(57)【要約】【課題】筐体内の補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることを防止できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】中空台座５０は、発電部２１からの熱を断熱すると共に、内部に流路５１を有している。従って、ブロワ２６が空気を吸引することにより、筐体２３の内部空間２３ａの空気は、中空台座５０の開口部５２から流路５１内に吸引され、当該流路５１を通過してブロワ２６に吸引される。これにより、中空台座５０を介してブロワ２６で吸引することで、筐体２３の内部空間２３ａから温められた空気を除去することができる。また、中空台座５０は発電部２１からの熱を断熱する機能を有する。これによって、発電部２１が配置される領域と、補機モジュール２２内の補機やパワーコンディショナー１０等が配置される領域とを、熱的に分離することが可能となる。【選択図】図２
2014179173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素含有ガスを用いて発電を行うセルスタックを含む発電部と、
前記発電部を支持する支持体と、
前記発電部と前記支持体とを少なくとも収容する筐体と、を備え、
前記支持体は、前記発電部からの熱を断熱すると共に、内部に流路を有し、
前記流路は、一方で前記筐体の内部空間に向けて開口する開口部を形成し、他方で当該流路内の空気を吸引する吸引部と接続されていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記流路は、前記支持体内に形成された内部空間によって構成されることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記発電部で発電を行うための周辺機器としての補機と、
前記発電部で発電した電力を調整する、又は前記発電部の動作を制御する制御部と、を前記筐体内に更に備え、
前記支持体は、前記発電部と、前記補機及び前記制御部との間に配置され、
前記支持体は、前記発電部側に向けて開口する前記開口部と、前記補機及び前記制御部側に向けて開口する前記開口部と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記吸引部は、吸引した空気を前記セルスタックのカソードへ供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記吸引部は、吸引した空気を前記筐体の外部へ出すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムとして、特許文献１に示すものが知られている。この燃料電池システムでは、筐体がモジュール収納室及びパワーコンディショナー収納室に区画形成されている。また、パワーコンディショナー収納室に接する筐体に外気の吸気孔が設けられ、モジュール収納室に接する筐体に排気孔が設けられるとともに、パワーコンディショナー収納室とモジュール収納室とを連通する導風管が設けられている。そして、外気より導入した換気用空気をパワーコンディショナー周囲、モジュール周囲の順に流して、パワーコンディショナー、モジュールから発生した熱を除去することができる。また、特許文献２には、排熱回収システムを備えた燃料電池システムが記載されている。この燃料電池システムでは、筐体が仕切板により、上部のモジュール収納室と下部の補機類・パワーコンディショナー収納室の２つに分けられ、下部の補機類・パワーコンディショナー収納室と接する筐体に外気の吸気孔が設けられ、上部のモジュール収納室と接する筐体に排気孔が設けられると共に、下部の補機類・パワーコンディショナー収納室と上部のモジュール収納室とを連通する空気導入口が設けられている。また、モジュールの燃焼排ガス出口及び排気孔の手前に排熱回収用の熱交換器が設けられている。そして、外気より導入した換気用空気は補機類及びパワーコンディショナー周囲（下部収納室）、モジュール周囲（上部収納室）の順に流れて、補機類及びパワーコンディショナー、並びにモジュールから発生した熱を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５２９６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料電池システムでは、外気を筐体内に導入し、パワーコンディショナー及びモジュール周囲を換気用空気で空冷することにより発生した熱を除去するものであり、これらの機器類の冷却は筐体内を流れる換気用空気に依存する。このような構造にあっては、筐体自体の気密性を保とうとした場合に、外気との給排気が出来なくなる（あるいは、換気用空気量が大幅に減少する）ことにより、換気用空気の温度が上昇するため筐体内の温度が上昇して、補機類やパワーコンディショナーが高温に曝される虞がある。また、特許文献２では、モジュールにより加熱された換気用空気が排熱回収システムの熱交換器により貯湯水に回収されることにより、筐体内部の温度上昇を防止する構造となっているが、換気用空気の流れにおいて、モジュールが熱交換器の上流に位置するため、換気用空気量が大幅に減少すると、モジュールの除熱が良好に機能しないことが想定され、モジュールからの熱により、仕切板を通して、補機類及びパワーコンディショナーの温度が上昇し、これらの動作に影響を与える虞がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、筐体内の補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることを防止できる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】
【０００６】
本発明に係る燃料電池システムは、水素含有ガスを用いて発電を行うセルスタックを含む発電部と、発電部を支持する支持体と、発電部と支持体とを少なくとも収容する筐体と、を備え、支持体は、発電部からの熱を断熱すると共に、内部に流路を有し、流路は、一方で筐体の内部空間に向けて開口する開口部を形成し、他方で当該流路内の空気を吸引する吸引部と接続されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムによれば、支持体（中空台座）は、発電部からの熱を断熱すると共に、内部に流路を有している。また、その流路は、一方で筐体の内部空間に向けて開口する開口部を形成し、他方で当該流路内の空気を吸引する吸引部と接続されている。従って、吸引部が空気を吸引することにより、筐体の内部空間の空気は、支持体の開口部から流路内に吸引され、当該流路を通過して吸引部に吸引される。これにより、筐体内の空気が発電部からの熱で温められる場合であっても、支持体を介して吸引部で吸引することで、筐体の内部空間から温められた空気を除去することができる。また、支持体は発電部からの熱を断熱する機能を有する。支持体は、筐体内において、熱を発生する発電部が配置されている領域と、他の領域とを当該支持体を介して熱的に分離することが可能となる。これによって、発電部が配置される領域と、補機やパワーコンディショナー等が配置される領域とを、熱的に分離することが可能となる。以上によって、筐体内の補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることを防止できる。
【０００８】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、流路は、支持体内に形成された内部空間によって構成されることが好ましい。支持体内に形成された内部空間は、空気層を構成することによって、断熱層としても機能することができる。これによって、断熱材などを用いなくとも、支持体の流路自体を断熱層として機能させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、発電部で発電を行うための周辺機器としての補機と、発電部で発電した電力を調整する、又は発電部の動作を制御する制御部と、を筐体内に更に備え、支持体は、発電部と、補機及び制御部との間に配置され、支持体は、発電部側に向けて開口する開口部と、補機及び制御部側に向けて開口する開口部と、を有することが好ましい。このような配置によって、支持体は、発電部が配置される領域と、補機及び制御部が配置される領域とを、熱的に分離することができる。また、発電部側に向けて開口する開口部は、発電部から発生した熱で温められた空気を効率よく吸引することができる。更に、補機及び制御部側に向けて開口する開口部は、補機や制御部にて発生した熱で温められた空気も効率よく吸引することができる。これによって、筐体内の補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることを効率よく防止することができる。
【００１０】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、吸引部は、吸引した空気をセルスタックのカソードへ供給することが好ましい。このように、筐体内の熱で温められた空気を発電に用いることにより、筐体内から除去した熱を有効に利用することができる。
【００１１】
また、本発明に係る燃料電池システムにおいて、吸引部は、吸引した空気を筐体の外部へ出すことが好ましい。このように筐体内から除去した熱を外部へ出すことで、筐体内が高温になることを効率的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、筐体内の補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムを示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの要部を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る中空台座の斜視図である。
【図４】中空台座の内部構成の例を示す断面図である。
【図５】変形例の係る中空台座を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムを示す概略ブロック図である。図１に示すように、燃料電池システム１は、脱硫部２と、水気化部３と、水素発生部４と、セルスタック５と、オフガス燃焼部６と、水素含有燃料供給部７と、水供給部８と、酸化剤供給部９と、パワーコンディショナー１０と、制御部１１と、を備えている。
【００１６】
燃料電池システム１は、水素含有燃料及び酸化剤を用いて、セルスタック５にて発電を行う。燃料電池システム１におけるセルスタック５の種類は特に限定されず、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer  Electrolyte  Fuel  Cell）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Solid  Oxide  Fuel  Cell）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric  Acid  Fuel  Cell）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ：Molten  Carbonate  Fuel  Cell）、及び、その他の種類を採用することができる。なお、セルスタック５の種類、水素含有燃料の種類、及び改質方式等に応じて、図１に示す構成要素を適宜省略してもよい。
【００１７】
水素含有燃料として、例えば、炭化水素系燃料が用いられる。炭化水素系燃料として、分子中に炭素と水素とを含む化合物（酸素等、他の元素を含んでいてもよい）若しくはそれらの混合物が用いられる。炭化水素系燃料として、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、バイオ燃料が挙げられ、これらの炭化水素系燃料は従来の石油・石炭等の化石燃料由来のもの、合成ガス等の合成系燃料由来のもの、バイオマス由来のものを適宜用いることができる。具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、タウンガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油が挙げられる。アルコール類として、メタノール、エタノールが挙げられる。エーテル類として、ジメチルエーテルが挙げられる。バイオ燃料として、バイオガス、バイオエタノール、バイオディーゼル、バイオジェットが挙げられる。
【００１８】
酸化剤として、例えば、空気、純酸素ガス（通常の除去手法で除去が困難な不純物を含んでもよい）、酸素富化空気が用いられる。
【００１９】
脱硫部２は、水素発生部４に供給される水素含有燃料の脱硫を行う。脱硫部２は、水素含有燃料に含有される硫黄化合物を除去するための脱硫触媒を有している。脱硫部２の脱硫方式として、例えば、硫黄化合物を吸着して除去する吸着脱硫方式や、硫黄化合物を水素と反応させて除去する水素化脱硫方式が採用される。脱硫部２は、脱硫した水素含有燃料を水素発生部４へ供給する。
【００２０】
水気化部（水気化器）３は、水を加熱し気化させることによって、水素発生部４に供給される水蒸気を生成する。水気化部３における水の加熱は、例えば、水素発生部４の熱、オフガス燃焼部６の熱、あるいは排ガスの熱を回収する等、燃料電池システム１内で発生した熱を用いてもよい。また、別途ヒータ、バーナ等の他熱源を用いて水を加熱してもよい。なお、図１では、一例としてオフガス燃焼部６から水素発生部４へ供給される熱のみ記載されているが、これに限定されない。水気化部３は、生成した水蒸気を水素発生部４へ供給する。
【００２１】
水素発生部４は、脱硫部２からの水素含有燃料を用いて水素リッチガス（水素含有ガス）を発生させる。水素発生部４は、水素含有燃料を改質触媒によって改質する改質器を有している。水素発生部４での改質方式は、特に限定されず、例えば、水蒸気改質、部分酸化改質、自己熱改質、その他の改質方式を採用できる。なお、水素発生部４は、セルスタック５に要求される水素リッチガスの性状によって、改質触媒により改質する改質器の他に性状を調整するための構成を有する場合もある。例えば、セルスタック５のタイプが固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）やリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）であった場合、水素発生部４は、水素リッチガス中の一酸化炭素を除去するための構成（例えば、シフト反応部、選択酸化反応部）を有する。水素発生部４は、水素リッチガスをセルスタック５のアノード１２へ供給する。
【００２２】
セルスタック５は、水素発生部４からの水素リッチガス及び酸化剤供給部９からの酸化剤を用いて発電を行う。セルスタック５は、水素リッチガスが供給されるアノード１２と、酸化剤が供給されるカソード１３と、アノード１２とカソード１３との間に配置される電解質１４と、を備えている。セルスタック５は、パワーコンディショナー１０を介して、電力を外部へ供給する。セルスタック５は、発電に用いられなかった水素リッチガス及び酸化剤をオフガスとして、オフガス燃焼部６へ供給する。なお、水素発生部４が備えている燃焼部（例えば、改質器を加熱する燃焼器など）をオフガス燃焼部６と共用してもよい。
【００２３】
オフガス燃焼部６は、セルスタック５から供給されるオフガスを燃焼させる。オフガス燃焼部６によって発生する熱は、水素発生部４へ供給され、水素発生部４での水素リッチガスの発生に用いられる。
【００２４】
水素含有燃料供給部７は、脱硫部２へ水素含有燃料を供給する。水供給部８は、水気化部３へ水を供給する。酸化剤供給部９は、セルスタック５のカソード１３へ酸化剤を供給する。水素含有燃料供給部７、水供給部８、及び酸化剤供給部９は、例えばポンプによって構成されており、制御部１１からの制御信号に基づいて駆動する。
【００２５】
パワーコンディショナー１０は、セルスタック５からの電力を、外部での電力使用状態に合わせて調整する。パワーコンディショナー１０は、例えば、電圧を変換する処理や、直流電力を交流電力へ変換する処理を行う。
【００２６】
制御部１１は、燃料電池システム１全体の制御処理を行う。制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及び入出力インターフェイスを含んで構成されたデバイスによって構成される。制御部１１は、水素含有燃料供給部７、水供給部８、酸化剤供給部９、パワーコンディショナー１０、その他、図示されないセンサや補機と電気的に接続されている。制御部１１は、燃料電池システム１内で発生する各種信号を取得すると共に、燃料電池システム１内の各機器へ制御信号を出力する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの要部を示す概略ブロック図である。図２に示すように、燃料電池システム１は、発電部２１と、上記パワーコンディショナー１０と、補機モジュール２２と、中空台座（支持体）５０と、ブロワ（吸引部）２６と、を含み、これらが筐体２３内に画設されるよう気密に収容されている。
【００２８】
発電部２１は、発電を行うモジュールであり、上記脱硫部２、上記水気化部３、上記水素発生部４、上記セルスタック５、上記オフガス燃焼部６を少なくとも有している。この発電部２１は、箱体２１ａに収容されてモジュール化されている。
【００２９】
パワーコンディショナー１０は、上述したように、発電部２１のセルスタック５で発電した電力を調整するものである。パワーコンディショナー１０は、発電部２１の動作を制御する上記制御部１１としての制御基盤を有している。このパワーコンディショナー１０は、発電部２１と同様に、箱体１０ａに収容されてモジュール化されていてよい（されていなくともよい）。補機モジュール２２は、発電部で発電を行うための周辺機器である。この補機モジュール２２は、発電部２１及びパワーコンディショナー１０と同様に、箱体２２ａに収容されてモジュール化されていてよい（されていなくともよい）。
【００３０】
中空台座５０は、発電部２１を載置して支持するための台座として機能する。筐体２３内において、下側の領域にパワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２が配置され、当該パワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２の上側に中空台座５０が配置され、当該中空台座５０の上に発電部２１が配置される。これによって、中空台座５０は、発電部２１と、パワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２と、の間に配置される。
【００３１】
本実施形態における中空台座５０は、発電部２１からの熱を断熱する断熱部として機能する。すなわち、中空台座５０は、発電部２１と、パワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２と、の間を断熱して熱的に分離することにより、発電部２１で生じた熱によってパワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２が高温に晒されることを防止する。また、中空台座５０は、空気が流れる流路５１を有している。この流路５１は、筐体２３の内部空間２３ａに向けて開口する開口部５２を形成している。また、流路５１は、ブロワ２６へ向かって延びる接続配管２７を介してブロワ２６と接続されている。これにより、流路５１は、一方で開口部５２を形成し、他方でブロワ２６と接続される構成となる。ブロワ２６の吸引作用によって、筐体２３の内部空間２３ａ内の空気が、開口部５２から中空台座５０の流路５１へ流れ込み、当該空気は流路５１を流れてブロワ２６に吸引される。
【００３２】
ブロワ２６は、吸引した空気を筐体２３の外部へ出すための、排気ラインＬ１に接続されている。この排気ラインＬ１は、発電に伴って発生する発電部２１からの排ガスを排気する排ガスラインＬ２と合流し、排気管３１と接続されている。このように、ブロワ２６からの空気の排出経路を、システムの排ガス経路と共用することができる。ただし、排気ラインＬ１と排ガスラインＬ２は、合流せず、それぞれの管から排気されてもよい。なお、図２に示す実施形態では、熱交換効率を上げるため、排気管３１の周りを給気管３２で取り囲む構成とされているが、これに限定されず、別々の管として設けられていてもよい。あるいは、ブロワ２６は、排気ラインＬ１に代えて、吸引した空気をセルスタック５のカソード１３へ供給するための、供給ラインＬ３に接続されていてもよい。これによって、ブロワ２６を酸化剤供給部９として機能させることができる。あるいは、排気ラインＬ１と供給ラインＬ３を両方備え、いずれか一方のラインに切り替え可能にしてもよい。
【００３３】
次に、図３及び図４を参照して、中空台座５０の具体的な構成について説明する。中空台座５０は、扁平な直方体形状をなした中空の箱体であって、上壁５０ａ、下壁５０ｂ、側壁５０ｃ,５０ｄ、端壁５０ｅ,５０ｆを有している。上壁５０ａの上面に発電部２１が載置される。
【００３４】
上壁５０ａと側壁５０ｃとの間の角部に開口部５２が二つ形成されている。上壁５０ａと側壁５０ｄとの間の角部に開口部５２が二つ形成されている。下壁５０ｂと側壁５０ｃとの間の角部に開口部５２が二つ形成されている。下壁５０ｂと側壁５０ｄとの間の角部に開口部５２が二つ形成されている。端壁５０ｅには、開口部５３が形成され、当該開口部５３は、ブロワ２６に向かって延びる接続配管２７と接続されている。これらの開口部５２,５３は、中空台座５０内部の流路５１と接続されている。開口部５２は、筐体２３の内部空間２３ａの空気を中空台座５０内の流路５１へ引き込む吸気口として機能する。上壁５０ａ側の開口部５２は、筐体２３の内部空間２３ａのうち発電部２１が配置されている上側の領域に向けて開口しており、発電部２１に塞がれない位置に形成されている。下壁５０ｂ側の開口部５２は、筐体２３の内部空間２３ａのうちパワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２が配置されている下側の領域に向けて開口しており、パワーコンディショナー１０及び補機モジュール２２などに塞がれない位置に形成されている。開口部５３は、流路５１内の空気をブロワ２６側へ排出する排気口として機能する。
【００３５】
中空台座５０は、流路５１を有すると共に、断熱機能を有するものであれば構成は特に限定されず、種々の構成を採用することができる。例えば、図４（ａ）では、中空台座５０は、内部が完全に空洞とされ、内部空間６１が形成されている。すなわち、中空台座５０内部には、上壁５０ａ、下壁５０ｂ、側壁５０ｃ,５０ｄ、端壁５０ｅ,５０ｆで囲まれ内部空間６１が形成される。筐体２３内の空気は、開口部５２から吸引されて内部空間６１へ流入し、当該内部空間６１を通過して開口部５３を介してブロワ２６に吸引される。このように、内部空間６１は、流路５１として機能する。また、内部空間６１は、空気層を形成することによって、断熱層としても機能する。
【００３６】
また、図４（ｂ）の例では、中空台座５０は、内部空間を仕切る隔壁７１,７２によって、複数層の内部空間６２,６３,６４を有している。中空台座５０内部には、上壁５０ａ、側壁５０ｃ,５０ｄ、端壁５０ｅ,５０ｆ、隔壁７１で囲まれる内部空間６２と、下壁５０ｂ、側壁５０ｃ,５０ｄ、端壁５０ｅ,５０ｆ、隔壁７２で囲まれる内部空間６３と、側壁５０ｃ,５０ｄ、端壁５０ｅ,５０ｆ、隔壁７２,７３で囲まれる内部空間６４と、が形成されている。筐体２３内の空気は、上壁５０ａの開口部５２から吸引されて内部空間６２へ流入し、当該内部空間６２を通過して、当該内部空間６２と連通している開口部５３を介してブロワ２６に吸引される。また、筐体２３内の空気は、下壁５０ｂの開口部５２から吸引されて内部空間６３へ流入し、当該内部空間６３を通過して、当該内部空間６３と連通している開口部５３を介してブロワ２６に吸引される。このように、内部空間６２,６３は、流路５１として機能する。また、内部空間６２,６３,６４は、空気層を形成することによって、断熱層としても機能する。なお、図４（ｂ）の例は三層であるが、二層でもよく、四層以上でもよい。また、内部空間６２,６３のそれぞれに対してブロワ２６用の開口部５３が形成されているが、各隔壁７１,７２に貫通孔を設けることで各内部空間６２,６３,６４を連通し、開口部５３を一つとしてもよい。
【００３７】
また、図４（ｃ）の例では、中空台座５０は、内部に断熱材６６が充填されると共に、各開口部５２とブロワ２６用の開口部５３を連通する流路５１が形成されている。例えば、各開口部５２とブロワ２６用の開口部５３を連通する管を中空台座５０の内部空間に設け、その他の空間に断熱材６６を充填する。筐体２３内の空気は、開口部５２から吸引されて流路５１へ流入し、当該流路５１を通過して開口部５３を介してブロワ２６に吸引される。また、断熱材６６が充填されることにより、中空台座５０は断熱機能を備える。
【００３８】
次に、本実施形態に係る燃料電池システム１の作用・効果について説明する。
【００３９】
従来の燃料電池システムでは、発熱体である発電部からの熱により、当該発電部の支持用の台座の下部に設置されていた補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることで、誤作動や故障の可能性があった。これを防止するために、例えば、（パソコンのケースのように）燃料電池システムの筐体にガラリ等を設け、更にはファンを設置することで外気との給排気を行うことにより、筐体内部の温度上昇を防止する構造が考えられる。しかしながら、このような構造にあっては、筐体自体の気密性を保とうとした場合に、外気との給排気が出来なくなる（あるいは、換気量が大幅に減少する）ことにより、筐体内の温度上昇し、補機やパワーコンディショナーが高温に晒されてしまう。
【００４０】
また、モジュールの燃焼排ガス出口及び排気孔の手前に排熱回収用の熱交換器が設けられる場合もある。このような構造により、モジュールにより加熱された換気用空気が排熱回収システムの熱交換器により貯湯水に回収されることで、筐体内部の温度上昇を防止することができる。しかしながら、このような構造では、換気用空気の流れにおいて、モジュールが熱交換器の上流に位置するため、換気用空気量が大幅に減少すると、モジュールの除熱が良好に機能しないことが想定され、モジュールからの熱により、筐体の上部と下部を仕切る仕切板を通して、補機類及びパワーコンディショナーの温度が上昇し、これらの動作に影響を与える虞がある。
【００４１】
本実施形態に係る燃料電池システム１によれば、中空台座５０は、発電部２１からの熱を断熱すると共に、内部に流路５１を有している。また、その流路５１は、一方で筐体２３の内部空間２３ａに向けて開口する開口部５２を形成し、他方で当該流路５１内の空気を吸引するブロワ２６と接続されている。従って、ブロワ２６が空気を吸引することにより、筐体２３の内部空間２３ａの空気は、中空台座５０の開口部５２から流路５１内に吸引され、当該流路５１を通過してブロワ２６に吸引される。これにより、筐体２３内の空気が発電部２１からの熱で温められる場合であっても、中空台座５０を介してブロワ２６で吸引することで、筐体２３の内部空間２３ａから温められた空気を除去することができる。また、中空台座５０は発電部２１からの熱を断熱する機能を有する。中空台座５０は、筐体２３内において、熱を発生する発電部２１が配置されている領域（本実施形態では、中空台座５０より上側の領域）と、他の領域（本実施形態では、中空台座５０より下側の領域）とを当該中空台座５０を介して熱的に分離することが可能となる。これによって、発電部２１が配置される領域と、補機モジュール２２内の補機やパワーコンディショナー１０等が配置される領域とを、熱的に分離することが可能となる。以上によって、筐体２３内の補機モジュール２２内の補機やパワーコンディショナー１０等が高温に晒されることを防止できる。また、本実施形態に係る燃料電池システム１は、上述のような筐体にガラリ等やファンなどを設けて給排気する構成とは異なり、筐体内の気密性を確保しつつも、効率よく補機やパワーコンディショナー等が高温に晒されることを防止できる。
【００４２】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１において、流路５１は、中空台座５０内に形成された内部空間６１,６２,６３によって構成されることが好ましい。中空台座５０内に形成された内部空間６１,６２,６３は、空気層を構成することによって、断熱層としても機能することができる。これによって、断熱材などを用いなくとも、中空台座５０の流路５１自体を断熱層として機能させることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１において、中空台座５０は、発電部２１と、補機モジュール２２及びパワーコンディショナー１０との間に配置され、中空台座５０は、発電部２１側（すなわち上方）に向けて開口する開口部５２と、補機モジュール２２及びパワーコンディショナー１０側（すなわち下方）に向けて開口する開口部５２と、を有する。このような配置によって、中空台座５０は、発電部２１が配置される領域（中空台座５０より上側の領域）と、補機や制御部が配置される領域（中空台座５０より下側の領域）とを、熱的に分離することができる。また、発電部２１側に向けて開口する開口部５２は、発電部２１から発生した熱で温められた空気を効率よく吸引することができる。更に、補機モジュール２２及びパワーコンディショナー１０側に向けて開口する開口部５２は、補機モジュール２２やパワーコンディショナー１０にて発生した熱で温められた空気を効率よく吸引することができる。これによって、筐体２３内の補機モジュール２２内の補機やパワーコンディショナー１０等が高温に晒されることを効率よく防止することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１において、ブロワ２６は、供給ラインＬ３に接続されていた場合、吸引した空気をセルスタック５のカソード１３へ供給することができる。このように、筐体２３内の熱で温められた空気を発電に用いることにより、筐体２３内から除去した熱を有効に利用することができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１において、ブロワ２６は、排気ラインＬ１に接続されていた場合、吸引した空気を筐体２３の外部へ出すことができる。このように筐体２３内から除去した熱を外部へ出すことで、筐体２３内が高温になることを効率的に防止することができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００４７】
例えば、上述の実施形態では、上壁５０ａの角部と下壁５０ｂの角部に矩形状の開口部５２が各角部に二つずつ形成されているが、開口部５２の位置、形状、数量は限定されない。また、上壁５０ａ、下壁５０ｂのいずれか一方のみに形成されていてもよい。また、上壁５０ａ、下壁５０ｂに限らず（または、上壁５０ａや下壁５０ｂに加えて）、他の壁部に形成されていてもよい。例えば、図５に示す中空台座１５０のように、側壁１５０ｃ,１５０ｄ、端壁１５０ｆに開口部１５２が形成され（なお、これらの壁部のうち、一部にのみ開口部が形成されていてもよい）、当該開口部１５２から筐体２３内の空気を吸引してもよい。このとき、開口部１５２は、発電部２１が配置される上側の領域、及び補機モジュール２２等が配置される下側の領域の両方から空気を吸引することができる。
【００４８】
また、上述の実施形態では、発電部２１の支持体として、扁平な直方体状の中空台座を例示したが、これに限られず、流路及び開口部を有し、断熱機能を有するものであれば、あらゆる形状のものを採用してよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…燃料電池モジュール、５…セルスタック、１０…パワーコンディショナー（制御部）、１１…制御部、２１…発電部、２２…補機モジュール（補機）、２３…筐体、２３ａ…（筐体の内部空間）２６…ブロワ（吸引部）、５０…中空台座（支持体）、５１…流路、５２,１５２…開口部、６１,６２,６３…内部空間（流路）。
【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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