(57)【要約】【課題】燃料電池システムの絶縁性を向上させることのできる技術を提供する。【解決手段】冷却装置は、燃料電池を導電性を有する冷却液を用いて冷却する。冷却装置は、燃料電池内を通る冷却液を冷却するための冷却部２２０を備えており、冷却部は、冷却液が通る第１の通路２３１と、冷却液との間で熱交換を行う流体が通る第２の通路２３２と、を備える。第１の通路を囲む通路壁２３０は、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層を含んでいる。第２の通路には、通路壁に接合され、通路壁を介して伝達された冷却液の熱を流体に伝達するための放熱フィン２３４が、流体と接触するように設けられている。【選択図】　図３
2004039486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を導電性を有する冷却液を用いて冷却するための冷却装置であって、
前記燃料電池内を通る前記冷却液を冷却するための冷却部を備え、
前記冷却部は、
前記冷却液が通る第１の通路と、
前記冷却液との間で熱交換を行う流体が通る第２の通路と、
を備え、
前記第１の通路を囲む通路壁は、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層を含んでおり、
前記第２の通路には、前記通路壁に接合され、前記通路壁を介して伝達された前記冷却液の熱を前記流体に伝達するための放熱フィンが、前記流体と接触するように設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷却装置であって、
前記電気絶縁層は、セラミック材料層である、冷却装置。
【請求項３】
請求項２記載の冷却装置であって、
前記放熱フィンは、金属材料で形成されている、冷却装置。
【請求項４】
請求項３記載の冷却装置であって、
前記金属材料は、アルミニウムを含む、冷却装置。
【請求項５】
請求項１記載の冷却装置であって、
前記流体は、外気であり、
前記冷却部は、さらに、
前記通路壁の前記外面のうち、前記流体の上流側を向く面を少なくとも保護するための保護部を備える、冷却装置。
【請求項６】
請求項５記載の冷却装置であって、
前記保護部は、弾性材料で形成されている、冷却装置。
【請求項７】
請求項５記載の冷却装置であって、
前記保護部は、前記放熱フィンを加工することによって形成されている、冷却装置。
【請求項８】
燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池を導電性を有する冷却液を用いて冷却するための冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、
前記燃料電池内を通る前記冷却液を冷却するための冷却部と、
前記燃料電池と前記冷却部との間で、前記冷却液を循環させるための循環系と、
を備え、
前記冷却部は、
前記冷却液が通る第１の通路と、
前記冷却液との間で熱交換を行う流体が通る第２の通路と、
を備え、
前記第１の通路を囲む通路壁は、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層を含んでおり、
前記第２の通路には、前記通路壁に接合され、前記通路壁を介して伝達された前記冷却液の熱を前記流体に伝達するための放熱フィンが、前記流体と接触するように設けられていることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池の冷却技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池は、水素ガスと酸素ガスとの電気化学反応を利用して発電を行う。燃料電池の運転時（発電時）には、電気化学反応に伴ってかなりの熱が発生する。このため、燃料電池システムは、通常、燃料電池を冷却するための冷却装置を備えている。
【０００３】
燃料電池システムの冷却装置としては、例えば、本出願人により開示された特開平８−１８５８７７号公報に記載されたものが知られている。この冷却装置では、熱交換器が設けられており、燃料電池は、燃料電池と熱交換器との間を循環する冷却液によって冷却されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来では、燃料電池システムの絶縁性を十分なレベルに保つことが困難な場合があった。具体的には、冷却液として、電気の良導体が用いられているため、熱交換器の表面が冷却液の電位と等しくなり得る。
【０００５】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムの絶縁性を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の装置は、燃料電池を導電性を有する冷却液を用いて冷却するための冷却装置であって、
前記燃料電池内を通る前記冷却液を冷却するための冷却部を備え、
前記冷却部は、
前記冷却液が通る第１の通路と、
前記冷却液との間で熱交換を行う流体が通る第２の通路と、
を備え、
前記第１の通路を囲む通路壁は、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層を含んでおり、
前記第２の通路には、前記通路壁に接合され、前記通路壁を介して伝達された前記冷却液の熱を前記流体に伝達するための放熱フィンが、前記流体と接触するように設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この冷却装置では、冷却液が通る第１の通路を囲む通路壁は電気絶縁層を含んでいるため、通路壁の外面が冷却液の電位に起因して帯電状態となるのを抑制することができ、この結果、冷却部の絶縁性を向上させることが可能となる。したがって、この冷却装置を燃料電池システムに適用すれば、燃料電池システムの絶縁性を向上させることが可能となる。
【０００８】
上記の装置において、
前記電気絶縁層は、セラミック材料層であることが好ましい。
【０００９】
セラミック材料は、電気絶縁性がかなり高い。また、セラミック材料は、熱伝導率が比較的高い。したがって、上記の構成を採用すれば、冷却部の絶縁性を向上させることができるとともに、冷却液と流体との間の熱交換を比較的効率よく行うことが可能となる。
【００１０】
また、上記の装置において、
前記放熱フィンは、金属材料で形成されていることが好ましい。
【００１１】
金属材料は、熱伝導率がかなり高い。したがって、上記の構成を採用すれば、放熱フィンは、冷却液の熱を流体に効率よく伝達することが可能となる。
【００１２】
なお、金属材料は、アルミニウムを含むことが好ましい。こうすれば、冷却部の重量を軽減することができる。
【００１３】
上記の装置において、
前記流体は、外気であり、
前記冷却部は、さらに、
前記通路壁の前記外面のうち、前記流体の上流側を向く面を少なくとも保護するための保護部を備えることが好ましい。
【００１４】
流体として外気が用いられる場合には、流体中に異物が混入する恐れがある。そして、異物が通路壁の外面に衝突すると、通路壁が損傷してしまう恐れがある。なお、異物は、通路壁の外面のうちの流体の上流側を向く面に衝突する可能性が高い。したがって、上記のような保護部を用いれば、通路壁の損傷を抑制することが可能となる。
【００１５】
上記の装置において、
前記保護部は、弾性材料で形成されていてもよい。
【００１６】
上記の装置において、
前記保護部は、前記放熱フィンを加工することによって形成されているようにしてもよい。
【００１７】
こうすれば、保護部を有する冷却部を比較的容易に作製することが可能となる。
【００１８】
本発明の第２の装置は、燃料電池システムであって、
燃料電池と、
前記燃料電池を導電性を有する冷却液を用いて冷却するための冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、
前記燃料電池内を通る前記冷却液を冷却するための冷却部と、
前記燃料電池と前記冷却部との間で、前記冷却液を循環させるための循環系と、
を備え、
前記冷却部は、
前記冷却液が通る第１の通路と、
前記冷却液との間で熱交換を行う流体が通る第２の通路と、
を備え、
前記第１の通路を囲む通路壁は、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層を含んでおり、
前記第２の通路には、前記通路壁に接合され、前記通路壁を介して伝達された前記冷却液の熱を前記流体に伝達するための放熱フィンが、前記流体と接触するように設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この燃料電池システムは、本発明の第１の装置である冷却装置を備えている。したがって、冷却部の絶縁性を向上させることができ、この結果、燃料電池システムの絶縁性を向上させることが可能となる。
【００２０】
なお、この発明は、冷却装置、冷却装置を備える燃料電池システム、該燃料電池システムを搭載した移動体などの装置等の種々の態様で実現することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．第５実施例：
Ｆ．第６実施例：
Ｇ．第７実施例：
【００２２】
Ａ．第１実施例：
図１は、第１実施例における燃料電池システム１０の概略構成を示す説明図である。なお、この燃料電池システムは、車両に搭載されている。
【００２３】
燃料電池システム１０は、燃料電池１００と、燃料電池を冷却するための冷却装置２００と、燃料電池システム全体を制御するための制御部３００と、を備えている。
【００２４】
冷却装置２００は、循環系２１０とラジエータ２２０とを備えており、冷却液を用いて燃料電池１００を冷却する。
【００２５】
循環系２１０は、燃料電池１００とラジエータ２２０との間で、冷却液を強制的に循環させる機能を有している。循環系２１０は、冷却液が通る循環路２１２を備えている。なお、循環路２１２は、冷却液を燃料電池１００からラジエータ２２０へ流すための第１の部分循環路２１２ａと、冷却液をラジエータ２２０から燃料電池１００へ流すための第２の部分循環路２１２ｂと、を含んでいる。また、循環系２１０は、冷却液を循環させるためのポンプ２１４と、冷却液の温度を測定するための温度計２１５と、を備えている。なお、ポンプ２１４と温度計２１５とは、第１の部分循環路２１２ａに設けられている。制御部３００は、温度計２１５で測定された冷却液の温度に応じて、ポンプ２１４を動作（回転）させる。具体的には、冷却液の温度が高い程、ポンプを高速で回転させる。
【００２６】
ラジエータ２２０は、燃料電池１００から循環系２１０を介して供給された冷却液の熱を外気に放出することによって、冷却液を冷却する機能を有している。
【００２７】
図２は、図１のラジエータ２２０を模式的に示す説明図である。図示するように、ラジエータ２２０は、上タンク２２２と、ラジエータコア２２４と、下タンク２２６と、を備えている。上タンク２２２には、冷却液が導入される導入口２２２ａが設けられており、導入口は第１の部分循環路２１２ａと接続される。同様に、下タンク２２６には、冷却液が排出される排出口２２６ａが設けられており、排出口は第２の部分循環路２１２ｂと接続される。上タンク２２２に供給された冷却液は、ラジエータコア２２４を介して、下タンク２２６へ向かう。
【００２８】
なお、本実施例において、ラジエータ２２０は、車両前方に設けられたボンネットの下方空間（いわゆるエンジンルーム）に配置されている。そして、ラジエータ２２０は、図中＋ｚ方向への車両の走行に伴い、図中−ｚ方向に向かう外気（走行風）を受ける。
【００２９】
図３は、図２のラジエータ２２０を拡大して示す説明図である。なお、図３は、ラジエータコア２２４に注目して描かれている。図示するように、ラジエータコア２２４は、略長方形の断面形状を有する複数のチューブ２３０を備えている。各チューブ２３０は、上タンク２２２と下タンク２２６とに並列接続されている。隣接する２つのチューブ２３０間には、略波状の放熱フィン２３４が接合されている。なお、本実施例では、各チューブ２３０の長辺側は車両の側面（ｚ方向）に沿うように設定されており、短辺側は車両の前面（ｘ方向）に沿うように設定されている。
【００３０】
燃料電池１００内で加熱された冷却液は、各チューブ２３０内に形成された冷却液通路２３１を図中−ｙ方向に向かって流れる。一方、外気は、隣接する２つのチューブ２３０間に形成された間隙（空間）２３２を図中−ｚ方向に向かって流れる。冷却液は、燃料電池１００から奪った熱をチューブ２３０に伝達する。チューブ２３０の熱は、さらに、チューブ２３０に接合された放熱フィン２３４に伝達される。そして、外気は、間隙２３２を通過する際に、放熱フィン２３４やチューブ２３０から熱を奪う。この結果、冷却液は、ラジエータコア２２４において冷却される。この説明から分かるように、ラジエータ２２０は、冷却液と外気との間の熱交換を行う。
【００３１】
ところで、本実施例では、冷却液として、水とエチレングリコールとを含む不凍液が用いられている。この不凍液は、電気の良導体である。このため、冷却液は、燃料電池１００内を通ることによって接地電位と異なる電位を有する。具体的には、冷却液の電位は、燃料電池の出力電圧に応じて変化し、通常、中間電位となっている。したがって、ガソリンエンジン等で用いられる金属製のラジエータ（すなわち、金属材料のみで形成されたラジエータ）を燃料電池システムに適用する場合には、ラジエータは、冷却液の電位と等しくなる。
【００３２】
前述のように、本実施例では、ラジエータ２２０は、車両前方に設けられたボンネットの下方空間に配置されている。このため、車両のユーザは、ラジエータ２２０に接触し得る。そして、ユーザが金属製のラジエータに接触すると、ラジエータとユーザとの間の電位差に起因して、ユーザの体内に電流が流れてしまう。また、雨に曝されることによって、ラジエータと他の構成部品とが短絡し、電流が流れてしまう可能性もある。そこで、本実施例では、ラジエータ２２０の材料を工夫することによって、燃料電池システム１０の絶縁性を向上させている。
【００３３】
具体的には、本実施例のチューブ２３０は、アルミナや窒化珪素などのセラミック材料で形成されている。なお、チューブ２３０は、例えば、粘土状のセラミックを押出成形した後に焼成することによって、作製可能である。
【００３４】
セラミック材料の電気絶縁性はかなり高い。したがって、上記のように、チューブ２３０がセラミック材料で形成されていれば、チューブ２３０の外面が、冷却液の電位に起因して帯電状態となるのを抑制することができ、この結果、ラジエータの絶縁性を向上させることができる。すなわち、チューブ２３０の外面を、燃料電池１００から電気的に絶縁することができる。
【００３５】
また、セラミック材料は、熱伝導率が比較的高い。したがって、冷却液の熱を放熱フィン２３４に効率よく伝達することができ、この結果、冷却液と外気との間の熱交換を比較的効率よく行うことが可能となる。
【００３６】
本実施例では、放熱フィン２３４は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料で形成されている。なお、金属材料としては、銅合金、ステンレス鋼などを用いるようにしてもよい。ただし、金属材料がアルミニウムやアルミニウム合金で形成される場合には、換言すれば、金属材料がアルミニウムを含む場合には、ラジエータ２２０の重量を軽減することができるという利点がある。
【００３７】
金属材料は熱伝導率がかなり高い。したがって、上記のように、放熱フィン２３４が金属材料で形成されていれば、放熱フィン２３４は、冷却液の熱を外気に効率よく伝達することが可能となる。
【００３８】
なお、チューブ２３０と放熱フィン２３４とは、例えば、セラミック製のチューブの表面を金属化（メタライズ）した後に、チューブ２３０と放熱フィン２３４との間でろう接を行うことによって、接合される。
【００３９】
上述のように、チューブ２３０は、電気絶縁性の高い絶縁材料を用いて形成されていることが好ましい。そして、絶縁材料としては、熱伝導率の比較的高い材料が好ましい。また、放熱フィン２３４は、熱伝導率の高い金属材料を用いて形成されていることが好ましい。
【００４０】
さらに、本実施例では、上タンク２２２と下タンク２２６とは、放熱フィン２３４と同様に、アルミニウム合金などの金属材料で形成されており、その外面に、シリコーン樹脂などの電気絶縁性の比較的高い被覆層が形成されている。なお、これに代えて、上タンク２２２と下タンク２２６とは、チューブ２３０と同様に、セラミック材料で形成されていてもよい。また、本実施例では、上タンク２２２および下タンク２２６に接続される循環路２１２は、シリコーンゴムなどの電気絶縁性の比較的高いホースで構成されている。このような構成を採用すれば、ラジエータ２２０の外面を燃料電池１００から電気的に絶縁することができる。なお、燃料電池１００が、ユーザが接触可能な位置に配置される場合には、燃料電池１００は、電気絶縁性の高いケースに収納されることが好ましい。
【００４１】
なお、本実施例では、セラミック製のチューブ２３０が用いられているが、これに代えて、他の材料で形成されたチューブを用いるようにしてもよい。例えば、チューブは、シリコーン樹脂などの電気絶縁性の比較的高い材料で形成されていてもよい。このようにしても、ラジエータの絶縁性を向上させることができる。ただし、本実施例のように、セラミック製のチューブ２３０を用いれば、冷却液の熱を放熱フィン２３４に効率よく伝達することができるという利点がある。また、セラミック製のチューブ２３０と金属製の放熱フィン２３４とを接合することにより、冷却液の熱をチューブ２３０から放熱フィン２３４へ効率よく伝達することができるという利点がある。
【００４２】
また、本実施例では、チューブ２３０は、セラミック材料層のみを含む単層構造を有しているが、これに代えて、多層構造を有していてもよい。この場合には、いずれか１つの層に、セラミック材料層を含んでいればよい。例えば、内側にセラミック材料層を有し、外側に金属材料層を有する２層構造のチューブを用いることができる。このようにしても、ラジエータの絶縁性を向上させることができる。ただし、本実施例のように、単層構造を採用すれば、チューブ２３０を比較的容易に作製することができるという利点がある。
【００４３】
一般には、チューブは、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層を含んでいればよい。
【００４４】
以上説明したように、本実施例の冷却装置２００は、燃料電池１００内を通る冷却液を冷却するためのラジエータ２２０を備えている。ラジエータ２２０は、冷却液が通る冷却液通路２３１と、冷却液との間で熱交換を行う外気が通る間隙２３２と、を備える。そして、冷却液通路２３１を囲むチューブ２３０は、その内面と外面とを電気的に絶縁するための電気絶縁層（セラミック材料層）を含んでおり、間隙２３２には、チューブ２３０に接合され、チューブを介して伝達された冷却液の熱を外気に伝達するための放熱フィン２３４が、外気と接触するように設けられている。この構成を採用することにより、チューブ２３０の外面が、冷却液の電位に起因して帯電状態となるのを抑制することができ、この結果、ラジエータ２２０の絶縁性を向上させることが可能となる。したがって、この冷却装置２００を燃料電池システム１０に適用することにより、燃料電池システム１０の絶縁性を向上させることが可能となる。
【００４５】
この説明から分かるように、本実施例のラジエータ２２０が、本発明における冷却部に相当し、チューブ２３０内の冷却液通路２３１とチューブ２３０間の間隙２３２とが、それぞれ第１の通路と第２の通路とに相当する。
【００４６】
Ｂ．第２実施例：
燃料電池システムが車両に搭載される場合には、ラジエータに流入する外気に、小石などの異物が混入する恐れがある。この場合には、異物がチューブに衝突し、チューブが破損してしまう恐れがある。そこで、本実施例では、チューブの破損を抑制することができるように工夫している。
【００４７】
図４は、第２実施例におけるラジエータ２２０Ｂを拡大して示す説明図である。なお、図４は、ラジエータコア２２４に注目して描かれている。図４は、図３とほぼ同じであるが、ラジエータ２２０Ｂは、保護部２４０を備えている。
【００４８】
図５は、図４の保護部２４０を示す説明図である。なお、図５では、図４のｘｚ平面と平行な面における断面が示されている。
【００４９】
図４，図５に示すように、保護部２４０は、略凹状の断面形状を有している。保護部２４０の底面には、略平面状の保護面２４２が形成されており、２つの側面には、所定の間隔毎に複数の凸部２４４が形成されている。隣接する２つの凸部２４４の間隔は、略波状の放熱フィン２３４の周期とほぼ等しく設定されている。なお、本実施例では、保護部２４０は、アルミニウムや、銅、ステンレス鋼などの金属材料を用いて形成されているが、ゴムや樹脂などを用いて形成されていてもよい。
【００５０】
保護部２４０は、その保護面２４２がチューブ２３０の外面を覆うように、ラジエータコア２２４に取り付けられる。より具体的には、保護部２４０は、略波状の放熱フィン２３４によって分割された小通路内に凸部２４４が挿入された状態で、放熱フィン２３４に固定される。なお、保護部２４０は、チューブ２３０の前面側、すなわち、外気の上流側の面側に設けられる。
【００５１】
このように、チューブ２３０の外面のうち、外気の上流側を向く面を保護するための保護部２４０を備えていれば、外気に混入した異物は保護部２４０の保護面２４２に衝突するため、チューブ２３０の破損を抑制することができる。
【００５２】
なお、本実施例では、保護部２４０は、チューブ２３０に非接触状態で、放熱フィン２３４に接合されている。こうすれば、異物が保護部２４０に衝突した際に、その衝撃がチューブ２３０に伝わるのを抑制することができ、この結果、チューブ２３０の破損をさらに抑制することが可能となる。
【００５３】
図６は、第２実施例の変形例を示す説明図である。なお、図６は、図５に対応する。図６では、保護部２４０Ｂが変更されている。具体的には、保護部２４０Ｂは、ゴムや、樹脂、ポリウレタンなどの弾性材料で形成されている。このような保護部２４０Ｂを用いる場合にも、チューブ２３０の破損を抑制することができる。なお、図６では、保護部２４０Ｂは、チューブ２３０と接触しているが、保護部は弾性材料で形成されているため、異物が保護部２４０Ｂに衝突した際の衝撃がチューブ２３０に伝わるのを抑制することが可能となっている。
【００５４】
Ｃ．第３実施例：
図７は、第３実施例におけるラジエータ２２０Ｃを模式的に示す説明図である。図７は、図２とほぼ同じであるが、ラジエータコア２２４Ｃが変更されている。
【００５５】
図８は、図７のラジエータ２２０Ｃを拡大して示す説明図である。なお、図８は、ラジエータコア２２４Ｃに注目して描かれている。図示するように、ラジエータコア２２４Ｃは、略長方形の断面形状を有する複数のチューブ２３０Ｃを備えており、チューブ２３０Ｃの周囲には、所定の間隔毎に、平板状の複数の放熱フィン２３４Ｃが接合されている。
【００５６】
なお、本実施例におけるチューブ２３０Ｃ内の冷却液通路２３１Ｃとチューブ２３０Ｃ間の間隙２３２Ｃとが、それぞれ本発明における第１の通路と第２の通路とに相当する。
【００５７】
このような構造を有するラジエータ２２０Ｃを用いる場合にも、第１実施例と同様に、チューブ２３０Ｃの外面が、冷却液の電位に起因して帯電状態となるのを抑制することができ、この結果、ラジエータ２２０の絶縁性を向上させることが可能となる。
【００５８】
Ｄ．第４実施例：
図９は、第４実施例におけるラジエータ２２０Ｄを拡大して示す説明図である。なお、図９は、ラジエータコア２２４Ｄに注目して描かれている。図９は、図８とほぼ同じであるが、ラジエータ２２０Ｄは、保護部２４０Ｄを備えている。
【００５９】
図１０は、図９の保護部２４０Ｄを示す説明図である。なお、図１０では、図９のｙｚ平面と平行な面における断面が示されている。
【００６０】
図９，図１０に示すように、本実施例の保護部２４０Ｄは、放熱フィン２３４Ｄを加工して形成されている。換言すれば、放熱フィン２３４Ｄと保護部２４０Ｄとは、一体成形されている。具体的には、保護部２４０Ｄは、平板状の放熱フィン２３４Ｄの一部に凹状の切れ目を形成し、切れ目の内側領域を放熱フィン２３４Ｄに対してほぼ垂直に折り曲げることによって、形成されている。なお、保護部２４０Ｄは、チューブ２３０Ｄの前面側、すなわち、外気の上流側の面側に設けられる。
【００６１】
この構成を採用する場合にも、第２実施例と同様に、外気に混入した異物は保護部２４０Ｄに衝突するため、チューブ２３０Ｄの破損を抑制することができる。
【００６２】
また、本実施例では、保護部２４０Ｄは、放熱フィン２３４Ｄを加工することによって形成されているため、ラジエータ２２０Ｄを比較的容易に作製することができるという利点もある。
【００６３】
Ｅ．第５実施例：
第１ないし第４実施例では、１つの放熱フィンは、少なくとも隣接する２つのチューブに接合されているが、本実施例では、１つの放熱フィンは、１つのチューブのみに接合されている。
【００６４】
図１１は、第５実施例におけるラジエータ２２０Ｅを模式的に示す説明図である。図１１は、図７とほぼ同じであるが、ラジエータコア２２４Ｅが変更されている。
【００６５】
図１２は、図１１のラジエータ２２０Ｅを拡大して示す説明図である。なお、図１２は、ラジエータコア２２４Ｅに注目して描かれている。図示するように、チューブ２３０Ｅは、略円形の断面形状を有している。そして、１つのチューブ２３０Ｅの周囲には、所定の間隔毎に、略円盤状の複数の放熱フィン２３４Ｅが接合されている。
【００６６】
なお、本実施例におけるチューブ２３０Ｅ内の冷却液通路２３１Ｅとチューブ２３０Ｅの周囲の空間２３２Ｅとが、それぞれ本発明における第１の通路と第２の通路とに相当する。
【００６７】
このような構造を有するラジエータ２２０Ｅを用いる場合にも、第３実施例と同様に、チューブ２３０Ｅの外面が、冷却液の電位に起因して帯電状態となるのを抑制することができ、この結果、ラジエータ２２０Ｅの絶縁性を向上させることが可能となる。
【００６８】
Ｆ．第６実施例：
図１３は、第６実施例におけるラジエータ２２０Ｆを拡大して示す説明図である。なお、図１３は、ラジエータコア２２４Ｆに注目して描かれている。図１３は、図１２とほぼ同じであるが、ラジエータ２２０Ｆは、保護部２４０Ｆを備えている。本実施例の保護部２４０Ｆは、第４実施例（図９，図１０）と同様に、放熱フィン２３４Ｆを加工して形成されている。したがって、第４実施例と同様に、チューブ２３０Ｆの破損を抑制することができる。
【００６９】
Ｇ．第７実施例：
図１４は、第７実施例における燃料電池システム１０Ｇの概略を示す説明図である。図１４は、図１とほぼ同じであるが、冷却装置４００が変更されている。具体的には、冷却装置４００は、２つの冷却系２００Ｇ，２５０を備えている。
【００７０】
第１の冷却系２００Ｇは、燃料電池１００を第１の冷却液を用いて直接的に冷却する機能を有しており、第２の冷却系２５０は、燃料電池１００を第２の冷却液を用いて間接的に冷却する機能を有している。
【００７１】
なお、本実施例では、第１の冷却液および第２の冷却液としては、水とエチレングリコールとを含む不凍液がそれぞれ用いられている。ただし、第１の冷却液と第２の冷却液とは、互いに接触していない。
【００７２】
第２の冷却系２５０は、第１の冷却系２００Ｇと同様に、循環系２６０とラジエータ２７０とを備えている。循環系２６０は、循環路２６２とポンプ２６４と温度計２６５とを備えており、第１のラジエータ２２０Ｇと第２のラジエータ２７０との間で、第２の冷却液を強制的に循環させる機能を有している。
【００７３】
なお、制御部３００Ｇは、第１の温度計２１５で測定された第１の冷却液の温度に応じて第１のポンプ２１４を動作させるとともに、第２の温度計２６５で測定された第２の冷却液の温度に応じて第２のポンプ２６４を動作させる。
【００７４】
２つのラジエータ２２０Ｇ，２７０は、図２とほぼ同様の構造を有しているが、チューブを構成する材料が変更されている。具体的には、第１のラジエータ２２０Ｇのチューブは、第１実施例と同様に、セラミックなどの電気絶縁性の高い絶縁材料を用いて形成されており、第２のラジエータ２７０のチューブは、アルミニウム合金などの電気伝導性の高い金属材料を用いて形成されている。そして、第１のラジエータ２２０Ｇでは、各チューブ内に形成された冷却液通路（第１の通路）には、第１の冷却液が流通し、隣接する２つのチューブ間に形成された間隙（第２の通路）には、第２の冷却液が流通する。一方、第２のラジエータ２７０では、各チューブ内に形成された冷却液通路には、第２の冷却液が流通し、隣接する２つのチューブ間に形成された間隙には、外気が流通する。
【００７５】
なお、本実施例では、第１のラジエータ２２０Ｇに設けられた放熱フィンは、ステンレス鋼で形成されていることが好ましい。こうすれば、第２の冷却液と接触する放熱フィンの耐食性を高めることができる。
【００７６】
上記のように、本実施例では、第１の冷却液と第２の冷却液とは、第１のラジエータ２２０Ｇにおいて、セラミック製のチューブによって隔てられている。このため、第２の冷却液は、第１の冷却液から電気的に絶縁されている。したがって、第２のラジエータ２７０のチューブが金属材料で形成されていても、第２のラジエータ２７０の表面は、第１の冷却液の電位の影響を受けずに済む。すなわち、第２のラジエータ２７０は、燃料電池１００から電気的に絶縁された状態となる。
【００７７】
本実施例の構成を採用する場合にも、燃料電池システム１０Ｇの絶縁性を向上させることができる。また、本実施例のように２つの冷却系２００Ｇ，２５０を用いて冷却装置４００を構成すれば、第１のラジエータ２２０Ｇにおいて、燃料電池１００内を通る第１の冷却液を、より効率よく冷却することができるという利点もある。
【００７８】
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７９】
（１）上記実施例では、冷却装置は、１つまたは２つの冷却系を備えているが、より多くの冷却系を備えるようにしてもよい。こうすれば、燃料電池内を通る冷却液を効率よく冷却することができる。
【００８０】
（２）上記実施例では、ラジエータは、複数のチューブを備えているが、１つだけ備えていてもよい。また、ラジエータはタンクを備えているが、タンクは省略可能である。さらに、チューブは、直線状に形成されているが、ジグザグ状に形成されていてもよい。
【００８１】
また、上記実施例では、チューブは、平坦な外面を有しているが、これに代えて、波状の外面を有するようにしてもよい。こうすれば、冷却液の熱をチューブから比較的効率よく放出することができる。
【００８２】
一般には、冷却部は、第１の通路を囲む通路壁を備えていればよい。
【００８３】
（３）上記実施例では、冷却液として不凍液が用いられているが、冷却液が凍結する恐れがない場合には、冷却液として水を用いるようにしてもよい。ただし、上記実施例のようにすれば、寒冷地における冷却液の凍結を抑制することができるという利点がある。また、上記実施例では、冷却液は、水とエチレングリコールとを含んでいるが、冷却液としては、他の液体を用いるようにしてもよい。一般には、冷却液は、導電性を有するものであればよい。
【００８４】
（４）第１〜第６実施例では、ラジエータの第２の通路には、車両の走行に伴って外気が流通するが、これに代えて、あるいは、これと共に、ファンなどを用いて、第２の通路に強制的に外気を流通させるようにしてもよい。
【００８５】
また、第１〜第６実施例では、ラジエータの第２の通路には、外気（空気）が流通し、第７実施例では、第２の冷却液が流通するが、これに代えて、他の流体が流通するようにしてもよい。
【００８６】
一般には、第２の通路には、燃料電池を通る冷却液との間で熱交換を行うことができる流体を流通させればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における燃料電池システム１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のラジエータ２２０を模式的に示す説明図である。
【図３】図２のラジエータ２２０を拡大して示す説明図である。
【図４】第２実施例におけるラジエータ２２０Ｂを拡大して示す説明図である。
【図５】図４の保護部２４０を示す説明図である。
【図６】第２実施例の変形例を示す説明図である。
【図７】第３実施例におけるラジエータ２２０Ｃを模式的に示す説明図である。
【図８】図７のラジエータ２２０Ｃを拡大して示す説明図である。
【図９】第４実施例におけるラジエータ２２０Ｄを拡大して示す説明図である。
【図１０】図９の保護部２４０Ｄを示す説明図である。
【図１１】第５実施例におけるラジエータ２２０Ｅを模式的に示す説明図である。
【図１２】図１１のラジエータ２２０Ｅを拡大して示す説明図である。
【図１３】第６実施例におけるラジエータ２２０Ｆを拡大して示す説明図である。
【図１４】第７実施例における燃料電池システム１０Ｇの概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，１０Ｇ…燃料電池システム
１００…燃料電池
２００，２００Ｇ…冷却装置（冷却系）
２１０…循環系
２１２…循環路
２１２ａ…第１の部分循環路
２１２ｂ…第２の部分循環路
２１４…ポンプ
２１５…温度計
２２０，２２０Ｂ〜２２０Ｇ，２７０…ラジエータ
２２２…上タンク
２２２ａ…導入口
２２４，２２４Ｃ〜２２４Ｆ…ラジエータコア
２２６…下タンク
２２６ａ…排出口
２３０，２３０Ｃ〜２３０Ｆ…チューブ（通路壁）
２３１，２３１Ｃ，２３１Ｅ…冷却液通路（第１の通路）
２３２，２３２Ｃ，２３２Ｅ…間隙（空間）（第２の通路）
２３４，２３４Ｃ〜２３４Ｆ…放熱フィン
２４０，２４０Ｂ，２４０Ｄ，２４０Ｆ…保護部
２４２…保護面
２４４…凸部
２５０…冷却系
２６０…循環系
２６２…循環路
２６４…ポンプ
２６５…温度計
２７０…ラジエータ
３００，３００Ｇ…制御部
４００…冷却装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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