JP2018181497A - 燃料電池システムの配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池ユニットの配置作業の効率化と燃料電池ユニットの設置状態での安定性の確保との両立を図りつつ、簡易な構成によって安定して排気することができる燃料電池システムの配置構造を得る。【解決手段】燃料電池ユニット１２が、燃料電池モジュール２４と貯湯タンク５４とを備えた構成であるため、配置作業を簡易なものにすることができる。また、燃料電池ユニット１２は、幅寸法Ｗ１よりも高さ寸法Ｈ１が短く設定されているため、低重心となっている。さらに、燃料電池ユニット１２は、その長手方向に沿う背面１６Ｄが外壁１００に沿って配置されていると共に、排気面である右側面１６Ｂを備えており、排気を調節するような機器構成部品は不要である。また、建物９８の外壁１００に沿う面と異なる面が排気面とされているため、燃料電池ユニット１２の高さが低い構成において、排気の安全性を確保することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムの配置構造に関する。

下記特許文献１には、燃料電池システムに関する発明が開示されている。この燃料電池システムは、パイプシャフトが設けられた建物に設置されており、このパイプシャフトの内側に燃料電池及び各種制御機器が配置されている。そして、各種制御機器によって燃料電池による排気が調節されている。

特開２０１１−２５８４９６号公報

しかしながら、上記先行技術では、燃料電池の排熱で暖められたお湯が貯められる貯湯ユニットが、燃料電池ユニットと別体であり、配管や配線の作業が必要となる。また、燃料電池が収められた筐体は、その高さ方向に長い形状とされており、設置状態の安定性を確保することが容易ではない。さらに、各種制御機器は、この筐体の内側と外面とに配置されており、構成が複雑なものとなっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池ユニットの配置作業の効率化と燃料電池ユニットの設置状態での安定性の確保との両立を図りつつ、簡易な構成によって安定して排気することができる燃料電池システムの配置構造を得ることが目的である。

第１態様に係る燃料電池システムの配置構造は、燃料電池モジュールと、貯湯タンクと、を備え、長手方向の寸法よりも高さ方向の寸法が短く設定された直方体状の外形とされていると共に、建物の一部を構成しかつ屋外に面する壁部に沿って当該長手方向に沿う面が配置され、当該面と交差する方向に延びる排気面を備えた燃料電池ユニットを有している。

第１態様に係る燃料電池システムの配置構造では、燃料電池ユニットが、燃料電池モジュールと貯湯タンクとを備えた構成であるため、燃料電池モジュールと貯湯タンクとが別体とされている構成と比し、配置作業を簡易なものにすることができる。また、燃料電池ユニットは、長手方向の寸法よりも高さ方向の寸法が短く設定されているため、低重心となり、簡易な設置部や小さく軽量な基礎に安定した状態で設置することができる。

さらに、燃料電池ユニットは、その長手方向に沿う面が建物の一部を構成しかつ屋外に面する壁部に沿って配置されていると共に、当該面と交差する方向に延びる排気面を備えている。つまり、燃料電池ユニットは、屋外側に配置されており、排気を調節するような機器構成部品は不要である。また、建物の壁部に沿う面と異なる面が排気面とされているため、燃料電池ユニットの高さが低い構成において、排気の安全性を確保することができると共に、燃料電池ユニットの設置位置の自由度を高めることができる。

第２態様に係る燃料電池システムの配置構造は、第１態様に係る燃料電池システムの配置構造において、前記壁部は、開放廊下に面しかつ開口部が形成された前記建物の外壁とされ、前記燃料電池ユニットの当該燃料電池ユニットの設置面からの高さ寸法は、前記開口部の下端部の当該設置面からの高さ寸法よりも短い寸法に設定されている。

第２態様に係る燃料電池システムの配置構造では、燃料電池ユニットの設置面からの高さ寸法が、開放廊下に面する建物の外壁に形成された開口部の下端部の設置面からの高さ寸法よりも短い寸法に設定されているため、建物の外観品質を確保することができる。また、排気が開口部を介して建物の屋内に流入することを抑制することができる。

第３態様に係る燃料電池システムの配置構造は、第２態様に係る燃料電池システムの配置構造において、前記貯湯タンクの伝熱媒体との熱交換により給水を加熱する熱交換器と、前記貯湯タンクに貯えられている湯の熱量が所定の温度の湯を生成するのに必要な熱量に対して不足する場合に前記給水を追加加熱し、当該所定の温度の湯を生成するバックアップ熱源機と、をさらに備え、前記バックアップ熱源機は、前記外壁と隣接しかつ前記排気面と対向するパイプシャフトの内側に配置されていると共に、前記排気面には、前記外壁の反対側に向けられた排気口部を備えた排気部が配置されている。

第３態様に係る燃料電池システムの配置構造では、熱交換器において、貯湯タンクの伝熱媒体との熱交換により給水が加熱される。そして、貯湯タンクに貯えられている湯の熱量が所定の温度の湯を生成するのに必要な熱量に対して不足する場合には、バックアップ熱源機で給水が追加加熱されることで当該所定の温度の湯が生成され、その結果、湯を安定して供給することができる。また、バックアップ熱源機が、建物の外壁に隣接されたパイプシャフトの内側に配置されているため、パイプシャフトの内側のスペースを有効活用することができる。さらに、パイプシャフトと対向する燃料電池ユニットの排気面には、建物の外壁の反対側に向けられた排気口部を備えた排気部が配置されているため、燃料電池ユニットからの排気がパイプシャフトによって阻害されることを抑制することができる。

第４態様に係る燃料電池システムの配置構造は、第１態様に係る燃料電池システムの配置構造において、前記壁部は、集合住宅のベランダにおける隣家間の境界部に配置されると共に居室の外壁と一体に設けられた隔壁とされ、前記燃料電池ユニットは、前記隔壁の厚さ方向から見て、屋外側の端部が前記隔壁の屋外側に並設された蹴破り戸と所定の間隔をあけた状態で配置されている。

第４態様に係る燃料電池システムの配置構造では、集合住宅のベランダにおける隣家間の境界部に配置されると共に居室の外壁と一体に設けられた隔壁に沿って燃料電池ユニットが配置されているため、ベランダのスペースを有効に活用することができる。また、燃料電池ユニットは、隔壁の厚さ方向から見て屋外側の端部が、当該隔壁の屋外側に並設された蹴破り戸と所定の間隔をあけた状態で配置されている。このため、燃料電池ユニットによって蹴破り戸の展開が阻害されるのを抑制することができる。なお、ここでいう「並設」には、「蹴破り戸が隔壁の全部に対して並設されている構成」及び「蹴破り戸が隔壁の一部に対して並設されている構成」が含まれる。

第５態様に係る燃料電池システムの配置構造は、第１態様に係る燃料電池システムの配置構造において、前記壁部は、ベランダに面しかつ前記建物の居室側と屋外側とを仕切る外壁とされている。

第５態様に係る燃料電池システムの配置構造では、燃料電池ユニットが、建物の居室側と屋外側とを仕切ると共にベランダに面する外壁に沿って配置されているため、集合住宅等において、屋内側への配管や配線が容易になる。

第６態様に係る燃料電池システムの配置構造は、第４態様又は第５態様に係る燃料電池システムの配置構造において、前記貯湯タンクの伝熱媒体との熱交換により給水を加熱する熱交換器と、前記貯湯タンクに貯えられている湯の熱量が所定の温度の湯を生成するのに必要な熱量に対して不足する場合に前記給水を追加加熱し、当該所定の温度の湯を生成するバックアップ熱源機をさらに備え、前記バックアップ熱源機は、前記燃料電池ユニットの建物上方側に配置されて前記壁部に取り付けられている。

第６態様に係る燃料電池システムの配置構造では、熱交換器及びバックアップ熱源機を備えており、第３態様と同様に所定の温度の湯を安定して供給することができる。また、バックアップ熱源機は、燃料電池ユニットの建物上方側に配置されて建物の壁部に取り付けられているため、燃料電池ユニットの建物上方側のスペースを有効活用できると共に、メンテナンス作業の効率を高めることができる。

以上説明したように、第１の態様に係る燃料電池システムの配置構造は、燃料電池ユニットの配置作業の効率化と燃料電池ユニットの設置状態での安定性の確保との両立を図りつつ、簡易な構成によって安定して排気することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る燃料電池システムの配置構造が適用された燃料電池システムの構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る燃料電池システムの配置構造が適用された燃料電池システムの構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る燃料電池システムの配置構造が適用された燃料電池システムの構成を示す正面図である。 第３実施形態に係る燃料電池システムの配置構造が適用された燃料電池システムの構成を示す正面図である。

以下、図１及び図２を主に用いて、本発明に係る燃料電池システムの配置構造の第１実施形態について説明する。まず、本実施形態にかかる「燃料電池システム１０」の構成について説明し、次いで、燃料電池システム１０の各構成要素の配置について説明することとする。

燃料電池システム１０は、図１に示されるように、燃料ガス、水及び空気を用いて発電を行う貯湯タンク一体型の「燃料電池ユニット１２」と、燃料電池ユニット１２で加熱された上水を目的の温度まで加熱する「バックアップ熱源機１４」とを備えている。

燃料電池ユニット１２は、その外殻を構成すると共に直方体形状に構成された筐体１６と、当該筐体１６の内側に配置された後述する各種機器とを含んで構成されている。筐体１６は、その奥行寸法Ｄ１よりもその幅寸法Ｗ１が長くなるように構成されており、換言すれば、奥行寸法Ｄ１＜幅寸法Ｗ１の関係が成り立っている。ここで、幅寸法Ｗ１は、平面視における筐体１６の長手方向の寸法であり、奥行寸法Ｄ１は、平面視における筐体１６の短手方向の寸法である。

なお、以下では、筐体１６の幅方向一方側において、当該幅方向に面する面を左側面１６Ａと称し、筐体１６の幅方向他方側において、当該幅方向に面する面を「右側面１６Ｂ」と称する。また、筐体１６の奥行方向一方側において当該奥行方向に面する面を正面１６Ｃと称し、筐体１６の奥行方向他方側において、当該奥行方向に面する面を「背面１６Ｄ」と称する。そして、筐体１６の底面１６Ｅから天面１６Ｆまでの寸法を筐体１６の高さ寸法Ｈ１とする。また、左側面１６Ａ及び右側面１６Ｂは、背面１６Ｄと交差する方向（直交する方向）に延びている。

なお、上述した筐体１６の各寸法の具体的な数値については、後述することとする。また、燃料電池ユニット１２の正面１６Ｃ、背面１６Ｄ、左側面１６Ａ及び右側面１６Ｂは、説明の都合上付した名称であり、表面の意匠性の違いや設置状態での向きを限定するものではない。

筐体１６の構成についてより詳しく説明すると、この筐体１６は、その右側面１６Ｂが、メンテナンス面として機能している。なお、メンテナンス面とは、後述する第２実施形態の説明に用いられる図３に示されるように、保守点検を行う際にその一部または全部が開放可能な面であり、フレームにヒンジを介して固定された扉構造や、周縁部がネジで固定された取り外し可能なパネル構造とされている。つまり、本実施形態では、筐体１６の右側面１６Ｂを開放することで、燃料電池ユニット１２内部のメンテナンスを行うことが可能となっている。

また、筐体１６の右側面１６Ｂは、排気面としても機能しており、当該右側面１６Ｂには、図示しない排気口が設けられていると共に、当該排気口には、排気部としての「排気偏向アダプタ１８」が取り付けられている。なお、排気偏向アダプタ１８は、必要に応じて排気口に取り付けられるものであり、燃料電池ユニット１２の配置等によっては、排気口に排気偏向アダプタ１８を取り付けなくてもよい。また、右側面１６Ｂにおける下方側には、図示しない開閉可能な接続口が設けられており、燃料電池ユニット１２に接続された配管や配線類を延出可能な構成されている。なお、排気口及び接続口の構成については、図３を参照されたい。また、このようなメンテナンス面を、追加的に例えば天面１６Ｆ、背面１６Ｄ、正面１６Ｃ等に設定してもよい。

一方、バックアップ熱源機１４は、その外殻を構成すると共に直方体形状に構成された筐体２０と、当該筐体２０の内側に配置された図示しない各種機器とを含んで構成されている。筐体２０は、その幅寸法Ｗ２よりもその奥行寸法Ｄ２が長くなるように構成されており、換言すれば、幅寸法Ｗ２＜奥行寸法Ｄ２の関係が成り立っている。ここで、幅寸法Ｗ２は、平面視における筐体２０の短手方向の寸法であり、奥行寸法Ｄ２は、平面視における筐体２０の長手方向の寸法である。なお、このバックアップ熱源機１４は、給湯器本体として機能している。

なお、以下では、筐体２０の幅方向一方側において、当該幅方向に面する面を左側面２０Ａと称し、筐体２０の幅方向他方側において、当該幅方向に面する面を右側面２０Ｂと称する。また、筐体２０の奥行方向一方側において当該奥行方向に面する面を正面２０Ｃと称し、筐体２０の奥行方向他方側において、当該奥行方向に面する面を背面２０Ｄと称する。そして、筐体２０の底面２０Ｅから天面２０Ｆまでの寸法を筐体２０の高さ寸法Ｈ２とする。なお、筐体２０は、その幅寸法Ｗ２よりもその高さ寸法Ｈ２が長くなるように構成されており、換言すれば、幅寸法Ｗ２＜高さ寸法Ｈ２の関係が成り立っている。

また、バックアップ熱源機１４の正面２０Ｃ、背面２０Ｄ、左側面２０Ａ及び右側面２０Ｂは、説明の都合上付した名称であり、表面の意匠性の違いや設置状態での向きを限定するものではない。

筐体２０の構成についてより詳しく説明すると、筐体２０の正面２０Ｃは、メンテナンス面として機能しており、正面２０Ｃの一部又は全部を開放することで、バックアップ熱源機１４内部のメンテナンスを行うことが可能となっている。なお、メンテナンス面の説明については上述した通りである。

また、筐体２０の正面２０Ｃは、排気面としても機能しており、当該正面２０Ｃの上方側の部分には、排気口２２が設けられている。

なお、バックアップ熱源機１４は、外形寸法がそれぞれ異なる標準タイプ、スリムタイプ及びコンパクトタイプが用意されており、どのタイプのバックアップ熱源機を利用してもよい。なお、本実施形態では、一例として、バックアップ熱源機１４は、スリムタイプとされている。

図２に示されるように、燃料電池システム１０の燃料電池ユニット１２は、発電を行う「燃料電池モジュール２４」を備えている。この燃料電池モジュール２４は、ガス供給路２６を介して、ガス継手２８に接続されており、ガス継手２８には、ガス管３０が接続されている。ガス管３０からは炭化水素原料の一例であるメタンを主成分とする都市ガスまたはプロパン・ブタンを主成分に持つ液化石油ガス（以下、単に液化石油ガスと称する）が燃料として供給される。一方、ガス供給路２６には、脱硫部３２が設けられており、供給されるガスに含まれた硫黄分や硫黄化合物が脱硫部３２で除去されて燃料電池モジュール２４に供給される。なお、図２には、都市ガスを用いた場合が一例として示されている。

また、燃料電池モジュール２４は、供給ポンプ３４を有する改質水流入路３６を介して改質水タンク３８に接続されており、燃料電池モジュール２４には、改質水タンク３８に貯留された改質水が供給ポンプ３４で供給される。なお、燃料電池モジュール２４は、図示しない改質器を備えており、この改質器は、都市ガスまたは液化石油ガスと改質水とを改質反応させて水素等を生成することが可能となっている。

また、燃料電池モジュール２４は、上記改質器で生成した水素とブロア４０で送られた空気中の酸素を利用して発電を行う図示しない発電部を備えている。そして、この発電部からの直流電力は、インバーター回路４２によって交流電力に変換された後、接続端子４３に接続された電源コード１０８を介して外部へ供給される。

さらに、燃料電池モジュール２４には、改質や発電でガスを利用する際に発生した排ガスを排出する排出路４４が接続されている。この排出路４４には、排気熱交換機４６が設けられており、排気熱交換機４６より下流側が改質水タンク３８に接続されている。そして、排出路４４から排出された燃料電池モジュール２４からの燃焼排ガスは、排気熱交換機４６で冷却され、当該燃焼排ガスに含有した水蒸気が凝縮される。これにより、燃焼排ガスは、液体（水）と気体とに分けられ、液体は改質水タンク３８へ送られて改質水として再利用される。また、気体は、図１に示されるように、右側面１６Ｂの排気口を経由して排気偏向アダプタ１８より排気される。

図２に戻り、排気熱交換機４６には、熱回収ポンプ４８及びラジエータ５０を備えた供給路５２が接続されている。この供給路５２は、ラジエータ５０の上流側において「貯湯タンク５４」に接続されている。一方、貯湯タンク５４には、「伝熱媒体５６」が貯留されており、伝熱媒体５６としては、一例として水が使用されている。

この供給路５２は、貯湯タンク５４の下部に接続されており、貯湯タンク５４の下部に貯留した伝熱媒体５６が優先的に排気熱交換機４６へ送られる。貯湯タンク５４から供給路５２に供給された伝熱媒体５６は、ラジエータ５０で冷却された後、熱回収ポンプ４８によって排気熱交換機４６へ送られる。なお、ラジエータ５０は、図示しないラジエータファンを備えており、供給される伝熱媒体５６が高温の際など必要に応じてファンモータを作動する。

また、排気熱交換機４６には、排出路５８が接続されており、当該排出路５８は、貯湯タンク５４の上部に接続されている。そして、排気熱交換機４６を通過した伝熱媒体５６は、排出路５８を介して貯湯タンク５４に戻されるようになっている。このため、燃料電池モジュール２４からの燃焼排ガスの熱は、排気熱交換機４６によって伝熱媒体５６へ移動され、この熱で加熱された伝熱媒体５６が、貯湯タンク５４の上部に戻されるようになっている。

貯湯タンク５４に貯留された伝熱媒体５６は、熱交換器としての「上水熱交換器６０」及び加熱ポンプ６２を有した循環路６４を介して貯湯タンク５４へ戻される。加熱ポンプ６２は、貯湯タンク５４の伝熱媒体５６で上水を加熱する際に作動する。

循環路６４の上流側は、貯湯タンク５４の上部に接続されており、貯湯タンク５４の上部に貯留された伝熱媒体５６が優先的に上水熱交換器６０へ供給される。一方、循環路６４の下流側は、貯湯タンク５４の下部に接続されており、上水熱交換器６０で熱が奪われた伝熱媒体５６は、貯湯タンク５４の下部側に戻される。

上水熱交換器６０には、流入側分岐点６６を有する流入路６８が接続されている。この流入路６８は、入側管継手７０に接続されており、当該入側管継手７０は、例えば水道管の給水管７２に接続されている。そして、流入路６８には、入側管継手７０を介して給水管７２から上水が供給されるようになっている。

また、上水熱交換器６０には、流出路７４が接続されている。この流出路７４には、流出側分岐点７６が設けられており、流出側分岐点７６には、補水弁７８を有した補水路８０が接続されている。補水路８０は、貯湯タンク５４の上部に接続されており、補水弁７８を開作動することで、上水熱交換器６０からの上水を伝熱媒体５６として貯湯タンク５４の上部から供給することができる。

一方、流出路７４の流出側分岐点７６の下流には、混合弁８２が設けられている。この混合弁８２は、バイパス路８４を介して流入側分岐点６６に接続されている。混合弁８２は、流入路６８からの上水と上水熱交換器６０からの上水とを混合する弁であり、例えば流出温が予め定められた設定温度となるように、流入路６８からの上水と上水熱交換器６０からの上水との混合比を調整する。

また、流出路７４の混合弁８２より下流側には、出側継手８６が接続されており、当該出側継手８６は、出湯管８８を介して、バックアップ熱源機１４の入水継手９０に接続されている。

一方、バックアップ熱源機１４のガス継手９２には、ガス管３０が接続されており、バックアップ熱源機１４には、ガス管３０から液化石油ガスが供給される。また、バックアップ熱源機１４の給湯継手９４には、給湯管９６が接続されている。このバックアップ熱源機１４は、液化石油ガスを燃焼することで、入水継手９０より供給された上水を、図外のリモコンで設定された温度まで加熱し給湯管９６によって供給する。なお、本実施形態では、バックアップ熱源機１４は、貯湯タンク５４に貯えられている湯の温度が所定の温度よりも低い場合に湯を生成するようになっているが、貯湯タンク５４に貯えられている湯の量が所定量よりも少ない場合に湯を生成するようになっていてもよい。

また、本実施形態では、燃料電池ユニット１２からのガス管３０とバックアップ熱源機１４からのガス管３０とを互いに接続してガス供給源に接続する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、燃料電池ユニット１２からのガス管３０とバックアップ熱源機１４からのガス管３０とを、それぞれ独立してガス供給源に接続してもよい。

次に、図１を主に用いて燃料電池システム１０を構成する各要素の配置について説明していくこととする。

本実施形態では、燃料電池ユニット１２が、「建物９８」の一部を構成しかつ屋外に面する壁部としての「外壁１００」に沿って延在する「開放廊下１０２」に配置されている。一方、バックアップ熱源機１４は、外壁１００と隣接する「パイプシャフト１０４」の内側に配置されている。

燃料電池ユニット１２は、筐体１６の背面１６Ｄが外壁１００に沿うようにかつ右側面１６Ｂがパイプシャフト１０４と対向した状態で配置されている。より詳しくは、燃料電池ユニット１２が設置された開放廊下１０２の「設置面１０２Ａ」から筐体１６の天面１６Ｆまでの高さ寸法Ｚ１は、当該設置面１０２Ａから外壁１００に設けられた開口部としての「窓１０６」の「下端部１０６Ａ」までの高さ寸法Ｚ２よりも短い寸法に設定されている。つまり、窓１０６の正面から見て、燃料電池ユニット１２は、窓１０６の下方側に配置されている。

この燃料電池ユニット１２は、直接設置面１０２Ａに取り付けられていてもよいし、基礎を介して設置面１０２Ａに取り付けられていてもよいし、筐体１６の底面１６Ｅに設けられた脚部及び基礎を介して設置面１０２Ａに取り付けられていてもよい。なお、燃料電池ユニット１２が、直接設置面１０２Ａに取り付けられている場合には、高さ寸法Ｚ１は、高さ寸法Ｈ１と同じ寸法となる。

また、本実施形態では、一例として、筐体１６の奥行寸法Ｄ１が３５０[ｍｍ]に設定されており、幅寸法Ｗ１が８００[ｍｍ]に設定されており、高さ寸法Ｈ１が７００[ｍｍ]に設定されている。なお、本実施形態では、高さ寸法Ｚ１は、７００[ｍｍ]に設定されている。

そして、燃料電池ユニット１２と外壁１００との距離、すなわち筐体１６の背面１６Ｄと外壁１００との筐体１６の奥行方向の間隔Ｙ１が８０[ｍｍ]に設定されている。また、燃料電池ユニット１２とパイプシャフト１０４との距離、すなわち筐体１６の右側面１６Ｂとパイプシャフト１０４との筐体１６の幅方向の間隔Ｘ１が３００[ｍｍ]に設定されている。

一方、バックアップ熱源機１４は、筐体２０の背面２０Ｄが外壁１００に沿うように配置されていると共に、設置面１０２Ａから筐体２０の天面２０Ｆまでの高さ寸法は、２３００[ｍｍ]以下に設定されている。なお、本実施形態では、一例として、筐体２０の奥行寸法Ｄ２が４１７[ｍｍ]に設定されており、幅寸法Ｗ２が２５０[ｍｍ]に設定されており、高さ寸法Ｈ２が９００[ｍｍ]に設定されている。

また、燃料電池ユニット１２の右側面１６Ｂに配置された排気偏向アダプタ１８は、その「排気口部１８Ａ」が外壁１００の反対側を向くように取り付けられている。さらに、図１には図示していないが、燃料電池ユニット１２の右側面１６Ｂの開口部からは、ガス管３０、給水管７２及び出湯管８８が延出している。なお、ガス管３０は、バックアップ熱源機１４に接続されると共にガス本管に接続されており、給水管７２は、水道管の配水管に接続されており、出湯管８８は、バックアップ熱源機１４に接続されている。

加えて、図１には図示していないが、筐体１６の右側面１６Ｂの開口部からは、燃料電池ユニット１２へ給電を行う給電線や燃料電池ユニット１２で発電した電力を供給する供給線を有した電源コード１０８が延出されている（図２参照）。これらの給電線や供給線は、同一の線を共用してもよい。また、右側面１６Ｂからは、例えば電流監視線やリモコン線や停電時発電コンセントやバックアップ熱源機１４に接続される電源線等を延出する場合がある。なお、電源コード１０８は、外壁１００側に配置された配電盤に接続されており、当該配電盤を介して商用電源に接続されている。

一方、バックアップ熱源機１４の背面２０Ｄからは、図１には図示していないが、給湯管９６が延出しており、当該給湯管９６は、建物９８内でお湯が利用される箇所へ配索されている。また、バックアップ熱源機１４からは、図示しない電源コードが背面２０Ｄ側から延出しており、当該電源コードは、商用電源に接続されている。なお、この電源コード６は、商用電源に代えて燃料電池ユニット１２に接続してもよい。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、図１に示されるように、燃料電池ユニット１２が、燃料電池モジュール２４と貯湯タンク５４とを備えた構成であるため、燃料電池モジュール２４と貯湯タンク５４とが別体とされている構成と比し、配置作業を簡易なものにすることができる。また、燃料電池ユニット１２は、長手方向の寸法すなわち幅寸法Ｗ１よりも高さ方向の寸法すなわち高さ寸法Ｈ１が短く設定されているため、低重心となり、簡易な設置部や小さく軽量な基礎に安定した状態で設置することができる。

さらに、燃料電池ユニット１２は、その長手方向に沿う背面１６Ｄが建物９８の一部を構成しかつ屋外に面する外壁１００に沿って配置されていると共に、背面１６Ｄと交差する方向に延びる排気面である右側面１６Ｂを備えている。つまり、燃料電池ユニット１２は、屋外側に配置されており、排気を調節するような機器構成部品は不要である。また、建物９８の外壁１００に沿う面と異なる面が排気面とされているため、燃料電池ユニット１２の高さが低い構成において、排気の安全性を確保することができると共に、燃料電池ユニット１２の設置位置の自由度を高めることができる。したがって、本実施形態では、燃料電池ユニット１２の配置作業の効率化と燃料電池ユニット１２の設置状態での安定性の確保との両立を図りつつ、簡易な構成によって安定して排気することができる。

また、本実施形態では、燃料電池ユニット１２の設置面１０２Ａからの高さ寸法Ｚ１が、開放廊下１０２に面する建物９８の外壁１００に形成された窓１０６の下端部１０６Ａの設置面１０２Ａからの高さ寸法Ｚ２よりも短い寸法に設定されているため、建物９８の外観品質を確保することができる。また、排気が開口部を介して建物の屋内に流入することを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、上水熱交換器６０において、貯湯タンク５４の伝熱媒体５６との熱交換により給水が加熱される。そして、貯湯タンク５４に貯えられている湯の熱量が所定の温度の湯を生成するのに必要な熱量に対して不足する場合には、バックアップ熱源機１４で給水が追加加熱されることで当該所定の温度の湯が生成され、その結果、湯を安定して供給することができる。また、バックアップ熱源機１４が、建物９８の外壁１００に隣接されたパイプシャフト１０４の内側に配置されているため、パイプシャフト１０４の内側のスペースを有効活用することができる。さらに、パイプシャフト１０４と対向する燃料電池ユニット１２の右側面１６Ｂには、外壁１００の反対側に向けられた排気口部１８Ａを備えた排気偏向アダプタ１８が配置されているため、燃料電池ユニット１２からの排気がパイプシャフト１０４によって阻害されることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図３及び図４を用いて、本発明に係る燃料電池システムの配置構造の第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、建物９８が集合住宅とされており、本実施形態に係る「燃料電池システム１１０」では、建物９８に設けられた「ベランダ１１２」に「燃料電池ユニット１１４」及び「バックアップ熱源機１１６」が配置されている。

まず、図４を用いてベランダ１１２の構成について説明する。ベランダ１１２は、建物９８の居室１１８側と屋外側とを仕切る「外壁１２０」から屋外側に向かって延びる床部１２２と、当該床部１２２の屋外側の周縁部から建物上方側に向かって立設された腰壁１２４とを備えている。

また、ベランダ１１２における隣家間の境界部には、外壁１２０と一体に設けられて外壁１２０側から屋外側に向かって延びる壁部としての「隔壁１２６」が設けられている。この隔壁１２６は、その下方側の部分における腰壁１２４側に、隔壁１２６の厚さ方向から見て矩形状の貫通部１２８が形成されている。そして、貫通部１２８には、「蹴破り戸１３０」が配置されており、当該蹴破り戸１３０は、隔壁１２６の下方側の部分と並設された状態となっている。

そして、燃料電池ユニット１１４、バックアップ熱源機１１６及びこれらの配線及び配管を覆うカバー１３４が、隔壁１２６に沿って配置されており、これらは建物上方側からバックアップ熱源機１１６、カバー１３４、燃料電池ユニット１１４の順に配置されている。

燃料電池ユニット１１４は、その外殻を構成する筐体１３６の「左側面１３６Ａ」がメンテナンス面及び排気面として機能している点を除いて、上述した燃料電池ユニット１２と同様の構成とされている。すなわち、筐体１３６の左側面１３６Ａには、その上方側の部分に排気口１３８が設けられており、当該排気口１３８の下方側には、燃料電池ユニット１１４のメンテナンスに用いられる開閉可能な接続口１４０が設けられている。

そして、燃料電池ユニット１１４と隔壁１２６との距離、すなわち筐体１３６の背面１３６Ｂと隔壁１２６との筐体１３６の奥行方向の間隔Ｙ２が８０[ｍｍ]に設定されている。また、燃料電池ユニット１１４と外壁１２０との距離、すなわち筐体１３６の右側面１３６Ｃと外壁１２０との筐体２０の幅方向の間隔Ｘ２が１５０[ｍｍ]に設定されている。さらに、図４にも示されるように、隔壁１２６の厚さ方向から見て、燃料電池ユニット１１４の屋外側の端部（左側面１３６Ａ）と蹴破り戸１３０の屋内側の端部とは、所定の間隔Ｘ３があけられており、間隔Ｘ３は２００[ｍｍ]に設定されている。なお、燃料電池ユニット１１４が設置された床部１２２の設置面としての「床面１２２Ａ」から筐体１３６の天面１３６Ｆまでの高さ寸法Ｚ３は、７００[ｍｍ]に設定されている。

バックアップ熱源機１１６は、標準タイプとされており、上述したバックアップ熱源機１４と基本的には同様の構成とされているものの、その外形状が異なっている。なお、バックアップ熱源機１１６は、コンパクトタイプやスリムタイプのものであってもよい。詳しくは、バックアップ熱源機１１６の筐体１４２は、その奥行寸法Ｄ３が２５０[ｍｍ]に設定されており、その幅寸法Ｗ３が４８０[ｍｍ]に設定されており、その高さ寸法Ｈ３が７５０[ｍｍ]に設定されている。なお、バックアップ熱源機１１６と隔壁１２６との筐体１４２の奥行方向の間隔Ｙ３は、１０[ｍｍ]に設定されている。また、床面１２２Ａから筐体１４２の天面１４２Ａまでの高さ寸法Ｚ４は、２１００[ｍｍ]に設定されている。

なお、コンパクトタイプのバックアップ熱源機の一例を示すと、その筐体は、その奥行寸法が２５０[ｍｍ]に設定されており、その幅寸法が４５８[ｍｍ]に設定されており、その高さ寸法が６００[ｍｍ]に設定されている。

また、筐体１４２の正面１４２Ｂは、メンテナンス面及び排気面として機能しており、正面１４２Ｂには、図示しない排気口が設けられていると共に、当該排気口には、排気偏向アダプタ１４４がその排気口部１４４Ａを屋外側に向けられた状態で取り付けられている。

カバー１３４は、外形が直方体状でかつ隔壁１２６側及び外壁１２０側が開放された箱状とされており、燃料電池ユニット１１４に接続された配管や配線類を覆っている。このカバー１３４は、燃料電池ユニット１１４の筐体１３６における正面１３６Ｄから見て、その屋外側の面が、バックアップ熱源機１１６の筐体１４２における左側面１４２Ｃと同じ平面上となるように配置されている。また、カバー１３４は、その天面１３４Ａがバックアップ熱源機１１６と当接されていると共に、その底面１３４Ｂと燃料電池ユニット１１４の筐体１３６における天面１３６Ｆとの燃料電池ユニット１１４の高さ方向の間隔Ｚ５が１００[ｍｍ]に設定されている。なお、カバー１３４の高さ寸法Ｈ４は、４５０[ｍｍ]に設定されている。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、集合住宅である建物９８のベランダ１１２における隣家間の境界部に配置されると共に居室１１８の外壁１２０と一体に設けられた隔壁１２６に沿って燃料電池ユニット１１４が配置されているため、ベランダ１１２のスペースを活用することができる。また、燃料電池ユニット１１４は、隔壁１２６の厚さ方向から見て屋外側の端部が、当該隔壁１２６の屋外側に並設された蹴破り戸１３０と所定の間隔をあけた状態で配置されていると共に、当該燃料電池ユニット１１４の屋外側の左側面１３６Ａが排気面とされている。このため、燃料電池ユニット１１４によって蹴破り戸１３０の展開が阻害されるのを抑制することができる。また、燃料電池ユニット１１４に排気偏向アダプタ等の排気部を別途設けることなく、左側面１３６Ａからの排気の効率を確保することができる。

また、本実施形態では、バックアップ熱源機１１６が燃料電池ユニット１１４の建物上方側に配置されて建物９８の隔壁１２６に取り付けられているため、メンテナンス作業の効率を高めることができる。

＜第３実施形態＞
以下、図４を用いて、本発明に係る燃料電池システムの配置構造の第３実施形態について説明する。なお、上述した第２実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係る「燃料電池システム１５０」では、上述した建物９８のベランダ１１２において、外壁１２０に沿って燃料電池ユニット１１４、バックアップ熱源機１１６及びカバー１３４が上述した第２実施形態と同様の相対位置関係で配置されている。なお、バックアップ熱源機１１６は、コンパクトタイプやスリムタイプのものであってもよい。

詳しくは、燃料電池ユニット１１４及びバックアップ熱源機１１６は、その背面側を外壁１２０側とされた状態で、外壁１２０に設けられた開口部としての吐き出し窓１５６に隣接した状態で配置されている。つまり、バックアップ熱源機１１６の正面１４２Ｂの排気口１５２は、屋外側を向いた状態となっている。一方、燃料電池ユニット１１４の左側面１３６Ａの排気口１３８には、排気部としての「排気偏向アダプタ１５４」が、その「排気口部１５４Ａ」を屋外側に向けられた状態で取り付けられている。また、本実施形態では、カバー１３４は、外壁１２０側のみが開放された構成とされている。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、燃料電池ユニット１１４が、建物９８の居室１１８側と屋外側とを仕切ると共にベランダ１１２に面する外壁１２０に沿って配置されているため、集合住宅等の屋外側に浴室等を配置する場合には配管や配線が容易になる。

＜上記実施形態の補足説明＞
（１） 上述した第１実施形態では、パイプシャフト１０４の内側にバックアップ熱源機１４が配置されていたが、これに限らない。例えば、建物９８の構成に応じてバックアップ熱源機１４を外壁１００に沿って配置する構成としてもよい。

（２） また、上述した第２実施形態及び第３実施形態では、ベランダ１１２の床面１２２Ａからバックアップ熱源機１１６の天面１４２Ａまでの高さ寸法Ｚ４が、２０００[ｍｍ]に設定されていたが、２３００[ｍｍ]以下であれば適宜変更してもよい。また、高さ寸法Ｚ３も１０００[ｍｍ]以下に設定されていればよい。したがって、高さ寸法Ｚ３がこの範囲であれば、燃料電池ユニット１１４は、直接床面１２２Ａに取り付けられていてもよいし、基礎を介して床面１２２Ａに取り付けられていてもよいし、筐体１３６の底面１３６Ｅに設けられた脚部及び基礎を介して床面１２２Ａに取り付けられていてもよい。

１０ 燃料電池システム
１２ 燃料電池ユニット
１４ バックアップ熱源機
１６Ｂ 右側面（排気面）
１６Ｄ 背面（長手方向に沿う面）
１８ 排気偏向アダプタ（排気部）
１８Ａ 排気口部
２４ 燃料電池モジュール
５４ 貯湯タンク
５６ 伝熱媒体
６０ 上水熱交換器（熱交換器）
９８ 建物
１００ 外壁（壁部）
１０２ 開放廊下
１０２Ａ 設置面
１０４ パイプシャフト
１０６ 窓（開口部）
１０６Ａ 下端部
１１０ 燃料電池システム
１１２ ベランダ
１１６ バックアップ熱源機
１２０ 外壁
１２２Ａ 床面（設置面）
１２６ 隔壁（壁部）
１３０ 蹴破り戸
１３６Ａ 左側面（排気面）
１５０ 燃料電池システム
１５４ 排気偏向アダプタ（排気部）
１５４Ａ 排気口部

Claims (6)

1. 燃料電池モジュールと、貯湯タンクと、を備え、長手方向の寸法よりも高さ方向の寸法が短く設定された直方体状の外形とされていると共に、建物の一部を構成しかつ屋外に面する壁部に沿って当該長手方向に沿う面が配置され、当該面と交差する方向に延びる排気面を備えた燃料電池ユニットを有する燃料電池システムの配置構造。
2. 前記壁部は、開放廊下に面しかつ開口部が形成された前記建物の外壁とされ、
   前記燃料電池ユニットの当該燃料電池ユニットの設置面からの高さ寸法は、前記開口部の下端部の当該設置面からの高さ寸法よりも短い寸法に設定されている、
   請求項１に記載の燃料電池システムの配置構造。
3. 前記貯湯タンクの伝熱媒体との熱交換により給水を加熱する熱交換器と、
   前記貯湯タンクに貯えられている湯の熱量が所定の温度の湯を生成するのに必要な熱量に対して不足する場合に前記給水を追加加熱し、当該所定の温度の湯を生成するバックアップ熱源機と、をさらに備え、
   前記バックアップ熱源機は、前記外壁と隣接しかつ前記排気面と対向するパイプシャフトの内側に配置されていると共に、
   前記排気面には、前記外壁の反対側に向けられた排気口部を備えた排気部が配置されている、
   請求項２に記載の燃料電池システムの配置構造。
4. 前記壁部は、集合住宅のベランダにおける隣家間の境界部に配置されると共に居室の外壁と一体に設けられた隔壁とされ、
   前記燃料電池ユニットは、前記隔壁の厚さ方向から見て、屋外側の端部が前記隔壁の屋外側に並設された蹴破り戸と所定の間隔をあけた状態で配置されている、
   請求項１に記載の燃料電池システムの配置構造。
5. 前記壁部は、ベランダに面しかつ前記建物の居室側と屋外側とを仕切る外壁とされている、
   請求項１に記載の燃料電池システムの配置構造。
6. 前記貯湯タンクの伝熱媒体との熱交換により給水を加熱する熱交換器と、
   前記貯湯タンクに貯えられている湯の熱量が所定の温度の湯を生成するのに必要な熱量に対して不足する場合に前記給水を追加加熱し、当該所定の温度の湯を生成するバックアップ熱源機をさらに備え、
   前記バックアップ熱源機は、前記燃料電池ユニットの建物上方側に配置されて前記壁部に取り付けられている、
   請求項４又は請求項５に記載の燃料電池システムの配置構造。