(57)【要約】【課題】狭いスペースに設置された状況下でも高い冷却効率を発揮することが可能な直接酸化型燃料電池システムを提供する。【解決手段】直接酸化型燃料電池システムは、膜電極接合体が格納された筐体１１と、アノードからの排出物を冷却する第１熱交換器５１と、カソードからの排出物を冷却する第２熱交換器５２と、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２に対して冷却風Ｗを供給する冷却ファン５３と、筐体１１内にて冷却風Ｗが流れる経路Ｒを規定する内壁面を持った冷却流路５４とを備える。筐体１１の外周面のうち所定方向を向いた同一面に、筐体１１の内部に通じる吸気口１２及び排気口１３が設けられ、経路Ｒは、冷却風Ｗが流れる吸気口１２から排気口１３までの経路である。第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２は、経路Ｒ上の異なる位置に配置され、冷却ファン５３は、経路Ｒにおいて、第１熱交換器５１と第２熱交換器５２との間に配置されている。【選択図】図３
2015065017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとの間に電解質膜が介在した構成を持つ膜電極接合体と、
前記膜電極接合体が格納された筐体と、
前記アノードからの排出物を冷却する第１熱交換器と、
前記カソードからの排出物を冷却する第２熱交換器と、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器に対して冷却風を供給する冷却ファンと、
前記筐体内にて前記冷却風が流れる経路を規定する内壁面を持った冷却流路と
を備え、
前記筐体の外周面のうち所定方向を向いた同一面に、前記筐体の内部に通じる吸気口及び排気口が設けられ、前記冷却流路が規定する前記経路は、前記冷却風が流れる前記吸気口から前記排気口までの経路であり、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器は、前記冷却流路が規定する前記経路上の異なる位置に配置され、
前記冷却ファンは、前記冷却流路が規定する前記経路において、前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間に配置されている、直接酸化型燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１熱交換器は、前記冷却流路が規定する前記経路において、前記冷却ファンに対して前記排気口側に配置され、
前記第２熱交換器は、前記冷却流路が規定する前記経路において、前記冷却ファンに対して前記吸気口側に配置されている、請求項１に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項３】
前記冷却ファンは、前記冷却流路が規定する前記経路上の位置のうち、前記冷却風の流れの向きが、前記筐体の前記外周面のうち前記吸気口及び前記排気口が設けられている面に沿う方向と略同一の向きとなる位置に配置されている、請求項１又は２に記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項４】
前記冷却流路は、前記経路に垂直な前記冷却流路の断面において前記内壁面に対応する線の内側の面積が、前記冷却ファンの中心軸から垂直な方向に最も離れた前記冷却ファンの羽の先端が通る軌道の内側の面積より大きくなる部分を有している、請求項１〜３の何れか１つに記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項５】
前記冷却ファンは、その中心軸が前記冷却流路の中心軸に略一致する様に配置されている、請求項１〜４の何れか１つに記載の直接酸化型燃料電池システム。
【請求項６】
前記冷却流路が規定する前記経路は、前記吸気口から前記排気口までＵ字状に延びている、請求項１〜５の何れか１つに記載の直接酸化型燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接酸化型燃料電池システムに関し、特にアノード及びカソードからの排出物を冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の電子機器の電源として、二次電池に代えて燃料電池を用いることが検討されており、小型の燃料電池の開発が進んでいる。例えば、直接酸化型燃料電池（ＤＯＦＣ）は、常温で液体燃料を直接的に酸化させることにより電気エネルギを発生させる。このため、直接酸化型燃料電池には、液体燃料を水素に改質する改質器を設ける必要がなく、従って、直接酸化型燃料電池は小型化が容易である。
【０００３】
又、直接酸化型燃料電池では、小型化を実現するべく、アノードからの排出物に含まれる未反応燃料、及びカソードからの排出物に含まれる水（水蒸気）を、熱交換器で冷却して再利用する技術が、従来から用いられている（例えば、特許文献１参照）。そして、この様な技術では、通常、燃料電池を構成する筐体に、冷却用の空気を筐体内に吸入するための吸気口と、熱交換器にて暖められた空気を筐体外に排出するめの排気口とが設けられる。
【０００４】
燃料電池の小型化に伴い、キャンピングカー等の車両の室内に設置された冷蔵庫や照明器具等のアクセサリの電源として、燃料電池を用いることが検討されている。走行用モータの電源として車両に予め設置される大型の燃料電池とは異なり、アクセサリの電源として用いられる小型の燃料電池は、車両の製造時に取り付けられるよりも、販売店やユーザが車両を購入した後で、オプションとして車両に設置されることの方が多い。また、主に屋内で使用される上記アクセサリ機器の電源としては、車両の床下やシャーシに設置されるよりも、車両の室内に設置される方が、電気接続や維持管理が容易である。従って、小型の燃料電池は、メンテナンス（燃料カートリッジの交換等）の容易性や既存の車両の室内に設けられているアクセサリ電源との接続性を考慮して、車両の室内に設置されることが好ましい。このため、ユーザは、車両の室内に設けられている収納スペースや、後部荷室、側部荷室などの狭いスペースに、燃料電池を設置せざるを得なかった。尚、車両の室内に設けられた収納スペースとして、例えば、キャンピングカーのベッドの下や棚などに設けられているスペースが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３７９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、吸気口及び排気口が設けられた燃料電池において、吸気口は、吸気時にその吸気口に空気が効率良く流れ込むことを可能ならしめるスペースを必要とする。又、排気口は、排気時にその排気口から空気が効率良く流れ出すことを可能ならしめるスペースを必要とする。
【０００７】
しかしながら、狭いスペースに燃料電池を設置する場合、吸気や排気のために用いることの出来るスペースは限られる。このため、筐体の外周面のうち異なる方向を向いた２つの面に吸気口及び排気口がそれぞれ設けられている場合、設置する状況によっては、吸気及び排気に必要とされるスペースの何れか一方を確保することが困難になる。従って、狭いスペースへの設置が想定される燃料電池において、吸気口及び排気口は同一面に設けられることが好ましい。
【０００８】
その一方で、吸気口と排気口とが同一面に設けられた場合、冷却時において、吸気口から吸入される空気の流れ方向と、排気口から排出される空気の流れ方向とが逆向きになる。このため、燃料電池の内部には、冷却効率を低下させる原因となり得る乱流や滞留が生じ易かった。冷却効率の低下は、発電効率の低下を招き易い。
【０００９】
そこで本発明の目的は、狭いスペースに設置された状況下でも高い冷却効率を発揮することが可能な直接酸化型燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る直接酸化型燃料電池システムは、アノードとカソードとの間に電解質膜が介在した構成を持つ膜電極接合体と、膜電極接合体が格納された筐体と、アノードからの排出物を冷却する第１熱交換器と、カソードからの排出物を冷却する第２熱交換器と、第１熱交換器及び第２熱交換器に対して冷却風を供給する冷却ファンと、筐体内にて冷却風が流れる経路を規定する内壁面を持った冷却流路とを備える。そして、筐体の外周面のうち所定方向を向いた同一面に、筐体の内部に通じる吸気口及び排気口が設けられ、冷却流路が規定する経路は、冷却風が流れる吸気口から排気口までの経路である。又、第１熱交換器及び第２熱交換器は、冷却流路が規定する経路上の異なる位置に配置され、冷却ファンは、冷却流路が規定する経路において、第１熱交換器と第２熱交換器との間に配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る直接酸化型燃料電池システムによれば、狭いスペースに設置された状況下でも高い冷却効率を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムを示した斜視図である。
【図２】燃料電池本体の内部機構を概念的に示したブロック図である。
【図３】冷却機構の構成を示した縦断面図である。
【図４】冷却機構に含まれる第１熱交換器の構成を示した平面図である。
【図５】冷却機構の変形例を示した縦断面図である。
【図６】冷却機構の他の変形例を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
先ず、本発明に係る直接酸化型燃料電池システムについて説明する。
本発明に係る直接酸化型燃料電池システムは、アノードとカソードとの間に電解質膜が介在した構成を持つ膜電極接合体と、膜電極接合体が格納された筐体と、アノードからの排出物を冷却する第１熱交換器と、カソードからの排出物を冷却する第２熱交換器と、第１熱交換器及び第２熱交換器に対して冷却風を供給する冷却ファンと、筐体内にて冷却風が流れる経路を規定する内壁面を持った冷却流路とを備える。そして、筐体の外周面のうち所定方向を向いた同一面に、筐体の内部に通じる吸気口及び排気口が設けられ、冷却流路が規定する経路は、冷却風が流れる吸気口から排気口までの経路である。又、第１熱交換器及び第２熱交換器は、冷却流路が規定する経路上の異なる位置に配置され、冷却ファンは、冷却流路が規定する経路において、第１熱交換器と第２熱交換器との間に配置されている。
【００１４】
上記直接酸化型燃料電池システムにおいては、第１熱交換器と第２熱交換器との間に冷却ファンが配置されることにより、１熱交換器及び第２熱交換器に対して、冷却風が効率良く供給される。このため、第１熱交換器及び第２熱交換器の各々において、高い冷却効率が発揮され易い。従って、上記直接酸化型燃料電池システムによれば、吸気口と排気口とが同一面に形成されているにも拘らず、第１熱交換器及び第２熱交換器に高い冷却効率を発揮させることが出来る。よって、直接酸化型燃料電池システムは、それが狭いスペースに設置された状況下でも、高い冷却効率を発揮することが可能である。
【００１５】
又、第１熱交換器と第２熱交換器との間に冷却ファンが配置されることにより、冷却ファンの駆動音が筐体外へ伝搬することが、第１熱交換器及び第２熱交換器により遮られる。よって、冷却ファンの駆動音が、筐体外へ漏れ難くなる。更に、筐体外において、冷却ファンの駆動により生じる冷却風とは異なる風が生じた場合でも、その風が冷却流路内へ侵入することが、第１熱交換器及び第２熱交換器により遮られる。よって、冷却ファンの停止時に、外部からの風の影響で冷却ファンが回転して冷却対象が過剰に冷やされることが、防止される。その結果、カソードで生成された水を回収するための回収液タンクにおいて、その回収液タンクからの水漏れが防止される。
【００１６】
上記直接酸化型燃料電池システムの好ましい具体的構成において、第１熱交換器は、冷却流路が規定する経路において、冷却ファンに対して排気口側に配置され、第２熱交換器は、冷却流路が規定する経路において、冷却ファンに対して吸気口側に配置されている。この構成によれば、第２熱交換器の冷却効率が、第１熱交換器の冷却効率よりも高くなる。従って、カソードからの排出物が効率良く冷却され、その結果、カソードで生成された水の回収効率が向上することになる。
【００１７】
上記直接酸化型燃料電池システムの好ましい他の具体的構成において、冷却ファンは、冷却流路が規定する経路上の位置のうち、冷却風の流れの向きが、筐体の外周面のうち吸気口及び排気口が設けられている面に沿う方向と略同一の向きとなる位置に配置されている。この構成によれば、冷却流路が規定する経路に沿って冷却風が効率良く流れ易くなる。よって、第１熱交換器及び第２熱交換器の各々において、より高い冷却効率を発揮させることが可能となる。
【００１８】
上記直接酸化型燃料電池システムの好ましい他の具体的構成において、冷却流路は、経路に垂直な冷却流路の断面において内壁面に対応する線の内側の面積が、冷却ファンの中心軸から垂直な方向に最も離れた冷却ファンの羽の先端が通る軌道の内側の面積より大きくなる部分を有している。この構成によれば、冷却流路内に圧損が生じ難く、従って、冷却流路が規定する経路に沿って冷却風が効率良く流れ易い。よって、第１熱交換器及び第２熱交換器の各々において、より高い冷却効率を発揮させることが可能となる。
【００１９】
上記直接酸化型燃料電池システムの好ましい他の具体的構成において、冷却ファンは、その中心軸が冷却流路の中心軸に略一致する様に配置されている。この構成によれば、冷却流路が規定する経路に沿って冷却風が効率良く流れ易くなる。よって、第１熱交換器及び第２熱交換器の各々において、より高い冷却効率を発揮させることが可能となる。
【００２０】
上記直接酸化型燃料電池システムの好ましい他の具体的構成において、冷却流路が規定する経路は、吸気口から排気口までＵ字状に延びている。この構成によれば、冷却流路内において乱流や滞留が生じ難く、従って、冷却流路が規定する経路に沿って冷却風が効率良く流れ易くなる。よって、第１熱交換器及び第２熱交換器の各々において、より高い冷却効率を発揮させることが可能となる。
【００２１】
次に、本発明の実施形態について、図面に沿って具体的に説明する。
［１］直接酸化型燃料電池システムの構成
図１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムを、互いに異なる方向から見て示した斜視図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示す様に、直接酸化型燃料電池システムは、燃料電池本体１と、カートリッジ型の燃料タンク２とを備えている。燃料タンク２には、燃料電池本体１に供給される高濃度の液体燃料が貯留されている。液体燃料として、例えば、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、蟻酸、ジメチルエーテル、及びエチレングリコール、並びにこれらの低分子重合体から選択される少なくとも１種の燃料を含んだ水溶液が用いられる。
【００２２】
燃料電池本体１は、略直方体の外観形状を呈した筐体１１を有している。筐体１１の外周面には、第１側面１１ａと、第２側面１１ｂと、第３側面１１ｃと、第４側面１１ｄとが含まれている。ここで、これらの面は、第１側面１１ａが向く方向を第１方向Ｄ１として、次の通りである。即ち、第２側面１１ｂは、第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２を向いた面である。第３側面１１ｃは、第２方向Ｄ２とは反対の第３方向Ｄ３を向いた面である。第４側面１１ｄは、第１方向Ｄ１とは反対の第４方向Ｄ４を向いた面である。尚、筐体１１の外観形状は、厳密な直方体に限らず、本実施形態の様に、角が丸まったものや、外周面に窪みや開口などが設けられたものであってもよい。
【００２３】
本実施形態において、筐体１１の第１側面１１ａには、筐体１１の内部に通じる吸気口１２及び排気口１３が設けられている。即ち、吸気口１２及び排気口１３は、筐体１１の外周面のうち所定方向（第１方向Ｄ１）を向いた同一面（第１側面１１ａ）に設けられている。又、図１（ａ）に示す様に、筐体１１の第２側面１１ｂには、複数のコネクタ７１が設けられている。ここで、コネクタ７１には、電力出力用のコネクタ、燃料電池システムの付属部品であるコントローラに接続されるコネクタ、燃料電池システムの外部情報を検知するセンサに接続されるコネクタなどが含まれている。そして、コネクタ７１の各々には、冷蔵庫や照明器具、コントローラ、センサ等の他の機器から引き出されたケーブル８１が接続される。更に、図１（ｂ）に示す様に、筐体１１の第３側面１１ｃには、燃料供給用のコネクタ７２が設けられている。コネクタ７２には、燃料タンク２から引き出された燃料供給用のチューブ８２が接続される。尚、吸気口１２及び排気口１３は、これらが同一面に設けられるのであれば、第１側面１１ａとは異なる面に設けられてもよい。コネクタ７１は、第２側面１１ｂとは異なる面に設けられてもよく、又、吸気口１２やコネクタ７２と同一面に設けられてもよい。コネクタ７２は、第３側面１１ｃとは異なる面に設けられてもよく、又、吸気口１２やコネクタ７１と同一面に設けられてもよい。
【００２４】
図２は、燃料電池本体１の内部機構を概念的に示したブロック図である。燃料電池本体１は、筐体１１に格納された次の構成要素を有している。即ち、図２に示す様に、燃料電池本体１は、セルスタック３１と、回収液タンク３２と、第１燃料供給部３３と、第２燃料供給部３４と、酸化剤供給部３５と、燃料フィルタ３６と、酸化剤フィルタ３７とを有している。更に、燃料電池本体１は、筐体１１内に構築された冷却機構５を有している。
【００２５】
セルスタック３１は、複数の燃料電池セルが積層されると共に電気的に直列に接続された構成を有している。燃料電池セルの各々は膜電極接合体４を含んでおり、その膜電極接合体４は、アノード４１とカソード４２との間に電解質膜４３が介在した構成を持っている。尚。図２では、複数の燃料電池セルの中の１つに含まれる膜電極接合体４のみが模式的に図示されている。
【００２６】
アノード４１には、アノード４１に供給される希釈燃料を流す供給配管６１と、アノード４１からの排出物を流す排出配管６２とが接続されている。ここで、希釈燃料は、燃料タンク２から供給される液体燃料が、回収液タンク３２から供給される希釈溶媒（回収液）によって希釈されることにより調製されたものである。又、カソード４２には、カソード４２に供給される酸化剤を流す供給配管６３と、カソード４２からの排出物を流す排出配管６４とが接続されている。ここで、酸化剤には、例えば、空気、圧縮空気、酸素、又は酸素を含む混合ガスが用いられる。
【００２７】
回収液タンク３２は、セルスタック３１からの回収液を貯留するタンクである。具体的には、回収液タンク３２は、排出配管６２を通じてアノード４１からの排出物を回収すると共に、排出配管６４を通じてカソード４２からの排出物を回収する。ここで、アノード４１からの排出物には、発電時にアノード４１にて生成された二酸化炭素等のガスと、消費されずに残った燃料（未反応燃料）を含む排液とが含まれる。カソード４２からの排出物には、発電時にカソード４２にて生成される水等の液体と、消費されずに残った酸化剤（未反応酸化剤）を含むガスとが含まれる。排出配管６２には、後述する第１熱交換器５１が設けられており、第１熱交換器５１によりアノード４１からの排出物が冷却される。これにより、アノード４１からの排出物に含まれる水蒸気や燃料ガスが、液化される。又、排出配管６４には、後述する第２熱交換器５２が設けられており、第２熱交換器５２によりカソード４２からの排出物が冷却される。これにより、カソード４２からの排出物に含まれる水蒸気が、液化される。回収液タンク３２に回収された排出物は、例えば気液分離機構により液体成分（主に、燃料及び水）とガス成分（主に、水蒸気、二酸化炭素、及び酸化剤）とに分離される。そして、ガス成分は、排出配管６８を通じて筐体１１外に排出される。一方、液体成分は、回収液として回収液タンク３２に貯留される。回収液タンク３２に貯留された回収液は、燃料タンク２から供給される液体燃料を希釈するための希釈溶媒として用いられる。
【００２８】
筐体１１の内部には、３つの接続口を持った三方接続部６５が設けられており、接続口にはそれぞれ、アノード４１に接続された供給配管６１と、燃料供給用のコネクタ７２に接続された燃料配管６６と、回収液タンク３２に接続された回収液配管６７とが接続されている。
【００２９】
第１燃料供給部３３は、燃料配管６６に設けられ、燃料配管６６内の液体（液体燃料）をコネクタ７２から三方接続部６５へ向けて流す。燃料配管６６内を流れる液体の流量は、例えば、制御部（図示せず）が第１燃料供給部３３を制御することにより調整される。これにより、燃料タンク２から高濃度の液体燃料が汲み出されると共に、汲み出された液体燃料が三方接続部６５に供給される。又、第２燃料供給部３４は、供給配管６１に設けられ、供給配管６１内の液体（希釈燃料）を三方接続部６５からアノード４１へ向けて流す。供給配管６１内を流れる液体の流量は、例えば、制御部（図示せず）が第２燃料供給部３４を制御することにより調整される。これに伴って、回収液配管６７内の液体（希釈溶媒）が回収液タンク３２から三方接続部６５へ向けて流れる。これにより、回収液タンク３２から希釈溶媒（回収液）が汲み出されると共に、汲み出された希釈溶媒（回収液）が三方接続部６５に供給される。その結果、三方接続部６５において、燃料タンク２から供給される高濃度の液体燃料が、回収液タンク３２から供給される希釈溶媒（回収液）によって希釈され、これにより適切な濃度の希釈燃料が調製される。そして、この希釈燃料が、供給配管６１を通じてアノード４１に供給される。尚、第２燃料供給部３４は、回収液配管６７に設けられてもよい。第１燃料供給部３３及び第２燃料供給部３４の各々は、例えば液体ポンプである。
【００３０】
酸化剤供給部３５は、供給配管６３に設けられ、供給配管６３内のガス（酸化剤）をカソード４２へ向けて流す。これにより、筐体１１の外部の空気が、カソード４２に供給される。尚、酸化剤供給部３５は、ボンベに格納された圧縮空気、酸素、又は酸素を含む混合ガスを、酸化剤としてカソード４２に供給してもよい。酸化剤供給部３５は、例えば空気ポンプである。
【００３１】
燃料フィルタ３６は、供給配管６１に設けられ、希釈燃料に含まれる不純物を除去する。又、燃料フィルタ３６は、希釈燃料に含まれる水と燃料とを均一に混合する機能を発揮する。希釈燃料に含まれる不純物として、燃料自体に混入していたものや、配管などから流出したものが含まれる。酸化剤フィルタ３７は、供給配管６３に設けられ、酸化剤に含まれる不純物を除去する。酸化剤が空気の場合、その空気に含まれる不純物として、埃、塵、有機ガス、発電に影響を与える無機ガス等が挙げられる。
【００３２】
図３は、冷却機構５の構成を示した縦断面図である。図３に示す様に、冷却機構５は、第１熱交換器５１と、第２熱交換器５２と、冷却ファン５３と、冷却流路５４とから構成されている。ここで、第１熱交換器５１は、排出配管６２に設けられ（図２参照）、アノード４１からの排出物を冷却する。第２熱交換器５２は、排出配管６４に設けられ（図２参照）、カソード４２からの排出物を冷却する。冷却ファン５３は、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２での冷却効率を高めるべく、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２に対して冷却風Ｗを供給する。
【００３３】
図４は、第１熱交換器５１の構成を示した平面図である。図４に示す様に、第１熱交換器５１は、アノード４１からの排出物が流れる熱交換流路５１１と、複数の冷却フィン５１２とから構成されている。熱交換流路５１１は、熱交換流路５１１内を流れる排出物の経路が蛇行する様に、複数の扁平型ストレート配管５１３を積層すると共にそれらの開口端部を繋ぎ合わせることにより形成されている。ここで、扁平型スレート配管５１３の各々は、２枚の流路プレートを重ね合わせて接合することにより形成されている。又、冷却フィン５１の各々は、隣り合う２つの扁平型ストレート配管５１３の間に配置されている。そして、第１熱交換器５１は、図４の紙面に垂直な方向に冷却風Ｗが第１熱交換器５１を通過する様に、冷却流路５４内に配置される。
【００３４】
第２熱交換器５２は、第１熱交換器５１と同様の形状を有しており、カソード４２からの排出物が流れる熱交換流路５２１と、複数の冷却フィン５２２とから構成されている。そして、第２熱交換器５２は、図４の紙面に垂直な方向に冷却風Ｗが第２熱交換器５２を通過する様に、冷却流路５４内に配置される。
【００３５】
図３に示す様に、冷却流路５４は、筐体１１内にて冷却風Ｗが流れる経路Ｒを規定する内壁面５５ａ及び５５ｂを持っている。ここで、経路Ｒは、冷却風Ｗが流れる吸気口１２から排気口１３までの経路である。本実施形態において、経路Ｒは、吸気口１２から排気口１３までＵ字状に延びている。具体的には、経路Ｒを規定する内壁面５５ａ及び５５ｂが、吸気口１２から排気口１３までＵ字状に拡がっている。Ｕ字状の経路Ｒによれば、冷却流路５４内において乱流や滞留が生じ難く、従って、経路Ｒに沿って冷却風Ｗが効率良く流れ易い。
【００３６】
又、冷却流路５４は、経路Ｒに垂直な冷却流路５４の断面において内壁面５５ａ及び５５ｂに対応する線の内側の面積Ｓｒが、冷却ファン５３の中心軸Ｃｆから垂直な方向に最も離れた冷却ファン５３の羽５６の先端が通る軌道の内側の面積Ｓｆより大きくなる部分を有している。本実施形態においては、冷却流路５４の全体において、面積Ｓｒが面積Ｓｆより大きくなっている。よって、冷却流路５４内に圧損が生じ難く、従って、経路Ｒに沿って冷却風Ｗが効率良く流れ易い。
【００３７】
第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２は、冷却流路５４が規定する経路Ｒ上の異なる位置に配置されている。本実施形態においては、吸気口１２の直近の位置に第２熱交換器５２が配置され、排気口１３の直近の位置に第１熱交換器５１が配置されている。そして、冷却ファン５３は、冷却流路５４が規定する経路Ｒにおいて、第１熱交換器５１と第２熱交換器５２との間に配置されている。即ち、冷却流路５４が規定する経路Ｒにおいて、第１熱交換器５１は、冷却ファン５３に対して排気口１３側に配置され、第２熱交換器５２は、冷却ファン５３に対して吸気口１２側に配置されている。
【００３８】
より具体的には、冷却ファン５３は、冷却流路５４が規定する経路Ｒ上の位置のうち、冷却風Ｗの流れの向きが、筐体１１の第１側面１１ａに沿う方向と略同一の向きとなる位置に配置されている。又、冷却ファン５３は、その中心軸Ｃｆが冷却流路５４の中心軸Ｃｒ（図３において、経路Ｒと中心軸Ｃｒとが一致している。）に略一致する様に配置されている。よって、経路Ｒに沿って冷却風Ｗが効率良く流れ易い。
【００３９】
本実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムにおいては、冷却ファン５３が、冷却流路５４が規定する経路Ｒにおいて、第１熱交換器５１と第２熱交換器５２との間に配置されている。従って、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２に対して、冷却風Ｗが効率良く供給される。又、本実施形態においては、上述した様に、経路Ｒに沿って冷却風Ｗが効率良く流れ易い。よって、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２の各々において、高い冷却効率が発揮され易い。
【００４０】
本実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムにおいては、冷却流路５４が規定する経路Ｒにおいて、第１熱交換器５１が、冷却ファン５３に対して排気口１３側に配置され、第２熱交換器５２が、冷却ファン５３に対して吸気口１２側に配置されている。従って、第２熱交換器５２の冷却効率が、第１熱交換器５１の冷却効率よりも高くなる。従って、カソード４２からの排出物が効率良く冷却され、その結果、カソード４２で生成された水の回収効率が向上することになる。
【００４１】
この様に、本実施形態に係る直接酸化型燃料電池システムによれば、吸気口１２と排気口１３とが同一面（第１側面１１ａ）に形成されているにも拘らず、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２に高い冷却効率を発揮させることが出来る。よって、直接酸化型燃料電池システムは、それが狭いスペースに設置された状況下でも、高い冷却効率を発揮することが可能である。
【００４２】
又、第１熱交換器５１と第２熱交換器５２との間に冷却ファン５３が配置されることにより、冷却ファン５３の駆動音が筐体１１外へ伝搬することが、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２により遮られる。よって、冷却ファン５３の駆動音が、筐体１１外へ漏れ難くなる。更に、筐体１１外において、冷却ファン５３の駆動により生じる冷却風Ｗとは異なる風が生じた場合でも、その風が冷却流路５４内へ侵入することが、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２により遮られる。よって、冷却ファン５３の停止時に、外部からの風の影響で冷却ファン５３が回転して冷却対象が過剰に冷やされることが、防止される。その結果、回収液タンク３２において、その回収液タンク３２からの水漏れが防止される。
【００４３】
尚、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、冷却流路５４が規定する経路Ｒの形状は、Ｕ字状に限定されない様々な形状であってもよい。一例として、図５に示す様に、経路Ｒを規定する内壁面５５ａの形状は、隅の角張った形状であってもよい。この場合、経路Ｒは、吸気口１２から排気口１３までコの字状に延びることになる。
【００４４】
又、第１熱交換器５１、第２熱交換器５２、及び冷却ファン５３の、経路Ｒ上の位置はそれぞれ、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で、例えば燃料電池本体１の設置場所やその周りの環境等に応じて、適宜変更することが出来る。一例として、図６に示す様に、冷却ファン５３は、吸気口１２の近傍に配置されてもよい。他の例として、経路Ｒにおいて、第１熱交換器５１が冷却ファン５３に対して吸気口１２側に配置され、第２熱交換器５２が冷却ファン５３に対して排気口１３側に配置されてもよい。
【００４５】
更に、上述した直接酸化型燃料電池システムの各部構成は、図２に示された内部機構に限定されない様々な内部機構を持った燃料電池本体１に適用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る直接酸化型燃料電池システムは、キャンピングカー等の車両の室内に設置される小型の発電システムとして有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１  燃料電池本体
１１  筐体
１１ａ  第１側面
１１ｂ  第２側面
１１ｃ  第３側面
１１ｄ  第４側面
１２  吸気口
１３  排気口
２  燃料タンク
３１  セルスタック
３２  回収液タンク
３３  第１燃料供給部
３４  第２燃料供給部
３５  酸化剤供給部
３６  燃料フィルタ
３７  酸化剤フィルタ
４  膜電極接合体
４１  アノード
４２  カソード
４３  電解質膜
５  冷却機構
５１  第１熱交換器
５１１  熱交換流路
５１２  冷却フィン
５１３  扁平型ストレート配管
５２  第２熱交換器
５２１  熱交換流路
５２２  冷却フィン
５３  冷却ファン
５４  冷却流路
５５ａ、５５ｂ  内壁面
５６  羽
６１、６３  供給配管
６２、６４  排出配管
６５  三方接続部
６６  燃料配管
６７  回収液配管
６８  排出配管
７１、７２  コネクタ
８１  ケーブル
８２  チューブ
Ｄ１  第１方向
Ｄ２  第２方向
Ｄ３  第３方向
Ｄ４  第４方向
Ｄｗ１、Ｄｗ２  流れ方向
Ｒ  経路
Ｗ  冷却風
Ｃｆ、Ｃｒ  中心軸
Ｓｆ、Ｓｒ  面積
【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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