(57)【要約】【課題】パッケージの壁面に遮光板を備えるパッケージ形燃料電池発電装置において、パッケージ壁面と遮光板との間に滞留する熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出可能とし、換気ファンの小容量化と省電力化のさらなる向上を図り、かつ夏季保管時の安全を確保する。【解決手段】燃料電池本体、その他補助機器等の各種機器をパッケージ１内に収納してなり、さらにパッケージ内の熱を換気風によって外部に排出するための換気ファン３と、この換気ファン３を含む前記機器を制御・駆動するための電子機器４とを備えたパッケージ形の燃料電池発電装置において、パッケージ１の壁面と隙間を空けて、日射による燃料電池発電装置内の温度上昇を軽減するための遮光板２１を設け、さらに換気風の一部を、遮光板２１とパッケージ壁面との間に設けた隙間に通流して、この隙間内の熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池本体、その他補助機器等の各種機器をパッケージ内に収納してなり、さらに前記パッケージ内の熱を換気風によって外部に排出するための換気ファンと、この換気ファンを含む前記機器を制御・駆動するための電子機器とを備えたパッケージ形の燃料電池発電装置において、
前記パッケージの壁面と隙間を空けて、日射による前記燃料電池発電装置内の温度上昇を軽減するための遮光板を設け、さらに前記換気風の一部を、前記遮光板とパッケージ壁面との間に設けた隙間に通流して、この隙間内の熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出するように構成したことを特徴とするパッケージ形燃料電池発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記電子機器は、パッケージ内の温度が前記機器の許容温度に基づいて定めた所定の上限温度に到達した際に、前記換気ファンを起動し、所定の下限温度に到達した際に停止する機能を備えたことを特徴とするパッケージ形燃料電池発電装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のものにおいて、前記遮光板は、前記パッケージ壁面から取り外し可能に構成したことを特徴とするパッケージ形燃料電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池本体、その他補助機器等の各種機器をパッケージ内に収納してなり、さらに前記パッケージ内の熱を換気風によって外部に排出するための換気ファンと、この換気ファンを含む前記機器を制御・駆動するための電子機器とを備えたパッケージ形の燃料電池発電装置に関する。なお、本発明は、燃料ガスとして純水素を用い燃料改質器を備えない場合や、燃料改質器を備える場合の燃料電池発電装置にも適用できる。
【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、燃料電池本体、燃料改質器、冷却水系機器、その他補助機器等の各種機器をパッケージ内に収納したパッケージ形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。パッケージ形の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に開示されている。また、上記特許文献１に開示されものより大容量のパッケージ形燃料電池発電プラントの一例としては、特許文献２が知られている。
【０００４】
従来のこの種の燃料電池発電装置は、パッケージ内の換気風量を算出するにあたり、パッケージ内に設置された燃料電池本体や燃料改質系機器等からの放熱熱量と日射による流入熱量を適切に系外に排出できるような容量の換気ファンを選定していた。
【０００５】
上記日射による流入熱量は、日射があたる表面積に比例するため、パッケージが大形化するほど日射による流入熱量が増大するため、それに応じて換気ファンの容量も大きくしなければならなかった。また、夏季などの日射流入熱量が多く、且つ、停電などにより換気ファンが運転できない状況において燃料電池発電装置を保管する場合には、パッケージ内の換気が行なえないため燃料電池装置内の温度が上昇し、電子機器等が故障する要因となっていた。
【０００６】
図３は、従来のパッケージ形燃料電池発電装置の模式的構成図である。図３において、１は燃料電池発電装置のパッケージ、２は燃料電池発電装置のパッケージ１に配された吸気口、３は燃料電池発電装置のパッケージ１内に配された換気ファン、４は燃料電池発電装置内の各機器を制御もしくは駆動するための電子機器、１１は換気ファン３により通気された換気風、１２は日射によりパッケージ１内へ伝熱される日射流入熱、１３は日射熱である。
【０００７】
図３に示すように、従来のパッケージ形燃料電池発電装置では、パッケージ１内に設置された燃料電池本体や燃料改質系機器等からの放熱と日射流入熱１２を適切にパッケージ形燃料電池発電装置外に排出するために、換気ファン３は、比較的大容量となる問題があった。また、夏季に停電状態で燃料電池発電装置を保管する場合には、換気ファン３を駆動することが出来ないため、パッケージ１内の温度が上昇し電子機器等が故障する問題があった。
【０００８】
ところで、上記問題点の解消に関わり特許文献３が知られている。特許文献３は、その要約文を引用すると、「装置が屋外のあらゆる環境下に設置された場合でも筐体内温度が装置を構成する各種機器の使用条件温度を越えてしまうことことがなく、商用電力の供給停止時に燃料電池を迅速に起動して発電し、負荷に電力を供給できる非常用燃料電池発電装置及びその管理方法を提供すること。」を目的として、その解決手段として、「筐体本体に燃料電池を配置した燃料電池室、該燃料電池の燃料となる水素ガスを収容した水素ガスボンベを配設した水素ガスボンベ室を備え、商用電源の供給が停止した場合それを検知し、手動又は自動で燃料電池を起動し発電した電力を重要負荷に供給する非常用燃料電池発電装置において、筐体本体の壁面に所定の隙間を設けて日射を遮断する遮熱板を設け、燃料電池室内の温度が所定温度以上になったら燃料電池室を換気する燃料電池室換気ファンを起動する制御手段を設けた。」ものを開示している。
【０００９】
図２は、前記図３に対応する図として、特許文献３に開示されたものと基本的に同様の構成を備えたパッケージ形燃料電池発電装置の模式的構成図である。図２の構成によれば、燃料電池発電装置のパッケージ１の外周に遮光板２１を具備することで、日射熱１３を遮断し日射流入熱量１２を低減できるため、換気ファン３の小容量化と省電力化を図ることができる。また、夏季の停止保管時でもパッケージ内電子機器の温度上昇を抑制できる利点がある。
【特許文献１】特開２００５−６３６９７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８９７２５号公報
【特許文献３】特開２００６−１５６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記図２に示すような従来の改良されたパッケージ形燃料電池発電装置では、換気ファンの小容量化と省電力化を図ることができる利点はあるものの、下記のような問題があった。即ち、図２に示す構成の場合、パッケージ１の壁面と遮光板２１との隙間に滞留する空気に熱がこもりパッケージ内の温度が上昇するので、その分、換気ファンの大容量化が必要である。また、夏季の停止保管時に、強い日射があって停止時間が長い等、場合によっては、電子機器の温度上昇が過大となる問題もあった。
【００１１】
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、パッケージの壁面に遮光板を備えるパッケージ形燃料電池発電装置において、パッケージ壁面と遮光板との間に滞留する熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出可能とし、換気ファンの小容量化と省電力化のさらなる向上を図り、かつ夏季保管時の安全を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、以下により達成される。即ち、燃料電池本体、その他補助機器等の各種機器をパッケージ内に収納してなり、さらに前記パッケージ内の熱を換気風によって外部に排出するための換気ファンと、この換気ファンを含む前記機器を制御・駆動するための電子機器とを備えたパッケージ形の燃料電池発電装置において、前記パッケージの壁面と隙間を空けて、日射による前記燃料電池発電装置内の温度上昇を軽減するための遮光板を設け、さらに前記換気風の一部を、前記遮光板とパッケージ壁面との間に設けた隙間に通流して、この隙間内の熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出するように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
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３の発明が好ましい。即ち、前記請求項１に記載のものにおいて、前記電子機器は、パッケージ内の温度が前記機器の許容温度に基づいて定めた所定の上限温度に到達した際に、前記換気ファンを起動し、所定の下限温度に到達した際に停止する機能を備えたことを特徴とする（請求項２）。パッケージ内の温度が、機器の上限温度に対して問題とならない場合には換気ファンを停止できるので、その分、省電力化が図れる。
【００１４】
また、前記請求項１または２に記載のものにおいて、前記遮光板は、前記パッケージ壁面から取り外し可能に構成したことを特徴とする（請求項３）。遮光板を必要に応じて取り外しできる構成を備えることにより設置環境に応じて日射対策を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、パッケージ壁面と遮光板との間に滞留する熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出可能となるので、従来装置に比較して、換気ファンの小容量化と省電力化のさらなる向上、および夏季保管時の安全確保を図ったパッケージ形燃料電池発電装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、この発明の実施態様に関して、図１に基いて説明する。図１において、図２に示した部材と同一機能部材には同一番号を付して示し、その詳細説明を省略する。図１と図２との相違点は、図１の場合、換気風分流手段２２を備え、分流換気風２３が、パッケージ１の壁面と遮光板２１との間の隙間を流れることができるようにし、この隙間内の熱をパッケージ形燃料電池発電装置外に排出するようにした点である。これにより、換気ファン３の小容量化と省電力化の向上が図れる。
【００１７】
また、上記換気ファン３は、図示しない温度センサと電子機器４とにより、パッケージ１内の温度が所定の上限温度に到達した際に起動し、所定の下限温度に到達した際に停止するように制御される。さらに、遮光板２１は、不要な環境下においては、パッケージ壁面から取り外しできるように設置される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施態様に係るパッケージ形燃料電池発電装置の模式的構成図。
【図２】従来の改良されたパッケージ形燃料電池発電装置の模式的構成図。
【図３】従来のパッケージ形燃料電池発電装置の模式的構成図。
【符号の説明】
【００１９】
１：パッケージ、２：吸気口、３：換気ファン、４：電子機器、１１：換気風、１２：日射流入熱、１３：日射熱、２２：換気風分流手段、２３：分流換気風。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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