JP2009266613A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器ボックスのボックス室内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作と、凍結発生部に向けて送風して凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作とを、共通する共用送風部で実行することができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システムは、スタック３と、筐体５０の収容室５０ｘに配置され凍結温度以下になると凍結する可能性がある液状物を有する凍結発生部２８と、電気機器６８ｃを有する電気機器ボックス６８とを備える。共用される共用送風部１０１は、電気機器ボックス６８のボックス室内を換気してボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作と、凍結発生部２８に向けて送風して凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作とを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気機器を収容するボックス室をもつ電気機器ボックスを筐体内に有する燃料電池システムに関する。

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、筐体に設けられボックス室をもつボックスとボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスとを有する。このものによれば、改質部に供給される改質水を供給する水精製器が筐体の収容室に設けられている。燃料電池システムの運転時には、電気機器ボックス内が昇温するため、電気機器ボックス内の電気機器の耐久性を高めるためには、電気機器ボックス内を積極的に換気させることが好ましい。そこで、電気機器ボックスに換気用のファンを設け、電気機器ボックス内の換気を積極的に実行し、電気機器の耐久性を高める。更に冬季等では、燃料電池システムの発電運転停止時において、筐体の内部が外気で過剰に冷却されると、凍結発生部内の改質水が凍結するおそれがあるため、凍結防止用のファンを設け、このファンにより水精製部に向けて送風している。

特許文献１には、燃料電池スタックを収容する筐体のうちの上部に換気用ファンを設け、筐体の底部にヒータを設け、燃料電池システムが運転停止しているとき、温度センサが閾値温度以下の温度を検出すると、凍結防止用ヒータと換気用ファンとを作動させる燃料電池コージェネレーションシステムが開示されている。

特許文献２には、筐体の底部に発熱器を設け、筐体の上部の排気口に換気ファンを設け、燃料電池の発電運転が停止しているときには、排気口を扉で閉鎖した状態で、筐体の内部に配置されている発熱器および換気ファンを作動させ、発熱器で加熱された空気を筐体の内部で循環させ、筐体内の冷却水系機器の凍結を防止する燃料電池発電装置が開示されている。

特許文献３には、燃料電池が発電した直流電力を交流電力に変換させる逆変換器を筐体内に設け、燃料電池が発電運転している状態において、逆変換器が発生した熱により温風を発生し、その温風を冷却水系機器に供給する燃料電池発電装置が開示されている。

特許文献４には、スタックを収容する筐体の壁の内面側に面状ヒータを設けた燃料電池装置が開示されている。
特開２００５−２５９４９４号公報 特開２００６−１４００５０号公報 特開２００６−２５２９６４号公報 特開２００７−２８７７０４号公報

上記した一般的な燃料電池システムによれば、燃料電池システムの運転時において電気機器ボックス内を換気させる換気用のファンの他に、燃料電池システムの発電運転の停止時において凍結防止用の風を生成させるファンが別途必要とされる。従って、電気機器ボックスの内部の換気ファンと凍結防止のファンとを共用させる技術ではない。この場合、換気ファンと凍結防止のファンとの双方が必要とされるため、部品点数が増加し、コストアップを誘発させる。

特許文献１に係る技術は、換気ファンが設けられているものの、燃料電池の発電を停止させたときにおける凍結を防止する技術であり、従って、電気機器ボックスの内部の換気ファンと、凍結防止のファンとを共用させる技術ではない。

特許文献２に係る技術は、燃料電池の発電を停止させたときにおいて、凍結防止用のファンとヒータにより温風を筐体の内部において循環させる技術であり、凍結防止を図る技術であるものの、電気機器ボックスの内部を換気させる技術ではない。

特許文献３に係る技術によれば、燃料電池が発電運転している状態において、逆変換器が発生した熱により温風を発生し、その温風を冷却水系機器に供給するため、燃料電池が発電運転しているときには冷却水系機器の凍結が防止される。しかしながら、特許文献３に係る技術によれば、燃料電池が発電運転を停止しているときには、逆変換器から熱が発生しないため、冷却水系機器の凍結が発生するおそれがある。このように凍結すると、燃料電池システムの運転に支障を来すおそれがある。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、燃料電池システムの運転時において電気機器ボックスのボックス室内を換気してボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作と、燃料電池システムの運転停止時において凍結発生部に向けて送風して凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作とを、当該二つの操作に共用される共用送風部で実行することができ、部品点数の低減に貢献できる燃料電池システムを提供することを課題とする。

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、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、（ｉｉｉ）筐体の収容室に配置され、凍結温度以下になると凍結する可能性がある液状物を有する凍結発生部と、（ｉｖ）筐体に設けられ、ボックス室をもつボックスとボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスと、（ｖ）システムの運転時において電気機器ボックスのボックス室内を換気してボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作と、システムの運転停止時において凍結発生部に向けて送風して凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作とを実行する共用送風部とを具備することを特徴とする。凍結温度は凍結が開始される温度をいう。

本発明によれば、燃料電池システムの運転時（すなわち、スタックの発電運転時）において、電気機器ボックスのボックス室内の電気機器から放熱し、ボックス室内の温度が上昇するおそれがある。そこで、共用送風部は、電気機器ボックスのボックス室内を換気してボックス内の過剰な昇温を抑える昇温抑制操作を実行する。更に、燃料電池システムの運転停止時（すなわち、スタックの発電運転の停止時）においては、外気の温度が過剰に低いとき、あるいは、筐体の内部の温度が過剰に低いときには、降温により凍結発生部において凍結が発生するおそれがある。そこで、共用送風部は、凍結発生部に向けて送風して凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作を実行する。このため、昇温抑制操作および凍結抑制操作の双方において共用送風部は共用されている。よって部品点数の低減に貢献できる。凍結発生部に向かう風としては、凍結発生部の温度よりも高い温度をもつ風が好ましい。殊に加熱された風（温風）が好ましい。

本発明によれば、筐体は、燃料電池システムの構成要素を収容する収容室をもつ箱体である。筐体の収容室に改質器が配置されていることが好ましい。改質器は、燃料原料を改質して発電用のアノードガスを生成させる。改質させる燃料原料としては、気体用燃料でも液体用燃料でも良く、具体的には、都市ガス、ＬＰＧ、灯油、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、バイオガス等が採用できる。燃料電池のスタックは、筐体の収容室に配置されており、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。カソードガスは一般的には酸素ガス、酸素含有ガスを採用でき、例えば空気を採用できる。スタックは、シート型の膜電極接合体を複数個厚み方向に積層した方式でも良いし、チューブ型の膜電極接合体を複数個組み込んだ方式でも良い。凍結発生部は、凍結可能温度以下になると凍結する液状物（水、凝縮水、改質水等）が保持されている部位を意味する。

本発明は次の態様のうちの少なくとも一つを採用できる。

・好ましくは、凍結抑制操作において送風を加熱送風（温風）とする発熱部が設けられている。この場合、凍結抑制に一層有利である。好ましくは、発熱部は、共用送風部により送風される上流および／または下流に位置して収容室に設けられている。発熱部としては電気ヒータでも良いし、燃焼ガスを燃焼させる燃焼ヒータでも良いし、要するに発熱するものであれば何でも良い。

・ 好ましくは、筐体は、筐体の収容室において高さ方向の中央よりも上方に排気口とガス漏れセンサとをもち、共用送風部は筐体の収容室において高さ方向の中央よりも下方に設けられており、共用送風部は、送風により、収容室内の空気を空気ガス漏れセンサを介して排気口から筐体の外方に排出させる空気流を生成させる。

・ 好ましくは、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（アノード活物質含有ガス）を生成させる改質器が設けられていることが好ましい。好ましくは、改質器は、燃料原料を改質してアノードガスを生成させるための改質部と、燃焼用燃料を燃焼用空気で燃焼させることにより改質部を改質反応温度領域に加熱するための燃焼部とを有する。電気機器ボックスは、燃焼部に供給する燃焼用空気を燃焼部に供給する前に通過させて予熱できる利点が得られる。

・好ましくは、凍結発生部は、スタックの過熱を抑えるためにスタックを冷却させるスタック冷却液を収容するスタック冷却液収容部、システムの凝縮器で凝縮された凝縮水を収容する凝縮水収容部、改質部で使用される改質水を収容する改質水収容部のうちの少なくとも一つである。これらの凍結発生部の凍結が抑制される。凍結発生部としては、燃料電池システムの発電運転時または発電運転の停止時において、水分が溜まるおそれがあるバルブ、ポンプ、ブロアなどの流体機器でも良い。

好ましくは、外気の温度および／または筐体の内部の温度を直接的にまたは間接的に検知する温度検知手段が設けられている。直接的に検知とは、温度を直接的に検知することをいう。間接的に検知とは、温度以外の他のパラメータに基づいて温度を検知することをいう。温度検知手段で検知した温度が過剰に低く、凍結発生部に凍結が発生する可能性がある温度領域（例えば大気雰囲気において６℃以下、４℃以下、３℃以下、２℃以下）のときには、共用送風部は凍結抑制操作を実行することが好ましい。

好ましくは、制御装置が時間に基づいて、凍結可能性がある季節および／または時間帯を検知し、凍結可能性がある季節および／または時間帯のときには、共用送風部は凍結抑制操作を実行することができる。この場合、温度検知手段を廃止しても良い。

以上説明したように本発明によれば、燃料電池システムの運転時において、共用送風部は、電気機器ボックスのボックス室内を換気してボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作を実行する。更に、燃料電池システムの運転停止時において、凍結発生部において凍結が発生するおそれがあるときには、共用送風部は、凍結発生部に向けて送風して凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作を実行する。凍結抑制操作においては送風を加熱送風（温風）とすることが好ましい。

上記したように本発明によれば、昇温抑制操作および凍結抑制操作の双方において共用送風部は共用されている。よって部品点数の低減に貢献できる。

（実施形態１）
（全体構成）
本発明の実施形態１を図１〜図３を参照して説明する。本実施形態は、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１は燃料電池システムの概念を模式的に示す。まず、燃料電池システムの概略構成を説明する。燃料電池システムは、燃料原料をアノードガスとして改質して燃料電池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。

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。

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または無機型のイオン伝導膜（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セルを厚み方向に積層させる方式でも良いし、あるいは、チューブタイプのセルを組み付ける方式でも良い。

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気口１４ｐから外気に排出させる。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た後、スタックのカソードに供給される。

図１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。

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。

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。

また燃焼空気搬送用のポンプ３３（搬送源）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５００の指令により、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５００の指令により、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。

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５００の指令により、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。

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。

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のイオン交換樹脂（水精製材）で生成されて純水化され、水タンク２５に供給される。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、水タンク２５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。

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（メンテナンス部品）が設けられている。イオン交換器４６に保持されているイオン交換樹脂（水精製材）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。なお、スタック冷却液は不凍液成分を含有することが多い。

図２は、燃料電池システムの断面を模式的に示す。図２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。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。

本実施形態に係る燃料電池システムは、図２に示すように、筐体５０と改質器２とスタック３とをもつ。筐体５０は底壁部５０ｂ、天井壁部５０ｕ、側面部５０ｔをもつ。図２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。

図２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。

図２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。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は中空状の空気断熱層５５ｘを備えている構造でも良い。あるいは、隔壁５５は通常の金属板で形成して良い。

本実施形態によれば、図２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（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。

図２に示すように、スタック３および加湿器１５は、筐体５０の主収容室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側に寄せて配置されている。

図２に示すように、筐体５０の隔室５３には、塵埃低減部として機能する空気フィルタ部６６が、隔壁５５と対面するように設けられている。空気フィルタ部６６は、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に含まれている塵埃を除去するフィルタ機能を有する。

図２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。

図２に示すように、外気をカソードガスとしてスタック３のカソードに供給することができる空気通路３４を形成する中空筒形状をなすダクト７７が設けられている。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、燃焼部２ｃに供給される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。このような電気機器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。このように電気機器ボックス６８内に電気機器６８ｃが収容されている。ここで、万一、可燃性のガスが筐体５０内に流出したとしても、電気機器６８ｃは電気機器ボックス６８で保護されているため、電気機器６８ｃの損傷が抑制される。空気通路３４の通路３４ｐは、電気機器ボックス６８の出口６８ｍと燃焼部２ｃとを繋ぐ。

図２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２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。

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の内部において放熱する電気機器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。このため、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。

図２に示すように、筐体５０の天井壁部５０ｕには排ガス出口２ｋが設けられている。改質器２の燃焼部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。更に図３に示すように、筐体５０の天井壁部５０ｕには、排気口５０ｋが形成されている。排気口５０ｋは排ガス出口２ｋに対して分離し、互いに独立して配置されている。その主たる理由としては、排ガス出口２ｋから排出される燃焼排ガス等のガスが筐体５０内に逆流することを抑制するためである。収容室５０ｘ内において排気口５０ｋの近傍には、可燃性ガスの漏れを検知するためのガス漏れセンサ２００が配置されている。なおガス漏れセンサ２００の検知信号は制御装置５００に入力される。

また図２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。

本実施形態によれば、図２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２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に向かう通路１４ｆと、凝縮器２２の出口２２ｐから側面部の排気口１４ｐに向かう通路１４ｓとを備えている。図３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。

ここで本実施形態によれば、図２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。

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の排気口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、排気口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出口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。

本実施形態によれば、図２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２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。

図３に示すように、水精製器２８と改質器２との間に電気機器ボックス６８を配置させるように、水精製器２８は隔壁５５に隣設された状態で底壁部５０ｂに設置されており、且つ、放熱源となる改質器２から遠ざけられている。その理由としては、水精製器２８に収容されているイオン交換樹脂で形成された水精製材は、熱の影響を受け易いためである。凍結のおそれがある水精製器２８および水タンク２５は、開口７５からメンテナンスされるように、改質器２およびボックス６８よりも隔壁５５の開口７５に近づいている。

さて、本実施形態の要部構成について説明する。図３は図２において図示できなかった構造を模式的に示す断面図である。図３に示すように、電気機器ボックス６８のボックス室６８ａには、共用送風部１０１が設けられている。殊に、共用送風部１０１は、ボックス室６８ａの下部に形成されている換気開口６８ｗに配置されている。換気開口６８ｗは、ボックス室６８ａと収容室５０ｘとを連通させている。換気開口６８ｗは、水精製器２８（凍結発生部）および／または水タンク２５（凍結発生部）に所定距離ＬＡを介して対面するように開口する。共用送風部１０１はファン１０２とファンモータ１０３とを有する。更に、共用送風部１０１による送風を加熱して加熱送風とする発熱部１０５が設けられている。発熱部１０５は、水精製器２８と同様に、筐体５０の底壁部５０ｂに据え付けることができる。発熱部１０５は、通風可能な多数の通風口をもつ基部と、基部に保持された電気ヒータとで形成されている。発熱部１０５は共用送風部１０１のファン１０２の下流（ファン１０２により発生される風の流れにおける下流）に隣設されている。この発熱部１０５は、ファン１０２と水精製器２８および／または水タンク２５との間に位置しており、従って、共用送風部１０１によりも送風される流路においてファン１０２よりも下流に位置して収容室５０ｘに配置されている。

本実施形態によれば、燃料電池システムが発電運転しているとき、カソードガス搬送用のカソードガスポンプ１３，燃焼空気搬送用のポンプ３３、燃料原料搬送用のポンプ７が駆動し、改質器２で改質運転が実行され、スタック３で発電運転が実行されており、且つ、共用送風部１０１のファンモータ１０３によりファン１０２が回転し、共用送風部１０１は、電気機器ボックス６８のボックス室６８ａ内の空気を吸引して換気開口６８ｗから、水精製器２８（凍結発生部）および／または水タンク２５（凍結発生部）に向けて放出させる。この場合、筐体５０の外方の外気が脱着パネル５６の吸気口１２ｉからダクト７７内に矢印Ｂ１方向に吸入される。このように燃料電池システムが発電運転しているときにおいて、制御装置５００の指令により、ボックス室６８ａ内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作が共用送風部１０１により実行される。この場合、電気機器ボックス６８内が積極的に換気されるため、電気機器ボックス６８内に配置されている電気機器６８ｃの過熱が抑制され、電気機器６８ｃの耐久性の向上、長寿命化を図り得る。上記した昇温抑制操作においては発熱部１０５はオフとされている。

上記した燃料電池システムが発電運転しているときには、空気フィルタ部６６の吸気口１２から矢印Ｂ１方向に吸引された新鮮な外気が電気機器ボックス６８内に供給されており、更に、電気機器ボックス６８内の空気は、ポンプ３３の駆動により燃焼部２ｃに向けて矢印Ｂ３方向に供給されている。このため、ファン１０２により水精製部２８および／または水タンク２５に向けて送風される空気流の温度の上昇は、抑制されている。なお、燃料電池システムが発電運転しているとき、昇温抑制操作において、ポンプ３３により燃焼部２ｃに供給される単位時間あたりの空気流量をＶａとし、ファン１０２により換気される単位時間あたりの空気流流量をＶｃとするとき、Ｖａ／Ｖｃは３〜２０の範囲内、５〜１５の範囲内が例示される。但し、これに限定されるものではない。Ｖｃに対してＶａの数値を大きくすることでＶｃの流量が可変されてもＶａの流量への影響が小さいため安定した筐体内５０ｘの昇温抑制操作ができる。

万一、電気機器ボックス６８内の熱気をもつときであっても、上記した昇温抑制操作においては、ファン１０２の下流側に配置されている発熱部１０５（発電オフ状態）が通風抵抗となり、電気機器ボックス６８内の熱気が水精製部２８および／または水タンク２５に直接的に多量に当たることが抑制されている。このため、万一、電気機器ボックス６８内の温度が高いときであっても、水精製器２８の高温化抑制に有利であり、水精製器２８に収容されている水精製材の耐久性の向上を図り得る。

なお、上記した昇温抑制操作では、燃料電池システムが発電運転しているとき、ファン１０２を連続的に回転駆動させても良いし、所定時間（例えば５分間または１０分間）ごとに間欠的に回転駆動させても良い。ここで、燃料電池システムの発電運転において共用送風部１０１のファン１０２が連続回転している限り、電気機器ボックス６８内の空気は換気開口６８ｗから筐体５０の収容室５０ｘに向けて連続的に吐出されており、このため収容室５０ｘ内の空気が電気機器ボックス６８内に進入することが抑制されている。故に、万一、収容室５０ｘでガス漏れが発生するときであっても、そのガスが電気機器ボックス６８ン内に進入することは抑制される。このように共用送風部１０１のファン１０２は、電気機器ボックス６８内の空気を換気開口６８ｗから筐体５０の収容室５０ｘに向けて吐出させる用途に使用されるものであり、収容室５０ｘの空気を電気機器ボックス６８内に進入させる用途ではない。なおファン１０２の回転が停止しているときであっても、収容室５０ｘの空気が電気機器ボックス６８内に進入することに対して、ファン１０２および／または発熱部１０５は抵抗体となり得る。

上記したように本実施形態によれば、上記した昇温抑制操作においてはファン１０２の回転駆動により換気開口６８ｗから放出された空気は、筐体５０内の下部に配置されている水精製器２８（凍結発生部）および／または水タンク２５（凍結発生部）に当たった後、筐体５０の収容室５０ｘにおいて上昇し、筐体５０の天井壁部５０ｕの排気口５０ｋから外方に排出される。このように筐体５０の下部に配置されているファン１０２から、筐体５０の天井壁部５０ｕの排気口５０ｋに向かう上昇する空気流２５０が形成される。このように燃料電池システムが発電運転するとき、筐体５０の底壁部５０ｂから天井壁部５０ｕに向かう空気流２５０がファン１０２により積極的に形成される。

ここで、筐体５０の収容室５０ｘにおいて、電気機器ボックス６８のファン１０２から天井壁部５０ｕの排気口５０ｋに至る空気流２５０が流れる流路にガス漏れセンサ２００が配置されている。従って、万一、改質前用の燃料原料、改質後のアノードガスといった可燃性を有するガスが筐体５０内において流出しているときには、ファン１０２から天井壁部５０ｕの排気口５０ｋに至るように上昇する空気流２５０によって、その流出ガスを排気口５０ｋから外方に排出させることができる。

なお、上記したように燃料電池システムの発電運転中に実行される昇温抑制操作においては、筐体５０の外方の外気の温度が過剰に低温である場合（例えば大気雰囲気において２℃以下または０℃以下）には、ファン１０２による換気流量が多過ぎると、低温の外気が多量に筐体５０内に供給されるため、筐体５０の内部の温度を過剰に低下させ、スタック３および改質器２を低温化させ、発電効率が低下する要因となるおそれがある。更に、低温の外気が多量に筐体５０内に供給されるため、燃料電池システムにおける熱回収効率も低下する要因となるおそれがある。このため燃料電池システムが発電運転しているとき、外気の温度が過剰に低温である場合には、制御装置５００の指令により、ファン１０２の回転数は低回転数領域ＮＬに抑制され、ファン１０２による換気流量（ファン１０２による送風流量）は低流量領域ＶＬに抑制され、電気機器ボックス６８内の単位時間あたりの換気流量が低減される。

これに対して、燃料電池システムの発電運転が停止しているときにおいては、カソードガス搬送用のカソードガスポンプ１３，燃焼空気搬送用のポンプ３３、燃料原料搬送用のポンプ７が停止しており、改質器２の改質運転、スタック３の発電運転が停止されており、筐体５０の収容室５０ｘは外気の影響により冷却される。この場合、外気の温度および／または筐体５０内の温度が過剰に低温であるときには、水精製器２８および／または水タンク２５等は凍結するおそれがある。水精製器２８および水タンク２５は、改質部２に供給される改質水を収容する容器である。ここで、改質水は、改質される原料水となる関係上、不純物となり易い不凍液成分を含有していないため、凍結し易い性質を有する。

このように燃料電池システムの発電運転が停止しているとき、筐体５０内の温度または外気の温度が過剰に低く（例えば大気雰囲気において６℃以下、４℃以下、３℃以下、あるいは、２℃以下のとき）、水精製器２８および／または水タンク２５等が凍結する可能性がある場合には、制御装置５００の指令によりファンモータ１０３によりファン１０２を回転させる。この結果、共用送風部１０１のファン１０２は、電気機器ボックス６８のボックス室６８ａ内を吸引して換気開口６８ｗから水精製器２８および／または水タンク２５（凍結発生部）に向けて送風する。これにより水精製器２８および／または水タンク２５（凍結発生部）付近に滞留している凍結雰囲気を有する空気が排除される。この結果、燃料電池システムの発電運転が停止しているとき、水精製器２８および／または水タンク２５（凍結発生部）における凍結を抑制する凍結抑制操作が共用送風部１０１により実行される。この結果、燃料電池システムの再起動を円滑に実行することができる。

上記した凍結抑制操作においては、発熱部１０５を作動させて発熱させることが好ましい。これにより暖かい加熱送風（温風）が水精製器２８および／または水タンク２５（凍結発生部）に当てられる。このため、精製器２８および／または水タンク２５（凍結発生部）における凍結を一層抑制することができる。

図３から理解できるように、加熱送風（温風）は水精製器２８および／または水タンク２５（凍結発生部）に向かうが、水精製器２８および／または水タンク２５側には隔室５３が配置されているため、外気または筐体５０内が過剰低温化するときにおいて隔室５３の過剰低温化を抑制することが期待される。

上記した凍結抑制操作において、発熱部１０５の発熱量は外気温度に応じて制御することが好ましい。すなわち、外気の温度が低いときには、制御装置５００の指令により、発熱部１０５の発熱量を大きくさせ、温風の温度を上昇させ、水精製器２８および／または水タンク２５の凍結を抑える。これに対して、凍結が発生しにくいように外気の温度が比較的高いときには、発熱部１０５の発熱量を小さくさせるか、オフとされる。

本実施形態によれば、外気の温度および／または筐体５０の内部の温度を検知する温度センサ２７０（温度検知手段，図３参照）が、水精製器２８および／または水タンク２５の近傍に設けられている。温度センサ２７０の検知信号は制御装置５００に入力される。温度センサ２７０で検知した温度が過剰に低く、凍結可能性がある温度領域のときには、制御装置５００の指令により、共用送風部１０１は凍結抑制操作を実行することが好ましい。

あるいは、時間計測機能を有するタイマまたはＣＰＵを有する制御装置５００が時間に基づいて、凍結可能性がある季節および／または時間帯を判定し、現在が凍結可能性のある季節および／または時間帯であると判定されるときには、共用送風部１０１は凍結抑制操作を実行することにしても良い。

上記した凍結抑制操作では、ファン１０２を連続的に回転駆動させても良いし、節電などのため所定時間（例えば５分間または１０分間）ごとに間欠的に回転駆動させても良い。但し、外気または筐体５０内の温度が低く、凍結可能性が大きいときには、ファン１０２を発熱部１０５と共に連続的に作動させることが好ましい。

夏期等のように外気の温度が高く、凍結が全く発生しない場合には、制御装置５００は、上記した凍結抑制操作を実行しない。この場合、ファン１０２および発熱部１０５の双方をオフとさせる。但し、夏期などのように凍結が全く発生しない場合であっても、水精製器２８に収容されているイオン交換樹脂で形成されている水精製材の耐熱性が必ずしも充分ではないときには、ファン１０３を回転駆動させることにより水精製器２８の空冷を促進させても良い。この場合、水精製器２８に収容されているイオン交換樹脂で形成されている水精製材を冷却できるため、水精製材の耐久性の向上、長寿命化を期待できる。

なお、本実施形態によれば、筐体５０のうち隔室５３には、メンテナンス部品として機能する第１リサーバタンク８１および第２リサーバタンク８２が配置されている。第１リサーバタンク８１はスタック冷却液を貯留するものである。スタック冷却液は不凍液成分（エチレングリコール、プロピレングルコール、グリセリンなどの有機系不凍液成分）を有するため、耐凍結性が高い。このため、第１リサーバタンク８１は、外気の温度の影響を受け易いもののメンテナンス性が高い隔室５３に配置されている。第２リサーバタンク８２は、第１凝縮器９および第２凝縮器２１等の凝縮器を流れる冷却用の冷媒を収容するものである。この冷媒は不凍液成分を有しており、耐凍結性が高い。このため第２リサーバタンク８２は、外気の温度の影響を受け易いもののメンテナンス性が高い隔室５３に配置されている。

（実施形態２）
図４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、図１および図２を準用する。電気機器ボックス６８のボックス室６８ａの換気開口６８ｗには、共用送風部１０１が設けられている。換気開口６８ｗは、スタック冷却通路４５のイオン交換器４６（凍結発生部）に対面するように開口する。イオン交換器４６は、スタック３を冷却するためのスタック冷却液を貯留させるものである。共用送風部１０１による送風を加熱して加熱送風とする発熱部１０５が設けられている。

燃料電池システムの発電運転が停止しているときにおいては、カソードガス搬送用のカソードガスポンプ１３，燃焼空気搬送用のポンプ３３等が停止しており、改質器２の改質運転、スタック３の発電運転が停止されており、筐体５０の収容室５０ｘは外気の影響により冷却される。このように燃料電池システムの発電運転が停止しているとき、外気の温度または筐体５０内の温度が低く凍結可能性がある温度領域のときには、制御装置５００の指令によりファンモータ１０３によりファン１０２を回転させる。この結果、共用送風部１０１のファン１０２は、電気機器ボックス６８のボックス室６８ａ内を吸引して換気開口６８ｗからイオン交換器４６（凍結発生部）に向けて送風する。これによりイオン交換器４６（凍結発生部）付近の凍結可能な空気が排除される。このようにして凍結抑制性を高めるため、発熱部１０５を発熱させることが好ましい。この結果、燃料電池システムの発電運転が停止しており、且つ、凍結が発生する凍結可能温度領域であるときには、イオン交換器４６（凍結発生部）における凍結を抑制する凍結抑制操作が共用送風部１０１により実行される。

（実施形態３）
図５は実施形態３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。本実施形態によれば、図５に示すように、主収容室５１と隔室５３とを仕切る隔壁は設けられていない。第１リサーバタンク８１（凍結発生部）、第２リサーバタンク８２（凍結発生部）は、筐体５０内において、電気機器ボックス６８の換気開口６８ｗに対向する位置に配置されている。

図５に示すように、発熱部１０５は電気機器ボックス６８の換気開口６８ｗに対面しておらず、仮想線２５０の下方に位置するように、筐体５０の底壁部５０ｂに配置されている。仮想線２５０は、電気機器ボックス６８の換気開口６８ｗと、第１リサーバタンク８１（凍結発生部）および第２リサーバタンク８２（凍結発生部）とを繋ぐ。発熱部１０５で加熱された空気は上昇するので、共用送風部１０１により仮想線２５０に沿って水精製器２８および／または水タンク２５に向けて搬送される。上記したように発熱部１０５は電気機器ボックス６８の換気開口６８ｗに対面していないため、発熱部１０５が共用送風部１０１の送風抵抗となることが抑制される。発熱部１０５は面状が好ましい。

（実施形態４）
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、図１〜図３を準用する。本実施形態においても、前記した実施形態１と同様に、昇温抑制操作および凍結抑制操作の双方が実行される。燃料電池システムの運転時において、電気機器ボックス６８のボックス室６８ａ内は熱気をもつおそれがある。このため共用送風部１０１のファン１０２は、電気機器ボックス６８のボックス室６８ａ内を換気してボックス６８内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作を実行する。更に燃料電池システムの運転停止直後の所定時間（燃料電池システムの種類、放熱源となり得る改質器２の種類にもよるが、例えば１０分間，３０分間，６０分間，１２０分間）においては、筐体５０の収容室５０ｘがまだ高温であるときがある。発電運転において、改質器２の改質部２ａは高温に加熱されていたためである。この場合、水精製器２８に収容されているイオン交換樹脂で形成されている水精製材の組成や材質の如何によっては、水精製材の熱劣化が進行するおそれがある。この場合、燃料電池システムの運転停止直後の所定時間（燃料電池システムの種類、放熱源となり得る改質器２の種類にもよるが、例えば１０分間，３０分間，６０分間，１２０分間）において、共用送風部１０１のファン１０２は、水精製器２８に向けて送風して水精製器２８の水精製材の熱劣化を抑制する水精製材冷却操作を実行する。所定時間経過すれば、共用送風部１０１のファン１０２の回転は停止される。

（他の実施形態）
燃料電池システムは図１に示す配管に限定されるものではない。放熱部として機能できる発熱部１０５はファン１０２の下流に配置されているが、上流に配置されていても良く、あるいは、ボックス室６８ａに配置されていても良いし、あるいは、ファン１０２自体に取り付けられていても良い。場合によっては、発熱部１０５を廃止しても良い。上記した実施形態によれば、共用送風部１０１は、ボックス室６８ａの下部に形成されている換気開口６８ｗに配置されているが、これに限らず、ボックス室６８ａの上部に換気開口を形成し、その換気開口６８ｗに共用送風部１０１（送風部）を配置しても良い。送風部１０１はファン１０２を有するが、要するに送風機能を有するものであれば、何でも良い。送風部１０１は筐体５０の高さ方向において高さ方向の中間位置よりも下方、殊に筐体５０の底部側に配置されている。底部付近の気体を放出させるためである。

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の排気口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の排気口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。

上記した実施形態では、筐体５０内に改質器２が設けられているが、改質器２が設けられていないタイプでも良い。この場合には、水素ガス等のアノードガスをスタックに供給するアノードガス源が筐体５０内に設けられているが、あるいは、アノードガス源がスタック３に接続されている。

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、排気口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。

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。上記した実施形態によれば、メンテナンス部品は、改質水を精製させる水精製器２８とされているが、これに限らず、リザーバタンク８１，８２、スタック冷却液精製用のイオン交換器４６を開口７５から出し入れできるように主収容室５１の内部に配置しても良い。更には、スタック冷却液精製用のイオン交換器４６を開口７５から出し入れできない構造としても良い。メンテナンス部品として電気機器としても良い。隔壁５５は切欠状をなす単数の開口７５をもつが、これに限らず、複数の開口７５をもつタイプでも良い。複数の開口７５を開閉部材でそれぞれ閉じることが好ましい。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。

上記した実施形態によれば、開閉部材としての空気フィルタ部６６は、隔壁５５から離脱されてメンテナンス用開口７５の全部を開放させるが、これに限らず、空気フィルタ部６６および電気機器などの双方でメンテナンス用の開口７５の全部を閉鎖し、空気フィルタ部６６を隔壁５５から離脱させるとメンテナンス用開口７５の一部を開放させる構造としても良い。この場合においても、メンテナンス用の開口７５を利用してメンテナンス部品をメンテナンスできる。

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。

上記した実施形態によれば、図１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。

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）収容室をもつ筐体と、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、筐体の収容室に配置され凍結温度以下になると凍結する可能性がある液状物を有する凍結発生部と、筐体に設けられボックス室をもつボックスとボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスとを具備することを特徴とする燃料電池システム。
（付記項２）収容室をもつ筐体と、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、過剰に高温になると熱劣化が進行する水精製材を有する水精製器と、前記筐体に設けられ、ボックス室をもつボックスと前記ボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスと、システムの運転時において前記電気機器ボックスの前記ボックス室内を換気して前記ボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作と、前記システムの運転停止時において前記水精製器の前記水精製材の熱劣化が進行する可能性があるとき、前記水精製器に向けて送風して前記水精製器の水精製材の熱劣化を抑制する水精製材冷却操作とを実行する共用送風部とを具備することを特徴とする燃料電池システム。この場合、燃料電池システムの運転停止時において、システムの環境が過剰に高温であり、水精製器の水精製材の熱劣化が進行する可能性があるときには、あるいは、燃料電池システムの運転停止直後であり、筐体の収容室内が過剰に高温であるときには、共用送風部は、水精製器に向けて送風して水精製器の水精製材の熱劣化を抑制する水精製材冷却操作を実行する。
（付記項３）収容室をもつ筐体と、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、過剰に高温になると熱劣化が進行する水精製材を有する水精製器と、前記筐体に設けられ、ボックス室をもつボックスと前記ボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスと、前記システムの運転停止時において前記水精製器の前記水精製材の熱劣化が進行する可能性があるとき、前記水精製器に向けて送風して前記水精製器の水精製材の熱劣化を抑制する水精製材冷却操作を実行する送風部とを具備することを特徴とする燃料電池システム。
（付記項４）収容室をもつ筐体と、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、凍結温度以下になると凍結する可能性がある凍結発生部と、前記筐体に設けられ、ボックス室をもつボックスと前記ボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスと、 システムの運転時において前記電気機器ボックスの前記ボックス室内を換気して前記ボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作を実行する送風部とを具備することを特徴とする燃料電池システム。
（付記項５）収容室をもつ筐体と、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、凍結温度以下になると凍結する可能性がある凍結発生部と、前記筐体に設けられ、ボックス室をもつボックスと前記ボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスと、前記システムの運転停止時において前記凍結発生部が凍結する可能性があるとき、前記凍結発生部に向けて送風して前記凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作とを実行する送風部とを具備することを特徴とする燃料電池システム。

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。

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。 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。 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。 実施形態２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。 実施形態３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。

符号の説明

１は供給路、２は改質器、２ａは改質部、２ｃは燃焼部、３はスタック、４は燃料原料源、５は供給弁、６は脱硫器（第２メンテナンス部品）、９は第１凝縮器、１０は入口弁、１２はカソードガス通路、１２ｉは吸気口、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、１４ｐは排気口、１５は加湿器、１７はバイパス弁、１９はアノードオフガス通路、２０は出口弁、２１は第２凝縮器、２５は水タンク、２８は改質水用の水精製器（凍結発生部）、３０はスタック冷却通路、３１はイオン交換器、４０は改質水通路、４１は改質水ポンプ、４５はスタック冷却通路、４６はスタック冷却液精製用のイオン交換器、５０は筐体、５０ｘは収容室、第１片側空間５０ｙ、第２片側空間５０ｗ、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（側面部）、５８はグリル、６６は空気フィルタ部（塵埃除去部，開閉部材）、６７はダクト、６８は電気機器ボックス、６８ｗは換気開口、７５は開口、Ｐ１は中心線、１０１は共用送風部、１０２はファン、１０３はファンモータ、１０５は発熱部、２００はガス漏れセンサを示す。

Claims (5)

1. 収容室をもつ筐体と、
   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、凍結温度以下になると凍結する可能性がある凍結発生部と、
   前記筐体に設けられ、ボックス室をもつボックスと前記ボックス室に配置された電気機器とを有する電気機器ボックスと、
   システムの運転時において前記電気機器ボックスの前記ボックス室内を換気して前記ボックス内の過剰昇温を抑える昇温抑制操作と、前記システムの運転停止時において前記凍結発生部が凍結する可能性があるとき、前記凍結発生部に向けて送風して前記凍結発生部における凍結を抑制する凍結抑制操作とを実行する共用送風部とを具備することを特徴とする燃料電池システム。
2. 請求項１において、前記凍結抑制操作において送風を加熱送風とする発熱部が設けられており、前記発熱部は、前記共用送風部によりも上流および／または下流に位置して前記収容室に設けられ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において、前記筐体は、前記筐体の前記収容室において高さ方向の中央よりも上方に排気口とガス漏れセンサとをもち、前記共用送風部は前記筐体の前記収容室において高さ方向の中央よりも下方に設けられており、前記共用送風部は、送風により、前記収容室内の空気を前記ガス漏れセンサを介して前記排気口から前記筐体の外方に排出させる空気流を生成させることを特徴とする燃料電池システム。
4. 請求項１〜３のうちの一項において、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器が設けられており、前記改質器は、燃料原料を改質してアノードガスを生成させるための改質部と、燃焼用燃料を燃焼用空気で燃焼させることにより前記改質部を改質反応温度領域に加熱するための燃焼部とを有しており、
   前記電気機器ボックスは、前記燃焼部に供給する燃焼用空気を前記燃焼部に供給する前に通過させることを特徴とする燃料電池システム。
5. 請求項１〜４のうちの一項において、前記凍結発生部は、前記スタックの過熱を抑えるために前記スタックを冷却させるスタック冷却液を収容するスタック冷却液収容部、システムの凝縮器で凝縮された凝縮水を収容する凝縮水収容部、前記改質器で使用される改質水を収容する改質水収容部のうちの少なくとも一つであることを特徴とする燃料電池システム。