(57)【要約】【課題】  保守性を考慮した分割構造を有するパッケージの外郭パネルでありながら、保守性のみならず電磁波ノイズの遮蔽性能向上も両立させる。【解決手段】  水素と酸素の化学反応により直流出力を発生する燃料電池１０と、この燃料電池で得られる直流出力を交流に変換するインバータ１３とを内蔵するように、複数枚のパネルを接続して構成される発電装置用パッケージ外殻２０であって、複数のパネルの少なくとも一部は、パネル材料の表面及び裏面の少なくとも一方に導電性塗料を塗布した板材で形成され、隣接するパネル間を導電性塗料面の接触により通電できるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素の化学反応により直流出力を発生する燃料電池と、この燃料電池で得られる直流出力を交流に変換するインバータとを内蔵するように、複数枚のパネルを接続して構成される発電装置用パッケージ外殻であって、
前記複数のパネルの少なくとも一部は、パネル材料の表面及び裏面の少なくとも一方に導電性塗料を塗布した板材で形成され、隣接するパネル間を導電性塗料面を介して電気的に接触させることを特徴とする発電装置用パッケージ外郭。
【請求項２】
前記各パネルの裏面にそれぞれ導電性塗料を塗布し、隣接するパネル間で裏面同士を対向させ、前記導電性塗料面同士を接触させることを特徴とする請求項１記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項３】
前記各パネルの表面及び裏面にそれぞれ導電性塗料を塗布し、隣接するパネル間で表面と裏面とを対向させ、前記導電性塗料面同士を接触させることを特徴とする請求項１記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項４】
前記各パネルの表面及び裏面の各導電性塗料を電気的に接触させて同電位に保持することを特徴とする請求項３記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項５】
前記複数のパネルのうち隣接するパネルの一方を、メッキ処理を施した金属板で形成したことを特徴とする請求項１記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項６】
前記各パネルは、金属板の表面に絶縁性の塗料を塗布し、隣接するパネルとの接触部分で前記絶縁性塗料上に導電性塗料を塗布したものであり、前記絶縁性塗料上の前記導電性塗料を前記金属板に電気的に接続していることを特徴とする請求項１記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項７】
前記複数のパネルのうち隣接するパネルの一方に、該パネルの前記導電性塗料と接触する導電帯を設け、隣接するパネル間で一方のパネルの前記導電帯と他方のパネルの前記導電性塗料を接触させることを特徴とする請求項１記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項８】
前記導電帯を導電性と共に弾力性を有するスポンジ状の基材で形成し、該基材に隣接するパネル間のシールパッキンを兼ねさせたことを特徴とする請求項７記載の発電装置用パッケージ外郭。
【請求項９】
水素と酸素の化学反応により直流出力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池で得られる直流出力を交流に変換するインバータと、
前記燃料電池及びインバータを内蔵するように、複数枚のパネルを接続して構成された燃料電池発電システム用パッケージ外殻と、
を具備し、
前記パッケージ外殻を構成する複数のパネルは、少なくとも一部がパネル材料の表面及び裏面の少なくとも一方に導電性塗料を塗布した板材で形成され、隣接するパネル間が導電性塗料面を介して電気的に接触されていることを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
直流を交流に変換する電力用のインバータを含む電気機器を内蔵するように、複数枚のパネルを接続して構成されるパッケージ外殻であって、
前記複数枚のパネルの少なくとも一部は、パネル材料の表面及び裏面の少なくとも一方に導電性塗料を塗布した板材で形成され、隣接するパネル間が導電性塗料面を介して電気的に接触されていることを特徴とするパッケージ外郭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、パッケージ外郭、発電装置用パッケージ外殻、及び発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池発電システムは、燃料処理装置により生成された水素と酸素の結合エネルギーを直接電気エネルギーに変換するものであり、化学反応であるために発電効率が高く、汚染物質の排出が少ない環境性に優れた発電システムとして評価されている。
【０００３】
一方、家庭用の燃料電池発電システムには、パッケージ型装置としてコンパクト性が求められると共に、住宅が隣接して設置する住宅用設備でありながら電磁波の発生源となるインバータをパッケージ内部に備えている。このため、特に、無線を扱う家庭用機器に与える影響を回避する手段を講じなければならない。
【０００４】
電磁波ノイズを遮蔽するために、一般に広く活用されている手法として発生源を金属板で覆う場合があるが、絶縁により電気的な隙間箇所があると遮蔽性能が損なわれる問題があり、後述する幾つかの提案がなされている。
【０００５】
例えば、発生源の形状にとらわれることなく柔軟性を確保する目的で電磁波シールド用金属ネットを用い、電子機器等から漏洩する電磁波を全体で覆い遮蔽することができるようにした例がある。この例では、隙間なく同電位に保ち、接地通電を確保することにより遮蔽することができる。また、電波暗室の構造において、壁面を構成する金属板の合せ目を導電性スポンジでシールし、漏洩改善を図った例がある。さらに、電力変換装置用筐体において締結構造の通電処置により電力変換装置からの放射ノイズ低減を実現しつつ作業効率の向上を図った例がある。
【０００６】
しかしながら、家庭用のパッケージ型燃料電池発電システムにおいては、保守性を高めるためにパッケージ外郭の分割パネルを少ない締結部品で構成する必要があり、更に美観を保つ必要があるが、上記方法ではこれら要件を満足することはできない。また、パネル同士を接触させるだけで接地通電を確保し、電磁波の遮蔽性能を実現させた例は見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１７２２９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３２８０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
家庭に普及させる燃料電池発電システムにおいては、保守性を高めるためにパッケージ外郭の分割パネルを少ない締結部品で構成する必要があり、合わせて電磁波の遮蔽性能の確保することにより、家庭機器への影響を無くさなければならない。しかし、屋外に設置する住宅設備機器の外郭パネルは外装の美観と耐腐食性を確保するために塗装した金属板を用いるのが一般的であり、金属板を使用しながら塗膜により表面に絶縁層が形成されるため、隣り合うパネル間の接触部において確実な導電性を確保することは極めて困難であった。
【０００９】
これらの問題を解決するために、導電性を確保するためにパネル間又は筺体フレームとの間をアース線で締結する手法が知られているが、接続アース線の脱着が保守作業上の妨げとなり保守性が大きく低下する課題がある。さらに、アース線は広いパネル面に対して点接触であることからパネル同士の合せ部分は絶縁された電気的な隙間が解消されないため、電磁波がパネルの合せ部分から漏洩する現象が生じ、結果として必要とする遮蔽効果が得られない場合があった。
【００１０】
発明が解決しようとする課題は、保守性を考慮した分割構造を有するパッケージの外郭パネルでありながら、保守性のみならず電磁波の遮蔽性能向上も両立させたパッケージ外殻及び発電装置用パッケージ外郭を提供することである。
【００１１】
また、発明が解決しようとする他の課題は、上記のパッケージ外殻を有する発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態の発電装置用パッケージ外郭は、水素と酸素の化学反応により直流出力を発生する燃料電池と、この燃料電池で得られる直流出力を交流に変換するインバータとを内蔵するように、複数枚のパネルを接続して構成される。そして、複数のパネルの少なくとも一部は、パネル材料の表面及び裏面の少なくとも一方に導電性塗料を塗布した板材で形成され、隣接するパネル間を導電性塗料面の接触により通電できるようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パネル材料の表面及び裏面の少なくとも一方に導電性塗料が塗布され、隣接するパネル間が導電性塗料面の接触により通電されるため、保守性を考慮した分割構造を有するパッケージの外郭パネルでありながら、保守性のみならず電磁波の遮蔽性能向上も両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係わる燃料電池発電システムを示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態を説明するためのもので、２つのパネルの接続状態を示す断面図。
【図３】第２の実施形態を説明するためのもので、２つのパネルの接続状態を示す断面図。
【図４】第３の実施形態を説明するためのもので、２つのパネルの接続状態を示す断面図。
【図５】第４の実施形態を説明するためのもので、２つのパネルの接続状態を示す断面図。
【図６】第５の実施形態を説明するためのもので、２つのパネルの接続状態を示す断面図。
【図７】第６の実施形態を説明するためのもので、２つのパネルの接続状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わる燃料電池発電システムを示す概略構成図である。
【００１７】
図中の１０は水素と大気中の酸素の化学反応により直流出力を発生する燃料電池であり、この燃料電池１０には、ＬＰＧや都市ガス等から水素等の燃料を供給するための燃料供給部（ガス改質器）１１、酸素を供給するための空気供給部１２が接続されている。そして、燃料電池１０の直流出力（ＤＣ）は、インバータ１３により交流（ＡＣ）に変換され、この交流出力が外部に出力されるようになっている。
【００１８】
燃料電池１０，燃料供給部１１，空気供給部１２，及びインバータ１３は、パッケージ外殻２０内に収容されている。パッケージ外殻２０は、インバータ１３から発生する電磁ノイズをシールドする機能を有するものであり、接地電位に保持されている。さらに、後述するように、複数枚のパネルを接続して筐体を構成するようになっている。
【００１９】
図２は、パッケージ外殻２０を構成する複数のパネルのうちの２つのパネルの接続状態を示す断面図である。
【００２０】
パネル２１及びパネル２２は、保守性を確保できるよう分割された構造であり、パネル２１及びパネル２２の合せ部分を密接することにより外郭パネルが形成される。パネル２１は、板状の基材２１ａの表面及び裏面に耐食性及び美観を高めるために塗料を塗布したものである。具体的には、基材２１ａの裏面側にＮｉ等の金属粉末を含む導電性塗料による導電層２１ｂが塗布形成され、表面側に一般塗料による保護層２１ｃが塗布形成されている。一方のパネル２２も同様に、基材２２ａに導電性塗料による導電層２２ｂと保護層２２ｃが塗布形成されている。
【００２１】
パネル同士の合せ部分において、パネル２２の端部が外側に折り曲げられ、各々のパネル２１，２２の裏面側の導電層２１ｂ，２２ｂが面接触するようになっている。さらに、導電性を有する接地板３０がパネル２２の導電層２２ｂに接して設けられている。なお、パネル２１の基材２１ａ並びにパネル２２の基材２２ａは、外郭パネルに求められる機械的強度と防火性能を担うものであり、必ずしも導電性能を有していなくても良い。即ち、基材２１ａ，２２ａは、アルミニウム等の金属であっても良いし、樹脂組成物であっても良い。
【００２２】
上記のような構成を有する発電装置用パッケージ外郭では、パネル２１は基材２１ａの裏面側の導電層２１ｂにより電磁波を遮断する作用があり、同様にパネル２２は基材２２ａの裏面側の導電層２２ｂにより電磁波を遮断する作用がある。そして、接地板３０により、導電層２１ｂ，２２ｂを接地電位に保持することができ、内蔵したインバータ等からの電磁波ノイズを効率良くシールドすることが可能となる。また、保護層２１ｃと保護層２２ｃは、外装パネルのデザイン美観を向上させることができ、更に基材２１ａと基材２２ａを設置環境による腐食などに起因する経時的なパネル性能の劣化を防ぐ作用が得られる。
【００２３】
このように本実施形態によれば、パネル２１に形成した基材２１ａの導電層２１ｂ及びパネル２２に形成した基材２２ａの導電層２２ｂにより、外郭パネル全体を同電位に保つことができ、接地板３０を介して溜まった電荷を放出することができる。しかも、パネル同士の合せ目に絶縁層が形成されないことから、電磁波の漏洩を確実に防ぐことができる。即ち、保守性を考慮した分割構造を有するパッケージの外郭パネルでありながら、保守性のみならず電磁波の遮蔽性能向上も両立させることができ、その有用性は大である。
【００２４】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態を説明するためのもので、パッケージ外殻２０を構成する複数のパネルのうちの２つのパネルの接続状態を示す断面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００２５】
本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、パネル２１，２２の表面側のみではなく、表面及び裏面の両方に導電層２１ｂ，２２ｂを設けたことにある。即ち、基材２１ａの表面側及び裏面側に導電性塗料による導電層２１ｂが塗布形成され、基材２２ａの表面側及び裏面側に導電性塗料による導電層２１ｂが塗布形成されている。また、基材２２ａは端部が内側に折り曲げられており、パネル２１の裏面側の導電層２１ｂとパネル２２の表面側の導電層２２ｂが面接触するようになっている。なお、図には示さないが基材２１ａでは表面側と裏面側の導電層２１ｂを電気的に接続し、表面と裏面が同電位となるようしている。基材２２ａの導電層２２ｂも同様である。
【００２６】
このように本実施形態では、パネル２１及びパネル２２の両面にそれぞれ導電層が形成され両面が同電位となっているため、パネル２１の裏面とパネル２２の表面が接する構造とすることが可能である。さらに、パネル２１，２２の裏面同士が接する構造としても良いのは勿論のことである。従って、先の第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、特定面同士が接することを意図した形状とする必要がなく、パネル同士の合せ部分の形状自由度を高めることができる。しかも、パネル２１及びパネル２２についてそれぞれ導電層２１ｂ及び導電層２２ｂが２層で形成されることにより、電磁波の遮蔽効果をより一層高めることができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態を説明するためのもので、パッケージ外殻２０を構成する複数のパネルのうちの２つのパネルの接続状態を示す断面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００２８】
本実施形態では、一方のパネル２１は第１の実施形態と同様に、導電塗料による導電層２１ｂと一般塗装による保護層２１ｃを有した塗装仕上げ品とし、他方のパネル２２についてはメッキ処理を施した金属板４０としている。
【００２９】
このように本実施形態では、パネル２１の裏面側の導電層２１ｂと金属板４０との接触によりこれらの導通を取ることができ、第１の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、外観上デザインの面で塗装鋼板に劣る優位性に劣るメッキ鋼板との併用により、外装パネルのコストを低減することができる。さらに、金属板４０は両面に導電性を有するため、パネル２１の導電層２１ｂを金属板４０の表裏どちらに接しても良いため、電磁波の遮蔽性能確保と共にパネル合せ部の設計自由度を高めることができる。
【００３０】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態を説明するためのもので、パッケージ外殻２０を構成する複数のパネルのうちの２つのパネルの接続状態を示す断面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３１】
パネル２１，２２の各基材２２ａ，２２ｂは金属製であり、基材２１ａの両面に一般塗料による保護層２１ｃが塗布形成され、基材２２ａの両面に一般塗料による保護層２２ｃが塗布形成されている。金属製の基材２１ａと２２ａそれぞれについて、パネル同士が接する部分にのみ導電性塗料を塗布した導電層２１ｂ並びに導電層２２ｂが形成されている。そして、基材２１ａの端面には、基材２１ａと導電層２１ｂを電気的に接続するための短絡層５１が形成され、基材２２ａの端面には、基材２２ａと導電層２２ｂを電気的に接続するための短絡層５２が形成されている。
【００３２】
このように本実施形態では、短絡層５１並びに短絡層５２により基材２１ａ並びに基材２２ａと導電層２１ｂ並びに導電層２２ｂがそれぞれ同電位となる。このため、導電層２１ｂと導電層２２ｂを接触させることにより、金属製の基材２１ａ，２２ａを導通させることができる。従って、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、パネル同士が接する部分のみに導電層２１ｂ並びに導電層２２ｂを形成すれば良いため、導電性塗料の使用量を低減することができる他、既存のパネルを用いて後施工により実現することも可能となる。
【００３３】
（第５の実施形態）
図６は、第５の実施形態を説明するためのもので、パッケージ外殻２０を構成する複数のパネルのうちの２つのパネルの接続状態を示す断面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３４】
パネル２１，２２の構成は第１の実施形態と同じであり、裏面側に導電層２１ｂ，２２ｂが形成され、表面側に保護層２１ｃ，２２ｃが形成されている。パネル２１，２２の接続部において、パネル２２の端部が内側に折り曲げられ、更に折り曲げられた端部を覆うように断面コの字型の導電帯６０が設けられている。そして、導電帯６０とパネル２１の裏面側の導電層２１ｂが面接触するようになっている。導電帯６０はパネル２２の裏面側の導電層２２ｂに接しているため、導電帯６０とパネル２１の裏面側の導電層２１ｂとの接触により、導電層２１ｂ，２２ｂを共に接地電位に接続することができている。
【００３５】
このように本実施形態では、導電帯６０と導電層２１ｂとの面接触により、導電層２１ｂ，２２ｂを導通することができるため、第１の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、片面に導電層を形成した板材をパネルに用いた場合においても、パネル２２との接触面をパネル２１の表側にすることができるため、パネル組み合せ構造の自由度を高めることができる。
【００３６】
（第６の実施形態）
図７は、第６の実施形態を説明するためのもので、パッケージ外殻２０を構成する複数のパネルのうちの２つのパネルの接続状態を示す断面図である。なお、図６と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３７】
本実施形態が先に説明した第５の実施形態と異なる点は、導電帯６０の代わりにスポンジ状導電帯７０を用いたことにある。即ち、パネル２２の端部が内側に折り曲げられ、更に折り曲げられた端部を覆うように導電性と共に弾力性を有するスポンジ状導電帯７０が設けられている。そして、この導電帯７０がパネル２１の導電層２１ａに面接触するようになっている。
【００３８】
このように本実施形態によれば、片面に導電層を形成した板材をパネルに用いた場合においても、パネル２２との接触面をパネル２１の表側にすることができるため、パネル組み合せ構造の自由度を高めることができる他、パネル間の密着性を高め、シール機能を確保することができる。
【００３９】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、発電装置として燃料電池を用いたが、発電装置は必ずしも燃料電池に限るものではなく、直流出力を発生するものであれば同様に適用可能である。さらに、パッケージ外殻内には必ずしも発電機が収容される必要はなく、インバータ等の電磁波ノイズを発生する電気機器を収容するものに適用可能である。例えば、太陽電池システムのように、発電部が外にあり、インバータのみを収容するパッケージ外殻に適用することも可能である。また、パネルを構成する基材、導電層、保護層の材料は、仕様に応じて適宜変更可能である。
【００４０】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０…燃料電池
１１…燃料供給部
１２…酸素供給部
１３…インバータ
２０…パッケージ外殻
２１，２２…パネル
２１ａ，２２ａ…基材
２１ｂ，２２ｂ…導電層
２１ｃ，２２ｃ…保護層
３０…接地板
４０…金属板
５１，５２…短絡層
６０…導電帯
７０…スポンジ状導電帯
【図１】
2012256696.tif 000003
【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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