(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容室をもつ筐体と、前記収容室内に配置された発電要素と、前記収容室内に配置され前記発電要素の運転に使用される補機と、前記筐体に配置され漏電検知時に前記発電要素の運転を停止させる漏電検知装置を含む制御装置と、前記漏電検知装置に電気的に繋がる第１配線と前記補機に繋がる第２配線とを電気的に接続させる配線接続部とを具備しており、
前記配線接続部は、
前記筐体の前記収容室内のうち冠水時において前記発電要素の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に、且つ、前記漏電検知装置の位置よりも下方の位置に、前記収容室内に露出された状態で配置されており、冠水初期に意図的に漏電状態を形成する発電装置。
【請求項２】
請求項１において、前記発電要素は、燃料が供給されるアノードと酸化剤が供給されるカソードとを有する燃料電池装置であり、
前記配線接続部に第２配線を介して繋がる補機は、水容器に溜められている改質水の凍結を防止するために改質水を加熱させる凍結防止用電気ヒータと、起動時に前記燃料電池装置の燃焼部を着火させる着火用電気ヒータと、前記燃料電池装置から排出された排気ガスの有害成分を燃焼させて浄化させる燃焼触媒を加熱させる燃焼触媒用電気ヒータとのうちのいずれか一方である発電装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記筐体は、前記発電装置の設置面から、あるいは、前記筐体の底壁から、所定高さ以上の高さ位置に前記配線接続部を設置させる浮上部材が前記収容室内に設けられている発電装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、前記配線接続部はコネクタであり、前記コネクタは、第１導電部をもつ第１コネクタ部と、第１導電部に電気的に接触する第２導電部をもつ第２コネクタ部とを有しており、
前記第１コネクタ部および前記第２コネクタ部が嵌合して電気的に接続されるとき、前記第１コネクタ部と前記第２コネクタ部との間に微小隙間を設け、冠水時において、前記第１導電部および前記第２導電部のうちの少なくとも一方に水を進入可能とさせる発電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記筐体は、複数のパネルを組み合わせて形成されており、互いに隣接する複数の前記パネルの接合面付近に前記配線接続部は設けられている発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化還元反応に基づいて発電する燃料電池装置、エンジン式発電装置等の発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電装置の代表例である燃料電池装置について従来技術を説明する。特許文献１は、冠水を検知できる燃料電池装置を開示する。このものによれば、燃料電池装置が冠水された場合、水素生成に使用する純水に相当する改質水を貯留しておく水容器内に装置外部からの水が進入する。進入した水は、改質水に比較して不純物を含むため、水容器内の改質水の導電率を上昇させる。水容器内の改質水の導電率の上昇を検知することによって、燃料電池装置が冠水したことが検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-238467号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
改質水を貯留する水容器は、改質水を貯留しておく必要がある為、その水容器内に外部からの水が進入するためには、その水容器の上部空間から進入せざるを得ない。従って、改質水の貯留量を増加させるべくその水容器の高さが十分にあると、その高さ位置までの冠水が検知できない。このため、水容器の水進入部よりも下方に電気部品がある場合には、燃料電池装置が冠水を検知する前に、それらの電気部品等が冠水して故障することが想定される。また、これを回避する為には、水容器の水進入部より上方に電気部品等を設置する必要があることから、筐体の収容室内における電気部品等の部品のレイアウトが制約される。この場合、筐体のサイズが必要以上に増加し、装置パッケージサイズが大きくなってしまう不具合がある。
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、早期に冠水を検知するのに有利な発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の様相１に係る発電装置は、収容室をもつ筐体と、収容室内に配置された発電要素と、収容室内に配置され発電要素の運転に使用される補機と、筐体に配置され漏電検知時に発電要素の運転を停止させる漏電検知装置と、漏電検知装置に電気的に繋がる第１配線と補機に繋がる第２配線とを電気的に接続させる配線接続部とを具備しており、
配線接続部は、筐体の収容室内のうち冠水時において発電要素の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に、且つ、漏電検知装置の位置よりも下方の位置に、収容室内に露出された状態で配置されており、冠水初期に意図的に漏電状態を形成する。
【０００７】
配線接続部は、筐体の収容室内のうち冠水時において発電要素の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。従って、発電装置が冠水されると、冠水初期において、配線接続部が早期に冠水される。このため配線接続部が意図的に漏電状態を形成する。このため配線接続部に接続された漏電検知装置を含む制御装置が冠水を速やかに検知する。この場合、漏電検知装置を含む制御装置が発電要素の運転を停止させると共に、発電装置が商用電源と系統されているときには、商用電源と発電装置との電気的接続を遮断させることが好ましい。第１配線、配線接続部および第２配線を介して漏電検知装置に電気的に繋がれる補機は、発電装置の運転（例えば起動、発電、停止のいずれか少なくとも一つ）に使用されるものである。補機としては、交流が通電される補機が好ましいが、場合によっては直流が通電される補機でも良い。
【０００８】
配線接続部としては、第１配線と第２配線とを接続させるコネクタが好ましいが、場合によっては、第１配線の先端の導線部分と第２配線の先端の導線部分とが露出した状態で互いに結線されて接続されている構造でも良い。結線部分の長さは短い方が好ましい。冠水時には、短くても、冠水した水と直接的に接触できるためである。
【０００９】
（２）本発明の様相２に係る発電装置によれば、上記様相において、発電要素は、燃料が供給されるアノードと酸化剤が供給されるカソードとを有する燃料電池装置であり、配線接続部に第２配線を介して繋がる補機は、水容器に溜められている改質水の凍結を防止するために改質水を加熱させる凍結防止用電気ヒータと、起動時に燃料電池装置の燃焼部を着火させる着火用電気ヒータと、燃料電池装置から排出された排気ガスの有害成分を燃焼させて浄化させる燃焼触媒を加熱させる燃焼触媒用電気ヒータとのうちのいずれか一方である。これらの補機は交流補機であることが多い。
【００１０】
（３）本発明の様相３に係る発電装置によれば、上記様相において、筐体は、発電装置の設置面から、あるいは、筐体の底壁から、所定高さ以上の高さ位置に配線接続部を設置させる浮上部材が収容室内に設けられている。発電装置が設置されている設置面付近に打ち水等をしたとき、あるいは、雨が降っているとき等において、水濡状態が冠水であると過誤検知することが抑えられる。所定高さとしては、固定値でもよいし、発電装置が設置されている設置面等の事情に応じて適宜変更できることも好ましい。
【００１１】
（４）本発明の様相４に係る発電装置によれば、上記様相において、配線接続部はコネクタであり、コネクタは、第１導電部をもつ第１コネクタ部と、第１導電部に電気的に接触する第２導電部をもつ第２コネクタ部とを有しており、第１コネクタ部および第２コネクタ部が嵌合して電気的に接続されるとき、第１コネクタ部と第２コネクタ部との間に微小隙間を設け、冠水時において、第１導電部および第２導電部のうちの少なくとも一方に水を進入可能とさせる。水がコネクタの第１導電部または第２導電部に進入して接触できるため、冠水が早期に検知される。
【００１２】
（５）本発明の様相５に係る発電装置によれば、上記様相において、筐体は、複数のパネルを組み合わせて形成されており、互いに隣接する複数のパネルの接合面付近に配線接続部は設けられている。互いに隣接する複数のパネルの接合面同士の微小隙間から水が進入し易いため、冠水を早期に検知できる。なお、冠水検知の応答性を考慮すると、パネルの接合面同士付近とは、パネルの接合面と配線接続部との最短距離が３０ｃｍ以内、好ましくは２０ｃｍ以内が好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料電池装置等の発電装置において、冠水初期に冠水を検知することができるため、商用電源と発電装置との電気的接続を遮断させると共に、発電装置をできるだけ早期に停止させることができる。また、本発明によれば、特許文献１に係る技術とは異なり、水容器の水進入部より上方に電気部品を設置する必要がなくなるため、筐体の収容室内における部品のレイアウトの自由性が向上する。更には、筐体のサイズの増加、装置パッケージのサイズの増加が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係り、燃料電池装置の概念を示す図である。
【図２】実施形態２に係り、燃料電池装置の概念を示す図である。
【図３】実施形態３に係り、燃料電池装置の概念を示す図である。
【図４】実施形態４に係り、燃料電池装置の概念を示す図である。
【図５】実施形態５に係り、コネクタの概念を示す図である。
【図６】実施形態６に係り、コネクタの概念を示す図である。
【図７】実施形態７に係り、コネクタの概念を示す図である。
【図８】実施形態８に係り、浮上部材の概念を示す図である。
【図９】実施形態９に係り、エンジン式発電装置の概念を示す図である。
【図１０】参考形態に係り、空気調和装置の室外機の概念を示す図である。
【図１１】適用形態に係り、燃料電池装置の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図１を参照して説明する。本実施形態は発電装置の１種である燃料電池装置２００を対象とする。燃料電池装置２００は、屋外設置型であり、図１に示すように、収容室３０１をもつ筐体３００と、発電要素としての燃料電池２０５と、収容室３０１内に配置された補機４００と、漏電検知時に燃料電池２０５の運転を停止させる漏電検知装置としての漏電ブレーカ５００（交流用ブレーカ）および制御部５５２をもつ制御装置５５０と、配線接続部としてのコネクタ６００とを有する。筐体３００は、収容室３０１を区画するように、側壁３０４，３０５、天井壁３０６、水平方向に沿った底壁３０７をもつ。燃料電池２０５は、燃料ガス等の燃料流体が供給されるアノードと、空気等の酸化剤流体が供給されるカソードとを有する。燃料電池２０５は、固体酸化物形燃料電池に限定されず、場合によっては、固体高分子電解質形燃料電池でも良いし、リン酸形燃料電池でも良く、溶融炭酸塩形燃料電池でも良い。
【００１６】
収容室３０１は、仕切壁３０８によって上部空間３１１と下部空間３１２とに仕切られている。燃料電池２０５は、筐体３００の収容室３０１のうち上部空間３１１に設けられている。補機４００は、筐体３００の収容室３０１内に配置されており、燃料電池２０５の起動、発電、停止のうちの少なくともいずれかに使用される。補機４００としては、空気を燃料電池２０５のカソードに搬送させるカソードガスポンプ、水容器７００の改質水を蒸発部に搬送させて水蒸気を生成させる改質水ポンプ、燃料ガス（例えば都市ガス）を燃料電池２０５の蒸発部、改質部に供給させてアノードガス（水素含有ガス）とし、そのアノードガスをアノードに供給させる燃料ガスポンプ等が挙げられる。図１では、簡素化のためこれらを一括して、概念上、補機４００としている。
【００１７】
漏電ブレーカ５００は、収容室３０１内に収容されている制御装置５５０において制御部５５２と共に配置されている。漏電ブレーカ５００および系統線５０１を介して、制御装置５５０と商用電源５０３とは系統されている。商用電源５０３から電力供給を燃料電池装置２００は受けることができる。商用電源５０３は電力会社が給電する電源を意味する。制御装置５５０は、パワ−コントローラ（パワコン）も兼ねる制御部５５２、電気部品および漏電ブレーカ５００等を搭載している。
【００１８】
コネクタ６００は配線接続部として機能するものであり、第１配線６１１を介して制御部５５２ひいては漏電ブレーカ５００に電気的に接続されており、第２配線６１２を介して補機の１種である凍結防止用電気ヒータ７０２に電気的に接続されている。すなわち、コネクタ６００は、漏電ブレーカ５００を含む制御装置５５０と凍結防止用電気ヒータ７０２（交流補機）とを、第１配線６１１および第２配線６１２を介して電気的に接続させている。このため、凍結防止用電気ヒータ７０２は、制御装置５５０の制御部５５２から第１配線６１１、コネクタ６００および第２配線６１２を介して給電（交流）される。凍結防止用電気ヒータ７０２は、冬期または寒冷地等において、水容器７００（高さ寸法ｈａ）に溜められている改質水の凍結を防止するために改質水を加熱させるものであり、交流補機に相当し、収容室３０１の下部空間３１２のうちの底壁３０７側に設けられている。改質水は、燃料ガスを水蒸気改質させるための改質用の水を意味する。水容器７００は、燃料電池２０５の発電運転に伴い凝縮器７０５において発生した凝縮水を、凝縮水通路７０５ｗを介して重力により流下させて貯留させる。凝縮水を重力により流下させるため、水容器７００は凝縮器７０５の底よりも下方に配置させる必要がある。従って、水容器７００は筐体３００の底壁３０７に設置されている。
【００１９】
本実施形態によれば、コネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において燃料電池２０５および補機４００の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。従って、コネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１において下部空間３１２に位置するように、特に、下部空間３１２のうち下側に位置するように、筐体３００の底壁３０７側に設置されている。このようにコネクタ６００は漏電ブレーカ５００よりも下方の位置に、且つ、底壁３０７よりも上方の位置に、収容室３０１内に露出された状態で配置されている。このようなコネクタ６００には冠水初期において水が速やかに接触できる。このためコネクタ６００は意図的に漏電状態を迅速に形成させることができる。コネクタ６００は、硬質樹脂で形成された殻体をもつ第１コネクタ６０１と、硬質樹脂で形成された殻体をもつ第２コネクタ６０２とを有している。
【００２０】
第１コネクタ６０１および第２コネクタ６０２が互いに嵌合して電気的に接続されている。このため図１に示すように、制御装置５５０の制御部５５２は、第１配線６１１、コネクタ６００、第２配線６１２を介して凍結防止用電気ヒータ７０２に給電（交流）させる。冠水初期において、コネクタ６００を構成する第１コネクタ６０１と第２コネクタ６０２との境界の微小隙間６１７から水が進入して漏電状態を形成できる。
【００２１】
以上説明したように本実施形態によれば、コネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において発電装置および補機４００を含む電気系統の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。従って、燃料電池装置２００が冠水されると、冠水初期において、コネクタ６００が早期に冠水されるため、コネクタ６００は意図的に漏電状態を早期に形成することができる。このためコネクタ６００に接続された漏電ブレーカ５００は、漏電状態を速やかに検知することができ、ひいては、燃料電池装置２００の冠水を速やかに検知することができる。この場合、過電流検知用の漏電ブレーカ５００は商用電源５０３と燃料電池装置２００との電気的接続を速やかに遮断させる。ブレーカ５００を備える制御装置５５０は、燃料電池２０５の発電運転（起動運転も含む）を速やかに緊急的に停止させる。すなわち、制御装置５５０は、燃料ガスを蒸発部、改質部、燃料電池２０５のアノードに供給させることを停止させ、同様に、カソードガスとしての空気を燃料電池２０５のカソードに供給させることを停止させる。なお、コネクタ６００は非防水構造であり、水の進入を防止するシール部材を有していないことが好ましい。冠水時には早期に漏電状態を形成させたいためである。なお、凍結防止用電気ヒータ７０２は主として冬期等において使用されるが、夏期等においてもコネクタ６００から漏電すると、ブレーカ５００を含む制御装置５５０は漏電検知できるようにされている。
【００２２】
本実施形態によれば、図１に示すように、浮上部材６６０が収容室３０１内に設けられている。浮上部材６６０は、燃料電池装置２００を設置する設置面２０１から所定高さＨの浮上する高さ位置にコネクタ６００を設置させる。浮上部材６６０は、筐体３００の底壁３０７に設置されており、コネクタ６００を底壁３０７から浮上させる。なお、筐体３００の底壁３０７に穴が形成されている場合には、燃料電池装置２００を直接的に設置している設置面２０１に浮上部材６６０を設置することができる。浮上部材６６０は、補機等を固定する部材と共用しても良い。
【００２３】
燃料電池装置２００が設置されている設置面２０１付近にユーザ等が打ち水等をしたとき、あるいは、雨が軽く降ったとき等において、設置面２０１は水濡れ状態となる。この場合、このような水濡れ状態は冠水初期とは異なり、問題とはならない。浮上部材６６０によりコネクタ６００が底壁３０７や設置面２０１から浮上しているため、上記した水濡れ状態が冠水であると過誤検知することが抑えられる。コネクタ６００は水容器７００とブレーカ５００との間に位置するように水容器７００の近傍に配置されているが、万一、水容器７００から水が落下するときでも、浮上部材６６０によりコネクタ６００が底壁３０７や設置面２０１から浮上しているため、支障がない。上記した所定高さＨとしては、固定値でもよいし、燃料電池装置２００が設置されている設置面２０１等の事情に応じて適宜変更できることも好ましい。
【００２４】
図１に示すように、コネクタ６００を位置決めするための複数の位置決め突起６６６，６６７が位置決め部として浮上部材６６０に設けられている。位置決め突起６６６により、矢印Ｗ方向（コネクタ部６０１，６０２が嵌合される方向）においてコネクタ６００が位置決めされる。位置決め突起６６７により、矢印Ｗ方向と交差する方向においてコネクタ６００が位置決めされる。これによりコネクタ６００が浮上部材６００から脱落することが抑制される。場合によっては、位置決め突起６６６，６６７を廃止することもできる。
【００２５】
本実施形態によれば、特許文献１に係る技術とは異なり、水容器７００の上端７０１（水進入部）より上方に電気部品等の部品を設置しなければならない必要性がなくなる。このため、筐体３００の収容室３０１内において部品をレイアウトさせる自由性が向上する。更には、筐体３００のサイズの増加、筐体３００のサイズの増加が抑えられる。
【００２６】
（実施形態２）
図２は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。燃料電池２０５から排出された排気ガスを外部に排出させる排気ガス通路２５０が設けられている。排気ガスに含まれている有害成分（例えば一酸化炭素等）を燃焼させて浄化させる燃焼触媒２５２が排気ガス通路２５０に設けられている。燃焼触媒２５２が低温であると、排気ガスを浄化させる浄化機能が充分に得られない。このため燃料電池装置２００の起動時等のように、燃焼触媒２５２の温度が過剰に低いときにおいて燃焼触媒２５２を加燃させる燃焼触媒用電気ヒータ２５４が補機（交流補機）として排気ガス通路２５０に設けられている。
【００２７】
図２に示すように、コネクタ６００は、漏電ブレーカ５００をもつ制御装置５５０に第１配線６１１を介して電気的に繋がれており、補機の１種である燃焼触媒用電気ヒータ２５４に第２配線６１２を介して電気的に繋がれている。すなわち、コネクタ６００は、燃焼触媒用電気ヒータ２５４と漏電ブレーカ５００とを、第１配線６１１および第１配線６１１を介して電気的に接続させている。図２に示すように、燃焼触媒用電気ヒータ２５４は、コネクタ６００および漏電ブレーカ５００よりも上方に配置されているため、第２配線６１２は上下方向に沿って延設されている。第２配線６１２は、重力により自然垂下されている状態とされていても良いし、あるいは、筐体３００の側壁３０５の内壁面に沿って取付具等により固定されていても良い。
【００２８】
本実施形態によれば、実施形態１と同様に、図２に示すように、コネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において燃料電池装置２００および補機４００を含む電気系統の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。従って、燃料電池装置２００が冠水されると、冠水初期において、コネクタ６００が早期に冠水されるため、コネクタ６００が意図的に漏電状態を形成することができる。このためコネクタ６００に接続された漏電ブレーカ５００が漏電状態を速やかに検知し、ひいては冠水状態を速やかに検知することができる。この場合、漏電ブレーカ５００は商用電源５０３と燃料電池装置２００との電気的接続を遮断させる。制御装置５５０は燃料電池２０５の運転を速やかに停止させる。なお本実施形態においても、図２に示すように、冠水の過誤検知を防止するために、発電装置の設置面２０１から所定高さＨの高さ位置にコネクタ６００を設置させる浮上部材６６０が収容室３０１内に設けられている。なお浮上部材６６０は、筐体３００の底壁３０７に設置されている。なお、電気ヒータ２５４は主として運転初期において使用されるが、それ以降等においてもコネクタ６００が漏電すると、ブレーカ５００を含む制御装置５５０は漏電検知できるようにされている。
【００２９】
（実施形態３）
図３は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。燃料電池装置２００の起動時において燃料電池装置２００の燃焼部１０５を着火させる着火用電気ヒータ３５が補機（交流補機）として設けられている。コネクタ６００は、漏電ブレーカ５００に第１配線６１１を介して電気的に繋がれており、補機の１種である着火用電気ヒータ３５に第２配線６１２を介して接続されている。すなわち、コネクタ６００は、着火用電気ヒータと漏電ブレーカ５００とを第１配線６１１および第２配線６１２を介して電気的に接続させている。着火用電気ヒータ３５は、燃料電池装置２００の起動時において、燃料電池２０５の燃焼部１０５に燃料ガスおよび空気が供給されている状態で、燃料ガスを着火させて燃焼炎を形成させ、燃焼炎により燃料電池２０５、改質部および蒸発部等を加熱させる。これにより蒸発部で液相状の改質水を蒸発させて水蒸気を生成できる。改質部で燃料ガスを水蒸気で水蒸気改質させることができる。燃料電池２０５を発電可能状態とすることができる。
【００３０】
本実施形態によれば、図３に示すように、コネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において燃料電池２０５および補機４００の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。従って、燃料電池装置２００が冠水されると、冠水初期において、コネクタ６００が早期に冠水されるため、水がコネクタ６００の内部に進入し、コネクタ６００が意図的に漏電状態を形成することができる。このためコネクタ６００に接続された漏電ブレーカ５００は、冠水に起因する漏電状態を速やかに検知することができる。この場合、漏電ブレーカ５００が商用電源５０３と燃料電池装置２００との電気的接続を遮断させると共に、制御装置５５０が燃料電池２０５の発電運転を停止させる。なお、電気ヒータ３５は主として運転初期において使用されるが、それ以降等においてもコネクタ６００により漏電検知できるようにされている。
【００３１】
（実施形態４）
図４は実施形態４を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。コネクタ６００は、漏電ブレーカに電気的に繋がる第１配線６１１と、凍結防止用電気ヒータ７０２に繋がる第２配線６１２とを電気的に接続させる。更に第２配線６１２には第２コネクタ６００Ｂが設けられている。第２配線６１２においてコネクタ６００，６００Ｂは電気的に直列に配置されている。筐体３００は複数のパネル３２０を組み合わせて形成されており、互いに隣接する複数のパネル３２０の接合面付近に第２コネクタ６００Ｂは設けられている。従って、第２コネクタ６００Ｂは筐体３００の底壁３０７付近において設けられている。
【００３２】
冠水時には、互いに隣接する複数のパネル３２０の接合面同士の微小隙間３２２から水が進入し易い。このため、第２コネクタ６００Ｂは冠水を早期に検知できる。コネクタ６００および第２コネクタ６００Ｂの双方が電気的に直列に接続され、複数の場所に設けられているため、冠水の検知が複数箇所で実施でき、検知精度を高めることができる。
【００３３】
但し、図４に示すように、燃料電池装置２００の設置面２０１から浮上する高さ位置にコネクタ６００を設置させる浮上部材６６０が収容室３０１内に設けられている。設置面２０１から浮上する高さ位置に第２コネクタ６００Ｂを設置させる浮上部材６６０Ｂが収容室３０１内に底壁３０７の上に設けられている。これにより冠水の過誤検知が抑制される。なお、パネル３２０の接合面同士付近とは、パネル３２０の接合面とコネクタ６００との最短距離が３０ｃｍ以内、好ましくは２０ｃｍ以内を意味する。
【００３４】
（実施形態５）
図５は実施形態５を示す。本実施形態は実施形態１〜４と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図５に示すように、コネクタ６００は、第１導電部６０３もつ硬質樹脂を母材とする第１コネクタ６０１と、第１導電部６０３と電気的に接触可能な第２導電部６０４をもつ硬質樹脂を母材とする第２コネクタ６０２とを有する。図５に示すように、第２コネクタ６０２は、開口６０５をもつ凹部６０６と、導電材料で形成された第２導電部６０４とを有する。第１コネクタ６０１は、凹部６０６に嵌合可能な凸部６０７と、導電材料で形成された第１導電部６０３とを有する。コネクタ６００の使用時において、第１コネクタ６０１および第２コネクタ６０２が嵌合して接続される。このとき、第１導電部６０３および第２導電部６０４が電気的に接触する。冠水時には、第１コネクタ６０１と第２コネクタ６０２との境界域の微小隙間６１７に水が進入する。その水が第１導電部６０３および第２導電部６０４に進入可能となり、漏電状態を作り出す。なお、図５に示すように、第１コネクタ６０１および第２コネクタ６０２が水平方向に沿って嵌合されて接続されている。このため、基本的には、水は進入初期では水平方向に沿って進入する。コネクタ６００は非防水構造であり、コネクタ６０の内部への水の進入を防止するシール部材を有していないことが好ましい。早期に漏電させたいためである。
【００３５】
（実施形態６）
図６は実施形態６を示す。本実施形態は実施形態１〜５と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図６に示すように、第１コネクタ６０１と第２コネクタ６０２との間には、水を流入させる流入凹部として機能する通路溝６０９が形成されている。通路溝６０９の長さ方向の始端６０９ｅは第１コネクタ６０１の外壁面に長溝状に形成されている。通路溝６０９の長さ方向の終端６０９ｆは第１コネクタ６０１の第１導電部６０３側に、即ち、相手コネクタ部の導電部に到達または接近する。このため第１コネクタ６０１と第２コネクタ６０２とが密に嵌合されて接続されているときであっても、冠水した水は、コネクタ６００に形成されている通路溝６０９を介して第１導電部６０３または第２導電部６０４に迅速に到達できる。コネクタ６００の内部への進入の応答性を高めることができる。これによりコネクタ６００は漏電状態を早期に且つ積極的に形成できる。
【００３６】
（実施形態７）
図７は実施形態７を示す。本実施形態は実施形態１〜４と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図７に示すように、第２コネクタ６０２の開口６０５をもつ凹部６０６は、鉛直方向において上向きな開放されている。第２コネクタ６０２の凸部６０７は、鉛直方向において下向きとされている。このように第１コネクタ６０１および第２コネクタ６０２は、鉛直方向に沿って嵌合されて接続されている。このように第１コネクタ６０１の凸部６０７が下向きに進入する開口６０５をもつ凹部６０６は、鉛直方向において上向きである。このため、冠水時には、水は凹部６０６から第１コネクタ６０１と第２コネクタ６０２との境界域に重力により進入し易くなり、コネクタ６００の内部への進入速度を速めるのに有利である。コネクタ６００の内部に進入した水は、第１導電部６０３または第２導電部６０４に進入可能となる。これによりコネクタ６００は漏電状態を早期に且つ積極的に形成できる。
【００３７】
（実施形態８）
図８は実施形態８を示す。浮上部材６６０は、燃料電池装置の高さ方向においてコネクタ６００を昇降させる昇降機構をもつ。すなわち、浮上部材６６０は、筐体３００の底壁３０７に固定された複数の脚部６６１と、脚部６６１に形成された高さ調節部として機能する複数の取付穴６６２，６６３，６６４のいずれかに差し込まれて保持される着脱具６９０と、着脱具６９０に載置させる昇降部６６９とをもつ。昇降部６６９はコネクタ６００を載せる。取付穴６６２は脚部６６１の高さ方向に沿って複数個並設されている。着脱具６９０を差し込む取付穴６６２，６６３，６６４を変更すれば、コネクタ６００の高さ位置は調整される。燃料電池装置２００の設置時またはメンテナンス時において、設置者またはメンテナンス者は、設置面２０１に応じて冠水される状況を推測して、状況に応じて取付穴６６２，６６３，６６４のいずれかを選択させれば良い。冠水の過誤検知性を問わず、冠水を一刻も早く検知したいときには、最も下側の取付穴６６４を選択し、取付穴６６４に保持された着脱具６９０に昇降部６６９を載置させれば良い。冠水の過誤検知を防止したいときには、最も上側の取付穴６６２を選択し、取付穴６６２に保持された着脱具６９０に昇降部６６９を載置させれば良い。
【００３８】
図８に示すように、昇降部６６９は、コネクタ６００を位置決めするための複数の位置決め突起６６６，６６７を位置決め部として有する。位置決め突起６６６により、矢印Ｗ方向（コネクタ部６０１，６０２が嵌合される方向）においてコネクタ６００が位置決めされる。位置決め突起６６７により、水平方向において矢印Ｗ方向と交差する方向においてコネクタ６００が位置決めされる。これによりコネクタ６００が昇降部６６２から脱落することが抑制される。昇降機構としては他の機構を用いても良い。着脱具６９０に代えてボルト・ナットを使用しても良い。ラックと、ラックと噛み合うピニオンとを用いて形成しても良い。燃料電池装置の設置時において、設置面の状況に応じてピニオンを回転させれば、ラックを昇降でき、ラックに保持されているコネクタ６００を昇降させることができる。
【００３９】
（実施形態９）
図９は実施形態９を示す。本実施形態はエンジン式発電装置に適用している。エンジン発電装置は屋外設置型であり、図９に示すように、筐体３００の収容室３０１内には発電要素が設けられている。発電要素は、ガス燃料等の燃料で駆動するエンジン８００と、エンジン８００で連結軸８０１を介して回転駆動される発電機８１０とを有する。発電機８１０が回転駆動すると、交流の電力が生成される。冬期や寒冷地等においてエンジン冷却水の凍結を防止する補機としての電気ヒータ４９０（交流補機）が収容室３０１内に設けられている。筐体３００の収容室３０１には、漏電検知時に発電要素の運転を停止させる漏電検知装置としての漏電ブレーカ５００を搭載する制御装置５５０が設けられている。このようなコネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において発電機８１０および電気ヒータ４９０を含む電気系統の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。図９に示すように、このようなコネクタ６００は、漏電ブレーカ５００よりも下方の位置するように、収容室３０１の底壁３０７側に露出された状態で配置されている。コネクタ６００は冠水初期に意図的に漏電状態を形成する。筐体３００は、複数のパネル３２０を組み合わせて形成されている。互いに隣接する複数のパネル３２０の接合面同士の微小隙間３２２から水が収容室３０１に進入するおそれがある。このため隣接する複数のパネル３２０の接合面同士付近においてコネクタ６００は設けられている。これによりコネクタ６００は冠水初期に漏電状態を作り出すことができ、ひいては冠水初期において漏電状態を検知することができる。なお、パネル３２０の接合面同士付近とは、パネルの接合面とコネクタ６００との最短距離が３０ｃｍ以内、好ましくは２０ｃｍ以内を意味する。
【００４０】
（参考形態）
図１０は参考形態を示す。図１０に示すように、ガスエンジンヒートポンプ装置は、屋外設置型であり、収容室３０１をもつ筐体３００と、収容室３０１内に配置されたエンジン８００と、エンジン８００で連結軸８０２を介して回転駆されるコンプレッサ８０５と、筐体３００に配置され漏電検知時にエンジン８００およびコンプレッサ８０５の運転を停止させる漏電検知装置としての漏電ブレーカ５００をもつ制御装置５５０とを有する。コンプレッサ８０５は、ガス状の冷媒を圧縮させる。圧縮された冷媒は、凝縮器を含む空調回路８４０を通過し、蒸発器を含む室外機８５０に供給され、空調作用（冷房作用）を果たす。
【００４１】
エンジン冷却水の凍結を防止する補機としての電気ヒータ４９０が収容室３０１内に設けられている。コネクタ６００は、第１配線６１１を介して制御装置５５０に電気的に繋がれ、ひいては漏電ブレーカ５００に繋がれている。またコネクタ６００は第２配線６１２を介して電気ヒータ４９０に電気的に接続されている。図１０に示すように、コネクタ６００は、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において早期に冠水する冠水初期位置に、且つ、漏電ブレーカ５００よりも下方の位置に、収容室３０１内に露出された状態で配置されており、冠水初期に意図的に漏電状態を形成することができる。このようなコネクタ６００は、漏電ブレーカ５００よりも下方の位置するように、収容室３０１の底壁３０７側に露出された状態で配置されている。
【００４２】
筐体３００は、複数のパネル３２０を組み合わせて形成されている。互いに隣接する複数のパネル３２０の接合面同士の微小隙間３２２から水が収容室３０１に進入するおそれがある。このため隣接する複数のパネル３２０の接合面同士付近においてコネクタ６００は設けられている。これによりコネクタ６００は冠水初期に漏電状態を作り出すことができ、ひいては冠水初期において漏電状態を検知することができる。パネル３２０の接合面同士付近とは、パネルの接合面とコネクタ６００との最短距離が３０ｃｍ以内、好ましくは２０ｃｍ以内を意味する。
【００４３】
（適用形態１）
図１１は適用形態１の概念を示す。図１１に示すように、燃料電池装置は、燃料電池１と、液相状の水を蒸発させて水蒸気を生成させる蒸発部２と、蒸発部２で生成された水蒸気を用いて燃料を改質させてアノードガスを形成する改質部３と、蒸発部２に供給される液相状の水を溜める水容器４と、これらを収容する筐体５とを有する。燃料電池１は、イオン伝導体を挟むアノード１０とカソード１１とをもち、例えば、ＳＯＦＣとも呼ばれる固体酸化物形燃料電池（運転温度：例えば４００℃以上）とされている。改質部３は、セラミックス等の担体に改質触媒を担持させて形成されており、蒸発部２に隣設されている。改質部３および蒸発部２は改質部２Ａを構成しており、燃料電池１と共に断熱壁１９で包囲され、発電モジュール１８を形成している。発電モジュール１８内には、改質部３，蒸発部２を加熱する燃焼部１０５が設けられている。アノード１０側から排出されたアノード排ガスは、流路１０３を介して燃焼部１０５に供給される。カソード１１側から排出されたカソード排ガスは、流路１０４を介して燃焼部１０５に供給される。起動時には、燃焼部１０５は、アノード１０から供給された改質前の原料ガスを、カソード１１から供給されたカソードガスで燃焼させ、蒸発部２および改質部３を加熱させる。
【００４４】
発電運転時には、燃焼部１０５はアノード１０から排出されたアノード排ガスを、カソード１１から排出されたカソード排ガスで燃焼させ、蒸発部２および改質部３を加熱させる。燃焼部１０５には排気ガス通路７５が設けられ、燃焼部１０５における燃焼後のガス、未燃焼のガスを含む燃焼排ガスが排気ガス通路７５を介して大気中に放出される。改質部３の温度を検出する温度センサ３３が設けられている。着火させる着火用電気ヒータ３５が燃焼部１０５に設けられている。外気の温度を検出する外気温度センサ５７が設けられている。温度センサ３３，５７の信号は制御装置１００Ｘに入力される。制御装置１００Ｘは警報器１０２に警報を出力する。
【００４５】
発電運転時には、改質部２Ａは改質反応に適するように断熱壁１９内において加熱される。発電運転時には、蒸発部２は水を加熱させて水蒸気とさせ得るように加熱される。燃料電池１がＳＯＦＣタイプの場合には、アノード１０側から排出されたアノード排ガスとカソード１１側から排出されたカソード排ガスが燃焼部１０５で燃焼するため、改質部３および蒸発部２は、発電モジュール１８の内部において同時に加熱される。図１１に示すように、原料ガス通路６は、ガス源６３から原料ガスを改質器２Ａに供給させるものであり、ポンプ６０、脱硫装置６５をもつ。燃料電池１のカソード１１には、カソードガス（空気）をカソード１１に供給させるためのカソードガス通路７０が繋がれている。カソードガス通路７０には、カソードガス搬送用の搬送源として機能するカソードポンプ７１が設けられている。
【００４６】
図１１に示すように、筐体５は外気に連通する吸気口５０と排気口５１とをもち、更に、第１室である上室空間５２と、第２室である下室空間５３とをもつ。燃料電池１は、改質部３および蒸発部２と共に発電モジュール１８を形成し、筐体５の上側つまり上室空間５２に収容されている。筐体５の下室空間５３には、改質部３で改質される液相状の水を溜める水容器４が収容されている。水容器４には、電気ヒータ等の加熱機能をもつ加熱部４０が設けられている。加熱部４０は、水容器４に貯留されている水を加熱させるものであり、電気ヒータ等で形成できる。外気温度等の環境温度が低いとき等には、制御装置１００Ｘからの指令に基づいて、水容器４の水は加熱部４０により所定温度以上に加熱され、凍結が抑制される。図１１に示すように、下室空間５３側の水容器４の出口ポート４ｐと上室空間５２側の蒸発部２の入口ポート２ｉとを連通させる給水通路８が、配管として筐体５内に設けられている。給水通路８は、水容器４内に溜められている水を水容器４から蒸発部２に供給させる通路である。給水通路８には、水容器４内の水を蒸発部２まで搬送させる水搬送源として機能するポンプ８０が設けられている。更に、制御装置１００Ｘはポンプ８０，７１，７９，６０を制御する。
【００４７】
さて燃料電池装置の起動時において、ポンプ６０が駆動すると、原料ガス通路６から原料ガスが蒸発部２，改質部３，アノードガス通路７３，燃料電池１のアノード１０，流路１０３を介して燃焼部１０５に流れる。カソードポンプ７１によりカソードガス（空気）がカソードガス通路７０、カソード１１，流路１０４を介して燃焼部１０５に流れる。この状態で着火用電気ヒータ３５が着火すると、燃焼部１０５において燃焼が発生し、改質部３および蒸発部２が加熱される。このように改質部３および蒸発部２が加熱された状態で、ポンプ８０が駆動すると、水容器４内の水は水容器４の出口ポート４ｐから蒸発部２の入口ポート２ｉに向けて給水通路８内を搬送され、蒸発部２で加熱されて水蒸気とされる。水蒸気は、原料ガス通路６から供給される原料ガスと共に改質部３に移動する。原料ガスは改質部３において水蒸気で改質されてアノードガス（水素含有ガス）となる。アノードガスはアノードガス通路７３を介して燃料電池１のアノード１０に供給される。更にカソードガス（酸素含有ガス、ケース５内の空気）がカソードガス通路７０を介して燃料電池１のカソード１１に供給される。これにより燃料電池１が発電する。アノード１０から排出されたアノードオフガス、カソード１１から排出されたカソードオフガスは、流路１０３，１０４を通過し、燃焼部１０５に至り、燃焼部１０５で燃焼される。高温の排ガスは、排気ガス通路７５を介してケース５の外方に排出される。
【００４８】
上記した燃料電池装置の発電運転時において、ポンプ８０が駆動すると、水容器４内の水は、水容器４の出口ポート４ｐから蒸発部２の入口ポート２ｉに向けて給水通路８内を搬送され、蒸発部２で加熱されて水蒸気とされる。水蒸気は原料ガス通路６から供給される原料ガスと共に改質部３に移動する。改質部３において燃料は、水蒸気で改質されてアノードガス（水素含有ガス）となる。なお燃料がメタン系である場合には、水蒸気改質によるアノードガスの生成は、次の（１）式に基づくと考えられている。但し燃料はメタン系に限定されるものではない。
（１）…ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→４Ｈ２＋ＣＯ２
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ
生成されたアノードガスはアノードガス通路７３を介して燃料電池１のアノード１０に供給される。更にカソードガス（酸素含有ガス、筐体５内の空気）がカソードガス通路７０を介して燃料電池１のカソード１１に供給される。これにより燃料電池１が発電する。燃料電池１で排出された高温の排ガスは、排気ガス通路７５を介して筐体５の外方に排出される。
【００４９】
排気ガス通路７５には、凝縮機能をもつ熱交換器７６が設けられている。貯湯槽７７に繋がる貯湯通路７８および貯湯ポンプ７９が設けられている。貯湯通路７８は往路７８ａおよび復路７８ｃをもつ。貯湯槽７７の低温の水は、貯湯ポンプ７９の駆動により、貯湯槽７７の吐出ポート７７ｐから吐出されて往路７８ａを通過し、熱交換器７６に至り、熱交換器７６により加熱される。熱交換器７６で加熱された温水は、復路７８ｃを介して帰還ポート７７ｉから貯湯槽７７に帰還する。このようにして貯湯槽７７の水は温水となる。前記した排ガスに含まれていた水蒸気は、熱交換器７６で凝縮されて凝縮水となる。凝縮水は、熱交換器７６から延設された凝縮水通路４２を介して重力等により水精製器４３に供給される。水精製器４３はイオン交換樹脂等の水精製剤４３ａを有するため、凝縮水の不純物は除去される。不純物が除去された水は水容器４に移動し、水容器４に溜められる。ポンプ８０が駆動すると、水容器４内の水は給水通路８を介して高温の蒸発部２に供給され、蒸発部２で水蒸気とされて改質部３に供給され、改質部３において燃料を改質させる改質反応として消費される。
【００５０】
さて本適用形態によれば、図１１に示すように、コネクタ６００は、電気ヒータで形成されている加熱部４０に給電させるコネクタであり、ブレーカ５００に繋がり、筐体３００の収容室３０１内のうち冠水時において電気系統の位置よりも早期に冠水する冠水初期位置に配置されている。従って、燃料電池装置２００が冠水されると、冠水初期において、コネクタ６００が早期に冠水されるため、コネクタ６００は意図的に漏電状態を形成することができる。このためコネクタ６００に接続された漏電ブレーカ５００が漏電状態を検知することができ、ひいては燃料電池装置が冠水されている状態を速やかに検知することができる。この場合、ブレーカ５００を含む制御装置１００Ｘが燃料電池装置の運転を速やかに緊急的に停止させると共に、商用電源と燃料電池装置との電気的接続を遮断させ、更に警報器１０２に警報信号を出力する。燃料電池装置の運転にあたり、燃料ガスを蒸発部２、改質部３、燃料電池１のアノード１０に供給させることを停止させ、カソードガスとしての空気を燃料電池１のカソード１１に供給させることを停止させる。
【００５１】
本実施形態によれば、図１１に示すように、浮上部材６６０が設けられている。浮上部材６６０は筐体５の底壁５ｄに設置されており、コネクタ６００を底壁５ｄから浮上させる。燃料電池装置が設置されている設置面２０１付近に打ち水等がされたとき、軽い雨が降った時等において、設置面２０１等が水濡れ状態となる。この場合、このような水濡れ状態は冠水とは異なる。浮上部材６６０によりコネクタ６００が浮上されているため、上記した水濡れ状態が冠水であると過誤検知することが抑えられる。浮上部材６６０によりコネクタ６００が浮上しているためである。浮上部材６６０はコネクタ６００の高さ調整可能であることが好ましい。
【００５２】
（その他）
本発明は上記し且つ図面に示した各実施形態および適用形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。燃料電池は、固体酸化物形燃料電池に限定されず、場合によっては、固体高分子電解質形燃料電池でも良いし、リン酸形燃料電池でも良く、溶融炭酸塩形燃料電池でも良い。原料ガスも特に制限されず、都市ガス、プロパンガス、バイオガス、ＬＰＧガス、ＣＮＧガス等を例示できる。コネクタに繋ぐ補機としては、交流補機とされているが、制御装置を含む回路中で、漏電検知機能を有していれば、直流補機でも良い。筐体はパネルで形成されておらず、一体板金品で形成されていても良い。燃料電池装置等の発電装置は屋外設置型とされているが、排気ガスを屋外に排出できる限り、室内に配置されるものでも良い。全実施形態において、浮上部材６６０の高さを調整可能とすることが好ましい。本発明に係る発電装置は屋外設置型であるが、屋内が冠水する可能性がある限り、屋内設置型を対象としても良く、要するに冠水する可能性がある場所に設置される。
【符号の説明】
【００５３】
１は燃料電池、１０はアノード、１１はカソード、２は蒸発部、３は改質部、１８は発電モジュール、１９は断熱壁、６０はポンプ（ガス搬送源）、７０はカソードガス通路、７３はアノードガス通路、１００Ｘは制御部、６は原料ガス通路、２００は燃料電池装置（発電装置）、３００は筐体、３０１は収容室、３１１は上部空間、３１２は下部空間、４００は補機、５００はブレーカ（漏電検知装置）、５０１は系統線、５０３は商用電源、５５０は制御装置、５５２は制御部、６００はコネクタ（配線接続部）、６０１は第１コネクタ部、６０２は第２コネクタ部、６０３は第１導電部、６０４は第２導電部、６０６は凹部、６０７は凸部、６１１は第１配線、６１２は第２配線、６６０は浮上部材、７００は水容器、７０２は凍結防止用電気ヒータ、２５４は燃焼触媒用電気ヒータ、８００はエンジン、８１０は発電機を示す。
【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】
0005876336.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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