(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードガスとカソードガスとにより直流電力を発電する燃料電池と、改質用原料と改質水が蒸発した水蒸気とから、前記燃料電池に供給される前記アノードガスを生成する改質部と、を備えた燃料電池モジュールと、
貯湯水を貯める貯湯槽と、
前記燃料電池モジュールから排気される燃焼排ガスが供給されるとともに前記貯湯槽から前記貯湯水が供給され、前記燃焼排ガスと前記貯湯水とを熱交換させて、前記貯湯槽から供給された前記貯湯水を加温するとともに、前記燃料電池から排気された前記燃焼排ガスに含まれる水蒸気を冷却して凝集し前記改質水を生成する熱交換器と、
前記熱交換器に供給される前記貯湯水を冷却するラジエータと、
前記燃料電池モジュール、前記改質部、前記熱交換器、及び前記ラジエータを収納し、排気口が形成された筐体と、
枠形状の枠部と、前記枠部の内側に前記枠部に複数のスポークを介して支持されたモータ取付部と、前記モータ取付部に取り付けられたファンモータと、前記ファンモータによって回転されることにより送風するファンと、複数の前記スポークのうち１の前記スポークに凹んで形成され、前記ファンモータに接続し前記ファンモータに電流を供給する配線が挿通される配線溝と、を備え、前記ラジエータと前記排気口との間に設けられ、空気を前記排気口側に送風して前記ラジエータに空気を供給するラジエータファンと、
前記枠部と前記排気口とを接続し、前記ラジエータファンによって送風された空気が流通する筒状の導風部と、前記モータ取付部の前記排気口側に前記モータ取付部と隣接して形成され、前記モータ取付部の前記排気口側を覆う第一遮蔽部と、前記導風部と前記第一遮蔽部とを接続し、前記配線溝の前記排気口側に前記配線溝と隣接して形成され、前記配線溝の前記排気口側を覆う第二遮蔽部と、を備えたダクトと、を有する燃料電池システム。
【請求項２】
複数の前記スポークのうち、前記配線溝が形成されている前記スポークと前記モータ取付部との接続部分の側面には、前記配線溝に連通し、前記配線を配線溝に挿通するための配線導入部が切欠いて形成され、
前記第二遮蔽部と前記第一遮蔽部との接続部分に、前記配線導入部の開口部を覆う第三遮蔽部が形成されている請求項１に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から特許文献１に示されるように、燃料電池システムには、燃料電池モジュールから排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽からの貯湯水が供給され、貯湯水を燃焼排ガスとの間で熱交換させて、貯湯水を温める熱交換器を備えている。この熱交換器において、燃料電池モジュールからの燃焼排ガスは、貯湯水との間で熱交換が行われて冷却され、燃焼排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して、凝縮水が生成される。この凝縮水は、改質水として燃料電池モジュールの改質器に供給される。
【０００３】
燃料電池システムの稼働によって、貯湯槽が温度的に満水になった場合には、熱交換器において排気ガスに含まれる水蒸気を凝縮水に凝縮させて、この凝縮水を改質水として改質器に供給させることができない。そこで、燃料電池システムには、熱交換器に供給される貯湯水を冷却するためのラジエータ及び、ラジエータに空気を供給するためのラジエータファンが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２３５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラジエータに供給され、熱交換器によって温められた空気は、ダクトを通過して、燃料電池システムの筐体に形成された排気口から筐体の外部に排気される。ラジエータファンが停止している際に、降雨時に排気口に強風が吹き込むと、雨水が排気口から侵入して、ダクトを通過して、ラジエータファンのファンモータに付着するおそれがある。このため、従来では、ラジエータファンのファンモータとして、防水型のモータを用いていた。防水型のモータは、モータ軸及び配線の引き込み口に水が侵入し難いようにした複雑な構造であるため、コストが非常に高くなり、ひいては、燃料電池システムの製造コストも高くなっていた。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、熱交換器に供給される貯湯水を冷却するラジエータと、このラジエータに空気を供給するラジエータファンとを備えた燃料電池システムであって、製造コストを低減させることができる燃料電池システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る燃料電池システムの発明は、アノードガスとカソードガスとにより直流電力を発電する燃料電池と、改質用原料と改質水が蒸発した水蒸気とから、前記燃料電池に供給される前記アノードガスを生成する改質部と、を備えた燃料電池モジュールと、貯湯水を貯める貯湯槽と、前記燃料電池モジュールから排気される燃焼排ガスが供給されるとともに前記貯湯槽から前記貯湯水が供給され、前記燃焼排ガスと前記貯湯水とを熱交換させて、前記貯湯槽から供給された前記貯湯水を加温するとともに、前記燃料電池から排気された前記燃焼排ガスに含まれる水蒸気を冷却して凝集し前記改質水を生成する熱交換器と、前記熱交換器に供給される前記貯湯水を冷却するラジエータと、前記燃料電池モジュール、前記改質部、前記熱交換器、及び前記ラジエータを収納し、排気口が形成された筐体と、枠形状の枠部と、前記枠部の内側に前記枠部に複数のスポークを介して支持されたモータ取付部と、前記モータ取付部に取り付けられたファンモータと、前記ファンモータによって回転されることにより送風するファンと、複数の前記スポークのうち１の前記スポークに凹んで形成され、前記ファンモータに接続し前記ファンモータに電流を供給する配線が挿通される配線溝と、を備え、前記ラジエータと前記排気口との間に設けられ、空気を前記排気口側に送風して前記ラジエータに空気を供給するラジエータファンと、前記枠部と前記排気口とを接続し、前記ラジエータファンによって送風された空気が流通する筒状の導風部と、前記モータ取付部の前記排気口側に前記モータ取付部と隣接して形成され、前記モータ取付部の前記排気口側を覆う第一遮蔽部と、前記導風部と前記第一遮蔽部とを接続し、前記配線溝の前記排気口側に前記配線溝と隣接して形成され、前記配線溝の前記排気口側を覆う第二遮蔽部と、を備えたダクトと、を有する。
【０００８】
このように、第一遮蔽部によって、モータ取付部の排気口側が覆われる。これにより、ラジエータファンの稼働が停止している際に、降雨時に排気口に強風が吹き込んだ場合において、雨水が排気口から侵入したとしても、第一遮蔽部によって、雨水のモータ取付部側への移動が阻止される。このため、雨水のファンモータへの付着が抑制される。また、第二遮蔽部は、配線溝の排気口側を覆っている。これにより、雨水が排気口から侵入したとしても、第二遮蔽部によって、雨水の配線溝内への侵入が抑制される。このため、雨水が配線溝を伝ってファンモータに付着することが抑制される。このように、雨水がファンモータに付着することが抑制されるので、ファンモータとして、防水型のファンモータを用いる必要が無く、非防水型のファンモータを用いることができる。よって、ファンモータのコストを低減させることができ、燃料電池システムの製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の燃料電池システムの概要図である。
【図２】ラジエータ部の分解斜視図である。
【図３】ラジエータ部の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】第二ダクトの裏側斜視図である。
【図６】ラジエータファンの正面図である。
【図７】図６のＢ矢視図である。
【図８】第一遮蔽部〜第三遮蔽部を表した、ラジエータファン及び第二ダクトの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（燃料電池システム）
以下に、図１を用いて、燃料電池システム１について説明する。図１に示すように、燃料電池システム１は、発電ユニット１０及び貯湯槽２１を備えている。発電ユニット１０は、筐体１０ａ、燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、インバータ装置１３、貯水器１４、及び制御装置１５を備えている。筐体１０ａの内部には、燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、インバータ装置１３、貯水器１４、制御装置１５、及び貯湯槽２１が収納される。
【００１１】
燃料電池モジュール１１は、後述するように燃料電池３４を少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール１１は、改質用原料、改質水及び酸化剤ガスとして空気であるカソードガスが供給されている。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料がある。本実施形態においては天然ガスにて説明する。具体的には、燃料電池モジュール１１は、一端が供給源Ｇｓ例えば都市ガス（天然ガス）のガス供給管に接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。改質用原料供給管１１ａは、原料ポンプ１１ａ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端が貯水器１４に接続されて改質水が供給される改質水供給管１１ｂの他端が接続されている。改質水供給管１１ｂは、改質水ポンプ１１ｂ２が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端がカソードガスブロワ１１ｃ１に接続されてカソードガスが供給されるカソードガス供給管１１ｃの他端が接続されている。
【００１２】
貯湯槽２１は、貯湯水を貯めるものであり、貯湯水が循環する（図にて矢印の方向に循環する）貯湯水循環ライン２２が接続されている。
【００１３】
熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽２１からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１からの排気管１１ｄが接続（貫設）されている。熱交換器１２は、貯水器１４に接続されている凝縮水供給管１２ａが接続されている。熱交換器１２において、貯湯槽２１から供給された貯湯水は、熱交換器１２内に導入され、燃料電池モジュール１１から排気された燃焼排ガスとの間で熱交換が行われて、加温される。
【００１４】
貯湯水循環ライン２２上には、貯湯槽２１の下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ２２ａ、ラジエータ２２ｂ及び熱交換器１２が配設されている。ラジエータ２２ｂは、貯湯水循環ライン２２を流通する貯湯水を、空気（筐体１０ａの内部の空気）と熱交換によって冷却して、熱交換器１２に供給される貯湯水を冷却するものである。ラジエータ２２ｂには、ラジエータ２２ｂに空気（筐体１０ａの内部の空気）を供給するためのラジエータファン２３が設けられている。ラジエータファン２３は、制御装置１５の指令によって稼働する。貯湯水循環ライン２２には、貯湯水循環ライン２２を流通し、熱交換器１２に流入する貯湯水の水温を検出し、その検出結果を制御装置１５に出力する貯湯水センサ２２ｄが設けられている。なお、貯湯水センサ２２ｄは、熱交換器１２に設けられていても差し支え無い。
【００１５】
ラジエータファン２３が稼働すると、ラジエータ２２ｂに空気が供給されて、ラジエータ２２ｂにおいて、貯湯水循環ライン２２を流通する貯湯水が空気と熱交換されて、熱交換器１２に流入する貯湯水の水温が低下する。一方で、ラジエータファン２３が稼働していない場合には、ラジエータ２２ｂに空気が供給されないので、ラジエータ２２ｂにおいて、貯湯水循環ライン２２を流通する貯湯水が空気と熱交換されず、熱交換器１２に流入する貯湯水の水温が低下しない。
【００１６】
熱交換器１２において、燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ冷却され、燃料排ガスに含まれる水蒸気が凝縮される。冷却後の燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通り、そして、後述するように燃焼排ガス用排気口１０ｅから筐体１０ａの外部へ排出される。また、凝縮された凝縮水は、熱交換器１２から凝縮水供給管１２ａを通って貯水器１４に供給される。なお、貯水器１４は、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化して、改質水を生成する。
【００１７】
上述した熱交換器１２、貯湯槽２１及び貯湯水循環ライン２２から、排熱回収システム２０が構成されている。排熱回収システム２０は、燃料電池モジュール１１の排熱を貯湯水に回収して湯を蓄える。
【００１８】
インバータ装置１３は、燃料電池３４によって発電された直流電力を入力し所定の交流電力に変換して、交流の系統電源１６ａ及び外部電力負荷１６ｃ（例えば電化製品）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。また、インバータ装置１３は、系統電源１６ａからの交流電力を、電源ライン１６ｂを介して入力し所定の直流電力に変換して補機（各ポンプ、ブロワなど）や制御装置１５に出力する。なお、制御装置１５は、補機を駆動して燃料電池システムの運転を制御する。
【００１９】
燃料電池モジュール１１は、ケーシング３１、蒸発部３２、改質部３３及び燃料電池３４を備えている。ケーシング３１は、断熱性材料で箱状に形成されている。蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部３３に供給するものである。
【００２０】
蒸発部３２には、一端（下端）が貯水器１４に接続された改質水供給管１１ｂの他端が接続されている。また、蒸発部３２には、一端が供給源Ｇｓに接続された改質用原料供給管１１ａが接続されている。
【００２１】
改質部３３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガス（アノードガス）を生成して改質ガス送出管３８から導出するものである。
【００２２】
燃料電池３４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、及び両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａが積層されて構成されている。燃料電池３４は、燃料極に供給されたアノードガスと、空気極に供給されたカソードガスとにより直流電力を発電する。本実施形態の燃料電池３４は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどのアノードガスが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。なお、４００℃以下でも定格以下の発電量の発電は、可能である。また、６００℃で発電開始を許可している。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部３３は省略することができる。
【００２３】
セル３４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路３４ｂが形成されている。セル３４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードガス）が流通する空気流路３４ｃが形成されている。
【００２４】
燃料電池３４は、マニホールド３５上に設けられている。マニホールド３５には、改質部３３からの改質ガスが改質ガス送出管３８を介して供給される。燃料流路３４ｂは、その下端（一端）がマニホールド３５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードガスブロワ１１ｃ１によって送出されたカソードガスは、カソードガス供給管１１ｃを介して供給され、空気流路３４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードガスブロワ１１ｃ１は、電気モータ１１ｃ２により駆動されるもので、電気モータ１１ｃ２の駆動デューティは、制御装置１５にて演算される。
【００２５】
燃焼部３６は、燃料電池３４と蒸発部３２及び改質部３３との間に設けられている。燃焼部３６は、燃料電池３４からのアノードオフガス（燃料オフガス）が燃料電池３４からのカソードオフエア（酸化剤オフガス）により燃焼されて、燃焼ガス（火炎３７）にて蒸発部３２及び改質部３３を加熱する。燃焼部３６には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ３６ａ１，３６ａ２が設けられている。燃焼部３６で生じた燃焼排ガスは、燃料電池モジュール１１から排気管１１ｄ通って熱交換器１２に至る。
【００２６】
筐体１０ａは、箱形である。筐体１０ａには、空気（筐体１０ａの外部にある外気）を吸入するための吸入口１０ｃ、筐体１０ａ内の空気を外部に排出するための換気用排気口１０ｄ、熱交換器１２からの燃焼排ガスを外部に排出するための燃焼排ガス用排気口１０ｅ、及びラジエータ２２ｂからの空気を外部に排出するためのラジエータ排気口１０ｆ（図４示）が形成されている。換気用排気口１０ｄには、換気ファン５５が設けられている。換気ファン５５は筐体１０ａ内の空気（換気排気）を外部に送出するものである。
【００２７】
貯湯槽２１は、図１に示す如く、筐体１０ａの内部に収納されて、水供給装置Ｓｗ、例えば水道管に減圧弁４１を介して接続された給水管４２から水道の水が給水される。貯湯槽２１は、前述の貯湯水循環ライン２２による排熱回収にて温められて生成された例えば７０℃の貯湯水を貯める。
【００２８】
貯湯槽２１の湯は、湯供給管６１から混合弁６２に流入する。混合弁６２は、前述の給水管４２とも水供給管４２ａを介して接続されている。混合弁６２は、貯湯槽２１から湯供給管６１を介して流入する湯と水供給装置Ｓｗから給水管４２、水供給管４２ａを介して流入する水との湯／水混合比を調整して、貯湯槽２１の温度よりも低い設定温度Ｔ、例えば５０℃以下好ましくは３０℃±５℃に調整された混合湯を生成する。混合湯は、混合湯供給管６３を介して給湯器Ｗｈの給水側に接続される。給湯器Ｗｈは、混合湯供給管６３から給水された混合湯を直接又は加熱して、給湯栓６９から出湯するものである。
【００２９】
制御装置１５は、貯湯水センサ２２ｄからの検出結果に基づいて、貯湯槽２１が温度的に満水となり、熱交換器１２に流入する貯湯水の水温が規定温度以上になったと判断した場合には、ラジエータファン２３を稼働させることにより、ラジエータ２２ｂに空気を供給させて、ラジエータ２２ｂによって熱交換器１２に供給される貯湯水を冷却させる。これにより、熱交換器１２において排気ガスに含まれる水蒸気を、水に凝縮させて改質水を生成することができる。
【００３０】
（ラジエータ部分の構造）
以下に、図２〜図７を用いて、ラジエータ２２ｂが設けられている部分の構造について説明する。なお、図４において、紙面上側を燃料電池システム１及び燃料電池システム１を構成する部品の上側、紙面下側を燃料電池システム１及び燃料電池システム１を構成する部品の下側とする。また、図４において、紙面右側を燃料電池システム１及び燃料電池システム１を構成する部品の後側、紙面左側を燃料電池システム１及び燃料電池システム１を構成する部品の前側とする。また、図４において、紙面奥側を燃料電池システム１及び燃料電池システム１を構成する部品の右側、紙面手前側を燃料電池システム１及び燃料電池システム１を構成する部品の左側とする。
【００３１】
図２〜図４に示すように、ラジエータ２２ｂが設けられている部分において、燃料電池システム１は、第一ダクト２５、第二ダクト２６、パッキン２７（図４示）、及び吸音部材２８を有している。図４に示すように、後方から前方に向かって、第一ダクト２５、第二ダクト２６の順に設けられている。また、ラジエータファン２３は、第一ダクト２５及び第二ダクト２６の内部において、前後方向に関して、第一ダクト２５と第二ダクト２６の間に設けられている。
【００３２】
ここで、図２、図４、図６、及び図７を用いて、ラジエータファン２３について説明する。ラジエータファン２３は、ラジエータ２２ｂと筐体１０ａのラジエータ排気口１０ｆとの間に設けられている。ラジエータファン２３は、枠部２３ｗ、モータ取付部２３ｄ、第一スポーク２３ｅ、第二スポーク２３ｆ、第三スポーク２３ｇ、ファンモータ２３ｉ、ファン２３ｊ、配線２３ｋ、回転軸２３ｍ、支持軸部２３ｎ、及び軸受２３ｐとから構成されている。枠部２３ｗ、モータ取付部２３ｄ、第一スポーク２３ｅ、第二スポーク２３ｆ、及び第三スポーク２３ｇは合成樹脂で一体に構成されている。
【００３３】
図６に示すように、枠部２３ｗは、枠形状であり、ファン２３ｊの外周側に形成され、モータ取付部２３ｄを支持する。図４に示すように、枠部２３ｗは、第一板部２３ａ、第二板部２３ｂ、及び連結部２３ｃから構成されている。
【００３４】
第一板部２３ａは、外縁が四角形状であり、中心に円形状の窓穴２３ａ１（図４示）が開いた部材である。第二板部２３ｂは、第一板部２３ａと同様に、外縁が四角形状であり、中心に円形状の窓穴２３ｂ１（図４示）が開いた部材である。第一板部２３ａは、ラジエータファン２３における回転軸方向（前後方向）の後端に形成されている。第二板部２３ｂは、第一板部２３ａと対向して、ラジエータファン２３における回転軸方向の前端に設けられている。連結部２３ｃは、円柱形状であり、第一板部２３ａ及び第二板部２３ｂを窓穴２３ａ１、２３ｂ１部分において連結している。
【００３５】
モータ取付部２３ｄは、円板形状であり、第二板部２３ｂ（枠部２３ｗ）の窓穴２３ｂ１の中央部に形成され、第一スポーク２３ｅ〜第三スポーク２３ｇを介して第二板部２３ｂ（枠部２３ｗ）に支持されている。本実施形態では、図６に示すように、モータ取付部２３ｄの中心には、貫通穴２３ｄ１が形成されている。そして、この貫通穴２３ｄ１を塞ぐように、シール２３ｄ２がモータ取付部２３ｄに貼り付けられている。このシール２３ｄ２には、ラジエータファン２３の製品名や仕様が記載されている。支持軸部２３ｎ（図４示）は、円筒形状であり、合成樹脂で合成されている。なお、モータ取付部２３ｄに、貫通穴２３ｄ１以外の穴が形成されていても差し支え無い。この実施形態では、シール２３ｄ２によって、貫通穴２３ｄ１及び貫通穴２３ｄ１以外の穴が塞がれる。
【００３６】
支持軸部２３ｎの前端は、モータ取付部２３ｄの貫通穴２３ｄ１に圧入されて取り付けられている。つまり、支持軸部２３ｎは、モータ取付部２３ｄの中心から後方に突出している。なお、支持軸部２３ｎとモータ取付部２３ｄとを一体に形成しても差し支え無い。
【００３７】
第一スポーク２３ｅ〜第三スポーク２３ｇは、第二板部２３ｂの窓穴２３ｂ１の内周縁とモータ取付部２３ｄの外周縁とを接続している。第一スポーク２３ｅには、配線溝２３ｅ１が、モータ取付部２３ｄの外縁から第二板部２３ｂの外縁まで、凹んで形成されている。図７に示すように、第一スポーク２３ｅのモータ取付部２３ｄとの接続部分の側面には、配線溝２３ｅ１に連通する配線導入部２３ｅ２が切欠いて形成されている。本実施形態では、配線導入部２３ｅ２は下方に開口している。この配線導入部２３ｅ２は、ファンモータ２３ｉに接続している配線２３ｋを配線溝２３ｅ１に挿通させるためのものである。
【００３８】
図４に示すように、ファンモータ２３ｉは、ステータ２３ｉ１、ロータ２３ｉ２、及び基板２３ｉ３とから構成されている。ステータ２３ｉ１は、円筒形状であり、基板２３ｉ３の後方面に取り付けられて、基板２３ｉ３と一体となっている。ステータ２３ｉ１は、コイル（不図示）を有する。基板２３ｉ３は、配線２３ｋ（図６示）が接続し、ステータ２３ｉ１のコイルと配線２３ｋとを電気的に接続している。基板２３ｉ３の中心には、取付穴２３ｉ４が形成されている。
【００３９】
ステータ２３ｉ１と一体となった基板２３ｉ３は、モータ取付部２３ｄの裏面側（後面側）に取り付けられている。一体となったファンモータ２３ｉの基板２３ｉ３とファンモータ２３ｉを、モータ取付部２３ｄに取り付けるには、基板２３ｉ３に形成された取付穴２３ｉ４に支持軸部２３ｎを挿通して、一体となった基板２３ｉ３とファンモータ２３ｉを、モータ取付部２３ｄに取り付ける。そして、配線２３ｋの基板２３ｉ３との接続部分を配線導入部２３ｅ２に通して、配線２３ｋを配線溝２３ｅ１に挿通させて保持させる。
【００４０】
回転軸２３ｍは、支持軸部２３ｎの内周面に取り付けられた軸受２３ｐによって回転可能に軸支されている。本実施形態では、軸受２３ｐは、ボールベアリングであり、支持軸部２３ｎの軸線方向に沿って２つ設けられている。
【００４１】
ファン２３ｊは、ハブ部２３ｊ１と複数のブレード２３ｊ２とから構成され、合成樹脂で構成されている。ハブ部２３ｊ１は、有底の円筒形状であり、その底部の中心に回転軸２３ｍが接続し、ファンモータ２３ｉに対して回転可能となっている。ハブ部２３ｊ１の外周面には、ハブ部２３ｊ１の回転方向に沿って所定角度をおいて、複数のブレード２３ｊ２が接続している。複数のブレード２３ｊ２は、回転軸２３ｍの軸線方向に対して傾いて形成されている。
【００４２】
ロータ２３ｉ２は、円筒形状であり、ファン２３ｊのハブ部２３ｊ１の内周面の内側に設けられている。つまり、ロータ２３ｉ２は、ステータ２３ｉ１の外周側に設けられている。ロータ２３ｉ２は、永久磁石で構成されている。駆動電流がステータ２３ｉ１のコイルに供給されると、ロータ２３ｉ２が回転して、ファン２３ｊが回転し、ラジエータファン２３の後方にある空気が、ラジエータファン２３の前方（ラジエータ排気口１０ｆ側）に送風される。そして、この空気が後述の第二導風部２６ｃを流通して、ラジエータ排気口１０ｆから筐体１０ａの外部に排気される。
【００４３】
第一ダクト２５は、ラジエータ２２ｂに供給された空気が流通し、この空気をラジエータファン２３に導入するものである。第一ダクト２５は、第一取付部２５ａ、第一当接部２５ｂ、第一導風部２５ｃ、及び第一フランジ部２５ｄとから構成されている。第一取付部２５ａは、断面形状が四角形状の筒状である。第一取付部２５ａの内周面の断面形状は、ラジエータファン２３の第一板部２３ａの外縁の形状よりも僅かに大きくなっている。第一導風部２５ｃは、断面形状が四角形状の筒状であり、第一取付部２５ａの後方に形成されている。
【００４４】
第一当接部２５ｂは、前後方向に関して、第一取付部２５ａと第一導風部２５ｃとの間に形成された板状であり、第一取付部２５ａの延在方向と直交する方向に延在している。第一当接部２５ｂの中心には、第一通風穴２５ｅが形成されている（図４示）。第一フランジ部２５ｄは、第一導風部２５ｃの後端に、フランジ状に形成されている。図２に示すように、第一フランジ部２５ｄが、ラジエータ２２ｂの前面に当接して、第一ダクト２５がラジエータ２２ｂの前面２２ｂ１に取り付けられている。
【００４５】
第二ダクト２６は、ラジエータファン２３によって送風された空気が流通し、この空気をラジエータ排気口１０ｆから筐体１０ａの外部に排気するものである。第二ダクト２６は、第二取付部２６ａ、第二当接部２６ｂ、第二導風部２６ｃ、第二フランジ部２６ｄ、第一遮蔽部２６ｅ、第二遮蔽部２６ｆ、支持部２６ｇ、２６ｈ、及び第三遮蔽部２６ｉとから構成されている。第二取付部２６ａは、断面形状が四角形状の筒状である。第二取付部２６ａの内周面の断面形状は、ラジエータファン２３の第二板部２３ｂの外縁の形状よりも僅かに大きくなっている。
【００４６】
第二導風部２６ｃは、枠部２３ｗとラジエータ排気口１０ｆとを接続し、ラジエータファン２３によって送風された空気が流通して、この空気をラジエータ排気口１０ｆから筐体１０ａの外部に排気させるものである。第二導風部２６ｃは、断面形状が四角形状の筒状である。第二導風部２６ｃは、第二取付部２６ａの外側に形成され、その後端が第二取付部２６ａの後端と接続している。図４に示すように、第一取付部２５ａの前端は、第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの後端と全周にわたって、密着している。このため、第一ダクト２５及び第二ダクト２６を流通する空気が、第一ダクト２５と第二ダクト２６との間から漏れ出さない。第二導風部２６ｃの前端は、第二取付部２６ａの前端よりも前方に延在している。
【００４７】
第二当接部２６ｂは、前後方向に関して、第二取付部２６ａと第二導風部２６ｃとの間に形成された板状であり、第二取付部２６ａの延在方向と直交する方向に延在している。第二当接部２６ｂの中心には、第二通風穴２６ｂ１が形成されている（図４示）。
【００４８】
第二フランジ部２６ｄは、第二導風部２６ｃの前端に、フランジ状に形成されている。図２〜図４に示すように、第二フランジ部２６ｄには、全周にわたってパッキン取付部２６ｄ１が凹んで形成されている。図４に示すように、パッキン取付部２６ｄ１には、環状のパッキン２７が取り付けられている。パッキン２７が、ラジエータ排気口１０ｆの外縁部分の筐体１０ａ内面に密着して、第二導風部２６ｃ内を流通する空気の筐体１０ａ内への漏出が防止される。
【００４９】
図４に示すように、ラジエータファン２３は、第一取付部２５ａ、第一当接部２５ｂ、第二取付部２６ａ、及び第二当接部２６ｂの間で囲まれる空間Ｓ内に取り付けられている。言い換えると、ラジエータファン２３は、その前後方向の中央部から後方側が第一取付部２５ａ内に挿通し、その前後方向の中央部から前方側が第二取付部２６ａ内に挿通している。そして、第一板部２３ａが第一当接部２５ｂに当接して、ラジエータファン２３の後方の移動が阻止され、第二板部２３ｂが第二当接部２６ｂに当接して、ラジエータファン２３の前方の移動が阻止される。
【００５０】
図５に示すように、第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの側面には、第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの後端から前方に向かって、配線導出スリット２６ｊが切り欠いて形成されている。この配線導出スリット２６ｊに配線２３ｋが挿通して、配線２３ｋが空間Ｓから第二ダクト２６の外部に導出される。本実施形態では、配線導出スリット２６ｊは、第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの側面に形成されている。このため、配線導出スリット２６ｊを第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの上面に形成した場合のように、第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの上面に付着した水が、配線導出スリット２６ｊから第二ダクト２６の内部に侵入することが防止される。また、配線導出スリット２６ｊを第二導風部２６ｃ及び第二取付部２６ａの下面に形成した場合のように、仮に水が第二ダクト２６の内部に侵入した場合に、第二ダクト２６の内部に侵入した水が、配線導出スリット２６ｊから筐体１０ａの内部に侵入することが防止される。
【００５１】
図５に示すように、第一遮蔽部２６ｅは、円板形状であり、第二通風穴２６ｂ１の中心部分に形成されている。図３や図４に示すように、第一遮蔽部２６ｅは、ラジエータファン２３のモータ取付部２３ｄの前方（ラジエータ排気口１０ｆ）側に、モータ取付部２３ｄに隣接して形成されている。このため、第一遮蔽部２６ｅによって、モータ取付部２３ｄの前方（ラジエータ排気口１０ｆ）側が覆われる。図３に示すように、第一遮蔽部２６ｅの形状は、モータ取付部２３ｄに対応した形状となっていて、第一遮蔽部２６ｅの直径は、モータ取付部２３ｄの直径と同一又は僅かに大きくなっている。このため、第二ダクト２６内を流通する空気の流れが、第一遮蔽部２６ｅによって阻害されない。
【００５２】
第一遮蔽部２６ｅによって、モータ取付部２３ｄの前方（ラジエータ排気口１０ｆ）側が覆われている。このため、ラジエータファン２３の稼働が停止している際に、降雨時にラジエータ排気口１０ｆに強風が吹き込んだ場合において、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入したとしても、第一遮蔽部２６ｅによって、雨水のモータ取付部２３ｄ側への移動が阻止される。このため、雨水のファンモータ２３ｉへの付着が抑制される。
【００５３】
図３及び図５に示すように、第二遮蔽部２６ｆは、長板状であり、第二通風穴２６ｂ１の内縁と第一遮蔽部２６ｅの外縁とを接続している。図３に示すように、第二遮蔽部２６ｆは、第一スポーク２３ｅの前方（ラジエータ排気口１０ｆ）側に形成され、第一スポーク２３ｅに対応した形状となっている。このため、第二遮蔽部２６ｆは、配線溝２３ｅ１の前方（ラジエータ排気口１０ｆ）側を覆っている。第二遮蔽部２６ｆの幅寸法は、第一スポーク２３ｅの幅寸法と同一又は第一スポーク２３ｅの幅寸法よりも僅かに大きくなっている。このため、第二ダクト２６内を流通する空気の流れが、第二遮蔽部２６ｆによって阻害されない。
【００５４】
図８に示すように、第二遮蔽部２６ｆは、配線溝２３ｅ１の前方を覆っている。これにより、ラジエータファン２３の稼働が停止している際に、降雨時にラジエータ排気口１０ｆに強風が吹き込んだ場合において、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入したとしても、第二遮蔽部２６ｆによって、雨水の配線溝２３ｅ１内への侵入が抑制される。このため、雨水が配線溝２３ｅ１を伝ってファンモータ２３ｉの基板２３ｉ３やステータ２３ｉ１に付着することが抑制される。
【００５５】
図８に示すように、第三遮蔽部２６ｉは、第二遮蔽部２６ｆと第一遮蔽部２６ｅとの接続部分に、配線導入部２３ｅ２の開口部を覆うように形成されている。第三遮蔽部２６ｉは、板状の第一片２６ｉ１と板状の第二片２６ｉ２とから構成されている。第一片２６ｉ１及び板状の第二片２６ｉ２は、第二遮蔽部２６ｆ及び第一遮蔽部２６ｅの延在方向と直交する後方に延在している。第一片２６ｉ１は、第二遮蔽部２６ｆの第一遮蔽部２６ｅとの接続部分の外縁に沿って形成されている。第二片２６ｉ２は、第一遮蔽部２６ｅの第二遮蔽部２６ｆとの接続部分の外縁に沿って形成されている。第一片２６ｉ１と第二片２６ｉ２とは、接続して一体となっている。
【００５６】
このように、第三遮蔽部２６ｉによって配線導入部２３ｅ２の開口部が覆われている。これにより、ラジエータファン２３の稼働が停止している際に、降雨時にラジエータ排気口１０ｆに強風が吹き込んだ場合において、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入したとしても、第三遮蔽部２６ｉによって、雨水の配線導入部２３ｅ２内への侵入が抑制される。このため、雨水が配線導入部２３ｅ２から侵入して、この雨水がファンモータ２３ｉの基板２３ｉ３やステータ２３ｉ１に付着することが抑制される。
【００５７】
図３に示すように、支持部２６ｇ、２６ｈは、長板状であり、第二通風穴２６ｂ１の内縁と第一遮蔽部２６ｅの外縁とを接続している。支持部２６ｇ、２６ｈは、それぞれ、スポーク２３ｆ、２３ｇの前方に形成され、スポーク２３ｆ、２３ｇと対応した形状となっている。また、支持部２６ｇ、２６ｈの幅寸法は、スポーク２３ｆ、２３ｇの幅寸法と殆ど同一となっている。このため、第二ダクト２６内を流通する空気の流れが、支持部２６ｇ、２６ｈによって阻害されない。
【００５８】
吸音部材２８は、例えば発泡ウレタン等の音を吸収する部材で構成され、扁平な円柱形状である。図３や図４に示すように、吸音部材２８は、第一遮蔽部２６ｅの表面（前面）に貼り付けられている。吸音部材２８によって、ファンモータ２３ｉから発せられた作動音が吸音され、ファンモータ２３ｉから発せられた作動音の筐体１０ａの外部への伝達が抑制される。吸音部材２８は、騒音源であるファンモータ２３ｉと、第一遮蔽部２６ｅ及びモータ取付部２３ｄを挟んで隣接する近接位置に設けられている。このため、吸音部材２８が騒音源であるファンモータ２３ｉから離れた位置に設けられている場合と比較して、ファンモータ２３ｉから発せられた作動音の吸音部材２８による吸音効果が大きい。このため、吸音部材２８の体積をより小さくすることができ、吸音部材２８のコストを低減させることができる。
【００５９】
もし仮に、ファン２３ｊのブレード２３ｊ２に吸音部材２８を貼り付けた構成の場合には、ファン２３ｊの回転に伴って、吸音部材２８も回転し、回転する吸音部材２８自体が騒音源となる。しかし、本実施形態では、吸音部材２８は可動しない第一遮蔽部２６ｅに貼り付けられているので、吸音部材２８自体が騒音源とならない。
【００６０】
吸音部材２８の直径は、第一遮蔽部２６ｅの直径と同一又は第一遮蔽部２６ｅの直径よりも僅かに小さくなっている。このため、第二ダクト２６内を流通する空気の流れが、吸音部材２８によって阻害されない。吸音部材２８は、第一遮蔽部２６ｅの表面（前面）に貼り付けられている。これにより、吸音部材２８が第一遮蔽部２６ｅの裏面（後面）に貼り付けられている場合と比較して、吸音部材２８に水が付着して、吸音部材２８が吸水した場合に、吸音部材２８に吸水された水が乾きやすい。
【００６１】
（本実施形態の効果）
上記の説明から明らかなように、第一遮蔽部２６ｅによって、モータ取付部２３ｄのラジエータ排気口１０ｆ側が覆われる。これにより、ラジエータファン２３の稼働が停止している際に、降雨時にラジエータ排気口１０ｆに強風が吹き込んだ場合において、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入したとしても、第一遮蔽部２６ｅによって、雨水のモータ取付部２３ｄ側への移動が阻止される。このため、雨水のファンモータ２３ｉへの付着が抑制される。
【００６２】
もし仮に、第一遮蔽部２６ｅが無い場合には、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入して、この雨水がモータ取付部２３ｄに接着されたシール２３ｄ２に付着する。すると、シール２３ｄ２のモータ取付部２３ｄとの接着部分に水が侵入して、シール２３ｄ２がモータ取付部２３ｄから剥がれ落ちたり、シール２３ｄ２自体が吸水して、シール２３ｄ２が損傷したりするおそれがある。シール２３ｄ２がモータ取付部２３ｄから剥がれ落ちたり、シール２３ｄ２が損傷したりすると、モータ取付部２３ｄに形成された貫通穴２３ｄ１から雨水がファンモータ２３ｉに侵入する。しかし、本実施形態では、第一遮蔽部２６ｅによって、モータ取付部２３ｄのラジエータ排気口１０ｆ側が覆われているので、第一遮蔽部２６ｅによって、雨水のモータ取付部２３ｄ側への移動が阻止され、雨水のファンモータ２３ｉへの付着が抑制される。
【００６３】
また、第二遮蔽部２６ｆは、配線溝２３ｅ１のラジエータ排気口１０ｆ側を覆っている。これにより、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入したとしても、第二遮蔽部２６ｆによって、雨水の配線溝内２３ｅ１への侵入が抑制される。このため、雨水が配線溝２３ｅ１を伝ってファンモータ２３ｉに付着することが抑制される。
【００６４】
また、第二遮蔽部２６ｆと第一遮蔽部２６ｅとの接続部分に、配線導入部２３ｅ２の開口部を覆う第三遮蔽部２６ｉが形成されている。これにより、ラジエータファン２３の稼働が停止している際に、降雨時にラジエータ排気口１０ｆに強風が吹き込んだ場合において、雨水がラジエータ排気口１０ｆから侵入したとしても、第三遮蔽部２６ｉによって、雨水の配線導入部２３ｅ２内への侵入が抑制される。このため、雨水が配線導入部２３ｅ２から侵入して、この雨水がファンモータ２３ｉに付着することが抑制される。
【００６５】
このように、雨水がファンモータ２３ｉに付着することが抑制されるので、ファンモータ２３ｉとして、防水型のファンモータを用いる必要が無く、非防水型のファンモータ２３ｉを用いることができる。よって、ファンモータ２３ｉのコストを低減させることができ、燃料電池システム１の製造コストを低減させることができる。
【００６６】
第一遮蔽部２６ｅ、第二遮蔽部２６ｆ、及び第三遮蔽部２６ｉは、第二ダクト２６に一体に形成されている。このため、ファンモータ２３ｉへの雨水の付着を抑制するために、第二ダクト２６とは別部材を設けなくてよいので、ファンモータ２３ｉへの雨水の付着の抑制のために、燃料電池システム１の製造コストが増大しない。また、ラジエータファン２３を第二ダクト２６に取り付けるだけで、ファンモータ２３ｉへの雨水の付着を抑制する構造を実現できるので、燃料電池システム１の組付作業が複雑とならず、ファンモータ２３ｉへの雨水の付着の抑制のために、燃料電池システム１の製造コストが増大しない。
【００６７】
（別の実施形態）
上記実施形態では、貯湯槽２１は、筐体１０ａの内部に収納されている。しかし、貯湯槽２１が、筐体１０ａの外部に設けられている実施形態であっても差し支え無い。
【符号の説明】
【００６８】
１…燃料電池システム、１０ａ…筐体、１０ｆ…ラジエータ排気口（排気口）、１１…燃料電池モジュール、１２…熱交換器、２１…貯湯槽、２２ｂ…ラジエータ、２３…ラジエータファン、２３ｅ…第一スポーク（スポーク）、２３ｅ１…配線溝、２３ｅ２…配線導入部、２３ｄ…モータ取付部、２３ｆ…第二スポーク、２３ｇ…第三スポーク、２３ｉ…ファンモータ、２３ｊ…ファン、２３ｋ…配線、２６…第二ダクト（ダクト）、２６ｃ…第二導風部、２６ｅ…第一遮蔽部、２６ｆ…第二遮蔽部、２６ｉ…第三遮蔽部、２３ｗ…枠部、３３…改質部、３４…燃料電池
【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】
0006638463.tif 000007
【図７】
0006638463.tif 000008
【図８】
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