(57)【要約】【課題】ディフューザ流路の流路断面積を変更可能な可変部材に水が付着することを抑制すること。【解決手段】燃料電池システムは、可変部材７１を有する遠心圧縮機３１と、燃料電池スタックと、インタークーラ３３と、遠心圧縮機３１とインタークーラ３３とを接続する第１流路３４と、インタークーラ３３と燃料電池スタックとを接続する第２流路３５と、を備える。第１流路３４は、トラップ流路４３を含む。トラップ流路４３は、車載状態において、トラップ流路４３の空気の流れる方向におけるトラップ流路４３の両端部のうち遠心圧縮機３１側の端部がインタークーラ３３側の端部よりも鉛直方向上方に位置する流路である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディフューザ流路の流路断面積を変更可能である可変部材を有する遠心圧縮機と、
前記遠心圧縮機によって圧縮された空気が供給される燃料電池と、
前記遠心圧縮機によって圧縮された空気を冷却する熱交換器と、を備え、燃料電池車両に搭載される燃料電池システムであって、
前記遠心圧縮機と前記熱交換器とを接続し、前記遠心圧縮機で圧縮された空気が流れる第１流路と、
前記熱交換器と前記燃料電池とを接続し、前記熱交換器で冷却された空気が流れる第２流路と、を備え、
前記第１流路は、トラップ流路を含み、
車載状態において、前記トラップ流路の空気の流れる方向における当該トラップ流路の両端部のうち、前記遠心圧縮機側の端部が前記熱交換器側の端部よりも鉛直方向上方に位置する燃料電池システム。
【請求項２】
車載状態において、前記第１流路の両端部のうち、前記遠心圧縮機側の端部が前記熱交換器側の端部よりも鉛直方向上方に位置する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記熱交換器は、空冷式である請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池から排出されたオフガスが供給されるタービンと、
前記燃料電池と前記タービンとを接続し、前記オフガスが流れる第３流路と、
前記第３流路の流路断面積を変更可能である圧力可変部材と、を備える請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池車両の起動状態と停止状態とを切り替えるスタートスイッチにより前記燃料電池車両が停止状態とされているときに、前記熱交換器を冷却する冷却装置を備える請求項１〜請求項４のうちいずれか一項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、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、ハウジングと、ハウジングに収容されたインペラとを備える。ハウジングは、インペラが収容されたインペラ室と、インペラによって圧縮された空気が吐出される吐出室と、インペラ室と吐出室とを接続するディフューザ流路と、を備える。インペラによって圧縮された流体は、ディフューザ流路を通過して吐出室に流入する。
【０００３】
特許文献１には、サージングの発生を抑制するために、ディフューザ流路の流路断面積を変更可能とした遠心圧縮機が記載されている。特許文献１に記載の遠心圧縮機は、ディフューザ流路の流路断面積を変更可能な可変部材と、可変部材の位置を変化させるアクチュエータと、を備える。アクチュエータによって可変部材の位置が変化すると、ディフューザ流路の流路断面積が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７９４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した遠心圧縮機は、例えば、燃料電池車両に搭載される。燃料電池車両は、燃料電池を電力源として駆動する走行用モータによって走行する。燃料電池は、遠心圧縮機から供給される空気に含まれる酸素と、水素タンクから供給される水素ガスとの化学反応によって発電する。発電に伴い、燃料電池では水が生じる。この水は、燃料電池の発電に伴う熱で水蒸気となる。燃料電池車両が停止状態（イグニッション・オフ状態）となり、遠心圧縮機が停止すると、燃料電池は発電を停止する。この際、燃料電池に残留した水蒸気が拡散する。拡散した水蒸気がディフューザ流路内に流入すると、可変部材に水が付着するおそれがある。可変部材に水が付着し、この状態で環境温度が氷点下となると、可変部材に付着した水が氷になる。すると、氷によって可変部材の動きが阻害されるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、ディフューザ流路の流路断面積を変更可能な可変部材に水が付着することを抑制できる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】
【０００７】
上記課題を解決する燃料電池システムは、ディフューザ流路の流路断面積を変更可能である可変部材を有する遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機によって圧縮された空気が供給される燃料電池と、前記遠心圧縮機によって圧縮された空気を冷却する熱交換器と、を備え、燃料電池車両に搭載される燃料電池システムであって、前記遠心圧縮機と前記熱交換器とを接続し、前記遠心圧縮機で圧縮された空気が流れる第１流路と、前記熱交換器と前記燃料電池とを接続し、前記熱交換器で冷却された空気が流れる第２流路と、を備え、前記第１流路は、トラップ流路を含み、車載状態において、前記トラップ流路の空気の流れる方向における当該トラップ流路の両端部のうち、前記遠心圧縮機側の端部が前記熱交換器側の端部よりも鉛直方向上方に位置する。
【０００８】
遠心圧縮機が停止すると、燃料電池内に残留した水蒸気は拡散し、第２流路から熱交換器に流れる。遠心圧縮機からの空気の供給が停止されると、熱交換器は、燃料電池よりも早く温度が低下する。したがって、熱交換器内の空気は、燃料電池内の空気に比べて温度が低く、飽和水蒸気量が少なくなる。熱交換器まで流れた水蒸気は、熱交換器で液化する。熱交換器で水蒸気を液化させることで、水蒸気は遠心圧縮機まで流れにくい。また、第１流路にトラップ流路を設けていることで、仮に、熱交換器で液化した水が第１流路に流入したとしても、トラップ流路によって第１流路を超えて遠心圧縮機に水が至ることが抑制されている。熱交換器で気相の水（水蒸気）が遠心圧縮機に流れることを抑制し、トラップ流路で液相の水が遠心圧縮機に流れることを抑制できる。したがって、燃料電池で生じた水がディフューザ流路に流れることが抑制され、可変部材に水が付着することが抑制される。
【０００９】
上記燃料電池システムについて、車載状態において、前記第１流路の両端部のうち、前記遠心圧縮機側の端部が前記熱交換器側の端部よりも鉛直方向上方に位置していてもよい。
【００１０】
これによれば、遠心圧縮機と熱交換器を第１流路によって接続する際に、第１流路の配置位置に制約が設けられる場合であっても、同第１流路の少なくとも一部はトラップ流路として機能することとなる。
【００１１】
上記燃料電池システムについて、前記熱交換器は、空冷式であってもよい。
一般に、空冷式の熱交換器では、水等、他の冷媒を用いた熱交換器と異なり、燃料電池車両が停止状態とされてもしばらくの間は、放熱フィンと外気との間の熱交換が行われる。したがって、遠心圧縮機が停止すると、空冷式の熱交換器は、他の冷媒を用いた熱交換器に比べて早く温度が低下しやすい。拡散した水蒸気が熱交換器に流れるまでに熱交換器の温度が下がりやすく、水蒸気が熱交換器を通過して遠心圧縮機に流れることを抑制することができる。
【００１２】
上記燃料電池システムについて、前記燃料電池から排出されたオフガスが供給されるタービンと、前記燃料電池と前記タービンとを接続し、前記オフガスが流れる第３流路と、前記第３流路の流路断面積を変更可能である圧力可変部材と、を備えていてもよい。
【００１３】
熱交換器では、空気中に含まれる水蒸気が液化し、空気中に含まれる水蒸気量が低下する。水蒸気は、空気に含まれる水蒸気量が少ない箇所に向かってに流れる性質があるため、燃料電池車両が停止状態とされた以降、水蒸気の多くは、第２流路を通じて熱交換器に誘導されることになる。その結果、第３流路には、第２流路に比べて水蒸気が流入しにくくなり、圧力可変部材に水が付着することを抑制できる。
【００１４】
上記燃料電池システムについて、前記燃料電池車両の起動状態と停止状態とを切り替えるスタートスイッチにより前記燃料電池車両が停止状態とされているときに、前記熱交換器を冷却する冷却装置を備える。
【００１５】
燃料電池車両のスタートスイッチにより燃料電池車両が停止状態とされると、遠心圧縮機が停止する。遠心圧縮機の停止後にも冷却装置によって熱交換器を冷却することで、遠心圧縮機の停止後に熱交換器の温度が下がりやすい。したがって、熱交換器内の空気の飽和水蒸気量が少なくなりやすく、水蒸気が熱交換器内で液化しやすい。したがって、水蒸気が熱交換器を通過して遠心圧縮機に流れることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ディフューザ流路の流路断面積を変更可能な可変部材に水が付着することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態における燃料電池システム、及び、燃料電池システムが搭載される燃料電池車両の概略構成図。
【図２】実施形態における遠心圧縮機の一部を拡大して示す断面図。
【図３】実施形態における第１流路の拡大図。
【図４】第１流路の変形例の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、燃料電池システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、燃料電池車両１０は、燃料電池スタック２０を備える。燃料電池スタック２０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。燃料電池スタック２０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。
【００１９】
燃料電池スタック２０は、燃料電池スタック２０内に空気を取り込むために空気供給口２１と、燃料電池スタック２０外にオフガスを排出するための排出口２２と、燃料電池スタック２０内に水素ガスを取り込むための水素供給口２３と、を備える。燃料電池スタック２０が発電を行うと、燃料電池スタック２０の内部には、水素と酸素との化学反応によって水が生成される。燃料電池スタック２０で生じた水は水蒸気となって、燃料電池スタック２０で使用されなかった空気とともにオフガスとして排出口２２から排出される。
【００２０】
燃料電池車両１０は、水素ガスが貯留された水素タンク１１と、水素タンク１１と燃料電池スタック２０の水素供給口２３とを接続する水素供給配管１２と、を備える。
燃料電池車両１０は、燃料電池スタック２０を電力源として駆動するモータ１４と、パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵ）１５と、を備える。ＰＣＵ１５は、燃料電池スタック２０の電圧を昇圧させる昇圧コンバータ、及び、直流電力を交流電力に変換するインバータを含む。モータ１４は、ＰＣＵ１５を介して燃料電池スタック２０に接続されている。モータ１４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１０は走行する。
【００２１】
燃料電池車両１０は、車両制御装置１３と、アクセルセンサ１６と、を備える。アクセルセンサ１６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、検出結果を車両制御装置１３に出力する。車両制御装置１３は、ＰＣＵ１５を制御することで、モータ１４に供給される電力を制御する。
【００２２】
燃料電池車両１０は、燃料電池車両１０の起動状態と停止状態とを切り替えるスタートスイッチ１７を備える。燃料電池車両１０の起動状態とは、アクセルペダルの操作や空調機器等の車載電力機器の操作といった運転者による燃料電池車両１０の操作により燃料電池スタック２０における発電が可能な状態である。燃料電池車両１０の停止状態とは、運転者による燃料電池車両１０の操作が行われても燃料電池スタック２０が発電しない状態である。
【００２３】
燃料電池車両１０には、上記した燃料電池スタック２０、及び、燃料電池スタック２０に空気を供給するための空気供給系を含む燃料電池システム３０が搭載されている。以下、燃料電池システム３０について説明を行う。
【００２４】
燃料電池システム３０は、大気中の空気を吸入して、圧縮した空気を吐出する遠心圧縮機３１と、燃料電池システム３０の制御を行う制御部３２と、を備える。制御部３２は、車両制御装置１３と双方向に通信可能に接続されている。制御部３２は、車両制御装置１３から、燃料電池車両１０の状況を示す情報を取得可能である。本実施形態では、燃料電池車両１０の状況として、スタートスイッチ１７の状態の他、アクセル開度や、車載電力機器の操作状態を取得可能である。遠心圧縮機３１は、圧縮部５０と、電動モータ５８と、可変部材７１と、を備える。
【００２５】
図２に示すように、圧縮部５０は、その外郭を構成するハウジング５１と、ハウジング５１に収容されたインペラ５２と、を備える。ハウジング５１は、互いに組み付けられたフロントパーツ５３、及び、リアパーツ５４を備える。フロントパーツ５３は、インペラ５２が収容されたインペラ室５５と、インペラ室５５内に空気を吸入する吸入口５６と、を備える。空気は、吸入口５６からインペラ室５５に流入する。圧縮部５０は、インペラ５２を回転させる回転軸５７を備える。回転軸５７は、電動モータ５８の駆動によって回転する。制御部３２は、アクセル開度などに基づき、電動モータ５８を操作する。インペラ５２は、回転軸５７と一体となって回転する。吸入口５６から吸入された空気はインペラ室５５に流入する。そして、インペラ５２が回転することによってインペラ室５５に流入した空気は、インペラ５２の回転によって圧縮される。
【００２６】
ハウジング５１は、インペラ５２の回転によって圧縮された空気が流れるディフューザ流路５９を備える。ディフューザ流路５９は、環状（詳細には円環状）であって、インペラ室５５に対して回転軸５７の径方向Ｒの外側に設けられている。
【００２７】
ディフューザ流路５９の一部は、フロントパーツ５３とリアパーツ５４とで区画されている。詳細には、パーツ５３，５４は、ディフューザ流路５９を区画するものとして、回転軸５７の軸線方向Ｚに互いに対向配置された対向壁面６１，６２を備える。フロントパーツ５３は、対向壁面６１を備え、リアパーツ５４は対向壁面６２を備える。
【００２８】
ハウジング５１は、インペラ５２によって圧縮された空気が吐出される吐出室６３を備える。吐出室６３は、ディフューザ流路５９に対して回転軸５７の径方向Ｒの外側に配置されている。吐出室６３とインペラ室５５とはディフューザ流路５９を介して連通している。吐出室６３の空気は、ハウジング５１に設けられた吐出口（図示略）を介して吐出される。
【００２９】
可変部材７１の形状は、インペラ５２の最大径よりも大きい内径を有する円筒形状である。可変部材７１は、径方向に貫通して設けられた複数の連通部７３を備える。各連通部７３は、可変部材７１の周方向に間隔を空けて位置している。また、ハウジング５１は、可変部材７１が収容される収容室６９を備える。収容室６９は、可変部材７１と同一径を有する円筒形状の空間であって、回転軸５７と同心円状に配置されている。収容室６９は、ディフューザ流路５９の途中位置に配置されている。収容室６９は、対向壁面６２から軸線方向Ｚに凹んでいる。可変部材７１は、軸線方向Ｚに移動可能な状態で収容室６９に収容されている。
【００３０】
可変部材７１の軸線方向の両端面のうち、対向壁面６１に対向する面を対向面７４とする。ディフューザ流路５９の一部は、対向面７４と、対向壁面６１とで区画されている。ディフューザ流路５９は、両対向壁面６１，６２によって囲まれた流路、及び、対向面７４と対向壁面６１によって囲まれた流路といえる。
【００３１】
可変部材７１は、収容室６９に収容された第１位置と、収容室６９から対向壁面６１に向けて突出した第２位置との間を移動可能である。可変部材７１が第２位置にある場合、対向面７４は対向壁面６１に接触する。可変部材７１が第１位置にある場合の対向面７４と対向壁面６１との面間距離（軸線方向Ｚの寸法）は、連通部７３の軸線方向Ｚの寸法よりも大きい。
【００３２】
可変部材７１が第１位置にある場合、ディフューザ流路５９の一部は対向面７４と対向壁面６１によって区画される。可変部材７１が第２位置にある場合、連通部７３がディフューザ流路５９の一部として機能する。したがって、可変部材７１が第１位置にある場合のディフューザ流路５９の最小流路断面積は、可変部材７１が第２位置にある場合のディフューザ流路５９の最小流路断面積よりも大きい。すなわち、可変部材７１は、位置の変化により、インペラ室５５と吐出室６３とを接続するディフューザ流路の流路断面積を変更可能である。
【００３３】
遠心圧縮機３１は、可変部材７１を、第１位置又は第２位置に移動させるアクチュエータ７５を備える。アクチュエータ７５は、複数のロッド７６を備える。ロッド７６は、軸線方向Ｚに移動可能である。ロッド７６は可変部材７１に連結されている。ロッド７６の軸線方向Ｚへの移動により、可変部材７１は、第１位置と第２位置との間で移動する。制御部３２は、アクチュエータ７５を操作することにより、ロッド７６の往復駆動を通じて可変部材７１の位置を制御することができる。制御部３２は、要求される吐出流量が比較的大きい場合である大流量時には、可変部材７１が第１位置に配置される一方、要求される吐出流量が比較的小さい場合である小流量時には、可変部材７１が第２位置に配置されるようにアクチュエータ７５を操作する。例えば、制御部３２は、燃料電池車両１０の状況に基づいて、可変部材７１の位置制御を行う。
【００３４】
図１に示すように、燃料電池システム３０は、遠心圧縮機３１から吐出された空気を冷却する熱交換器としてのインタークーラ３３と、遠心圧縮機３１とインタークーラ３３とを接続する第１流路３４と、インタークーラ３３と燃料電池スタック２０の空気供給口２１とを接続する第２流路３５と、を備える。第１流路３４、及び、第２流路３５は、配管である。
【００３５】
第１流路３４には遠心圧縮機３１によって圧縮された空気が流れる。第２流路３５には、インタークーラ３３で冷却されることで、第１流路３４を流れる空気よりも温度の低い空気が流れる。
【００３６】
図３に示すように、車載状態において、インタークーラ３３は、遠心圧縮機３１よりも鉛直方向下方に配置されている。第１流路３４の両端部３４ａ，３４ｂのうち遠心圧縮機３１側の端部３４ａは、インタークーラ３３側の端部３４ｂよりも鉛直方向上方に位置する。車載状態において、第１流路３４は、鉛直方向に延びている鉛直部４０と、第１流路３４を屈曲させている屈曲部４１と、水平方向に延びている水平部４２と、を備える。鉛直部４０は遠心圧縮機３１に接続されている。鉛直部４０は、遠心圧縮機３１から鉛直方向下方に向けて延びている。屈曲部４１は、鉛直部４０と水平部４２とを接続している。本実施形態の屈曲部４１は、第１流路３４が直角に曲がるように屈曲されている。水平部４２は、屈曲部４１とインタークーラ３３とを接続している。
【００３７】
車載状態において、第１流路３４は、トラップ流路４３を含む。ここで、トラップ流路４３とは、第１流路３４の空気の流れる方向に離間して位置する第１流路３４の任意の二箇所を両端部とする流路を想定したときに、上記両端部のうちトラップ流路４３の空気の流れる方向における遠心圧縮機３１側の端部がインタークーラ３３側の端部よりも鉛直方向上方に位置する流路である。
【００３８】
例えば、トラップ流路４３の空気の流れる方向における鉛直部４０の両端部４０ａ，４０ｂのうち、遠心圧縮機３１側の端部４０ａは、インタークーラ３３側の端部４０ｂよりも鉛直方向上方に位置する。したがって、鉛直部４０はトラップ流路４３（図中４３Ａ）である。なお、鉛直部４０においては、いずれの位置を任意の二箇所とした場合であっても、遠心圧縮機３１側の端部は、インタークーラ３３側の端部よりも鉛直方向上方に位置する。したがって、鉛直部４０の全体がトラップ流路４３であると捉えることもできるし、鉛直部４０の一部がトラップ流路４３であると捉えることもできる。
【００３９】
トラップ流路４３の空気の流れる方向における屈曲部４１の両端部４１ａ，４１ｂのうち、遠心圧縮機３１側の端部４１ａは、インタークーラ３３側の端部４１ｂよりも鉛直方向上方に位置する。したがって、屈曲部４１はトラップ流路４３（図中４３Ｂ）である。また、上記したトラップ流路４３Ａ及びトラップ流路４３Ｂがトラップ流路４３と捉えることもできるし、第１流路３４の全体がトラップ流路４３と捉えることもできる。
【００４０】
インタークーラ３３は、例えば、アルミニウムなどの金属材料で製造されている。本実施形態のインタークーラ３３は空冷式のインタークーラ３３である。燃料電池車両１０は、インタークーラ３３に走行風を導入する図示しない導入部を備える。
【００４１】
図１に示すように、燃料電池システム３０は、インタークーラ３３を冷却する冷却装置として機能する送風機３７を備える。インタークーラ３３は、走行風による冷却に加えて、送風機３７からの送風により冷却される。
【００４２】
制御部３２は、燃料電池車両１０が起動状態の場合、送風機３７を駆動する。制御部３２は、運転者によるスタートスイッチ１７の操作により、燃料電池車両１０の起動状態が停止状態に切り替わった場合、所定時間が経過した後に送風機３７を停止する。したがって、制御部３２は、燃料電池車両１０の起動状態が停止状態に切り替わった後にも、所定時間が経過するまでは送風機３７の駆動を継続する。
【００４３】
燃料電池システム３０は、可変ノズルタービン８０と、燃料電池スタック２０の排出口２２に接続された第３流路８４と、を備える。可変ノズルタービン８０は、圧力可変部材８１と、タービン８２と、タービン８２に連結されたジェネレータ８３と、を備える。第３流路８４は、燃料電池スタック２０の排出口２２とタービン８２とを接続している。第３流路８４には、燃料電池スタック２０で生じたオフガスが流れる。オフガスは、タービン８２に供給される。
【００４４】
圧力可変部材８１は、第３流路８４の流路断面積を変更可能である。第３流路８４の流路断面積が変更されることで、燃料電池スタック２０に供給される空気の圧力は調整され、これにより燃料電池スタック２０内の湿度が調整される。詳細にいえば、燃料電池スタック２０に供給される空気の圧力を高くすると、燃料電池スタック２０内の湿度が高くなり、燃料電池スタック２０に供給される空気の圧力を低くすると、燃料電池スタック２０内の湿度が低くなる。
【００４５】
圧力可変部材８１は、第３流路８４内に配置され、図示しないアクチュエータによって第３流路８４内での位置が変化する。圧力可変部材８１は、例えば、遠心圧縮機３１の可変部材７１と同様な構成で、第３流路８４の流路断面積を変更可能である。圧力可変部材８１は、制御部３２によって制御される。制御部３２は、例えば、燃料電池車両１０の状況に基づいて、圧力可変部材８１の制御を行う。
【００４６】
タービン８２でジェネレータ８３を駆動させることで、ジェネレータ８３では発電が行われる。ジェネレータ８３で発電された電力は、図示しない蓄電装置に蓄電される。
次に、本実施形態の燃料電池システム３０の作用について説明する。
【００４７】
燃料電池車両１０の起動状態では、燃料電池スタック２０で発電が行われており、燃料電池スタック２０ではオフガスが生じている。燃料電池スタック２０の起動状態が停止状態に切り替わり、遠心圧縮機３１から燃料電池スタック２０に空気が供給されなくなると、燃料電池スタック２０に残留している水蒸気が拡散する。水蒸気は、水蒸気濃度の勾配に従い拡散していく。すなわち、空気中に含まれる水蒸気量が多い方から、少ない方に向けて水蒸気は流れる。
【００４８】
燃料電池システム３０においては、水蒸気（水）の発生源となる燃料電池スタック２０内での水蒸気量が最も多い。したがって、水蒸気は燃料電池スタック２０内よりも水蒸気量の少ない第２流路３５、及び、第３流路８４に流れる。
【００４９】
仮に、燃料電池スタック２０から第２流路３５に流れた水蒸気がインタークーラ３３、及び、第１流路３４を介してディフューザ流路５９まで流れると、ディフューザ流路５９内の可変部材７１に水が付着する。例えば、可変部材７１とロッド７６との境目や、可変部材７１とハウジング５１の壁面との境目に水が付着する。この状態で環境温度が氷点下となると、氷によって可変部材７１、及び、アクチュエータ７５の動きが阻害される。
【００５０】
これに対し、本実施形態では、インタークーラ３３と、第１流路３４によって燃料電池スタック２０で生じた水蒸気が遠心圧縮機３１（ディフューザ流路５９）まで流れることを抑制している。
【００５１】
燃料電池車両１０が停止状態となると、インタークーラ３３は、燃料電池スタック２０に比べて早く温度が低下し、燃料電池スタック２０よりも温度が低くなる。したがって、インタークーラ３３内の空気は、燃料電池スタック２０内の空気に比べて飽和水蒸気量が低下した状態となる。燃料電池スタック２０で生じた水蒸気がインタークーラ３３まで流れると、水蒸気はインタークーラ３３で液化する。
【００５２】
本実施形態では、燃料電池車両１０が起動状態から停止状態に切り替わった後にも所定時間は送風機３７の駆動が継続され、継続してインタークーラ３３が冷却される。このため、インタークーラ３３が冷却されやすく、水蒸気が液化しやすい。なお、上記した所定時間は、例えば、第１流路３４の長さ、第２流路３５の長さ、インタークーラ３３の表面積、インタークーラ３３の熱容量、燃料電池システム３０で生じると想定される水蒸気量などを加味して設定される。所定時間は、前述した要素を加味した上で、燃料電池システム３０で生じた水蒸気がインタークーラ３３を通過して遠心圧縮機３１に至らないように、あるいは、遠心圧縮機３１に至る水蒸気が許容範囲内に収まるように設定される。
【００５３】
インタークーラ３３で水蒸気が液化すると、インタークーラ３３内の空気に含まれる水蒸気量が少なくなる。上記したように、水蒸気は、空気中に含まれる水蒸気量が多い方から少ない方に流れるため、燃料電池スタック２０で生じた水蒸気は、インタークーラ３３に向けて多く流れることになる。すなわち、燃料電池スタック２０で発生した水蒸気はインタークーラ３３に誘導される。結果として、第３流路８４には、水蒸気が流れにくくなる。
【００５４】
インタークーラ３３で水蒸気が液化することで、インタークーラ３３内には、液化した水が貯留されていく。第１流路３４にトラップ流路４３を設けていることで、仮に、インタークーラ３３から第１流路３４に液化した水が流入しても、トラップ流路４３によってインタークーラ３３で液化した水が遠心圧縮機３１に至ることは抑制されている。
【００５５】
なお、環境温度が氷点下となることで、インタークーラ３３内、及び、第１流路３４内の水は氷となる。第１流路３４の流路断面積、及び、インタークーラ３３内は、液化した水が凍ったときに、氷によって塞がれない大きさに設定されている。また、遠心圧縮機３１が駆動すると、圧縮されることで環境温度よりも温度が高くなった空気が流れることで、氷は溶ける。したがって、インタークーラ３３内、及び、第１流路３４内に氷が生じても、燃料電池システム３０の使用に際して支障は生じない。
【００５６】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）遠心圧縮機３１と燃料電池スタック２０は、第１流路３４、インタークーラ３３、及び、第２流路３５によって接続されている。燃料電池スタック２０から遠心圧縮機３１に向けて水蒸気が流れると、インタークーラ３３によって水蒸気が液化する。また、インタークーラ３３で液化した水は、トラップ流路４３によって遠心圧縮機３１に至ることが抑制されている。すなわち、インタークーラ３３によって、気相の水（水蒸気）が遠心圧縮機３１に流れることを抑制でき、トラップ流路４３によって液相の水が遠心圧縮機３１に流れることを抑制できる。ディフューザ流路５９内に水が流入し、可変部材７１に水が付着することが抑制される。したがって、環境温度が氷点下の場合であっても、可変部材７１の動きが氷によって阻害されにくい。
【００５７】
（２）第１流路３４の両端部３４ａ，３４ｂのうち、遠心圧縮機３１側の端部３４ａは、インタークーラ３３側の端部３４ｂよりも鉛直方向上方に位置する。遠心圧縮機３１とインタークーラ３３を第１流路３４によって接続する際に、第１流路３４の配置位置に制約が設けられる場合であっても、第１流路３４の少なくとも一部はトラップ流路４３として機能することとなる。
【００５８】
（３）一般に、空冷式のインタークーラ３３では、水等、他の冷媒を用いたインタークーラと異なり、燃料電池車両１０が停止状態とされてもしばらくの間は、放熱フィンと外気との間の熱交換が行われる。したがって、遠心圧縮機３１が停止すると、空冷式のインタークーラ３３は、他の冷媒を用いたインタークーラに比べて早く温度が低下しやすい。拡散した水蒸気がインタークーラ３３に流れるまでにインタークーラ３３の温度が下がりやすく、水蒸気がインタークーラ３３を通過して遠心圧縮機３１に流れることを抑制することができる。
【００５９】
（４）燃料電池スタック２０で発生した水蒸気は、インタークーラ３３に誘導され、第３流路８４には水蒸気が流れにくい。したがって、第３流路８４の流路断面積を変更可能である圧力可変部材８１には、水が付着しにくい。圧力可変部材８１も、可変部材７１と同様の構成であり、付着した水が凍ると、その動きが阻害される。第３流路８４に水蒸気が流れることを抑制することで、氷によって圧力可変部材８１の動きが阻害されることが抑制される。
【００６０】
（５）スタートスイッチ１７により燃料電池車両１０が停止状態とされた後にも、継続して送風機３７を駆動している。したがって、遠心圧縮機３１の停止後にインタークーラ３３の温度が下がりやすい。インタークーラ３３で水蒸気が液化しやすくなるため、水蒸気がインタークーラ３３を通過して遠心圧縮機３１に至ることが抑制される。
【００６１】
（６）トラップ流路４３によってインタークーラ３３から遠心圧縮機３１に水が流れることを抑制している。第１流路３４内に水の通過を規制する部材を設けることで遠心圧縮機３１に水が流れることを抑制する場合に比べて部品点数が少なくなり、製造コストの低減が図られる。
【００６２】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○第１流路３４の一部を鉛直方向の上下に蛇行させることで、第１流路３４にトラップ流路を設けてもよい。例えば、図４に記載した第１流路３４は、車載状態において鉛直方向に延びる第１鉛直部９０を備える。第１鉛直部９０は、遠心圧縮機３１に接続されている。第１鉛直部９０は、遠心圧縮機３１から鉛直方向上方に向けて延びている。車載状態において、第１流路３４は、第１鉛直部９０に接続された第１折り返し部９１を備える。第１折り返し部９１は、折り返すように屈曲されている。車載状態において、第１流路３４は、第１折り返し部９１に接続された第２鉛直部９２を備える。第２鉛直部９２は、第１折り返し部９１から鉛直方向下方に向けて延びている。車載状態において、第１流路３４は、第２鉛直部９２に接続された第２折り返し部９３を備える。第２折り返し部９３は、折り返すように屈曲されている。車載状態において、第１流路３４は、第２折り返し部９３に接続された第３鉛直部９４を備える。第３鉛直部９４は、第２折り返し部９３から鉛直方向上方に延びている。車載状態において、第１流路３４は、第３鉛直部９４に接続された屈曲部９５を備える。屈曲部９５は、第１流路３４が直角に曲がるように屈曲されている。車載状態において、第１流路３４は、屈曲部９５に接続された水平部９６を備える。水平部９６は水平方向に延びている。水平部９６は、インタークーラ３３に接続されている。
【００６３】
上記した第１流路３４においては、例えば、第２鉛直部９２をトラップ流路９７（図中９７Ａ）と捉えることができる。トラップ流路９７の空気の流れる方向における第２鉛直部９２の両端部９２ａ，９２ｂのうち、遠心圧縮機３１側の端部９２ａは、インタークーラ３３側の端部９２ｂよりも鉛直方向上方に位置している。また、第２折り返し部９３の両端部の間に位置する部分９３ｂと、第２折り返し部９３の両端部のうちの遠心圧縮機３１側の端部９３ａとを両端部とする流路をトラップ流路９７（図中９７Ｂ）と捉えることもできる。部分９３ｂよりも遠心圧縮機３１側に位置する端部９３ａは、部分９３ｂよりも鉛直方向上方に位置している。また、第１折り返し部９１の両端部の間に位置する部分９１ａと、第１折り返し部９１の両端部のうちインタークーラ３３側の端部９１ｂとを両端部とする流路をトラップ流路９７（図中９７Ｃ）と捉えることもできる。端部９１ｂよりも遠心圧縮機３１側である部分９１ａは、端部９１ｂよりも鉛直方向上方に位置している。また、トラップ流路９７Ａ及びトラップ流路９７Ｂがトラップ流路９７と捉えることもできるし、トラップ流路９７Ａ及びトラップ流路９７Ｃがトラップ流路９７と捉えることもできる。更に、トラップ流路９７Ａ、トラップ流路９７Ｂ、及び、トラップ流路９７Ｃがトラップ流路９７と捉えることもできる。
【００６４】
上記したように、第１流路３４の一部に折り返し部９１，９３を設けると、第１流路３４の両端部３４ａ，３４ｂのうち遠心圧縮機３１側の端部３４ａがインタークーラ３３側の端部３４ｂよりも鉛直方向下方に位置している場合であっても、第１流路３４はトラップ流路を備えることになる。
【００６５】
これによれば、第１流路３４の両端部３４ａ，３４ｂのうち、遠心圧縮機３１側の端部３４ａがインタークーラ３３側の端部３４ｂよりも鉛直方向下方に位置していても、インタークーラ３３から遠心圧縮機３１に水が流れることを抑制できる。したがって、遠心圧縮機３１とインタークーラ３３との鉛直方向の配置関係を任意に変更することができ、遠心圧縮機３１とインタークーラ３３との配置位置の制限が少なくなる。
【００６６】
○燃料電池車両１０の起動状態は、アクセルペダルを操作しても燃料電池スタック２０の発電が行われず、車載電力機器の操作によって燃料電池スタック２０における発電が可能な状態であってもよい。
【００６７】
○制御部３２は、燃料電池車両１０が起動状態から停止状態に切り替わった場合に、インタークーラ３３の温度が予め定められた閾値以下となるまで送風機３７の駆動を継続するようにしてもよい。予め定められた閾値は、燃料電池システム３０で生じた水蒸気を液化することができる温度以下の値に設定される。なお、この場合、燃料電池システム３０は、インタークーラ３３の温度を測定する温度センサを備える。また、燃料電池車両１０においては、起動状態が停止状態に切り替わった後に、燃料電池スタック２０内に残留した水分を除去する掃気処理が行われる。制御部３２は、燃料電池車両１０が起動状態から停止状態に切り替わった場合に、掃気処理が行われている間は送風機３７の駆動を継続し、掃気処理の終了に合わせて送風機３７を停止させてもよい。すなわち、燃料電池車両１０が起動状態から停止状態に切り替わった場合に、送風機３７を停止するタイミングは、適宜変更してもよい。
【００６８】
○制御部３２は、燃料電池車両１０が起動状態のときに送風機３７を停止し、スタートスイッチ１７により燃料電池車両１０が停止状態とされているときに送風機３７を駆動してもよい。この場合も、送風機３７は所定時間経過した後に停止される。
【００６９】
○制御部３２は、燃料電池車両１０が停止状態となった場合に、送風機３７を停止してもよい。
○熱交換器として、水冷式のインタークーラを用いてもよい。水冷式のインタークーラは、冷却液が循環する循環流路を備える。この場合、循環流路に冷却液を循環させるポンプが冷却装置として機能する。
【００７０】
○送風機３７を設けることなく、自然冷却のみでインタークーラ３３を冷却してもよい。
○圧力可変部材８１に代えて、圧力調整弁によって燃料電池スタック２０に供給される空気の圧力を調整してもよい。
【００７１】
○可変部材は、ディフューザ流路５９に配置された複数のベーンであってもよい。複数のベーンは、ディフューザ流路５９内で、インペラ５２を囲むように環状に配置される。ベーンには、ベーンを回動させるアクチュエータが連結される。ベーンは、アクチュエータによって回動位置（角度）が変更されることで、ディフューザ流路５９の流路断面積を変更する。
【００７２】
○第２流路３５の長さを第１流路３４の長さよりも短くしてもよい。この場合、インタークーラ３３は、遠心圧縮機３１よりも燃料電池スタック２０寄りに位置する。したがって、インタークーラ３３から遠心圧縮機３１までの距離を長くすることで、インタークーラ３３で液化した水が遠心圧縮機３１に至りにくくなる。また、第１流路３４の長さを第２流路３５よりも長くしてもよい。
【００７３】
○遠心圧縮機３１の制御を行う制御部、送風機３７の制御を行う制御部、及び、圧力可変部材８１を制御する制御部は個別に設けられていてもよい。
○第１流路３４の形状は、トラップ流路が形成される形状であれば、適宜変更してもよい。
【００７４】
○ディフューザ流路５９の全体が、対向面７４と対向壁面６１によって区画されていてもよい。即ち、ディフューザ流路５９を区画する対向壁面６１の全面に対向するように対向面７４が設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０…燃料電池車両、１７…スタートスイッチ、２０…燃料電池スタック、３１…遠心圧縮機、３３…インタークーラ（熱交換器）、３４…第１流路、３４ａ…端部、３４ｂ…端部、３５…第２流路、３７…送風機、４３，９７…トラップ流路、５９…ディフューザ流路、７１…可変部材、８１…圧力可変部材、８４…第３流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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