(57)【要約】【課題】水素濃度センサによる、燃料電池発電システムから漏れた水素の検知性を高める。【解決手段】水素貯蔵タンク１，水素供給制御部品３および燃料電池７などからなる燃料電池発電システム１１を、ケース１３内に収容する。ケース１３内の上部には、水素濃度センサ１５を設置する。ケース１３内の空間には金属繊維１７を充填して空間を減少させ、水素漏れが発生したときの水素濃度上昇を速める。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に水素供給源から水素を供給して発電を行う燃料電池発電システムをケース内に収容し、このケース内に、ケース内の水素濃度を検出する水素濃度センサを設け、前記ケース内の空間に充填物を充填して前記空間を減少させることを特徴とする燃料電池装置。
【請求項２】
前記充填物を、繊維状に形成することを特徴とする請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記充填物を、金属で構成することを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記ケースと前記充填物を、導電性金属で構成し、前記ケースにアースを設置することを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池装置
【請求項５】
前記ケースに、漏電センサを設置することを特徴とする請求項４記載の燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池に水素供給源から水素を供給して発電を行う燃料電池発電システムを備えた燃料電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃料電池発電システムにおける水素漏れについては、水素濃度センサによって水素濃度を監視し、水素濃度上昇を検知して燃料電池発電システムの発電動作を停止する対策を施している。
【０００３】
例えば特許文献１には、燃料電池発電システムをケース内に収容し、このケース内に水素濃度センサを設置する構造が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５６８６４号公報
【０００５】
これは、燃料電池と、燃料電池に空気を供給するためのブロアとを結ぶ配管の途中に、分岐ラインを設け、分岐ラインの先端には開閉弁を設置し、開閉弁の下流側を、ケース内に開放している。開閉弁は、水素濃度センサが検出する水素濃度が所定値を超えたときに開弁し、ケース内に開閉弁を通して空気を導入することで、ケース内の水素濃度上昇を防ぐ。
【０００６】
また、水素漏れの発生に伴い燃料電池発電システムを停止する装置としては、特許文献２に記載されたものがある。
【０００７】
【特許文献２】
特開平９−２９３５２２号公報
【０００８】
これは、水素供給を停止する前に、水素ラインに不活性ガスを導入している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池発電システムにおける水素漏れについては、水素濃度センサによって水素濃度を監視する必要があるが、より信頼性の高い燃料電池装置を得るには、水素濃度センサによる水素漏れ検知性を高めることが必要となる。
【００１０】
そこで、この発明は、水素濃度センサによる水素漏れ検知性を高めることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、燃料電池に水素供給源から水素を供給して発電を行う燃料電池発電システムをケース内に収容し、このケース内に、ケース内の水素濃度を検出する水素濃度センサを設け、前記ケース内の空間に充填物を充填して前記空間を減少させる構成としてある。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によれば、燃料電池発電システムを収容したケース内の空間に充填物を充填することにより、ケース内の空間が減少するので、燃料電池発電システムから水素漏れが生じたときのケース内の水素濃度上昇が速まり、ケース内に設置した水素濃度センサの水素漏れ検知性を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施の一形態を示す燃料電池装置の断面図である。この燃料電池装置は、水素供給源としての水素貯蔵タンク１と、この水素貯蔵タンク１内の高圧水素を減圧する水素供給制御部品３とを水素配管５で接続するとともに、水素供給制御部品３と燃料電池７とを水素配管９で接続し、これらによって燃料電池発電システム１１を構成している。
【００１５】
そして、上記した燃料電池発電システム１１を、ケース１３内に収容する。ただし、燃料電池７については、水素配管９を接続している図中で右側ほぼ半分をケース１３内に収容し、これと反対側の図中で左側のほぼ半分を、ケース１３の外部に露出してある。
【００１６】
すなわち、燃料電池発電システム１１のうち、水素貯蔵タンク１から燃料電池７までの水素が流れる部分を、ケース１３内に収容する。
【００１７】
燃料電池７のケース１３外に露出した部分には、燃料電池７に空気を供給する空気配管や、燃料電池７で発電した電力を取り出す電気配線などを接続する。
【００１８】
ケース１３内の上部の任意の位置には、水素濃度センサ１５を設置し、ケース１３内の水素濃度を検知する。水素濃度センサ１５が所定値以上の水素濃度を検知したときには、例えば水素貯蔵タンク１からの水素の供給を停止するなどの措置を施す。
【００１９】
そして、上記したケース１３内の水素濃度センサ１５および燃料電池発電システム１１の設置領域を除く空間に、この空間を減少させるための充填物としての不燃物である金属繊維１７を、隙間なく充填する。金属繊維１７は、繊維状の例えば導電性金属であるスチール製でよい。
【００２０】
ケース１３は、上記した金属繊維１７とともに導電性金属で構成し、このケース１３の外部には、アース線１９を接続してアースを設置するとともに、漏電センサ２１を接続してケース１３への漏電を検知する。
【００２１】
上記した燃料電池装置によれば、以下に示す効果を奏する。
【００２２】
（１）燃料電池発電システム１１を収容したケース１３内の空間に金属繊維１７を充填することにより、ケース内１３の空間が減少するので、燃料電池発電システム１１から水素漏れが生じたときのケース１３内の水素濃度上昇が速まり、水素濃度センサ１５の水素漏れ検知性を高めることができ、より信頼性の高い燃料電池装置を得ることができる。
【００２３】
（２）ケース１３内に収容する充填物を繊維状としているので、ケース１３内で漏れた水素が流量抵抗を受けてケース１３内での水素拡散を促進し、ケース１３内の水素濃度上昇を均一化させる。このため、水素の漏れた箇所によらず、水素濃度センサ１３の設置場所を最適化することなく、水素濃度上昇を確実に検知できる。また、局所的かつ過度の水素濃度上昇を軽減させるため、可燃域となる領域を狭めることができる。さらに流量抵抗となることで、水素漏れ流量を軽減することができる。
【００２４】
（３）ケース１３内に収容する充填物を金属とすることで、この金属がケース１３内の空間の熱を吸収するので、ケース１３内の高温化を防止することができ、燃料電池発電システム１１による発電動作が効率よくなされる。なお、上記したケース１３内の熱としては、燃料電池発電システム１１を構成する部品、例えば図示しない電磁弁や水素充填中の水素貯蔵タンク１などである。
【００２５】
（４）ケース１３と金属繊維１７を、導電性の高い金属で構成するとともに、ケース１３にアース線１９を設置したので、ケース１３内の部品のアースが確実となって、燃料電池装置として信頼性が向上する。
【００２６】
（５）ケース１３に漏電センサ２１を設置することにより、燃料電池発電システム１１を構成する電気部品が、断線や地絡したときに、電流が金属繊維１７からケース１３を伝わり漏電センサ２１に導かれる。このため、電気部品の断線、地絡故障を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示す燃料電池装置の断面図である。
【符号の説明】
１  水素貯蔵タンク（水素供給源）
７  燃料電池
１１  燃料電池発電システム
１３  ケース
１５  水素濃度センサ
１７  金属繊維（充填物）
１９  アース線
２１  漏電センサ
【図１】
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