(57)【要約】【課題】外風の影響が冷却ファン駆動用電動機の過負荷となることを抑制し、電動機が停止することのない耐風用の空冷式冷却器を提供する。【解決手段】被冷却体１と冷却風ダクト２と電動機付冷却ファン３とを有する空冷式冷却器において、冷却風ダクト２の冷却風出口側に、冷却風出口としての開口部を複数の側面に有する筐体４を設け、前記複数の筐体側面の各開口部は、冷却風圧により開閉可能な可動扉をそれぞれ備えてなり、前記可動扉は、前記冷却ファン３が作動した際には、冷却風圧により前記開口部を開とし、かつ冷却器外部からの外風の風圧が前記冷却ファン３の冷却風圧より大きい場合には、前記開口部を閉とする機能を備えたものとする。【選択図】図１
2008010266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却体と冷却風ダクトと電動機付冷却ファンとを有する空冷式冷却器において、前記冷却風ダクトの冷却風出口側に、冷却風出口としての開口部を複数の側面に有する筐体を設け、前記複数の筐体側面の各開口部は、冷却風圧により開閉可能な可動扉をそれぞれ備えてなり、前記可動扉は、前記冷却ファンが作動した際には、冷却風圧により前記開口部を開とし、かつ冷却器外部からの外風の風圧が前記冷却ファンの冷却風圧より大きい場合には、前記開口部を閉とする機能を備えたものとしたことを特徴とする空冷式冷却器。
【請求項２】
可動扉は蝶番を備え、蝶番の回転運動により開閉可能としたことを特徴とする請求項１に記載の空冷式冷却器。
【請求項３】
冷却風ダクト内を冷却風が水平方向に流れる縦置型の空冷式冷却器において、前記各開口部を、筐体の３つの垂直方向側面にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の空冷式冷却器。
【請求項４】
冷却風ダクト内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器において、前記各開口部を、筐体の４つの垂直方向側面にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の空冷式冷却器。
【請求項５】
冷却風ダクト内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器において、空冷式冷却器の架台が被冷却体への空気導入部を兼ねる構成とし、この架台の上に、前記被冷却体、冷却風ダクト、電動機付冷却ファン、開口部を有する筐体を、順次配設してなるものとし、前記開口部を、筐体の２つの対向する垂直方向側面に設け、さらに前記架台の被冷却体への空気導入部を、前記筐体の２つの対向する垂直方向側面とは異なる２つの対向する垂直方向側面に相応する架台の対向する垂直方向側面に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の空冷式冷却器。
【請求項６】
筐体の天井板は、外風の可動扉への風圧を抑制するために、水平方向に張り出した突き出し部を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空冷式冷却器。
【請求項７】
可動扉を設けた筐体の側面は、外風の可動扉への風圧を抑制するために、可動扉上部において水平方向に張り出した邪魔板を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空冷式冷却器。
【請求項８】
前記空冷式冷却器は燃料電池発電装置において使用されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空冷式冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空冷式冷却器の構成、特に燃料電池発電装置などの排熱処理設備に使用される空冷式冷却器の耐風構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池発電装置は、高効率でクリーンな電源装置として種々の分野において、実用化の進展が望まれている。特に、一般家庭や所定地域内または共同住宅内に設置し、燃料電池発電装置の排熱を給湯に有効利用する燃料電池コジェネレーションシステムの普及が近年期待されている。上記のような燃料電池発電装置としては、一般に、前記パッケージ形の燃料電池発電装置が用いられる。
【０００３】
燃料電池発電装置に組み込まれる燃料電池としては、電解質の種類、改質原料の種類等によって異なる種々のタイプがあるが、一般家庭用や小規模の業務用としては、例えば、固体高分子膜を電解質として用い、その運転温度が約８０℃と比較的低いタイプの固体高分子形燃料電池がよく知られている。固体高分子形燃料電池ユニットと、貯湯槽ユニットとを組み合わせた燃料電池発電装置は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。パッケージ内には、通常、燃料電池本体、改質系機器、冷却水系機器、回収水系機器、水処理装置、その他補機等が収納される。
【０００４】
ところで、上記のような燃料電池発電装置においては、その構成機器の一つとして空冷式冷却器が使用される。例えば、特許文献１に開示された回収水冷却器（３４）、特許文献２に開示された回収水冷却器（５３）や貯湯槽循環水冷却器（１１）等である。
【０００５】
上記空冷式冷却器は、例えば、回収水を空気で冷却する冷却器本体としての被冷却体と冷却風ダクトと電動機付冷却ファンとを有する。冷却ファンは電動機で駆動され、一方向に冷却風を押し出すが、外風がこの冷却風に逆向きに作用した場合、電動機の負荷が増大する。この負荷が過度に増大すると、電動機の電磁接触器のサーマル保護やVVVFの過負荷保護機能が働き電動機が停止する。この結果、少なくとも燃料電池発電装置においては、この空冷式冷却器に関わる機器が停止し、場合によっては、燃料電池発電装置が運転停止に至る問題がある。
【０００６】
外風の風向きが地形等の影響で限定されていて、予測可能な場合には、冷却器の設置方向を考慮したり、冷却器の周囲に風よけ等を設置することで外風の影響は回避可能である。しかし、現在、設備の設置される環境が変化し、ビル風の影響等で予測が困難となっている。又、冷却風ダクト内を冷却風が水平方向に流れる縦置型の空冷式冷却器においては、上方からの強風も発生し、風よけの設置がさらに困難となっている。すなわち、風よけを考慮する設置方向が多くなり、冷却風出口流路として開放する方向が制限を受ける問題がある。
【０００７】
従来の空冷式冷却器においては、燃料電池発電装置の空冷式冷却器に限らず、上記問題を解消するための有効な構成が見当たらない。
【特許文献１】特開２００５−６３６９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３９４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、この発明の課題は、外風の影響が冷却ファン駆動用電動機の過負荷となることを抑制し、電動機が停止することのない耐風用の空冷式冷却器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下により達成される。即ち、被冷却体と冷却風ダクトと電動機付冷却ファンとを有する空冷式冷却器において、前記冷却風ダクトの冷却風出口側に、冷却風出口としての開口部を複数の側面に有する筐体を設け、前記複数の筐体側面の各開口部は、冷却風圧により開閉可能な可動扉をそれぞれ備えてなり、前記可動扉は、前記冷却ファンが作動した際には、冷却風圧により前記開口部を開とし、かつ冷却器外部からの外風の風圧が前記冷却ファンの冷却風圧より大きい場合には、前記開口部を閉とする機能を備えたものとしたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
上記発明によれば、筐体側面の可動扉は、外風が弱い場合、冷却ファン運転時の冷却風圧により自動的に開放して冷却風を流し、冷却器の運転を維持する。外風が強く、冷却ファン運転時の冷却風圧より大きい外風圧がかかる場合には、筐体側面の可動扉は閉止するが、筐体の他の側面の可動扉は、外風をうけずに冷却ファンの冷却風圧により開放しているので、冷却ファン駆動用電動機の過負荷は発生せず、冷却器の運転は維持される。
【００１１】
また、前記請求項１の発明の実施態様としては、下記請求項２ないし８の発明が好ましい。即ち、前記請求項１に記載の空冷式冷却器において、可動扉は蝶番を備え、蝶番の回転運動により開閉可能とする（請求項２）。さらに、前記請求項１または２に記載の空冷式冷却器において、冷却風ダクト内を冷却風が水平方向に流れる縦置型の空冷式冷却器において、前記各開口部を、筐体の３つの垂直方向側面にそれぞれ設けたものとする（請求項３）。また、前記請求項１または２に記載の空冷式冷却器において、冷却風ダクト内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器において、前記各開口部を、筐体の４つの垂直方向側面にそれぞれ設けたものとする（請求項４）。
【００１２】
さらに、前記請求項１または２に記載の空冷式冷却器において、冷却風ダクト内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器において、空冷式冷却器の架台が被冷却体への空気導入部を兼ねる構成とし、この架台の上に、前記被冷却体、冷却風ダクト、電動機付冷却ファン、開口部を有する筐体を、順次配設してなるものとし、前記開口部を、筐体の２つの対向する垂直方向側面に設け、さらに前記架台の被冷却体への空気導入部を、前記筐体の２つの対向する垂直方向側面とは異なる２つの対向する垂直方向側面に相応する架台の対向する垂直方向側面に設けたものとする（請求項５）。
【００１３】
また、前記請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空冷式冷却器において、筐体の天井板は、外風の可動扉への風圧を抑制するために、水平方向に張り出した突き出し部を備えたものとする（請求項６）。さらに、前記請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空冷式冷却器において、可動扉を設けた筐体の側面は、外風の可動扉への風圧を抑制するために、可動扉上部において水平方向に張り出した邪魔板を備えたものとする（請求項７）。
【００１４】
また、前記請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空冷式冷却器において、前記空冷式冷却器は燃料電池発電装置において使用されるものとする（請求項８）。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、外風の影響が冷却ファン駆動用電動機の過負荷となることを抑制し、電動機が停止することのない耐風用の空冷式冷却器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、この発明の実施例に関して、図１ないし図５に基いて説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の空冷式冷却器の実施例１に係る模式的構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。図１において、１は冷却器本体（被冷却体）、２は冷却風ダクト、３は電動機付冷却ファン、４は筐体、５ａ，５ｂ，５ｃは筐体の可動扉設置部、６は筐体の天井板の突き出し、７は冷却器の架台であり、冷却風を中抜きの矢印で示す。
【００１８】
図１の空冷式冷却器は、冷却風ダクト２内を冷却風が水平方向に流れる縦置型の空冷式冷却器であって、筐体の可動扉設置部を５ａ，５ｂ，５ｃで示す３箇所に設けてある。可動扉の模式的構成は図４に示す。図４において、４１は筐体の側板、４２は開口部、５１は可動扉、５２は可動扉の蝶番である。図４において可動扉５１は、実線により閉止状態を、一点鎖線により開放状態を示す。従って、図１の場合、開口部４２は、筐体の３つの垂直方向側面に、５ａ，５ｂ，５ｃに応じてそれぞれ設けられる。
【００１９】
筐体側面の５ａ，５ｂ，５ｃに対応する可動扉は、外風が弱い場合には、冷却ファン運転時の冷却風圧により全てが開放状態にあって冷却風を流し、冷却器の運転を維持する。仮に、５ａ側の外風が強く、冷却風圧より大きい外風圧がかかる場合には、５ａ側の稼動扉は閉止するが、筐体の他の側面（５ｂ，５ｃ）の可動扉は、外風をうけずに冷却ファンの冷却風圧により開放しているので、冷却ファン駆動用電動機の過負荷は発生せず、冷却器の運転は維持される。従って、冷却ファン電動機への過負荷がかかることなく、冷却が正常に行われる。
【００２０】
また、図１において、筐体の上部天井板は、可動扉に上方よりの風が直接当たらないようにするための突き出し部６を有する。さらに好ましくは、図５に示すように、筐体の側板４１は、外風の可動扉５１への風圧を抑制するために、可動扉５１上部において水平方向に張り出した邪魔板８を備えたものとする。なお、上記図４および図５に示す構成は、後述する実施例２および３においても、同様に適用される。
【００２１】
（実施例２）
図２は本発明の空冷式冷却器の実施例２に係る模式的構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。図２において、図１に示した部材と同一機能部材には、同一番号を付して詳細説明を省略する。図２は図１と異なり、冷却風ダクト２内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器を示す。また、筐体の可動扉設置部を５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで示す４箇所に設けてあり、図４に示す開口部４２は、筐体の４つの垂直方向側面にそれぞれ設けてある。耐風機能としては、実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【００２２】
（実施例３）
図３は本発明の空冷式冷却器の実施例３に係る模式的構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図３の実施例は請求項５の発明に関わる。即ち、冷却風ダクト２内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器において、空冷式冷却器の架台７が被冷却体１への空気導入部を兼ねる構成とし、この架台７の上に、被冷却体１、冷却風ダクト２、電動機付冷却ファン３、開口部を有する筐体４を、順次配設している。また、前記開口部は、筐体４の２つの対向する垂直方向側面であって、筐体の可動扉設置部５ａ，５ｃに設け、さらに前記架台７の被冷却体への空気導入部は、前記筐体の２つの対向する垂直方向側面とは異なる２つの対向する垂直方向側面に相応する架台の対向する垂直方向側面（冷却器架台の開放面７２）に設けたものである。冷却器架台の開放面７２以外の面には冷却器架台のふさぎ板７１ａ，７１ｃを設けて、閉止面とする。
【００２３】
上記図３の構成によれば、可動扉が設置されている２面の下側の架台側面がふさぎ板７１ａ，７１ｃで塞がれているので、可動扉から吹き出された冷却風が冷却器本体（被冷却体）１の側面を経由して、架台７の空気導入部に回りこむ流れ（図３（ｃ）の左側に示した流れ）を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の空冷式冷却器の実施例１に係る模式的構成図。
【図２】本発明の空冷式冷却器の実施例２に係る模式的構成図。
【図３】本発明の空冷式冷却器の実施例３に係る模式的構成図。
【図４】本発明に係る可動扉の模式的構成図。
【図５】本発明に係る可動扉上部に邪魔板を備えた可動扉の模式的構成図。
【００２５】
１：冷却器本体（被冷却体）、２：冷却風ダクト、３：電動機付冷却ファン、４：筐体、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ：筐体の可動扉設置部、４１：筐体の側板、４２：開口部、５１：可動扉、５２：可動扉の蝶番、６：筐体の天井板の突き出し、７：冷却器の架台、７１ａ，７１ｃ：冷却器架台のふさぎ板、７２：冷却器架台の開放面、８：可動扉上部の邪魔板。
【図１】
2008010266.tif 000003
【図２】
2008010266.tif 000004
【図３】
2008010266.tif 000005
【図４】
2008010266.tif 000006
【図５】
2008010266.tif 000007