(57)【要約】【課題】漏洩した可燃性ガスの濃度上昇を引き起こすことのないように換気を行いながら耐寒性を向上させることができる燃料電池パッケージの換気装置およびその制御方法を提供すること目的とする。【解決手段】燃料電池パッケージを、燃料電池スタックと燃料改質装置を収容する第１の部屋と、制御装置および電力変換装置を収容する第２の部屋に分け、それぞれの部屋で独立して循環換気しているので、漏洩した可燃性ガスが制御装置や電力変換装置などの電気品の周囲に滞留するような事態を回避することができ、収容している各機器を所定の温度で安全に運転することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置において、
上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、
上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、
上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、
上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、
上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、
上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段を備え、
上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するようにしたことを特徴とする燃料電池パッケージの換気装置。
【請求項２】
空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置において、
上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、
上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、
上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、
上記第１の部屋に設けられた第１のヒーター手段と、
上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、
上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、
上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、
上記第２の部屋に設けられた第２のヒーター手段を備え、
上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１のヒーター手段のオンオフ動作を制御する一方、
上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２のヒーター手段のオンオフ動作を制御するようにしたことを特徴とする燃料電池パッケージの換気装置。
【請求項３】
空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置において、
上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、
上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、
上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、
上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、
上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、
上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、
上記燃料電池スタックまたは上記燃料改質装置の発熱を利用して熱媒を加熱する第１の熱交換器、上記第１の部屋に設けた第２の熱交換器、上記第２の部屋に設けた第３の熱交換器、回路を循環する熱媒を上記第２の熱交換器へ流通させる第１の三方弁、および、上記熱媒を上記第３の熱交換器へ流通させる第２の三方弁を有する熱媒循環回路を備え、
上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１の三方弁の切換動作を制御する一方、
上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の三方弁の切換動作を制御するようにしたことを特徴とする燃料電池パッケージの換気装置。
【請求項４】
前記第１の部屋と第２の部屋は、仕切壁で仕切られる態様に隣接して設けられ、
前記仕切壁には、前記第２の温度測定手段の測定温度に応じて窓の開閉が調整される第３のダンパー手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の燃料電池パッケージの換気装置。
【請求項５】
前記第１のダンパー手段は、前記第１の部屋に設けられた窓を完全に閉塞しないようにその開閉が調整されることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４記載の燃料電池パッケージの換気装置。
【請求項６】
空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置の制御方法において、
上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、
上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、
上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、
上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、
上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、
上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段を備え、
上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するようにしたことを特徴とする燃料電池パッケージの換気装置の制御方法。
【請求項７】
空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置の制御方法において、
上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、
上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、
上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、
上記第１の部屋に設けられた第１のヒーター手段と、
上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、
上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、
上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、
上記第２の部屋に設けられた第２のヒーター手段を備え、
上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１のヒーター手段のオンオフ動作を制御する一方、
上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２のヒーター手段のオンオフ動作を制御するようにしたことを特徴とする燃料電池パッケージの換気装置の制御方法。
【請求項８】
空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置の制御方法において、
上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、
上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、
上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、
上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、
上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、
上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、
上記燃料電池スタックまたは上記燃料改質装置の発熱を利用して熱媒を加熱する第１の熱交換器、上記第１の部屋に設けた第２の熱交換器、上記第２の部屋に設けた第３の熱交換器、回路を循環する熱媒を上記第２の熱交換器へ流通させる第１の三方弁、および、上記熱媒を上記第３の熱交換器へ流通させる第２の三方弁を有する熱媒循環回路を備え、
上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１の三方弁の切換動作を制御する一方、
上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の三方弁の切換動作を制御するようにしたことを特徴とする燃料電池パッケージの換気装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１の部屋と第２の部屋は、仕切壁で仕切られる態様に隣接して設けられ、
前記仕切壁には、前記第２の温度測定手段の測定温度に応じて窓の開閉が調整される第３のダンパー手段を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７または請求項８記載の燃料電池パッケージの換気装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第１のダンパー手段は、前記第１の部屋に設けられた窓を完全に閉塞しないようにその開閉が調整されることを特徴とする請求項６または請求項７または請求項８または請求項９記載の燃料電池パッケージの換気装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コジェネレーションパッケージの換気装置としては、例えば、パッケージの内部空気を循環させるファンと、内部空気を冷却する冷却器を備え、内燃機関の運転に必要な空気を取り入れるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１９３４５８号公報（特に、２〜４ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような循環換気の換気装置を燃料電池パッケージの換気に利用しようとすると次のような不具合を生じるおそれがある。
【０００４】
すなわち、燃料電池パッケージに燃料として用いられている可燃性のガス（水素リッチガス）が、万一漏洩した場合、電気品回りで可燃性ガス濃度が上昇し、最悪火災が発生するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、漏洩した可燃性ガスの濃度上昇を引き起こすことのないように換気を行いながら耐寒性を向上させることができる燃料電池パッケージの換気装置およびその制御方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置において、上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段を備え、上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するようにしたものである。
【０００７】
また、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置において、上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、上記第１の部屋に設けられた第１のヒーター手段と、上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、上記第２の部屋に設けられた第２のヒーター手段を備え、上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１のヒーター手段のオンオフ動作を制御する一方、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２のヒーター手段のオンオフ動作を制御するようにしたものである。
【０００８】
また、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置において、上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、上記燃料電池スタックまたは上記燃料改質装置の発熱を利用して熱媒を加熱する第１の熱交換器、上記第１の部屋に設けた第２の熱交換器、上記第２の部屋に設けた第３の熱交換器、回路を循環する熱媒を上記第２の熱交換器へ流通させる第１の三方弁、および、上記熱媒を上記第３の熱交換器へ流通させる第２の三方弁を有する熱媒循環回路を備え、上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１の三方弁の切換動作を制御する一方、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の三方弁の切換動作を制御するようにしたものである。
【０００９】
また、前記第１の部屋と第２の部屋は、仕切壁で仕切られる態様に隣接して設けられ、前記仕切壁には、前記第２の温度測定手段の測定温度に応じて窓の開閉が調整される第３のダンパー手段を設けたものである。
【００１０】
また、前記第１のダンパー手段は、前記第１の部屋に設けられた窓を完全に閉塞しないようにその開閉が調整されるものである。
【００１１】
また、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置の制御方法において、上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段を備え、上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するようにしたものである。
【００１２】
また、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置の制御方法において、上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、上記第１の部屋に設けられた第１のヒーター手段と、上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、上記第２の部屋に設けられた第２のヒーター手段を備え、上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１のヒーター手段のオンオフ動作を制御する一方、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２のヒーター手段のオンオフ動作を制御するようにしたものである。
【００１３】
また、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタックと、上記燃料電池スタックへ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置を第１の部屋に収容するとともに、燃料電池スタックから発生する電力を使用電力形態に変換する電力変換装置と、燃料電池システムの動作を制御する制御装置を第２の部屋に収容する燃料電池パッケージの換気装置の制御方法において、上記第１の部屋の空気を循環する第１のファンと、上記第１の部屋の温度を測定する第１の温度測定手段と、上記第１の部屋に設けられた窓を開閉する第１のダンパー手段と、上記第２の部屋の空気を循環する第２のファンと、上記第２の部屋の温度を測定する第２の温度測定手段と、上記第２の部屋に設けられた窓を開閉する第２のダンパー手段と、上記燃料電池スタックまたは上記燃料改質装置の発熱を利用して熱媒を加熱する第１の熱交換器、上記第１の部屋に設けた第２の熱交換器、上記第２の部屋に設けた第３の熱交換器、回路を循環する熱媒を上記第２の熱交換器へ流通させる第１の三方弁、および、上記熱媒を上記第３の熱交換器へ流通させる第２の三方弁を有する熱媒循環回路を備え、上記第１の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第１のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第１の三方弁の切換動作を制御する一方、上記第２の温度測定手段の測定温度に応じて、上記第２のダンパー手段の開閉を調整するとともに、上記第２の三方弁の切換動作を制御するようにしたものである。
【００１４】
また、前記第１の部屋と第２の部屋は、仕切壁で仕切られる態様に隣接して設けられ、前記仕切壁には、前記第２の温度測定手段の測定温度に応じて窓の開閉が調整される第３のダンパー手段を設けたものである。
【００１５】
また、前記第１のダンパー手段は、前記第１の部屋に設けられた窓を完全に閉塞しないようにその開閉が調整されるものである。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、本発明によれば、燃料電池パッケージを、燃料電池スタックと燃料改質装置を収容する第１の部屋と、制御装置および電力変換装置を収容する第２の部屋に分け、それぞれの部屋で独立して循環換気しているので、漏洩した可燃性ガスが制御装置や電力変換装置などの電気品の周囲に滞留するような事態を回避することができ、収容している各機器を所定の温度で安全に運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示している。
【００１９】
同図において、燃料電池パッケージ１は、仕切壁２で電気側パッケージ３と機器側パッケージ４とに分割されている。
【００２０】
電気側パッケージ３には、燃料電池システムの動作を制御するための制御装置５、および、燃料電池スタック（後述）から発生する直流電力を使用電力形態（例えば、交流１００Ｖ＠５０Ｈｚ等）に変換する電力変換装置６が収容されているとともに、室内に空気の循環路ＣＣ１を生じさせるためのファン７と室内の温度を測定するための温度計８が設けられている。
【００２１】
また、電気側パッケージ３の図示の左側の壁に設けられた窓には、この窓を開閉するダンパー９が設けられるとともに、電気側パッケージ３の図示の上側の壁に設けられた窓には、この窓を開閉するダンパー１０が設けられている。
【００２２】
機器側パッケージ４には、空気と燃料が供給されて電力を発生する燃料電池スタック１５と、燃料電池スタック１５へ燃料として供給される水素リッチガスを生成する燃料改質装置１６が収容されているとともに、室内に空気の循環路ＣＣ２を生じさせるためのファン１７と室内の温度を測定するための温度計１８が設けられている。
【００２３】
また、機器側パッケージ４の図示の下側の壁に設けられた窓には、この窓を開閉するダンパー１９が設けられるとともに、機器側パッケージ４の図示の右側の壁に設けられた窓には、この窓を開閉するダンパー２０が設けられている。ここで、機器側パッケージ４に設けられているダンパー１９，２０は、燃料電池スタック１５または燃料改質装置１６から漏洩した可燃性ガス（水素リッチガス等）が、室内に滞留しないように、完全に窓を閉塞することがないように、その開閉が調整される。
【００２４】
したがって、電気側パッケージ３では、ダンパー９，１０が窓を閉塞している状態でファン７を作動すると、循環路ＣＣ１に示したような気流の流れが形成される。また、この状態では、作動中の制御装置５および電力変換装置６からの発熱により、電気側パッケージ３の室温が上昇するとともに、循環路ＣＣ１の作用により、室内の温度がほぼ均一になる。
【００２５】
ここで、ダンパー９，１０により窓を開くと、そのダンパー９の開度に応じて、窓から外気が侵入し、循環路ＣＣ１を巡る空気と混合されて、室内の温度が変化するとともに、循環路ＣＣ１を巡る空気の一部が、ダンパー１０により開かれた窓より外へと放出される。
【００２６】
これにより、電気側パッケージ３の換気がなされる。また、電気側パッケージ３の内部温度が外気温よりも高い場合には、電気側パッケージ３の室内の温度が低下し、逆に、電気側パッケージ３の内部温度が外気温よりも低い場合には、電気側パッケージ３の室内の温度が上昇する。
【００２７】
一方、機器側パッケージ４では、上述したように、ダンパー１９，２０が窓を完全に閉塞することがない。
【００２８】
したがって、ファン１８を作動すると、機器側パッケージ４の室内を循環する空気の循環路ＣＣ２が形成されるとともに、ダンパー１９が開いている窓より外気が侵入し、循環路ＣＣ２を巡る空気と混合されて、室内の温度が変化し、さらに、循環路ＣＣ２を巡る空気の一部が、ダンパー２０により開かれた窓より外へと放出される。
【００２９】
また、機器側パッケージ４の内部温度が外気温よりも高い場合には、機器側パッケージ４の室内の温度が低下し、逆に、機器側パッケージ４の内部温度が外気温よりも低い場合には、機器側パッケージ４の室内の温度が上昇する。
【００３０】
ここで、ダンパー９，１０の開度を調整することにより、電気側パッケージ３の室内の換気量を調整することができるとともに、ダンパー１９，２０の開度を調整することにより、機器側パッケージ４の換気量を調整することができる。
【００３１】
また、窓から侵入する外気の量が多ければ、換気量が多くなり、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の室内の温度変化はより大きくなる。逆に、窓から侵入する外気の量が少なければ、換気量が少なくなり、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の室内の温度変化はより小さくなる。
【００３２】
ところで、燃料電池スタック１５では、その反応時において、例えば、６０〜８０℃という、外気温に比べて高い温度を必要とする。本実施例では、機器側パッケージ４は、常時換気されるので、外気温が低温になった場合、機器側パッケージ４の室内の温度が低温になり、燃料電池スタック１５が所用の能力を発揮できないという事態が生じる。
【００３３】
一方、制御装置５および電力変換装置６は、燃料電池スタック１５に比べてその動作に適する温度範囲が広く、外気温が変化してもさほど影響はないが、電気側パッケージ３の内部温度が適切な温度範囲にあることが好ましい。
【００３４】
そこで、本実施例では、温度計８，１８の測定温度を調べ、その測定温度に基づいてダンパー９，１０，１９，２０の開度を調整することで、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部の温度が、それぞれに必要な温度範囲に収まるように制御するようにしている。
【００３５】
図２は、電気側パッケージ３について、制御装置５が行うダンパー９，１０の開度制御処理の一例を示している。
【００３６】
まず、温度計８の測定温度（ＴＡ）を入力し（処理１０１）、その測定温度ＴＡが、所定値Ｔ１以下になっているかどうかを調べる（判断１０２）。判断１０２の結果がＹＥＳになるとき、ダンパー９，１０が閉じているかどうかを調べ（判断１０３）、判断１０３の結果がＮＯになるときには、ダンパー９，１０を閉じる（処理１０４）。また、判断１０３の結果がＹＥＳになるときには、既にダンパー９，１０が閉じているので、処理１０４をスキップする。
【００３７】
そして、所定時間経過するまで待ち（処理１０５）、処理１０１へ戻って、次の処理サイクルを実行する。
【００３８】
また、測定温度ＴＡが所定値Ｔ１よりも高い場合で、判断１０２の結果がＮＯになるときには、測定温度ＴＡに応じた開度にダンパー９，１０の開度を設定し（処理１０６）、処理１０５へ移行する。
【００３９】
図３は、機器側パッケージ４について、制御装置５が行うダンパー１９，２０の開度制御処理の一例を示している。
【００４０】
まず、温度計１８の測定温度（ＴＢ）を入力し（処理２０１）、その測定温度ＴＢが、所定値Ｔ２以下になっているかどうかを調べる（判断２０２）。判断２０２の結果がＹＥＳになるとき、ダンパー１９，２０が閉じているかどうかを調べ（判断２０３）、判断２０３の結果がＮＯになるときには、ダンパー９，１０を所定の開度小の状態まで閉じる（処理２０４）。また、判断２０３の結果がＹＥＳになるときには、既にダンパー１９，２０が最小の開度にまで閉じているので、処理２０４をスキップする。
【００４１】
そして、所定時間経過するまで待ち（処理２０５）、処理２０１へ戻って、次の処理サイクルを実行する。
【００４２】
また、測定温度ＴＢが所定値Ｔ２よりも高い場合で、判断２０２の結果がＮＯになるときには、測定温度ＴＢに応じた開度にダンパー１９，２０の開度を設定し（処理２０６）、処理２０５へ移行する。
【００４３】
このようにして、本実施例では、電気側パッケージ３には制御装置５および電力変換装置６を収容するとともに、機器側パッケージ４には燃料電池スタック１５および燃料改質装置１６を収容し、それぞれの電気側パッケージ３と機器側パッケージ４を独立して換気制御するようにしているので、例えば、機器側パッケージ４で可燃性ガスが漏洩したとしても、この可燃性ガスが制御装置５や電力変換装置６などの電気品の周囲に滞留することがないので、装置を安全に運転することができる。
【００４４】
また、装置を収容しているパッケージ内の温度を、それぞれに収容されている機器に最適な温度範囲に制御することができるので、特に、外気温が非常に低くなった場合でも、パッケージ内部が運転に支障をきたす程に低温になることを抑制することができ、その結果、燃料電池システムの耐寒性が向上する。
【００４５】
図４は、本発明の他の実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示している。なお、同図において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
同図において、電気側パッケージ３には、循環路ＣＣ１においてファン７の下流側に電気ヒータ２２が配設され、また、機器側パッケージ４には、循環路ＣＣ２において温度計１８の下流側に電気ヒータ２３が配設されている。
【００４７】
本実施例では、電気側パッケージ３の室内温度を上げる必要があるときには、電気ヒータ２２をオン駆動し、また、機器側パッケージ４の室内温度を上げる必要があるときには、電気ヒータ２３をオン駆動することで、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部温度が、非常に下がることを防止している。
【００４８】
図５は、この場合に、電気側パッケージ３について、制御装置５が行うダンパー９，１０の開度制御処理の一例を示している。
【００４９】
まず、温度計８の測定温度（ＴＡ）を入力し（処理３０１）、その測定温度ＴＡが、所定値Ｔ１以下になっているかどうかを調べる（判断３０２）。判断３０２の結果がＹＥＳになるとき、ダンパー９，１０が閉じているかどうかを調べ（判断３０３）、判断３０３の結果がＮＯになるときには、ダンパー９，１０を閉じる（処理３０４）とともに、電気ヒータ２２をオン駆動する（処理３０５）。また、判断３０３の結果がＹＥＳになるときには、既にダンパー９，１０が閉じているとともに、電気ヒータ２２をオン駆動している状態なので、処理３０４，３０５をスキップする。
【００５０】
そして、所定時間経過するまで待ち（処理３０６）、処理３０１へ戻って、次の処理サイクルを実行する。
【００５１】
また、測定温度ＴＡが所定値Ｔ１よりも高い場合で、判断３０２の結果がＮＯになるときには、電気ヒータ２２をオフし（処理３０７）、測定温度ＴＡに応じた開度にダンパー９，１０の開度を設定して（処理３０８）、処理３０６へ移行する。
【００５２】
図６は、この場合に、機器側パッケージ４について、制御装置５が行うダンパー１９，２０の開度制御処理の一例を示している。
【００５３】
まず、温度計１８の測定温度（ＴＢ）を入力し（処理４０１）、その測定温度ＴＢが、所定値Ｔ２以下になっているかどうかを調べる（判断４０２）。判断４０２の結果がＹＥＳになるとき、ダンパー１９，２０が閉じているかどうかを調べ（判断４０３）、判断４０３の結果がＮＯになるときには、ダンパー１９，２０を所定の開度小の状態まで閉じる（処理４０４）とともに、電気ヒータ２３をオン駆動する（処理４０５）。また、判断４０３の結果がＹＥＳになるときには、既にダンパー１９，２０が最小の開度にまで閉じているとともに、電気ヒータ２３をオン駆動している状態なので、処理４０４，４０５をスキップする。
【００５４】
そして、所定時間経過するまで待ち（処理４０６）、処理４０１へ戻って、次の処理サイクルを実行する。
【００５５】
また、測定温度ＴＢが所定値Ｔ２よりも高い場合で、判断４０２の結果がＮＯになるときには、電気ヒータ２３をオフし（処理４０７）、測定温度ＴＢに応じた開度にダンパー１９，２０の開度を設定して（処理４０８）、処理４０６へ移行する。
【００５６】
したがって、本実施例では、低温時には、電気ヒータ２２，２３により電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部温度を迅速に上昇することができるので、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部温度制御を、より効率よく行うことができる。
【００５７】
図７は、本発明のさらに他の実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示している。なお、同図において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
同図において、本実施例では、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部温度を上昇させるための熱媒回路を設けている。この熱媒回路は、電気側パッケージ３の循環路ＣＣ１においてファン７の下流側に配設された熱交換器３１、機器側パッケージ４の循環路ＣＣ２において温度計１８の下流側に配設された熱交換器３２、燃料電池スタック１５から発熱される熱量を回収する熱交換器３３、燃料改質装置１６から発熱される熱量を回収する熱交換器３４、熱媒を熱媒回路において循環させるためのポンプ３５、熱媒を熱交換器３１へ分岐するための三方弁３６、熱媒を熱交換器３２へ分岐するための三方弁３７、および、熱媒回路の熱媒を冷却するためのラジエータ３８と、こられらの各要素を連絡する配管から構成されている。
【００５９】
したがって、運転時に、三方弁３６を開くと、熱媒が熱交換器３１へと流れ、それにより、電気側パッケージ３の室内に熱量が供給されて、電気側パッケージ３の室内温度が上昇する。
【００６０】
また、三方弁３７を開くと、熱媒が熱交換器３２へと流れ、それにより、機器側パッケージ４の室内に熱量が供給されて、機器側パッケージ４の室内温度が上昇する。
【００６１】
また、熱交換器３１，３２の熱交換が行われていない場合には、ラジエータ３８を作動して、排熱し、それによって、熱媒回路を流れる熱媒の温度を下げるようにしている。
【００６２】
図８は、この場合に、電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部温度の制御について、制御装置５が実行する処理の一例を示している。
【００６３】
まず、電気側パッケージ３の内部温度を制御する電気側パッケージ制御処理５０１を行った後に、機器側パッケージ４の内部温度を制御する機器側パッケージ制御処理５０２を行い、そのときに、熱交換器３１，３２の熱交換が停止しているかどうかを調べ（判断５０３）、判断５０３の結果がＹＥＳになるときには、ラジエータ３８を作動し（処理５０４）、所定時間経過するまで待ち（処理５０５）、処理５０１へ戻って、次の処理サイクルを実行する。
【００６４】
また、判断５０３の結果がＮＯになるときには、ラジエータ３８の動作を停止して（処理５０６）、処理５０５へ進み、処理５０１へ戻って、次の処理サイクルを実行する。
【００６５】
図９は、電気側パッケージ制御処理（処理５０１）の一例を示している。
【００６６】
まず、温度計８の測定温度（ＴＡ）を入力し（処理６０１）、その測定温度ＴＡが、所定値Ｔ１以下になっているかどうかを調べる（判断６０２）。判断６０２の結果がＹＥＳになるとき、ダンパー９，１０が閉じているかどうかを調べ（判断６０３）、判断６０３の結果がＮＯになるときには、ダンパー９，１０を閉じる（処理６０４）とともに、三方弁３６を開き（処理６０５）、この処理を終了する。また、判断６０３の結果がＹＥＳになるときには、既にダンパー９，１０が閉じているとともに、三方弁３６を開いている状態なので、処理６０４，６０５をスキップする。
【００６７】
また、測定温度ＴＡが所定値Ｔ１よりも高い場合で、判断６０２の結果がＮＯになるときには、三方弁３６を閉じ（処理６０６）、測定温度ＴＡに応じた開度にダンパー９，１０の開度を設定して（処理６０７）、この処理を終了する。
【００６８】
図１０は、機器側パッケージ制御処理（処理５０３）の一例を示している。
【００６９】
まず、温度計１８の測定温度（ＴＢ）を入力し（処理７０１）、その測定温度ＴＢが、所定値Ｔ２以下になっているかどうかを調べる（判断７０２）。判断７０２の結果がＹＥＳになるとき、ダンパー１９，２０が閉じているかどうかを調べ（判断７０３）、判断７０３の結果がＮＯになるときには、ダンパー１９，２０を閉じる（処理７０４）とともに、三方弁３７を開き（処理７０５）、この処理を終了する。また、判断７０３の結果がＹＥＳになるときには、既にダンパー１９，２０が閉じているとともに、三方弁３７を開いている状態なので、処理７０４，７０５をスキップする。
【００７０】
また、測定温度ＴＢが所定値Ｔ２よりも高い場合で、判断７０２の結果がＮＯになるときには、三方弁３７を閉じ（処理７０６）、測定温度ＴＢに応じた開度にダンパー１９，２０の開度を設定して（処理７０７）、この処理を終了する。
【００７１】
図１１は、本発明の別な実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示している。なお、同図において、図１と同一部分および相当する部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
同図において、電気側パッケージ３には、図の上側の窓を形成せず、仕切壁２の図示の上側に、電気側パッケージ３と機器側パッケージ４とを連絡する窓を形成し、この窓に、ダンパー１０’を設けている。
【００７３】
したがって、電気側パッケージ３では、ダンパー９，１０’が窓を閉塞している状態でファン７を作動すると、循環路ＣＣ１に示したような気流の流れが形成される。また、この状態では、作動中の制御装置５および電力変換装置６からの発熱により、電気側パッケージ３の室温が上昇するとともに、循環路ＣＣ１の作用により、室内の温度がほぼ均一になる。
【００７４】
ここで、ダンパー９，１０’により窓を開くと、そのダンパー９の開度に応じて、窓から外気が侵入し、循環路ＣＣ１を巡る空気と混合されて、室内の温度が変化するとともに、循環路ＣＣ１を巡る空気の一部が、ダンパー１０’により開かれた窓より、機器側パッケージ４へと放出される。
【００７５】
これにより、電気側パッケージ３の換気がなされる。
【００７６】
このようにして、本実施例では、電気側パッケージ３に設けた２つのダンパー９，１０’のうち、ダンパー１０’は室内に設けているので、ダンパー１０’周りの雨水侵入防止対策を行わずに済み、コストを低減することができる。
【００７７】
なお、上述した実施例では、機器側パッケージ４に設けたダンパー１９，２０は、ある程度の開度以下には閉じないように制御しているが、燃料電池システムの動作が停止している場合には、燃料電池スタック１５および燃料改質装置１６からの可燃性ガスの漏洩が生じないので、ダンパー１９，２０を全閉するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示したブロック図。
【図２】電気側パッケージ３について、制御装置５が行うダンパー９，１０の開度制御処理の一例を示したフローチャート。
【図３】機器側パッケージ４について、制御装置５が行うダンパー１９，２０の開度制御処理の一例を示したフローチャート。
【図４】本発明の他の実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示したブロック図。
【図５】電気側パッケージ３について、制御装置５が行うダンパー９，１０の開度制御処理の他の例を示したフローチャート。
【図６】機器側パッケージ４について、制御装置５が行うダンパー１９，２０の開度制御処理の他の例を示したフローチャート。
【図７】本発明のさらに他の実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示したブロック図。
【図８】電気側パッケージ３および機器側パッケージ４の内部温度の制御について、制御装置５が実行する処理の一例を示したフローチャート。
【図９】電気側パッケージ制御処理（処理５０１）の一例を示したフローチャート。
【図１０】機器側パッケージ制御処理（処理５０３）の一例を示したフローチャート。
【図１１】本発明の別な実施例にかかる燃料電池パッケージの一例を示したブロック図。
【符号の説明】
【００７９】
２  仕切壁
３  電気側パッケージ
４  機器側パッケージ
５  制御装置
６  電力変換装置
７，１７  ファン
８，１８  温度計
９，１０，１０’、１９，２０  ダンパー
２２，２３  電気ヒータ
３１，３２，３３，３４  熱交換器
３５  ポンプ
３６，３７  三方弁
３８  ラジエータ
【図１】
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【図２】
2005327556.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005327556.tif 000007
【図６】
2005327556.tif 000008
【図７】
2005327556.tif 000009
【図８】
2005327556.tif 000010
【図９】
2005327556.tif 000011
【図１０】
2005327556.tif 000012
【図１１】
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