(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温流体が流れる第１ダクトと第２ダクトとをガスケットを介在させて結合するダクト結合装置であって、
前記第１ダクトの端部に流路の開口から外方に延在するように設けられた第１フランジと、
前記第１フランジに当該第１フランジと直角で前記第１ダクトから離間する方向に突設され、前記第１フランジの当接面から所定長さの間は嵌合直径を有する嵌合軸部と、前記第１フランジの当接面から前記所定長さを越えて離れるに連れて直径が漸減するテーパ部と、先端側にはナットが螺合する雄ねじが刻設された雄ねじ部とを有し、前記開口を取り囲むように配置された複数の連結ボルトと、
前記第２ダクトの端部に流路の開口から外方に延在するように設けられた第２フランジと、
前記第１フランジおよび第２フランジが接近すると前記テーパ部と当接して前記第１フランジおよび第２フランジの対向する当接面の距離を規制するように前記第２フランジの当接面側に形成されたテーパ穴部と、前記連結ボルトの前記雄ねじ部が貫通するように前記第２フランジに前記テーパ穴部に続いて形成された貫通穴部とを有し、前記第２フランジに前記複数の連結ボルトと対向する位置に形成された連結穴と、
前記複数の連結ボルトと対向する位置に形成され前記嵌合軸部と嵌合する複数の嵌合穴が形成され、前記複数の連結ボルトに前記複数の嵌合穴が嵌合された状態で、前記第１フランジおよび第２フランジの対向する当接面間に介在され、前記複数の雄ねじに前記ナットが螺合されて、前記第１フランジと前記第２フランジとが接近されると前記第１フランジおよび第２フランジの対向する当接面によって押圧されて厚さ方向に圧縮されるガスケットと、を備え、
前記第２ダクトは、燃料電池システムのホットモジュールに設けられ、前記開口は前記燃料システムの背面側に向けて開口してスタックオフガスを導出し、前記開口から鉛直方向に外方に延在するように前記第２フランジが設けられたコンデンサダクトであり、
前記第１ダクトは、前記燃料電池システムのホットモジュールに接続される熱交換器の本体に設けられたダクトであり、前記熱交換器を前記コンデンサダクトに取り付ける状態において前記開口は前記燃料システムの前面側に向けて開口して前記スタックオフガスが導入され、前記開口から鉛直方向に外方に延在するように前記第１フランジが設けられており、
前記熱交換器を前記コンデンサダクトに取り付ける状態で前記燃料電池システムの前面側に向けて突出する前記複数の連結ボルトに前記複数の嵌合穴を嵌合させて前記ガスケットを前記第１フランジに保持させ、前記複数の連結ボルトを前記燃料電池システムの背面側から前記連結穴に挿通させ、前記複数の雄ねじに前記ナットを前記燃料電池システムの前面側から締結して前記ガスケットを前記第１フランジと前記第２フランジとの当接面によって押圧するダクト結合装置。
【請求項２】
前記熱交換器を前記コンデンサダクトに取り付ける状態において前記第１フランジは、前記複数の連結ボルトが前記燃料電池システムの前面側に向かって上方に傾斜するように傾斜され、
前記コンデンサダクトに設けられた前記第２フランジも前記第１フランジと同じ角度傾斜されている請求項１に記載のダクト結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の蒸気、ガス等の気体が流れるダクト間にガスケットを介在させたダクト結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３００℃〜４００℃程度の高温気体用として耐熱性を有するガスケットとしては、膨張黒鉛ガスケット、その他  無機材料を基材としたガスケット等が使用されている。
【０００３】
例えば特許文献１が開示する技術では、ガスケットは少なくとも複数組のボルトとナットにて装着される構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４０９５６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、特許文献１に開示される技術では、その様な高温気体用ガスケットは、可撓性を有して表面が柔らかいため、ガスケットを所定の面圧にて装着するには、複数組のボルトに対するナットの締めを順次徐に行なうもので１組当たりボルトに対するナットの締めは２〜３回程度を必要としている。従って、１つのガスケットを所定の装着を行うには、この１組当たりのナットの締め２〜３回を複数組のナットでも行わなければならないため煩雑な作業となる課題があった。なお、ボルトに対する各ナットの締めが不均等であると、ガスケットは所定の面圧が得られず、シール性を確保できないものである。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ボルトとナットにてガスケットを均一で所定の面圧で装着したガスケットを介在させてダクトを結合するために、ボルトに対するナットの締め付けの調整の手間を減らすことができるダクト結合装置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】
上記課題を解決するため、請求項１に係るダクト結合装置は、高温流体が流れる第１ダクトと第２ダクトとをガスケットを介在させて結合するダクト結合装置であって、
前記第１ダクトの端部に流路の開口から外方に延在するように設けられた第１フランジと、
前記第１フランジに当該第１フランジと直角で前記第１ダクトから離間する方向に突設され、前記第１フランジの当接面から所定長さの間は嵌合直径を有する嵌合軸部と、前記第１フランジの当接面から前記所定長さを越えて離れるに連れて直径が漸減するテーパ部と、先端側にはナットが螺合する雄ねじが刻設された雄ねじ部とを有し、前記開口を取り囲むように配置された複数の連結ボルトと、
前記第２ダクトの端部に流路の開口から外方に延在するように設けられた第２フランジと、
前記第１フランジおよび第２フランジが接近すると前記テーパ部と当接して前記第１フランジおよび第２フランジの対向する当接面の距離を規制するように前記第２フランジの当接面側に形成されたテーパ穴部と、前記連結ボルトの前記雄ねじ部が貫通するように前記第２フランジに前記テーパ穴部に続いて形成された貫通穴部とを有し、前記第２フランジに前記複数の連結ボルトと対向する位置に形成された連結穴と、
前記複数の連結ボルトと対向する位置に形成され前記嵌合軸部と嵌合する複数の嵌合穴が形成され、前記複数の連結ボルトに前記複数の嵌合穴が嵌合された状態で、前記第１フランジおよび第２フランジの対向する当接面間に介在され、前記複数の雄ねじに前記ナットが螺合されて、前記第１フランジと前記第２フランジとが接近されると前記第１フランジおよび第２フランジの対向する当接面によって押圧されて厚さ方向に圧縮されるガスケットと、を備え、
前記第２ダクトは、燃料電池システムのホットモジュールに設けられ、前記開口は前記燃料システムの背面側に向けて開口してスタックオフガスを導出し、前記開口から鉛直方向に外方に延在するように前記第２フランジが設けられたコンデンサダクトであり、
前記第１ダクトは、前記燃料電池システムのホットモジュールに接続される熱交換器の本体に設けられたダクトであり、前記熱交換器を前記コンデンサダクトに取り付ける状態において前記開口は前記燃料システムの前面側に向けて開口して前記スタックオフガスが導入され、前記開口から鉛直方向に外方に延在するように前記第１フランジが設けられており、
前記熱交換器を前記コンデンサダクトに取り付ける状態で前記燃料電池システムの前面側に向けて突出する前記複数の連結ボルトに前記複数の嵌合穴を嵌合させて前記ガスケットを前記第１フランジに保持させ、前記複数の連結ボルトを前記燃料電池システムの背面側から前記連結穴に挿通させ、前記複数の雄ねじに前記ナットを前記燃料電池システムの前面側から締結して前記ガスケットを前記第１フランジと前記第２フランジとの当接面によって押圧することを要旨とする。
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項２に係るダクト結合装置は、請求項１において、前記熱交換器を前記コンデンサダクトに取り付ける状態において前記第１フランジは、前記複数の連結ボルトが前記燃料電池システムの前面側に向かって上方に傾斜するように傾斜され、
前記コンデンサダクトに設けられた前記第２フランジも前記第１フランジと同じ角度傾
斜されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係るダクト結合装置の発明によれば、第１ダクトに設けられた第１フランジから突設した連結ボルトへのナットの螺合にて、連結ボルトのテーパ部と第２ダクトに設けられた第２フランジのテーパ穴部とが当接して第１フランジと第２フランジとのメタルタッチが得られ、そのメタルタッチにて第１フランジ及び第２フランジの対向する当接面の距離を規制して、各ボルトによるガスケットの締め代を均一としてガスケットを第１フランジと第２フランジ間に均一で所定の面圧にての装着ができて第１ダクトと第２ダクトとを結合できるため、ボルトに対するナットの締め付けの調整の手間を減らすことができる。また、連結ボルトのテーパ部はガイドとしても機能するもので、ガスケットの嵌合穴を連結ボルトの嵌合軸部へ案内できるため、ガスケットの咬みこみを生じることなく、ガスケットを容易に装着できる。ガスケットが第２フランジの背側で第２フランジの存在にて隠れた位置に配置された場合即ちガスケットの装着を行うに目視作業が難しい位置にガスケットが配置される場合であっても、複数の連結ボルトが突出した側なる位置である燃料電池システムの前面側からナットの締め付け及びその取り外しができるため、熱交換器の取付、点検及び交換等の保守が容易となる。
【００１２】
請求項２に係るダクト結合装置の発明によれば、連結ボルトが燃料電池システムの前面側に向かって上方に傾斜しているため、ガスケットの連結ボルトからの落下を防止でき、ガスケットを装着する際にガスケットを手等にて支える必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るダクト結合装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るダクト結合装置の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係るダクト結合装置を適用可能な燃料電池システムの概略を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る実施形態を、図面を参照して以下に説明する。ダクト結合装置１０は、図１に示す如く、高温気体が流れる第１ダクト１１と第２ダクト１２とは、ガスケット１３を介在して、連結ボルト１４とナット１５との螺合にて結合される。第１ダクト１１の端部には流路の開口１１ａから外方に延在するように第１フランジ１１ｂが設けられている。又第２ダクト１２の端部には流路の開口１２ａから外方に延在するように第２フランジ１２ｂが設けられている。
【００１５】
連結ボルト１４は、図２に示す如く、第１フランジ１１ｂに第１フランジ１１ｂと直角で第１ダクト１１から離間する方向に突設されている。連結ボルト１４は第１フランジの当接面から所定長さの間は嵌合直径を有する嵌合軸部１４ａと、第１フランジの当接面から前記所定長さを越えて離れるに連れて直径が漸減するテーパ部１４ｂと、先端側にはテーパ部１４ｂの最小直径と同直径又はそれより小なる直径で雄ねじが刻設された雄ねじ部１４ｃとを有する。連結ボルト１４は、開口１１ａを取り囲むように複数個配置されている。なお連結ボルト１４は第１フランジ１１ｂにろう付け等にて設けることができる。又連結ボルト１４は両端にねじ部を有するスタッドボルトにて構成し、第１フランジ１１ｂに螺合にて設けることができる。
【００１６】
第２フランジ１２ｂは、図２に示す如く、複数の連結ボルト１４と対向する位置には、連結ボルト１４が挿通される連結穴１２ｃが形成されている。連結穴１２ｃは、第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとが接近するとテーパ部１４ｂと当接して第１フランジ１１ｂおよび第２フランジ１２ｂの対向する当接面の距離を規制するように第２フランジ１２ｂの当接面側に形成されたテーパ穴部１２ｄと、連結ボルト１４の雄ねじ部１４ｃが貫通するように第２フランジ１２ｂにテーパ穴部１２ｄに続いて形成された貫通穴部１２ｅとを有する。
【００１７】
ガスケット１３には、例えば膨張黒鉛等が使用される。ガスケット１３は、図２に示す如く、複数の連結ボルト１４と対向する位置には、連結ボルト１４の嵌合軸部１４ａと嵌合する複数の嵌合穴１３ａが形成されている。ガスケット１３は、複数の連結ボルト１４に複数の嵌合穴１３ａが嵌合された状態で、第１フランジ１１ｂおよび第２フランジ１２ｂの対向する当接面間に介在される。ガスケット１３は、複数の雄ねじ部１４ｃにナット１５が螺合されて、第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとが接近されると第１フランジ１１ｂおよび第２フランジ１２ｂの対向する当接面によって押圧されて厚さ方向に圧縮されるもので、テーパ部１４ｂとテーパ穴部１２ｄとの当接にて、第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとがメタルタッチとなる。
【００１８】
この第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとのメタルタッチにて、第１フランジ１１ｂ及び第２フランジ１２ｂの対向する当接面の距離を規制して、ガスケット１３の締め代を均一としてガスケット１３を第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂ間に均一で所定の面圧にてシール性を確保して装着ができ、第１ダクト１１と第２ダクト１２と結合される。
【００１９】
次に第1ダクト１１と第２ダクト１２との結合を解除する場合を説明する。複数の連結ボルト１４の各雄ねじ部１４ｃに螺合した各ナット１５を緩めて、連結ピン１４を第２フランジ１２ｂから抜く方向に操作することにより、第1フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとは引き離されて、第１ダクト１１と第２ダクト１２との結合を解除できる。
【００２０】
次に、ダクト結合装置１０を燃料電池システムに適用した例を図１及び図２に基づいて説明する。第２ダクト１２は、燃料電池システムのホットモジュールのケーシングの底部３１ａに設けられ、３００℃〜４００℃の高温気体なるスタックオフガスが導出される開口１２ａが燃料電池システムの背面側（図１及び図２の右側）に向けて開口し、その開口１２ａから鉛直方向に外方に延在するように第２フランジ１２ｂが設けられたコンデンサダクトである。
【００２１】
第１ダクト１１は、燃料電池システムのホットモジュールに接続される熱交換器１７のケーシング１７ａに設けられた熱交換器ダクトである。熱交換器ダクト１１は熱交換器１７をコンデンサダクト１２に取り付ける状態においてスタックオフガスが導入される開口１１ａが燃料電池システムの前面側（図１及び図２の左側）に向けて開口し、その開口１１ａから鉛直方向に外方に延在するように第１フランジ１１ｂが設けられている。
【００２２】
熱交換器１７をコンデンサダクト１２への取り付けに係るダクト結合について説明する。熱交換器１７をコンデンサダクト１２取り付ける状態で燃料電池システムの前面方向（図１及び図２の左方向）に突出する複数の連結ボルト１４に複数の嵌合穴１３ａを嵌合させてガスケット１３を第１フランジ１１ｂに保持させる。燃料電池システムの前面（図１及ぶ図２の左側）側からの作業にて、複数の連結ボルト１４を燃料電池システムの背面側（図１右側）から第２フランジ１２の複数の連結穴１２ｃに挿通し、複数の雄ねじ部１４ｃの雄ねじに各ナット１５を燃料電池システムの前面側（図１左側）から締結する。その締結にて、ガスケット１３は第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとの当接面によって押圧される。
【００２３】
このナット１５の螺合による第１フランジ１１ｂに取り付けた連結ボルト１４のテーパ部１４ｂと第２フランジ１２ｂのテーパ穴部１２ｄとの当接にて、第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとがメタルタッチとなる。この第１フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとのメタルタッチにて、ガスケット１３は均一で所定の面圧となりシール性を確保して熱交換器ダクトト１１とコンデンサダクト１２とが結合される。その結果、熱交換器１７のコンデンサダクト１２への取付けが終了する。
【００２４】
次に熱交換器１７をコンデンサダクト１２から取り外す場合を説明する。燃料電池システムの前面側（図１及び図２の左側）側からの作業にて、複数の連結ボルト１４の各雄ねじ部１４ｃに螺合した各ナット１５を緩めて、連結ピン１４を第２フランジ１２ｂをから抜く方向に操作することにより、第1フランジ１１ｂと第２フランジ１２ｂとは引き離されて、熱交換器ダクト１１とコンデンサダクト１２の結合を解除できる。その結果熱交換器１７をコンデンサダクト１２から取り外すことができる。
【００２５】
又、第１フランジ１１ｂ及び第２フランジ１２ｂを以下に示す如く構成することもできる。熱交換器１７をコンデンサダクト１２に取り付ける状態において第１フランジ１１ｂは、複数の連結ボルト１４が燃料電池システムの前面側（図１及び図２の左側）に向かって、図１に示す如く上方に傾斜させる。そして、コンデンサダクト１２に設けられた第２フランジ１２ｂも図１に示す如く第１フランジ１１ｂと同じ角度傾斜して構成することができる。この構成によれば、先端が上方に向いた連結ボルト１４にガスケット１３の嵌合穴１３ａが通されてガスケット１３が連結ボルト１４に支承されるため、ガスケット１３の連結ボルト１４からの落下を防止でき、ガスケット１３を装着する際にガスケット１３を手等にて支える必要もなくなる。
【００２６】
以下、ダクト結合装置１０を適用可能な燃料電池システムを図３に基づいて説明する。この燃料電池システムは、箱状の筐体２０、ホットモジュール３０、排熱回収システム４０、インバータ装置５０および制御装置６０を備えている。
【００２７】
ホットモジュール３０は、ケーシング３１、蒸発部３２、改質部３３および燃料電池３４を備えている。ケーシング３１内には、蒸発部３２、改質部３３、燃料電池３４および燃焼部３６が配設されている。
【００２８】
蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部３３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。
【００２９】
この蒸発部３２には、一端（下端）が水タンク７３内に配設された給水管７１の他端が接続されて、改質水ポンプ７１ａにて改質水が水タンク７３から蒸発部３２に供給される。
【００３０】
また、蒸発部３２には、改質用原料の供給源Ｇｓからの改質用原料が改質用原料供給管７２を介して供給されている。供給源Ｇｓは、例えば都市ガスのガス供給管、ＬＰガスのガスボンベである。改質用原料供給管７２には、原料ポンプ７２ａが設けられて、原料ポンプ７２ａは、燃料電池３４に燃料（改質用原料）を供給する。
【００３１】
改質部３３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部３３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は燃料電池３４の燃料極に導出されるようになっている。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。
【００３２】
燃料電池３４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００℃〜１０００℃程度である。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部３３は省略することができる。
【００３３】
セル３４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路３４ｂが形成されている。セル３４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路３４ｃが形成されている。
【００３４】
燃料電池３４は、マニホールド３５上に設けられている。マニホールド３５には、改質部３３からの改質ガスが改質ガス供給管７３を介して供給される。燃料流路３４ｂは、その下端（一端）がマニホールド３５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ７４ａによって送出されたカソードエアはカソードエア供給管７４を介して供給され、空気流路３４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。
【００３５】
燃料電池３４においては、燃料極に供給された燃料と空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ２−）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ている。したがって、燃料流路３４ｂおよび空気流路３４ｃからは、発電に使用されなかった改質ガスおよび酸化剤ガス（空気）が導出する。
【００３６】
そして、燃料流路３４ｂおよび空気流路３４ｃから導出した、発電に使用されなかった改質ガス（アノードオフガス）は、燃料電池３４と蒸発部３２（改質部３３）の間の燃焼空間３６にて、発電に使用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）によって燃焼され、その燃焼ガス（火炎３７）によって蒸発部３２および改質部３３が加熱される。さらには、ホットモジュール３０内を動作温度に加熱している。その後、燃焼ガスはスタックオフガスとして、ホットモジュール３０のケーシング３１の底部３１ａに取り付けられたコンデンサダクト１２を介してホットモジュール３０のケーシング３１の外方へと排気される。
【００３７】
排熱回収システム４０は、燃料電池３４の排熱と貯湯水との間で熱交換することで排熱を貯湯水に回収して蓄える排熱回収系である。排熱回収システム４０は、貯湯水を貯湯する貯湯槽４１と、貯湯水が循環する貯湯水循環ライン４２と、ホットモジュール３０からの３００℃〜４００℃のスタックオフガスと貯湯水との間で熱交換が行われる熱交換器１７と、が備えられている。貯湯水循環ライン４２上には、貯湯水循環手段である貯湯水循環ポンプ４２ａが設けられている。
【００３８】
熱交換器１７は、ホットモジュール３０から排気されるスタックオフガスが供給されるとともに貯湯槽４１からの貯湯水が供給されてスタックオフガスと貯湯水が熱交換する熱交換器である。熱交換器１７は、ホットモジュール３０の下部に設けられている。
【００３９】
熱交換器１７は、ケーシング１７ａを備え。そのケーシング１７ａの上部に熱交換器ダクト１１が設けられている。熱交換器ダクト１１はホットモジュール３０のケーシング３１の底部３１ａに設けられスタックオフガスが導出されるコンデンサダクト１２とは、図１等に基づいて前述した如くダクト結合装置１０にて結合されるもので、ここでのダクト結合に関する説明は省略する。ケーシング１７ａの底部には、純水器７４に接続されている凝縮水供給管７７が接続されている。ケーシング１７ａ内には、貯湯水循環ライン４２に接続されている熱交換部（凝縮部）１７ｂが配設されている。
【００４０】
このように構成された熱交換器１７においては、ホットモジュール３０からのスタックオフガスは、コンデンサダクト１２及び熱交換器ダクト１１を通ってケーシング１７ａ内に導入され、貯湯水が流通する熱交換部１７ｂを通る際に貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後のスタックオフガスは排気管７６を通って排気口２０ａから外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管７７を通って純水器７４に供給される（自重で落水する）。一方、熱交換部１７ｂに流入した貯湯水は、加熱されて流出される。
【００４１】
また、燃料電池システムは、水タンク７３および純水器７４を備えている。水タンク７３は、純水器７４から導出された純水を貯めておくものである。純水器７４は、配管７８を介して水タンク７３に連通しており、純水器７４内の純水は配管７８を通って水タンク７３に導出される。
【００４２】
さらに、燃料電池システムは、インバータ装置５０を備えている。インバータ装置５０は、燃料電池３４から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して交流の系統電源５１および外部電力負荷５３に接続されている電源ライン５２に出力する第１機能と、系統電源５１からの交流電圧を電源ライン５２を介して入力し所定の直流電圧に変換して補機や制御装置６０に出力する第２機能と、を有している。
【００４３】
系統電源（または商用電源）５１は、該系統電源５１に接続された電源ライン５２を介して電力負荷５３に電力を供給するものである。燃料電池２４はインバータ装置５０を介して電源ライン５２に接続されている。電力負荷５３は、交流電源で駆動される負荷であり、例えばドライヤ、冷蔵庫、テレビなどの電化製品である。
【００４４】
補機は、ホットモジュール３０に改質用原料、水、空気を供給するためのモータ駆動のポンプ７２ａ，４２ａ、およびカソードエアブロワ７４ａなどから構成されている。この補機は直流電圧にて駆動されるものである。
【００４５】
燃料電池システムの制御装置６０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、燃料電池システムの運転を実施している。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。
【００４６】
なお、燃料電池システムの前面側は図３において左側であり、又燃料電池システムの背面側とは図３において右側を指す。燃料電池システムの筐体２０の背面側（図３において右側）は、排熱回収システム４０が存在して、利用可能な空きスペースがない。  又、燃料電池システムの筐体２０の内部は、ホットモジュール３０、熱交換器１７、インバータ５０、制御装置６０、水タンク７３および純水器７４、ポンプ７２ａ，４２ａ、およびカソードエアブロワ７４ａ及びそれらを結ぶ配線及び配管が設けられ、筐体２０の前面側（図３において左側）からは、ダクト結合装置１０に向けて、熱交換器１７及び工具を出し入れ可能なスペースが存在する配置とされている。従って、筐体２０の前面側（図３において左側）即ち燃料システムの前面側から、熱交換器ダクト１１とコンデンサダクト１２とを結合し、熱交換器１７の取付、点検及び交換等の保守ができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・ダクト結合装置、１１・・・第１ダクト（熱交換器ダクト）、１１ａ・・・開口、１１ｂ・・・第１フランジ、１２・・・第２ダクト（コンデンサダクト）、１２ａ・・・開口、１２ｂ・・・第２フランジ、１２ｃ・・・連結穴、１２ｄ・・・テーパ穴部、１３・・・ガスケット、１３ａ・・・嵌合穴、１４・・・連結ボルト, １４ａ・・・嵌合軸部、１４ｂ・・・テーパ部、１４ｃ・・・雄ねじ部、１５・・・ナット、３１ａ・・・燃料電池システムのホットモジュールのケーシングの底部、１７・・・熱交換器
【図１】
0005845977.tif 000002
【図２】
0005845977.tif 000003
【図３】
0005845977.tif 000004