气液分离器和稀释器的一体式装置

摘要

一种一体式装置包括：气液分离器(10)，该气液分离器从气液混合物流体分离出气体和液体；布置在气液分离器(10)下方的稀释器(20)；以及连通管(61)，该连通管在气液分离器(10)与稀释器(20)之间连通，且布置成与水平方向成预定角度，并至少将从气液混合物流体分离出的液体导入稀释器(20)。气液分离器(10)、稀释器(20)和连通管(61)是一体的。

权利要求

1.一种一体式装置（1），其特征在于包括：

气液分离器（10），所述气液分离器从气体和液体相混合的气液混合物流体分离出所述气体和所述液体；

稀释器（20），所述稀释器布置在所述气液分离器（10）的下方；以及连通管（61），所述连通管在所述气液分离器（10）与所述稀释器（20）之间连通，并且布置成与水平方向成预定角度，并且利用重力将从所述气液混合物流体分离出的所述液体导入所述稀释器（20），其中所述气液分离器（10）、所述稀释器（20）和所述连通管（61）是一体地构成的；

所述气液分离器（10）具有构成所述气液分离器（10）的上部的上部构成部件（11）；

所述稀释器（20）具有构成所述稀释器（20）的下部的下部构成部件（21）；

在所述上部构成部件（11）与所述下部构成部件（21）之间设有共有部件（50）；

所述一体式装置（1）连接到燃料电池组（100）；

所述气液混合物流体是从所述燃料电池组（100）排出的阳极排出气体与水相混合的流体；

所述稀释器（20）具有扩张室（63）和阴极排出气体通路，从所述燃料电池组（100）排出的阴极排出气体的一部分、所述水以及所述阳极排出气体的一部分被导入所述扩张室，并且被导入的这部分阴极排出气体和被导入的这部分阳极排出气体在所述扩张室中混合，并且所述阴极排出气体和所述阳极排出气体的混合气体以及所述水从所述扩张室排出，所述阴极排出气体通路引导和排出被导入所述扩张室（63）的这部分以外的所述阴极排出气体；

所述扩张室（63）在沿被导入所述扩张室（63）的所述阴极排出气体的流通方向的上游侧的位置和下游侧的位置具有流通控制部件（68，69；53，54，73，74，75），所述流通控制部件布置成控制所述一部分阳极排出气体的流动；并且所述流通控制部件（68，69；53，54，73，74，75）中的至少一个由从所述共有部件（50）的下表面向下延伸并且具有至少一个缝隙的壁部形成。

2.根据权利要求1所述的一体式装置（1），其中：

所述共有部件（50）与所述上部构成部件（11）和所述下部构成部件（21）一体地设置；

所述共有部件（50）构成所述气液分离器（10）的下部及所述稀释器（20）的上部；并且所述连通管（61）形成在所述共有部件（50）中。

3.根据权利要求1所述的一体式装置（1），其中，从所述燃料电池组（100）排出的所述阳极排出气体的一部分经所述连通管（61）被导入所述扩张室（63）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一体式装置（1），其中，所述流通控制部件（68，

69；53，54，73，74，75）中的至少一个具有迷宫结构。

5.根据权利要求4所述的一体式装置（1），其中，所述迷宫结构由从所述共有部件（50）的下表面向下延伸的多个壁部形成。

6.根据权利要求5所述的一体式装置（1），其中，所述壁部的下端的至少一部分紧密接触所述下部构成部件（21）的上表面。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的一体式装置（1），其中，所述扩张室（63）在布置在所述下游侧的所述流通控制部件与限定所述扩张室（63）之下游侧的侧壁之间具有使经由布置在所述下游侧的所述流通控制部件导入的混合气体回旋的回旋室。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的一体式装置（1），其中：所述气液分离器（10）具有引导部（51），所述引导部设置在所述共有部件（50）中并且引导所述气液混合物流体的流动；并且所述引导部（51）的上端的至少一部分与所述上部构成部件（11）的底面紧密接触，并且所述引导部（51）的下端的至少一部分与所述下部构成部件（21）的上表面紧密接触。

9.根据权利要求8所述的一体式装置（1），其中：

所述引导部（51）具有与所述气液混合物流体的导入方向基本平行地布置的引导壁部（52）；并且在所述气液分离器（10）中，在所述引导壁部（52）的与所述气液混合物流体的导入侧相反的一侧形成有阳极气体排出口，分离出的阳极气体经所述阳极气体排出口排出。

10.根据权利要求8所述的一体式装置（1），其中，所述气液混合物流体绕所述引导部（51）回旋。

11.根据权利要求8所述的一体式装置（1），其中，在所述引导部（51）的下端中形成有允许水流过的贯通孔。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的一体式装置（1），其中，所述混合气体在沿被导入的一部分阴极排出气体的流通方向的下游侧从所述扩张室（63）排出。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的一体式装置（1），其中，所述连通管（61）布置成垂直或倾斜于水平方向。

说明书

气液分离器和稀释器的一体式装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种一体式装置，其中气液分离器和稀释器一体地构成。特别地，本发明涉及气液分离器和稀释器的一体式装置，其中设置成在燃料电池系统中使用的气液分离器和稀释器是一体式的。

背景技术

[0002] 在现有技术燃料电池系统中，为从由燃料电池排出的排气分离出水(水分)而布置气液分离器。各种此类气液分离器之一为旋风式分离器。

[0003] 日本专利申请公报No.2002-373699(JP-A-2002-373699)公开了一种旋风式气液分离器，该气液分离器包括：圆筒状的主体部，其上端和下端是密闭的；设置在主体部的圆筒状上部附近和切线方向上的入口管；设置成在主体部的顶板部的中央部中从该主体部向内和向外突出的出口管；设置在主体部的下部中的储水罐部；以及设置在储水罐部上的排水管，其中对水的移动提供阻力的多个肋片从储水罐的底部向上延伸。 [0004] 此外，在现有技术的燃料电池系统中，为了用阴极排出气体(例如，空气)稀释从燃料电池排出的阳极排出气体(氢气)以便在将阳极排出气体释放到大气之前充分降低氢浓度，布置了氢稀释器。

[0005] 这 种 氢 稀 释 器 的 一 个 示 例 为 在 日 本 专 利 申 请 公 报No.2003-132915(JP-A-2003-132915)中公开的氢稀释器，该氢稀释器包括：保持区域，从燃料电池排出的阳极排出气体滞留在该保持区域中；稀释区域，从燃料电池排出的阴极排出气体(空气)被传入该稀释区域中，并且通过将阴极排出气体与来自保持区域的阳极排出气体混合而稀释阴极排出气体；以及引流部，该引流部将阳极排出气体从保持区域引流到稀释区域。

[0006] 日本专利申请公报No.2007-80728(JP-A-2007-80728)公开了一种氢稀释器，该氢稀释器包括：导入室，阳极排出气体蓄积在该导入室中；连通通路，该连通通路在导入室与阴极排出气体通路之间连通；连通阀，该连通阀改变连通通路的连通状态，并且当驱气阀打开时关闭，而当驱气阀关闭时变成能够打开；以及加压装置，用于通过当连通阀打开时从外部对导入室加压而缩小导入室的容量。

[0007] 此外，日本专利申请公报No.2008-140783(JP-A-2008-140783)公开了一种氢稀释器，该氢稀释器包括：保持室，阳极排出气体滞留在该保持室中；阳极导入通路，其将阳极排出气体导入保持室；阴极导入通路，其将阴极排出气体导入滞留室；以及排出气体导出通路，其导出阳极排出气体和阴极排出气体，其中，阴极导入通路的开口和排出气体导出通路的开口彼此面对，并布置成彼此靠近，开口之间留有间隙。

[0008] 然而，日本专利申请公报No.2002-373699(JP-A-2002-373699)等中公开的气液分离器通常具有水管沿储水罐部的水平方向设置的结构。因此，当稀释器布置在气液分离器的下游侧时存在水滞留在水管中的可能性。此外，由于根据现有技术的气液分离器具有利用重力将水储存在储水罐部中这样的结构，因此还存在气液分离失效和水溢出的可能性。此外，日本专利申请公报No.2003-132915(JP-A-2003-132915)、日本专利申请公报No.2007-80728(P-A-2007-80728)、日本专利申请公报No.2008-140783(JP-A-2008-140783)等均未对气液分离器与氢稀释器之间的关系的考虑提供任何说明等。

发明内容

[0009] 本发明提供一种气液分离器和稀释器的一体式装置，其能够有效地执行气液分离并有效地稀释被导入稀释器的气体，且其允许尺寸减小。

[0010] 本发明的第一方面涉及一种一体式装置，该一体式装置包括：气液分离器，所述气液分离器从气体和液体相混合的气液混合物流体分离出所述气体和所述液体；稀释器，所述稀释器布置在所述气液分离器的下方；以 及连通管，所述连通管在所述气液分离器与所述稀释器之间连通，并且布置成与水平方向成预定角度，并且将从所述气液混合物流体分离出的所述液体导入所述稀释器。在该一体式装置中，所述气液分离器、所述稀释器和所述连通管是一体地构成的。

[0011] 根据前述结构，气液分离器和布置在气液分离器下方的稀释器由布置成与水平方向成预定角度的连通管连接。因此，当被气液分离器分离出的液体经连通管被导入稀释器时，能够利用重力使液体落入稀释器。因此，能够抑制液体在连通管内的滞留。此外，由于气液分离器和稀释器是一体地构成的，因此能够实现尺寸减小。

[0012] 在根据本发明的前述方面的一体式装置中，所述气液分离器可具有构成所述气液分离器的上部的上部构成部件，且所述稀释器可具有构成所述稀释器的下部的下部构成部件。此外，在所述上部构成部件与所述下部构成部件之间可设有共有部件，并且所述共有部件可与所述上部构成部件和所述下部构成部件一体地设置。所述共有部件可构成所述气液分离器的下部及所述稀释器的上部，且所述连通管可形成在所述共有部件中。根据前述结构，由于共有部件构成气液分离器的下部和稀释器的上部，因此能够减小构件数目，并且能够进一步减小装置的尺寸。

[0013] 在根据本发明的前述方面的一体式装置中，所述一体式装置可连接到燃料电池组，并且所述气液混合物流体可从所述燃料电池组排出的阳极排出气体与水相混合的流体。此外，所述稀释器可具有扩张室和阴极排出气体通路，从所述燃料电池组排出的阴极排出气体的一部分、所述水以及所述阳极排出气体的一部分被导入所述扩张室，并且被导入的这部分阴极排出气体和被导入的这部分阳极排出气体在所述扩张室中混合，并且所述阴极排出气体和所述阳极排出气体的混合气体以及所述水从所述扩张室排出，所述阴极排出气体通路引导和排出被导入所述扩张室的这部分以外的所述阴极排出气体。所述扩张室在沿被导入所述扩张室的所述阴极排出气体的流通方向的上游侧的位置和下游侧的位置可具有流通控制部件，所述流通控制部件布置成控制所述一部分阳极排出气体的流动。 [0014] 通过该结构，阴极排出气体的一部分能够由于阴极排出气体通路中发生的压力损失而被导入包含阳极排出气体的扩张室，并且阳极排出气体和阴极排出气体能够被有效地混合，并能够排出使用阴极排出气体稀释的阳极排出气体。此外，由于与气液分离器一体地设置的稀释器位于气液分离器下方，因此被导入气液分离器的水通过被导入稀释器的高温阴极排出气体加温，从而能够抑制冻结。而且，由于集中在稀释器的底面中的水也通过高温阴极排出气体加温，因此也能够抑制水的冻结。此外，如果水冻结，则能够通过高温阴极排出气体加速其解冻。再者，扩张室能够在下一次氢驱气前通过阴极排出气体换气。顺便说明，例如，通过连接流量调节阀等，能够设定或调节将阳极排出气体导入扩张室的量和时序等。

[0015] 此外，在根据本发明的前述方面的一体式装置中，从所述燃料电池组排出的所述阳极排出气体的一部分可经所述连通管被导入所述扩张室。此外，所述流通控制部件中的至少一个可具有迷宫结构。根据前述结构，阳极排出气体能够被更确定地保持在扩张室内，并且能够在该扩张室中被稀释且从其排出。

[0016] 在根据前述方面的一体式装置中，所述迷宫结构可由从所述共有部件的下表面向下延伸的多个壁部组成。所述壁部的下端的至少一部分可紧密接触所述下部构成部件的上表面。根据前述结构，能够进一步提高气液分离器和稀释器的一体式装置的强度。 [0017] 在根据前述方面的一体式装置中，所述流通控制部件中的至少一个可由从所述共有部件的下表面向下延伸并具有至少一个缝隙的壁部组成。根据前述结构，能够通过喷射容易地混合阳极排出气体和阴极排出气体。

[0018] 此外，在根据前述方面的一体式装置中，所述扩张室可在布置在所述下游侧的所述流通控制部件与限定所述扩张室之下游侧的侧壁之间具有使经由布置在所述下游侧的所述流通控制部件导入的混合气体回旋的回旋室。根据前述结构，能够加速阳极排出气体和阴极排出气体的混合，从而能够进一步提高稀释阳极排出气体的性能。 [0019] 此外，在根据前述方面的一体式装置中，所述气液分离器可具有引导 部，所述引导部设置在所述共有部件中并且引导所述气液混合物流体的流动，并且所述引导部的上端的至少一部分可与所述上部构成部件的底面紧密接触，且所述引导部的下端的至少一部分可与所述下部构成部件的上表面紧密接触。根据前述结构，气液混合物流体能够被有效地分离成气体和液体。此外，由于该引导部，能够进一步提高气液分离器和稀释器的一体式装置的强度。

[0020] 此外，在根据前述方面的一体式装置中，所述引导部可具有与所述气液混合物流体的导入方向基本平行地布置的引导壁部，并且在所述气液分离器中，在所述引导壁部的与所述气液混合物流体的导入侧相反的一侧可形成有阳极气体排出口，分离出的阳极气体经所述阳极气体排出口排出。根据前述结构，气液混合物流体能够从狭窄空间被导入宽阔空间，从而能够更有效地分离重量较轻的阳极排出气体和较重的水。

[0021] 此外，在根据前述方面的一体式装置中，所述气液混合物流体可绕所述引导部回旋。根据前述结构，阳极排出气体和水能够被更加有效地分离。

[0022] 此外，在根据前述方面的一体式装置中，可在所述引导部的下端中形成有允许水流过的贯通孔。根据前述结构，通过气液分离获得的水能够经由(流经)贯通孔被导入连通管。因此，能够进一步提高排水性能。

[0023] 在根据前述方面的一体式装置中，所述混合气体可在沿被导入的一部分阴极排出气体的流通方向的下游侧从所述扩张室排出。

[0024] 在根据前述方面的一体式装置中，所述连通管可布置成垂直或倾斜于水平方向。 [0025] 根据本发明，可提供一种气液分离器和稀释器的一体式装置，该一体式装置能够有效地执行气液分离且有效地稀释被导入稀释器的气体并实现尺寸减小。 附图说明

[0026] 本发明的前述和/或其他目的、特征和优点将从以下参考附图对示例性实施例的描述而变得更加明显，附图中使用同样的标号来代表同样的元件， 并且其中： [0027] 图1是根据本发明的一个实施例的气液分离器和稀释器的一体式装置的透视图； [0028] 图2是图1所示的一体式装置的分解透视图；

[0029] 图3是图1所示的一体式装置的俯视图；

[0030] 图4是共有部件的底面从上方透视的俯视图；

[0031] 图5是沿图3所示的线V-V截取的截面图；

[0032] 图6是沿图3所示的线VI-VI截取的截面图；

[0033] 图7是燃料电池组的一部分的透视图，图1所示的一体式装置与该部分连接； [0034] 图8是示出了图1所示的一体式装置的一部分与图7所示的燃料电池组连接的状态的透视图；

[0035] 图9是沿图10所示的线IX-IX截取的根据本发明的一个实施例的流通控制部件的截面图；

[0036] 图10是沿图9所示的线X-X截取的截面图。

具体实施方式

[0037] 将参考附图描述根据本发明一实施例的气液分离器和稀释器的一体式装置。 [0038] 在附图中，各种部件的厚度和尺寸及其放大和缩小比例等与实际值不相等，而是被适当地确定为使描述更容易理解。

[0039] 顺便说明，在本实施例中，将描述设置在燃料电池系统中的气液分离器和稀释器成一体的一体式装置。此外，例如，为使描述更容易理解，在一体式装置与燃料电池组连接的结构中，一体式装置的面对燃料电池组的表面称为“背面”或“后部”，一体式装置的与背面相反的表面称为“正面”或“前部”，并且当人面对正面时一体式装置的右手侧称为“右侧”，且其左手侧称为“左侧”。

[0040] 如图1至6和图8所示，根据其中气液分离器10和稀释器20一体地 构成的实施例的一体式装置1包括：上部构成部件11，其构成气液分离器10的上部；下部构成部件21，其构成稀释器20的下部；以及共有部件50，其位于上部构成部件11与下部构成部件21之间，并与上部构成部件11和下部构成部件21一体地设置。即，气液分离器10由上部构成部件11和共有部件50的面对上部构成部件11的上表面构成。稀释器20由共有部件50的下表面和下部构成部件21构成。

[0041] 上部构成部件11具有大致水平的板部12和圆顶部13，该圆顶部从板部12连续地形成，并总体呈圆顶形状从板部12向上突出。

[0042] 圆顶部13的右侧背面设置有气液混合物流体导入口14，该导入口连接到燃料电池组100的氢排出口101(参见图7)，并将包含氢排出气体(阳极排出气体)和水的气液混合物流体从氢排出口101导入气液分离器10。此外，圆顶部13的略微偏向圆顶部13的中心的左侧的一部分的上表面设置有氢排出气体排出口15，在气液分离器10内分离出的氢排出气体经该排出口排出。氢排出气体排出口15与燃料电池组100的氢导入口102(参见图7)连接(连接状态未示出)。从氢排出气体排出口15排出的氢排出气体从氢导入口102返回到燃料电池组100，并被再次用作阳极气体。此外，圆顶部13的上表面的跨越氢排出气体排出口15沿前后方向彼此相对的两个侧部设置有螺孔16和17，所述螺孔16和17与形成在引导部51的上表面中的螺孔55和56重合，该引导部51设置在后文将详细描述的共有部件50上。此外，在板部12的左侧形成有孔18，用于流量调节的阀等布置在该孔中。

[0043] 共有部件50的上表面的大致右侧半部是构成气液分离器10的下部的气液分离器构成区域。在共有部件50的上表面的位于引导部51的左侧的部分中形成有向下凹入设置的凹部60。凹部60的大致中心部设置有连通管61的开口部，该连通管61在气液分离器10与稀释器20之间连通，并将由气液分离器10从气液混合物流体分离出的水导入稀释器
20。该连通管61如图5所示从凹部60的底面向下延伸。具体地，由于连通管61能够允许从气液混合物流体分离出的水大致沿竖直方向流动(允许其落下)， 因此连通管61能够利用重力来排出水。因此，能够抑制液体在连通管61中的滞留。

[0044] 共有部件50的上表面的右侧部分设置有引导部51，该引导部引导气液混合物流体的流动以使得从气液混合物流体导入口14导入的气液混合物流体在气液分离器10内回旋。该引导部51具有大致平行于经气液混合物流体导入口14导入的气液混合物流体的导入方向布置的引导壁部52，以及从引导壁部52的沿前后方向彼此相对的两个侧部连续地形成的圆筒部53和54。

[0045] 螺孔55和56分别形成在圆筒部53和54的上表面中。当上部构成部件11被置于共有部件50上时，螺孔55和56布置在与形成于上部构成部件11中的螺孔16和17重合的位置。然后，用于将上部构成部件11和共有部件50彼此固定的螺钉(未示出)被拧入螺孔16和55以及螺孔17和56。圆筒部53和54的上端被焊接在上部构成部件11的下表面上，如图6所示。圆筒部53和54的下端贯通共有部件50并从其向下延伸，并被焊接在下部构成部件21的上表面上。当上部构成部件11被置于共有部件50上时，引导壁部52如图3所示位于氢排出气体排出口15的右侧。因而，氢排出气体排出口15位于引导壁部52的与气液混合物流体导入口14相反的一侧。引导壁部52的上端被焊接在上部构成部件11的下表面上。因而，由于圆筒部53和54的上端以及引导壁部52的上端被焊接在上部构成部件11的下表面上，并且圆筒部53和54的下端被焊接在下部构成部件21的上表面上，因此圆筒部53和54及引导壁部52起到加强部件的作用，并且将提高一体式装置
1的强度。

[0046] 顺便说明，气液分离器10如图3所示构造成使得由引导部51的面对左右方向的表面以及圆顶部13的内壁表面形成的间隙比由引导部51的面对前后方向的表面以及圆顶部13的内壁表面形成的间隙宽。因此，经气液混合物流体导入口14导入的气液混合物流经由引导部51的前侧面和圆顶部13的内壁表面形成的狭窄间隙，然后流入由引导部51的左侧表面和圆顶部13的内壁表面形成的宽阔空间。因此，重量较轻的氢和较重的水能够 有效地彼此分离。此外，包含尚未分离而是仍保留在其中的水的气液混合物流体进一步移动通过由引导部51的后侧表面和圆顶部13的内壁表面形成的狭窄间隙，并因此在引导部51周围回旋。这样，尚未从气液混合物分离出的水能够从气液混合物分离，并且能够抑制水的旋流。然后，这样分离出的水从凹部60经连通管61被导入稀释器20。此时，包含尚未分离的氢排出气体的气液混合物流体与已分离出的水一起经连通管61被导入稀释器20。另一方面，已从气液混合物流体分离出的重量轻的氢排出气体向上移动，并从氢排出气体排出口15有效排出，并回到燃料电池组100内。

[0047] 此外，共有部件50的左侧部分设置有空气排出气体导入口71，该导入口71连接到燃料电池组100的空气排出气体排出口103(参见图7)，并将从空气排出气体排出口103排出的空气排出气体导入稀释器20。顺便说明，空气排出气体导入口71经由管道105连接到空气排出气体排出口103，如图8所示。在图7中，附图标记106表示空气导入口，107表示冷却水排出口，108表示冷却水导入口。

[0048] 共有部件50的下表面是形成稀释器20的上部的稀释器构成区域。稀释器20具有使经空气排出气体导入口71导入的空气排出气体流向形成在下部构成部件21(下述)的右侧端面中的流体排出口70，以及为稀释与水一起经连通管61导入的氢排出气体而设置的扩张室63。用于如图4所示分隔空气排出气体通路62和扩张室63的分隔壁65从共有部件50的下表面向下延伸。分隔壁65的下端被焊接在下部构成部件21的上表面上。 [0049] 空气排出气体导入口71位于空气排出气体通路62的上部左侧部分中。用于将空气排出气体的一部分导入扩张室63的稀释空气导入口66形成在分隔壁65的靠近空气排出气体导入口71的部分中。此外，分隔壁65的靠近流体排出口70的部分设置有将流体从扩张室63排出到空气排出气体通路62的排出口67。

[0050] 扩张室63的稀释空气导入口66侧部分具有迷宫结构，该迷宫结构用作抑制(控制)被导入扩张室63的氢排出气体经稀释空气导入口66流出到空气排出气体通路62中的流通控制部件。该迷宫结构由从共有部件50的下表面向下延伸的多个壁部68和69(本实施例中为五个壁部)构成，所述壁部之间留有预定间隔。具体而言，该迷宫结构通过壁部68和壁部69交替布置的交替设置构成，壁部68的一端从分隔壁65连续地形成且其另一端与共有部件50的后侧端部隔开，壁部69的一端从共有部件50的后侧端部连续地形成且其另一端与分隔壁65隔开。这些壁部68和69的下端被焊接在下部构成部件21的上表面上。

[0051] 壁部73在连通管61的布置位置与圆筒部53和54的布置位置之间的位置从共有部件50的下表面向下延伸，该壁部的一端从共有部件50的后侧端部连续形成且其另一端与分隔壁65隔开。此外，沿前后方向连接圆筒部53和54的壁部74从共有部件50的下表面向下延伸。沿前后方向连接圆筒部53和分隔壁65的壁部75从共有部件50的下表面向下延伸。壁部74从圆筒部53和54连续地形成，而壁部75从圆筒部53和分隔壁65连续地形成。此外，这些壁部73、74和75的下端被焊接在下部构成部件21的上表面上。 [0052] 顺便说明，由于壁部68、69以及73至75被焊接在下部构成部件21的上表面上，因此这些壁部起到加强部件的作用，并将提高一体式装置1的强度。此外，如图4所示，由圆筒部54、壁部74、圆筒部53和壁部75组成的部分以及壁部73形成迷宫结构。该迷宫结构起到控制流体的流量以使得被扩张室63内的空气排出气体稀释的氢排出气体从排出口67逐渐排出的流通控制部件的作用。

[0053] 扩张室63的右侧后部向右突出。这种突出形成了构成已通过圆筒部54与扩张室63的壁部73之间并向排出口67移动的流体能够四周回旋的回旋室77的空间。在到达回旋室77之后，氢排出气体和空气排出气体形成涡流，使得氢排出气体更有效地被空气排出气体稀释。

[0054] 下部构成部件21的右侧壁设置有流体排出口70，已经过稀释器20的内部的流体(空气排出气体、被空气排出气体稀释的氢排出气体、水等)经该流体排出口70排出。该下部构成部件21如图2所示被构造为具有大的底面积。因此，从连通管61导入稀释器20的水被保持在下部构成部件21的较浅的大面积底部中。

[0055] 如上所述构成的上部构成部件11、共有部件50和下部构成部件21例如通过紧固部件如螺钉、螺栓和螺母等一体地固定，以便形成气液分离器10和稀释器20一体地构成的一体式装置1。由于气液分离器10和稀释器20如上所述一体地构成，因此能够实现尺寸减小。

[0056] 接下来，将描述根据本实施例的一体式装置1的具体动作。

[0057] 当阳极气体(燃料气体：氢)和阴极气体(氧化气体：氧)被供给至燃料电池组100并且电化学反应开始时，氢排出气体和水的气液混合物流体从燃料电池组100的氢排出口101排出。然后，该气液混合物流体经气液混合物流体导入口14被导入气液分离器
10。被导入气液分离器10的气液混合物流体经过由引导部的51的前侧表面和圆顶部13的内壁表面形成的狭窄间隙，并流入由引导部51的左侧表面和圆顶部分13的内壁形成的大空间。由于旋风效果，重量较轻的氢和较重的水被有效地彼此分离。通过气液分离获得的氢向上移动，并经氢排出气体排出口15有效地排出，并回到燃料电池组100。另一方面，通过气液分离获得的水以及尚未进行气液分离的氢排出气体经由连通管61被导入稀释器
20。水被储存在下部构成部件21的底面中。此时，连通管61沿竖直方向敞开，并且水通过重力落下，从而能够抑制水在连通管61中的滞留。

[0058] 另一方面，从燃料电池组100的空气排出气体排出口103排出的空气排出气体经空气排出气体导入口71被引导到稀释器20的空气排出气体通路62的上游侧。由于空气排出气体通路62中发生的压力损失，空气排出气体的一部分从稀释空气导入口66经过由壁部68和69形成的迷宫结构被导入扩张室63。被导入扩张室63的空气排出气体与经连通管61被导入稀释器20的氢排出气体相混合，从而稀释氢排出气体。(空气排出气体和被稀释的氢排出气体的)混合流体经过由壁部73以及由圆筒部54、壁部74、圆筒部53和壁部75组成的部分构成的迷宫结构到达回旋室77，并经回旋室77的排出口67排出到空气排出气体通路62的下游侧。顺便说明，由于布置在扩张室63的上游侧和下游侧的迷宫结构，在实现良好的空间节省的 同时，氢排出气体能够被有效地保持在扩张室63中，并且能够有效地与空气排出气体混合并被空气排出气体稀释，并且能够被排出。 [0059] 此外，未被导入扩张室63的空气排出气体经空气排出气体通路62流向流体排出口70(下游侧)，并与经排出口67排出到空气排出气体通路62内的流体一起经流体排出口70排出。

[0060] 这里应注意，由于气液分离器10布置在已经过燃料电池组100的热空气排出气体所流经的空气排出气体通路62上方，因此气液分离器10能够被提供形成在气液分离器10中的冰解冻效果。而且，由于保持在稀释器20中的水被保持在较浅的大面积，因此如果水冻结则易于使冰解冻。因此，能够缩短解冻时间。

[0061] 此外，在空气排出气体和已稀释的氢排出气体从排出口67排出与下一次氢驱气之间的时段期间，可使用空气排出气体对扩张室63的内部进行换气作为下一次氢驱气的准备。

[0062] 此外，尽管已结合壁部68、69和73至75的下端被焊接在下部构成部件21的上表面上的情形描述了实施例，但这并非限制性的。例如，壁部68、69和73至75的下端也可与下部构成部件21的上表面紧密接触，而不是被焊接在其上表面上。此外，可在壁部68、69和73至75的下端的一部分与下部构成部件21的上表面之间形成允许水流过的排出用贯通孔。这种结构使得可以有效地使水经该排出用贯通孔移动至流体排出口70，并因此提高排水性能。

[0063] 此外，尽管已结合设置迷宫结构作为流通控制部件的情形描述了前述实施例，但这并非限制性的。例如，如图9和10所示，也可以采用在扩张室63的上游侧和/或下游侧形成壁部88的结构，该壁部88的一端从共有部件50的后侧端部连续地形成且其另一端从分隔壁65连续地形成，并且该壁部88沿前后方向延伸。在壁部88中形成至少一个缝隙89，使得经缝隙89来到下游侧的空气排出气体形成喷流，从而有利于与氢排出气体相混合。壁部88可从共有部件50的下表面延伸，并且壁部88的下端可被焊接在下部构成部件21的上表面上。顺便说明，图9是沿图10中的线IX-IX 截取的截面图，而图10是沿图9所示的线X-X截取的截面图。

[0064] 已结合分隔壁65以及壁部68、69和73至75从共有部件50的下表面延伸的情形描述了前述实施例，但这并非限制性的。例如，壁部65、68、69和73至75也能以不同布置来设置，例如，其中壁部从下部构成部件21的上表面向上延伸的布置等。此外，设置成形成迷宫结构的壁部的数目并不局限于预定数目等。

[0065] 此外，尽管已结合连通管61沿大致竖直方向设置的情形描述了实施例，但这并非限制性的。例如，连通管61也可与水平方向成预定角度倾斜，只要能够利用重力将水导入稀释器20即可。

[0066] 虽然上面已说明了本发明的一些实施例，但应理解，本发明并不限于所说明的实施例的细节，而是可使用本领域的技术人员可以想到的各种变更、改型或改进来实施而不脱离本发明的范围。