JP2019112683A - 加熱装置及び水電解システム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の増大及び大型化を抑制しつつ必要な風速を確保した状態で空気を確実に加熱することができる加熱装置及び水電解システムを提供する。【解決手段】水電解システム１０の加熱装置１４は、導入孔３８が設けられた筐体３０と、筐体３０内に収容された加熱部３２と、外気を加熱部３２に導くための送風部３４と、加熱部３２によって加熱された空気の一部を加熱部３２と送風部３４との間に導く循環流路４８と、加熱部３２によって加熱された空気を外部に導出させるための導出部５０とを備える。循環流路４８内の空気は、ベンチュリ効果によって加熱部３２と送風部３４との間に導入される。【選択図】図２

Description

本発明は、外気を加熱するための加熱装置及び水電解システムに関する。

特許文献１には、純水を電気分解することによって高圧水素を製造する水電解装置をケーシング内に収容し、送風部によってケーシング内を換気する水電解システムが開示されている。

特開２０１１−２２５９６４号公報

ところで、水電解質システムを氷点下の低温地域（寒冷地）に設置する場合、水電解スタックや各種補機類の凍結等を防止するために、ケーシング内に取り込まれる外気を加熱装置によって加熱する必要がある。

しかしながら、外気を確実に加熱するために、加熱装置を通過する空気の風速を遅くすると、ケーシング内を効率的に換気することができない。一方、ケーシング内を確実に換気するために、加熱装置を通過する空気の風速を速くすると、加熱装置によって空気を効率的に加熱することができない。加熱装置を通過する空気の風速を遅くすることなく空気を加熱するために加熱装置の加熱能力を高くしようとすると、消費電力が増大したり大型化したりするという問題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、消費電力の増大及び大型化を抑制しつつ必要な風速を確保した状態で空気を確実に加熱することができる加熱装置及び水電解システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る加熱装置は、導入孔が設けられた筐体と、前記筐体内に収容され、前記導入孔から前記筐体内に導入された外気を加熱する加熱部と、外気を前記加熱部に導くための送風部と、前記加熱部によって加熱された空気の一部を前記加熱部と前記送風部との間に導く循環流路と、前記加熱部によって加熱された空気を外部に導出させるための導出部と、を備え、前記循環流路内の空気は、ベンチュリ効果によって前記加熱部と前記送風部との間に導入されることを特徴とする。

このような構成によれば、送風部から加熱部に送風された外気は、加熱部で加熱された後、循環流路を流通してベンチュリ効果によって加熱部と送風部との間に導入され、加熱部で再加熱される。これにより、加熱装置の消費電力の増大及び大型化を抑制しつつ必要な風速を確保した状態で外気を確実に加熱することができる。

上記の加熱装置において、前記導出部は、前記循環流路を流通する空気の一部を外部に導出させてもよい。

このような構成によれば、加熱装置をコンパクトに構成することができる。

上記の加熱装置において、前記筐体には、前記筐体内を第１室と第２室とに仕切る隔壁が設けられ、前記加熱部は、前記第１室に配置され、前記導入孔は、外気を前記第１室に導入し、前記隔壁には、前記第１室のうち前記加熱部よりも前記送風部とは反対側にある空気を前記第２室内に導く第１連通孔と、前記第２室内の空気を前記加熱部と前記送風部との間に導く第２連通孔と、が形成され、前記循環流路は、前記第１連通孔、前記第２室及び前記第２連通孔を含んでいてもよい。

このような構成によれば、循環流路を簡単な構成にすることができる。

上記の加熱装置において、前記第１室と前記第２室とは、水平方向に互いに並んでいてもよい。

このような構成によれば、加熱部によって加熱された空気を第１連通孔、第２室及び第２連通孔を介して第１室内に効率的に循環させることができる。

上記の加熱装置において、前記第２連通孔は、前記送風部と前記加熱部との並び方向と直交する方向に延在していてもよい。

このような構成によれば、筐体が送風部と加熱部との並び方向に大型化することを抑えつつ第２連通孔の開口面積を比較的大きくすることができる。

上記の加熱装置において、前記導出部は、前記筐体の底部に設けられていてもよい。

このような構成によれば、加熱部によって加熱された空気は筐体内の上方を流通するため、加熱された空気の循環を阻害することなく、充分に加熱された空気を導出部から導出させることができる。

上記の加熱装置において、前記導出部は、前記第２室を構成する底面に形成された孔であってもよい。

このような構成によれば、循環流路を流通する空気を導出部から導出させることができる。

上記の加熱装置において、前記導出部の開口面積は、前記第２連通孔の開口面積よりも大きくてもよい。

このような構成によれば、加熱部によって加熱された空気を導出部から効率的に導出させることができる。

本発明に係る水電解システムは、水を電気分解することによって水素を発生させる水電解装置と、上述した前記加熱装置と、前記水電解装置及び前記加熱装置を収容するケーシングと、を備え、前記水電解装置は、前記加熱装置によって加熱された空気が導かれるように前記ケーシング内に配置されていることを特徴とする。

このような構成によれば、上述した加熱装置と同様の効果を奏する水電解システムを得ることができる。また、水電解システムを寒冷地に設置する場合であっても、加熱装置によって加熱された空気によって水電解装置が凍結することを抑えることができるとともにケーシング内を効率的に換気することができる。

上記の水電解システムにおいて、前記水電解装置は、水電解スタックと、前記水電解装置の電装品を制御する制御ユニットと、を有し、前記水電解スタックは、前記ケーシング内の空気の流れにおける前記制御ユニットよりも下流側に配置され、前記制御ユニットは、前記加熱装置の前記導出部の下方に配置されていてもよい。

このような構成によれば、加熱装置によって加熱された空気によって制御ユニット及び水電解スタックを効率的に温めることができる。また、水電解スタックから水素が漏出した場合であっても、漏出した水素（漏出水素）が制御ユニットや加熱装置に導かれることを防止することができる。

上記の水電解システムにおいて、前記ケーシングには、前記ケーシング内に空気を取り込むための空気入口部と、前記加熱装置の前記導出部から導出された空気を下方に誘導する誘導壁部と、前記誘導壁部に対して前記空気入口部とは反対側に位置して前記ケーシング内の空気を外部に流出させるための空気出口部と、が設けられ、前記制御ユニットは、前記誘導壁部よりも前記空気入口部側に位置し、前記水電解スタックは、前記誘導壁部よりも前記空気出口部側に位置していてもよい。

このような構成によれば、加熱装置によって加熱された空気を誘導壁部によって制御ユニットに効率的に導くことができる。また、漏出水素が制御ユニットや加熱装置に導かれることを誘導壁部によって確実に抑えることができるため、漏出水素を空気と一緒に空気出口部から速やかに排出することができる。

上記の水電解システムにおいて、前記空気出口部は、前記水電解スタックよりも上方に位置していてもよい。

このような構成によれば、漏出水素を空気出口部から効率的に排出することができる。

本発明によれば、送風部から加熱部に送風された外気は、加熱部で加熱された後、循環流路を流通してベンチュリ効果によって加熱部と送風部との間に導入され、加熱部で再加熱される。これにより、加熱装置の消費電力の増大及び大型化を抑制しつつ必要な風速を確保した状態で外気を確実に加熱することができる。

本発明の一実施形態に係る加熱装置を備えた水電解システムの断面模式図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面模式図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った一部省略断面模式図である。 図１に示す加熱装置の一部破断斜視図である。

以下、本発明に係る加熱装置及び水電解システムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る水電解システム１０は、ケーシング１２と、ケーシング１２内に収容された加熱装置１４及び水電解装置１６とを備える。

図１〜図３に示すように、ケーシング１２は、直方体形状に形成されており、底壁部１２ａ、第１側壁部１２ｂ、第２側壁部１２ｃ、第３側壁部１２ｄ、第４側壁部１２ｅ及び上壁部１２ｆを備える。第１側壁部１２ｂの上部３０ｆには、ケーシング１２内に外気（空気）を取り込むための空気入口部１８が形成されている。第１側壁部１２ｂに対向する第２側壁部１２ｃの上部３０ｆには、ケーシング１２内の空気を外部に流出させるための空気出口部２０が形成されている。

図１において、ケーシング１２内には、第１支持壁部２２、第２支持壁部２４及び誘導壁部２６が設けられている。第１支持壁部２２は、第１側壁部１２ｂの上下方向の中間部から第２側壁部１２ｃに向かって突出している。第１支持壁部２２は、底壁部１２ａ及び上壁部１２ｆに対して略平行に延在するとともに第３側壁部１２ｄと第４側壁部１２ｅに連結している。第２支持壁部２４は、第１支持壁部２２の突出端と底壁部１２ａとを互いに連結する。誘導壁部２６は、上壁部１２ｆから下方に向かって突出している。

誘導壁部２６は、加熱装置１４から導出された空気を下方に誘導するためのものである。誘導壁部２６は、第１側壁部１２ｂ及び第２側壁部１２ｃに対して略平行に延在するとともに第３側壁部１２ｄと第４側壁部１２ｅに連結している。ただし、誘導壁部２６は、第１側壁部１２ｂ及び第２側壁部１２ｃに対して傾斜していてもよい。空気出口部２０は、誘導壁部２６に対して空気入口部１８とは反対側に位置している。

誘導壁部２６と第１側壁部１２ｂとの間隔は、誘導壁部２６と第２側壁部１２ｃとの間隔と略同じである。誘導壁部２６の突出端は、第１支持壁部２２と略同じ高さに位置している。誘導壁部２６の突出端と第１支持壁部２２の突出端との間には、通路２８（隙間）が形成されている。

ケーシング１２内には、第１収容空間２９ａと第２収容空間２９ｂとが設けられている。第１収容空間２９ａは、第１支持壁部２２、誘導壁部２６、第１側壁部１２ｂ、第３側壁部１２ｄ、第４側壁部１２ｅ及び上壁部１２ｆによって形成された空間である。すなわち、第１収容空間２９ａは、空気入口部１８が位置する側の空間である。第２収容空間２９ｂは、ケーシング１２内のうち第１収容空間２９ａ以外の空間である。換言すれば、第２収容空間２９ｂは、底壁部１２ａ、第２支持壁部２４、誘導壁部２６、第２側壁部１２ｃ、第３側壁部１２ｄ、第４側壁部１２ｅ及び上壁部１２ｆによって形成された空間である。つまり、第２収容空間２９ｂは、空気出口部２０が位置する側の空間である。

加熱装置１４は、空気入口部１８に対向するように第１収容空間２９ａに配置されている。加熱装置１４は、ケーシング１２内に取り込まれた外気を加熱するためのものである。

図２〜図４に示すように、加熱装置１４は、筐体３０と、筐体３０内に配設された加熱部３２及び送風部３４とを備える。筐体３０は、箱状に形成されており、底部３０ａ、第１側部３０ｂ、第２側部３０ｃ、第３側部３０ｄ、第４側部３０ｅ及び上部３０ｆを備える。第１側部３０ｂは第１側壁部１２ｂに対向し、第２側部３０ｃは誘導壁部２６に対向し、第３側部３０ｄは第３側壁部１２ｄに対向し、第４側部３０ｅは第４側壁部１２ｅに対向している。

筐体３０には、筐体３０内を第１室３１ａと第２室３１ｂとに仕切る隔壁３６が設けられている。隔壁３６は、第３側部３０ｄ及び第４側部３０ｅに対して略平行に延在している。ただし、隔壁３６は、第３側部３０ｄ及び第４側部３０ｅに対して傾斜していてもよい。隔壁３６と第３側部３０ｄとの間隔（第１室３１ａの幅寸法）は、隔壁３６と第４側部３０ｅとの間隔（第２室３１ｂの幅寸法）よりも大きい。第１室３１ａ及び第２室３１ｂとは、水平方向に互いに並んでいる。

第１室３１ａには、空気を加熱する加熱部３２が配置されている。図４に示すように、加熱部３２は、いわゆるシーズヒータとして構成されており、ヒータパイプ３２ａ内にニクロム線が配設された構成を有する。ヒータパイプ３２ａは、上下方向及び空気の流通方向（第１側部３０ｂから第２側部３０ｃに向かう方向）に複数設けられている。各ヒータパイプ３２ａは、第３側部３０ｄから隔壁３６まで延在している。換言すれば、各ヒータパイプ３２ａは、空気の流通方向と直交する方向に延在している。ただし、加熱部３２は、空気を加熱することができるものであれば、どのようなものでもよい。加熱部３２は、第１側部３０ｂ及び第２側部３０ｃに対して離間している。

図２及び図４において、第１側部３０ｂには、第１室３１ａに外気を導入する導入孔３８が形成されている。導入孔３８は、空気入口部１８に連通している。導入孔３８には、加熱部３２に空気を導くための送風部３４が配置されている。送風部３４は、軸流ファンとして構成されており、羽根車４０を有する。羽根車４０の軸線上に加熱部３２が位置している。換言すれば、羽根車４０は、加熱部３２に対向している。

図２〜図４に示すように、隔壁３６には、第１連通孔４４及び第２連通孔４６が形成されている。第１連通孔４４は、加熱部３２によって加熱された空気の一部を第２室３１ｂ内に導くための孔である。第１連通孔４４は、加熱部３２よりも第２側部３０ｃ側（送風部３４とは反対側）に位置している。第１連通孔４４は、矩形状に形成されている。第１連通孔４４は、底部３０ａの近傍から上部３０ｆの近傍まで上下方向（送風部３４と加熱部３２との並び方向と直交する方向）に延在している。

第２連通孔４６は、第２室３１ｂ内の空気を加熱部３２と送風部３４との間に導くための孔である。第２連通孔４６は、加熱部３２よりも第１側部３０ｂ側（送風部３４側）に位置している。第２連通孔４６は、矩形状に形成されている。第２連通孔４６は、底部３０ａの近傍から上部３０ｆの近傍まで上下方向（送風部３４と加熱部３２との並び方向と直交する方向）に延在している。第２連通孔４６の開口面積は、第１連通孔４４の開口面積と略同一である。第１連通孔４４、第２室３１ｂ及び第２連通孔４６は、加熱部３２によって加熱された空気を加熱部３２と送風部３４との間に導く循環流路４８を構成する。

底部３０ａ（第２室３１ｂを構成する底面）には、第２室３１ｂ内において第２連通孔４６に導入されなかった残余の空気（加熱部３２によって加熱された空気）を外部に導出させるための導出孔５０（導出部）が形成されている。すなわち、導出孔５０は、循環流路４８を流通する空気の一部を外部に導出させる。導出孔５０は、ケーシング１２の第１収容空間２９ａに連通している。導出孔５０は、矩形状に形成されている。導出孔５０は、第１側部３０ｂの近傍から第２側部３０ｃの近傍まで延在している。導出孔５０の開口面積は、第１連通孔４４及び第２連通孔４６のそれぞれの開口面積よりも大きい。

図１及び図２に示すように、水電解装置１６は、加熱装置１４によって加熱された空気が導かれるようにケーシング１２内に配置されている。水電解装置１６は、水電解スタック５２、水循環装置５４、純水製造装置５６、エアブロア５８、水素精製装置６０、電源６２及び制御ユニット６４を有している。

図１において、具体的には、電源６２及び制御ユニット６４は、第１収容空間２９ａに配置されている。電源６２及び制御ユニット６４は、導出孔５０の下方に位置するように第１支持壁部２２の上面に位置している。

水電解スタック５２、水循環装置５４、純水製造装置５６、エアブロア５８及び水素精製装置６０は、第２収容空間２９ｂに配置されている。水電解スタック５２は、誘導壁部２６よりも第２側壁部１２ｃ側（空気出口部２０側）に位置している。つまり、水電解スタック５２は、ケーシング１２内の空気の流れにおける制御ユニット６４よりも下流側に配置されている。空気出口部２０は、水電解スタック５２及び水素精製装置６０よりも上方に位置している。

水電解スタック５２は、水（純水）を電気分解することによって酸素及び高圧水素（常圧よりも高圧な水素）を製造する。水電解スタック５２は、図示しないが、複数の単位セルが積層されて構成されている。単位セルは、電解質膜・電極構造体と、電解質膜・電極構造体を挟持するアノード側のセパレータ及びカソード側のセパレータとを有する。電解質膜・電極構造体は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜の両面に設けられるアノード側給電体及びカソード側給電体とを含む。

水電解スタック５２には、水供給ライン６６、水排出ライン６８及び水素導出ライン７０が接続されている。水供給ライン６６は、水電解スタック５２に水を供給する。水排出ライン６８は、未反応の水、反応により生成された酸素及び透過した水素を水電解スタック５２から排出する。水素導出ライン７０は、反応により生成された水素を水電解スタック５２から導出する。

図２において、水循環装置５４は、酸素気液分離器７２及び循環ポンプ７４を有する。酸素気液分離器７２は、水電解スタック５２から排出された水から酸素及び水素を分離し、水を貯留する。循環ポンプ７４は、酸素気液分離器７２に貯留されている水を水電解スタック５２に供給するものであって、水供給ライン６６に設けられている。

酸素気液分離器７２には、純水製造装置５６に接続された純水供給ライン７６と、酸素気液分離器７２で水から分離された酸素及び水素を排出するための気体排出ライン７９とが接続されている。

純水製造装置５６は、純水供給ライン７６に接続され、市水から生成された純水を酸素気液分離器７２に供給する。エアブロア５８は、エア導入ライン７８を介して酸素気液分離器７２に接続され、酸素気液分離器７２によって分離された気体成分（酸素及び水素）を希釈した状態で気体排出ライン７９から排出する。

図１及び図２に示すように、水素精製装置６０は、水素気液分離器８０及び吸着塔８２を有する。水素気液分離器８０は、水素導出ライン７０に接続され、水電解スタック５２から排出された水素から水分を分離し、分離された水を貯留する。吸着塔８２は、水素ライン８４を介して水素気液分離器８０に接続され、水素気液分離器８０から導かれた水素に含まれる水蒸気（水分）を吸着する。

電源６２は、水電解スタック５２に直流電圧を印加する。制御ユニット６４は、水電解装置１６の全体の運転制御を行うものであって、水電解装置１６の電装品を制御する。

このように構成される水電解システム１０は、以下のように動作する。なお、水電解システム１０は、寒冷地に設置されているものとする。ただし、水電解システム１０は、寒冷地以外の地域にも設置してもよい。

水電解装置１６を起動する際、加熱部３２及び送風部３４を駆動する。つまり、加熱部３２が昇温するとともに送風部３４の羽根車４０が回転する。そうすると、図２に示すように、空気入口部１８からケーシング１２内に取り込まれた外気（低温の空気）が送風部３４によって第１室３１ａ内に流入するとともに加熱部３２に向かって送風される。そして、加熱部３２によって加熱された空気は、第１連通孔４４を介して第２室３１ｂに導入される。

また、第１室３１ａでは、加熱部３２と送風部３４との間（送風部３４の下流側）で空気の流速が増加される（圧力が低下する）ため、第２室３１ｂの空気が第２連通孔４６を介してベンチュリ効果によって第１室３１ａ内における加熱部３２と送風部３４との間に流入する。すなわち、加熱部３２によって加熱された空気が循環流路４８（第１連通孔４４、第２室３１ｂ及び第２連通孔４６）を介して加熱部３２と送風部３４との間に導入される。これにより、ケーシング１２内を換気するのに必用な流速を維持したまま空気を効果的に加熱することができる。

図３に示すように、加熱部３２によって充分に加熱された空気は、第２室３１ｂの全体に広がり、底部３０ａに設けられた導出孔５０から下方に向かって第１収容空間２９ａに導出される。そして、加熱装置１４から下方に導出された空気（暖気）は、図１に示すように、誘導壁部２６によって下方に案内され、制御ユニット６４及び電源６２を温める。第１収容空間２９ａの暖気は、通路２８を介して第２収容空間２９ｂに流入する。

通路２８から第２収容空間２９ｂに流入した暖気は、水電解スタック５２、水素精製装置６０、水循環装置５４、エアブロア５８及び純水製造装置５６を温めた後、空気出口部２０から外部に流出する。

水電解装置１６の起動時には、純水製造装置５６を介して市水から生成された純水が純水供給ライン７６を介して酸素気液分離器７２に供給される。そして、循環ポンプ７４の作用下に、酸素気液分離器７２内の純水が、水供給ライン６６を介して水電解スタック５２のアノード入口側に供給される。一方、水電解装置１６には、電源６２により電圧が印加されて電流が流れる。

このため、水電解スタック５２の単位セルのアノード側では、純水が電気分解されて水素イオン、電子及び酸素が生成される。単位セルのカソード側では、水素イオンが電子と結合して水素が発生する。

水電解スタック５２のアノード側出口では、反応により生成した酸素、未反応の水、透過した水素が流動しており、これら混合流体が水排出ライン６８を介して酸素気液分離器７２に導入される。酸素気液分離器７２では、混合流体を気体（酸素及び水素）と液体（水）に分離する。酸素気液分離器７２で分離された水は、循環ポンプ７４により水供給ライン６６を介して水電解スタック５２に導入される。酸素気液分離器７２で分離された酸素及び水素は、エアブロア５８によって希釈された状態で気体排出ライン７９を介して外部に排出される。

水電解スタック５２のカソード側出口では、反応により生成した水素が流動しており、この水素が水素導出ライン７０を介して水素気液分離器８０に導入される。水素気液分離器８０では、水素に含まれる液状水が、この水素から分離されて貯留される。水素気液分離器８０で分離された水素は、水素ライン８４を介して吸着塔８２に導入され、除湿されてドライ水素（製品水素）となる。ドライ水素は、例えば、燃料電池電気自動車等に供給される。

この場合、本実施形態に係る加熱装置１４及び水電解システム１０は、以下の効果を奏する。

加熱装置１４は、導入孔３８が設けられた筐体３０と、筐体３０内に収容され、導入孔３８から筐体３０内に導入された外気を加熱する加熱部３２と、外気を加熱部３２に導く送風部３４と、加熱部３２によって加熱された空気の一部を加熱部３２と送風部３４との間に導く循環流路４８と、加熱部３２によって加熱された空気を外部に導出させるための導出孔５０（導出部）を備える。循環流路４８内の空気は、ベンチュリ効果によって加熱部３２と送風部３４との間に導入される。

これにより、送風部３４から加熱部３２に送風された外気は、加熱部３２で加熱された後、循環流路４８を流通してベンチュリ効果によって加熱部３２よりも送風部３４側に導入され、加熱部３２で再加熱される。よって、加熱装置１４の消費電力の増大及び大型化を抑制しつつ必要な風速（ケーシング１２の換気に必要な風速）を確保した状態で外気を確実に加熱することができる。

導出孔５０は、循環流路４８を流通する空気の一部を外部に導出させている。そのため、加熱装置１４をコンパクトに構成することができる。

筐体３０には、筐体３０内を第１室３１ａ及び第２室３１ｂに仕切る隔壁３６が設けられている。隔壁３６には、第１室３１ａのうち加熱部３２よりも送風部３４とは反対側にある空気を第２室３１ｂ内に導く第１連通孔４４と、第２室３１ｂ内の空気を加熱部３２と送風部３４との間に導く第２連通孔４６とが形成されている。循環流路４８は、第１連通孔４４、第２室３１ｂ及び第２連通孔４６を含む。これにより、循環流路４８を簡単な構成にすることができる。

第１室３１ａと第２室３１ｂとは、水平方向に互いに並んでいる。そのため、加熱部３２によって加熱された空気を第１連通孔４４、第２室３１ｂ及び第２連通孔４６を介して第１室３１ａ内に効率的に循環させることができる。

第２連通孔４６は、送風部３４と加熱部３２との並び方向と直交する方向に延在している。これにより、筐体３０が送風部３４と加熱部３２との並び方向に大型化することを抑えつつ第２連通孔４６の開口面積を比較的大きくすることができる。

導出孔５０は、筐体３０の底部３０ａに設けられている。これにより、加熱部３２によって加熱された空気は、筐体３０内の上方を流通するため、加熱された空気の循環を阻害することなく、充分に加熱された空気（暖気）を導出孔５０から筐体３０の外部に導出させることができる。

導出孔５０は、第２室３１ｂを構成する底面に形成されているため、循環流路４８を流通する空気を導出孔５０から導出させることができる。

導出孔５０の開口面積は、第２連通孔４６の開口面積よりも大きい。そのため、加熱部３２によって加熱された空気を導出孔５０から効率的に導出させることができる。

水電解システム１０は、水電解装置１６及び加熱装置１４を収容するケーシング１２を備え、水電解装置１６は、加熱装置１４によって加熱された空気（暖気）が導かれるようにケーシング１２内に配置されている。これにより、水電解システム１０を寒冷地に設置する場合であっても、加熱装置１４によって加熱された空気によって水電解装置１６が凍結することを抑えることができるとともにケーシング１２内を効率的に換気することができる。

水電解装置１６は、水電解スタック５２と、水電解装置１６の電装品を制御する制御ユニット６４とを有する。水電解スタック５２は、ケーシング１２内の空気の流れにおける制御ユニット６４よりも下流側に配置されている。制御ユニット６４は、加熱装置１４の導出孔５０の下方に配置されている。

これにより、加熱装置１４によって加熱された空気によって制御ユニット６４及び水電解スタック５２を効率的に温めることができる。また、水電解スタック５２から水素が漏出した場合であっても、漏出した水素（漏出水素）が制御ユニット６４や加熱装置１４に導かれることを防止することができる。

ケーシング１２には、空気入口部１８と、加熱装置１４の導出孔５０から導出された空気を下方に誘導する誘導壁部２６と、誘導壁部２６よりも空気入口部１８とは反対側に位置する空気出口部２０とが設けられている。制御ユニット６４は、誘導壁部２６よりも空気入口部１８側に位置し、水電解スタック５２は、誘導壁部２６よりも空気出口部２０側に位置している。

これにより、加熱装置１４によって加熱された空気を誘導壁部２６によって制御ユニット６４に効率的に導くことができる。また、漏出水素が制御ユニット６４や加熱装置１４に導かれることを誘導壁部２６によって確実に抑えることができるため、漏出水素を空気と一緒に空気出口部２０から速やかに排出することができる。

空気出口部２０は、水電解スタック５２よりも上方に位置している。そのため、漏出水素を空気出口部２０から効率的に排出することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されない。隔壁３６は、筐体３０内を上下方向に第１室３１ａと第２室３１ｂとに仕切るように設けられていてもよい。導出孔５０は、第１室３１ａを構成する底面における加熱部３２よりも送風部３４とは反対側に設けられていてもよい。導出孔５０は、第１側部３０ｂ、第２側部３０ｃ、第３側部３０ｄ及び第４側部３０ｅのいずれか１つ又は複数に設けられていてもよい。この場合、導出孔５０が設けられる側壁とケーシング１２との間には隙間が設けられる。

循環流路４８は、配管によって構成してもよい。第２連通孔４６は、第１連通孔４４よりも大きくても小さくてもよい。送風部３４は、筐体３０の外側（導入孔３８と対向する位置）に配設されていてもよい。

誘導壁部２６は、第１支持壁部２２よりも下方に延出していてもよい。この場合、漏出水素が制御ユニット６４や電源６２に導かれることを一層確実に防止することができる。

本発明に係る加熱装置及び水電解システムは、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…水電解システム １２…ケーシング
１４…加熱装置 １６…水電解装置
３０…筐体 ３２…加熱部
３４…送風部 ３６…隔壁
３８…導入孔 ４４…第１連通孔
４６…第２連通孔 ４８…循環流路
５０…導出孔（導出部） ５２…水電解スタック
６４…制御ユニット

Claims (12)

1. 導入孔が設けられた筐体と、
   前記筐体内に収容され、前記導入孔から前記筐体内に導入された外気を加熱する加熱部と、
   外気を前記加熱部に導くための送風部と、
   前記加熱部によって加熱された空気の一部を前記加熱部と前記送風部との間に導く循環流路と、
   前記加熱部によって加熱された空気を外部に導出させるための導出部と、を備え、
   前記循環流路内の空気は、ベンチュリ効果によって前記加熱部と前記送風部との間に導入される、
   ことを特徴とする加熱装置。
2. 請求項１記載の加熱装置において、
   前記導出部は、前記循環流路を流通する空気の一部を外部に導出させる、
   ことを特徴とする加熱装置。
3. 請求項１又は２に記載の加熱装置において、
   前記筐体には、前記筐体内を第１室と第２室とに仕切る隔壁が設けられ、
   前記加熱部は、前記第１室に配置され、
   前記導入孔は、外気を前記第１室に導入し、
   前記隔壁には、
   前記第１室のうち前記加熱部よりも前記送風部とは反対側にある空気を前記第２室内に導く第１連通孔と、
   前記第２室内の空気を前記加熱部と前記送風部との間に導く第２連通孔と、が形成され、
   前記循環流路は、前記第１連通孔、前記第２室及び前記第２連通孔を含む、
   ことを特徴とする加熱装置。
4. 請求項３記載の加熱装置において、
   前記第１室と前記第２室とは、水平方向に互いに並んでいる、
   ことを特徴とする加熱装置。
5. 請求項３又は４に記載の加熱装置において、
   前記第２連通孔は、前記送風部と前記加熱部との並び方向と直交する方向に延在している、
   ことを特徴とする加熱装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の加熱装置において、
   前記導出部は、前記筐体の底部に設けられている、
   ことを特徴とする加熱装置。
7. 請求項６記載の加熱装置において、
   前記導出部は、前記第２室を構成する底面に形成された孔である、
   ことを特徴とする加熱装置。
8. 請求項７記載の加熱装置において、
   前記導出部の開口面積は、前記第２連通孔の開口面積よりも大きい、
   ことを特徴とする加熱装置。
9. 水を電気分解することによって水素を発生させる水電解装置と、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の前記加熱装置と、
   前記水電解装置及び前記加熱装置を収容するケーシングと、を備え、
   前記水電解装置は、前記加熱装置によって加熱された空気が導かれるように前記ケーシング内に配置されている、
   ことを特徴とする水電解システム。
10. 請求項９記載の水電解システムにおいて、
    前記水電解装置は、
    水電解スタックと、
    前記水電解装置の電装品を制御する制御ユニットと、を有し、
    前記水電解スタックは、前記ケーシング内の空気の流れにおける前記制御ユニットよりも下流側に配置され、
    前記制御ユニットは、前記加熱装置の前記導出部の下方に配置されている、
    ことを特徴とする水電解システム。
11. 請求項１０記載の水電解システムにおいて、
    前記ケーシングには、
    前記ケーシング内に空気を取り込むための空気入口部と、
    前記加熱装置の前記導出部から導出された空気を下方に誘導する誘導壁部と、
    前記誘導壁部に対して前記空気入口部とは反対側に位置して前記ケーシング内の空気を外部に流出させるための空気出口部と、が設けられ、
    前記制御ユニットは、前記誘導壁部よりも前記空気入口部側に位置し、
    前記水電解スタックは、前記誘導壁部よりも前記空気出口部側に位置している、
    ことを特徴とする水電解システム。
12. 請求項１１記載の水電解システムにおいて、
    前記空気出口部は、前記水電解スタックよりも上方に位置している、
    ことを特徴とする水電解システム。

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