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1. (WO2018030458) DISPOSITIF DE PILE À COMBUSTIBLE

明 細 書

発明の名称

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

先行技術文献

特許文献

0006  

発明の概要

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061  

符号の説明

0062  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5A   5B   6A   6B   7A   7B   8   9   10   11   12   13   14   15  

明 細 書

発明の名称 : 燃料電池装置

技術分野

[0001]
 本発明は、燃料電池装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と空気(酸素含有ガス)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数積層したセルスタックを収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールや燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。
[0003]
 また、燃料電池モジュールから排出される排ガスの熱を熱交換器において水などの媒体と熱交換して、排ガスを冷却して排ガスに含まれる水を回収して再利用するとともに、媒体で回収した熱を、給湯に利用するための蓄熱タンクを備えた燃料電池装置も提案されている。
[0004]
 さらに、蓄熱タンクと熱交換器との間に放熱器を配置し、放熱器によって媒体の温度を低下させてから熱交換器に媒体を供給する技術が開示されている。例えば特許文献1に記載されているように、外装ケースの吸気口が設けられた面と対向する面に排気口を設けた構成や、例えば特許文献2に記載されているように、外装ケースの同一面に放熱器のための吸気口と排気口とを設けた構成が開示されている。
[0005]
 さらにまた、放熱器における排気の流れを制御するために、例えば特許文献3または4に記載されているように、ダクトなどの空気流路を設けた燃料電池装置も開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0006]
特許文献1 : 特開2009-38015号公報
特許文献2 : 特開2015-72090号公報
特許文献3 : 特開2010-92775号公報
特許文献4 : 特開2016-217670号公報

発明の概要

[0007]
 本開示の燃料電池装置は、燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールから排出される排気ガスと媒体との間で熱交換する熱交換器と、該熱交換器に接続され、前記媒体が前記熱交換器を循環する循環ラインと、該循環ラインに設けられ、前記熱交換器に流れる前記媒体を冷却する放熱器と、前記燃料電池モジュール、前記熱交換器、前記放熱器および前記循環ラインの少なくとも一部を収納する外装ケースと、を備えている。
 前記放熱器は、2つの開口部を有している。少なくとも、前記2つの開口部間に空気流路を規定するダクトと、前記空気流路内の前記2つの開口部の内の一方の開口部側に配置される、空気流を発生させるファンと、前記空気流路内の前記2つの開口部の内の他方の開口部側に配置される、前記媒体と前記空気流路内を流過する空気との間で熱交換を行うラジエータと、を含む。
 前記外装ケースは、前記2つの開口部が直接または空気通路を介して接続された通気口をそれぞれ備え、前記ダクトは、分離が可能な複数のパーツから構成されている。

図面の簡単な説明

[0008]
 本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
[図1] 本開示の燃料電池装置の一例の構成を示すブロック図である。
[図2] 本開示の燃料電池装置の一例の外観を示す斜視図である。
[図3] 第1実施形態の燃料電池装置の一例における一の側面図である。
[図4] 第1実施形態の燃料電池装置の一例における他の側面図である。
[図5A] 第1実施形態の放熱器の具体例を示す分解斜視図である。
[図5B] 第1実施形態の放熱器の具体例を示す分解斜視図である。
[図6A] 第1実施形態の放熱器を模式的に示す図である。
[図6B] 第1実施形態の放熱器を模式的に示す図である。
[図7A] 第1実施形態のラジエータダクトの構成例を説明するための図である。
[図7B] 第1実施形態のラジエータダクトの構成例を説明するための図である。
[図8] 第2実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図である。
[図9] 第2実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図である。
[図10] 第2実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の一例を示す説明図である。
[図11] 第2実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。
[図12] 第2実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。
[図13] 第2実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。
[図14] 図13に示す燃料電池装置の放熱器を示す模式的断面図である。
[図15] 図13に示す燃料電池装置の放熱器を示す模式的断面図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 ところで、放熱器が、燃料電池装置の下部に配設されると、メンテナンス作業が煩雑であった。それゆえ、燃料電池装置における放熱器については、良好なメンテナンス性が求められていた。以下、本実施形態の燃料電池装置について、順に説明する。
[0010]
(第1実施形態)
 図1は、本開示の燃料電池装置の一例の構成を示すブロック図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号(または符号)を付するものとする。第1実施形態の燃料電池装置1は、改質器10、セルスタック装置20、熱交換器30、蓄熱タンク40、放熱器50および凝縮水タンク60を含む。これらの各装置は、後述する燃料電池モジュール91を作動させるための補機等とともに外装ケース(図示せず)に納められている。外装ケース内には上述の装置全てが収められる必要はなく、例えば、蓄熱タンク40や熱交換器30を外装ケースの外部に設けてもよい。また、上述の装置の一部を省略した燃料電池装置も可能である。
[0011]
 改質器10には、原燃料を供給する原燃料供給管100と、改質水を供給する水供給管101が接続されている。原燃料と改質水は、加熱された改質器10内で改質反応を起こし、水素を含む改質ガスが生成される。改質器10で生成された改質ガスは、改質ガス供給管102を通ってセルスタック装置20に供給される。
[0012]
 セルスタック装置20は、マニホールド21およびセルスタック22を含む。セルスタック装置20に供給された改質ガスはマニホールド21からセルスタック22内に供給される。セルスタック装置20において、セルスタック22の外側には酸素含有ガス供給部材103から空気(酸素含有ガス)が導入されており、改質ガスは、セルスタック22内を通過するときに、この空気と反応して発電を行う。発電に使用されなかった改質ガスは、セルスタック22の上部で発電に使用されなかった空気と合流して燃焼し、高温の排ガスが生成される。また、燃焼で発生した熱によって改質器10を加熱する。
[0013]
 改質器10およびセルスタック装置20は高温となるため、断熱材で包囲されて、燃料電池モジュール91として、外装ケース内に配置されている。
[0014]
 燃料電池モジュール91内で生じた排ガスは、セルスタック装置20から排出された後、排ガス流路104を通って熱交換器30に供給される。熱交換器30には循環ライン105が接続されており、この循環ライン105に導入されている媒体と排ガスとで熱交換を行う。媒体としては、エチレングリコールなどを含む不凍液あるいは水などを用いることができる。熱交換によって、排ガスは冷却され、媒体は排ガスの熱によって加熱される。排ガスは冷却され、排ガスに含まれる水蒸気が水となる、気液分離がなされる。分離された気体は排気流路107を通ってガス排気口から外部に排出される。排ガスを冷却することによって分離された水は凝縮水回収流路106を通って凝縮水タンク60に送られる。凝縮水タンク60においては、水はイオン交換などを経て純水化され、純水化された水は、水供給管101に導入され、改質水として改質器10に供給される。不要な水はドレイン109から排出される。
[0015]
 媒体は、蓄熱タンク40、放熱器50および熱交換器30を順に循環する。蓄熱タンク40には媒体が蓄えられている。媒体は蓄熱タンク40から放熱器50に送られて冷却された後、熱交換器30に送られる。熱交換器30において、媒体は、排ガスと熱交換を行って加熱される。温度が上昇した媒体は蓄熱タンク40に還流する。
[0016]
 すなわち、媒体が循環する蓄熱タンク40、放熱器50および熱交換器30をこの順に循環する循環ライン105が形成されている。言い換えれば、循環ライン105に沿って蓄熱タンク40、放熱器50および熱交換器30がこの順に配置されている。
[0017]
 蓄熱タンク40には給湯用の配管が導入されており、給水管108から導入される水と蓄熱タンク40の媒体との間とで熱交換を行うことによって加熱された水をお湯として利用する。媒体に水を用いた場合は、媒体そのものを給湯するように、燃料電池装置を構成することもできる。
[0018]
 蓄熱タンク40の蓄熱量が上限に達した状態(満蓄状態)となると、媒体はこれ以上熱交換器30で排ガスの熱を回収することができないため、排ガスを十分冷却することができず、排ガスから水分を分離できなくなる。ひいては、排ガスに含まれる水分を凝縮することができず、改質器10に供給する水が不足するおそれがある。それゆえ、熱交換器30に供給される媒体の温度を下げる必要があり、本実施形態の燃料電池装置1では、媒体を放熱器50で冷却して熱交換器30に供給する。放熱器50は、ラジエータ51とファン52とを有しており、媒体が高温のときにはファン52を動作させてラジエータ51内を通過する媒体の放熱を促進する。また、媒体が低温のときには、ファン52を動作させずに放熱器50での媒体の放熱を抑える。
[0019]
 図2は、本開示の燃料電池装置の一例の外観を示す斜視図である。なお、図2においては、燃料電池装置の内部を説明するために外装ケース(具体的には、燃料電池装置の外枠を形成する、4つの側面のパネル、天板など)は取り除いた状態を示している。以下、側面のパネルは、単に「側面」とも称する。図2では、便宜上、矢符Aの方向から(すなわち、y方向に)見た場合を燃料電池装置50の正面とする。また、正面に向かって右方向をx方向とし、高さ方向をz方向とする。さらに、燃料電池装置1においては、燃料電池モジュール91の下方に放熱器50が配置されており、燃料電池モジュール91および放熱器50の側方に蓄熱タンク40が配置されている。
[0020]
 また、燃料電池モジュール91および蓄熱タンク40の側方には、燃料電池装置1を制御するための制御基板93および燃料電池モジュール91で発電した電力を外部に供給するためのパワーコンディショナ94が配置されている。また、燃料電池モジュール91の上方には、燃料電池モジュール91を動作させるための、燃料ポンプなどの補機70が配置されている。補機70は点線内の空間に1つ以上配置されているが、具体的な形状の記載は省略する。
[0021]
 放熱器50は、媒体が通過するラジエータ51の細い配管を含むものである(図5A),図5Bを参照)。放熱器50を燃料電池モジュールの91よりも下方に配置することによって、ラジエータの液漏れなどの不具合から燃料電池モジュール91を保護することができる。また、放熱器50は、制御基板93やパワーコンディショナ94よりも下方に配置することによって、ラジエータの液漏れなどの不具合から制御基板93、パワーコンディショナ94を保護することができる。さらに、放熱器50を燃料電池モジュール91の下方に配置することで、温度の低い外気を取り込むことができ、放熱効率を向上することができる。
[0022]
 図3は、本実施形態の燃料電池装置の一例における一の側面図であり、外装ケース80の長手方向の辺を有する側面81を示している。図4は、本実施形態の燃料電池装置の一例における他の側面図であり、外装ケース80の側面81に対向する側面83を示している。図3に示されるように、燃料電池装置1を構成する機器を収納する外装ケース80は、直方体形状を成しており、この外装ケース80の側面81の下位の開口部81aには、放熱器50の吸気口54およびラジエータ51が配設されている。一方、図4に示されるように、外装ケース80の側面83の下位の開口部83aには、放熱器50の排気口55およびファン52が配設されている。
[0023]
 図3および図4に示されるように、吸気口54の開口面積は、排気口55の開口面積よりも大きく構成されている。これにより、吸気口54から取り入れる空気量を多くして、ラジエータ51の配管内を流れる媒体を効率よく冷却することができる。また、吸気口54を面積の大きい側面81に設けることで、吸気口54の開口面積を大きくとることが可能になる。あわせて、吸気口54が接続された開口部81aの開口面積も、排気口55が接続された開口部83aの開口面積よりも大きくすることができる。
[0024]
 なお、上述したように、破線で示した燃料電池モジュール91を放熱器50の上位に配設して、放熱器50に起因するトラブルを回避するとともに、放熱器50における放熱効率の改善を図っている。なお、蓄熱タンク40は、燃料電池モジュール91に隣接して配設されている。
[0025]
 図5A,図5Bは、本実施形態の放熱器の具体例を示す分解斜視図である。放熱器50は、ラジエータ51、ファン52、空気流路53およびラジエータダクト(以下、単に「ダクト」とも称する)59を含んでいる。ここで、ダクト59は、空気流路53を形成するための枠体であり、分離が可能な複数のパーツから構成されている。これにより、メンテナンス性を良好なものとすることができる。さらに、ダクト59は、例えば樹脂製であり、金属製のダクトに比べて軽量なため、メンテナンスなどの作業が容易である。
[0026]
 図5Aに示されるダクト59は、上ダクト59Aと下ダクト59Bとを含んでおり、下ダクト59Bから上ダクト59Aを分離させた様子を示している。このように、下ダクト59Bから上ダク59Aを分離させることができることによって、メンテナンス性を良好なものとすることができる。
[0027]
 図5Bは、上ダクト59Aに第1ダクト59A1が含まれている場合であり、上ダクト59Aから第1ダクト59A1が分離可能である様子を示している。このように、上ダクト59Aから第1ダクト59A1を分離可能とすることによって、第1ダクト59A1の下位に配設されているファン52などについてメンテナンス性を良好なものとすることができる。
[0028]
  図6A,図6Bは、本実施形態の放熱器を模式的に示す図である。図6Aは、本実施形態の放熱器の構成例を説明するための図であり、外装ケース80の底面上に配置された放熱器50の構造を平面視した図である。
[0029]
 放熱器50のファン52が動作すると、負圧によって、側面81に設けられた開口部81aに接続された吸気口54から空気が取り込まれ、空気がラジエータ51を通過するときに配管内を流れる媒体を冷却する。続いてラジエータ51を通過した空気は、空気流路53およびファン52を通過して、側面83に設けられた開口部83aに接続された排気口55から排出される。
[0030]
 なお、空気流路53は、ダクト59によって形成されているが、外装ケース80内の他の部分と連通させることもできる。この場合、ファン52が動作することで、放熱器50内の空気とともに、放熱器50を除く外装ケース80内の空気も排出することができる。
[0031]
 図6Bは、本実施形態の放熱器と他の機器との位置関係を示す平面図である。図6Bに示されるように、放熱器50を平面透視すると、第1ダクト59A1が燃料電池モジュール91からはみ出している。第1ダクト59A1は、上ダクト59Aの一部である。第1ダクト59A1は、上ダクト59から分離が可能であるので、第1ダクト59A1の下位に配設されているファン52を容易に交換することができる。
[0032]
 図7A,図7Bは、本実施形態のラジエータダクトの構成例を説明するための図である。図7Aは、上記図6Bに示した、上ダクト59Aの一部に第1ダクト59A1を含む場合の構成例である。図7Bは、上ダクト59Aおよび下ダクト59Bとは別個に第1ダクト59Cを配設させた構成を示している。これによって、メンテナンス作業をする際、上ダクト59Aおよび下ダクト59Bから完全に第1ダクト59Cを分離できるので、メンテナンス性を良好なものとすることができる。
[0033]
(第2実施形態)
 以下、第2実施形態の燃料電池装置11について説明する。なお、各装置の構成は、図1および図2に示したブロック図および斜視図と同様であるため、その説明は省略する。
[0034]
 また、第2実施形態における放熱器150は、空気流路の形状を除き(図10などを参照)、上記第1実施形態における放熱器50と同等の機能を有しているため、詳細な説明は省略する。
[0035]
 図8は、本実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図であり、外装ケース80の長手方向の辺を有する側面から見た側面図である。図9は、本実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図であり、外装ケース80の短手方向の辺を有する側面から見た側面図である。燃料電池装置11を構成する機器を収納する外装ケース80も直方体形状をなしており、外装ケース80の側面81は、側面81に隣り合う面である側面82よりも面積が大きい。
[0036]
 放熱器150の吸気口154が、面積の大きい側面81の下辺に沿って設けられた開口部181aに直接接続されており、吸気口154にラジエータ151が設置されている。
[0037]
 放熱器150の排気口155が、面積の小さい側面82の下辺に沿って設けられた開口部182aに直接接続されており、排気口155にファン152が配設されている。
[0038]
 なお、上記において、吸気口154および排気口155のそれぞれが、側面81,82に設けられた開口部181a、182aに直接接続されている場合を説明した。さらに、後述する空気流路を介して接続されている場合においても、本実施形態では吸気口154および排気口155は、側面81,82に設けられた開口部181a,182aに接続されているものとする。
[0039]
 なお、吸気口154の開口面積と排気口155の開口面積との関係は、上記吸気口54の開口面積と排気口55の開口面積との関係と同様であるので、これに関する説明は省略する。
[0040]
 さらには、このような直方体形状の燃料電池装置を設置する場合、特に一般の住宅に設置する際には、面積の大きい側面81が家の壁面とほぼ平行になるように設置されることが多い。側面81が住宅の壁面とほぼ平行であると、隣り合う側面82は解放空間に面することになるので、側面82に設けられた排気口55から安全かつ効果的に排気することができる。また、側面82が解放空間に面することで、メンテナンス性を向上することができる。
[0041]
 図10は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の一例を示す説明図であり、外装ケース80の底面上に配置された放熱器150の構造を平面視した図である。放熱器150は、ラジエータ151とファン152と空気流路153を含んでいる。
[0042]
 ファン152の動作については、ラジエータ151を通過する空気が空気流路153に沿って90度曲げられてファン152を通過することを除き、上記ファン52の動作と同様であるので、その説明は省略する。
[0043]
 空気流路153は、仕切り板の他、放熱器周りに配設されている機器の外壁などによって構成されているが、それらの壁によって放熱器以外の部分と完全に隔離されているのではなく、外装ケース80内の他の部分と連通させることもできる。この場合、ファン152が動作することで、放熱器150内の空気とともに、放熱器150を除く外装ケース80内の空気も排出することができる。外装ケース80内の補機などを冷却するために空気流路153が外装ケース80内の他の部分と独立している場合は、外装ケース80内の空気を入れ替えるために別途ファンを設けなければならない。一方、本実施形態では、一つのファン152によって、放熱器150を除く外装ケース80内の空気も排出して入れ替えることができるようになり、上述のようなファンを別途設ける必要がなく、燃料電池装置内のファンの数を減らすことができるので、小型化することができる。
[0044]
 すなわち、図10に示すように、本実施形態の放熱器150では、外装ケース80の一側面である側面81に設けられた開口部181aに接続するように吸気口154を設ける。さらに、側面81と隣り合う他側面である側面82に設けられた開口部182aに接続するように排気口155を設ける。それにより、放熱器150を小型化できるので、燃料電池装置の小型化に寄与することができる。
[0045]
 また、図10に示すように、外装ケース80の側面81に設けられた開口部181aに接続するように吸気口154を設ける。さらに、側面81と隣り合う側面82に設けられた開口部182aに接続するように排気口155を設ける。それにより、吸気口154が風上になった場合であっても、L字状あるいはV字状などに屈曲した空気流路153が抵抗となるため、吸気口154から外気が流入しにくくなる。その結果、ラジエータ151を流れる媒体を過剰に冷却することがないので、蓄熱タンク40の蓄熱性能の低下を軽減することができる。
[0046]
 また、吸気口と排気口とを外装ケースの同じ側面に設けられた開口部に接続し、かつ近接して設けた場合には、排気した空気が吸気口に再度流入するなどして放熱器の効率が低下する場合がある。一方、吸気口154と排気口155とを隣り合う面に設けられた開口部181a,182aにそれぞれ接続するように設けたことによって、吸気と排気が分離されているので、放熱器の冷却効率が低下することを防ぐことができる。
[0047]
 また、吸気口154の開口面積を、排気口155の開口面積よりも大きくしてもよい。あわせて、吸気口154が接続された開口部181aの開口面積も、排気口155が接続された開口部182aの開口面積よりも大きくしてもよい。このことによって、吸気口154付近に配置したラジエータ151の放熱性能を確保するとともに、排気口155付近に設置したファン152を小型化することができる。
[0048]
 図11は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。放熱器150が燃料電池装置の内側に配置された場合、放熱器150の吸気口154および排気口155が、空気通路183,184を介して側面81および側面82に設けられた開口部181a,182aにそれぞれ接続されている。この構成においても、図10に示した構成と同様の効果がある。
[0049]
 図12は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。図10と比較して放熱器150の空気流路153に補機171を設けた点が異なっている。外装ケース80に収納される複数の補機の中には、ポンプ類などの熱を持ちやすく冷却により信頼性が高まる機器も含まれている。そこで、複数の補機の中の少なくとも一部を吸気口154と排気口155とをつなぐ空気流路153内に配設する。それにより、配設した補機171を冷却でき、補機の信頼性を高めるとともに、燃料電池装置の信頼性を高めることができる。
[0050]
 図13は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。また、図14は、図13に示す燃料電池装置の放熱器を示す模式的断面図であり、図13のA-A断面を示す図である。また、図15は、図13に示す燃料電池装置の放熱器の模式的断面図であり、図13のB-B断面を示す図である。本実施の形態は、上述の図10に示される燃料電池装置とは放熱器の底面の形状が異なっている。図14、図15において空気流路153の外側のハッチング部分は、燃料電池モジュール91や補機70などが配置される空間である。空気流路153の壁面は、金属板などの仕切板または、放熱器150の周囲の機器の筐体の一部などで構成されている。
[0051]
 外装ケース80の側面81に設けられた開口部181aに接続するように吸気口154を設けるとともに、側面81と隣り合う側面82に設けられた開口部182aに接続するように排気口155が設けられている。吸気口154と排気口155を接続する空気流路153は、外装ケース80内部でL字状に曲げられた形状をしている。金属製の仕切板などで構成される空気流路153の底面は、吸気口154に臨む底面156aと、排気口155に臨む底面156bとを含んでいる。
[0052]
 開口部181a(以下の実施形態では吸気口154ともいう)に臨む底面156aの上方には、ラジエータ151が配置されている。底面156aは、空気流路153の内方から、例えばL字状の空気流路53の屈曲部分から吸気口154に向かうにつれて下方に傾斜している。また、開口部182a(以下の実施形態では排気口155ともいう)に臨む底面156bの上方にはファン152が配置されている。底面156bは、空気流路153の内方から、例えばL字状の空気流路153の屈曲部分から排気口155に向かうにつれて下方に傾斜している。
[0053]
 なお、開口部181a,182aに向かうにつれて下方に傾斜しているとは、その途中に上方に向けて傾斜している部分を含まなければよい。すなわち、例えば、連続して傾斜している場合や、一部に平坦部がある場合、さらには段階的に傾斜している場合などを例示できる。ただし、後述する排水孔を設けた場合には、排水孔までの部位が下方に傾斜しているものとすることもできる。
[0054]
 ここで、雨水などが吸気口154から侵入した場合において、底面156aは、吸気口154に向かうにつれて下方に傾斜しているため、底面156a上の水は吸気口154に向かって流れる。それにより、放熱器150の内部に水が溜まることを抑制することができる。また、雨水などが排気口155から侵入した場合において、底面156bは、排気口155に向かうにつれて下方に傾斜しているため、底面156b上の水は排気口155に向かって流れる。それにより、放熱器150の内部に水が溜まることを抑制することができる。
[0055]
 また、底面156aのラジエータ151の下方である、吸気口154近傍には排水孔157が設けられていてもよい。また、底面156bのファン152の下方である、排気口155近傍には排水孔158が設けられていてもよい。排水孔157,158の形状や数は、吸気口54および排気口155の形状にあわせて適宜定めればよい。本実施形態では、排水孔157は吸気口154の近傍に設けられており、また、排水孔158は、排気口155の近傍に設けられているが、排水孔157,158の位置は底面156a,156bのどこに設けてもよい。
[0056]
 雨水などが吸気口154から侵入した場合において、排水孔157を設けることによって、底面156a上の水を吸気口154近傍の排水孔157から排出することができる。また、雨水などが排気口155から侵入した場合において、排水孔158を設けることによって、底面156b上の水は、排気口155近傍の排水孔158から排出することができる。
[0057]
 なお、排水孔157,158を設けた場合に限り、空気流路153の内方から排水孔157,158に向かうにつれて下方に傾斜させ、吸気口154および排気口155から排水孔157,158に向けて下方に傾斜させてもよい。これにより、侵入してきた水を排水孔157,158に集めて流すことができる。
[0058]
 このように、排水孔157,158を設けたことで、吸気口154または排気口155より浸入した水を外装ケース80表面を介さずに排出させることができる。さらに、排水孔157,158を外装ケース80よりも内側(言い換えれば放熱器150内部または空気通路183,184)に設けているので、外部からの風圧が強い場合であっても影響を受けることなく侵入した水をスムーズに排出させることができる。
[0059]
 本実施形態においては、放熱器150が、外装ケース80の最下部ではない部分に設けられる場合も考えられる。このような場合には、排水孔157,158に配水管を接続して、排水を燃料電池装置11の下方または燃料電池装置11から離れたところに導いてもよい。また、吸気口154または排気口155が空気通路183,184を介して側面81,82に設けられた開口部181a,182aに接続される場合も考えられる。この場合、その空気通路183,184が開口部181a,182aに向かうにつれて下方に傾斜する構造であってもよい。さらに、空気通路183,184に排水孔が設けられていてもよい。
[0060]
 このように、放熱器150に侵入した水が、吸気口154または排気口155の方向に流れるので、放熱器150内部に水が溜まることなく、放熱器150が腐食しにくくなる。また、排水孔157,158から排出することができるので、放熱器150が腐食しにくくなる。したがって、耐久性の高い燃料電池装置を提供することができる。
[0061]
 以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。

符号の説明

[0062]
 1,11  燃料電池装置
 10  改質器
 20  セルスタック
 30  熱交換器
 40  蓄熱タンク
 50,150  放熱器
 51,151  ラジエータ
 52,152  ファン
 53,153  空気流路
 54,154  吸気口
 55,155  排気口
 156a,156b  底面
 157,158  排水孔
 59  ラジエータダクト
 59A 上ダクト
 59B 下ダクト
 59A1,59C  第1ダクト
 60  凝縮水タンク
 70,71  補機
 80,180  外装ケース
 81,82,83  側面
 81a,83a,181a,182a  開口部
 83,84,183,184  空気流路
 91   燃料電池モジュール
 105  循環ライン

請求の範囲

[請求項1]
 燃料電池モジュールと、
 該燃料電池モジュールから排出される排気ガスと媒体との間で熱交換する熱交換器と、
 該熱交換器に接続され、前記媒体が前記熱交換器を循環する循環ラインと、
 該循環ラインに設けられ、前記熱交換器に流れる前記媒体を冷却する放熱器と、
 前記燃料電池モジュール、前記熱交換器、前記放熱器および前記循環ラインの少なくとも一部を収納する外装ケースと、を備え、
 前記放熱器は、2つの開口部を有し、少なくとも、
  前記2つの開口部間に空気流路を規定するダクトと、
  前記空気流路内の前記2つの開口部の内の一方の開口部側に配置される、空気流を発生させるファンと、
  前記空気流路内の前記2つの開口部の内の他方の開口部側に配置される、前記媒体と前記空気流路内を流過する空気との間で熱交換を行うラジエータと、を含み、
 前記外装ケースは、前記2つの開口部が直接または空気通路を介して接続された通気口をそれぞれ備え、
 前記ダクトは、分離が可能な複数のパーツから構成されている燃料電池装置。
[請求項2]
 前記放熱器は、前記燃料電池モジュールより下方に位置する請求項1に記載の燃料電池装置。
[請求項3]
 前記ダクトにおける前記複数のパーツには、少なくとも、前記一方の開口部側に配置される第1ダクトが含まれている請求項1または2に記載の燃料電池装置。
[請求項4]
 前記ダクトの前記複数のパーツには、前記第1ダクトに加えて、互いに上下方向に分離が可能な上側ダクトと下側ダクトとが含まれている請求項3に記載の燃料電池装置。
[請求項5]
 平面透視したときに、少なくとも前記第1ダクトが、前記燃料電池モジュールからはみ出している請求項3または4に記載の燃料電池装置。
[請求項6]
 前記ダクトは、樹脂から成る請求項1~5のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
[請求項7]
 前記ファンは、前記通気口から流入した空気とともに、前記放熱器を除く前記外装ケース内の空気を排出することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
[請求項8]
 前記放熱器の底面または前記空気通路の底面が、前記開口部に向かうにつれて下方に傾斜していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
[請求項9]
 前記放熱器の底面または前記空気通路の底面に排水孔が設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
[請求項10]
 前記ダクトは、前記一方の開口部側に排気口が設けられ、前記他方の開口部側に吸気口が設けられており、
前記吸気口における開口部の面積は、前記排気口における開口部の面積より大きい請求項1乃至9のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
[請求項11]
 前記一方の開口部と接続された前記通気口が、前記外装ケースの一側面に設けられており、
 前記他方の開口部と接続された前記通気口が、前記一側面と隣り合う他側面に設けられていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
[請求項12]
 前記燃料電池モジュールを作動させるための複数の補機を備えるとともに、該複数の補機のうち少なくとも一部が、前記空気流路内に配設されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1つに記載の燃料電池装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5A]

[ 図 5B]

[ 図 6A]

[ 図 6B]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]