燃料電池装置
【課題】複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールに高温の酸素含有ガスを供給し、発電効率を向上できる燃料電池装置を提供する。
【解決手段】外装ケース２と外装ケース２の内部に設けられた仕切板７とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール３が配置された燃料電池モジュール収納室４と、燃料電池モジュール３に酸素含有ガスを供給するためのブロアー５が配置された補機収納室６とが上下に区画して形成された燃料電池装置１であって、燃料電池モジュール収納室４を構成する外装ケース２が内壁８と外壁９とからなる二重壁構造であるとともに、ブロアー５が内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスを燃料電池モジュール３に供給することから、内壁８と外壁９との間を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュール３に供給することができ、燃料電池モジュール３の発電効率を向上することができる。
【解決手段】外装ケース２と外装ケース２の内部に設けられた仕切板７とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール３が配置された燃料電池モジュール収納室４と、燃料電池モジュール３に酸素含有ガスを供給するためのブロアー５が配置された補機収納室６とが上下に区画して形成された燃料電池装置１であって、燃料電池モジュール収納室４を構成する外装ケース２が内壁８と外壁９とからなる二重壁構造であるとともに、ブロアー５が内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスを燃料電池モジュール３に供給することから、内壁８と外壁９との間を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュール３に供給することができ、燃料電池モジュール３の発電効率を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロアーを具備する燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、水素ガスと酸素含有ガス（通常、空気である）とを用いて電力を得ることができる燃料電池（モジュール）と、この燃料電池を稼動するための補機類とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置およびその運転方法が種々提案されている。
【０００３】
このような燃料電池装置においては、発電を行なう燃料電池セルが収納された燃料電池モジュールと、この燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロアーを具備する。
【０００４】
そして、例えば、外装ケースに設けられた外気取入口の近傍にブロアーが設けられ、空気を常温に近い状態で燃料電池モジュール内に供給する燃料電池装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３１２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールにおいては、ブロアーにより常温の空気が燃料電池モジュール内に供給されると、燃料電池モジュール内の温度が低下し、燃料電池モジュールの発電効率が低下するという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、燃料電池モジュール内に高温の空気を供給することができる燃料電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【０００８】
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室を構成する外装ケースが、内壁と外壁との二重壁から構成されていることから、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、内壁と外壁との間を流通する酸素含有ガス（空気）が暖められることとなる。
【０００９】
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、この内壁と外壁との間を流通する暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１０】
またあわせて、ブロアーが内壁と外壁との間を流通する暖められた酸素含有ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、内壁と外壁とで形成される空間の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により、外壁の温度が高くなることを抑制できる。
【００１１】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【００１２】
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室を構成する外装ケースが、内壁と外壁との二重壁から構成されていることから、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、燃料電池モジュールと内壁との間を流通する酸素含有ガス（空気）が暖められることとなる。
【００１３】
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、燃料電池モジュールと内壁との間を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１４】
またあわせて、ブロアーが燃料電池モジュールと内壁との間を流通して暖められた酸素含有ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールと内壁とで形成される空間の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により、外壁の温度が高くなることを抑制できる。
【００１５】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記仕切板は内部が空洞の板材であって、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【００１６】
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュール収納室を区画する仕切板が、内部が空洞の板材から構成されていることから、その空洞を流通する酸素含有ガスは、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱により暖められることとなる。
【００１７】
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、この仕切板の空洞を流通する暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１８】
またあわせて、ブロアーが仕切板の空洞を流通して暖められた酸素ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、仕切板内部（空洞）の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができる。
【００１９】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた内部が空洞の板材からなる仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガス、または前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスが、前記仕切板の前記空洞に供給されるとともに、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【００２０】
このような燃料電池装置においては、仕切板の内部（空洞）に、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により暖められた、内壁と外壁との間を流通する酸素含有ガス、または燃料電池モジュールと内壁との間を流通する酸素含有ガスが供給される。
【００２１】
そして、その仕切板の空洞に供給された酸素含有ガスは、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱によりさらに暖められるとともに、補機収納室に配置されたブロアーが、その暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００２２】
またあわせて、ブロアーが仕切板の空洞を流通して暖められた酸素ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、仕切板の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができる。
【００２３】
また、本発明の燃料電池装置は、前記燃料電池モジュール収納室内または前記仕切板の前記空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、前記補機収納室の酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管とが、前記ブロアーが吸入する酸素含有ガスの流量を調整するための酸素含有ガス流量調整手段に接続されるとともに、前記ブロアーが吸入する前記酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう前記酸素含有ガス流量調整手段を制御する制御装置を有することが好ましい。
【００２４】
このような燃料電池装置においては、ブロアーが燃料電池モジュール収納室や仕切板の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給するが、その暖められた酸素含有ガスが特に高温となっている場合には、ブロアーの耐久性に悪影響を及ぼし、ブロアーの寿命が短くなるおそれがある。
【００２５】
それゆえ、補機収納室の酸素含有ガス（常温）をブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、燃料電池モジュール収納室内または仕切板の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスをブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管とを、酸素含有ガス流量調整手段に接続する。そして、ブロアーが吸入する酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度になるよう酸素含有ガス流量調整手段を制御することにより、ブロアーの耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給することで、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の燃料電池装置は、補機収納室に設けたブロアーが、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱で暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の燃料電池装置１を概略的に示した概略図である。なお、以降の図において、同一の部材については同一の番号を付するものとする。なお、図中において破線は、後述する制御装置に伝送される主な信号経路、または制御部より伝送される主な信号経路を示している。また、矢印は酸素含有ガスの流れを、破線矢印は燃料電池モジュールの発電により生じる排ガスの流れを示している。
【００２８】
図１において、燃料電池装置１は、外装ケース２と外装ケース２の内部に設けられた仕切板７とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール３（以下、モジュールと略す）が配置された燃料電池モジュール収納室４（以下、モジュール収納室と略す）と、モジュール３に酸素含有ガスを供給するブロアー（送風機）５を配置する補機収納室６とが上下に区画して形成されている。なお、図１は断面図であるため、モジュール３を便宜的に斜線で示しており、以降の図面においても同様である。
【００２９】
また、モジュール収納室４を構成する外装ケース２は、内壁８と外壁９とからなる二重構造であり、図１においては、内壁８と外壁９との間に、ブロアー５に接続される酸素含有ガス吸入管１０が接続されている。そしてブロアー５は、酸素含有ガス吸入管１０を介して吸気した酸素含有ガスをモジュール３に供給する。
【００３０】
なお、図１においては、外装ケース２に外気を取り込むための外気取込口１１を設け、また補機収納室６内に、ブロアー５を制御する制御装置１２、モジュール３の排ガスから排熱を回収する熱交換器１３、排熱を回収した後の排ガスを外装ケース２の外部に排気するための排気管１４が設けられている。
【００３１】
ところで、モジュール３に収納される燃料電池セルが、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルの場合、ブロアー５により補機収納室６の常温の酸素含有ガス（通常は空気）がモジュール３内に供給されると、モジュール３内の温度が低下し、モジュール３の発電効率が低下するおそれがある。
【００３２】
それゆえ、ブロアー５よりモジュール３内に供給される酸素含有ガス（通常は空気）は、モジュール３に供給される前に加熱されている（暖められている）ことが好ましい。
【００３３】
また、モジュール３内に収納される燃料電池セルが、固体酸化物形燃料電池の場合においては、モジュール３の発電により生じる高温の熱が、輻射熱として熱拡散され、モジュール収納室４の温度が高温となり、ひいては、外装ケース２の温度が高温となるおそれがある。したがって、外装ケース２の温度が高温とならないよう、外装ケース２の内側に断熱材等が設けられる場合がある。
【００３４】
それゆえ、図１に示す燃料電池装置においては、モジュール３の輻射熱を有効に利用し、ブロアー５によりモジュール３内に供給される酸素含有ガスを暖めるとともに、外装ケース２の温度上昇を抑制するため、モジュール収納室４を構成する外装ケース２を、内壁８と外壁９との二重壁から構成した例を示している。
【００３５】
このような構造においては、モジュール３の発電により生じる輻射熱により、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガス（空気）が暖められる。そして、ブロアー５は、暖められた酸素含有ガスを酸素含有ガス吸入管１０を介して吸気した後モジュール３内に供給する。
【００３６】
したがって、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。
【００３７】
またあわせて、ブロアー５が内壁８と外壁９との間を流通して暖められた酸素含有ガスを吸気してモジュール３に供給することから、内壁８と外壁９とで形成される空間の温度を下げることができ、外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制できる。それゆえ、外装ケース２の内側に断熱材を設ける必要がない、または外装ケース２の内側に設ける断熱材の量を減らすことができる。
【００３８】
なお図１においては、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスを、外装ケース２に設けた外気取込口１１より取り込む場合を示したが、例えば、補機収納室６の酸素含有ガス（常温）を、内壁８と外壁９との間に取り込むこともできる。この場合、補機収納室６より取り込まれる酸素含有ガスを効率よく暖めるため、内壁８と外壁９との間に設ける補機収納室内酸素含有ガスの取込口は、酸素含有ガス吸入管１０と対極の位置に設けることが好ましい。なお、外気取込口１１も同様に、酸素含有ガス吸入管１０と対極となる位置に設けることが好ましい。
【００３９】
またモジュール３からの輻射熱が特に高温となる場合には、モジュール３に断熱材を取り付けることにより、輻射熱の温度を下げて、外装ケース２や内壁８と外壁９の間の酸素含有ガスが特に高温とならないようにすることもできる。
【００４０】
このような燃料電池装置１の運転方法としては、例えば、モジュール３の発電に必要な酸素含有ガス量が制御装置１２に伝送される。制御装置１２はその情報に基づき、ブロアー５の吸気量を制御する。ブロアー５は吸気した酸素含有ガスをモジュール３に供給する。それにより、モジュール３の発電で必要な酸素含有ガスを、暖められた酸素含有ガスとして、モジュール３内に供給することができる。
【００４１】
そして上述したように、本発明の燃料電池装置は、モジュール３の発電による輻射熱により暖められた酸素含有ガスを、モジュール３に供給することで、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができることから、燃料電池セルを固体酸化物形燃料電池セルとした場合に特に有用である。
【００４２】
図２は、ブロアー５にて、モジュール３と内壁８との間を流通する酸素含有ガスをモジュール３内に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００４３】
例えば、モジュール３の輻射熱の温度を下げる目的で、モジュール３に高性能の断熱材を設ける場合があり、その場合にモジュール３の輻射熱の熱拡散を抑えることができる場合がある。
【００４４】
この場合、モジュール３からの輻射熱は温度が低くなるため、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスの温度が低下し（常温に近づき）、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスをモジュール３内に供給した場合に、モジュール３内の温度が低下し、モジュール３の発電効率が低下するおそれがある。
【００４５】
したがって、このような場合においては、モジュール３の輻射熱を効率よく利用する目的で、モジュール３の発電により生じる輻射熱により暖められたモジュール３と内壁８との間を流通する酸素含有ガスを、ブロアー５が酸素含有ガス吸入管１０を介して吸気した後モジュール３内に供給する。それにより、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。なお、モジュール３と内壁８との間に供給される酸素含有ガスは、例えば補機収納室６の酸素含有ガスを取り込むことができ、図２においては補機収納室６より酸素含有ガスを取り込み、取り込んだ酸素含有ガスがモジュール３と内壁８との間を流通する例を示している。
【００４６】
また、あわせてモジュール３と内壁８との間の暖められた空気をブロアー５が吸気することから、モジュール３と内壁８とで形成される空間の温度を下げることができ、外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制できる。あわせて、外気取込口１１より取り込まれる酸素含有ガス（常温の空気）を、内壁８と外壁９との間を流通させることにより、より効率よく外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制できる。
【００４７】
図３は、モジュール収納室４と補機収納室６とを区画する仕切板７を内部が空洞の板材とし、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスを、ブロアー５にてモジュール３内に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００４８】
上述したように、モジュール３の発電により生じる輻射熱により暖められた酸素含有ガスをモジュール３内に供給するが、モジュール３の輻射熱は、モジュール３の底面に接して配置される仕切板７に最も伝熱されることとなる。またモジュール３の底面からの輻射熱が特に高温の場合には、仕切板７を介して補機収納室６に伝熱され、補機類に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４９】
それゆえ、図３に示した燃料電池装置１８においては、モジュール収納室４と補機収納室６とを区画する仕切板７を内部が空洞の板材とすることにより、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスは、モジュール３の底面からの輻射熱により暖められることとなる。
【００５０】
そして、仕切板７の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを、ブロアー５が仕切板吸入口１６に接続された酸素含有ガス吸入管１７を介して吸気した後モジュール３内に供給する。それにより、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。なお、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスは、図３に示したように外気取入口１１を仕切板７に付設して空洞の内部に取り込んでもよく、また補機収納室６の酸素含有ガスを取り込むようにしてもよい。
【００５１】
またあわせて、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスをモジュール３に供給することから、仕切板７の温度を下げることができ、モジュール３の発電により生じた輻射熱が、モジュール３の底面より補機収納室６に伝熱することを抑制することができ、それゆえ補機類に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００５２】
図４は、モジュール３の発電により生じる輻射熱を、さらに効率よく利用する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００５３】
上述したように、モジュール３の発電により生じる輻射熱により暖められた酸素含有ガスをモジュール３内に供給するが、より効率よく暖められた酸素含有ガスを供給するにあたっては、モジュール３全面の輻射熱を利用することが好ましい。
【００５４】
それゆえ、図４に示した燃料電池装置２０においては、モジュール収納室４と補機収納室６とを区画するための仕切板７を内部が空洞の板材とし、またモジュール収納室４を構成する外装ケース２を内壁８と外壁９とからなる二重構造とする。そして、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガス、またはモジュール３と内壁８との間を流通する酸素含有ガスを、仕切板７に設けた取入口１５を介して仕切板７の空洞に供給する。それにより、内壁８と外壁９との間を流通して暖められた酸素含有ガスやモジュール３と内壁８との間を流通して暖められた酸素含有ガスは、仕切板７の空洞を流通することで、モジュール３の底面からの輻射熱によりさらに温められることとなる。
【００５５】
そして、仕切板７の空洞を流通してさらに暖められた酸素含有ガスは、ブロアー５により仕切板吸入口１６に接続された酸素含有ガス吸入管１７を介して吸気した後モジュール３内に供給される。それにより、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。
【００５６】
また、あわせて内壁８と外壁９とで形成される空間の温度、モジュール３と内壁８とで形成される空間の温度、さらには仕切板７の温度をそれぞれ下げることができることから、外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制でき、またモジュール３から補機収納室６への伝熱を抑制でき、補機類に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００５７】
また図５は、モジュール収納室４や仕切板７を流通して暖められた酸素含有ガスの温度を調整してモジュール３に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００５８】
モジュール３が効率よく発電する目的で、モジュール収納室４内を流通して暖められた酸素含有ガス（具体的には、内壁８と外壁９との間、モジュール３と内壁８との間を流通して暖められた酸素含有ガス）や、仕切板７の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを、ブロアー５によりモジュール３内に供給するが、その暖められた酸素含有ガスが、例えば５０℃〜７０℃といった高温となっている場合には、ブロアー５の耐久性に悪影響を及ぼしブロアー５の寿命が短くなるおそれがある。それゆえ、ブロアー５の種類にもよるが、暖められた酸素含有ガスは所定の温度（５０℃〜７０℃よりも低い温度）となるように調整した後、ブロアー５が吸気してモジュール３内に供給することが好ましい。
【００５９】
それゆえ、モジュール収納室４内または仕切板７の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスをブロアー５が吸入するための酸素含有ガス吸入管２２と、補機収納室の酸素含有ガス（常温）をブロアー５が吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管２３とを、酸素含有ガス流量調整手段２４に接続する。そして、酸素含有ガス吸入管２２を流れる酸素含有ガスの流量と補機収納室酸素含有ガス吸入管２３を流れる酸素含有ガスの流量とを、ブロアー５に供給する酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう酸素含有ガス流量調整手段２４を制御装置１２にて制御して調整する。
【００６０】
具体的には、酸素含有ガス吸入管２２を介して吸入される暖められた空気の温度を、温度センサ２５で計測し、計測された温度情報が制御装置１２に伝送される。制御装置１２は、伝送された温度情報が予め設定された所定の温度を超えている場合に、酸素含有ガス調整手段２４に対し、温度センサ２５で計測される温度情報が所定の温度となるよう、酸素含有ガス吸入管２２を介して吸入される酸素含有ガスの量と補機収納室酸素含有ガス吸入管２３を介して吸入される酸素含有ガスの量を調整するよう信号を伝送する。
【００６１】
それにより、ブロアー５によりモジュール３に供給される酸素含有ガスの温度が、ブロアー５に対して悪影響を及ぼす温度よりも低くすることができることから、ブロアー５の耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の酸素含有ガスをモジュール３に供給することで、モジュール３の発電効率を向上することができる。
【００６２】
なお、酸素含有ガス流量調整手段２４としては、酸素含有ガス流量調整弁等を用いる事ができる。
【００６３】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である
例えば、モジュール３からの輻射熱を効率よく得るために、モジュール３の外側面や内壁８の外壁９側面に、酸素含有ガス流路を内部に有する伝熱板等を付設することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図２】燃料電池モジュール収納室を構成する内壁と燃料電池モジュールとの間を流通する酸素含有ガスを、燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図３】仕切板の内部に空洞を有し、その空洞を流通する酸素含有ガスを、燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図４】外壁と内壁との間を流通し、さらに仕切板の内部の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図５】外壁と内壁との間を流通し、さらに仕切板の内部の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスの流量と、補機収納室の酸素含有ガスとの流量とを調整して、燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１５、１８、２０、２１：燃料電池装置
２：外装ケース
３：燃料電池モジュール
４：燃料電池モジュール収納室
５：ブロアー
６：補機収納室
７：仕切板
８：内壁
９：外壁
１０、１７、２２：酸素含有ガス吸入管
１１：外気取入口
１２：制御装置
１６：仕切板吸入口
１９：取入口
２３：補機収納室酸素含有ガス吸入管
２４：酸素含有ガス調整手段
２５：温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロアーを具備する燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、水素ガスと酸素含有ガス（通常、空気である）とを用いて電力を得ることができる燃料電池（モジュール）と、この燃料電池を稼動するための補機類とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置およびその運転方法が種々提案されている。
【０００３】
このような燃料電池装置においては、発電を行なう燃料電池セルが収納された燃料電池モジュールと、この燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロアーを具備する。
【０００４】
そして、例えば、外装ケースに設けられた外気取入口の近傍にブロアーが設けられ、空気を常温に近い状態で燃料電池モジュール内に供給する燃料電池装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３１２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールにおいては、ブロアーにより常温の空気が燃料電池モジュール内に供給されると、燃料電池モジュール内の温度が低下し、燃料電池モジュールの発電効率が低下するという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、燃料電池モジュール内に高温の空気を供給することができる燃料電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【０００８】
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室を構成する外装ケースが、内壁と外壁との二重壁から構成されていることから、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、内壁と外壁との間を流通する酸素含有ガス（空気）が暖められることとなる。
【０００９】
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、この内壁と外壁との間を流通する暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１０】
またあわせて、ブロアーが内壁と外壁との間を流通する暖められた酸素含有ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、内壁と外壁とで形成される空間の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により、外壁の温度が高くなることを抑制できる。
【００１１】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【００１２】
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室を構成する外装ケースが、内壁と外壁との二重壁から構成されていることから、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、燃料電池モジュールと内壁との間を流通する酸素含有ガス（空気）が暖められることとなる。
【００１３】
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、燃料電池モジュールと内壁との間を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１４】
またあわせて、ブロアーが燃料電池モジュールと内壁との間を流通して暖められた酸素含有ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールと内壁とで形成される空間の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により、外壁の温度が高くなることを抑制できる。
【００１５】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記仕切板は内部が空洞の板材であって、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【００１６】
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュール収納室を区画する仕切板が、内部が空洞の板材から構成されていることから、その空洞を流通する酸素含有ガスは、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱により暖められることとなる。
【００１７】
そして、補機収納室に配置されたブロアーが、この仕切板の空洞を流通する暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００１８】
またあわせて、ブロアーが仕切板の空洞を流通して暖められた酸素ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、仕切板内部（空洞）の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができる。
【００１９】
本発明の燃料電池装置は、外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた内部が空洞の板材からなる仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガス、または前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスが、前記仕切板の前記空洞に供給されるとともに、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする。
【００２０】
このような燃料電池装置においては、仕切板の内部（空洞）に、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱により暖められた、内壁と外壁との間を流通する酸素含有ガス、または燃料電池モジュールと内壁との間を流通する酸素含有ガスが供給される。
【００２１】
そして、その仕切板の空洞に供給された酸素含有ガスは、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱によりさらに暖められるとともに、補機収納室に配置されたブロアーが、その暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【００２２】
またあわせて、ブロアーが仕切板の空洞を流通して暖められた酸素ガスを吸気して燃料電池モジュールに供給することから、仕切板の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができる。
【００２３】
また、本発明の燃料電池装置は、前記燃料電池モジュール収納室内または前記仕切板の前記空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、前記補機収納室の酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管とが、前記ブロアーが吸入する酸素含有ガスの流量を調整するための酸素含有ガス流量調整手段に接続されるとともに、前記ブロアーが吸入する前記酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう前記酸素含有ガス流量調整手段を制御する制御装置を有することが好ましい。
【００２４】
このような燃料電池装置においては、ブロアーが燃料電池モジュール収納室や仕切板の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給するが、その暖められた酸素含有ガスが特に高温となっている場合には、ブロアーの耐久性に悪影響を及ぼし、ブロアーの寿命が短くなるおそれがある。
【００２５】
それゆえ、補機収納室の酸素含有ガス（常温）をブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、燃料電池モジュール収納室内または仕切板の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスをブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管とを、酸素含有ガス流量調整手段に接続する。そして、ブロアーが吸入する酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度になるよう酸素含有ガス流量調整手段を制御することにより、ブロアーの耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給することで、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の燃料電池装置は、補機収納室に設けたブロアーが、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱で暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の燃料電池装置１を概略的に示した概略図である。なお、以降の図において、同一の部材については同一の番号を付するものとする。なお、図中において破線は、後述する制御装置に伝送される主な信号経路、または制御部より伝送される主な信号経路を示している。また、矢印は酸素含有ガスの流れを、破線矢印は燃料電池モジュールの発電により生じる排ガスの流れを示している。
【００２８】
図１において、燃料電池装置１は、外装ケース２と外装ケース２の内部に設けられた仕切板７とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール３（以下、モジュールと略す）が配置された燃料電池モジュール収納室４（以下、モジュール収納室と略す）と、モジュール３に酸素含有ガスを供給するブロアー（送風機）５を配置する補機収納室６とが上下に区画して形成されている。なお、図１は断面図であるため、モジュール３を便宜的に斜線で示しており、以降の図面においても同様である。
【００２９】
また、モジュール収納室４を構成する外装ケース２は、内壁８と外壁９とからなる二重構造であり、図１においては、内壁８と外壁９との間に、ブロアー５に接続される酸素含有ガス吸入管１０が接続されている。そしてブロアー５は、酸素含有ガス吸入管１０を介して吸気した酸素含有ガスをモジュール３に供給する。
【００３０】
なお、図１においては、外装ケース２に外気を取り込むための外気取込口１１を設け、また補機収納室６内に、ブロアー５を制御する制御装置１２、モジュール３の排ガスから排熱を回収する熱交換器１３、排熱を回収した後の排ガスを外装ケース２の外部に排気するための排気管１４が設けられている。
【００３１】
ところで、モジュール３に収納される燃料電池セルが、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルの場合、ブロアー５により補機収納室６の常温の酸素含有ガス（通常は空気）がモジュール３内に供給されると、モジュール３内の温度が低下し、モジュール３の発電効率が低下するおそれがある。
【００３２】
それゆえ、ブロアー５よりモジュール３内に供給される酸素含有ガス（通常は空気）は、モジュール３に供給される前に加熱されている（暖められている）ことが好ましい。
【００３３】
また、モジュール３内に収納される燃料電池セルが、固体酸化物形燃料電池の場合においては、モジュール３の発電により生じる高温の熱が、輻射熱として熱拡散され、モジュール収納室４の温度が高温となり、ひいては、外装ケース２の温度が高温となるおそれがある。したがって、外装ケース２の温度が高温とならないよう、外装ケース２の内側に断熱材等が設けられる場合がある。
【００３４】
それゆえ、図１に示す燃料電池装置においては、モジュール３の輻射熱を有効に利用し、ブロアー５によりモジュール３内に供給される酸素含有ガスを暖めるとともに、外装ケース２の温度上昇を抑制するため、モジュール収納室４を構成する外装ケース２を、内壁８と外壁９との二重壁から構成した例を示している。
【００３５】
このような構造においては、モジュール３の発電により生じる輻射熱により、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガス（空気）が暖められる。そして、ブロアー５は、暖められた酸素含有ガスを酸素含有ガス吸入管１０を介して吸気した後モジュール３内に供給する。
【００３６】
したがって、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。
【００３７】
またあわせて、ブロアー５が内壁８と外壁９との間を流通して暖められた酸素含有ガスを吸気してモジュール３に供給することから、内壁８と外壁９とで形成される空間の温度を下げることができ、外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制できる。それゆえ、外装ケース２の内側に断熱材を設ける必要がない、または外装ケース２の内側に設ける断熱材の量を減らすことができる。
【００３８】
なお図１においては、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスを、外装ケース２に設けた外気取込口１１より取り込む場合を示したが、例えば、補機収納室６の酸素含有ガス（常温）を、内壁８と外壁９との間に取り込むこともできる。この場合、補機収納室６より取り込まれる酸素含有ガスを効率よく暖めるため、内壁８と外壁９との間に設ける補機収納室内酸素含有ガスの取込口は、酸素含有ガス吸入管１０と対極の位置に設けることが好ましい。なお、外気取込口１１も同様に、酸素含有ガス吸入管１０と対極となる位置に設けることが好ましい。
【００３９】
またモジュール３からの輻射熱が特に高温となる場合には、モジュール３に断熱材を取り付けることにより、輻射熱の温度を下げて、外装ケース２や内壁８と外壁９の間の酸素含有ガスが特に高温とならないようにすることもできる。
【００４０】
このような燃料電池装置１の運転方法としては、例えば、モジュール３の発電に必要な酸素含有ガス量が制御装置１２に伝送される。制御装置１２はその情報に基づき、ブロアー５の吸気量を制御する。ブロアー５は吸気した酸素含有ガスをモジュール３に供給する。それにより、モジュール３の発電で必要な酸素含有ガスを、暖められた酸素含有ガスとして、モジュール３内に供給することができる。
【００４１】
そして上述したように、本発明の燃料電池装置は、モジュール３の発電による輻射熱により暖められた酸素含有ガスを、モジュール３に供給することで、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができることから、燃料電池セルを固体酸化物形燃料電池セルとした場合に特に有用である。
【００４２】
図２は、ブロアー５にて、モジュール３と内壁８との間を流通する酸素含有ガスをモジュール３内に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００４３】
例えば、モジュール３の輻射熱の温度を下げる目的で、モジュール３に高性能の断熱材を設ける場合があり、その場合にモジュール３の輻射熱の熱拡散を抑えることができる場合がある。
【００４４】
この場合、モジュール３からの輻射熱は温度が低くなるため、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスの温度が低下し（常温に近づき）、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガスをモジュール３内に供給した場合に、モジュール３内の温度が低下し、モジュール３の発電効率が低下するおそれがある。
【００４５】
したがって、このような場合においては、モジュール３の輻射熱を効率よく利用する目的で、モジュール３の発電により生じる輻射熱により暖められたモジュール３と内壁８との間を流通する酸素含有ガスを、ブロアー５が酸素含有ガス吸入管１０を介して吸気した後モジュール３内に供給する。それにより、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。なお、モジュール３と内壁８との間に供給される酸素含有ガスは、例えば補機収納室６の酸素含有ガスを取り込むことができ、図２においては補機収納室６より酸素含有ガスを取り込み、取り込んだ酸素含有ガスがモジュール３と内壁８との間を流通する例を示している。
【００４６】
また、あわせてモジュール３と内壁８との間の暖められた空気をブロアー５が吸気することから、モジュール３と内壁８とで形成される空間の温度を下げることができ、外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制できる。あわせて、外気取込口１１より取り込まれる酸素含有ガス（常温の空気）を、内壁８と外壁９との間を流通させることにより、より効率よく外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制できる。
【００４７】
図３は、モジュール収納室４と補機収納室６とを区画する仕切板７を内部が空洞の板材とし、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスを、ブロアー５にてモジュール３内に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００４８】
上述したように、モジュール３の発電により生じる輻射熱により暖められた酸素含有ガスをモジュール３内に供給するが、モジュール３の輻射熱は、モジュール３の底面に接して配置される仕切板７に最も伝熱されることとなる。またモジュール３の底面からの輻射熱が特に高温の場合には、仕切板７を介して補機収納室６に伝熱され、補機類に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００４９】
それゆえ、図３に示した燃料電池装置１８においては、モジュール収納室４と補機収納室６とを区画する仕切板７を内部が空洞の板材とすることにより、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスは、モジュール３の底面からの輻射熱により暖められることとなる。
【００５０】
そして、仕切板７の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを、ブロアー５が仕切板吸入口１６に接続された酸素含有ガス吸入管１７を介して吸気した後モジュール３内に供給する。それにより、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。なお、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスは、図３に示したように外気取入口１１を仕切板７に付設して空洞の内部に取り込んでもよく、また補機収納室６の酸素含有ガスを取り込むようにしてもよい。
【００５１】
またあわせて、仕切板７の空洞を流通する酸素含有ガスをモジュール３に供給することから、仕切板７の温度を下げることができ、モジュール３の発電により生じた輻射熱が、モジュール３の底面より補機収納室６に伝熱することを抑制することができ、それゆえ補機類に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００５２】
図４は、モジュール３の発電により生じる輻射熱を、さらに効率よく利用する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００５３】
上述したように、モジュール３の発電により生じる輻射熱により暖められた酸素含有ガスをモジュール３内に供給するが、より効率よく暖められた酸素含有ガスを供給するにあたっては、モジュール３全面の輻射熱を利用することが好ましい。
【００５４】
それゆえ、図４に示した燃料電池装置２０においては、モジュール収納室４と補機収納室６とを区画するための仕切板７を内部が空洞の板材とし、またモジュール収納室４を構成する外装ケース２を内壁８と外壁９とからなる二重構造とする。そして、内壁８と外壁９との間を流通する酸素含有ガス、またはモジュール３と内壁８との間を流通する酸素含有ガスを、仕切板７に設けた取入口１５を介して仕切板７の空洞に供給する。それにより、内壁８と外壁９との間を流通して暖められた酸素含有ガスやモジュール３と内壁８との間を流通して暖められた酸素含有ガスは、仕切板７の空洞を流通することで、モジュール３の底面からの輻射熱によりさらに温められることとなる。
【００５５】
そして、仕切板７の空洞を流通してさらに暖められた酸素含有ガスは、ブロアー５により仕切板吸入口１６に接続された酸素含有ガス吸入管１７を介して吸気した後モジュール３内に供給される。それにより、モジュール３内の温度が低下することを抑制でき、モジュール３の発電効率を向上することができる。
【００５６】
また、あわせて内壁８と外壁９とで形成される空間の温度、モジュール３と内壁８とで形成される空間の温度、さらには仕切板７の温度をそれぞれ下げることができることから、外装ケース２（外壁９）の温度が高温となることを抑制でき、またモジュール３から補機収納室６への伝熱を抑制でき、補機類に対して悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００５７】
また図５は、モジュール収納室４や仕切板７を流通して暖められた酸素含有ガスの温度を調整してモジュール３に供給する燃料電池装置の一例を示したものである。
【００５８】
モジュール３が効率よく発電する目的で、モジュール収納室４内を流通して暖められた酸素含有ガス（具体的には、内壁８と外壁９との間、モジュール３と内壁８との間を流通して暖められた酸素含有ガス）や、仕切板７の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを、ブロアー５によりモジュール３内に供給するが、その暖められた酸素含有ガスが、例えば５０℃〜７０℃といった高温となっている場合には、ブロアー５の耐久性に悪影響を及ぼしブロアー５の寿命が短くなるおそれがある。それゆえ、ブロアー５の種類にもよるが、暖められた酸素含有ガスは所定の温度（５０℃〜７０℃よりも低い温度）となるように調整した後、ブロアー５が吸気してモジュール３内に供給することが好ましい。
【００５９】
それゆえ、モジュール収納室４内または仕切板７の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスをブロアー５が吸入するための酸素含有ガス吸入管２２と、補機収納室の酸素含有ガス（常温）をブロアー５が吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管２３とを、酸素含有ガス流量調整手段２４に接続する。そして、酸素含有ガス吸入管２２を流れる酸素含有ガスの流量と補機収納室酸素含有ガス吸入管２３を流れる酸素含有ガスの流量とを、ブロアー５に供給する酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう酸素含有ガス流量調整手段２４を制御装置１２にて制御して調整する。
【００６０】
具体的には、酸素含有ガス吸入管２２を介して吸入される暖められた空気の温度を、温度センサ２５で計測し、計測された温度情報が制御装置１２に伝送される。制御装置１２は、伝送された温度情報が予め設定された所定の温度を超えている場合に、酸素含有ガス調整手段２４に対し、温度センサ２５で計測される温度情報が所定の温度となるよう、酸素含有ガス吸入管２２を介して吸入される酸素含有ガスの量と補機収納室酸素含有ガス吸入管２３を介して吸入される酸素含有ガスの量を調整するよう信号を伝送する。
【００６１】
それにより、ブロアー５によりモジュール３に供給される酸素含有ガスの温度が、ブロアー５に対して悪影響を及ぼす温度よりも低くすることができることから、ブロアー５の耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の酸素含有ガスをモジュール３に供給することで、モジュール３の発電効率を向上することができる。
【００６２】
なお、酸素含有ガス流量調整手段２４としては、酸素含有ガス流量調整弁等を用いる事ができる。
【００６３】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である
例えば、モジュール３からの輻射熱を効率よく得るために、モジュール３の外側面や内壁８の外壁９側面に、酸素含有ガス流路を内部に有する伝熱板等を付設することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図２】燃料電池モジュール収納室を構成する内壁と燃料電池モジュールとの間を流通する酸素含有ガスを、燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図３】仕切板の内部に空洞を有し、その空洞を流通する酸素含有ガスを、燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図４】外壁と内壁との間を流通し、さらに仕切板の内部の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【図５】外壁と内壁との間を流通し、さらに仕切板の内部の空洞を流通して暖められた酸素含有ガスの流量と、補機収納室の酸素含有ガスとの流量とを調整して、燃料電池モジュールに供給する燃料電池装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１５、１８、２０、２１：燃料電池装置
２：外装ケース
３：燃料電池モジュール
４：燃料電池モジュール収納室
５：ブロアー
６：補機収納室
７：仕切板
８：内壁
９：外壁
１０、１７、２２：酸素含有ガス吸入管
１１：外気取入口
１２：制御装置
１６：仕切板吸入口
１９：取入口
２３：補機収納室酸素含有ガス吸入管
２４：酸素含有ガス調整手段
２５：温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項２】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項３】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記仕切板は内部が空洞の板材であって、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項４】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた内部が空洞の板材からなる仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガス、または前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスが、前記仕切板の前記空洞に供給されるとともに、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項５】
前記燃料電池モジュール収納室内または前記仕切板の前記空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、前記補機収納室の酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管とが、前記ブロアーが吸入する酸素含有ガスの流量を調整するための酸素含有ガス流量調整手段に接続されるとともに、前記ブロアーが吸入する前記酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう前記酸素含有ガス流量調整手段を制御する制御装置を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項２】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記ブロアーが前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項３】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記仕切板は内部が空洞の板材であって、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項４】
外装ケースと該外装ケースの内部に設けられた内部が空洞の板材からなる仕切板とにより、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールが配置された燃料電池モジュール収納室と、前記燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するためのブロアーが配置された補機収納室とが上下に区画して形成された燃料電池装置であって、前記燃料電池モジュール収納室を構成する前記外装ケースが内壁と外壁とからなる二重壁構造であるとともに、前記内壁と前記外壁との間を流通する酸素含有ガス、または前記燃料電池モジュールと前記内壁との間を流通する酸素含有ガスが、前記仕切板の前記空洞に供給されるとともに、前記ブロアーが前記仕切板の前記空洞を流通する酸素含有ガスを前記燃料電池モジュールに供給することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項５】
前記燃料電池モジュール収納室内または前記仕切板の前記空洞を流通して暖められた酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための酸素含有ガス吸入管と、前記補機収納室の酸素含有ガスを前記ブロアーが吸入するための補機収納室酸素含有ガス吸入管とが、前記ブロアーが吸入する酸素含有ガスの流量を調整するための酸素含有ガス流量調整手段に接続されるとともに、前記ブロアーが吸入する前記酸素含有ガスの温度が、予め設定された所定の温度となるよう前記酸素含有ガス流量調整手段を制御する制御装置を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の燃料電池装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１９２３４７（Ｐ２００８−１９２３４７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２９３１（Ｐ２００７−２２９３１）
【出願日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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