具体化した第３の実施形態を図７〜図９にしたがって説明する。なお、第３の実施形態の熱交換器は、第１の実施形態と同様、燃料電池システム１０に用いられる。
【００５２】
図７に示すように、熱交換器４０は、圧縮空気とオフガスとの熱交換を行う熱交換部４０ａと、熱交換部４０ａに圧縮空気を導入する空気導入部４０ｂと、熱交換部４０ａから排出された圧縮空気が流れる空気排出部４０ｃとを備える。図示しないが、空気導入部４０ｂは、圧縮機１３に接続され、空気排出部４０ｃは、燃料電池スタック１１に接続されている。熱交換器４０は、熱交換部４０ａにオフガスを導入するオフガス導入部４０ｄと、熱交換部４０ａから排出されたオフガスが流れるオフガス排出部４０ｅとを備える。図示しないが、オフガス導入部４０ｄは、燃料電池スタック１１に接続され、オフガス排出部４０ｅは、車外に繋がる流路に接続されている。
【００５３】
図８に示すように、熱交換部４０ａは、全体として直方体状である。熱交換部４０ａは、重力方向に積層された金属製の第１プレート４１、第２プレート４２、及び第３プレート４３を備える。本実施形態の熱交換部４０ａは、１枚の第１プレート４１と、２枚の第２プレート４２と、２枚の第３プレート４３を備える。
【００５４】
第１プレート４１は、重力方向において最も上側に位置し、熱交換部４０ａの上面を構成する。重力方向において第１プレート４１の下側には、一方の第２プレート４２、一方の第３プレート４３、他方の第２プレート４２、及び他方の第３プレート４３がこの順に積層される。各第２プレート４２は、長方形の区画部４２ａと、区画部４２ａの一対の長辺から立設する一対の長壁部４２ｂとを有する。各第３プレート４３は、長方形の区画部４３ａと、区画部４３ａの一対の短辺から立設する一対の短壁部４３ｂとを有する。他方の第３プレート４３の区画部４３ａは、重力方向において最も下側に位置し、熱交換部４０ａの下面を構成する。また、重力方向に積層された第２プレート４２の一対の長壁部４２ｂは、熱交換部４０ａの一対の長側面を構成し、重力方向に積層された第３プレート４３の一対の短壁部４３ｂは、熱交換部４０ａの一対の短側面を構成する。熱交換部４０ａは、プレート４１〜４３によって区画された流路５１，５２を備える。流路５１，５２は、プレート４１，４２を介して重力方向に重なる。
【００５５】
図８及び図９（ａ）に示すように、流路５１，５２は、圧縮空気が流れる第１流路としての空気流路５１と、オフガスが流れる第２流路としてのオフガス流路５２とを含む。空気流路５１は、底壁としての第３プレート４３の区画部４３ａの上面と、天壁としての第２プレート４２の区画部４２ａの下面と、側壁としての第３プレート４３の短壁部４３ｂの内面とによって区画されている。オフガス流路５２は、底壁としての第２プレート４２の区画部４２ａの上面と、天壁としての第１プレート４１又は第３プレート４３の区画部４３ａの下面と、第２プレート４２の長壁部４２ｂの内面とによって区画されている。空気流路５１とオフガス流路５２とは、重力方向の上側から下側に向けて、一方のオフガス流路５２→一方の空気流路５１→他方のオフガス流路５２→他方の空気流路５１の順に配置されている。つまり、重力方向において、オフガス流路５２は、空気流路５１の上側に位置している。空気流路５１に流れる圧縮空気と、オフガス流路５２に流れるオフガスとは、２枚の第２プレート４２と、第２プレート４２の間に位置する第３プレート４３を介して熱交換を行う。
【００５６】
図７に示すように、熱交換部４０ａの一方の長側面には、箱型の空気導入部４０ｂが接続され、他方の長側面には、箱型の空気排出部４０ｃが接続されている。空気導入部４０ｂ及び空気排出部４０ｃの内部空間は、空気流路５１と連通している。空気導入部４０ｂ及び空気排出部４０ｃの内部空間は、第２プレート４２の一対の長壁部４２ｂにより、オフガス流路５２とは連通していない。熱交換部４０ａの一方の短側面には、箱型のオフガス導入部４０ｄが接続され、他方の短側面には、箱型のオフガス排出部４０ｅが接続されている。オフガス導入部４０ｄ及びオフガス排出部４０ｅの内部空間は、オフガス流路５２と連通している。オフガス導入部４０ｄ及びオフガス排出部４０ｅの内部空間は、第３プレート４３の一対の短壁部４３ｂにより、空気流路５１とは連通していない。
【００５７】
図７及び図８に示すように、圧縮機１３から吐出された圧縮空気は、空気導入部４０ｂを介して各空気流路５１に導入され、空気排出部４０ｃを介して燃料電池スタック１１に供給される。各空気流路５１を流れる圧縮空気は、矢印Ｙ１に示すように、空気導入部４０ｂ側から空気排出部４０ｃ側に向けて熱交換部４０ａの短手方向に流れる。よって、空気流路５１における空気導入部４０ｂ側は、圧縮空気の流れの上流側であり、空気流路５１における空気排出部４０ｃ側は、圧縮空気の流れの下流側である。燃料電池スタック１１から排出されたオフガスは、オフガス導入部４０ｄを介して各オフガス流路５２に導入され、オフガス排出部４０ｅを介して車外に繋がる流路に排出される。各オフガス流路５２を流れるオフガスは、矢印Ｙ２に示すように、オフガス導入部４０ｄ側からオフガス排出部４０ｅ側に向けて熱交換部４０ａの長手方向に流れる。よって、オフガス流路５２におけるオフガス導入部４０ｄ側は、オフガスの流れの上流側であり、オフガス流路５２におけるオフガス排出部４０ｅ側は、オフガスの流れの下流側である。空気流路５１において圧縮空気の流れる方向（矢印Ｙ１）と、オフガス流路５２においてオフガスの流れる方向（矢印Ｙ２）とは直交する。本実施形態の熱交換器４０は、直交流式の熱交換器である。
【００５８】
図９（ａ）に示すように、第２プレート４２は、熱交換部４０ａの短手方向の一端側に重力方向の下側に凹む溝部４４を有する。溝部４４は、空気流路５１の上流側に位置する。溝部４４は、第２プレート４２の長手方向全体に亘って設けられる。溝部４４は、底部４４ａと、底部４４ａの長縁部から立設するとともに熱交換部４０ａの短手方向に対向する一対の側壁４４ｂとを有する。溝部４４の断面形状は、コ字状である。重力方向において、溝部４４の底部４４ａと第３プレート４３の区画部４３ａとの隙間は、第２プレート４２の区画部４２ａと第３プレート４３の区画部４３ａとの隙間よりも小さい。このため、空気流路５１は、第２プレート４２の溝部４４と重なる部分で狭くなっている。本実施形態では、一方の側壁４４ｂは、底部４４ａの一方の長縁部と第２プレート４２の区画部４２ａとを接続し、他方の側壁４４ｂは、第２プレート４２の一方の長壁部４２ｂの一部を構成する。また、第２プレート４２は、溝部４４におけるオフガス流路５２の下流側に位置する開口を閉塞する閉塞部４５を備える。第２プレート４２は、溝部４４の内面と閉塞部４５とによって区画された貯留部４６を備える。
【００５９】
図９（ｂ）に示すように、第２プレート４２は、オフガス流路５２に露出する側の面である上面に案内部としての複数のフィン４７を備える。各フィン４７は、第２プレート４２から立設する平板状である。複数のフィン４７は、溝部４４が形成されていない部分、すなわち空気流路５１の上流側を除いた部分において、第２プレート４２の長手方向及び短手方向に配列されている。各フィン４７は、熱交換部４０ａの短手方向において、オフガス流路５２の下流側に位置する一端部４７ａが、オフガス流路５２の上流側に位置する他端部４７ｂよりも貯留部４６に近付いた状態に傾斜している。
【００６０】
第３の実施形態の熱交換器４０の作用を記載する。
図８に示すように、空気流路５１の上流側を流れる圧縮空気は、オフガス流路５２を流れるオフガスに含まれる液滴Ｌ（生成水）が気化する際の潜熱によって冷却される。このため、空気流路５１を流れる圧縮空気の温度は、上流から下流に向かうにつれて低くなる。更に、空気流路５１の下流側を流れる圧縮空気は、オフガス流路５２を流れるオフガスの顕熱によって冷却される。
【００６１】
ところで、オフガス流路５２に導入されたオフガスの液滴Ｌは、オフガスの気体の流れによって、オフガス流路５２の上流側から下流側へと流される。また、オフガス流路５２の底壁を構成する第２プレート４２は、複数のフィン４７を備える。各フィン４７は、圧縮空気の流れる方向において、オフガス流路５２の下流側に位置する一端部４７ａが、オフガス流路５２の上流側に位置する他端部４７ｂよりも貯留部４６に近付いた状態に傾斜している。このため、オフガス流路５２を流れる液滴Ｌは、フィン４７に衝突し、フィン４７によって貯留部４６に向けて案内され、貯留部４６に貯留される。貯留部４６は、空気流路５１の上流側に配置される。このため、貯留部４６に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。
【００６２】
第３の施形態の効果について説明する。
（３−１）オフガス流路５２を流れる液滴Ｌは、傾斜したフィン４７に衝突することにより貯留部４６に向けて案内され、貯留部４６に貯留される。貯留部４６は、空気流路５１の上流側に位置する。このため、貯留部４６に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。よって、オフガスの液滴Ｌが、潜熱冷却に用いられることなく、オフガスの気体の流れによってオフガス流路５２を通過してしまうことが抑制され、オフガスの液滴Ｌを潜熱冷却に効率良く利用できる。
【００６３】
（３−２）伝熱面積を大きくするためのフィン４７は、オフガスの液滴Ｌを貯留部４６に案内する案内部を兼ねる。よって、圧縮空気とオフガスの熱交換効率を向上しつつ、オフガスの液滴Ｌを貯留部４６に案内できる。
【００６４】
（第４の実施形態）
以下、熱交換器を具体化した第４の実施形態を図１０及び図１１にしたがって説明する。なお、第３の実施形態と同じ構成については詳細な説明を省略し、第３の実施形態と異なる構成のみについて詳述する。
【００６５】
図１０及び図１１に示すように、第２プレート４２は、オフガス流路５２に露出する上面に案内部としての傾斜面４２ｃを有する。傾斜面４２ｃは、溝部４４が形成されていない部分、すなわち空気流路５１の上流側を除いた部分に位置する。傾斜面４２ｃは、第２プレート４２の長手方向全体に亘って設けられる。傾斜面４２ｃは、空気流路５１の下流側から上流側に向かうにつれて重力方向の位置が低くなるように傾斜する。すなわち、傾斜面４２ｃは、貯留部４６に近付くにつれて重力方向の位置が低くなるように傾斜する。
【００６６】
第４の実施形態の熱交換器４０の作用を記載する。
オフガス流路５２に導入されたオフガスの液滴Ｌは、重力を受けて、オフガス流路５２の底壁を構成する第２プレート４２の区画部４２ａの上面に接触するとともに、オフガスの気体の流れによって、オフガス流路５２の上流側から下流側へと流される。第２プレート４２は、空気流路５１の下流側から上流側に向かうにつれて重力方向の位置が低くなるように傾斜する傾斜面４２ｃを備える。このため、オフガス流路５２を流れる液滴Ｌは、傾斜面４２ｃによって貯留部４６に向けて案内され、貯留部４６に貯留される。貯留部４６は、空気流路５１の上流側に位置する。このため、貯留部４６に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。
【００６７】
第４の施形態の効果について説明する。
（４−１）オフガス流路５２を流れる液滴Ｌは、第２プレート４２の傾斜面４２ｃによって貯留部４６に向けて案内され、貯留部４６に貯留される。貯留部４６は、空気流路５１の上流側に位置する。このため、貯留部４６に貯留された液滴は気化し、圧縮空気の潜熱冷却に用いられる。よって、オフガスの液滴Ｌが、潜熱冷却に用いられることなく、オフガスの気体の流れによってオフガス流路５２を通過してしまうことが抑制され、オフガスの液滴Ｌを潜熱冷却に効率良く利用できる。
【００６８】
（４−２）第２プレート４２の上面を傾斜させるだけで、オフガスの液滴Ｌを貯留部４６に案内できるため、第２プレート４２の構造が複雑化しない。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００６９】
○  第１〜第４の実施形態において、熱交換器２０，４０は、燃料電池システム１０に用いられる熱交換器に限定されず、他の用途に用いられてもよい。
○  第１〜第４の実施形態において、第１流体は、圧縮空気に限定されない。第１流体は、他の気体または液体でもよい。
【００７０】
○  第１〜第４の実施形態において、第２流体は、オフガスに限定されない。また、第２流体に含まれる液滴Ｌは、生成水に限定されない。第２流体に含まれる気体は、空気に限定されない。第２流体は、第１流体よりも低温で、かつ液滴Ｌ及び気体を含む流体であればよい。
【００７１】
○  第１〜第４の実施形態において、重力方向に積層される第２プレート２２，４２及び第３プレート２３，４３の数、すなわち重力方向に重なる空気流路Ｓ１２，５１及びオフガス流路Ｓ２２，５２の数は適宜変更してもよい。
【００７２】
○  第１の実施形態及び第２の実施形態において、第２プレート２２の短手方向から見た凹部３０の断面形状は、コ字状に限定されず、重力方向の下側に向けて凹む椀状であってもよい。
【００７３】
○  第１の実施形態において、第２プレート２２の区画部２２ａのうち、凹部３０よりもオフガス流路Ｓ２２の上流側に位置する部分は、オフガス流路Ｓ２２の下流側に向かうにつれて重力方向の位置が低くなるように傾斜していてもよい。
【００７４】
○  第２の実施形態において、下側板部３４は、オフガス流路Ｓ２２の下流側に向かうにつれて重力方向の位置が低くなるように傾斜していてもよい。
○  第３の実施形態及び第４の実施形態において、溝部４４の形状は、コ字状に限定されず、重力方向の下側に向けて凹む椀状であってもよい。
【００７５】
○  第３の実施形態において、フィン４７によってオフガスの液滴を貯留部４６に案内できるのであれば、フィン４７の形状を適宜変更してよい。例えば、フィン４７は、第２プレート４２の長手方向（オフガス流路５２）に沿って延びる第１部位と、第１部位の端部のうち、オフガス流路５２の下流側の端部から貯留部４６に向けて突出する第２部位とを有するＬ字形状であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
２０…熱交換器、２２…底壁としての第２プレート、２９…排出口、２９ａ…下端、３０…貯留部としての凹部、３１…底部、３３…段構造、３４…下側板部、３５…上側板部、３６…段差部、４０…熱交換器、４２…底壁としての第２プレート、４２ｃ…案内部としての傾斜面、４６…貯留部、４７…案内部としてのフィン、５１…第１流路としての空気流路、５２…第２流路としてのオフガス流路、Ｓ１２…第１流路としての空気流路、Ｓ２２…第２流路としてのオフガス流路、Ａ…最下端、Ｌ…液滴。
【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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【図１１】
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