(57)【要約】【課題】脱硫器の高温化を抑制するのに有利であり、脱硫器の脱硫反応を維持するのに有利な燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システムは、改質器収容室５１と隔室５３と改質器収容室５１および隔室５３を仕切る隔壁５５とを有する筐体５０と、筐体５０の改質器収容室５１に配置され、燃料原料を改質させてアノード流体を生成させる改質器２と、筐体５０の改質器収容室５１に配置されアノード流体とカソード流体とで発電する燃料電池３と、筐体５０の隔室５３に設けられ改質器２に供給される前の燃料原料を脱硫させる脱硫器６とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質器収容室と前記改質器収容室よりも低温に維持可能な隔室と前記改質器収容室および前記隔室を仕切る隔壁とを有する筐体と、
前記筐体の前記改質器収容室に配置され、燃料原料を改質させてアノード流体を生成させる改質器と、
前記筐体の前記改質器収容室に配置され、前記アノード流体が供給されるアノードとカソード流体が供給されるカソードとをもち、前記アノード流体と前記カソード流体とで発電する燃料電池と、
前記筐体の前記隔室に設けられ、前記改質器に供給される前の燃料原料を脱硫させる脱硫器とを具備することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１において、外気を前記カソード流体として前記燃料電池の前記カソードに供給するカソードガス通路の少なくとも一部を形成するダクトを具備しており、前記脱硫器は、前記ダクトの外部に設けられていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記筐体は、前記カソード流体として外気を導入する外気導入口を有すると共に前記隔室と外気とを仕切ると共に前記筐体に対して脱着可能な脱着パネルを備えていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、前記燃料電池は複数組み付けられてスタックを構成しており、前記スタックを冷却させるスタック冷却液に含まれている不純物を低減させて前記スタック冷却液の電気絶縁性を高めるための処理を実施するイオン交換器が設けられており、前記イオン交換器は前記隔室に配置されていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記改質器に供給される改質水を浄化させて純水化を促進させる水精製器が設けられており、前記水精製器は前記改質器収容室に配置されつつ、前記改質器収容室内のうち前記隔壁に接近させて配置されていることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの一項において、前記隔壁は断熱層を有す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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、燃料原料としての都市ガスに含まれている硫黄成分を取り除く脱硫器に熱交換器を設け、改質水を熱交換器に通すことにより脱硫器を冷却させる燃料電池システムが開示されている。脱硫器が高温になると、脱硫性能が低下するおそれがあるが、上記システムによれば、改質水を熱交換器に通すことにより脱硫器を積極的に冷却させることができる。特許文献２には、改質器、ＣＯ変性器、ＣＯ低減部、燃料電池、制御系、水タンク、補機を一つのケース内にまとめて収容した燃料電池システムが開示されている。更に特許文献３には、改質器と、燃料電池と、冷却水タンクと、制御装置と、インバータ装置と、脱硫器とを一つの筐体内にまとめて収容した家庭用燃料電池コージェネシステムが開示されている。特許文献４には、パッケージのうち正面脱着パネルの近傍に、メンテナンスを必要とする部品（イオン交換装置、脱硫器）が配置されている燃料電池装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１９７２４６号公報
【特許文献２】特開２００１−１８５１８７号公報
【特許文献３】特開２００５−２５１４９３号公報
【特許文献４】特開２００６−１４０１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記した技術によれば、脱硫器が高温になると、脱硫性能が低下するおそれがあるが、脱硫器の高温化の抑制を図るには必ずしも充分ではない。
【０００４】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、脱硫器の高温化を抑制するのに有利であり、脱硫器の脱硫反応を維持するのに有利な燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る燃料電池システムは、改質器収容室と改質器収容室よりも低温に維持可能な隔室と改質器収容室および隔室を仕切る隔壁とを有する筐体と、筐体の改質器収容室に配置され、燃料原料を改質させてアノード流体を生成させる改質器と、筐体の改質器収容室に配置され、アノード流体が供給されるアノードとカソード流体が供給されるカソードとをもち、アノード流体とカソード流体とで発電する燃料電池と、筐体の隔室に設けられ、改質器に供給される前の燃料原料を脱硫させる脱硫器とを具備することを特徴とする。
【０００６】
筐体は、改質器収容室と、改質器収容室よりも低温に維持可能な隔室と、改質器収容室および隔室を仕切る隔壁とを有する。改質器は、筐体の改質器収容室に配置されており、燃料原料を改質させてアノード流体を生成させる。改質させる燃料原料は、気体用燃料でも液体用燃料でも良く、具体的には、都市ガス、ＬＰＧ、灯油、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、バイオガス等が採用できる。隔室は、改質器収容室よりも低温に維持可能である。隔室の冷却性を確保すべく、隔室は筐体のうち端側に設けられることが好ましい。燃料電池は筐体の改質器収容室に配置されている。燃料電池は、アノード流体が供給されるアノードと、カソード流体が供給されるカソードとをもち、アノード流体とカソード流体とで発電する。脱硫器は、筐体のうち改質器収容室よりも低温に維持可能な隔室に設けられており、改質器に供給される前の燃料原料に含まれている硫黄成分および／または硫黄化合物を低減させて脱硫させるものである。脱硫器は、脱硫反応を促進させるための脱硫触媒を有することが好ましい。
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムによれば、好ましくは、次の形態が採用できる。
【０００８】
・好ましくは、外気をカソード流体として燃料電池のカソードに供給するカソードガス通路の少なくとも一部を形成するダクトを具備しており、脱硫器はダクトの外部に設けられている。ここで、脱硫器の雰囲気温度が常温に比較して高くなると、脱硫触媒の温度が高くなる等して、脱硫器における脱硫効果が充分に得られないおそれがある。そこで、脱硫器をダクトの内部に配置し、ダクトの内部を燃料電池のカソードに向けて流れるカソードガスによって脱硫器を積極的に冷却させることも考えられる。しかしこの場合、カソードガスが脱硫器の外壁面に接触する頻度が高いため、脱硫器の外壁面がカソードガスを汚す原因となり、脱硫器の外壁面に付着している塵埃等がカソードガスと共に燃料電池のカソードに供給されてしまうおそれがある。また、脱硫器が定期交換部品である場合には、脱硫器がダクト内部に設置されると、交換のためにダクトを分解する必要が発生し、定期部品を交換させる作業時間が長くなる。さらに、空気シール構造が複雑化するなどで部品点数が増大し、コスト増大となる。そこで前述したようにカソードガス通路の少なくとも一部を形成するダクトの外部に脱硫器が設けられていれば、脱硫器がカソードガスを汚す原因となることが抑制される。故に、燃料電池のカソードに供給される前のカソードガスの清浄化に有利である。殊に、脱硫器はメンテナンス作業時に筐体の外方に持ち出され、脱硫器の外壁面に塵埃等が付着する可能性があるため、ダクトの外部に脱硫器が設けられていることは有効である。
【０００９】
・好ましくは、筐体の隔室に設けられ燃料電池のカソードに供給されるカソード流体の塵埃を低減するための塵埃低減部を具備しており、脱硫器は、塵埃低減部から離間して筐体の隔室に設けられている。塵埃低減部としては、通風可能なフィルタ部が例示される。上記したように脱硫器が塵埃低減部から離間して筐体の隔室に設けられていることが好ましい。この場合、脱硫器の外壁面がカソードガスを汚す原因となることが抑制され、カソードガスの清浄化に有利である。また、定期交換作業時間の短縮と、機器構造の簡素化による低コスト化に有利である。
【００１０】
・好ましくは、筐体は、カソード流体として外気を導入する外気導入口を有すると共に隔室と外気とを仕切ると共に筐体に対して脱着可能な脱着パネルを有する。脱着パネルを筐体から取り外せば、隔室が開放される。このため、隔室に配置されている脱硫器等のメンテナンス部品をメンテナンスする作業が良好となる。
【００１１】
・好ましくは、燃料電池は複数組み付けられてスタックを構成しており、スタックを冷却させるスタック冷却液に含まれている不純物を低減して純水化を促進させてスタック冷却液の電気絶縁性を高めるための処理を実施するイオン交換器（スタック冷却液精製器）が設けられている。イオン交換器は、改質器収容室の温度よりも低温に維持可能な隔室に配置されていることが好ましい。隔室には、放熱源となる改質器が収容されていないため、隔室は、改質部収容室よりも低温に維持され易いためである。このため、燃料電池システムの使用期間が長期にわたっても、イオン交換器に収容されているイオン交換樹脂等の水精製材の熱劣化が進行することが抑制される。この結果、イオン交換器に収容されているイオン交換樹脂の耐久性の向上、長寿命化を図るのに有利である。従って、スタック冷却液の電気絶縁性を長期にわたり維持させるのに有利となる。この場合、スタック冷却液には、不凍液成分が含まれていることが好ましい。
【００１２】
・好ましくは、改質器に供給される改質水を浄化させて純水化を促進させる水精製器が設けられている。水精製器は改質器収容室に配置されつつ、改質器収容室内のうち、改質器収容室よりも低温に維持される隔室を区画する隔壁に接近させて配置されている。この場合、例えば、水精製器がスタックよりも隔壁に接近している形態、水精製器が加湿器よりも隔壁に接近している形態、水精製器が電気機器ボックスよりも隔壁に接近して配置されている形態、改質器収容室において水精製器は隔壁側に配置され、改質器は隔壁側とは反対側に配置されている形態が挙げられる。水精製器は、改質水を浄化させるイオン交換樹脂等の水精製材を収容している。水精製器に残留している水は、純水または純水に近いものであり、不凍液成分を含有していないため、外気が０℃付近の低温である場合には水精製器に凍結が発生するおそれがある。このため、燃料電池システムの運転停止時等において水精製器の凍結を抑えつつ、燃料電池システムの運転中において水精製器のイオン交換樹脂等の水精製材をできるだけ低温に維持して耐久性の向上および長寿命化を図ることが好ましい。そこで、放熱源となり得る改質器を収容する改質器収容室に水精製器を配置しつつも、水精製器を改質器収容室内のうち隔壁に接近させている。
【００１３】
・好ましくは、隔壁は断熱層を有する。断熱層としてはセラミックス材料の断熱層、高分子系発砲材料などの空気断熱層が挙げられる。従って改質器収容室の内部の温度であっても、隔室は改質器収容室の影響を受けにくくなり、隔室は低温に一層維持され易い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、改質器収容室に対して分離された隔室は、改質器収容室よりも低温に維持され易い。このような隔室に脱硫器が配置されているため、脱硫器の高温化を抑制するのに有利となる。よって、脱硫器の脱硫反応を維持するのに有利となる。更に脱硫器に使用されている脱硫材の使用量を低減させるのにも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は燃料電池システムの概念を模式的に示す。まず、燃料電池システムの概略構成を説明する。燃料電池システムは、燃料原料をアノードガスとして改質して燃料電池アノードに供給する供給路１と、改質器２と、燃料電池のスタック３とをもつ。供給路１には、上流から下流にかけて、燃料原料源４、供給弁５、脱硫器６、第１ポンプ７（搬送源）、弁８、改質器２、第１凝縮器９、入口弁１０、燃料電池のスタック３が繋がれている。改質器２は、燃料原料を水蒸気改質させてアノードガスを生成させる改質部２ａと、改質部２ａを加熱させる燃焼部２ｃとで形成されている。供給路１のうち改質部２ａの上流から分岐路１１が分岐されている。
【００１６】
燃料電池のスタック３は、アノード流体が供給されるアノードと、カソード流体が供給されるカソードと、アノードおよびカソードにて挟持された高分子型のイオン伝導膜（例えば炭化フッ素系または炭化水素系）とをもつ。燃料電池は、シートタイプの複数のセルを厚み方向に積層させる方式でも良いし、あるいは、チューブタイプのセルを組み付ける方式でも良い。燃料電池のカソードの入口にカソードガスを供給するカソードガス通路１２が設けられている。カソードガス通路１２にはカソードガスポンプ１３（搬送源）が設けられている。燃料電池のカソードの出口からカソードオフガスを排出させるカソードオフガス通路１４が設けられている。カソードガス通路１２において、スタック３は加湿器１５を隣接させて配置されている。加湿器１５は、スタック３のカソードに供給されるカソードガスを、スタック３のカソードに供給させる前に加湿させるものである。
【００１７】
供給路１のうち入口弁１０の上流からバイパス路１６が延設されている。バイパス路１６にはバイパス弁１７が設けられている。スタック３のアノードの出口からアノードオフガス通路１９が設けられている。アノードオフガス通路１９は出口弁２０と第２凝縮器２１とを有する。第１凝縮器９から延設された第１排水路２４は、第１排水弁２３を介して水タンク２５に繋がれている。第２凝縮器２１から延設された第２排水路２６は第２排水弁２７を介して水タンク２５に繋がれている。水タンク２５から改質水通路４０が改質部２ａの入口に向けて延設されている。改質水通路４０には、水精製器２８、改質水ポンプ４１、改質水バルブ４２が設けられている。
【００１８】
起動時について説明する。起動時には、供給弁５が開放されていると共に弁８が閉鎖されている状態で、第１ポンプ７（搬送源）が回転駆動する。すると、燃料原料源４の燃料原料は、供給路１に流れ、脱硫器６で脱硫され、改質器２の燃焼部２ｃに供給される。また燃焼空気用のポンプ３３が回転駆動すると、燃焼空気が電気機器ボックス６８の出口６８ｍから燃焼部２ｃに繋がる空気通路３４の通路３４ｐから燃焼部２ｃに向けて供給される。この結果、燃料原料は、空気通路３４の通路３４ｐから供給された空気により燃焼部２ｃにおいて燃焼される。燃焼部２ｃの燃焼により改質部２ａが高温領域に次第に加熱される。このように改質部２ａが高温領域に加熱されると、制御装置により、弁８が開放され、燃料原料源４の燃料原料が改質部２ａに供給される。このとき制御装置により、改質水ポンプ４１が回転駆動すると共に改質水バルブ４２が開放する。このため水精製器２８の水が改質部２ａに供給される。この結果、改質部２ａに供給された燃料原料は、改質水により水蒸気改質される。これにより水素を主要成分として含むアノードガス（水素例えば１０モル％以上、２０モル％以上）が生成する。アノードガスは第１凝縮器９で水分を低下させる。
【００１９】
起動当初では、アノードガスの組成が必ずしも安定していない。このため起動当初では、制御装置により、入口弁１０、出口弁２０は閉鎖されているが、バイパス弁１７は開放されている。従って、起動当初では、アノードガスはスタック３のアノードに供給されず、バイパス路１６およびバイパス弁１７を介して第２凝縮器２１に供給され、第２凝縮器２１で水分を低減させた後、燃焼部２ｃに供給されて燃焼される。起動時から所定時間が経過し、アノードガスの組成が安定すると、入口弁１０、出口弁２０は開放され、アノードガスは入口弁１０を介してスタック３のアノードに供給される。また、カソードガス通路１２からカソードガスがスタック３のカソードに供給される。これによりアノードガスおよびカソードガスによりスタック３で発電反応が行われ、電気エネルギが発生する。発電反応後のアノードオフガスはスタック３のアノードの出口から吐出され、出口弁２０を介してアノードオフガス通路１９から第２凝縮器２１に流れ、第２凝縮器２１で水分を凝縮させた後、燃焼部２ｃに供給されて燃焼され、再利用される。
【００２０】
ここで、第１凝縮器９、第２凝縮器２１などの凝縮器には凝縮水が貯留される。第１排水弁２３が開放されると、第１凝縮器９に溜まった凝縮水は、第１排水路２４を介して水タンク２５に供給される。第２排水弁２７が開放されると、第２凝縮器２１に溜まった凝縮水は、第２排水路２６を介して水タンク２５に供給される。水タンク２５に溜まった凝縮水は、水精製器２８で生成されて純水化を促進される。ここで、改質水ポンプ４１が回転駆動すると共に改質水バルブ４２が開放すると、水精製器２８の水が改質部２ａに供給される。この結果、改質部２ａに供給された燃料原料は、改質水により水蒸気改質される。水蒸気改質に使用される改質水は、純水度が高いことが好ましい。水精製器２８は、単数でも複数でも良い。
【００２１】
上記したようにスタック３が発電運転するとき、スタック３は昇温する。スタック３が過剰に高温になると、スタック３の発電性能が低下する。そこで燃料電池システムの運転中においてスタック３にスタック冷却液を流してスタック３を冷却させるスタック冷却通路４５が設けられている。スタック冷却通路４５にはイオン交換器４６が設けられている。イオン交換器４６は、スタック冷却液を純水化を促進させ、スタック冷却液の電気絶縁性を高める。なお、スタック冷却液の電気絶縁性が低下すると、スタック３から取り出される電気エネルギの取り出し効率が低下する。
【００２２】
さて図２は、燃料電池システムの垂直断面を模式的に示す。図３は、燃料電池システムの水平断面を模式的に示す。図４は燃料電池システムの脱着パネル５６を取り外した状態の端面図を示す。
【００２３】
本実施形態に係る燃料電池システムは、図２に示すように、筐体５０と改質器２とスタック３と脱硫器６とをもつ。筐体５０は底部５０ｂ、上部５０ｕ、側面部５０ｔをもつ。筐体５０としては、筐体５０の長手方向が家屋などの建築物の壁に沿うように設置されることが好ましい。ここで、筐体５０の背面は建築物の壁側であることが好ましい。筐体５０の背面と建築物の壁との間隔を狭いことがある。家屋等の建築物の壁と家屋等の建築物の敷地境界との間隔も狭いこともある。
【００２４】
筐体５０は、大容積の改質器収容室５１と、改質器収容室５１よりも低温に維持され且つ改質器収容室５１よりも小容積の隔室５３と、改質器収容室５１および隔室５３を仕切る隔壁５５とを有する。筐体５０を形成する壁は、金属製の壁体５０ｆと、壁体５０ｆの内面に設けられた断熱材料で形成された断熱層５０ｓとを備えている。断熱層５０ｓは断熱および防音作用を奏する。筐体５０は四角箱形状をなしているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
図２に示すように、隔室５３は筐体５０のうち、高温となる改質器２の影響を回避するため、改質器２に対して反対側の端側に設けられている。筐体５０の鉛直方向に沿って延設された中心線をＰ１とすると、隔室５３および改質器２は互いに中心線Ｐ１を挟む位置に設けられている。
【００２６】
隔壁５５は、金属（例えば炭素鋼、合金鋼、アルミニウム合金）製の金属板５５ｆと、金属板５５ｆの内面（改質器収容室５１側）に設けられた断熱材料で形成された断熱層５５ｓとを備えている。あるいは、隔壁５５は空気層で形成された断熱層５５ｘを有していても良い。断熱層５５ｓ，５５ｘは断熱作用および防音作用を奏する。従って改質器収容室５１の熱は隔室５３に伝達されにくい。隔壁５５は、改質器収容室５１と隔室５３とを連通させる切抜状をなす開口７５をもつ。開口７５は鉛直線方向に沿って延設されており、四角形状であり、改質器収容室５１と隔室５３とを連通させている。開口７５は、図４に示すように上辺７５ｕ、下辺７５ｄおよび側辺７５ｓを有する。
【００２７】
図２、図３に示すように、筐体５０のうち隔室５３側には脱着パネル５６がボルト等の取付具（図略）により矢印Ｍ１方向に脱着できるように取り付けられている。脱着パネル５６は通気性を有しており、筐体５０に対して脱着可能であり、隔室５３を閉じるものであり、カソードガスとして機能する外気（筐体５０の外方の空気）を導入する外気導入口５７を形成するグリル５８を有する。図３に示すように、脱着パネル５６は、横断面でコの字形状をなしており、第１壁部５６ｆと、第１壁部５６ｆに対して交差する向きに設けられた第２壁部５６ｓとを有する。脱着パネル５６を筐体５０から取り外せば、筐体５０の隔室５３は複数の方向に露出するため、隔室５３内のメンテナンス部品に対するメンテナンス作業性が向上する。
【００２８】
脱着パネル５６を筐体５０から矢印Ｍ１方向に取り外せば、多数のメンテナンス部品が収容されている隔室５３が開放され、隔室５３に収容されているメンテナンス部品のメンテナンス作業が良好となる。なお脱着パネル５６は筐体５０の正面に位置していても良いし、側面に位置していても良い。
【００２９】
図２に示すように、スタック３および加湿器１５は、筐体５０の改質器収容室５１のうち上部側に配置されており、改質器収容室５１の高さ方向の中間位置ｈｍよりも上側に配置されている。加湿器１５は、改質器収容室５１のうち放熱源となり得る改質器２から遠ざかるように、隔壁５５側に配置されている。
【００３０】
筐体５０の隔室５３には、塵埃低減部として機能する空気フィルタ部６６が隔壁５５と対面するように設けられている。空気フィルタ部６６は、スタック３のカソードに供給されるカソードガスとなる外気に含まれている塵埃を低減する機能を有する。
【００３１】
図２に示すように、外気をカソードガスとしてスタック３のカソードに供給することができる空気通路３４を形成する中空筒形状をなすダクト７７が設けられている。空気通路３４は、カソードガス通路の一部を形成している。ダクト７７は、空気フィルタ部６６の出口側である裏面６６ｒ側と電気機器ボックス６８（インバータボックス）の部位６８ｐとを連通させている。電気機器ボックス６８は、空気が通過できる通路となり得るボックス室６８ａと、ボックス室６８ａに配置されている放熱性を有する電気機器６８ｃとを有する。電気機器６８ｃは、燃料電池の発電電力を変換させるインバータと、電源に電気的に接続されている電源基板と、その他の電気部品とを有する。電気機器ボックス６８の出口と燃焼部２ｃとを繋ぐ通路が設けられている。従って空気ポンプ３３（燃焼用空気の搬送源）が回転駆動すると、外気は、脱着パネル５６の外気導入口５７、空気フィルタ部６６、ダクト７７、電気機器ボックス６８の内部、空気通路３４を介して改質器２の燃焼部２ｃに供給され、燃焼部２ｃにおいて燃焼に使用される。この場合、電気機器ボックス６８の内部の放熱する電気機器６８ｃが空気により冷却され、電気機器６８ｃの過熱が抑制されるため、電気機器６８ｃの耐久性の向上、長寿命化に貢献できる。更に、改質器２の燃焼部２ｃに供給する空気を電気機器ボックス６８からの放熱により予熱できるため、燃焼部２ｃにおける燃焼効率を高めるのに有利である。
【００３２】
ダクト７７のうち電気機器ボックス６８の上流の部位７７ｋからカソードガス通路１２が分岐されている。カソードガス通路１２は、カソードガスポンプ１３（搬送源）を介して加湿器１５のカソードガスの入口１５ｉに連通している。従ってカソードガスポンプ１３（搬送源）が回転駆動すると、ダクト７７内の空気はカソードガス通路１２を介して加湿器１５の入口１５ｉから供給され、加湿器１５で加湿された後にスタック３のカソードに供給される。
【００３３】
図２に示すように、改質器２は、筐体５０の改質器収容室５１に配置されており、殊に、筐体５０のうち長手方向（図２に示す矢印Ｌ方向，改質器とグリル５８とを繋ぐ方向）において、改質器収容室５１のうち隔室５３から遠ざかる位置に配置されている。すなわち、改質器２は、筐体５０の改質器収容室５１のうち中心線Ｐ１よりも隔室５３から遠ざかる側に配置されている。殊に、改質器２は、改質器収容室５１のうち隔室５３から遠ざかる位置に配置されている。その理由としては、高温となる燃焼部２ｃを有する改質器２からの放熱が隔室５３を昇温させることを抑制するためである。従って隔室５３の室空間は改質器収容室５１よりも低温に維持される。なお、燃焼部２ｃは改質部２ａの上部に配置されているが、これに限らず、改質部２ａの下部に配置されていても良い。
【００３４】
脱硫器６（図３参照）は、空気フィルタ部６６から離間して筐体５０の隔室５３に設けられている。脱硫器６が空気フィルタ部６６から離間して筐体５０の隔室５３に設けられている。換言すると、脱硫器６は、スタック３のカソードにカソードガスを供給するカソードガス流路には配置されていない。この結果、脱硫器６がカソードガスに触れることが抑止されている。このため脱硫器６の外壁面がカソードガスを汚す原因となることが抑制され、カソードガスを清浄化させるのに有利である。
【００３５】
脱硫器６（図３参照）は、前述した記載から理解できるように、改質器２に供給される前の燃料原料を脱硫させるものである。脱硫器６は、器体と、器体の内部に収容されている脱硫材とを有する。脱硫材は、セラミックス等で形成された触媒担体と、触媒担体に担持されている脱硫触媒とを有する。脱硫材は、改質器２に供給される前の燃料原料に含まれている硫黄成分を脱硫させるものである。脱硫材の温度が高温過ぎると、脱硫材の脱硫効率は低下するおそれがある。このため脱硫材は、５０℃以下、殊に、４０℃以下に維持することが好ましい。
【００３６】
本実施形態によれば、図３に示すように、脱硫器６は、改質器収容室５１よりも外気により冷却され易く低温となり易い隔室５３に設けられている。このため脱硫器６の冷却性が確保され、脱硫器６における脱硫効率が維持される。すなわち、メンテナンス部品である脱硫器６は、メンテナンス容易な隔室５３に配置されており、放熱源となる改質器２を収容する改質器収容室５１から離間しているため、脱硫器６の冷却性能が確保され、脱硫器６の高温化が抑制される。このため脱硫器６における脱硫反応が長期にわたり良好に維持される。このため燃料電池の発電反応が良好に維持される。更に同等の脱硫効果を得るためには、脱硫器６に使用されている脱硫材の使用量を低減させるのにも有利である。
【００３７】
上記した脱硫器６は、カソードガス通路１２となるダクト７７の内部ではなく、外部に設けられている。ここで、前述したように脱硫器６の温度が高くなると、脱硫器６における脱硫効果が充分に得られないおそれがある。そこでダクト７７の内部に脱硫器６を設置し、燃料電池のカソードに向けて流れるカソードガスで、脱硫器６を積極的に空冷させることも考えられる。しかしながらこの場合、空気フィルタ部６６が設けられているといえども、脱硫器６の外壁面に付着していた塵埃等が、ダクト７７内を流れる空気に混入するおそれがある。この場合、燃料電池のカソードに供給されるカソードガスを脱硫器６が汚す原因となり易い。この場合、脱硫器６に付着している塵埃等がカソードガスと共にスタック３のカソードに供給されてしまうおそれがある。そこで本実施形態によれば、前述したように脱硫器６がダクト７７の内部ではなく、ダクト７７の外部に設けられている。よって、スタック３に供給されるカソードガスと脱硫器６とが直接触れないようにされている。この結果、脱硫器６が、スタック３のカソードに供給される前のカソードガスを汚す原因となることが抑制される。故に、カソードガスの清浄度を維持するのに有利である。
【００３８】
更に本実施形態によれば、隔室５３は筐体５０の端側に配置されており、パネル５６を筐体５０から取り外せば、隔室５３は開放されるため、隔室５３はメンテナンス室となる。このため隔室５３に配置されている脱硫器６等の各種メンテナンス部品をメンテナンスし易い。
【００３９】
また図３に示すように筐体５０の内部にはイオン交換器４６が設けられている。イオン交換器４６は、スタック３を冷却させるスタック冷却液に含まれている不純物を低減してスタック冷却液の純水化を促進させてスタック冷却液の電気絶縁性を高めるための精製処理を実施する。イオン交換器４６に収容されている水精製材としてのイオン交換樹脂は、高温環境下に長期間保持されると、熱劣化が進行するおそれがある。この点本実施形態によれば、メンテナンス室となる隔室５３には、スタック冷却液精製用のイオン交換器４６が配置されている。前述したように隔室５３には、放熱源となり得る改質器２、スタック３および電気機器ボックス６８が収容されていないため、更に、隔室５３は外気に隣接されているため、隔室５３は改質器収容室５１よりも低温に維持される。このため、イオン交換器４６に収容されているイオン交換樹脂の熱劣化が進行することが抑制される。この結果、スタック冷却液精製用のイオン交換器４６に収容されているイオン交換樹脂の耐久性の向上、長寿命化を図るのに有利である。
【００４０】
イオン交換器４６は、前述したように、スタック３を冷却させるスタック冷却液に含まれている不純物を低減するものである。外気によって隔室５３の内部が過剰に冷却されたとしても、イオン交換器４６に残留しているスタック冷却液は不凍液成分（例えば、エチレングリコール、プロピレングルコール、グリセリンなどの有機系の不凍液成分）を有するため、耐凍結性が確保されている。
【００４１】
更に本実施形態によれば、前述したようにパネル５６を筐体５０から取り外せば、隔室５３は複数方向において開放される。このため、隔室５３に配置されているイオン交換器４６に収容されているイオン交換樹脂をメンテナンスし易い利点が得られる。
【００４２】
図３に示すように、筐体５０の内部に水精製器２８が設けられている。水精製器２８は、改質器２に供給される改質水を浄化させて純水化を促進を促進させるものであり、改質水を浄化させる水精製材としてのイオン交換樹脂を収容している。水精製器２８に残留している水は、純水または純水に近いものであり、不凍液成分を含有していない。このため外気が過剰に低温である場合には、水精製器２８に凍結が発生するおそれがある。このため、燃料電池システムの運転停止時等において水精製器２８の凍結を抑えつつ、燃料電池システムの運転中において水精製器２８のイオン交換樹脂をできるだけ低温に維持し、水精製器２８のイオン交換樹脂の耐久性の向上および長寿命化を図ることが好ましい。そこで本実施形態によれば、放熱源となり得る改質器２、スタック３および電気機器ボックス６８を収容する改質器収容室５１に水精製器２８を配置しつつも、高温を発生させる改質器２からなるべく遠ざけるべく、改質器収容室５１内のうち隔壁５５に接近させている。ここで水精製器２８の径（または幅）をＤ２とすると、水精製器２８と隔壁５５との間の最短の間隔をＬ２とすると、Ｌ２はＤ２よりも小さく設定されていることが好ましい（Ｌ２＜Ｄ２）。
【００４３】
図２に示すように、水精製器２８は隔壁５５の開口７５に接近した位置に配置されている。従ってメンテナンス時において、改質器収容室５１に配置されている水精製器２８を隔壁５５の開口７５から隔室５３側に取り出し易くされている。このため水精製器２８のメンテナンス性が向上している。
【００４４】
図４に示すように、筐体５０の内部には第１リサーバタンク８１および第２リサーバタンク８２が並設されている。第１リサーバタンク８１はスタック冷却液を貯留するものである。スタック冷却液は、前述したように不凍液成分を有するため、耐凍結性が高い。このため、第１リサーバタンク８１は、外気の温度の影響を受け易いもののメンテナンス性が高い隔室５３に配置されている。第２リサーバタンク８２は、第１凝縮器９および第２凝縮器２１等の凝縮器を流れる冷媒を収容するものである。この冷媒は水不凍液成分を有しており、耐凍結性が高い。このため第２リサーバタンク８２は、外気の温度の影響を受け易いもののメンテナンス性が高い隔室５３に配置されている。
【００４５】
（他の実施例）
上記した実施形態１によれば、筐体５０は四角箱形状とされているが、円筒形状賭しても良い。上記したポンプ７，３３，１３はファン、ブロアなどの搬送源でも良い。水精製器２８には凝縮水および／または水道水が供給されることがある。図１において、水タンク２５と水精製器２８は互いに逆の位置でも良い。図３において、水精製器２８は複数個設けられているが、一方を水道水用とし、他方を改質水用としても良い。双方を水道水用としても良い。双方を改質水用としても良い。燃料電池システムは図１に示す配置に限定されるものではない。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は燃料電池システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】燃料電池システムの概念を模式的に示すシステム図である。
【図２】筐体の内部の基本構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】筐体の内部の基本構成を模式的に示す横断面図である。
【図４】筐体の端面を模式的に示す端面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１は供給路、２は改質器、２ａは改質部、２ｃは燃焼部、３はスタック、４は燃料原料源、５は供給弁、６は脱硫器、９は第１凝縮器、１０は入口弁、１２はカソードガス通路、１３はカソードガスポンプ、１４はカソードオフガス通路、１５は加湿器、１７はバイパス弁、１９はアノードオフガス通路、２０は出口弁、２１は第２凝縮器、２５は水タンク、２８は改質水用の水精製器、３０はスタック冷却通路、３１はイオン交換器、４０は改質水通路、４１は改質水ポンプ、４５はスタック冷却通路、４６はスタック冷却液精製用のイオン交換器、５０は筐体、５１は改質器収容室、５３は隔室、５５は隔壁、５６は脱着パネル、５７は外気導入口、５８はグリル、６６は空気フィルタ部（塵埃低減部）、６７はダクト、６８は電気機器ボックス、７５は開口、８１，８２はリザーバタンクを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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