WO2024057877A1

WO2024057877A1 - 気液分離器

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Publication number: WO2024057877A1
Application number: PCT/JP2023/030675
Authority: WO
Inventors: 荒川孝一; 奥野仁
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Filing date: 2023-08-25
Publication date: 2024-03-21
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Abstract

気液分離器は、ハウジングと、ハウジングの上部において含水ガスから水を分離する気液分離部と、ハウジングの下部において含水ガスから分離した水を貯留する貯水部と、貯水部の水をハウジングの外部に排出する排出孔路と、貯水部の中へ突出し水が排出孔路に流れる領域に配置され、通電により発熱する発熱体Ｆから伝えられる熱により温度が上昇する加熱部材と備えた。加熱部材は、発熱体Ｆが貯水部よりも外部に配置された状態で、貯水部の底部で排出孔路の側へと突出する本体部と、この本体部から上方に突出する上壁部とを有している。

Description

気液分離器

　本開示は、気液分離器に関する。

　特許文献１には、燃料電池から排出される排出ガス通路を通る水の凍結を抑制するために、排ガス通路内に凍結抑制剤を循環させるための凍結抑制剤循環部を備えた燃料電池システムが記載されている。

　この特許文献１では、酸化オフガス通路における生成水の凍結を抑制するため、エチレングリコールを利用した凍結抑制剤を酸化オフガス通路に注入し、酸化オフガス通路の下流側部分において、加熱により生成水から凍結抑制剤を分離して回収し、再利用する構成が記載されている。

　特許文献２には、燃料電池スタックから排出された燃料オフガスから気液分離器で分離された水を流体導入部から弁装置に送り、この弁装置の制御によって排水する構成を備え、流体導入部の内孔に加熱装置を配置した燃料電池システムが記載されている。

　この特許文献２では、加熱装置として電力供給によって発熱するＰＴＣヒータが、筒状のカバー部本体の端部に配置され、カバー部本体の内部の水が凍結した場合にＰＴＣヒータの発熱により解凍を行う点が記載されている。

　特許文献３には、アノード電極から排出される燃料排ガスを気液分離器において気体と液体とに分離し、液体を排出する排出流路に圧縮酸化剤ガスを導き、圧縮酸化剤ガスの熱によって、排出流路及びその近傍の加熱を行う燃料電池システムが記載されている。

　この特許文献３では、排出流路に導かれる圧縮酸化剤ガスを加熱するヒータユニットも記載されている。

特開２００５－５２２８号公報特開２０１９－１３９９３５号公報特開２０１９－１４９３３９号公報

　燃料電池を用いた発電システムでは、燃料オフガス（アノードオフガス）に含まれる燃料ガスを燃料電池で再利用するために、気液分離器によって水を除去した燃料オフガスを、燃料ガスの供給流路に戻すことが行われている。

　特許文献２に記載されるように、気液分離器は、分離された水を底部に一時的に貯留し、所定のタイミングでバルブを開放することにより貯留した水を外部に排出する形態で使用されている。

　このように燃料電池で発電された電力によって走行する燃料電池車は、寒冷地で走行した際や、寒冷地で駐車した際には、気液分離器の底部に貯留されている水が凍結し、排出が困難になるおそれもある。尚、燃料電池車は、寒冷地で駐車する場合には、燃料電池の発電停止時に、気液分離器に貯留された水を排出する制御が行われるものの、燃料電池のアノード側に残留する水滴や、アノードオフガスが流れる経路の水滴が気液分離器に流れ込み、凍結するおそれがあるので、何らかの対策が必要である。

　このような不都合を解消するため、特許文献１に記載される凍結抑制剤を用いて凍結を防止することも考えられる、しかしながら、特許文献１に記載されるようにヒータによる加熱によって水を蒸発させ、水と凍結抑制剤との分離を図る構成では、ヒータで消費される電流が大きくなると共に、凍結抑制剤を回収するための機構が複雑化することが考えられる。

　また、特許文献２に記載されるように、ＰＴＣヒータを用いる構成では、通電によるＰＴＣヒータの熱により、弁装置の加熱も可能となる。しかしながら、この構成ではＰＴＣヒータと弁装置とが離間しており、弁装置の近傍の凍結の解消に時間が掛かることも想像できた。尚、特許文献２の構成においてＰＴＣヒータを弁装置に近接して配置した場合には、ＰＣＴヒータが水の流れを妨げる不都合を招くことも考えられる。

　更に、特許文献３に記載されるように、圧縮酸化剤ガスの供給により気液分離器の液体排出口の凍結を解消する構成を備えることも考えられるが、この特許文献３の構成は、専用のガス流路を必要とするため、構成の複雑化が懸念される。

　このような理由から、単純な構成でありながら気液分離器の底部での凍結を解消し、底部の水の排出を迅速に行える気液分離器が求められている。

　本開示に係る気液分離器の特徴構成は、含水ガスが供給されるハウジングと、前記ハウジングの上部に配置され前記含水ガスから水を分離する気液分離部と、前記ハウジングの下部に配置され前記気液分離部によって前記含水ガスから分離した水を貯留する貯水部と、前記ハウジングの前記貯水部の下部に配置され、前記貯水部より送られた前記水を前記ハウジングの外部に排出する排出孔路と、前記貯水部の中へ突出し、前記水が前記排出孔路に流れる領域に配置され、通電により発熱する発熱体から伝えられる熱により温度が上昇する加熱部材と備え、前記加熱部材は、前記発熱体が前記貯水部よりも外部に配置された状態で、前記貯水部の底部で前記排出孔路の側へと突出する本体部と、当該本体部から上方へ突出する上壁部とを有している点にある。

　本構成によると、貯水部の水が凍結する状況において加熱部材の温度上昇により、貯水部の底部において貯水部の水が排出孔路に流れる領域の凍結部分に直接的に熱を作用させて解凍を行える。また、加熱部材が本体部と、本体部から上方に突出する上壁部とを有しているため、貯水部に流れ込む水に対し伝熱面積の大きい領域（主に上壁部）を接触させる形態で貯水部の温度を上昇させ、貯水部で凍結する水位が比較的高くても凍結を解消できる。更に、本構成では、貯水部の外部に配置された発熱体の熱が加熱部材に伝えられるため、発熱体に貯水部の水が接触する不都合を招くことがなく、電気的な絶縁を確実に行える。従って、単純な構成でありながら気液分離器の底部での凍結を解消し、底部の水の排出を迅速に行える気液分離器が構成された。

は、燃料電池のアノード側と気液分離器との間でのガスの流れを模式的に示す図である。は、気液分離器と、組付状態の加熱部材及びホルダとを示す斜視図である。は、加熱部材と、発熱体と、ホルダとの分解斜視図である。は、開閉弁が閉塞する状態の気液分離器の下部の断面図である。は、開閉弁が開放する状態の気液分離器の下部の断面図である。は、発熱体、及び、発熱体の複数の断面指示線で示す箇所の断面を一覧化して示した図である。は、別実施形態（ａ）の発熱体を示す側面図である。

　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
　図１には、燃料電池車（ＦＣＶ）に搭載される燃料電池ＦＣ、及び、この燃料電池ＦＣのアノード側から排出されるアノードオフガス（含水ガスの一例）に含まれる水を分離する気液分離器Ａが示されている。

　燃料電池ＦＣは、燃料ガスとしての水素ガスがアノード側に供給され、酸化ガスとしての酸素を含む空気がカソード側に供給されることで電気化学反応により発電するものであるが、同図には燃料電池ＦＣのアノード側だけを示している。

　図１に示すように、燃料電池ＦＣを有する発電システムでは、燃料タンクＴに貯留した水素ガスを供給経路Ｌ１から燃料電池ＦＣのアノード側に供給し、燃料電池ＦＣのアノード側から排出されたアノードオフガスを排出経路Ｌ２から気液分離器Ａの導入部３に供給する。

　アノードオフガスは、未反応の水素ガスを含むものであり、気液分離器Ａは、導入部３から供給されたアノードオフガスを気液分離部５に導き、この気液分離部５においてアノードオフガスから水を分離し、分離した水を貯水部７に貯留し、水が分離した乾燥状態のアノードオフガスを導出部４から還元経路Ｌ３に送り出す。このように還元経路Ｌ３に送り出されたアノードオフガスは、還元経路Ｌ３の流路中の循環ポンプＰによって供給経路Ｌ１から燃料電池ＦＣのアノード側に供給され、未反応の水素が発電に利用される。

〔気液分離器〕
　図１、図２に示すように、気液分離器Ａは、上部ハウジング１と下部ハウジング２とで成るハウジングＨを有し、夫々のフランジ部を互いに連結することによって上部ハウジング１と下部ハウジング２と一が体化され、内部空間を有するハウジングＨが構成される。

　上部ハウジング１は、上部位置に筒状の導入部３と、筒状の導出部４とを備え、内部にアノードオフガス（含水ガス）から水を分離する気液分離部５を備えている。気液分離部５は、導入部３から供給されるアノードオフガスが衝突することにより、水を分離する複数の縦板状の衝突壁５ａを備えている。また、この気液分離部５を通過した乾燥状態のアノードオフガスが導出部４から排出される。

　下部ハウジング２は、気液分離部５で分離された水の落下を可能にする開放空間６と、この開放空間６を落下した水を貯留する貯水部７と、貯水部７の上側において、水に含まれる塵埃等を除去するフィルタユニット８とを備えている。

　図４、図５に示すように、下部ハウジング２の下部は、下窄まりの複数の漏斗状内面２ａを有し、最下端の漏斗状内面２ａの上側に隣接する位置にフィルタユニット８が配置される。また、最下端の漏斗状内面２ａの下側に連なる位置に、平面視で円形となる円筒状内面２ｂが形成されている。

　この最下端の漏斗状内面２ａに取り囲まれる空間と、円筒状内面２ｂに取り囲まれる空間とで貯水部７が構成されている。尚、貯水部７は、平面視で円形となる空間に限るものではなく、平面視で矩形、楕円形、多角形であっても良い。

　フィルタユニット８は、環状フレーム８ａの内周側にフィルタ材８ｂを備え、中央が下部ハウジング２の支持部に対しビス８ｃによって固定されている。これにより貯水部７に流れ込む水に含まれる塵埃がフィルタ材８ｂによって除去される。

　図４、図５に示すように、下部ハウジング２の下端部に、ブロック状部１０が一体的に形成され、このブロック状部１０に対し、前述した貯水部７が形成されている。

　ブロック状部１０には、貯水部７の貯留空間に連通する位置に水平姿勢で、平面視で貯水部７の径方向の外方に窪む凹状部１０ａが形成されている。この凹状部１０ａの外端位置に、貯水部７に貯留された水を横方向に送る排出孔路１１が小径のオリフィスとして形成されている。

　ブロック状部１０には、排出孔路１１とブロック内流路１０ｂを介して連通し、排出孔路１１からの水を下方に排出する筒状の排出部１２が形成されている。更に、このブロック状部１０に対し、排出孔路１１から排出部１２に流れる水の流れを制御する電磁型の開閉弁Ｖが備えられている。

　図１、図４、図５に示すように、貯水部７の底部において、この貯水部７に貯留された水が排出孔路１１に流れる領域に加熱部材２０を備えている。この加熱部材２０は、熱伝導率が高い材料、例えば一例としてアルミニウム材で構成されている。また、貯水部７の外部（ブロック状部１０の外部）に対し、通電により発熱し加熱部材２０に熱を伝える発熱体Ｆを備えている。

　ブロック状部１０のうち、貯水部７の空間を挟んで排出孔路１１と反対側に、貯水部７の空間に連通する貫通孔部１０ｃが形成され、加熱部材２０は、貫通孔部１０ｃに挿入された状態で配置されている。加熱部材２０は図３、図６に示すように基端側にプレート状部２１が一体形成され、このプレート状部２１と、発熱体Ｆとを覆う位置に配置されるホルダ３０によってブロック状部１０に固定されている。この加熱部材２０の具体的な形状や固定形態は後述する。

　図４、図５に示すように、排出孔路１１は、貯水部７の底壁７ａから僅かに高い位置に形成され、この排出孔路１１と同軸芯で凹状部１０ａが形成されている。前述したように、排出孔路１１は、内端部が貯水部７の空間に連通し、外端部がブロック状部１０の一方の端部から外部に連通するように水平姿勢で形成されている。尚、排出孔路１１の排出側の端部は、円錐台状の突出部１０Ｔに開口している。

　排出孔路１１と、排出部１２とは、ブロック状部１０のブロック内流路１０ｂを介して連通しており、開閉弁Ｖを開放することにより、排出孔路１１からの水がブロック内流路１０ｂを介して排出部１２に流れることで排出される。

〔開閉弁〕
　図４、図５に示すように、開閉弁Ｖは、鉄材等の磁性体で成るプランジャ１５と、このプランジャ１５を取り囲む領域に配置された電磁ソレノイド１６と、プランジャ１５を突出方向に付勢するスプリング１７と、排出孔路１１の下流側の端部を閉塞する位置に配置され、閉塞位置と開放位置との間で柔軟に変形し得るゴム等の膜状素材から成る弁体１８とを備えている。

　開閉弁Ｖは、電磁ソレノイド１６が非通電状態にある場合には、図４に示すようにスプリング１７の付勢力によりプランジャ１５が突出し、弁体１８が、排出孔路１１の外端位置を閉塞する位置に保持される。これに対し、電磁ソレノイド１６が通電状態にある場合には、図５に示すようにスプリング１７の付勢力に抗してプランジャ１５が排出孔路１１の外端部から離間する方向にシフトし、弁体１８が開放位置に作動する。

〔加熱部材〕
　気液分離器Ａは、低温環境において燃料電池の発電を停止して燃料電池車を駐車した場合に、貯水部７から排出孔路１１に亘る領域に残留する水が凍結することもある。また、気液分離器Ａは、低温の環境で燃料電池車を走行させる状況において貯水部７の水が凍結することもある。このような凍結を解消するため、図１、図４、図５に示すように、加熱部材２０を貯水部７の底部に収容する形態で備えている。

　図２、図３に示すように、加熱部材２０は、貫通孔部１０ｃに対し、外側（下部ハウジング２のブロック状部１０の外側）から貯水部７の底部に挿入する形態で配置される。この加熱部材２０の基端側に一体形成されたプレート状部２１の外面には発熱体Ｆが配置され、これらを覆う位置にホルダ３０が配置されている。加熱部材２０とホルダ３０は、複数のボルト３４により下部ハウジング２のブロック状部１０に固定される。

　発熱体Ｆは、プレート状部２１の外面側（図４，図５で左側）に接触状態で配置されており、この発熱体Ｆの発熱時の熱が加熱部材２０に伝えられる。発熱体Ｆは、温度上昇に伴い電気抵抗が上昇する特性のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータが用いられている。

　加熱部材２０は、前述したように熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウム材によって、プレート状部２１と、加熱本体部２２（本体部の一例）と、縦壁部２３（上壁部の一例）とが一体的に形成されている。プレート状部２１は平坦なプレート状に形成され、このプレート状部２１のプレート面に直交する方向に加熱本体部２２と縦壁部２３とが一体化した状態で延出されている。

　縦壁部２３は、図３、図６に示すように、平面視において横方向の幅が、排出孔路１１に近接する先端ほど僅かに幅狭になるように形成され、側面視において高さ方向で一定の厚みで形成されている。これに対し、加熱本体部２２は、平面視で延出方向に沿って排出孔路１１に近接する先端ほど細くなる先細形状である。加熱本体部２２の中央付近から先端側の領域においては、加熱本体部２２の少なくとも一部が、横方向の最大幅Ｗ（加熱本体部２２の最大となる横幅）に対し、縦方向の長さＸ（加熱部材２０の上下方向の厚み）が大きくなるように設定されている（図６のＣ２参照）。

　図６の上段には、加熱部材２０と、発熱体Ｆと、ホルダ３０とを平面視における分解状態で示している。また、この上段の加熱部材２０の図では、下部ハウジング２に形成された貯水部７の円筒状内面２ｂを二点鎖線で示すことにより、平面視における加熱部材２０と貯水部７との位置関係を示している。

　また、図６の中段と下段には、上段に示した加熱部材２０におけるＣ１、Ｃ２、Ｃ３の各断面指示線に対応する断面を、中段にＣ１、Ｃ２として示し、下段にＣ３として示している。

　加熱部材２０は、図４、図５に示すように、下部ハウジング２に固定された状態で、加熱本体部２２と縦壁部２３とを併せた部位が貯水部７の内部に配置される。この加熱本体部２２と縦壁部２３とは、図６のＣ２の断面図に示すように、加熱本体部２２の少なくとも一部の横方向の最大幅Ｗに対し、縦壁部２３の縦方向の長さＸが大きくなるように寸法関係が設定されている。最大幅Ｗと長さＸとの大小関係は加熱本体部２２と縦壁部２３との全ての領域で成立するものではなく、一部で成立する。

　加熱部材２０は、図６に示すように、加熱本体部２２の左右部分に翼状部２２ａが形成され、この左右の翼状部２２ａの上面に、横方向の外側ほど下側に向けて傾斜する傾斜面２２ｂが形成されている。

　図３～図４に示すように、加熱本体部２２の先端部分から、この加熱本体部２２の突出方向に延出する（プレート状部２１の反対方向に延出する）ように円筒状部２２ｃが形成されている。この円筒状部２２ｃに主排出孔２４が形成され、主排出孔２４に連通する導入孔２５が加熱本体部２２の下面に形成されている。この主排出孔２４の内径は、排出孔路１１の内径より大きく形成されている。

　加熱部材２０は、下部ハウジング２に装着した状態で、加熱本体部２２の円筒状部２２ｃが、凹状部１０ａの内部に嵌まり込む位置に配置される。また、縦壁部２３のプレート状部２１と反対方向の先端は排出孔路１１に近接する位置に配置される。加熱部材２０のこのような配置において、主排出孔２４と排出孔路１１とが同軸芯となる。更に、主排出孔２４は、加熱本体部２２の先端位置からプレート状部２１の方向に所定距離だけ延びる領域に形成され、この主排出孔２４に導入孔２５が連通している。

　加熱部材２０を下部ハウジング２に装着した状態で、加熱本体部２２の下面と、貯水部７の底壁７ａとの間に図４、図５に示す間隙が形成される。この間隙は、水が凍結した状態でも、凍結部の厚みを小さくすることにより、加熱部材２０から作用する熱により迅速な解凍を可能にし、水の流れを可能にするような厚さに設定されている。

　図２～図５に示すように、ホルダ３０は、絶縁性の樹脂材料を用い、カバー部３１と、一対の連結部３２と、コネクタ部３３とが一体的に形成されている。

　カバー部３１は、加熱部材２０のプレート状部２１を収容する形態で、ブロック状部１０の外面に接触可能に構成されている。連結部３２は、カバー部３１の外縁に一体形成され、ボルト挿通孔３２ａが形成されている。コネクタ部３３は、筒状のコネクタ空間の内部に一対の電極３３ａを備えている。

　この構成から、加熱部材２０を下部ハウジング２に装着する場合には、先に説明したように、ブロック状部１０のうち貫通孔部１０ｃから貯水部７の内部空間に加熱部材２０を挿入し、加熱部材２０のプレート状部２１の外面に発熱体Ｆを配置し、プレート状部２１と発熱体Ｆとに重ねるようにカバー部３１を配置し、連結部３２のボルト挿通孔３２ａにボルト３４を挿通し、ブロック状部１０の雌ネジ部に螺合させる形態でホルダ３０が固定される。

　また、加熱部材２０が装着される際には、ブロック状部１０の外面と、プレート状部２１との間、及び、プレート状部２１とカバー部３１との間にゴムや樹脂のリングで成るシール体２７が配置される。

　また、このように加熱部材２０を装着した状態で、プレート状部２１の外面に発熱体Ｆが密着し、コネクタ部３３の電極３３ａから発熱体Ｆに電流を供給する導通部が形成される。

〔加熱部材による加熱〕
　図面には示していないが、燃料電池車は、開閉弁Ｖを制御し、発熱体Ｆに供給する電流を制御する制御部を備えている。この制御部は、走行時における燃料電池での発電量から発電に伴って生成される水量を演算によって求め、貯水部７に貯留される水量を推定し、推定した水量が設定量に達する毎に、設定された時間だけ開閉弁Ｖを開放することで、貯水部７の水を排出孔路１１から排出する制御を行う。

　尚、このような制御形態に代えて、貯水部７に貯留された水の水量を計測するために水面位置を検出する水位センサを備え、この水位センサで検出される水位が設定値に達する毎に、開閉弁Ｖを開放して貯水部７に貯留された水の排出を行うように制御形態を設定しても良い。

　また、制御部は、氷点下の低温環境に燃料電池車（ＦＣＶ）を駐車し、燃料電池ＦＣの発電を停止した後に、この燃料電池車を走行させる場合には、走行を開始する以前に、発熱体Ｆに電流を供給して加熱部材２０の温度上昇を図ることにより、凍結を解消する。このように凍結を解消する場合には、開閉弁Ｖを開放し、燃料電池ＦＣにおいて所定のエアストイキ比を設定して運転（発電）を行う形態で掃気が行われる。

　また、掃気では、前述したように燃料電池ＦＣを運転（発電）する状態で、図１に示す循環ポンプＰの駆動により、気液分離器Ａの内部のガスを導出部４から還元経路Ｌ３に送り、この還元経路Ｌ３から燃料電池ＦＣのアノード側にガスを供給し、燃料電池ＦＣのアノード側を通過したガスを、排出経路Ｌ２を介して気液分離器Ａの導入部３から気液分離器Ａの内部に戻す形態でガスが循環する。

　特に、掃気において、発熱体Ｆに電流を供給して加熱部材２０の温度が上昇することにより、加熱本体部２２の下面と、貯水部７の底壁７ａとの間の空間の温度を上昇させ、加熱本体部２２、あるいは、縦壁部２３の外面の温度を上昇させる。これにより、これらの部位が凍結している場合には凍結を解消し、これらの部位が凍結しない状況でも温度が低下している場合には水の温度が上昇し、解凍された水が排出孔路１１から排出されることになる。

〔実施形態の作用効果〕
　このように、加熱部材２０を装着する場合には、下部ハウジング２のブロック状部１０の貫通孔部１０ｃに外部から加熱部材２０を挿入し、プレート状部２１の外面に発熱体Ｆを配置し、ホルダ３０をブロック状部１０の外面に固定することにより、加熱部材２０の装着が完了する。このため、加熱部材２０の装着が容易でメンテナンスに手間が掛からない。また、この構成では、発熱体Ｆが下部ハウジング２の外部に配置されるため、発熱体Ｆに水が接触する不都合を招くことがなく、電気的な絶縁を行うための構成が簡素化し、漏電や短絡を招くこともない。

　図３、図６に示すように、加熱部材２０は、加熱本体部２２と縦壁部２３とが一体形成され、これらが貯水部７の空間の内部に配置されるため、縦方向と横方向との広い外面を水に接触させて効率的な解凍を可能にする。また、縦壁部２３により、貯水部７の比較的高い水位の凍結でも解氷できる。特に、加熱本体部２２の下面と、貯水部７の底壁７ａとの間に間隙が形成されているため、この間隙に水の流れを作り、この間隙の水の一部を導入孔２５から主排出孔２４に流すことにより、この主排出孔２４に流れる水の温度上昇を可能にする。

　図４、図５に示すように、加熱部材２０は、円筒状部２２ｃを凹状部１０ａに嵌め込む形態で配置され、この円筒状部２２ｃがオリフィス状に形成された排出孔路１１に近接するため、排出孔路１１が凍結していても、この円筒状部２２ｃからの熱によって解凍を可能にする。特に、円筒状部２２ｃに対し、排出孔路１１と同軸芯で主排出孔２４が配置されており、この主排出孔２４に、導入孔２５から水を供給するため、加熱部材２０で加熱された水を主排出孔２４から送り出し、排出孔路１１の解凍を効率的に行える。

　また、図６に示すように、加熱部材２０は、加熱本体部２２の下部において、横方向の中央を基準に横方向の両側において外方に拡大する一対の翼状部２２ａを形成しており、平面視において、一対の翼状部２２ａが、先端側（円筒状部２２ｃの位置側）ほど横幅が縮小するように成形されているため、貯水部７の水を円滑に排出孔路１１に流すことが可能となる。

〔別実施形態〕
　本開示は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図７に示すように、翼状部２２ａの下面が、横方向の外側ほど上側に向けて傾斜するＵ字状の傾斜面２２ｄを備えていても良い。この別実施形態（ａ）では、翼状部２２ａの上面が水平姿勢や、幅方向の外方が上方に持ち上がる姿勢であっても良い。つまり、翼状部２２ａの形状は、加熱本体部２２の下面と貯水部７の底壁７ａとの間に間隙が形成されていれば、如何なる形状であっても良い。

（ｂ）加熱部材２０の一部において、横方向の最大幅が縦方向の長さより大きくなるように、例えば、断面形状が台形、あるいは、長方形等、決まった断面でなくても良い。また、加熱部材２０の表面積を増大して水との熱交換効率を高めるために、表面に溝状部を形成することや、凹凸を形成しても良い。更に、加熱部材２０の全部において、横方向の最大幅が縦方向の長さより大きくなるように構成しても良い。

　上述した実施形態において、下記の構成が想起される。

＜１＞本開示に係る気液分離器（Ａ）の特徴構成は、含水ガスが供給されるハウジング（Ｈ）と、ハウジング（Ｈ）の上部に配置され含水ガスから水を分離する気液分離部（５）と、ハウジング（Ｈ）の下部に配置され気液分離部（５）によって含水ガスから分離した水を貯留する貯水部（７）と、ハウジング（Ｈ）の貯水部（７）の下部に配置され、貯水部（７）より送られた水をハウジング（Ｈ）の外部に排出する排出孔路（１１）と、貯水部（７）の中へ突出し、水が排出孔路（１１）に流れる領域に配置され、通電により発熱する発熱体（Ｆ）から伝えられる熱により温度が上昇する加熱部材（２０）と備え、加熱部材（２０）は、発熱体（Ｆ）が貯水部（７）よりも外部に配置された状態で、貯水部（７）の底部で排出孔路（１１）の側へと突出する本体部（２２）と、本体部（２２）から上方へ突出する上壁部（２３）とを有している点にある。

　本構成によると、貯水部（７）の水が凍結する状況において加熱部材（２０）の温度上昇により、貯水部（７）の底部において貯水部（７）の水が排出孔路（１１）に流れる領域の凍結部分に直接的に熱を作用させて解凍を行える。また、加熱部材（２０）が本体部（２２）と、本体部（２２）から上方に突出する上壁部（２３）とを有しているため、貯水部（７）に流れ込む水に対し伝熱面積の大きい領域（主に上壁部（２３））を接触させる形態で貯水部（７）の温度を上昇させ、貯水部（７）で凍結する水位が比較的高くても凍結を解消できる。更に、本構成では、貯水部（７）の外部に配置された発熱体（Ｆ）の熱が加熱部材（２０）に伝えられるため、発熱体（Ｆ）に貯水部（７）の水が接触する不都合を招くことがなく、電気的な絶縁を確実に行える。従って、単純な構成でありながら気液分離器（Ａ）の底部での凍結を解消し、底部の水の排出を迅速に行える気液分離器（Ａ）が構成された。

＜２＞上記＜１＞に記載の気液分離器（Ａ）において、上壁部（２３）は、発熱体（Ｆ）が設けられた位置から排出孔路（１１）に近接する位置まで延在しても良い。

　これによると、上壁部（２３）の延在方向の端部が排出孔路（１１）に近接する位置関係となり、この端部から伝えられる熱により排出孔路（１１）の近傍に滞留した氷の解凍を可能にする。

＜３＞上記＜１＞又は＜２＞に記載の気液分離器（Ａ）において、加熱部材（２０）は、排出孔路（１１）の側において、縦方向の長さ（Ｘ）が横方向の最大幅（Ｗ）に対して大きくても良い。

　これによると、排出孔路（１１）の側において、加熱部材（２０）の縦方向の長さ（Ｘ）が横方向の最大幅（Ｗ）に対して大きいことから、排出孔路（１１）に流れ込む水に対し伝熱面積の大きい領域をより確保することが可能となる。その結果、貯水部（７）の貯留許容量が大きくなって装置のコンパクト化が図られるだけでなく、貯水部（７）の温度を速やかに上昇させて凍結を解消できる。

＜４＞上記＜１＞から＜３＞のいずれか１つに記載の気液分離器（Ａ）において、本体部（２２）は、横方向の中央を基準に横方向の両側において本体部（２２）が固定される基端から排出孔路（１１）に近接する先端に向けて横幅が縮小する翼状部（２２ａ）を備えても良い。

　これによると、本体部（２２）から横方向に延びる領域に翼状部（２２ａ）が形成されるため、翼状部（２２ａ）の広い面からの熱により排出孔路（１１）の解凍を可能にする。また、翼状部（２２ａ）の幅が、排出孔路（１１）に近接する先端ほど横幅が縮小するため、先端側ほど熱伝導性が向上し、排出孔路（１１）の解凍を効果的に行えるだけでなく、加熱部材（２０）で加熱された水が排出孔路（１１）に流れる際に、翼状部（２２ａ）から水に作用する抵抗を低減して滞りのない流れを可能にする。

＜５＞上記＜４＞に記載の気液分離器（Ａ）において、翼状部（２２ａ）の上面が、横方向の外側ほど下側に向けて傾斜する姿勢であっても良い。

　これによると、貯水部（７）に流れ込む水が翼状部（２２ａ）の上面において外側に流れることにより、翼状部（２２ａ）から水に作用する抵抗を低減して滞りのない流れを可能にする。また、貯水部（７）が凍結する状態で加熱部材（２０）の温度上昇を図った場合には、翼状部（２２ａ）の広い面から熱を伝えることにより、迅速な解凍を実現する。

＜６＞上記＜４＞に記載の気液分離器（Ａ）において、翼状部（２２ａ）の下面が、横方向の外側ほど上側に向けて傾斜する姿勢であっても良い。

　これによると、翼状部（２２ａ）の下面に広い伝熱面積を確保して迅速な解凍を行い、翼状部（２２ａ）の横方向の中央を貯水部（７）の底部に接近させることにより、この中央より外側の領域の翼状部（２２ａ）の下側と貯水部（７）の底部との間に解凍後の水を流す空間を確保し、この空間から排出孔路（１１）に水を円滑に流すことが可能となる。

　尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本開示の実施形態はこれに限定されず、本開示の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

　本開示は、気液分離器に利用することができる。

５　　　　　気液分離部
７　　　　　貯水部
１１　　　　排出孔路
２０　　　　加熱部材
２２　　　　加熱本体部（本体部）
２２ａ　　　翼状部
２３　　　　縦壁部（上壁部）
Ａ　　　　　気液分離器
Ｆ　　　　　発熱体
Ｈ　　　　　ハウジング
Ｗ　　　　　幅
Ｘ　　　　　厚み

Claims

　含水ガスが供給されるハウジングと、
　前記ハウジングの上部に配置され前記含水ガスから水を分離する気液分離部と、
　前記ハウジングの下部に配置され前記気液分離部によって前記含水ガスから分離した水を貯留する貯水部と、
　前記ハウジングの前記貯水部の下部に配置され、前記貯水部より送られた前記水を前記ハウジングの外部に排出する排出孔路と、
　前記貯水部の中へ突出し、前記水が前記排出孔路に流れる領域に配置され、通電により発熱する発熱体から伝えられる熱により温度が上昇する加熱部材と備え、
　前記加熱部材は、前記発熱体が前記貯水部よりも外部に配置された状態で、前記貯水部の底部で前記排出孔路の側へと突出する本体部と、当該本体部から上方へ突出する上壁部とを有している気液分離器。
　前記上壁部は、前記発熱体が設けられた位置から前記排出孔路に近接する位置まで延在している請求項１に記載の気液分離器。
　前記加熱部材は、前記排出孔路の側において、縦方向の長さが横方向の最大幅に対して大きい請求項１又は２に記載の気液分離器。
　前記本体部は、横方向の中央を基準に前記横方向の両側において前記本体部が固定される基端から前記排出孔路に近接する先端に向けて横幅が縮小する翼状部を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の気液分離器。
　前記翼状部の上面が、前記横方向の外側ほど下側に向けて傾斜する姿勢である請求項４に記載の気液分離器。
　前記翼状部の下面が、前記横方向の外側ほど上側に向けて傾斜する姿勢である請求項４に記載の気液分離器。