JP5146984B2 - 燃料電池ケース - Google Patents

Description

本発明は燃料電池を収容する燃料電池ケースに関する。

従来、ケース内に改質器、冷却ファンを搭載すると共に、ケース内外を連通させる排気口を形成した燃料電池ケースが開示されている（特許文献１）。このものによれば、燃料電池ケースに形成されている排気口を覆うカバーが設けられている。

またケース内に改質器、換気ファンを搭載すると共に、ケース内外を連通させる排気口を形成した燃料電池ケースが開示されている（特許文献２）。このものによれば、燃料電池ケースに形成されている排気口を覆うカバーが設けられている。排気口は下方に開口されている。
特開平１１−１８５７８９号公報 特開平１１−１０２７１７号公報

上記した装置によれば、排気口がカバーによって覆われているが、燃料電池ケースが屋外に設置されているとき、降雨時には、雨水が燃料電池ケースの内部に進入するおそれがある。殊に、暴風雨等のように、雨水が横方向から降りかかるときには、雨水が燃料電池ケースの内部に進入するおそれがある。

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、雨水が収容室の内部に進入することを抑えるのに有利な燃料電池ケースを提供することを課題とする。

（１）様相１に係る燃料電池ケースは、厚み方向に連通する内通気口をもつ内壁体と、内壁体の外側に配置され厚み方向に連通する外通気口をもつ外壁体と、内壁体よりも内側に燃料電池を収容する収容室とを備える燃料電池ケースであって、外壁体のうち外通気口よりも上側の壁の下端は、内通気口よりも重力方向の下方に位置していることを特徴とする。外壁体のうち外通気口よりも上側の壁の下端は、内壁体の内通気口よりも重力方向の下方に位置している。このため外壁体のうち外通気口よりも上側の壁は、内通気口を外側から覆う。従って、外部の雨水が内通気口に進入することが抑えられる。
特に、内壁体および外壁体は所定の隙間幅を介して互いに離間しており、燃料電池ケース側面に亘って内壁体および外壁体の間に隙間空間を形成しているか、及び／又は、外壁体は、側面を形成する側面外壁と、側面外壁の天井側を覆う天井壁と、天井壁の内面に配置された内張材とを備えており、内通気口は、内壁体の端部と、天井壁または内張材とで形成されている。

（２）様相２に係る燃料電池ケースは、換気要素用換気口をもつ壁体と、換気要素用換気口を介して空気を換気する換気要素とを備える燃料電池ケースであって、換気要素は、壁体の内側に位置しつつ、換気用の通気口よりも重力方向の上方に位置していることが例示される。換気要素は、換気用の通気口よりも重力方向の上方に位置している。このため、壁体が換気要素の外側から覆っている。従って、外部の雨水が換気用の通気口から換気要素に進入することが抑えられる。
特に、壁体は内壁体と外壁体を備えており、内壁体および外壁体は所定の隙間幅を介して互いに離間しており、燃料電池ケース側面に亘って内壁体および外壁体の間に隙間空間を形成しており、隙間空間は換気要素用換気口に連通すると共に、換気要素の換気用流路を形成していることが例示される。

様相１に係る燃料電池ケースによれば、雨水が収容室内へ進入することが抑えられる。様相２に係る燃料電池ケースによれば、雨水が収容室内へ進入することが抑えられる。従って、燃料電池ケースに収容されている部品等の保護性を高めることができる。

（１）様相１に係る燃料電池ケースは、厚み方向に連通する内通気口をもつ内壁体と、内壁体の外側に配置され厚み方向に連通する外通気口をもつ外壁体と、内壁体よりも内側に燃料電池を収容する収容室とを備えている。内壁体は、燃料電池ケースの内側の壁を意味する。内壁体は複数の開口をもつ枠形状でも良いし、箱形状でも良い。外壁体は、燃料電池ケースの外側の壁を意味する。外壁体は一般的には箱形状をなす。

内通気口とは、内壁体に形成されている通気用の開口を意味する。外通気口とは、外壁体に形成されている通気用の開口を意味する。外壁体のうち外通気口よりも上側の壁の下端は、内通気口よりも重力方向の下方に位置している。重力方向の下方とは、重力作用方向の下方という意味であり、斜め下方向も含む意味である。

内壁体および外壁体は互いに離間している形態が例示される。この場合、遮音性および断熱性を向上させ易い。また、外壁体は換気要素用換気口を備えており、換気要素用換気口よりも重力方向の上方において換気要素が設けられている形態が例示される。この場合、外部の雨水が換気要素用換気口を介して換気要素に到達することが抑制される。重力方向の上方とは、重力作用方向の上方という意味であり、斜め上方向も含む意味である。

外壁体は、側面を形成する側面パネル等の側面外壁と、側面外壁の天井側を覆う天井パネル等の天井壁とを備えている形態が例示される。そして外通気口は側面外壁の端部と天井壁の端部とで形成されている形態が例示される。この場合、外壁体の壁部分にこれの厚み方向に連通する貫通状態の外通気口を形成せずとも良く、外壁体の強度確保に有利である。

また外壁体は、側面を形成する側面外壁と、側面外壁の天井側を覆う天井壁とを備えており、内通気口は、内壁体の端部と天井壁とで形成されている形態が例示される。この場合、内壁体の壁部分にこれの厚み方向に連通する貫通状態の内通気口を形成せずとも良く、内壁体の強度確保に有利である。

また、外壁体は、側面を形成する側面外壁と、側面外壁の天井側を覆う天井壁と、天井壁の内面に配置された内張材とを備えており、内通気口は、内壁体の端部と、天井壁または内張材とで形成されている形態が例示される。この場合、内壁体にこれの厚み方向に連通する内通気口を形成せずとも良く、内壁体の強度確保に有利である。

外壁体の周囲長を１００と相対表示するとき、外通気口は、１００のうち６０以上の長さで外壁体の回りに沿って延設されている形態が例示される。この場合、雨水が外通気口の内部に進入することを抑えるように、外通気口の隙間幅の大きさを抑えつつ、外通気口の長さを確保することができる。この場合、外通気口の流路面積を確保するのに有利である。従って、外壁体の周囲長を１００とするとき、外通気口は、１００のうち７０以上、８０以上、９０以上の長さで外壁体の回りに沿って延設されている形態が例示される。なお外通気口は外壁体の全周を１周するように形成できる。

（２）様相２に係る燃料電池ケースは、換気要素用換気口をもつ壁体と、換気要素用換気口を介して空気を換気する換気要素とを備える燃料電池ケースであって、換気要素は、壁体の内側に位置しつつ、換気要素用換気口よりも重力方向の上方に位置している。この場合、外部の雨水が換気要素用換気口を介して換気要素に到達することが抑制される。

様相２によれば、壁体は、内壁体と、内壁体の外側に配置され内壁体との間に隙間空間を形成する外壁体を備えている形態が例示される。この場合、隙間空間は換気要素用換気口に連通すると共に、換気要素の換気用流路を形成している形態が例示される。

様相２によれば、隙間空間を内側空間と外側空間とに仕切る仕切壁が設けられている形態が例示される。そして仕切壁は換気用流路を形成するように、換気要素用換気口に対面している形態が例示される。外部の雨水が換気要素用換気口を介して進入することが仕切壁により抑えられる。

ここで、外壁体は、側面を形成する側面外壁と、側面外壁の天井側を覆う天井壁と、外通気口とを備えており、外通気口は側面外壁の端部と天井壁の端部とで形成されている形態が例示される。この場合、外壁体にこれの厚み方向に連通する外通気口を形成せずとも良く、外壁体の強度確保に有利である。

様相２によれば、内壁体は内通気口を備えており、外壁体は、側面を形成する側面外壁と、側面外壁の天井側を覆う天井壁とを備えており、内通気口は、内壁体の端部と天井壁とで形成されている形態が例示される。この場合、内壁体の壁部分にこれの厚み方向に連通する貫通状態の内通気口を形成せずとも良く、内壁体の強度確保に有利である。

様相２においても、外壁体の周囲長を１００と相対表示するとき、外通気口は、１００のうち６０以上の長さで外壁体の回りに沿って延設されている形態が例示される。この場合、雨水が外通気口の内部に進入することを抑えるように、外通気口の隙間幅の大きさを抑えつつ、外通気口の長さを確保することができる。この場合、外通気口の流路面積を確保するのに有利である。従って、外壁体の周囲長を１００と相対表示するとき、外通気口は、１００のうち７０以上、８０以上、９０以上の長さで外壁体の回りに沿って延設されている形態が例示される。なお外通気口は外壁体の全周を１周するように形成できる。なお、様相１に係る構造を様相２に適用しても良い。

（３）なお様相１，２によれば、燃料電池ケースにおいてケースの内外を連通する換気用の通気口としては、内壁体をこれの厚み方向に連通する内通気口と、外壁体をこれの厚み方向に連通すると共に内通気口よりも重力方向の下方に位置する外通気口とを備えている形態が例示される。この場合、外通気口よりも重力方向の上方に位置する内通気口と、内通気口よりも重力方向の下方に位置する外通気口とが流路で連通しており、流路は、ケース内とケース外とを分離（遮断）する流路で連通している形態が例示される。重力方向の上方とは、重力方向の斜め上方向も含む。重力方向の下方とは、重力方向の斜め下方向も含む。

ケースが外壁体と内壁体とを有する場合には、流路としては、外壁体と内壁体との間に形成される隙間空間を用いても良い。また、ケースが外壁体と内壁体とを有する場合、あるいは、ケースが１重の壁構造である場合には、流路としては、流路配管等で形成しても良い。ケースの内外を連通させる通気口の全て（換気扇等の換気要素で換気する換気要素通気口も含む）は、上記した内通気口および外通気口の関係を採用することができる。この場合、ケースの内部に対する雨進入性が効果的に抑制される。

本発明の実施例１について図１〜図４を参照しつつ説明する。図１は燃料電池ケースの断面図を示す。図２は枠状の内フレーム２を示す。図３は、側面パネル４１と傘形状をなす天井パネル４５とを完全に組み付ける前の状態を示す。図４は、側面パネル４１と天井パネル４５とを組み付けた後の状態を示す。

図１に示すように、燃料電池ケースは屋外に設置される定置用の燃料電池システムに適用されている。燃料電池ケースは、厚み方向に連通する内通気口３をもつ枠状の内壁体として機能する内フレーム２と、内フレーム２の外側に配置され厚み方向に連通する外通気口５をもつ外箱状をなす外壁体として機能する外パネル４と、燃料電池のスタック等の各種部品を収容する収容室６とを備える。

図１に示すように、内通気口３は、外通気口５よりも重力方向の上方に位置しており、上下方向に沿って貫通するように開口している。内通気口３は、後述する天井パネル４５（天井壁）の下側において、天井パネル４５（天井壁）に対向している。外通気口５は内通気口３よりも重力方向の下方に位置しており、側方（横方）に沿って貫通するように開口している。

収容室６は内フレーム２の内側に形成されている。収容室６には、燃料電池のスタック７１、改質装置７２、補機７３，７４（ポンプやバルブ等）、制御装置７５、加湿装置６が収容されている。改質装置７２および補機７３，７４よりも、スタック７１は内通気口３の近くに配置されている。改質装置７２は、原燃料を改質反応により水素リッチなアノードガスとする改質部７２ａと、改質部７２ａを改質反応に適するように高温領域に加熱する燃焼部７２ｃとを備えている。内フレーム２は燃料電池ケースの内側の壁を意味する。改質装置７２において燃焼された燃焼排ガスは、図略の排気配管を介して外パネル４の排気口４００（図４参照）に至り、排気口４００から外部に排出される。

図２に示すように、内フレーム２は開放性が高い角枠形状とされており、縦向きの複数の縦支柱２０と、横向きの複数の横支柱２１とを結合して形成されている。横支柱２１は高さ寸法ｈ１をもつ。内フレーム２は、側方に開口する側面開口２３および上方に開口する上面開口２４をもつ。横支柱２１は遮蔽壁状をなしており、内フレーム２を１周するように内フレーム２の回りに延設されている。

図１に示すように内フレーム２の上部には、第１内向きフランジ部２７（端部）が形成されている。第１内向きフランジ部２７は、水平方向（矢印Ｗ方向）に沿って内フレーム２の内向きに突設されており、燃料電池ケースの縦向きの中心線Ｐ１を１周するように延設されている。内フレーム２の下部には、底壁２８が形成されている。底壁２８の下面には、床面に設置される設置用の脚２９が設けられている。

外パネル４は燃料電池ケースの外側の壁を意味する。図３に示すように、外パネル４は密閉性が高い四角箱形状をなす。外パネル４は、側面を形成する複数（４個）の側面パネル４１（側面外壁）と、側面パネル４１の天井側を覆う傘として機能する天井パネル４５（天井壁）とを備えている。なお、側面パネル４１の高さ寸法をＨ１として示す。天井パネル４５の高さ寸法をＨ２として示す。図３および図４から理解できるように、天井パネル４５を上方から投影した外縁の投影形状は、側面パネル４１を上方から投影した外縁の投影形状と同一または近似するように設定されている。従って、外通気口５は下向きではなく、側方に開口しており、横向きとされている。この場合、外通気口が下向きとされている場合に比較して、水素等のように比重が軽いガスを外部に排出させるのに有利となる。

図１に示すように、外パネル４の側面パネル４１および内フレーム２は、隙間幅Ｍを介して互いに離間しており、両者の間に隙間空間８５を形成している。この場合、遮音性および断熱性を向上させるのに有利となる。側面パネル４１と内フレーム２の遮蔽壁状の横支柱２１との間には、燃料電池ケースの中心線Ｐ１の回りを１周する角リング形状をなすシール材７９（７９ａ，７９ｃ）が設けられている。シール材７９は樹脂やゴム等のシール材料で形成されている。ここで、一方のシール材７９ａは、外パネル４の側面パネル４１の上部と内フレーム２の上部との間に角リング状に配置されており、雨水が隙間空間８５の内部に進入しないように設定されている。換言すると、横支柱２１は後述するシール材７９ａに対面接触してシールしているため、横支柱２１よりも下方（内フレーム２の内部）への雨水の進入が防止される。他方のシール材７９ｃは、外パネル４の側面パネル４１の下部と内フレーム２の下部との間に角リング状に配置されている。

図１に示すように、側面パネル４１の上部および下部には、第２内向きフランジ部４７（端部）が形成されている。第２内向きフランジ部４７は、シール材７９ａの上側において、水平方向（矢印Ｗ方向）に沿って延設されており、第１内向きフランジ部２７に対してほぼ平行に配置されている。第２内向きフランジ部４７は、燃料電池ケースの縦向きの中心線Ｐ１を１周するように形成されており、側面パネル４１に対して内方にＬ字形状に曲成されている。

なお、図１に示すように、第２内向きフランジ部４７の高さ位置ＨＡは、第１内向きフランジ部２７の高さ位置ＨＢよりも低く設定されている。高さ位置は床面からの高さ位置を意味する。また第１内向きフランジ部２７の高さ位置よりも、天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄは下方向に延設されている。従って、下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄの高さ位置は、第１内向きフランジ部２７の高さ位置よりも低く設定されている。

図１に示すように、天井パネル４５は、平面形状がほぼ四角形状をなす水平方向に沿った天壁４５ａと、天壁４５ａの水平方向に沿った外縁４５ｅから下向き（重力方向の下方）に延設された下向きフランジ部４５ｃ（端部）とを備えている。下向きフランジ部４５ｃはほぼ鉛直方向に沿っている。下向きフランジ部４５ｃの仮想延長線上に側面パネル４１が位置している。このため下向きフランジ部４５ｃおよび側面パネル４１は面一状態とされており、ケースの外観性が確保されている。下向きフランジ部４５ｃは、燃料電池ケースの中心線Ｐ１の回りを１周するように連続して延設されている。天井パネル４５の天壁４５ａの内面４５ｉには、板状の内張材４６が保持されている。内張材４６は、断熱性および遮音性を高める材料（軟質材料または断熱材料）で形成されている。

天井パネル４５（燃料電池ケースの外壁体の一部）は、図略の締結具より内フレーム２の天壁４５ａに内張材４６を介して固定されている。この結果、図１に示すように、内張材４６は、内フレーム２の上面開口２４の大部分を閉鎖している。但し、内張材４６は内通気口３を閉鎖していない。内通気口３は、内フレーム２に形成されている通気用の開口を意味する。内張材４６の下面４６ｕは、内フレーム２の上部の第１内向きフランジ部２７（端部）に載せられているため、内張材４６の下面４６ｕの高さ位置は内通気口３の高さ位置と同じ程度とされている。このため水素等の比重が小さなガスが上昇して内張材４６の下面４６ｕ側に溜まったとしても、下面４６ｕ側から内通気口３に容易に進入できる。このため、水素等の比重が小さなガスがケース外に排出される排出性が高められている。つまり天井パネル４５の下面は内通気口３の高さ位置に相応するように、内通気口３の高さ位置と同じ程度とされている。

図１に示すように、内通気口３は、図１の紙面垂直方向（重力方向の上下方向）に沿って延設されている。内通気口３は、内フレーム２の第１内向きフランジ部２７（内フレーム２の上側の端部）と、天井パネル４５または内張材４６との間に形成されている。この結果、内フレーム２の壁部分にこれの厚み方向に連通する内通気口を形成せずとも良いため、内フレーム２の強度を確保するのに有利である。内通気口３は、重力方向（矢印Ｇ方向）において連通するように形成されており、隙間幅ｔ１（図１参照）をもつ。なお、第２内向きフランジ部４７はシール材７９ａを上方から覆っている。

外通気口５は、外パネル４に形成されている通気用の開口を意味する。図１に示すように、外通気口５は、外パネル４を構成する側面パネル４１の第２内向きフランジ部４７（側面パネル４１の上側の端部）と、天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃ（天井パネル４５の下向きの端部）とで、両者の間に形成されている。外通気口５は水平方向（矢印Ｗ方向）に沿って外壁体としての外パネル４の厚み方向に連通している。この場合、外パネル４の壁部分において、これの厚み方向に連通する貫通状態の外通気口を形成せずとも良く、外パネル４の強度確保に有利である。外通気口５と内通気口３とを繋ぐ流路４Ｒが形成されている。流路４Ｒは中心線Ｐ１の回りに沿って巡らされており、中心線Ｐ１の回りを１周しているが、これに限らず１／２周程度、２／３周程度、３／４周程度としても良い。

なお、図１に示すように、内フレーム２の第１内向きフランジ部２７の高さ位置は、外通気口５の高さ位置よりも高い位置に設定されている。図１に示すように、第１内向きフランジ部２７の下方に位置する内フレーム２の横枠２１は、外通気口５に接近しつつ直接的に対面している。図１に示すように、天井パネル４５の高さ寸法をＨ２とするとき、外通気口５と内通気口３との間の高さ方向の距離ｈｃは、寸法Ｈ２よりも小さく設定されている（ｈｃ＜Ｈ２）。これにより外通気口５と内通気口３との間の距離が小さくなる。よって、ケース内のガスの比重が小さい場合であっても、そのガスを内通気口３から外通気口５を介して外部に排出させる排出性が高められている。

図４は、燃料電池ケースを組み付けた状態を示す。図４に示すように、外通気口５は隙間幅ｔ２をもち、燃料電池ケースの縦向きの中心線Ｐ１の回りを連続的に１周するように、ほぼ四角リング形状に形成されている。このように外通気口５は中心線Ｐ１の回りを連続的に１周している。このため、外通気口５の隙間幅ｔ２の値を小さく抑えつつ、外通気口５の全長が長く確保され、結果として外通気口５の全体の通気開口面積が確保され、通気量が確保される。なお、燃料電池システムの種類にもよるが、隙間幅ｔ２は例えば０．５ミリメートル〜３０ミリメートルの範囲内、２ミリメートル〜２０ミリメートルの範囲内で設定できる。但しこれに限定されるものではない。なお、外通気口５の隙間幅ｔ２は内通気口３の隙間幅ｔ１よりも小さくされている。このため外部から外通気口５を介して雨水が進入することが抑制される。更に外通気口５は中心線Ｐ１の回りを１周しているため、雨水の進入を抑制しつつ、通気開口面積が良好に確保され、ケース内外の通気性が良好に確保される。

前述したように、図１に示す如く、第２内向きフランジ部４７の高さ位置ＨＡは、第１内向きフランジ部２７の高さ位置ＨＢよりも低く設定されている。このため外通気口５の高さ位置は、内通気口３の高さ位置よりも低く設定されている。この結果、外通気口５から内通気口３に雨水が進入しにくくされている。

以上説明したように本実施例によれば、図１に示すように、外パネル４の壁部分のうち外通気口５よりも上側の壁の下端、即ち、外パネル４の天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄは、内フレーム２のうち内通気口３の高さ位置よりも、重力方向（矢印Ｇ方向）の下方（重力方向の斜め下方も含む）に位置している。第１内向きフランジ部２７の下方に位置する横枠２１は、外通気口５に接近しつつ、外通気口５の内側から直接的に対面している。従って横枠２１は、外通気口５に接近しつつ外通気口５を内側から覆っている。更に、天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃは、内通気口３の全体を外側から覆っている。

このような本実施例によれば、燃料電池ケースが屋外に設置されているときにおいて、外部の雨水が外通気口５に進入したとしても、その雨水が内フレーム２の内通気口３に進入することは、抑制されている。この結果、暴風雨等のように横方向から雨水が降りかかるときであっても、その雨水が内フレーム２の内通気口３に進入することが抑制されている。ひいては雨水が収容室６の内部に進入することが抑制されている。この結果、収容室６内の各種部品（燃料電池のスタック７１、改質装置７２、補機７３、補機７４、制御装置７５、加湿装置６）を保護するのに有利である。

本実施例によれば、外通気口５の下側にシール材７９ａが設けられている。このため、仮に、外部の雨水が外通気口５に進入したとしても、雨水が隙間空間８５に進入することが抑制されている。

更に本実施例によれば、図１に示すように、外パネル４を構成する側面パネル４１の下部には、外通気口５よりも下側において、換気要素用換気口８０が形成されている。換気要素用換気口８０は側方（横方、矢印Ｅ１方向）に臨んでおり、側方から外気を取り込む。このような方式であれば、換気要素用換気口８０の開口幅ＤＡを大きく設定することができる。ひいては、換気要素用換気口８０の開口面積を大きくさせるのに有利である。図１に示すように、換気要素用換気口８０には雨よけ用のルーバ８１が設けられている。ルーバ８１は、先端８１ｅに向かうにつれて下降傾斜している。従って、外部の雨水が換気要素用換気口８０に進入することは、ルーバ８１により抑えられている。

図１に示すように、換気要素用換気口８０の上端部８０ｘよりも重力方向の上方（矢印Ｕ方向）に位置するように、換気要素８２が設けられている。換言すると、換気要素８２の下端部８２ｄが、換気要素用換気口８０の上端部８０ｘよりも、重力方向の上方（矢印Ｕ方向）に位置するように、換気要素８２が設けられている。従って、図１に示すように、換気要素８２は、側面パネル４１の壁部分４１ｘで外側から覆われている。ここで、換気要素８２は、駆動部としての駆動モータ８３と、駆動モータ８３により回転される送風羽根であるファン８４とをもつ。ファン８４は、筒形状の導風筒４ｋ内に配置されている。導風筒４ｋは収容室６と換気要素用換気口８０とを連通させている。

上記したように換気要素８２が、側面パネル４１において開口している換気要素用換気口８０よりも重力方向の上方（矢印Ｕ方向）において設けられている。このため、外部の雨水が換気要素用換気口８０に進入したとしても、換気要素８２に到達することが抑制されている。故に、換気要素８２の耐久性が高められ、長寿命化が図られている。仮に、暴風雨等のように外部の雨水が横方向から降りかかるようなときであっても、換気要素用換気口８０を介して換気要素８２に到達することが抑制されている。

図１に示すように、内フレーム２と外パネル４との間には、隙間空間８５が形成されている。更に、この隙間空間８５を外側空間８５ｉと内側空間８５ｐとに仕切る立設状態の仕切壁８６が設けられている。仕切壁８６は、外パネル４と内フレーム２との間において重力方向（矢印Ｇ方向）に沿って延設されている。そして仕切壁８６は、換気要素用換気口８０に接近しつつ対面し、換気要素用換気口８０を内側から覆っている。この結果、仕切壁８６は遮水作用を果たす。降雨が激しいときであっても、外部の雨水が換気要素用換気口８０を介して収容室６内に進入することが仕切壁８６により一層抑えられている。

駆動モータ８３が駆動すると、ファン８４が回転し、燃料電池ケースの外部の空気がルーバー８１、隙間空間８５の外側空間８５ｉを介してファン８４側に吸引され、収容室６内に供給される。即ち、外側空間８５ｉは、換気用の空気が流れる換気用流路を形成している。この結果、ファン８４の回転に伴い、収容室６内の空気は、前記した内通気口３および外通気口５を矢印Ａ３，Ａ４方向に順に流れ、燃料電池ケースの外部に放出される。なお換気要素８２は制御装置７５に対面しているため、電気部品により発熱しがちな制御装置７５を効果的に冷却させるのに有利となる。

ここで、収容室６内の空気は、燃料電池のスタック７１で使用されるカソ−ドガスとして利用されている。更に収容室６内の空気は、改質装置７２の燃焼部で燃焼原料と共に燃焼される燃焼用の空気として利用されている。このため燃料電池ケースの外部に存在する新鮮な空気を収容室６内に積極的に吸引することは、燃料電池のスタックの良好な発電性能や、燃焼部における良好な燃焼反応を得るために有意義である。

ところで、燃料電池システムの発電運転時には、改質装置７２および燃料電池のスタック７１は熱を帯びる。このため収容室６内の空気は熱気を帯びる。更に、改質装置７２で生成されたアノードガス、燃料電池からのアノードオフガスの影響で、収容室６内の空気は微量ではあるが水素を含むおそれがある。このため外部の新鮮な空気を収容室６内に積極的に供給して換気を行うことが好ましい。そこで本実施例によれば、燃料電池システムの発電運転中においては、制御装置７５は換気要素８２のファン８４を駆動させ、ファン８４の回転により収容室６内の換気を促進させ、外部の新鮮な空気を換気要素用換気口８０を介してファン８４側に吸引し、更に収容室６に供給する。

更に本実施例によれば、図１に示すように、内通気口３および外通気口５の双方は、燃料電池ケースにおいて高さ方向の中心よりも高く設定されており、つまり、燃料電池ケースの上部側に形成されている。換言すると、内通気口３および外通気口５の双方は、燃焼排ガスを排気させるための排気口４００よりも上方に形成されている。結果として、内通気口３および外通気口５は、燃料電池ケースにおいて上部側に形成されている。このため、ファン８４が回転しているとき、収容室６内の暖かい空気等を内通気口３および外通気口５を介して矢印Ａ３，Ａ４方向に沿って外部に排出させることができる。更に、ファン８４が回転していないときであっても、自然対流によっても、収容室６内の暖かい空気等を内通気口３および外通気口５を介して矢印Ａ３，Ａ４方向に沿って外部に排出させることができる。更に、アノードガスが水素系であるとき、空気よりも比重が軽い水素を内通気口３および外通気口５を介して燃料電池ケースの上部から外部に排出させるのに適する。

本発明の実施例２について図５を参照しつつ説明する。本実施例は前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図５に示すように、内フレーム２Ｂは、枠状ではなく、閉鎖性が高い四角箱形状をなしている。従って内フレーム２Ｂは上面開口２４を備えているものの、側方には開口していない。この場合、燃料電池ケースの遮音性および断熱性を高めるのに貢献できる。図５に示すように、内フレーム２Ｂの上部には、第１内向きフランジ部２７（内フレーム２Ｂの上部の端部）が形成されている。図５に示すように、第１内向きフランジ部２７は、水平方向（矢印Ｗ方向）に沿って内向きに突設されており、燃料電池ケースの縦向きの中心線Ｐ１を１周するように延設されている。

本発明の実施例３について図６を参照しつつ説明する。本実施例は前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図６に示すように、燃料電池ケースは屋外に設置されるタイプであり、内フレーム２Ｃと、内フレーム２Ｃの外側に配置され厚み方向に連通する外通気口５をもつ外パネル４と、燃料電池のスタック等を収容する収容室６とを備える。収容室６は内フレーム２Ｃの内側に形成されている。図６に示すように、内フレーム２Ｃは、枠形状または角箱形状の内フレーム本体２００と、内フレーム本体２００の天壁２０１とを備えている。天壁２０１に外パネル４の天井パネル４５が図略の締結具により固定されている。天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄは下方向に延設されている。従って、下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄの高さ位置は、内通気口３Ｃの高さ位置よりも低く設定されており、外部の雨水がケースの内部に進入することが抑制されている。

内通気口３Ｃ（隙間幅：ｔ５）は、内フレーム２Ｃの上部の壁部分を厚み方向に水平方向に沿って連通するように、貫通させて形成されている。外通気口５は、外パネル４の上部の壁部分を厚み方向に水平方向に沿って連通するように、貫通させて形成されている。このように内通気口３Ｃは外通気口５よりも上方に配置されているものの、内通気口３Ｃおよび外通気口５は貫通方向が同じ側方（横方）であるため、雨水の進入性が抑制されつつ、ガス排出性が高められる。

本実施例によれば、燃料電池システムの発電運転中においては、制御装置は換気要素８２を駆動させ、外部の新鮮な空気を換気要素用換気口８０を介してファン８４側に吸引し、更に収容室６に供給する。収容室６内の空気等は、内通気口３および外通気口５から矢印Ａ３，Ａ４方向に沿って外部に排出される。

本実施例においても、実施例１の場合と同様に、内通気口３Ｃおよび外通気口５は共に、燃料電池ケースにおいて上部側（燃料電池ケースの高さ方向の中心よりも上方）に形成されている。このため、ファン８４が回転し、収容室６内の暖かい空気等を内通気口３Ｃおよび外通気口５を介して外部に排気させることができる。更に、ファン８４が回転していないときであっても、自然対流によっても、収容室６内の暖かい空気等を内通気口３Ｃおよび外通気口５を介して外部に自然排気させることができる。更に、内通気口３Ｃおよび外通気口５は燃料電池ケースにおいて上部側に形成されているため、空気よりも比重が軽い水素を外部に排出させるときに適する。

加えて本実施例によれば、図６に示すように、外パネル４のうち外通気口５よりも上側の壁の下端は、即ち、外パネル４の天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄは、内フレーム２の内通気口３Ｃの下端部３ｘの高さ位置よりも、重力方向（矢印Ｇ方向）の下方に位置している。即ち、外パネル４の天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃは、内通気口３Ｃを外側から覆っている。 この結果、仮に、燃料電池ケースの外部の雨水が仮に外通気口５に進入したとしても、その雨水は内通気口３に進入することが抑制され、収容室６内に進入することが抑制されている。この場合、収容室６内の部品を保護するのに有利である。暴風雨等のように横方向から雨水が燃料電池ケースに降りかかるときであっても、その雨水は内通気口３に進入することが抑制されている。

本発明の実施例４について図７を参照しつつ説明する。本実施例は前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図７に示すように、側面パネル４１と天井パネル４５とを締結具４８０により締結することにより、燃料電池ケースの壁体が構成されている。図７に示すように、外パネル４の下部側において、換気要素用換気口８０（開口幅：ＤＡ）が形成されている。換気要素用換気口８０は側方に開口しているため、換気要素用換気口８０の開口幅ＤＡを増加させ、ひいては開口面積を増加させるのに有利である。

図７に示すように、外パネル４の下部側において、換気要素用換気口８０の上端部８０ｘよりも重力方向の上方（矢印Ｕ方向）に位置するように、換気要素８２が設けられている。この結果、換気要素８２は側面パネル４１の壁部分４１ｘで外側から覆われている。従って、仮に、外部の雨水が換気要素用換気口８０に進入したとしても、その雨水は換気要素８２に到達することが抑制され、ひいては収容室６に到達することが抑制される。なお、図７から理解できるように、換気要素８２は、駆動モータ８３と、駆動モータ８３により回転されるファン８４とをもつ。内フレーム２と外パネル４との間に隙間空間８５が形成されている。更に図７に示すように、仕切壁８６が設けられている。仕切壁８６は、外パネル４と内フレーム２との間に形成される隙間空間８５を、これの厚み方向に分割し、外側空間８５ｉと内側空間８５ｐとに仕切る。仕切壁８６は重力方向に沿って上下方向に延設されている。そして仕切壁８６は換気要素用換気口８０に接近しつつ、換気要素用換気口８０の全体に対面している。この結果、外部の雨水が換気要素用換気口８０および収容室６内に進入することは、仕切壁８６により一層抑えられている。

ここで、駆動モータ８３が駆動すると、ファン８４が回転し、外部の空気が隙間 空間８５の外側空間８５ｉ（換気流路）を介してファン８４側に吸引され、収容室６に供給される。この結果、収容室６内の空気等は、内通気口３および外通気口５を順に矢印Ａ３，Ａ４方向に流れ、外部に放出される。図７に示すように、内通気口３Ｄ（隙間幅：ｔ５）は、内フレーム２を厚み方向に連通するように内フレーム２の上部に形成されている。外通気口５Ｄは外パネル４の側面パネル４１の上部に形成されている。外通気口５にはルーバ８１が設けられている。図７に示すように、外パネル４と内フレーム２とで形成される隙間空間８５を、これの厚み方向に外側空間８５ｋと内側空間８５ｒとに仕切る第２仕切壁８６Ｓが設けられている。第２仕切壁８６Ｓは重力方向に沿って上下方向に延設されている。そして第２仕切壁８６Ｓは内通気口３Ｄおよび外通気口５Ｄの双方に接近対面し、内通気口３Ｄと外通気口５Ｄとの直接的な連通を抑えている。この結果、外部の雨水が外通気口５を介して内通気口３および収容室６内に進入することが第２仕切壁８６Ｓにより一層抑えられている。

殊に、図７に示すように、第２仕切壁８６Ｓは外パネル４の側面パネル４１のうち外通気口５Ｄの下端部５００から重力方向の上向きに延設されている。更に図７に示すように、第２仕切壁８６Ｓの重力方向の上端部８６０は、外通気口５Ｄの上端部５１０よりも重力方向の上方に配置されている。このため、下端部５００付近に雨水が貯まったとしても、その雨水が内通気口３および収容室６内に進入することは、第２仕切壁８６Ｓにより一層抑えられている。

本発明の実施例５について図８を参照しつつ説明する。本実施例は前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。外パネル４は設けられているものの、内フレーム２は設けられていない。図８に示すように、外パネル４の側面パネル４１の下部（燃料電池ケースの高さ方向の中心よりも下方）には、換気要素用換気口８０（開口幅：ＤＡ）が形成されている。更に、換気要素用換気口８０の上端部８０ｘよりも重力方向の上方（矢印Ｕ方向）において、換気要素８２が設けられている。この結果、換気要素８２の全体は側面パネル４１の壁部分４１ｘで覆われている。従って仮に外部の雨水が換気要素用換気口８０に進入したとしても、その雨水は換気要素８２に到達することが抑制されている。換気要素８２は駆動モータ８３とファン８４とを備えている。

更に図８に示すように、外パネル４の下部と収容室６とを仕切る仕切壁８６が設けられている。仕切壁８６は重力方向に沿って延設されている。そして仕切壁８６は換気要素用換気口８０に接近しつつ対面している。仕切壁８６の上端部８６０は換気要素用換気口８０の上端部８０ｘよりも上方に位置している。この結果、外部の雨水が換気要素用換気口８０を介して収容室６内に進入することが仕切壁８６により一層抑えられている。

図８に示すように、外通気口５Ｄは外パネル４の側面パネル４１の上部側に形成されている。外通気口５Ｄに対面するように、外通気口５Ｄを接近して覆う第２仕切壁８６Ｓが設けられている。第２仕切壁８６Ｓは重力方向に沿って外通気口５Ｄの下端部５００側から重力方向の上向きに延設されている。この結果、外部の雨水が外通気口５Ｄを介して収容室６内に進入することが第２仕切壁８６Ｓにより一層抑えられている。殊に、第２仕切壁８６Ｓは、外パネル４の側面パネル４１のうち外通気口５Ｄの下端部５００から上向きに延設されているため、下端部５００付近に雨水が貯まったとしても、その雨水が内通気口３および収容室６内に進入することが第２仕切壁８６Ｓにより一層抑えられている。図８に示すように、第２仕切壁８６Ｓの重力方向の上端部８６０は、外通気口５Ｄの上端部５１０よりも重力方向の上方に配置されている。このため、雨水が内通気口３および収容室６内に進入することは、第２仕切壁８６Ｓにより一層抑えられている。

本発明の実施例６について図９を参照しつつ説明する。本実施例は前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図９に示すように、外パネル４は、側面を形成する複数（４個）の側面パネル４１（側面外壁）と、側面パネル４１の天井側を覆う天井パネル４５（天井壁）とを備えている。天井パネル４５の長さ寸法Ｌ２は、側面パネル４１の長さ寸法Ｌ１よりも大きく設定されている。同じく、天井パネル４５の幅寸法（平面において長さ方向に対して直交する方向）は、側面パネル４１の幅寸法よりも大きく設定されている。この結果、天井パネル４５を上方から投影した外縁の投影形状および投影面積は、側面パネル４１を上方から投影した外縁の投影形状および投影面積よりも大きく設定されている。

本実施例においても、図９に示すように、外パネル４の天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄは、内フレーム２のうち内通気口３の高さ位置よりも、重力方向（矢印Ｇ方向）の下方に位置している。更に、天井パネル４５の下向きフランジ部４５ｃの下端４５ｄは、側面パネル４１の上部の第２内向きフランジ部４７（端部）よりも、重力方向（矢印Ｇ方向）の下方に位置している。この結果、図９に示すように、外通気口５は下向きとされているため、燃料電池ケース内への雨水の進入を抑制するのに有利である。外通気口５は中心線Ｐ１の回りを１周しているため、通気開口面積が確保される。

本発明の実施例７について図１０を参照しつつ説明する。本実施例は前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図１０に示すように、側面パネル４１の上部には、第２内向きフランジ部４７Ｅ（端部）が形成されている。第２内向きフランジ部４７Ｅの先端部４７０は、内フレーム２の横支柱２１に接触して両者間のシール性が高められている。図１０に示すように、第２内向きフランジ部４７Ｅは、外方に向かうにつれて下降するように傾斜されている。従って雨水が横方向から降りかかるときにおいて、万一、外通気口５の内部に雨水が進入するときであっても、その雨水を外部に空気と共に第２内向きフランジ部４７Ｅに沿って流下させることができる。従って、外通気口５の流路が雨水で狭くなることが抑制されている。よって収容室６内の空気等を外通気口５から良好に排出させることができる。

（他の実施例）
上記した実施例では、燃料電池ケースは平面視で四角形状をなす角箱形状とされているが、これに限らず、平面視で六角形状等の多角形状をなす角箱形状としても良く、または、縦方向に延びる中心線をもつ円筒形状としても良い。本発明は上記しかつ図面に示した実施例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。ある実施例に特有の構造は、他の実施例に適用しても良い。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］厚み方向に連通する内通気口をもつ内壁体と、前記内壁体の外側に配置され厚み方向に連通する外通気口をもつ外壁体と、燃料電池を収容する収容室とを備える燃料電池ケースであって、前記外壁体は、側面を形成する側面パネルと、前記側面パネルの天井側を覆う天井壁と、外部に連通する外通気口とを備えており、前記外通気口は前記側面パネルの端部（内向きフランジ部）と前記天井壁の端部（内向きフランジ部）とで形成されており、前記内壁体は内通気口を備えており、前記内通気口は、前記内壁体の端部（内向きフランジ部）と前記天井壁とで形成されている燃料電池ケース。この場合、外壁体の壁部分にこれの厚み方向に連通する通気口を形成させずとも良い。内壁体の壁部分にこれの厚み方向に連通する通気口を形成させずとも良い。

本発明は定置用、車両用、電気機器用、電子機器用、携帯用の燃料電池システムに利用できる。

実施例１に係り、燃料電池ケースの断面図である。 枠状の内フレームを示す斜視図である。 外パネルを構成する側面パネルと天井パネルとを組み付ける前の状態を示す斜視図である。 外パネルを構成する側面パネルと天井パネルとを組み付けた後の状態を示す斜視図である。 実施例２に係り、四角箱形状をなす内フレームを示す斜視図である。 実施例３に係り、燃料電池ケースの断面図である。 実施例４に係り、燃料電池ケースの断面図である。 実施例５に係り、燃料電池ケースの断面図である。 実施例６に係り、燃料電池ケースの断面図である。 実施例７に係り、燃料電池ケースの断面図である。

符号の説明

２は内フレーム（内壁体）、２７は第１内向きフランジ部、３は内通気口、４は外パネル（外壁体）、４１は側面パネル、４５は天井パネル、４６は内張材、４７は第２内向きフランジ部、５は外通気口、６は収容室、８０は換気要素通気口、８２は換気要素、８６は仕切壁を示す。

Claims (12)

1. 厚み方向に連通する内通気口をもつ内壁体と、前記内壁体の外側に配置され厚み方向に連通する外通気口をもつ外壁体と、前記内壁体よりも内側に燃料電池を収容する収容室とを備える燃料電池ケースであって、
   前記外壁体のうち前記外通気口よりも上側の壁の下端は、前記内通気口よりも重力方向の下方に位置し、
   前記内壁体および前記外壁体は所定の隙間幅を介して互いに離間しており、
   燃料電池ケース側面に亘って前記内壁体および前記外壁体の間に隙間空間を形成していることを特徴とする燃料電池ケース。
2. 厚み方向に連通する内通気口をもつ内壁体と、前記内壁体の外側に配置され厚み方向に連通する外通気口をもつ外壁体と、前記内壁体よりも内側に燃料電池を収容する収容室とを備える燃料電池ケースであって、
   前記外壁体のうち前記外通気口よりも上側の壁の下端は、前記内通気口よりも重力方向の下方に位置し、
   前記外壁体は、側面を形成する側面外壁と、前記側面外壁の天井側を覆う天井壁と、前記天井壁の内面に配置された内張材とを備えており、前記内通気口は、前記内壁体の端部と、前記天井壁または前記内張材とで形成されていることを特徴とする燃料電池ケース。
3. 請求項２において、前記内壁体および前記外壁体は互いに離間している燃料電池ケース。
4. 請求項２において、前記内壁体および前記外壁体は所定の隙間幅を介して互いに離間しており、
   燃料電池ケース側面に亘って前記内壁体および前記外壁体の間に隙間空間を形成していることを特徴とする燃料電池ケース。
5. 請求項１〜４のうちの一項において、前記外壁体は換気要素用換気口を備えており、前記換気要素用換気口よりも重力方向の上方において換気要素が設けられている燃料電池ケース。
6. 請求項１〜５のうちの一項において、前記外壁体は、側面を形成する側面外壁と、前記側面外壁の天井側を覆う天井壁とを備えており、前記外通気口は前記側面外壁の端部と前記天井壁の端部とで形成されている燃料電池ケース。
7. 請求項１〜５のうちの一項において、前記外壁体は、側面を形成する側面外壁と、前記側面外壁の天井側を覆う天井壁とを備えており、前記内通気口は、前記内壁体の端部と前記天井壁とで形成されている燃料電池ケース。
8. 請求項１〜７のうちの一項において、前記外壁体の周囲長を１００と相対表示するとき、前記外通気口は、１００のうち６０以上の長さで前記外壁体の回りに沿って延設されている燃料電池ケース。
9. 請求項５において、前記換気要素は、前記換気要素用換気口を介して空気を換気し、
   前記内壁体および前記外壁体は所定の隙間幅を介して互いに離間しており、
   燃料電池ケース側面に亘って前記内壁体および前記外壁体の間に隙間空間を形成しており、
   前記隙間空間は前記換気要素用換気口に連通すると共に、前記換気要素の換気用流路を形成していることを特徴とする燃料電池ケース。
10. 請求項９において、前記隙間空間を内側空間と外側空間とに仕切る仕切壁が設けられており、前記仕切壁は前記換気用流路を形成するように前記換気要素用換気口に対面している燃料電池ケース。
11. 請求項９または１０において、前記外壁体は、側面を形成する側面外壁と、前記側面外壁の天井側を覆う天井壁と、外部に連通する外通気口とを備えており、
    前記外通気口は前記側面外壁の端部と前記天井壁の端部とで形成されている燃料電池ケース。
12. 請求項９または１０において、前記内壁体は内通気口を備えており、
    前記外壁体は、側面を形成する側面外壁と、前記側面外壁の天井側を覆う天井壁とを備えており、前記内通気口は、前記内壁体の端部と前記天井壁とで形成されている燃料電池ケース。

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