JP5182232B2 - 流体圧縮機及び燃料電池車 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ室の上側及び下側に設けられた上側ポート及び下側ポートと、ポンプ室内部に上側ポートを介して通じる上側流路と、ポンプ室内部に下側ポートを介して通じる下側流路と、ポンプ室の内部に設けられたロータとを備える流体圧縮機、及び流体圧縮機を備える燃料電池車に関する。

従来から反応ガスである燃料ガス、例えば水素を含む水素ガスと、反応ガスである酸化ガス、例えば空気との電気化学反応により発電する燃料電池である、燃料電池スタックを有する燃料電池システムが考えられている。燃料電池スタックは、例えばアノード側電極、電解質膜及びカソード側電極から成る膜−電極アセンブリ（ＭＥＡ）とセパレータとを１組の燃料電池セルとして、これを複数組積層することにより構成している。すなわち、各燃料電池セルは、高分子イオン交換膜から成る電解質膜の一方の面にアノード側電極を、他方の面にカソード側電極を、それぞれ配置して、さらに両側にセパレータを設けることにより構成している。そして、このような燃料電池セルを複数組積層し、さらに集電板、絶縁板及びエンドプレートで狭持することにより、高電圧を発生する燃料電池スタックを構成する。

このような燃料電池では、アノード側電極に燃料ガスを供給すると共に、カソード側電極に酸化ガスを供給する。これにより、燃料ガス及び酸化ガスが電気化学反応に供されて、起電力を発生する。

このような燃料電池システムは、例えば車両に搭載して、燃料電池の発電電力を車輪駆動用の走行用モータに供給することも考えられる。この場合、燃料電池は、走行用モータの電力源として使用される。

また燃料電池システムでは、燃料電池に酸化ガスを供給するために流体圧縮機であるエアコンプレッサが使用される。また、燃料電池から排出される水素ガスである水素オフガスには、未反応の水素ガスも含まれるが、燃料電池に供給される新たな水素ガスに循環流路を介して水素オフガスを混合して、燃費向上を図ることが考えられる。この場合、循環流路に流体圧縮機である水素ポンプを設けている。

特許文献１には、このような水素ポンプに対応する水素圧縮機が記載されている。この流体圧縮機は、ポンプハウジングの内面と軸受ブロックの内面とによりポンプ室を囲み形成し、ポンプ室の内部に双葉状をなす２個のロータを設けている。また、ポンプ室の底部中央に吐出口を形成し、ポンプ室の底部と近接する近接位置から吐出口の開口縁に向け下り勾配をなす案内面を形成している。このような水素圧縮機によれば、ポンプ室に吸入した水やポンプ室内に結露となって発生した水をポンプ室の底部に残留させることなく、吐出口から確実に流出させることができるとされている。

特開２００５−１８０４２１号公報

このような水素ポンプ、エアコンプレッサ等の流体圧縮機では、２個のロータ同士の間部分や、ロータとハウジングとの間部分に水が保持された状態で、氷点下等の低温環境下で流体圧縮機が放置された場合に、上記間部分に氷が生成される可能性がある。この場合、流体圧縮機を再起動させようとしても、氷の固着力により起動不能となる等、円滑な起動が難しくなる可能性がある。また、ロータの窪み部に氷が生成されると、再起動時に氷にロータが噛みこんで、円滑な起動が困難になる可能性がある。また、ロータの損傷を有効に防止する面から改良の余地がある。

例えば、燃料電池システムでは、燃料電池に空気を供給し、燃料電池から反応後の空気である空気オフガスを排出するために酸化ガス流路を設けている。酸化ガス流路内で空気中に含まれる水蒸気が結露すると、水が生成されるが、この水が酸化ガス流路の上流側に設けたエアコンプレッサに上流側から流入したり、下流側から流入（逆流）する可能性がある。そして、エアコンプレッサが低温環境下で放置されることでエアコンプレッサのポンプ室内に氷が生成される可能性がある。また、燃料電池システムを搭載した燃料電池車の場合、室内側と室外側とで温度差を持つため、このような結露による生成水が生じやすい。また、燃料電池車で雨中走行したり、雪上走行することで上側に巻き上げられた水や雪をエアコンプレッサが吸い込むことも考えられ、この場合、エアコンプレッサ内に水が浸入し、浸入した水により氷が生成される可能性もある。

このような事情から、本発明者は、流体圧縮機において、内部への過度な水の流入を防止することが有効であると考えた。これに対して、特許文献１に記載された水素圧縮機の場合、ロータを設けたポンプ室内に流入した水や、発生した水を吐出口に流れやすくすることは考慮されているが、ポンプ室内への水の流入を防止することは考慮されていない。また、流体圧縮機の内部に氷が生成された場合の再起動を可能とするためにロータ駆動のためのモータの出力を増大させたり、燃料電池システムの起動停止後に一定時間流体圧縮機をある程度高回転で駆動させることにより、空気等の流体を内部に流す掃気処理を行うことで流体圧縮機内部の水を排出することも考えられる。ただし、このような構造では、無駄にエネルギが消費される可能性がある。

本発明の目的は、流体圧縮機及び燃料電池車において、流体圧縮機の内部への過度な水の流入を防止することである。

本発明に係る流体圧縮機は、ポンプ室の上側に設けられた上側ポートと、ポンプ室の内部に上側ポートを介して通じる上側流路と、ポンプ室の下側に設けられた下側ポートと、ポンプ室の内部に下側ポートを介して通じる下側流路と、ポンプ室の内部に設けられたロータであって、上側ポート及び下側ポートの一方のポートを通じてポンプ室内に送り込まれた流体を、回転により圧縮して、上側ポート及び下側ポートの他方のポートを通じて排出するロータと、を備え、上側流路の少なくとも一部は、上側ポートよりも下側に設けられ、上側流路は、上側ポート側から上側流路の管接続端部側に向かって徐々に下方へ傾斜または湾曲した下端縁を有することを特徴とする流体圧縮機である。

本発明に係る流体圧縮機によれば、ポンプ室内部に上側ポートを介して通じる上側流路の少なくとも一部は、上側ポートよりも下側に設けられているので、上側流路の壁面に結露水等の水が付着した場合でも、この水を外部へ排出しやすくでき、上側ポート側からポンプ室内部への水の過度な流入を防止できる。このため、ポンプ室内部に流入した水により氷が生成され、氷により流体圧縮機の円滑な再起動が行えない等の、ポンプ室内部での氷の生成による不都合を生じにくくできる。また、上側流路は、上側ポート側から上側流路の管接続端部側に向かって徐々に下方へ傾斜または湾曲した下端縁を有するので、上側流路の壁面に付着した水を外部へより有効に排出しやすくできる。

また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、好ましくは、ポンプ室は、ハウジングの内部に設けられており、上側ポート及び下側ポートは、ハウジングを構成する壁部を貫通するように形成されており、上側流路は、ハウジングの上側に固定されて、管を接続可能な上側接続部材に設けられており、下側流路は、ハウジングの下側に固定されて、管を接続可能な下側接続部材に設けられている。

上記の流体圧縮機によれば、ハウジングと、上側、下側両接続部材とが別部品である構成において、ポンプ室内部での氷の生成による不都合を生じにくくできる。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、上側ポートの上側流路側端部の少なくとも一部は、上側ポートのポンプ室側端部よりも下側に位置する。

上記の流体圧縮機によれば、上側ポートの壁面に付着した水を外部へより有効に排出しやすくできる。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、下側流路の少なくとも一部は、下側ポートよりも下側に設けられている。

上記の流体圧縮機によれば、下側流路の壁面に水が付着した場合でもこの水を外部へ排出しやすくでき、下側ポート側からポンプ室内部への水の過度な流入を防止できる。例えば、下側流路が吐出側となる場合でも、ポンプ室外へ排出された水がポンプ室内へ逆流することを防止できる。このため、ポンプ室内部での氷の生成による不都合をより生じにくくできる。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、下側ポートは、ポンプ室の内面の最下端と一致する部分を含み、かつ、ポンプ室の底面または最下端を含む側壁面から下側に連続するように設けられる。

上記の流体圧縮機によれば、ポンプ室内へ水が流入したり、ポンプ室内で水が生成された場合でも、水を排出しやすくでき、水がポンプ室内に滞留することを防止して、ポンプ室内部での氷の生成による不都合をより生じにくくできる。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、上側流路は、上側ポートである吸い込みポートを通じてポンプ室内に流体を送り込む吸い込み流路であり、下側流路は、下側ポートである吐出ポートを通じてポンプ室内から流体を吐出する吐出流路である。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、下側流路は、下側ポートである吸い込みポートを通じてポンプ室内に流体を送り込む吸い込み流路であり、上側流路は、上側ポートである吐出ポートを通じてポンプ室内から流体を吐出する吐出流路である。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、ロータは、らせん状に形成された突部を有する。例えば、ロータは、軸方向に対しらせん状にねじれた複数の突部である葉部を有するねじりルーツ型ロータとしたり、突部をねじ状に形成したスクリュー型ロータとすることができる。

上記の流体圧縮機によれば、ロータ上に水が存在する場合でも、突部に沿って下方に水が流下しやすくなり、エアコンプレッサの駆動停止後に、ロータ上に水が滞留することを生じにくくできる。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、反応ガスの反応により発電する燃料電池の反応ガス圧縮用として使用される。

上記の流体圧縮機によれば、反応ガスの反応により水が生成されるため、ポンプ室内部に上側ポートを介して通じる上側流路は、上側ポートよりも下側に設けられている本発明の構成を採用することにより得られる効果が顕著になる。

また、本発明に係る流体圧縮機において、好ましくは、反応ガスである酸化ガスと水素ガスとのうち、酸化ガスを圧縮するエアコンプレッサとして使用される。

また、本発明に係る燃料電池車は、燃料電池システムを搭載した燃料電池車であって、燃料電池システムは、反応ガスの反応により発電する燃料電池と、反応ガスを圧縮する流体圧縮機とを備え、流体圧縮機は、上記の本発明に係るいずれかの流体圧縮機であることを特徴とする燃料電池車である。

本発明に係る燃料電池車によれば、氷点下等の低温環境下で放置される状況が生じやすく、かつ、雨中走行や雪上走行等により水が流体圧縮機にかかる状況が生じやすいため、ポンプ室内部に上側ポートを介して通じる上側流路は、上側ポートよりも下側に設けられている本発明の構成を採用することにより得られる効果が顕著になる。

また、本発明に係る燃料電池車において、好ましくは、車両停止後、予め設定した所定温度以下の低温状況が予め設定した所定時間継続したと判定した場合に、ロータを回転駆動させるように、流体圧縮機を制御する制御部を備える。例えば、制御部は、ロータを数回転、例えば２，３回回転させる。

上記の燃料電池車によれば、車両停止後、ポンプ室内の２個のロータ同士の間部分や、ロータとハウジングとの間部分等に、表面張力により水が保持されて下部に流れていかない状況が生じた場合でも、ロータの回転により水が流下しやすくなり、ポンプ室内から水を排出しやすくできる。

また、本発明に係る燃料電池車において、好ましくは、制御部は、車両停止後、予め設定した所定温度以下の低温状況が予め設定した所定時間継続したと判定した場合に、一定時間間隔で複数回ロータを回転駆動させるように、流体圧縮機を制御する。

本発明に係る流体圧縮機及び燃料電池車によれば、流体圧縮機の内部への過度な水の流入を防止できる。

本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池車の基本構成図である。 第１の実施の形態の流体制御弁を含む燃料電池システムの基本構成図である。 図２に示す流体制御弁であるエアコンプレッサを示す略断面図である。 図３のＡ−Ａ略断面図である。 一部を省略して示す図３のＢ部拡大図である。 吸い込みダクト部の別例を示す図５に対応する図である。 図３において、ロータを省略して示す図である。 ロータの別例であるねじりルーツ型ロータを示す斜視図である。 本発明に係る第２の実施の形態の流体制御弁である、エアコンプレッサを示す略断面図である。 本発明に係る第３の実施の形態の流体制御弁を含む燃料電池システムの基本構成図である。 図１０に示す流体制御弁であるエアコンプレッサを示す略断面図である。 第３の実施の形態において、車両停止後のエアコンプレッサの制御方法を示すフローチャートである。

［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る第１の実施の形態につき詳細に説明する。図１から図７は、第１の実施の形態を示している。図１は、本発明に係る第１の実施の形態の燃料電池車の基本構成図である。図１に示すように、燃料電池車１０は、燃料電池システム１２を搭載している。燃料電池システム１２は、燃料電池である燃料電池スタック（ＦＣ）１３を含む。燃料電池車１０は、前側（図１の左側）に燃料電池スタック１３と、蓄電部であり二次電池であるバッテリ１４とを搭載している。燃料電池スタック１３とバッテリ１４とを接続し、燃料電池スタック１３で発電した電力をバッテリ１４に供給することにより、バッテリ１４を充電する。また、バッテリ１４及び燃料電池スタック１３と、車両の左右方向（図１の上下方向）両側に設けた車両の駆動源である、２個の走行用モータ１６とを、図示しない昇圧コンバータやインバータを介して接続し、バッテリ１４または燃料電池スタック１３からの電力を各走行用モータ１６に供給可能としている。各走行用モータ１６の回転軸は、図示しないクラッチ機構を介して車輪１８に結合され、各走行用モータ１６の駆動により車輪１８が駆動されるようにしている。なお、燃料電池スタック１３と各走行用モータ１６とを接続せず、燃料電池スタック１３からはバッテリ１４を介して各走行用モータ１６に電力を供給することもできる。

なお、燃料電池車１０に走行用モータ１６を１個のみ設けて、走行用モータ１６と２個の車輪１８を駆動する図示しない車軸とを、クラッチ機構を含む動力伝達機構を介して動力の伝達可能に結合することもできる。この場合には、バッテリ１４から１個の走行用モータ１６に電力を供給可能とする。なお、本発明に係る燃料電池車は、このような構成に限定するものではなく、燃料電池を搭載し、燃料電池から走行用モータまたは蓄電部に電力を供給可能としているものであればよい。また、本発明の流体制御弁を含む燃料電池システムは、車両に搭載して使用するものに限定するものではなく、他の用途に使用することもできる。

次に、燃料電池システム１２について説明する。図２に示すように、燃料電池システム１２は、燃料電池スタック１３と、制御部２０とを備える。燃料電池スタック１３は、複数の燃料電池セルを積層するとともに、燃料電池スタック１３の積層方向両端部に、集電板と、エンドプレートとを設けている。そして、複数の燃料電池セルと集電板とエンドプレートとをタイロッド、ナット等で締め付けている。なお、集電板とエンドプレートとの間に絶縁板を設けることもできる。

各燃料電池セルの詳細図は省略するが、例えば、電解質膜をアノード電極とカソード電極とにより狭持して成る膜−アセンブリと、その両側のセパレータとを備えたものとする。また、アノード電極（以下、単に「アノード」という。）には燃料ガスであり、水素含有ガスである水素ガスを供給可能とし、カソード側電極（以下、単に「カソード」という。）には酸化ガスである空気を供給可能としている。そして、アノードで触媒反応により発生した水素イオンを、電解質膜を介してカソードまで移動させ、カソードで酸素と電気化学反応を起こさせることにより、水を生成する。また、アノードからカソードへ外部回路を通じて電子を移動させることにより起電力を発生する。すなわち、燃料電池スタック１３は、それぞれ反応ガスである、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する。

燃料電池システム１２は、空気を燃料電池スタック１３に供給するための酸化ガス供給流路２２と、燃料電池スタック１３から電気化学反応に供された後の空気であり、酸化ガス系ガスである空気オフガスを排出するための酸化ガス系排出流路２４と、水素ガスを燃料電池スタック１３に供給するための燃料ガス供給流路２６と、燃料電池スタック１３から電気化学反応に供された後の水素ガスであり、燃料ガス系ガスである水素オフガスを排出するための燃料ガス系排出流路２８と、燃料ガス循環流路３０とを備える。酸化ガス供給流路２２の上流部に、空気を取り入れる吸気口３２と、空気中の異物を除去するエアクリーナ３４と、流体制御弁であるエアコンプレッサ３６とを設けている。そして、エアコンプレッサ３６により加圧された空気が、加湿器３８で加湿された後、燃料電池スタック１３のカソード側の内部流路に供給されるようにしている。エアコンプレッサ３６は、ポンプ部４０と、モータ部４２とを含み、モータ部４２の駆動により、ポンプ部４０が駆動され、モータ部４２の駆動は制御部２０により制御される。

燃料電池スタック１３に設けられたカソード側の内部流路に供給され、各燃料電池セルで電気化学反応に供された後の空気オフガスは、燃料電池スタック１３から酸化ガス系排出流路２４を通じて排出された後、加湿器３８を通過してから図示しない圧力制御弁を介して大気に排出される。加湿器３８は、燃料電池スタック１３から排出された後の空気オフガスから得た水分を、燃料電池スタック１３に供給される前の空気に与えて、加湿する役目を果たす。

また、燃料ガス供給流路２６の上流部に、燃料ガス供給装置である、図示しない高圧水素タンク等の水素ガス供給源を設けている。そして、水素ガス供給源から電磁弁である燃料ガス供給弁４４を介して燃料電池スタック１３に水素ガスが供給されるようにしている。

燃料電池スタック１３に設けられたアノード側の内部流路に供給され、電気化学反応に供された後の水素オフガスは、燃料電池スタック１３から燃料ガス系排出流路２８を通じて排出される。水素オフガスには、未反応の水素も含まれる。燃料ガス循環流路３０は、燃料電池スタック１３から排出された、未反応の水素ガスを含む水素オフガスを、燃料ガス供給流路２６に戻し、燃料電池スタック１３に還流させるために設けている。

燃料ガス循環流路３０に、加圧ポンプである水素ポンプ４６を設けている。水素ポンプ４６は、水素オフガスを、燃料ガス循環流路３０を通じて燃料ガス供給流路２６に戻し、水素ガス供給源から送られる新たな水素ガスと合流させてから、再び燃料電池スタック１３に供給する。水素ポンプ４６は、ポンプ部４８と、モータ部５０とを含み、モータ部５０の駆動により、ポンプ部４８が駆動され、モータ部５０の駆動は制御部２０により制御される。

燃料ガス系排出流路２８と燃料ガス循環流路３０との接続部に気液分離器５２を設けている。気液分離器５２に排気排水流路５４を接続し、排気排水流路５４に電磁弁であるパージ弁５６を設けている。気液分離器５２を介して、ガス下流側に送られたガス及び水分は、酸化ガス系排出流路２４を通じて送られる空気オフガスと、図示しない希釈器で合流させ、水素濃度を十分に低下させてから外部に排出させる。

エアコンプレッサ３６、水素ポンプ４６、燃料ガス供給弁４４、パージ弁５６は、それぞれ制御部２０に接続している。制御部２０は、ＥＣＵと呼ばれるもので、エアコンプレッサ３６、水素ポンプ４６のモータ部４２，５０を駆動するインバータ（図示せず）に制御信号を出力するとともに、燃料ガス供給弁４４及びパージ弁５６の開閉を制御するための制御信号を出力する。

制御部２０には、燃料電池システム１２のイグニッションスイッチとして機能する図示しない起動スイッチが接続されており、起動スイッチからオン状態に対応する発電開始信号、すなわち燃料電池起動指令信号を受け取ることを条件に、発電開始処理が実行され、オフ状態に対応する発電停止信号を受け取ることを条件に、発電運転停止処理が実行される。すなわち、制御部２０は、燃料電池スタック１３の発電を制御する。制御部は、ＣＰＵ、メモリ等を有するマイクロコンピュータを含む。

また、酸化ガス供給流路２２と酸化ガス系排出流路２４との間にバイパス流路５８を設けている。バイパス流路５８は、酸化ガス供給流路２２上流側から送られる空気を、燃料電池スタック１３を迂回させて、酸化ガス系排出流路２４を通じて排出する。また、酸化ガス供給流路２２とバイパス流路５８との接続部、及び、酸化ガス系排出流路２４とバイパス流路５８との接続部に、それぞれ上流側三方弁６０と下流側三方弁６２とを設けている。各三方弁６０，６２は、制御部２０に接続されて、制御部２０により、燃料電池スタック１３へ供給される空気の圧力値等に応じて、互いに通じさせる流路を切り換え可能としている。上流側三方弁６０は、酸化ガス供給流路２２の上流側から送られる空気を、燃料電池スタック１３側に流すか、バイパス流路５８側に流すかを選択的に切り換え可能としている。下流側三方弁６２は、バイパス流路５８の上流側から送られる空気の下流側への流れを可能とするか、その流れを遮断するかを切り換え可能としている。図２では、各三方弁６０，６２を表す三角形のうち、白の三角形は流路を通じさせることを、黒の三角形は流路を遮断することを表している。したがって、図２の状態では、バイパス流路５８に空気は送られない。各三方弁６０，６２は、燃料電池スタック１３へ供給される空気の圧力を制御するために利用される。なお、加湿器３８を省略することもできる。

次に、図３から図８を用いて、流体制御弁であるエアコンプレッサ３６の構成を詳しく説明する。図３に示すように、エアコンプレッサ３６は、空気を圧縮するために使用するもので、上下方向であるｙ方向に対し全体が傾斜した、容積圧縮型のスクリュー式である。エアコンプレッサ３６は、ポンプ部４０の下端部にタイミングギヤ部６４を介してモータ部４２を結合している。ポンプ部４０は、内部にポンプ室６６を有するハウジング６８と、ハウジング６８を構成する壁部である天板部７０の上面に固定された上側接続部材である、吸い込みダクト部７２と、ハウジング６８を構成する、斜め下側に向く側壁部７４の下端部に固定された下側接続部材である、吐出ダクト部７６とを備える。すなわち、吸い込みダクト部７２及び吐出ダクト部７６は、ハウジング６８の上側及び下側にそれぞれ固定されている。ハウジング６８の内部に駆動ロータ７８と、図示しない従動ロータとを互いに平行かつ、回転可能に支持している。駆動ロータ７８は、駆動軸の外周面にらせん状の突状部であるねじ部８０を形成している。駆動軸はモータ部４２の回転軸に連結し、この回転軸の駆動により回転可能としている。従動ロータも、駆動ロータ７８と同様に従動軸の外周面にねじ部を形成している。タイミングギヤ部６４は、ギヤハウジング８２の内部に２個のタイミングギヤ（図示せず）を設けている。２個のタイミングギヤは、駆動軸及び従動軸の下端部にそれぞれ固定し、各タイミングギヤ同士を噛合させている。これにより、駆動軸及び従動軸は同期回転する。モータ部４２の回転軸は、駆動軸の下端部で１個のタイミングギヤから下方に突出した部分に連結している。駆動軸及び従動軸は、ｙ方向、及び、水平方向であるｘ方向に対し傾斜している。

ハウジング６８の上端部に設けた天板部７０に厚さ方向に貫通する上側ポートである、吸い込みポート８４を形成している。図４に示すように、吸い込みポート８４は、駆動軸及び従動軸の上端部の回転支持部（図示せず）を避けるように、略Ｃ字状に形成している。図３に示すように、吸い込みダクト部７２は、内側に上流側流路である吸い込み流路８６を有し、吸い込み流路８６の一端（図３の左端）を吸い込みダクト部７２の一端面に開口させ、吸い込み流路８６の他端（図３の右端）を吸い込みポート８４の端部に通じさせている。吸い込みダクト部７２の一端面（図３の左端面）に図示しない管の端部を、ボルト等により接続可能としている。例えば、吸い込みダクト部７２の一端面に、ボルトを結合するためのボルト孔を形成する。

一方、ハウジング６８を構成する、吐出ダクト部７６と対向する側壁部７４の下端部に、下側ポートである、吐出ポート８８を、側壁部７４を貫通するように形成している。吐出ダクト部７６は、内側に下流側流路である吐出流路９０を有し、吐出流路９０の一端（図３の左端）を吐出ダクト部７６の一端面に開口させ、吐出流路９０の他端（図３の右端）を、吐出ポート８８の端部に通じさせている。吐出ダクト部７６の一端面（図３の左端面）に図示しない別の管の端部を、ボルト等により接続可能としている。例えば、吐出ダクト部７６の一端面にボルトを結合するためのボルト孔を形成する。なお、各ダクト部７２，７６の管接続側端部に、ボルト孔を有するフランジ部を形成することもできる。

各ロータ７８が回転すると、ポンプ室６６の内部で、各ロータ７８のねじ部の間部分であるねじ溝とハウジング６８の内面とで形成される密閉空間が、吸入側から吐出側へ移動して、吸い込みダクト部７２からポンプ室６６内に取り込んだ空気を圧縮しながら、吐出ダクト部７６を通じて外部に圧縮空気を排出する。この場合、吸い込み流路８６は、吸い込みダクト部７２に接続した管の上流側から送り込んだ空気を吸い込みポート８４を通じてポンプ室６６内に送り込む。吐出流路９０は、ポンプ室６６内で圧縮された空気を吐出ポート８８を通じて吐出ダクト部７６に接続した図示しない管の下流側へ吐出する。

図５に詳しく示すように、吸い込みポート８４の吸い込み流路側端部、すなわち上流端の下端Ｐ１は、吸い込みポート８４のポンプ室６６側端部、すなわち下流端の下端Ｐ２よりも下側に位置する。また、吸い込み流路８６の流れ方向に沿う下端縁Ｌ１は、吸い込みポート８４側から管接続側に向かうにしたがって、徐々に下方に向かう方向へ傾斜させている。すなわち、吸い込み流路８６を流れ方向に沿って切断した場合の断面形状において、流れ方向に沿う下端縁Ｌ１は、直線的に下方へ傾斜させている。そして、吸い込み流路８６の少なくとも一部を吸い込みポート８４よりも下側に設けている。より具体的には、吸い込み流路８６の下端縁Ｌ１は、吸い込みポート８４の下端縁Ｌ１Ａよりも下側に直線状に連続するように位置する。

図３に示すように、ポンプ室６６のロータ７８軸方向に関する一端面（図３の下端面）である、底面９２はほぼ軸方向に対し直交する平坦面とし、底面９２を含む仮想平面上に、吐出ポート８８及び吐出流路９０の流れ方向に沿う下端縁を位置させている。吐出ポート８８及び吐出流路９０の下端縁は、ロータ７８軸方向に対し直交する方向の直線上に位置している。また、吐出ポート８８は、ポンプ室６６の内面の最下端αと一致する部分を含み、かつ、ポンプ室６６の底面９２から下側に直接連続するように設けられている。したがって、ポンプ室６６の底面９２と吐出ポート８８及び吐出流路９０の下端縁との間は、段差がなく連続している。また、吐出流路９０の下端縁Ｌ２は、吐出ポート８８側から管接続側に向かうにしたがって、徐々に下方に向かう方向へ傾斜させている。すなわち、吐出流路９０を流れ方向に沿って切断した場合の断面形状において、流れ方向に沿う下端縁Ｌ２は、直線的に下方へ傾斜させている。そして、吐出流路９０の少なくとも一部を吐出ポート８８よりも下側に設けている。

なお、吸い込み流路８６及び吐出流路９０の下端縁は、上記のような直線状に限定するものではなく、曲線状とすることもできる。例えば、図６は、吸い込みポート８４及び吸い込みダクト部７２の別例を示す図である。吸い込みポート８４の流れ方向に沿う下端縁Ｌ１Ａは駆動ロータ７８（図３参照）等のロータの軸方向に対し平行に設けられており、かつ、吸い込みポート８４の吸い込み流路８６側端部、すなわち上流端の下端Ｐ１Ａは、吸い込みポート８４のポンプ室６６側端部、すなわち下流端の下端Ｐ２Ａよりも上側に位置する。また、吸い込み流路８６の流れ方向に沿う下端縁Ｌ１は、吸い込みポート８４側から管接続側に向かうにしたがって、徐々に下方へ向かうように湾曲している。すなわち、吸い込み流路８６を流れ方向に沿って切断した場合の断面形状において、流れ方向に沿う下端縁Ｌ１は、上側に凸となる曲線状となっている。なお、上記のように、吸い込み流路８６の下端縁Ｌ１は、すべてを吸い込みポート８４の下側に位置させる必要はなく、吐出流路９０の下端縁Ｌ２（図３）も、すべてを吐出ポート８８（図３）の下側に位置させる必要はない。

上記の図３、図５に示すエアコンプレッサ３６、及び、図６に示すエアコンプレッサ３６の別例のいずれの場合も、エアコンプレッサ３６の内部への過度な水の流入を防止することができる。これについて、図３、図５のエアコンプレッサ３６の水流入防止機能を、図７を用いて説明する。図７では、白抜き矢印Ｑ１、Ｑ２により、空気のエアコンプレッサ３６への流入方向、空気のエアコンプレッサ３６からの流出方向を表している。また、矢印Ｒにより、水の流れ方向を表している。矢印Ｓは、ポンプ室６６内での駆動ロータ７８（図３参照）上で水が流れ落ちる方向を表している。図７に示すように吸い込み流路８６の少なくとも一部は、吸い込みポート８４よりも下側に設けられており、吸い込み流路８６の下端縁Ｌ１は、吸い込みポート８４の下端縁Ｌ１Ａよりも下側に位置するため、矢印Ｒで示すように、吸い込み流路８６の壁面に付着した水は、管接続側（図７の左側）に流れ、ポンプ室６６内に過度に流入することを防止できる。また、ポンプ室６６内に水が流入した場合や、ポンプ室６６内での結露水の発生により水が生成された場合でも、ポンプ室６６内の底面９２に沿って吐出ポート８８及び吐出流路９０を通じて外部に水を排出しやすくできる。

このように、ポンプ室６６内部に吸い込みポート８４を介して通じる吸い込み流路８６の少なくとも一部は、吸い込みポート８４よりも下側に設けられているので、吸い込み流路８６の壁面に結露水等の水が付着した場合でも、この水を外部へ排出しやすくでき、吸い込みポート８４側からポンプ室６６内部への水の過度な流入を防止できる。このため、ポンプ室６６内部に流入した水により氷が生成され、氷によりエアコンプレッサ３６の円滑な再起動が行えない等の、ポンプ室６６内部での氷の生成による不都合を生じにくくできる。

また、ポンプ室６６は、ハウジング６８の内部に設けられており、吸い込みポート８４及び吐出ポート８８は、ハウジング６８を構成する天板部７０及び側壁部７４を貫通するように形成されており、吸い込み流路８６は、ハウジング６８の上側に固定されて、管を接続可能な吸い込みダクト部７２に設けられており、吐出流路９０は、ハウジング６８の下側に固定されて、管を接続可能な吐出ダクト部７６に設けられている。このため、ハウジング６８と、吸い込みダクト部７２及び吐出ダクト部７６とが別部品である構成において、ポンプ室６６内部での氷の生成による不都合を生じにくくできる。なお、本発明の流体圧縮機は、ハウジングと別体の吸い込みダクト部及び吐出ダクト部を有するものに限定するものではなく、吸い込みダクト部及び吐出ダクト部を、ポンプ室を有するハウジングに一体に設けることもできる。この場合、各ダクト部は、ハウジングを構成する壁部から外側に突出する部分とし、各ポートは壁部に貫通するように形成した、壁部の厚さ分の長さを有するものとする。

また、吸い込み流路８６は、吸い込みポート８４側から吸い込み流路８６の管接続端部側に向かって徐々に下方へ傾斜または湾曲した下端縁を有するので、吸い込み流路８６の壁面に付着した水を外部へより有効に排出しやすくできる。

また、図５、図７に示す構成では、吸い込みポート８４の吸い込み流路８６側端部の下端Ｐ１は、吸い込みポート８４のポンプ室６６側端部の下端Ｐ２よりも下側に位置するので、吸い込みポート８４の壁面に付着した水を外部へより有効に排出しやすくできる。

また、吐出流路９０の少なくとも一部は、吐出ポート８８よりも下側に設けられているので、吐出流路９０の壁面に水が付着した場合でもこの水を外部へ排出しやすくでき、吐出ポート８８側からポンプ室６６内部への水の過度な流入を防止できる。すなわち、本実施の形態のように、吐出流路９０をポンプ室６６の下側に設けている場合でも、ポンプ室６６外へ排出された水がポンプ室６６内へ逆流することを防止できる。このため、ポンプ室６６内部での氷の生成による不都合をより生じにくくできる。

また、吐出ポート８８は、ポンプ室６６のロータ軸方向一端面である底面９２を含む仮想平面上に位置する下端縁α（図３）を含み、かつ、ポンプ室６６の底面９２から下側に直接（段差等を介することなく）連続するように設けられている。このため、ポンプ室６６内へ水が流入したり、ポンプ室６６内で水が生成された場合でも、水をより排出しやすくでき、水がポンプ室６６内に滞留することをより有効に防止して、ポンプ室６６内部での氷の生成による不都合をより生じにくくできる。

また、駆動ロータ７８及び従動ロータは、らせん状に形成された突部である、ねじ部を有するので、ロータ７８上に水が存在する場合でも、ねじ部に沿って下方に水が流下しやすくなり、車両の運転停止等において、エアコンプレッサ３６の駆動停止後に、ロータ７８上に水が滞留することを生じにくくできる。

また、エアコンプレッサ３６は、空気圧縮用として使用されるので、ポンプ室６６内部に吸い込みポート８４を介して通じる吸い込み流路８６は、吸い込みポート８４よりも下側に設けられている本実施の形態の構成を採用することにより得られる効果が顕著になる。

また、本実施の形態の燃料電池車は、上記のエアコンプレッサ３６を含む燃料電池システム１２を搭載するので、氷点下等の低温環境下で放置される状況が生じやすく、かつ、雨中走行や雪上走行等により水がエアコンプレッサ３６にかかる状況が生じやすい。このため、ポンプ室６６内部に吸い込みポート８４を介して通じる吸い込み流路８６は、吸い込みポート８４よりも下側に設けられている本実施の形態の構成を採用することにより得られる効果が顕著になる。

なお、上記の例では、駆動ロータ７８及び従動ロータを、らせん状の突状部であるねじ部を形成した構成とし、エアコンプレッサ３６を容積圧縮型のスクリュー式とした場合について説明した。ただし、本発明はこのような構成に限定するものではなく、例えば、駆動ロータ７８及び従動ロータをねじりルーツ型とすることもできる。図８は、エアコンプレッサ内部に設けるロータの別例であるねじりルーツ型ロータを示している。エアコンプレッサ３６に配置する駆動ロータ９４及び従動ロータ９６に複数の葉部９８を形成しており、各葉部９８はらせん状に形成され、それぞれ軸方向に対し同方向にねじれている。上記の実施の形態は、このようなロータ９４，９６を使用する容積圧縮型のねじりルーツ式のエアコンプレッサにも適用可能である。

［第２の発明の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態のエアコンプレッサを示している。本実施の形態では、エアコンプレッサ３６を構成するハウジング６８の下側に吸い込みポート８４を設けるとともに、吐出ポート８８をハウジング６８の上側に設けている。また、吸い込み流路８６を有する吸い込みダクト部７２をハウジング６８の下側に固定するとともに、吐出流路９０を有する吐出ダクト部７６をハウジング６８の上側に固定している。

すなわち、上記の第１の実施の形態と同様、エアコンプレッサ３６は、上下方向であるｙ方向に対し全体が傾斜した、容積圧縮型のスクリュー式である。エアコンプレッサ３６は、ポンプ部４０の上端部にタイミングギヤ部６４を介して上側にモータ部４２を結合している。ポンプ部４０は、ハウジング６８を構成する上側の側壁部７４Ａの上端部に固定された上側接続部材である、吐出ダクト部７６と、ハウジング６８を構成する壁部である底板部１００の下面に固定された下側接続部材である、吸い込みダクト部７２とを備える。ハウジング６８の内部にねじ部を形成した駆動ロータ７８（図３参照）及び従動ロータを配置している。

ハウジング６８に設けた上側の側壁部７４Ａの上端部に厚さ方向に貫通する上側ポートである、吐出ポート８８を形成している。吐出ダクト部７６は、内側に上流側流路である吐出流路９０を有し、吐出流路９０の一端（図９の右端）を吐出ダクト部７６の一端面に開口させ、吐出流路９０の他端（図９の左端）は吐出ポート８８の端部に通じさせている。

また、ハウジング６８の吸い込みダクト部７２と対向する底板部１００に、厚さ方向に貫通する下側ポートである、吸い込みポート８４を形成している。吸い込みダクト部７２は、内側に下流側流路である吸い込み流路８６を有し、吸い込み流路８６の一端（図９の右端）を吸い込みダクト部７２の一端面に開口させ、吸い込み流路８６の他端（図９の左端）は吸い込みポート８４の端部に通じさせている。

また、吐出ポート８８の下端縁の吐出流路９０側端部は、吐出ポート８８の下端縁のポンプ室６６側端部よりも下側に位置する。また、吐出流路９０の流れ方向に沿う下端縁は、吐出ポート８８側から管接続側に向かうにしたがって、徐々に下方に向かう方向へ傾斜させている。すなわち、吐出流路９０を流れ方向に沿って切断した場合の断面形状において、流れ方向に沿う下端縁は、直線的に下方へ傾斜させている。そして、吐出流路９０の少なくとも一部を吐出ポート８８よりも下側に設けている。

また、吸い込みポート８４は、ポンプ室６６の内面の最下端βと一致する部分を含み、かつ、ポンプ室６６の最下端を含む側壁面１０２の内面から下側に直接連続するように設けている。また、吸い込み流路８６の下端縁は、吸い込みポート８４側から管接続側に向かうにしたがって、徐々に下方に向かう方向に位置するように湾曲させている。そして、吸い込み流路８６の少なくとも一部を吸い込みポート８４よりも下側に設けている。

このような本実施の形態の場合には、ポンプ室６６内部に吐出ポート８８を介して通じる吐出流路９０の少なくとも一部は、吐出ポート８８よりも下側に設けられているので、吐出流路９０の壁面に結露水等の水が付着した場合でも、この水を外部へ排出しやすくでき、吐出ポート８８側からポンプ室６６内部への水の過度な流入を防止できる。この場合、吐出ポート８８及び吐出流路９０の壁面に付着した水は、矢印Ｒで示すように、管接続側に流下させ、外部に排出しやすくできる。また、吸い込みポート８４及び吸い込み流路８６の壁面に付着した水も、矢印Ｒで示すように、管接続側に流下させ、外部に排出しやすくできる。このため、ポンプ室６６内部に流入した水により氷が生成され、氷によりエアコンプレッサ３６の円滑な再起動が行えない等の、ポンプ室６６内部での氷の生成による不都合を生じにくくできる。その他の構成及び作用については、吐出ポート８８及び吐出流路９０と、吸い込みポート８４及び吸い込み流路８６との、上下方向に関する位置関係が逆になる以外、上記の第１の実施の形態と同様である。また、本実施の形態の場合も、ロータはねじ部を形成したものに限定せず、ねじりルーツ型等、他の構成とすることができる。

［第３の発明の実施の形態］
図１０から図１２は、本発明の第３の実施の形態を示している。図１０に示すように、本実施の形態の燃料電池車１０（図１参照）を構成する燃料電池システム１２は、エアコンプレッサ３６のポンプ部４０を駆動するモータ部４２にインバータ１０４を接続し、バッテリ１０６からの直流電流を交流電流に変換してからモータ部４２に供給可能としている。また、制御部（ＥＣＵ）２０にインバータ１０４を接続し、制御部２０からインバータ１０４に制御信号を出力している。この構成により、制御部２０は、インバータ１０４を介してモータ部４２を制御する。また、制御部２０とインバータ１０４とにより、インバータ制御部（ＰＣＵ）１０８を構成している。また、空気を取り入れる吸気口３２に吸気口３２を通過する空気の温度を検出する温度センサＴａを設けている。また、酸化ガス供給流路２２のエアクリーナ３４とエアコンプレッサ３６との間に、この間部分を通過する空気の温度を検出する第２温度センサＴｂを設けている。第２温度センサＴｂは、この間部分の流量を検出するために設けたエアフローメータに付属の温度センサを用いることもできる。このような温度センサＴａ、第２温度センサＴｂの検出信号は制御部２０に入力している。

また、エアコンプレッサ３６は、図１１に示すように構成している。すなわち、エアコンプレッサ３６は、内部にねじ部を有する駆動ロータ７８（図３参照）及び従動ロータ（図示せず）を回転可能に配置したスクリュー型に構成するとともに、各ロータ７８の軸方向を上下方向に向けている。そして、エアコンプレッサ３６全体を上下方向に沿って配置している。ポンプ部４０の上端部にタイミングギヤ部６４を介して上側にモータ部４２を結合している。また、ポンプ部４０は、ハウジング６８を構成する片側（図１１の左側）の側壁部１１０の上端部に突出するように一体に設けられた吸い込みダクト部１１４と、ハウジング６８を構成する壁部である底板部１１２の下面に突出するように一体に設けられた吐出ダクト部１１６とを備える。

片側の側壁部１１０の上端部に厚さ方向に貫通する上側ポートである、吸い込みポート８４を形成している。吸い込みダクト部１１４は、内側に上側流路である吸い込み流路８６を有し、吸い込みダクト部１１４及び吸い込み流路８６を、上下方向に対し傾斜させ、吸い込み流路８６の少なくとも一部を、吸い込みポート８４の下方に設けている。吸い込みポート８４及び吸い込み流路８６の下端縁は、上下方向に対し直線状に傾斜させている。

また、ハウジング６８の吐出ダクト部１１６と対向する底板部１１２の一部に、厚さ方向に貫通する吐出ポート８８を形成している。吐出ダクト部１１６及びその内側の吐出流路９０をほぼ上下方向に向くように配置し、吐出流路９０の管接続側端部を下方に向けている。この場合、底板部１１２は、水平方向の仮想平面上にほぼ位置している。このようなエアコンプレッサ３６では、吸い込みポート８４と吸い込み流路８６との位置関係の規制により、ポンプ室６６内に水が過度に流入するのを防止することができる。ただし、図１１に示すように、ハウジング６８の底板部１１２に下方に窪んだ凹部等が存在すると、ポンプ室６６内に水が流入したり、結露水により水がポンプ室６６内で発生した場合に、図１１に示すように底板部１１２上に水の溜まり部１１８が発生する可能性がある。このような構成では、氷点下等の低温環境下でエアコンプレッサ３６が放置された場合に水が凍結して氷が生成される可能性がある。また、図示しない２個のロータ間や、ロータとハウジング６８の内面との間の小さな隙間に表面張力により水が保持された状態のままで、エアコンプレッサ３６が低温環境下で放置される可能性もある。この場合、上記間部分の水が凍結して氷が生成される可能性もある。このようなエアコンプレッサ３６では、低温環境での放置時の起動性能を向上させる面から改良の余地がある。本実施の形態はこのような改良点を改良すべく発明したものである。

本実施の形態の燃料電池車１０（図１参照）では、制御部２０は、車両停止後、予め設定した所定温度以下の低温状況が予め設定した所定時間継続したと判定した場合に、駆動ロータ７８（図３参照）及び従動ロータを例えば、２，３回転等の数回転、回転駆動させるように、エアコンプレッサ３６を制御する。

図１２は、車両停止後のエアコンプレッサ３６の制御方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０で、制御部２０が起動スイッチのオフを検出する等により、燃料電池システム１２が起動停止されたと判定すると、ステップＳ１２で温度センサＴａ及び第２温度センサＴｂの少なくともいずれかの温度センサを用いて、温度検出を予め設定した一定時間毎に実行させ、その検出値を制御部２０で記憶させる。すなわち、制御部２０は、温度センサＴａ（またはＴｂ）を用いて温度モニタを開始する。

そして、ステップＳ１４で制御部２０は、検出温度が予め設定した温度閾値以下である、例えば０℃以下である場合が予め設定した所定時間継続したか否かを判定する。そして検出温度が予め設定した温度閾値以下である場合が予め設定した所定時間継続したと判定された場合には、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、制御部２０は、すでに車両停止後にエアコンプレッサ３６を強制回転動作させたか、すなわち初回の強制回転動作条件判定工程ではないか否かを判定する。すでに強制回転動作させている場合、すなわち初回の強制回転動作条件判定工程ではないと判定されたならば、ステップＳ１６で制御部２０によりエアコンプレッサ３６のモータ部４２を駆動させ、エアコンプレッサ３６の各ロータを数回転回転させる強制回転を実行させる。

これに対して、ステップＳ１４で制御部２０が、検出温度が予め設定した温度閾値以下である場合が予め設定した所定時間継続していないと判定した場合、または、ステップＳ１６ですでに車両停止後にエアコンプレッサ３６を強制回転動作させたと判定した場合には、制御部２０による処理を終了する。

このような本実施の形態では、車両停止後、ポンプ室６６内の２個のロータ同士の間部分や、ロータとハウジング６８との間部分等に、表面張力により水が保持されて下部に流れていかない状況が生じた場合でも、ロータの回転により上記間部分に保持された水が流下しやすくなり、ポンプ室６６内から水を排出しやすくできる。すなわち、ロータを数回転回転させるだけでも、上記間部分に保持された水を流下させることができる。また、ロータの回転による水に加わる遠心力により、底部に溜まった水を吐出ポート８８を通じて外部に排出しやすくできる。なお、このような遠心力をより効果的に使用するため、車両停止後に、制御部２０により、ロータをある一定回転数で所定時間回転駆動させることもできる。

また、すでに車両停止後にエアコンプレッサ３６を強制回転動作させた場合に、再度のエアコンプレッサ３６の強制回転を実行しないので、バッテリ１０６の過度な消費を防止できる。ただし、制御部２０によりバッテリ１０６の充電電力が所定値以上であると判定された場合等に、ステップＳ１６の判定を省略して、エアコンプレッサ３６の複数回の強制回転を実行させることもできる。また、制御部２０は、車両停止後、予め設定した所定温度以下の低温状況が予め設定した所定時間継続したと判定した場合に、一定時間間隔で予め設定した複数回ロータを回転駆動させることもできる。これらの構成の場合には、車両停止時にエアコンプレッサ３６内の水をより外部に排出しやすくできる。

なお、本実施の形態では、温度センサＴａ及び第２温度センサＴｂを設けているが、いずれか１の温度センサのみを設け、１の温度センサの検出信号を制御部２０に入力することもできる。その他の構成及び作用は、上記の図１から図８に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。

なお、上記の各実施の形態では、エアコンプレッサ３６が駆動ロータ７８と従動ロータとの２個のロータを有する場合を説明したが、本発明の流体圧縮機は、ロータとして単一のロータのみを有する構成にも適用可能である。例えば、流体圧縮機は、ハウジング内に回転する単一の渦巻き状のロータを配置し、ハウジングの内部に渦巻き状の壁部を形成したスクロール式とした構成に本発明を適用することもできる。

また、上記の各実施の形態では、本発明を流体圧縮機であるエアコンプレッサに適用した場合を説明したが、本発明はこのような構成に限定するものではなく、例えば水素オフガスを加圧し吐出する水素ポンプ４６（図２参照）に本発明を適用することもできる。

１０ 燃料電池車、１２ 燃料電池スタック、１３ 燃料電池スタック、１４ バッテリ、１６ 走行用モータ、１８ 車輪、２０ 制御部、２２ 酸化ガス供給流路、２４ 酸化ガス系排出流路、２６ 燃料ガス供給流路、２８ 燃料ガス系排出流路、３０ 燃料ガス循環流路、３２ 吸気口、３４ エアクリーナ、３６ エアコンプレッサ、３８ 加湿器、４０ ポンプ部、４２ モータ部、４４ 燃料ガス供給弁、４６ 水素ポンプ、４８ ポンプ部、５０ モータ部、５２ 気液分離器、５４ 排気排水流路、５６ パージ弁、５８ バイパス流路、６０ 上流側三方弁、６２ 下流側三方弁、６４ タイミングギヤ部、６６ ポンプ室、６８ ハウジング、７０ 天板部、７２ 吸い込みダクト部、７４、７４Ａ 側壁部、７６ 吐出ダクト部、７８ 駆動ロータ、８０ ねじ部、８２ ギヤハウジング、８４ 吸い込みポート、８６ 吸い込み流路、８８ 吐出ポート、９０ 吐出流路、９２ 底面、９４ 駆動ロータ、９６ 従動ロータ、９８ 葉部、１００ 底板部、１０２ 側壁面、１０４ インバータ、１０６ バッテリ、１０８ インバータ制御部（ＰＣＵ）、１１０ 側壁部、１１２ 底板部、１１４ 吸い込みダクト部、１１６ 吐出ダクト部、１１８ 溜まり部。

Claims (13)

1. ポンプ室の上側に設けられた上側ポートと、
   ポンプ室の内部に上側ポートを介して通じる上側流路と、
   ポンプ室の下側に設けられた下側ポートと、
   ポンプ室の内部に下側ポートを介して通じる下側流路と、
   ポンプ室の内部にロータであって、上側ポート及び下側ポートの一方のポートを通じてポンプ室内に送り込まれた流体を、回転により圧縮して、上側ポート及び下側ポートの他方のポートを通じて排出するロータと、を備え、
   上側流路の少なくとも一部は、上側ポートよりも下側に設けられ、
   上側流路は、上側ポート側から上側流路の管接続端部側に向かって徐々に下方へ傾斜または湾曲した下端縁を有することを特徴とする流体圧縮機。
2. 請求項１に記載の流体圧縮機において、
   ポンプ室は、ハウジングの内部に設けられており、
   上側ポート及び下側ポートは、ハウジングを構成する壁部を貫通するように形成されており、
   上側流路は、ハウジングの上側に固定されて、管を接続可能な上側接続部材に設けられており、
   下側流路は、ハウジングの下側に固定されて、別の管を接続可能な下側接続部材に設けられていることを特徴とする流体圧縮機。
3. 請求項１または請求項２に記載の流体圧縮機において、
   上側ポートの上側流路側端部の少なくとも一部は、上側ポートのポンプ室側端部よりも下側に位置することを特徴とする流体圧縮機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１に記載の流体圧縮機において、
   下側流路の少なくとも一部は、下側ポートよりも下側に設けられていることを特徴とする流体圧縮機。
5. 請求項４に記載の流体圧縮機において、
   下側ポートは、ポンプ室の内面の最下端と一致する部分を含み、かつ、ポンプ室の底面または最下端を含む側壁面から下側に連続するように設けられることを特徴とする流体圧縮機。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１に記載の流体圧縮機において、
   上側流路は、上側ポートである吸い込みポートを通じてポンプ室内に流体を送り込む吸い込み流路であり、
   下側流路は、下側ポートである吐出ポートを通じてポンプ室内から流体を吐出する吐出流路であることを特徴とする流体圧縮機。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１に記載の流体圧縮機において、
   下側流路は、下側ポートである吸い込みポートを通じてポンプ室内に流体を送り込む吸い込み流路であり、
   上側流路は、上側ポートである吐出ポートを通じてポンプ室内から流体を吐出する吐出流路であることを特徴とする流体圧縮機。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１に記載の流体圧縮機において、
   ロータは、らせん状に形成された突部を有することを特徴とする流体圧縮機。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１に記載の流体圧縮機において、
   反応ガスの反応により発電する燃料電池の反応ガス圧縮用として使用されることを特徴とする流体圧縮機。
10. 請求項９に記載の流体圧縮機において、
    反応ガスである酸化ガスと水素ガスとのうち、酸化ガスを圧縮するエアコンプレッサとして使用されることを特徴とする流体圧縮機。
11. 燃料電池システムを搭載した燃料電池車であって、
    燃料電池システムは、反応ガスの反応により発電する燃料電池と、反応ガスを圧縮する流体圧縮機とを備え、
    流体圧縮機は、請求項１から請求項１０のいずれか１に記載の流体圧縮機であることを特徴とする燃料電池車。
12. 請求項１１に記載の燃料電池車において、
    車両停止後、予め設定した所定温度以下の低温状況が予め設定した所定時間継続したと判定した場合に、ロータを回転駆動させるように、流体圧縮機を制御する制御部を備えることを特徴とする燃料電池車。
13. 請求項１２に記載の燃料電池車において、
    制御部は、車両停止後、予め設定した所定温度以下の低温状況が予め設定した所定時間継続したと判定した場合に、一定時間間隔で複数回ロータを回転駆動させるように、流体圧縮機を制御することを特徴とする。

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