(57)【要約】    【目的】換気装置の設置所要スペースが狭く抑えられ、かつ換気のために必要な消費動力が低く抑えられる燃料電池発電装置を得る。    【構成】建物１の内部にパッケージ型の燃料電池発電装置５を配するものにおいて、建物１の内部の空気を導入する空気導入口６と換気空気を外部に排出する空気排出管９とを備え、さらに、外部の空気を吸気口２より導入し、空気導入口６を通して燃料電池発電装置５へと導き、空気排出管９より排出する換気ファン８を備える。【選択図】          図１
2006073446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口を備えた建物の内部に設置して使用される燃料電池発電装置で、前記建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へと導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を前記建物の外部へ排出する空気排出管と、前記建物外部の空気を前記吸気口を介して前記建物の内部に導き、さらに前記空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに前記空気排出管を通して建物の外部へと排出する換気手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
【請求項２】
吸気口を備えた建物の外部に設置して使用される燃料電池発電装置で、前記建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へと導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を外部へ排出する空気排出管と、前記建物外部の空気を前記吸気口を介して前記建物の内部に導き、さらに前記空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに前記空気排出管を通して外部へと排出する換気手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
【請求項３】
燃料電池発電装置の内部の空気を前記建物の外部へ排出する前記の空気排出管が、排出空気を下部から上部へと通流させる略鉛直方向に延伸する排気ダクトよりなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置。
【請求項４】
前記建物は建物内部の空気を建物外部に排気するための略鉛直方向に延伸する排気ダクトを備え、前記燃料電池発電装置の内部の空気を外部へ排出する前記空気排出管が前記排気ダクトに接続されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池発電装置。
【請求項５】
前記の換気手段が換気ファンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の内部あるいは外部に据え付けられて運転される燃料電池発電装置に係り、特にその換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池発電装置では電気化学反応によって発電が行われるが、この電気化学反応は発熱反応であり、多量の熱が発生するので、その除熱を行う必要がある。このため、燃料電池発電装置をパッケージ内に収納し、このパッケージ内に空気を導入して換気し、除熱することによって冷却している。図６は、建物に近接して据え付けられている従来の燃料電池発電装置５の換気システムの基本構成を示す説明図である。建物１には内部を換気するための換気空気を導入する吸気口２が設けられており、換気ファン４によって外部より空気を導入し、排気口３より排出することによって換気されている。一方、燃料電池発電装置５は、換気ファン８によってパッケージの空気導入口６より外気を導入し、空気排出口７より外部へと排出することによって換気している。
図７は、特許文献１に出願されている燃料電池発電装置の換気方法が適用される換気システムの構成図である。本構成では、燃料電池発電装置５の近傍にある建物１の換気システム２０から排気される換気空気を、ダクト３０を通してパッケージ型の燃料電池発電装置５の換気空気取り入れ口６へと導入し、燃料電池発電装置５の換気、冷却に用いたのち換気空気取り出し口７より排出するよう構成されており、建物１の換気システム２０を燃料電池発電装置の換気に有効に利用して効率を向上している。
【特許文献１】特願 2003―418955号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のごとく、燃料電池発電装置では電気化学反応に伴って多量の熱が発生するので、換気空気を導入して換気し、その発熱を除去する必要がある。このため、一般に、燃料電池発電装置をパッケージ内に収納し、換気装置を付設して換気する方式が採られている。一方、燃料電池発電装置は、建物の内部、あるいは建物の外部の建物に近接する位置に設置される場合が多く、これらの建物にも換気が必要となるので、専用の換気装置が設置されているのが通例である。したがって、専用の換気装置を備えた建物の内部、あるいは外部の近接する位置に、換気装置を付設した燃料電池発電装置を備えつけ、２台の換気装置を個別に運転して換気を行うのが一般的である。このため従来の燃料電池発電装置においては、換気装置のために広い設置スペースが必要となり、かつ運転のために多量の動力が必要となるという難点があった。
【０００４】
本発明は上記のごとき技術の現状を踏まえてなされたもので、本発明の目的は、換気して使用される建物の内部あるいは外部に据え付けられる燃料電池発電装置で、全体として狭いスペースに据え付け可能で、かつ少ない消費動力で運転可能な燃料電池発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明においては、
（１）吸気口を備えた建物の内部に設置して使用される燃料電池発電装置に、建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へと導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を建物の外部へ排出する空気排出管と、建物外部の空気を上記の吸気口を介して建物の内部に導き、さらに上記の空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに上記の空気排出管を通して建物の外部へと排出する換気手段、例えば換気ファンを備えることとする。
（２）また、吸気口を備えた建物の外部に設置して使用される燃料電池発電装置に、建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へと導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を外部へ排出する空気排出管と、建物外部の空気を上記の吸気口を介して建物の内部に導き、さらに上記の空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに上記の空気排出管を通して外部へと排出する換気手段、例えば換気ファンを備えることとする。
【０００６】
（３）さらに、上記の（１）あるいは（２）の燃料電池発電装置において、上記の空気排出管を、排出空気を下部から上部へと通流させる略鉛直方向に延伸する排気ダクトより構成することとする。
【発明の効果】
【０００７】
建物の内部に設置して用いられる燃料電池発電装置において、上記の（１）のごとく空気導入口と空気排出口と換気手段を備えることとすれば、建物の内部に導かれた外部の空気は、建物の内部と燃料電池発電装置の内部を順次換気したのち、建物の外部へと排出される。したがって、１台の換気設備により建物と燃料電池発電装置の双方の換気を行うことが可能となるので、建物用と燃料電池発電装置用にそれぞれ個別の換気ファンを設置していた従来の構成例に比べて所要設置スペースが抑制でき、かつ消費電力を低減させることができる。
また、建物の外部に設置して用いられる燃料電池発電装置の場合においても、上記の（２）のごとく空気導入口と空気排出口と換気手段を備えれば、上記と同様に、１台の換気設備により建物と燃料電池発電装置の双方の換気を行うことが可能となるので、従来の構成例に比べて所要設置スペースが抑制でき、かつ消費電力を低減させることができる。
【０００８】
また、さらに上記の（３）のごとくとすれば、下部から上部へと通流させる略鉛直方向に延伸する排気ダクトへ燃料電池発電装置から排出された温度の高い排気空気が送られるので、煙突効果が生じて換気がより促進されることとなる。したがって、換気ファンの動力の低減が可能となり、少ない消費動力で運転可能な燃料電池発電装置を得るのに有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の最良の実施形態は、吸気口を備えた建物の内部に設置して使用される燃料電池発電装置で、建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へと導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を建物の外部へ排出する空気排出管と、外部の空気を上記の吸気口を介して建物の内部に導き、さらに上記の空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに上記の空気排出管を通して建物の外部へと排出する換気手段、例えば換気ファンを備えた燃料電池発電装置にある。
また、本発明の他の最良の実施形態は、吸気口を備えた建物の外部に設置して使用される燃料電池発電装置で、建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へと導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を外部へ排出する空気排出管と、外部の空気を上記の吸気口を介して建物の内部に導き、さらに上記の空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに上記の空気排出管を通して外部へと排出する換気手段、例えば換気ファンを備えた燃料電池発電装置にある。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の燃料電池発電装置の第１の実施例の換気システムの構成を示す説明図である。本実施例の特徴は、燃料電池発電装置５が建物１の内部に設置されているものにおいて、建物１に吸気口２が備えられ、パッケージ型の燃料電池発電装置５に空気導入口６と換気ファン６、空気排出管９が備えられていることにある。本構成では、換気ファン６を駆動することによって、外部の空気が吸気口２を通して建物１の内部に導かれ、さらに燃料電池発電装置５の内部に導入され、換気ののち、空気排出管９を通して建物１の外部へと排出される。したがって、本構成とすれば建物１と燃料電池発電装置５の双方が１台の換気ファン６によって換気されることとなるので、設置スペースが低減でき、換気に要する動力も低減される。
【実施例２】
【００１１】
図２は、本発明の燃料電池発電装置の第２の実施例の換気システムの構成を示す説明図である。本実施例も建物１の内部に燃料電池発電装置５を設置した場合の実施例で、第１の実施例と同様に、１台の換気ファン６によって換気するよう構成されている。本実施例の第１の実施例との相違点は、燃料電池発電装置５を換気したのちに排出される換気空気の排気ダクトの構成にあり、本実施例の構成では、換気空気を排出する空気排出管９Ａが、排出空気を下部から上部へと通流させる鉛直方向に延伸する排気ダクトより構成されている。本構成では、燃料電池発電装置５より排出される温度の高い換気空気が空気排出管９Ａの内部を流れる際、煙突効果が生じて自然換気されるので換気ファン８の所要動力をより一層低減することができる。
【実施例３】
【００１２】
図３は、本発明の燃料電池発電装置の第３の実施例の換気システムの構成を示す説明図である。本実施例の特徴は、燃料電池発電装置５が吸気口２を備えた建物１の外部に近接して設置されているものにおいて、建物１の内部の空気をパッケージ型の燃料電池発電装置５の内部へ導入する空気導入口６と、燃料電池発電装置５の内部の空気を外部へ排出する空気排出管９が備えられ、さらに、外部の空気を吸気口２を通して建物１の内部、さらには空気導入口６を通して燃料電池発電装置５の内部へと導き、換気ののち外部へ排出する換気手段としての換気ファン８が備えられている点にある。したがって、本構成においても１台の換気ファン６の駆動により建物１と燃料電池発電装置５の双方の換気が可能となり、換気システムの設置スペース、ならびに駆動電力が低減されることとなる。
【実施例４】
【００１３】
図４は、本発明の燃料電池発電装置の第４の実施例の換気システムの構成を示す説明図である。本実施例も、第３の実施例と同様に、燃料電池発電装置５を吸気口２を備えた建物１の外部に近接して設置し、建物１の内部と燃料電池発電装置５の内部を空気導入口６で連結して、１台の換気ファン６によって換気するよう構成されている。本実施例の第３の実施例との相違点は、燃料電池発電装置５を換気したのちに排出される換気空気の空気排出管９Ｂの構成にあり、本実施例では、排気空気を下部から上部へと通流させる鉛直方向に延伸するダクトにより空気排出管９Ｂが構成されている。したがって第２の実施例と同様に、温度の高い換気空気が排気ダクト９Ｂの内部を流れ、煙突効果が生じて自然換気されるので換気ファン８の所要動力がより一層低減される。
【実施例５】
【００１４】
図５は、本発明の燃料電池発電装置の第５の実施例の換気システムの構成を示す説明図である。第１?}第４の実施例が家屋の内部あるいは外部に1台の燃料電池発電装置を設置した場合の実施例であったのに対して、本実施例は、複数の燃料電池発電装置を内部に設置した多層階の集合住宅における構成例である。図に見られるように、集合住宅１１の各層には、それぞれ吸気口１２が備えられ、それぞれ1台の燃料電池発電装置５が設置されている。各燃料電池発電装置５には、換気用の空気導入口６と換気空気取り出し口７が備えられ、空気導入口６の内側に換気ファン８が配されている。また、換気空気取り出し口７は集合住宅１１の下層から上層へと鉛直方向に延伸するダクトよりなる空気亜移出管１３に連結されている。なお、図５には４層よりなる集合住宅１１が例示されているが、その層数は４層に限定されるものではなく、複数層の集合住宅に広く適用されるものである。
【００１５】
本構成において、集合住宅１１の、例えば第１層の換気ファン８を駆動すると、この層の内部に吸気口１２を通して外部の空気が取り込まれ、建物内部を流通したのち、空気導入口６から燃料電池発電装置５の内部へと導かれる。燃料電池発電装置５の内部を流れて、除熱、冷却し、温度が上昇した排気空気は、換気空気取り出し口７より空気排出管１３へと送られ、上端より外部へと排出される。同様に、他の層においても、その層の換気ファン８を駆動すれば、その層の建物と燃料電池発電装置５の内部が換気され、排気空気は空気排出管１３より排出される。したがって、本構成とすれば、１台の換気ファン８の駆動により建物の内部と燃料電池発電装置５の内部の双方を換気することができるので、換気ファンの設置所要スペースが小さくなり、かつ、所要動力が低く抑えられる。特に、本構成では、高温となった排気空気を空気排出管１３へ集めて上方に流し、排出するよう構成しているので、排気空気には煙突効果が作用して排出が促進されることとなる。したがって、本構成は所要動力の低減に特に有効である。
【００１６】
なお、本実施例は複数の燃料電池発電装置を多層階の集合住宅の建物の内部に設置した構成例であるが、複数の燃料電池発電装置を多層階の集合住宅の建物の外部に設置する場合には、図４に示した第４の実施例のごとく、集合住宅の建物の各層の空間を流れた空気を燃料電池発電装置内の空間に導く構成とし、各燃料電池発電装置から排出された換気空気を第５の実施例に用いられている空気排出管１３と同様の鉛直方向に延伸するダクトを通して排出するよう構成すれば、第５の実施例と同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
以上述べたように、燃料電池発電装置を請求項１あるいは２のごとく構成すれば、システム全体としての据付所要面積が狭く抑えられ、かつ換気に必要な消費動力が低く抑えられ、さらに請求項３のごとく構成すれば、換気に必要な消費動力がより一層低く抑えられるので、本発明は、各種のパッケージ型の燃料電池発電装置に広く利用されるものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の燃料電池発電装置の第１の実施例の換気システムの構成を示す説明図
【図２】本発明の燃料電池発電装置の第２の実施例の換気システムの構成を示す説明図
【図３】本発明の燃料電池発電装置の第３の実施例の換気システムの構成を示す説明図
【図４】本発明の燃料電池発電装置の第４の実施例の換気システムの構成を示す説明図
【図５】本発明の燃料電池発電装置の第５の実施例の換気システムの構成を示す説明図
【図６】従来の燃料電池発電装置の換気システムの構成を示す説明図
【図７】従来の燃料電池発電装置の他の例の換気システムの構成を示す説明図
【符号の説明】
【００１９】
１    建物
２    吸気口
５    燃料電池発電装置
６    空気導入口
８    換気ファン
９，９Ａ，９Ｂ    空気排出口
１１    集合住宅
１２    吸気口
１３    空気排出口
【図１】
2006073446.tif 000003
【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】
2006073446.tif 000008
【図７】
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