JP2007154799A - Pump and fuel cell system - Google Patents

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Nobuo Fujita
信雄 藤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump in which a rotor is hardly frozen in a pump room during pump stoppage in a low temperature environment, and can be actuated promptly. <P>SOLUTION: In a pump that compresses fluid by rotating a rotor by a rotating shaft in a pump room, the rotor has a capillary, and an opening of one end of the capillary is formed on the surface of the rotor. Even if the condensation of residual moisture occurs in a low temperature environment, water is induced to a capillary side by a capillary phenomenon, and consequently no moisture remains on the rotor surface. Therefore, the locking of the rotor in the pump room resulting from the freezing of water can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、低温下でも凍結の生じにくいポンプおよびそのようなポンプを使用した燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a pump that is unlikely to freeze even at low temperatures, and a fuel cell system using such a pump.

燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスを燃料電池に供給し、電池本体でこれらのガスの電気化学反応を利用して発電を行うシステムである。この電気化学反応によって電池本体では水が生成されるが、この水は、燃料オフガス(燃料電池本体から排出される燃料ガス)や酸化剤オフガス(燃料電池本体から排出される酸化剤ガス)中に含まれた状態で電池本体から排出される。   The fuel cell system is a system in which fuel gas and oxidant gas are supplied to a fuel cell, and electricity is generated using an electrochemical reaction of these gases in the battery body. This electrochemical reaction generates water in the battery body, and this water is contained in fuel off-gas (fuel gas discharged from the fuel cell body) and oxidant off-gas (oxidant gas discharged from the fuel cell body). It is discharged from the battery body in a contained state.

従って、燃料電池システムの停止中等に外気の温度が例えば氷点下にまで低下すると、システムのガス流路に設けられた弁や配管等の構成部品に残留するガス中の水分が凝縮して、これらの構成部品が凍結する場合がある。このような場合、その後燃料電池システムを始動させようとしても、始動させることができなかったり、始動させることができても正常な作動を行うことができなくなる恐れがある。特にポンプ等のようなガス供給系装置が凍結してしまうと、燃料ガスや酸化剤ガスの供給が行えなくなり、システム全体が始動できるまで相当な時間を要してしまう。例えば、燃料ポンプとして回転式の圧縮ポンプ等を使用した場合、ロータとこれに対向するケーシング内面との隙間に水分が介在した状態で凍結が生じると、ロータがケーシングに固着されてしまい、運転再開時にポンプを速やかに起動することができなくなるという問題があった。   Therefore, when the temperature of the outside air decreases to, for example, below freezing point when the fuel cell system is stopped, moisture in the gas remaining in the components such as valves and pipes provided in the gas flow path of the system is condensed. Component parts may freeze. In such a case, even if an attempt is made to start the fuel cell system thereafter, the fuel cell system may not be started, or even if it can be started, normal operation may not be performed. In particular, if a gas supply system device such as a pump freezes, it becomes impossible to supply fuel gas and oxidant gas, and a considerable time is required until the entire system can be started. For example, when a rotary compression pump or the like is used as a fuel pump, if freezing occurs in a state where moisture is interposed in the gap between the rotor and the casing inner surface facing the rotor, the rotor is fixed to the casing, and the operation is resumed. Sometimes the pump could not be started quickly.

このようなポンプの凍結による不具合を回避する方法として、ロータの回転軸方向の表裏面およびこれと対向するケーシングの内面に溝を設けることが提案されている(特許文献1参照)。このようなポンプ構造では、ロータとこれに対向するケーシング内面の間で凍結が生じた際に、凍結による両者の固着領域を少なくすることができるため、ポンプの始動時にロータを容易に固着状態から離脱させ、通常の回転運動を開始させることができる。
特開2005−150298号公報
As a method for avoiding such a malfunction due to freezing of the pump, it has been proposed to provide grooves on the front and back surfaces of the rotor in the direction of the rotation axis and the inner surface of the casing facing the rotor (see Patent Document 1). In such a pump structure, when the freezing occurs between the rotor and the inner surface of the casing facing the rotor, it is possible to reduce the fixing area due to the freezing. It can be disengaged and normal rotational motion can be started.
JP 2005-150298 A

しかしながら、特許文献1の技術では、凍結による固着領域を少なくすることはできるが、オフガス中の生成水やポンプ室内で発生した凝縮水が溝に入り込むと、凍結による固着が発生する。従ってこのような場合には、低温環境下からポンプを起動させる際に、依然として起動に時間がかかるという問題がある。また、氷の粒によりロータ表面に傷が生じるという問題があった。   However, in the technique of Patent Literature 1, although the fixing region due to freezing can be reduced, when the generated water in the offgas or the condensed water generated in the pump chamber enters the groove, fixing due to freezing occurs. Therefore, in such a case, when starting the pump from a low temperature environment, there is a problem that it still takes time to start. Further, there is a problem that the surface of the rotor is damaged by the ice particles.

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、低温環境においても水の凍結によるロータの固着が生じにくく、次回起動時に速やかに始動させることが可能なポンプおよびそのようなポンプを使用した燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and uses a pump that can hardly start a rotor due to water freezing even in a low-temperature environment and can be quickly started at the next start-up, and such a pump. An object is to provide a fuel cell system.

上記の目的を達成するため、本発明では、ポンプ室内に設置されたロータを回転軸で回転することにより流体を圧縮するポンプであって、前記ロータは、毛細管を有し、該毛細管の一端の開口は、ロータの表面に設けられることを特徴とするポンプが提供される。本発明のポンプでは、ポンプ室内に水分が残留しても、水は、毛細管現象によって、ロータ表面からロータに設置された毛細管を介して、別の場所に誘導される。従って、ロータ表面に水分が残留することはなく、ロータがポンプ室内で固着されることを抑制することができる。   In order to achieve the above object, the present invention provides a pump that compresses fluid by rotating a rotor installed in a pump chamber with a rotating shaft, and the rotor has a capillary tube, and is provided at one end of the capillary tube. There is provided a pump characterized in that the opening is provided in the surface of the rotor. In the pump of the present invention, even if moisture remains in the pump chamber, the water is guided to another place from the rotor surface via a capillary tube installed in the rotor by capillary action. Therefore, moisture does not remain on the rotor surface, and the rotor can be prevented from being fixed in the pump chamber.

ここで、前記毛細管の一端の開口は、前記ロータの回転軸方向の側面の、ポンプ室の内面と近接して対向する領域に設置されることが好ましい。この場合水は、前述のように前記領域に設置された開口を介して誘導される。従って、水がロータの当該領域に溜まることはなくなり、この領域での水の凍結によるロータの固着をより確実に防止することができる。   Here, it is preferable that the opening at one end of the capillary tube is installed in a region on the side surface in the direction of the rotation axis of the rotor that is close to and opposed to the inner surface of the pump chamber. In this case, the water is guided through the openings installed in the area as described above. Accordingly, water does not accumulate in the region of the rotor, and the rotor can be more reliably prevented from being frozen due to water freezing in this region.

あるいは前記毛細管は、前記ロータの回転軸方向の側面の、ポンプ室の内面と近接して対向する領域に開口を有する複数の溝で構成されても良い。この場合より多くの残留水をロータ表面から誘導させることが可能となる。   Or the said capillary tube may be comprised by the some groove | channel which has an opening in the area | region which adjoins and faces the inner surface of a pump chamber of the side surface of the rotating shaft direction of the said rotor. In this case, more residual water can be induced from the rotor surface.

また前記毛細管の他端は、閉口端であっても良い。これにより毛細管内に誘導した水分を収容することが可能となる。   Further, the other end of the capillary tube may be a closed end. As a result, it is possible to store the induced moisture in the capillary tube.

あるいは前記毛細管の他端は、前記ロータの回転軸方向の表裏面の少なくとも一方に設けられた開口であっても良い。これにより、ロータの回転軸方向の表裏面上の水分についても、毛細管側に誘導することが可能となり、水の凍結によるロータの固着をより効果的に抑制することができる。   Alternatively, the other end of the capillary tube may be an opening provided on at least one of the front and back surfaces in the rotation axis direction of the rotor. As a result, the moisture on the front and back surfaces in the rotation axis direction of the rotor can be guided to the capillary side, and the fixation of the rotor due to freezing of water can be more effectively suppressed.

さらに、前記ロータの回転軸方向の表裏面は、該表裏面の高さレベルよりも低くなるように形成された誘導部を有し、前記毛細管の他端は、前記誘導部に設けられた開口であっても良い。これにより、ロータの回転軸方向の表裏面の水分をより確実に毛細管側に誘導することができる。   Furthermore, the front and back surfaces in the rotation axis direction of the rotor have guide portions formed to be lower than the height level of the front and back surfaces, and the other end of the capillary tube is an opening provided in the guide portion. It may be. Thereby, the water | moisture content of the front and back of the rotating shaft direction of a rotor can be guide | induced to the capillary side more reliably.

また前記毛細管の一端の開口には、前記ロータ自身よりも弾性率の大きな部材が配置されても良い。この場合、ロータ回転時にこの部材が変形することを利用して、毛細管内の氷を粉砕し易くすることにより、ロータの回転の遠心力により、粉砕した氷を毛細管内から速やかに排出させることが可能となる。   A member having a larger elastic modulus than the rotor itself may be disposed in the opening at one end of the capillary tube. In this case, by utilizing the deformation of this member during the rotation of the rotor, the ice in the capillary can be easily crushed, so that the crushed ice can be quickly discharged from the capillary by the centrifugal force of the rotation of the rotor. It becomes possible.

上記のいずれかの特徴を有するポンプは、燃料電池システムに適用しても良い。このような燃料電池システムでは、ポンプ内で凍結が生じにくく、低温環境においても速やかな起動が可能となる。   A pump having any of the above features may be applied to a fuel cell system. In such a fuel cell system, freezing hardly occurs in the pump, and quick start-up is possible even in a low temperature environment.

本発明のポンプでは、低温環境下においてポンプ室内で水の凍結が生じても、ロータの固着を回避することができる。またこのようなポンプを燃料電池システムに適用することによって、低温環境においてもシステムの迅速な起動が可能となる。   In the pump of the present invention, even if water freezes in the pump chamber under a low temperature environment, the rotor can be prevented from sticking. Further, by applying such a pump to the fuel cell system, the system can be quickly started even in a low temperature environment.

以下図面により本発明の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本発明のポンプの一態様としてのルーツ型ポンプ10の概略構成図を示す。なお本発明は、ルーツ型ポンプに限られるものではなく、他のダイアフラム型などのポンプについても同様に適用することができる。   In FIG. 1, the schematic block diagram of the Roots type pump 10 as one aspect | mode of the pump of this invention is shown. The present invention is not limited to the roots type pump, and can be similarly applied to other diaphragm type pumps.

ルーツ型ポンプ10は、モータ部45とポンプ部48とで構成される。モータ部45は、一端側(図1では下端側)が閉塞し、他端側(図の上端側)が開口した有底略筒状をなすモータハウジング111と、モータハウジング111に対して開口を閉塞するように印籠結合された仕切壁112とを備えており、モータハウジング111の内面と仕切壁112の内面とにより、モータ室113が囲み形成されている。ポンプ部48は、一端側(図1では下端側)が開口した有底略楕円筒状をなすポンプケーシング15と、ポンプケーシング15に対して開口を閉塞するようにボルト115によって締付結合された軸受ブロック116とを備え、ポンプケーシング15の内面と軸受ブロック116の内面によって、ポンプ室20が囲み形成されている。   The roots type pump 10 includes a motor unit 45 and a pump unit 48. The motor unit 45 is closed at one end (the lower end in FIG. 1) and has a substantially cylindrical bottomed motor housing 111 having an opening at the other end (the upper end in the drawing). A partition wall 112 that is sealed and sealed so as to be closed is provided, and a motor chamber 113 is surrounded by an inner surface of the motor housing 111 and an inner surface of the partition wall 112. The pump portion 48 has a substantially oval cylindrical shape with a bottom that is open on one end side (the lower end side in FIG. 1), and is tightened and coupled to the pump casing 15 by a bolt 115 so as to close the opening. The pump chamber 20 is surrounded by the inner surface of the pump casing 15 and the inner surface of the bearing block 116.

ポンプ部48において、ポンプケーシング15の他端側(図1の上端側)には、ポンプケーシング15よりも小さな有底略楕円筒状をなすハウジング118が接合固定され、ポンプケーシング15の他端側外面とギヤハウジング118の内面とにより、ギヤ室119が囲み形成されている。仕切壁112の外面と軸受ブロック116の外面が、ボルト等の締結手段(図示されていない)を介して接合固定されることにより、モータ部45とポンプ部48とが一体構成される。なお、前記モータハウジング111と仕切壁112との接合面、ポンプケーシング15と軸受ブロック116との接合面、ポンプケーシング15とギヤハウジング118との接合面、および仕切壁112と軸受ブロック116との接合面には、それぞれ、気密確保のため、Oリング120が設置されている。   In the pump portion 48, a housing 118 having a bottomed substantially oval cylindrical shape smaller than the pump casing 15 is joined and fixed to the other end side (the upper end side in FIG. 1) of the pump casing 15. A gear chamber 119 is surrounded by the outer surface and the inner surface of the gear housing 118. The outer surface of the partition wall 112 and the outer surface of the bearing block 116 are joined and fixed via fastening means (not shown) such as bolts, whereby the motor unit 45 and the pump unit 48 are integrally configured. The joint surface between the motor housing 111 and the partition wall 112, the joint surface between the pump casing 15 and the bearing block 116, the joint surface between the pump casing 15 and the gear housing 118, and the joint between the partition wall 112 and the bearing block 116. O-rings 120 are installed on the surfaces to ensure airtightness.

モータハウジング111の底部121には、モータハウジング111の軸心と同軸上で、かつモータ室113内に臨む位置にベアリング122が設けられ、該ベアリング122に対して、駆動軸(第1の回転軸)35の一端(図1では下端)が回転可能な状態で軸支されている。この第1の回転軸35の他端側は、仕切壁112と軸受ブロック116およびポンプケーシング15の底部124を貫通して、ギヤ室119まで延設されている。またこの第1の回転軸35は、その他端部がポンプケーシング15の底部124に設けられたベアリング125に回転可能に軸支され、さらにその中間部分が、軸受ブロック116に設けられたベアリング126に回転可能な状態で、挿通支持されている。またモータ室113内において、第1の回転軸35には、モータ回転子127が取り付けられ、さらにモータ回転子127の外周側に位置するように、モータ固定子128がモータハウジング111に取り付けられ、モータ回転子127とモータ固定子128によって、電動モータ129が構成される。   A bearing 122 is provided on the bottom 121 of the motor housing 111 at a position coaxial with the axis of the motor housing 111 and facing the motor chamber 113. The drive shaft (first rotating shaft) is provided with respect to the bearing 122. ) 35 is rotatably supported at one end (lower end in FIG. 1). The other end side of the first rotary shaft 35 extends through the partition wall 112, the bearing block 116, and the bottom portion 124 of the pump casing 15 to the gear chamber 119. The other end of the first rotating shaft 35 is rotatably supported by a bearing 125 provided at the bottom 124 of the pump casing 15, and an intermediate portion thereof is supported by a bearing 126 provided at the bearing block 116. It is inserted and supported in a rotatable state. In the motor chamber 113, a motor rotor 127 is attached to the first rotating shaft 35, and a motor stator 128 is attached to the motor housing 111 so as to be positioned on the outer peripheral side of the motor rotor 127. The motor rotor 127 and the motor stator 128 constitute an electric motor 129.

ポンプ部48のポンプ室20内には、第1の回転軸35と平行をなす第2の回転軸40が、ポンプケーシング15の底部124に設けられたベアリング131と軸受ブロック116に設けられたベアリング132とに両端部を支持され、それぞれに対して回転可能な状態で設置されている。ポンプ室20において、第1の回転軸35および第2の回転軸40には、それぞれ2葉形状の駆動ロータ(第1のロータ)50および従動ロータ(第2のロータ)60が、取り付けられている。また、第2の回転軸40の他端側は、第1の回転軸35の他端側と同様に、ポンプケーシング15の底部124を貫通して、ギヤ室119内にまで延設されている。ギヤ室119では、第1の回転軸35の他端部に固定された第1のタイミングギヤ70と第2の回転軸40の他端部に固定された第2のタイミングギヤ72とが噛合連結されている。なお、軸受ブロック116内、およびポンプケーシング15の底部124内において第1の回転軸35と第2の回転軸40との各摺動部にはシーリング137が設置されている。   In the pump chamber 20 of the pump unit 48, a second rotating shaft 40 that is parallel to the first rotating shaft 35 is provided with a bearing 131 provided on the bottom 124 of the pump casing 15 and a bearing provided on the bearing block 116. Both ends are supported by 132 and installed so as to be rotatable with respect to each other. In the pump chamber 20, a two-leaf drive rotor (first rotor) 50 and a driven rotor (second rotor) 60 are attached to the first rotating shaft 35 and the second rotating shaft 40, respectively. Yes. Further, the other end side of the second rotating shaft 40 extends through the bottom portion 124 of the pump casing 15 and into the gear chamber 119, similarly to the other end side of the first rotating shaft 35. . In the gear chamber 119, the first timing gear 70 fixed to the other end portion of the first rotating shaft 35 and the second timing gear 72 fixed to the other end portion of the second rotating shaft 40 are meshingly connected. Has been. A sealing 137 is provided at each sliding portion of the first rotating shaft 35 and the second rotating shaft 40 in the bearing block 116 and in the bottom portion 124 of the pump casing 15.

次に、ポンプ部48におけるポンプ室20の内部構造について詳しく説明する。なお、本明細書では、ロータの表面位置を表す際に、「回転軸方向の表裏面」および「回転軸方向の側面」という表現を用いる。「回転軸方向の表裏面」とは、ロータ用回転軸が通るロータの二つの面を意味し、「回転軸方向の側面」とは、ロータの「回転軸方向の表裏面」以外の面を意味する。   Next, the internal structure of the pump chamber 20 in the pump unit 48 will be described in detail. In the present specification, the expressions “front and back surfaces in the direction of the rotation axis” and “side surfaces in the direction of the rotation axis” are used when representing the surface position of the rotor. “Front and back surfaces in the rotation axis direction” means two surfaces of the rotor through which the rotor rotation shaft passes, and “side surfaces in the rotation axis direction” means surfaces other than the “front and back surfaces in the rotation axis direction” of the rotor. means.

図2には、本発明のルーツ型ポンプ10の作動時のポンプ室内の断面図を模式的に示す。本発明のルーツ型ポンプ10では、ポンプケーシング15は、ほぼ楕円状に形成されており、この内部にはポンプ室20が設けられる。またポンプケーシング15には、燃料電池からの燃料または酸化剤のオフガス等(以下、単にオフガスという)をポンプ室20内へ吸引するための吸引口25が設けられている。この吸引口25は、ポンプケーシング15の鉛直方向の上部に設けることが好ましい。またポンプケーシング15には、ポンプ室内で圧縮されたオフガスをポンプ室20から吐出するための吐出口30が設けられている。この吐出口30は、ポンプケーシング15の鉛直方向の下部に設けることが好ましい。ポンプ室20内には、前述のように、第1のロータ50と第2のロータ60が設置されている。第1のロータ50は、中心Oを貫通する第1の回転軸35に固定されており、第1の回転軸35は、前述の電動モータ129によって回転される。第2のロータ60は、中心Pを貫通する第2の回転軸40に固定されており、この第2の回転軸40は、第1の回転軸35と平行にポンプ室外まで伸びている。前述のように、第1の回転軸35と第2の回転軸40の一端は、それぞれ、第1および第2のタイミングギヤ70、72に固定されており、第1および第2のタイミングギヤ70、72は、相互に噛合されている。   In FIG. 2, sectional drawing in the pump chamber at the time of the action | operation of the roots type pump 10 of this invention is shown typically. In the Roots type pump 10 of the present invention, the pump casing 15 is formed in a substantially elliptical shape, and a pump chamber 20 is provided inside thereof. The pump casing 15 is provided with a suction port 25 for sucking fuel or oxidant off-gas (hereinafter simply referred to as off-gas) from the fuel cell into the pump chamber 20. The suction port 25 is preferably provided in the upper part of the pump casing 15 in the vertical direction. The pump casing 15 is provided with a discharge port 30 for discharging off-gas compressed in the pump chamber from the pump chamber 20. The discharge port 30 is preferably provided at the lower portion of the pump casing 15 in the vertical direction. As described above, the first rotor 50 and the second rotor 60 are installed in the pump chamber 20. The first rotor 50 is fixed to a first rotating shaft 35 that passes through the center O, and the first rotating shaft 35 is rotated by the electric motor 129 described above. The second rotor 60 is fixed to a second rotating shaft 40 that passes through the center P, and the second rotating shaft 40 extends to the outside of the pump chamber in parallel with the first rotating shaft 35. As described above, one ends of the first rotating shaft 35 and the second rotating shaft 40 are fixed to the first and second timing gears 70 and 72, respectively. , 72 are meshed with each other.

電動モータ129により第1の回転軸35が回転されると、第1のロータ50が回転される。またそれと同時に、第1および第2のタイミングギヤ70、72を介して第2の回転軸40が第1の回転軸35とは反対の方向に回転される。従ってポンプ室20内では、第1のロータ50と第2のロータ60は、図の矢印で示すように、相互に反対方向に回転される。また各ロータ50、60は相互に90゜の位相差で回転し、ポンプ室20の内面と協働することにより、ポンプ室20内に吸引したオフガスが圧縮される。なおポンプ室20の内面と各ロータ50、60との間には、これらが最近接したときでも、相互に接触しないように微小な隙間が形成されている。   When the first rotating shaft 35 is rotated by the electric motor 129, the first rotor 50 is rotated. At the same time, the second rotating shaft 40 is rotated in the direction opposite to the first rotating shaft 35 via the first and second timing gears 70 and 72. Accordingly, in the pump chamber 20, the first rotor 50 and the second rotor 60 are rotated in opposite directions as indicated by arrows in the figure. The rotors 50 and 60 rotate with a phase difference of 90 ° from each other, and cooperate with the inner surface of the pump chamber 20 to compress the off-gas sucked into the pump chamber 20. A minute gap is formed between the inner surface of the pump chamber 20 and each of the rotors 50 and 60 so that they do not contact each other even when they are closest to each other.

ここで当該ポンプを燃料電池システムの循環ポンプとして使用した場合、背景部で示したように、ポンプ室20内に取り込まれるオフガスには、燃料電池本体での電池反応により生じた水分が含まれ、ポンプ室20内には、オフガスとともに一定量の水分が導入される。従って、オフガスがポンプ室20内に残留された状態のままポンプ10を停止しておくと、低温環境下では、ポンプ室20内でオフガス中の水分が凝縮して、凍結が生じる恐れがある。特に、ロータ50、60とこれに対向するポンプケーシング15の内面間の隙間で水の凍結が生じた場合、ロータ50、60がポンプケーシング15に固着されて回転できなくなるため、凍結水が解凍されるまでポンプの起動ができなくなり、ポンプの起動に多大な時間を要するという問題が生じる。   Here, when the pump is used as a circulation pump of the fuel cell system, as shown in the background section, the off gas taken into the pump chamber 20 includes moisture generated by the cell reaction in the fuel cell body, A certain amount of moisture is introduced into the pump chamber 20 together with the off gas. Therefore, if the pump 10 is stopped with the off gas remaining in the pump chamber 20, the moisture in the off gas may condense in the pump chamber 20 in a low temperature environment, and freezing may occur. In particular, when water freezes in the gap between the rotors 50 and 60 and the inner surface of the pump casing 15 facing the rotors 50 and 60, the frozen water is thawed because the rotors 50 and 60 are fixed to the pump casing 15 and cannot rotate. The pump cannot be started until the pump is started, and there is a problem that it takes a long time to start the pump.

しかしながら本発明のポンプ10では、以下の通り、このような問題の発生を回避することができる。   However, in the pump 10 of the present invention, it is possible to avoid such a problem as follows.

図3には本発明のポンプ10のロータ50(またはロータ60、以下同じ)を、また図4には、このロータ50のA−A断面を矢印の方向から見たときの概略図を示す。ロータ50の側面52のポンプケーシング15の内面と最近接し対向する領域54(以下対向面54という)には、第1の開口85が多数設けられている。この開口85のそれぞれは、溝80とつながっており、この溝80は、対向面54からロータ50の内方に向かって、X軸方向(ロータ50の長手方向)に沿って相互に平行に延びている。なお図4は一つの切断面を示したものであり、実際のロータ50にはY軸(X軸と直行する軸)方向に沿って(例えばA’−A’線、A”−A”線に沿って)、図4のような構造の溝80が複数列形成されている。なお、これらの溝80の深さには特に制限はないが、後述のように、ポンプの停止中に溝に収容された水分やこの凍結氷が、ポンプの作動中にロータ50の回転によって速やかに放出され得る深さにする必要がある。また第1の開口85の寸法についても特に制約はないが、これらの開口85および溝80は、毛細管現象を利用してロータ内部に水分を収容する毛細管としての役割を有するため、最大でも2、3mm以下程度の開口幅(または直径)とすることが好ましい。また本実施例においては、溝80がZ軸方向(回転軸方向)、Y軸方向に等間隔で4本ずつ配置された例を示すが、溝80の配置および数には特に制約はない。さらに図4において溝80は長方形断面形状となっているが、断面形状はこれに限られるものではないことに留意する必要がある。   FIG. 3 shows a rotor 50 (or rotor 60, hereinafter the same) of the pump 10 of the present invention, and FIG. 4 shows a schematic view of the AA cross section of the rotor 50 viewed from the direction of the arrow. A large number of first openings 85 are provided in a region 54 (hereinafter referred to as a facing surface 54) closest to and facing the inner surface of the pump casing 15 on the side surface 52 of the rotor 50. Each of the openings 85 is connected to the groove 80, and the groove 80 extends in parallel to each other along the X-axis direction (longitudinal direction of the rotor 50) from the facing surface 54 toward the inside of the rotor 50. ing. FIG. 4 shows one cut surface, and the actual rotor 50 has a Y-axis (axis perpendicular to the X-axis) direction (for example, A′-A ′ line, A ″ -A ″ line). A plurality of rows of grooves 80 having the structure shown in FIG. 4 are formed. The depths of these grooves 80 are not particularly limited, but as will be described later, the moisture contained in the grooves while the pump is stopped and the frozen ice are quickly removed by the rotation of the rotor 50 during the operation of the pump. Need to be deep enough to be released. There are no particular restrictions on the dimensions of the first opening 85, but these openings 85 and grooves 80 have a role as capillaries for containing moisture inside the rotor by utilizing the capillary phenomenon, so that a maximum of 2, The opening width (or diameter) is preferably about 3 mm or less. In this embodiment, an example is shown in which four grooves 80 are arranged at equal intervals in the Z-axis direction (rotating axis direction) and the Y-axis direction, but the arrangement and number of grooves 80 are not particularly limited. Furthermore, in FIG. 4, the groove 80 has a rectangular cross-sectional shape, but it should be noted that the cross-sectional shape is not limited to this.

ポンプ10のロータ50の対向面54にこのような開口85および溝80を設けたことにより、低温環境下においてオフガス中に含まれる水分がポンプ室20内で凝縮し、ロータ50の対向面54に水分が溜まっても、水は、毛細管現象によってロータ50の第1の開口85から溝80内に誘導され、そこに収容されることになる。従ってポンプ10が水の凍結が生じるような低温環境に置かれても、水分は溝80の内部で凍結するに過ぎず、ロータ50がこれに対向するケーシング15の内面と固着されて、ロータ50が動かなくなるという問題を回避することができる。   By providing such an opening 85 and groove 80 on the facing surface 54 of the rotor 50 of the pump 10, moisture contained in the off-gas is condensed in the pump chamber 20 in a low-temperature environment, and the facing surface 54 of the rotor 50 is condensed. Even if water accumulates, the water is guided into the groove 80 from the first opening 85 of the rotor 50 by capillarity and is accommodated therein. Therefore, even if the pump 10 is placed in a low temperature environment where freezing of water occurs, the moisture is only frozen inside the groove 80, and the rotor 50 is fixed to the inner surface of the casing 15 facing the rotor 50. Can avoid the problem of moving.

ポンプの停止中に溝80に収容された水は、次回のポンプ10の起動時に、ロータ50の遠心力によって溝80から排出される。また溝80の内部で凍結した氷も、ポンプ10の起動時または作動中に、ポンプ室20内の熱によって解凍され、ロータ50の遠心力によって溝80から排出される。これにより次回の低温環境下でのポンプ停止時に、これらの溝80を再度水分の収容に利用することができる。ここで、溝内部で凍結した氷は、完全に解凍される前であっても、溝80の内壁との固着がある程度解消され、氷と内壁との間に多少の隙間が生じれば、ロータ50の回転による遠心力によって、溝80から小片として排出され得ることに留意する必要がある。すなわちケーシングのような静止体に、水を収容する溝などを設置する構造では、ポンプ停止中に溝に溜まり凍結した水分が完全に解凍され、液体水として溝から完全に排出されない限り、溝内を「空」にすることはできない。従ってポンプの運転時間が短く、凍結氷が不完全に解凍され、液体として流出される前にポンプが停止してしまった場合には、溝内に氷が残留したままの状態となり、ポンプ停止中に溝が水を収容する収容部として十分に機能しなくなる可能性がある。これに対して、本発明では、回転体であるロータの内部に水を収容する溝を設けたため、前述のように氷を速やかに排出させることができ、このような問題が生じにくくなる。その後、溝80から排出された液体水あるいは氷の小破片は、吐出口30からポンプ外へ排出される。   The water accommodated in the groove 80 while the pump is stopped is discharged from the groove 80 by the centrifugal force of the rotor 50 at the next startup of the pump 10. Also, the ice frozen in the groove 80 is thawed by the heat in the pump chamber 20 when the pump 10 is started or operating, and is discharged from the groove 80 by the centrifugal force of the rotor 50. Thus, when the pump is stopped in the next low temperature environment, these grooves 80 can be used again for moisture storage. Here, even if the ice frozen in the groove is not completely thawed, the fixing to the inner wall of the groove 80 is solved to some extent, and if there is a slight gap between the ice and the inner wall, the rotor It should be noted that the centrifugal force due to 50 rotations can eject the groove 80 as a small piece. That is, in a structure in which a groove for storing water is installed in a stationary body such as a casing, the water accumulated in the groove while the pump is stopped and the frozen water is completely thawed and liquid water is not completely discharged from the groove. Cannot be “empty”. Therefore, if the pump operation time is short, frozen ice is incompletely thawed and the pump stops before it is discharged as a liquid, the ice remains in the groove and the pump is stopped. There is a possibility that the groove does not sufficiently function as a storage portion for storing water. On the other hand, in the present invention, since the groove for containing water is provided inside the rotor, which is a rotating body, ice can be quickly discharged as described above, and such a problem is less likely to occur. Thereafter, the small pieces of liquid water or ice discharged from the groove 80 are discharged from the discharge port 30 to the outside of the pump.

本発明の変形例は図5に示されている。この例では、溝80の第1の開口85側の端部から一定の深さで、ロータ50の材質よりも弾性率の大きなゴムなどの部材84が取り付けられている。このような構成では、ロータ50の溝80に収容された水分が凍結した状態でポンプ10を起動すると、ロータ50の回転時に部材84が変形するため、溝80内の氷柱に応力が加わりやすくなり、ロータ50の回転による遠心力によって氷柱を速やかに粉砕して、溝80から排出させることが可能となる。従って、ポンプの作動中に、溝内で凍結した氷がロータから排出されるまでの時間をさらに短縮することができる。   A variation of the present invention is shown in FIG. In this example, a member 84 such as rubber having a certain elasticity from the end of the groove 80 on the first opening 85 side and having a higher elastic modulus than the material of the rotor 50 is attached. In such a configuration, when the pump 10 is started in a state where the moisture stored in the groove 80 of the rotor 50 is frozen, the member 84 is deformed when the rotor 50 is rotated, so that stress is easily applied to the ice column in the groove 80. The ice column can be quickly crushed by the centrifugal force generated by the rotation of the rotor 50 and discharged from the groove 80. Therefore, it is possible to further shorten the time until ice frozen in the groove is discharged from the rotor during operation of the pump.

図6、7には、別の実施例を示す。図6に示すロータ50では、溝80の形状が前述の実施例とは異なっている。各溝80は、ロータ50の内方側に第2の開口86を有し、第2の開口86は、ロータ50のZ軸方向の表裏面51のいずれかに設けられている。このような溝の構造では、前述の対向面54の位置での水に加えて、ロータ50のZ軸方向の表裏面51に凝縮する水分を溝80内に収容することも可能となる。従って、ロータ50のZ軸方向の表裏面51上に凝縮する水分が凍結して、ロータ50が固着されることを防止することが可能となる。   6 and 7 show another embodiment. In the rotor 50 shown in FIG. 6, the shape of the groove 80 is different from that of the above-described embodiment. Each groove 80 has a second opening 86 on the inner side of the rotor 50, and the second opening 86 is provided on one of the front and back surfaces 51 of the rotor 50 in the Z-axis direction. In such a groove structure, moisture condensed on the front and back surfaces 51 of the rotor 50 in the Z-axis direction can be accommodated in the groove 80 in addition to the water at the position of the facing surface 54 described above. Therefore, it is possible to prevent moisture condensed on the front and back surfaces 51 in the Z-axis direction of the rotor 50 from freezing and fixing the rotor 50.

図7に示すロータ50は、図6に示すロータ50の別の実施の態様である。この例では、ロータ50のZ軸方向の表裏面51には、溝80に水を誘導するための誘導部90が設けられている。誘導部90は、ロータ50のZ軸方向の表裏面51の高さレベルに比べて、深さdだけ低くなるようにして構成される。また第2の開口86は、この収容部90内に設置される。ロータ50にこのような誘導部90を設けることにより、ロータ50のZ軸方向の表裏面51で凝縮した水分を、より確実に溝80の方に誘導することができる。   The rotor 50 shown in FIG. 7 is another embodiment of the rotor 50 shown in FIG. In this example, the front and back surfaces 51 in the Z-axis direction of the rotor 50 are provided with guide portions 90 for guiding water into the grooves 80. The guide portion 90 is configured to be lower by a depth d than the height level of the front and back surfaces 51 of the rotor 50 in the Z-axis direction. The second opening 86 is installed in the accommodating portion 90. By providing such a guiding portion 90 in the rotor 50, moisture condensed on the front and back surfaces 51 in the Z-axis direction of the rotor 50 can be more reliably guided toward the groove 80.

このように本発明のポンプでは、ロータ50の側面52の対向面54に多数の開口85を設け、さらに開口につながれた溝80を設けたため、凝縮した水分を毛細管現象を利用して溝80内に収容することができる。従ってロータ50の対向面54には水が残留しにくく、水の凍結によるロータ50の固着を防止することができる。これにより低温環境下においても、ポンプを迅速に始動させることが可能となる。   As described above, in the pump of the present invention, the large number of openings 85 are provided in the facing surface 54 of the side surface 52 of the rotor 50, and the grooves 80 connected to the openings are further provided. Can be accommodated. Accordingly, water hardly remains on the facing surface 54 of the rotor 50, and the rotor 50 can be prevented from sticking due to water freezing. This makes it possible to start the pump quickly even in a low temperature environment.

なお上記の実施例では、ロータ50の回転軸方向の側面や表裏面に付着、凝縮した水分を移動させる毛細管として、多数の溝80を設置した例について説明したが、本発明の態様はこれに限られるものではない。すなわち、本発明では、毛細管現象を利用してロータ50に生じた水を別の場所に移動させることができる構造であって、例えばロータの回転等を利用して、この誘導させた水または凍結氷を速やかに系外に排出することのできる構造であれば、溝形状に限らず、いかなる形態であっても利用することが可能である。   In the above-described embodiment, an example in which a large number of grooves 80 are installed as capillaries for moving the moisture adhered and condensed on the side surface and the front and back surfaces of the rotor 50 in the rotation axis direction has been described. It is not limited. In other words, in the present invention, the water generated in the rotor 50 can be moved to another place by utilizing the capillary phenomenon, and this induced water or freezing is utilized by utilizing, for example, the rotation of the rotor. Any structure can be used as long as it has a structure capable of quickly discharging ice out of the system, not limited to the groove shape.

本発明のポンプは、燃料電池システムの燃料ガスまたは酸化剤ガスのポンプとしても使用することが可能である。そこで次に、本発明のポンプを使用した燃料電池システムの実施の形態について説明する。なお以下の例では、本発明によるポンプを燃料オフガスの循環経路に適用したシステムについて説明する。ただし、本発明は酸化剤ガス側の経路にも適用できる。   The pump of the present invention can also be used as a fuel gas or oxidant gas pump of a fuel cell system. Next, an embodiment of a fuel cell system using the pump of the present invention will be described. In the following example, a system in which the pump according to the present invention is applied to a fuel off-gas circulation path will be described. However, the present invention can also be applied to the path on the oxidant gas side.

図8には、本発明による燃料電池システムの一構成例を示す。このシステムは、燃料電池本体1を有し、この燃料電池本体1で発生した電力を、例えば車両等の駆動源として利用することができる。またこの燃料電池システムは、システム内で燃料ガスを流通させるための燃料ガス流路2と、酸化剤ガス(空気)を流通させるための酸化剤ガス流路3とを備えている。なお以下の説明では、燃料電池に供給する燃料ガスとして水素ガスを使用するシステムを例に説明する。   FIG. 8 shows a configuration example of a fuel cell system according to the present invention. This system has a fuel cell main body 1, and the electric power generated in the fuel cell main body 1 can be used as a drive source of a vehicle or the like, for example. The fuel cell system also includes a fuel gas channel 2 for circulating fuel gas in the system and an oxidant gas channel 3 for circulating oxidant gas (air). In the following description, a system using hydrogen gas as fuel gas supplied to the fuel cell will be described as an example.

燃料ガス流路2は、例えば高圧水素タンク200のような水素燃料源からの燃料ガスを燃料電池本体1に供給するための燃料ガス供給流路201と、燃料電池本体1から燃料オフガスを排出するための燃料オフガス排出流路203とを備えている。ただし燃料オフガス排出流路203は、実質的には循環流路となっており、燃料電池本体1側から、気液分離器220および本発明による前述の特徴を有する水素ポンプ210を介して燃料ガス供給流路201に接続されている。以降この燃料オフガス排出流路203を循環流路203とも呼ぶ。循環流路203には、第1の分岐流路207と、第2の分岐流路209とが接続されている。   The fuel gas flow path 2 discharges the fuel off gas from the fuel cell main body 1 and the fuel gas supply flow path 201 for supplying the fuel gas from the hydrogen fuel source such as the high-pressure hydrogen tank 200 to the fuel cell main body 1. And a fuel off-gas discharge passage 203 for the purpose. However, the fuel off-gas discharge flow path 203 is substantially a circulation flow path, and the fuel gas is supplied from the fuel cell main body 1 side through the gas-liquid separator 220 and the hydrogen pump 210 having the above-described characteristics according to the present invention. It is connected to the supply channel 201. Hereinafter, the fuel off-gas discharge channel 203 is also referred to as a circulation channel 203. A first branch channel 207 and a second branch channel 209 are connected to the circulation channel 203.

また、燃料ガス流路2の燃料ガス供給流路201には、高圧水素タンク200の放出口に常閉電磁弁230が配置されており、燃料電池本体1側に向かって順に、減圧弁232、常閉減圧弁234が配置されている。一方循環流路203には、燃料電池本体1側から見てこの順に常閉減圧弁240、気液分離器220、水素ポンプ210および逆止弁242が配置されている。また第1の分岐流路207は、気液分離器220と接続されており、その途中には常閉電磁弁244が配置されている。第2の分岐流路209は、水素ポンプ210の出口側と、循環流路203と燃料ガス供給流路201の接続点Aの間で、循環流路203に接続されている。第2の分岐流路209には常閉電磁弁(パージ弁)246および希釈器250が配置されており、希釈器250の出口側の第2の分岐流路209の他端は、後述する酸化剤オフガス排出流路303と接続されている。なお第1の分岐流路207の他端も、酸化剤オフガス排出流路303と接続されている。   Further, in the fuel gas supply channel 201 of the fuel gas channel 2, a normally closed electromagnetic valve 230 is disposed at the discharge port of the high-pressure hydrogen tank 200, and the pressure reducing valves 232, A normally closed pressure reducing valve 234 is arranged. On the other hand, a normally closed pressure reducing valve 240, a gas-liquid separator 220, a hydrogen pump 210, and a check valve 242 are arranged in this order in the circulation flow path 203 as viewed from the fuel cell main body 1 side. The first branch flow path 207 is connected to the gas-liquid separator 220, and a normally closed electromagnetic valve 244 is disposed in the middle thereof. The second branch channel 209 is connected to the circulation channel 203 between the outlet side of the hydrogen pump 210 and the connection point A between the circulation channel 203 and the fuel gas supply channel 201. A normally closed electromagnetic valve (purge valve) 246 and a diluter 250 are disposed in the second branch channel 209, and the other end of the second branch channel 209 on the outlet side of the diluter 250 is an oxidation which will be described later. It is connected to the agent off-gas discharge channel 303. The other end of the first branch flow path 207 is also connected to the oxidant off-gas discharge flow path 303.

一方、酸化剤ガス流路3は、燃料電池本体に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給流路301と、燃料電池本体1から酸化剤オフガスを排出するための酸化剤オフガス排出流路303とを備えている。   On the other hand, the oxidant gas channel 3 includes an oxidant gas supply channel 301 for supplying an oxidant gas to the fuel cell main body, and an oxidant offgas discharge channel for discharging the oxidant offgas from the fuel cell main body 1. 303.

酸化剤ガス供給流路301には、コンプレッサ305と加湿器325とが配置されている。また酸化剤オフガス排出流路303には、前述の加湿器325が設置され、加湿器325と燃料電池本体1の間には電磁弁(エア調圧弁)309が配置されている。   A compressor 305 and a humidifier 325 are disposed in the oxidant gas supply channel 301. Further, the humidifier 325 described above is installed in the oxidant off-gas discharge channel 303, and an electromagnetic valve (air pressure regulating valve) 309 is disposed between the humidifier 325 and the fuel cell main body 1.

ここで、酸化剤ガスの通常の流れについて簡単に説明する。燃料電池システムの通常の運転時には、コンプレッサ305を駆動させることにより、大気中の空気が酸化剤ガスとして取り込まれ、酸化剤ガス供給流路301を通り、加湿器325を介して燃料電池1に供給される。供給された酸化剤ガスは、燃料電池1内において電気化学反応により消費された後、酸化剤オフガスとして排出される。排出された酸化剤オフガスは、酸化剤オフガス排出流路303を通り、外部に排出される。   Here, a normal flow of the oxidant gas will be briefly described. During normal operation of the fuel cell system, the air in the atmosphere is taken in as oxidant gas by driving the compressor 305, passes through the oxidant gas supply channel 301, and is supplied to the fuel cell 1 via the humidifier 325. Is done. The supplied oxidant gas is consumed by an electrochemical reaction in the fuel cell 1 and then discharged as an oxidant off-gas. The discharged oxidant off-gas passes through the oxidant off-gas discharge channel 303 and is discharged to the outside.

次に水素ガスの流れについて説明する。通常の運転時には、電磁弁230が開かれ、高圧水素タンク200から水素ガスが放出され、その放出された水素ガスは、燃料ガス供給流路201を通って、減圧弁232で減圧された後、電磁弁234を介して燃料電池本体1に供給される。供給された水素ガスは、燃料電池1内で電気化学反応に消費された後、水素オフガスとして排出される。排出された水素オフガスは、循環流路203を通り、気液分離器220で水分が除去された後、前述の特徴を有する水素ポンプ210を介して燃料ガス供給流路201に戻され、再び燃料電池本体1に供給される。なお燃料ガス供給流路201と循環流路203の接続点Aと水素ポンプ210との間には逆止弁242が設けられているため、循環している水素オフガスは、逆流しない。なお通常は、第1および第2の分岐流路207、209の電磁弁244および246は閉じているが、必要に応じてこれらのバルブが開かれると、それぞれの分岐流路から、気液分離器220で処理された水分を多く含むガスおよび循環させる必要のなくなった水素オフガスが排出される。これらの液体および/または気体は、酸化剤オフガス排出流路303を介して系外に排出される。   Next, the flow of hydrogen gas will be described. During normal operation, the solenoid valve 230 is opened, hydrogen gas is released from the high-pressure hydrogen tank 200, and the released hydrogen gas passes through the fuel gas supply channel 201 and is decompressed by the pressure reducing valve 232. The fuel cell main body 1 is supplied via the electromagnetic valve 234. The supplied hydrogen gas is consumed in an electrochemical reaction in the fuel cell 1 and then discharged as a hydrogen off gas. The discharged hydrogen off-gas passes through the circulation channel 203, and after moisture is removed by the gas-liquid separator 220, it is returned to the fuel gas supply channel 201 via the hydrogen pump 210 having the above-described characteristics, and again the fuel. Supplied to the battery body 1. Since the check valve 242 is provided between the connection point A between the fuel gas supply channel 201 and the circulation channel 203 and the hydrogen pump 210, the circulating hydrogen off-gas does not flow back. Normally, the electromagnetic valves 244 and 246 of the first and second branch flow paths 207 and 209 are closed. However, when these valves are opened as necessary, the gas-liquid separation is performed from the respective branch flow paths. A gas containing a large amount of water treated in the vessel 220 and a hydrogen off-gas that no longer needs to be circulated are discharged. These liquids and / or gases are discharged out of the system through the oxidant off-gas discharge channel 303.

このような燃料電池システムを低温環境下で停止させた場合、水素ポンプ210は前述のような特徴を有するため、ポンプ室に水素オフガスが含まれていても、ポンプ室内では水分によるロータの凍結は生じない。従って、次回の燃料電池システム起動時に速やかな起動が可能となる。   When such a fuel cell system is stopped in a low-temperature environment, the hydrogen pump 210 has the above-described characteristics. Therefore, even if hydrogen off-gas is contained in the pump chamber, the rotor is frozen by moisture in the pump chamber. Does not occur. Therefore, it is possible to start quickly when the fuel cell system is started next time.

なお、本発明の説明のために使用した燃料電池システムの構成は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、実際の燃料電池システムでは、示されていない箇所にも、電磁弁や配管等他の構成部品が配設される場合があり、逆に図8に示したいくつかの構成部品が省略される場合もあり得ることに留意する必要がある。   The configuration of the fuel cell system used for explaining the present invention is an example, and the present invention is not limited thereto. For example, in an actual fuel cell system, other components such as a solenoid valve and piping may be provided at a location not shown, and conversely, some components shown in FIG. 8 are omitted. It should be noted that this can happen.

本発明のポンプの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the pump of this invention. ポンプケーシング、ロータおよび回転軸の関係を模式的に示したポンプ室の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the pump chamber which showed typically the relationship between a pump casing, a rotor, and a rotating shaft. 本発明によるポンプのロータの正面図である。It is a front view of the rotor of the pump by this invention. 本発明によるポンプのロータの図2のA−A断面図である。3 is a cross-sectional view of the rotor of the pump according to the present invention, taken along the line AA in FIG. 溝80の第1の開口85の周囲に弾性の高い部材84を設置したロータの概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view of a rotor in which a highly elastic member 84 is installed around a first opening 85 of a groove 80. FIG. ロータの回転軸方向の表裏面51に第2の開口86を有する、溝80の別の形状を示す図である。It is a figure which shows another shape of the groove | channel 80 which has the 2nd opening 86 in the front and back surfaces 51 of the rotating shaft direction of a rotor. ロータの回転軸方向の表裏面51に設置された誘導部90に第2の開口を有する、溝80のさらに別の形状を示す図である。It is a figure which shows another shape of the groove | channel 80 which has a 2nd opening in the guidance | induction part 90 installed in the front-and-back surface 51 of the rotating shaft direction of a rotor. 本発明によるポンプを水素循環ポンプとして使用した、燃料電池システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fuel cell system which used the pump by this invention as a hydrogen circulation pump.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池本体
2 燃料ガス流路
3 酸化剤ガス流路
10 ポンプ
15 ポンプケーシング
20 ポンプ室
25 吸引口
30 吐出口
35 第1の回転軸
40 第2の回転軸
45 モータ部
48 ポンプ部
50 第1のロータ
51 回転軸方向の表裏面
52 ロータ側面
54 対向面
60 第2のロータ
70 第1のタイミングギヤ
72 第2のタイミングギヤ
80 溝
84 弾性部材
85 第1の開口
86 第2の開口
90 誘導部
129 電動モータ
200 高圧水素タンク
201 燃料ガス供給流路
203 循環流路
207 第1の分岐流路
209 第2の分岐流路
210 水素ポンプ
220 燃料オフガス用気液分離器
230、234、240、244、246 電磁弁
232 減圧弁
242 逆止弁
250 希釈器
301 酸化剤ガス供給流路
303 酸化剤オフガス排出流路
305 コンプレッサ
309、344、510 電磁弁
325 加湿器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell main body 2 Fuel gas flow path 3 Oxidant gas flow path 10 Pump 15 Pump casing 20 Pump chamber 25 Suction port 30 Discharge port 35 1st rotating shaft 40 2nd rotating shaft 45 Motor part 48 Pump part 50 1st Of the rotor 51 Front and back surfaces in the rotation axis direction 52 Rotor side surface 54 Opposing surface 60 Second rotor 70 First timing gear 72 Second timing gear 80 Groove 84 Elastic member 85 First opening 86 Second opening 90 Guide part 129 Electric motor 200 High-pressure hydrogen tank 201 Fuel gas supply flow path 203 Circulation flow path 207 First branch flow path 209 Second branch flow path 210 Hydrogen pump 220 Gas-liquid separator 230, 234, 240, 244 for fuel off-gas 246 Solenoid valve 232 Pressure reducing valve 242 Check valve 250 Diluter 301 Oxidant gas supply flow path 303 Oxidation Off gas discharge passage 305 compressor 309,344,510 solenoid valve 325 humidifier.

Claims (8)

ポンプ室内に設置されたロータを回転軸で回転することにより流体を圧縮するポンプであって、
前記ロータは、毛細管を有し、該毛細管の一端の開口は、ロータの表面に設けられることを特徴とするポンプ。
A pump that compresses fluid by rotating a rotor installed in a pump chamber with a rotation shaft,
The rotor has a capillary, and an opening at one end of the capillary is provided on a surface of the rotor.
前記毛細管の一端の開口は、前記ロータの回転軸方向の側面の、ポンプ室の内面と近接して対向する領域に設置されることを特徴とする請求項1に記載のポンプ。   2. The pump according to claim 1, wherein the opening at one end of the capillary tube is installed in a region of the side surface in the rotation axis direction of the rotor that is close to and faces the inner surface of the pump chamber. 前記毛細管は、前記ロータの回転軸方向の側面の、ポンプ室の内面と近接して対向する領域に開口を有する複数の溝で構成されることを特徴とする請求項1に記載のポンプ。   2. The pump according to claim 1, wherein the capillary is configured with a plurality of grooves having openings in a region facing the inner surface of the pump chamber on a side surface in the rotation axis direction of the rotor. 前記毛細管の他端は、閉口端であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載のポンプ。   The pump according to claim 1, wherein the other end of the capillary tube is a closed end. 前記毛細管の他端は、前記ロータの回転軸方向の表裏面の少なくとも一方に設けられた開口であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載のポンプ。   4. The pump according to claim 1, wherein the other end of the capillary tube is an opening provided on at least one of the front and back surfaces of the rotor in the rotation axis direction. 前記ロータの回転軸方向の表裏面は、該表裏面の高さレベルよりも低くなるように形成された誘導部を有し、前記毛細管の他端は、前記誘導部に設けられた開口であることを特徴とする請求項5に記載のポンプ。   The front and back surfaces in the rotation axis direction of the rotor have guide portions formed to be lower than the height level of the front and back surfaces, and the other end of the capillary tube is an opening provided in the guide portion. The pump according to claim 5. 前記毛細管の一端の開口には、前記ロータ自身よりも弾性率の大きな部材が配置されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載のポンプ。   The pump according to any one of claims 1 to 6, wherein a member having an elastic modulus larger than that of the rotor itself is disposed in an opening at one end of the capillary tube. 請求項1乃至7のいずれか一つに記載のポンプを備えた燃料電池システム。   A fuel cell system comprising the pump according to any one of claims 1 to 7.
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