(57)【要約】【課題】複数ノズルから負圧発生室へ噴射される作動流体と負圧発生室に吸入される目的流体との均一で良好な混合を図り、ノズル噴射孔から結露水を効果的に排出して作動流体の噴射の乱れを抑えること。【解決手段】内側ノズル37と外側ノズル38を含み、両ノズル37,38がディフューザ35の軸線L1を内包するように配置され、内側ノズル37の軸線L2又は外側ノズル38の軸線L3が軸線L1と一致するように配置される。内側ノズル37には、水素ガスが流れる内側噴射孔37aが形成され、内側ノズル37と外側ノズル38との間には、水素ガスが流れる断面が環状の外側噴射孔38aが設けられる。本体ケーシング30が水平に配置されたときの外側噴射孔38aは、軸線L1より上側の上側孔部38aaと軸線L1より下側の下側孔部38abとを含み、下側孔部38abが上側孔部38aaより狭くなるように内側ノズル37と外側ノズル38が互いに偏心して配置される。【選択図】        図２
2020056365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状をなす本体ケーシングを備え、
前記本体ケーシングには、
作動流体の供給を受ける複数の第１供給口と、
目的流体の供給を受ける第２供給口と、
前記作動流体により負圧を発生させるための負圧発生室と、
前記各第１供給口のそれぞれに対応して設けられ、先端部が前記負圧発生室に配置され、前記作動流体を噴射するための複数のノズルと、
前記負圧発生室に連通し、前記作動流体と前記目的流体が流れるディフューザと、
前記ディフューザを流れた前記作動流体と前記目的流体を外部へ放出するための一つの放出口と
が設けられ、
前記各第１供給口へ供給されて対応する各ノズルから噴射される前記作動流体により前記負圧発生室に負圧を発生させ、その負圧により前記第２供給口から前記負圧発生室へ前記目的流体を吸入させ、前記目的流体を前記作動流体と共に前記ディフューザへ流して前記放出口から放出させる
ように構成したエゼクタにおいて、
前記複数のノズルは、内側ノズルと、前記内側ノズルを内包するように設けられる少なくとも一つの外側ノズルとを含み、前記内側ノズルと前記外側ノズルは、前記ディフューザの軸線であるディフューザ軸線を内包するように配置され、前記内側ノズルの軸線又は前記外側ノズルの軸線が前記ディフューザ軸線と一致するように配置され、
前記内側ノズルには、前記作動流体が流れる内側噴射孔が形成され、前記内側ノズルと前記外側ノズルとの間には、前記作動流体が流れる断面が環状をなす外側噴射孔が設けられ、前記ディフューザ軸線が水平となるように前記本体ケーシングが水平に配置されたときの前記外側噴射孔は、前記ディフューザ軸線より上側に位置する上側孔部と前記ディフューザ軸線より下側に位置する下側孔部とを含み、前記下側孔部が前記上側孔部より狭くなるように前記内側ノズルと前記外側ノズルが互いに偏心して配置される
ことを特徴とするエゼクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のエゼクタにおいて、
前記各第１供給口は、前記本体ケーシングが前記水平に配置されたときの前記本体ケーシングの上側に配置される
ことを特徴とするエゼクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエゼクタにおいて、
前記本体ケーシングには、前記負圧発生室と前記放出口との間に、前記作動流体と前記目的流体が流れ、前記ディフューザを含む流体流路が設けられ、
前記流体流路の周囲には、所定の温流体を流すための温流体流路が設けられる
ことを特徴とするエゼクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のエゼクタにおいて、
前記温流体流路は、その長手方向と直交する方向の断面が円環状をなし、
前記本体ケーシングには、前記温流体流路の長手方向一端側に前記温流体流路に前記温流体を導入するための温流体入口が設けられ、前記温流体流路の長手方向他端側に前記温流体流路から前記温流体を導出するための温流体出口が設けられ、前記温流体入口から導入される前記温流体が前記温流体流路を螺旋状に流れて前記温流体出口から導出されるように構成され、
前記温流体入口と前記温流体出口が、前記温流体流路の円環状断面の接線方向を向くように配置され、前記温流体入口と前記温流体出口の少なくとも一方が上方へ開口する
ことを特徴とするエゼクタ。
【請求項５】
請求項３に記載のエゼクタにおいて、
前記本体ケーシングは、外側ケーシングと、前記外側ケーシングの内側に組み付けられる内側ケーシングとから構成され、
前記外側ケーシングには、前記各第１供給口と前記第２供給口が設けられ、前記内側ケーシングには、前記内側ノズル、前記外側ノズル、前記負圧発生室、前記流体流路及び前記放出口が設けられ、
前記外側ケーシングと前記内側ケーシングとの間であって、前記流体流路の周囲には、所定の温流体を流すための温流体流路が設けられ、
前記外側ケーシングと前記内側ケーシングとの間であって、前記第２供給口と前記温流体流路との間には、複数のシール部材が隙間を介して隣接して設けられ、
前記外側ケーシングには、複数の前記シール部材の間の前記隙間に対応して、流体を外部へ排出するための排出口が設けられる
ことを特徴とするエゼクタ。
【請求項６】
請求項１に記載のエゼクタにおいて、
前記本体ケーシングには、その長手方向における一端部の側に、前記負圧発生室が設けられると共に前記内側ノズルと前記外側ノズルが収容される中空が形成され、
前記中空は、前記内側ノズルと前記外側ノズルが収容されていない空間を含み、前記空間には、前記第１供給口が連通すると共に、前記空間の容積を縮小するためにプラグ又は凸部がはめ込まれる
ことを特徴とするエゼクタ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のエゼクタを備えた燃料電池システムであって、
燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料供給通路と、
前記燃料電池から排出される燃料オフガスを前記燃料供給通路へ循環させるための燃料循環通路と、
前記エゼクタが、前記燃料供給通路と前記燃料循環通路との接続部に設けられることと
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料電池システムにおいて、
前記エゼクタより上流の前記燃料循環通路に設けられ、気体と液体を分離するための気液分離器を更に備え、
前記エゼクタは、前記燃料電池よりも鉛直方向下側に配置されると共に、前記気液分離器よりも鉛直方向上側に配置され、
前記エゼクタの前記各第１供給口及び前記第２供給口が設けられる側が、前記エゼクタの前記放出口が設けられる側よりも鉛直方向下側に配置されるように前記エゼクタが傾けられ、
前記第２供給口は、前記エゼクタの鉛直方向下側に配置され、
前記気液分離器から伸びる前記燃料循環通路が、前記エゼクタの鉛直方向下側から前記第２供給口に接続される
ことを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に開示される技術は、作動流体を流すことにより負圧を発生させ、その負圧の作用により目的流体を流すように構成したエゼクタ及びそれを備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される燃料電池システムと、それに使用されるエゼクタが知られている。このエゼクタは、作動流体としての水素ガスの供給を受けるノズル部と、水素ガスの流れに関してノズル部の下流側に配置された混合流路部とを備える。このエゼクタは、ノズル部から噴射される水素ガスにより生じる負圧により目的流体としての水素オフガスを吸入し、噴射された水素ガスと吸入された水素オフガスとの混合ガスを、混合流路部を介して送出するようになっている。このエゼクタは、そのノズル部が、水素ガスを噴射する二つの噴射孔を有し、それら噴射孔が混合流路部のスロート部（ディフューザ）へ向けて開口している。また、二つの噴射孔の軸線は、それぞれディフューザの軸線からずれて配置され、それぞれの開口径が等しくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−６０７５７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、特許文献１に記載されるエゼクタでは、二つの噴射孔がそれぞれディフューザの軸線からずれて配置されるので、ディフューザにおいて水素ガスの流れが理想的に流れにならず、流れの損失が発生し、水素オフガスの吸入効率が低下するおそれがある。また、このエゼクタでは、噴射孔から噴射される冷たい水素ガスと吸入される温かい水素オフガスとが合流するときに、水素オフガスに含まれる水分が結露して噴射孔の中に入り込み、その噴射孔の中に留まるおそれがある。この場合、結露水が噴射孔からの水素ガスの噴射を乱すおそれがある。また、低温環境下では、噴射孔の中で結露水が凍結し、噴射孔からの水素ガスの噴射が阻害されるおそれがある。
【０００５】
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数のノズルから負圧発生室へ噴射される作動流体と負圧発生室に吸入される目的流体との均一で良好な混合を図り、ノズルの噴射孔から結露水を効果的に排出して作動流体の噴射の乱れを抑えることを可能としたエゼクタ及びそれを備えた燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、管状をなす本体ケーシングを備え、本体ケーシングには、作動流体の供給を受ける複数の第１供給口と、目的流体の供給を受ける第２供給口と、作動流体により負圧を発生させるための負圧発生室と、各第１供給口のそれぞれに対応して設けられ、先端部が負圧発生室に配置され、作動流体を噴射するための複数のノズルと、負圧発生室に連通し、作動流体と目的流体が流れるディフューザと、ディフューザを流れた作動流体と目的流体を外部へ放出するための一つの放出口とが設けられ、各第１供給口へ供給されて対応する各ノズルから噴射される作動流体により負圧発生室に負圧を発生させ、その負圧により第２供給口から負圧発生室へ目的流体を吸入させ、目的流体を作動流体と共にディフューザへ流して放出口から放出させるように構成したエゼクタにおいて、複数のノズルは、内側ノズルと、内側ノズルを内包するように設けられる少なくとも一つの外側ノズルとを含み、内側ノズルと外側ノズルは、ディフューザの軸線であるディフューザ軸線を内包するように配置され、内側ノズルの軸線又は外側ノズルの軸線がディフューザ軸線と一致するように配置され、内側ノズルには、作動流体が流れる内側噴射孔が形成され、内側ノズルと外側ノズルとの間には、作動流体が流れる断面が環状をなす外側噴射孔が設けられ、ディフューザ軸線が水平となるように本体ケーシングが水平に配置されたときの外側噴射孔は、ディフューザ軸線より上側に位置する上側孔部とディフューザ軸線より下側に位置する下側孔部とを含み、下側孔部が上側孔部より狭くなるように内側ノズルと外側ノズルが互いに偏心して配置されることを趣旨とする。
【０００７】
上記技術の構成によれば、各第１供給口へ供給される作動流体は、内側ノズルと外側ノズルへ流れてそれらの内側噴射孔と外側噴射孔から負圧発生室へ噴射され、ディフューザを流れて放出口から放出される。この作動流体の流れにより負圧発生室では負圧が発生し、第２供給口に供給される目的流体が、その負圧により減圧室に吸引され、作動流体と共にディフューザを流れて作動流体と混合され、放出口から放出される。ここで、内側ノズルと外側ノズルは、ディフューザ軸線を内包するように配置され、内側ノズルの軸線又は外側ノズルの軸線がディフューザ軸線と一致するように配置される。従って、内側ノズル又は外側ノズルから噴射される作動流体は、それぞれディフューザ軸線と一致するようにディフューザへ流れ、負圧発生室に吸入される目的流体は、その作動流体を内包するようにディフューザへ流れる。また、内側ノズルには、作動流体が流れる内側噴射孔が形成され、内側ノズルと外側ノズルとの間には、作動流体が流れる断面が環状をなす外側噴射孔が設けられる。そして、外側噴射孔は、上側孔部と下側孔部とを含み、下側孔部が上側孔部より狭くなるように内側ノズルと外側ノズルが互いに偏心して配置される。従って、外側噴射孔では、狭い下側孔部にて作動流体の流れが相対的に速くなり、外側噴射孔で発生する結露水は、重力により下側孔部に集まり、作動流体と共に減圧室へ高速で吹き飛ばされ易くなる。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、各第１供給口は、本体ケーシングが水平に配置されたときの本体ケーシングの上側に配置されることを趣旨とする。
【０００９】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、各第１供給口に供給される作動流体が、本体ケーシングの上側から内側ノズル及び外側ノズルへ向けて鉛直下方へ流れるので、特に外側ノズルの外側噴射孔へ流れる作動流体は、その下側孔部へ多く流れ易くなり、その下側孔部に集まる結露水が作動流体と共に減圧室へより高速で吹き飛ばされ易くなる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１又は２に記載の技術において、本体ケーシングには、負圧発生室と放出口との間に、作動流体と目的流体が流れ、ディフューザを含む流体流路が設けられ、流体流路の周囲には、所定の温流体を流すための温流体流路が設けられることを趣旨とする。
【００１１】
上記技術の構成によれば、請求項１又は２に記載の技術の作用に加え、温流体流路に温流体を流すことにより、流体流路が暖められ、流体流路の内壁が露点温度へ下がり難くなる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項３に記載の技術において、温流体流路は、その長手方向と直交する方向の断面が円環状をなし、本体ケーシングには、温流体流路の長手方向一端側に温流体流路に温流体を導入するための温流体入口が設けられ、温流体流路の長手方向他端側に温流体流路から温流体を導出するための温流体出口が設けられ、温流体入口から導入される温流体が温流体流路を螺旋状に流れて温流体出口から導出されるように構成され、温流体入口と温流体出口が、温流体流路の円環状断面の接線方向を向くように配置され、温流体入口と温流体出口の少なくとも一方が上方へ開口することを趣旨とする。
【００１３】
上記技術の構成によれば、請求項３に記載の技術の作用に加え、温流体流路は、断面が円環状をなし、本体ケーシングには、温流体流路の長手方向一端側に温流体を導入する温流体入口が設けられ、長手方向他端側に温流体を導出する温流体出口が設けられる。また、温流体入口から導入される温流体が温流体流路を螺旋状に流れて温流体口から導出される。従って、ディフューザ軸線に沿って伸びる流体流路の全体が、その周りを螺旋状に流れる温流体により均一に暖められる。また、温流体入口と温流体出口が、温流体流路の円環状断面の接線方向を向くように配置されるので、温流体入口から温流体流路へ温流体が導入し易くなり、温流体流路から温流体出口へ温流体が導出し易くなる。更に、温流体入口と温流体出口の少なくとも一方が上方へ開口するので、温流体流路に入った空気が温流体入り口と温流体出口の少なくとも一方から外部へ抜け易くなる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、請求項３に記載の技術において、本体ケーシングは、外側ケーシングと、外側ケーシングの内側に組み付けられる内側ケーシングとから構成され、外側ケーシングには、各第１供給口と第２供給口が設けられ、内側ケーシングには、内側ノズル、外側ノズル、負圧発生室、流体流路及び放出口が設けられ、外側ケーシングと内側ケーシングとの間であって、流体流路の周囲には、所定の温流体を流すための温流体流路が設けられ、外側ケーシングと内側ケーシングとの間であって、第２供給口と温流体流路との間には、複数のシール部材が隙間を介して隣接して設けられ、外側ケーシングには、複数のシール部材の間の隙間に対応して、流体を外部へ排出するための排出口が設けられることを趣旨とする。
【００１５】
上記技術の構成によれば、請求項３に記載の技術の作用に加え、外側ケーシングの内側に内側ケーシングを組み付けることにより本体ケーシングが構成され、この組付けと同時に、外側ケーシングと内側ケーシングとの間であって流体流路の周囲に温流体流路が設けられる。また、外側ケーシングと内側ケーシングとの間であって第２供給口と温流体流路との間に複数のシール部材が隙間を介して隣接して設けられる。また、外側ケーシングには、複数のシール部材の間の隙間に対応して排出口が設けられる。従って、万が一、第２供給口から温流体流路へ作動流体がシール部材を抜けて漏れようとしたり、温流体流路から第２供給口へ温流体がシール部材を抜けて漏れようとしたりしても、それら作動流体又は温流体が排出口を介して外部へ排出される。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、本体ケーシングには、その長手方向における一端部の側に、減圧室（負圧発生室）が設けられると共に内側ノズルと外側ノズルが収容される中空が形成され、中空は、内側ノズルと外側ノズルが収容されていない空間を含み、空間には、第１供給口が連通すると共に、空間の容積を縮小するためにプラグ又は凸部がはめ込まれることを趣旨とする。
【００１７】
上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、各ノズルが収容されていない空間に、プラグ又は凸部が嵌め込まれ、その空間の容積が縮小される。従って、第１供給口から空間に導入された水素ガスの減圧が抑えられる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の技術は、請求項１乃至６のいずれかに記載のエゼクタを備えた燃料電池システムであって、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料供給通路と、燃料電池から排出される燃料オフガスを燃料供給通路へ循環させるための燃料循環通路と、エゼクタが、燃料供給通路と燃料循環通路との接続部に設けられることとを備えたことを趣旨とする。
【００１９】
燃料電池システムではその特性上、結露水がエゼクタ内に形成された噴射孔内に付着する可能性が高いため、上記構成とすることが特に好適である。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の技術は、請求項７に記載の技術において、エゼクタより上流の燃料循環通路に設けられ、気体と液体を分離するための気液分離器を更に備え、エゼクタは、燃料電池よりも鉛直方向下側に配置されると共に、気液分離器よりも鉛直方向上側に配置され、エゼクタの各第１供給口及び第２供給口が設けられる側が、エゼクタの放出口が設けられる側よりも鉛直方向下側に配置されるようにエゼクタが傾けられ、第２供給口は、エゼクタの鉛直方向下側に配置され、気液分離器から伸びる燃料循環通路が、エゼクタの鉛直方向下側から第２供給口に接続されることを趣旨とする。
【００２１】
上記技術の構成によれば、請求項１乃至５のいずれかに記載の技術の作用に加え、燃料電池システムにおいて、エゼクタは、燃料電池よりも鉛直方向下側に配置されると共に、気液分離器よりも鉛直方向上側に配置される。そして、各第１供給口及び第２供給口を含む第１端部が、放出口を含む第２端部よりも鉛直方向下側に配置されるようにエゼクタが傾けられる。また、第２供給口が、エゼクタの鉛直方向下側に配置され、気液分離器から伸びる燃料循環通路が、エゼクタの鉛直方向下側から第２供給口に接続される。従って、燃料電池で発生した結露水が燃料供給通路を介してエゼクタへ流入したり、エゼクタの中で結露水が発生したりしても、その結露水がエゼクタの傾きにより減圧室から第２供給口へ流れ、更に燃料循環通路を介して気液分離器へ流れる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の技術によれば、内側ノズル又は外側ノズルから減圧室へ噴射される作動流体と減圧室に吸入される目的流体とを均一で良好に混合させることができ、特に、外側ノズルの外側噴射孔から結露水を効果的に排出することができ、結露水による作動流体の噴射の乱れを抑えることができる。
【００２３】
請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に対し、外側ノズルの外側噴射孔から結露水をより効果的に排出することができ、結露水による作動流体の噴射の乱れをより確実に抑えることができる。
【００２４】
請求項３に記載の技術によれば、請求項１又は２に記載の技術の効果に加え、流体流路での結露水の発生や結露水の凍結を抑えることができる。
【００２５】
請求項４に記載の技術によれば、請求項３に記載の技術の効果に加え、温水流路における温水の流速を高めることができ、温水による流体流路の暖め効果を高めることができる。また、温水流路に空気が溜まり難くすることができ、この意味で温水による流体流路の暖め効果を確保することができる。
【００２６】
請求項５に記載の技術によれば、請求項３に記載の技術の効果に加え、エゼクタにおいて温水流路を比較的容易に形成することができ、温水流路を流れる温水に作動流体が混入したり、第２供給口に供給される目的流体に温水が混入したりすることを防止することができる。
【００２７】
請求項６に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、内側ノズルへ、減圧を抑えた作動流体を供給することができ、内側ノズルの内側噴射孔における作動流体の流速を高めることができ、内側噴射孔における結露水の排出効果を更に向上させることができる。
【００２８】
請求項７に記載の技術によれば、燃料電池システムにおいて、請求項１乃至６のいずれかに記載の技術と同等の効果を得ることができる。
【００２９】
請求項８に記載の技術によれば、請求項７に記載の技術の効果に加え、燃料電池やエゼクタで発生した結露水を気液分離器へ排出することができ、気液分離器にて分離処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係り、燃料電池システムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、エゼクタを示す正断面図。
【図３】第１実施形態に係り、内側ノズルと外側ノズルを示す図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図。
【図４】第１実施形態に係り、本体ケーシングを外側ケーシングと内側ケーシングに分解して示す正断面図。
【図５】第１実施形態に係り、一方の第１供給口に供給される水素ガスの流れと、第２供給口に供給される水素オフガスの流れを示すエゼクタの正断面図。
【図６】第１実施形態に係り、図５のエゼクタの二点鎖線で囲った部分を示す拡大断面図。
【図７】第１実施形態に係り、他方の第１供給口に供給される水素ガスの流れと、第２供給口に供給される水素オフガスの流れを示すエゼクタの正断面図。
【図８】第１実施形態に係り、図７のエゼクタの二点鎖線で囲った部分を示す拡大断面図。
【図９】第１実施形態に係り、温水入口に導入される温水の流れ（太線矢印で示す）を示すエゼクタの正断面図。
【図１０】第２実施形態に係り、エゼクタを、ガス流路と温水流路の途中にてディフューザ軸線と直交する平面で切断して示す断面図。
【図１１】第１実施形態に係り、エゼクタを、ガス流路と温水流路の途中にてディフューザ軸線と直交する平面で切断して示す断面図。
【図１２】第３実施形態に係り、エゼクタを示す図２に準ずる正断面図。
【図１３】第３実施形態に係り、燃料電池システムにおける燃料電池とエゼクタと気液分離器との配置の関係を示す概略図。
【図１４】第４実施形態に係り、エゼクタを示す図２に準ずる正断面図。
【図１５】別の実施形態に係り、内側ノズルと外側ノズルを示す図３に準ずる断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜第１実施形態＞
以下、エゼクタ及びそれを備えた燃料電池システムを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
[燃料電池システムの概要について]
図１に、この実施形態における燃料電池システムを概略構成図により示す。この燃料電池システムは、電動自動車に搭載され、その駆動用モータ（図示略）に電力を供給するために使用される。燃料電池システムは、燃料電池（ＦＣ）１を備える。燃料電池１は、燃料ガス（水素ガス）と酸化剤ガス（エア）の供給を受けて発電を行うようになっている。燃料電池１で発電した電力は、インバータ（図示略）を介して駆動用モータに供給されるようになっている。この駆動用モータは、別途の指令に基づいて制御されるようになっている。
【００３３】
燃料電池１のアノード側には、燃料電池１に水素ガスを供給するための燃料供給通路としての水素供給通路２と、燃料電池１から導出される燃料オフガス（水素オフガス）を水素供給通路２へ循環させるための燃料循環通路としての水素循環通路３と、水素供給通路２と水素循環通路３との接続部に設けられるエゼクタ４とが設けられる。水素供給通路２には、水素タンク５から水素ガスが流れるようになっている。エゼクタ４より上流の水素供給通路２には、水素タンク５からの水素ガスを噴射するための電磁弁よりなる第１インジェクタ６Ａと第２インジェクタ６Ｂが設けられる。各インジェクタ６Ａ，６Ｂの入口側は、それぞれ水素供給通路２を介して水素タンク５に並列に接続される。各インジェクタ６Ａ，６Ｂの出口側は、それぞれ水素供給通路２を介してエゼクタ４に設けられる異なる二つのノズル３７，３８（図２等参照）に接続される。水素循環通路３には、気体と液体を分離するための気液分離器７が設けられる。気液分離器７は、水素オフガスから水分を分離し、水素オフガスのみをエゼクタ４へ向けて流し、水分を排出通路８を介して外部へ排出するようになっている。排出通路８には、電磁弁よりなる排気排水弁９が設けられる。エゼクタ４と各インジェクタ６Ａ，６Ｂとの間の水素供給通路２には、水素圧力センサ１０が設けられる。水素圧力センサ１０は、各インジェクタ６Ａ，６Ｂの出口側における水素圧力を検出するようになっている。
【００３４】
一方、燃料電池１のカソード側には、燃料電池１にエアを供給するための酸化剤ガス供給通路としてのエア供給通路１１と、燃料電池１から導出されるエアオフガスを排出するためのエア排出通路１２とが設けられる。エア供給通路１１には、燃料電池１に対するエアの供給量を調節するためのエアポンプ１３が設けられる。エアポンプ１３より下流のエア供給通路１１には、エア圧力センサ１４が設けられる。エア圧力センサ１４は、燃料電池１へ供給されるエアの圧力を検出するようになっている。また、エア排出通路１２には、電磁弁よりなる切換弁１５が設けられる。
【００３５】
上記構成において、水素タンク５の水素ガスは、水素供給通路２を流れ、各インジェクタ６Ａ，６Ｂ及びエゼクタ４を介して燃料電池１に供給される。燃料電池１に供給された水素ガスは、同電池１にて発電に使用された後、同電池１から水素オフガスとして水素循環通路３へ導出される。導出された水素オフガスは、気液分離器７にて水分と分離された後、エゼクタ４を介して水素供給通路２へ循環される。このとき、水素オフガスは、エゼクタ４を流れる水素ガスによりエゼクタ４に負圧が発生することで、その負圧に引かれてエゼクタ４に吸入され、水素ガスと混合されて水素供給通路２へ循環される。
【００３６】
図１に示すように、この燃料電池システムは、コントローラ２０を更に備える。コントローラ２０は、エゼクタ４へ流れる水素ガスの流量（水素量）等を調節するために各インジェクタ６Ａ，６Ｂを制御するようになっている。コントローラ２０は、排出通路８からの排気排水を調節するために排気排水弁９を制御するようになっている。一方、コントローラ２０は、燃料電池１へ供給されるエアの流量を調節するためにエアポンプ１３を制御するようになっている。また、コントローラ２０は、エア排出通路１２からのエアオフガスの排出流量を調節するために切換弁１５を制御するようになっている。コントローラ２０は、水素圧力センサ１０とエア圧力センサ１４からの検出信号をそれぞれ入力する。また、コントローラ２０は、燃料電池１の発電に係る電圧値及び電流値をそれぞれ取り込む。また、コントローラ２０は、電気自動車の運転操作に係る指令値として、運転席に設けられたアクセルセンサ２１からアクセルペダル２２の操作量に相当するアクセル開度を入力する。コントローラ２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びメモリを備え、燃料電池１へ供給する水素量及びエア量を制御するために、メモリに記憶された所定の制御プログラムに基づいて各インジェクタ６Ａ，６Ｂ及びエアポンプ１３等を制御するようになっている。
【００３７】
[エゼクタについて]
次に、エゼクタ４の構成について詳しく説明する。図２に、エゼクタ４を正断面図により示す。エゼクタ４は、図２に示す状態が、正式な上下配置を示す。ただし、後述するように、エゼクタ４は、燃料電池システムにおいて、図２に示す水平状態に対し若干傾けて配置されるようになっていてもよい。図２に示すように、エゼクタ４は  作動流体と目的流体を流すために管状をなす本体ケーシング３０を備える。この実施形態で、水素循環通路３を流れる水素オフガスは目的流体に相当し、水素供給通路２を流れる水素ガスは作動流体に相当する。本体ケーシング３０は、第１端部３０ａと第２端部３０ｂとを含む。この実施形態では、図２において、第１端部３０ａは本体ケーシング３０の略右側半分に相当し、第２端部３０ｂは本体ケーシング３０の略左側半分に相当する。
【００３８】
第１端部３０ａには、水素ガスの供給を受ける二つの第１供給口３１，３２と、水素オフガスの供給を受ける第２供給口３６と、水素ガスにより負圧を発生させるための負圧発生室３４と、二つの第１供給口３１，３２のそれぞれに対応して設けられ、先端部が負圧発生室３４に配置され、水素ガスを噴射するための二つのノズル３７，３８とがほぼ同軸をなすように設けられる。また、第２端部３０ｂには、負圧発生室３４に連通し、水素ガスと水素オフガスが流れるディフューザ３５と、ディフューザ３５を流れた水素ガスと水素オフガスを外部へ放出するための一つの放出口３３が設けられる。この実施形態では、一方の第１供給口３１が水素供給通路２を介して第１インジェクタ６Ａに接続され、他方の第２供給口３６が水素供給通路２を介して第２インジェクタ６Ｂに接続される。
【００３９】
エゼクタ４は、上記基本構成により、第１供給口３１，３２へ供給されて二つのノズル３７，３８から噴射される水素ガスにより負圧発生室３４に負圧を発生させ、その負圧により第２供給口３６から負圧発生室３４へ水素オフガスを吸入させる。そして、水素オフガスを水素ガスと共にディフューザ３５へ流して放出口３３から燃料電池１へ向けて放出させるようになっている。
【００４０】
この実施形態では、二つのノズル３７，３８は、内側ノズル３７と、内側ノズル３７を内包するように設けられる外側ノズル３８とを含む。内側ノズル３７と外側ノズル３８は、ディフューザ３５の軸線であるディフューザ軸線Ｌ１を内包するように配置される。図３に、内側ノズル３７と外側ノズル３８を、図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図により示す。図３に示すように、この実施形態では、内側ノズル３７の軸線Ｌ２又は外側ノズル３８の軸線Ｌ３がディフューザ軸線Ｌ１と一致するように配置される。
【００４１】
図２、図３に示すように、内側ノズル３７の中心には、水素ガスが流れる内側噴射孔３７ａが形成される。内側ノズル３７と外側ノズル３８との間には、同じく水素ガスが流れる断面が環状をなす外側噴射孔３８ａが設けられる。ここで、ディフューザ軸線Ｌ１が水平となるように本体ケーシング３０が水平に配置されたときの外側噴射孔３８ａは、図３に示すように、ディフューザ軸線Ｌ１より上側に位置する上側孔部３８ａａとディフューザ軸線Ｌ１より下側に位置する下側孔部３８ａｂとを含む。そして、下側孔部３８ａｂが上側孔部３８ａａより狭くなるように内側ノズル３７と外側ノズル３８が互いに偏心して配置される。この実施形態では、図３に示すように、内側ノズル３７の軸線Ｌ２がディフューザ軸線Ｌ１と同軸をなすように配置され、外側ノズル３８の軸線Ｌ３が内側ノズル３７に対し上方へ偏心して配置される。これにより、下側孔部３８ａｂが上側孔部３８ａａより狭くなっている。また、この実施形態で、二つの第１供給口３１，３２は、本体ケーシング３０が水平に配置されたときの本体ケーシング３０の上側に配置され、各第１供給口３１，３２に供給される水素ガスが各ノズル３７，３８へ向けて鉛直下方へ流れるようになっている。
【００４２】
図２に示すように、本体ケーシング３０には、負圧発生室３４と放出口３３との間に、水素ガスと水素オフガスが流れ、ディフューザ３５を含む流体流路としてのガス流路３９が設けられる。このガス流路３９の周囲には、温流体としての温水を流すための温流体流路の一例である温水流路４０が設けられる。すなわち、この実施形態で、本体ケーシング３０は、外側ケーシング４１と、外側ケーシング４１の内側に組み付けられる内側ケーシング４２とから構成される。温水流路４０は、外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間であって、ガス流路３９の周囲に設けられる。
【００４３】
図４に、本体ケーシング３０を外側ケーシング４１と内側ケーシング４２に分解した正断面図により示す。図２、図４に示すように、外側ケーシング４１には、第１供給口３１，３２と第２供給口３６が設けられる。内側ケーシング４２には、内側ノズル３７、外側ノズル３８、負圧発生室３４、ディフューザ３５を含むガス流路３９及び放出口３３が設けられる。温水流路４０は、その長手方向と直交する方向の断面が円環状をなし、本体ケーシング３０には、温水流路４０の長手方向一端にて、温水流路４０に温水を導入するための温水入口４３が設けられ、温水流路４０の長手方向他端にて、温水流路４０から温水を導出するための温水出口４４が設けられる。そして、温水入口４３から導入される温水が温水流路４０を螺旋状に流れて温水出口４４から導出されるように構成される。そのために、この実施形態では、温水流路４０に温水を螺旋状に流すために、温水流路４０に対応する範囲で、外側ケーシング４１の内周面及び内側ケーシング４２の外周面の少なくとも一方に螺旋状の溝（図示略）が形成される。ここで、外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間には、円環状をなす複数のシール部材４５がディフューザ軸線Ｌ１に沿って間隔を置いて設けられる。内側ケーシング４２と外側ノズル３８との間にもシール部材４６が設けられる。各シール部材４５，４６は、ゴムより形成され、内側ケーシング４２の外周と外側ノズル３８の外周に形成された環状溝に嵌め合わせた状態で内側ケーシング４２と外側ノズル３８に組み付けられる。なお、本実施例では螺旋状の溝を形成しているが、螺旋状の溝は必ずしも形成されていなくてもよい。
【００４４】
図２、図４に示すように、外側ケーシング４１は、有底筒状をなし、その長手方向に同じ内径で伸びる中空４１ａを有する。外側ケーシング４１は、第１端部３０ａの側が有底をなし、第２端部３０ｂの側が開口する。また、第１端部３０ａの側の上側面には、中空４１ａに連通するように第１供給口３１，３２、第２供給口３６及び温水入口４３が形成される。また、外側ケーシング４１の第２端部３０ｂの側の上側面には、中空４１ａに連通する温水出口４４が形成される。
【００４５】
図２、図４に示すように、内側ケーシング４２は、無底筒状をなし、その長手方向において部分的に内径が異なる中空４２ａを有する。内側ケーシング４２は、第１端部３０ａの側に内径の大きいノズル収容部４２ａａが形成される。このノズル収容部４２ａａには、負圧発生室３４が設けられると共に、内側ノズル３７と外側ノズル３８が収容される。また、中空４２ａは、内側ノズル３７と外側ノズル３８が収容されていない空間４２ａｂを含む。内側ケーシング４２のノズル収容部４２ａａを形成する部分には、各第１供給口３１，３２と第２供給口３６の軸線と交差する部位にそれぞれ連通孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが形成される。各ノズル３７，３８は、それぞれ中心に長手方向に延びる中空を有する。内側ノズル３７は、外側ノズル３８の中空に組み付けられる。この組付け状態で、外側ノズル３８の外周には、一方の第１供給口３２の軸線と交差する部位に連通孔３８ｂが形成される。この連通孔３８ｂは、内側ケーシング４２の連通孔４２ｃと位置的に整合する。また、内側ケーシング４２は、第２端部３０ｂの側に、ノズル収容部４２ａａより内径が小さく、ディフューザ３５を含むガス流路３９が形成される。
【００４６】
この実施形態で、エゼクタ４を製造するには、図４に矢印で示すように、予め内側ケーシング４２にシール部材４５と、内側ノズル３７と外側ノズル３８（シール部材４６を組み付けた）を組み付けておき、その内側ケーシング４２を外側ケーシング４１の中空４１ａに嵌め入れるようになっている。
【００４７】
[エゼクタの作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態のエゼクタ４の構成によれば、次のような作用及び効果が得られる。図５に、一方の第１供給口３１に供給される水素ガスの流れ（実線矢印で示す）と、第２供給口３６に供給される水素オフガスの流れ（破線矢印で示す）を、エゼクタ４の正断面図により示す。図６に、図５のエゼクタ４の二点鎖線で囲った部分を拡大断面図により示す。図７に、他方の第１供給口３２に供給される水素ガスの流れ（実線矢印で示す）と、第２供給口３６に供給される水素オフガスの流れ（破線矢印で示す）を、エゼクタ４の正断面図により示す。図８に、図７のエゼクタ４の二点鎖線で囲った部分を拡大断面図により示す。
【００４８】
図５、図６に実線（太線）矢印で示すように、第１インジェクタ６Ａから噴射されて一方の第１供給口３１に供給される水素ガスは、内側ノズル３７へ流れてその内側噴射孔３７ａから負圧発生室３４へ噴射され、ガス流路３９（ディフューザ３５）を流れて放出口３３から放出される。この水素ガスの流れにより負圧発生室３４では負圧が発生し、第２供給口３６に供給される水素オフガスが、その負圧により負圧発生室３４に吸引され、水素ガスと共にガス流路３９を流れて水素ガスと混合され、放出口３３から放出される。
【００４９】
図７、図８に実線（太線）矢印で示すように、第２インジェクタ６Ｂから噴射されて他方の第１供給口３２に供給される水素ガスは、外側ノズル３８へ流れてその外側噴射孔３８ａから負圧発生室３４へ噴射され、ガス流路３９（ディフューザ３５）を流れて放出口３３から放出される。この水素ガスの流れにより負圧発生室３４では負圧が発生し、第２供給口３６に供給される水素オフガスが、その負圧により負圧発生室３４に吸引され、水素ガスと共にガス流路３９を流れて水素ガスと混合され、放出口３３から放出される。
【００５０】
ここで、外側ノズル３８は内側ノズル３７を内包するように設けられ、内側ノズル３７と外側ノズル３８は、本体ケーシング３０のディフューザ軸線Ｌ１を内包するように配置され、内側ノズル３７と負圧発生室３４とディフューザ３５とがディフューザ軸線Ｌ１を中心に配置される。従って、内側ノズル３７又は外側ノズル３８から噴射される水素ガスは、それぞれディフューザ軸線Ｌ１を内包するようにディフューザ３５へ流れ、負圧発生室３４に吸入される水素オフガスは、その水素ガスを内包するようにディフューザ３５へ流れことになる。このため、内側ノズル３７又は外側ノズル３８から負圧発生室３４へ噴射される水素ガスと負圧発生室３４に吸入される水素オフガスとを均一で良好に混合させることができる。また、内側ノズル３７には、水素ガスが流れる内側噴射孔３７ａが形成され、内側ノズル３７と外側ノズル３８との間には、水素ガスが流れる断面が環状をなす外側噴射孔３８ａが設けられる。そして、外側噴射孔３８ａは、上側孔部３８ａａと下側孔部３８ａｂとを含み、下側孔部３８ａｂが上側孔部３８ａａより狭くなるように内側ノズル３７と外側ノズル３８が互いに偏心して配置される。従って、外側噴射孔３８ａでは、狭い下側孔部３８ａｂにて水素ガスの流れが相対的に速くなり、外側噴射孔３８ａで発生する結露水は、重力により下側孔部３８ａｂに集まり、水素ガスと共に負圧発生室３４へ高速で吹き飛ばされ易くなる。このため、特に、外側ノズル３８の外側噴射孔３８ａから結露水を効果的に排出することができ、結露水による水素ガスの噴射の乱れを抑えることができる。
【００５１】
この実施形態の構成によれば、各第１供給口３１，３２が、本体ケーシング３０が水平に配置されたときの本体ケーシング３０の上側に配置される。従って、各第１供給口３１，３２に供給される水素ガスが、本体ケーシング３０の上側から内側ノズル３７及び外側ノズル３８へ向けて鉛直下方へ流れるので、特に外側ノズル３８の外側噴射孔３８ａへ流れる水素ガスは、その下側孔部３８ａｂへ多く流れ易くなり、その下側孔部３８ａｂに集まる結露水が水素ガスと共に負圧発生室３４へより高速で吹き飛ばされ易くなる。このため、特に、外側ノズル３８の外側噴射孔３８ａから結露水をより効果的に排出することができ、結露水による水素ガスの噴射の乱れをより確実に抑えることができる。
【００５２】
図９に、温水入口４３に導入される温水の流れ（太線矢印で示す）を、エゼクタ４の正断面図により示す。図９に示すように、この実施形態の構成によれば、温水入口４３から導入される温水は、温水流路４０をガス流路３９の周囲にて螺旋状に流れて温水出口４４から導出される。従って、温水流路４０に温水を流すことにより、ガス流路３９が暖められ、そのガス流路３９の内壁が露点温度へ下がり難くなる。このため、ガス流路３９での結露水の発生や結露水の凍結を抑えることができる。この結果、無用な結露水が、エゼクタ４から燃料電池１へ流入することを抑えることができる。
【００５３】
この実施形態の構成によれば、外側ケーシング４１の内側に内側ケーシング４２を組み付けることにより本体ケーシング３０が構成され、この組付けと同時に外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間であって、ガス流路３９の周囲に温水流路４０が設けられる。このため、エゼクタ４において温水流路４０を比較的容易に形成することができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
次に、エゼクタ及びそれを備えた燃料電池システムを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５５】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００５６】
この実施形態では、エゼクタ４における温水流路４０の温水入口４３と温水出口４４の構成の点で第１実施形態と構成が異なる。図１０、図１１に、エゼクタ４を、ガス流路３９と温水流路４０の途中にてディフューザ軸線Ｌ１と直交する平面で切断した断面図により示す。図１０には、温水流路４０における温水の流れを矢印により示す。図１１には、温水流路４０における温水の円環状の流れに対する接線方向の向きを矢印により示す。図１０に示すように、この実施形態では、温水の温水入口４３が、外側ケーシング４１の下側にて、水平方向へ伸びるように形成され、温水の温水出口４４が、外側ケーシング４１の上側にて、鉛直方向へ伸びるように形成される。
【００５７】
すなわち、図１１に示すように、この実施形態では、温水入口４３と温水出口４４が、温水流路４０の円環状断面の接線方向を向くように配置される。また、温水入口４３と温水出口４４のうち温水出口４４が上方へ開口するように設けられる。図１１に示すように、温水流路４０の円環状断面の接線方向は、矢印Ｆ１〜Ｆ６に示すことができる。そして、これらの接線方向のうち、温水出口４４が上方へ開口するのは、例えば、二重丸を付して示す矢印Ｆ１〜Ｆ３の場合となる。この実施形態では、矢印Ｆ１〜Ｆ３のうち、温水出口４４の開口は鉛直上方を向く矢印Ｆ２の位置に温水出口４４を設けている。なお、温水出口４４が設けられる位置は、ディフューザ軸線Ｌ１より上側を向く位置であれば、矢印Ｆ１〜Ｆ３の位置には限られない。
【００５８】
[エゼクタの作用及び効果について]
この実施形態のエゼクタ４の構成によれば、第１実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果が得られる。すなわち、温水流路４０は、断面が円環状をなし、本体ケーシング３０には、温水流路４０の長手方向一端側に温水を導入する温水入口４３が設けられ、長手方向他端側に温水を導出する温水出口４４が設けられる。また、温水入口４３から導入される温水が温水流路４０を螺旋状に流れて温水出口４４から導出される。従って、本体ケーシング３０のディフューザ軸線Ｌ１に沿って伸びるガス流路３９の全体が、その周りを螺旋状に流れる温水により均一に暖められることになる。また、温水入口４３と温水出口４４が、温水流路４０の円環状断面の接線方向を向くように配置されるので、温水入口４３から温水流路４０へ温水が導入し易くなり、温水流路４０から温水出口４４へ温水が導出し易くなる。このため、温水流路４０における温水の流速を高めることができ、温水によるガス流路３９の暖め効果を高めることができる。更に、温水入口４３と温水出口４４の少なくとも一方が上方へ開口するので、温水流路４０に入った空気が温水入口４３と温水出口４４の少なくとも一方から外部へ抜け易くなる。このため、温水流路４０に空気が溜まり難くすることができ、この意味で温水によるガス流路３９の暖め効果を確保することができる。
【００５９】
＜第３実施形態＞
次に、エゼクタ及びそれを備えた燃料電池システムを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６０】
この実施形態では、エゼクタ４の構成が第１実施形態と異なる。図１２に、エゼクタ４を図２に準ずる正断面図により示す。この実施形態では、シール部材４５の構成と、第２供給口３６の配置等の点で第１実施形態と構成が異なる。図１２に示すように、この実施形態で、水素オフガスのための第２供給口３６は、外側ケーシング４１の鉛直方向下側に配置される。また、外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間であって、第２供給口３６と温水流路４０との間には、二つのシール部材４５Ａ，４５Ｂが隙間を介して隣接して設けられる。そして、外側ケーシング４１には、二つのシール部材４５Ａ，４５Ｂの間の隙間に対応して、水分あるいは水素オフガスを外部へ排出するための排出口４７が設けられる。
【００６１】
[燃料電池システムにおけるエゼクタ等の配置について]
次に、燃料電池システムにおけるエゼクタ４等の配置について詳しく説明する。図１３には、燃料電池システムにおける燃料電池１とエゼクタ４と気液分離器７との配置の関係を概略図により示す。図１３に示すように、エゼクタ４は、燃料電池１よりも鉛直方向下側に配置されると共に、気液分離器７よりも鉛直方向上側に配置される。エゼクタ４の第１供給口３１，３２及び第２供給口３６を含む第１端部３０ａは、放出口３３を含む第２端部３０ｂよりも鉛直方向下側に配置されるようにエゼクタ４が水平方向に対し所定の角度θ１だけ傾けられて配置される。そして、気液分離器７から伸びる水素循環通路３が、エゼクタ４の鉛直方向下側から、下方へ向いて開口する第２供給口３６に接続される。気液分離器７とエゼクタ４との間の水素循環通路３も、エゼクタ４から気液分離器７へ向けて下方へ傾斜している。また、エゼクタ４の下側に設けられた排出口４７には、下方へ伸びる排水通路４８が接続される。この排水通路４８の下端は、気液分離器７とエゼクタ４との間の水素循環通路３に接続される。更に、エゼクタ４に設けられた温水入口４３と温水出口４４には、温水を循環させるための温水循環通路５０が接続される。
【００６２】
[エゼクタの作用及び効果について]
この実施形態のエゼクタ４の構成によれば、第１実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果が得られる。すなわち、外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間であって第２供給口３６と温水流路４０との間に二つのシール部材４５Ａ，４５Ｂが隙間を介して隣接して設けられる。また、外側ケーシング４１には、二つのシール部材４５Ａ，４５Ｂの間の隙間に対応して排出口４７が設けられる。従って、万が一、第２供給口３６から温水流路４０へ水素オフガスがシール部材４５Ｂを抜けて漏れようとしたり、温水流路４０から第２供給口３６へ温水がシール部材４５Ａを抜けて漏れようとしたりしても、それら水素オフガス又は温水が排出口４７を介して外部へ排出されることになる。このため、温水流路４０を流れる温水に水素オフガスが混入したり、第２供給口３６を流れる水素オフガスに温水が混入したりすることを防止することができる。
【００６３】
[燃料電池システムの作用及び効果について]
この実施形態の燃料電池システムの構成によれば、燃料電池システムにおいて、エゼクタ４は、燃料電池１よりも鉛直方向下側に配置されると共に、気液分離器７よりも鉛直方向上側に配置される。そして、各第１供給口３１，３２及び第２供給口３６を含む第１端部３０ａが、放出口３３を含む第２端部３０ｂよりも鉛直方向下側に配置されるようにエゼクタ４が傾けられる。また、第２供給口３６が、エゼクタ４の鉛直方向下側に配置され、気液分離器７から伸びる水素循環通路３が、エゼクタ４の鉛直方向下側から第２供給口３６に接続される。従って、燃料電池１で発生した結露水が水素供給通路２を介してエゼクタ４へ流入したり、エゼクタ４の中で結露水が発生したりしても、それら結露水がエゼクタ４の傾きにより負圧発生室３４から第２供給口３６へ流れ、更に水素循環通路３を介して気液分離器７へ流れる。このため、燃料電池１やエゼクタ４で発生した結露水を気液分離器７へ排出することができ、気液分離器７にて分離処理することができる。
【００６４】
また、この実施形態の構成によれば、排出口４７に接続されて下方へ伸びる排水通路４８の下端が、気液分離器７とエゼクタ４との間の水素循環通路３に接続される。このため、排出口４７から排水通路４８へ流れた水素オフガス又は温水を、気液分離器７にて分離処理することができる。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に、エゼクタ及びそれを備えた燃料電池システムを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６６】
前記各実施形態では、エゼクタ４の本体ケーシング３０を、外側ケーシング４１と内側ケーシング４２とにより構成し、両ケーシング４１，４２の間に温水流路４０を設けた。これに対し、図１４に図２に準ずる断面図で示すように、エゼクタ４の本体ケーシング３０を、温水流路を省略した単体構成とすることができる。この場合、温水による冷却効果はないものの、第１実施形態と同等の作用及び効果を得ることができると共に、エゼクタ４の構成を簡略化することができる。
【００６７】
図１４に示すように、この実施形態で、本体ケーシング３０は、無底筒状をなし、その長手方向における一端部の側には、内径が大きい中空５１が形成される。この中空５１のほぼ半分には、負圧発生室３４が設けられると共に内側ノズル３７と外側ノズル３８が収容される。また、この中空５１は、残りのほぼ半分に、内側ノズル３７と外側ノズル３８が収容されていない空間５１ａを含む。この空間５１ａは、各ノズル３７，３８を挿入できる内径を有する。この空間５１ａには、第１供給口３１が連通する。この空間５１ａは、第１供給口３１と各ノズル３７，３８との間に位置することから、そのままの状態では、第１供給口３１に供給される水素ガスがこの空間５１ａで減圧されてしまう。そこで、この空間５１ａには、空間５１ａの容積を縮小すると共に本体ケーシング３０の一端開口３０ｃを塞ぐためのプラグ５２が嵌め込まれる。
【００６８】
この実施形態の構成によれば、各ノズル３７，３８が収容されていない空間５１ａに、プラグ５２が嵌め込まれ、その空間５１ａの容積が縮小される。従って、第１供給口３１から空間５１ａに導入された水素ガスの減圧が抑えられる。このため、内側ノズル３７へ、減圧を抑えた水素ガスを供給することができ、内側ノズル３７の内側噴射孔３７ａにおける水素ガスの流速を高めることができ、内側噴射孔３７ａにおける結露水の排出効果を更に向上させることができる。
【００６９】
なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００７０】
（１）前記第４実施形態では、エゼクタ４の本体ケーシング３０を、温水流路を省略した単体構成とし、各ノズル３７，３８が収容されていない空間５１ａにプラグ５２を嵌め込んでその空間５１ａの容積を縮小した。これに対し、本体ケーシング３０を外側ケーシング４１と内側ケーシング４２により二体構造とした第１〜第３の実施形態においても、内側ケーシング４２の各ノズル３７，３８が収容されていない空間４２ａｂ（図２等参照）に、外側ケーシング４１に設けた凸部５３（図２に二点鎖線で示す。）やプラグ（図示略）を嵌め込むことで、その空間の容積を縮小することもできる。
【００７１】
（２）前記各実施形態では、図３に示すように、内側ノズル３７とディフューザ３５をディフューザ軸線Ｌ１を中心に配置し、外側噴射孔３８ａの下側孔部３８ａｂが上側孔部３８ａａより狭くなるように、内側ノズル３７と外側ノズル３８を互いに偏心して配置した。これに対し、図１５に図３に準ずる断面図で示すように、外側ノズル３８とディフューザ３５をディフューザ軸線Ｌ１を中心に配置し、外側噴射孔３８ａの下側孔部３８ａｂが上側孔部３８ａａより狭くなるように、内側ノズル３７と外側ノズル３８を互いに偏心して配置することもできる。
【００７２】
（３）前記各実施形態では、複数のノズルとして内側ノズル３７と外側ノズル３８を設けたが、更に内側ノズルと外側ノズルを内包するように設けられる別のノズルを設けることもできる。
【００７３】
（４）前記第１〜第３の実施形態では、温流体流路として温水流路４０に温水を流すように構成したが、温水に限らず、エアポンプ１３から燃料電池１へ向けて流れる圧縮された温空気を流すように構成した温空気流路であってもよい。また、温流体流路に流れる温流体としては、加熱された液体又はガス、加温された液体又はガス、あるいは保温された液体又はガスであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
この開示技術は、例えば、水素自動車等の車両に搭載される燃料電池システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  燃料電池
２  水素供給通路（燃料供給通路）
３  水素循環通路（燃料循環通路）
４  エゼクタ
７  気液分離器
３０  本体ケーシング
３０ａ  第１端部
３０ｂ  第２端部
３１  第１供給口
３２  第１供給口
３３  放出口
３４  負圧発生室
３５  ディフューザ
３６  第２供給口
３７  内側ノズル
３７ａ  内側噴射孔
３８  外側ノズル
３８ａ  外側噴射孔
３８ａａ  上側孔部
３８ａｂ  下側孔部
３９  ガス流路（流体流路）
４０  温水流路（温流体流路）
４１  外側ケーシング
４２  内側ケーシング
４２ａ  中空
４２ａｂ  空間
４３  温水入口（温流体入口）
４４  温水出口（温流体出口）
４５Ａ  シール部材
４５Ｂ  シール部材
４７  排出口
５１  中空
５１ａ  空間
５２  プラグ
Ｌ１  ディフューザ軸線
Ｌ２  内側ノズルの軸線
Ｌ３  外側ノズルの軸線
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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