(57)【要約】【課題】各機器を作動温度域毎及び機能毎に配置して熱や流体の拡散を最小化し、比較的低温で使用される機器に熱影響が及ぶことを可及的に阻止するとともに、壁面設置性、設置安定性及びメンテナンス性を向上させることを可能にする。【解決手段】燃料電池システム１０を構成する筐体２６は、第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ、モジュール部９０及び電装部９２に分割される。第１流体供給部８８ａには、水供給装置２０、燃料ガス供給装置１６及び検知器７８が収容され、第２流体供給部８８ｂには、酸化剤ガス供給装置１８が収容される。モジュール部９０には、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４が配置される。電装部９２には、電力変換装置２２及び制御装置２４が配置される。第１流体供給部８８ａと電装部９２との間にモジュール部９０が介装され、且つ前記モジュール部９０の下面に第２流体供給部８８ｂが配置される。【選択図】図３
2010062134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池モジュールと、
前記燃料電池モジュールを昇温させる燃焼器と、
前記燃料電池モジュールに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
前記燃料電池モジュールに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
前記燃料電池モジュールに水を供給する水供給装置と、
前記燃料電池モジュールで発生した直流電力を要求仕様電力に変換する電力変換装置と、
前記燃料電池モジュールの発電量を制御する制御装置と、
を筐体に収容する燃料電池システムであって、
前記筐体は、前記燃料電池モジュール及び前記燃焼器が配置されるモジュール部と、
前記燃料ガス供給装置及び前記水供給装置が配置される第１流体供給部と、
前記酸化剤ガス供給装置が配置される第２流体供給部と、
前記電力変換装置及び前記制御装置が配置される電装部と、
に分割されるとともに、
前記第１流体供給部と前記電装部との間に前記モジュール部が介装され、且つ前記モジュール部の下面に前記第２流体供給部が配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記モジュール部は、前記燃料電池モジュールが前記燃焼器の上方に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記モジュール部は、前記燃焼器が前記燃料電池モジュールの上方に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記筐体は、前記モジュール部、前記第１流体供給部、前記第２流体供給部及び前記電装部を開閉自在な開閉部材を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記筐体は、前記モジュール部、前記第１流体供給部、前記第２流体供給部及び前記電装部を個別に又は一体に進退可能なガイド部材を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記筐体は、移動自在な車輪を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記第１流体供給部は、前記水供給装置が最下部に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記第１流体供給部は、前記燃料ガスを検知する検知器を備えるとともに、
前記検知器は、前記第１流体供給部の最上部に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料ガス供給装置は、前記酸化剤ガス供給装置よりも上方に配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記筐体は、前記モジュール部、前記第１流体供給部及び前記電装部を水平方向に沿って縦仕切り板により分割することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記筐体は、前記モジュール部及び前記第２流体供給部を鉛直方向に沿って横仕切り板により分割することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは、固体酸化物形燃料電池モジュールであることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の燃料電池システムにおいて、前記固体酸化物形燃料電池モジュールは、少なくとも固体電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体とセパレータとが積層される固体酸化物形燃料電池を設け、複数の前記固体酸化物形燃料電池が積層される固体酸化物形燃料電池スタックと、
酸化剤ガスを前記固体酸化物形燃料電池スタックに供給する前に加熱する熱交換器と、
炭化水素を主体とする原燃料と水蒸気との混合燃料を生成するために、水を蒸発させる蒸発器と、
前記混合燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックの上方に、前記熱交換器、前記蒸発器及び前記改質器が配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１５】
請求項１３記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックの下方に、前記熱交換器、前記蒸発器及び前記改質器が配置されることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池モジュール、燃焼器、燃料ガス供給装置、酸化剤ガス供給装置、水供給装置、電力変換装置及び制御装置が筐体に収容される燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、固体電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この固体電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体（ＭＥＡ）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、通常、電解質・電極接合体とセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池に供給される燃料ガスは、通常、改質装置によって炭化水素系の原燃料から生成される水素ガスが使用されている。改質装置では、一般的に、メタンやＬＮＧ等の化石燃料等の炭化水素系の原燃料から改質原料ガスを得た後、この改質原料ガスに水蒸気改質や部分酸化改質、又はオートサーマル改質等を施すことにより、改質ガス（燃料ガス）が生成されている。
【０００４】
この場合、単一のユニットケース内に、燃料電池、改質装置、前記燃料電池で発生した直流電力を電源出力仕様に変換する電力変換装置、制御装置及び補機類を内蔵した燃料電池システム（燃料電池電源装置）が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池電源装置では、図２３に示すように、ユニットケースのフレーム１００１に横桟１００１ａ、１００１ｂが設けられることにより、このフレーム１００１内が上下３段に構成されている。上段の横桟１００１ａ上には、改質装置１００２が配置され、中段の横桟１００１ｂ上には、制御装置１００３と燃料電池１００４とが背中合わせになるように配置されている。制御装置１００３の背面部には、断熱材１００３ａが設けられるとともに、外周部に断熱材１００３ｂが設けられて制御装置１００３を周囲の高熱から保護している。
【０００６】
フレーム１００１の底板上には、改質装置１００２に原燃料を送り込む燃料ポンプ１００５、燃料電池１００４に反応空気を送り込む空気ポンプ１００６ａ等の補機類が配置されている。フレーム１００１の上部側に設けられる補助棚１００１ｃ上には、改質器バーナ用空気ポンプ１００６ｂが配置されるとともに、前記改質器バーナ用空気ポンプ１００６ｂの前方には、ＰＧバーナ１００７が配置されている。フレーム１００１の床面上には、燃料電池１００４の側方に位置して電力変換装置１００８が配置されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献２に開示されている燃料電池装置では、図２４に示すように、パッケージ１０１１を備えており、メンテナンスの必要な部品である浄化装置１０１２、イオン交換装置１０１３及び脱硫器１０１４が、前記パッケージ１０１１の外面パネルである正面パネル１０１５の近傍に配置されている。
【０００８】
これにより、メンテナンスを必要とする部品は、パッケージ１０１１の内部ではなく、装置本体の外郭をなす正面パネル１０１５の近傍に配置されている。従って、燃料電池装置の運転を継続するのに交換や再生等が必要な部品について、メンテナンスを容易に行うことができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２９７４０９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４０１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１では、フレーム１００１の中段に、横桟１００１ｂ上に位置して制御装置１００３と燃料電池１００４とが背中合わせに配置されている。ここで、制御装置１００３は、比較的低温の環境下で使用されるものである一方、燃料電池１００４は、発電によって温度が上昇している。特に、高温型燃料電池（固体酸化物形燃料電池や溶融炭酸塩形燃料電池等）や、中温型燃料電池（リン酸形燃料電池や水素分離膜形燃料電池等）が用いられる際、断熱材１００３ａ、１００３ｂによっても、制御装置１００３への熱影響が懸念されている。
【００１１】
一方、上記の特許文献２では、各機器の作動温度域や機能を考慮した配置（レイアウト）がなされていない。このため、特に、高温型燃料電池（固体酸化物形燃料電池や溶融炭酸塩形燃料電池等）や、中温型燃料電池（リン酸形燃料電池や水素分離膜形燃料電池等）が用いられる際、作動温度が低温である低温部が、熱や流体の拡散による影響を受け易く、しかも良好なメンテナンス性が得られないという問題がある。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、各機器を作動温度域毎及び機能毎に配置して熱や流体の拡散を最小化し、比較的低温で使用される機器に熱影響が及ぶことを可及的に阻止するとともに、壁面設置性、設置安定性及びメンテナンス性を向上させることが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池モジュールと、前記燃料電池モジュールを昇温させる燃焼器と、前記燃料電池モジュールに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、前記燃料電池モジュールに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、前記燃料電池モジュールに水を供給する水供給装置と、前記燃料電池モジュールで発生した直流電力を要求仕様電力に変換する電力変換装置と、前記燃料電池モジュールの発電量を制御する制御装置とを筐体に収容する燃料電池システムに関するものである。
【００１４】
そして、筐体は、燃料電池モジュール及び燃焼器が配置されるモジュール部と、燃料ガス供給装置及び水供給装置が配置される第１流体供給部と、酸化剤ガス供給装置が配置される第２流体供給部と、電力変換装置及び制御装置が配置される電装部とに分割されるとともに、前記第１流体供給部と前記電装部との間に前記モジュール部が介装され、且つ前記モジュール部の下面に前記第２流体供給部が配置されている。
【００１５】
また、モジュール部は、燃料電池モジュールが燃焼器の上方に配置されることが好ましい。このため、燃料電池モジュールは、短時間で良好に昇温され、燃料電池システムの起動性及び始動性が向上する。
【００１６】
さらに、モジュール部は、燃焼器が燃料電池モジュールの上方に配置されることが好ましい。これにより、燃料電池モジュールは、所望の部位が昇温されるとともに、比較的低温で機能する各部位の耐久性及び寿命が良好に向上する。
【００１７】
さらにまた、筐体は、モジュール部、第１流体供給部、第２流体供給部及び電装部を開閉自在な開閉部材を備えることが好ましい。従って、モジュール部、第１流体供給部、第２流体供給部及び電装部毎に応じた保守やメンテナンスが容易且つ確実に遂行可能になる。
【００１８】
また、筐体は、モジュール部、第１流体供給部、第２流体供給部及び電装部を個別に又は一体に進退可能なガイド部材を備えることが好ましい。このため、筐体を壁部の凹部や角部に設置しても、モジュール部、第１流体供給部、第２流体供給部及び電装部は、個別に又は一体に保守やメンテナンスが容易且つ確実に遂行可能になる。
【００１９】
さらに、筐体は、移動自在な車輪を備えることが好ましい。従って、筐体を移動させることにより、モジュール部、第１流体供給部、第２流体供給部及び電装部は、作業者が作業し易い位置や姿勢に容易に配置され、作業性が良好に向上する。
【００２０】
さらにまた、第１流体供給部は、水供給装置が最下部に配置されることが好ましい。これにより、水供給装置に、例えば、水漏れが発生しても、燃料ガス供給装置が被水することを阻止することが可能になる。
【００２１】
また、第１流体供給部は、燃料ガスを検知する検知器を備えるとともに、前記検知器は、前記第１流体供給部の最上部に配置されることが好ましい。このため、燃料ガス供給装置から燃料ガスの漏れが発生しても、検知器を介してガス漏れを迅速且つ確実に検出することが可能になる。
【００２２】
さらに、燃料ガス供給装置は、酸化剤ガス供給装置よりも上方に配置されることが好ましい。酸化剤ガス供給装置は、エアポンプを備える一方、燃料ガス供給装置は、燃料ガスポンプを備えている。特に、Ａ／Ｆ（空気／燃料ガス）の値が大きい燃料電池システムにおいては、エアポンプは、燃料ガスポンプに比べて体積が大きく、且つ、重量物となっている。
【００２３】
従って、酸化剤ガス供給装置を燃料ガス供給装置の下方に配置することにより、設置安定性の向上を図ることができる。しかも、燃料ガス供給装置から燃料ガスの漏れが発生しても、この燃料ガスを酸化剤ガス供給装置により吸入することを回避することが可能になる。
【００２４】
さらにまた、筐体は、モジュール部、第１流体供給部及び電装部を水平方向に沿って縦仕切り板により分割することが好ましい。作動温度毎及び機能毎にモジュール部、第１流体供給部及び電装部に分割されるため、熱や流体の拡散を最小化し得るとともに、機能上、良好に配置することが可能になる。
【００２５】
しかも、第１流体供給部は、筐体の外壁部を構成しており、前記第１流体供給部の冷却が促進されて高温化し難くなっている。同様に、電装部も、筐体の外壁部を構成しており、前記電装部の冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【００２６】
また、筐体は、モジュール部及び第２流体供給部を鉛直方向に沿って横仕切り板により分割することが好ましい。作動温度毎及び機能毎にモジュール部及び第２流体供給部に分割されるため、熱や流体の拡散を最小化し得るとともに、機能上、良好に配置することができる。しかも、第２流体供給部は、筐体の下壁部を構成しており、前記第２流体供給部の冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【００２７】
さらに、燃料電池モジュールは、高温型燃料電池システム、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）モジュールであることが好ましく、これにより、良好な効果が得られる。
【００２８】
さらにまた、固体酸化物形燃料電池モジュールは、少なくとも固体電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体とセパレータとが積層される固体酸化物形燃料電池を設け、複数の前記固体酸化物形燃料電池が積層される固体酸化物形燃料電池スタックと、酸化剤ガスを前記固体酸化物形燃料電池スタックに供給する前に加熱する熱交換器と、炭化水素を主体とする原燃料と水蒸気との混合燃料を生成するために、水を蒸発させる蒸発器と、前記混合燃料を改質して改質ガスを生成する改質器とを備えることが好ましい。
【００２９】
燃焼器が駆動されることにより発生する熱（数百℃）は、燃料電池モジュールの周辺に確実に供給されている。従って、燃料電池モジュールは、燃焼器からの熱によって良好に昇温され、燃料電池システムの起動性及び始動性が向上する。
【００３０】
また、燃料電池スタックの上方に、熱交換器、蒸発器及び改質器が配置されることが好ましい。燃焼器からの熱は、燃料電池スタックに集まり易くなり、前記燃料電池スタックの昇温時間を有効に短縮化して、起動性及び始動性の向上が図られる。
【００３１】
さらに、燃料電池スタックの下方に、熱交換器、蒸発器及び改質器が配置されることが好ましい。このため、燃焼器からの熱は、直接、燃料電池スタックに供給され、前記燃料電池スタックが良好に昇温される。しかも、熱交換器、蒸発器及び改質器は、燃焼器からの熱に必要以上に曝されることがないので、耐久性及び寿命の向上が図られる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、筐体内は、燃料電池モジュール及び燃焼器が収容されるモジュール部と、燃料ガス供給装置及び水供給装置が配置される第１流体供給部と、酸化剤ガス供給装置が配置される第２流体供給部と、電力変換装置及び制御装置が配置される電装部とに分割されている。このため、筐体内は、作動温度毎及び機能毎に分割されており、熱や流体の拡散を最小化するとともに、機能上、最適な配置が遂行可能になる。
【００３３】
さらに、燃料ガス供給装置が配置される第１流体供給部と、酸化剤ガス供給装置が配置される第２流体供給部とが、分割されている。従って、燃料ガス供給装置から燃料ガスの漏れが発生しても、この燃料ガスを酸化剤ガス供給装置により吸入することを阻止することができる。
【００３４】
さらにまた、モジュール部の一方の側面には、第１流体供給部が配置されている。これにより、第１流体供給部は、筐体の外壁部を構成しており、前記第１流体供給部の冷却が促進されて高温化し難くなっている。同様に、モジュール部の他方の側面には、電装部が配置されている。従って、電装部は、筐体の外壁部を構成しており、前記電装部の冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【００３５】
また、モジュール部の下面には、第２流体供給部が配置されている。このため、第２流体供給部は、筐体の下壁部を構成しており、前記第２流体供給部の冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【００３６】
これにより、比較的低温で使用される機器、例えば、ポンプ類を含む第１流体供給部及び第２流体供給部や制御装置を含む電装部は、熱影響が及ぶことを可及的に阻止され、良好な機能を確実に維持して作動することが可能になる。
【００３７】
その際、第２流体供給部が筐体の下壁部を構成しており、特に容積及び重量の大きな酸化剤ガス供給装置は、燃料電池システムの下部に配置されている。従って、燃料電池システム全体の重心を下げることができ、前記燃料電池システム全体の設置安定性が良好に向上する。
【００３８】
さらに、第１流体供給部と電装部との間には、モジュール部が介装されている。このため、筐体は、第１流体供給部、モジュール部及び電装部の配列方向である横幅方向に長尺化する一方、この横幅方向に交差する奥行き方向の寸法が有効に短尺化され、前記筐体の壁面設置性が向上する。
【００３９】
しかも、第１流体供給部、モジュール部及び電装部が、横並びに配置されるため、正面から各部位への保守やメンテナンスが可能になり、メンテナンス性の向上が容易に図られる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池システムの平面説明図である。
【図３】前記燃料電池システムの正面説明図である。
【図４】前記燃料電池システムの回路図である。
【図５】前記燃料電池システムを構成する燃料電池モジュールの要部断面説明図である。
【図６】前記燃料電池システムを壁面の凹部に配置した状態の平面説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図９】前記燃料電池システムの動作状態を示す平面説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図１１】前記燃料電池システムの正面説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図１３】前記燃料電池システムの平面説明図である。
【図１４】前記燃料電池システムの正面説明図である。
【図１５】前記燃料電池システムの回路図である。
【図１６】前記燃料電池システムを構成する燃料電池モジュールの要部断面説明図である。
【図１７】前記燃料電池システムを壁面の凹部に配置した状態の平面説明図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図１９】前記燃料電池システムの平面説明図である。
【図２０】前記燃料電池システムの正面説明図である。
【図２１】本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図２２】前記燃料電池システムの正面説明図である。
【図２３】特許文献１の燃料電池電源装置の概略斜視説明図である。
【図２４】特許文献２の燃料電池装置の概略斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム１０は、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。図１〜図４に示すように、燃料電池システム１０は、燃料ガス（水素ガス）と酸化剤ガス（空気）との電気化学反応により発電する燃料電池モジュール１２と、前記燃料電池モジュール１２を昇温させる燃焼器１４と、前記燃料電池モジュール１２に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置（燃料ガスポンプを含む）１６と、前記燃料電池モジュール１２に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置（エアポンプを含む）１８と、前記燃料電池モジュール１２に水を供給する水供給装置（水ポンプを含む）２０と、前記燃料電池モジュール１２で発生した直流電力を要求仕様電力に変換する電力変換装置２２と、前記燃料電池モジュール１２の発電量を制御する制御装置２４とを備え、これらが単一の筐体２６に収容される。
【００４２】
燃料電池モジュール１２は、図示しないが、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される固体電解質（固体酸化物）をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体２８とセパレータ３０とが積層される固体酸化物形の燃料電池３２を設け、複数の前記燃料電池３２が鉛直方向に積層される固体酸化物形の燃料電池スタック３４を備える（図５参照）。
【００４３】
図３に示すように、燃料電池スタック３４の積層方向上端側には、酸化剤ガスを前記燃料電池スタック３４に供給する前に加熱する熱交換器３６と、炭化水素を主体とする原燃料（例えば、都市ガス）と水蒸気との混合燃料を生成するために、水を蒸発させる蒸発器３８と、前記混合燃料を改質して改質ガスを生成する改質器４０とが配設される。
【００４４】
燃料電池スタック３４の積層方向下端側には、前記燃料電池スタック３４を構成する燃料電池３２に積層方向（矢印Ａ方向）に沿って締め付け荷重を付与するための荷重付与機構４２が配設される（図４参照）。
【００４５】
改質器４０は、都市ガス中に含まれるエタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）及びブタン（Ｃ4Ｈ10）等の高級炭化水素（Ｃ2+）を、主としてメタン（ＣＨ4）を含む原燃料ガスに水蒸気改質するための予備改質器であり、数百℃の作動温度に設定される。
【００４６】
燃料電池３２は、作動温度が数百℃と高温であり、電解質・電極接合体２８では、燃料ガス中のメタンが改質されて水素が得られ、この水素がアノード電極に供給される。
【００４７】
熱交換器３６は、図５に示すように、燃料電池スタック３４から排出される使用済み反応ガス（以下、排ガス又は燃焼排ガスともいう）を流すための第１排ガス通路４４と、被加熱流体である空気を排ガスと対向流に流すための空気通路４６とを有する。第１排ガス通路４４は、蒸発器３８に水を蒸発させるための熱源として排ガスを供給するための第２排ガス通路４８に連通する。この第１排ガス通路４４は、排気管５０に連通する。空気通路４６の上流側は、空気供給管５２に連通するとともに、前記空気通路４６の下流側は、燃料電池スタック３４の酸化剤ガス供給連通孔５３に連通する。
【００４８】
蒸発器３８は、互いに同軸上に配設される外管部材５４ａと内管部材５４ｂとを備える２重管構造を採用し、この２重管は、第２排ガス通路４８内に配置される。外管部材５４ａと内管部材５４ｂとの間には、原燃料通路５６が形成されるとともに、前記内管部材５４ｂ内には、水通路５８が形成される。蒸発器３８の第２排ガス通路４８は、主排気管６０に連通する。
【００４９】
外管部材５４ａには、改質器４０の入口部に連結される混合燃料供給管６２が接続される。改質器４０の出口側には、改質ガス供給路６４の一端が連結されるとともに、前記改質ガス供給路６４の他端は、燃料電池スタック３４の燃料ガス供給連通孔６６に連通する。燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４は、断熱材６８に囲繞される（図３参照）。
【００５０】
図４に示すように、燃料ガス供給装置１６は、原燃料通路５６に接続されるとともに、前記原燃料通路５６の途上には、切換弁７０を介して原燃料分岐通路７２が設けられる。この原燃料分岐通路７２は、燃焼器１４に接続される。
【００５１】
酸化剤ガス供給装置１８は、空気供給管５２に接続されるとともに、前記空気供給管５２の途上に設けられた切換弁７４には、空気分岐通路７６が接続される。この空気分岐通路７６は、燃焼器１４に接続される。燃焼器１４は、例えば、バーナを備えており、上記のように、原燃料及び空気が供給される。なお、このバーナに代えて他の手段（電気ヒータ等）を用いることができ、その際、必要に応じて原燃料、空気、電力の供給を選択的に行うように構成すればよい。
【００５２】
水供給装置２０には、水通路５８が連通する。燃料ガス供給装置１６、酸化剤ガス供給装置１８及び水供給装置２０は、制御装置２４により制御されるとともに、前記制御装置２４には、燃料ガスを検知する検知器７８が電気的に接続される。電力変換装置２２には、例えば、商用電源８０（又は、負荷や２次電池等）が接続される。
【００５３】
図１〜図３に示すように、筐体２６は、全体として矢印Ｂ方向に長尺な矩形状を有する外枠８２を有する。この外枠８２内には、筐体２６内を矢印Ｂ方向（水平方向）に分割するための第１縦仕切り板８４と第２縦仕切り板８６とが、それぞれ所定の間隔ずつ離間して設けられる。筐体２６内は、第１縦仕切り板８４及び第２縦仕切り板８６を介して、第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２に分割されるとともに、前記第１流体供給部８８ａと前記電装部９２との間に、前記モジュール部９０が介装される。モジュール部９０の下面には、横仕切り板９４を介して第２流体供給部８８ｂが配置される。
【００５４】
第１流体供給部８８ａには、水供給装置２０、燃料ガス供給装置１６及び検知器７８が収容される。水供給装置２０は、第１流体供給部８８ａの最下部に配置されるとともに、検知器７８は、燃料ガス供給装置１６の上方に配置される。燃料ガス供給装置１６は、第１流体供給部８８ａ内で載置台９６を介して保持される。第２流体供給部８８ｂには、酸化剤ガス供給装置１８が収容される。
【００５５】
図１及び図３に示すように、モジュール部９０には、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４が収容されるとともに、前記燃料電池モジュール１２は、前記燃焼器１４の上方に配置される。なお、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４は、断熱材６８内に収容されている。電装部９２には、電力変換装置２２及び制御装置２４が配置される。
【００５６】
図１及び図２に示すように、筐体２６は、第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２の配列方向（矢印Ｂ方向）である横幅方向に長尺状に構成される一方、前記横幅方向に交差する奥行き方向（矢印Ｃ方向）の寸法が短尺化され、この奥行き方向の裏面が壁面１０２に沿って配置される。
【００５７】
筐体２６の正面には、開閉扉（開閉部材）１０４ａ、１０４ｂ及び１０４ｃが蝶番（又はヒンジ）１０６を介して取り付けられる。開閉扉１０４ａは、第１流体供給部８８ａを開閉自在であり、開閉扉１０４ｂは、モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂを開閉自在であり、開閉扉１０４ｃは、電装部９２を開閉自在である。
【００５８】
筐体２６の横幅方向両側部には、それぞれ第１流体供給部８８ａ及び電装部９２を開閉自在な開閉扉（開閉部材）１０４ｄ、１０４ｅが蝶番（又はヒンジ）１０６を介して支持される。なお、開閉扉１０４ａ〜１０４ｅに代えて、パネル等を用いてもよい。筐体２６は、矢印Ｃ方向に進退可能なガイド部材、例えば、一対のスライドレール１０８ａ、１０８ｂを備える。
【００５９】
このように構成される燃料電池システム１０の動作について、以下に説明する。
【００６０】
図４に示すように、燃料ガス供給装置１６の駆動作用下に、原燃料通路５６には、例えば、都市ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10を含む）等の原燃料が供給される。一方、水供給装置２０の駆動作用下に、水通路５８には、水が供給されるとともに、空気供給管５２には、酸化剤ガス供給装置１８を介して酸化剤ガスである、例えば、空気が供給される。
【００６１】
図５に示すように、蒸発器３８では、原燃料通路５６を流れる原燃料に水蒸気が混在されて混合燃料が得られ、この混合燃料は、混合燃料供給管６２を介して改質器４０の入口部に供給される。混合燃料は、改質器４０内で水蒸気改質され、Ｃ2+の炭化水素が除去（改質）されてメタンを主成分とする改質ガス（燃料ガス）が得られる。この改質ガスは、改質器４０の出口部に連通する改質ガス供給路６４を通って燃料電池スタック３４の燃料ガス供給連通孔６６に供給される。このため、改質ガス中のメタンが改質されて水素ガスが得られ、この水素ガスを主成分とする燃料ガスは、アノード電極（図示せず）に供給される。
【００６２】
一方、空気供給管５２から熱交換器３６に供給される空気は、この熱交換器３６の空気通路４６に沿って移動する際、第１排ガス通路４４に沿って移動する後述する排ガスとの間で熱交換が行われ、所望の温度に予め加温されている。熱交換器３６で加温された空気は、燃料電池スタック３４の酸化剤ガス供給連通孔５３に供給され、図示しないカソード電極に供給される。
【００６３】
従って、電解質・電極接合体２８では、燃料ガスと空気との電気化学反応により発電が行われる。各電解質・電極接合体２８の外周部に排出される高温（数百℃）の排ガスは、熱交換器３６の第１排ガス通路４４を通って空気と熱交換を行い、この空気を所望の温度に加温して温度低下が惹起される。
【００６４】
この排ガスは、第２排ガス通路４８に沿って移動することにより、水通路５８を通過する水を蒸発させる。蒸発器３８を通過した排ガスは、主排気管６０を介して外部に排出される。
【００６５】
この場合、第１の実施形態では、図１及び図３に示すように、筐体２６内に水平方向に分割形成されているモジュール部９０には、燃料電池モジュール１２と燃焼器１４とが配置されるとともに、前記燃料電池モジュール１２は、前記燃焼器１４の上方に配置されている。
【００６６】
このため、燃焼器１４が駆動されることにより発生する熱（数百℃）は、上昇してこの燃焼器１４の上方に配置されている燃料電池モジュール１２の周辺に確実に供給されている。従って、燃料電池モジュール１２は、燃焼器１４から上昇する熱によって短時間で良好に昇温され、燃料電池システム１０の起動性及び始動性が向上するという効果が得られる。
【００６７】
さらに、第１の実施形態では、筐体２６内は、燃料ガス供給装置１６及び水供給装置２０が配置される第１流体供給部８８ａと、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４が収容されるモジュール部９０と、酸化剤ガス供給装置１８が配置される第２流体供給部８８ｂと、電力変換装置２２及び制御装置２４が配置される電装部９２とに分割されている。
【００６８】
このため、筐体２６内は、作動温度毎及び機能毎に第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ、モジュール部９０及び電装部９２に分割されており、熱や流体の拡散を最小化するとともに、機能上、最適な配置が遂行可能になる。
【００６９】
しかも、燃料ガス供給装置１６が配置される第１流体供給部８８ａと、酸化剤ガス供給装置１８が配置される第２流体供給部８８ｂとが、分割されている。従って、燃料ガス供給装置１６から燃料ガスの漏れが発生しても、この燃料ガスを酸化剤ガス供給装置１８により吸入することを阻止することができる。
【００７０】
さらにまた、第１流体供給部８８ａは、筐体２６の外壁部を構成しており、前記第１流体供給部８８ａの冷却が促進されて高温化し難くなっている。同様に、電装部９２も、筐体２６の外壁部を構成しており、前記電装部９２の冷却が促進されて高温化し難くなっている。また、モジュール部９０の下面には、第２流体供給部８８ｂが配置されている。このため、第２流体供給部８８ｂは、筐体２６の下壁部を構成しており、前記第２流体供給部８８ｂの冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【００７１】
これにより、低温部（４０℃前後）に維持する必要がある制御装置２４を含む電装部９２や、ポンプ類を含む第１流体供給部８８ａ及び第２流体供給部８８ｂは、良好な機能を確実に維持して作動することが可能になるという利点がある。
【００７２】
その際、第２流体供給部８８ｂは、筐体２６の下壁部を構成しており、特に容積及び重量の大きな酸化剤ガス供給装置１８は、燃料電池システム１０の下部に配置されている。従って、燃料電池システム１０全体の重心を下げることができ、前記燃料電池システム１０全体の設置安定性が良好に向上するという効果がある。
【００７３】
なお、高温部であるモジュール部９０において、例えば、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４を囲繞して断熱する断熱材６８を相当に肉厚に構成することにより、外部への熱影響を抑制することも考えられる。
【００７４】
その上、筐体２６は、矢印Ｂ方向に沿って第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２が配置されている。このため、筐体２６は、横幅方向（矢印Ｂ方向）が長尺化する一方、奥行き方向（矢印Ｃ方向）が短尺化され、壁面１０２に対する設置性が有効に向上する。
【００７５】
しかも、第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２は、横並びに配置されるため、筐体２６の正面から各部への保守やメンテナンスが可能になり、メンテナンス性の向上が図られる。
【００７６】
特に、筐体２６の正面側には、第１流体供給部８８ａと、モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂと、電装部９２とを、それぞれ開閉自在な開閉扉１０４ａ、１０４ｂ及び１０４ｃが設けられている。従って、開閉扉１０４ａ〜１０４ｃを適宜開閉するだけで、第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ、モジュール部９０及び電装部９２毎に応じた保守やメンテナンスが容易且つ確実に遂行可能になるという効果が得られる。
【００７７】
しかも、筐体２６には、前記筐体２６を矢印Ｃ方向に進退可能な一対のスライドレール１０８ａ、１０８ｂが設けられている。これにより、図６に示すように、壁面１０２に設けられた凹部１０２ａに筐体２６が配置されている際、前記筐体２６をスライドレール１０８ａ、１０８ｂを介して、矢印Ｃ１方向に引き出すだけで、前記筐体２６の両側面に設けられている開閉扉１０４ｄ、１０４ｅが開閉可能となる。従って、第１流体供給部８８ａ及び電装部９２の保守やメンテナンスの作業性が良好に向上するとともに、前記筐体２６の壁面配置性が一挙に向上するという効果がある。
【００７８】
さらにまた、第１の実施形態では、水供給装置２０が第１流体供給部８８ａの最下部に配置されている。従って、水供給装置２０に、例えば、水漏れが発生しても、燃料ガス供給装置１６が被水することを阻止することが可能になる。
【００７９】
さらに、第１流体供給部８８ａでは、検知器７８がこの第１流体供給部８８ａの最上部に配置されている。このため、燃料ガス供給装置１６から燃料ガスの漏れが発生しても、検知器７８を介してガス漏れを迅速且つ確実に検出することが可能になる。
【００８０】
また、筐体２６内では、燃料ガス供給装置１６が酸化剤ガス供給装置１８よりも上方に配置されている。酸化剤ガス供給装置１８は、エアポンプを備える一方、燃料ガス供給装置１６は、燃料ガスポンプを備えている。特に、Ａ／Ｆの値が大きい燃料電池システム１０においては、エアポンプは、燃料ガスポンプに比べて体積が大きく、且つ、重量物となっている。
【００８１】
従って、酸化剤ガス供給装置１８を燃料ガス供給装置１６の下方に配置することにより、設置安定性の向上を図ることができる。しかも、燃料ガス供給装置１６から燃料ガスの漏れが発生しても、この燃料ガスを酸化剤ガス供給装置１８により吸入することを回避することが可能になる。
【００８２】
さらに、筐体２６の内部は、第１縦仕切り板８４及び第２縦仕切り板８６を介して第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２に分割されるとともに、横仕切り板９４を介して前記モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂに分割されている。そして、モジュール部９０には、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４が配置され、第１流体供給部８８ａには、検知器７８、燃料ガス供給装置１６及び水供給装置２０が配置され、第２流体供給部８８ｂには、酸化剤ガス供給装置１８が配置され、電装部９２には、電力変換装置２２及び制御装置２４が配置されている。
【００８３】
このため、筐体２６内は、作動温度毎及び機能毎にモジュール部９０、第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ及び電装部９２に分割されており、熱や流体の拡散を最小化し得るとともに、機能上、良好に配置することが可能になる。
【００８４】
さらにまた、燃料電池モジュール１２では、高温型燃料電池システム、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）モジュールにより構成されることにより、良好な効果が得られるが、固体酸化物形燃料電池モジュールに代えて、他の高温型燃料電池モジュールや中温型燃料電池モジュールにも好適に用いることができる。例えば、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）及び水素分離膜形燃料電池（ＨＭＦＣ）等が良好に採用可能である。
【００８５】
また、第１の実施形態では、燃料電池スタック３４の上部側に、熱交換器３６、蒸発器３８及び改質器４０が配置される一方、前記燃料電池スタック３４の下部に、燃焼器１４が配置されている。このため、燃焼器１４からの熱は、燃料電池スタック３４に集まり易くなり、前記燃料電池スタック３４の昇温時間を有効に短縮化して、起動性及び始動性の向上が図られる。
【００８６】
なお、第１の実施形態では、筐体２６の正面に第１流体供給部８８ａと、モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂと、電装部９２とに対応して３枚の開閉扉１０４ａ〜１０４ｃが設けられているが、これに限定されるものではなく、４枚、２枚又は１枚の開閉扉を採用してもよい。
【００８７】
さらに、ガイド部材として一対のスライドレール１０８ａ、１０８ｂを用いているが、これに代えて、例えば、移動板等の種々の部材が採用可能である。
【００８８】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システム１２０の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池システム１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３及び第４の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
燃料電池システム１２０を構成する筐体１２２は、底部に複数の車輪１２４を備える。従って、第２の実施形態では、筐体１２２は、車輪１２４を介して種々の方向に、任意に且つ容易に移動可能となる。これにより、第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ、モジュール部９０及び電装部９２は、作業者が作業し易い位置に容易に配置され、作業性が良好に向上するという効果が得られる。
【００９０】
なお、第２の実施形態では、車輪１２４のみを備えているが、この車輪１２４とスライドレール１０８ａ、１０８ｂとを併用してもよい。
【００９１】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システム１３０の概略斜視説明図であり、図９は、前記燃料電池システム１３０の動作状態を示す平面説明図である。
【００９２】
燃料電池システム１３０を構成する筐体１３２は、第１筐体部１３２ａ、第２筐体部１３２ｂ及び第３筐体部１３２ｃを個別に備える。第１筐体部１３２ａ内に、第１流体供給部８８ａが構成され、第２筐体部１３２ｂ内にモジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂが構成され、第３筐体部１３２ｃ内に電装部９２が構成される。
【００９３】
第１筐体部１３２ａは、スライドレール１３４ａに沿って矢印Ｃ方向に進退自在であり、第２筐体部１３２ｂは、スライドレール１３４ｂに沿って矢印Ｃ方向に進退自在であり、第３筐体部１３２ｃは、スライドレール１３４ｃに沿って矢印Ｃ方向に進退自在である。第１筐体部１３２ａ〜第３筐体部１３２ｃは、図示しないストッパ機構を介して互いに一体に固定可能である。
【００９４】
このように構成される第３の実施形態では、例えば、モジュール部９０又は第２流体供給部８８ｂの保守やメンテナンスが行われる際には、図８及び図９に示すように、第２筐体部１３２ｂのみを矢印Ｃ方向に移動させる。これにより、モジュール部９０又は第２流体供給部８８ｂの保守やメンテナンスが一層容易且つ確実に遂行可能になる。
【００９５】
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池システム１４０の概略斜視説明図であり、図１１は、前記燃料電池システム１４０の正面説明図である。
【００９６】
燃料電池システム１４０を構成する筐体１４２は、第１流体供給部８８ａと、モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂと、電装部９２とを、それぞれ外枠８２に対して矢印Ｃ方向に進退可能なガイド部材、例えば、ラック部材１４４、１４６及び１４８を備える。ラック部材１４４には、第１流体供給部８８ａが固定され、ラック部材１４６には、モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂが固定され、ラック部材１４８には、電装部９２が固定される。
【００９７】
このように構成される第４の実施形態では、例えば、モジュール部９０又は第２流体供給部８８ｂの保守やメンテナンスが行われる際には、図１０に示すように、ラック部材１４６を外枠８２から矢印Ｃ方向に移動させる。これにより、モジュール部９０又は第２流体供給部８８ｂの保守やメンテナンスが一層容易且つ確実に遂行可能になる。
【００９８】
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池システム１５０の概略斜視説明図であり、図１３は、前記燃料電池システム１５０の平面説明図であり、図１４は、前記燃料電池システム１５０の正面説明図である。
【００９９】
燃料電池システム１５０は、燃料電池モジュール１５２を備え、この燃料電池モジュール１５２では、燃料電池スタック３４の積層方向下端側に、熱交換器３６と蒸発器３８と改質器４０とが配設される（図１５及び図１６参照）。燃料電池スタック３４の積層方向上端側には、荷重付与機構４２が配設される（図１５参照）。
【０１００】
このように構成される第５の実施形態では、図１２及び図１４に示すように、筐体２６内に水平方向に分割形成されているモジュール部９０には、燃料電池モジュール１５２と燃焼器１４とが配置されるとともに、前記燃焼器１４は、前記燃料電池モジュール１５２の上方に配置されている。
【０１０１】
このため、燃焼器１４が駆動されることにより発生する熱（数百℃）は、燃料電池モジュール１５２の所望の部位、すなわち、燃料電池スタック３４に供給され、前記燃料電池スタック３４が昇温される。
【０１０２】
しかも、燃料電池モジュール１５２の比較的低温で機能する他の部位、すなわち、熱交換器３６、蒸発器３８及び改質器４０は、燃焼器１４からの熱に必要以上に曝されることがない。熱交換器３６、蒸発器３８及び改質器４０は、燃料電池スタック３４の下方に配置されているからである。従って、特に熱交換器３６、蒸発器３８及び改質器４０や配管類の耐久性及び寿命が良好に向上するという効果が得られる。
【０１０３】
その他、第５の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。具体的には、筐体２６内は、燃料ガス供給装置１６及び水供給装置２０が配置される第１流体供給部８８ａと、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４が収容されるモジュール部９０と、酸化剤ガス供給装置１８が配置される第２流体供給部８８ｂと、電力変換装置２２及び制御装置２４が配置される電装部９２とに分割されている。
【０１０４】
このため、筐体２６内は、作動温度毎及び機能毎に第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ、モジュール部９０及び電装部９２に分割されており、熱や流体の拡散を最小化するとともに、機能上、最適な配置が遂行可能になる。
【０１０５】
しかも、燃料ガス供給装置１６が配置される第１流体供給部８８ａと、酸化剤ガス供給装置１８が配置される第２流体供給部８８ｂとが、分割されている。従って、燃料ガス供給装置１６から燃料ガスの漏れが発生しても、この燃料ガスを酸化剤ガス供給装置１８により吸入することを阻止することができる。
【０１０６】
さらにまた、第１流体供給部８８ａは、筐体２６の外壁部を構成しており、前記第１流体供給部８８ａの冷却が促進されて高温化し難くなっている。同様に、電装部９２も、筐体２６の外壁部を構成しており、前記電装部９２の冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【０１０７】
また、モジュール部９０の下面には、第２流体供給部８８ｂが配置されている。このため、第２流体供給部８８ｂは、筐体２６の下壁部を構成しており、前記第２流体供給部８８ｂの冷却が促進されて高温化し難くなっている。
【０１０８】
これにより、低温部（４０℃前後）に維持する必要がある制御装置２４を含む電装部９２や、ポンプ類を含む第１流体供給部８８ａ及び第２流体供給部８８ｂは、良好な機能を確実に維持して作動することが可能になるという利点がある。
【０１０９】
その際、第２流体供給部８８ｂは、筐体２６の下壁部を構成しており、特に容積及び重量の大きな酸化剤ガス供給装置１８は、燃料電池システム１０の下部に配置されている。従って、燃料電池システム１０全体の重心を下げることができ、前記燃料電池システム１０全体の設置安定性が良好に向上するという効果がある。
【０１１０】
なお、高温部であるモジュール部９０において、例えば、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４を囲繞して断熱する断熱材６８を相当に肉厚に構成することにより、外部への熱影響を抑制することも考えられる。
【０１１１】
その上、筐体２６は、矢印Ｂ方向に沿って第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２が配置されている。このため、筐体２６は、横幅方向（矢印Ｂ方向）が長尺化する一方、奥行き方向（矢印Ｃ方向）が短尺化され、壁面１０２に対する設置性が有効に向上する。
【０１１２】
しかも、第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２は、横並びに配置されるため、筐体２６の正面から各部への保守やメンテナンスが可能になり、メンテナンス性の向上が図られる。
【０１１３】
特に、筐体２６の正面側には、第１流体供給部８８ａと、モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂと、電装部９２とを、それぞれ開閉自在な開閉扉１０４ａ、１０４ｂ及び１０４ｃが設けられている。従って、開閉扉１０４ａ〜１０４ｃを適宜開閉するだけで、第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ、モジュール部９０及び電装部９２毎に応じた保守やメンテナンスが容易且つ確実に遂行可能になるという効果が得られる。
【０１１４】
しかも、筐体２６には、前記筐体２６を矢印Ｃ方向に進退可能な一対のスライドレール１０８ａ、１０８ｂが設けられている。これにより、図６に示すように、壁面１０２に設けられた凹部１０２ａに筐体２６が配置されている際、前記筐体２６をスライドレール１０８ａ、１０８ｂを介して、矢印Ｃ１方向に引き出すだけで、前記筐体２６の両側面に設けられている開閉扉１０４ｄ、１０４ｅが開閉可能となる。従って、第１流体供給部８８ａ及び電装部９２の保守やメンテナンスの作業性が良好に向上するとともに、前記筐体２６の壁面配置性が一挙に向上するという効果がある。
【０１１５】
さらにまた、第５の実施形態では、水供給装置２０が第１流体供給部８８ａの最下部に配置されている。従って、水供給装置２０に、例えば、水漏れが発生しても、燃料ガス供給装置１６が被水することを阻止することが可能になる。
【０１１６】
さらに、第１流体供給部８８ａでは、検知器７８がこの第１流体供給部８８ａの最上部に配置されている。このため、燃料ガス供給装置１６から燃料ガスの漏れが発生しても、検知器７８を介してガス漏れを迅速且つ確実に検出することが可能になる。
【０１１７】
また、筐体２６内では、燃料ガス供給装置１６が酸化剤ガス供給装置１８よりも上方に配置されている。酸化剤ガス供給装置１８は、エアポンプを備える一方、燃料ガス供給装置１６は、燃料ガスポンプを備えている。特に、Ａ／Ｆの値が大きい燃料電池システム１０においては、エアポンプは、燃料ガスポンプに比べて体積が大きく、且つ、重量物となっている。
【０１１８】
従って、酸化剤ガス供給装置１８を燃料ガス供給装置１６の下方に配置することにより、設置安定性の向上を図ることができる。しかも、燃料ガス供給装置１６から燃料ガスの漏れが発生しても、この燃料ガスを酸化剤ガス供給装置１８により吸入することを回避することが可能になる。
【０１１９】
さらに、筐体２６の内部は、第１縦仕切り板８４及び第２縦仕切り板８６を介して第１流体供給部８８ａ、モジュール部９０及び電装部９２に分割されるとともに、横仕切り板９４を介して前記モジュール部９０及び第２流体供給部８８ｂに分割されている。そして、モジュール部９０には、燃料電池モジュール１２及び燃焼器１４が配置され、第１流体供給部８８ａには、検知器７８、燃料ガス供給装置１６及び水供給装置２０が配置され、第２流体供給部８８ｂには、酸化剤ガス供給装置１８が配置され、電装部９２には、電力変換装置２２及び制御装置２４が配置されている。
【０１２０】
このため、筐体２６内は、作動温度毎及び機能毎にモジュール部９０、第１流体供給部８８ａ、第２流体供給部８８ｂ及び電装部９２に分割されており、熱や流体の拡散を最小化し得るとともに、機能上、良好に配置することが可能になる。
【０１２１】
さらにまた、燃料電池モジュール１２では、高温型燃料電池システム、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）モジュールにより構成されることにより、良好な効果が得られるが、固体酸化物形燃料電池モジュールに代えて、他の高温型燃料電池モジュールや中温型燃料電池モジュールにも好適に用いることができる。例えば、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）及び水素分離膜形燃料電池（ＨＭＦＣ）等が良好に採用可能である。
【０１２２】
また、第５の実施形態では、燃料電池スタック３４の下部側に、熱交換器３６、蒸発器３８及び改質器４０が配置される一方、前記燃料電池スタック３４の上部に、燃焼器１４が配置されている。このため、燃焼器１４からの熱は、燃料電池スタック３４に供給され、前記燃料電池スタック３４が昇温される。しかも、熱交換器３６、蒸発器３８及び改質器４０は、燃焼器１４からの熱に必要以上に曝されることがないので、耐久性及び寿命の向上が図られる。
【０１２３】
なお、第５の実施形態は、実質的に、第１の実施形態に代えて構成されているが、これに限定されるものではなく、第２〜第４の実施形態にも適用することができる。以下に説明する第６及び第７の実施形態においても、同様である。
【０１２４】
図１８は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池システム１６０の概略斜視説明図であり、図１９は、前記燃料電池システム１６０の平面説明図であり、図２０は、前記燃料電池システム１６０の正面説明図である。
【０１２５】
燃料電池システム１６０は、燃料電池モジュール１６２を備え、この燃料電池モジュール１６２では、燃料電池スタック３４の積層方向が水平方向（矢印Ｂ方向）に設定される。燃料電池スタック３４の積層方向一端側（電装部９２側）には、熱交換器３６と蒸発器３８と改質器４０とが配設されるとともに、積層方向他端側（第１流体供給部８８ａ側）には、燃焼器１４が配設される（図２０参照）。
【０１２６】
このように構成される第６の実施形態では、上記の第１〜第５の実施形態と同様の効果が得られる他、特に燃料電池モジュール１６２が水平方向に長尺に構成されるため、電装部９２と燃焼器１４との距離が長尺化される。従って、低温部（４０℃前後）に維持する必要がある制御装置２４を含む電装部９２は、燃焼器１４からの熱影響が及ぶことを可及的に阻止され、前記電装部９２の高温化が確実に抑制されるという効果が得られる。
【０１２７】
図２１は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池システム１７０の概略斜視説明図であり、図２２は、前記燃料電池システム１７０の正面説明図である。
【０１２８】
燃料電池システム１７０は、燃料電池モジュール１７２を備え、この燃料電池モジュール１７２では、燃料電池スタック３４の積層方向が水平方向（矢印Ｂ方向）に設定される。燃料電池スタック３４の積層方向一端側（電装部９２側）には、燃焼器１４が配設されるとともに、積層方向他端側（第１流体供給部８８ａ側）には、熱交換器３６と蒸発器３８と改質器４０とが配設される。
【０１２９】
このように構成される第７の実施形態では、燃料電池モジュール１７２が水平方向に長尺に構成されるため、第１流体供給部８８ａと燃焼器１４との距離が長尺化される。従って、低温部に維持する必要があるポンプ類を含む第１流体供給部８８ａは、燃焼器１４からの熱影響が及ぶことを可及的に阻止され、前記第１流体供給部８８ａの高温化が確実に抑制されるという効果が得られる。また、第１流体供給部８８ａと燃料電池モジュール１７２との距離が短尺化される。従って、燃料電池モジュール１７２に供給される流体（燃料ガス、水）の圧力損失が抑制されるという効果も得られる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０…燃料電池システム
１２、１５２、１６２、１７２…燃料電池モジュール
１４…燃焼器                        １６…燃料ガス供給装置
１８…酸化剤ガス供給装置            ２０…水供給装置
２２…電力変換装置                  ２４…制御装置
２６、１２２、１３２、１４２…筐体  ２８…電解質・電極接合体
３０…セパレータ                    ３２…燃料電池
３４…燃料電池スタック              ３６…熱交換器
３８…蒸発器                        ４０…改質器
７８…検知器                        ８０…商用電源
８２…外枠                          ８４、８６…縦仕切り板
８８ａ、８８ｂ…流体供給部          ９０…モジュール部
９２…電装部                        ９４…横仕切り板
１０２…壁面                        １０２ａ…凹部
１０４ａ〜１０４ｅ…開閉扉
１０８ａ、１０８ｂ、１３４ａ〜１３４ｃ…スライドレール
１２４…車輪                        １３２ａ〜１３２ｃ…筐体部
１４４、１４６、１４８…ラック部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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