(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置筐体内に燃料電池と、燃料電池に水素を供給する水素供給部と、燃料電池に空気を送る空気ブロアと、燃料電池の運転を制御する制御部と、前記装置筐体及び第１の隔壁により区画され、前記制御部を収納する第１室と、前記装置筐体、第１の隔壁、及び第２の隔壁により区画され、前記燃料電池及び空気ブロアを収納する第２室と、前記装置筐体及び第２の隔壁により区画され、前記水素供給部を収納する第３室とを備え、前記空気ブロアの吸気口は前記第２室内に開口させるとともに、前記第１室の一部を前記装置筐体の外側に開口させ、前記第１室の他の部分を前記装置内に開口させ、前記第１室及び第３室は、前記第２室を間に挟んで隔離されるよう構成されている燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素と酸素を反応させて発電する燃料電池発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池発電システムについて、図５により説明する。
従来の一般的な燃料電池発電システムの概略構成は、図５に表されるものがよく知られている（松田・竹原編、電池便覧、（平13）、569、丸善）。
図５は、装置筐体５１内の上部に電池スタック５２を配し、インバータなどの制御部５３は、水処理装置５４などを間に介して、改質器などの水素供給部５５から離れて設置されている。このような構成にすることによって、改質器などの水素供給部５５から水素ガスが漏洩しても、インバータなどの制御部５３に、水素ガスが流れ込み難くしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の燃料電池発電システムでは、改質器などの水素供給部５５から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合、装置５１内の空気ブロア（図示せず）の吸い込みによる気流の流れ方向によっては、漏出した可燃性ガスはインバータなどの制御部に流れ込み、最悪の場合、制御部品の発するスパーク等で引火、爆発するという危険性があった。
【０００４】
本発明は、爆発の危険性がなく安全性を確保するとともに、より小型で信頼性の高いシステムとすることが可能で、また、外部からの埃などから制御部と空気ブロアを保護できる燃料電池発電システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料電池発電システムは、装置筐体内に燃料電池と、前記燃料電池に水素を供給する水素供給部と、前記燃料電池に空気を送る空気ブロアと、前記燃料電池の運転を制御する制御部と、前記装置筐体及び第１の隔壁により区画され、前記制御部を収納する第１室と、前記装置筐体、第１の隔壁、及び第２の隔壁により区画され、前記燃料電池及び空気ブロアを収納する第２室と、前記装置筐体及び第２の隔壁により区画され、前記水素供給部を収納する第３室とを備え、前記空気ブロアの吸気口は前記第２室内に開口させるとともに、前記第１室の一部を前記装置筐体の外側に開口させ、前記第１室の他の部分を前記装置内に開口させ、前記第１室及び第３室は、前記第２室を間に挟んで隔離されるよう構成されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
《参考の形態１》
本参考の形態１における燃料電池発電システムの構成について、図１を参照しながら説明する。
図１は燃料電池発電システムの概略構成図である。装置筐体１内には、電池スタックで構成される燃料電池３、燃料電池に水素を供給する水素供給部２、燃料電池に空気を送る空気ブロア５、および燃料電池の運転を制御する制御部４を備えている。水素供給部２は、水素ボンベ、水素吸蔵物質を充填した容器、あるいは改質器などからなる。そして、空気ブロア５に専用の吸気口６を設け、吸気口６は装置筐体１の外側に開口させている。
この燃料電池発電システムの動作について、以下に簡単に説明する。水素供給部２から供給される水素は、水素配管７を通って燃料電池３へ供給される。一方、吸気口６から空気ブロア５により吸込まれた空気は、空気配管８を通って燃料電池３へ供給される。これら供給された水素と空気中の酸素を反応させることで発電を行う。また、同時に発生する熱を利用すると、いわゆる熱電併給（コージェネレーション）となり、エネルギーを有効に利用することができる。これら一連の動作を制御部４で行い、必要に応じて直流電圧を交流電圧に変換する。
【０００７】
ところで、空気ブロア５によって、多量の空気が燃料電池３へ供給される。空気ブロア５に専用の吸気口６を設け、吸気口６は装置筐体１の外側に開口させた構造になっているため、水素供給部２から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合でも、空気ブロア５による制御部４を通る可燃性ガスの流れが発生せず、制御部品の発するスパーク等で引火、爆発する危険性がない。このため、制御部品を防爆仕様にしなくても安全性は高い。さらに、図１に示す隔壁９を設けるなどで、水素供給部２の近くに制御部４を設置できるなど、設計の自由度は高い。
【０００８】
《参考の形態２》
参考の形態２における燃料電池発電システムの構成について、図２を参照しながら説明する。なお、以下、同一部品には同一番号を付し、部品の説明を省略する。
図２に示すように、燃料電池発電システムの装置筐体１内に、水素供給部２、電池スタック部３、制御部４、電池スタック部３に空気を送る空気ブロア５を備えている。筐体１内には、水素供給部２を収容する室と他の要素を収容する部分とを仕切る隔壁２１を設けることにより、水素供給部を収容する専用の室２２を形成し、空気ブロア５の吸気口２３は室２２を介して筐体１の外部に開口させている。
【０００９】
このような構成にすることにより、水素供給部を収容する室２２の圧力は、装置筐体１内の他の空間部２４の圧力より低くなり、水素供給部２から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合でも、制御部４などを設置している空間部２４側に可燃性ガスは流出しないため、安全である。
【００１０】
《参考の形態３》
参考の形態３における燃料電池発電システムの構成について、図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、装置筐体１内に、改質器などの水素供給部２、燃料電池３、制御部４、および燃料電池３に空気を送る空気ブロア５を備え、少なくとも水素供給部２と制御部４の各々を他と隔離するための隔壁３１と３２を設けることにより、それぞれ水素供給部を収容する専用の室３３と制御部を収容する専用の室３４を形成している。そして、空気ブロア５の吸気口３５は、制御部を収容する室３４に開口させ、室３４の他方の部分には、装置筐体１の外側に開口させた空気取入れ口３６を備えている
【００１１】
このような構成にすることにより、制御部４を収容する室３４には、空気取入れ口３６から外気が流れ込み、水素供給部２から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合でも、室３４に可燃性ガスは流入しないため、安全である。また、外気が流れ込むことにより、制御部４の冷却も行えるため、制御部４をよりコンパクトにしても温度上昇を抑えることができ、より小型で信頼性の高いシステムとすることが可能となる。
【００１２】
《実施の形態１》
実施の形態１における燃料電池発電システムの構成について、図４を参照しながら説明する。
図４に示すように、装置筐体１内に、改質器などの水素供給部２、燃料電池３、制御部４、および燃料電池３に空気を送る空気ブロア５を備え、少なくとも水素供給部２および制御部４の各々を他と隔離するための隔壁４１および４２を設けることにより、それぞれ水素供給部２を収容する専用の室４３および制御部４を収容する専用の室４４を形成している。そして、空気ブロア５の吸気口４５は装置筐体１内に開口させ、制御部４を収容する室４４の一部に、装置筐体１の外側に開口させた空気取入れ口４６を設け、制御部４を収容する室４４の他方の部分に装置筐体１内に開口させた通気口４７を設けている。
【００１３】
このような構成にすることにより、制御部４を収容する室４４には、空気取入れ口４６から外気が流れ込み、水素供給部２から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合でも、制御部４の室４４に可燃性ガスは流入しないため、安全である。また、制御部４の冷却も行えるため、よりコンパクトで信頼性の高いシステムとすることが可能となる。
図４では、装置筐体１の下方に空気取入れ口４８を設けているが、空気取入れ口４８の設置する位置は、装置筐体１の他の場所でも良く、また、空気取入れ口４８を設けなくても良い。
【００１４】
《参考の形態４》
参考の形態４における燃料電池発電システムの構成について、図２を参照しながら説明する。
図２に示すように、空気ブロア５の吸気口２３の近傍に、可燃性ガス検知器２５を設けている。
このような構成にすることにより、水素供給部２から原料ガスや水素などの可燃性ガスが万一漏出した場合でも、可燃性ガス検知器２５で検知して、許容量以上になると、システムを停止するなどの安全対策が取れるため、信頼性の高いシステムとすることができる。また、可燃性ガス検知器２５は、制御部４に設けても良い。
【００１５】
《参考の形態５》
参考の形態５における燃料電池発電システムの構成について、図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、空気取入れ口３６にフィルター３７を設けており、これにより、外部からの埃などから制御部４と空気ブロア５を保護でき、さらに信頼性の高いシステムとすることができる。また、そのようなフィルターは空気ブロア５の吸気口に設けても良い。
【００１６】
《参考の形態６》
参考の形態６における燃料電池発電システムの構成について、図４を参照しながら説明する。
図４において、制御部４を樹脂などでモールドした（図示せず）構成となっており、これにより、外部からの埃や可燃性ガスなどが流入しても、制御部４を保護でき、信頼性の高いシステムとすることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水素供給部から可燃性ガスが万一漏出した場合でも、漏出した可燃性ガスは制御部に流入せず、爆発などを未然に防止することができ、安全性を高めるという効果を奏する。また、外気が流れ込むことにより、制御部品の冷却も行えるため、制御部をよりコンパクトにしても温度上昇を抑えることができ、より小型で信頼性の高いシステムとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考の形態１における燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図２】  本発明の参考の形態２および４における燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図３】  本発明の参考の形態３および５における燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図４】  本発明の実施の形態１における燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図５】  従来例における燃料電池発電システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１  装置筐体
２  水素供給部
３  燃料電池
４  制御部
５  空気ブロア
６、２３、３５、４５  吸気口
２１、３１、３２、４１、４２  隔壁
２２、３３、４３  水素供給部を収容する室
２４  空間部
２５  可燃性ガス検知器
３４、４４  制御部を収容する室
３６、４６、４８  空気取入れ口
３７  フィルター
４７  通気口
【図１】
0004015839.tif 000002
【図２】
0004015839.tif 000003
【図３】
0004015839.tif 000004
【図４】
0004015839.tif 000005
【図５】
0004015839.tif 000006