(57)【要約】【課題】ポンプ室から上方へ延びる吐出通路から該ポンプ室内へ液体が流入することを阻止することができるポンプを提供すること。【解決手段】水素循環ポンプ１７は、ハウジングから上方へ延びる吐出通路の内周面に、該吐出通路の周方向全体に亘って延びる液体受け部５０を備え、該液体受け部５０の底部５２には水素オフガスの流通可能な細孔５６が形成されている。また、底部５２の上面には撥水材よりなる撥水被膜５３ａが設けられている。【選択図】図４
2008038726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に区画形成されたポンプ室には吐出通路及び吸入通路が連通され、前記ポンプ室内に収容された回転体の回転に基づき前記吸入通路を介してポンプ室に吸入されたガスを前記吐出通路を介して吐出するポンプであって、
前記ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路の内周面に、該吐出通路の周方向全体に亘って延びる液体受け部を備え、該液体受け部の底部又は壁部における底部側に前記ガスの流通孔が形成されているとともに、前記流通孔からの液体の流下を防止する流下防止手段を備えているポンプ。
【請求項２】
前記吐出通路は、前記ポンプ室に連通するようにハウジングに形成された吐出口と、該吐出口に連通し、ハウジングから上方へ向けて延びるようにハウジングに接続された吐出配管とからなり、前記液体受け部は前記吐出口内に配設されている請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記液体受け部には、該液体受け部の上端から外方へ延設されたフランジ部が一体に形成され、前記フランジ部がハウジングにおける前記吐出口の上側開口の周囲と吐出配管とで挟持されることで液体受け部が吐出口内に位置決めされている請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記流通孔は、前記液体受け部の周方向に沿って多数形成されている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記流下防止手段は、前記底部に設けられた撥水手段である請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項６】
前記流下防止手段は、前記流通孔を覆う樹脂よりなる延伸多孔質膜である請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項７】
燃料電池で使用されなかった水素ガスを水素源から供給される水素ガスと合流させて燃料電池に供給可能な水素循環経路を備えた燃料電池システムにおいて、前記燃料電池で使用されなかった水素ガスを、前記吸入通路を介してポンプ室に吸入し、前記吐出通路を介して吐出して前記燃料電池に向けて搬送するために用いられる水素循環ポンプである請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ室内に収容された回転体の回転に基づき吸入配管を介してポンプ室に吸入されたガスを吐出配管を介して吐出するポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素を反応させて発電する燃料電池システムでは、燃料電池で使用されなかった未反応の水素ガス（所謂、水素オフガス）を前記燃料電池に再供給するための水素循環経路が設けられている。この水素循環経路には水素オフガスを搬送させるための水素循環ポンプが設けられている。
【０００３】
前記水素循環ポンプとしては、例えば、モータにより駆動されるルーツ式ポンプが用いられている。このルーツ式ポンプは、ハウジング内に区画形成されたポンプ室に一対のロータが収容されてなる。前記一対のロータはそれぞれ回転軸に固定されている。そして、上記構成のルーツ式ポンプにおいて、モータの回転に伴い一対のロータが回転されると、水素オフガスが吸入通路を介してポンプ室内に吸入される。さらに、一対のロータの回転により、ポンプ室内に吸入された水素オフガスは、吐出通路を介してポンプ室外へ吐出される。そして、ポンプ作用により搬送された水素オフガスは、新たに供給された水素ガスに混合されることにより、燃料電池に再供給される。
【０００４】
しかし、上記燃料電池システムにおいては、燃料電池の発電に伴って生成された水は、水素オフガスと共に燃料電池から排出され、さらに、水素オフガスと共にポンプ室内に導入された後、ポンプ室外へ導出される。よって、水素循環経路内を水が循環していることとなり、該水がポンプ室内に導入されると、ロータの軸方向端面とポンプ室（ハウジング）の内壁面との間隙に水が浸入してしまう。
【０００５】
そして、例えば、氷点下といった低温環境下で燃料電池システムが運転状態から停止されたとき、水が凝縮して凍結してしまい、該凍結によりロータの軸方向端面とポンプ室の内壁面とが貼り付いたり、ロータ同士で貼り付いたりしてしまう虞がある。ロータの軸方向端面と、ポンプ室の内壁面とが貼り付いた場合は、燃料電池システムの運転再開時に、前記ロータの軸方向端面をポンプ室の内壁面から引き剥がすために大トルクが必要となることから、ルーツ式ポンプにおいては、大トルクを発生可能とする大型のモータを搭載する必要が生じ、ルーツ式ポンプが大型化してしまっていた。
【０００６】
そこで、ポンプ室内に導入される水の量を減らすための手段がポンプには設けられ、例えば、吸入通路及び吐出通路の途中に液体貯留部を設けたポンプ（水素ポンプ）が提案されている（特許文献１参照。）。特許文献１の水素ポンプにおいて、ハウジング（ポンプケーシング）の下端部には回転軸の軸方向へ延びる吸入通路（吸込部）及び吐出通路（吐出部）が設けられ、該吸入通路及び吐出通路の途中には下方へ凹むように液体貯留部が設けられている。そして、ポンプ室へ向かう水素オフガス中に含まれる水のほとんどは吸入通路上を通過するときに液体貯留部に落水し、水素オフガスから除去される。よって、この液体貯留部への落水によってポンプ室内に導入される水の量を減らすとされている。さらに、ポンプ室を通過した水素オフガス中に含まれる水は吐出通路上を通過するときに液体貯留部に落水し、水素オフガスから除去される。
【特許文献１】特開２００３−１７８７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、水素ポンプにおいて、吐出通路がポンプ室から上方へ向けて延びている場合がある。この場合、ポンプ室から吐出された水素オフガスに水が含まれていると水は吐出通路の内周面に付着する。そして、燃料電池システムの運転停止時には水が吐出通路の内周面を伝ってポンプ室へ流入してしまう。その結果として、上述したように水の凍結により、ロータの軸方向端面とポンプ室の内壁面とが貼り付いてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路から該ポンプ室内へ液体が流入することを阻止することができるポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジング内に区画形成されたポンプ室には吐出通路及び吸入通路が連通され、前記ポンプ室内に収容された回転体の回転に基づき前記吸入通路を介してポンプ室に吸入されたガスを前記吐出通路を介して吐出するポンプであって、前記ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路の内周面に、該吐出通路の周方向全体に亘って延びる液体受け部を備え、該液体受け部の底部又は壁部における底部側に前記ガスの流通孔が形成されているとともに、前記流通孔からの液体の流下を防止する流下防止手段を備えていることを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路の内周面に液体が付着していると、ポンプの運転停止中、液体は吐出通路の内周面を伝って流下してくる。このとき、該吐出通路の内周面に液体受け部が設けられているため、液体は液体受け部に受け止められ、それ以上の流下、すなわちポンプ室へ向けての流下が阻止される。液体受け部に溜まった液体は、流下防止手段により、流通孔からの流下が防止されるため、液体が液体受け部からポンプ室へ落下することが防止される。また、ポンプの運転中、液体受け部に受け止められた液体は、流通孔をポンプ室側（下側）から吐出先（上側）へ向かって通過する吐出ガスによって液体受け部の外側へ吹き飛ばされる。したがって、液体受け部内に液体が溜まり続け、オーバーフローにより液体受け部から液体が洩れ出てしまうことを防止することができる。よって、ポンプの運転停止中及び運転中のいずれの場合であっても、吐出通路の内周面に付着した液体がポンプ室内に流入することが阻止される。
【００１１】
また、前記吐出通路は、前記ポンプ室に連通するようにハウジングに形成された吐出口と、該吐出口に連通し、ハウジングから上方へ向けて延びるようにハウジングに接続された吐出配管とからなり、前記液体受け部は前記吐出口内に配設されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、液体受け部が吐出口内に設けられていると、液体受け部は吐出通路におけるポンプ室の直前となる位置に設けられる。このため、ポンプ室の直前となる位置で流下してきた液体を液体受け部で受け止めることができ、ポンプ室内へ液体の流入を確実に阻止することができる。
【００１３】
また、前記液体受け部には、該液体受け部の上端から外方へ延設されたフランジ部が一体に形成され、前記フランジ部がハウジングにおける前記吐出口の上側開口の周囲と吐出配管とで挟持されることで液体受け部が吐出口内に位置決めされていてもよい。この構成によれば、フランジ部を吐出口の上側開口の周囲と、吐出配管とで挟持することにより、液体受け部を吐出口内に容易に位置決めすることができる。
【００１４】
また、前記流通孔は、前記液体受け部の周方向に沿って多数形成されていてもよい。この構成によれば、多数の流通孔を吐出ガスが通過することにより、液体受け部内の液体を効率よく吹き飛ばすことができる。
【００１５】
また、前記流下防止手段は、前記底部に設けられた撥水手段であってもよい。この構成によれば、撥水手段によって底部上に液体が広がらず、滴状になる。滴状の液体は流通孔に流入しにくいため、流通孔から液体が流下することを防止することができる。
【００１６】
また、前記流下防止手段は、前記流通孔を覆う樹脂よりなる延伸多孔質膜であってもよい。この構成によれば、延伸多孔質膜により、流通孔に、ポンプ室から吐出されたガスを通過させることを可能とする一方で、流通孔内に液体が流入することを防止することができる。よって、流通孔を通過するガスによって液体受け部の外側へ液体を吹き飛ばすことができる一方で、流通孔から液体が流下することを防止することができる。
【００１７】
また、ポンプは、燃料電池で使用されなかった水素ガスを水素源から供給される水素ガスと合流させて燃料電池に供給可能な水素循環経路を備えた燃料電池システムにおいて、前記燃料電池で使用されなかった水素ガスを、前記吸入通路を介してポンプ室に吸入し、前記吐出通路を介して吐出して前記燃料電池に向けて搬送するために用いられる水素循環ポンプであってもよい。
【００１８】
この構成によれば、ポンプが水素循環経路に用いられると、ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路の内周面には燃料電池の発電に伴って生成された水が付着することがある。そして、ポンプの停止時には、水は吐出通路の内周面を流下してポンプ室に流入する虞がある。この水がポンプ室内に浸入すると、水は低温環境下ではポンプ室内で結露し、氷点下では凍結するため、回転体とポンプ室とを氷結（固着）させる可能性が高まる。しかし、前記吐出通路内に液体受け部を設け、流下してきた水を受け止め、さらに、ポンプの運転時には流通孔に水素オフガスを通過させて水を液体受け部外へ吹き飛ばすことでポンプ室に水が流入することを阻止することができる。したがって、ポンプにおいて、ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路内に液体受け部を設ける構成は、凍結により回転体とポンプ室とが固着しやすい水素循環ポンプに採用するのに特に有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ポンプ室から上方へ向けて延びる吐出通路から該ポンプ室内へ液体が流入することを阻止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のポンプを燃料電池システムの水素循環ポンプに具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。まず、燃料電池システム１０について説明する。図２に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池１１、酸素供給手段１２、水素供給手段１３を備えている。燃料電池１１は、例えば固体高分子型の燃料電池からなり、酸素供給手段１２から供給される酸素と、水素供給手段１３から供給される水素とを反応させて直流の電気エネルギー（直流電力）を発生する（発電する）。前記酸素供給手段１２は、圧縮空気を供給するためのコンプレッサ１４を備え、コンプレッサ１４は酸素供給ポート（図示せず）に管路１５を介して連結され、管路１５の途中に加湿器１６が設けられている。
【００２１】
前記水素供給手段１３は、燃料電池１１で使用されなかった水素ガス（所謂水素オフガス）を循環使用するためにポンプとしての水素循環ポンプ１７を備えている。この水素循環ポンプ１７は、ルーツ式のポンプであり、燃料電池１１で使用されなかった水素オフガス（ガス）を燃料電池１１へと再び供給（搬送）するために設けられている。水素循環ポンプ１７は燃料電池１１の水素供給ポート（図示せず）に吐出配管１８を介して連結され、燃料電池１１の水素排出ポート（図示せず）に吸入配管１９を介して連結されている。また、水素供給手段１３は、水素源（水素ガス供給源）としての水素タンク２０を備えている。水素タンク２０は途中にレギュレータ（図示せず）を備えた管路２１を介して吐出配管１８に連結されている。そして、水素循環ポンプ１７、吐出配管１８及び吸入配管１９により、燃料電池１１で使用されなかった水素オフガスを水素タンク２０から新たに供給される水素ガスとともに燃料電池１１に供給可能な水素循環経路が構成されている。
【００２２】
次に、水素循環ポンプ１７について具体的に説明する。なお、以下の説明において水素循環ポンプ１７の「前」「後」は、図１に示す矢印Ｙ１の方向を前後方向とし、「上」「下」は、図３に示す矢印Ｙ２の方向を上下方向とする。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の水素循環ポンプ１７のハウジングは、ポンプハウジングＰと、モータハウジングＭとから構成されている。前記ポンプハウジングＰは、ロータハウジング２２の後端（図１では右端）に軸支部材２３が接合固定され、さらに、前記軸支部材２３の後面（図１では右面）にギアハウジング２５が接合固定されて形成されている。そして、ポンプハウジングＰにおいて、ロータハウジング２２と軸支部材２３との間にポンプ室２４が囲み形成されている。なお、前記ポンプ室２４において、前記ロータハウジング２２の内面と軸支部材２３の内面は、ポンプ室２４の内壁面Ｈを形成している。
【００２４】
また、ギアハウジング２５と軸支部材２３との間にギア室２６が囲み形成されている。前記モータハウジングＭは、前記ロータハウジング２２の前端（図１では左端）に仕切壁２８を介して接合固定されて形成されている。そして、仕切壁２８とモータハウジングＭとの間にモータ室（図示せず）が囲み形成され、このモータ室内には電動モータ（図示せず）が収容されている。
【００２５】
ハウジングにおいて、前記モータハウジングＭと、ロータハウジング２２と、軸支部材２３とには、回転軸たる駆動軸３１がベアリング３２を介して回転可能に支持されている。さらに、ロータハウジング２２と、前記軸支部材２３とには、前記駆動軸３１と平行をなす回転軸たる従動軸３５がベアリング３６を介して回転可能に支持されている。
【００２６】
図１及び図３に示すように、前記ポンプ室２４内において、駆動軸３１には回転体としての駆動ロータ３９が取付固定され、従動軸３５には回転体としての従動ロータ４０が取付固定されている。なお、駆動ロータ３９において駆動軸３１の軸方向に沿った方向を駆動ロータ３９の軸方向とし、従動ロータ４０において従動軸３５の軸方向に沿った方向を従動ロータ４０の軸方向とする。
【００２７】
図３に示すように、駆動ロータ３９及び従動ロータ４０は、前記駆動ロータ３９及び従動ロータ４０の軸方向に直交する断面視が、双葉状（瓢箪状）に形成された二葉型のロータである。そして、駆動ロータ３９には二条の山歯４１が形成され、両山歯４１の間には谷歯４２が形成されている。また、従動ロータ４０には二条の山歯４３が形成され、両山歯４３の間には谷歯４４が形成されている。
【００２８】
上記構成の駆動ロータ３９の山歯４１は従動ロータ４０の谷歯４４に僅かなクリアランスを保って係合するようになっており、従動ロータ４０の山歯４３は駆動ロータ３９の谷歯４２に僅かなクリアランスを保って係合するようになっている。そして、ポンプ室２４内において、駆動ロータ３９と従動ロータ４０とは、山歯４１と谷歯４４、及び谷歯４２と山歯４３とが僅かなクリアランスを保って互いに係合可能に収容されている。また、図１に示すように、駆動ロータ３９において、該駆動ロータ３９の軸方向の両端面と、ポンプ室２４の内壁面Ｈとの間、すなわち、駆動ロータ３９の前端面３９ａとポンプ室２４の内壁面Ｈとの間、駆動ロータ３９の後端面３９ｂとポンプ室２４の内壁面Ｈとの間には、僅かな隙間（図示せず）が形成されている。
【００２９】
また、従動ロータ４０において、該従動ロータ４０の軸方向の両端面と、ポンプ室２４の内壁面Ｈとの間、すなわち、従動ロータ４０の前端面４０ａとポンプ室２４の内壁面Ｈとの間、従動ロータ４０の後端面４０ｂとポンプ室２４の内壁面Ｈとの間には、僅かな隙間（図示せず）が形成されている。前記隙間は、駆動ロータ３９の前後両端面３９ａ，３９ｂとポンプ室２４の内壁面Ｈ、及び従動ロータ４０の前後両端面４０ａ，４０ｂとポンプ室２４の内壁面Ｈとが摺接して焼付等が生じることを防止するとともに、水素オフガスの漏れをより小さくするために小さな隙間となっている。
【００３０】
図３に示すように、ロータハウジング２２の下部には、前記吸入配管１９が接続されているとともに、前記燃料電池１１から排出された水素オフガスを吸入配管１９からポンプ室２４内へ吸入するための吸入口２４ａが形成されている。前記吸入配管１９は、ロータハウジング２２への接続端に接続フランジ１９ａを一体に備えている。該接続フランジ１９ａからロータハウジング２２にボルト２７を螺合することによって吸入配管１９がロータハウジング２２に接続されている。そして、駆動ロータ３９及び従動ロータ４０の回転に基づき、水素オフガスは、前記吸入配管１９及び吸入口２４ａを介してポンプ室２４へ吸入されるようになっている。本実施形態では、前記吸入配管１９と吸入口２４ａがポンプ室２４に連通する吸入通路を形成している。
【００３１】
また、ロータハウジング２２の上部において、前記吸入口２４ａと対向する位置には、前記吐出配管１８が接続されているとともに、水素オフガスをポンプ室２４から吐出配管１８へ吐出するための吐出口２４ｂが形成されている。前記吐出配管１８は、ロータハウジング２２への接続端に接続フランジ１８ａを一体に備えている。接続フランジ１８ａからロータハウジング２２にボルト２７を螺合することによって吐出配管１８がロータハウジング２２に接続されている。そして、前記駆動ロータ３９及び従動ロータ４０の回転に基づき、水素オフガスは、前記吐出口２４ｂ及び吐出配管１８を介してポンプ室２４から吐出されるようになっている。本実施形態では、吐出口２４ｂと吐出配管１８がポンプ室２４に連通する吐出通路を形成している。
【００３２】
図１に示すように、前記ギア室２６内において、駆動軸３１の端部に固定された駆動ギア４５ａと従動軸３５の端部に固定された従動ギア４５ｂとは噛合連結されている。そして、上記構成の水素循環ポンプ１７では、前記電動モータの回転駆動に基づき駆動軸３１が回転すると、駆動ギア４５ａと従動ギア４５ｂとの噛合連結を通じて従動軸３５が駆動軸３１とは異なる方向へ回転する。すると、ポンプ室２４内では、駆動ロータ３９と従動ロータ４０とが回転する。
【００３３】
燃料電池１１から排出された水素オフガスは、駆動ロータ３９と従動ロータ４０の回転に伴い吸入配管１９を介して吸入口２４ａからポンプ室２４内へ吸入される。その後、駆動ロータ３９及び従動ロータ４０の外面と、ポンプ室２４の内面とが協働することにより、ポンプ室２４内に吸入された水素オフガスはポンプ室２４の吐出口２４ｂ側へ送り出され、該吐出口２４ｂからポンプ室２４外の吐出配管１８へ吐出される。その後、吐出配管１８へ吐出された水素オフガスは、水素タンク２０から新たに供給される水素ガスとともに吐出配管１８から燃料電池１１に再供給されるようになっている。
【００３４】
図４に示すように、前記吐出通路内であって、ポンプ室２４の直前となる吐出口２４ｂ内には、前記吐出配管１８の内周面１８Ａを流下する水（液体）を受ける液体受け部５０が配設されている。なお、前記水は、燃料電池１１の発電に伴って生成され、水素オフガスと共に燃料電池１１から排出される。そして、水素循環ポンプ１７の運転により、水素オフガスとともにポンプ室２４へ導入され、さらに、ポンプ室２４外へ導出される。
【００３５】
前記液体受け部５０は、吐出通路としての吐出口２４ｂの内周面２４Ａに、その周方向全体に亘って延びるように配設されている。液体受け部５０は、吐出口２４ｂの内周面２４Ａの周方向に延びる円環状をなす。液体受け部５０は、吐出口２４ｂの内周面２４Ａに沿って配設される円筒状の第１壁部５１と、該第１壁部５１に対して直交するように第１壁部５１の下端から内側へ延びる底部５２と、前記第１壁部５１の内周面５１Ａに相対向するように前記底部５２から立設された円筒状の第２壁部５３とから形成されている。前記第１壁部５１の内周面５１Ａと、第２壁部５３において第１壁部５１に対向する内周面５３Ａとの間隔は一定であり、底部５２によって第１壁部５１の内周面５１Ａと第２壁部５３の内周面５３Ａとの間に平面視円環状の貯留空間Ｓが区画形成されている。そして、この貯留空間Ｓによって液体受け部５０に水を貯留することが可能となっている。
【００３６】
前記第２壁部５３よりも吐出口２４ｂの中心側には通過孔５５が形成され、ポンプ室２４から吐出された水素オフガス（吐出ガス）は通過孔５５を通過して吐出配管１８へ吐出されるようになっている。吐出口２４ｂ内に液体受け部５０が配設された状態では、前記第１壁部５１の内周面５１Ａと吐出配管１８の内周面１８Ａとは同径となっている。すなわち、吐出配管１８の内周面１８Ａと、第１壁部５１の内周面５１Ａとは、同一周面状に位置し、連続面を形成している。なお、第１壁部５１の内周面５１Ａと吐出配管１８の内周面１８Ａとを連続面とするために、吐出口２４ｂの直径が吐出配管１８の内径よりも第１壁部５１の厚み分だけ拡径されている。
【００３７】
図５に示すように、液体受け部５０において、底部５２には、流通孔として多数の細孔５６が底部５２を貫通するように形成されている。多数の細孔５６は、底部５２の周方向に沿って等間隔おきに形成されている。そして、各細孔５６には、ポンプ室２４から吐出された水素オフガス（吐出ガス）が通過可能になっている。すなわち、ポンプ室２４から燃料電池１１に向けて流れ、液体受け部５０の下側から上側へ向けて流れる水素オフガスが、細孔５６を通過するようになっている。図５の網掛け部に示すように、前記底部５２の上面において、細孔５６を除く箇所全体には、前記細孔５６からの水の流下を防止する流下防止手段としての撥水手段を構成する撥水被膜５３ａが形成されている。この撥水被膜５３ａは、底部５２上面の水をはじいて水滴状とすることによって、水が細孔５６に流下しないようにしている。なお、撥水被膜５３ａはフッ素樹脂によるコーティングによって形成される。
【００３８】
図４及び図５に示すように、前記第１壁部５１の上端には、第１壁部５１の軸方向に対して直交する方向へ延びるフランジ部５７が設けられている。このフランジ部５７は、第１壁部５１の全周に亘って設けられ、液体受け部５０を吐出口２４ｂ内に配設する際、ロータハウジング２２の上面において、吐出口２４ｂの上側開口の周囲に掛止され、液体受け部５０を吐出口２４ｂ内に位置決めするために設けられている。すなわち、液体受け部５０は、フランジ部５７を一体に備えている。
【００３９】
また、ロータハウジング２２の上面であって、吐出口２４ｂの上側開口の周囲には環状溝２２ａが凹設され、該環状溝２２ａにはＯリング５９が装着されている。さらに、吐出配管１８の接続フランジ１８ａの下面には、吐出配管１８の内周面１８Ａに連続する収容凹部１８ｂが凹設されている。
【００４０】
そして、ボルト２７によって吐出配管１８をロータハウジング２２に接続する際、収容凹部１８ｂ内には、吐出口２４ｂの周囲に掛止されたフランジ部５７が収容される。収容凹部１８ｂ内にフランジ部５７が収容されることで、接続フランジ１８ａの下面において収容凹部１８ｂ以外の面がロータハウジング２２の上面に当接するようになっている。すなわち、接続フランジ１８ａの下面が前記Ｏリング５９に圧接し、吐出配管１８とロータハウジング２２との間からの水素オフガスの漏れが抑制されている。
【００４１】
さて、燃料電池システム１０が運転状態にあり、上記構成の水素循環ポンプ１７が運転状態にあるときには、燃料電池１１から排出された水を含む水素オフガスは、吸入配管１９を介して吸入口２４ａからポンプ室２４内へ導入され、吐出口２４ｂより吐出配管１８へ吐出される。すると、水は吐出配管１８の内周面１８Ａや吸入配管１９の内周面等に付着する。水素循環ポンプ１７の運転状態では、ポンプ室２４から吐出され、吐出配管１８を下側から上側へ向かって流れる水素オフガスにより、吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水がポンプ室２４へ流入することが防止されている。
【００４２】
燃料電池システム１０が運転状態から停止され、水素循環ポンプ１７が停止されて駆動ロータ３９及び従動ロータ４０が停止すると、ポンプ室２４から上方へ向けて延びる吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水は、その自重によって吐出配管１８の内周面１８Ａを伝って流下していく。このとき、吐出通路における吐出口２４ｂの内周面２４Ａには、その周方向全体に亘って延びる液体受け部５０が設けられ、吐出配管１８の内周面１８Ａに連続して液体受け部５０（壁部５１）の内周面５１Ａが位置している。よって、流下してきた水は吐出配管１８の内周面１８Ａから壁部５１の内周面５１Ａを伝っていく。そして、水は底部５２に受け止められ、貯留空間Ｓに貯留されるため、内周面１８Ａを流下してきた水がポンプ室２４内へ流入することが防止される。
【００４３】
底部５２上では、撥水被膜５３ａによって水が底部５２上で広がることが防止され、滴状で底部５２上で存在する。さらに、複数の水滴同士が集まって大きな水滴となるため、該水滴が細孔５６上にあっても細孔５６から落下することが防止される。よって、吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水がポンプ室２４内に流入することが防止される。
【００４４】
燃料電池システム１０の運転が開始されると、ポンプ室２４から吐出された水素オフガス（吐出ガス）は、吐出口２４ｂをポンプ室２４（下側）から吐出先（上側）へ向けて通過し、多数の細孔５６をその下側から上側へと通過していく。このため、細孔５６上の水滴は、該細孔５６を通過する水素オフガスによって上方へ向けて吹き飛ばされ、細孔５６上に留まり続けることがない。その結果、燃料電池システム１０の運転状態及び停止状態のいずれであっても、吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水がポンプ室２４内に流入することが阻止される。
【００４５】
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）ポンプ室２４から上方へ向けて延びる吐出通路の内周面（吐出口２４ｂの内周面２４Ａ）に、その周方向全体に亘って液体受け部５０を設けた。このため、吐出配管１８の内周面１８Ａを流下した水は液体受け部５０によって受け止められ、吐出配管１８からポンプ室２４内に水が流入することを防止することができる。さらに、底部５２の上面に撥水被膜５３ａが設けられている。このため、底部５２へ流下してきた水が底部５２上で広がらず、滴状にすることができる。よって、水が細孔５６の孔径より大きな水滴となることで、水が細孔５６を流下することを防止することができる。加えて、液体受け部５０の底部５２には多数の細孔５６が形成されている。このため、底部５２の多数箇所に水素オフガスを通過させることができ、底部５２や細孔５６上に溜まった水を水素オフガスで液体受け部５０外へ確実に吹き飛ばすことができる。
【００４６】
したがって、水素循環ポンプ１７の運転状態及び停止状態のいずれであっても、吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水がポンプ室２４内に流入することが阻止され、両ロータ３９，４０の端面３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂとポンプ室２４の内壁面Ｈとの間に水が浸入することが抑制される。よって、低温環境下（氷点下）で水の凍結による両ロータ３９，４０の端面３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂとポンプ室２４の内壁面Ｈとの貼り付きを抑制することができる。その結果として、燃料電池システム１０の運転再開時に、ロータ３９，４０を内壁面Ｈから引き剥がすために電動モータに大トルクを発生させることを必要とせず、該大トルクを発生させるために電動モータを大型化する必要もなくなる。したがって、水素循環ポンプ１７の体格の大型化を抑制することができる。
【００４７】
（２）液体受け部５０は、吐出通路のうち吐出配管１８より下側の吐出口２４ｂ内に設けられている。このため、吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水は、ポンプ室２４の直前となる吐出口２４ｂ内で液体受け部５０によって受け止められる。例えば、液体受け部５０が吐出口２４ｂより上側となる吐出配管１８内に設けられていると、液体受け部５０よりも下側の吐出配管１８の内周面１８Ａに付着した水がポンプ室２４内に流入してしまう虞がある。よって、液体受け部５０を吐出口２４ｂ内に設ける構成は、吐出配管１８を流下する水がポンプ室２４内に流入するのを防止するのに特に好ましい構成である。
【００４８】
（３）液体受け部５０はフランジ部５７を一体に備え、該フランジ部５７を吐出口２４ｂの周囲に掛止させ、さらに、フランジ部５７を吐出配管１８の接続フランジ１８ａとロータハウジング２２によって挟持することで液体受け部５０は吐出口２４ｂ内に位置決めされる。したがって、例えば、吐出配管１８の内周面１８Ａや吐出口２４ｂの内周面２４Ａに液体受け部５０を一体形成する場合に比して、液体受け部５０を容易に設けることができる。
【００４９】
（４）燃料電池システム１０においては、水素と酸素の反応により必ず水が発生し、水素循環ポンプ１７が水素循環経路を構成する以上、吐出配管１８の内周面１８Ａには水が付着する。そして、吐出通路内に液体受け部５０を設けることで、該吐出通路を流下する水のポンプ室２４内への流入を防止することができ、ポンプ室２４内に浸入する全体の水量を減らすことができる。よって、液体受け部５０を設ける構成は、水素循環経路において水素オフガスを燃料電池１１に向けて搬送する水素循環ポンプ１７に適用するのに特に有効である。
【００５０】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、細孔５６をＰＴＦＥ（樹脂）よりなる延伸多孔質膜（例えば、商品名ゴアテックス）で覆ってもよい。このように構成すると、延伸多孔質膜は水は通過させないが、水素オフガスは通過させるため、細孔５６からの水の流下を防止しつつ、水素オフガスによる水の吹き飛ばしを可能とすることができる。
【００５１】
○  細孔５６は、底部５２に１箇所だけ形成されていてもよい。
○  液体受け部５０は、吐出配管１８の内周面１８Ａに設けられ、吐出口２４ｂよりも上側に設けられていてもよい。
【００５２】
○  液体受け部５０をステンレスにより作製してもよい。この場合、ステンレスそのものが撥水性を有するため、底部５２に流下してきた水を広げることなく水滴とすることができる。そして、液体受け部５０そのものが細孔５６からの水の流下を防止する流下防止手段を構成している。
【００５３】
○  撥水被膜５３ａは、底部５２の上面全体ではなく、細孔５６の周囲のみに設けられていてもよい。すなわち、底部５２に流下してきた水が細孔５６内へ流下することが阻止できるのであれば、撥水被膜５３ａを設ける箇所は底部５２の上面全体に限定されない。
【００５４】
○  細孔５６は、底部５２を上下方向へ貫通するのではなく、第２壁部５３における底部５２側の最下面に横方向へ貫通するように形成されていてもよい。すなわち、水素オフガスが通過可能であり、液体受け部５０内に溜まる水を吹き飛ばすことが可能であれば、細孔５６の位置は底部５２に限定されない。
【００５５】
○  吐出配管１８の内周面１８Ａと、液体受け部５０における壁部５１の内周面５１Ａとが連続面でなくてもよい。
○  吐出配管１８内にも液体受け部５０を設け、吐出口２４ｂ内の液体受け部５０とともに吐出通路に複数に液体受け部５０を設けてもよい。
【００５６】
○  吐出口２４ｂの内周面２４Ａ、又は吐出配管１８の内周面１８Ａに液体受け部５０を一体形成してもよい。
○  三葉以上の多葉状の駆動ロータ３９及び従動ロータ４０を用いた水素循環ポンプ１７としてもよい。
【００５７】
○  駆動ロータ３９及び従動ロータ４０を駆動軸３１及び従動軸３５の軸方向に複数個、取付固定した多段式の水素循環ポンプ１７としてもよい。
○  回転体としてスクリューロータに変更して、ポンプをスクリューポンプとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】水素循環ポンプの断面図。
【図２】燃料電池システムの構成図。
【図３】ポンプ室内を示す断面図。
【図４】液体受け部を示す拡大断面図。
【図５】液体受け部を示す平断面図。
【符号の説明】
【００５９】
Ｍ…ハウジングを構成するモータハウジング、Ｐ…ハウジングを構成するポンプハウジング、１０…燃料電池システム、１１…燃料電池、１７…水素循環経路を構成するとともにポンプとしての水素循環ポンプ、１８…水素循環経路及び吐出通路を構成する吐出配管、１８Ａ…吐出通路の内周面を形成する吐出配管の内周面、１９…水素循環経路及び吸入通路を構成する吸入配管、２０…水素源としての水素タンク、２４…ポンプ室、２４ａ…吸入通路を形成する吸入口、２４ｂ…吐出通路を形成する吐出口、２４Ａ…吐出口の内周面、３９…回転体としての駆動ロータ、４０…回転体としての従動ロータ、５０…液体受け部、５１…第１壁部、５２…底部、５３…第２壁部、５３ａ…流下防止手段としての撥水手段である撥水被膜、５６…流通孔としての細孔、５７…フランジ部。
【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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