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公開番号2024092200
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022207966
出願日2022-12-26
発明の名称気液分離器
出願人トヨタ紡織株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20240701BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】性能を確保しつつ、製造が容易な気液分離器を提供する。
【解決手段】気液分離器11は、排出された燃料ガスをケース12内に流入させて燃料ガスから分離した水をケース12の排出口32から排出する。ケース12は、上ケース14と下ケース15とを有する。上ケース14と下ケース15との間には、これらを仕切る仕切部材13が配置される。上ケース14は、隔壁部19によって仕切られた第1室20及び第2室21と、流入口22と、流出口23とを有する。下ケース15は、第3室26と、排出口32とを有する。仕切部材13は、第1室20と第3室26とを連通させる第1連通孔28と、第2室21と第3室26とを連通させる第2連通孔29とを有する。第1室20及び第2室21には、仕切部材13の上面13aと上ケース14の内面とで囲んで形成されるとともに生じた水を溜める第1貯水部35及び第2貯水部36がそれぞれ設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池スタックから排出された燃料ガスをケース内に流入させて前記燃料ガスに含まれる水を分離し、当該分離した水を前記ケースの下端部に位置する排出口から排出する気液分離器において、
前記ケースは、上ケースと、前記上ケースの下側に配置される下ケースとを有し、
前記上ケースと前記下ケースとの間には、前記上ケース内と前記下ケース内とを仕切る仕切部材が配置され、
前記上ケースは、隔壁部によって仕切られた第１室及び第２室と、前記第１室に前記燃料ガスを流入させる流入口と、前記第２室から前記燃料ガスを流出させる流出口とを有し、
前記下ケースは、第３室と、前記排出口とを有し、
前記仕切部材は、前記第１室と前記第３室とを連通させる第１連通孔と、前記第２室と前記第３室とを連通させる第２連通孔とを有し、
前記第１室及び前記第２室には、前記仕切部材における前記上ケース側の面と前記上ケースの内面とで囲んで形成されるとともに前記第１室及び前記第２室で生じた水を溜める第１貯水部及び第２貯水部がそれぞれ設けられていることを特徴とする気液分離器。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記第３室における前記排出口の上方位置には、前記第１貯水部及び前記第２貯水部からそれぞれ溢れて前記第１連通孔及び前記第２連通孔を介して前記第３室に浸入した水を溜める第３貯水部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気液分離器。
【請求項３】
前記下ケースには、
前記流入口が側方を向く姿勢で前記ケースが配置される第１配置態様である場合に下端部となる第１位置に前記排出口が形成され、
前記流入口が上方を向く姿勢で前記ケースが配置される第２配置態様である場合に下端部となる第２位置に前記排出口が形成され、
前記第１配置態様である場合の前記第３室における前記第１位置の上方位置及び前記第２配置態様である場合の前記第３室における前記第２位置の上方位置には、前記第３貯水部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の気液分離器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックから排出された燃料ガスから水を分離する気液分離器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の気液分離器として、例えば特許文献１に示すものが知られている。こうした気液分離器は、ケーシング（ケース）内の下部に凹部が形成されるとともに、当該凹部の底部に液状水（水）を排出するドレイン口（排出口）が設けられた構成になっている。凹部には、貯留部形成部材が挿入されている。貯留部形成部材は、液状水を溜める左第１貯留部（第１貯水部）及び右第１貯留部（第２貯水部）を有している。
【０００３】
そして、上述のような気液分離器では、燃料電池スタックの運転停止後に、ケーシング内の液状水を左第１貯留部及び右第１貯留部に溜めるようにしている。これにより、気温が氷点下になった場合でも、ドレイン口内に液状水が流れ込んだ状態で凍結することが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－９３３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような気液分離器では、ケーシング内の液状水を左第１貯留部及び右第１貯留部に溜めることはできるが、これらの貯留部を有した貯留部形成部材の構造が極めて複雑になっている。このため、貯留部形成部材の製造に手間がかかるので、気液分離器の製造が困難になるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する気液分離器は、燃料電池スタックから排出された燃料ガスをケース内に流入させて前記燃料ガスに含まれる水を分離し、当該分離した水を前記ケースの下端部に位置する排出口から排出する気液分離器において、前記ケースは、上ケースと、前記上ケースの下側に配置される下ケースとを有し、前記上ケースと前記下ケースとの間には、前記上ケース内と前記下ケース内とを仕切る仕切部材が配置され、前記上ケースは、隔壁部によって仕切られた第１室及び第２室と、前記第１室に前記燃料ガスを流入させる流入口と、前記第２室から前記燃料ガスを流出させる流出口とを有し、前記下ケースは、第３室と、前記排出口とを有し、前記仕切部材は、前記第１室と前記第３室とを連通させる第１連通孔と、前記第２室と前記第３室とを連通させる第２連通孔とを有し、前記第１室及び前記第２室には、前記仕切部材における前記上ケース側の面と前記上ケースの内面とで囲んで形成されるとともに前記第１室及び前記第２室で生じた水を溜める第１貯水部及び第２貯水部がそれぞれ設けられていることを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、上ケース、下ケース、及び仕切部材を樹脂製にすることで、これらを射出成形によって容易に製造できる。第１室及び第２室で生じた水をそれぞれ溜める第１貯水部及び第２貯水部は、仕切部材における上ケース側の面と上ケースの内面とで囲んで形成される。このため、仕切部材を挟んで上ケースと下ケースとを接合するだけでケース内に第１貯水部及び第２貯水部が設けられた気液分離器を容易に製造できる。
【０００８】
また、燃料電池スタックの運転停止後には、第１室及び第２室での水蒸気の凝縮などによって水が生じるが、この生じた水はケース内の第１貯水部及び第２貯水部にそれぞれ溜められる。このため、周囲の温度が氷点下となる寒冷地などでこうした水が排出口内に流れ込んだ状態で凍結することを抑制できる。したがって、気液分離器としての性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態の気液分離器の分解斜視図である。
気液分離器の斜視図である。
ケースが第１配置態様である場合の気液分離器の断面図である。
仕切部材が組み付けられた状態の上ケースの斜視図である。
上ケースの斜視図である。
下ケースの内部を示す斜視図である。
下ケースにおける排出口の断面図である。
下ケースにおけるダミー排出口の断面図である。
ケースが第２配置態様である場合の気液分離器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、気液分離器の一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、気液分離器１１は、燃料電池スタック（図示略）から排出された未反応の余剰の燃料ガス（水素）をケース１２内に流入させて燃料ガスに含まれる水（反応生成水）を分離するものである。気液分離器１１は、合成樹脂によって構成されている。気液分離器１１は、ケース１２と、ケース１２内に配置される仕切部材１３とを備えている。ケース１２及び仕切部材１３は、例えば射出成形によって形成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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