JP6715043B2

JP6715043B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP6715043B2
Application number: JP2016053443A
Authority: JP
Inventors: 潤岩見
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2020-07-01
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: JP2017168345A

Description

本発明は、燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell that generates electricity by oxidizing and reducing a fuel gas and an oxidant.

一般に、燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池（例えば、セルスタック）と、この燃料電池を制御する制御系（コントローラ、インバータなど）とを備え、これら燃料電池及び制御系が外装ハウジングに収容されている。この外装ハウジングには排気開口が設けられ、燃料電池からの排気ガスは、この排気開口を通して外部に排出される。 Generally, a fuel cell system includes a fuel cell (for example, a cell stack) that generates electricity by oxidizing and reducing a fuel gas and an oxidant, and a control system (a controller, an inverter, etc.) that controls the fuel cell. A battery and control system are housed in the exterior housing. An exhaust opening is provided in the exterior housing, and exhaust gas from the fuel cell is exhausted to the outside through the exhaust opening.

このような燃料電池システムは、例えば、一戸建て家屋の外壁の外側に設置され、外部の環状状態において稼働運転される。そして、稼働運転中、燃料電池からの排気ガスは外装ハウジングの排気開口から排出され、かく排出された排気ガスは外装ハウジングの外側面に沿って流れるようになる。 Such a fuel cell system is installed, for example, on the outside of the outer wall of a single-family house, and is operated and operated in an external annular state. Then, during the operation operation, the exhaust gas from the fuel cell is discharged from the exhaust opening of the outer housing, and the exhaust gas thus discharged flows along the outer surface of the outer housing.

一方、燃料電池システムが設置される環境状態は、夏季と冬季とでは大きく変化し、冬季においては零度以下となることもあり、このような寒い環境条件では、外装ハウジングから排出された排気ガスがその外側面に接触することによって冷却され、その温度が露点温度以下まで低下し、外装ハウジングの外側面（特に、排気開口付近の外側面）に結露が発生するおそれがある。 On the other hand, the environmental conditions in which the fuel cell system is installed may change significantly between summer and winter, and may become zero degrees or less in winter.Under such cold environmental conditions, the exhaust gas discharged from the outer housing may It may be cooled by coming into contact with the outer surface thereof, the temperature thereof may drop below the dew point temperature, and dew condensation may occur on the outer surface of the exterior housing (in particular, the outer surface near the exhaust opening).

このような結露発生を抑えるために、外装ハウジングに換気ファンを設け、この換気ファンからの空気と燃料電池からの排気ガスとを混合して排気開口を通して排出するようにした燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。外装ハウジング内の空気は乾燥しており、換気する際にこの外装ハウジング内の空気を燃料電池からの排気ガスに混合することによって、混合排気ガス（排気ガスに換気用空気が混合したガス）に含まれる水蒸気の比率が下がり、これによって、混合排気ガスの露点温度を下げて結露発生を抑えている。 In order to suppress such dew condensation, a fuel cell system has been proposed in which a ventilation fan is provided in the outer housing, and the air from the ventilation fan and the exhaust gas from the fuel cell are mixed and discharged through the exhaust opening. (For example, see Patent Document 1). The air in the outer housing is dry, and when ventilating, the air in the outer housing is mixed with the exhaust gas from the fuel cell to produce mixed exhaust gas (gas in which exhaust gas is mixed with ventilation air). The proportion of water vapor contained in the mixed exhaust gas is lowered, thereby lowering the dew point temperature of the mixed exhaust gas and suppressing the generation of dew condensation.

また、この燃料電池システムでは、外装ハウジングの排気開口の外側に偏向手段が設けられ、この偏向手段は、排気開口を通して排出される混合排気ガスを斜め方向に流れるようにし、このように混合排気ガスの流れを外装ハウジングの外側壁から離れるようにしてこの外側壁での結露発生を抑えている。 Further, in this fuel cell system, a deflecting means is provided outside the exhaust opening of the exterior housing, and the deflecting means allows the mixed exhaust gas discharged through the exhaust opening to flow in an oblique direction. The flow of is separated from the outer wall of the exterior housing to suppress the occurrence of dew condensation on this outer wall.

特開２０１１−２０４４４６号公報JP, 2011-204446, A

しかしながら、上述した燃料電池システムでは、外装ハウジングの外側面に発生する結露を充分に抑えることができない。一般的な家庭用の小型燃料電池システム（例えば、１ｋＷクラスのもの）では、外装ハウジング内を換気するための換気用空気の風量は少なく、例えば４００Ｌ／ｈｒであるのに対し、燃料電池からの排気ガスの排出量は多く、例えば３０００Ｌ／ｈｒと換気用空気の風量の約１０倍程度である。このように換気用空気の風量が少ないために、燃料電池からの排気ガスに換気用空気を混合させたとしても換気用空気を加えたことによる効果は小さく、それ故に、混合排気ガスの露点温度を充分に下げることができず、また混合排気ガスの排出方向を所望の通りに変えることが難しい。また、排気ガスに換気用空気を混合させるための構造を作用しなければならず、そのためのスペースが必要となり、更に製作コストも高くなるなどの問題があり、このような構造の採用に見合う効果を得るのが難しい。 However, in the fuel cell system described above, it is not possible to sufficiently suppress the dew condensation that occurs on the outer surface of the exterior housing. In a typical small household fuel cell system (for example, 1 kW class), the air volume of ventilation air for ventilating the inside of the exterior housing is small, for example, 400 L/hr, whereas the fuel cell system A large amount of exhaust gas is emitted, for example, 3000 L/hr, which is about 10 times the air volume of ventilation air. Since the volume of ventilation air is small in this way, adding ventilation air to the exhaust gas from the fuel cell has little effect, and therefore the dew point temperature of the mixed exhaust gas is small. Cannot be lowered sufficiently, and it is difficult to change the discharge direction of the mixed exhaust gas as desired. In addition, there is a problem that a structure for mixing exhaust gas with ventilation air must be operated, a space for that is required, and the manufacturing cost is also increased. Hard to get.

本発明の目的は、外装ハウジングの外側面における結露の発生を抑制することができる燃料電池システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of suppressing the occurrence of dew condensation on the outer surface of the exterior housing.

本発明の請求項１に記載の燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料電池からの排気ガスの熱を温水として貯える貯湯タンクを備えた貯湯装置と、前記燃料電池からの排気ガスと前記貯湯タンクからの水との間で熱交換を行う熱交換器と、を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池、前記貯湯装置及び前記熱交換器は外装ハウジングに収容され、前記外装ハウジングには、外気を導入するための導入開口及び空気を外部に排出するための排気開口が設けられており、
前記貯湯装置は、前記貯湯タンクの貯湯水を前記熱交換器を通して循環させるための貯湯水循環ラインと、前記貯湯水循環ラインに配設された貯湯水循環ポンプとを備え、前記貯湯タンクに関連して、前記貯湯タンクに貯まった温水を冷却するためのラジエタ手段が設けられ、前記ラジエタ手段は、前記貯湯タンクからの貯湯水が流れる冷却用循環ラインに配設された冷却用熱交換器と、前記冷却用熱交換器を冷却するためのラジエタファンと、前記冷却用循環ラインに配設された冷却用循環ポンプとを備えており、
前記燃料電池からの排気ガスは、前記ラジエタ手段の前記冷却用熱交換器を流れる空気と混合されて前記外装ハウジングの前記排気開口を通して外部に排出されるように構成されており、
前記貯湯タンク内の温水を冷却するときには、前記冷却用循環ポンプ及び前記ラジエタファンが作動され、前記貯湯タンク内の温水が前記冷却用熱交換器を通して流れる間に前記ラジエタファンからの空気により冷却され、また排気ガスによる結露発生を防止するときには、前記ラジエタファンが作動され、前記ラジエタファンからの空気が前記燃料電池からの排気ガスに混合されて前記外装ハウジングの前記排気開口から排出されることを特徴とする。 The fuel cell system according to claim 1 of the present invention is a hot water storage device that includes a fuel cell that generates electricity by oxidizing and reducing a fuel gas and an oxidant, and a hot water storage tank that stores the heat of exhaust gas from the fuel cell as hot water. A fuel cell system comprising: a device; and a heat exchanger that performs heat exchange between exhaust gas from the fuel cell and water from the hot water tank.
The fuel cell, the hot water storage device, and the heat exchanger are housed in an exterior housing, and the exterior housing is provided with an introduction opening for introducing outside air and an exhaust opening for discharging air to the outside.
The hot water storage device includes a hot water storage circulation line for circulating the hot water stored in the hot water storage tank through the heat exchanger, and a hot water storage circulation pump disposed in the hot water storage circulation line, in relation to the hot water storage tank, Radiator means for cooling the hot water stored in the hot water storage tank is provided, and the radiator means includes a cooling heat exchanger arranged in a cooling circulation line through which hot water from the hot water storage tank flows, and the cooling means. A radiator fan for cooling the heat exchanger for use, and a cooling circulation pump arranged in the cooling circulation line,
Exhaust gas from the fuel cell is configured to be mixed with air flowing through the cooling heat exchanger of the radiator means and discharged to the outside through the exhaust opening of the exterior housing ,
When cooling the hot water in the hot water storage tank, the cooling circulation pump and the radiator fan are operated, and while the hot water in the hot water storage tank flows through the cooling heat exchanger, it is cooled by the air from the radiator fan. In addition, when the condensation generation due to the exhaust gas is prevented, the radiator fan is operated, and the air from the radiator fan is mixed with the exhaust gas from the fuel cell and discharged from the exhaust opening of the exterior housing. It is a feature.

また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムでは、前記熱交換器から前記外装ハウジングの前記排気開口に流れる排気ガスの温度を検知するための排気ガス温度検知手段及び外気の温度を検知するための外気温度検知手段が設けられ、前記排気ガス温度検知手段の検知温度と前記外気温度検知手段の検知温度との温度差が所定温度差以上になると、排気ガスによる結露が発生するとして前記ラジエタファンが作動されることを特徴とする。 Further, in the fuel cell system according to claim 2 of the present invention, an exhaust gas temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing from the heat exchanger to the exhaust opening of the exterior housing, and the temperature of the outside air are detected. And a temperature difference between the detected temperature of the exhaust gas temperature detection means and the detected temperature of the outside air temperature detection means is equal to or more than a predetermined temperature difference, it is said that dew condensation due to exhaust gas occurs. The radiator fan is activated.

更に、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムでは、前記外装ハウジングの前記排気開口又はその近傍に、結露発生を検知するための結露発生検知手段が設けられ、前記結露発生検知手段が結露発生による水分を検知すると、前記排気ガスによる結露が発生するとして前記ラジエタファンが作動されることを特徴とする。 Further, in the fuel cell system according to claim 3 of the present invention, a dew condensation occurrence detecting means for detecting the occurrence of dew condensation is provided in the exhaust opening of the exterior housing or in the vicinity thereof, and the dew condensation occurrence detecting means. When the moisture generated is detected, the radiator fan is operated because condensation occurs due to the exhaust gas.

本発明の請求項１に記載の燃料電池システムによれば、燃料電池、貯湯装置及び熱交換器が外装ハウジングに収容され、燃料電池からの排気ガスがラジエタ手段の冷却用熱交換器を流れる空気と混合されて外装ハウジングの排気開口を通して外部に排出されるので、排気ガスに混合される空気が多くなり、従って、混合排気ガスの露点温度を下げることができ、またこの混合排気ガスを外装ハウジングの排気開口を通してその外側面から離れたところに排出することができ、その結果、外装ハウジングの外側面における結露発生を抑えることができる。 According to the fuel cell system of the first aspect of the present invention, the fuel cell, the hot water storage device and the heat exchanger are housed in the outer housing, and the exhaust gas from the fuel cell flows through the cooling heat exchanger of the radiator means. Since it is mixed with the exhaust gas through the exhaust opening of the outer housing, more air is mixed with the exhaust gas, and therefore the dew point temperature of the mixed exhaust gas can be lowered, and the mixed exhaust gas is mixed with the outer housing. The air can be discharged to a place away from the outer side surface through the exhaust opening, and as a result, dew condensation on the outer side surface of the exterior housing can be suppressed.

また、燃料電池に加えて貯湯装置も外装ハウジング内に収容し、この貯湯装置の貯湯タンクに関連して設けられたラジエタ手段のラジエタファンを利用して排気ガスに空気を混合しているので、専用の換気ファンなどを必要とせず、比較的簡単な構成でもって排気ガスに空気を混合して外部に排出することができる。
更に、貯湯タンク内の温水を冷却するときにはラジエタ手段の循環ポンプ及びラジエタファンが作動され、また排気ガスによる結露発生を防止するときにはこのラジエタ手段のラジエタファンが作動されるので、貯湯タンクの貯湯水を冷却するためのラジエタ手段を利用して外装ハウジングの結露発生を抑えることができる。 In addition to the fuel cell, the hot water storage device is also housed in the exterior housing, and the radiator fan of the radiator means provided in association with the hot water storage tank of the hot water storage device is used to mix air with the exhaust gas. Exhaust gas can be mixed with air and discharged to the outside with a relatively simple configuration without requiring a dedicated ventilation fan or the like.
Further, when the hot water in the hot water storage tank is cooled, the circulation pump and the radiator fan of the radiator means are operated, and when the condensation of the exhaust gas is prevented, the radiator fan of the radiator means is operated. It is possible to suppress the occurrence of dew condensation on the outer housing by utilizing the radiator means for cooling.

また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムによれば、熱交換器から外装ハウジングの排気開口に流れる排気ガスの温度を検知するための排気ガス温度検知手段と、外気の温度を検知するための外気温度検知手段とを用い、排気ガス温度検知手段の検知温度と外気温度検知手段の検知温度との温度差が所定温度差（例えば、１０℃）以上となると、排気ガスによる結露が発生するとしてラジエタファンが作動され、このようにラジエタファンを作動させて排気ガスに空気を混合させることにより、外装ハウジングの外側面における結露発生を抑えることができる。 Further, according to the fuel cell system of the second aspect of the present invention, an exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing from the heat exchanger to the exhaust opening of the exterior housing, and the temperature of the outside air are detected. When the temperature difference between the detected temperature of the exhaust gas temperature detection means and the detected temperature of the outside air temperature detection means becomes a predetermined temperature difference (for example, 10° C.) or more, dew condensation due to the exhaust gas is caused. When the radiator fan is activated as it is generated, and thus the radiator fan is activated to mix the air with the exhaust gas, it is possible to suppress the occurrence of dew condensation on the outer surface of the exterior housing.

更に、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムによれば、外装ハウジングの排気開口又はその近傍に結露発生検知手段が設けられ、この結露発生検知手段が結露発生による水分を検知すると、結露が発生するおそれがあるとしてラジエタファンが作動され、このようにラジエタファンを作動させても外装ハウジングの外側面における結露発生を抑えることができる。 Further, according to the fuel cell system of the third aspect of the present invention, the dew condensation occurrence detecting means is provided at or near the exhaust opening of the exterior housing, and when the dew condensation occurrence detecting means detects moisture due to the occurrence of dew condensation, the dew condensation occurs. The radiator fan is activated due to the possibility that the condensation may occur, and even if the radiator fan is activated in this way, it is possible to suppress the occurrence of dew condensation on the outer surface of the exterior housing.

本発明の燃料電池システムの第１の実施形態の要部を簡略的に示す簡略図。The simplification figure which shows briefly the principal part of the 1st Embodiment of the fuel cell system of this invention. 図１の燃料電池システムを外装ハウジング内に収容した状態で示す断面図。Sectional drawing which shows the state which accommodated the fuel cell system of FIG. 1 in the exterior housing. 燃料電池システムにおける排気ガスとラジエタ手段からの空気とを混合する混合域付近の構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of a mixing region where exhaust gas and air from a radiator unit are mixed in the fuel cell system. 燃料電池システムにおける排気ガスとラジエタ手段からの空気とを混合する混合域付近の他の構成を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration in the vicinity of a mixing region where exhaust gas and air from a radiator are mixed in the fuel cell system.

以下、添付図面を参照して、本発明に従う燃料電池システムの一実施形態について説明する。まず、図１を参照して、燃料電池システムの概要について説明する。 An embodiment of a fuel cell system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an outline of the fuel cell system will be described with reference to FIG.

図１において、図示の燃料電池システムは、例えば固体酸化物形の燃料電池２と、気化・改質器４と空気予熱器６とを備えている。燃料電池２は電気化学反応によって発電を行うセルスタック８から構成され、酸素イオンを伝導する固体電解質１０を備え、この固体電解質１０の片側には燃料極１２が設けられ、またその他側には酸素極１４が設けられている。 In FIG. 1, the illustrated fuel cell system includes, for example, a solid oxide fuel cell 2, a vaporizer/reformer 4, and an air preheater 6. The fuel cell 2 is composed of a cell stack 8 that generates electricity by an electrochemical reaction, includes a solid electrolyte 10 that conducts oxygen ions, a fuel electrode 12 is provided on one side of the solid electrolyte 10, and oxygen is provided on the other side. A pole 14 is provided.

セルスタック８の燃料極１２の導入側は、改質燃料ガス送給ライン１６を介して気化・改質器４に接続され、この気化・改質器４は、燃料ガス供給ライン１８を介して燃料ガスを供給するための燃料ガス供給源２０（例えば、埋設管、貯蔵タンクなど）に接続されている。燃料ガス供給ライン１８には、燃料ガスを供給するための燃料ガスポンプ２２が配設されている。気化・改質器４は、気化部７及び改質部７を備え、この気化部７が水供給ライン２１を介して水供給源２３（例えば、水タンクなど）に接続され、この水供給ライン２１に改質用水を供給するための水ポンプ２５が配設されている。また、セルスタック８の酸素極１４の導入側は、空気送給ライン２４を介して空気を予熱するための空気予熱器６に接続され、この空気予熱器６は、空気供給ライン２６を介して送風装置２８（例えば、送風ブロア）に接続されている。 The introduction side of the fuel electrode 12 of the cell stack 8 is connected to the vaporizer/reformer 4 via a reformed fuel gas supply line 16, and the vaporizer/reformer 4 is connected via a fuel gas supply line 18. It is connected to a fuel gas supply source 20 (for example, a buried pipe, a storage tank, etc.) for supplying the fuel gas. A fuel gas pump 22 for supplying a fuel gas is arranged in the fuel gas supply line 18. The vaporizer/reformer 4 includes a vaporizer 7 and a reformer 7, and the vaporizer 7 is connected to a water supply source 23 (for example, a water tank) via a water supply line 21. A water pump 25 for supplying reforming water to 21 is provided. Further, the introduction side of the oxygen electrode 14 of the cell stack 8 is connected to an air preheater 6 for preheating air via an air supply line 24, and the air preheater 6 is connected via an air supply line 26. It is connected to a blower 28 (for example, a blower).

セルスタック８の燃料極１２及び酸素極１４の各排出側には燃焼域３０が設けられ、燃料極１２から排出された反応燃料ガス（残余燃料ガスを含む）と酸素極１４から排出された空気（酸素を含む）とがそれぞれこの燃焼域３０に送給されて燃焼される。この燃焼域３０からの排気ガス（燃焼排気ガス）は排気ガス送給ライン３２を介して空気予熱器６に送給され、排気ガス排出ライン３４を通して排出される。 Combustion regions 30 are provided on the respective discharge sides of the fuel electrode 12 and the oxygen electrode 14 of the cell stack 8, and the reaction fuel gas (including the residual fuel gas) discharged from the fuel electrode 12 and the air discharged from the oxygen electrode 14 are provided. And (containing oxygen) are respectively sent to the combustion zone 30 and burned. Exhaust gas (combustion exhaust gas) from the combustion region 30 is fed to the air preheater 6 via the exhaust gas feed line 32, and is discharged through the exhaust gas discharge line 34.

この燃料電池システムでは、燃料電池２（セルスタック８）から排出される排気ガスの熱を温水として回収するための貯湯装置３６が配設され、この貯湯装置３６に関連して、排気ガス排出ライン３４に熱交換器３８が配設されている。貯湯装置３６は、温水を貯えるための貯湯タンク４０を備え、この貯湯タンク４０内の貯湯水を熱交換器３８を通して循環するための貯湯水循環ライン４２が設けられている。この貯湯水循環ライン４２には、貯湯水を循環させるための貯湯水循環ポンプ４４が配設されている。この貯湯タンク４０には水供給ライン４６が接続され、この水供給ライン５２に水（例えば、水道水）の供給を制御するための開閉弁４８が配設されている。貯湯タンク４０に貯められた温水は、温水給湯ライン５０を通して出湯される。 In this fuel cell system, a hot water storage device 36 for recovering the heat of the exhaust gas discharged from the fuel cell 2 (cell stack 8) as hot water is provided, and in connection with this hot water storage device 36, an exhaust gas discharge line A heat exchanger 38 is arranged at 34. The hot water storage device 36 includes a hot water storage tank 40 for storing hot water, and a hot water storage circulation line 42 for circulating the hot water stored in the hot water storage tank 40 through the heat exchanger 38. The stored hot water circulation line 42 is provided with a stored hot water circulation pump 44 for circulating the stored hot water. A water supply line 46 is connected to the hot water storage tank 40, and an opening/closing valve 48 for controlling the supply of water (for example, tap water) is arranged in the water supply line 52. The hot water stored in the hot water storage tank 40 is discharged from the hot water supply line 50.

この給湯装置３６では、貯湯タンク４０に関連して、貯湯タンク４０内の貯湯水を冷却するためのラジエタ手段５０が配設されている。貯湯タンク４０の下部には、貯湯タンク４０内の貯湯水を循環させるための冷却用循環ライン５２が設けられ、ラジエタ手段５０は、この冷却用循環ライン５２に配設されている。この冷却用循環ライン５２には、更に、貯湯水を冷却用循環ライン５２を通して循環させるための冷却用循環ポンプ５４が配設されている。 In this hot water supply device 36, a radiator means 50 for cooling the stored hot water in the hot water storage tank 40 is provided in association with the hot water storage tank 40. A cooling circulation line 52 for circulating the stored hot water in the hot water storage tank 40 is provided below the hot water storage tank 40, and the radiator means 50 is disposed in the cooling circulation line 52. The cooling circulation line 52 is further provided with a cooling circulation pump 54 for circulating the stored hot water through the cooling circulation line 52.

この燃料電池システムの稼動運転は、次のようにして行われる。燃料ガス供給源２０からの燃料ガスは、燃料ガス供給ライン１８を通して気化・改質器４に供給され、また水供給源２３からの改質用水は、水供給ライン２１を通して気化・改質器４に供給される。気化・改質器４の気化部５においては、改質用水が気化されて水蒸気となるとともに、この水蒸気に燃料ガスが混合されて改質部７に送給される。また気化・改質器４の改質部７においては、水蒸気を用いて燃料ガスが水蒸気改質され、このように水蒸気改質された改質燃料ガスが改質燃料ガス送給ライン１６を通してセルスタック８の燃料極１２に送給される。また、送風装置２８からの空気は、空気供給ライン２６を通して空気予熱器６に供給され、この空気予熱器６において排気ガスとの間で熱交換されて加温された後に、空気送給ライン２４を通してセルスタック８の酸素極１４に送給される。 The operation of the fuel cell system is performed as follows. The fuel gas from the fuel gas supply source 20 is supplied to the vaporizer/reformer 4 via the fuel gas supply line 18, and the reforming water from the water supply source 23 is supplied to the vaporizer/reformer 4 via the water supply line 21. Is supplied to. In the vaporizer 5 of the vaporizer/reformer 4, the reforming water is vaporized into steam, and the steam is mixed with the fuel gas and sent to the reformer 7. In the reforming section 7 of the vaporizer/reformer 4, the fuel gas is steam-reformed using steam, and the reformed fuel gas thus steam-reformed is passed through the reformed fuel gas feed line 16 to the cell. The fuel is fed to the fuel electrode 12 of the stack 8. Further, the air from the air blower 28 is supplied to the air preheater 6 through the air supply line 26, is heat-exchanged with the exhaust gas in the air preheater 6 to be heated, and then the air supply line 24. Is supplied to the oxygen electrode 14 of the cell stack 8.

セルスタック８の燃料極１２では改質して生成された改質燃料ガスの酸化が行われ、またその酸素極１４では空気中の酸素の還元が行われ、燃料極１２での酸化及び酸素極１４での還元による電気化学反応により発電が行われる。 The reformed fuel gas produced by reforming is oxidized at the fuel electrode 12 of the cell stack 8, and the oxygen in the air is reduced at the oxygen electrode 14, and the oxidation and oxygen electrode at the fuel electrode 12 are performed. Electric power is generated by the electrochemical reaction due to the reduction at 14.

セルスタック８の燃料極１２からの反応燃料ガス及び酸素極１４からの空気はそれぞれ燃焼室３０に送給され、空気中の酸素を利用して余剰の燃料ガスが燃焼される。燃焼室３０からの排気ガス（燃焼排気ガス）は排気ガス送給ライン３２を通して空気予熱器６に送給され、この空気予熱器６において送風装置２８からの空気との熱交換に利用される。この空気余熱器６からの排気ガスは、排気ガス排出ライン３４を通して熱交換器３８に送給される。熱交換器３８においては、貯湯タンク４０から貯湯水循環ライン４２を通して送給される水（貯湯水）と排気ガス排出ライン３４を通して流れる排気ガスとの間で熱交換が行われる。この熱交換により加温された水（温水）は、貯湯水循環ポンプ４４の作用によって貯湯水循環ライン４８を通して貯湯タンク４６に貯められる。また、貯湯タンク４０内の温水の貯湯量が増えると、貯湯水（温水）が冷却用循環ライン５２を通して循環され、ラジエタ手段５０にて冷却された後に貯湯タンク４０に戻される。 The reaction fuel gas from the fuel electrode 12 of the cell stack 8 and the air from the oxygen electrode 14 are respectively fed to the combustion chamber 30, and the excess fuel gas is burned by utilizing oxygen in the air. Exhaust gas (combustion exhaust gas) from the combustion chamber 30 is fed to the air preheater 6 through the exhaust gas feed line 32, and is used in this air preheater 6 for heat exchange with the air from the air blower 28. The exhaust gas from the air preheater 6 is sent to the heat exchanger 38 through the exhaust gas discharge line 34. In the heat exchanger 38, heat exchange is performed between the water (hot water) fed from the hot water storage tank 40 through the hot water circulation line 42 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas discharge line 34. The water (warm water) heated by this heat exchange is stored in the hot water storage tank 46 through the hot water storage circulation line 48 by the action of the hot water circulation pump 44. When the amount of hot water stored in the hot water storage tank 40 increases, the stored hot water (hot water) is circulated through the cooling circulation line 52, cooled by the radiator means 50, and then returned to the hot water storage tank 40.

図１とともに図２を参照して、この実施形態では、燃料電池２、気化・改質器４、及び空気余熱器６は電池ハウジング５８内に収容され、この電池ハウジング５８とともに燃料電池ユニット６０として構成されている。電池ハウジング５８は、内部に高温室６２を規定し、燃料電池２、気化・改質器４及び空気余熱器６は、高温状態に保たれる高温室６２に収容されている。 Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, in this embodiment, the fuel cell 2, the vaporizer/reformer 4, and the air preheater 6 are housed in a cell housing 58, and together with the cell housing 58, a fuel cell unit 60 is formed. It is configured. The battery housing 58 defines a high temperature chamber 62 inside, and the fuel cell 2, the vaporizer/reformer 4, and the air preheater 6 are housed in the high temperature chamber 62 kept at a high temperature.

この燃料電池システムは、更に、外装ハウジング６４を備え、燃料電池ユニット６０及び貯湯装置３６は、この外装ハウジング６４内に配設されている。更に説明すると、外装ハウジング６４内は、中間仕切り壁６６によって下部空間６８と上部空間７０とに仕切られ、貯湯装置３６は下部空間６８に収容され、燃料電池ユニット６０は上部空間７０内に収容されている。 The fuel cell system further includes an outer housing 64, and the fuel cell unit 60 and the hot water storage device 36 are arranged in the outer housing 64. More specifically, the interior housing 64 is partitioned into a lower space 68 and an upper space 70 by the intermediate partition wall 66, the hot water storage device 36 is housed in the lower space 68, and the fuel cell unit 60 is housed in the upper space 70. ing.

また、この外装ハウジング６４の一側壁７２（図２において左側の側壁）には、排気開口７４及び導入開口７６が設けられ、導入開口７６を通して外気が外装ハウジング６４の下部空間６８に導入される。また、ラジエタ手段５０は、貯湯タンク４０からの貯湯水（温水）が流れる冷却用熱交換器７８と、この冷却用熱交換器７８に向けて空気を流すラジエタファン８０とを備え、この冷却用熱交換器７８において、冷却用循環ライン５２を流れる貯湯水（温水）とラジエタファン８０からの空気との間で熱交換が行われ、この熱交換により冷却された貯湯水が貯湯タンク４０に戻される。 An exhaust opening 74 and an introduction opening 76 are provided on one side wall 72 (the left side wall in FIG. 2) of the exterior housing 64, and outside air is introduced into the lower space 68 of the exterior housing 64 through the introduction opening 76. Further, the radiator means 50 is provided with a cooling heat exchanger 78 through which stored hot water (hot water) from the hot water storage tank 40 and a radiator fan 80 through which air is directed toward the cooling heat exchanger 78. In the heat exchanger 78, heat exchange is performed between the stored hot water (warm water) flowing through the cooling circulation line 52 and the air from the radiator fan 80, and the stored hot water cooled by this heat exchange is returned to the hot water storage tank 40. Be done.

このラジエタ手段５０の排出側には空気排出ダクト８２が設けられ、また熱交換器３８の排出側には、排気ガス排出ライン３４の一部を構成する排気ガス排出ダクト８４が設けられ、これら空気排出ダクト８２及び排気ガス排出ダクト８４は、外装ハウジング６４の排気開口７４に接続された合流排出ダクト８６に接続されている。従って、ラジエタファン８０から冷却用熱交換器７８を通して流れた空気は、空気排出ダクト８２を通して合流排出ダクト８６に流れ、また燃料電池２（セルスタック８）から熱交換器３８を通して流れた排気ガスは、排気ガス排出ダクト８４を通して合流排出ダクト７４に流れ、この合流排出ダクト８６の混合域８５にて空気と排気ガスとが混合された後に合流排出ダクト７４を通して排気開口７４から外部に排出される。 An air exhaust duct 82 is provided on the exhaust side of the radiator means 50, and an exhaust gas exhaust duct 84 forming a part of the exhaust gas exhaust line 34 is provided on the exhaust side of the heat exchanger 38. The exhaust duct 82 and the exhaust gas exhaust duct 84 are connected to a merging exhaust duct 86 connected to the exhaust opening 74 of the exterior housing 64. Accordingly, the air flowing from the radiator fan 80 through the cooling heat exchanger 78 flows through the air exhaust duct 82 into the confluent exhaust duct 86, and the exhaust gas flowing from the fuel cell 2 (cell stack 8) through the heat exchanger 38 is discharged. , Through the exhaust gas discharge duct 84 to the combined discharge duct 74, and the air and the exhaust gas are mixed in the mixing area 85 of the combined discharge duct 86, and then discharged through the combined discharge duct 74 to the outside from the exhaust opening 74.

この燃料電池システムは、次の通りの特徴を有する。即ち、燃料電池２（セルスタック８）から熱交換器３８を通して排出される排気ガスにラジエタ手段５０からの空気が混合され、この空気が混合された混合排気ガスが排気開口７４から外部に排出されるので、熱交換器３８からの排気ガスにラジエタ手段５０からの多くの空気が混合され、これによって、混合排気ガスの露点温度を充分に下げることができるとともに、排気開口７４から排出される混合排気ガスの流速を高めて外装ハウジング６４の一側壁７２の表面から離れたところに流すことができ、かくして、外装ハウジング６４の表面での結露発生を充分に抑えることができる。また、外装ハウジング６４内に貯湯装置３６が内蔵され、この貯湯装置３６の貯湯タンク４０に関連して設けられるラジエタ手段５０からの空気が排気ガスに混合されるので、専用の換気ファンなどを必要とせずに結露発生を抑えることができる。 This fuel cell system has the following features. That is, the exhaust gas discharged from the fuel cell 2 (cell stack 8) through the heat exchanger 38 is mixed with the air from the radiator means 50, and the mixed exhaust gas mixed with this air is discharged from the exhaust opening 74 to the outside. As a result, a large amount of air from the radiator means 50 is mixed with the exhaust gas from the heat exchanger 38, whereby the dew point temperature of the mixed exhaust gas can be sufficiently lowered, and at the same time, the exhaust gas from the exhaust opening 74 is mixed. The flow velocity of the exhaust gas can be increased to flow away from the surface of the one side wall 72 of the exterior housing 64, and thus dew condensation on the surface of the exterior housing 64 can be sufficiently suppressed. Further, since the hot water storage device 36 is built in the exterior housing 64 and the air from the radiator means 50 provided in association with the hot water storage tank 40 of the hot water storage device 36 is mixed with the exhaust gas, a dedicated ventilation fan or the like is required. It is possible to suppress the occurrence of dew condensation without doing so.

燃料電池からの排気ガスとラジエタ手段からの空気とを混合する混合域付近は、例えば、図３に示すように構成することができる。図３において、この形態では、ラジエタ手段５０Ａは、ラジエタハウジング１０２を備え、このラジエタハウジング１０２の底部に流入開口１０４が設けられ、その上端部に流出開口１０６が設けられている。このラジエタハウジング１０２内の底部にはラジエタファン８０Ａが配設され、その上部には冷却用熱交換器７８Ａが配設され、ラジエタファン８０Ａからの空気は、矢印で示すように、冷却用熱交換器７８Ａ及び流出開口１０６を通して合流排出ダクト８６Ａに流れる。また、燃料電池（図示せず）の熱交換器３８からの排気ガスは、矢印で示すように排気ガス排出ダクト８４Ａを通して合流排出ダクト８６Ａに流れる。 The vicinity of the mixing area where the exhaust gas from the fuel cell and the air from the radiator means are mixed can be configured as shown in FIG. 3, for example. In FIG. 3, in this embodiment, the radiator means 50A includes a radiator housing 102, an inflow opening 104 is provided at a bottom portion of the radiator housing 102, and an outflow opening 106 is provided at an upper end portion thereof. A radiator fan 80A is arranged at the bottom of the radiator housing 102, and a cooling heat exchanger 78A is arranged at the upper part thereof. Air from the radiator fan 80A is cooled by heat as shown by an arrow. Through the vessel 78A and the outflow opening 106 to the merged exhaust duct 86A. Exhaust gas from the heat exchanger 38 of the fuel cell (not shown) flows to the confluent exhaust duct 86A through the exhaust gas exhaust duct 84A as shown by the arrow.

また、外装ハウジング６４の一側壁７２の排気開口７４には、これを覆うように排気トップ１０８が設けられ、この排気トップ１０８の外側面１１０に排気排出開口１１２が設けられている。この排気トップ１０８の底部には、結露発生検知手段として機能する電導度センサ１１４が配設されている。排気開口７４から排出される排気ガス（ラジエタ手段５０Ａからの空気が混合された混合排気ガス）に含まれた水分が結露し、結露により生じた水滴が排気トップ１０８の底部に貯まると、電導度センサ１１４はこの結露の水分を検知する。このような結露発生検知手段は、外装ハウジング６４の排気開口７４又はその近傍に配設することによって、結露発生状態又はそのおそれのある状態であるかを検知することができる。 An exhaust top 108 is provided so as to cover the exhaust opening 74 of the side wall 72 of the exterior housing 64, and an exhaust exhaust opening 112 is provided on an outer side surface 110 of the exhaust top 108. At the bottom of the exhaust top 108, a conductivity sensor 114 that functions as a dew condensation occurrence detecting means is provided. When the moisture contained in the exhaust gas discharged from the exhaust opening 74 (the mixed exhaust gas in which the air from the radiator means 50A is mixed) is condensed, and the water droplets generated by the condensation are accumulated at the bottom of the exhaust top 108, the electric conductivity is obtained. The sensor 114 detects the water content of the dew condensation. By disposing such a dew condensation occurrence detecting means at the exhaust opening 74 of the exterior housing 64 or in the vicinity thereof, it is possible to detect whether or not there is a dew condensation occurrence state.

この燃料電池システムは、更に、ラジエタ手段５０などを作動制御するためのコントローラ１１６を備え、コントローラ１１６は、電導度センサ１１４からの検知信号に基づいて給湯装置３６及びラジエタ手段５０などを後述する如く作動制御する。この実施形態におけるその他の構成は、図１及び図２に示す実施形態と実質上同一である。 The fuel cell system further includes a controller 116 for controlling the operation of the radiator means 50 and the like. The controller 116 operates the hot water supply device 36, the radiator means 50 and the like based on the detection signal from the conductivity sensor 114 as described later. Control the operation. Other configurations in this embodiment are substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2.

この実施形態においては、電導度センサ１１４が結露発生（換言すると、結露により生じた水分）を検知しないときには、上述したようにして貯湯装置３６に温水が貯湯される。また、貯湯タンク４０内の温水の貯湯量が多くなると、ラジエタ手段５０Ａにより貯湯水の冷却が行われる。この貯湯水を冷却するときには、コントローラ１１６は冷却用循環ポンプ５４及びラジエタファン８０Ａを作動する。即ち、貯湯タンク４０内の貯湯水（温水）が矢印で示すように冷却用循環流路５２を通して流れ、ラジエタ手段５０Ａの冷却用熱交換器７８Ａを通して流れる間に、ラジエタファン８０Ａから冷却用熱交換器７８Ａの周囲を流れる空気（この空気は、外装ハウジング７２の導入開口７６、外装ハウジング６４の下部空間６８及びラジエタハウジング１０２の流入開口１０４を通してラジエタファン８０Ａに流れる）との間で熱交換が行われ、この熱交換により冷却された貯湯水（水）が貯湯タンク４０に戻される。また、冷却用熱交換器７８Ａを通って流れた空気は、ラジエタハウジング１０２の流出開口１０６から合流排出ダクト８６Ａに流れ、混合域８５Ａにて排気ガス排出ダクト８４を通して合流排出ダクト８６Ａに流れる排気ガスに混合される。そして、この空気と混合された混合排気ガスは、合流排出ダクト８６Ａを通して排気トップ１０８に流れ、その排気排出開口１１２を通して外部に排出される。このとき、熱交換器３８からの排気ガスにラジエタ手段５０Ａからの空気が混合されるので、混合排気ガスの露点温度が下がり、混合排気ガス中の水分の結露が発生し難い状態に保たれる。 In this embodiment, when the conductivity sensor 114 does not detect the occurrence of dew condensation (in other words, the water content caused by dew condensation), hot water is stored in the hot water storage device 36 as described above. When the amount of hot water stored in the hot water storage tank 40 increases, the radiator means 50A cools the stored hot water. When cooling the stored hot water, the controller 116 operates the cooling circulation pump 54 and the radiator fan 80A. That is, while the stored hot water (hot water) in the hot water storage tank 40 flows through the cooling circulation passage 52 as shown by the arrow and flows through the cooling heat exchanger 78A of the radiator means 50A, the cooling heat exchange from the radiator fan 80A. Heat is exchanged with the air flowing around the container 78A (this air flows to the radiator fan 80A through the introduction opening 76 of the outer housing 72, the lower space 68 of the outer housing 64 and the inflow opening 104 of the radiator housing 102). The stored hot water (water) cooled by this heat exchange is returned to the hot water storage tank 40. Further, the air flowing through the cooling heat exchanger 78A flows from the outflow opening 106 of the radiator housing 102 to the confluent exhaust duct 86A, and in the mixing area 85A, the exhaust gas flowing through the exhaust gas exhaust duct 84 to the confluent exhaust duct 86A. To be mixed. Then, the mixed exhaust gas mixed with the air flows to the exhaust top 108 through the confluent exhaust duct 86A and is exhausted to the outside through the exhaust exhaust opening 112. At this time, since the exhaust gas from the heat exchanger 38 is mixed with the air from the radiator means 50A, the dew point temperature of the mixed exhaust gas is lowered, and the dew point of the water content in the mixed exhaust gas is kept in a state in which dew condensation hardly occurs. ..

また、電導度センサ１１４が結露発生（換言すると、結露による水分）を検知すると、電導度センサ１１４からの検知信号（結露信号）に基づき、コントローラ１１６はラジエタファン８０Ａを作動する（このとき、冷却用循環ポンプ１１４が作動することはない）。即ち、ラジエタファン８０Ａからの空気は冷却用熱交換器７８Ａの周囲を通って合流排出ダクト８６Ａに流れ、合流排出ダクト８６Ａの混合域８５Ａにて排気ガス排出ダクト８４を通して合流排出ダクト８６Ａに流れる排気ガスに混合され、この空気と混合された混合排気ガスは、合流排出ダクト８６Ａ及び排気トップ１０８を通して外部に排出される。従って、このときにも、熱交換器３８からの排気ガスにラジエタ手段５０Ａからの空気が混合されるので、混合排気ガスの露点温度が下がり、混合排気ガスによる結露発生の進行が抑えられ、外装ハウジング６４の一側壁７２の表面が結露状態になることを抑えることができる。 Further, when the conductivity sensor 114 detects the occurrence of dew condensation (in other words, moisture due to dew condensation), the controller 116 operates the radiator fan 80A based on a detection signal (condensation signal) from the conductivity sensor 114 (at this time, cooling is performed). Circulation pump 114 does not operate). That is, the air from the radiator fan 80A flows through the periphery of the cooling heat exchanger 78A to the confluent exhaust duct 86A, and in the mixing area 85A of the confluent exhaust duct 86A, the exhaust gas that flows to the confluent exhaust duct 86A through the exhaust gas exhaust duct 84. The mixed exhaust gas mixed with the gas and mixed with the air is exhausted to the outside through the confluent exhaust duct 86A and the exhaust top 108. Therefore, also at this time, since the exhaust gas from the heat exchanger 38 is mixed with the air from the radiator means 50A, the dew point temperature of the mixed exhaust gas is lowered, and the progress of dew condensation due to the mixed exhaust gas is suppressed. It is possible to prevent the surface of the one side wall 72 of the housing 64 from being condensed.

燃料電池からの排気ガスとラジエタ手段からの空気とを混合する混合域付近は、例えば、図４に示すように構成することができる。図４において、この他の形態では、ラジエタ手段５０Ｂは、ラジエタハウジング１０２Ｂを備え、このラジエタハウジング１０２Ｂは、一端側（図４において右端側）から他端側（図４において左端側）に向けて流路断面積が漸増するテーパ状に構成されている。 The vicinity of the mixing area where the exhaust gas from the fuel cell and the air from the radiator means are mixed can be configured as shown in FIG. 4, for example. In FIG. 4, in another form, the radiator means 50B includes a radiator housing 102B, and the radiator housing 102B extends from one end side (the right end side in FIG. 4) to the other end side (the left end side in FIG. 4). It is formed in a tapered shape in which the cross-sectional area of the flow channel gradually increases.

このラジエタハウジング１０２Ｂの一端部内には仕切りプレート１２２が設けられ、この仕切りプレート１２２の上側空間１２３に排気ガス排出ダクト８４Ｂが連通され、その下側空間１２５に流入開口１０４Ｂが連通されている。また、仕切りプレート１２２の下流側にはラジエタファン８０Ｂが配設され、このラジエタファン８０Ｂの更に下流側に冷却用熱交換器７８Ｂが配設され、ラジエタハウジング１０２Ｂの他端側壁部１２４に流出開口１０６Ｂが設けられ、この流出開口１０６Ｂが排出接続ダクト１２４を介して排気開口７４に連通されている。 A partition plate 122 is provided in one end portion of the radiator housing 102B, an exhaust gas discharge duct 84B communicates with an upper space 123 of the partition plate 122, and an inflow opening 104B communicates with a lower space 125 thereof. Further, a radiator fan 80B is arranged on the downstream side of the partition plate 122, a cooling heat exchanger 78B is arranged on the further downstream side of the radiator fan 80B, and an outflow opening is formed in the other end side wall portion 124 of the radiator housing 102B. 106B is provided, and this outflow opening 106B is communicated with the exhaust opening 74 via the exhaust connection duct 124.

この他の実施形態では、排気ガス排出ダクト８４Ｂ内に排気ガス温度検知センサ１２６（排気ガス温度検知手段を構成する）が配設され、この排気ガス温度検知センサ１２６は、熱交換器３８から外装ハウジング６４の排気開口７４に流れる排気ガスの温度を検知する。また、外装ハウジング６４の導入開口７６の内側に外気温度検知センサ１２８（外気温度検知手段を構成する）が配設され、この外気温度検知センサ１２６は、外気の温度を検知する。この外気温度検知センサ１２８は、外気温度を検知することができる適宜の箇所に配置することができ、例えば、外装ハウジング６４の外側に設けるようにしてもよい。 In this other embodiment, an exhaust gas temperature detection sensor 126 (constituting exhaust gas temperature detection means) is arranged in the exhaust gas exhaust duct 84B, and the exhaust gas temperature detection sensor 126 is installed on the exterior of the heat exchanger 38. The temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust opening 74 of the housing 64 is detected. Further, an outside air temperature detection sensor 128 (which constitutes an outside air temperature detection means) is arranged inside the introduction opening 76 of the exterior housing 64, and the outside air temperature detection sensor 126 detects the temperature of the outside air. The outside air temperature detection sensor 128 can be arranged at an appropriate position where the outside air temperature can be detected, and may be provided outside the exterior housing 64, for example.

排気ガス温度検知センサ１２６及び外気温度検知センサ１２８からの検知信号はコントローラ１１６Ｂに送給され、コントローラ１１６Ｂは、これら検知センサ１２６，１２８からの検知信号に基づいてラジエタ手段５０Ｂなどを後述する如く作動制御する。この他の実施形態におけるその他の構成は、図３に示す実施形態と実質上同一である。 Detection signals from the exhaust gas temperature detection sensor 126 and the outside air temperature detection sensor 128 are sent to the controller 116B, and the controller 116B operates the radiator means 50B and the like based on the detection signals from the detection sensors 126 and 128 as described later. Control. Other configurations in this other embodiment are substantially the same as the embodiment shown in FIG.

この他の実施形態において、コントローラ１１６Ｂは、排気ガス温度検知手段１２６及び外気温度検知手段１２８の検知温度の温度差を演算し、この温度差が所定温度差（例えば、１０℃程度に設定される）以上になると結露発生のおそれがあるとして結露信号を生成し、コントローラ１１６Ｂは、この結露信号に基づいてラジエタ手段５０Ｂのラジエタファン８０Ｂを作動する。 In this other embodiment, the controller 116B calculates a temperature difference between the temperatures detected by the exhaust gas temperature detecting means 126 and the outside air temperature detecting means 128, and this temperature difference is set to a predetermined temperature difference (for example, about 10° C.). ) When the above is reached, a dew condensation signal is generated, and the controller 116B operates the radiator fan 80B of the radiator means 50B based on this dew condensation signal.

このようにラジエタファン８０Ｂが作動すると、このラジエタファン８０Ｂの作用によって、下部空間６８内の空気が流入開口１０４Ｂ及び下側空間１２５を通して吸引されるとともに、熱交換器３８からの排気ガスが排気ガス排出ダクト８４Ｂ及び上側空間１２３を通して吸引される。そして、上側空間１２３からの排気ガスと下側空間１２５からの空気とが混合域８５Ｂにて混合され、かく混合された混合排気ガスが冷却用熱交換器７８Ｂの周囲を通して流れ、ラジエタハウジング１０２Ｂの流出開口１０６Ｂ、排出接続ダクト１２４、外装ハウジング６４の排気開口７４及び排気トップ１０８を通して外部に排出される。従って、このように構成した場合においても、熱交換器３８からの排気ガスに冷却用熱交換器７８Ｂを冷却するための空気が混合されるので、この混合排気ガスの露点温度が下がり、上述したと同様に、排気ガスによる結露発生を抑えることができる。 When the radiator fan 80B thus operates, the air in the lower space 68 is sucked through the inflow opening 104B and the lower space 125 and the exhaust gas from the heat exchanger 38 is exhausted by the action of the radiator fan 80B. It is sucked through the exhaust duct 84B and the upper space 123. Then, the exhaust gas from the upper space 123 and the air from the lower space 125 are mixed in the mixing area 85B, and the mixed exhaust gas thus mixed flows through the periphery of the cooling heat exchanger 78B and the radiator housing 102B. It is discharged to the outside through the outflow opening 106B, the exhaust connection duct 124, the exhaust opening 74 of the exterior housing 64, and the exhaust top 108. Therefore, even in the case of such a configuration, since the air for cooling the cooling heat exchanger 78B is mixed with the exhaust gas from the heat exchanger 38, the dew point temperature of this mixed exhaust gas is lowered, and the above-mentioned is performed. Similarly, it is possible to suppress the generation of dew condensation due to the exhaust gas.

以上、本発明に従う燃料電池システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。 Although the embodiment of the fuel cell system according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、外装ハウジング６４の下部空間６８に貯湯装置３６を配設し、その上部空間７０に燃料電池ユニット６０を配設しているが、このような構成とは反対に、外装ハウジング６４の下部空間６８に燃料電池ユニット６０を配設し、その上部空間７０に貯湯装置３６を配設するようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the hot water storage device 36 is arranged in the lower space 68 of the exterior housing 64, and the fuel cell unit 60 is arranged in the upper space 70 thereof. The fuel cell unit 60 may be disposed in the lower space 68 of the exterior housing 64, and the hot water storage device 36 may be disposed in the upper space 70 thereof.

２燃料電池
３６貯湯装置
３８熱交換器
４０貯湯タンク
５０，５０Ａ，５０Ｂラジエタ手段
６４外装ハウジング
６８下部空間
７０上部空間
７８，７８Ａ，７８Ｂ冷却用熱交換器
８０，８０Ａ，８０Ｂラジエタファン
１１４電導度センサ（結露発生検知手段）
１１６，１１６Ｂコントローラ
１２６排気ガス温度検知センサ（排気ガス温度検知手段）
１２８外気温度検知センサ（外気温度検知手段）

2 Fuel Cell 36 Hot Water Storage Device 38 Heat Exchanger 40 Hot Water Storage Tank 50, 50A, 50B Radiator Means 64 Exterior Housing 68 Lower Space 70 Upper Space 78, 78A, 78B Cooling Heat Exchanger 80, 80A, 80B Radiator Fan 114 Conductivity Sensor (Condensation occurrence detection means)
116, 116B controller 126 exhaust gas temperature detection sensor (exhaust gas temperature detection means)
128 Outside air temperature detection sensor (outside air temperature detection means)

Claims

A fuel cell that generates electricity by oxidizing and reducing a fuel gas and an oxidant, a hot water storage device that includes a hot water storage tank that stores the heat of the exhaust gas from the fuel cell as hot water, the exhaust gas from the fuel cell, and the hot water storage tank And a heat exchanger for exchanging heat with water from the fuel cell system,
The fuel cell, the hot water storage device, and the heat exchanger are housed in an exterior housing, and the exterior housing is provided with an introduction opening for introducing outside air and an exhaust opening for discharging air to the outside.
The hot water storage device includes a hot water storage circulation line for circulating the hot water stored in the hot water storage tank through the heat exchanger, and a hot water storage circulation pump disposed in the hot water storage circulation line, in relation to the hot water storage tank, Radiator means for cooling the hot water stored in the hot water storage tank is provided, and the radiator means includes a cooling heat exchanger arranged in a cooling circulation line through which hot water from the hot water storage tank flows, and the cooling means. A radiator fan for cooling the heat exchanger for use, and a cooling circulation pump arranged in the cooling circulation line,
Exhaust gas from the fuel cell is configured to be mixed with air flowing through the cooling heat exchanger of the radiator means and discharged to the outside through the exhaust opening of the exterior housing ,
When cooling the hot water in the hot water storage tank, the cooling circulation pump and the radiator fan are operated, and while the hot water in the hot water storage tank flows through the cooling heat exchanger, it is cooled by the air from the radiator fan. In addition, when the condensation generation due to the exhaust gas is prevented, the radiator fan is operated, and the air from the radiator fan is mixed with the exhaust gas from the fuel cell and discharged from the exhaust opening of the exterior housing. Characteristic fuel cell system.

Exhaust gas temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing from the heat exchanger to the exhaust opening of the exterior housing and outside air temperature detection means for detecting the temperature of the outside air are provided, and the exhaust gas temperature detection is provided. When the temperature difference between the detected temperature of the detected temperature and the outside air temperature detecting means means becomes equal to or higher than a predetermined temperature difference, according to claim 1, wherein the radiator fan as a condensation by the exhaust gas is generated is characterized in that it is operated Fuel cell system.

Condensation occurrence detection means for detecting the occurrence of dew condensation is provided at or near the exhaust opening of the exterior housing, and when the condensation occurrence detection means detects moisture due to dew condensation, it is considered that dew condensation due to the exhaust gas occurs. The fuel cell system according to claim 1 , wherein the radiator fan is operated.