(57)【要約】      （修正有）【課題】断熱材を撥水性のフィルターで覆った際に生じる結露水による周囲部材への被水の問題を解消できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】酸化剤ガスと燃料ガスとを供給して発電反応を生じる燃料電池セルは、ケーシングと、断熱材と、筐体と、を備え、断熱材はヒュームドシリカを含有する断熱材を備えている。断熱材の外表面は蒸気は透過するが、水は透過させない撥水性のフィルターで覆われている。筐体とフィルターとの間で生じた結露水を受けるトレーを有し、トレーはケーシングの底面側を載せるよう配置され、結露水を溜めるように囲う隔壁と、隔壁の内側の範囲に設けられ結露水を排出する排水口と、を備えている。トレーと底面側のフィルターとの間には、排水口を含み、結露水が落下する範囲には毛細管現象を用いた結露水回収部が配置され、結露水回収部はトレーの隔壁に乗り上げるよう配置されている。【選択図】図１２
2014191972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化剤ガスと燃料ガスとを供給して発電反応を生じる燃料電池セルと、セルを内包するケーシングと、ケーシング内包するよう配設された断熱材と、前記ケーシング及び断熱材を内包する筐体と、を備えた燃料電池システムにおいて、
前記断熱材はヒュームドシリカを含有する断熱材であり、
前記断熱材の外表面は断熱材側からの蒸気は透過し、外側からの水は透過させない撥水性のフィルターで全体を覆われており、
前記筐体と前記撥水性のフィルターとの間で生じた結露水の落下を受けるトレーを有し、
前記トレーは前記ケーシングの底面側を載せるよう配置され、かつ、結露水を溜めるよう結露水の落下する範囲よりも広い範囲を囲う隔壁と、当該隔壁の内側の範囲に設けられ、結露水を排出する排水口と、を備え、
前記トレーと底面側の前記フィルターとの間には、前記排水口を含み、結露水の落下が生じる範囲に渡って配置された、毛細管現象を生じさせる結露水回収部が配置され、
前記結露水回収部は前記トレーの隔壁に乗り上げるよう配置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】
前記結露水回収部は、前記排水口に入り込むよう配置された、結露水の前記排水口からの排出を促進する結露水排出促進部を有することを特徴とする請求項１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、燃料ガスと酸化剤ガスにより発電を行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池セルから出る熱を保温するようケーシングの内側に断熱材を配置することで、燃料電池システム全体の燃料利用効率を向上させた燃料電池システムが知られている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８−１６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料利用効率の向上を目的として保温効果を高めることを考えた場合、断熱材の厚みを増せば保温効果が高まるが、厚みを増した分燃料電池システムが大型化してしまう。大型化してしまうと断熱材の外表面積が大きくなり、放熱量も増えてしまうので、期待する断熱性能を達成するためには放熱量を考慮してさらに厚みを増す必要もある。しかし燃料電池は設置面積を小さくしたいという要望があるため、断熱材の厚みを増すことにも限界があった。
そこで、薄くても断熱性能がよいヒュームドシリカという断熱材を用いることが考えられる。ヒュームドシリカは、熱伝導率が０．０２５Ｗ／ｍＫ（３００℃）程度であり、一般的なセラミックファイバー系断熱材（熱伝導率：０．０８Ｗ／ｍＫ（４００℃）と比較しても非常に断熱性能が高い。したがって、断熱材を薄型化することができ、さらに一般的なセラミックファイバー系断熱材に比べて容積が少なくて済むことから、表面積を小さくでき、放熱ロスを抑制できるなど、高効率化に寄与することができる。
【０００５】
しかし、ヒュームドシリカは親水性が強いというもう一つの特徴があり、外気に晒しておくだけで内部に水分を蓄えてしまう。燃料電池では運転中と運転停止中とで７００℃近くの高温と常温を繰り返すため、内部に蓄えた水分は、高温環境下では気化してヒュームドシリカ断熱材外部に放出され、常温環境化に遷移するにつれて再び内部に水分を蓄えていくというサイクルを繰り返すこととなる。断熱材外部に放出された水蒸気は、断熱材を覆い、外気温と接している筐体により冷やされ、断熱材表面で結露する。結露した際、ヒュームドシリカ断熱材の外表面に水が接触してしまうと、水と接触した表面が侵食されてヒュームドシリカ断熱材の厚みが薄くなり、断熱性能が低下してしまうことが懸念される。
これを解決するため、断熱材表面に撥水性を持ち水蒸気を透過するフィルターを配置する事により、結露水は断熱材を侵食する事が無く、筐体とフィルターの間に設けた隙間を通り、下方に落下させる手段が考えられる。その場合、落下させた結露水は周囲の部材に被水すると腐食の原因となってしまうため、結露水を集約して排出するよう、排水口を有するトレーを燃料電池システムの下方に敷く必要があるが、底面側の断熱材を覆う撥水性のフィルターによって排水口に向かって流れる結露水の流れが阻害され、排水を阻害された結露水が溜まり、トレーから結露水が溢れ、周囲の部材に被水することがあるという新たな知見を見つけた。
そこで本発明では、燃料電池システムの断熱材を撥水性のフィルターで覆った際に生じる結露水による周囲の部材への被水の問題を解消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】
第一の発明においては、酸化剤ガスと燃料ガスとを供給して発電反応を生じる燃料電池セルと、セルを内包するケーシングと、ケーシング内包するよう配設された断熱材と、前記ケーシング及び断熱材を内包する筐体と、を備えた燃料電池システムにおいて、前記断熱材はヒュームドシリカを含有する断熱材であり、前記断熱材の外表面は断熱材側からの蒸気は透過し、外側からの水は透過させない撥水性のフィルターで全体を覆われており、前記筐体と前記撥水性のフィルターとの間で生じた結露水の落下を受けるトレーを有し、前記トレーは前記ケーシングの底面側を載せるよう配置され、かつ、結露水を溜めるよう結露水の落下する範囲よりも広い範囲を囲う隔壁と、当該隔壁の内側の範囲に設けられ結露水を排出する排水口と、を備え、前記トレーと底面側の前記フィルターとの間には、前記排水口を含み、結露水の落下が生じる範囲に渡って配置された、毛細管現象を生じさせる結露水回収部が配置され、前記結露水回収部は前記トレーの隔壁に乗り上げるよう配置されていることを特徴とする。
【０００７】
こうすることにより、トレーで捕獲された結露水は結露水回収部の毛細管現象によってトレーの隔壁に乗り上げた部分に分散し、蒸発する。また、底面側の断熱材から放出された水分についても同様に毛細管現象によってトレーの隔壁に乗り上げた部分に分散し、蒸発するため、断熱材が保有する水分を効果的に外部に排出することができる。それによって、底面側の撥水性フィルターとトレーとで挟まれた隙間に水分が溜まり、断熱材が保有する水分が外に出て行けずに断熱材と撥水性フィルターとの間で結露し、断熱材が腐食してしまうようなことも抑制することができる。さらに、結露回収部が蓄えている結露水の量が多くなり蒸発が追いつかなくなった場合には毛細管現象に抗って自重で結露水が下降し、排水口からも排出されるため、結露水が多くなっても、結露水による周囲の部材への被水を防止することができる。
【０００８】
本発明においてより好ましくは、結露水回収部は、前記排水口に入り込むよう配置された、結露水の前記排水口からの排出を促進する結露水排出促進部を有することを特徴とする。
【０００９】
こうすることにより、結露水が結露水排出促進部で垂れ落ち排水口から排出されやすくなるため、結露水の排水口からの排出を促進し、より確実に結露水による周囲の部材への被水を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料電池システムの断熱材を撥水性のフィルターで覆った際に生じる結露水による周囲の部材への被水の問題を解消できる燃料電池システムを提供することができる燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における燃料電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の中央近傍における断面図であって、図１のＡ方向から見た断面を示す断面図である。
【図３】図１の中央近傍における断面図であって、図１のＢ方向から見た断面を示す断面図である。
【図４】図１のケーシングから一部の外板を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図５】図２に相当する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。
【図６】図３に相当する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。
【図７】本実施形態に用いられる燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
【図８】本実施形態における燃料電池セルスタックの構成を示す斜視図である。
【図９】燃料電池モジュール、断熱材、フィルター、断熱材カバー、トレーの構成を示す、斜視図である。
【図１０】燃料電池システムの断面図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】図１０の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
本発明の実施形態である燃料電池モジュール（燃料電池ユニット）について、図１を参照しながら説明する。図１に示す燃料電池モジュール２は、固体電解質形燃料電池ユニットの一部を構成するものである。固体電解質形燃料電池ユニットは、燃料電池モジュール２と、補機ユニット（図示せず）とを備える。
【００１４】
図１においては、燃料電池モジュール２の高さ方向をｙ軸方向としている。このｙ軸に直交する平面に沿ってｘ軸及びｚ軸を定義し、燃料電池モジュール２の短手方向に沿った方向をｘ軸方向とし、燃料電池モジュール２の長手方向に沿った方向をｚ軸方向としている。図２以降において図中に記載しているｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は、図１におけるｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を基準としている。また、ｚ軸の負方向に沿った方向をＡ方向とし、ｘ軸の正方向に沿った方向をＢ方向としている。
【００１５】
燃料電池モジュール２は、燃料電池セル（詳細は後述する）を収容するケーシング５６と、ケーシング５６の上部に設けられている熱交換器２２とを備える。ケーシング５６の内部は密封空間となっている。ケーシング５６には、被改質ガス供給管６０と、水供給管６２とが繋げられている。一方、熱交換器２２には、発電用空気導入管７４と、燃焼ガス排出管８２とが繋げられている。
【００１６】
被改質ガス供給管６０は、ケーシング５６の内部に都市ガスといった改質用の被改質ガスを供給する管路である。水供給管６２は、被改質ガスを水蒸気改質する際に用いられる水を供給する管路である。発電用空気導入管７４は、改質後の燃料ガスと発電反応を起こさせるための発電用空気（酸化剤ガス）を供給する管路である。燃焼ガス排出管８２は、発電反応後の燃料ガスを燃焼した結果生じる燃焼ガスを排出する管路である。
【００１７】
続いて、図２〜図４を参照しながら、燃料電池モジュール２の内部について説明する。図２は、燃料電池モジュール２をその中央近傍において図１のＡ方向から見た断面図である。図３は、燃料電池モジュール２をその中央近傍において図２のＢ方向から見た断面図である。図４は、図１に示す燃料電池モジュール２から燃料電池セル集合体を覆うケーシング５６の一部を取り外した状態を示す斜視図である。
【００１８】
図２〜図４に示すように、燃料電池モジュール２の燃料電池セル集合体１２は、ケーシング５６により、全体が覆われている。図４に示すように、燃料電池セル集合体１２は、全体としてＢ方向よりＡ方向の方が長いほぼ直方体形状であり、改質器２０側の上面、燃料ガスタンク６８側の下面、図４のＡ方向に沿って延びる長辺側面と、図４のＢ方向に沿って延びる短辺側面と、を備えている。
【００１９】
本実施形態の場合、水供給管６２から供給される水を蒸発させるための蒸発混合器（図に明示しない）は、改質器２０の内部に設けられている。蒸発混合器は、燃焼ガスにより加熱され、水を水蒸気にすると共に、この水蒸気と、被改質ガスである燃料ガス（都市ガス）と空気とを混合するためのものである。
【００２０】
被改質ガス供給管６０及び水供給管６２は、ケーシング５６の内部に導かれた後、共に改質器２０に繋がれている。より具体的には、図３に示すように、改質器２０の上流端である図中右側の端部に繋がれている。
【００２１】
改質器２０は、燃料電池セル集合体１２の上方に形成された燃焼室１８の更に上方に配置されている。したがって、改質器２０は、発電反応後の残余の燃料ガス及び空気による燃焼熱によって熱せられ、蒸発混合器としての役割と、改質反応を起こす改質器としての役割とを果たすように構成されている。
【００２２】
改質器２０の下流端（図３の左端）には、燃料供給管６６の上端が接続されている。この燃料供給管６６の下端側６６ａは、燃料ガスタンク６８内に入り込むように配置されている。
【００２３】
図２〜図４に示すように、燃料ガスタンク６８は、燃料電池セル集合体１２の真下に設けられている。また、燃料ガスタンク６８内に挿入された燃料供給管６６の下端側６６ａの外周には、長手方向（Ａ方向）に沿って複数の小穴（図示せず）が形成されている。改質器２０で改質された燃料ガスは、これら複数の小穴（図示せず）によって燃料ガスタンク６８内に長手方向に均一に供給されるようになっている。燃料ガスタンク６８に供給された燃料ガスは、燃料電池セル集合体１２を構成する各燃料電池セルユニット１６の内側にある燃料ガス流路（詳細は後述する）内に供給され、燃料電池セルユニット１６内を上昇して、燃焼室１８に至るようになっている。
【００２４】
続いて、発電用空気を燃料電池モジュール２の内部へ供給するための構造を、図２〜図４及び図５、図６を参照しながら説明する。図５は、図２に対応する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す図である。図は６、図３に対応する模式図であって、同様に発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す図である。これらの図に示すように、改質器２０の上方に、熱交換器２２が設けられている。熱交換器２２には、複数の燃焼ガス配管７０と、この燃焼ガス配管７０の周囲に形成された発電用空気流路７２とが設けられている。
【００２５】
熱交換器２２の上面における一端側（図３における右端）には、発電用空気導入管７４が取り付けられている。この発電用空気導入管７４により、発電用空気流量調整ユニット（図示しない）から、発電用空気が、熱交換器２２内に導入されるようになっている。
【００２６】
熱交換器２２の上側の他端側（図３における左端）には、図２に示すように、発電用空気流路７２の出口ポート７６ａが一対形成されている。この出口ポート７６ａは、一対の連絡流路７６につながっている。さらに、燃料電池モジュール２のケーシング５６の幅方向（Ｂ方向：短辺側面方向）の両側の外側には、発電用空気供給路７７が形成されている。
【００２７】
したがって、発電用空気供給路７７には、発電用空気流路７２の出口ポート７６ａ及び連絡流路７６から、発電用空気が供給されるようになっている。この発電用空気供給路７７は、燃料電池セル集合体１２の長手方向に沿って形成されている。さらに、その下方側であり且つ燃料電池セル集合体１２の下方側に対応する位置に、発電室１０内の燃料電池セル集合体１２の各燃料電池セルユニット１６に向けて発電用空気を吹き出すための複数の吹出口７８ａ，７８ｂが形成されている。これらの吹出口７８ａ，７８ｂから吹き出された発電用空気は、各燃料電池セルユニット１６の外側に沿って、下方から上方へ流れるようになっている。
【００２８】
続いて、燃料ガスと発電用空気とが燃焼して生成される燃焼ガスを排出するための構造を説明する。燃料電池セルユニット１６の上方にある燃焼室１８では、発電反応に使用されなかった燃料ガスと発電用空気とが燃焼することで、燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、燃焼室１８内を上昇し、整流板２１に至る。整流板２１には、図６に示すように、開口２１ａが設けられており、開口２１ａ内に燃焼ガスが導かれる。この開口２１ａを通った燃焼ガスは、熱交換器２２の他端側に至る。熱交換器２２内には、燃焼ガスを排出するための複数の燃焼ガス配管７０（燃焼ガス流路）が設けられている。これらの燃焼ガス配管７０の下流端側には、燃焼ガス排出管８２が接続され、燃焼ガスが外部に排出されるようになっている。
【００２９】
続いて、図７を参照しながら燃料電池セルユニット１６について説明する。図７は、本実施形態の燃料電池セルユニット１６を示す部分断面図である。
【００３０】
図７に示すように、燃料電池セルユニット１６は、燃料電池セル８４と、この燃料電池セル８４の上下方向端部にそれぞれ接続された内側電極端子８６とを備えている。
【００３１】
燃料電池セル８４は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路８８を形成する円筒形の内側電極層９０と、円筒形の外側電極層９２と、内側電極層９０と外側電極層９２との間にある電解質層９４とを備えている。この内側電極層９０は、燃料ガスが通過する燃料極であり、（−）極となり、一方、外側電極層９２は、空気と接触する空気極であり、（＋）極となっている。
【００３２】
燃料電池セルユニット１６の上端側と下端側に取り付けられた内側電極端子８６は、同一構造であるため、ここでは、上端側に取り付けられた内側電極端子８６について具体的に説明する。内側電極層９０の上部９０ａは、電解質層９４と外側電極層９２に対して露出された外周面９０ｂと上端面９０ｃとを備えている。内側電極端子８６は、導電性のシール材９６を介して内側電極層９０の外周面９０ｂと接続され、さらに、内側電極層９０の上端面９０ｃとは直接接触することにより、内側電極層９０と電気的に接続されている。内側電極端子８６の中心部には、内側電極層９０の燃料ガス流路８８と連通する燃料ガス流路９８が形成されている。
【００３３】
内側電極層９０は、例えば、Ｎｉと、ＣａやＹ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Ｎｉと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Ｎｉと、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレードとの混合体、の少なくとも一種から形成される。
【００３４】
電解質層９４は、例えば、Ｙ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Ｓｒ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。
【００３５】
外側電極層９２は、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀、などの少なくとも一種から形成される。
【００３６】
続いて、図８を参照しながら燃料電池セルスタック１４について説明する。図８は、本発実施形態の燃料電池セルスタック１４を示す斜視図である。
【００３７】
図８に示すように、燃料電池セルスタック１４は、１６本の燃料電池セルユニット１６を備え、これらの燃料電池セルユニット１６の下端側及び上端側が、それぞれ、セラミック製の燃料ガスタンク上板６８ａ及び上支持板１００により支持されている。これらの燃料ガスタンク上板６８ａ及び上支持板１００には、内側電極端子８６が貫通可能な貫通穴がそれぞれ形成されている。
【００３８】
さらに、燃料電池セルユニット１６には、集電体１０２及び外部端子１０４が取り付けられている。この集電体１０２は、燃料極である内側電極層９０に取り付けられた内側電極端子８６と、隣接する燃料電池セルユニット１６の空気極である外側電極層９２の外周面とを電気的に接続するものである。
【００３９】
さらに、燃料電池セルスタック１４の端に位置する２個の燃料電池セルユニット１６の上側端及び下側端の内側電極端子８６には、それぞれ外部端子１０４が接続されている。これらの外部端子１０４は、隣接する燃料電池セルスタック１４の端にある燃料電池セルユニット１６の外部端子１０４に接続され、１６０本の燃料電池セルユニット１６の全てが直列接続されるようになっている。
【００４０】
続いて、図９を参照して断熱材の構造についてさらに説明する。図９は、図１の燃料電池モジュール２を覆う断熱材２００、燃料電池モジュール２及び断熱材を内包する筐体２０４の構造を模式的に示した斜視図である。
【００４１】
燃料電池モジュール２には、その上下、左右、正背面の６面全面にヒュームドシリカを用いた断熱材２００が配置されている。
更に、各断熱材２００の外表面側には撥水性を持ち水蒸気を透過するフィルター２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ，２０２ｆが配置されている。
更には、上面と下面に配置されたフィルター２０２ｅ，２０２ｆの外表面側には、織布または不織布を用いた吸水性を持ったシート２１４ａ，２１４ｂが配置されている。
また、側面に配置されたフィルター２０２ａ、２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄと、上面に配置されたシート２１４ａは金属製の筐体２０４で覆われる。筐体２０４筐体２０４の上面には水蒸気を放出するための開口２１６が設けられている。開口２１６の個数は必要に応じて設定されればよく、本実施例では複数個としている。
【００４２】
図１０は図９のＹ−Ｚ断面図であり、図１１、図１２は図１０の一部を拡大した拡大図である。図１１、図１２に示すように筐体２０４と側面に配置されたフィルター２０２ｄとの間には隙間が設けられている。他の側面に配置されたフィルター２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃも同様に筐体２０４との間には隙間が設けられている。図１１、図１２では模式的に筐体２０４とフィルター２０２ｄとの間を広く描いているがフィルター２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄは不織布で凹凸があり、筐体２０４と接触していても隙間が生じる構成となっている。
【００４３】
下面に配置されたシート２１４ｂの表面側には、金属製のトレー２０６が配置されている。トレー２０６は図９に示すように、底面の周囲４辺が折り曲げられて立ち上がり、結露水が落下する範囲を囲う周壁から成る箱形になっており、周壁の内側の範囲にある底面には結露水配水管２０８が設けられている。
図１０に示すように、トレー２０６の周壁の内側に筐体２０４が収まり、シート２１４ｂは、トレー２０６と筐体２０４の間に挟まれ、トレー２０６の周壁の高さよりも高い位置にはみ出す寸法関係となっている。
【００４４】
断熱材２００は、燃料電池セル集合体１２での発電反応の際、発生する熱と、使用されなかった燃料ガスと発電用空気とが燃焼することで発生する燃焼ガスの熱が燃料電池モジュール２の表面から外部へ逃げる事を防ぐ役目を果たしている、断熱材２００はヒュームドシリカで出来ており、破損しやすい為、その外側を筐体２０４で保護している。
【００４５】
ヒュームドシリカを用いた断熱材は、その性質上、空気中の水分を容易く吸着するが、燃料電池モジュール２が運転中に発生する高温の熱により、吸着された水分は水蒸気となって断熱材内部から断熱材表面に押し出される。その後、断熱材外部に放出された水蒸気は、外気温と接している筐体２０４により冷やされ、断熱材表面で結露する。ヒュームドシリカを用いた断熱材は親水性が高く、空気中の水分を吸着して内部に取り込む性質を有するが、その外表面に水がついてしまうと、水と接触した表面が侵食され厚みが薄くなり、断熱性能が低下してしまう。
この為、筐体２０４の側面については、筐体２０４と断熱材２００の間に撥水性を持ち水蒸気を透過するフィルターを配置する事により、結露水は断熱材２００を侵食する事が無く、筐体２０４とフィルターの間に設けた隙間を通り、下方に落下する。
【００４６】
しかし、筐体２０４の上面側については、側面のように結露水が下方に落下しないため、結露水が筐体２０４とフィルター２０２ｅの間で溜まることになる。これは、水蒸気を外部へ放出できないばかりでなく、断熱材２００の腐食の原因となる。そこで、図１０に示すように、筐体２０４の上面に開口２１６と、筐体２０４とフィルター２０２ｅとの間に織布または不織布を用いた吸水性を持ったシート２１４ａを配置している。こうすることで、断熱材２００から放出された水蒸気の一部は開口２１６を経由してそのまま外部に放出させることができ、残りの水蒸気は、筐体２０４で結露してシート２１４ａに吸水されて移動し、開口２１６付近で蒸発して外部へ放出させることができる。
【００４７】
次に、筐体２０４の下面についても上面と同様に、側面から落下した結露水に加え、断熱材２００から放出された水蒸気がトレー２０６で結露するため結露水がトレー２０６に溜まることになる。トレー２０６には結露水排水管２０８を設けているが、撥水性を持ったフィルターで覆われた燃料電池モジュール２がトレー２０６上に配置されているため結露水の表面張力を破壊しなければ、結露水を結露水排水管２０８まで導くことができない。このため、結露水の量が多い場合にはトレー２０６の周壁から結露水が溢れ出すことになり、燃料電池モジュール２の下に配置された補機ユニット２１２に結露水が掛かり故障の原因となる。そこで、図１０に示すように、筐体２０４とトレー２０６の間にも織布または不織布を用いた吸水性を持ったシート２１４ｂを配置している。シート２１４ｂはトレー２０６の周壁に乗り上げるよう、周壁の高さよりも高い位置にはみ出す寸法となっている。こうすることで、側面から落下した結露水とトレー２０６で発生した結露水は、シート２１４ｂに吸水され、毛細管現象によりトレー２０６の周壁の高さよりも高いはみ出した乾燥しやすい部分まで移動し、蒸発する。また、シート２１４ｂの吸水量が多くなると結露水排水管部で水滴となった結露水は自重により落下し、結露水排水管２０８を経由して外部に排水される。
【００４８】
更に、シート２１４ｂは図１２に示すように、凹形状でもよいし、先端をカットしてシート２１４ｂに穴を開けてもよいが、結露水排水管２０８内に入り込むよう配置することで、トレー２０６に溜まる結露水に対して高さが低い箇所を設けることによって、自重によって結露水が降下する方向に力が加わるため、より効率的に結露水を結露水排水管２０８から外部へ排水する結露水排出促進部として機能させることができる。
【００４９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５０】
２：燃料電池モジュール（燃料電池ユニット）
１０：発電室
１２：燃料電池セル集合体
１４：燃料電池セルスタック
１６：燃料電池セルユニット
１８：燃焼室
２０：改質器
２１：整流板
２１ａ：開口
２２：熱交換器
５６：ケーシング
６０：被改質ガス供給管
６２：水供給管
６６：燃料供給管
６６ａ：下端側
６８：燃料ガスタンク
６８ａ：燃料ガスタンク上板
７０：燃焼ガス配管（燃焼ガス流路）
７２：発電用空気流路
７４：発電用空気導入管
７６：連絡流路
７６ａ：出口ポート
７７：発電用空気供給路
７８ａ，７８ｂ：吹出口
８２：燃焼ガス排出管
８４：燃料電池セル
８６：内側電極端子
８８：燃料ガス流路
９０：内側電極層
９０ａ：上部
９０ｂ：外周面
９０ｃ：上端面
９２：外側電極層
９４：電解質層
９６：シール材
９８：燃料ガス流路
１００：上支持板
１０２：集電体
１０４：外部端子
２００：断熱材
２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ，２０２ｆ：フィルター
２０４：筐体
２０６：トレー
２０８：結露水排水管
２０９：結露水排出促進部
【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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