(57)【要約】【課題】配管接続をすることなく回転機器を容易に搭載することができるとともに、流体の漏洩を確実に防止することができ、燃料電池発電装置に用いられる流体を流通する場合に有利な燃料電池発電装置の機器搭載ユニットを提供する。【解決手段】回転機器１０が搭載されるユニット本体２０に各流体通路２２を一体に設けたので、ユニット本体２０に回転機器１０を取付けるだけで流体通路２２との接続が可能となり、回転機器１０を別途配管接続することなく容易にユニット本体２０に搭載することができる。この場合、ユニット本体２０を合成樹脂の成型品により各流体通路２２と一体に形成したので、複雑な流体通路であってもユニット本体２０を容易に形成することができるとともに、従来のように複数の金属製のプレートを積層したものに比べ、流体の漏洩を確実に防止することができる。【選択図】図２
2010211930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池発電装置に用いられる流体を吸入及び吐出する回転機器が搭載されるユニット本体と、回転機器に流入する流体または回転機器から流出する流体を流通する流体通路とを備え、回転機器をユニット本体に搭載すると、回転機器の流体流通口が所定の流体通路に連通するようにした燃料電池発電装置の機器搭載ユニットにおいて、
前記ユニット本体を合成樹脂の成型品により流体通路と一体に形成した
ことを特徴とする燃料電池発電装置の機器搭載ユニット。
【請求項２】
前記ユニット本体に係合するとともに、一端側に回転機器が固定され、他端側を外部の取付対象物に固定される固定部材を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置の機器搭載ユニット。
【請求項３】
前記固定部材とユニット本体との間に、機器搭載面に沿った方向への固定部材に対するユニット本体の位置ずれを許容可能な弾性部材を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池発電装置の機器搭載ユニット。
【請求項４】
前記固定部材と取付対象物との間に振動を吸収可能な弾性部材を設けた
ことを特徴とする請求項２または３記載の燃料電池発電装置の機器搭載ユニット。
【請求項５】
前記回転機器及びユニット本体にそれぞれ流体流通口を有する凸部及び凹部を設け、凸部及び凹部を互いに機器搭載面に沿った方向への位置ずれが許容されるように嵌合するとともに、凸部及び凹部間にシール部材を設けた
ことを特徴とする請求項２、３または４記載の燃料電池発電装置の機器搭載ユニット。
【請求項６】
前記回転機器及びユニット本体にそれぞれ流体流通口を有する対向面部を設け、各対向面部を互いに機器搭載面に沿った方向への位置ずれが許容されるように対向するとともに、各対向面部間にシール部材を設けた
ことを特徴とする請求項２、３または４記載の燃料電池発電装置の機器搭載ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポンプ、ブロアー等、重量及び振動の大きい回転機器をユニット本体に搭載する燃料電池発電装置の機器搭載ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化等の環境問題への対策として、商用電源から一般家庭等に供給される電気エネルギーの省電力化を図るため、燃料電池発電装置を用いた自家発電システムの開発が進められている。しかしながら、燃料電池発電装置では、燃料電池のスタックに多くの配管が接続されているため、組立作業及びメンテナンス作業が煩雑になるという問題がある。
【０００３】
そこで、回転機器に接続される流体通路が一体に設けられたプレートに回転機器を搭載することにより、回転機器への配管接続を不要とし、組立工数や取付工数を低減して低コスト化を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０５０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記従来例では、複数の金属製のプレートを積層し、各プレート間に設けた溝によって流体通路を形成しているが、ステンレスや鉄からなるプレートを電気溶接で接合したのでは、各プレート間を確実に密閉することができず、流体の漏洩を生ずるおそれがある。また、各プレートを摩擦攪拌溶接によって接合すれば、各プレート間を密閉することができるが、摩擦攪拌溶接はアルミニウム以外の金属には用いることができない。しかしながら、燃料電池発電装置に用いられる流体（例えば、電池冷却水）の流路をアルミニウムによって形成すると、水中に溶出するイオンが発生するため、このような流体の流路をアルミニウム製のプレートによって形成することができなかった。
【０００６】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配管接続をすることなく回転機器を容易に搭載することができるとともに、流体の漏洩を確実に防止することができ、燃料電池発電装置に用いられる流体を流通する場合に有利な燃料電池発電装置の機器搭載ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記目的を達成するために、燃料電池発電装置に用いられる流体を吸入及び吐出する回転機器が搭載されるユニット本体と、回転機器に流入する流体または回転機器から流出する流体を流通する流体通路とを備え、回転機器をユニット本体に搭載すると、回転機器の流体流通口が所定の流体通路に連通するようにした燃料電池発電装置の機器搭載ユニットにおいて、前記ユニット本体を合成樹脂の成型品により流体通路と一体に形成している。
【０００８】
これにより、回転機器が搭載されるユニット本体に各流体通路が一体に設けられることから、ユニット本体に回転機器を取付けるだけで流体通路との接続が可能となる。この場合、ユニット本体が合成樹脂の成型品により流体通路と一体に形成されることから、複雑な流体通路であってもユニット本体を容易に形成することができるとともに、従来のように複数の金属製のプレートを積層したものに比べ、流体の漏洩防止に有利である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユニット本体に回転機器を取付けるだけで流体通路との接続が可能となるので、回転機器を別途配管接続することなく容易にユニット本体に搭載することができ、低コスト化、小型化、軽量化及びメンテナンス性の向上を図ることができる。この場合、複雑な流体通路であってもユニット本体を容易に形成することができるとともに、従来のように複数の金属製のプレートを積層したものに比べ、流体の漏洩を確実に防止することができ、燃料電池発電装置に用いられる流体を流通する場合に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す回転機器を搭載したユニット本体の斜視図
【図２】回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図
【図３】回転機器を搭載したユニット本体の正面要部分解断面図
【図４】回転機器を搭載したユニット本体の正面分解断面図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図
【図６】本発明の第３の実施形態を示す回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図
【図７】第３の実施形態の変形例を示す回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図
【図８】止め金具の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図４は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は回転機器を搭載したユニット本体の斜視図、図２はその正面断面図、図３はその正面要部分解断面図、図４はその正面分解断面図である。
【００１２】
同図に示す回転機器１０は、燃料電池発電装置に用いられるブロアーからなり、ユニット本体２０に搭載される。回転機器１０の下面にはユニット本体２０側に嵌合する凸部１１が二箇所に設けられ、各凸部１１には流体（空気）が流入及び流出する流体流通口１１ａがそれぞれ設けられている。また、各凸部１１の外周面にはゴム製のＯリングからなるシール部材１２が装着されている。回転機器１０の側面には取付用のボルト１３を挿通する複数の取付部１４が設けられ、各取付部１４にはそれぞれボルト挿通孔１４ａが設けられている。
【００１３】
ユニット本体２０は、上面の機器搭載面２０ａに回転機器１０を搭載可能な板状の部材からなり、例えばＤＳＩ（Die Slide Injection ）成型法による合成樹脂の成型品によって形成されている。この場合、樹脂材料には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）など、高温耐久性、溶出性において有利な材料が用いられる。ユニット本体２０の機器搭載面２０ａには回転機器１０側に嵌合する凹部２１が二箇所に設けられ、各凹部２１には回転機器１０の各凸部１１がそれぞれ嵌合するようになっている。凹部２１の内径は凸部１１の外径よりも大きく形成され、機器搭載面２０ａに沿って凸部１１及び凹部２１の位置ずれが許容されるようになっている。この場合、凸部１１及び凹部２１間の隙間はシール部材１２によって密閉され、凸部１１及び凹部２１が互いに径方向に移動してもシール部材１２の弾性変形により密閉状態が保たれるようになっている。各凹部２１の底面には流体（空気）が流入及び流出する流体流通口２１ａがそれぞれ設けられ、流体流通口２１ａにはユニット本体２０の下面に一体に設けられた二つの流体通路２２がそれぞれ連通しており、各流体通路２２の他端側は図示しない他の機器や配管に連通するようになっている。即ち、凸部１１及び凹部２１の嵌合により、回転機器１０の各流体流通口１１ａとユニット本体２０の各流体流通口２１ａとが互いに連通するようになっている。
【００１４】
また、ユニット本体２０には、外部の取付対象物として、例えば燃料電池発電装置の筐体の底板３０に固定される複数の固定部材４０が係合しており、各固定部材４０は上下方向に延びる円筒状の部材からなる。固定部材４０の上端側及び下端側にはそれぞれネジ孔４０ａ，４０ｂが設けられ、固定部材４０の上端には回転機器１０の取付用ボルト１３が螺合し、固定部材４０の下端には底板３０の取付用ボルト３１が螺合するようになっている。ユニット本体２０には上下方向に貫通する貫通孔２０ｂが設けられ、貫通孔２０ｂに固定部材４０の上端側が挿入される。この場合、貫通孔２０ｂの内周面と固定部材４０の外周面との間には円筒状のゴムからなる弾性部材４１が設けられ、弾性部材４１によって機器搭載面２０ａに沿った方向への固定部材４０の位置ずれが許容されるようになっている。また、固定部材４０の外周面にはフランジ４０ｃが設けられ、貫通孔２０ｂに挿入された固定部材４０のフランジ４０ｃがユニット本体２０の下面に当接すると、固定部材４０の上端面がユニット本体２０の機器搭載面２０ａと同一の高さに位置するようになっている。
【００１５】
以上の構成においては、ユニット本体２０の機器搭載面２０ａに回転機器１０を載置し、回転機器１０のボルト挿通孔１４ａを挿通するボルト１３を固定部材４０の上端のネジ孔４０ａに螺合することにより、回転機器１０がユニット本体２０に固定されるとともに、凸部１１及び凹部２１が互いに嵌合し、回転機器１０の各流体流通口１１ａとユニット本体２０の各流体流通口２１ａとが互いに連通する。この場合、回転機器１０とユニット本体２０とが寸法誤差や線膨張係数の違いにより機器搭載面２０ａに沿った方向に位置ずれを生じた場合でも、凸部１１及び凹部２１はシール部材１２を介して同方向への位置ずれを許容可能に接続されていることから、寸法誤差による組付性の低下や搭載後の応力による破損を生ずることがない。
【００１６】
また、底板３０に設けられたボルト挿通孔３０ａを挿通するボルト３１を固定部材４０の下端のネジ孔４０ｂに螺合することにより、ユニット本体２０が底板３０に固定される。この場合、回転機器１０が固定部材４０の上端に固定されることから、回転機器１０が固定部材４０を介して底板３０に支持され、回転機器１０の荷重や振動がユニット本体２０に直接加わることがない。また、固定部材４０とユニット本体２０との間に介在する弾性部材４１により、機器搭載面２０ａに沿った方向への固定部材４０に対するユニット本体２０の位置ずれが許容される。
【００１７】
このように、本実施形態によれば、回転機器１０が搭載されるユニット本体２０に各流体通路２２を一体に設けたので、ユニット本体２０に回転機器１０を取付けるだけで流体通路２２との接続が可能となり、回転機器１０を別途配管接続することなく容易にユニット本体２０に搭載することができる。これにより、回転機器１０の搭載構造の低コスト化、小型化、軽量化及びメンテナンス性の向上を図ることができる。この場合、ユニット本体２０を合成樹脂の成型品により各流体通路２２と一体に形成したので、複雑な流体通路であってもユニット本体２０を容易に形成することができるとともに、従来のように複数の金属製のプレートを積層したものに比べ、流体の漏洩を確実に防止することができ、燃料電池発電装置に用いられる流体を流通する場合に極めて有利である。
【００１８】
また、回転機器１０と外部の底板３０とを固定する固定部材４０を備え、回転機器１０が固定部材４０を介して底板３０に支持されるようにしたので、回転機器１０の荷重や振動がユニット本体２０に直接加わることがなく、ユニット本体２０を樹脂材料によって形成した場合でも、回転機器１０の荷重や振動に対する耐久性を向上させることができる。
【００１９】
この場合、固定部材４０とユニット本体２０との間に、機器搭載面２０ａに沿った方向への固定部材４０に対するユニット本体２０の位置ずれを許容する弾性部材４１を設けたので、ボルト１３による回転機器１０とユニット本体２０との取付位置が位置ずれを生じた場合でも、弾性部材４１によって位置ずれを吸収することができるとともに、弾性部材４１によって回転機器１０から生ずる振動を吸収することもできるので、騒音の防止にも効果的である。
【００２０】
また、回転機器１０の流体流通口１１ａとユニット本体２０の流体流通口２１ａとを機器搭載面２０ａに沿った方向への位置ずれが許容されるように接続しているので、回転機器１０とユニット本体２０とが寸法誤差や線膨張係数の違いにより機器搭載面２０ａに沿った方向に位置ずれを生じた場合でも、寸法誤差による組付性の低下や搭載後の応力による破損を生ずることがなく、ユニット本体２０を樹脂材料によって形成する場合に極めて有利である。
【００２１】
この場合、回転機器１０及びユニット本体２０にそれぞれ設けた凸部１１及び凹部２１を互いに嵌合するとともに、凸部１１及び凹部２１間に設けたシール部材１２によって接続部が密閉されるようにしたので、回転機器１０とユニット本体２０との位置ずれが生じてもシール部材１２によって確実に密閉状態を保つことができ、流体の漏洩を防止する上で極めて有利である。
【００２２】
尚、前記実施形態では、ユニット本体２０をＤＳＩ成型法によって形成するようにしたものを示したが、例えば射出成型等、他の成型法を用いることも可能である。
【００２３】
図５は本発明の第２の実施形態を示す回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図であり、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２４】
本実施形態は、前記実施形態の凸部１１及び凹部２１に代わるシール構造を備えたものである。即ち、本実施形態では、回転機器１０の下面にユニット本体２０の機器搭載面２０ａに面接触するように対向する対向面部１５が設けられ、対向面部１５には流体流通口１５ａが設けられている。ユニット本体２０の機器搭載面２０ａには回転機器１０の対向面部１５に面接触する対向面部２３が設けられ、対向面部２３には流体流通口２３ａが設けられている。また、ユニット本体２０の対向面部２３の周囲にはゴム製のＯリングからなるシール部材２４が装着され、シール部材２４によって各対向面部１５，２３間が密閉されるようになっている。
【００２５】
本実施形態によれば、回転機器１０とユニット本体２０とが寸法誤差や線膨張係数の違いにより機器搭載面２０ａに沿った方向に位置ずれを生ずると、各対向面部１５，２３間が互いに面接触しながら互いに同方向に摺動し、回転機器１０とユニット本体２０との位置ずれが許容されることから、前記実施形態と同様、寸法誤差による組付性の低下や搭載後の応力による破損を生ずることがなく、ユニット本体２０を樹脂材料によって形成する場合に極めて有利である。
【００２６】
この場合、回転機器１０及びユニット本体２０にそれぞれ設けた対向面部１５，２３を互いに対向させるとともに、各対向面部１５，２３間に設けたシール部材２４によって接続部が密閉されるようにしたので、回転機器１０とユニット本体２０との位置ずれが生じてもシール部材２４によって確実に密閉状態を保つことができ、流体の漏洩を防止する上で極めて有利である。
【００２７】
図６は本発明の第３の実施形態を示す回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図であり、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２８】
本実施形態は、ユニット本体２０に係合する固定部材５０を備え、固定部材５０は第１の実施形態とは異なる構成を有するものである。即ち、本実施形態の固定部材５０は、上端側と下端側をそれぞれ横方向に屈曲した板状の部材からなり、その上端面にはユニット本体２０の貫通孔２０ｂに挿入される挿入部５０ａが設けられている。貫通孔２０ｂの内周面と挿入部５０ａの外周面との間には、前記実施形態と同様、円筒状のゴムからなる第１の弾性部材５１が設けられ、第１の弾性部材５１によって機器搭載面２０ａに沿った方向への固定部材５０の位置ずれが許容されるようになっている。また、固定部材５０の下端側はゴムからなるブロック状の第２の弾性部材５２を介して底板３０に固定され、第２の弾性部材５２によって振動が吸収されるようになっている。この場合、第２の弾性部材５２は上下方向に貫通するスリーブ５２ａをボルト３２及びナット３３によって底板３０に固定され、第２の弾性部材５２の外周面に設けた溝に固定部材５０の下端側が嵌合している。
【００２９】
本実施形態によれば、固定部材５０の下端側が第２の弾性部材５２を介して底板３０に固定されているので、回転機器１０や外部からの振動を第２の弾性部材５２によって吸収することができ、振動に対するユニット本体２０の耐久性をより向上させることができる。
【００３０】
図７及び図８は第３の実施形態の変形例を示すもので、図７は回転機器を搭載したユニット本体の正面断面図、図８は止め金具の斜視図である。尚、第３の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００３１】
本実施形態は、回転機器１０の流体流通口１１ａとユニット本体２０の流体流通口２１ａとの接続部分を止め金具６０によって固定するようにしたものである。即ち、本実施形態では、ユニット本体２０の上面に突設された円筒部２５に流体流通口２１ａが設けられ、円筒部２５内には回転機器１０の凸部１１が挿入される凹部２１が設けられている。また、円筒部２５の上端及び凸部１１にはそれぞれフランジ２５ａ，１１ｂが設けられ、各フランジ２５ａ，１１ｂに止め金具６０を装着することにより、回転機器１０の流体流通口１１ａとユニット本体２０の流体流通口２１ａとの接続部分が固定されるようになっている。止め金具６０は、図８に示すように周方向の二箇所に開口部６１を有する弾性変形可能な部材からなり、各開口部６１にフランジ２５ａ，１１ｂの周方向一部を係合することにより、円筒部２５と凸部１１の軸方向の移動を規制するようになっている。
【００３２】
本実施形態によれば、回転機器１０の流体流通口１１ａとユニット本体２０の流体流通口２１ａとの接続部分を止め金具６０によって固定するようにしているので、接続部分の耐久性を高めることができ、長期的な使用に際して極めて有利である。
【００３３】
尚、前記変形例では止め金具６０を用いた接続構造を第３の実施形態に設けたものを示したが、第１または第２の実施形態に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…回転機器、１１…凸部、１１ａ…流体流通口、１２…シール部材、１５…対向面部、１５ａ…流体流通口、２０…ユニット本体、２０ａ…機器搭載面、２１…凹部、２１ａ…流体流通口、２２…流体通路、２３…対向面部、２３ａ…流体流通口、２４…シール部材、４０…固定部材、４１…弾性部材、５０…固定部材、５１…第１の弾性部材、５２…第２の弾性部材。
【図１】
2010211930.tif 000003
【図２】
2010211930.tif 000004
【図３】
2010211930.tif 000005
【図４】
2010211930.tif 000006
【図５】
2010211930.tif 000007
【図６】
2010211930.tif 000008
【図７】
2010211930.tif 000009
【図８】
2010211930.tif 000010