(57)【要約】【課題】小型コンパクトな燃料電池システムで定期的に交換する定期交換部品に加え、故障時等に交換する非定期交換部品のメンテナンス性を高める。【解決手段】純水器、脱硫器、空気フィルタ、ガスセンサなどの定期的に交換する定期交換部品９と、そうでない部品例えば故障時等に交換する非定期交換部品１０が燃料電池モジュール７と貯湯タンク８の間に配置されており、これらのメンテナンスは筐体６の特定の面１１から行うようになっている。面１１から見て手前側Ｚに定期交換部品９を置き、非定期交換部品１０が奥側Ｙに配置されている。このような構成において定期交換部品９と非定期交換部品１０の間に非定期交換部品１０の取り外しを行う脱着部１２をさらに備えることにより、故障時に交換する非定期交換部品のメンテナンス性を高める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定期的な交換が必要な定期交換部品と、故障時等に交換を要する非定期交換部品と、
前記定期交換部品と前記非定期交換部品を内部に配置し、特定の面からのメンテナンスができるように構成された筐体と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記特定の面側から見て、前記定期交換部品が手前に配置され、前記非定期交換部品が奥側に配置され、
前記非定期交換部品を取り外すための脱着部を前記定期交換部品と前記非定期交換部品の間にさらに備えた、燃料電池システム。
【請求項２】
前記脱着部は、前記定期交換部品を外した際、前記非定期交換部品の手前に現れるように構成された、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記定期交換部品は、一時的に手前側に移動できる構成を備えた、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記定期交換部品を一時的に手前に移動した後、前記非定期交換部品も一時的に手前に移動できる構成を備えた、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記定期交換部品の移動及び前記非定期交換部品の移動はスライド構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記筐体内に燃料電池モジュールと貯湯タンクを一体型で備え、
前記燃料電池モジュールは固体酸化物形燃料電池を含み、
前記定期交換部品、前記非定期交換部品及び前記脱着部は、前記燃料電池モジュール及び前記貯湯タンクの間に配置された、請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池モジュールの上部又は下部に貯湯タンクを備えた請求項１〜６のいずれか１つに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ものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用の燃料電池コージェネシステムとして固体高分子形（ＰＥＦＣ）に加えて固体酸化物形（ＳＯＦＣ）の開発も急速に行われるようになった。このＳＯＦＣは空気極（陰極）で生成した酸化物イオンが電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させるので、水素だけでなく一酸化炭素等も燃料として使用できる。そのためＰＥＦＣのようにピュアな水素を必要とせず、大掛かりな改質を伴う水素生成機などが不要となり部品点数も少なくできる。また、発電の動作温度がＰＥＦＣの６０〜８０℃に対し、６００〜８００℃と高く、これを利用し、循環水の湯温を高くでき、給湯として使用する貯湯タンクの容量もＰＥＦＣより大幅に小さくすることが可能である。いわゆる小型化、低コストである新方式として注目をあびてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、前記公報に記載された従来の燃料電池システムの構成を示すものである。図６に示すように大掛かりな水素生成機がなく、また貯湯タンク１が小型化されるため一つの筺体２内にＳＯＦＣを含む燃料電池モジュール３と貯湯タンク１を納め、燃料電池モジュール３の側方に貯湯タンク１を置き、燃料電池モジュール３の周囲、この場合は燃料電池モジュール３の上部に、定期的な交換が必要な定期交換部品４と故障時等に交換が必要な非定期交換部品５があり、定期交換部品４を筐体２側、すなわち定期交換部品４を出来るだけ筐体２の１面からメンテナンスしやすい側に配置する構成となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、ＳＯＦＣはＰＥＦＣより部品点数が減り全体的にメンテナンスが容易にはできるが、燃料電池システムとして定期交換部品を優先的にメンテナンスしやすくしなければならないという制約の中、非定期交換部品の交換は決して容易ではなかった。今回の従来例は比較的メンテナンス性の良いＳＯＦＣを引用したが、ＰＥＦＣを含め他の方式の燃料電池システムも、この非定期交換部品の交換性を高めるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、非定期交換部品のメンテナンスを容易にす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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、定期的な交換が必要な定期交換部品と、故障時等に交換を要する非定期交換部品と、前記定期交換部品と前記非定期交換部品を内部に配置し、特定の面からのメンテナンスができるように構成された筐体とを備えた燃料電池システムであって、前記特定の面側から見て、前記定期交換部品が手前に配置され、前記非定期交換部品が奥側に配置され、前記非定期交換部品を取り外すための脱着部を前記定期交換部品と前記非定期交換部品の間にさらに備えたものである。
【０００８】
これによって、手前の定期交換部品を取り外すと、奥側の非定期交換部品の脱着部が別途あるのでメンテナンス時に、この脱着部へのアクセスが集中して簡単にできるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の燃料電池システムによれば、故障時等に交換を要する非定期交換部品のメンテナンスを容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料電池システムを示す外観斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成を示す要部正面図
【図３】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成を示す要部平面図
【図４】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの構成を示す要部正面図
【図５】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの構成を示す要部平面図
【図６】従来の燃料電池システムの構成を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、定期的な交換が必要な定期交換部品と、故障時等に交換を要する非定期交換部品と、前記定期交換部品と前記非定期交換部品を内部に配置し、特定の面からのメンテナンスができるように構成された筐体とを備えた燃料電池システムであって、前記特定の面側から見て、前記定期交換部品が手前に配置され、前記非定期交換部品が奥側に配置され、前記非定期交換部品を取り外すための脱着部を前記定期交換部品と前記非定期交換部品の間にさらに備えた、燃料電池システムである。
【００１２】
この構成により、手前の定期交換部品を取り外すと、奥側の非定期交換部品の脱着部が別途あるのでメンテナンス時に、この脱着部へのアクセスが集中して簡単にできるようになる。そのため、故障時等に交換を要する非定期交換部品のメンテナンスを容易なものとすることができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の前記脱着部は、前記定期交換部品を外した際、前記非定期交換部品の手前に現れるように構成された、請求項１に記載の燃料電池システムである。
【００１４】
この構成により、確実に非定期交換部品の手前にその脱着部があるので、この非定期交換部品の取り外しアクセスがより簡単になり、メンテナンス性がさらに向上する。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１の発明の前記定期交換部品は、一時的に手前側に移動できる構成を備えた、請求項１又は２に記載の燃料電池システムである。
【００１６】
この構成により、定期交換部品の一時的な移動ができ、定期交換部品のメンテナンス性も含め、非定期交換部品のメンテナンス性を良好なものとできる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第１の発明の、前記定期交換部品を一時的に手前に移動した後、前記非定期交換部品も一時的に手前に移動できる構成を備えた、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料電池システムである。
【００１８】
この構成により、非定期交換部品も一時的に手前に移動するため、非定期交換部品のメンテナンス性が格段に向上させることができる。
【００１９】
第５の発明は、特に、第３、第４の発明の前記定期交換部品及び前記非定期交換部品の移動はスライド構造とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料電池システムである。
【００２０】
この構成により、簡単に定期交換部品及び非定期交換部品を手前にスライド移動でき、定期交換部品のメンテナンス性も含め、非定期交換部品のメンテナンス性をより良好なものとできる。
【００２１】
第６の発明は、特に、第１の発明の前記筐体内に前記燃料電池モジュールと貯湯タンクを一体型で備え、前記燃料電池モジュールは固体酸化物形燃料電池を含み、前記定期交換部品、前記非定期交換部品及び前記脱着部は、前記燃料電池モジュール及び前記貯湯タンクの間に配置された、請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料電池システムである。
【００２２】
この構成により、小型コンパクトな燃料電池システムであって、定期交換部品のメンテナンスをさらに向上させるとともに、非定期交換部品のメンテナンスがより容易なものとすることができる。
【００２３】
第７の発明は、特に、第１の発明の前記燃料電池モジュールの上部又は下部に貯湯タンクを備えた請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料電池システムである。
【００２４】
この構成により、設置面積を小さくしたより小型コンパクトな燃料電池システムであって、定期交換部品のメンテナンスをさらに向上させるとともに、非定期交換部品のメンテナンスがより容易なものとすることができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における燃料電池システムの構成を示す外観斜視図であり、図２は、実施の形態１における燃料電池システムの構成を示す要部正面図であり、図３は、実施の形態１における燃料電池システムの構成を示す要部平面図である。
【００２７】
図１、図２、図３において、筐体６内にＳＯＦＣを内部に備えた燃料電池モジュール７とＰＥＦＣ方式と比較し小容量の貯湯タンク８があり、筐体６内下側に貯湯タンク８を配置し、この貯湯タンク８の上部に燃料電池モジュール７が配置されている。この構成において、燃料電池モジュール７での発電を行うべく主部品である純水器、燃料となる都市ガス等の原料ガスから硫黄成分を除去する脱硫器、空気経路にある空気フィルタ、ガス漏れを検知するガスセンサなどの定期的に交換する定期交換部品９と、そうでない部品、例えば故障時等に交換する非定期交換部品１０が、燃料電池モジュール７と貯湯タンク８の間に配置されており、これらのメンテナンスは筐体６の特定の面１１から行うようになっている。定期交換部品９は面１１から見て手前側Ｚに置き、非定期交換部品１０が奥側Ｙに配置されている。このような構成において、非定期交換部品１０の燃料（ガス）、水、空気などの配管、及び配線類などの接続部を一括集中のブロック化とし、容易に非定期交換部品１０の配管、配線類などの接続部にアクセスできるようにした脱着部１２を設け、これを定期交換部品９と非定期交換部品１０の間に備えている。そしてこの構成で、定期交換部品９を面１１の手前Ｘに移動させるスライド構造Ｗを備え、定期交換部品９をスライドさせた後、脱着部１２は定期交換部品９と非定期交換部品１０の間で、特に非定期交換部品１０の手前に現れるようにしている。なお、ここでは燃料電池システムとして小型化の可能な燃料電池モジュール７をＳＯＦＣとしているが、別方式の燃料電池モジュールで
もよく、また燃料電池モジュール７、貯湯タンク８、定期交換部品９、非定期交換部品１０の上下配置関係等は脱着部１２が構成されていればよく、例えば、燃料電池モジュール７を下側に配置し、この燃料電池モジュール７の上部が貯湯タンク８、あるいは燃料電池モジュール７と貯湯タンク８とが、それぞれ別の筐体内に配置されているなどでもよい。さらに貯湯タンク８の容量は小容量としているが、この容量に限定されるものでもない。
【００２８】
以上のように構成された燃料電池システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
まず、使用者がスタートボタンを押すなどして燃料電池システムの駆動開始が指示されると、必要媒体に生成された燃料、純水、空気がＳＯＦＣを含む燃料電池モジュール７に供給され、これら媒体が電気化学的に反応する。これにより、発電が行われる。この発電により得られた電力は制御装置内のインバータ（図示せず）を介して系統電源に供給される。この時、ＳＯＦＣは動作温度が６００〜８００℃と非常に高く、市水との熱交換性が高い。そのため、貯湯タンク８内に貯める湯温を容易に７０〜７５℃と高くでき、貯湯タンク８の容量を大幅に小さく（例えばＰＥＦＣの約１／３の７０Ｌ程に）することができ、さらに、ＰＥＦＣのように大掛かりな水素生成機が不要であるということとが相まって、貯湯タンク８を下側としその貯湯タンク８の上部に燃料電池モジュール７を配置するという構成などが可能となった。
【００３０】
次に非定期交換部品および定期交換部品のメンテナンスについて説明する。一般的に燃料電池システムは成熟途上であり一定期間運転後（例えば３年後）に交換する定期交換部品９（例えば、純水を作る純水器、燃料となる都市ガス等の原料ガスから硫黄成分を除去する脱硫器、空気経路にある空気フィルタ、ガス漏れを検知するガスセンサなど）が多く、その定期交換部品９を筐体６の面１１から見て手前側Ｚに配置し、メンテナンスしやすくし、故障時等に交換する非定期交換部品１０（例えば、補器であり、補器は例えばファン、ブロワ、開閉弁、熱電対など）は面１１から見て定期交換部品９の奥側Ｙに配置している。この構成において、スライド構造Ｗにおいて筐体６の手前側Ｘに定期交換部品９をスライドさせることで、定期交換部品９のメンテナンスが容易になると同時に、奥側Ｙの非定期交換部品１０の手前が開き、非定期交換部品１０の脱着部１２が現れ、この脱着部１２へのアクセスが集中して簡単にできるようになる。
【００３１】
以上のように、本発明の形態においては、定期的に交換を要する定期交換部品９のメンテナンスをさらに向上させるとともに、故障時等に交換の非定期交換部品１０のメンテナンスをより容易なものとすることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における燃料電池システムの構成を示す要部正面図であり、図５は実施の形態２における燃料電池システムの構成を示す要部平面図である。
実施の形態１と異なる点は、図４に示すように、定期交換部品９に加え非定期交換部品１０もスライド可能として、他の基本構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
以上のように構成された燃料電池システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
基本的な動作、作用は実施の形態１と同様であるが、定期交換部品９が筐体６の面１１の手前側Ｘにスライドされ、さらに非定期交換部品１０が同じく手前側Ｘにスライドされる。
【００３５】
以上のように、非定期交換部品１０も面１１の手前側Ｘにスライドするので、この非定期交換部品１０へのアクセスがより簡単になり、メンテナンス性がさらに向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる燃料電池システムは、小型コンパクトで特定の面からのメンテナンスが容易にできるので、例えば、電機機器が収納されたパイプスペースが形成された集合住宅等への設置方式として適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
６  筐体
７  燃料電池モジュール
８  貯湯タンク
９  定期交換部品
１０  非定期交換部品
１１  面
１２  脱着部
Ｗ  スライド構造
【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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