(57)【要約】【課題】二重管の間隙部分における気体の流れを整え、液体回収率を向上させることができる液体回収装置を提供する。【解決手段】液体回収装置１０は、外管２０と、内管３０と、二重管部３５と、排液管６０と、気流調整部５０と、を有する。二重管部３５は、外管２０における流れ方向下流側にて、外管２０の内側に対して予め定められた間隔を設けて内管を配置して構成され、外管２０の内側と内管３０との間に形成された隙間部４０を有する。排液管６０は、隙間部４０に対して接続され、隙間部４０の内部に流入した液相流体を排出する。気流調整部５０は、隙間部４０に流入した気相流体Ｆｇが内管３０の外表面に沿って排液管６０へ流れるように調整する。【選択図】図３
2022001355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液二相流体が導入される導入部（２１）を有する外管（２０）と、
前記導入部における前記気液二相流体の流れ方向に関し、前記導入部を下流側に延長した位置にて前記外管の内部に配置され、前記気液二相流体から分離された気相流体を排出する内管（３０）と、
前記外管における前記流れ方向下流側にて、前記外管の内側に対して予め定められた間隔を設けて前記内管を配置して構成され、前記外管の内側と前記内管との間に形成された隙間部（４０）を有する二重管部（３５）と、
前記隙間部に対して接続され、前記隙間部の内部に流入した液相流体を排出する排液管（６０）と、
前記隙間部に流入した気相流体が前記内管の外表面に沿って前記排液管へ流れるように調整する気流調整部（５０）と、を有する液体回収装置。
【請求項２】
前記気流調整部は、前記内管の外側表面から前記外管の内側表面へ向かって径方向に突出するように形成された突出部（５１）により構成されており、
前記突出部の突出量は、前記内管の周方向に関して前記排液管に遠い位置の方が前記排液管に近い位置よりも小さい請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項３】
前記気流調整部は、前記内管の外側表面と前記外管の内側を閉塞する上流側壁部（５２）において、前記二重管部の周方向に間隔を設けて配置され、前記導入部と前記隙間部を連通する複数の連通穴（５３）によって構成されており、
前記連通穴の開口面積は、前記二重管部の周方向に関して前記排液管に遠い位置の方が前記排液管に近い位置よりも大きい請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項４】
前記気流調整部は、前記隙間部に隣接するように形成された迂回流路部（５４）と、前記二重管部の周方向に間隔を設けて配置されると共に、前記隙間部と前記迂回流路部との間を気相流体の流出入が可能なように接続する複数の接続穴（５５）とを有しており、
前記接続穴の開口面積は、前記二重管部の周方向に関して前記排液管に遠い位置の方が前記排液管に近い位置よりも大きい請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項５】
前記気流調整部は、前記隙間部において、前記二重管部の周方向に間隔を設けて配置された複数の前記排液管（６０）によって構成されている請求項１に記載の液体回収装置。
【請求項６】
前記排液管は、前記流れ方向下流側ほど前記内管から離れるように傾斜しており、前記二重管部の伸びる方向に対して前記排液管がなす角度（α、αａ、αｂ）は鋭角である請求項１ないし５の何れか１つに記載の液体回収装置。
【請求項７】
複数の前記排液管は、それぞれ、前記流れ方向下流側ほど前記内管から離れるように傾斜しており、
複数の前記排液管のうち、重力方向上方に位置する前記排液管が前記二重管部の伸びる方向に対して為す角度（αａ）は、重力方向下方に位置する前記排液管が前記二重管部の伸びる方向に対して為す角度（αｂ）よりも小さい請求項５に記載の液体回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、気液二相流体から液相流体を分離して回収する液体回収装置に関し、内管及び外管からなる二重管部を有する液体回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気や圧縮空気や各種ガス等の流体を用いたシステムにおいて、液体回収装置が配置されている。液体回収装置は、気液二相状態の流体を気相と液相に分離するように構成されており、分離した液相状態の流体を回収して種々の用途に利用している。
【０００３】
このような液体回収装置に係る発明として、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された気液分離器は、気液二相流体が流れる分離器ケーシングの内周壁面に沿う円筒形状の液体集合部材を配置することによって、管状部材の二重構造となるように構成されている。
【０００４】
そして、特許文献１の気液分離器では、分離器ケーシングの内周壁面と液体集合部材表面により形成される二重管の間隙部分に流入する際に、気相状態の流体と液相状態の流体に分離される。この時、分離された液相状態の流体は、分離器ケーシングの内周壁面に沿って流れる。そして、二重管における間隙部分には、液体排出口が設けられている。気液分離器は、液体排出口を介して、分離された液相状態の流体を回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４７４８２号公報
【発明の概要】
【０００６】
ここで、特許文献１の気液分離器では、二重管の間隙部分に対して、気相状態の流体と液相状態の流体が流入する。従って、二重管の間隙部分における液体の挙動は、二重管の間隙部分に流入した気体の流れの影響を受ける。例えば、二重管の間隙部分のうち、液体排出口から離れた位置では、二重管の間隙部分に流入した気体が逆流してくる場合が想定され、間隙部分に対する液体の流入を阻害する要因となることが考えられる。
【０００７】
この場合、二重管を構成する内管の開口縁の周辺において、二重管の間隙部分へ流入しようとする液体が留まってしまう為、内管へ流入する気体や間隙部分から逆流した気体の影響によって、開口縁周辺の液体が気体出口側に持ち去られてしまう。二重管の間隙部分における気体の流れの影響により液体が気体出口側に持ち去れられた結果、気液分離器における液体回収率が低下してしまう場合があった。
【０００８】
本開示は、上記点に鑑み、二重管の間隙部分における気体の流れを整え、液体回収率を向上させることができる液体回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本開示の一態様に係る液体回収装置は、外管（２０）と、内管（３０）と、二重管部（３５）と、排液管（６０）と、気流調整部（５０）と、を有する。外管は、気液二相流体が導入される導入部（２１）を有する。内管は、導入部における気液二相流体の流れ方向に関し、導入部を下流側に延長した位置にて外管の内部に配置され、気液二相流体から分離された気相流体を排出する。
【００１０】
二重管部は、外管における流れ方向下流側にて、外管の内側に対して予め定められた間隔を設けて内管を配置して構成され、外管の内側と内管との間に形成された隙間部（４０）を有する。排液管は、隙間部に対して接続され、隙間部の内部に流入した液相流体を排出する。気流調整部は、隙間部に流入した気相流体が内管の外表面に沿って排液管へ流れるように調整する。
【００１１】
これによれば、外管の導入部から導入された気液二相流体を、外管と内管により構成された二重管部を通過させることで、液相流体と気相流体に分離させ、外管の内側表面に付着した液相流体を、排液管を介して回収することができる。
【００１２】
液体回収装置によれば、気流調整部によって、隙間部に流入した気相流体が内管の外表面に沿って排液管へ流れるように調整される為、隙間部を流れる気相流体の逆流を抑制することができる。この結果、内管の先端部の周辺における液相流体の滞留を抑制し、内管の内部へと向かう気相流体による液相流体の飛散を抑制することができ、液相流体の回収率を向上させることができる。
【００１３】
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の液体回収装置を含む燃料電池システムの構成図である。
【図２】第１実施形態に係る液体回収装置の外観斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る液体回収装置の構成を示す断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図である。
【図５】従来の気液分離器における気液二相流体の流れを示す説明図である。
【図６】第１実施形態に係る液体回収装置における流体の流れに関する説明図である。
【図７】第１実施形態に係る液体回収装置の隙間部における気相流体の流れに関する説明図である。
【図８】第２実施形態に係る液体回収装置の構成を示す断面図である。
【図９】図８におけるＩＸ−ＩＸ断面を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態に係る液体回収装置の構成を示す断面図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ断面を示す断面図である。
【図１２】第３実施形態の迂回流路部における気相流体の流れを示す説明図である。
【図１３】第４実施形態に係る液体回収装置の構成を示す断面図である。
【図１４】第４実施形態における複数の排液管の配置を示す説明図である。
【図１５】第４実施形態の隙間部における気相流体の流れを示す説明図である。
【図１６】第５実施形態に係る液体回収装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１６】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る液体回収装置１０は、燃料電池１を電源として走行する電気自動車（燃料電池車両）に搭載されており、燃料電池システム１００の一部を構成している。燃料電池システム１００は、走行用電動モータやバッテリ等の電気機器（図示せず）に対して、燃料電池１で発電された電力を供給するように構成されている。
【００１７】
先ず、第１実施形態に係る燃料電池システム１００の構成について、図１を参照して説明する。第１実施形態に係る燃料電池システム１００は、水素と酸素との化学反応を利用して電力を発生する燃料電池１（ＦＣスタック）を有している。
【００１８】
燃料電池１は、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）であり、多数のセルを組み合わせて構成されている。各セルは、電解質膜を一対の電極で挟み込んで形成されている。
【００１９】
燃料電池１には、空気通路２を介して、酸素を含む空気が供給される。この空気通路２には、エアポンプ６が配置されており、エアポンプ６の作動によって空気を圧送して、燃料電池１に供給している。又、燃料電池１には、水素通路３を介して水素が供給される。
【００２０】
そして、燃料電池１では、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギが発生する。この電気化学反応に用いられなかった未反応の酸素及び水素は、排気ガス及び排気水素として燃料電池１から排出される。尚、未反応の排気水素は、水素ポンプ９の作動に伴って、再び水素通路３に戻され、燃料電池１に対して供給される。
（負極側）Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
（正極側）２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
電気化学反応の為には、燃料電池１内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となっている必要がある。燃料電池システム１００は、燃料電池１に供給される空気及び水素に加湿を行い、これらの加湿されたガスを燃料電池１に供給することで、燃料電池１内の電解質膜を加湿するように構成されている。
【００２１】
又、燃料電池１では、発電の際の電気化学反応により熱及び水分が発生する。燃料電池１の発電効率を考慮すると、燃料電池１は、燃料電池システム１００が作動している間、一定温度（例えば、８０℃程度）に維持されていることが望ましい。又、燃料電池１内部の電解質膜は、所定の許容上限温度を超えると、高温により破壊されてしまう。この為、燃料電池１の温度が許容温度以下となるようにしておく必要がある。
【００２２】
図１に示すように、燃料電池システム１００には、冷却水回路が配置されており、熱媒体としての冷却水を用いて、燃料電池１を冷却して燃料電池１の温度を制御している。この熱媒体である冷却水としては、低温時における凍結を防止する為に、例えば、エチレングリコールと水の混合溶液を用いることができる。
【００２３】
冷却水回路は、ラジエータ４と、ファン５と、冷却水流路７と、ウォータポンプ８とを有している。冷却水回路は、燃料電池１とラジエータ４の間で冷却水を循環させることによって、燃料電池１で発生した熱を系外へ放出するように構成されている。
【００２４】
ラジエータ４は、燃料電池１で発生した熱を系外に放熱するように構成された熱交換器である。燃料電池システム１００においては、冷却水回路の冷却水は、燃料電池１を流れる過程で、電気化学反応で発生した熱を吸熱して流出し、冷却水流路７を介して、ラジエータ４へ流入する。
【００２５】
ラジエータ４では、冷却水と大気との熱交換が行われ、冷却水の熱が大気に放熱される。その後、冷却水は、ラジエータ４から燃料電池１へ向かって流れ、冷却水回路の冷却水流路７を循環する。即ち、ラジエータ４は、熱媒体としての冷却水との熱交換によって、燃料電池１の電気化学反応で生じた熱を放熱して、燃料電池１を冷却している。
【００２６】
ファン５は、ラジエータ４における熱交換対象である外気をラジエータ４に送風することで、ラジエータ４における冷却水の熱交換を補助している。ウォータポンプ８は、燃料電池１とラジエータ４を含む循環径路としての冷却水流路７に配置されており、冷却水を圧送することで、冷却水回路において冷却水を循環させている。
【００２７】
燃料電池システム１００では、冷却水回路における冷却水の温度制御は、ウォータポンプ８による流量制御、ファン５の送風量制御によって行われる。そして、冷却水流路７における燃料電池１の出口側には、図示しない水温センサが配置されている。水温センサは、燃料電池１の出口側から流出する冷却水温度を検出する。
【００２８】
燃料電池システム１００において、燃料電池１による発電の際に発生した水分は、燃料電池１から空気通路２を介して、空気に含まれた状態（即ち、気液二相状態）で排出される。この為、空気通路２における燃料電池１の下流側には、液体回収装置１０が配置されている。即ち、燃料電池１から液体回収装置１０へ向かう流体の流れ方向が本開示における気液二相流体の流れ方向に相当する。
【００２９】
液体回収装置１０は、燃料電池１での発電の際に発生した水分を、空気通路２から排出された空気と共に取り込んで、水蒸気と水に分離する。そして、液体回収装置１０で分離された水蒸気は、燃料電池システム１００の外部に排出される。
【００３０】
一方、液体回収装置１０で分離された水は、凝縮により温度が下げられた状態で、液体用タンク１１ａ内に回収され、燃料電池１の加湿等に用いられる。液体回収装置１０の具体的構成については、後に図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
燃料電池システム１００において、液体用タンク１１ａ内に回収された回収水は、種々の用途に利用することが可能である。具体的に、燃料電池システム１００では、液体用タンク１１ａ内に回収された回収水は、燃料電池１における電解質膜の加湿と、ラジエータ４の冷却に用いられる。液体用タンク１１ａの下部には、液体用タンク１１ａ内に貯留されている回収水を利用する為の回収水用流路１１が接続されている。
【００３２】
図１に示すように、この回収水用流路１１は、液体回収装置１０の下部から液体用タンク１１ａを介して、流量調整弁１３に接続されている。回収水用流路１１には、液体用タンク１１ａの下流側に散布用ポンプ１２が配置されている。従って、燃料電池システム１００においては、散布用ポンプ１２を作動させることによって、液体用タンク１１ａ内に貯留されている回収水を、流量調整弁１３へ圧送することができる。
【００３３】
流量調整弁１３には、ラジエータ側流路１４と、加湿用流路１５とが接続されている。ラジエータ側流路１４は、散布用ポンプ１２の作動によって、液体用タンク１１ａ内部から流量調整弁１３を介して圧送された回収水をラジエータ４に散布する為の流路である。ラジエータ側流路１４の先端部分には、水を霧状に散布（噴射）する為の散水ノズルが配置されている。
【００３４】
燃料電池システム１００において、流量調整弁１３は、ラジエータ側流路１４に対する弁開度と、加湿用流路１５に対する弁開度を調整可能に構成されている。流量調整弁１３は、ラジエータ側流路１４における回収水の散布流量と、加湿用流路１５における回収水の散布流量を調整する。
【００３５】
そして、加湿用流路１５は、散布用ポンプ１２の作動によって、液体用タンク１１ａ内部から流量調整弁１３を介して圧送された回収水を、燃料電池１に供給される空気中へ散布する為の流路である。加湿用流路１５の先端部分には、水を霧状に散布（噴射）する為の散水ノズルが配置されている。
【００３６】
具体的には、加湿用流路１５における散水ノズルは、空気通路２におけるエアポンプ６の下流側に回収水を散布して、空気通路２の空気を加湿して燃料電池１に供給するように配置されている。
【００３７】
そして、第１実施形態に係る燃料電池システム１００は、図示しない制御装置を有している。制御装置は、燃料電池システム１００を構成する各制御対象機器の作動を制御する制御部である。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００３８】
制御装置の入力側には、燃料電池１及び水温センサが接続されている。従って、制御装置は、燃料電池１の出力や水温センサによる冷却水温度を取得することができる。
【００３９】
又、制御装置の出力側には、水素ポンプ９、散布用ポンプ１２、流量調整弁１３等の各制御対象機器が接続されている。従って、制御装置のＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて、燃料電池システム１００の作動を制御することができる。
【００４０】
続いて、第１実施形態に係る液体回収装置１０の具体的構成について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。尚、図３に示す断面図は、液体回収装置１０における外管２０の中心軸Ｃを含む縦方向の断面で切断した状態を示している。又、図４に示す断面図は、中心軸Ｃに鉛直で、後述する突出部５１の位置を含む断面で切断した状態を示している。そして、以下の説明における流れ方向とは、液体回収装置１０に流入する際の気液二相流体の流れ方向を意味しており、後述する導入部２１の中心軸Ｃに準じているものとする。
【００４１】
上述したように、液体回収装置１０は、空気通路２における燃料電池１の下流側において、燃料電池１から排出された水分を含む空気から水蒸気と水に分離して、液体としての水を回収すると共に、水蒸気を排気する。
【００４２】
図２〜図４に示すように、液体回収装置１０は、外管２０と、内管３０と、排気管３１と、排液管６０と、を有している。外管２０は、液体回収装置１０の外殻を構成しており、導入部２１と、拡管部２３と、大径部２４とを有している。そして、導入部２１は、燃料電池１から流出した気液二相流体を外管２０の内部に導入する部分であり、外管２０における流れ方向上流側を構成している。
【００４３】
図２、図３に示すように、円管状の導入部２１の内部には、断面円形状の流路が形成されている。以下の説明においては、円管状の導入部２１における流路の中心軸を中心軸Ｃとし、中心軸Ｃを基準として用いる。導入部２１における流路断面は、中心軸Ｃを中心とし予め定められた導入部内径Ｒａを半径とする円形を示す。
【００４４】
導入部２１の一端部には、導入口２２が配置されている。導入口２２は、燃料電池１から流れ方向下流側に伸びる空気通路２に接続されている。従って、燃料電池１から排出された水分及び水蒸気を含む気液二相流体は、空気通路２、導入口２２を介して、外管２０の内部に導入される。
【００４５】
そして、導入部２１における気液二相流体の流れ方向下流側には、拡管部２３が配置されている。第１実施形態に係る拡管部２３は、導入部２１の中心軸Ｃと同軸上に配置された円管状に形成されている。拡管部２３の流路断面積は、流れ方向下流側に向かうほど連続的に拡大するように構成されている。
【００４６】
具体的に説明すると、拡管部２３の流れ方向上流側における流路断面は、中心軸Ｃを中心として導入部内径Ｒａを半径とする円形である。そして、図３に示すように、拡管部２３における流路断面積は、流れ方向下流側に向かうほど連続的に大きくなっていく。
【００４７】
拡管部２３の流れ方向下流側における流路断面は、中心軸Ｃを中心とし拡管部最大内径Ｒｂを半径とする円形となる。拡管部最大内径Ｒｂは、導入部内径Ｒａよりも大きな値を示す。
【００４８】
拡管部２３における流れ方向下流側には、大径部２４が配置されている。第１実施形態に係る大径部２４は、中心軸Ｃと同軸上に配置された円管状に形成されている。図３に示すように、大径部２４における内部断面は、中心軸Ｃを中心として大径部内径Ｒｃを半径とする円形を為している。
【００４９】
大径部内径Ｒｃは、拡管部最大内径Ｒｂと等しい値を示しており、導入部内径Ｒａよりも大きな値を示している。従って、大径部２４の内部断面積は、拡管部２３における流れ方向下流側の流路断面積と同じ値を示す。外管２０の内壁である外管内側表面２６は、気液二相流体に含まれる液相流体Ｆｌが付着しながら、流れ方向下流側へ移動する部分である。
【００５０】
そして、内管３０は、外管２０における流れ方向下流側部分において、外管２０の内部に配置されており、円管状に形成されている。内管３０は、外管２０の導入部における中心軸Ｃと同軸上に配置されている。
【００５１】
後述するように、内管３０の内部には、気液二相流体から分離された気相流体Ｆｇが主に流入する。内管３０における流路断面は、予め定められた内管内径Ｒｄを半径とし、中心軸Ｃを中心とする円形を示す。ここで、第１実施形態に係る内管内径Ｒｄは、導入部内径Ｒａと同じ値を示す。即ち、第１実施形態において、内管３０における流路は、外管２０の導入部２１における流路と同形であり、導入部２１の流路を流れ方向下流側に延長した延長線上に配置される。
【００５２】
図３に示すように、内管３０の流れ方向上流側の先端部３３は、外管２０の拡管部２３における下流側部分の内部に配置されている。内管３０の流れ方向下流側における端部は、外管２０の大径部２４における下流側を構成する下流側壁部２５まで伸びている。
【００５３】
そして、内管３０は、外管２０（即ち、拡管部２３及び大径部２４）の内側表面に対して予め定められた間隔を設けるように配置されている。つまり、外管２０の流れ方向下流側において、外管内側表面２６に対して間隔を隔てて内管３０が配置されることで、液体回収装置１０における二重管部３５が構成されている。
【００５４】
また、内管３０における流れ方向下流側には、排気管３１が接続されている。排気管３１は、外管２０の下流側壁部２５から延出するように形成された円管によって構成されている。従って、排気管３１には、内管３０を通過した気相流体Ｆｇが流入する。
【００５５】
排気管３１の流れ方向下流側には、気相排出口３２が配置されている。気相排出口３２は、排気管３１の内部と燃料電池システム１００の外部とを連通している。従って、排気管３１は、気相排出口３２を介して、気液二相流体から分離された気相流体Ｆｇ（即ち、水蒸気）を燃料電池システム１００の外部に排出する。
【００５６】
図３に示すように、液体回収装置１０は、外管２０と内管３０により構成される二重管部３５を有している。第１実施形態に係る二重管部３５は、外管２０の拡管部２３及び大径部２４と、内管３０とが二重に配置されて構成された部分である。
【００５７】
そして、二重管部３５は、外管内側表面２６と内管３０の外側表面との間に予め定められた間隔を有している為、隙間部４０を備えている。隙間部４０は、外管２０と内管３０との間にて、内管３０の外側表面を囲むように配置されている。又、隙間部４０の流れ方向下流側は、大径部２４の下流側端縁から中心軸Ｃ側に伸びる下流側壁部２５によって閉塞されている。
【００５８】
第１実施形態に係る液体回収装置１０において、二重管部３５は、導入部２１から流入した気液二相流体の流れを、内管３０の内部に流入する流れと、隙間部４０に流入する流れに分岐させる機能を果たす。
【００５９】
気液二相流体に含まれる液相流体Ｆｌの大部分は、導入部２１を流れる過程で、外管２０の外管内側表面２６に付着し、外管内側表面２６に沿って流れ方向下流側へ移動する。従って、二重管部３５にて分岐された隙間部４０へ流入する流れには、液相流体Ｆｌが多く含まれた状態になる。
【００６０】
二重管部３５における重力方向の下部には、排液管６０が接続されており、その端部に液相排出口６１を有している。排液管６０は、液相排出口６１を介して、燃料電池システム１００の回収水用流路１１に接続されている。従って、排液管６０は、気液二相流体から分離された液相流体Ｆｌ（即ち、液水）を、隙間部４０の内部から回収水用流路１１に排出することができる。ここで、円筒形状の排液管６０の中心軸を、排液管中心Ｃｄという。
【００６１】
そして、第１実施形態に係る液体回収装置１０において、二重管部３５には、気流調整部５０が配置されている。気流調整部５０は、隙間部４０の内部に流入した気相流体Ｆｇが内管３０の内管外側表面３０ａに沿って排液管６０へ流れるように調整する。第１実施形態における気流調整部５０は、内管３０の先端部３３に形成された突出部５１によって構成されている。気流調整部５０における突出部５１の構成等については、後に詳細に説明する。
【００６２】
図２、図３に示すように、排液管６０は、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど下方に位置するように伸びている。即ち、排液管中心Ｃｄは、二重管部３５の向きに相当する中心軸Ｃに対して、鋭角な傾斜角度αを為している。この傾斜角度αは、燃料電池システム１００における各構成の配置等によるが、できるだけ小さな傾斜角度であることが望ましい。
【００６３】
この結果、液体回収装置１０は、隙間部４０の内部を流れて、液相流体Ｆｌ等が排液管６０に流入する際の損失水頭を、排液管６０を下方に伸ばした場合に比べて小さくすることができる。
【００６４】
これにより、液体回収装置１０は、隙間部４０から排液管６０へ向かう流体の流れの円滑化を図り、隙間部４０への流入部分における液相流体Ｆｌの滞留を抑制することができる。この結果、液体回収装置１０は、排液管６０による液相流体Ｆｌの回収率を向上させることができる。
【００６５】
そして、第１実施形態に係る燃料電池システム１００において、液体回収装置１０の排液管６０を介して回収された液相流体Ｆｌは、燃料電池システム１００の発電能力を向上させる為の種々の用途に用いられる。例えば、ラジエータ４の冷却や燃料電池１における電解質膜の加湿等に用いられる。
【００６６】
ここで、第１実施形態に係る液体回収装置１０に対する理解を容易にする為に、従来から知られている気液分離器Ｓについて、図５を参照して説明する。
【００６７】
先ず、図５に示す従来の気液分離器Ｓの構成について説明する。この気液分離器Ｓは、直径の異なる外管Ｐｏ及び内管Ｐｉを用いて構成されている。外管Ｐｏは、気液分離器Ｓのケーシングを構成する大径の円筒状の直管であり、その端部に気液二相流体が導入される導入口Ｉを有している。
【００６８】
内管Ｐｉは、外管Ｐｏの内径よりも小径の円筒状の直管であり、溶接によって外管Ｐｏの内部において、外管Ｐｏと同軸上に取り付けられている。導入口Ｉ側における内管Ｐｉの端部Ｅは、外管Ｐｏの導入口Ｉまで延長することはなく、導入口Ｉよりも下流側に位置している。そして、内管Ｐｉの逆側には、気体排出口Ｏｇが配置されている。
【００６９】
図５に示すように、大径の外管Ｐｏと小径の内管Ｐｉの間には、隙間部Ｉｓが内管Ｐｉの外側表面を囲むように形成されている。隙間部Ｉｓの下流側は、下流側壁部Ｗｄにより閉塞されている。隙間部Ｉｓを構成する外管Ｐｏの下部には、液体排出口Ｏｌが配置されており、液体排出管Ｄを介して、図示しないタンク等に接続されている。
【００７０】
次に、気液分離器Ｓの内部における気液二相流体の流れについて説明する。導入口Ｉから気液分離器Ｓ内に至る過程で、気液二相流体に含まれていた液相流体Ｆｌは、外管Ｐｏの内側表面に沿って流れていく。この時、気液二相流体における気相流体Ｆｇは、内管Ｐｉの端部Ｅにて、内管Ｐｉの内部とその周囲に配置された隙間部Ｉｓに分流される。
【００７１】
内管Ｐｉの内部に流入した気相流体Ｆｇは、そのまま内管Ｐｉの内部を流れ、気体排出口Ｏｇから気液分離器Ｓの外部へ排出される。一方、隙間部Ｉｓに流入した気相流体Ｆｇについては、理想的には、外管Ｐｏの内側表面に付着している液相流体Ｆｌを押し流しながら隙間部Ｉｓを通過して、液体排出口Ｏｌ及び液体排出管Ｄに流入する。
【００７２】
ここで、図５に示すような気液分離器Ｓにおいては、隙間部Ｉｓにおける流路断面積は内管Ｐｉの内部の流路断面積に比べて非常に小さくなっており、液体排出口Ｏｌ及び液体排出管Ｄの流路断面積も小さく形成されている。又、液体排出口Ｏｌ及び液体排出管Ｄは、隙間部Ｉｓにおける重力方向下側に配置されている為、隙間部Ｉｓにおける圧損に、液体排出口Ｏｌからの距離に応じた大小関係が生じてしまう。
【００７３】
この為、気液分離器Ｓでは、隙間部Ｉｓの内部における気相流体Ｆｇの流れが乱れて、内管Ｐｉの端部Ｅにおいて、気相流体Ｆｇが隙間部Ｉｓから導入口Ｉへ向かうように流れることが想定される。この結果、外管Ｐｏの内側表面に沿って隙間部Ｉｓへと移動する液相流体Ｆｌの移動が、隙間部Ｉｓから逆流する気相流体Ｆｇによって妨げられ、液相流体Ｆｌが内管Ｐｉの端部Ｅ周辺で滞留してしまう。
【００７４】
一方で、内管Ｐｉの内部へ流れる気相流体Ｆｇの流れは、気液分離器Ｓの中央部分を流れる為、比較的円滑に流れていく。この為、内管Ｐｉの内部へ流れる気相流体Ｆｇが、端部Ｅの周辺で滞留している液相流体Ｆｌの一部を飛散させて、内管Ｐｉの内部を介して、液相流体Ｆｌを気体排出口Ｏｇへ持ち去ってしまう場合がある。
【００７５】
即ち、気液分離器Ｓは、隙間部Ｉｓにおける気相流体Ｆｇの流れが乱れ、内管Ｐｉの端部Ｅ周辺で液相流体Ｆｌの滞留が生じることに起因して、液体排出口Ｏｌを用いた液相流体Ｆｌの回収率を低下させてしまう。従って、液相流体Ｆｌの回収率を向上させる為には、外管Ｐｏの内側表面を移動する液相流体Ｆｌを隙間部Ｉｓに流入させる為に、隙間部Ｉｓ内における気相流体Ｆｇの流れを調整することが重要になる。
【００７６】
又、内管Ｐｉの端部Ｅにて、滞留している液相流体Ｆｌが内管Ｐｉの内部に近くに位置する程、内管Ｐｉの内部へ向かう気相流体Ｆｇの流れの影響を受けやすいと考えられる。この為、内管Ｐｉの端部Ｅにて滞留している液相流体Ｆｌに関して、外管Ｐｏの内側表面を基準とした液相流体Ｆｌの高さが高いほど、多くの液相流体Ｆｌを内管Ｐｉの内部へ飛散し、液相流体Ｆｌの回収率を低下させてしまうと考えられる。
【００７７】
図５のような気液分離器Ｓにおける課題を踏まえて、第１実施形態に係る液体回収装置１０は、二重管部３５に気流調整部５０を設けることで、排液管６０を介した液相流体Ｆｌの回収率の向上を図っている。ここで、第１実施形態に係る気流調整部５０の構成及び効果と、液体回収装置１０における気液二相流体の流れについて、図６、図７を参照して説明する。
【００７８】
先ず、第１実施形態に係る気流調整部５０の構成について説明する。上述したように、第１実施形態の気流調整部５０は、内管３０の先端部３３に形成された突出部５１によって構成されている。突出部５１は、内管３０の先端部３３において、内管外側表面３０ａから内管３０の径方向外側に突出するように形成されている。
【００７９】
図６、図７に示すように、突出部５１の突出量は、内管３０の周方向において、排液管６０からの距離に応じて変化している。具体的には、突出部５１の突出量は、内管３０の周方向に関して、排液管６０が配置されている重力方向下側から離れるほど小さくなるように定められている。尚、突出部５１の突出量は、内管３０の内管外側表面３０ａから突出部５１の先端までの径方向高さと定義することができる。
【００８０】
従って、第１実施形態に係る液体回収装置１０では、内管３０の上部における突出部５１の突出量が最も小さく、排液管６０が配置されている下部における突出部５１の突出量が最も大きくなっている。
【００８１】
又、第１実施形態においては、外管２０の外管内側表面２６と内管３０の内管外側表面３０ａとの間には、予め定められた一定の間隔が設けられている。この為、外管２０の外管内側表面２６と突出部５１の先端部との間の間隔は、内管３０の上部が最も大きく、下部が最も小さくなるように、排液管６０に近づくにつれて徐々に小さくなっている。
【００８２】
次に、第１実施形態に係る液体回収装置１０における気液二相流体の流れについて説明する。液体回収装置１０においては、燃料電池１から排出された気液二相流体が、空気通路２を介して、外管２０の導入部２１からその内部に流入する。導入部２１から二重管部３５へ向かって流れる過程で、気液二相流体に含まれる液相流体Ｆｌは、外管２０の内側表面に沿って流れていく。
【００８３】
一方、外管２０の内面から離れた流路中心部においては、気相流体Ｆｇが流れていく。外管２０の流路中心部では、気相流体Ｆｇが大部分を占めており、目視では確認することができないミスト状の液相流体Ｆｌ（即ち、水蒸気）を少量含んでいる。
【００８４】
そして、外管２０の外管内側表面２６においては、基本的に全体にわたって液相流体Ｆｌ（即ち、液水）が流れていく。このとき、液相流体Ｆｌに作用する重力に起因して、外管２０の内面における下側部分における液相流体Ｆｌは、外管２０の内面における上側部分や側面部分よりも多く流れていく。
【００８５】
図６に示すような状態で流れる気液二相流体が二重管部３５に到達すると、気液二相流体の流れは、二重管部３５における内管３０の先端部３３において、内管３０の内部に流入する流れと、隙間部４０の内部に流入する流れに分岐される。
【００８６】
第１実施形態に係る液体回収装置１０において、内管３０は、導入部２１の流路断面積と同じ流路断面積となるように形成されており、導入部２１の中心軸Ｃと同軸上に配置されている。
【００８７】
従って、液体回収装置１０によれば、導入部２１における流路の中心部を流れる気相流体Ｆｇの流れを、円滑に内管３０の内部に流入させることができ、導入部２１から排気管３１までの圧力損失を小さく抑えることができる。
【００８８】
一方、隙間部４０の内部に流入する流れは、内管３０の先端部３３において、外管２０の外管内側表面２６と突出部５１の先端部との間を通過して、隙間部４０の内部に流入する。
【００８９】
上述したように、外管２０の外管内側表面２６と突出部５１の先端部との間の間隔は、内管３０の上部が最も大きく、下部が最も小さくなるように、排液管６０に近づくにつれて徐々に小さくなっている。この為、隙間部４０に流入する際の圧損は、内管３０の先端部３３に形成された突出部５１によって、内管３０の周方向に排液管６０から離れるほどに小さくなるように調整される。
【００９０】
第１実施形態に係る液体回収装置１０においては、突出部５１によって、隙間部４０に流入する際の圧損を、内管３０の周方向に関して排液管６０から離れるほど小さく調整することで、隙間部４０内における気相流体Ｆｇの流れを調整することができる。
【００９１】
具体的には、排液管６０から最も離れた上部における圧損が小さく、排液管６０に近い下部に近づくにつれて大きくなる為、隙間部４０内に流入した気相流体Ｆｇは、図７に示すように、内管３０の内管外側表面３０ａに沿って排液管６０に向かって流れる。
【００９２】
そして、第１実施形態に係る液体回収装置１０によれば、突出部５１によって、隙間部４０内部における気相流体Ｆｇの流れを、円滑に排液管６０に導くことによって、内管３０の先端部３３周辺における気相流体Ｆｇの逆流を抑制することができる。この結果、内管３０の先端部３３周辺における液相流体Ｆｌの滞留を抑制して、排気管３１内部への液相流体Ｆｌの飛散量を低減することができる為、排液管６０を用いた液体回収率を向上させることができる。
【００９３】
以上説明したように、第１実施形態に係る液体回収装置１０によれば、外管２０の導入部２１から導入された気液二相流体を、二重管部３５を通過させることによって、液相流体Ｆｌと気相流体Ｆｇに分離することができる。そして、液体回収装置１０は、外管内側表面２６に付着した液相流体Ｆｌを、隙間部４０及び排液管６０を介して回収できる。
【００９４】
又、第１実施形態に係る液体回収装置１０によれば、二重管部３５に気流調整部５０を設けることによって、図７に示すように、隙間部４０に流入した気相流体Ｆｇが内管３０の内管外側表面３０ａに沿って排液管６０へ流れるように調整することができる。これにより、液体回収装置１０は、隙間部４０内部を流れる気相流体Ｆｇの逆流を抑制して、内管３０の先端部３３周辺における液相流体Ｆｌの滞留を抑制することができる。
【００９５】
この結果、液体回収装置１０は、内管３０の先端部３３周辺において、内管３０の内部へと向かう気相流体Ｆｇにより液相流体Ｆｌが飛散することを抑制することができ、排液管６０を用いた液相流体Ｆｌの回収率を向上させることができる。
【００９６】
第１実施形態に係る液体回収装置１０において、気流調整部５０は、内管３０の先端部３３に形成された突出部５１によって構成されている。図４、図５に示すように、突出部５１は、内管３０の開口縁である先端部３３において、内管外側表面３０ａから外管内側表面２６へ向かって径方向に突出するように形成されている。又、突出部５１の突出量は、内管３０の周方向に関して、排液管６０に遠い位置（例えば、重力方向上側）の方が排液管６０に近い位置（例えば、重力方向下側）よりも小さく形成されている。
【００９７】
これにより、液体回収装置１０によれば、排液管６０から遠い位置にて隙間部４０に流入する際の圧損を、排液管６０に近い位置にて隙間部４０に流入する際の圧損よりも小さくすることができる。隙間部４０に流入する際の圧損を、排液管６０に対する位置関係に応じて調整することによって、隙間部４０内における気相流体Ｆｇの流れを、内管３０の内管外側表面３０ａに沿って排液管６０へ向かうように調整することができる。
【００９８】
そして、図３に示すように、液体回収装置１０の排液管６０は、流れ方向下流側ほど内管３０から離れるように傾斜しており、中心軸Ｃに対して排液管中心Ｃｄが為す傾斜角度αは鋭角になっている。
【００９９】
これにより、液体回収装置１０は、隙間部４０の内部を流れて、液相流体Ｆｌ等が排液管６０に流入する際の損失水頭を小さくして、隙間部４０から排液管６０へ向かう流体の流れの円滑化を図ることができる。更に、排液管６０を介して、隙間部４０から流出する際の流れの円滑化を図ることによって、隙間部４０に流入する際の流れの円滑化を図ることができるので、排液管６０による液相流体Ｆｌの回収率を向上させることができる。
【０１００】
（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図８、図９を参照して説明する。第２実施形態に係る液体回収装置１０は、気流調整部５０の具体的構成を除いて、第１実施形態に係る液体回収装置１０と同様の基本構成である。従って、第１実施形態と共通する構成については再度の説明を省略する。
【０１０１】
図８、図９に示すように、第２実施形態に係る液体回収装置１０において、気流調整部５０は、上流側壁部５２と、複数の連通穴５３によって構成されている。上流側壁部５２は、内管３０の先端部３３において、内管３０の内管外側表面３０ａと外管２０の外管内側表面２６の間を閉塞するように形成された壁部である。
【０１０２】
そして、複数の連通穴５３は、上流側壁部５２を流れ方向（つまり、上流側壁部５２の厚み方向）に貫通するように形成された穴である。従って、各連通穴５３は、導入部２１と隙間部４０とを連通しており、導入部２１から導入された気液二相流体を隙間部４０の内部へ流入させることができる。
【０１０３】
図９に示すように、複数の連通穴５３は、上流側壁部５２において、二重管部３５の周方向に間隔を設けて配置されている。第２実施形態の上流側壁部５２には、８つの連通穴５３が形成されている。
【０１０４】
各連通穴５３の開口面積は、二重管部３５の周方向に関して、排液管６０に遠い位置の方が排液管６０に近い位置よりも大きくなっている。従って、図９に示すように、内管３０の上方に位置する連通穴５３の開口面積は、排液管６０から遠い為、最も大きくなっている。そして、内管３０の下方に位置する連通穴５３の開口面積は、排液管６０に最も近い為、最も小さな値を示している。隙間部４０内における気相流体Ｆｇの流れとして、排液管６０から遠い位置ほど、気相流体Ｆｇの逆流が起こりやすいと考えられる為である。
【０１０５】
又、図８、図９に示すように、各連通穴５３の開口縁のうち、二重管部３５の径方向に関して最も外側に位置する部分は、外管２０の外管内側表面２６に一致するように配置されている。このように配置することで、外管内側表面２６に沿って移動する液相流体Ｆｌをできるだけ円滑に、連通穴５３を介して、隙間部４０内部に導くことができる。
【０１０６】
このように、第２実施形態における各連通穴５３の開口面積は、内管３０の上部に位置する連通穴５３が最も大きく、下部に位置する連通穴５３が最も小さくなるように、排液管６０に近づくにつれて徐々に小さくなっている。この為、隙間部４０に流入する際の圧損は、複数の連通穴５３の開口面積によって、内管３０の周方向に排液管６０から離れるほどに小さくなるように調整される。
【０１０７】
この為、第２実施形態に係る液体回収装置１０においては、隙間部４０内に流入した気相流体Ｆｇは、第１実施形態と同様に、内管３０の内管外側表面３０ａに沿って排液管６０に向かって流れる。
【０１０８】
そして、第２実施形態に係る液体回収装置１０によれば、上流側壁部５２及び連通穴５３によって、隙間部４０内部における気相流体Ｆｇの流れを、円滑に排液管６０に導き、内管３０の先端部３３周辺における気相流体Ｆｇの逆流を抑制することができる。この結果、内管３０の先端部３３周辺における液相流体Ｆｌの滞留を抑制して、排気管３１内部への液相流体Ｆｌの飛散量を低減することができる為、排液管６０を用いた液体回収率を向上させることができる。
【０１０９】
以上説明したように、第２実施形態に係る液体回収装置１０によれば、気流調整部５０を上流側壁部５２及び複数の連通穴５３で構成した場合であっても、第１実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第１実施形態と同様に得ることができる。
【０１１０】
（第３実施形態）
続いて、上述した実施形態とは異なる第３実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。第３実施形態に係る液体回収装置１０は、気流調整部５０の具体的構成を除いて、上述した実施形態に係る液体回収装置１０と同様の基本構成である。従って、上述した実施形態と共通する構成については再度の説明を省略する。
【０１１１】
第３実施形態に係る液体回収装置１０の気流調整部５０は、図１０〜図１２に示すように、迂回流路部５４と、複数の接続穴５５によって構成されている。迂回流路部５４は、外管２０の径方向外側に隣接するように配置されている。迂回流路部５４は、外管２０の外側表面から径方向外側に向かって突出するように形成されており、その内部に隙間部４０に流入した気相流体Ｆｇの一部が流通する流路が配置されている。
【０１１２】
外管２０の外側表面に対する迂回流路部５４の突出量は、二重管部３５の周方向において、排液管６０から遠い位置が最も大きく、排液管６０に近づくにつれて小さくなるように形成されている。
【０１１３】
図１０〜図１２に示すように、複数の接続穴５５は、二重管部３５の周方向に関して間隔をあけて設けられており、隙間部４０の内部と、上述した迂回流路部５４の流路とを接続している。従って、隙間部４０に流入した気相流体Ｆｇの一部は、接続穴５５を介して、迂回流路部５４内に対して流出入する。
【０１１４】
第３実施形態では、隙間部４０全体における気相流体Ｆｇの流れが乱れる原因となり得る気相流体Ｆｇの一部を、連通穴５３を介して迂回流路部５４に逃がすことによって、隙間部４０内における気相流体Ｆｇの流れを円滑化している。そして、隙間部４０内部における全体の流れを円滑化することで、内管３０の先端部３３周辺における気相流体Ｆｇの逆流を抑制している。
【０１１５】
ここで、二重管部３５の周方向に関して排液管６０から遠い位置であるほど、隙間部４０に流入する際に、気相流体Ｆｇの逆流が生じやすいと考えられる。気相流体Ｆｇの逆流が生じる一因として、隙間部４０内における気相流体Ｆｇの流れに乱れが生じることが想定される。
【０１１６】
図１１、図１２に示すように、各接続穴５５の開口面積は、二重管部３５の上側に位置する連通穴５３が最も大きく、下側に位置する連通穴５３が最も小さくなるように、排液管６０に近づくにつれて徐々に小さくなっている。この為、隙間部４０における上側部分を流れる気相流体Ｆｇが、連通穴５３を介して、迂回流路部５４に最も流入しやすくなっている。
【０１１７】
図１２に示すように、二重管部３５の上側に位置する連通穴５３から流入した気相流体Ｆｇは、迂回流路部５４内を外管２０に沿って流れ、下側に位置する連通穴５３から隙間部４０内に戻るように流れる。つまり、第３実施形態に係る１０では、隙間部４０に流入した気相流体Ｆｇは、隙間部４０内を内管３０の内管外側表面３０ａに沿って排液管６０へ流れる流れと、隙間部４０から迂回流路部５４を介して排液管６０へ流れる流れとの２つの流れの経路となる。
【０１１８】
第３実施形態の気流調整部５０では、迂回流路部５４及び複数の接続穴５５を用いて、隙間部４０内にて排液管６０へ至る流れの経路を複数して、隙間部４０内における気相流体Ｆｇの流れが円滑になるように調整することができる。これにより、第３実施形態に係る液体回収装置１０は、内管３０の先端部３３周辺における気相流体Ｆｇの逆流を抑制して、排気管３１内部への液相流体Ｆｌの飛散量を低減することができる為、排液管６０を用いた液体回収率を向上させることができる。
【０１１９】
以上説明したように、第３実施形態に係る液体回収装置１０によれば、気流調整部５０を迂回流路部５４及び複数の接続穴５５で構成しても、上述した実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。
【０１２０】
（第４実施形態）
次に、上述した実施形態とは異なる第４実施形態について、図１３〜図１５を参照して説明する。上述した実施形態に係る液体回収装置１０において、排液管６０は、二重管部３５の下側に配置された１本であったが、第４実施形態に係る液体回収装置１０は、複数の排液管６０を有している。
【０１２１】
第４実施形態において、複数の排液管６０は、気流調整部５０を構成している。第４実施形態に係る液体回収装置１０のその他の構成は、上述した実施形態に係る液体回収装置１０と同様の基本構成である。従って、上述した実施形態と共通する構成については再度の説明を省略する。
【０１２２】
第４実施形態に係る液体回収装置１０の隙間部４０には、複数の排液管６０が接続されている。図１３〜図１５に示すように、複数の排液管６０は、第１排液管６０ａ、第２排液管６０ｂ、第３排液管６０ｃ、第４排液管６０ｄによって構成されている。第１排液管６０ａ〜第４排液管６０ｄは、二重管部３５の周方向に関して間隔を設けて配置されており、隙間部４０の内部に接続されている。
【０１２３】
従って、図１５に示すように、隙間部４０内に流執した気相流体Ｆｇは、周方向に間隔を開けて配置された第１排液管６０ａ〜第４排液管６０ｄの何れかに流入する。隙間部４０から気相流体Ｆｇが流出可能な排液管６０を複数設けることによって、隙間部４０における気相流体Ｆｇの流れを円滑に、内管３０の内管外側表面３０ａに沿って導くことができる。
【０１２４】
図１３〜図１５に示すように、第１排液管６０ａは、隙間部４０における上側部分に接続された排液管６０である。第１排液管６０ａは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど上方に位置するように伸びている。
【０１２５】
そして、第２排液管６０ｂは、隙間部４０における下側部分に接続された排液管６０であり、第１実施形態〜第３実施形態における排液管６０と同様の構成を為している。第２排液管６０ｂは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど下方に位置するように伸びている。
【０１２６】
第３排液管６０ｃは、隙間部４０における右側部分に接続された排液管６０である。第３排液管６０ｃは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど右側に位置するように伸びている。
【０１２７】
そして、第４排液管６０ｄは、隙間部４０における左側部分に接続された排液管６０である。第３排液管６０ｃは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど左側に位置するように伸びている。
【０１２８】
つまり、図１４に示すように、第１排液管６０ａ〜第４排液管６０ｄは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど、二重管部３５の径方向の外側に位置するように伸びている。そして、図１３、図１４に示すように、第４実施形態においては、第１排液管６０ａ〜第４排液管６０ｄの排液管中心Ｃｄは、二重管部３５の向きに相当する中心軸Ｃに対して、鋭角な傾斜角度αを為している。
【０１２９】
この結果、液体回収装置１０は、隙間部４０の内部を流れて、液相流体Ｆｌ等が第１排液管６０ａ〜第４排液管６０ｄに流入する際の損失水頭を小さくすることができ、隙間部４０から排液管６０へ向かう流体の流れの円滑化を図ることができる。そして、隙間部４０への流入部分における液相流体Ｆｌの滞留を抑制できる為、液体回収装置１０は、排液管６０による液相流体Ｆｌの回収率を向上させることができる。
【０１３０】
以上説明したように、第４実施形態に係る液体回収装置１０によれば、気流調整部５０を複数の排液管６０で構成した場合であっても、上述した実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。
【０１３１】
（第５実施形態）
続いて、上述した第４実施形態とは異なる第５実施形態について、図１６を参照して説明する。第５実施形態に係る液体回収装置１０は、基本的に、第４実施形態と同じ構成を有している。第５実施形態では、中心軸Ｃに対して複数の排液管６０が為す角度が第４実施形態と相違している。第５実施形態に係る液体回収装置１０のその他の構成は、上述した第４実施形態に係る液体回収装置１０と同様である為、再度の説明を省略する。
【０１３２】
図１６に示すように、第５実施形態に係る第１排液管６０ａは、隙間部４０における重力方向上方部分に接続されている。第１排液管６０ａは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど上方に位置するように伸びている。即ち、第１排液管６０ａの排液管中心Ｃｄは、二重管部３５の向きに相当する中心軸Ｃに対して、鋭角な第１傾斜角度α１を為している。
【０１３３】
第２排液管６０ｂは、隙間部４０における重力方向下方部分に接続された排液管６０である。第２排液管６０ｂは、隙間部４０に対する接続位置から、流れ方向下流側に向かうほど下方に位置するように伸びている。
【０１３４】
第５実施形態では、第２排液管６０ｂの排液管中心Ｃｄは、二重管部３５の向きに相当する中心軸Ｃに対して、鋭角な第２傾斜角度α２を為している。図１７に示すように、第１排液管６０ａに係る第１傾斜角度α１は、第２排液管６０ｂに係る第２傾斜角度α２よりも小さい。
【０１３５】
図１７に示すように、第１排液管６０ａは、流れ方向下流側ほど上方に位置するように傾斜しており、第２排液管６０ｂは、流れ方向下流側ほど下方に位置するように傾斜している。従って、第２排液管６０ｂを通過する液相流体Ｆｌには重力が作用する為、第２排液管６０ｂにおける液相流体Ｆｌの流れを円滑にすることができる。
【０１３６】
一方、第１排液管６０ａを通過する液相流体Ｆｌに対しては、第１排液管６０ａにおける流れ方向に逆らう方向に重力が作用する。この為、第１排液管６０ａを流れる液相流体Ｆｌの移動が重力によって妨げられることになり、第１排液管６０ａにおける気相流体Ｆｇの流れを滞らせる一因となる可能性がある。
【０１３７】
第１排液管６０ａにおける流れが滞ると、隙間部４０における気相流体Ｆｇの流れが乱れ、内管３０の先端部３３周辺において、液相流体Ｆｌが滞留して液体回収率を低下させてしまうことも想定される。
【０１３８】
これらのことを考慮すると、複数の排液管６０を有する構成では、液体回収率を向上させる為には、第１排液管６０ａにおける液相流体Ｆｌに対する重力の影響をできるだけ抑えることが望ましい。
【０１３９】
この為、第５実施形態に係る液体回収装置１０では、第１排液管６０ａに係る第１傾斜角度α１を、第２排液管６０ｂに係る第２傾斜角度α２よりも小さくすることで、第１排液管６０ａを通過する液相流体Ｆｌに対する重力の影響を小さく抑えている。この結果、第１排液管６０ａにおける流体の流れの円滑化を図ることができ、結果として、排液管６０を用いた液相回収率を向上させることができる。
【０１４０】
以上説明したように、第５実施形態に係る液体回収装置１０によれば、気流調整部５０を複数の排液管６０で構成した場合であっても、上述した実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。
【０１４１】
（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
【０１４２】
（１）上述した実施形態においては、液体回収装置１０を燃料電池システム１００に適用していたが、この態様に限定されるものではない。液体回収装置は、気液二相状態の流体を気相流体と液相流体に分離し、液相流体を回収する用途があれば、種々の装置やシステムに適用することができる。
【０１４３】
（２）又、上述した実施形態においては、液体用タンク１１ａには、液相流体Ｆｌだけでなく、排液管６０を通過した気相流体Ｆｇも流入する。この時、液体用タンク１１ａにおける気相流体Ｆｇの取り扱いに関しては、液体用タンク１１ａ内部の気相流体Ｆｇを外気放出するように構成しても良い。又、液体用タンク１１ａから放出される気相流体Ｆｇが排気管３１から排出された気相流体Ｆｇの流れに合流するように、流路を設けることも可能である。
【０１４４】
（３）上述した第１実施形態においては、突出部５１の突出量として、排液管６０から遠い位置（隙間部４０の上方部分）が最も小さくなるように形成していれば良い。即ち、排液管６０から遠い位置（隙間部４０の上方部分）における突出部５１の突出量が０になるように構成しても良い。
【０１４５】
又、第１実施形態では、突出部５１を内管３０の先端部３３周辺に配置していたが、流れ方向下流側に隙間部４０が形成される位置であれば、突出部５１の位置を内管３０の軸方向の任意の位置に変更することも可能である。
【０１４６】
（４）上述した第２実施形態においては、複数の連通穴５３を二重管部３５の周方向に異なる位置に配置していたが、複数の連通穴５３の配置はこの態様に限定されるものではない。複数の連通穴５３の間隔は、予め定められた間隔で均等に配置しても良いし、複数の連通穴５３の間隔を適宜変更しても良い。例えば、二重管部３５の周方向に関して、排液管６０から遠い位置の方が排液管６０に近い位置よりも隙間部４０に流入する際の圧損が小さくなるように、複数の連通穴５３の間隔を定めても良い。
【０１４７】
又、第２実施形態では、内管３０の先端部３３に配置された上流側壁部５２に対して、複数の連通穴５３を形成していたが、上流側壁部５２の位置を変更しても良い。即ち、上流側壁部５２は、流れ方向下流側に隙間部４０が形成される位置であれば、内管３０の軸方向の任意の位置に形成することも可能である。
【０１４８】
（５）又、上述した第３実施形態においては、複数の接続穴５５を二重管部３５の周方向に異なる位置に配置していたが、複数の接続穴５５の配置はこの態様に限定されるものではない。複数の接続穴５５の間隔は、予め定められた間隔で均等に配置しても良いし、複数の接続穴５５の間隔を適宜変更しても良い。
【０１４９】
（６）そして、上述した第４実施形態及び第５実施形態では、４つの排液管６０を二重管部３５の周方向へ均等に間隔をあけて配置していたが、この態様に限定されるものではない。つまり、複数の排液管６０の数は複数であれば良く、適宜変更することができる。又、複数の排液管６０が配置される間隔についても、隙間部４０に流入する際の圧損に応じて変更しても良い。
【０１５０】
（７）又、上述した第５実施形態において、第３排液管６０ｃ、第４排液管６０ｄの排液管中心Ｃｄと二重管部３５の中心軸Ｃが為す角度については、鋭角であれば良く、適宜設定することができる。例えば、二重管部３５の下側部分に位置する第２排液管６０ｂの第２傾斜角度α２と同じ傾斜角度にしてもよいし、第１傾斜角度α１よりも大きく、且つ、第２傾斜角度α２よりも小さい傾斜角度になるように定めても良い。
【０１５１】
（６）そして、上述した実施形態では、外管２０、内管３０、排気管３１、排液管６０を円筒形状の管として説明しているが、これに限定されるものではない。液体回収装置１０の各構成は、流体が通過可能な流路を構成することができればよく、その断面形状が限定されるものではない。例えば、断面形状が多角形である流路としても良いし、断面形状が楕円形である流路とすることも可能である。又、液体回収装置１０における外管２０、排気管３１、排液管６０については、その外観を適宜変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１５２】
１０  液体回収装置
２０  外管
２１  導入部
３０  内管
３５  二重管部
４０  隙間部
５０  気流調整部
６０  排液管
【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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【図１６】
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