(57)【要約】【課題】塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりの発生を低減することができる放熱装置を提供する。【解決手段】第１流体が内部を流れるチューブと第２流体が流れる空間においてチューブに熱伝導可能に接触するように配設されたフィンとを備えるフィン・チューブ型のラジエータを備える放熱装置において、フィンの表面の少なくとも一部に洗浄液としての水を供給して洗浄液をフィンの表面に流すように構成された給水装置を設ける。フィンの表面の少なくとも一部に親水性処理を施してもよい。他の装置から排出されるドレン水、雨水及び／又は結露を洗浄液として供給するように給水装置を構成してもよい。洗浄液を循環利用するように給水装置を構成してもよい。フィンの表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に洗浄液の供給量を減少させたり温水をフィンに供給したり第２流体の流量を減少させたりしてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体が内部を流れるチューブと第２流体が流れる空間において前記チューブに熱伝導可能に接触するように配設されたフィンとを備え且つ前記第１流体から前記第２流体への放熱を行うように構成されたフィン・チューブ型のラジエータを備える放熱装置であって、
前記フィンの少なくとも一部の表面に洗浄液としての水を供給して前記洗浄液を前記フィンの表面に流すように構成された給水装置を更に備える、
放熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載された放熱装置であって、
前記フィンの少なくとも一部の表面に親水性処理が施されている、
放熱装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された放熱装置であって、
前記放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムから排出される水であるドレン水を前記洗浄液として供給するように前記給水装置が構成されている、
放熱装置。
【請求項４】
請求項３に記載された放熱装置であって、
雨水及び／又は結露を前記洗浄液として供給するように前記給水装置が構成されている、
放熱装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載された放熱装置であって、
前記洗浄液を循環利用するように前記給水装置が構成されている、
放熱装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載された放熱装置であって、
前記給水装置の動作を制御するように構成された制御装置を更に備え、
前記フィンの少なくとも一部の前記表面に供給された前記洗浄液が凍結すると判断される場合に前記給水装置による前記洗浄液の供給量を減少させるように前記制御装置が構成されている、
放熱装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載された放熱装置であって、
前記給水装置の動作を制御するように構成された制御装置を更に備え、
前記放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムが少なくとも周囲環境よりも高い温度を有する水である温水を貯蔵する貯湯タンクを備えており、
前記フィンの少なくとも一部の前記表面に供給された前記洗浄液が凍結すると判断される場合に前記貯湯タンクから供給される前記温水を前記フィンの少なくとも一部の前記表面に供給するように前記制御装置が構成されている、
放熱装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載された放熱装置であって、
前記フィンが配設された前記空間に前記第２流体を流すように構成された動力装置を更に備え、
前記フィンの少なくとも一部の前記表面に供給された前記洗浄液が凍結すると判断される場合は前記動力装置によって流される前記第２流体の流量を減少させるように前記制御装置が構成されている、
放熱装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載された放熱装置であって、
前記制御装置は、前記放熱装置が備える第１センサ、前記放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムが備える第２センサ及び前記親システム以外のシステムである外部システムが備える第３センサのうちの少なくとも１つからの出力信号に基づいて、前記フィンの少なくとも一部の前記表面に供給された前記洗浄液が凍結するか否かを判断するように構成されている、
放熱装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載された放熱装置を構成要素として備える燃料電池コジェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱装置及び当該放熱装置を備える燃料電池コジェネレーションシステムに関する。より具体的には、本発明は、例えば塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりの発生を低減することができる放熱装置及び当該放熱装置を備える燃料電池コジェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば燃料電池コジェネレーションシステム、ガスヒートポンプ及び内燃機関を搭載する車両等の様々なシステムにおいて、排熱利用、放熱及び吸熱等を目的とする熱交換を行う機器として、熱交換器が広く使用されている。このような熱交換器の典型例としては、例えば、内部に流体が流れるチューブ（配管）の外壁に多数のフィン（放熱板）が所定の間隔を空けて接合されたフィン・チューブ型のラジエータを挙げることができる（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
フィンの単位面積当たりの放熱量又は吸熱量に限りがあるため、上記のような構成を有するラジエータの熱交換効率を高めるためにはフィンの面積を増大させる必要がある。そこで、上記のようなフィン・チューブ型のラジエータにおいては、空気等の冷却媒の通過抵抗が過大にならない限りにおいてフィンの間隔をできる限り狭くして、熱交換領域（コア）の単位体積当たりのフィンの面積（放熱面積）を大きくすることが一般的に行われている。
【０００４】
ところが、フィンの間隔が狭くなるほど、例えば塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりが生じ易くなる。フィンの目詰まりが生ずると熱交換領域の単位体積当たりの放熱面積が小さくなるため、ラジエータとしての熱交換効率が低下する。特に屋外で使用されるラジエータにおいては、このような問題がより起こり易い。しかしながら、このような問題を有効に解消することができる技術は当該技術分野において未だに確立されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９８０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、フィン・チューブ型のラジエータにおける例えば塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりを有効に低減することができる技術は当該技術分野において未だに確立されていない。即ち、当該技術分野においては、例えば塵及び埃等の異物によるラジエータのフィンの目詰まりの発生を低減することができる放熱装置が求められている。即ち、本発明は、例えば塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりの発生を低減することができる放熱装置を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、フィン・チューブ型のラジエータを備える放熱装置においてフィンの表面に水を流すことにより例えば塵及び埃等の異物のフィンの表面への堆積速度を低下させてフィンの目詰まりの発生頻度を低減することができることを見出した。
【０００８】
上記に鑑み、本発明に係る放熱装置（以降、「本発明放熱装置」と称される場合がある。）は、第１流体が内部を流れるチューブと、第２流体が流れる空間においてチューブに熱伝導可能に接触するように配設されたフィンと、を備え、第１流体から第２流体への放熱を行うように構成された、フィン・チューブ型のラジエータを備える放熱装置である。加えて、本発明放熱装置は給水装置を更に備える。この給水装置は、フィンの表面の少なくとも一部に洗浄液としての水を供給して洗浄液をフィンの表面に流すように構成されている。好ましくは、フィンの表面の少なくとも一部に親水性処理が施されている。
【０００９】
また、本発明放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムから排出される水であるドレン水を洗浄液として供給するように給水装置が構成されていてもよく、更に、雨水及び／又は結露を洗浄液として供給するように給水装置が構成されていてもよい。好ましくは、洗浄液を循環利用するように給水装置が構成されている。
【００１０】
本発明放熱装置は、給水装置の動作を制御するように構成された制御装置を更に備えることができる。この態様において、フィンの表面に供給された洗浄液が凍結すると判断されるときに給水装置による洗浄液の供給量を減少させるように制御装置が構成され得る。或いは、本発明放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムが少なくとも周囲環境よりも高い温度を有する水である温水を貯蔵する貯湯タンクを備えている場合は、フィンの表面に供給された洗浄液が凍結すると判断されるときに貯湯タンクから供給される温水を供給するように制御装置が構成され得る。
【００１１】
また、上記態様において、本発明放熱装置は、フィンが配設された空間に第２流体を流すように構成された動力装置を更に備えることができる。この場合、フィンの表面に供給された洗浄液が凍結すると判断されるときに動力装置によって流される第２流体の流量を減少させるように制御装置が構成され得る。
【００１２】
尚、本発明放熱装置が備える第１センサ、本発明放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムが備える第２センサ及び親システム以外のシステムである外部システムが備える第３センサのうちの少なくとも１つからの出力信号に基づいてフィンの表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するように制御装置を構成することができる。
【００１３】
更に、本発明に係る燃料電池コジェネレーションシステム（以降、「本発明システム」と称される場合がある。）は、上述したような種々の態様に係る本発明放熱装置を備える燃料電池コジェネレーションシステムである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように、本発明放熱装置は、フィンの表面の少なくとも一部に洗浄液としての水を供給して洗浄液をフィンの表面に流すように構成された給水装置を備える。これにより、例えば塵及び埃等の異物のフィンの表面への堆積速度を低下させてフィンの目詰まりの発生頻度を低減することができる。
【００１５】
即ち、本発明放熱装置によれば、例えば塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりの発生を低減することができる放熱装置及び当該放熱装置を備える燃料電池コジェネレーションシステムを提供することができる。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術に係る放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の第３実施形態に係る放熱装置（第３放熱装置）を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。
【図３】本発明の第４実施形態に係る放熱装置（第４放熱装置）を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。
【図４】本発明の第６実施形態に係る放熱装置（第６放熱装置）を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。
【図５】本発明の第７実施形態に係る放熱装置（第７放熱装置）を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る放熱装置（以降、「第１放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００１８】
〈構成〉
第１放熱装置は、フィン・チューブ型のラジエータを備える放熱装置である。具体的には、第１熱交換装置は、第１流体が内部を流れるチューブと第２流体が流れる空間においてチューブに熱伝導可能に接触するように配設されたフィンとを備え且つ第１流体から第２流体への放熱を行うように構成されたラジエータを備える。
【００１９】
チューブは、例えばアルミニウム、銅及び鉄（ステンレス鋼等を含む）等を始めとする各種金属等、高い熱伝導率を有する材料によって形成される。チューブの内径、壁厚及び構造は、例えば第１放熱装置の用途において想定される第１流体の粘度、流量、圧力及び温度等の諸条件に応じて適宜選択することができる。チューブの構造の具体例としては、例えば、ロックシーム（巻締め）型、バットウェルド（両側面の突合せ溶接）型、及びシームレス（継ぎ目なし引抜管）型等の構造を挙げることができる。
【００２０】
また、チューブ全体としての構造は、ラジエータとしての機能を発揮し得る限りにおいて特に限定されず、例えばパラレルフロー型であってもよく或いはサーペンタイン型であってもよい。尚、第１流体は、チューブの中に流されてチューブ及びフィンを介する第２流体への放熱により冷却される流体であり、一般的には液体であり、具体的には例えば水である。何れの構造においても、例えばポンプ等の動力装置により、所定の流量にて第１流体をチューブに流すことができる。
【００２１】
一方、第２流体が流れる空間は、第１放熱装置の周囲の空間と仕切られていない開放空間であってもよく、或いは第２流体が内部を流れるように画定された筒状の閉じた空間であってもよい。後者の場合、第２流体が流れる空間を画定する部材の内径、壁厚及び材料は、例えば第１放熱装置の用途において想定される第２流体の粘度、流量、圧力及び温度等の諸条件に応じて適宜選択することができる。また、例えばファン及びブロワ等の動力装置により、所定の流量にて第２流体を上記空間に流すことができる。
【００２２】
フィンの形状、大きさ及び構造は、例えば第１放熱装置の用途において想定される第２流体の粘度、流量、圧力及び温度等の諸条件に応じて適宜選択することができる。具体的なフィンの構造は、例えばプレートフィン型であってもよく、或いはコルゲート型であってもよい。また、チューブとフィンとの接触形態もまた、例えば第１放熱装置の用途において想定される第２流体の粘度、流量、圧力及び温度等の諸条件に応じて適宜選択することができる。例えば、チューブとフィンとは、単に接触しているだけであっても、例えばはんだ付け及びロウ付け等によって接着されていても、或いは一体的に成形されていてもよい。更に、フィンに形成された貫通孔に挿通されたチューブを内圧によって膨張させることによりチューブとフィンとが圧接されていてもよい。
【００２３】
フィンを形成する材料としては、例えばアルミニウム、銅及び鉄（ステンレス鋼等を含む）等を始めとする各種金属等、高い熱伝導率を有する材料が選択される。尚、第２流体は、第１放熱装置が備えるラジエータのフィンが配設された空間に流されて、フィン及びチューブを介する第１流体からの吸熱により加熱される（第１流体を冷却する）流体であり、一般的には気体であり、具体的には例えば空気である。
【００２４】
フィン及びチューブを介して第１流体と第２流体との間における熱交換が行われる領域は、以降「熱交換領域」又は「コア」と称される。この熱交換領域において第１流体が流れる方向と第２流体が流れる方向との関係は特に限定されない。具体的には、第１放熱装置が備えるラジエータの形式は、例えば、向流型、並流型及び直交流型等の種々の形式の中から適宜選択することができる。
【００２５】
加えて、第１放熱装置は給水装置を更に備える。この給水装置は、フィンの表面の少なくとも一部に洗浄液としての水を供給して洗浄液をフィンの表面に流すように構成されている。洗浄液として供給される水の供給源は特に限定されず、例えば上水道等であってもよく、第１放熱装置が備える貯水タンクであってもよく、或いは、詳しくは後述するように、第１放熱装置以外の装置から排出される水及び／又は周囲環境から得られる水であってもよい。
【００２６】
また、給水装置によってフィンの表面へと洗浄液を供給する手法は特に限定されず、例えば、スプリンクラー及びノズル等によってフィンの表面へと洗浄液を撒いたり吹き付けたりしてもよく、或いは、ブラシ等の治具を用いてフィンの表面に洗浄液を塗ってもよい。尚、例えば塵及び埃等の異物のフィンの表面への堆積速度を低下させてフィンの目詰まりの発生頻度を低減する目的に照らせば、フィンの表面全体に洗浄液を供給することが望ましい。
【００２７】
しかしながら、必ずしもフィンの表面全体に給水装置が洗浄液を直接的に供給する必要は無く、フィンの表面の一部に供給された洗浄液が、その後、洗浄液によって洗い流そうとする領域へと流れてゆくように、給水装置及びフィンが構成されていてもよい。例えば、給水装置は、鉛直方向における上側に位置するフィンの表面に洗浄液を供給するように構成されており、このようにして供給された洗浄液が重力の作用により、鉛直方向における下側に位置するフィンの表面へと流れ落ちていくように構成されていてもよい。
【００２８】
〈効果〉
上記のように、第１放熱装置は、フィンの表面の少なくとも一部に洗浄液としての水を供給して上記洗浄液を上記表面に流すように構成された給水装置を備える。これにより、例えば塵及び埃等の異物のフィンの表面への堆積速度を低下させてフィンの目詰まりの発生頻度を低減することができる。
【００２９】
《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る放熱装置（以降、「第２放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００３０】
〈構成〉
第２放熱措置は、上述した第１放熱装置であって、フィンの表面の少なくとも一部に親水性処理が施されている放熱装置である。親水性処理の具体的な方法は特に限定されず、例えば、高い親水性を呈する材料を含む被膜をフィンの表面に形成することにより、高い親水性を達成することができる。このような被膜の具体例としては、例えば、親水性シリカ被膜等を挙げることができる。尚、親水性シリカ被膜は、例えば、コロイダルシリカ粒子及びバインダを含む水性塗工液をディッピング法等の手法によりフィンの表面に塗布した後に乾燥させることによって形成させることができる。
【００３１】
或いは、フィンの表面に微細な構造を形成することにより、高い親水性を達成することもできる。具体的には、例えば、マイクロブラスト加工等によりフィンの表面に微細な凹凸を形成することにより、高い親水性を達成することができる。
【００３２】
尚、例えば塵及び埃等の異物のフィンの表面への堆積速度を低下させてフィンの目詰まりの発生頻度を低減する目的に照らせば、フィンの表面全体に親水性処理が施されていることが望ましい。
【００３３】
〈効果〉
上記のように、第２放熱装置においては、フィンの表面の少なくとも一部に親水性処理が施されている。これにより、洗浄液の液滴がフィンの表面に形成され難くなり、フィンの表面を洗浄液が流れ易くなる。その結果、例えば塵及び埃等の異物がフィンの表面から洗い流されやすくなるので、フィンの表面への異物の堆積速度を低下させてフィンの目詰まりの発生頻度を低減することができる。また、フィンの表面に洗浄液が広がり、フィンの表面が洗浄液によって濡れている状態が保たれ易くなるので、洗浄液としての水の気化熱によりフィンの放熱性を高めることができる。
【００３４】
ところで、フィンの表面の撥水性が高い場合はフィンの表面に洗浄液の液滴が形成されてフィンの表面に広がったり流れ落ちたりし難くなり熱交換に寄与することができるフィンの表面積が減少し、熱交換効率（放熱性）が低下する場合がある。しかしながら、第２放熱装置においては、上記親水性処理によりフィンの表面に洗浄液の液滴が形成され難いので、熱交換効率が低下する虞が低い。
【００３５】
《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る放熱装置（以降、「第３放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００３６】
〈構成〉
第３放熱装置は、上述した第１放熱装置又は第２放熱装置であって、第３放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムから排出される水であるドレン水を洗浄液として供給するように給水装置が構成されている放熱装置である。本明細書における「システム」とは、特定の機能を発揮するように構成された複数の装置、機構及び／又は部品等の組み合わせを意味する。また、「親システム」は、本発明に係る放熱装置（本発明放熱装置）を構成要素として備えるシステムを意味する。本実施形態における親システムは、第３放熱装置を構成要素として備えるシステムであって、洗浄液として利用することができる水をドレン水として排出することができるシステムである限り、特に限定されない。このような親システムの具体例としては、例えば、燃料電池コジェネレーションシステム、ガスヒートポンプ及び内燃機関を搭載する車両等の様々な装置を挙げることができる。第３放熱装置は、これらの親システムに組み込まれて使用される放熱装置である。
【００３７】
また、給水装置は、上記ドレン水を洗浄液として供給するように構成されている。尚、給水装置は、上記ドレン水のみを洗浄液として供給するように構成されていてもよく、或いは、例えば上水道及び／又は第３放熱装置が備える貯水タンク等から供給される他の洗浄液に加えて上記ドレン水を洗浄液として供給するように構成されていてもよい。
【００３８】
例えば、図１は、上述した親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。当業者に周知であるように、図１に示す燃料電池コジェネレーションシステム１００においては、燃料Ｆ、空気Ａ及び水（改質水Ｗｐ）が燃料電池１１０に供給され、電気化学反応によって燃料の化学エネルギーから電力が取り出される（発電が行われる）。この電力は、図示しない負荷（例えば、蓄電池、変電設備及び電気機器等）に供給される。
【００３９】
一方、上記電気化学反応の結果として高温の排気ガスＧｅが発生する。そこで、この排気ガスＧｅは熱交換器１２０に送られ、ここで排気ガスＧｅと水Ｗとの間における熱交換が行われる（温水Ｗｈとして熱エネルギーが蓄積される）。具体的には、熱交換器１２０と貯湯タンク１５０との間において温水ポンプ１６０によって水Ｗが循環され、熱交換器１２０において水Ｗが排気ガスから熱を受け取り、温水Ｗｈとして貯湯タンク１５０に蓄えられる。このようにして貯湯タンク１５０に蓄えられた温水Ｗｈは、例えば給湯器３００等の外部設備に供給される。また、上記のように熱交換器１２０における熱交換を経た排気ガスＧｅは排気口１２１から排出される。
【００４０】
更に、熱交換器１２０における熱交換の結果、排気ガスＧｅに含まれていた水分が凝縮して凝縮水Ｗｃが生ずる。この凝縮水Ｗｃは、水精製器１３０に送られ改質（精製）されて、改質水タンク１４０に改質水Ｗｐとして蓄えられ、再び燃料電池１１０に供給されて上記電気化学反応によって消費される。このように燃料電池１１０からの排気ガスに含まれる水分が回収されて再び燃料電池１１０へと戻される循環サイクルが確立されているが、貯湯タンク１５０から熱交換器１２０へと供給される水Ｗの温度が高すぎると、熱交換器１２０において十分な量の凝縮水Ｗｃを排気ガスから得ることができない。そこで、貯湯タンク１５０から熱交換器１２０へと水Ｗを供給するための経路に、ラジエータ２００及びファン２１０を備える従来技術に係る放熱装置が設けられている。
【００４１】
ところで、改質水タンク１４０に蓄えられている改質水Ｗｐの量が所定の上限を超えると、ドレン水Ｗｄ１として改質水タンク１４０から排出される。また、貯湯タンク１５０の内部圧力が所定の上限を超えると、圧力逃がし弁１５１が開かれて、ドレン水Ｗｄ２として余剰な温水Ｗｈが排出され、貯湯タンク１５０の内部圧力が下げられる。更に、例えば貯湯タンク１５０に蓄えられている温水Ｗｈの量が所定の上限を超えると、水抜き栓１５２が開かれ、貯湯タンク１５０から余剰な温水Ｗｈが排出される。図１からも明らかであるように従来技術に係る放熱装置には上記のように排出されるドレン水（Ｗｄ１及びＷｄ２）等を利用する機構が設けられていないため、これらのドレン水は特に利用されること無く、所定の排水用の配管等の機構を介して外部へと廃棄されてしまう。
【００４２】
一方、本発明の第３実施形態に係る放熱装置（第３放熱装置）においては、上述したように第３放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムから排出される水であるドレン水を洗浄液として供給するように給水装置が構成されている。例えば、図２は、図１に示した燃料電池コジェネレーションシステム１００に組み込まれた従来技術に係る放熱装置が第３放熱装置２０３に置き換えられた燃料電池コジェネレーションシステム１０３の構成の一例を示す模式的なブロック図である。尚、図２以降の図面においては、便宜上の理由により、燃料電池１１０及び水精製器１３０が省略される共に、改質水タンク１４０が紙面に向かって左上方に描かれている。
【００４３】
図２に示すように、燃料電池コジェネレーションシステム１０３においては、従来技術に係る放熱装置が第３放熱装置２０３に置き換えられているので、改質水タンク１４０から排出されるドレン水Ｗｄ１及び貯湯タンク１５０から排出されるドレン水Ｗｄ２を洗浄液として利用することができる。具体的には、改質水タンク１４０から排出されるドレン水Ｗｄ１及び貯湯タンク１５０から排出されるドレン水Ｗｄ２はドレン水タンク２２０に洗浄液として蓄えられる。そして、ドレン水ポンプ２３０によって給水装置２４０へと洗浄液が送られ、第３放熱装置２０３が備えるフィンの表面の少なくとも一部へと洗浄液が供給される（白抜きの矢印）。
【００４４】
〈効果〉
上記のように、第３放熱装置においては、第３放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムから外部へと排出される水であるドレン水を洗浄液として供給するように給水装置が構成されている。これにより、第３放熱装置においては、本来であれば親システムから排出される水を洗浄液として有効に利用することができるので、例えば水資源の保護及び親システムの排水用の配管等の機構の省略又は低容量化による親システムの小型軽量化等に寄与しつつ、洗浄液をよりふんだんに使用することができる。
【００４５】
《第４実施形態》
以下、本発明の第４実施形態に係る放熱装置（以降、「第４放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００４６】
〈構成〉
第４放熱装置は、上述した第３放熱装置であって、雨水及び／又は結露を洗浄液として供給するように給水装置が構成されている放熱装置である。雨水及び／又は結露を集めるための機構は、第４放熱装置が備えていてもよく、或いは、第４放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムが備えていてもよい。また、これらの機構の例えば塵及び埃等の異物による目詰まり並びに酸性雨による腐食等の防止を目的として、雨水及び／又は結露を濾過して異物を取り除くための濾過機構並びに酸性雨を中和するための中和機構等を更に設けてもよい。
【００４７】
例えば、図３は、第４放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。図３に示す燃料電池コジェネレーションシステム１０４は、第３放熱装置２０３が第４放熱装置２０４に置き換えられ且つ雨水Ｗｒを蓄えておく雨水タンク４００及び雨水Ｗｒを精製する雨水精製器４１０が追加されている点を除き、図２に示した燃料電池コジェネレーションシステム１０３と同様の構成を有する。尚、雨水精製器４１０は、雨水Ｗｒを濾過して異物を取り除くと共に雨水Ｗｒの酸性度（ｐＨ）を中性に調整する（雨水Ｗｒを中和する）ように構成されている。
【００４８】
図３に示すように、燃料電池コジェネレーションシステム１０４には、雨水を洗浄液として供給するように構成された給水装置を備える第４放熱装置２０４が組み込まれている。雨水タンク４００に蓄えられた雨水Ｗｒは、雨水精製器４１０に送られ改質（精製）されて改質雨水Ｗｒｐとなり、改質水タンク１４０から排出されるドレン水Ｗｄ１及び貯湯タンク１５０から排出されるドレン水Ｗｄ２と共にドレン水タンク２２０に洗浄液として蓄えられる。そして、ドレン水ポンプ２３０によって給水装置２４０へと洗浄液が送られ、第４放熱装置２０４が備えるフィンの表面の少なくとも一部へと洗浄液が供給される（白抜きの矢印）。尚、第４放熱装置によれば、上記と同様にして、雨水に代えて又は雨水に加えて、結露を洗浄液として利用することもできる。
【００４９】
〈効果〉
上記のように、第４放熱装置においては、雨水及び／又は結露を洗浄液として供給するように給水装置が構成されている。これにより、第４放熱装置においては、本来であれば単に廃棄される雨水及び／又は結露を洗浄液として有効に利用することができるので、例えば水資源の保護等に寄与しつつ、洗浄液をよりふんだんに使用することができる。
【００５０】
《第５実施形態》
以下、本発明の第５実施形態に係る放熱装置（以降、「第５放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００５１】
〈構成〉
第５放熱装置は、上述した第３放熱装置又は第４放熱装置であって、洗浄液を循環利用するように給水装置が構成されている放熱装置である。洗浄液を循環利用するための機構の具体的な構成は、フィンの表面から例えば塵及び埃等の異物を洗い流すのに十分な清浄度及び流量を保ちつつ洗浄液を循環させることが可能である限り、特に限定されない。
【００５２】
例えば、第５放熱装置は、給水装置によってフィンの表面に供給されてフィンの表面から流れ落ちる洗浄液を受け止める受け皿と、当該受け皿から送られる洗浄液を蓄えるタンクと、当該タンクに蓄えられた洗浄液から塵及び埃等の異物を取り除く濾過機構等を備える精製器と、当該精製器によって改質（精製）された洗浄液をドレン水タンクへ送るためのポンプと、を備えることができる。これにより、フィンの表面から例えば塵及び埃等の異物を洗い流すのに十分な清浄度及び流量を保ちつつ洗浄液を循環させることができる。
【００５３】
〈効果〉
上記のように、第５放熱装置においては、洗浄液を循環利用するように給水装置が構成されている。これにより、第５放熱装置においては、フィンの表面からの蒸発等による僅かな減少分を補うだけで洗浄液の量を一定に維持することができるので、例えば水資源の保護等に寄与しつつ、洗浄液をよりふんだんに使用することができる。
【００５４】
《第６実施形態》
以下、本発明の第６実施形態に係る放熱装置（以降、「第６放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００５５】
〈構成〉
第６放熱装置は、上述した第１放熱装置乃至第５放熱装置の何れかに該当する放熱装置であって、給水装置の動作を制御するように構成された制御装置を更に備える放熱装置である。この制御装置は、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に給水装置による洗浄液の供給量を減少させるように構成されている。
【００５６】
制御装置の構成は、給水装置の動作（即ち、給水装置による洗浄液の供給の開始及び停止、供給量の増減等）を制御することが可能である限り、特に限定されない。例えば、制御装置は、マイクロコンピュータを主要部として備える電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）として実装され得る。この場合、制御装置は、各種検出手段からの検出信号を受信するための入力ポート及び各種アクチュエータ等への指示信号を送信するための出力ポート等を備える。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等のデータ記憶装置を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）に基づき、各種検出信号を受信し、各種演算処理を実行し、各種指示信号を送信することにより、各種機能を実現するように構成されている。
【００５７】
フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に給水装置による洗浄液の供給量を減少させる手法もまた特に限定されない。例えば、制御装置から送信される指示信号に基づいて作動するアクチュエータ等を使用して、ドレン水ポンプの吐出量を減少させたり或いは給水装置に設けられた弁の開度を減少させたりすることにより、給水装置による洗浄液の供給量を減少させることができる。尚、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するための手法については、後に詳しく説明する。
【００５８】
例えば、図４は、第６放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。図４に示す燃料電池コジェネレーションシステム１０６は、第４放熱装置２０４が第６放熱装置２０６に置き換えられており且つフィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合には給水装置による洗浄液の供給量を減少させるように制御装置が構成されている点を除き、図３に示した燃料電池コジェネレーションシステム１０４と同様の構成を有する。
【００５９】
図４に示すように、燃料電池コジェネレーションシステム１０６には、給水装置２４０の動作を制御するように構成された制御装置２５０を更に備える第６放熱装置２０６が組み込まれている。制御装置２５０は、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に給水装置２４０による洗浄液の供給量を減少させるように構成されている。
【００６０】
図４に示す例においては、燃料電池コジェネレーションシステム１０６の周囲の外気の温度を検出する外気温センサ２５１、ラジエータ２００に流入する水Ｗの温度を検出する入口温度センサ２５２、及びラジエータ２００から流出する水Ｗの温度を検出する出口温度センサ２５３が設けられている。制御装置２５０は、これらのセンサ２５１乃至２５３の少なくとも１つから検出信号を受信し（一点鎖線の矢印）、当該検出信号に基づいて、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断する。
【００６１】
フィンの表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合、制御装置２５０は指示信号を送出して（破線の矢印）、ドレン水ポンプ２３０の吐出量を減少させたり或いは給水装置２４０に設けられた弁（図示せず）の開度を減少させたりすることにより、給水装置２４０による洗浄液の供給量を減少させる。典型的には、制御装置２５０は給水装置２４０による洗浄液の供給を停止させる。これにより、フィンの表面に供給された洗浄液の凍結に起因するフィンの目詰まりの発生を低減することができる。
【００６２】
尚、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するための手法は上記に限定されず、詳しくは後述されるように、種々の検出信号及び／又はデータ等に基づいて当該判断を行うことができる。また、図４には制御装置２５０からファン２１０への指示信号の送出もまた描かれているが（破線の矢印）、制御装置２５０によるファン２１０の制御については他の実施形態に関する説明において後述する。
【００６３】
〈効果〉
上記のように、第６放熱装置は、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に給水装置による洗浄液の供給量を減少させるように構成された制御装置を備える。これにより、例えば寒冷時等においてフィンの表面に供給された洗浄液の凍結に起因するフィンの目詰まりの発生を低減し、ラジエータの熱交換効率の低下を防止することができる。
【００６４】
《第７実施形態》
以下、本発明の第７実施形態に係る放熱装置（以降、「第７放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００６５】
〈構成〉
第７放熱装置は、上述した第１放熱装置乃至第６放熱装置の何れかに該当する放熱装置であって、給水装置の動作を制御するように構成された制御装置を更に備える放熱装置である。制御装置の構成については、第６放熱装置に関する説明において既に述べた通りであるので、ここでの説明は省略する。
【００６６】
また、第７放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムは、少なくとも周囲環境よりも高い温度を有する水である温水を貯蔵する貯湯タンクを備える。このような親システムの具体例としては、例えば燃料電池コジェネレーションシステム等を挙げることができる。
【００６７】
更に、第７放熱装置が備える制御装置は、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に貯湯タンクから供給される温水をフィンの少なくとも一部の表面に供給するように構成されている。
【００６８】
フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に貯湯タンクから供給される温水をフィンの少なくとも一部の表面に供給する手法もまた特に限定されない。例えば、貯湯タンクから供給される温水をフィンの表面に供給するための供給装置を上述した給水装置とは別個に設けてもよい。或いは、貯湯タンクから供給される温水を給水装置によってフィンの表面に供給してもよい。尚、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するための手法については、第６放熱装置に関する説明において既に述べた通りであり、また後に詳しく説明するので、ここでの説明は省略する。
【００６９】
例えば、図５は、第７放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムとしての燃料電池コジェネレーションシステムの構成の一例を示す模式的なブロック図である。図５に示す燃料電池コジェネレーションシステム１０７は、第６放熱装置２０６が第７放熱装置２０７に置き換えられており且つフィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合には貯湯タンクから供給される温水をフィンの少なくとも一部の表面に供給するように制御装置が構成されている点を除き、図４に示した燃料電池コジェネレーションシステム１０６と同様の構成を有する。
【００７０】
図５に示すように、燃料電池コジェネレーションシステム１０７に組み込まれた第７放熱装置２０７はドレン水タンク２２０とドレン水ポンプ２３０との間に介装された三方弁２６０を更に備え、三方弁２６０には貯湯タンク１５０から供給される温水Ｗｈが供給されるようになっている。制御装置２５０は、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に貯湯タンク１５０から供給される温水Ｗｈをフィンの少なくとも一部の表面に供給するように構成されている。
【００７１】
図５に示す例においては、制御装置２５０は、三方弁２６０を操作するアクチュエータ（図示せず）等に指示信号を送出して（破線の矢印）、貯湯タンク１５０から供給される温水Ｗｈを給水装置２４０によってフィンの表面に供給することができるように構成されている。この際、制御装置２５０は、三方弁２６０を制御して、ドレン水タンク２２０からの洗浄液の供給を遮断して、貯湯タンク１５０から供給される温水Ｗｈのみを給水装置２４０に供給してもよい。或いは、例えば貯湯タンク１５０から供給される温水Ｗｈの温度及び流量等によっては、三方弁２６０を制御して、ドレン水タンク２２０からの洗浄液と貯湯タンク１５０からの温水Ｗｈとの混合液を給水装置２４０に供給してもよい。これにより、フィンの表面に供給された洗浄液の凍結に起因するフィンの目詰まりの発生を低減することができる。
【００７２】
〈効果〉
上記のように、第７放熱装置によれば、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に貯湯タンクから供給される温水をフィンの少なくとも一部の表面に供給することができる。これにより、例えば寒冷時等においてフィンの表面に供給された洗浄液の凍結に起因するフィンの目詰まりの発生を低減し、ラジエータの熱交換効率の低下を防止することができる。
【００７３】
《第８実施形態》
以下、本発明の第８実施形態に係る放熱装置（以降、「第８放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００７４】
〈構成〉
第８放熱装置は、上述した第６放熱装置又は第７放熱装置であって、フィンが配設された空間に第２流体を流すように構成された動力装置を更に備える放熱装置である。更に、第８放熱装置が備える制御装置は、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合は動力装置によって流される第２流体の流量を減少させるように構成されている。
【００７５】
動力装置の構成は、フィンが配設された空間に第２流体を流すことが可能である限り、特に限定されない。動力装置の具体例としては、例えば、ファン及びブロワ等を挙げることができる。動力装置によって流される第２流体の流量を制御装置が減少させるための手法もまた特に限定されない。例えば、動力装置に電力を供給する電源の出力を制御装置によって制御することにより、動力装置によって流される第２流体の流量を調整することができる。
【００７６】
上述した第６放熱装置及び第７放熱装置は、それぞれ図４及び図５に示したように、フィンが配設された空間（即ち、ラジエータ２００の熱交換領域（コア））に第２流体を流すように構成された動力装置としてのファン２１０を備えている。従って、制御装置２５０は、ファン２１０の電源装置に対して指示信号を送出して（破線の矢印）、ファン２１０の回転速度を低下させることにより、第２流体の流量を減少させることができる。尚、動力装置として、ファン２１０に代えて、ブロワ等が採用される場合においても、上記と同様にして第２流体の流量を調整することができる。
【００７７】
〈効果〉
上記のように、第８放熱装置によれば、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結すると判断される場合に、動力装置によって流される第２流体の流量を減少させることができる。これにより、例えば寒冷時等においてフィンの表面に供給された洗浄液の凍結に起因するフィンの目詰まりの発生を低減し、ラジエータの熱交換効率の低下を防止することができる。
【００７８】
《第９実施形態》
以下、本発明の第９実施形態に係る放熱装置（以降、「第９放熱装置」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００７９】
〈構成〉
第９放熱装置は、上述した第６放熱装置乃至第８放熱装置の何れかに該当する放熱装置であって、第１センサ、第２センサ及び第３センサのうちの少なくとも１つからの出力信号に基づいてフィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するように制御装置が構成されている放熱装置である。第１センサは、放熱装置が備えるセンサである。第２センサは、第９放熱装置を構成要素として備えるシステムである親システムが備えるセンサである。第３センサは、親システム以外のシステムである外部システムが備えるセンサである。
【００８０】
第１センサ、第２センサ及び第３センサは、フィンの表面温度に相関を有する出力信号を出力する検出手段である限り、特に限定されない。第１センサの具体例としては、例えば、第９放熱装置が備えるラジエータの周囲の外気の温度に対応する出力信号を出力する温度センサ等を挙げることができる。図４に示した例における外気温センサ２５１は第１センサの一例である。第２センサの具体例としては、例えば、親システムの周囲の外気の温度に対応する出力信号及び／又は親システムからラジエータに供給される第１流体の温度に対応する出力信号を出力する温度センサ等を挙げることができる。図４に示した例における入口温度センサ２５２及び出口温度センサ２５３は第２センサの一例である。
【００８１】
第３センサの具体例としては、例えば、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳ：  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）が直接的又は間接的に備えるセンサであって、第９放熱装置及び／又は親システムの周囲の外気の温度に対応する出力信号を有線又は無線による通信手段等を介して第９放熱装置及び／又は親システムに提供することができるセンサを挙げることができる。或いは、第３センサは、例えば、インターネット等のネットワークを介して提供される気象データ等に基づいて第９放熱装置及び／又は親システムの周囲の外気の温度に対応する出力信号を第９放熱装置及び／又は親システムに提供するものであってもよい。
【００８２】
〈効果〉
上記のように、第９放熱装置が備える制御装置は第１センサ、第２センサ及び第３センサのうちの少なくとも１つからの出力信号に基づいて、フィンの少なくとも一部の表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するように構成されている。従って、第９放熱装置によれば、例えば、フィンの表面に供給された洗浄液が凍結するか否かを判断するための機構の設計自由度を高めたり、当該判断の確度を高めたり、既存のセンサを利用することにより第９放熱装置及び／又は親システムの製造コストを低減したりすることができる。
【００８３】
《第１０実施形態》
以下、本発明の第１０実施形態に係る燃料電池コジェネレーションシステム（以降、「第１システム」と称呼される場合がある。）について説明する。
【００８４】
〈構成〉
第１システムは、上述した第１放熱装置乃至第９放熱装置の何れかに該当する放熱装置を構成要素として備える燃料電池コジェネレーションシステムである。第１放熱装置乃至第９放熱装置を始めとする本発明に係る放熱装置（本発明放熱装置）及び本発明放熱装置を構成要素として備える燃料電池コジェネレーションシステムの構成等については、上述した各種放熱装置に関する説明において既に詳しく述べたので、ここでの説明は省略する。
【００８５】
〈効果〉
第１放熱装置乃至第９放熱装置に関する説明からも明らかであるように、第１システムによれば、例えば塵及び埃等の異物によるフィンの目詰まりの発生を低減して良好な熱交換効率を維持することができる放熱装置を備える燃料電池コジェネレーションシステムを提供することができる。
【００８６】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態につき、添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００８７】
１００，１０３，１０４，１０６，…燃料電池コジェネレーションシステム、１１０…燃料電池、１２０…熱交換器、１２１…排気口、１３０…水精製器、１４０…改質水タンク、１５０…貯湯タンク、１５１…圧力逃がし弁、１５２…水抜き栓、１６０…温水ポンプ、２００…ラジエータ、２０３，２０４，２０６，…放熱装置、２１０…ファン、２２０…ドレン水タンク、２３０…ドレン水ポンプ、２４０…給水装置、２５０…制御装置、２５１…外気温センサ、２５２…入口温度センサ、２５３…出口温度センサ、２６０…三方弁、３００…給湯器、４００…雨水タンク、４１０…雨水精製器、Ａ…空気、Ｆ…燃料、Ｇｅ…排気ガス、Ｗ…水、Ｗｃ…凝縮水、Ｗｄ１及びＷｄ２…ドレン水、Ｗｈ…温水、Ｗｐ…改質水、Ｗｒ…雨水、並びにＷｒｐ…改質雨水。
【図１】
2019203675.tif 000003
【図２】
2019203675.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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