JP2010232012A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可燃性ガス系機器を収納する可燃性ガス系機器収納区画内で漏洩した可燃性ガスを、電気機器を収納する電気機器収納区画に流入させることなく、耐寒性の向上を図るための換気構造を有する燃料電池発電装置を提供すること。
【解決手段】この燃料電池発電装置１は、ケース２内に各種機器を収納するパッケージ型の燃料電池発電装置である。この燃料電池発電装置１においては、ケース２は、燃料電池本体と改質系機器とを含む可燃性ガス系機器を収納する可燃性ガス系機器収納区画３と、直交変換装置と制御装置とを含む電気機器を収納する電気機器収納区画４とに仕切られており、ケース２を載置する架台７は、通気スペースとなる架台区画６を形成し、電気機器収納区画４の排気は、架台区画６を通じて、外部に排出される。
【選択図】図１（ａ）

Description

本発明は、ケース内に各種機器を収納するパッケージ型の燃料電池発電装置に関する。

燃料電池発電装置は、燃料電池本体、改質系機器、電池冷却系機器、水回収系機器、これらの機器を制御する制御装置、直交変換装置等から構成されている。現在では、燃料電池発電装置を構成する機器をケース（キュービクルを含む）内に収納したパッケージ型の燃料電池発電装置の開発も進められている。

パッケージ型の燃料電池発電装置では、燃料電池本体、改質系機器等の可燃性ガスの放出源となる機器（「可燃性ガス系機器」という）から漏洩した可燃性ガスが、制御装置、直交変換装置等の電気系統の機器（「電気機器」という）の火花により発火するのを防ぐために、隔壁により、ケース内を、可燃性ガス系機器を収納する区画（「可燃性ガス系機器収納区画」）と電気機器を収納する区画（「電気機器収納区画」）とに分けることも知られている（特許文献１〜３）。

図６は、このようなパッケージ型の燃料電池発電装置の概略図である。図６に示す燃料電池発電装置１４のケース２の内部は、可燃性ガス系機器収納区画３と電気機器収納区画４とに隔壁５により分けられている。

図６に示す燃料電池発電装置１４では、可燃性ガス系機器収納区画３と電気機器収納区画４との各々に設けられた吸気口３ａ、４ａ及び排気口３ｂ、４ｂを用いて、各区画で個別に換気を行う。

このような換気構造によれば、可燃性ガス系機器収納区画３内で漏洩した可燃性ガスを電気機器収納区画４に流入させることなく外部に排出するとともに、可燃性ガス系機器収納区画３及び電気機器収納区画４の各々に設けられた機器を外気により冷却することができる。

一方で、図６に示す燃料電池発電装置１４が寒冷地に設置される場合には、電池冷却系機器４３や水回収系機器４４等が、低温の外気により冷却されすぎて凍結してしまう恐れがある。そこで、図７に示すような換気構造を有する燃料電池発電装置１５も提案されている。

図７に示す燃料電池発電装置１５では、電気機器収納区画４に設けられた吸気口４ａから取り入れられた外気は、電気機器収納区画４に設けられた機器の冷却に利用された後で、隔壁５に設けられた吸気口３ａから可燃性ガス系機器収納区画３に吸気され、可燃性ガス系機器収納区画３に設けられた排気口３ｂから外部に排出される。

このような換気構造によれば、低温の外気は、電気機器収納区画４内の機器の冷却により加温された後に可燃性ガス系機器収納区画３に取り入れられるため、可燃性ガス系機器収納区画３に設けられた電池冷却系機器４３や水回収系機器４４が低温の外気により凍結するのを防ぐことができる。また、可燃性ガス系機器収納区画３内で漏洩した可燃性ガスは排気口３ｂから直ちに外部に排出されるため、可燃性ガスが電気機器収納区画４に流入するのを防ぐこともできる。

特開平４-７５２６３号公報 特開平９-１９９１５２号公報 特開２００５-３２７５６号公報

しかしながら、電池冷却系機器４３や水回収系機器４４に含まれるポンプや冷却水配管は、燃料電池発電装置１５の床面付近に設置される場合が多い。したがって、燃料電池発電装置１５が寒冷地に設置される場合、図７に示す換気構造を用いて、電池冷却系機器４３や水回収系機器４４の凍結を防止しようとしても、燃料電池発電装置１５のケース２の床面からの放熱により、床面付近に設置された電池冷却機器４３や水回収系機器４４が凍結してしまう可能性があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、可燃性ガス系機器を収納する可燃性ガス系機器収納区画内で漏洩した可燃性ガスを、電気機器を収納する電気機器収納区画に流入させることなく、耐寒性の向上を図るための換気構造を有する燃料電池発電装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃料電池本体と改質系機器とを収容する可燃性ガス系機器室と、直交変換装置と制御装置とを収容する電気機器室とに仕切られた燃料電池発電装置であって、少なくとも前記電気機器室の下方に通気空間を有し、前記可燃性ガス系機器室および／または電気機器室から出た排気が、前記通気空間を通流することを特徴とする。

この構成によれば、通気空間が空気断熱層として機能するので、ケースの床面からの放熱を防ぐことができ、燃料電池発電装置が寒冷地に設置される場合であっても、ケースの床下に断熱材施工を行うことなく、電池冷却機器や水回収系機器が床面からの放熱により凍結してしまうのを防ぐことができる。また、電池冷却機器や水回収系機器の凍結防止用のスペースヒータの設置台数を軽減したり、ヒータ動力を軽減することができる。

尚、通気空間は、燃料電池発電装置が設置される架台や基礎部分に通気用ピットを設けて形成することができる。

また、上記構成においては、特に凍結防止が必要である水が通流する機器（冷却水タンクや冷却水循環ポンプなどの電池冷却水系機器、および回収水タンクなどの回収水系機器）の下方を選択的に前記排気が流れるように流路が形成されていても良い。

併せて、特に加熱したい部分に電熱フィンを設けることとしても良い。

さらに、本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記電気機器室が、吸気口と前記通気空間に連通する通気口とを有し、前記通気空間が、燃料電池発電装置の外部に排気を排出する排気口を有し、前記通気空間を通流する排気は、前記電気機器室の排気であることを特徴とする。

このように構成すれば、電気機器室からの排気は水素を含まないため、電気機器室よりも下方に形成された通気空間を通じて排気することとしても、水素が排気されずに電気機器室内上部に残留する恐れがなく、可燃性ガス系機器室の排気を通気空間に通流させる場合よりも扱いが容易である。

また、本発明は、前記電気機器室が、燃料電池発電装置の外部に排気を排出する排気口と、温度検出手段とを有し、前記電気機器室の排気口と前記通気口とが開閉機構を有し、前記温度検出手段の検出値が設定値より大きい場合は、前記電気機器室の排気口を開け、かつ、前記通気口を閉め、前記温度検出手段の検出値が設定値以下の場合は、前記電気機器室の排気口を閉め、かつ、前記通気口を開けることを特徴とする。

この構成により、夏季等には、通気空間によるケースの床面からの温暖効果を抑制して、可燃性ガス系機器室及び電気機器室に収納された機器の冷却効率が低下するのを防ぐことができ、冬季等には、通気空間によるケースの床面からの温暖効果を発揮させて、可燃性ガス系機器室及び電気機器室に収納された機器の凍結を防止することができる。

また、本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記電気機器室の吸気口が温度検出手段を備え、前記通気空間の排気口が排気の排出方向変更機構を備え、前記温度検出手段の検出値が予め設定された温度になるように、前記排気の排出方向を制御することを特徴とする。

本構成によれば、電気機器室への吸気温度検出値に基づいて、通気空間から排出される排気の排出方向を変えることにより、電気機器室の吸気口へと循環する排気の量を増減させることができる。

通常、通気空間から排出される排気は、外気に比べて温度が高いので、吸気口の温度検出値が設定値よりも大きい場合は、通気空間の排気の排出方向を前記吸気口から遠ざける方向に変化させ、また、吸気口の温度検出値が設定値よりも小さい場合は、通気空間の排気の排出方向を前記吸気口に近づけることにより吸気温度を設定温度に近づけるように制御することができる。

また、排気の排出方向変更機構としては、排気口に可変ルーバーを設けても良く、または、電気機器室の吸気口と同一面および異なる面の各々に、開閉機構を設けた排気口を設けて、各排気口の開閉の切り替えを行うことにより排出方向を変えることとしてもよい。

また、本発明は、上記燃料電池発電装置において、通気空間の排気口が、少なくとも前記可燃性ガス系機器室に設けられた吸気口の下方と、前記電気機器室の吸気口の下方とに設けられていることを特徴とする。

この構成により、通気空間の排気の少なくとも一部を可燃性ガス系機器室と電気機器室とに循環させることができ、冬季等には低温の外気による機器の凍結を防止することができる。

また、本発明は、上記燃料電池発電装置において、前記通気空間の排気を前記電気機器室の吸気口に導く排気循環経路を備えたことを特徴とする。

この構成により、通気空間から排出された排気を外気を電気機器室の吸気口に直接取り入れ、循環換気を行うことができ、冬季等には低温の外気による機器の凍結をより効率的に防止することができる。

本発明によれば、可燃性ガス系機器を収納する可燃性ガス系機器収納区画内で漏洩した可燃性ガスを、電気機器を収納する電気機器収納区画に流入させるのを防ぐとともに、燃料電池発電装置のケースの床下に断熱材施工を行ったり、スペースヒータの設置台数を増加させずに、耐寒性の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池発電装置の上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る燃料電池発電装置の側面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る燃料電池発電装置の上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る燃料電池発電装置の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池発電装置の上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池発電装置の側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池発電装置の上面図である。 （ｂ）本発明の第３の実施形態に係る燃料電池発電装置の側面図であり、（ｃ）本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の正面図である。 本発明の第４の実施形態に係る燃料電池発電装置の上面図である。 （ｂ）本発明の第４の実施形態に係る燃料電池発電装置の側面図であり、（ｃ）本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の正面図である。 本発明の従来技術に係る燃料電池発電装置の概略図である。 本発明の従来技術に係る燃料電池発電装置の概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。また、同図（ｃ）は、第１の実施形態の変形例の上面図である。

燃料電池発電装置１は、各種機器をケース内に収納したパッケージ型の燃料電池発電装置である。図１（ａ）に示すように、燃料電池発電装置１の各種機器を収納するケース２は、可燃性ガスの放出源となる可燃性ガス系機器を収納する可燃性ガス系機器室を形成する可燃性ガス系機器収納区画３と、電気系統の電気機器を収納する電気機器室を形成する電気機器収納区画４とに、隔壁５により仕切られている。また、図１（ｂ）に示すように、可燃性ガス系機器収納区画３と電気機器収納区画４とは、架台７に配置されており、架台７の下方には、通気スペースとなる通気空間が形成されている。以下、この通気空間を架台区画６と称する。

可燃性ガス系機器収納区画３には、燃料電池本体３１、改質系機器３２等の可燃性ガス系機器が収納される。可燃性ガス系機器収納区画３の一方の側面３Ａには、吸気口３ａが設けられ、側面３Ａに対向する他方の側面３Ｂには、排気口３ｂが設けられる。排気口３ｂの近くには、可燃性ガス系機器収納区画３内の空気を排気口３ｂから外部に排出するための吸引換気ファン３ｃが設けられる。

電気機器収納区画４には、直交変換装置４１、発電反応プロセスに係る機器を制御する制御装置４２等、電気系統の電気機器が収納される。電気機器収納区画４には、電池冷却系機器４３、水回収系機器４４等、ポンプや冷却水管を有する水系機器も収納される。

電気機器収納区画４の一方の側面４Ａには、可燃性ガス系機器収納区画３の吸気口３ａと並列して、吸気口４ａが設けられる。吸気口４ａの近くには、外気を吸気口４ａから電気機器収納区画４内に取り入れるための加圧換気ファン４ｂが設けられる。吸気口４ａが設けられた側面４Ａに対向する他方の側面４Ｂ近くの底面４Ｃには、架台区画６の吸気口６ａが設けられる。

架台区画６は、通気スペースであり、架台区画６の吸気口６ａは、上述のように、電気機器収納区画４の側面４Ｂ近くの底面４Ｃに設けられる。なお、電気機器収納区画４の側面４Ｂは、架台区画６の側面６Ｂと連続する面となっており、吸気口６ａの設けられる位置は、架台区画６の側面６Ｂの近くでもある。この側面６Ｂに対向する側面６Ａの近くには、一対の排気口６ｂ、６ｃが設けられる。

図２は、各区画３、４、６と、吸気／排気口の形成位置との関係を模式的に示す図である。図２に示すように、架台区画６では、一対の排気口６ｂ及び６ｃが、吸気口６ａに対向する側面６Ａの近くの側面６Ｂ、６Ｃに設けられる。また、可燃性ガス系機器区画６で可燃性ガスが漏洩した場合に可燃性ガスを含む内部空気を外気により効率良く換気できるように、可燃性ガス系機器区画３の吸気口３ａは、一方の側面３Ａの下方に設けられ、排気口３ｂは、他方の側面３Ｂの上方に設けられている。

次に、以上のように構成された第１の実施形態に係る燃料電池発電装置１における換気動作について説明する。図１（ａ）（ｂ）において、矢印は、気流の流れを示している。

可燃性ガス系機器収納区画３においては、吸引換気ファン３ｃにより、外気が吸気口３ａから取り入れられ、燃料電池本体３１、改質系機器３２等の可燃性ガス系機器を冷却した後、排気口３ｂから外部に排出される。

また、可燃性ガス系機器収納区画３においては、可燃性ガス系機器から可燃性ガスが漏洩したとしても、吸引換気ファン３ｃにより、排気口３ｂから直ちに外部に排出される。したがって、可燃性ガス系機器収納区画３において漏洩した可燃性ガスが、ケース２の内部で電気機器収納区画４に流入するのを防ぐことができる。さらに、可燃性ガス系機器収納区画３の排気口３ｂは、電気機器収納区画４の吸気口４ａに対向する側面３Ｂに設けられているため、排気口３ｂから外部に排出された可燃性ガスが、吸気口４ａから電気機器収納区画４に取り入れられるのも防ぐこともできる。

電気機器収納区画４においては、加圧換気ファン４ｂにより、外気が吸気口４ａから取り入れられ、直交変換装置４１、制御装置４２等の電気機器の冷却に利用された後、吸気口６ａから架台区画６に排出される。架台区画６においては、電気機器収納区画４の冷却利用により加温された電気機器収納区画４の排気が、架台区画６の空気との熱交換に利用された後、一対の排気口６ｂ及び６ｃから外部に排出される。

このように、電気機器収納区画４で加温された電気機器収納区画４の排気が架台区画６を通過してから外部へ排出される。したがって、ケース２の床下全体が、ある程度暖められた空気による空気断熱層を介して燃料電池発電装置１の設置面１Ａに接するので、ケース２の床面からの放熱を防ぐことができる。

第１の実施形態に係る燃料電池発電装置１によれば、架台区画６が空気断熱層として機能するので、ケース２の床面からの放熱を防ぐことができ、燃料電池発電装置１が寒冷地に設置される場合であっても、ケース２の床下に断熱材施工を行うことなく、電池冷却機器４３や水回収系機器４４が床面からの放熱により凍結してしまうのを防ぐことができる。また、電池冷却機器４３や水回収系機器４４の凍結防止用のスペースヒータの設置台数を軽減したり、ヒータ動力を軽減することができる。

［変形例］
上述の第１の実施形態においては、電気機器収納区画４の排気のみ架台区画６を通過させてから外部へ排出する構成としたが、これに代えて、可燃性ガス系機器収納区画３の排気の一部または全部を架台区画６に通過させる構成、あるいは、図１（ｃ）に示すように電気機器収納区画４および可燃性ガス系機器収納区画３の排気を架台区画６に通過させる構成とすることもできる。具体的には、変更例に係る燃料電池発電装置では、図１（ｃ）に示すように、可燃性ガス系機器収納区画３の底面にも、架台区画６への吸気口６ａ’が設けられる。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池発電装置１１について、第１の実施形態に係る燃料電池発電装置１との相違点を中心に説明する。図３（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。

第２の実施形態に係る燃料電池発電装置１１では、電気機器収納区画４の吸気口４ａに対向する側面４Ｂに、外部へ排出するための排気口４ｃ（第１の排気口）が設けられる。排気口４ｃには、排気口４ｃを開閉するためのダンパー４ｄ（開閉機構）が設けられる。排気口４ｃの近くには、電気機器収納区画４の排気温度を測定する温度センサー４ｅが設けられる。

第２の実施形態に係る燃料電池発電装置１１の架台区画６の吸気口６ａ（第１の吸気口）には、吸気口６ａを開閉するためのダンパー６ｄが設けられる。

以上のように構成された第２の実施形態に係る燃料電池発電装置１１における換気動作について説明する。図３（ａ）（ｂ）において、矢印は、気流の流れを示している。

電気機器収納区画４においては、温度センサー４ｅで測定された電気機器収納区画４の排気温度が所定値より大きい場合、ダンパー４ｄにより排気口４ｃが開放され、ダンパー６ｄにより架台区画６の吸気口６ｃが遮蔽される。このような制御により、電気機器収納区画４の排気温度が所定値より大きい場合、電気機器収納区画４の排気は、架台区画６を通過することなく、排気口４ｃから直ちに外部に排出される。したがって、電気機器収納区画４の排気温度が所定値より大きくなる夏季等には、暖められた空気による温暖効果を架台区画６に発揮させずに、ケース２の床面からの温暖効果を抑制できる。

一方、温度センサー４ｅで測定された電気機器収納区画４の排気温度が所定値より小さい場合、ダンパー４ｄにより排気口４ｃが遮蔽され、ダンパー６ｄにより吸気口６ｃが開放される。このような制御により、電気機器収納区画４の排気温度が所定値より小さい場合、電気機器収納区画４により加温された排気は、吸気口６ａから架台区画６を通過してから、排気口６ｂ及び６ｃから外部に排出される。したがって、電気機器収納区画４の排気温度が所定値より小さくなる冬季等には、暖められた空気による温暖効果を架台区画６に発揮させ、ケース２の床面からの放熱を防ぐことができる。

このように、第２の実施形態に係る燃料電池発電装置１１によれば、夏季等には、架台区画６によるケース２の床面からの温暖効果を抑制して、可燃性ガス系機器収納区画３及び電気機器収納区画４に収納された機器の冷却効率が低下するのを防ぐことができ、冬季等には、架台区画６によるケース２の床面からの温暖効果を発揮させて、可燃性ガス系機器収納区画３及び電気機器収納区画４に収納された機器の凍結を防止することができる。

[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池発電装置１２について、第１の実施形態に係る燃料電池発電装置１との相違点を中心に説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池発電装置の概略図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は正面図である。

第３の実施形態に係る燃料電池発電装置１２においては、架台区画６に、左右一対の排気口６ｂ、６ｃに加えて、側面６Ａのうち電気機器収納区画４の吸気口４ａの下方位置に排気口６ｇが設けられ、側面６Ａのうち可燃性ガス系機器収納区画３の下方位置に排気口６ｉが設けられる。排気口６ｇには、排気口６ｇを開閉するためのダンパー６ｈ（排出方向変更機構）が設けられ、排気口６ｇの近くには、架台区画６の排気温度を測定する温度センサー６ｋが設けられる。排気口６ｉには、排気口６ｉを開閉するためのダンパー６ｊ（排出方向変更機構）が設けられる。また、一対の排気口６ｂ、６ｃには、排気口６ｂ、６ｃをそれぞれ開閉するためのダンパー６ｅ、６ｆが設けられる。

また、可燃性ガス系機器収納区画３の排気口３ｂの近くには、可燃性ガス系機器収納区画３の排気温度を測定する温度センサー３ｄが設けられ、電気機器収納区画４の吸気口４ａの近くには、電気機器収納区画４に取り入れられる外気の温度を測定する温度センサー４ｆが設けられる。

以上のように構成された第３の実施形態に係る燃料電池発電装置１２における換気動作について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）において、矢印は、気流の流れを示している。

架台区画６においては、温度センサー４ｆで測定された外気温度が設定温度(例えば０℃)よりも小さい場合、ダンパー６ｈにより、吸気口４ａの下方に設けられた排気口６ｇが開放され、ダンパー６ｅにより、吸気口４ａとは異なる側面６Ｂに設けられた排気口６ｂが遮蔽される。このような制御により、架台区画６の排気が、排気口６ｇから外部に排出された後、外気と混合されて、吸気口４ａから電気機器収納区画４に取り入れられる。したがって、低温の外気と高温の架台区画６の排気との温度差が所定値より大きくなる冬季等においては、電気機器収納区画４に収納された機器が低温の外気により凍結するのを防止することができる。また、温度センサー４ｆで測定された外気温度が設定温度よりも大きい場合は、排気口６ｇを遮蔽して、排気口６ｂを開放する。

なお、上述の場合、排気口６ｇの開放と排気口６ｂの遮蔽とに加えて、ダンパー６ｊにより、吸気口３ａの下方に設けられた排気口６ｉが開放され、ダンパー６ｆにより、吸気口３ａとは異なる側面６Ｃに設けられた排気口６ｃが遮蔽されてもよい。このような制御により、架台区画６の排気は、排気口６ｇ、６ｉから外部に排出された後、外気と混合されて、吸気口３ａ、４ａから可燃性ガス系機器収納区画３と電気機器収納区画４との各々に取り入れられる。したがって、冬季等においては、可燃性ガス系機器収納区画３と電気機器収納区画４との各々に収納された機器が低温の外気により凍結するのを防止することができる。

また、温度センサー３ｄで測定された可燃性ガス系機器収納区画３の温度が設定値以下である場合に、ダンパー６ｊにより、吸気口３ａの下方に設けられた排気口６ｉが開放され、ダンパー６ｆにより、吸気口３ａとは異なる側面６Ｃに設けられた排気口６ｃが遮蔽することとしてもよい。このような制御により、架台区画６の排気は、排気口６ｉから外部に排出された後、外気と混合されて、吸気口３ａから可燃性ガス系収納区画３に取り入れられる。したがって、冬季等においては、可燃性ガス系機器収納区画３に収納された機器が低温の外気により凍結するのを防止することができる。

[第４の実施形態]
図５を参照し、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池発電装置１３の構成について、第３の実施形態に係る燃料電池発電装置１２との相違点を中心に説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池発電装置１３の概略図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は正面図である。

第４の実施形態に係る燃料電池発電装置１３では、第３の実施形態に係る燃料電池発電装置１２の吸気口４ａの下方に設けられた排気口６ｇの代わりに、吸気口４ａが設けられた側面４Ａ近くの底面４Ｃに、排気口６ｌが設けられる。排気口６ｌには、排気口６ｌを開閉するダンパー６ｍが設けられる。また、電気機器収納区画４には、排気口６ｌと吸気口４ａの近くに隔壁４ｇが設けられ、隔壁４ｇには、排気口６ｌから排出された架台区画６の排気と吸気口４ａから取り入れられた外気とを、隔壁４ｇにより仕切られた区画に取り入れる内部吸気口４ｈが設けられ、内部吸気口４ｈの近くには、加圧換気ファン４ｂとが設けられる。また、内部吸気口４ｈに近くには、温度センサー４ｉが設けられる。

以上のように構成された第４の実施形態に係る燃料電池発電装置１３における換気動作について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）において、矢印は、気流の流れを示している。

温度センサー４ｉで測定された電気機器収納区画４の吸気温度が設定値以下(例えば０℃)である場合、ダンパー６ｍにより電気機器収納区画４の底面４Ｃに設けられた排気口６ｌが開放され、ダンパー６ｅにより排気口６ｂが遮蔽される。このような制御により、排気口６ｌから架台区画６の排気が側面４Ａと隔壁４ｇとの間に形成された空間（排気循環経路）を経由して内部吸気口４ｈへと送られる。さらに、加圧換気ファン４ｂにより、排気口６ｌから排出された架台区画６の排気と吸気口４ａから取り入れられた外気とが、内部吸気口４ｈから、隔壁４ｇにより仕切られた区画に取り入れられる。

第４の実施形態に係る燃料電池発電装置１３によれば、電気機器収納区画４に排気口６ｌから架台区画６の排気を直接取り入れ、循環換気を行うことにより、冬季等には低温の外気による機器の凍結をより効率的に防止することができる。

さらに、排気口６ｌに設けたダンパー６ｍを可変ルーバーに代えて、排気口６ｌから、側面４Ａと隔壁４ｇとの間に形成された空間（排気循環経路）を経由して内部吸気口４ｈへと循環させる架台区画６の排気の流量を制御することとしてもよい。この場合、温度センサー４ｆで測定される吸気温度が設定値(例えば０℃)よりも小さい場合は、循環させる排気の流量を多くし、設定値よりも大きい場合は、循環させる排気の流量を少なくするように、ルーバーの開度を制御すればよい。

また、吸気温度が設定値になるように循環させる排気の流量を制御する際に、上記制御に加え、さらに、温度センサー４ｆにより測定される外気温度検出値と、温度センサー６ｋにより測定される排気温度検出値と用いて次のような制御を行えば、より正確な温度制御を行うことができる。

すなわち、吸気温度が設定値よりも小さい場合には、外気温度検出値と排気温度検出値とを比較して、外気温度よりも排気温度が高い場合は、排気を循環（または循環量を増大）させ、外気温度よりも排気温度が低い場合は、排気の循環を停止（または循環量を減少）させる制御を行い、また、吸気温度が設定値よりも大きい場合には、外気温度検出値と排気温度検出値とを比較して、外気温度よりも排気温度が高い場合は、排気の循環を停止（または循環量を減少）させ、外気温度よりも排気温度が低い場合は、排気を循環（または循環量を増大）させる制御を行ってもよい。

第１〜４実施形態では、電池冷却系機器４３と水回収系機器４４とが、電気機器収納区画４内に設けられているものとして説明したが、可燃性ガス系機器収納区画３内に設けられていてもよい。

また、架台７は、通気スペースとなる架台区画６を形成可能な形状であればよく、図に示す第１〜４実施形態の形状に限られるものではない。例えば、架台７は、スキッドベースであってもよい。

１、１１〜１５…燃料電池発電装置
１Ａ…設置面
２…ケース
３…可燃性ガス系機器収納区画
３１…燃料電池本体
３２…改質系機器
３ａ…吸気口
３ｂ…排気口
３ｃ…吸引換気ファン
３ｄ…温度センサー
３Ａ、３Ｂ…側面
４…電気機器収納区画
４１…直交変換装置
４２…制御装置
４３…電池冷却系機器
４４…水回収系機器
４ａ…吸気口
４ｂ…加圧換気ファン
４ｃ…排気口
４ｄ…ダンパー
４ｅ、４ｆ、４ｉ…温度センサー
４ｇ…隔壁
４Ａ、４Ｂ…側面
４Ｃ…底面
５…隔壁
６…架台区画
６ａ、６ａ’…吸気口
６ｂ、６ｃ、６ｇ、６ｉ、６ｌ…排気口
６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｈ、６ｊ、６ｍ…ダンパー
６ｋ…温度センサー
６Ａ〜６Ｃ…側面
７…架台

Claims (7)

1. 燃料電池本体と改質系機器とを収容する可燃性ガス系機器室と、直交変換装置と制御装置とを収容する電気機器室とに仕切られた燃料電池発電装置において、
   少なくとも前記電気機器室の下方に通気空間を有し、前記可燃性ガス系機器室および／または電気機器室から出た排気が、前記通気空間を通流することを特徴とする燃料電池発電装置。
2. 前記通気空間には、前記電気機器室に配置された水が通流する機器の下方を前記排気が流れるように流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置。
3. 前記電気機器室が、吸気口と、前記通気空間に連通する通気口とを有し、
   前記通気空間が、燃料電池発電装置の外部に排気を排出する排気口を有し、
   前記通気空間を通流する排気は、前記電気機器室の排気であることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池発電装置。
4. 前記電気機器室が、燃料電池発電装置の外部に排気を排出する排気口と、温度検出手段とを有し、
   前記電気機器室の排気口と前記通気口とが開閉機構を有し、
   前記温度検出手段の検出値が設定値より大きい場合は、前記電気機器室の排気口を開け、かつ、前記通気口を閉め、
   前記温度検出手段の検出値が設定値以下の場合は、前記電気機器室の排気口を閉め、かつ、前記通気口を開ける、
   ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池発電装置。
5. 前記電気機器室の吸気口が温度検出手段を備え、
   前記通気空間の排気口が排気の排出方向変更機構を備え、
   前記温度検出手段の検出値が予め設定された温度になるように、前記排気の排出方向を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の燃料電池発電装置。
6. 前記通気空間の排気口が、少なくとも、前記可燃性ガス系機器室に設けられた吸気口の下方と、前記電気機器室の吸気口の下方とに設けられていることを特徴とする請求項３から５の何れかに記載の燃料電池発電装置。
7. 前記通気空間の排気を前記電気機器室の吸気口に導く排気循環経路を備えたことを特徴とする請求項３から６の何れかに記載の燃料電池発電装置。

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