JP2006185748A - 燃料電池パワープラントおよび燃料電池パワープラント部品の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 支持台との熱の授受を抑制して寒冷時に燃料電池パワープラント部品を外気より高温に維持して燃料電池スタックの適正運転温度まで早く昇温できるようにする。
【解決手段】 被支持部品としての燃料電池パワープラント部品５１（３）と支持台５２との間に断熱部材５３Ａを介在させて被支持部品５１を支持台５２に支持し、締結部材５４と、被支持部品５１および支持台５２のいずれか一方（この例では被支持部品５１）と、の間に第２の断熱部材５３Ｂを介在させて被支持部品５１と支持台５２とを締結している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料電池パワープラントおよび燃料電池パワープラント部品の支持構造に関する。

特許文献１には、燃料電池パワープラント部品として燃料電池スタックの支持構造が開示されている。この燃料電池スタックの支持構造は、被支持部品（燃料電池スタック）の取付部が支持台（車体や車体に取り付けられたフレーム）に締結部品（ボルトなど）によって直接取り付けられているので、被支持部品と支持台とを締結する部位で熱の授受が行われる。

そのため、低温下で放置されると、支持台（例えば車体）が燃料電池パワープラントの放熱板として機能してしまい、燃料電池パワープラント部品の放熱が進んで最終的に燃料電池パワープラント部品の温度が外気温と同一温度まで低下してしまう。
特開平２００２−９３４５４号公報

しかしながら、燃料電池パワープラントの運転可能な温度（主に燃料電池の運転可能な温度に相当する）は例えば８０℃〜１００℃程度であるため、寒冷時には燃料電池パワープラントを運転可能な温度まで暖機するのに長時間を要する。

また、燃料電池パワープラントにおいては、発電時に燃料ガスと酸化ガスとの化学反応によって水が生成されるため、燃料電池パワープラント内には常に水が内在している。また、燃料電池パワープラント内には燃料ガスおよび酸化ガスを加湿するためにも水も内在している。そのため、燃料電池パワープラントが氷点下で放置されると、水の凍結による体積膨張によって、燃料電池パワープラント部品が破損する可能性がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決するため、支持台との熱の授受を抑制して寒冷時でも燃料電池パワープラント部品が外気温よりも高温となるようにして燃料電池スタックの適正運転温度まで早く昇温できるようにすることである。

本発明は、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタックおよび前記燃料電池スタックの発電時に作動する補機を有する燃料電池パワープラントの、の少なくとも１つの燃料電池パワープラント部品と、被支持部品としての前記燃料電池パワープラント部品を支持する支持台と、前記被支持部品と前記支持台とを締結する締結部材と、を備え、
前記被支持部品と前記支持台との間にこれら２部材よりも熱伝導率の小さい断熱部材を介在させて前記被支持部品を前記支持台に支持し、前記被支持部品と前記支持台とを締結していることを特徴とするものである。

本発明によれば、被支持部品と支持台との授受が抑制される。これにより、被支持部品としての燃料電池パワープラント部品の熱が支持台を通じて外気に奪われることが抑制され、これにより寒冷時でも燃料電池パワープラント部品を外気よりも高温に維持しておくことができるし、燃料電池パワープラント部品が氷点下になりにくくできる。結果、燃料電池パワープラントの暖機の時間を短くすることができるし、また、氷点下時の凍結によ不具合を未然に防止できる。

以下、図１〜図４を参照しつつ本発明の一実施形態の燃料電池パワープラントおよび燃料電池パワープラント部品の支持構造を説明する。

燃料電池パワープラント
まず、図１を参照しつつこの実施形態の燃料電池パワープラントの概要を説明する。この実施形態の燃料電池パワープラントは、燃料電池車両に適用されるものであり、車両の床下に搭載されこの車両の駆動源として利用されるようになっている。

燃料電池パワープラントは、図１に示すように燃料ガスと酸化ガスとの化学反応により発電する燃料電池スタック３と、燃料電池スタック３の発電時に動作する補機と、を備える。

燃料電池スタック３は、固体高分子電解質膜をアノード（燃料極）４とカソード（酸化極）５とで挟んで構成される燃料電池セルが、セパレータを介して複数積層されたもので、各セルのアノード４に供給される燃料ガスとカソード５に供給される酸化ガスとの化学反応により発電するものである。

補機は、燃料電池スタック３の発電時に燃料ガス供給や酸化ガス供給や水分供給や排気ガス処理や温度管理などに調整に関わる機器である。この補機としては、燃料ガス供給ライン（燃料ガス供給配管）１１を介して燃料ガス（例えば水素）を供給する燃料ガス供給装置１と、酸化ガス供給ライン（酸化ガス供給配管）１４を介して酸化ガス（例えば空気）を供給する酸化ガス供給装置２と、アノードオフガスを燃料ガス循環ライン（燃料ガス循環配管）１２を介してアノード４の上流に循環させる燃料ガス循環装置６と、アノードオフガスを燃焼させる燃焼器７と、燃焼器７の燃焼ガスの熱で冷却液を加熱する加熱用熱交換器８と、冷却液を外気への放熱によって冷却する冷却用熱交換器９と、アノード供給ガス（燃料ガス）を加湿する加湿器１０Ａ及びカソード供給ガス（酸化ガス）を加湿する加湿器１０Ｂと、加熱用熱交換器８又は冷却用熱交換器９と燃料電池スタック３との間の冷却液流路２０に冷却液を循環させる循環ポンプ２１と、冷却液流路２０を加熱用熱交換器８又は冷却用熱交換器９に切り換える三方弁２２と、アノードオフガスをアノードオフガス循環装置６からアノードオフガス排出ライン１３を介して燃焼器７へ排出するアノードオフガス排出弁２７と、などを含む。

なお、この実施形態では、アノード供給ガス用の加湿器１０Ａは、水タンク２５に貯蔵される水を利用して燃料ガス供給配管１１を流れる燃料ガスを加湿するものである。一方、カソード供給ガス用の加湿器１０Ｂは、内部に中空糸膜の集合体を備え、この中空糸膜内にカソードオフガスを流通させるとともに中空糸膜外にカソード供給ガスを流通させて、このカソードオフガス中の水分（発電時に燃料電池で生成された水）でカソード供給ガスを加湿するものである。水タンク２５は、燃料電池スタック３および加湿器１０Ａ、１０Ｂおよび燃焼器７および加熱用熱交換器８および排気管１９などで凝縮した水分を図示せぬ配管を通じて回収して貯留する。

燃料電池パワープラントの動作
次に、燃料電池パワープラントの動作を説明する。発電時には、燃料ガス供給装置１からの燃料ガスが加湿器１０Ａで加湿されてアノード４に供給されるとともに酸化ガス供給装置２からの酸化ガスが加湿器１０Ｂで加湿されてカソード５に供給され、これら燃料ガスおよび酸化ガスの化学反応により、電力が生じる。その際、アノード４からは消費されずに残ったアノードオフガスが排出される。またカソード５からは一部の酸素が消費され且つ発電により生成された水分を含んだカソードオフガスが排出される。

通常運転時には、アノードオフガスは、アノードオフガス循環装置６によりアノードオフガス循環配管１２を介して燃料ガス供給配管１１に全量循環されて再度アノード４へと供給される。一方、カソードオフガスは、加湿器１０Ｂ、燃焼器７、熱交換器８、排気配管１９を介してシステム外へ排気される。

燃料電池スタック３のセル電圧を検知する電圧検知手段により所定の電圧値よりも低い電圧が検知された場合には、図示せぬシステムコントローラ（制御部）からパージ信号が発信され、このパージ信号に基づいて、アノードオフガス排出弁２７から所定流量のアノードオフガスが燃焼器７に排出される。

燃焼器７では、アノードオフガス排出弁２７を介して供給されたアノードオフガス（排燃料ガス）がミキサ２３でカソードオフガスと混合され、この混合ガスが燃焼触媒を有する燃焼室２４で燃焼される。燃焼器７で生成された燃焼ガスは、熱交換器８を通過して排気配管１９を通じてシステム外（外気）に排気される。

なお、燃焼器７には、図示せぬ配管を介して燃料ガス供給装置１から燃料ガスを供給できると共に図示せぬ配管を介して酸化ガスを供給できるようになっていて、パージされる排燃料ガスを処理する時以外にも、燃料ガスおよび酸化ガスを燃焼させて熱を発生できるようになっている。この燃焼熱を利用して、必要に応じて燃料電池スタック３を加温できる。

燃料電池スタックの温度管理
次に、燃料電池スタック３の温度管理について説明する。燃料電池スタック３は、不凍液等の冷却液により運転温度が適温に維持されるように温度管理されている。燃料電池パワープラントの通常運転時には、発熱した燃料電池スタック３を適正な運転温度に冷却維持する必要がある。そのため、三方弁２２でポンプ２１と冷却用熱交換器９とを連通することで、冷却液を循環ポンプ２１、三方弁２２、冷却用熱交換器９、燃料電池スタック３、ポンプ２１という閉路に循環させるようになっている。これにより、燃料電池スタック３の発熱を冷却用熱交換器９からシステム外へ放出して、燃料電池スタック３の温度を適温に冷却維持する。

一方、燃料電池パワープラントの起動時には、燃料電池スタック３を適正な運転温度（例えば８０℃〜１００℃）に上昇させる必要がある。そのため、三方弁２２でポンプ２１と熱交換器８とを連通することで、冷却液をポンプ２１、三方弁２２、熱交換器８、燃料電池スタック３、ポンプ２１という閉路に循環させるようになっている。これにより、通常運転時に冷却液として用いる媒体を温媒として用いることができ、温媒温度を熱交換器８で上昇させて、燃料電池スタック３の温度を運転開始に適切な温度まで上昇させることができる。

燃料電池パワープラント部品の支持構造
次に、燃料電池パワープラント部品の支持構造を説明する。燃料電池パワープラント部品は、大別して、断熱部材（５３Ａ、５３Ｂ）を介在させて支持台（５２）に締結するものと（図３、４参照）、支持台（５２）に直接締結するものがある。

断熱部材（５３Ａ、５３Ｂ）を介在させて支持台（５２）に締結する燃料電池パワープラント部品としては、低温下で放置しても燃料電池スタック３をできる限り高温に維持できるようにして始動時に燃料電池スタック３を適正運転温度にできる限り早く昇温するために、断熱部材を介在させたほうが良いと思われる部品が対象となる。

即ち、まず第１に、断熱部材（５３Ａ、５３Ｂ）を介在させて支持台（５２）に締結する燃料電池パワープラント部品としては、燃料電池スタック３自身が含まれる。この場合、燃料電池スタック３→締結部材（５４）→支持台（５２）→外気の経路で、燃料電池スタック３の熱が外気に放熱されることを抑制でき、燃料電池スタック３を適正運転温度により早く昇温できる。

第２に、断熱部材（５３Ａ、５３Ｂ）を介在させて支持台（５２）に締結する燃料電池パワープラント部品としては、燃料電池スタック３と熱交換媒体を介して熱交換が行われる部品つまり燃料電池スタック３に循環させる冷却液の流路を有する部品が含まれる。なお、燃料電池スタックに循環させる冷却液の流路を有する部品としては、冷却液循環ライン２０を構成する配管２０、および冷却液循環ライン２０に介在する熱交換器８、循環ポンプ２１、三方弁２２、熱交換器８、熱交換器９などが含まれる。この場合、燃料電池スタック３→冷却液→冷却液循環系の部品（例えば熱交換器８、配管２０、循環ポンプ２１、三方弁２２、熱交換器８、熱交換器９）→締結部材（５４）→支持台（５２）→外気の経路で、燃料電池スタック３の熱が外気に放熱されることを抑制でき、燃料電池スタック３を適正運転温度により早く昇温できる。

第３に、上述の冷却液循環系の部品以外で、水分が内在している部品が含まれる。なお、水分が内在している部品としては、水タンク２５、加湿器１０Ａ、加湿器１０Ｂなどが含まれる。この場合、水分が内在している部品（例えば水タンク２５、加湿器１０Ａ、加湿器１０Ｂ）内での凍結防止を防止できる。

第４に、燃料電池パワープラントの始動時に燃料電池スタック３の暖機の際に動作する弁およびセンサが含まれる。この場合、燃料電池スタック３の暖機の際に動作する弁およびセンサが凍結により正常動作しなくなることを防止して、燃料電池スタック３を適正運転温度により早く昇温できる。ここで、燃料電池スタック３の暖機のために動作する弁としては、燃料ガス供給ライン１１に配置され供給ガスの圧力を調整する燃料ガス調圧弁Ｖ１、酸化ガス供給ライン１４に配置され供給ガスの圧力を調整する酸化ガス調圧弁Ｖ２、燃料ガス循環ライン１２に配置され循環ガスの圧力を調整する循環ガス調圧弁Ｖ３、などがある。また、燃料電池スタック３の暖機のために動作するセンサとしては、燃料ガス給ライン１１に配置され供給ガスの圧力を計測する燃料ガス圧センサＳ１、酸化ガス供給ライン１４に配置され供給ガスの圧力を計測する酸化ガス圧センサＳ２、燃料ガス循環ライン１２に配置され循環ガスの圧力を計測する循環ガス圧センサＳ３、などがある。

上記断熱部材（５３Ａ、５３Ｂ）を介在させて支持台（５２）に締結した部品以外の部品は、断熱部材（５３Ａ、５３Ｂ）を介在させる必要がなく、むしろ部品点数が増加するためこの実施形態では断熱部材を介在させずに支持してある。つまり、例えば燃料電池パワープラントの始動時の燃料電池３の暖機の際に開閉されない弁は含まれず該燃料電池スタック３の暖機の際に開閉される弁（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）が含まれるため、余計な断熱部材を追加する必要がなく、部品点数が少なくて済む。また、燃料ガスまたは酸化ガスの流量・圧力・温度・湿度などの状態を検出するセンサのうち、例えばその検出信号が少なくとも燃料電池パワープラントの始動時の燃料電池スタック３の暖気の際の制御に利用されないセンサが含まれず且つ燃料電池スタック３の暖気の際の制御に利用されるセンサ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が含まれるため、余計な断熱部材を追加する必要がなく、部品点数が少なくて済む。

以下、断熱部材を介在させて支持台に締結した燃料電池パワープラント部品の支持構造を、燃料電池スタック３の支持構造を例にとって図２〜図４を参照しつつ説明する。

図２において、燃料電池パワープラント部品および被支持部品として燃料電池３は、その取付部５１が支持台５２に載置され、取付部５１が支持台５２に締結部材としてのボルト５４で締結されている。なお、本発明において支持台５２とは、車体、または複数の部品をモジュール化して車体に固定するためのフレーム、である。

より具体的には、図３に示すように、支持台５２上に第１の断熱部材５３Ａを介在させて被支持部品５１を支持し、この被支持部品５１上に第２の断熱部材５３Ｂおよび平座金５６およびバネ座金５５を積層し、これら平座金５６、バネ座金５５、第２の断熱部材５３Ｂ、被支持部品５１、第１の断熱部材５３Ａを貫通してボルト５４の軸部５４ｂを支持台５２にネジ込み固定し、ボルト５４の頭部５４ａにて締結力を付与することで、被支持部品５１を支持台５２に締結している。

第１の断熱部材５３Ａおよび第２の断熱部材５３Ｂは、何れも被支持部品５１および支持台５２およびボルト５４よりも熱伝導率の小さい材質で構成されている。この第１の断熱部材５３Ａおよび第２の断熱部材５３Ｂは同一形状であり、両断熱部材５３Ａ、５３Ｂはそれぞれ略円板状に形成されその中心部に円筒状のスペーサ部５３ｂが突設されている。円筒状のスペーサ部５３ｂは、被支持部品５１のボルト挿通孔５１ａの内周面とボルト５４の軸部５４ｂの外周面との間に介在してこれらの接触を防止している。なお、円筒状のスペーサ部５３ｂの中心の中空部分は、ボルト５４の軸部５４ｂを挿通するボルト挿通孔５３ｃである。

効果
以下、この実施形態の効果をまとめる。

第１に、この実施形態は、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタック３および燃料電池スタック３の発電時に作動する補機を有する燃料電池パワープラントの少なくとも１つの燃料電池パワープラント部品（この例では燃料電池スタック３の取付部５１）と、被支持部品としての燃料電池パワープラント部品５１を支持する支持台５２と、被支持部品５１と支持台５２とを締結する締結部材５４を備え、被支持部品５１と支持台５２との間にこれらよりも熱伝導率の小さい第１の断熱部材５３Ａを介在させて被支持部品５１を支持台に支持し、被支持部品５１と支持台５２とを締結している。そのため、被支持部品５１と支持台５２とが直接接触せずに第１の断熱部材５３Ａを介して被支持部品５１が支持台５２に支持されているため、被支持部品５１（３）の熱が支持台５２を介して外気に放熱されてしまうことを抑制できる。これにより、寒冷時における燃料電池スタック３の暖機時間を短くできる。

第２に、この実施形態では、さらに被支持部品５１および支持台５２のいずれか一方（この例では被支持部品５１）と締結部材５４との間にこれらよりも熱伝導の小さい第２の断熱部材５３Ｂを介在させて被支持部品５１と支持台５２とを締結している。そのため、締結部材５４を介して被支持部品５１の熱が支持台５２に伝熱されて外気に放熱されてしまうことを抑制ができる。これにより、寒冷時における燃料電池スタック３の暖機時間をさらに短くできる。

第３に、この実施形態では、締結部材は軸部５４ｂと頭部５４ａとを有するボルト５４であり、ボルト５４の軸部５４ｂは被支持部品５１および支持台５２の一方（この例では支持台５２）に埋設されて固定され、ボルト５４の頭部５４ａは被支持部品５１および支持台５２の他方（この例では被支持部品５１）との間に第２の断熱部材５３Ｂを介在させて前記他方５２に締結力を付与している。そのため、被支持部品５１および支持台５２の他方（この例では被支持部品５１）と締結部材５４の頭部５４ａとの間に第２の断熱部材５３Ｂが介在するため、締結部材５４を介して被支持部品５１の熱が支持台５２に伝熱されて外気に放熱されてしまうことを抑制ができる。これにより、寒冷時における燃料電池スタック３の暖機時間をさらに短くできる。

第４に、この実施形態では、第１の断熱部材５３Ａまたは第２の断熱部材５３Ｂと一体または別体の断熱部材で形成され且つ前記他方（この例では被支持部品５１）のボルト挿通孔５１ａの内周面とボルト５４の軸部５４ｂの外周面との間に介在してこれらの接触を防止するスペーサ部５３ｂをさらに備える。そのため、上述の第３の効果に加え、前記他方（この例では被支持部品５１）とボルト５４との接触をスペーサ部５３ｂによって確実に防止できる。

第５に、この実施形態では、前記スペーサ部５３ｂは第１の断熱部材５３Ａまたは第２の断熱部材５３Ｂと一体に形成されている。そのため、別体に形成される場合に比べて部品点数が少なくまた締結作業が容易となる利点がある。

第６に、この実施形態では、断熱部材５３Ａ、５３Ｂを介して支持台５２に締結される被支持部品５１は、燃料電池スタック３である。そのため、第１〜第５の効果に加え、温度低下を防止する必要がある燃料電池スタック３そのものの温度低下を防止できるため、最も効果的である。

なお、断熱部材５３Ａ、５３Ｂを介在させて支持台５２に締結した燃料電池パワープラント部品の支持構造は、燃料電池スタック３以外も同一または類似であるため詳細な説明を省略する。

ここで、断熱部材５３Ａ、５３Ｂを介在させて支持台５２に締結した燃料電池パワープラント部品が、冷却液循環系の部品（例えば熱交換器８、配管２０、循環ポンプ２１、三方弁２２、熱交換器８、熱交換器９）の場合は、燃料電池スタック３→冷却液→冷却液循環系の部品→締結部材５４→支持台５２→外気の経路で、燃料電池スタック３の熱が外気に放熱されることを抑制でき、燃料電池スタック３を適正運転温度により早く昇温できる。

また、断熱部材５３Ａ、５３Ｂを介在させて支持台５２に締結した燃料電池パワープラント部品が、水分が内在している部品（例えば水タンク２５、加湿器１０Ａ、加湿器１０Ｂ）の場合は、部品内での凍結防止を防止できる。

また、断熱部材５３Ａ、５３Ｂを介在させて支持台５２に締結した燃料電池パワープラント部品が、燃料電池パワープラントの始動時で燃料電池スタック３の暖機の際に動作する弁（例えばＶ１、Ｖ２、Ｖ３）およびセンサ（例えばＳ１、Ｓ２、Ｓ３）の場合、燃料電池スタック３を暖機する際に弁およびセンサが凍結により正常動作できなくなることを防止して、燃料電池スタック３を適正運転温度により早く昇温できる。

次に、断熱部材５３Ａ、５３Ｂの好ましい材質について説明する。断熱部材５３Ａ、５３Ｂを介して支持台５２に支持される被支持部品が、（Ｉ）燃料電池スタックの場合、（ＩＩ）冷却液循環系の部品の場合、（ＩＩＩ）水が内在する部品の場合、（ＩＶ）検出信号が燃料電池スタックの暖機の制御に利用されるセンサの場合、（Ｖ）燃料電池スタックの暖機の際に開閉される弁の場合、のそれぞれについて説明する。

（Ｉ）燃料電池スタックの場合
燃料電池スタック３の場合は、断熱部材５３Ａ、５３ＢはＰＰＳ樹脂またはフェノール樹脂またはガラス系積層板より構成されるのが好ましい。このような材質の場合は、断熱部材５３Ａ、５３Ｂは弾性変形しにくく、燃料電池スタック３などの重量物を保持するのに適している。また、車体の振動が被支持部品３に伝わり難く被支持部品３の振動を抑制できる。

（ＩＩ）冷却液循環系の部品の場合
冷却液循環系の部品（例えば熱交換器８、配管２０、循環ポンプ２１、三方弁２２、熱交換器８、熱交換器９）の場合は、断熱部材５３Ａ、５３Ｂの材質は限定されない。

但し、冷却液循環系の部品のうち冷却液を循環させるポンプ２１の場合は、断熱部材５３Ａ、５３Ｂは弾性体であることが好ましい。弾性体としては、例えばＥＰＤＭゴムなどがある。このように断熱部材５３Ａ、５３Ｂが弾性体であると、上述のような伝熱の抑制に加えて振動源であるポンプ２１から車体へ振動が伝わりにくくなるため、車両の快適性を維持できる。

（ＩＩＩ）水が内在する部品の場合
水が内在する部品（例えば水タンク２５、加湿器１０Ａ、加湿器１０Ｂ）の場合は、断熱部材の材質は限定されない。

（ＩＶ）検出信号が燃料電池スタックの暖機の制御に利用されるセンサの場合
検出信号が燃料電池スタックの暖機の制御に利用されるセンサ（例えばＶ１、Ｖ２、Ｖ３）の場合は、断熱部材の材質は限定されない。

（Ｖ）燃料電池スタックの暖機の際に開閉される弁の場合
燃料電池スタックの暖機の際に開閉される弁（例えばＳ１、Ｓ２、Ｓ３）の場合は、断熱部材の材質は限定されない。

以上、本発明によれば、燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタックおよび燃料電池スタックの発電時に作動する補機の少なくとも１つの燃料電池パワープラント部品と、被支持部品としての燃料電池パワープラント部品を支持する支持台と、を備え、被支持部品と支持台とを締結する部位は、これら被支持部品および支持台よりも熱伝導率の小さい断熱部材で構成されているため、被支持部品である燃料電池パワープラント部品の熱が支持台を介して外気に放熱されてしまうことを抑制できる。これにより、寒冷時における燃料電池スタックの暖機時間を短くできる。

なお、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲でその他の構成を変更してもよい。

例えば、上述の実施形態では、第１の断熱部材５３Ａと第２の断熱部材５３Ｂが同一形状であるが、締結部材５４の軸部５４ｂの外周面と、被支持部品５１および支持台５２の何れか一方に設けられたボルト挿通孔５１ａの内周面と、が接触しないようにできれば、第１の断熱部材５３Ａおよび第２の断熱部材５３Ｂの何れか一方にスペーサ部５３ｂが設けられていてもよいし、また、第１の断熱部材５３Ａおよび第２の断熱部材５３Ｂの円板状の本体部５３ａと別体でスペーサ部５３ｂが設けられてもよい。

また、上述の実施形態では、第１の断熱部材５３Ａと第２の断熱部材５３Ｂが同一材質で構成されているが、本発明では、第１の断熱部材５３Ａと第２の断熱部材５３Ｂとが異なる材質により構成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、被支持部品５１がボルト５４の軸部５４ｂを挿通するボルト挿通孔５１ａを有し、支持台５２がボルト５４の軸部５４ｂをねじ込むネジ孔５２ｈを有する構成であるが、その逆に、支持台がボルトの軸部を挿通するボルト挿通孔を有し、被支持部品がボルトの軸部をねじ込むネジ孔を有する構成としてもよい。また、被支持部品および支持台がそれぞれボルトの軸部を挿通するボルト挿通孔を有し、ボルトの頭部とナットとの間で２部材を締結してもよいし、頭部を備えないボルトの軸部の両端に装着される２つのナットの間で２部材を締結してもよい。また、スタッドボルトとナットにより締結してもよい。

また、上述の実施形態ではバネ座金５５および平座金５６を用いているが、本発明ではこれらバネ座金および平座金が無くてもよい。

本発明の一実施形態の燃料電池パワープラントのブロック図。 同燃料電池パワープラントの一構成部品としての燃料電池スタックの支持構造の斜視図。 同燃料電池スタックの支持構造（締結部位）の拡大断面図。 同燃料電池スタックの支持構造に用いられる断熱部材の斜視図。 図５ａは図４の断熱部材の上面図、図５ｂは側面図。

符号の説明

３…燃料電池スタック（被支持部品）
８…加熱用熱交換器（被支持部品、冷却液循環系の部品）
９…冷却用熱交換器（被支持部品、冷却液循環系の部品）
１０Ａ…加湿器（被支持部品、水が内在する部品）
１０Ｂ…加湿器（被支持部品、水が内在する部品）
２０…配管（被支持部品、冷却液循環系の部品）
２１…ポンプ（被支持部品、冷却液循環系の部品）
２２…三方弁（被支持部品、冷却液循環系の部品）
２５…水タンク（被支持部品、水が内在する部品）
５１…被支持部品の取付部（被支持部品および支持台の一方）
５１ａ…ボルト挿通孔
５２…支持台（被支持部品および支持台の他方）
５２ｈ…ネジ孔
５３Ａ…第１の断熱部材
５３Ｂ…第２の断熱部材
５３ａ…本体部
５３ｂ…スペーサ部
５４…ボルト（締結部材）
５４ａ…頭部
５４ｂ…軸部

Claims (18)

1. 燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタックおよび前記燃料電池スタックの発電時に作動する補機を有する燃料電池パワープラントの、少なくとも１つの燃料電池パワープラント部品と、
   被支持部品としての前記燃料電池パワープラント部品を支持する支持台と、
   前記被支持部品と前記支持台とを締結する締結部材と、
   を備え、
   前記被支持部品と前記支持台との間にこれら２部材よりも熱伝導率の小さい断熱部材を介在させて前記被支持部品を前記支持台に支持し、前記被支持部品と前記支持台とを締結している
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
2. 燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタックおよび前記燃料電池スタックの発電時に作動する補機を有する燃料電池パワープラントの、少なくとも１つの燃料電池パワープラント部品と、
   被支持部品としての前記前記燃料電池パワープラント部品を支持する支持台と、
   前記被支持部品と前記支持台とを締結する締結部材と、
   を備え、
   前記被支持部品と前記支持台との間にこれら２部材よりも熱伝導率の小さい第１の断熱部材を介在させて前記被支持部品を前記支持台に支持し、
   前記被支持部品および前記支持台のいずれか一方と前記締結部材との間にこれら２部材よりも熱伝導の小さい第２の断熱部材を介在させて前記被支持部品と前記支持台とを締結している
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
3. 請求項２に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記締結部材は、軸部と頭部とを有するボルトであり、
   前記ボルトの軸部は、前記被支持部品および前記支持台の一方に埋設されて固定され、
   前記ボルトの頭部は、前記被支持部品および前記支持台の他方との間に第２の断熱部材を介在させて前記他方に締結力を付与している
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
4. 請求項３に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記他方は、前記ボルトの軸部を挿通するボルト挿通孔を有し、
   前記第１または第２の断熱部材と一体または別体の断熱部材で形成され、前記ボルト挿通孔の内周面と前記ボルトの軸部の外周面との間に介在してこれらの接触を防止するスペーサ部をさらに備える
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記断熱部材を介して前記支持台に支持される被支持部品は、前記燃料電池スタックである
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
6. 請求項５に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記断熱部材は、ＰＰＳ樹脂またはフェノール樹脂またはガラス系積層板より構成されている
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
7. 請求項２〜４の何れか１項に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記断熱部材を介して前記支持台に支持される被支持部品は、前記燃料電池スタックへ循環させる冷却液の流路を有する冷却液循環系の部品である
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
8. 請求項７に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記冷却液循環系の部品は、冷却液を循環させるポンプである
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
9. 請求項８に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
   前記断熱部材は、弾性体である
   ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
10. 請求項２〜４の何れか１項に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
    前記断熱部材を介して前記支持台に支持される被支持部品には、前記燃料ガスまたは前記酸化ガスの経路の開閉する弁のうち前記燃料電池パワープラントの始動時の前記燃料電池スタックの暖機の際に開閉される弁が含まれる
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
11. 請求項１０に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
    前記断熱部材を介して前記支持台に支持される被支持部品には、前記燃料ガスまたは前記酸化ガスの経路を開閉する弁のうち前記燃料電池パワープラントの始動時の前記燃料電池スタックの暖機の際に開閉されない弁は含まれず且つ前記燃料電池スタックの暖機の際に開閉される弁が含まれる
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
12. 請求項２〜４の何れか１項に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
    前記断熱部材を介して前記支持台に支持される被支持部品には、前記燃料ガスまたは前記酸化ガスの状態を検出するセンサのうち検出信号が少なくとも前記燃料電池パワープラントの始動時の前記燃料電池スタックの暖機の際に利用されるセンサが含まれる
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
13. 請求項１２に記載の燃料電池パワープラント部品の支持構造であって、
    前記断熱部材を介して前記支持台に支持される被支持部品には、前記燃料ガスまたは前記酸化ガスの状態を検出するセンサのうち検出信号が少なくとも前記燃料電池パワープラントの始動時の前記燃料電池スタックの暖機の際に利用されないセンサが含まれず且つ前記燃料電池スタックの暖機の際に利用されるセンサが含まれる
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント部品の支持構造。
14. 燃料ガスと酸化ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの発電時に作動する補機と、を有する燃料電池パワープラントであって、
    前記燃料電池スタックを第１の断熱部材を介して支持台に載置し、且つ、前記燃料電池スタックおよび前記支持台のいずれか一方と締結部材との間に第２の断熱部材を介在させて前記燃料電池スタックと前記支持台とを締結した
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント。
15. 請求項１４に記載の燃料電池パワープラントであって、
    前記補機のうち前記燃料電池スタックへ循環させる冷却液の流路を有する冷却液循環系の部品を第１の断熱部材を介して支持台に載置し、且つ、前記冷却液循環系の部品および前記支持台のいずれか一方と締結部材との間に第２の断熱部材を介在させて前記冷却液循環系の部品と前記支持台とを締結した
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント。
16. 請求項１４または１５に記載の燃料電池パワープラントであって、
    前記補機のうち水が内在する部品を第１の断熱部材を介して支持台に載置し、且つ、前記水が内在する部品および前記支持台のいずれか一方と締結部材との間に第２の断熱部材を介在させて前記水が内在する部品と前記支持台とを締結した
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント。
17. 請求項１４〜１６の何れか１項に記載の燃料電池パワープラントであって、
    前記補機のうち前記燃料電池パワープラントの始動時の前記燃料電池スタックの暖機の際に開閉される弁を第１の断熱部材を介して支持台に載置し、且つ、前記弁および前記支持台のいずれか一方と締結部材との間に第２の断熱部材を介在させて前記弁と前記支持台とを締結した
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント。
18. 請求項１４〜１７の何れか１項に記載の燃料電池パワープラントであって、
    前記補機のうち検出信号が少なくとも前記燃料電池パワープラントの始動時の前記燃料電池スタックの暖機の際に利用されるセンサを第１の断熱部材を介して支持台に載置し、且つ、前記センサおよび前記支持台のいずれか一方と締結部材との間に第２の断熱部材を介在させて前記センサと前記支持台とを締結した
    ことを特徴とする燃料電池パワープラント。
    

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