JP7492936B2 - 気液分離器 - Google Patents

Description

本発明は、気液分離器に関し、より詳細には複数の燃料電池スタックに付設することができる気液分離器に関する。

周知の燃料電池は、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う。アノードに供給された燃料ガスの一部が消費された場合、アノードから排出されるオフガスは、未反応の燃料ガスと、水分とを含む気液二相流となる。水分を燃料電池から排出し、未反応の燃料ガスをアノードに再供給するため、気液分離器が設けられる。

例えば、特許文献１には、ケーシングに気液二相流が個別に供給される入口ポートを複数備える気液分離器が記載されている。この気液分離器では、複数の入口ポートから流入した気液二相流を別個の気液分離室に供給し、複数の気液分離室の各々で気液分離を行うようにしている。

特許文献１の実施形態に示された気液分離器では、複数の気液分離室を区分する隔壁が、ケーシングの内室のうち、オフガスの流通方向上流側にのみ存在する。オフガスの流通方向下流側は、隔壁が存在しない空間であり、未反応の燃料ガスを合流させる集合室となっている。また、隔壁に複数の気液分離室を連通させる呼吸孔を設けた場合には、一方の気液分離室で水分が多く分離された場合に、他方の気液分離室に水分を移すことで、片方の気液分離室に多量の水分が貯留されることが回避される。また、引用文献１の実施形態には、複数の気液分離室に連通する貯留部の底部に液排出部としてドレインポートが設けられ、ドレインポート及びドレイン弁を介して水分がケーシング外に排出されることが記載されている。

特開２０１９－５６９０号公報

異なる燃料電池スタックから排出される気液二相流を異なる導入口に導入する場合、燃料電池スタックの運転圧力の差に応じて、気液二相流の圧力が異なる場合がある。従来の気液分離器では、気液二相流が個別に供給される複数の導入口を備える場合も、気液分離室に圧力差が生じることは示唆されていない。気液分離室に生じる圧力差は、圧力が高い側から圧力が低い側に水分が移動する駆動力となり得る。オフガスの流通方向とは逆方向に水分が逆流したり、圧力が低い気液分離室に多量の水分が貯留されたりすると、気液分離、排水等の機能が低下する可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、異なる導入口に導入される気液二相流の圧力に関係なく、異なる気液分離室から排水することが可能な気液分離器を提供することを課題とする。

第１の態様の気液分離器は、ケーシング（例えば、実施形態のケーシング２０）内で気液二相流を気相と液相に分離する気液分離器（例えば、実施形態の気液分離器１０，１０１，１０２，１０３）において、前記ケーシングは、気液二相流が個別に導入される第１導入口（例えば、実施形態の第１導入口２３Ａ）及び第２導入口（例えば、実施形態の第２導入口２３Ｂ）と、前記第１導入口から導入された前記気液二相流を液相と気相とに分離する第１気液分離室（例えば、実施形態の第１気液分離室２１Ａ）と、隔壁（例えば、実施形態の隔壁２２）によって前記第１気液分離室と区分され、且つ前記第２導入口から導入された前記気液二相流を液相と気相とに分離する第２気液分離室（例えば、実施形態の第２気液分離室２１Ｂ）と、前記第１気液分離室及び前記第２気液分離室の液相を前記ケーシング外に排出する排出部（例えば、実施形態の排出部３０）と、を備え、前記排出部は、前記第１気液分離室と前記ケーシング外とを開閉により連通可能な第１開閉部（例えば、実施形態の第１開閉部３１Ａ）と、前記第２気液分離室と前記第１気液分離室又は前記ケーシング外とを開閉により連通可能な第２開閉部（例えば、実施形態の第２開閉部３１Ｂ）と、が設けられ、前記第２開閉部は、前記第１気液分離室側に変位させて開動作を行うことを特徴とする。

第２の態様の気液分離器は、第１の態様の気液分離器であって、前記第２開閉部は、前記第２気液分離室と前記第１気液分離室とを開閉により連通可能であり、且つ前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉動作により発生する圧力変化は、前記第１気液分離室内の圧力変化が前記第２気液分離室内の圧力変化より大きくなることを特徴とする。

第３の態様の気液分離器は、第２の態様の気液分離器であって、前記第１開閉部の開動作及び前記第２開閉部の開動作を同じタイミングで行った場合に、前記第１気液分離室と前記ケーシング外とを連通する連通面積が、前記第２気液分離室と前記第１気液分離室とを連通する連通面積よりも大きくなることを特徴とする。

第４の態様の気液分離器は、第２の態様の気液分離器であって、前記第１開閉部は、前記第２開閉部よりも早いタイミングで開動作を行うことを特徴とする。

第５の態様の気液分離器は、第１～第４の態様の気液分離器であって、前記第２開閉部は、前記第１開閉部よりも高さ方向で高い位置に設けられることを特徴とする。

第６の態様の気液分離器は、第１～第５の態様の気液分離器であって、前記第１開閉部を開状態にして前記第１気液分離室と前記ケーシング外とを連通させ、前記第１開閉部の開状態を維持したまま、前記第２開閉部を開状態にして前記第２気液分離室と前記第１気液分離室又は前記ケーシング外とを連通させることを特徴とする。

第７の態様の気液分離器は、第１～第６の態様の気液分離器であって、前記第１開閉部及び前記第２開閉部は一体的に設けられ、前記第１開閉部と前記第２開閉部との間には弾性部材（例えば、実施形態の弾性部材３６）が設けられることを特徴とする。

第８の態様の気液分離器は、第１の態様の気液分離器であって、前記第２気液分離室から前記第２開閉部を介して前記ケーシング外と連通する経路（例えば、実施形態の第２排液流路３７Ｂ）が、前記第１気液分離室から前記第１開閉部を介して前記ケーシング外と連通する経路（例えば、実施形態の第１排液流路３７Ａ）と異なることを特徴とする。

第９の態様の気液分離器は、第１～第８の態様の気液分離器であって、前記第１開閉部及び前記第２開閉部が一体的に設けられることを特徴とする。

第１０の態様の気液分離器は、第１の態様の気液分離器であって、第１の燃料電池スタック（例えば、実施形態の第１燃料電池スタック４１Ａ）及び第２の燃料電池スタック（例えば、実施形態の第２燃料電池スタック４１Ｂ）をさらに有し、前記第１導入口は前記第１の燃料電池スタックのアノードオフガス流路（例えば、実施形態のアノードオフガス流路４４Ａ）と接続され、前記第２導入口は前記第２の燃料電池スタックのアノードオフガス流路（例えば、実施形態のアノードオフガス流路４４Ｂ）と接続されることを特徴とする。

第１１の態様の気液分離器は、第１０の態様の気液分離器であって、前記第１の燃料電池スタックの出力が前記第２の燃料電池スタックの出力よりも大きいことを特徴とする。

第１の態様の気液分離器によれば、第１気液分離室及び第２気液分離室の液相をケーシング外に排出する排出部において、第１気液分離室とケーシング外とを開閉により連通可能な第１開閉部と、第２気液分離室と第１気液分離室又はケーシング外とを開閉により連通可能な第２開閉部と、が設けられる。さらに、第２開閉部は、第１気液分離室側に変位させて開動作を行う。これにより、複数の導入口から導入される気液二相流を、１つの気液分離器で処理するときに、複数の気液二相流の圧力が異なる場合であっても、液相の排出を容易にすることができる。

第２の態様の気液分離器によれば、第２開閉部は、第２気液分離室と第１気液分離室とを開閉により連通可能であり、且つ開閉動作により発生する圧力変化は、第１気液分離室内の圧力変化が第２気液分離室内の圧力変化より大きくなる。このとき、排出部が閉状態の場合は、異なる導入口に導入される気液二相流の圧力に関係なく、各々の気液分離室において気液分離が可能である。開閉動作により、ケーシング外に近い側の第１気液分離室内に発生する圧力変化が、第２気液分離室内に発生する圧力変化より大きいことにより、第２気液分離室から第１気液分離室に向けた液相の排出をより確実にすることができる。

第３の態様の気液分離器によれば、第１気液分離室とケーシング外とを連通する連通面積が、第２気液分離室と第１気液分離室とを連通する連通面積よりも大きいため、第１開閉部の開動作及び第２開閉部の開動作を同じタイミングにしても、第１の態様を実施することができる。これにより、第１開閉部及び第２開閉部の構造、動作等の設計が、より容易になる。

第４の態様の気液分離器によれば、第１開閉部が、第２開閉部よりも早いタイミングで開動作を行うため、第１開閉部及び第２開閉部の構造等を同一にしても、第１の態様を実施することができる。これにより、第１開閉部及び第２開閉部の構造等の設計が、より容易になる。

第５の態様の気液分離器によれば、第２開閉部が、第１開閉部よりも高さ方向で高い位置に設けられるため、重力によるポテンシャルエネルギーを利用して、第２気液分離室から第１気液分離室へと向かう方向の液相の排出をより確実にすることができる。

第６の態様の気液分離器によれば、第１開閉部の開状態を維持したまま、第２開閉部を開状態にするため、第１気液分離室の圧力がケーシング外の圧力に従って低下した状態で、第２気液分離室を第１気液分離室又はケーシング外と連通させることができる。これにより、第１気液分離室から第２気液分離室へと向かう液相の移動を一層抑制して、第２気液分離室から第１気液分離室又はケーシング外へと向かう方向の液相の排出をより確実にすることができる。

第７の態様の気液分離器によれば、一体的に設けられた第１開閉部と第２開閉部との間に弾性部材が設けられる。このため、弾性部材の弾性力を利用して、開閉動作により第１気液分離室内に発生する圧力変化が、第２気液分離室内に発生する圧力変化より大きくなるための調整を簡易な構造で容易に実施することができる。例えば、弾性部材の弾性力を利用して、第２気液分離室と第１気液分離室とを連通する連通面積を、第１気液分離室とケーシング外とを連通する連通面積よりも小さくしてもよい。また、弾性部材の弾性力を利用して、第１開閉部よりも遅いタイミングで第２開閉部を開動作させてもよい。

第８の態様の気液分離器によれば、各々の気液分離室からケーシング外と連通する経路が互いに異なるので、排出部が開状態の場合及び閉状態の場合のいずれにおいても、異なる導入口に導入される気液二相流の圧力に関係なく、各々の気液分離室において気液分離が可能である。これにより、各々の気液分離室からケーシング外に向けた液相の排出をより確実にすることができる。

第９の態様の気液分離器によれば、第１開閉部及び第２開閉部が一体的に設けられるので、連動した開閉動作により、各々の気液分離室からケーシング外に向けた液相の排出を制御することができる。

第１０の態様の気液分離器によれば、複数の導入口が各々異なる燃料電池スタックのアノードオフガス流路と接続される。これにより、複数の燃料電池スタックから排出される気液二相流を処理することが可能な気液分離器を実現することができ、気液分離器の小型化および部品点数の削減が可能になる。

第１１の態様の気液分離器によれば、出力がより大きい燃料電池スタックのアノードオフガスが第１気液分離室に導入され、出力がより小さい燃料電池スタックのアノードオフガスが第２気液分離室に導入される。さらに、排出部において、第１気液分離室は、第２気液分離室よりもケーシング外に近い側に配置されている。このため、アノードオフガスから分離される液相の量が、燃料電池スタックの出力に応じて異なる場合、より多くの液相がアノードオフガスから分離され得る燃料電池スタックを第１気液分離室に接続することにより、液相の排出を一層確実にすることができる。

排出部が閉状態となっている第１実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が開状態となっている第１実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が閉状態となっている第２実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が半開状態となっている第２実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が開状態となっている第２実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が開状態となっている第３実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が閉状態となっている第４実施形態の気液分離器を示す図である。 排出部が開状態となっている第４実施形態の気液分離器を示す図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。

図１及び図２は、第１実施形態の気液分離器を示す。図１では、第１実施形態の気液分離器１０において、排出部３０が閉状態になっている。図２では、第１実施形態の気液分離器１０において、排出部３０が開状態になっている。

気液分離器１０は、ケーシング２０内で気液二相流１１を気相と液相に分離するため、気液二相流１１が個別に導入される第１導入口２３Ａ及び第２導入口２３Ｂを有するケーシング２０を備えている。以下の説明では、第１導入口２３Ａ及び第２導入口２３Ｂを総称して、導入口２３Ａ，２３Ｂという場合がある。

ケーシング２０は、第１導入口２３Ａから導入された気液二相流１１を液相と気相とに分離する第１気液分離室２１Ａと、第２導入口２３Ｂから導入された気液二相流１１を液相と気相とに分離する第２気液分離室２１Ｂとを有する。第２気液分離室２１Ｂは、隔壁２２によって第１気液分離室２１Ａと区分されている。以下の説明では、第１気液分離室２１Ａ及び第２気液分離室２１Ｂを総称して、気液分離室２１Ａ，２１Ｂという場合がある。

気液二相流１１は、気相と液相とを含む。気相としては、例えば水素等のガス成分が挙げられる。液相１２としては、例えば水分等の液体成分が挙げられる。気液分離室２１Ａ，２１Ｂ内では、気液二相流１１から液相１２が分離されて滞留する。気液二相流１１の気相は、水蒸気のように液相１２となり得る凝縮性成分を含む場合もある。気相中の凝縮性成分が気液分離室２１Ａ，２１Ｂの内壁等に接触して液化すると、凝縮性成分が液相１２になる。

ケーシング２０は、気液分離室２１Ａ，２１Ｂの液相１２をケーシング２０外に排出する排出部３０を備えている。排出部３０は、第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを開閉により連通可能な第１開閉部３１Ａと、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａを開閉により連通可能な第２開閉部３１Ｂとを備えている。以下の説明では、第１開閉部３１Ａ及び第２開閉部３１Ｂを総称して、開閉部３１Ａ，３１Ｂという場合がある。

液相１２をケーシング２０外に排出するため、排出部３０は排液流路３７を有する。第１気液分離室２１Ａは、第１開閉部３１Ａが開状態となったとき、排液流路３７と連通する。排出部３０における気液分離室２１Ａ，２１Ｂの配置は、第１気液分離室２１Ａが第２気液分離室２１Ｂよりも、ケーシング２０外に近い側になっている。図示例のケーシング２０は、第１気液分離室２１Ａと排液流路３７との間を連通する空間として、第１開口部２４Ａを有する。

第２気液分離室２１Ｂは、第２開閉部３１Ｂが開状態となったとき、第１気液分離室２１Ａと連通する。したがって、第２気液分離室２１Ｂは、開閉部３１Ａ，３１Ｂの両方が開状態となったとき、第１気液分離室２１Ａを介して、ケーシング２０外の排液流路３７と連通する。図示例のケーシング２０は、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとの間を連通する空間として、第２開口部２４Ｂを有する。第２開口部２４Ｂは、隔壁２２に形成されている。

第１開閉部３１Ａが閉状態となっているとき、第１気液分離室２１Ａと排液流路３７との間を連通する空間として、第１開口部２４Ａが閉鎖される。第２開閉部３１Ｂが閉状態となっているとき、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとの間を連通する空間として、第２開口部２４Ｂが閉鎖される。以下の説明では、第１開口部２４Ａ及び第２開口部２４Ｂを総称して、開口部２４Ａ，２４Ｂという場合がある。

少なくとも第２開閉部３１Ｂが閉状態となっている場合は、第１気液分離室２１Ａと第２気液分離室２１Ｂとの連通が阻止される。特に、開閉部３１Ａ，３１Ｂの両方が閉状態となっているときは、各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂの内部の圧力が異なっていても、気液分離室２１Ａ，２１Ｂの間が連通せず、互いに独立している。このため、異なる導入口２３Ａ，２３Ｂに導入される気液二相流１１の圧力に関係なく、各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂにおいて気液分離が可能である。

異なる導入口２３Ａ，２３Ｂに導入される気液二相流１１の圧力は、略等しい場合もあれば、異なっている場合もある。第１導入口２３Ａに導入される気液二相流１１の圧力が、第２導入口２３Ｂに導入される気液二相流１１の圧力より高い場合もある。第１導入口２３Ａに導入される気液二相流１１の圧力が、第２導入口２３Ｂに導入される気液二相流１１の圧力より低い場合もある。

開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により、ケーシング２０内に圧力変化が発生する。第１開閉部３１Ａが開状態になったとき、第１気液分離室２１Ａは排液流路３７と連通して、第１気液分離室２１Ａ内の液相１２が排液流路３７に向けて排出される。さらに第２開閉部３１Ｂが開状態になったとき、第２気液分離室２１Ｂは、第１気液分離室２１Ａを介して排液流路３７と連通される。このとき、気液分離室２１Ａ，２１Ｂ内の液相１２が排液流路３７に向けて排出されることが望ましい。

しかし、排液流路３７に向けた液相１２の排出は、気液分離室２１Ａ，２１Ｂの内部の圧力差に影響を受ける可能性がある。例えば、第１気液分離室２１Ａの内部が第２気液分離室２１Ｂの内部より高圧の場合、液相１２が第１気液分離室２１Ａから第２気液分離室２１Ｂへと移動する可能性がある。このときの液相１２の移動方向は、気液分離室２１Ａ，２１Ｂから排液流路３７に向けた液相１２の排出方向とは逆向きである。

第１実施形態の気液分離器１０では、第２開閉部３１Ｂが閉状態となるとき、第２開閉部３１Ｂを第１気液分離室２１Ａに変位させて開動作を行うので、第２気液分離室２１Ｂの液相１２の排出を許容すると同時に、第１気液分離室２１Ａの液相１２の排出を促進することができる。さらに、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第１気液分離室２１Ａ内の圧力変化が、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第２気液分離室２１Ｂ内の圧力変化より大きくなっていることが好ましい。これにより、液相１２が排液流路３７に向けた排出方向とは逆方向に移動することを抑制することができる。

開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第１気液分離室２１Ａ内の圧力変化が大きいことにより、少なくとも第１開閉部３１Ａが開状態となると、排液流路３７に向けた排出により、第１気液分離室２１Ａの内部の圧力が低下しやすくなる。このため、開閉部３１Ａ，３１Ｂが閉状態のときに、第１気液分離室２１Ａの内部が第２気液分離室２１Ｂの内部より高圧の場合でも、開閉部３１Ａ，３１Ｂが開状態になると、第１気液分離室２１Ａの内部が第２気液分離室２１Ｂの内部より低圧になりやすい。

したがって、ケーシング２０外に近い側である第１気液分離室２１Ａ内の圧力変化が大きい場合は、第２気液分離室２１Ｂから第１気液分離室２１Ａを介して排液流路３７に向けた液流１３により、液相１２の排出が促進される。すなわち、第１気液分離室２１Ａが第２気液分離室２１Ｂより低圧となるような圧力差を発生させることにより、気液分離室２１Ａ，２１Ｂからケーシング２０外への液相１２の排出をより確実にすることができる。

例えば、図示例の気液分離器１０では、第１開口部２４Ａが第２開口部２４Ｂよりも大きな断面積で開口している。両方の開閉部３１Ａ，３１Ｂの開動作を同じタイミングで行った場合にも、第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを連通する連通面積が、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとを連通する連通面積よりも大きくなる。この場合、ケーシング２０外への排出による第１気液分離室２１Ａの圧力の低下が一層促進される。これにより、気液分離室２１Ａ，２１Ｂ間で、液相１２が排出方向とは逆向きに移動することを抑制することができる。

第１実施形態の気液分離器１０において、各々の導入口２３Ａ，２３Ｂから各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂに導入される気液二相流１１は、同一の起源から発生した気液二相流１１でもよく、異なる起源から発生した気液二相流１１でもよい。

第１気液分離室２１Ａの液相１２は、第１開口部２４Ａを介してケーシング２０外に排出されるのに対し、第２気液分離室２１Ｂの液相１２は、第２開口部２４Ｂから第１気液分離室２１Ａ及び第１開口部２４Ａを経てケーシング２０外に排出される。このため、気液分離室２１Ａ，２１Ｂに導入される気液二相流１１に含まれる液相１２の量が異なる場合には、液相１２がより多く分離され得る気液二相流１１を第１導入口２３Ａに導入することが好ましい。このとき、液相１２がより少なく分離され得る気液二相流１１は、第２導入口２３Ｂに導入される。

図示例の排出部３０において、第１開閉部３１Ａは、第１開口部２４Ａの壁面と接触し得る第１閉鎖体３２Ａを有する。第２開閉部３１Ｂは、第２開口部２４Ｂの壁面と接触し得る第２閉鎖体３２Ｂを有する。以下の説明では、第１閉鎖体３２Ａ及び第２閉鎖体３２Ｂを総称して、閉鎖体３２Ａ，３２Ｂという場合がある。

閉鎖体３２Ａ，３２Ｂが開口部２４Ａ，２４Ｂと接触したとき、開閉部３１Ａ，３１Ｂは閉状態となる。閉鎖体３２Ａ，３２Ｂが開口部２４Ａ，２４Ｂから離れたとき、開閉部３１Ａ，３１Ｂは開状態となる。開閉部３１Ａ，３１Ｂが閉状態となったときに、閉鎖体３２Ａ，３２Ｂまたは開口部２４Ａ，２４Ｂの壁面が密着することが好ましい。例えば、開閉部３１Ａ，３１Ｂの少なくとも一部に、ゴムシート等の変形可能な材質を用いてもよい。

排出部３０は、第１閉鎖体３２Ａと第２閉鎖体３２Ｂとを一体的に形成した弁部材３３を有してもよい。これにより、開閉部３１Ａ，３１Ｂが一体的に設けられる。図示例の弁部材３３は、第１閉鎖体３２Ａを駆動する駆動部材３４と、閉鎖体３２Ａ，３２Ｂを互いに連結する連結部材３５とを有する。この場合、駆動部材３４の変位により、両方の閉鎖体３２Ａ，３２Ｂを連動的に変位させることができる。

図示例の開閉部３１Ａ，３１Ｂは、各々、液相１２の排出方向に沿った閉鎖体３２Ａ，３２Ｂの変位によって、開閉を切り替えることにより、液相１２の排出を促進することができる。排出部３０に設けられる開閉部３１Ａ，３１Ｂの構造は、図示例に限定されるものではない。例えば、第１開閉部３１Ａが、液相１２の排出方向とは異なる方向における閉鎖体の変位、開口部に対する閉鎖体の回転運動、開口部の変形等によって、開閉動作をしてもよい。開閉動作により発生する第１気液分離室２１Ａ内の圧力変化により液相１２の排出を促進する場合、第２開閉部３１Ｂが、液相１２の排出方向とは異なる方向における閉鎖体の変位、開口部に対する閉鎖体の回転運動、開口部の変形等によって、開閉動作をしてもよい。

図示例の気液分離器１０において、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作は、同じタイミングでもよく、タイミングにずれが生じても構わない。第１開閉部３１Ａの開動作及び第２開閉部３１Ｂの開動作が同じタイミングになってもよい。開閉部３１Ａ，３１Ｂの開動作を同じタイミングとする場合は、開閉部３１Ａ，３１Ｂの構造、動作等をより簡易にすることができ、設計が容易になる。

第２閉鎖体３２Ｂは、連結部材３５及び第１閉鎖体３２Ａを介して駆動部材３４に連結されている。第２閉鎖体３２Ｂには、第１気液分離室２１Ａの内部の圧力による第１の荷重Ｆ１と、第２気液分離室２１Ｂの内部の圧力による第２の荷重Ｆ２とが作用する。第１の荷重Ｆ１と第２の荷重Ｆ２とは反対方向に作用するため、第２閉鎖体３２Ｂに作用する荷重を相殺することができる。

例えば、開閉部３１Ａ，３１Ｂが閉状態のとき、第２気液分離室２１Ｂの内部が第１気液分離室２１Ａの内部より低圧なら、第１の荷重Ｆ１が第２の荷重Ｆ２より大きくなる。この場合、第１の荷重Ｆ１から第２の荷重Ｆ２を相殺して残る荷重は、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開動作に抵抗する方向に作用するが、第２の荷重Ｆ２が相殺されていることにより、荷重の大きさは、より低減される。このため、弁部材３３が２段分の開閉部３１Ａ，３１Ｂを有していても、駆動部材３４を駆動させる作動力は、１段分の開閉部に対するのと遜色ない作動力で済ませることができる。このため、駆動部材３４を駆動させる動力源の大型化、高出力化を抑制することができる。

気液分離器１０は、複数の燃料電池スタックを備えてもよい。図示例の気液分離器１０は、第１燃料電池スタック４１Ａ及び第２燃料電池スタック４１Ｂをさらに有する。第１導入口２３Ａは、第１燃料電池スタック４１Ａのアノードオフガス流路４４Ａと接続されている。第２導入口２３Ｂは、第２燃料電池スタック４１Ｂのアノードオフガス流路４４Ｂと接続されている。以下の説明では、第１燃料電池スタック４１Ａ及び第２燃料電池スタック４１Ｂを総称して、燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂという場合がある。

燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂは、図示しない燃料電池セルが複数個積層された燃料電池積層体を有する。燃料電池セルは、電解質電極構造体が一対のセパレータを備える。電解質電極構造体は、例えば、固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜を挟み込むアノード（燃料極）及びカソード（酸素極）を有する。固体高分子電解質膜は、陽イオン交換膜等を備える。

燃料電池システム４０は、燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂに付設されて、図示しない燃料ガス供給流路及び酸化剤ガス供給流路を有する。燃料ガスとしては、例えば、水素ガス等の気体が挙げられる。酸化剤ガスとしては、例えば、酸素を含む空気等の気体が挙げられる。燃料ガスはアノードに供給され、酸化剤ガスはカソードに供給される。アノードに供給された燃料ガスと、カソードに供給された酸化剤ガス中の酸素とが、電気化学反応により消費されて、発電が行われる。

燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ特定の側にデバイス４２Ａ，４２Ｂを有する。燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂは、例えば積層方向に結合部４３を有して一体化されてもよい。デバイス４２Ａ，４２Ｂには、アノードオフガス流路４４Ａ，４４Ｂが接続されている。発電時において未反応の燃料ガスは、アノードオフガスとして、アノードオフガス流路４４Ａ，４４Ｂから排出される。発電時、カソードでは水分が生成する。発電時に生成した水分の少なくとも一部が電解質膜を浸透してアノードに到達する。アノードオフガスは、水分を含む気液二相流１１となっている。

気液分離器１０は、気液分離室２１Ａ，２１Ｂにおいて、未反応の燃料ガスから水分を液相１２として分離し、液相１２を排出部３０からケーシング２０外に排出することができる。気液分離室２１Ａ，２１Ｂにおいて液相１２から分離された未反応の燃料ガス等の気相は、上述の燃料ガス供給流路を通じて、燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂに再び供給することができる。

図示例の気液分離器１０では、複数の導入口２３Ａ，２３Ｂが、各々異なる燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂのアノードオフガス流路４４Ａ，４４Ｂと接続される。これにより、気液分離器１０は、複数の燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂから排出される気液二相流１１を処理することができる。燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂごとに異なる気液分離器を接続する場合と比較して、気液分離器１０の小型化および部品点数の削減が可能になる。

複数の燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂの出力は、互いに同等でも異なってもよい。燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂの出力が大きい場合は、気液二相流１１に含まれる水分の量も多くなる傾向がある。燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂの出力に差がある場合は、第１燃料電池スタック４１Ａの出力が第２燃料電池スタック４１Ｂの出力よりも大きいことが好ましい。

上述したように、液相１２がより多く分離され得る気液二相流１１を第１導入口２３Ａに導入し、液相１２がより少なく分離され得る気液二相流１１を第２導入口２３Ｂに導入することが好ましいことから、より多くの液相１２がアノードオフガスから分離され得る第１燃料電池スタック４１Ａを第１気液分離室２１Ａに接続することにより、ケーシング２０外に向けた液相１２の排出を一層確実にすることができる。

次に、第２実施形態の気液分離器１０１について、図３～図５を参照して説明する。図３では、気液分離器１０１の排出部３０が閉状態になっている。すなわち、両方の開閉部３１Ａ，３１Ｂが閉じている。図４では、気液分離器１０１の排出部３０が半開状態になっている。この場合、第１開閉部３１Ａが開状態となり、第２開閉部３１Ｂが閉状態となっている。図５では、気液分離器１０１の排出部３０が開状態になっている。すなわち、両方の開閉部３１Ａ，３１Ｂが開いている。

第２実施形態の気液分離器１０１において、ケーシング２０、排出部３０、燃料電池システム４０等の主要な構成は、第１実施形態の気液分離器１０と同様にすることができる。このため、第２実施形態が第１実施形態と共通する事項については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

気液分離器１０１の排出部３０において、第１開閉部３１Ａは、第２開閉部３１Ｂよりも早いタイミングで開動作を行うことができる。第２実施形態の弁部材３３では、第１実施形態と同様に、開閉部３１Ａ，３１Ｂが一体的に設けられている。さらに第２実施形態の弁部材３３は、開閉部３１Ａ，３１Ｂの間に弾性部材３６を備える。図示例では、閉鎖体３２Ａ，３２Ｂを互いに連結する連結部材３５の少なくとも一部が、弾性部材３６を含んでいる。

第１実施形態の気液分離器１０と同様に、第２実施形態の気液分離器１０１では、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第１気液分離室２１Ａ内の圧力変化が、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第２気液分離室２１Ｂ内の圧力変化より大きくなっている。これにより、液相１２が排液流路３７に向けた排出方向とは逆方向に移動することを抑制することができる。

第２実施形態の気液分離器１０１では、第１開閉部３１Ａが、第２開閉部３１Ｂよりも早く、開状態となる。第２開閉部３１Ｂが閉状態のまま、第１開閉部３１Ａが開状態になると、第１気液分離室２１Ａの液相１２が排液流路３７に向けて排出されて、第１気液分離室２１Ａの内部の圧力が低下する。このため、開閉部３１Ａ，３１Ｂが閉状態のときに、第１気液分離室２１Ａの内部が第２気液分離室２１Ｂの内部より高圧の場合でも、第１開閉部３１Ａが早く開状態になると、第１気液分離室２１Ａの内部が第２気液分離室２１Ｂの内部より低圧になりやすい。

さらに第２開閉部３１Ｂが開状態になると、図５に示すように、第２気液分離室２１Ｂから第１気液分離室２１Ａを介して排液流路３７に向けた液流１３により、液相１２の排出が促進される。すなわち、第１気液分離室２１Ａが第２気液分離室２１Ｂより低圧となるような圧力差を発生させることにより、気液分離室２１Ａ，２１Ｂからケーシング２０外への液相１２の排出をより確実にすることができる。

例えば、図示例の気液分離器１０１では、第１開口部２４Ａが第２開口部２４Ｂと同等の断面積を有する。これにより、開閉部３１Ａ，３１Ｂの構造等の設計がより容易になる。第１開閉部３１Ａの開動作が第２開閉部３１Ｂの開動作より早いタイミングで行うことにより、第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを連通する連通面積が、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとを連通する連通面積よりも、開動作の早い段階から大きくなる。

さらに、第２開閉部３１Ｂが開状態になった後も、第１開閉部３１Ａが先に開状態になっているため、第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを連通する連通面積が、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとを連通する連通面積よりも、大きくなっている。これにより、ケーシング２０外への排出による第１気液分離室２１Ａの圧力の低下が一層促進される。

第２実施形態の気液分離器１０１は、第１開閉部３１Ａを開状態にして第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを連通させ、第１開閉部３１Ａの開状態を維持したまま、第２開閉部３１Ｂを開状態にして第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとを連通させる。これにより、第２開閉部３１Ｂが遅れて開状態になったとき、気液分離室２１Ａ，２１Ｂ間で液相１２が排出方向とは逆向きに移動することを抑制することができる。これにより、第２気液分離室２１Ｂから第１気液分離室２１Ａへと向かう方向の液相１２の排出をより確実にすることができる。

気液分離器１０１は、一体的に設けられた開閉部３１Ａ，３１Ｂの間に弾性部材３６を有する。弾性部材３６の弾性力を利用することにより、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する圧力変化が、第２気液分離室２１Ｂ内よりも第１気液分離室２１Ａ内で大きくなるような調整が容易になる。図示例では、駆動部材３４による第１開閉部３１Ａの開動作に対して、弾性部材３６が伸びることにより、第２開閉部３１Ｂの開動作が遅延する。このため、第１開閉部３１Ａよりも遅いタイミングで第２開閉部３１Ｂの開動作を行うことができる。

開閉部３１Ａ，３１Ｂの開動作に際して、第２開閉部３１Ｂにおける第２開口部２４Ｂと第２閉鎖体３２Ｂとの間隔が、第１開閉部３１Ａにおける第１開口部２４Ａと第１閉鎖体３２Ａとの間隔よりも狭くなる。これにより、第２気液分離室２１Ｂと第１気液分離室２１Ａとを連通する連通面積を、第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを連通する連通面積よりも小さくすることができる。

第１実施形態の気液分離器１０と同様に、第２実施形態の気液分離器１０１においても、各々の導入口２３Ａ，２３Ｂから各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂに導入される気液二相流１１は、同一の起源から発生した気液二相流１１でもよく、異なる起源から発生した気液二相流１１でもよい。図示例の気液分離器１０１では、複数の導入口２３Ａ，２３Ｂが、各々異なる燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂのアノードオフガス流路４４Ａ，４４Ｂと接続される。複数の燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂの出力は、互いに同等でも異なってもよい。燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂの出力に差がある場合は、第１燃料電池スタック４１Ａの出力が第２燃料電池スタック４１Ｂの出力よりも大きいことが好ましい。

次に、第３実施形態の気液分離器１０２について、図６を参照して説明する。気液分離器１０２は、第２開閉部３１Ｂが、第１開閉部３１Ａよりも高さ方向で高い位置に設けられる改変例である。図示例の気液分離器１０２では、第２気液分離室２１Ｂの底面が、第１気液分離室２１Ａの底面よりも高さ方向で高い位置に設けられる。これにより、重力によるポテンシャルエネルギーを利用して、第２気液分離室２１Ｂから第１気液分離室２１Ａへと向かう方向の液相１２の排出をより確実にすることができる。

第３実施形態の気液分離器１０２において、ケーシング２０、排出部３０、燃料電池システム４０等の主要な構成は、第１実施形態の気液分離器１０と同様にすることができる。このため、第３実施形態が第１実施形態と共通する事項については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

図６に示す気液分離器１０２は、図２に示す気液分離器１０と同様に、第１開口部２４Ａが第２開口部２４Ｂよりも大きな断面積を有する。この場合、第１実施形態の気液分離器１０と同様に、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開動作が同じタイミングで行われてもよい。

特に図示しないが、第２実施形態の気液分離器１０１においても、気液分離器１０２と同様に、第２開閉部３１Ｂが、第１開閉部３１Ａよりも高さ方向で高い位置に設けられる改変を行うことが可能である。第１開閉部３１Ａが第２開閉部３１Ｂよりも早く開状態となる気液分離器１０１において、第２開閉部３１Ｂが、第１開閉部３１Ａよりも高さ方向で高い位置に設けられてもよい。この場合において、第１開口部２４Ａが第２開口部２４Ｂと同等の断面積を有してもよい。

次に、第４実施形態の気液分離器１０３について、図７～図８を参照して説明する。図７では、気液分離器１０３の排出部３０が閉状態になっている。すなわち、両方の開閉部３１Ａ，３１Ｂが閉じている。図８では、気液分離器１０３の排出部３０が開状態になっている。すなわち、両方の開閉部３１Ａ，３１Ｂが開いている。

第４実施形態の気液分離器１０３において、ケーシング２０、排出部３０、燃料電池システム４０等の主要な構成は、第１実施形態の気液分離器１０と同様にすることができる。このため、第４実施形態が第１実施形態と共通する事項については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。

排出部３０は、第１気液分離室２１Ａとケーシング２０外とを開閉により連通可能な第１開閉部３１Ａと、第２気液分離室２１Ｂとケーシング２０外とを開閉により連通可能な第２開閉部３１Ｂと、を備える。排出部３０は、第１気液分離室２１Ａから第１開閉部３１Ａを介してケーシング２０外と連通する経路として、第１排液流路３７Ａを有する。また、排出部３０は、第２気液分離室２１Ｂから第２開閉部３１Ｂを介してケーシング２０外と連通する経路として、第２排液流路３７Ｂを有する。第４実施形態の気液分離器１０３では、第２排液流路３７Ｂが、第１排液流路３７Ａと異なる排出経路とされている。

気液分離器１０３の開閉部３１Ａ，３１Ｂの開動作は、同じタイミングでもよく、開動作のタイミングにずれが生じても構わない。図示例の弁部材３３は、閉鎖体３２Ａ，３２Ｂが開口部２４Ａ，２４Ｂと接触したとき、開閉部３１Ａ，３１Ｂは閉状態となる。また、弁部材３３は、第１開閉部３１Ａに第１隔壁部３８Ａを有し、第２開閉部３１Ｂに第２隔壁部３８Ｂを有する。これらの隔壁部３８Ａ，３８Ｂは、例えばダイヤフラムである。

隔壁部３８Ａ，３８Ｂは、開閉部３１Ａ，３１Ｂが開状態のときであっても、気液分離室２１Ａ，２１Ｂ間の連通を阻止することができる。第２隔壁部３８Ｂと第２開口部２４Ｂとの間の空間は、隔壁２２に対して第１気液分離室２１Ａ側と共通する空間の一部である。第１導入口２３Ａと第２開口部２４Ｂとの間では、常に第２隔壁部３８Ｂがケーシング２０の内壁に接している。このため、第１導入口２３Ａから導入された気液二相流１１は、第２隔壁部３８Ｂと第２開口部２４Ｂとの間の空間への到達が阻止されている。

第４実施形態では、第２開閉部３１Ｂが閉状態であるか、開状態であるかによらず、第２隔壁部３８Ｂにより、第１気液分離室２１Ａと第２気液分離室２１Ｂとの間の連通が阻止されている。このため、各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂから排液流路３７Ａ，３７Ｂに向けた液相１２の排出は、気液分離室２１Ａ，２１Ｂの内部の圧力差の影響を回避することができる。これにより、液相１２が排液流路３７Ａ，３７Ｂに向けた排出方向とは逆方向に移動することを抑制することができる。第２開閉部３１Ｂが閉状態となるとき、第２開閉部３１Ｂを第１気液分離室２１Ａに変位させて開動作を行うので、第２気液分離室２１Ｂの液相１２の排出を許容すると同時に、第１気液分離室２１Ａの液相１２の排出を促進することができる。

第４実施形態では、各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂの液相１２が、独立して異なる排液流路３７Ａ，３７Ｂからケーシング２０外に排出される。このため、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第１気液分離室２１Ａ内の圧力変化が、開閉部３１Ａ，３１Ｂの開閉動作により発生する第２気液分離室２１Ｂ内の圧力変化より大きくなくてもよい。気液分離室２１Ａ，２１Ｂに導入される気液二相流１１に含まれる液相１２の量が異なる場合も、液相１２がより多く分離され得る気液二相流１１を第１導入口２３Ａに導入するか、第２導入口２３Ｂに導入するかは、特に限定されない。

第１～第３実施形態と同様に、第４実施形態の排出部３０が閉鎖体３２Ａ，３２Ｂを一体的に形成した弁部材３３を有する場合、両方の閉鎖体３２Ａ，３２Ｂを連動的に変位させることができる。上述したように、第１の荷重Ｆ１と第２の荷重Ｆ２とが相殺されるため、２段の開閉部３１Ａ，３１Ｂを有する弁部材３３を駆動させる作動力は、１段分の開閉部に対するのと遜色ない作動力で済ませることができる。このため、開閉部３１Ａ，３１Ｂを駆動させる動力源の大型化、高出力化を抑制することができる。

第４実施形態において、各々の導入口２３Ａ，２３Ｂから各々の気液分離室２１Ａ，２１Ｂに導入される気液二相流１１は、同一の起源から発生した気液二相流１１でもよく、異なる起源から発生した気液二相流１１でもよい。図示例の気液分離器１０３では、複数の導入口２３Ａ，２３Ｂが、各々異なる燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂのアノードオフガス流路４４Ａ，４４Ｂと接続される。複数の燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂの出力は、互いに同等でも異なってもよく、いずれが大きくても小さくてもよい。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。改変としては、各々の実施形態における構成要素の追加、置換、省略、その他の変更が挙げられる。また、２以上の実施形態に用いられた構成要素を適宜組み合わせることも可能である。

上述の実施形態の気液分離器１０，１０１，１０２，１０３では、ケーシング２０が２つの気液分離室２１Ａ，２１Ｂを備えた場合を説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。気液分離器のケーシングが、３つ以上の気液分離室を備えてもよい。また、上述の実施形態の気液分離器１０，１０１，１０２，１０３では、排出部３０が２つの開閉部３１Ａ，３１Ｂを備えた例を説明しているが、気液分離器の排出部が３つ以上の開閉部を備えてもよい。

また、上述の実施形態の気液分離器１０，１０１，１０２，１０３では、燃料電池システム４０が２つの燃料電池スタック４１Ａ，４１Ｂを備えた例を説明しているが、燃料電池システムが３つ以上の燃料電池スタックを備えてもよい。気液分離室及び燃料電池スタックが各々３つ以上の場合にも、異なる気液分離室の導入口が、各々異なる燃料電池スタックのアノードオフガス流路と接続することが可能である。

第１～第３実施形態と同様に、ケーシングが各々の気液分離室に共通の排液流路を有する場合に、排出部が３つ以上（例えばＮ個）の開閉部を備えてもよい。ケーシングには、共通の排液流路に近い側から遠い側に向けて、第１開閉部、第１気液分離室、第２開閉部、第２気液分離室、・・・、第（Ｎ－１）開閉部、第（Ｎ－１）気液分離室、第Ｎ開閉部、第Ｎ気液分離室を、順に配置することができる。

第１～第４実施形態と同様に、ケーシングが３つ以上（例えばＮ個）の開閉部に共通の駆動部材を有してもよい。ケーシングには、共通の駆動部材に近い側から遠い側に向けて、第１開閉部、第１気液分離室、第２開閉部、第２気液分離室、・・・、第（Ｎ－１）開閉部、第（Ｎ－１）気液分離室、第Ｎ開閉部、第Ｎ気液分離室を、順に配置することができる。第１から第Ｎの開閉部の間は、連結部材により一体的に連結することができる。少なくとも１つの連結部材が、弾性部材を有してもよい。

ケーシングが各々の気液分離室に共通の排液流路を有する場合、または、ケーシングが各々の開閉部に共通の駆動部材を有する場合において、第１から第Ｎの気液分離室には、各々第１から第Ｎの導入口を通じて、気液二相流が個別に導入される。第１から第Ｎの気液分離室の間は、それぞれ隔壁によって区分される。各々の気液分離室は、各々の導入口から導入された気液二相流を液相と気相とに分離する。各々の開閉部が少なくとも閉状態の場合、各々の気液分離室における気液分離は、互いに独立して動作することができる。

第４実施形態と同様に、ケーシングが気液分離室ごとに異なる排液流路を有する場合において、気液分離室間に配置される開閉部が、気液分離室間の連通を阻止する隔壁部（ダイヤフラム）を有してもよい。この場合は、該当する開閉部が開状態でも、隣接する気液分離室における気液分離を互いに独立して動作させることができる。この場合において、排出部は、３つ以上の気液分離室と同数の排液流路を有してもよく、３つ以上の気液分離室と異なる数の排液流路を有してもよい。

第１～第３実施形態と同様に、ケーシングが各々の気液分離室に共通の排液流路を有する場合は、Ｎ個の開閉部のうち少なくとも２つ以上の開閉部において、共通の排液流路に近い側の開閉部が実施形態の第１開閉部３１Ａに相当し、共通の排液流路から遠い側の開閉部が実施形態の第２開閉部３１Ｂに相当するように構成することで、排液流路に向けた液相の排出をより確実にすることができる。すなわち、開閉動作により排液流路に近い側の気液分離室内に発生する圧力変化が、開閉動作により排液流路から遠い側の気液分離室内に発生する圧力変化より大きくなることにより、液相がケーシング外に向けた排出方向とは逆方向に移動することを抑制することができる。

ケーシングが各々の気液分離室に共通の排液流路を有するか、異なる排液流路を有するかを問わず、例えば、ケーシングが３つの気液分離室を備え、排出部が３つの開閉部を備える場合には、ケーシングは、気液二相流が個別に導入される第１導入口、第２導入口及び第３導入口を備えてもよい。第１気液分離室は、第１導入口から導入された気液二相流を液相と気相とに分離することができる。第２気液分離室は、第１の隔壁によって第１気液分離室と区分され、且つ第２導入口から導入された気液二相流を液相と気相とに分離することができる。第３気液分離室は、第２の隔壁によって第２気液分離室と区分され、且つ第３導入口から導入された気液二相流を液相と気相とに分離することができる。そして、３つの開閉部を備える排出部は、第１気液分離室、第２気液分離室及び第３気液分離室の液相をケーシング外に排出することができる。

ケーシングが、３つの気液分離室と、３つの開閉部と、各々の気液分離室に共通の排液流路とを有する場合、排出部には、第１気液分離室とケーシング外とを開閉により連通可能な第１開閉部と、第２気液分離室と第１気液分離室を開閉により連通可能な第２開閉部と、第３気液分離室と第２気液分離室を開閉により連通可能な第３開閉部と、が設けられる。第１開閉部は、第１気液分離室とケーシング外に通じる排液流路との間に設けてもよい。第２開閉部は、第１気液分離室と第２気液分離室とを区分する第１の隔壁に設けてもよい。第３開閉部は、第２気液分離室と第３気液分離室とを区分する第２の隔壁に設けてもよい。

ケーシングが、３つの気液分離室と、３つの開閉部と、気液分離室ごとに異なる排液流路とを有する場合、排出部には、第１気液分離室とケーシング外とを開閉により連通可能な第１開閉部と、第２気液分離室とケーシング外とを開閉により連通可能な第２開閉部と、第３気液分離室とケーシング外とを開閉により連通可能な第３開閉部と、が設けられる。第１気液分離室から第１開閉部を介してケーシング外と連通する経路と、第２気液分離室から第２開閉部を介してケーシング外と連通する経路と、第３気液分離室から第３開閉部を介してケーシング外と連通する経路とを、互いに異ならせることができる。

１０，１０１，１０２，１０３…気液分離器、１１…気液二相流、１２…液相、１３…液流、２０…ケーシング、２１Ａ…第１気液分離室、２１Ｂ…第２気液分離室、２２…隔壁、２３Ａ…第１導入口、２３Ｂ…第２導入口、２４Ａ…第１開口部、２４Ｂ…第２開口部、３０…排出部、３１Ａ…第１開閉部、３１Ｂ…第２開閉部、３２Ａ…第１閉鎖体、３２Ｂ…第２閉鎖体、３３…弁部材、３４…駆動部材、３５…連結部材、３６…弾性部材、３７…排液流路、３７Ａ…第１排液流路、３７Ｂ…第２排液流路、３８Ａ…第１隔壁部、３８Ｂ…第２隔壁部、４０…燃料電池システム、４１Ａ…第１燃料電池スタック、４１Ｂ…第２燃料電池スタック、４２Ａ…第１燃料電池スタックのデバイス、４２Ｂ…第２燃料電池スタックのデバイス、４３…結合部、４４Ａ…第１燃料電池スタックのアノードオフガス流路、４４Ｂ…第２燃料電池スタックのアノードオフガス流路。

Claims (11)

1. ケーシング内で気液二相流を気相と液相に分離する気液分離器において、
   前記ケーシングは、気液二相流が個別に導入される第１導入口及び第２導入口と、
   前記第１導入口から導入された前記気液二相流を液相と気相とに分離する第１気液分離室と、
   隔壁によって前記第１気液分離室と区分され、且つ前記第２導入口から導入された前記気液二相流を液相と気相とに分離する第２気液分離室と、
   前記第１気液分離室及び前記第２気液分離室の液相を前記ケーシング外に排出する排出部と、を備え、
   前記排出部は、前記第１気液分離室と前記ケーシング外とを開閉により連通可能な第１開閉部と、前記第２気液分離室と前記第１気液分離室又は前記ケーシング外とを開閉により連通可能な第２開閉部と、が設けられ、前記第２開閉部は、前記第１気液分離室側に変位させて開動作を行うことを特徴とする気液分離器。
2. 請求項１に記載の気液分離器であって、
   前記第２開閉部は、前記第２気液分離室と前記第１気液分離室とを開閉により連通可能であり、且つ前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉動作により発生する圧力変化は、前記第１気液分離室内の圧力変化が前記第２気液分離室内の圧力変化より大きくなることを特徴とする気液分離器。
3. 請求項２に記載の気液分離器であって、
   前記第１開閉部の開動作及び前記第２開閉部の開動作を同じタイミングで行った場合に、前記第１気液分離室と前記ケーシング外とを連通する連通面積が、前記第２気液分離室と前記第１気液分離室とを連通する連通面積よりも大きくなることを特徴とする気液分離器。
4. 請求項２に記載の気液分離器であって、
   前記第１開閉部は、前記第２開閉部よりも早いタイミングで開動作を行うことを特徴とする気液分離器。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の気液分離器であって、
   前記第２開閉部は、前記第１開閉部よりも高さ方向で高い位置に設けられることを特徴とする気液分離器。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の気液分離器であって、
   前記第１開閉部を開状態にして前記第１気液分離室と前記ケーシング外とを連通させ、前記第１開閉部の開状態を維持したまま、前記第２開閉部を開状態にして前記第２気液分離室と前記第１気液分離室又は前記ケーシング外とを連通させることを特徴とする気液分離器。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の気液分離器であって、
   前記第１開閉部及び前記第２開閉部は一体的に設けられ、
   前記第１開閉部と前記第２開閉部との間には弾性部材が設けられることを特徴とする気液分離器。
8. 請求項１に記載の気液分離器であって、
   前記第２気液分離室から前記第２開閉部を介して前記ケーシング外と連通する経路が、前記第１気液分離室から前記第１開閉部を介して前記ケーシング外と連通する経路と異なることを特徴とする気液分離器。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の気液分離器であって、
   前記第１開閉部及び前記第２開閉部が一体的に設けられることを特徴とする気液分離器。
10. 請求項１に記載の気液分離器であって、
    第１の燃料電池スタック及び第２の燃料電池スタックをさらに有し、
    前記第１導入口は前記第１の燃料電池スタックのアノードオフガス流路と接続され、
    前記第２導入口は前記第２の燃料電池スタックのアノードオフガス流路と接続されることを特徴とする気液分離器。
11. 請求項１０に記載の気液分離器であって、
    前記第１の燃料電池スタックの出力が前記第２の燃料電池スタックの出力よりも大きいことを特徴とする気液分離器。

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