(57)【要約】本開示の燃料電池装置は、燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールから排出される排気ガスと媒体との間で熱交換する熱交換器と、熱交換器に接続され、媒体が熱交換器を循環する循環ラインと、循環ラインに設けられ、熱交換器に流れる媒体を冷却する放熱器と、燃料電池モジュール、熱交換器、放熱器および循環ラインの少なくとも一部を収納する外装ケースと、を備える。放熱器は、２つの開口部を有し、少なくとも、２つの開口部間に空気流路を規定するダクトと、空気流路内の２つの開口部の内の一方の開口部側に配置される、空気流を発生させるファンと、空気流路内の２つの開口部の内の他方の開口部側に配置される、媒体と空気流路内を流過する空気との間で熱交換を行うラジエータと、を含む。外装ケースは、２つの開口部が直接または空気通路を介して接続された通気口をそれぞれ備え、ダクトは、分離が可能な複数のパーツから構成されている。
2018030458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池モジュールと、
該燃料電池モジュールから排出される排気ガスと媒体との間で熱交換する熱交換器と、
該熱交換器に接続され、前記媒体が前記熱交換器を循環する循環ラインと、
該循環ラインに設けられ、前記熱交換器に流れる前記媒体を冷却する放熱器と、
前記燃料電池モジュール、前記熱交換器、前記放熱器および前記循環ラインの少なくとも一部を収納する外装ケースと、を備え、
前記放熱器は、２つの開口部を有し、少なくとも、
前記２つの開口部間に空気流路を規定するダクトと、
前記空気流路内の前記２つの開口部の内の一方の開口部側に配置される、空気流を発生させるファンと、
前記空気流路内の前記２つの開口部の内の他方の開口部側に配置される、前記媒体と前記空気流路内を流過する空気との間で熱交換を行うラジエータと、を含み、
前記外装ケースは、前記２つの開口部が直接または空気通路を介して接続された通気口をそれぞれ備え、
前記ダクトは、分離が可能な複数のパーツから構成されている燃料電池装置。
【請求項２】
前記放熱器は、前記燃料電池モジュールより下方に位置する請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記ダクトにおける前記複数のパーツには、少なくとも、前記一方の開口部側に配置される第１ダクトが含まれている請求項１または２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記ダクトの前記複数のパーツには、前記第１ダクトに加えて、互いに上下方向に分離が可能な上側ダクトと下側ダクトとが含まれている請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
平面透視したときに、少なくとも前記第１ダクトが、前記燃料電池モジュールからはみ出している請求項３または４に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記ダクトは、樹脂から成る請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記ファンは、前記通気口から流入した空気とともに、前記放熱器を除く前記外装ケース内の空気を排出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【請求項８】
前記放熱器の底面または前記空気通路の底面が、前記開口部に向かうにつれて下方に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【請求項９】
前記放熱器の底面または前記空気通路の底面に排水孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
前記ダクトは、前記一方の開口部側に排気口が設けられ、前記他方の開口部側に吸気口が設けられており、
前記吸気口における開口部の面積は、前記排気口における開口部の面積より大きい請求項１乃至９のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【請求項１１】
前記一方の開口部と接続された前記通気口が、前記外装ケースの一側面に設けられており、
前記他方の開口部と接続された前記通気口が、前記一側面と隣り合う他側面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【請求項１２】
前記燃料電池モジュールを作動させるための複数の補機を備えるとともに、該複数の補機のうち少なくとも一部が、前記空気流路内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数積層したセルスタックを収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールや燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。【０００３】
また、燃料電池モジュールから排出される排ガスの熱を熱交換器において水などの媒体と熱交換して、排ガスを冷却して排ガスに含まれる水を回収して再利用するとともに、媒体で回収した熱を、給湯に利用するための蓄熱タンクを備えた燃料電池装置も提案されている。【０００４】
さらに、蓄熱タンクと熱交換器との間に放熱器を配置し、放熱器によって媒体の温度を低下させてから熱交換器に媒体を供給する技術が開示されている。例えば特許文献１に記載されているように、外装ケースの吸気口が設けられた面と対向する面に排気口を設けた構成や、例えば特許文献２に記載されているように、外装ケースの同一面に放熱器のための吸気口と排気口とを設けた構成が開示されている。【０００５】
さらにまた、放熱器における排気の流れを制御するために、例えば特許文献３または４に記載されているように、ダクトなどの空気流路を設けた燃料電池装置も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３８０１５号公報
【特許文献２】特開２０１５−７２０９０号公報
【特許文献３】特開２０１０−９２７７５号公報
【特許文献４】特開２０１６−２１７６７０号公報
【発明の概要】
【０００７】
本開示の燃料電池装置は、燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールから排出される排気ガスと媒体との間で熱交換する熱交換器と、該熱交換器に接続され、前記媒体が前記熱交換器を循環する循環ラインと、該循環ラインに設けられ、前記熱交換器に流れる前記媒体を冷却する放熱器と、前記燃料電池モジュール、前記熱交換器、前記放熱器および前記循環ラインの少なくとも一部を収納する外装ケースと、を備えている。
前記放熱器は、２つの開口部を有している。少なくとも、前記２つの開口部間に空気流路を規定するダクトと、前記空気流路内の前記２つの開口部の内の一方の開口部側に配置される、空気流を発生させるファンと、前記空気流路内の前記２つの開口部の内の他方の開口部側に配置される、前記媒体と前記空気流路内を流過する空気との間で熱交換を行うラジエータと、を含む。
前記外装ケースは、前記２つの開口部が直接または空気通路を介して接続された通気口をそれぞれ備え、前記ダクトは、分離が可能な複数のパーツから構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
【図１】本開示の燃料電池装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】本開示の燃料電池装置の一例の外観を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の燃料電池装置の一例における一の側面図である。
【図４】第１実施形態の燃料電池装置の一例における他の側面図である。
【図５Ａ】第１実施形態の放熱器の具体例を示す分解斜視図である。
【図５Ｂ】第１実施形態の放熱器の具体例を示す分解斜視図である。
【図６Ａ】第１実施形態の放熱器を模式的に示す図である。
【図６Ｂ】第１実施形態の放熱器を模式的に示す図である。
【図７Ａ】第１実施形態のラジエータダクトの構成例を説明するための図である。
【図７Ｂ】第１実施形態のラジエータダクトの構成例を説明するための図である。
【図８】第２実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図である。
【図９】第２実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図である。
【図１０】第２実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の一例を示す説明図である。
【図１１】第２実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。
【図１２】第２実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。
【図１３】第２実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。
【図１４】図１３に示す燃料電池装置の放熱器を示す模式的断面図である。
【図１５】図１３に示す燃料電池装置の放熱器を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ところで、放熱器が、燃料電池装置の下部に配設されると、メンテナンス作業が煩雑であった。それゆえ、燃料電池装置における放熱器については、良好なメンテナンス性が求められていた。以下、本実施形態の燃料電池装置について、順に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本開示の燃料電池装置の一例の構成を示すブロック図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号（または符号）を付するものとする。第１実施形態の燃料電池装置１は、改質器１０、セルスタック装置２０、熱交換器３０、蓄熱タンク４０、放熱器５０および凝縮水タンク６０を含む。これらの各装置は、後述する燃料電池モジュール９１を作動させるための補機等とともに外装ケース（図示せず）に納められている。外装ケース内には上述の装置全てが収められる必要はなく、例えば、蓄熱タンク４０や熱交換器３０を外装ケースの外部に設けてもよい。また、上述の装置の一部を省略した燃料電池装置も可能である。
【００１１】
改質器１０には、原燃料を供給する原燃料供給管１００と、改質水を供給する水供給管１０１が接続されている。原燃料と改質水は、加熱された改質器１０内で改質反応を起こし、水素を含む改質ガスが生成される。改質器１０で生成された改質ガスは、改質ガス供給管１０２を通ってセルスタック装置２０に供給される。
【００１２】
セルスタック装置２０は、マニホールド２１およびセルスタック２２を含む。セルスタック装置２０に供給された改質ガスはマニホールド２１からセルスタック２２内に供給される。セルスタック装置２０において、セルスタック２２の外側には酸素含有ガス供給部材１０３から空気（酸素含有ガス）が導入されており、改質ガスは、セルスタック２２内を通過するときに、この空気と反応して発電を行う。発電に使用されなかった改質ガスは、セルスタック２２の上部で発電に使用されなかった空気と合流して燃焼し、高温の排ガスが生成される。また、燃焼で発生した熱によって改質器１０を加熱する。
【００１３】
改質器１０およびセルスタック装置２０は高温となるため、断熱材で包囲されて、燃料電池モジュール９１として、外装ケース内に配置されている。
【００１４】
燃料電池モジュール９１内で生じた排ガスは、セルスタック装置２０から排出された後、排ガス流路１０４を通って熱交換器３０に供給される。熱交換器３０には循環ライン１０５が接続されており、この循環ライン１０５に導入されている媒体と排ガスとで熱交換を行う。媒体としては、エチレングリコールなどを含む不凍液あるいは水などを用いることができる。熱交換によって、排ガスは冷却され、媒体は排ガスの熱によって加熱される。排ガスは冷却され、排ガスに含まれる水蒸気が水となる、気液分離がなされる。分離された気体は排気流路１０７を通ってガス排気口から外部に排出される。排ガスを冷却することによって分離された水は凝縮水回収流路１０６を通って凝縮水タンク６０に送られる。凝縮水タンク６０においては、水はイオン交換などを経て純水化され、純水化された水は、水供給管１０１に導入され、改質水として改質器１０に供給される。不要な水はドレイン１０９から排出される。
【００１５】
媒体は、蓄熱タンク４０、放熱器５０および熱交換器３０を順に循環する。蓄熱タンク４０には媒体が蓄えられている。媒体は蓄熱タンク４０から放熱器５０に送られて冷却された後、熱交換器３０に送られる。熱交換器３０において、媒体は、排ガスと熱交換を行って加熱される。温度が上昇した媒体は蓄熱タンク４０に還流する。
【００１６】
すなわち、媒体が循環する蓄熱タンク４０、放熱器５０および熱交換器３０をこの順に循環する循環ライン１０５が形成されている。言い換えれば、循環ライン１０５に沿って蓄熱タンク４０、放熱器５０および熱交換器３０がこの順に配置されている。
【００１７】
蓄熱タンク４０には給湯用の配管が導入されており、給水管１０８から導入される水と蓄熱タンク４０の媒体との間とで熱交換を行うことによって加熱された水をお湯として利用する。媒体に水を用いた場合は、媒体そのものを給湯するように、燃料電池装置を構成することもできる。
【００１８】
蓄熱タンク４０の蓄熱量が上限に達した状態（満蓄状態）となると、媒体はこれ以上熱交換器３０で排ガスの熱を回収することができないため、排ガスを十分冷却することができず、排ガスから水分を分離できなくなる。ひいては、排ガスに含まれる水分を凝縮することができず、改質器１０に供給する水が不足するおそれがある。それゆえ、熱交換器３０に供給される媒体の温度を下げる必要があり、本実施形態の燃料電池装置１では、媒体を放熱器５０で冷却して熱交換器３０に供給する。放熱器５０は、ラジエータ５１とファン５２とを有しており、媒体が高温のときにはファン５２を動作させてラジエータ５１内を通過する媒体の放熱を促進する。また、媒体が低温のときには、ファン５２を動作させずに放熱器５０での媒体の放熱を抑える。
【００１９】
図２は、本開示の燃料電池装置の一例の外観を示す斜視図である。なお、図２においては、燃料電池装置の内部を説明するために外装ケース（具体的には、燃料電池装置の外枠を形成する、４つの側面のパネル、天板など）は取り除いた状態を示している。以下、側面のパネルは、単に「側面」とも称する。図２では、便宜上、矢符Ａの方向から（すなわち、ｙ方向に）見た場合を燃料電池装置５０の正面とする。また、正面に向かって右方向をｘ方向とし、高さ方向をｚ方向とする。さらに、燃料電池装置１においては、燃料電池モジュール９１の下方に放熱器５０が配置されており、燃料電池モジュール９１および放熱器５０の側方に蓄熱タンク４０が配置されている。
【００２０】
また、燃料電池モジュール９１および蓄熱タンク４０の側方には、燃料電池装置１を制御するための制御基板９３および燃料電池モジュール９１で発電した電力を外部に供給するためのパワーコンディショナ９４が配置されている。また、燃料電池モジュール９１の上方には、燃料電池モジュール９１を動作させるための、燃料ポンプなどの補機７０が配置されている。補機７０は点線内の空間に１つ以上配置されているが、具体的な形状の記載は省略する。
【００２１】
放熱器５０は、媒体が通過するラジエータ５１の細い配管を含むものである（図５Ａ），図５Ｂを参照）。放熱器５０を燃料電池モジュールの９１よりも下方に配置することによって、ラジエータの液漏れなどの不具合から燃料電池モジュール９１を保護することができる。また、放熱器５０は、制御基板９３やパワーコンディショナ９４よりも下方に配置することによって、ラジエータの液漏れなどの不具合から制御基板９３、パワーコンディショナ９４を保護することができる。さらに、放熱器５０を燃料電池モジュール９１の下方に配置することで、温度の低い外気を取り込むことができ、放熱効率を向上することができる。
【００２２】
図３は、本実施形態の燃料電池装置の一例における一の側面図であり、外装ケース８０の長手方向の辺を有する側面８１を示している。図４は、本実施形態の燃料電池装置の一例における他の側面図であり、外装ケース８０の側面８１に対向する側面８３を示している。図３に示されるように、燃料電池装置１を構成する機器を収納する外装ケース８０は、直方体形状を成しており、この外装ケース８０の側面８１の下位の開口部８１ａには、放熱器５０の吸気口５４およびラジエータ５１が配設されている。一方、図４に示されるように、外装ケース８０の側面８３の下位の開口部８３ａには、放熱器５０の排気口５５およびファン５２が配設されている。
【００２３】
図３および図４に示されるように、吸気口５４の開口面積は、排気口５５の開口面積よりも大きく構成されている。これにより、吸気口５４から取り入れる空気量を多くして、ラジエータ５１の配管内を流れる媒体を効率よく冷却することができる。また、吸気口５４を面積の大きい側面８１に設けることで、吸気口５４の開口面積を大きくとることが可能になる。あわせて、吸気口５４が接続された開口部８１ａの開口面積も、排気口５５が接続された開口部８３ａの開口面積よりも大きくすることができる。
【００２４】
なお、上述したように、破線で示した燃料電池モジュール９１を放熱器５０の上位に配設して、放熱器５０に起因するトラブルを回避するとともに、放熱器５０における放熱効率の改善を図っている。なお、蓄熱タンク４０は、燃料電池モジュール９１に隣接して配設されている。
【００２５】
図５Ａ，図５Ｂは、本実施形態の放熱器の具体例を示す分解斜視図である。放熱器５０は、ラジエータ５１、ファン５２、空気流路５３およびラジエータダクト（以下、単に「ダクト」とも称する）５９を含んでいる。ここで、ダクト５９は、空気流路５３を形成するための枠体であり、分離が可能な複数のパーツから構成されている。これにより、メンテナンス性を良好なものとすることができる。さらに、ダクト５９は、例えば樹脂製であり、金属製のダクトに比べて軽量なため、メンテナンスなどの作業が容易である。
【００２６】
図５Ａに示されるダクト５９は、上ダクト５９Ａと下ダクト５９Ｂとを含んでおり、下ダクト５９Ｂから上ダクト５９Ａを分離させた様子を示している。このように、下ダクト５９Ｂから上ダク５９Ａを分離させることができることによって、メンテナンス性を良好なものとすることができる。
【００２７】
図５Ｂは、上ダクト５９Ａに第１ダクト５９Ａ１が含まれている場合であり、上ダクト５９Ａから第１ダクト５９Ａ１が分離可能である様子を示している。このように、上ダクト５９Ａから第１ダクト５９Ａ１を分離可能とすることによって、第１ダクト５９Ａ１の下位に配設されているファン５２などについてメンテナンス性を良好なものとすることができる。
【００２８】
図６Ａ，図６Ｂは、本実施形態の放熱器を模式的に示す図である。図６Ａは、本実施形態の放熱器の構成例を説明するための図であり、外装ケース８０の底面上に配置された放熱器５０の構造を平面視した図である。
【００２９】
放熱器５０のファン５２が動作すると、負圧によって、側面８１に設けられた開口部８１ａに接続された吸気口５４から空気が取り込まれ、空気がラジエータ５１を通過するときに配管内を流れる媒体を冷却する。続いてラジエータ５１を通過した空気は、空気流路５３およびファン５２を通過して、側面８３に設けられた開口部８３ａに接続された排気口５５から排出される。
【００３０】
なお、空気流路５３は、ダクト５９によって形成されているが、外装ケース８０内の他の部分と連通させることもできる。この場合、ファン５２が動作することで、放熱器５０内の空気とともに、放熱器５０を除く外装ケース８０内の空気も排出することができる。
【００３１】
図６Ｂは、本実施形態の放熱器と他の機器との位置関係を示す平面図である。図６Ｂに示されるように、放熱器５０を平面透視すると、第１ダクト５９Ａ１が燃料電池モジュール９１からはみ出している。第１ダクト５９Ａ１は、上ダクト５９Ａの一部である。第１ダクト５９Ａ１は、上ダクト５９から分離が可能であるので、第１ダクト５９Ａ１の下位に配設されているファン５２を容易に交換することができる。
【００３２】
図７Ａ，図７Ｂは、本実施形態のラジエータダクトの構成例を説明するための図である。図７Ａは、上記図６Ｂに示した、上ダクト５９Ａの一部に第１ダクト５９Ａ１を含む場合の構成例である。図７Ｂは、上ダクト５９Ａおよび下ダクト５９Ｂとは別個に第１ダクト５９Ｃを配設させた構成を示している。これによって、メンテナンス作業をする際、上ダクト５９Ａおよび下ダクト５９Ｂから完全に第１ダクト５９Ｃを分離できるので、メンテナンス性を良好なものとすることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態の燃料電池装置１１について説明する。なお、各装置の構成は、図１および図２に示したブロック図および斜視図と同様であるため、その説明は省略する。
【００３４】
また、第２実施形態における放熱器１５０は、空気流路の形状を除き（図１０などを参照）、上記第１実施形態における放熱器５０と同等の機能を有しているため、詳細な説明は省略する。
【００３５】
図８は、本実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図であり、外装ケース８０の長手方向の辺を有する側面から見た側面図である。図９は、本実施形態の燃料電池装置の一例を示す側面図であり、外装ケース８０の短手方向の辺を有する側面から見た側面図である。燃料電池装置１１を構成する機器を収納する外装ケース８０も直方体形状をなしており、外装ケース８０の側面８１は、側面８１に隣り合う面である側面８２よりも面積が大きい。
【００３６】
放熱器１５０の吸気口１５４が、面積の大きい側面８１の下辺に沿って設けられた開口部１８１ａに直接接続されており、吸気口１５４にラジエータ１５１が設置されている。
【００３７】
放熱器１５０の排気口１５５が、面積の小さい側面８２の下辺に沿って設けられた開口部１８２ａに直接接続されており、排気口１５５にファン１５２が配設されている。
【００３８】
なお、上記において、吸気口１５４および排気口１５５のそれぞれが、側面８１，８２に設けられた開口部１８１ａ、１８２ａに直接接続されている場合を説明した。さらに、後述する空気流路を介して接続されている場合においても、本実施形態では吸気口１５４および排気口１５５は、側面８１，８２に設けられた開口部１８１ａ，１８２ａに接続されているものとする。
【００３９】
なお、吸気口１５４の開口面積と排気口１５５の開口面積との関係は、上記吸気口５４の開口面積と排気口５５の開口面積との関係と同様であるので、これに関する説明は省略する。
【００４０】
さらには、このような直方体形状の燃料電池装置を設置する場合、特に一般の住宅に設置する際には、面積の大きい側面８１が家の壁面とほぼ平行になるように設置されることが多い。側面８１が住宅の壁面とほぼ平行であると、隣り合う側面８２は解放空間に面することになるので、側面８２に設けられた排気口５５から安全かつ効果的に排気することができる。また、側面８２が解放空間に面することで、メンテナンス性を向上することができる。
【００４１】
図１０は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の一例を示す説明図であり、外装ケース８０の底面上に配置された放熱器１５０の構造を平面視した図である。放熱器１５０は、ラジエータ１５１とファン１５２と空気流路１５３を含んでいる。
【００４２】
ファン１５２の動作については、ラジエータ１５１を通過する空気が空気流路１５３に沿って９０度曲げられてファン１５２を通過することを除き、上記ファン５２の動作と同様であるので、その説明は省略する。
【００４３】
空気流路１５３は、仕切り板の他、放熱器周りに配設されている機器の外壁などによって構成されているが、それらの壁によって放熱器以外の部分と完全に隔離されているのではなく、外装ケース８０内の他の部分と連通させることもできる。この場合、ファン１５２が動作することで、放熱器１５０内の空気とともに、放熱器１５０を除く外装ケース８０内の空気も排出することができる。外装ケース８０内の補機などを冷却するために空気流路１５３が外装ケース８０内の他の部分と独立している場合は、外装ケース８０内の空気を入れ替えるために別途ファンを設けなければならない。一方、本実施形態では、一つのファン１５２によって、放熱器１５０を除く外装ケース８０内の空気も排出して入れ替えることができるようになり、上述のようなファンを別途設ける必要がなく、燃料電池装置内のファンの数を減らすことができるので、小型化することができる。
【００４４】
すなわち、図１０に示すように、本実施形態の放熱器１５０では、外装ケース８０の一側面である側面８１に設けられた開口部１８１ａに接続するように吸気口１５４を設ける。さらに、側面８１と隣り合う他側面である側面８２に設けられた開口部１８２ａに接続するように排気口１５５を設ける。それにより、放熱器１５０を小型化できるので、燃料電池装置の小型化に寄与することができる。
【００４５】
また、図１０に示すように、外装ケース８０の側面８１に設けられた開口部１８１ａに接続するように吸気口１５４を設ける。さらに、側面８１と隣り合う側面８２に設けられた開口部１８２ａに接続するように排気口１５５を設ける。それにより、吸気口１５４が風上になった場合であっても、Ｌ字状あるいはＶ字状などに屈曲した空気流路１５３が抵抗となるため、吸気口１５４から外気が流入しにくくなる。その結果、ラジエータ１５１を流れる媒体を過剰に冷却することがないので、蓄熱タンク４０の蓄熱性能の低下を軽減することができる。
【００４６】
また、吸気口と排気口とを外装ケースの同じ側面に設けられた開口部に接続し、かつ近接して設けた場合には、排気した空気が吸気口に再度流入するなどして放熱器の効率が低下する場合がある。一方、吸気口１５４と排気口１５５とを隣り合う面に設けられた開口部１８１ａ，１８２ａにそれぞれ接続するように設けたことによって、吸気と排気が分離されているので、放熱器の冷却効率が低下することを防ぐことができる。
【００４７】
また、吸気口１５４の開口面積を、排気口１５５の開口面積よりも大きくしてもよい。あわせて、吸気口１５４が接続された開口部１８１ａの開口面積も、排気口１５５が接続された開口部１８２ａの開口面積よりも大きくしてもよい。このことによって、吸気口１５４付近に配置したラジエータ１５１の放熱性能を確保するとともに、排気口１５５付近に設置したファン１５２を小型化することができる。
【００４８】
図１１は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。放熱器１５０が燃料電池装置の内側に配置された場合、放熱器１５０の吸気口１５４および排気口１５５が、空気通路１８３，１８４を介して側面８１および側面８２に設けられた開口部１８１ａ，１８２ａにそれぞれ接続されている。この構成においても、図１０に示した構成と同様の効果がある。
【００４９】
図１２は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。図１０と比較して放熱器１５０の空気流路１５３に補機１７１を設けた点が異なっている。外装ケース８０に収納される複数の補機の中には、ポンプ類などの熱を持ちやすく冷却により信頼性が高まる機器も含まれている。そこで、複数の補機の中の少なくとも一部を吸気口１５４と排気口１５５とをつなぐ空気流路１５３内に配設する。それにより、配設した補機１７１を冷却でき、補機の信頼性を高めるとともに、燃料電池装置の信頼性を高めることができる。
【００５０】
図１３は、本実施形態の燃料電池装置の放熱器の構成の他の一例を示す説明図である。また、図１４は、図１３に示す燃料電池装置の放熱器を示す模式的断面図であり、図１３のＡ−Ａ断面を示す図である。また、図１５は、図１３に示す燃料電池装置の放熱器の模式的断面図であり、図１３のＢ−Ｂ断面を示す図である。本実施の形態は、上述の図１０に示される燃料電池装置とは放熱器の底面の形状が異なっている。図１４、図１５において空気流路１５３の外側のハッチング部分は、燃料電池モジュール９１や補機７０などが配置される空間である。空気流路１５３の壁面は、金属板などの仕切板または、放熱器１５０の周囲の機器の筐体の一部などで構成されている。
【００５１】
外装ケース８０の側面８１に設けられた開口部１８１ａに接続するように吸気口１５４を設けるとともに、側面８１と隣り合う側面８２に設けられた開口部１８２ａに接続するように排気口１５５が設けられている。吸気口１５４と排気口１５５を接続する空気流路１５３は、外装ケース８０内部でＬ字状に曲げられた形状をしている。金属製の仕切板などで構成される空気流路１５３の底面は、吸気口１５４に臨む底面１５６ａと、排気口１５５に臨む底面１５６ｂとを含んでいる。
【００５２】
開口部１８１ａ（以下の実施形態では吸気口１５４ともいう）に臨む底面１５６ａの上方には、ラジエータ１５１が配置されている。底面１５６ａは、空気流路１５３の内方から、例えばＬ字状の空気流路５３の屈曲部分から吸気口１５４に向かうにつれて下方に傾斜している。また、開口部１８２ａ（以下の実施形態では排気口１５５ともいう）に臨む底面１５６ｂの上方にはファン１５２が配置されている。底面１５６ｂは、空気流路１５３の内方から、例えばＬ字状の空気流路１５３の屈曲部分から排気口１５５に向かうにつれて下方に傾斜している。
【００５３】
なお、開口部１８１ａ，１８２ａに向かうにつれて下方に傾斜しているとは、その途中に上方に向けて傾斜している部分を含まなければよい。すなわち、例えば、連続して傾斜している場合や、一部に平坦部がある場合、さらには段階的に傾斜している場合などを例示できる。ただし、後述する排水孔を設けた場合には、排水孔までの部位が下方に傾斜しているものとすることもできる。
【００５４】
ここで、雨水などが吸気口１５４から侵入した場合において、底面１５６ａは、吸気口１５４に向かうにつれて下方に傾斜しているため、底面１５６ａ上の水は吸気口１５４に向かって流れる。それにより、放熱器１５０の内部に水が溜まることを抑制することができる。また、雨水などが排気口１５５から侵入した場合において、底面１５６ｂは、排気口１５５に向かうにつれて下方に傾斜しているため、底面１５６ｂ上の水は排気口１５５に向かって流れる。それにより、放熱器１５０の内部に水が溜まることを抑制することができる。
【００５５】
また、底面１５６ａのラジエータ１５１の下方である、吸気口１５４近傍には排水孔１５７が設けられていてもよい。また、底面１５６ｂのファン１５２の下方である、排気口１５５近傍には排水孔１５８が設けられていてもよい。排水孔１５７，１５８の形状や数は、吸気口５４および排気口１５５の形状にあわせて適宜定めればよい。本実施形態では、排水孔１５７は吸気口１５４の近傍に設けられており、また、排水孔１５８は、排気口１５５の近傍に設けられているが、排水孔１５７，１５８の位置は底面１５６ａ，１５６ｂのどこに設けてもよい。
【００５６】
雨水などが吸気口１５４から侵入した場合において、排水孔１５７を設けることによって、底面１５６ａ上の水を吸気口１５４近傍の排水孔１５７から排出することができる。また、雨水などが排気口１５５から侵入した場合において、排水孔１５８を設けることによって、底面１５６ｂ上の水は、排気口１５５近傍の排水孔１５８から排出することができる。
【００５７】
なお、排水孔１５７，１５８を設けた場合に限り、空気流路１５３の内方から排水孔１５７，１５８に向かうにつれて下方に傾斜させ、吸気口１５４および排気口１５５から排水孔１５７，１５８に向けて下方に傾斜させてもよい。これにより、侵入してきた水を排水孔１５７，１５８に集めて流すことができる。
【００５８】
このように、排水孔１５７，１５８を設けたことで、吸気口１５４または排気口１５５より浸入した水を外装ケース８０表面を介さずに排出させることができる。さらに、排水孔１５７，１５８を外装ケース８０よりも内側（言い換えれば放熱器１５０内部または空気通路１８３，１８４）に設けているので、外部からの風圧が強い場合であっても影響を受けることなく侵入した水をスムーズに排出させることができる。
【００５９】
本実施形態においては、放熱器１５０が、外装ケース８０の最下部ではない部分に設けられる場合も考えられる。このような場合には、排水孔１５７，１５８に配水管を接続して、排水を燃料電池装置１１の下方または燃料電池装置１１から離れたところに導いてもよい。また、吸気口１５４または排気口１５５が空気通路１８３，１８４を介して側面８１，８２に設けられた開口部１８１ａ，１８２ａに接続される場合も考えられる。この場合、その空気通路１８３，１８４が開口部１８１ａ，１８２ａに向かうにつれて下方に傾斜する構造であってもよい。さらに、空気通路１８３，１８４に排水孔が設けられていてもよい。
【００６０】
このように、放熱器１５０に侵入した水が、吸気口１５４または排気口１５５の方向に流れるので、放熱器１５０内部に水が溜まることなく、放熱器１５０が腐食しにくくなる。また、排水孔１５７，１５８から排出することができるので、放熱器１５０が腐食しにくくなる。したがって、耐久性の高い燃料電池装置を提供することができる。
【００６１】
以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１１    燃料電池装置
１０    改質器
２０    セルスタック
３０    熱交換器
４０    蓄熱タンク
５０，１５０    放熱器
５１，１５１    ラジエータ
５２，１５２    ファン
５３，１５３    空気流路
５４，１５４    吸気口
５５，１５５    排気口
１５６ａ，１５６ｂ    底面
１５７，１５８    排水孔
５９    ラジエータダクト
５９Ａ  上ダクト
５９Ｂ  下ダクト
５９Ａ１，５９Ｃ    第１ダクト
６０    凝縮水タンク
７０，７１    補機
８０，１８０    外装ケース
８１，８２，８３    側面
８１ａ，８３ａ，１８１ａ，１８２ａ    開口部
８３，８４，１８３，１８４    空気流路
９１      燃料電池モジュール
１０５    循環ライン
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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