JP2009123453A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】部品交換の作業性が良好な燃料電池システムを提供することである。
【解決手段】燃料電池システム２０は、燃料電池２２に接続される流体流路２６と、流体流路２６に設けられる交換部品１００と、を含んでいる。流体流路２６は交換部品１００のための部品挿入空間６４を有し、該部品挿入空間６４は流体流路２６の延伸方向に交差する方向に部品挿入口を有している。燃料電池システム２０は、部品挿入空間６４をケース内側に収容して設けられるケース７０をさらに含むことができ、ケース７０は部品挿入口に対向する位置に開口７２を有していることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は燃料電池システムに係り、特に交換部品を有する燃料電池システムに関する。

燃料電池として例えば燃料ガスと酸化ガスとを電気化学的に反応させることによって発電するタイプが知られている。燃料電池は、例えば出力電圧が高いため、外部環境からの保護のため等の理由から、ケースに収容される場合が多い。

ケースの従来構造として例えば特許文献１に記載されたものがある。この従来のケースは、ハット型のアッパケースと、プレート型のロアケースの２つのピースから構成されている。ロアケース上に燃料電池スタックが配置され、この燃料電池スタックを上から覆うようにアッパケースが被せられている。アッパケースとロアケースとは、ボルト等の取り外し可能な締結具によって締結されている。燃料電池スタックのエンドプレートの壁面には冷媒液や反応ガスの配管が接続されており、これらの配管はロアケースを貫通してケースの外部へ延びている。ロアケースの配管が貫通している部分にはガスケット等のシールが施されている。ロアケースは、車両フレームに溶接されたボデーメンバとボルトで締結されている。

特許文献１には、このケースによれば、ロアケースからアッパケースを取り外すことによりメンテナンス箇所が剥き出しになるので、燃料電池スタックを車両に搭載したままの状態で点検作業や部品交換作業を行うことが可能になると述べられている。

特開２００６−２２１８５４号公報

上記従来のケースを備えた燃料電池システムでは、冷媒液や反応ガスの配管は、エンドプレートに接続されているとともにロアケースを貫通してケースの外部へ延びており、ロアケースにおいて配管が貫通している部分にはシールが施されている。このため、この配管に設けられる部品の交換は配管を分離・分解して行う必要がある。

また、上記従来のケースによれば、部品交換作業等の際にロアケースからアッパケースを取り外すための作業が必要である。このため、ケースの設置場所によっては、ケース取り外し作業自体が煩雑になる場合があると考えられる。

本発明の目的は、部品交換の作業性が良好な燃料電池システムを提供することである。

本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池に接続される流体流路と、流体流路に設けられる交換部品と、を備え、流体流路は交換部品のための部品挿入空間を有し、該部品挿入空間は流体流路の延伸方向に交差する方向に部品挿入口を有していることを特徴とする。この構成によれば、交換部品を部品挿入口から流体流路へ挿入可能である。このため、流体流路を分離・分解することなく交換部品を交換することができ、作業性が向上する。

ここで、部品挿入空間をケース内側に収容して設けられるケースをさらに備え、ケースは部品挿入口に対向する位置に開口を有していることが好ましい。この構成によれば、交換部品の挿入をケース外側からケースの開口を通じて行うことが可能である。このため、ケースを取り外すことなく交換部品を交換することができ、作業性が向上する。

また、部品挿入空間は、燃料電池を挟持するエンドプレートと、気液分離器と、フランジ部分と、流体配管と、バルブとのうちの少なくとも１つに設けられていることが好ましい。この構成によれば、燃料電池システムが有する部材に交換部品が取り付けられるので、部材の追加による重量の増加等を抑制することができる。

また、交換部品にはシール部材が取り付けられていることが好ましい。この構成によれば、交換部品の交換と同時にシール部材も交換することが可能である。このため、シール部材の交換の迅速化、容易化を図ることができるし、また、シール部材の交換忘れを防止することができる。したがって、作業性が向上する。

また、交換部品のシール部材は、流体流路を流れる流体が交換部品と流体流路との間の隙間を通って下流側へ流れるのを防止するシール部材と、流体が部品挿入空間から外部へ流出するのを防止するシール部材と、流体流路内へ異物が進入するのを防止するシール部材とのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

また、部品挿入口は燃料電池システムに対して設けられる作業空間に面していることが好ましい。この構成によれば、燃料電池システム自体を設置箇所から取り外すことなく、交換部品を交換可能である。したがって、交換作業が容易になり、作業性が向上する。

また、部品挿入口は燃料電池システムの下部に設けられていることが好ましい。この構成によれば、燃料電池システムが例えば自動車車両の下部等に搭載される場合に好適である。

また、ケースは開口の蓋を有していることが好ましい。この構成によれば、異物がケースの開口を通ってケース内側へ進入するのを防止することができる。

また、ケースの蓋が閉じられた状態でケースの蓋と交換部品とが接触することが好ましい。この構成によれば、ケースの蓋によって交換部品を支持することができる。

また、交換部品と部品挿入空間とは、互いに係合して交換部品の取り付け状態を規定する取り付け規定部を有することが好ましい。この構成によれば、交換部品の交換が容易になり、作業性が向上する。

また、交換部品は、部品挿入空間が設けられた部材との接触部分が絶縁材料で構成されていることが好ましい。この構成によれば、別個に絶縁を施す必要を無くすことが可能である。

また、交換部品はフィルタとイオン交換器との少なくとも１つであることが好ましい。

上記構成によれば、部品交換の作業性が良好な燃料電池システムを提供するができる。

図１に実施の形態に係る燃料電池システムの一例である燃料電池システム２０の構成を説明する図を示す。燃料電池システム２０は、燃料ガスおよび酸化ガスの電気化学反応によって発電を行う燃料電池２２を含んでいる。ここでは燃料ガスとして水素ガスを例示し、酸化ガスとして空気中の酸素ガスを例示するが、燃料ガスおよび酸化ガスはこれらの例示に限られるものではない。なお、燃料ガスおよび酸化ガスは反応ガスと総称される場合がある。

燃料電池２２は例えば固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell；ＰＥＦＣ）によって構成可能である。固体高分子型燃料電池は、例えば、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ）とＭＥＡを挟持するセパレータとを含む単セルが複数積層されて（スタックされて）構成されている。なお、ＭＥＡは例えば固体高分子電解質膜がガス拡散電極で挟まれ一体的に接合されている。積層された単セルの集合体である燃料電池２２は、単セルの積層方向端部において一対のエンドプレート６０（図２参照）に挟まれて締付ボルト等によって固定されている。なお、エンドプレート６０は例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）の板状部材で構成される。

燃料電池システム２０は、水素ガス供給流路２４と、水素ガス循環流路２６と、水素ガス排出流路２８と、酸素ガス供給流路３０と、酸素ガス排出流路３２とを含んでおり、これらの流体流路２４，２６，２８，３０，３２は以下の説明から分かるように燃料電池２２に繋がっている。

また、燃料電池システム２０は、水素ガス供給源３４と、コンプレッサ５４とを含んでいる。なお、水素ガス供給源３４は、例えば水素タンク、水素吸蔵合金、燃料改質器等の一つまたは複数で構成可能である。また、コンプレッサ５４は、酸素ガスを含んだ空気を取り込んで圧送するものであり、酸素ガス供給源と呼ぶことも可能である。なお、コンプレッサ５４に替えて例えば酸素ガス供給源の一例である酸素タンク等を用いてもよい。

水素ガス供給流路２４は、水素ガス供給源３４と燃料電池２２の水素ガス供給口との間を接続しており、水素ガス供給源３４から燃料電池２２へ水素ガスを供給する流路である。水素ガス供給流路２４は例えば、流体配管（以下単に配管と呼ぶ。）と、当該配管に設けられた遮断バルブ３６、レギュレータ３８、圧力計４０、インジェクタ４２および圧力計４４とを含んで構成される。なお、上記要素３６，３８，４０，４２，４４は図示の例では水素ガス供給源３４の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。

水素ガス循環流路２６は、燃料電池２２の水素ガス排出口と水素ガス供給流路２４との間を接続しており、燃料電池２２を通って流出する水素オフガスを燃料電池２２へ再度供給し循環させる流路である。ここでは、水素ガス循環流路２６は圧力計４４の下流側で水素ガス供給流路２４に接続されている。水素ガス循環流路２６は例えば、配管と、当該配管に設けられた気液分離器４６およびポンプ４８とを含んで構成される。気液分離器４６は水素オフガスから水分等を回収するものである。ポンプ４８は気液分離器４６を通過した水素オフガスを加圧して水素ガス供給流路２４へ送り出すものである。なお、上記要素４６，４８は図示の例では燃料電池２２の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。

水素ガス排出流路２８は、気液分離器４６の排出口に接続されており、気液分離器４６で分離された不純物を含む水素オフガスを燃料電池システム２０の外部へ排出する流路である。なお、気液分離器４６で分離された水分等も水素ガス排出流路２８を通じて排出可能である。水素ガス排出流路２８は例えば、配管と、当該配管に設けられた排出バルブ（パージバルブ）５０および希釈器５２とを含んで構成される。なお、上記要素５０，５２は図示の例では気液分離器４６の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。

酸素ガス供給流路３０は、コンプレッサ５４の送出口と燃料電池２２の酸素ガス供給口との間を接続しており、コンプレッサ５４から燃料電池２２へ酸素ガスを含んだ空気を供給する流路である。酸素ガス供給流路３０は例えば、配管と、当該配管に設けられた加湿器５６を含んで構成される。

酸素ガス排出流路３２は、燃料電池２２の酸素ガス排出口に接続されており、燃料電池２２を通って流出する酸化オフガスを燃料電池システム２０の外部へ排出する流路である。酸素ガス排出流路３２は例えば、配管と、当該配管に設けられた加湿器５６および希釈器５２とを含んで構成される。ここでは加湿器５６を酸素ガス供給流路３０と酸素ガス排出流路３２とで共有する場合を例示するが、流路３０，３２のそれぞれに加湿器を設けてもよい。なお、上記要素５６，５２は図示の例では燃料電池２２の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。加湿器５６を通過した酸化オフガスは希釈器５２によって水素オフガスと合流し水素オフガスとともに燃料電池システム２０の外部へ排出される。この例示では、希釈器５２が酸素ガス排出流路３２と水素ガス排出流路２８とで共有されている。

ここで、エンドプレート６０（図３参照）は厚さ方向に貫通し燃料電池２２の水素ガス供給口に通じる貫通穴を有しており、この貫通穴に水素ガス供給流路２４の上記配管が溶接等によって接続されている。この場合、エンドプレート６０の当該貫通穴も水素ガス供給流路２４の一部を構成している。同様に、エンドプレート６０は水素ガス排出用、酸素ガス供給用および酸素ガス排出用の各貫通穴を有しており、各貫通穴には対応する配管が接続されている。

図２に燃料電池システム２０を説明する模式図を示す。図２に示すように、燃料電池システム２０はケース７０を含んでおり、図２の例ではケース７０は燃料電池２２と、エンドプレート６０と、エンドプレート６０に接続された配管８０の一部分とをケース内側に収容している。なお、ここでは、燃料電池２２の単セルの積層方向が重力方向Ｇに直交する場合を例示し、また、配管８０が水素ガス循環流路２６の配管である場合を例示する。

ケース７０は例えば中空直方体の形状に構成することができるが、この形状に限られるものではない。ケース７０は例えば金属板を加圧成型、溶接等することによって製造可能である。

図２の例では配管８０は、燃料電池システム２０が使用場所に設置された状態において重力方向下部となる位置で、エンドプレート６０に接続されている。図２に示すように燃料電池システム２０の水素ガス循環流路２６には交換部品の一例であるフィルタ１００が設けられ、このフィルタ１００はエンドプレート６０内部の部品挿入空間６４に挿入される。

ここで、図３および図４にフィルタ１００の取り付け箇所付近の拡大断面図を示す。図３にはフィルタ１００が未挿入の状態を示し、図４にはフィルタ１００が挿入された状態を示している。なお、図３および図４では図面の煩雑を避けるために図示を省略しているが、エンドプレート６０の図示左側に燃料電池２２（図２参照）が配置され、エンドプレート６０の図示右側に配管８０（図２参照）が配置される。また、図４中の矢印Ｆは水素ガス（水素オフガス）の流れる方向を表している。

上記のようにエンドプレート６０には水素ガス循環流路２６を構成する貫通穴６２が形成されており、図３および図４の例示では貫通穴６２は水平方向に延伸している。貫通穴６２の途中には、フィルタ１００を挿入するための部品挿入空間６４が設けられている。図３および図４には部品挿入空間６４が貫通穴６２と直交して延設されている場合を例示しているが、部品挿入空間６４の延設方向と貫通穴６２の延伸方向とは直角以外の角度で以て交差していてもよい。部品挿入空間６４はエンドプレート６０の下面（換言すれば底面）６１において開口し、当該開口部が部品挿入口６６を構成している。このとき、部品挿入空間６４は貫通穴６２の延伸方向に交差する方向（図３および図４の例では直交する方向）に部品挿入口６６を有している。

このため、燃料電池システム２０では、フィルタ１００をエンドプレート６０の部品挿入口６６から貫通穴６２へ、すなわち水素ガス循環流路２６へ挿入可能である。したがって、水素ガス循環流路２６の配管等を分離・分解することなくフィルタ１００を交換することができ、作業性を向上することができる。

また、図２および図３に示すように、ケース７０は部品挿入口６６に対向する位置に開口７２を有しており、当該開口７２はフィルタ１００が通過可能な大きさをしている。上記のように部品挿入空間６４はエンドプレート６０内部に形成されているので、部品挿入空間６４はケース７０の内側に収容されている。この場合、燃料電池システム２０によれば、フィルタ１００をケース外側からケース７０の開口７２を通じて行うことが可能である。このため、ケース７０を取り外すことなくフィルタ１００を交換することができ、作業性を向上することができる。

なお、ケース７０の開口７２の縁部は、図３および図４の例示のようにエンドプレート６０の側すなわちケース内側へ曲げられていてもよいし、図２の例示のように曲げられていなくてもよい。また、図３および図４では開口７２の縁部がエンドプレート６０に接触していない場合を例示しているが、当該開口縁部はエンドプレート６０に接触していてもよい。

ここで、部品挿入口６６は燃料電池システム２０に対して設けられる作業空間に面していることが好ましい。これにより、燃料電池システム２０自体を設置箇所から取り外すことなく、フィルタ１００を交換可能である。したがって、交換作業が容易になり、作業性が向上する。なお、上記のようにケース７０の開口７２は部品挿入口６６に対向して設けられるので、部品挿入口６６が上記作業空間に面する場合にはケース７０の開口も当該作業空間に面することになる。

例えば燃料電池システム２０を自動車車両に搭載する場合、車両の低重心化、車内乗員スペース（キャビンスペース）の拡大等の観点から燃料電池システム２０を車両底部に搭載することが考えられる。このような搭載形態では作業空間は車両底部側に設けられ、作業者は車両底部から燃料電池システム２０にアクセスして作業することになる。この場合、部品挿入口６６およびケース７０の開口７２が上記のように燃料電池システム２０の下部、換言すればケース７０の下部に設けられていることにより、燃料電池システム２０自体を車両から取り外することなくフィルタ１００の交換作業ができ、好適である。

また、燃料電池システム２０が車両前方のエンジンルーム内に搭載される場合、ボンネットを開けて燃料電池システム２０にアクセスすることも可能になる。この場合、部品挿入口６６およびケース７０の開口７２を当該システム２０の重力方向上部に設けてもよい。エンジンルームが車両後方に設けられる場合についても同様である。

図５にフィルタ１００の外観図を示す。図５において上段は正面図（側面図）であり、下段は上面図である。なお、図５中の４−４線での断面が図４におけるフィルタ１００の断面に対応する。図５および図４を参照して、フィルタ１００の構造の一例を説明する。

フィルタ１００は、フィルタ本体１０２と、枠体部１０４と、台座部１０６と、つば部１０８とを有している。枠体部１０４、台座部１０６およびつば部１０８は例えば樹脂等で形成可能である。なお、これらの要素１０２，１０４，１０６，１０８の形状、寸法等は図示の例に限られるものではない。

フィルタ本体１０２は、枠体部１０４の開口に嵌め込まれている。枠体部１０４の当該開口、換言すればフィルタ本体１０２は、フィルタ１００が部品挿入空間６４に挿入された状態において水素ガス循環流路２６中に位置するように設けられている。図４および図５には蛇腹状のフィルタ本体１０２を例示している。台座部１０６は図示の例では円柱形状をしており、一方の円形面（以下、上面と呼ぶ。）上に枠体部１０４が立設している。台座部１０６の他方の円形面（以下、下面と呼ぶ。）の側の端部には台座部１０６の側面全周にわたって、つば部１０８が設けられている。図示の例ではつば部１０８は台座部１０６の下面側へ向かうに従って広がる傾斜を有している。

フィルタ１００は取り付け規定部１１０を有しており、これに対応して部品挿入空間６４に取り付け規定部６８が設けられている。両取り付け規定部１１０，６８は互いに係合することによってフィルタ１００の取り付け状態、換言すれば取り付け姿勢を規定するものである。取り付け規定部１１０，６８により、フィルタ１００の交換が容易になり、作業性が向上する。

図４および図５では部品挿入空間６４の取り付け規定部６８が突起で構成され、フィルタ１００の取り付け規定部１１０が当該突起をガイドするガイド溝で構成される場合を例示しているが、取り付け規定部１１０を突起で構成し、取り付け規定部６８をガイド溝で構成することも可能である。また、その他の構造によって取り付け規定部６８，１１０を構成してもよい。なお、取り付け規定部１１０，６８の位置、形状、大きさ等は上記例示に限られるものではない。

フィルタ１００は枠体部１０４を部品挿入空間６４の奥側に向けて部品挿入空間６４内へ挿入される。部品挿入空間６４は枠体部１０４の外形とほぼ同じ穴形状を有しており、図４の例ではフィルタ本体１０２および枠体部１０４が部品挿入空間６４に収容される。

フィルタ１００にはシール部材１２０，１２２，１２４，１２６が取り付けられている。シール部材１２０は枠体部１０４に、フィルタ本体１０２を囲んで設けられている。なお、図５等ではシール部材１２０が取り付け規定部１１０と反対側の面に設けられている場合を例示している。シール部材１２２は、台座部１０６の上面に枠体部１０４を囲んで設けられている。シール部材１２４は、台座部１０６の側面全周にわたって設けられている。シール部材１２６は、つば部１０８の傾斜面上に設けられている。

なお、図５等では、シール部材１２０，１２２，１２４のそれぞれがＯリングで構成され上記の配置位置に形成された溝に設けられており、シール部材１２６が平リング（または角リング）で構成される場合を例示しているが、各シール部材１２０，１２２，１２４，１２６に他の種類のシール部材を用いることも可能である。また、シール部材の個数はこの例示に限られるものではない。

シール部材１２０は、図４の例では、部品挿入空間６４内において枠体部１０４とエンドプレート６０とに挟まれて両者間をシールする。これにより、貫通穴６２を流れる水素ガスがフィルタ１００と貫通穴６２との間の隙間を通って（換言すればフィルタ１００を迂回して）流路下流側へ流れるのが防止される。また、シール部材１２２は、図４の例では、台座部１０６とエンドプレート６０の下面６１とに挟まれて両者間をシールする。これにより、水素ガスが部品挿入空間６４から外部へ流出するのが防止される。また、シール部材１２４，１２６は、図４の例では、台座部１０６とケース７０の開口縁部とに挟まれて両者間をシールする。これにより、貫通穴６２内、すなわち水素ガス循環流路２６内へ、塵埃や水分等の異物が進入するのが防止される。なお、シール部材１２０，１２２，１２４，１２６のうちの１つまたは複数を選択して設けてもよいし、シール部材１２０，１２２，１２４，１２６以外のシール部材を設けてもよい。

シール部材１２０，１２２，１２４，１２６がフィルタ１００に取り付けられているので、フィルタ１００の交換と同時にシール部材１２０，１２２，１２４，１２６も交換することが可能である。このため、シール部材１２０，１２２，１２４，１２６の交換の迅速化、容易化を図ることができるし、また、シール部材１２０，１２２，１２４，１２６の交換忘れを防止することができる。したがって、作業性を向上することができる。

ここで、フィルタ１００においてエンドプレート６０との接触部分は、電気絶縁材料で構成されていることが好ましく、別個に絶縁を施す必要を無くすことができる。図４の例ではシール部材１２０，１２２と、枠体部１０４と、取り付け規定部１１０とにおいてフィルタ１００とエンドプレート６０とが接触しているので、例えば、シール部材１２０，１２２としてゴム製等のシール部材を用い、枠体部１０４および取り付け規定部１１０を上記のように樹脂等で形成することが好ましい。

図４に示すようにケース７０は開口７２を覆う蓋７４を有していることが好ましく、蓋７４によって開口７２を通ってケース７０内へ異物が進入するのを防止することができる。また、蓋７４が閉じられた状態において当該蓋７４とフィルタ１００とが接触するように蓋７４またはフィルタ１００の形状を設計することによって、蓋７４でフィルタ１００を部品挿入空間６４内に支持することができる。蓋７４は例えばねじによってケース７０に取り付けられ、その他の手段によって取り付けてもよい。なお、図２等では、図面の煩雑を避けるため、蓋７４の図示を省略している。

ここで、図６の断面図に例示するように、ボルト１５２等の締結具を用いてフィルタ１００とエンドプレート６０とを締結することによって、フィルタ１００を部品挿入空間６４内に支持するようにしてもよい。

また、図７の断面図に例示するように、ねじ構造１５４を利用してフィルタ１００とケース７０の開口縁部とを螺合することによって、フィルタ１００を部品挿入空間６４内に支持するようにしてもよい。図７の例では、台座部１０６を分割することによって、フィルタ１００が、フィルタ本体１０２が設けられる部品１０６ａと、ねじ構造１５４が設けられる部品１０６ｂとに分割されている。かかる部品分割によれば、部品１０６ｂを回転させても、フィルタ本体１０２の姿勢を適切に保つことが可能である。

図６および図７では蓋７４とフィルタ１００とが接触しない形態を例示しているが、図５の例示したように両者７４，１００に接触させるようにしてもよい。

上記ではフィルタ１００の一部分が部品挿入空間６４内に挿入される場合を例示したが（図４参照）、部品挿入空間６４は図８の断面図に例示するようにフィルタ１００の全体を挿入可能な大きさ、形状であっても構わない。

上記では部品挿入空間６４がエンドプレート６０に設けられる場合を例示したが、他の箇所に部品挿入空間６４を設けることも可能である。

例えば図９の模式図に例示するように、気液分離器４６、排出バルブ５０、気液分離器４６と排出バルブ５０との接続部分におけるフランジ部分８２、配管８０に部品挿入空間６４を設け、これによりフィルタ１００を取り付けることも可能である。なお、図９には燃料電池２２から排出される水素オフガスを希釈器５２へ送出する流路９０を図示し、種々の要素を模式的に図示している。

また、図９では上記要素６０，４６，５０，８２，８０の全てに対して部品挿入空間６４を設けた場合を例示しているが、これらの要素６０，４６，５０，８２，８０のうちの１個または複数個に部品挿入空間６４を設けることも可能である。

また、図９では上記要素６０，４６，５０，８２，８０の全てがケース７０内に収容され、これらの要素６０，４６，５０，８２，８０の全てに対応してケース開口７２が設けられた場合を例示している。これに対して、上記要素６０，４６，５０，８２，８０のうちの１個または複数個をケース７０内に収容する構成であってもよい。また、ケース７０は燃料電池２２を収容しないケースであってもよい。すなわち、開口７２を有するケース７０は部品挿入空間６４が設けられた要素を少なくとも収容するものとすることが可能である。また、複数の部品挿入空間６４に対して１個のケース開口７２を設けるようにしても構わない。

また、図９に例示した箇所以外に部品挿入空間６４を設けることも可能である。例えば流体流路２４，３０，３２（図１参照）の１箇所または複数箇所に部品挿入空間６４を設けることも可能である。

ここで、部品挿入空間６４用に別個の部材を用い当該部材を配管途中に介在させることによって、流体流路に部品挿入空間６４を設けることが可能である。これに対して、燃料電池システム２０が有する一般的な各種部材、例えばエンドプレート６０、気液分離器４６、排出バルブ５０、フランジ部分８２、配管８０等に部品挿入空間６４を設ける場合には、上記の別個の部材を用いて部品挿入空間６４を形成する場合に比べて、部材の追加による重量の増加等を抑制することができる。

上記では交換部品としてフィルタ１００を例示したが、交換部品は他の部品、例えばイオン交換器等であってもよい。また、複数種類の交換部品、例えばフィルタ１００とイオン交換器とのそれぞれについて上記各種の構成を適用してもよい。

なお、上記では流体流路としてガス流路２４，２６，２８，３０，３２を例示したが、例えば燃料電池２２に接続され当該電池２２を冷却するための冷媒の流路についても上記各種の構成を適用可能である。

実施の形態に係る燃料電池システムの構成例を説明する図である。 実施の形態に係る燃料電池システムを説明する模式図である。 実施の形態に係る燃料電池システムについて交換部品の取り付け箇所付近を説明する断面図である。 実施の形態に係る燃料電池システムについて交換部品の取り付け箇所付近を説明する断面図である。 実施の形態に係る燃料電池システムの交換部品を説明する外観図である。 実施の形態に係る燃料電池システムの第２例を説明する断面図である。 実施の形態に係る燃料電池システムの第３例を説明する断面図である。 実施の形態に係る燃料電池システムの第４例を説明する断面図である。 実施の形態に係る燃料電池システムの第５例を説明する模式図である。

符号の説明

２０ 燃料電池システム、２２ 燃料電池、２４ 水素ガス供給流路、２６ 水素ガス循環流路、２８ 水素ガス排出流路、３０ 酸素ガス供給流路、３２ 酸素ガス排出流路、４６ 気液分離器、５０ 排出バルブ、６０ エンドプレート、６４ 部品挿入空間、６６ 部品挿入口、６８，１１０ 取り付け規定部、７０ ケース、７２ 開口、７４ 蓋、８０ 配管、８２ フランジ部分、９０ 流体流路、１００ フィルタ（交換部品）、１２０，１２２，１２４，１２６ シール部材。

Claims (12)

1. 燃料電池に接続される流体流路と、
   流体流路に設けられる交換部品と、
   を備え、
   流体流路は交換部品のための部品挿入空間を有し、該部品挿入空間は流体流路の延伸方向に交差する方向に部品挿入口を有していることを特徴とする燃料電池システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   部品挿入空間をケース内側に収容して設けられるケースをさらに備え、
   ケースは部品挿入口に対向する位置に開口を有していることを特徴とする燃料電池システム。
3. 請求項１または２に記載の燃料電池システムであって、
   部品挿入空間は、燃料電池を挟持するエンドプレートと、気液分離器と、フランジ部分と、流体配管と、バルブとのうちの少なくとも１つに設けられていることを特徴とする燃料電池システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
   交換部品にはシール部材が取り付けられていることを特徴とする燃料電池システム。
5. 請求項４に記載の燃料電池システムであって、
   交換部品のシール部材は、流体流路を流れる流体が交換部品と流体流路との間の隙間を通って下流側へ流れるのを防止するシール部材と、流体が部品挿入空間から外部へ流出するのを防止するシール部材と、流体流路内へ異物が進入するのを防止するシール部材とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする燃料電池システム。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
   部品挿入口は燃料電池システムに対して設けられる作業空間に面していることを特徴とする燃料電池システム。
7. 請求項６に記載の燃料電池システムであって、
   部品挿入口は燃料電池システムの下部に設けられていることを特徴とする燃料電池システム。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
   ケースは開口の蓋を有していることを特徴とする燃料電池システム。
9. 請求項８に記載の燃料電池システムであって、
   ケースの蓋が閉じられた状態でケースの蓋と交換部品とが接触することを特徴とする燃料電池システム。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
    交換部品と部品挿入空間とは、互いに係合して交換部品の取り付け状態を規定する取り付け規定部を有することを特徴とする燃料電池システム。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
    交換部品は、部品挿入空間が設けられた部材との接触部分が絶縁材料で構成されていることを特徴とする燃料電池システム。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の燃料電池システムであって、
    交換部品はフィルタとイオン交換器との少なくとも１つであることを特徴とする燃料電池システム。

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