(57)【要約】【課題】  体格を大きくすることなく、混合部５２ｂでの主供給水素とオフガスとの混合性を高める。【解決手段】  ノズル部５１１３より噴出される主供給水素の駆動流中心に対して吸引ポート５２２より流入するオフガスの吸引流中心がずれるように吸引ポート５２２を配設する。  これにより、吸引流はノズル部５１１３周りの吸引部５２ａ内へ、いずれか一方に寄った吸引ポート５２２から流入して吸引部５２ａ内を回りながら下流へ流れてゆくこととなる。このように、吸引流に旋回運動を与えて駆動流周りを流れる時間的・空間的距離を長くすることにより、主供給水素（駆動流）と水素オフガス（吸引流）との混合性を高めることができる。この結果、ノズル部５１１３より噴出された主供給水素の流速が十分に減速されるため、速度エネルギーと圧力エネルギーとの変換により、昇圧部５２ｃでの昇圧が充分に行われる。【選択図】    図２
2005120953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体を噴出させるノズル部（５１１３）と、
前記ノズル部（５１１３）周囲の圧力低下を利用して第２流体を吸引するための吸引ポート（５２２）と、
前記ノズル部（５１１３）より噴出された前記第１流体と前記吸引ポート（５２２）より吸引された前記第２流体とを混合させる混合部（５２ｂ）と、
前記混合部（５２ｂ）で混合された前記第１流体と前記第２流体との混合流体を昇圧させる昇圧部（５２ｃ）とを有するエジェクタ装置において、
前記ノズル部（５１１３）より噴出される前記第１流体の駆動流中心に対して前記吸引ポート（５２２）より流入する前記第２流体の吸引流中心がずれるように前記吸引ポート（５２２）を配設したことを特徴とするエジェクタ装置。
【請求項２】
前記ノズル部（５１１３）より噴出される前記第１流体の駆動流と、前記吸引ポート（５２２）より流入する前記第２流体の吸引流とが、前記駆動流の流れ方向において直交よりも小さな鋭角にて合流するように前記吸引ポート（５２２）を配設したことを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ装置。
【請求項３】
第１流体を噴出させるノズル部（５１１３）と、
前記ノズル部（５１１３）周囲の圧力低下を利用して吸引ポート（５２２）より第２流体を吸引するための吸引部（５２ａ）と、
前記ノズル部（５１１３）より噴出された前記第１流体と前記吸引ポート（５２２）より吸引された前記第２流体とを混合させる混合部（５２ｂ）と、
前記混合部（５２ｂ）で混合された前記第１流体と前記第２流体との混合流体を昇圧させる昇圧部（５２ｃ）とを有するエジェクタ装置において、
前記吸引ポート（５２２）より流入する前記第２流体に前記ノズル部（５１１３）周りの旋回流を発生させるためのスワール部（５２３）を前記吸引部（５２ａ）内に配設したことを特徴とするエジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１流体が噴出するノズル周囲の圧力低下を利用して、第２流体を吸引するエジェクタ装置に関するものであり、特に混合部での第１流体と第２流体との混合性を高めるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）においては、排出水素を低減するため、供給する水素ガスを駆動流として、燃料電池を通過したオフガスを吸引し、主流の水素ガスに混合させて再利用することが行われている。そして、そのような循環ポンプとしてエジェクタポンプ（エジェクタ装置）を利用することが知られている。
【０００３】
エジェクタポンプは、主流ポート・吸引ポート・混合部・昇圧（ディフューザ）部・吐出ポートより構成される。主流ポートでは主流流体（水素ガス）が導入され、主流流体との運動エネルギー変換により吸引ポートより流体（オフガス）が吸引され、混合部にて主流と吸引流とが混合され、昇圧部を経て吐出ポートより吐出される。
【０００４】
この流れの中で、混合部と昇圧部において混合流は昇圧される。このとき、混合部での混合が不充分だと充分な昇圧能力が得られない。本出願人が先に出願している特許文献１においては、この混合部での混合性を向上させるため、混合部内にスワラーを配置している。
【特許文献１】特開２００１−２００８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においては、充分な昇圧能力を得るにはスワラーの長さ分の混合部長さが必要となり、体格が大きくなってしまい、特に車両においては搭載性が損なわれるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、体格を大きくすることなく、混合部での第１流体と第２流体との混合性を高めることのできるエジェクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、第１流体を噴出させるノズル部（５１１３）と、ノズル部（５１１３）周囲の圧力低下を利用して第２流体を吸引するための吸引ポート（５２２）と、ノズル部（５１１３）より噴出された第１流体と吸引ポート（５２２）より吸引された第２流体とを混合させる混合部（５２ｂ）と、混合部（５２ｂ）で混合された第１流体と第２流体との混合流体を昇圧させる昇圧部（５２ｃ）とを有するエジェクタ装置において、
ノズル部（５１１３）より噴出される第１流体の駆動流中心に対して吸引ポート（５２２）より流入する第２流体の吸引流中心がずれるように吸引ポート（５２２）を配設したことを特徴としている。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、駆動流中心に対して吸引流中心をずらす（オフセットする）ことにより、吸引流はノズル部（５１１３）周りの吸引部（５２ａ）内へ、いずれか一方に寄った吸引ポート（５２２）から流入して吸引部（５２ａ）内を回りながら下流へ流れてゆくこととなる（図２（ｂ）参照）。
【０００９】
このように、吸引流に旋回運動を与えて駆動流周りを流れる時間的・空間的距離を長くすることにより、第１流体（駆動流）と第２流体（吸引流）との混合性を高めることができる。この結果、ノズル部（５１１３）より噴出された第１流体の流速が十分に減速されるため、速度エネルギーと圧力エネルギーとの変換により、昇圧部（５２ｃ）での昇圧が充分に行われる。また、これにより、混合部（５２ｂ）の長さを短縮することもできるため、エジェクタ装置の縮小が可能となり、車両への搭載性が向上する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、ノズル部（５１１３）より噴出される第１流体の駆動流と、吸引ポート（５２２）より流入する第２流体の吸引流とが、駆動流の流れ方向において直交よりも小さな鋭角にて合流するように吸引ポート（５２２）を配設したことを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、第１流体と第２流体とがより滑らかに合流して混合流体の流れがスムーズとなる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、第１流体を噴出させるノズル部（５１１３）と、ノズル部（５１１３）周囲の圧力低下を利用して吸引ポート（５２２）より第２流体を吸引するための吸引部（５２ａ）と、ノズル部（５１１３）より噴出された第１流体と吸引ポート（５２２）より吸引された第２流体とを混合させる混合部（５２ｂ）と、混合部（５２ｂ）で混合された第１流体と第２流体との混合流体を昇圧させる昇圧部（５２ｃ）とを有するエジェクタ装置において、
吸引ポート（５２２）より流入する第２流体にノズル部（５１１３）周りの旋回流を発生させるためのスワール部（５２３）を吸引部（５２ａ）内に配設したことを特徴としている。
【００１２】
この請求項３に記載の発明によれば、上記した請求項１・２のように駆動流中心に対して吸引流中心をずらす（オフセットする）ことなく、吸引部（５２ａ）内に設けたスワール部（５２３）にて吸引流に旋回運動を生じさせるものである。これにより、吸引流が駆動流周りを流れる時間的・空間的距離を長くすることができ、第１流体（駆動流）と第２流体（吸引流）との混合性を高めることができる。この結果、ノズル部（５１１３）より噴出された第１流体の流速が十分に減速されるため、速度エネルギーと圧力エネルギーとの変換により、昇圧部（５２ｃ）での昇圧が充分に行われる。
【００１３】
また、これにより、混合部（５２ｂ）の長さを短縮することもできるため、エジェクタ装置の縮小が可能となり、車両への搭載性が向上する。また、スワール部（５２３）に流れ後方への捻りを加えれば、第１流体と第２流体とがより滑らかに合流して混合流体の流れをスムーズにすることもできる。
【００１４】
尚、このスワール部（５２３）は、吸引ポート（５２２）側に設けても良いし、ノズル部（５１１３）側に設けても良い。また、上記した請求項１・２のように、駆動流中心に対して吸引流中心をずらした（オフセットした）ものに対してスワール部（５２３）を設けても良い。尚、上記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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について図１・図２に基づいて説明する。本実施形態の燃料電池システムは、燃料電池を電源として走行する電気自動車（燃料電池車両）に適用したものである。図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示す概念図である。本実施形態の燃料電池システムは、図１に示すように、燃料電池１０、空気供給装置２１、燃料（水素）供給装置３１、エジェクタポンプ（エジェクタ装置）５０、制御部４０・４１などを備えている。
【００１６】
燃料電池（FCスタック）１０は、燃料としての水素と酸化剤としての酸素との電気化学反応を利用して電力を発生するものである。本実施形態では燃料電池１０として、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）を用いており、基本単位となるセルが複数積層されて構成されている。各セルは、電解質膜が一対の電極で挟まれた構成となっている。そして、燃料電池１０は、図示しない走行用モータや２次電池などの電気機器に電力を供給するように構成されている。また、燃料電池１０には、その出力電圧を検出するための電圧センサ１１が設けられている。
【００１７】
燃料電池１０では、水素および空気（酸素）が供給されることにより、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギーが発生する。
（水素極側）H２→２H++２e−+Ｑ（発熱）
（酸素極側）１／２Ｏ２+２H++２e−→H２O＋Ｑ（発熱）
この電気化学反応により生成水が発生する共に、燃料電池１０には加湿された水素と空気が供給され、燃料電池１０内部で凝縮水が発生する。
【００１８】
燃料電池システムには、燃料電池１０の酸素極（正極）側に空気（酸素）を供給するための空気供給経路２０と、燃料電池１０の水素極（負極）側に水素を供給するための水素供給経路３０が設けられている。空気供給経路２０の最上流部には空気供給装置２１が設けられ、水素供給経路３０の最上流部には水素供給装置３１が設けられている。本実施形態では、空気供給装置２１としてコンプレッサを用い、水素供給装置３１として水素ガスが充填された高圧水素タンクを用いている。
【００１９】
水素供給経路３０には、水素供給装置３１からの水素供給量、および水素供給圧力を調整するためのレギュレータ（水素供給圧力制御手段）３２が設けられている。また、空気供給経路２０における燃料電池１０入口付近には、空気供給圧を検出するための空気供給圧検出センサ２２が設けられ、水素供給経路３０における燃料電池１０入口付近には、水素供給圧を検出するための水素供給圧検出センサ３３が設けられている。尚、燃料電池１０への水素供給圧は、エジェクタポンプ５０の吐出圧（出口圧力）となっている。
【００２０】
燃料電池１０から排出される未反応水素を含んだオフガスを、水素供給装置３１からの主供給水素に合流させて燃料電池１０に再供給するためのオフガス循環経路３４が設けられている。オフガス循環経路３４は、燃料電池１０の水素極出口側と水素供給経路３０におけるレギュレータ３２の下流側とを接続している。
【００２１】
オフガス循環経路３４には、オフガス中に含まれる水分を分離除去するための気液分離器３５、オフガスを外部に排出するための排出バルブ３６、オフガスの外部排出時にオフガスの逆流を防ぐための逆止弁３７が設けられている。尚、気液分離器３５にて分離された水は、下方に設けられたバルブを開放することにより排出される。
【００２２】
水素供給経路３０におけるオフガス循環経路３４の合流点には、オフガスを循環させるためのポンプ手段としてエジェクタポンプ５０が設けられている。エジェクタポンプ５０は、高速で噴出する作動流体のエネルギー交換作用によって流体輸送を行う運動量輸送式ポンプであり、具体的には、水素供給装置３１から供給される主供給水素の流体エネルギーを利用してオフガスを吸引して循環させるものである。尚、エジエクタポンプ５０については後述する。
【００２３】
燃料電池システムには、２つの制御部（ＥＣＵ）４０・４１が設けられている。第１制御部４０には、アクセル開度センサ４３にて検出したアクセル４２の開度などが入力されると共に、アクセル開度などに基づいて燃料電池１０の要求発電量を演算する。さらに第１制御部４０は、燃料電池１０が要求発電量を発電するために必要な水素供給量、必要なオフガス循環量、必要な水素供給圧力（エジェクタポンプ吐出圧）を演算し、第２制御部４１に指令を与える。
【００２４】
第１制御部４０は、燃料電池１０が要求発電量を発電するために必要な空気供給量を演算し、コンプレッサ２１の回転数制御を行う。このとき第１制御部４０は、空気供給圧検出センサ２２からのセンサ信号に基づいてコンプレッサ２１の回転数のフィードバック制御を行う。尚、第1制御部４０は、電圧センサ１１からのセンサ信号に基づいて燃料電池１０の発電状態を管理する。
【００２５】
また、第２制御部４１には、第１制御部４０からの制御信号と水素供給圧検出センサ３３からのセンサ信号が入力される。第２制御部４１は、必要水素供給量に基づいてレギュレータ３２のバルブ開度を演算し、必要オフガス循環量に基づいてエジェクタポンプ５０のノズル開度を演算すると共に、レギュレータ３２およびエジェクタポンプ５０に制御信号を出力する。さらに、第２制御部４１は、気液分離器３５に設けられたバルブ、および排出バルブ３６に制御信号を出力する。
【００２６】
次に、エジェクタポンプ５０について図２に基づいて説明する。図２の（ａ）は、本発明の第１実施形態におけるエジェクタポンプ５０の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ断面である。エジェクタポンプ５０は、ノズルユニット５１、配管ユニット５２、および駆動ユニット５３から構成されており、各ユニット５１・５２・５３は別体に形成された後、適宜の締結手段により結合されている。
【００２７】
ノズルユニット５１は、ノズルボディ５１１と、ニ一ドル５１２とを有する。ノズルボディ５１１およびニ一ドル５１２は、耐食性に富む金属、例えばＳＵＳ３１６ＬまたはＳＵＳ３０４Ｌからなり、さらにニ一ドル５１２は、滑り特性と耐摩耗性を向上させるためにＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理が施されている。
【００２８】
ノズルボディ５１１は、略円筒状であり、ニ一ドル５１２を摺動自在に保持する円柱状のガイド穴５１１１と、ガイド穴５１１１よりも小径で、後述する主流ポートとノズル部との間を連通させる円柱状の主流通路５１１２と、先端部に向かって径が小さくなるテーパ状のノズル部５１１３が、ノズルボディ５１１の軸方向に沿って順に形成されている。
【００２９】
ノズルボディ５１１の軸方向中間部には、主流通路５１１２と連通する主流ポート５１１４が形成されており、主流ポート５１１４には、水素供給経路３０が接続され、水素供給装置３１からの水素が導入されるようになっている。主流通路５１１２を段付き形状にしてノズルボディ側シール面５１１５が形成されており、このノズルボディ側シール面５１１５は、主流通路５１１２における主流ポート５１１４側の端部に主流通路５１１２を囲むようにして形成されている。
【００３０】
ニ一ドル５１２は、段付き円筒形状になっており、その軸方向中問部に形成された大径円柱部５１２１がガイド穴５１１１に摺動自在に保持されている。大径円柱部５１２１からノズル部５１１３側に内かって、大径円柱部５１２１よりも小径の第１小径円柱部５１２２が延びている。この第１小径円柱部５１２２の端部には、先端部に向かって径が小さくなるテーパ部５１２３が形成されており、このテーパ部５１２３によりノズル部５１１３の開口面積を調整するようになっている。
【００３１】
大径円柱部５１２１から反ノズル部５１１３側に向かって、大径円柱部５１２１よりも小径の第２小径円柱部５１２４が延びている。大径部５１２１におけるノズル部５１１３側の端面には、ノズルボディ側シール面５１１５との当接により主流通路５１１２を閉じるニ一ドル側シール面５１２５が形成されている。ここで、ニ一ドル側シール面５１２５がノズルボディ側シール面５１１５に当接した状態において、ノズル部５１１３とテーパ部５１２３は当たらないように、各部の寸法関係などが設定されている。
【００３２】
配管ユニット５２は、ノズルユニット５１のノズルボディ５１１におけるノズル部５１１３側の端部に配置されている。配管ユニット５２は、略円筒状であり ノズル部５１１３から噴出される水素などを通過させる吐出通路５２１が、軸方向に延びるように形成されている。この吐出通路５２１の一端側にノズル部５１１３が挿入され、吐出通路５２１の他端は水素供給経路３０を介して燃料電池１０に接続されている。
【００３３】
配管ユニット５２の軸方向中間部には、吐出通路５２１と連通する吸引ポート５２２が形成されており、吸引ポート５２２にはオフガス循環経路３４が接続されている。尚、本発明の要部として、図２（ｂ）のＡ−Ａ部断面に示すように、ノズル部５１１３より噴出される主供給水素の駆動流中心に対して、吸引ポート５２２より流入するオフガスの吸引流中心がずれるように吸引ポート５２２が配設されている。
【００３４】
駆動ユニット５３は、ノズルユニット５１のニ一ドル５１２を駆動するもので、ノズルボディ５１１における反ノズル部５１１３側の端部に配置されている。駆動ユニット５３は、具体的にはステップモータであり、ロータ５３１・ステー'タ５３２・シールド５３３およびニ一ドルガイド５３４からなる。
【００３５】
ニ一ドルガイド５３４は、ノズルボディ５１１に固定され、ニ一ドル５１２の第２小径円柱部５１２４を摺動自在に保持する。また、ニ一ドル５１２の第２小径円柱部５１２４は、その先端部にてロータ５３１に固定されている。ロータ５３１に形成した雌ネジ５３２１とニ一ドルガイド５３４に形成した雄ネジ５３４１とが螺合しており、これにより、ロータ５３１が回転されるとロータ５３１およびニ一ドル５１２が軸方向に移動するようになっている。
【００３６】
次に、上記構成の燃料電池システムの作動について説明する。燃料電池１０にて水素が消費されている状況では、水素供給装置３１から水素供給経路３０、およびエジェクタポンプ５０を介して燃料電池１０に水素が供給される。この主供給水素がエジェクタポンプ５０内を通過する際、主供給水素はノズル部５１１３から高速のガス流として流出する。
【００３７】
この時、主供給水素の流体エネルギーがオフガス循環の運動エネルギーとしてエネルギー交換が成される。このため、高速ガス流となった主供給水素は、ノズル部５１１３外周部に存在するオフガスを引き込むようにして吐出通路５２１に流れる。この結果、ノズル部５１１３外周部には負圧が発生することとなり、オフガス循環経路３４を流れるオフガスが吸引ポート５２２から吸引されて吐出通路５２１に導かれる。
【００３８】
このようにエジェクタポンプ５０は、流入する高圧水素の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して主供給水素を等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部５１１３と、そのノズル部５１１３から噴射する高い速度の駆動流の巻き込み作用によりオフガス循環経路３４からオフガスを吸引する吸引部５２ａと、ノズル部５１１３から噴射する駆動流とオフガスの吸引流とを混合する混合部５２ｂと、ノズル部５１１３から噴射する主供給水素とオフガス循環経路３４から吸引したオフガスとを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して混合流体の圧力を昇圧させるディフューザ部５２ｃとからなる。
【００３９】
この時、混合部５２ｂにおいては、駆動流の運動量と吸引流の運動量との和が保存されるように駆動流と吸引流とが混合するので、混合部５２ｂにおいても混合流体の圧力（静圧）が上昇する。一方、ディフューザ部５２ｃにおいては、通路断面積を徐々に拡大することにより混合流体の速度エネルギー（動圧）を圧力エネルギー（静圧）に変換するので、エジェクタポンプ５０においては、混合部５２ｂおよびディフューザ部５２ｃの両者にて混合流体圧力を昇圧する。そこで、混合部５２ｂとディフューザ部５２ｃとを総称して昇圧部と呼ぶ。
【００４０】
ちなみに、本実施形態では、先細ノズルを採用しているが、ノズル部５１１３から噴出する主供給水素の速度を音速以上まで加速するために、通路途中に通路面積が最も縮小した喉部を有するラハールノズル（流体工学（東京大学出版会）参照）を採用しても良いことは言うまでもない。吐出通路５２１にて混合された主供給水素とオフガスは、水素供給経路３０を介して燃料電池１０に供給される。
【００４１】
駆動ユニット５３にてニ一ドル５１２を軸方向に移動させることにより、ノズル部５１１３の開口面積（開度）を調整して、主流水素量を制御する。燃料電池１０にて水素が消費されない状況になった場合は、ニ一ドル側シール面５１２５がノズルボディ側シール面５１１５に当接する位置まで、駆動ユニット５３にてニ一ドル５１２を軸方向に移動させることにより、主流通路５１１２を閉じる。
【００４２】
次に、本実施形態での特徴を説明する。主供給水素を噴出させるノズル部５１１３と、ノズル部５１１３周囲の圧力低下を利用してオフガスを吸引するための吸引ポート５２２と、ノズル部５１１３より噴出された主供給水素と吸引ポート５２２より吸引されたオフガスとを混合させる混合部５２ｂと、混合部５２ｂで混合された主供給水素とオフガスとの混合流体を昇圧させる昇圧部５２ｃとを有するエジェクタ装置において、ノズル部５１１３より噴出される主供給水素の駆動流中心に対して吸引ポート５２２より流入するオフガスの吸引流中心がずれるように吸引ポート５２２を配設している。
【００４３】
これによれば、駆動流中心に対して吸引流中心をずらす（オフセットする）ことにより、吸引流はノズル部５１１３周りの吸引部５２ａ内へ、いずれか一方に寄った吸引ポート５２２から流入して吸引部５２ａ内を回りながら下流へ流れてゆくこととなる（図２（ｂ）参照）。
【００４４】
このように、吸引流に旋回運動を与えて駆動流周りを流れる時間的・空間的距離を長くすることにより、主供給水素（駆動流）とオフガス（吸引流）との混合性を高めることができる。この結果、ノズル部５１１３より噴出された主供給水素の流速が十分に減速されるため、速度エネルギーと圧力エネルギーとの変換により、昇圧部５２ｃでの昇圧が充分に行われる。また、これにより、混合部５２ｂの長さを短縮することもできるため、エジェクタ装置の縮小が可能となり、車両への搭載性が向上する。
【００４５】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態におけるエジェクタポンプ５０の構成を示す断面図である。上述した第１実施形態と異なる本実施形態での特徴は、ノズル部５１１３より噴出される主供給水素の駆動流と、吸引ポート５２２より流入するオフガスの吸引流とが、駆動流の流れ方向において直交よりも小さな鋭角にて合流するように吸引ポート５２２を配設した点である。これによれば、主供給水素とオフガスとがより滑らかに合流して混合流体の流れがスムーズとなる。
【００４６】
（第３実施形態）
図４の（ａ）は、本発明の第３実施形態におけるエジェクタポンプ５０の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＢ−Ｂ断面である。上述した第１・第２実施形態と異なる本実施形態での特徴は、主供給水素を噴出させるノズル部５１１３と、ノズル部５１１３周囲の圧力低下を利用して吸引ポート５２２よりオフガスを吸引するための吸引部５２ａと、ノズル部５１１３より噴出された主供給水素と吸引ポート５２２より吸引されたオフガスとを混合させる混合部５２ｂと、混合部５２ｂで混合された主供給水素とオフガスとの混合流体を昇圧させる昇圧部５２ｃとを有するエジェクタ装置において、吸引ポート５２２より流入するオフガスにノズル部５１１３周りの旋回流を発生させるためのスワールプレート（スワール部）５２３を吸引部５２ａ内に配設した点である。
【００４７】
これによれば、上述した第１・第２実施形態のように駆動流中心に対して吸引流中心をずらす（オフセットする）ことなく、吸引部５２ａ内に設けたスワールプレート５２３にて吸引流に旋回運動を生じさせるものである。これにより、吸引流が駆動流周りを流れる時間的・空間的距離を長くすることができ、主供給水素（駆動流）とオフガス（吸引流）との混合性を高めることができる。この結果、ノズル部５１１３より噴出された主供給水素の流速が十分に減速されるため、速度エネルギーと圧力エネルギーとの変換により、昇圧部５２ｃでの昇圧が充分に行われる。
【００４８】
また、これにより、混合部５２ｂの長さを短縮することもできるため、エジェクタ装置の縮小が可能となり、車両への搭載性が向上する。また、スワールプレート５２３に流れ後方への捻りを加えれば、主供給水素とオフガスとがより滑らかに合流して混合流体の流れをスムーズにすることもできる。尚、このスワールプレート５２３は、吸引ポート５２２側に設けても良いし、ノズル部５１１３側に設けても良い。また、上述した第１・第２実施形態のように、駆動流中心に対して吸引流中心をずらした（オフセットした）ものに対してスワールプレート５２３を設けても良い。
【００４９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）１０において、供給する水素ガスを駆動流として、燃料電池１０を通過した水素オフガスを吸引し、主流の水素ガスに混合させて再利用するための循環ポンプとしてのエジェクタポンプ（エジェクタ装置）５０について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、冷凍サイクルにおいて冷媒凝縮器で凝縮された冷媒の減圧手段になると共に、その冷媒流を駆動流として、冷媒蒸発器で蒸発した冷媒ガスを吸引し、主流の冷媒流に混合させるための循環ポンプとしてのエジェクタポンプ（エジェクタ装置）に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示す概念図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１実施形態におけるエジェクタポンプ５０の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ断面である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるエジェクタポンプ５０の構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第３実施形態におけるエジェクタポンプ５０の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＢ−Ｂ断面である。
【符号の説明】
【００５１】
５２ａ…吸引部
５２ｂ…混合部
５２ｃ…ディフューザ（昇圧部）
５２２…吸引ポート
５２３…スワールプレート（スワール部）
５１１３…ノズル部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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