燃料電池システムの排ガス排出装置および燃料電池システム
【課題】耐風性を向上させることができる燃料電池システムの排ガス排出装置を提供する。
【解決手段】この排ガス排出装置３００は、燃料電池を収容する筐体５０に設けられ、外気に連通する排気口４０１をもつ排気マフラ部材４００と、排気マフラ部材４００に対向するように筐体５０に設けられ燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出す吹出口５０１をもつ吹出管５００とを有する。相対表示で、排気口４０１の開口面積を１００とするとき、排気口４０１および吹出口５０１の対面重合度は、排気口４０１の開口面積のうちの３０以下に設定されている。
【解決手段】この排ガス排出装置３００は、燃料電池を収容する筐体５０に設けられ、外気に連通する排気口４０１をもつ排気マフラ部材４００と、排気マフラ部材４００に対向するように筐体５０に設けられ燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出す吹出口５０１をもつ吹出管５００とを有する。相対表示で、排気口４０１の開口面積を１００とするとき、排気口４０１および吹出口５０１の対面重合度は、排気口４０１の開口面積のうちの３０以下に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの排ガス排出装置および燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、一般的に、収容室をもつ筐体と、筐体の収容室に配置され燃料原料を改質してアノードガスを生成させる改質器と、筐体の収容室に配置されアノードガスが供給される燃料電池のスタックとを有する。このような燃料電池システムを収容する筐体の壁には、改質器の排ガス、スタックのアノードオフガスを燃焼させた排ガスを排出させるための排気口が設けられている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１４０１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した排気口の耐風性は必ずしも充分ではなく、外部の風等が排気口に吹き込むと、排ガスを排気口から排出させる能力が低下するおそれがある。場合によっては、排気口から外気に排出されるはずの排ガスが内部に逆流してしまうおそれがある。この場合、燃料電池システムの円滑な発電運転が妨げられるおそれがある。
【０００４】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、耐風性を向上させることができる燃料電池システムの排ガス排出装置および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】
（１）様相１の本発明に係る燃料電池システムの排ガス排出装置は、（ｉ）燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口および排気口に連通する排気室をもつ排気マフラ部材と、（ｉｉ）排気マフラ部材に対向するように筐体に設けられ、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すと共に排気室に連通する吹出口をもつ吹出管とを具備しており、（ｉｉｉ）相対表示で、排気口の開口面積を１００とするとき、吹出口の中心軸線と平行な方向において、排気口および吹出口が対面する対面重合度は、排気口の開口面積のうちの３０以下に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
（２）様相２の本発明に係る燃料電池システムは、（ｉ）収容室をもつ筐体と、（ｉｉ）筐体の収容室に配置され燃料原料を改質してアノードガスを生成させる改質部と改質部を加熱する燃焼部とを有する改質器と、（ｉｉｉ）筐体の前記収容室に配置されアノードガスが供給されるアノードとカソードガスが供給されるカソードとを有する燃料電池のスタックと、（ｉｖ）筐体の収容室に配置され改質器の燃焼部またはスタックから排出された排ガスを外気に向けて排出させる排ガス排出管と、（ｖ）筐体の外壁面に取り付けられ排ガス排出管に連通する排ガス排出装置とを具備しており、排ガス排出装置は、前記した様相に係る排ガス排出装置であることを特徴とする。
【０００７】
（３）排ガスは、燃料電池システムの発電運転で発生すると共に排出されるべきガスである。排ガスとしては、改質器の排ガス、燃料電池のカソードガスの排ガス、燃料電池のアノードガスガスの排ガスが例示される。
【０００８】
排気口および吹出口の対面重合度は、排ガス排出装置において、吹出口の中心軸線と平行な方向において、マフラ部材の排気口および吹出管の吹出口が互いに対面して重なりあっている度合を意味する。相対表示で排気口の開口面積を１００とするとき、対面重合度は３０以下、２０以下、１０以下が好ましい。更には５以下、０が好ましい。この場合、耐風性を高めるためには、排気マフラ部材の排気口および吹出管の吹出口は、互いに逆方向に指向して開放していることが好ましい。この場合、吹出管の中心軸線を挟むように、排気口および吹出口が配置されていることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、次の態様が採用できる。
【００１０】
・吹出管の中心軸線に沿って吹出管の中心軸線を通る断面において、排気口の中心軸線と吹出管の中心軸線とは交差することが好ましい。この場合、排気口および吹出口の対面重合度を低下させることができるので、排ガス排出装置の耐風性を向上させることができる。
【００１１】
・排気マフラ部材および吹出管は連結されていることが好ましい。この場合、排気マフラ部材および吹出管は一体品となり、ユニット化されている。
【００１２】
・排気マフラ部材は、筐体に対して方向変換可能とされていることが好ましい。この場合、排気口の向きを変更させることができるので、排ガス排出装置の耐風性を調整させることができる。
【００１３】
・好ましくは、吹出管は逃水通路を有する。逃水通路は、排気マフラ部材の排気室と吹出管の内部とを連通させ、且つ、排気マフラ部材の排気室に存在する水を吹出管の内部に逃がす。この場合、排気マフラ部材の排気室に存在する水を、逃水通路を介して、吹出管の内部に逃がすことができる。
【００１４】
・好ましくは、吹出管の吹出口は排気マフラ部材の排気室に突出しており、高さ方向において、吹出管の吹出口の下端は、排気室に存在する水を排気マフラ部材の排気口の下端よりも低い位置に設定されている。この場合、排気マフラ部材の排気室に存在する水を、吹出管の吹出口を介して、吹出管の内部に逃がすことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、耐風性を向上させることができる燃料電池システムの排ガス排出装置および燃料電池システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
図１〜図３は実施形態１を示す。排ガス排出装置３００は、燃料電池システムで発生する排ガスを外気に排出させるものである。図１に示すように、排ガス排出装置３００は、燃料電池を収容する筐体５０の平坦状をなす水平方向に延びる取付壁部５９に設けられている。排ガス排出装置３００は、外気に連通するための排気口４０１をもつ金属または硬質樹脂を基材とする排気マフラ部材４００と、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すための吹出口５０１をもつ金属または硬質樹脂を基材とする吹出管５００とを有する。
【００１７】
図１に示すように、排気マフラ部材４００は、吹出管５００を突出させた円盤型をなしており、空洞状の排気室４１０を形成するように、第１部材４０２と第２部材４０３とを溶接、接着剤または螺子止め等で結合して形成されている。ここで、排気マフラ部材４００は、中央に設けられた空洞状の排気室４１０と、排気室４１０の回りに径外方向および周方向に延設された鍔状をなす取付鍔部４１２と、取付鍔部４１２に形成された複数の取付孔４１４とを有する。図２に示すように、取付鍔部４１２において、取付孔４１４は、吹出管５００の中心軸線ＰＡに対して所定角度（１８０度）の位相で複数個（２個）形成されている。但し２個に限定されるものではなく、必要に応じて３個以上、４個以上、６個以上とすることもできる。
【００１８】
図１に示すように、筐体５０の取付壁部５９においても、これを貫通するように挿入口５９０が形成され、挿入口５９０の回りに複数の被取付孔５９９が形成されている。筐体５０の収容室５０ｘには、排ガス放出管５８０が挿入口５９０の下方に位置して設けられている。ここで図１に示すように、排ガス放出管５８０の先端部５８０ａは鉛直方向に沿っており、筐体５０の取付壁部５９の挿入口５９０に対面している。排ガス放出管５８０の先端部５８０ａには、リング状をなすシール保持部５８１が形成されている。シール保持部５８１には、シール材料で形成されたリング状をなすシール部材５８２が取り付けられている。筐体５０の取付壁部５９の内面側には、ナット状をなす締結具４６０が溶接などで固定されている。なお、排ガス放出管５８０の他端部は、凝縮器を介して改質器の燃焼部に繋がる。よって改質器の燃焼部で燃焼された燃焼排ガスが排ガス放出管５８０から放出される。
【００１９】
図１に示すように、排気マフラ部材４００および吹出管５００は、溶接、接着剤または螺子止め等でほぼ同軸的に連結されて一体品となり、ユニット品４３０とされている。ここで、吹出管５００の先端部５８０ａの中心軸線ＰＡは、排気マフラ部材４００の取付鍔部４１２に対してほぼ直交状態に延設されている。
【００２０】
上記した排ガス排出装置３００を筐体５０の取付壁部５９に取り付けるにあたっては、図１に示すように、ユニット品４３０のうち円筒形状をなす吹出管５００の先端部５００ａを、筐体５０の取付壁部５９の挿入口５９０に挿入させる。更に、雄螺子部４４５ｃを有する取付具４４５を弾性シール部材４４０を介して取付鍔部４１２の被取付孔５９９に挿入する。これにより取付具４４５の雄螺子部４４５ｃを、筐体５０の取付壁部５９の内面５９ｉ側の締結具４６０の雌螺子部４６０ｆに螺合させる。これにより図３に示すように、排ガス排出装置３００（ユニット品４３０）を筐体５０の取付壁部５９に着脱可能に取り付ける。
【００２１】
ここで、締結具４６０は、筐体５０の取付壁部５９の内面側に固定されていなくても良く、要するに、筐体５０の取付壁部５９の内面側に配置されていれば良い。なお、雌螺子部を有する締結具４６０を廃止し、筐体５０の取付壁部５９に直接的に雌螺子部を形成しても良い。
【００２２】
上記したように排ガス排出装置３００を筐体５０の取付壁部５９に取り付けるにあたり、図３から理解できるように、ユニット品４３０の吹出管５００の先端部５００ａは、排ガス放出管５８０の内部に挿入される。このとき、吹出管５００の先端部５００ａの外周壁面は、排ガス放出管５８０の先端部５８０ａのシール部材５８２の内周部に当たる。よって吹出管５００と排ガス放出管５８０とは気密状態および／または液密状態にシールされる。さらに、排ガス排出装置３００と筐体５０の取付壁部５９との間についても、挿入口５９０は弾性シール部材４４０により気密状態および／または液密状態にシールされる。この場合、排ガスの圧力が脈動するときであっても、シール部材５８２および弾性シール部材４４０のダンパー機能により、吹出管５００等の異状振動なども抑制される。
【００２３】
図３は、排ガス排出装置３００を筐体５０の取付壁部５９に取り付けた状態を示す。図３は、吹出管５００の中心軸線ＰＡに沿って当該中心軸線ＰＡを通る断面を示す。図３において、吹出管５００の中心軸線ＰＡは、鉛直線に沿って上下方向に延びている。吹出管５００の吹出口５０１は横向きに指向し排気マフラ部材４００の壁４００ｗに対向しており、結果として、排気マフラ部材４００の排気室４１０において横向きに開放されている。従って図３から理解できるように、排ガス放出管５８０を流れた排ガスは、吹出管５００の先端の閉鎖壁５０２に当たりつつ、吹出管５００の吹出口５０１から吹き出され、横方（矢印Ｘ１方向）に向けて吐出された後、排気マフラ部材４００の壁４００ｗの内壁面に衝突し、更に中心軸線ＰＡの回りに沿って矢印ＸＦ方向に吹出管５００の周壁５０３の回りを流れ、排気口４０１から外気７００に向けて矢印Ｘ２方向に放出される。排ガスは吹出管５００の先端の閉鎖壁５０２に衝突するとき、衝突性が高いため、排ガスに含まれている水分を落下させ易くなる。閉鎖壁５０２の内面に付着した水滴は、重力により吹出管５００内を落下し易くなる。ここで本実施形態によれば、吹出口５０１の中心軸線をＰＣ（図２参照）として示す。相対表示で、排気マフラ部材４００の排気口４０１の開口面積を１００とするとき、中心軸線ＰＣと平行な方向において、排気口４０１および吹出口５０１が対面する対面重合度は、排気口４０１の開口面積のうちの２０以下に設定されている。具体的には、図２に示すように、吹出管５００の吹出口５０１および排気マフラ部材４００の排気口４０１は互いに逆方向に指向して開放しており、排気口４０１および吹出口５０１は互いに対面していない。すなわち、図２から理解できるように、吹出管５００の中心軸線ＰＡを挟むように、排気口４０１および吹出口５０１が配置されている。
【００２４】
従って、相対表示で、排気マフラ部材４００の排気口４０１の開口面積を１００とするとき、吹出口５０１の中心軸線ＰＣと平行な方向において、排気口４０１および吹出口５０１が対面する対面重合度は、排気口４０１の開口面積のうちの実質的に０である。従って、排ガス排出装置３００の耐風性を向上させることができる。よって万一、外気７００の強風が排ガス排出装置３００の排気口４０１に吹き込むときであっても、その風が吹出口５０１から吹出管５００の内部に直接的に吹き込むことが抑制される。更に、雨水が吹出口５０１から吹出管５００の内部に直接的に吹き込むことも抑制される。
【００２５】
図３に示すように、吹出管５００の先端部５００ａの先端（上端）に閉鎖壁５０２が設けられている。吹出管５００の閉鎖壁５０２および吹出管５００の周壁５０３は、排気マフラ部材４００の排気口４０１に対面している。このため外気７００の風が排気マフラ部材４００の排気口４０１から排気室４１０に吹き込むときであっても、周壁５０３は邪魔板機能を発揮し、吹出管５００の閉鎖壁５０２および吹出管５００の周壁５０３は、排気口４０１から排気室４１０に吹き込む風、雨水に対向することができる。この意味においても耐風性、耐雨水性が向上している。
【００２６】
かりに排気マフラ部材４００の排気室４１０に凝縮水がたまったとしても、排気マフラ部材４００の底部４０１ｒと吹出口５０１の下辺５０１ｄとは同じ高さである。このため、底部４０１ｒに溜まった凝縮水などの水は吹出口５０１の下辺５０１ｄから排ガス放出官５８０内に流入する。
【００２７】
このように排ガス排出装置３００の耐風性を向上させれば、吹出管５００が連通する改質器の燃焼部における燃焼反応が良好に維持され、燃焼部の燃焼反応の安定化、改質部の温度の安定化を図り得る。ひいては改質ガス（アノードガス）の組成の安定化を図ることができ、燃料電池システムの発電運転が良好に維持される。この意味において耐風性の向上は重要である。
【００２８】
本実施形態によれば、排ガス排出装置３００を筐体５０に組み付けるに当たり、ユニット品４３０の取付鍔部４１２を吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（１８０度）回転させれば、ユニット品４３０を構成する排気マフラ部材４００の排気口４０１の方向を所定角度（１８０度）変更することができる。この場合、排気マフラ部材４００および吹出管５００は一体に連結されているため、排気マフラ部材４００の排気口４０１の方向が周方向において変更される。すると、吹出管５００の吹出口５０１の指向方向は、排気マフラ部材４００の排気口４０１の指向方向の変更に対応させて変更される。従って、ユニット品４３０の取付鍔部４１２を吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（１８０度）回転させたとしても、排気口４０１および吹出口５０１は互いに対面しておらず、互いに逆方向に指向している状態が維持されるため、排ガス排出装置３００の耐風性を維持することができる。
【００２９】
筐体５０の設置場所としては、筐体５０の長手方向が家屋等の建築物の壁に沿うように設置されることが多い。建築基準法によれば、家屋等の建築物と筐体５０の排気口４０１との間の距離を確保する必要がある。距離は排気口４０１の向きによって異なる。建築物の壁と排気口４０１との距離が確保できない場合には、排気口４０１の向きを変更すれば、筐体５０が設置可能となることがある。従って、本実施形態のように、排気口４０１の向きを変更できれば、設置自由度が拡大される利点が得られる。
【００３０】
本実施形態によれば、図３に示すように、排気マフラ部材４００の取付鍔部４１２は、吹出管５００に対して径外方向に延設されており、筐体５０の取付壁部５９に対して設置面積を増加させることができる。従って、筐体５０の取付壁部５９に対して排ガス排出装置３００の設置性および取付性を向上させることができる。故に、万一、吹出管５００の吹出口５０１から吹き出される排ガスに脈動が有するときであっても、排ガス排出装置３００の異状振動、ガタツキ等が効果的に抑えられる。殊に、排気マフラ部材４００の取付鍔部４１２は、吹出管５００に対して径外方向の他に周方向にも連続して延設されているため、筐体５０の取付壁部５９に対して設置面積を増加させることができる。従って、筐体５０の取付壁部５９に対して排ガス排出装置３００の設置性および取付性を一層向上させることができる。
【００３１】
更に、吹出管５００の先端部５００ａの外周壁面は、排ガス放出管５８０の先端部５８０ａのシール部材５８２の内周部に当たってシールされている。このため前述したように、万一、吹出管５００の吹出口５０１から吹き出される排ガスに脈動が発生するときであっても、排ガス排出装置３００の異状振動等が抑えられる。更には、排ガス排出装置３００と筐体５０の取付壁部５９との間についても、弾性シール部材４４０によりシールされているため、排ガス排出装置３００の異状振動等が抑えられる。
【００３２】
更に本実施形態によれば、吹出管５００および排気マフラ部材４００は互いに連結されて一体化されている。このため、吹出管５００の吹出口５０１および排気マフラ部材４００の排気口４０１が互いに逆方向に指向している構造が半永久的に維持される。従って、メンテナンス時に、排気口４０１および吹出口５０１が誤って互いに対面した状態で排ガス排出装置３００が筐体５０に取り付けられてしまうといった不具合が抑えられる。このため耐風性を半永久的に維持できる。吹出管５００および排気マフラ部材４００は互いに連結されて一体化されており、ユニット品とされており、取付具４４５を離脱させれば、筐体５０に対して容易に交換可能である。
【００３３】
本実施形態によれば、図１に示すように、吹出口５０１の開口幅はＷ１で示され、排気口４０１の開口幅はＷ２で示される。吹出管５００の先端部５００ａが延設されている方向において、つまり、高さ方向（矢印Ｈ方向）において、吹出口５０１および排気口４０１は互いに重複していない位置に形成されている。このため耐風性を一層向上させることができる。
【００３４】
また本実施形態によれば、図３に示すように、円盤型をなす排ガス排出装置３００の取付鍔部４１２の外径はＤＡとして示され、排気室４１０の室高さはＨＡとして示される。ここで、ＤＡ／ＨＡ＝３〜２０の範囲内、４〜１００の範囲内、殊に４〜６の範囲内とされている。これにより筐体５０の取付壁部５９に組み付けられている状態における排ガス排出装置３００の偏平化を実現でき、外気７００への過剰突出が抑制されている。従って、筐体５０と建築物の壁とを接近させたときであっても、筐体５０付近に存在する建築物の器具等に排ガス排出装置３００が衝突したり干渉したりすることが抑制されている。なお、図３に示すように、吹出管５００の先端部５００ａは、筐体５０の収容室５０ｘ内に向けて配向しており、この意味においても、外気７００への過剰突出が抑制されている。
【００３５】
なお、筐体５０の取付壁部５９が水平方向に延設されている本実施形態によれば、吹出管５００の中心軸線ＰＡは鉛直方向に沿っている。取付壁部５９の向きが変化していれば、それに応じて吹出管５００の中心軸線ＰＡも調整される。
【００３６】
（実施形態２）
図４〜図６は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、共通する部位には共通する符号を付する。本実施形態においても、排ガス排出装置３００Ｂは、燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体５０の取付壁部５９に設けられている。排ガス排出装置３００Ｂは、外気７００に連通するための排気口４０１Ｂをもつ金属または硬質樹脂を基材とする排気マフラ部材４００Ｂと、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すための吹出口５０１Ｂをもつ金属または硬質樹脂を基材とする吹出管５００Ｂとを有する。
【００３７】
図４は、吹出管５００Ｂ（吹出口５０１Ｂ）の中心軸線ＰＡに沿って当該中心軸線ＰＡを通る断面を示す。中心軸線ＰＡは鉛直方向に沿っている。但し、水平方向に沿っていても良い。図４に示すように、吹出管５００Ｂ（吹出管５００Ｂの吹出口５０１Ｂ）の中心軸線ＰＡと排気口４０１Ｂの中心軸線ＰＢとは、互いに交差する。具体的には、両者はほぼ直交状態に交差する。従って、吹出管５００Ｂの先端に設けられている吹出口５０１Ｂは、排気マフラ部材４００Ｂの排気室４１０Ｂ内において鉛直方向において上向きに開放している。これに対して、排気マフラ部材４００Ｂの排気口４０１Ｂは鉛直方向に対して横方に開放している。このように吹出口５０１Ｂおよび排気口４０１Ｂは、互いに対面しないように、それぞれ異なる方向に開放している。更に、図４に示すように、吹出管５００Ｂ（吹出口５０１Ｂ）の中心軸線ＰＡが延びる方向において、すなわち、高さ方向（矢印Ｈ方向）において、吹出口５０１Ｂと排気口４０１Ｂの上端との間には、ずれ量ΔＨが設けられており、吹出口５０１Ｂと排気口４０１Ｂとは、中心軸線ＰＡが延びる方向において重複しない配置とされている。この場合、耐風性を向上させることができる。
【００３８】
上記した本実施形態によれば、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｂの排気口４０１Ｂの開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｂの中心軸線ＰＡ（図４参照）と平行な方向において、排気口４０１Ｂおよび吹出口５０１Ｂが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｂの開口面積のうちの３０以下に設定されている。具体的には、図４に示すように、前述したように、吹出口５０１Ｂおよび排気口４０１Ｂは互いに異なる方向に開放しており、排気口４０１Ｂおよび吹出口５０１Ｂは互いに対面していない。従って、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｂの排気口４０１Ｂの開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｂの中心軸線ＰＡ（図４参照）と平行な方向において、排気口４０１Ｂおよび吹出口５０１Ｂが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｂの開口面積のうちの実質的に０である。従って、排気口４０１Ｂから風が吹き込むときであっても、排気口４０１Ｂに対面する吹出管５００Ｂの周壁５０３が邪魔板機能を発揮し、排ガス排出装置３００Ｂの耐風性を向上させることができる。よって万一、外気７００の風が排ガス排出装置３００Ｂの排気口４０１Ｂに吹き込むときであっても、その風が吹出口５０１Ｂから吹出管５００Ｂの内部に直接的に吹き込むことが抑制される。
【００３９】
図４に示すように、吹出管５００Ｂの吹出口５０１Ｂは、排気マフラ部材４００Ｂの排気室４１０Ｂの内壁面４６０に間隔ΔＫを隔てて対向している。ここで、内壁面４６０は、吹出口５０１Ｂに直接的に対面する衝突壁面４６１と、衝突壁面４６１の回りに形成された傾斜壁面４６２とを有する。衝突壁面４６１は、吹出口５０１Ｂの中心軸線ＰＡに対して交差（直交）する方向に沿って延設されており、吹出口５０１Ｂから吹き出される排ガスの衝突性を高めている。また、傾斜壁面４６２は、吹出口５０１Ｂに近づくにつれて内径が増加するように円錐状に傾斜している。
【００４０】
ここで、吹出口５０１Ｂから矢印Ｘ１方向に吹き出された排ガスは、排気室４１０Ｂの内壁面４６０に当たると、排気室４１０のうち傾斜壁面４６２に沿って吹出管５００Ｂの全周囲のリング状の空間４６３に流れ、更に排気口４０１Ｂから矢印Ｘ２方向に外気７００に向けて排出される。図４に示すように、吹出口５０１Ｂから吹き出された排ガスは、排気室４１０Ｂの内壁面４６０にほぼ直角状態に衝突するため、高い湿度を有するウェット状態の排ガスの正面衝突性を高くできる。故に、ウェット状態の排ガスに含まれている水分を衝突により振り落とすのに貢献できる。しかも衝突後、排ガスを傾斜壁面４６２に沿って排気口４０１Ｂに向けて案内できる。衝突壁面４６１に付着した水滴は吹出管５００Ｂ内を重力により落下する。
【００４１】
図５および図６に示すように、排気マフラ部材４００Ｂは複数の取付鍔部４１２Ｂを有する。そして、筐体５０の取付壁部５９の外面および内面の双方にシール部材５８２Ｂを配置した状態で、排気マフラ部材４００Ｂの取付鍔部４１２Ｂを介して取付具４４５Ｂを筐体５０の取付壁部５９に取り付ける。これにより排ガス排出装置３００Ｂを筐体５０の取付壁部５９に着脱可能に取り付ける。
【００４２】
（実施形態３）
図７は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態２と基本的には同様の構成および作用効果を有する。燃料電池システムの関係上、吹出口５０１Ｂから排出される排ガスは、凝縮器を経た後に外気７００に排出されるものの、まだ高い湿度をもち、凝縮水を生成させ易い性質を有する。図７に示すように、吹出管５００Ｂを構成する周壁において、当該周壁を貫通させるように、小孔状をなす単数または複数の第１逃水通路５９１が形成されている。第１逃水通路５９１はシール部材５８２Ｂよりも先方（上方）に位置しており、吹出管５００Ｂの内周面と外周面とをこれの厚み方向に連通させている。従って、排気室４１０Ｂに過剰に溜まった水は、排気室４１０Ｂから第１逃水通路５９１を介して矢印Ｘ５方向に吹出管５００Ｂの通路内に逃がすことができ、ひいては、吹出管５００Ｂの他端側に設けられている凝縮器の内部の凝縮水貯留室に逃がすことができる。
【００４３】
また図７に示すように、吹出管５００Ｂの外周側には、トラップ室５９４をもつ容器状をなすトラップ部５９５が設けられている。シール部材５８２Ｂは、排気室４１０Ｂとトラップ室５９４とを連通させるための第２逃水通路５９２を形成している。従って、排気マフラ部材４００Ｂの排気室４０１Ｂに存在する水（凝縮水）は、重力によりシール部材５８２Ｂの第２逃水通路５９２を流下し、トラップ部５９５のトラップ室５９４に溜まる。トラップ室５９４内の水は、筐体５０の収容室５０ｘ内の空気により暖められて自然乾燥される。なお、収容室５０ｘは改質器およびスタックのうちの一方または双方を収容しているため、燃料電池システムの発電運転においては暖かく、トラップ室５９４内の水を自然乾燥させ得る。
【００４４】
（実施形態４）
図８〜図１１は実施形態４を示す。本実施形態においても、排ガス排出装置３００Ｃは、燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体５０の水平方向に沿っている取付壁部５９に設けられている。排ガス排出装置３００Ｃは、外気７００に連通するための複数に分散された排気口４０１Ｃをもつ金属または硬質樹脂を基材とする排気マフラ部材４００Ｃと、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すための吹出口５０１Ｃをもつ金属または硬質樹脂を基材とする吹出管５００Ｃとを有する。
【００４５】
図８に示すように、排気マフラ部材４００Ｃは、中央に空洞状の排気室４１０Ｃを有すると共に、排気室４１０Ｃの回りに径外方向および周方向に延設された鍔状をなす取付鍔部４１２Ｃと、取付鍔部４１２Ｃに形成された複数の取付孔４１４Ｃとを有する。図１１に示すように、取付孔４１４Ｃは、吹出管５００の中心軸線ＰＡに対して所定角度（１８０度）の位相で複数個（２個）形成されている。筐体５０の取付壁部５９においても挿入口５９０が形成され、挿入口５９０の回りに複数（２個の）の被取付孔５９９が均等間隔で形成されている。
【００４６】
図１０は排ガス排出装置３００Ｃを組み付ける状態を示す。図１０に示すように、吹出管５００Ｃは、筐体５０の収容室５０ｘに配置されている。吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃは、収容室５０ｘから遠ざかる方向に筐体５０の取付壁部５９から外気７００側に突出していると共に、横方向（矢印Ｘ１方向）に指向している。排気マフラ部材４００Ｃのリング状をなす底壁部４１６Ｃには、シール材料で形成されたリング状をなす弾性シール部材４４０Ｃが設けられている。弾性シール部材４４０Ｃは、吹出管５００Ｃの先端部５００ａが挿入（圧入）される中央孔４４１Ｃを有する。
【００４７】
図８は、排ガス排出装置３００Ｃを筐体５０の取付壁部５９に取り付けた状態を示す。図８は、吹出管５００Ｃの中心軸線ＰＡに沿って当該中心軸線ＰＡを通る断面を示す。図８において、吹出管５００Ｃの中心軸線ＰＡは、鉛直方向に沿って延びている。吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃは、排ガス排出装置３００の排気室４１０Ｃにおいて横方向（矢印Ｘ１方向）に開放されている。従って図８から理解できるように、吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃから横方向（矢印Ｘ１方向）に吹き出された排ガスは、その後、排気マフラ部材４００Ｃの内壁面に衝突し、更に排気マフラ部材４００Ｃの複数の排気口４０１Ｃから矢印Ｘ２方向に外気７００に向けて放出される。吹出口５０１Ｃの中心軸線をＰＤ（図８参照）として示す。
【００４８】
ここで本実施形態によれば、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｃの排気口４０１Ｃの合計開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｃの中心軸線ＰＤと平行な方向において、排気口４０１Ｃおよび吹出口５０１Ｃが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｃの開口面積のうちの３０以下に設定されている。具体的には、図８に示すように、吹出口５０１Ｃおよび排気口４０１Ｃは、互いに逆方向に指向している。つまり、排気口４０１Ｃおよび吹出口５０１Ｃは互いに対面していない。従って、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｃの排気口４０１Ｃの開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｃの中心軸線ＰＤと平行な方向において、排気口４０１Ｃおよび吹出口５０１Ｃが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｃの開口面積のうちの実質的に０である。従って、排ガス排出装置３００Ｃの耐風性を向上させることができる。よって万一、外気７００の強風が排ガス排出装置３００Ｃの排気口４０１Ｃに吹き込むときであっても、その強風が吹出口５０１Ｃに直接吹き込むことが抑制される。
【００４９】
本実施形態によれば、図１１から理解できるように、排ガス排出装置３００Ｃを筐体５０に組み付けるに当たり、排ガス排出装置３００の取付鍔部４１２Ｃを吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（１８０度）回転させれば、排気マフラ部材４００Ｃの排気口４０１Ｃが指向する方向を変更することができる。なお、排気室４１０Ｃの底壁部４１６Ｃに水が溜まったとき、その水は、吹出口５０１Ｃから矢印Ｘ７方向（図８参照）に吹出管５００Ｃの内部に逃がされる。このため高さ方向（矢印Ｈ方向）において、吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃの下端５００ｕは、排気口４０１Ｃの下端４０１ｕよりも低い位置に設定されている。
【００５０】
（実施形態５）
図１２は実施形態５を示す。本実施形態は実施形態４と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、共通する部位には共通の符号を付する。本実施形態によれば、図１２に示すように、取付鍔部４１２Ｃに形成されている取付孔４１４Ｃは、吹出管５００の中心軸線ＰＡに対して所定角度（１８０度）の位相で複数個（２個）形成されている。これに対して筐体５０に形成されている被取付孔５９９は中心軸線ＰＡに対して所定角度（９０度）の位相で複数個（４個）形成されている。そして、排ガス排出装置３００Ｃを筐体５０に組み付けるに当たり、排ガス排出装置３００の取付鍔部４１２Ｃを吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（９０度）ずつ回転させて相対変位させれば、排気マフラ部材４００Ｃを方向変換でき、排気口４０１Ｃが指向する方向を９０度づつ方向変換させることができる。被取付孔５９９は４個形成されているが、中心軸線ＰＡに対して４５度の位相で８個形成しても良い。この場合には、排気口４０１Ｃが指向する方向を４５度づつ方向変換できる。更に、被取付孔５９９を均等間隔で５個、６個、７個としても良い。
【００５１】
（実施形態６）
図１３は実施形態６を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、共通する部位には共通の符号を付する。本実施形態によれば、排ガス排出装置３００Ｄは、燃料電池システムに使用されている燃料電池を収容する筐体５０のうち、鉛直方向に沿った取付壁部５９Ｄに設けられている。排ガス排出装置３００の排気マフラ部材４００の排気口４０１は、外気７００における雨水の進入を抑制するように、下向きにされている。吹出管５００の吹出口５０１は排気マフラ部材４００の排気室４１０内において上向きとされている。但し、必要に応じて、排気マフラ部材４００の排気口４０１は、上向きにされていても良い。また吹出管５００の吹出口５０１は排気マフラ部材４００の排気室４１０内において下向きとされていても良い。
【００５２】
（適用形態１）
上記した排ガス排出装置を適用する燃料電池システムの一例について説明する。
（全体構成）
本発明の適用形態１を図１４〜図１６を参照して説明する。本適用形態は、一般家庭、業務店またはビル等に固定的に設置される定置用の燃料電池システムに適用している。図面はあくまでも概念図であり、細部の寸法まで詳細に規定するものではない。図１４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のアノードに供給する供給路１と、アノードガス供給部として機能できる改質器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（燃料原料搬送源）、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。
【００５３】
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が燃焼部２ｃに向けて分岐されている。
【００５４】
燃料電池のスタック３は、アノードガスが供給されるアノードと、カソードガス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のプロトン伝導膜）とをもつ。燃料電池は、シートタイプの複数の膜電極接合体を厚み方向に積層させる方式でも良いし、あるいは、チューブタイプの膜電極接合体を組み付ける方式でも良い。
【００５５】
スタック３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は、カソードガス（空気）を吸入する吸気口１２ｉをもつ。カソードガス通路１２にはカソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）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。カソードオフガス通路１４は、カソードオフガスを排ガス排出装置１４ｐから外気７００に排出させる。カソードオフガス通路１４には、カソードオフガスを凝縮させる凝縮器２２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、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。ここで、加湿器１５は、スタック３のカソードに流入する前のカソードガス（カソードオフガスよりもドライ）が流れる吸湿通路と、スタック３のカソードから流出した後のカソードオフガス（カソードガスよりもウェット）が流れる加湿通路と、吸湿通路および加湿通路を仕切る水分保持膜とを有する。加湿器１５において、カソードガスよりも高湿度および高温のカソードオフガスは、水分保持膜に水分および熱を与える。カソードオフガスよりも低湿度および低温のカソードガスは、水分保持膜により加湿および加熱される。
【００５６】
図１４に示すように、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３ａｐからアノードオフガス通路１９が改質器２の燃焼部２ｃに向けて設けられている。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を介して水精製器２８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を介して水精製器２８に繋がれている。凝縮器２２から延設された排水路２２ｃは水精製器２８に繋がれている。
【００５７】
水精製器２８で生成された水は、図略のポンプまたは重力により水タンク２５に供給される。水タンク２５から改質水通路４０が改質部２ａの入口２ｉに向けて延設されている。改質水通路４０には、改質水ポンプ４１、改質水バルブ４２が設けられている。
【００５８】
燃料電池システムの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のガス状をなす燃料原料は、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。
【００５９】
また燃焼空気用のポンプ３３が回転駆動すると、燃焼空気が空気通路３４から燃焼部２ｃに供給される。この結果、ガス状をなす燃料原料は、空気通路３４からの空気により燃焼部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２０モル％以上）が生成する。このように改質器２で生成されたアノードガスは、第１凝縮器９で水分を低下させる。なお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い。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。
【００６０】
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および出口弁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で水分を除去させた後、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および出口弁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のアノードの入口に供給される。
【００６１】
また、カソードガスポンプ１３が駆動するため、カソードガス通路１２から供給されたカソードガスは、入口１５ｉから加湿器１５に流れ、加湿器１５で加湿された後、スタック３のカソードの入口からカソードに供給される。このようにしてスタック３に負荷（スタック３の電気エネルギで作動させる負荷）が接続されている状態で、アノードガスおよびカソードガスによりスタック３において発電反応が行われ、電気エネルギが発生する。なお、発電反応後のアノードオフガスは、可燃性成分を有することがあるため、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。
【００６２】
ここで、燃料電池システムの発電運転中において、第１凝縮器９、第２凝縮器２１、凝縮器２２等の凝縮器に凝縮水が次第に貯留される。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を介して水精製器２８に重力により供給される。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を介して重力により水精製器２８に供給される。凝縮器２２に溜まった凝縮水は、排水路２２ｃを介して重力により水精製器２８に供給される。水精製器２８に溜まった凝縮水は、水精製器２８で生成されて純水化される。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。
【００６３】
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（第１メンテナンス部品）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。
【００６４】
図１５および図１６は、燃料電池システムの筐体５０の垂直断面を模式的に示す。図１５は、筐体５０の長手方向（Ｌ１方向）に沿って且つ鉛直線に沿って切断した状態を模式的に示す縦断面図である。図１６は、筐体５０の幅方向（Ｌ２方向）に沿って且つ鉛直線に沿って切断した状態を模式的に示す縦断面図である。ここで、筐体５０の長手方向は、直方体形状をなす筐体５０のうち水平方向に沿った方向において、最も長い寸法が延びる方向を意味する。筐体５０の幅方向は、直方体形状をなす筐体５０の水平方向に沿った方向において、筐体５０の長手方向と交差する方向を意味する。
【００６５】
本実施形態に係る燃料電池システムは、図１５に示すように、筐体５０と改質器２とスタック３とをもつ。筐体５０は底壁部５０ｂ、天井壁部５０ｕ、側面部５０ｔをもつ。図１５において、筐体５０の水平方向に沿っている底壁部５０ｂまたは天井壁部５０ｕに沿った方向において、最も長い寸法が延びる方向を長手方向（矢印Ｌ１方向）とする。
【００６６】
図１５に示すように、筐体５０の収容室５０ｘは、大容積の主収容室５１と、主収容室５１よりも低温に維持され且つ主収容室５１よりも小容積の隔室５３と、主収容室５１および隔室５３を仕切る隔壁５５とを有する。隔室５３はメンテナンス部品を収容するメンテナンス室として機能するものであり、主収容室５１の側方に位置している。筐体５０を形成する壁は、仕切壁として機能するものであり、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。なお、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。
【００６７】
図１５に示すように、隔室５３は筐体５０のうち、スタック３と共に放熱源となり得る改質器２からの熱影響を回避するため、改質器２およびスタック３から遠ざかるように、長手方向（矢印Ｌ１方向）において、改質器２に対して反対側の端側に設けられている。
【００６８】
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。断熱層５５ｓは断熱および防音作用を奏する。従って放熱源を収容する主収容室５１の熱は隔室５３に伝達されにくいため、隔室５３の昇温を抑制するのに貢献できる。なお、隔壁５５は空気断熱層５５ｘを備えている構造でも良い。
【００６９】
本実施形態によれば、図１５に示すように、筐体５０のうち隔室５３側には、金属製の脱着パネル５６がボルト等の取付具５６ｘにより取着されている。取付具５６ｘを外せば、脱着パネル５６は筐体５０から外方に離脱される。脱着パネル５６は通気性を有しており、筐体５０に対して脱着および取着可能であり、隔室５３を閉じる。脱着パネル５６は、カソードガスとして機能する外気７００（筐体５０の外方の空気）を筐体５０の内部に導入させる外気導入口として機能する吸気口１２ｉを形成するグリル５８を有する。
【００７０】
図１５に示すように、スタック３および加湿器１５は、筐体５０の主収容室５１のうち天井壁部５０ｕ側に配置されており、主収容室５１の高さ方向の中間位置ｈｍよりも上側に配置されており、筐体５０の天井壁部５０ｕに接近している。加湿器１５は、主収容室５１のうち改質器２から遠ざかるように、隔壁５５側に配置されている。
【００７１】
図１５に示すように、筐体５０の隔室５３には、塵埃除去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、脱着パネル５６の内面５６ｉに溶接または図略の取付具により固定されている。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して外気７００に含まれている塵埃を除去するフィルタ機能を有する。
【００７２】
図１５から理解できるように、カソードガス通路１２は、筐体５０の脱着パネル５６に形成された外気導入口としての吸気口１２ｉと、外気導入口としての吸気口１２ｉに連通する空気フィルタ部６６と、空気フィルタ部６６の内部を通過したカソードガスをダクト７７の分岐部７７ｋまで流す通路１２ｆと、分岐部７７ｋからカソードガスを加湿器１５の入口１５ｉに向けて搬送させる通路１２ｓと、通路１２ｓに設けられたカソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）とを備えている。
【００７３】
図１５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。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源となり得る電気機器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。空気通路３４は、電気機器ボックス６８の出口６８ｍと燃焼部２ｃとを繋ぐ。
【００７４】
図１５に示すように、燃料電池システムの運転時等の通常時には、空気フィルタ部６６の外箱として機能するケース６６ｔは、ケース６６ｔの裏面に保持されている裏面板６６ｗと共に、隔壁５５の開口７５を閉じている。従って、空気フィルタ部６６は、開口７５を開閉可能に閉じる開閉部材または蓋部材として機能できる。この状態では、筐体５０の外方の外気をカソードガスとしてダクト７７側に導入できるように、空気フィルタ部６６の内部は、開口７５に連通している。従って、空気フィルタ部６６が図１５に示すように筐体５０内に取り付けられている状態では、脱着パネル５６の外気導入口としての吸気口１２ｉ、空気フィルタ部６６の内部、開口７５、ダクト７７は、外気をダクト７７側に吸入できるように連通している。
【００７５】
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の外気導入口としての吸気口１２ｉ、空気フィルタ部６６、開口７５、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の電気機器６８ｃ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。
【００７６】
図１５に示すように、筐体５０の天井壁部５０ｕ（取付壁部）には排ガス排出装置２ｋ（本発明品）が設けられている。燃焼部２ｃで燃焼された排ガスは、凝縮器４９で冷却され、凝縮水を生成させた後、排ガス出口２ｋから筐体５０の外方（上方）に放出される。この排ガスは、燃焼部２ｃで燃焼された燃焼用空気の排ガス、燃焼用燃料の排ガス、アノードオフガスが燃焼部２ｃで燃焼した後の排ガスを意味する。
【００７７】
また図１５に示すように、カソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）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の通路１２ｓを介して加湿器１５の入口１５ｉに供給され、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、発電反応に使用される。
【００７８】
本実施形態によれば、図１５に示すように、発電反応後の高湿度を有するカソードオフガスは、スタック３のカソードの出口から吐出された後に加湿器１５の吸湿通路に流入し、加湿器１５の出口１５ｐからカソードオフガス通路１４に排出される。図１５に示すように、カソードオフガス通路１４は、加湿器１５の出口１５ｐから凝縮器２２の入口２２ｉに向かう縦方向に配向する通路１４ｆと、凝縮器２２の出口２２ｐから矢印Ｌ２方向に沿ってつまり水平方向に沿って側面部５０ｍの排ガス排出装置１４ｐに向かう通路１４ｓとを備えている。図１５から理解できるように、加湿器１５の出口１５ｐから排出された高湿度のカソードオフガスは、凝縮器２２で冷却され、カソードオフガスに含まれている水分を凝縮水として凝縮させる。凝縮水を生成した後のカソードオフガスは、筐体５０の側面部５０ｍの排ガス排出装置１４ｐ（本発明品）から外方（横方）に排出される。
【００７９】
上記したような本実施形態によれば、カソードガス通路１２は、脱着パネル５６の吸気口１２ｉから通路１２ｆ，通路１２ｓを介して加湿器１５の入口１５ｉに向かう。具体的には、図１５に示すように、カソードガス通路１２は、脱着パネル５６に設けられた吸気口１２ｉと、空気フィルタ部６６と、ダクト７７のうち分岐部７７ｋまでの通路１２ｆと、分岐部７７ｋから加湿器１５の入口１５ｉ間での通路１２ｓとを有する。
【００８０】
ここで本実施形態によれば、図１５に示すように、筐体５０の収容室５０ｘ（主収容室５１＋隔室５３）を中心線Ｐ１を介して第１片側空間５０ｙと第２片側空間５０ｗとに分割すると、改質器２は、筐体５０の収容室５０ｘにおける片側の第１片側空間５０ｙに配置されている。すなわち、改質器２は、筐体５０の収容室５０ｘの長手方向（矢印Ｌ１方向）において一端側に配置されている。
【００８１】
これに対して、カソードガス通路１２の吸気口１２ｉおよびカソードオフガス通路１４の排ガス排出装置１４ｐは、カソードガス通路１２とカソードオフガス通路１４と共に、筐体５０の収容室５０ｘにおける他の片側である第２片側空間５０ｗに配置されている。ここで、排ガス排出装置１４ｐは、発電反応後のカソードオフガスを排出させる専用の排出口であり、アノードオフガスの燃焼後の排ガスを排出させる排ガス排出装置２ｋに対して分離独立している。この結果、カソードガス通路１２の長さは、抑制されて短縮される。よってカソードガス通路１２の圧損が抑制される。更に、カソードオフガス通路１４の長さは、抑制されて短縮される。この結果、カソードオフガス通路１４の圧損が抑制される。
【００８２】
本実施形態によれば、図１５に示すように、加湿器１５と改質器２との間にスタック３を配置させるように、加湿器１５は、放熱源となり得る改質器２から遠ざけられている。これにより放熱源となり得る改質器２が加湿器１５の加湿性能に熱影響を与えることが抑制される。殊に図１５に示すように、加湿器１５は、主収容室５１よりも低温に維持され易い隔室５３（放熱源が少ないか、ない）に対向している。よって加湿器１５が過剰に高温になることが抑制され、加湿性能が良好に維持される。
【００８３】
上記したように改質器２とカソードガス通路１２およびカソードオフガス通路１４とが離間している。よって、放熱源となる改質器２がカソードガス通路１２のカソードガス、カソードオフガス通路１４のカソードオフガスに熱影響を与えることが抑制される。よって、カソードガス通路１２のカソードガスの体積の熱膨張、カソードオフガス通路１４のカソードオフガスの体積の熱膨張が抑制される。従って、カソードガスをスタック３のカソードまで搬送させるカソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）の動力損失を低減させるのに有利となる。この場合、カソードガスポンプ１３の小型化に貢献することができる。
【００８４】
（他の形態）
本発明の実施形態および適用形態としては次の事項が例示される。燃料電池システムは図１４に示す配管に限定されるものではない。上記した実施形態によれば、改質器２は、筐体５０の収容室５０ｘにおける片側の第１片側空間５０ｙに配置されており、カソードガス通路１２の吸気口１２ｉおよびカソードオフガス通路１４の排ガス排出装置１４ｐは、カソードガス通路１２とカソードオフガス通路１４と共に、第２片側空間５０ｗに配置されているが、これに限らず、改質器２は、カソードガス通路１２の吸気口１２ｉおよびカソードオフガス通路１４の排ガス排出装置１４ｐと共に、更にカソードガス通路１２とカソードオフガス通路１４と共に、第２片側空間５０ｗに配置されていても良い。
【００８５】
空気ポンプ３３（燃焼用空気の搬送源）が回転駆動すると、電気機器ボックス６８の内部の空気は空気通路３４を介して改質器２の燃焼部２ｃに供給されて燃焼に使用されるが、電気機器ボックス６８の内部の空気を吸引させる場合に限らず、他の系統から吸引して燃焼部２ｃに供給することにしても良い。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
カソードガス通路１２は、燃焼用空気を供給するための空気通路３４に繋がるダクト６７に連通しているが、カソードガス通路１２および空気通路３４は、互いに非連通の別経路としても良い。筐体５０は四角箱形状とされているが、円筒形状としても良い。吸気口１２ｉは、脱着パネル５６に形成されているが、これに限らず、排ガス排出装置１４ｐは筐体５０の側面部５０ｍに形成されているが、筐体５０の他の側面部に形成されていても良く、筐体５０の天井壁部５０ｕまたは底壁部５０ｂに形成されていても良い。
【００８６】
上記したポンプ７，３３，１３，４１はファン１０２、ブロア等のカソードガス搬送源でも良い。隔壁５５は、金属板５５ｆと断熱層５５ｓとを備えているが、これに限らず、金属板のみとしても良いし、断熱材料で形成された断熱板のみとしても良い。
【００８７】
ダクト７７は電気機器ボックス６８を介して燃焼部２ｃに燃焼用空気を供給するが、これに限らず、ダクト７７は電気機器ボックス６８を介することなく燃焼部２ｃに燃焼用空気を供給することにしても良い。隔室５３は筐体５０の長手方向の端側に配置されているが、これに限らず、筐体５０の幅方向の端側でも良い。
【００８８】
上記した実施形態によれば、図１５に示すように、水精製器２８で生成された水は水タンク２５に供給され、その後、改質器２に供給されるが、これに限らず、水精製器２８および水タンク２５の位置の順序を入れ替えても良い。この場合、水タンク２５で溜めた水は、水精製器２８で精製され、その後、改質器２に供給される方式としても良い。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。
【００８９】
上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
（付記項１）燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口および排気口に連通する排気室をもつ排気マフラ部材と、前記排気マフラ部材に対向するように前記筐体に設けられ、前記燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すと共に前記排気室に連通する吹出口をもつ吹出管とを具備することを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。排気室に連通する吹出管の吹出口から排ガスが吹き出される。
（付記項２）燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口をもつ排気マフラ部材と、前記排気マフラ部材に対向するように前記筐体に設けられ、前記燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出す吹出口をもつ吹出管とを具備しており、前記排気口および前記吹出口は互いに異なる方向（逆の方向）に指向していることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は例えば定置用、車両用、電気機器用、電子機器用、携帯用、可搬用の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】
【００９１】
【図１】実施形態１に係り、排ガス排出装置を組み付ける状態を示す断面図である。
【図２】実施形態１に係り、組み付け前の排ガス排出装置のユニット品を示す平面図である。
【図３】実施形態１に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図４】実施形態２に係り、図６のＷ４−Ｗに沿って切断した断面を示し、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図５】実施形態２に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す側面図である。
【図６】実施形態２に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す平面図である。
【図７】実施形態３に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図８】実施形態４に係り、図１１のＷ８−Ｗ８に沿って切断した断面を示し、排ガス排出装置を筐体に組み付ける状態を示す断面図である。
【図９】実施形態４に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す側面図である。
【図１０】実施形態４に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付ける前の状態を示す断面図である。
【図１１】実施形態４に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す平面図である。
【図１２】実施形態５に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す平面図である。
【図１３】実施形態６に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図１４】適用形態１に係り、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１５】適用形態１に係り、筐体の内部の基本構成を長手方向に沿った垂直に切断した状態を模式的に示す縦断面図である。
【図１６】適用形態１に係り、筐体の内部の基本構成を幅方向に沿った垂直に切断した状態を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
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、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（カソードガス搬送源）、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は水精製器、５０は筐体、５０ｘは収容室、５０ｍは側面部、５１は主収容室、５３は隔室、５５は隔壁、５６は脱着パネル、５８はグリル、６６は空気フィルタ部、６７はダクト、６８は電気機器ボックス、３００は排ガス排出装置、４００は排気マフラ部材、４０１は排気口、４１０は排気室、４１２は取付鍔部、４３０はユニット品、５８０は排ガス放出管を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの排ガス排出装置および燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、一般的に、収容室をもつ筐体と、筐体の収容室に配置され燃料原料を改質してアノードガスを生成させる改質器と、筐体の収容室に配置されアノードガスが供給される燃料電池のスタックとを有する。このような燃料電池システムを収容する筐体の壁には、改質器の排ガス、スタックのアノードオフガスを燃焼させた排ガスを排出させるための排気口が設けられている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１４０１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した排気口の耐風性は必ずしも充分ではなく、外部の風等が排気口に吹き込むと、排ガスを排気口から排出させる能力が低下するおそれがある。場合によっては、排気口から外気に排出されるはずの排ガスが内部に逆流してしまうおそれがある。この場合、燃料電池システムの円滑な発電運転が妨げられるおそれがある。
【０００４】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、耐風性を向上させることができる燃料電池システムの排ガス排出装置および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】
（１）様相１の本発明に係る燃料電池システムの排ガス排出装置は、（ｉ）燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口および排気口に連通する排気室をもつ排気マフラ部材と、（ｉｉ）排気マフラ部材に対向するように筐体に設けられ、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すと共に排気室に連通する吹出口をもつ吹出管とを具備しており、（ｉｉｉ）相対表示で、排気口の開口面積を１００とするとき、吹出口の中心軸線と平行な方向において、排気口および吹出口が対面する対面重合度は、排気口の開口面積のうちの３０以下に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
（２）様相２の本発明に係る燃料電池システムは、（ｉ）収容室をもつ筐体と、（ｉｉ）筐体の収容室に配置され燃料原料を改質してアノードガスを生成させる改質部と改質部を加熱する燃焼部とを有する改質器と、（ｉｉｉ）筐体の前記収容室に配置されアノードガスが供給されるアノードとカソードガスが供給されるカソードとを有する燃料電池のスタックと、（ｉｖ）筐体の収容室に配置され改質器の燃焼部またはスタックから排出された排ガスを外気に向けて排出させる排ガス排出管と、（ｖ）筐体の外壁面に取り付けられ排ガス排出管に連通する排ガス排出装置とを具備しており、排ガス排出装置は、前記した様相に係る排ガス排出装置であることを特徴とする。
【０００７】
（３）排ガスは、燃料電池システムの発電運転で発生すると共に排出されるべきガスである。排ガスとしては、改質器の排ガス、燃料電池のカソードガスの排ガス、燃料電池のアノードガスガスの排ガスが例示される。
【０００８】
排気口および吹出口の対面重合度は、排ガス排出装置において、吹出口の中心軸線と平行な方向において、マフラ部材の排気口および吹出管の吹出口が互いに対面して重なりあっている度合を意味する。相対表示で排気口の開口面積を１００とするとき、対面重合度は３０以下、２０以下、１０以下が好ましい。更には５以下、０が好ましい。この場合、耐風性を高めるためには、排気マフラ部材の排気口および吹出管の吹出口は、互いに逆方向に指向して開放していることが好ましい。この場合、吹出管の中心軸線を挟むように、排気口および吹出口が配置されていることが好ましい。
【０００９】
本発明によれば、次の態様が採用できる。
【００１０】
・吹出管の中心軸線に沿って吹出管の中心軸線を通る断面において、排気口の中心軸線と吹出管の中心軸線とは交差することが好ましい。この場合、排気口および吹出口の対面重合度を低下させることができるので、排ガス排出装置の耐風性を向上させることができる。
【００１１】
・排気マフラ部材および吹出管は連結されていることが好ましい。この場合、排気マフラ部材および吹出管は一体品となり、ユニット化されている。
【００１２】
・排気マフラ部材は、筐体に対して方向変換可能とされていることが好ましい。この場合、排気口の向きを変更させることができるので、排ガス排出装置の耐風性を調整させることができる。
【００１３】
・好ましくは、吹出管は逃水通路を有する。逃水通路は、排気マフラ部材の排気室と吹出管の内部とを連通させ、且つ、排気マフラ部材の排気室に存在する水を吹出管の内部に逃がす。この場合、排気マフラ部材の排気室に存在する水を、逃水通路を介して、吹出管の内部に逃がすことができる。
【００１４】
・好ましくは、吹出管の吹出口は排気マフラ部材の排気室に突出しており、高さ方向において、吹出管の吹出口の下端は、排気室に存在する水を排気マフラ部材の排気口の下端よりも低い位置に設定されている。この場合、排気マフラ部材の排気室に存在する水を、吹出管の吹出口を介して、吹出管の内部に逃がすことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、耐風性を向上させることができる燃料電池システムの排ガス排出装置および燃料電池システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
図１〜図３は実施形態１を示す。排ガス排出装置３００は、燃料電池システムで発生する排ガスを外気に排出させるものである。図１に示すように、排ガス排出装置３００は、燃料電池を収容する筐体５０の平坦状をなす水平方向に延びる取付壁部５９に設けられている。排ガス排出装置３００は、外気に連通するための排気口４０１をもつ金属または硬質樹脂を基材とする排気マフラ部材４００と、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すための吹出口５０１をもつ金属または硬質樹脂を基材とする吹出管５００とを有する。
【００１７】
図１に示すように、排気マフラ部材４００は、吹出管５００を突出させた円盤型をなしており、空洞状の排気室４１０を形成するように、第１部材４０２と第２部材４０３とを溶接、接着剤または螺子止め等で結合して形成されている。ここで、排気マフラ部材４００は、中央に設けられた空洞状の排気室４１０と、排気室４１０の回りに径外方向および周方向に延設された鍔状をなす取付鍔部４１２と、取付鍔部４１２に形成された複数の取付孔４１４とを有する。図２に示すように、取付鍔部４１２において、取付孔４１４は、吹出管５００の中心軸線ＰＡに対して所定角度（１８０度）の位相で複数個（２個）形成されている。但し２個に限定されるものではなく、必要に応じて３個以上、４個以上、６個以上とすることもできる。
【００１８】
図１に示すように、筐体５０の取付壁部５９においても、これを貫通するように挿入口５９０が形成され、挿入口５９０の回りに複数の被取付孔５９９が形成されている。筐体５０の収容室５０ｘには、排ガス放出管５８０が挿入口５９０の下方に位置して設けられている。ここで図１に示すように、排ガス放出管５８０の先端部５８０ａは鉛直方向に沿っており、筐体５０の取付壁部５９の挿入口５９０に対面している。排ガス放出管５８０の先端部５８０ａには、リング状をなすシール保持部５８１が形成されている。シール保持部５８１には、シール材料で形成されたリング状をなすシール部材５８２が取り付けられている。筐体５０の取付壁部５９の内面側には、ナット状をなす締結具４６０が溶接などで固定されている。なお、排ガス放出管５８０の他端部は、凝縮器を介して改質器の燃焼部に繋がる。よって改質器の燃焼部で燃焼された燃焼排ガスが排ガス放出管５８０から放出される。
【００１９】
図１に示すように、排気マフラ部材４００および吹出管５００は、溶接、接着剤または螺子止め等でほぼ同軸的に連結されて一体品となり、ユニット品４３０とされている。ここで、吹出管５００の先端部５８０ａの中心軸線ＰＡは、排気マフラ部材４００の取付鍔部４１２に対してほぼ直交状態に延設されている。
【００２０】
上記した排ガス排出装置３００を筐体５０の取付壁部５９に取り付けるにあたっては、図１に示すように、ユニット品４３０のうち円筒形状をなす吹出管５００の先端部５００ａを、筐体５０の取付壁部５９の挿入口５９０に挿入させる。更に、雄螺子部４４５ｃを有する取付具４４５を弾性シール部材４４０を介して取付鍔部４１２の被取付孔５９９に挿入する。これにより取付具４４５の雄螺子部４４５ｃを、筐体５０の取付壁部５９の内面５９ｉ側の締結具４６０の雌螺子部４６０ｆに螺合させる。これにより図３に示すように、排ガス排出装置３００（ユニット品４３０）を筐体５０の取付壁部５９に着脱可能に取り付ける。
【００２１】
ここで、締結具４６０は、筐体５０の取付壁部５９の内面側に固定されていなくても良く、要するに、筐体５０の取付壁部５９の内面側に配置されていれば良い。なお、雌螺子部を有する締結具４６０を廃止し、筐体５０の取付壁部５９に直接的に雌螺子部を形成しても良い。
【００２２】
上記したように排ガス排出装置３００を筐体５０の取付壁部５９に取り付けるにあたり、図３から理解できるように、ユニット品４３０の吹出管５００の先端部５００ａは、排ガス放出管５８０の内部に挿入される。このとき、吹出管５００の先端部５００ａの外周壁面は、排ガス放出管５８０の先端部５８０ａのシール部材５８２の内周部に当たる。よって吹出管５００と排ガス放出管５８０とは気密状態および／または液密状態にシールされる。さらに、排ガス排出装置３００と筐体５０の取付壁部５９との間についても、挿入口５９０は弾性シール部材４４０により気密状態および／または液密状態にシールされる。この場合、排ガスの圧力が脈動するときであっても、シール部材５８２および弾性シール部材４４０のダンパー機能により、吹出管５００等の異状振動なども抑制される。
【００２３】
図３は、排ガス排出装置３００を筐体５０の取付壁部５９に取り付けた状態を示す。図３は、吹出管５００の中心軸線ＰＡに沿って当該中心軸線ＰＡを通る断面を示す。図３において、吹出管５００の中心軸線ＰＡは、鉛直線に沿って上下方向に延びている。吹出管５００の吹出口５０１は横向きに指向し排気マフラ部材４００の壁４００ｗに対向しており、結果として、排気マフラ部材４００の排気室４１０において横向きに開放されている。従って図３から理解できるように、排ガス放出管５８０を流れた排ガスは、吹出管５００の先端の閉鎖壁５０２に当たりつつ、吹出管５００の吹出口５０１から吹き出され、横方（矢印Ｘ１方向）に向けて吐出された後、排気マフラ部材４００の壁４００ｗの内壁面に衝突し、更に中心軸線ＰＡの回りに沿って矢印ＸＦ方向に吹出管５００の周壁５０３の回りを流れ、排気口４０１から外気７００に向けて矢印Ｘ２方向に放出される。排ガスは吹出管５００の先端の閉鎖壁５０２に衝突するとき、衝突性が高いため、排ガスに含まれている水分を落下させ易くなる。閉鎖壁５０２の内面に付着した水滴は、重力により吹出管５００内を落下し易くなる。ここで本実施形態によれば、吹出口５０１の中心軸線をＰＣ（図２参照）として示す。相対表示で、排気マフラ部材４００の排気口４０１の開口面積を１００とするとき、中心軸線ＰＣと平行な方向において、排気口４０１および吹出口５０１が対面する対面重合度は、排気口４０１の開口面積のうちの２０以下に設定されている。具体的には、図２に示すように、吹出管５００の吹出口５０１および排気マフラ部材４００の排気口４０１は互いに逆方向に指向して開放しており、排気口４０１および吹出口５０１は互いに対面していない。すなわち、図２から理解できるように、吹出管５００の中心軸線ＰＡを挟むように、排気口４０１および吹出口５０１が配置されている。
【００２４】
従って、相対表示で、排気マフラ部材４００の排気口４０１の開口面積を１００とするとき、吹出口５０１の中心軸線ＰＣと平行な方向において、排気口４０１および吹出口５０１が対面する対面重合度は、排気口４０１の開口面積のうちの実質的に０である。従って、排ガス排出装置３００の耐風性を向上させることができる。よって万一、外気７００の強風が排ガス排出装置３００の排気口４０１に吹き込むときであっても、その風が吹出口５０１から吹出管５００の内部に直接的に吹き込むことが抑制される。更に、雨水が吹出口５０１から吹出管５００の内部に直接的に吹き込むことも抑制される。
【００２５】
図３に示すように、吹出管５００の先端部５００ａの先端（上端）に閉鎖壁５０２が設けられている。吹出管５００の閉鎖壁５０２および吹出管５００の周壁５０３は、排気マフラ部材４００の排気口４０１に対面している。このため外気７００の風が排気マフラ部材４００の排気口４０１から排気室４１０に吹き込むときであっても、周壁５０３は邪魔板機能を発揮し、吹出管５００の閉鎖壁５０２および吹出管５００の周壁５０３は、排気口４０１から排気室４１０に吹き込む風、雨水に対向することができる。この意味においても耐風性、耐雨水性が向上している。
【００２６】
かりに排気マフラ部材４００の排気室４１０に凝縮水がたまったとしても、排気マフラ部材４００の底部４０１ｒと吹出口５０１の下辺５０１ｄとは同じ高さである。このため、底部４０１ｒに溜まった凝縮水などの水は吹出口５０１の下辺５０１ｄから排ガス放出官５８０内に流入する。
【００２７】
このように排ガス排出装置３００の耐風性を向上させれば、吹出管５００が連通する改質器の燃焼部における燃焼反応が良好に維持され、燃焼部の燃焼反応の安定化、改質部の温度の安定化を図り得る。ひいては改質ガス（アノードガス）の組成の安定化を図ることができ、燃料電池システムの発電運転が良好に維持される。この意味において耐風性の向上は重要である。
【００２８】
本実施形態によれば、排ガス排出装置３００を筐体５０に組み付けるに当たり、ユニット品４３０の取付鍔部４１２を吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（１８０度）回転させれば、ユニット品４３０を構成する排気マフラ部材４００の排気口４０１の方向を所定角度（１８０度）変更することができる。この場合、排気マフラ部材４００および吹出管５００は一体に連結されているため、排気マフラ部材４００の排気口４０１の方向が周方向において変更される。すると、吹出管５００の吹出口５０１の指向方向は、排気マフラ部材４００の排気口４０１の指向方向の変更に対応させて変更される。従って、ユニット品４３０の取付鍔部４１２を吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（１８０度）回転させたとしても、排気口４０１および吹出口５０１は互いに対面しておらず、互いに逆方向に指向している状態が維持されるため、排ガス排出装置３００の耐風性を維持することができる。
【００２９】
筐体５０の設置場所としては、筐体５０の長手方向が家屋等の建築物の壁に沿うように設置されることが多い。建築基準法によれば、家屋等の建築物と筐体５０の排気口４０１との間の距離を確保する必要がある。距離は排気口４０１の向きによって異なる。建築物の壁と排気口４０１との距離が確保できない場合には、排気口４０１の向きを変更すれば、筐体５０が設置可能となることがある。従って、本実施形態のように、排気口４０１の向きを変更できれば、設置自由度が拡大される利点が得られる。
【００３０】
本実施形態によれば、図３に示すように、排気マフラ部材４００の取付鍔部４１２は、吹出管５００に対して径外方向に延設されており、筐体５０の取付壁部５９に対して設置面積を増加させることができる。従って、筐体５０の取付壁部５９に対して排ガス排出装置３００の設置性および取付性を向上させることができる。故に、万一、吹出管５００の吹出口５０１から吹き出される排ガスに脈動が有するときであっても、排ガス排出装置３００の異状振動、ガタツキ等が効果的に抑えられる。殊に、排気マフラ部材４００の取付鍔部４１２は、吹出管５００に対して径外方向の他に周方向にも連続して延設されているため、筐体５０の取付壁部５９に対して設置面積を増加させることができる。従って、筐体５０の取付壁部５９に対して排ガス排出装置３００の設置性および取付性を一層向上させることができる。
【００３１】
更に、吹出管５００の先端部５００ａの外周壁面は、排ガス放出管５８０の先端部５８０ａのシール部材５８２の内周部に当たってシールされている。このため前述したように、万一、吹出管５００の吹出口５０１から吹き出される排ガスに脈動が発生するときであっても、排ガス排出装置３００の異状振動等が抑えられる。更には、排ガス排出装置３００と筐体５０の取付壁部５９との間についても、弾性シール部材４４０によりシールされているため、排ガス排出装置３００の異状振動等が抑えられる。
【００３２】
更に本実施形態によれば、吹出管５００および排気マフラ部材４００は互いに連結されて一体化されている。このため、吹出管５００の吹出口５０１および排気マフラ部材４００の排気口４０１が互いに逆方向に指向している構造が半永久的に維持される。従って、メンテナンス時に、排気口４０１および吹出口５０１が誤って互いに対面した状態で排ガス排出装置３００が筐体５０に取り付けられてしまうといった不具合が抑えられる。このため耐風性を半永久的に維持できる。吹出管５００および排気マフラ部材４００は互いに連結されて一体化されており、ユニット品とされており、取付具４４５を離脱させれば、筐体５０に対して容易に交換可能である。
【００３３】
本実施形態によれば、図１に示すように、吹出口５０１の開口幅はＷ１で示され、排気口４０１の開口幅はＷ２で示される。吹出管５００の先端部５００ａが延設されている方向において、つまり、高さ方向（矢印Ｈ方向）において、吹出口５０１および排気口４０１は互いに重複していない位置に形成されている。このため耐風性を一層向上させることができる。
【００３４】
また本実施形態によれば、図３に示すように、円盤型をなす排ガス排出装置３００の取付鍔部４１２の外径はＤＡとして示され、排気室４１０の室高さはＨＡとして示される。ここで、ＤＡ／ＨＡ＝３〜２０の範囲内、４〜１００の範囲内、殊に４〜６の範囲内とされている。これにより筐体５０の取付壁部５９に組み付けられている状態における排ガス排出装置３００の偏平化を実現でき、外気７００への過剰突出が抑制されている。従って、筐体５０と建築物の壁とを接近させたときであっても、筐体５０付近に存在する建築物の器具等に排ガス排出装置３００が衝突したり干渉したりすることが抑制されている。なお、図３に示すように、吹出管５００の先端部５００ａは、筐体５０の収容室５０ｘ内に向けて配向しており、この意味においても、外気７００への過剰突出が抑制されている。
【００３５】
なお、筐体５０の取付壁部５９が水平方向に延設されている本実施形態によれば、吹出管５００の中心軸線ＰＡは鉛直方向に沿っている。取付壁部５９の向きが変化していれば、それに応じて吹出管５００の中心軸線ＰＡも調整される。
【００３６】
（実施形態２）
図４〜図６は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有するため、共通する部位には共通する符号を付する。本実施形態においても、排ガス排出装置３００Ｂは、燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体５０の取付壁部５９に設けられている。排ガス排出装置３００Ｂは、外気７００に連通するための排気口４０１Ｂをもつ金属または硬質樹脂を基材とする排気マフラ部材４００Ｂと、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すための吹出口５０１Ｂをもつ金属または硬質樹脂を基材とする吹出管５００Ｂとを有する。
【００３７】
図４は、吹出管５００Ｂ（吹出口５０１Ｂ）の中心軸線ＰＡに沿って当該中心軸線ＰＡを通る断面を示す。中心軸線ＰＡは鉛直方向に沿っている。但し、水平方向に沿っていても良い。図４に示すように、吹出管５００Ｂ（吹出管５００Ｂの吹出口５０１Ｂ）の中心軸線ＰＡと排気口４０１Ｂの中心軸線ＰＢとは、互いに交差する。具体的には、両者はほぼ直交状態に交差する。従って、吹出管５００Ｂの先端に設けられている吹出口５０１Ｂは、排気マフラ部材４００Ｂの排気室４１０Ｂ内において鉛直方向において上向きに開放している。これに対して、排気マフラ部材４００Ｂの排気口４０１Ｂは鉛直方向に対して横方に開放している。このように吹出口５０１Ｂおよび排気口４０１Ｂは、互いに対面しないように、それぞれ異なる方向に開放している。更に、図４に示すように、吹出管５００Ｂ（吹出口５０１Ｂ）の中心軸線ＰＡが延びる方向において、すなわち、高さ方向（矢印Ｈ方向）において、吹出口５０１Ｂと排気口４０１Ｂの上端との間には、ずれ量ΔＨが設けられており、吹出口５０１Ｂと排気口４０１Ｂとは、中心軸線ＰＡが延びる方向において重複しない配置とされている。この場合、耐風性を向上させることができる。
【００３８】
上記した本実施形態によれば、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｂの排気口４０１Ｂの開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｂの中心軸線ＰＡ（図４参照）と平行な方向において、排気口４０１Ｂおよび吹出口５０１Ｂが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｂの開口面積のうちの３０以下に設定されている。具体的には、図４に示すように、前述したように、吹出口５０１Ｂおよび排気口４０１Ｂは互いに異なる方向に開放しており、排気口４０１Ｂおよび吹出口５０１Ｂは互いに対面していない。従って、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｂの排気口４０１Ｂの開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｂの中心軸線ＰＡ（図４参照）と平行な方向において、排気口４０１Ｂおよび吹出口５０１Ｂが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｂの開口面積のうちの実質的に０である。従って、排気口４０１Ｂから風が吹き込むときであっても、排気口４０１Ｂに対面する吹出管５００Ｂの周壁５０３が邪魔板機能を発揮し、排ガス排出装置３００Ｂの耐風性を向上させることができる。よって万一、外気７００の風が排ガス排出装置３００Ｂの排気口４０１Ｂに吹き込むときであっても、その風が吹出口５０１Ｂから吹出管５００Ｂの内部に直接的に吹き込むことが抑制される。
【００３９】
図４に示すように、吹出管５００Ｂの吹出口５０１Ｂは、排気マフラ部材４００Ｂの排気室４１０Ｂの内壁面４６０に間隔ΔＫを隔てて対向している。ここで、内壁面４６０は、吹出口５０１Ｂに直接的に対面する衝突壁面４６１と、衝突壁面４６１の回りに形成された傾斜壁面４６２とを有する。衝突壁面４６１は、吹出口５０１Ｂの中心軸線ＰＡに対して交差（直交）する方向に沿って延設されており、吹出口５０１Ｂから吹き出される排ガスの衝突性を高めている。また、傾斜壁面４６２は、吹出口５０１Ｂに近づくにつれて内径が増加するように円錐状に傾斜している。
【００４０】
ここで、吹出口５０１Ｂから矢印Ｘ１方向に吹き出された排ガスは、排気室４１０Ｂの内壁面４６０に当たると、排気室４１０のうち傾斜壁面４６２に沿って吹出管５００Ｂの全周囲のリング状の空間４６３に流れ、更に排気口４０１Ｂから矢印Ｘ２方向に外気７００に向けて排出される。図４に示すように、吹出口５０１Ｂから吹き出された排ガスは、排気室４１０Ｂの内壁面４６０にほぼ直角状態に衝突するため、高い湿度を有するウェット状態の排ガスの正面衝突性を高くできる。故に、ウェット状態の排ガスに含まれている水分を衝突により振り落とすのに貢献できる。しかも衝突後、排ガスを傾斜壁面４６２に沿って排気口４０１Ｂに向けて案内できる。衝突壁面４６１に付着した水滴は吹出管５００Ｂ内を重力により落下する。
【００４１】
図５および図６に示すように、排気マフラ部材４００Ｂは複数の取付鍔部４１２Ｂを有する。そして、筐体５０の取付壁部５９の外面および内面の双方にシール部材５８２Ｂを配置した状態で、排気マフラ部材４００Ｂの取付鍔部４１２Ｂを介して取付具４４５Ｂを筐体５０の取付壁部５９に取り付ける。これにより排ガス排出装置３００Ｂを筐体５０の取付壁部５９に着脱可能に取り付ける。
【００４２】
（実施形態３）
図７は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態２と基本的には同様の構成および作用効果を有する。燃料電池システムの関係上、吹出口５０１Ｂから排出される排ガスは、凝縮器を経た後に外気７００に排出されるものの、まだ高い湿度をもち、凝縮水を生成させ易い性質を有する。図７に示すように、吹出管５００Ｂを構成する周壁において、当該周壁を貫通させるように、小孔状をなす単数または複数の第１逃水通路５９１が形成されている。第１逃水通路５９１はシール部材５８２Ｂよりも先方（上方）に位置しており、吹出管５００Ｂの内周面と外周面とをこれの厚み方向に連通させている。従って、排気室４１０Ｂに過剰に溜まった水は、排気室４１０Ｂから第１逃水通路５９１を介して矢印Ｘ５方向に吹出管５００Ｂの通路内に逃がすことができ、ひいては、吹出管５００Ｂの他端側に設けられている凝縮器の内部の凝縮水貯留室に逃がすことができる。
【００４３】
また図７に示すように、吹出管５００Ｂの外周側には、トラップ室５９４をもつ容器状をなすトラップ部５９５が設けられている。シール部材５８２Ｂは、排気室４１０Ｂとトラップ室５９４とを連通させるための第２逃水通路５９２を形成している。従って、排気マフラ部材４００Ｂの排気室４０１Ｂに存在する水（凝縮水）は、重力によりシール部材５８２Ｂの第２逃水通路５９２を流下し、トラップ部５９５のトラップ室５９４に溜まる。トラップ室５９４内の水は、筐体５０の収容室５０ｘ内の空気により暖められて自然乾燥される。なお、収容室５０ｘは改質器およびスタックのうちの一方または双方を収容しているため、燃料電池システムの発電運転においては暖かく、トラップ室５９４内の水を自然乾燥させ得る。
【００４４】
（実施形態４）
図８〜図１１は実施形態４を示す。本実施形態においても、排ガス排出装置３００Ｃは、燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体５０の水平方向に沿っている取付壁部５９に設けられている。排ガス排出装置３００Ｃは、外気７００に連通するための複数に分散された排気口４０１Ｃをもつ金属または硬質樹脂を基材とする排気マフラ部材４００Ｃと、燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すための吹出口５０１Ｃをもつ金属または硬質樹脂を基材とする吹出管５００Ｃとを有する。
【００４５】
図８に示すように、排気マフラ部材４００Ｃは、中央に空洞状の排気室４１０Ｃを有すると共に、排気室４１０Ｃの回りに径外方向および周方向に延設された鍔状をなす取付鍔部４１２Ｃと、取付鍔部４１２Ｃに形成された複数の取付孔４１４Ｃとを有する。図１１に示すように、取付孔４１４Ｃは、吹出管５００の中心軸線ＰＡに対して所定角度（１８０度）の位相で複数個（２個）形成されている。筐体５０の取付壁部５９においても挿入口５９０が形成され、挿入口５９０の回りに複数（２個の）の被取付孔５９９が均等間隔で形成されている。
【００４６】
図１０は排ガス排出装置３００Ｃを組み付ける状態を示す。図１０に示すように、吹出管５００Ｃは、筐体５０の収容室５０ｘに配置されている。吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃは、収容室５０ｘから遠ざかる方向に筐体５０の取付壁部５９から外気７００側に突出していると共に、横方向（矢印Ｘ１方向）に指向している。排気マフラ部材４００Ｃのリング状をなす底壁部４１６Ｃには、シール材料で形成されたリング状をなす弾性シール部材４４０Ｃが設けられている。弾性シール部材４４０Ｃは、吹出管５００Ｃの先端部５００ａが挿入（圧入）される中央孔４４１Ｃを有する。
【００４７】
図８は、排ガス排出装置３００Ｃを筐体５０の取付壁部５９に取り付けた状態を示す。図８は、吹出管５００Ｃの中心軸線ＰＡに沿って当該中心軸線ＰＡを通る断面を示す。図８において、吹出管５００Ｃの中心軸線ＰＡは、鉛直方向に沿って延びている。吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃは、排ガス排出装置３００の排気室４１０Ｃにおいて横方向（矢印Ｘ１方向）に開放されている。従って図８から理解できるように、吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃから横方向（矢印Ｘ１方向）に吹き出された排ガスは、その後、排気マフラ部材４００Ｃの内壁面に衝突し、更に排気マフラ部材４００Ｃの複数の排気口４０１Ｃから矢印Ｘ２方向に外気７００に向けて放出される。吹出口５０１Ｃの中心軸線をＰＤ（図８参照）として示す。
【００４８】
ここで本実施形態によれば、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｃの排気口４０１Ｃの合計開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｃの中心軸線ＰＤと平行な方向において、排気口４０１Ｃおよび吹出口５０１Ｃが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｃの開口面積のうちの３０以下に設定されている。具体的には、図８に示すように、吹出口５０１Ｃおよび排気口４０１Ｃは、互いに逆方向に指向している。つまり、排気口４０１Ｃおよび吹出口５０１Ｃは互いに対面していない。従って、相対表示で、排気マフラ部材４００Ｃの排気口４０１Ｃの開口面積を１００とするとき、吹出口５０１Ｃの中心軸線ＰＤと平行な方向において、排気口４０１Ｃおよび吹出口５０１Ｃが対面する対面重合度は、排気口４０１Ｃの開口面積のうちの実質的に０である。従って、排ガス排出装置３００Ｃの耐風性を向上させることができる。よって万一、外気７００の強風が排ガス排出装置３００Ｃの排気口４０１Ｃに吹き込むときであっても、その強風が吹出口５０１Ｃに直接吹き込むことが抑制される。
【００４９】
本実施形態によれば、図１１から理解できるように、排ガス排出装置３００Ｃを筐体５０に組み付けるに当たり、排ガス排出装置３００の取付鍔部４１２Ｃを吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（１８０度）回転させれば、排気マフラ部材４００Ｃの排気口４０１Ｃが指向する方向を変更することができる。なお、排気室４１０Ｃの底壁部４１６Ｃに水が溜まったとき、その水は、吹出口５０１Ｃから矢印Ｘ７方向（図８参照）に吹出管５００Ｃの内部に逃がされる。このため高さ方向（矢印Ｈ方向）において、吹出管５００Ｃの吹出口５０１Ｃの下端５００ｕは、排気口４０１Ｃの下端４０１ｕよりも低い位置に設定されている。
【００５０】
（実施形態５）
図１２は実施形態５を示す。本実施形態は実施形態４と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、共通する部位には共通の符号を付する。本実施形態によれば、図１２に示すように、取付鍔部４１２Ｃに形成されている取付孔４１４Ｃは、吹出管５００の中心軸線ＰＡに対して所定角度（１８０度）の位相で複数個（２個）形成されている。これに対して筐体５０に形成されている被取付孔５９９は中心軸線ＰＡに対して所定角度（９０度）の位相で複数個（４個）形成されている。そして、排ガス排出装置３００Ｃを筐体５０に組み付けるに当たり、排ガス排出装置３００の取付鍔部４１２Ｃを吹出管５００の中心軸線ＰＡの回りで所定角度（９０度）ずつ回転させて相対変位させれば、排気マフラ部材４００Ｃを方向変換でき、排気口４０１Ｃが指向する方向を９０度づつ方向変換させることができる。被取付孔５９９は４個形成されているが、中心軸線ＰＡに対して４５度の位相で８個形成しても良い。この場合には、排気口４０１Ｃが指向する方向を４５度づつ方向変換できる。更に、被取付孔５９９を均等間隔で５個、６個、７個としても良い。
【００５１】
（実施形態６）
図１３は実施形態６を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を有するため、共通する部位には共通の符号を付する。本実施形態によれば、排ガス排出装置３００Ｄは、燃料電池システムに使用されている燃料電池を収容する筐体５０のうち、鉛直方向に沿った取付壁部５９Ｄに設けられている。排ガス排出装置３００の排気マフラ部材４００の排気口４０１は、外気７００における雨水の進入を抑制するように、下向きにされている。吹出管５００の吹出口５０１は排気マフラ部材４００の排気室４１０内において上向きとされている。但し、必要に応じて、排気マフラ部材４００の排気口４０１は、上向きにされていても良い。また吹出管５００の吹出口５０１は排気マフラ部材４００の排気室４１０内において下向きとされていても良い。
【００５２】
（適用形態１）
上記した排ガス排出装置を適用する燃料電池システムの一例について説明する。
（全体構成）
本発明の適用形態１を図１４〜図１６を参照して説明する。本適用形態は、一般家庭、業務店またはビル等に固定的に設置される定置用の燃料電池システムに適用している。図面はあくまでも概念図であり、細部の寸法まで詳細に規定するものではない。図１４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のアノードに供給する供給路１と、アノードガス供給部として機能できる改質器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（燃料原料搬送源）、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。
【００５３】
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が燃焼部２ｃに向けて分岐されている。
【００５４】
燃料電池のスタック３は、アノードガスが供給されるアノードと、カソードガス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のプロトン伝導膜）とをもつ。燃料電池は、シートタイプの複数の膜電極接合体を厚み方向に積層させる方式でも良いし、あるいは、チューブタイプの膜電極接合体を組み付ける方式でも良い。
【００５５】
スタック３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は、カソードガス（空気）を吸入する吸気口１２ｉをもつ。カソードガス通路１２にはカソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）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。カソードオフガス通路１４は、カソードオフガスを排ガス排出装置１４ｐから外気７００に排出させる。カソードオフガス通路１４には、カソードオフガスを凝縮させる凝縮器２２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、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。ここで、加湿器１５は、スタック３のカソードに流入する前のカソードガス（カソードオフガスよりもドライ）が流れる吸湿通路と、スタック３のカソードから流出した後のカソードオフガス（カソードガスよりもウェット）が流れる加湿通路と、吸湿通路および加湿通路を仕切る水分保持膜とを有する。加湿器１５において、カソードガスよりも高湿度および高温のカソードオフガスは、水分保持膜に水分および熱を与える。カソードオフガスよりも低湿度および低温のカソードガスは、水分保持膜により加湿および加熱される。
【００５６】
図１４に示すように、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３ａｐからアノードオフガス通路１９が改質器２の燃焼部２ｃに向けて設けられている。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を介して水精製器２８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を介して水精製器２８に繋がれている。凝縮器２２から延設された排水路２２ｃは水精製器２８に繋がれている。
【００５７】
水精製器２８で生成された水は、図略のポンプまたは重力により水タンク２５に供給される。水タンク２５から改質水通路４０が改質部２ａの入口２ｉに向けて延設されている。改質水通路４０には、改質水ポンプ４１、改質水バルブ４２が設けられている。
【００５８】
燃料電池システムの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のガス状をなす燃料原料は、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。
【００５９】
また燃焼空気用のポンプ３３が回転駆動すると、燃焼空気が空気通路３４から燃焼部２ｃに供給される。この結果、ガス状をなす燃料原料は、空気通路３４からの空気により燃焼部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２０モル％以上）が生成する。このように改質器２で生成されたアノードガスは、第１凝縮器９で水分を低下させる。なお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い。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。
【００６０】
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および出口弁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で水分を除去させた後、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および出口弁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のアノードの入口に供給される。
【００６１】
また、カソードガスポンプ１３が駆動するため、カソードガス通路１２から供給されたカソードガスは、入口１５ｉから加湿器１５に流れ、加湿器１５で加湿された後、スタック３のカソードの入口からカソードに供給される。このようにしてスタック３に負荷（スタック３の電気エネルギで作動させる負荷）が接続されている状態で、アノードガスおよびカソードガスによりスタック３において発電反応が行われ、電気エネルギが発生する。なお、発電反応後のアノードオフガスは、可燃性成分を有することがあるため、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。
【００６２】
ここで、燃料電池システムの発電運転中において、第１凝縮器９、第２凝縮器２１、凝縮器２２等の凝縮器に凝縮水が次第に貯留される。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を介して水精製器２８に重力により供給される。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を介して重力により水精製器２８に供給される。凝縮器２２に溜まった凝縮水は、排水路２２ｃを介して重力により水精製器２８に供給される。水精製器２８に溜まった凝縮水は、水精製器２８で生成されて純水化される。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。
【００６３】
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（第１メンテナンス部品）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。
【００６４】
図１５および図１６は、燃料電池システムの筐体５０の垂直断面を模式的に示す。図１５は、筐体５０の長手方向（Ｌ１方向）に沿って且つ鉛直線に沿って切断した状態を模式的に示す縦断面図である。図１６は、筐体５０の幅方向（Ｌ２方向）に沿って且つ鉛直線に沿って切断した状態を模式的に示す縦断面図である。ここで、筐体５０の長手方向は、直方体形状をなす筐体５０のうち水平方向に沿った方向において、最も長い寸法が延びる方向を意味する。筐体５０の幅方向は、直方体形状をなす筐体５０の水平方向に沿った方向において、筐体５０の長手方向と交差する方向を意味する。
【００６５】
本実施形態に係る燃料電池システムは、図１５に示すように、筐体５０と改質器２とスタック３とをもつ。筐体５０は底壁部５０ｂ、天井壁部５０ｕ、側面部５０ｔをもつ。図１５において、筐体５０の水平方向に沿っている底壁部５０ｂまたは天井壁部５０ｕに沿った方向において、最も長い寸法が延びる方向を長手方向（矢印Ｌ１方向）とする。
【００６６】
図１５に示すように、筐体５０の収容室５０ｘは、大容積の主収容室５１と、主収容室５１よりも低温に維持され且つ主収容室５１よりも小容積の隔室５３と、主収容室５１および隔室５３を仕切る隔壁５５とを有する。隔室５３はメンテナンス部品を収容するメンテナンス室として機能するものであり、主収容室５１の側方に位置している。筐体５０を形成する壁は、仕切壁として機能するものであり、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。なお、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。
【００６７】
図１５に示すように、隔室５３は筐体５０のうち、スタック３と共に放熱源となり得る改質器２からの熱影響を回避するため、改質器２およびスタック３から遠ざかるように、長手方向（矢印Ｌ１方向）において、改質器２に対して反対側の端側に設けられている。
【００６８】
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。断熱層５５ｓは断熱および防音作用を奏する。従って放熱源を収容する主収容室５１の熱は隔室５３に伝達されにくいため、隔室５３の昇温を抑制するのに貢献できる。なお、隔壁５５は空気断熱層５５ｘを備えている構造でも良い。
【００６９】
本実施形態によれば、図１５に示すように、筐体５０のうち隔室５３側には、金属製の脱着パネル５６がボルト等の取付具５６ｘにより取着されている。取付具５６ｘを外せば、脱着パネル５６は筐体５０から外方に離脱される。脱着パネル５６は通気性を有しており、筐体５０に対して脱着および取着可能であり、隔室５３を閉じる。脱着パネル５６は、カソードガスとして機能する外気７００（筐体５０の外方の空気）を筐体５０の内部に導入させる外気導入口として機能する吸気口１２ｉを形成するグリル５８を有する。
【００７０】
図１５に示すように、スタック３および加湿器１５は、筐体５０の主収容室５１のうち天井壁部５０ｕ側に配置されており、主収容室５１の高さ方向の中間位置ｈｍよりも上側に配置されており、筐体５０の天井壁部５０ｕに接近している。加湿器１５は、主収容室５１のうち改質器２から遠ざかるように、隔壁５５側に配置されている。
【００７１】
図１５に示すように、筐体５０の隔室５３には、塵埃除去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、脱着パネル５６の内面５６ｉに溶接または図略の取付具により固定されている。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して外気７００に含まれている塵埃を除去するフィルタ機能を有する。
【００７２】
図１５から理解できるように、カソードガス通路１２は、筐体５０の脱着パネル５６に形成された外気導入口としての吸気口１２ｉと、外気導入口としての吸気口１２ｉに連通する空気フィルタ部６６と、空気フィルタ部６６の内部を通過したカソードガスをダクト７７の分岐部７７ｋまで流す通路１２ｆと、分岐部７７ｋからカソードガスを加湿器１５の入口１５ｉに向けて搬送させる通路１２ｓと、通路１２ｓに設けられたカソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）とを備えている。
【００７３】
図１５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。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源となり得る電気機器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。空気通路３４は、電気機器ボックス６８の出口６８ｍと燃焼部２ｃとを繋ぐ。
【００７４】
図１５に示すように、燃料電池システムの運転時等の通常時には、空気フィルタ部６６の外箱として機能するケース６６ｔは、ケース６６ｔの裏面に保持されている裏面板６６ｗと共に、隔壁５５の開口７５を閉じている。従って、空気フィルタ部６６は、開口７５を開閉可能に閉じる開閉部材または蓋部材として機能できる。この状態では、筐体５０の外方の外気をカソードガスとしてダクト７７側に導入できるように、空気フィルタ部６６の内部は、開口７５に連通している。従って、空気フィルタ部６６が図１５に示すように筐体５０内に取り付けられている状態では、脱着パネル５６の外気導入口としての吸気口１２ｉ、空気フィルタ部６６の内部、開口７５、ダクト７７は、外気をダクト７７側に吸入できるように連通している。
【００７５】
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の外気導入口としての吸気口１２ｉ、空気フィルタ部６６、開口７５、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の電気機器６８ｃ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。
【００７６】
図１５に示すように、筐体５０の天井壁部５０ｕ（取付壁部）には排ガス排出装置２ｋ（本発明品）が設けられている。燃焼部２ｃで燃焼された排ガスは、凝縮器４９で冷却され、凝縮水を生成させた後、排ガス出口２ｋから筐体５０の外方（上方）に放出される。この排ガスは、燃焼部２ｃで燃焼された燃焼用空気の排ガス、燃焼用燃料の排ガス、アノードオフガスが燃焼部２ｃで燃焼した後の排ガスを意味する。
【００７７】
また図１５に示すように、カソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）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の通路１２ｓを介して加湿器１５の入口１５ｉに供給され、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、発電反応に使用される。
【００７８】
本実施形態によれば、図１５に示すように、発電反応後の高湿度を有するカソードオフガスは、スタック３のカソードの出口から吐出された後に加湿器１５の吸湿通路に流入し、加湿器１５の出口１５ｐからカソードオフガス通路１４に排出される。図１５に示すように、カソードオフガス通路１４は、加湿器１５の出口１５ｐから凝縮器２２の入口２２ｉに向かう縦方向に配向する通路１４ｆと、凝縮器２２の出口２２ｐから矢印Ｌ２方向に沿ってつまり水平方向に沿って側面部５０ｍの排ガス排出装置１４ｐに向かう通路１４ｓとを備えている。図１５から理解できるように、加湿器１５の出口１５ｐから排出された高湿度のカソードオフガスは、凝縮器２２で冷却され、カソードオフガスに含まれている水分を凝縮水として凝縮させる。凝縮水を生成した後のカソードオフガスは、筐体５０の側面部５０ｍの排ガス排出装置１４ｐ（本発明品）から外方（横方）に排出される。
【００７９】
上記したような本実施形態によれば、カソードガス通路１２は、脱着パネル５６の吸気口１２ｉから通路１２ｆ，通路１２ｓを介して加湿器１５の入口１５ｉに向かう。具体的には、図１５に示すように、カソードガス通路１２は、脱着パネル５６に設けられた吸気口１２ｉと、空気フィルタ部６６と、ダクト７７のうち分岐部７７ｋまでの通路１２ｆと、分岐部７７ｋから加湿器１５の入口１５ｉ間での通路１２ｓとを有する。
【００８０】
ここで本実施形態によれば、図１５に示すように、筐体５０の収容室５０ｘ（主収容室５１＋隔室５３）を中心線Ｐ１を介して第１片側空間５０ｙと第２片側空間５０ｗとに分割すると、改質器２は、筐体５０の収容室５０ｘにおける片側の第１片側空間５０ｙに配置されている。すなわち、改質器２は、筐体５０の収容室５０ｘの長手方向（矢印Ｌ１方向）において一端側に配置されている。
【００８１】
これに対して、カソードガス通路１２の吸気口１２ｉおよびカソードオフガス通路１４の排ガス排出装置１４ｐは、カソードガス通路１２とカソードオフガス通路１４と共に、筐体５０の収容室５０ｘにおける他の片側である第２片側空間５０ｗに配置されている。ここで、排ガス排出装置１４ｐは、発電反応後のカソードオフガスを排出させる専用の排出口であり、アノードオフガスの燃焼後の排ガスを排出させる排ガス排出装置２ｋに対して分離独立している。この結果、カソードガス通路１２の長さは、抑制されて短縮される。よってカソードガス通路１２の圧損が抑制される。更に、カソードオフガス通路１４の長さは、抑制されて短縮される。この結果、カソードオフガス通路１４の圧損が抑制される。
【００８２】
本実施形態によれば、図１５に示すように、加湿器１５と改質器２との間にスタック３を配置させるように、加湿器１５は、放熱源となり得る改質器２から遠ざけられている。これにより放熱源となり得る改質器２が加湿器１５の加湿性能に熱影響を与えることが抑制される。殊に図１５に示すように、加湿器１５は、主収容室５１よりも低温に維持され易い隔室５３（放熱源が少ないか、ない）に対向している。よって加湿器１５が過剰に高温になることが抑制され、加湿性能が良好に維持される。
【００８３】
上記したように改質器２とカソードガス通路１２およびカソードオフガス通路１４とが離間している。よって、放熱源となる改質器２がカソードガス通路１２のカソードガス、カソードオフガス通路１４のカソードオフガスに熱影響を与えることが抑制される。よって、カソードガス通路１２のカソードガスの体積の熱膨張、カソードオフガス通路１４のカソードオフガスの体積の熱膨張が抑制される。従って、カソードガスをスタック３のカソードまで搬送させるカソードガスポンプ１３（カソードガス搬送源）の動力損失を低減させるのに有利となる。この場合、カソードガスポンプ１３の小型化に貢献することができる。
【００８４】
（他の形態）
本発明の実施形態および適用形態としては次の事項が例示される。燃料電池システムは図１４に示す配管に限定されるものではない。上記した実施形態によれば、改質器２は、筐体５０の収容室５０ｘにおける片側の第１片側空間５０ｙに配置されており、カソードガス通路１２の吸気口１２ｉおよびカソードオフガス通路１４の排ガス排出装置１４ｐは、カソードガス通路１２とカソードオフガス通路１４と共に、第２片側空間５０ｗに配置されているが、これに限らず、改質器２は、カソードガス通路１２の吸気口１２ｉおよびカソードオフガス通路１４の排ガス排出装置１４ｐと共に、更にカソードガス通路１２とカソードオフガス通路１４と共に、第２片側空間５０ｗに配置されていても良い。
【００８５】
空気ポンプ３３（燃焼用空気の搬送源）が回転駆動すると、電気機器ボックス６８の内部の空気は空気通路３４を介して改質器２の燃焼部２ｃに供給されて燃焼に使用されるが、電気機器ボックス６８の内部の空気を吸引させる場合に限らず、他の系統から吸引して燃焼部２ｃに供給することにしても良い。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
カソードガス通路１２は、燃焼用空気を供給するための空気通路３４に繋がるダクト６７に連通しているが、カソードガス通路１２および空気通路３４は、互いに非連通の別経路としても良い。筐体５０は四角箱形状とされているが、円筒形状としても良い。吸気口１２ｉは、脱着パネル５６に形成されているが、これに限らず、排ガス排出装置１４ｐは筐体５０の側面部５０ｍに形成されているが、筐体５０の他の側面部に形成されていても良く、筐体５０の天井壁部５０ｕまたは底壁部５０ｂに形成されていても良い。
【００８６】
上記したポンプ７，３３，１３，４１はファン１０２、ブロア等のカソードガス搬送源でも良い。隔壁５５は、金属板５５ｆと断熱層５５ｓとを備えているが、これに限らず、金属板のみとしても良いし、断熱材料で形成された断熱板のみとしても良い。
【００８７】
ダクト７７は電気機器ボックス６８を介して燃焼部２ｃに燃焼用空気を供給するが、これに限らず、ダクト７７は電気機器ボックス６８を介することなく燃焼部２ｃに燃焼用空気を供給することにしても良い。隔室５３は筐体５０の長手方向の端側に配置されているが、これに限らず、筐体５０の幅方向の端側でも良い。
【００８８】
上記した実施形態によれば、図１５に示すように、水精製器２８で生成された水は水タンク２５に供給され、その後、改質器２に供給されるが、これに限らず、水精製器２８および水タンク２５の位置の順序を入れ替えても良い。この場合、水タンク２５で溜めた水は、水精製器２８で精製され、その後、改質器２に供給される方式としても良い。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。
【００８９】
上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
（付記項１）燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口および排気口に連通する排気室をもつ排気マフラ部材と、前記排気マフラ部材に対向するように前記筐体に設けられ、前記燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すと共に前記排気室に連通する吹出口をもつ吹出管とを具備することを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。排気室に連通する吹出管の吹出口から排ガスが吹き出される。
（付記項２）燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口をもつ排気マフラ部材と、前記排気マフラ部材に対向するように前記筐体に設けられ、前記燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出す吹出口をもつ吹出管とを具備しており、前記排気口および前記吹出口は互いに異なる方向（逆の方向）に指向していることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は例えば定置用、車両用、電気機器用、電子機器用、携帯用、可搬用の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】
【００９１】
【図１】実施形態１に係り、排ガス排出装置を組み付ける状態を示す断面図である。
【図２】実施形態１に係り、組み付け前の排ガス排出装置のユニット品を示す平面図である。
【図３】実施形態１に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図４】実施形態２に係り、図６のＷ４−Ｗに沿って切断した断面を示し、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図５】実施形態２に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す側面図である。
【図６】実施形態２に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す平面図である。
【図７】実施形態３に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図８】実施形態４に係り、図１１のＷ８−Ｗ８に沿って切断した断面を示し、排ガス排出装置を筐体に組み付ける状態を示す断面図である。
【図９】実施形態４に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す側面図である。
【図１０】実施形態４に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付ける前の状態を示す断面図である。
【図１１】実施形態４に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す平面図である。
【図１２】実施形態５に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す平面図である。
【図１３】実施形態６に係り、排ガス排出装置を筐体に組み付けた状態を示す断面図である。
【図１４】適用形態１に係り、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１５】適用形態１に係り、筐体の内部の基本構成を長手方向に沿った垂直に切断した状態を模式的に示す縦断面図である。
【図１６】適用形態１に係り、筐体の内部の基本構成を幅方向に沿った垂直に切断した状態を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
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、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（カソードガス搬送源）、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は水精製器、５０は筐体、５０ｘは収容室、５０ｍは側面部、５１は主収容室、５３は隔室、５５は隔壁、５６は脱着パネル、５８はグリル、６６は空気フィルタ部、６７はダクト、６８は電気機器ボックス、３００は排ガス排出装置、４００は排気マフラ部材、４０１は排気口、４１０は排気室、４１２は取付鍔部、４３０はユニット品、５８０は排ガス放出管を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口および排気口に連通する排気室をもつ排気マフラ部材と、
前記排気マフラ部材に対向するように前記筐体に設けられ、前記燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すと共に前記排気室に連通する吹出口をもつ吹出管とを具備しており、
相対表示で、前記排気マフラ部材の前記排気口の開口面積を１００とするとき、前記吹出口の中心軸線と平行な方向において、前記排気口および前記吹出口が対面する対面重合度は、前記排気口の開口面積のうちの３０以下に設定されていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記排気口および前記吹出口は互いに逆方向に指向していることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記吹出管の中心軸線に沿って前記吹出管の中心軸線を通る断面において、前記排気口の中心軸線と前記吹出管の中心軸線とは交差することを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、前記排気マフラ部材および前記吹出管は連結されていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記排気マフラ部材は、前記筐体に対して方向変換可能とされていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの一項において、前記吹出管は逃水通路を有しており、前記逃水通路は、前記排気マフラ部材の前記排気室と前記吹出管の内部とを連通させ、且つ、前記排気マフラ部材の前記排気室に存在する水を前記吹出管の内部に逃がすことを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちの一項において、前記吹出管の前記吹出口は前記排気マフラ部材の前記排気室に突出しており、高さ方向において、前記吹出管の前記吹出口の下端は、前記排気室に存在する水を前記吹出口から前記吹出管の内部に逃がすように、前記排気マフラ部材の前記排気口の下端よりも低い位置に設定されていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項８】
収容室をもつ筐体と、
前記筐体の前記収容室に配置され燃料原料を改質してアノードガスを生成させる改質部と前記改質部を加熱する燃焼部とを有する改質器と、
前記筐体の前記収容室に配置され前記アノードガスが供給されるアノードとカソードガスが供給されるカソードとを有する燃料電池のスタックと、
前記筐体の前記収容室に配置され前記改質器の前記燃焼部または前記スタックから排出された排ガスを外気に向けて排出させる排ガス排出管と、
前記筐体の外壁面に取り付けられ前記排ガス排出管に連通する排ガス排出装置とを具備しており、
前記排ガス排出装置は、請求項１〜７のうちの一項に記載されている排ガス排出装置であることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１】
燃料電池システムの燃料電池を収容する筐体に設けられ、外気に連通する排気口および排気口に連通する排気室をもつ排気マフラ部材と、
前記排気マフラ部材に対向するように前記筐体に設けられ、前記燃料電池システムで発生する排ガスを吹き出すと共に前記排気室に連通する吹出口をもつ吹出管とを具備しており、
相対表示で、前記排気マフラ部材の前記排気口の開口面積を１００とするとき、前記吹出口の中心軸線と平行な方向において、前記排気口および前記吹出口が対面する対面重合度は、前記排気口の開口面積のうちの３０以下に設定されていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記排気口および前記吹出口は互いに逆方向に指向していることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記吹出管の中心軸線に沿って前記吹出管の中心軸線を通る断面において、前記排気口の中心軸線と前記吹出管の中心軸線とは交差することを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、前記排気マフラ部材および前記吹出管は連結されていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記排気マフラ部材は、前記筐体に対して方向変換可能とされていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの一項において、前記吹出管は逃水通路を有しており、前記逃水通路は、前記排気マフラ部材の前記排気室と前記吹出管の内部とを連通させ、且つ、前記排気マフラ部材の前記排気室に存在する水を前記吹出管の内部に逃がすことを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちの一項において、前記吹出管の前記吹出口は前記排気マフラ部材の前記排気室に突出しており、高さ方向において、前記吹出管の前記吹出口の下端は、前記排気室に存在する水を前記吹出口から前記吹出管の内部に逃がすように、前記排気マフラ部材の前記排気口の下端よりも低い位置に設定されていることを特徴とする燃料電池システムの排ガス排出装置。
【請求項８】
収容室をもつ筐体と、
前記筐体の前記収容室に配置され燃料原料を改質してアノードガスを生成させる改質部と前記改質部を加熱する燃焼部とを有する改質器と、
前記筐体の前記収容室に配置され前記アノードガスが供給されるアノードとカソードガスが供給されるカソードとを有する燃料電池のスタックと、
前記筐体の前記収容室に配置され前記改質器の前記燃焼部または前記スタックから排出された排ガスを外気に向けて排出させる排ガス排出管と、
前記筐体の外壁面に取り付けられ前記排ガス排出管に連通する排ガス排出装置とを具備しており、
前記排ガス排出装置は、請求項１〜７のうちの一項に記載されている排ガス排出装置であることを特徴とする燃料電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２５９６７８（Ｐ２００９−２５９６７８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０８７９１（Ｐ２００８−１０８７９１）
【出願日】平成２０年４月１８日（２００８．４．１８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１８日（２００８．４．１８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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