JP6820497B2

JP6820497B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP6820497B2
Application number: JP2016152674A
Authority: JP
Inventors: 耕平露口; 吉村　晃久; 晃久吉村; 直久田邉; 慎一朗堀; 雅樹三井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-08-03
Also published as: JP2018022602A

Description

本開示は、燃料電池システムに関する。 The present disclosure relates to a fuel cell system.

改質器及び燃料電池を備えた燃料電池システムはよく知られている。改質器において、改質反応によって都市ガスなどの原料から水素ガスが生成される。生成された水素ガスは、酸化剤ガスとしての酸素（空気）とともに燃料電池に供給される。燃料電池において、水素と酸素との電気化学反応によって電力が生成される。 Fuel cell systems with reformers and fuel cells are well known. In the reformer, hydrogen gas is generated from raw materials such as city gas by the reforming reaction. The generated hydrogen gas is supplied to the fuel cell together with oxygen (air) as an oxidant gas. In fuel cells, electricity is generated by the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen.

例えば、改質器には、水蒸気改質のための水が供給される。燃料電池には、冷却水が供給される。したがって、燃料電池システムには、給水回路、冷却水回路、排水路などの各種の水の流路が設けられている。水が凍結すると、燃料電池システムの運転が不可能になる。水の凍結による部品の破損も懸念される。そのため、特許文献１に記載されているように、従来の燃料電池システムには、水の凍結を防止するための電気ヒータが設けられている。ただし、特許文献１の技術によれば、電気ヒータの消費電力が多くなりがちである。 For example, the reformer is supplied with water for steam reforming. Cooling water is supplied to the fuel cell. Therefore, the fuel cell system is provided with various water flow paths such as a water supply circuit, a cooling water circuit, and a drainage channel. When the water freezes, the fuel cell system becomes inoperable. There is also concern about damage to parts due to freezing of water. Therefore, as described in Patent Document 1, the conventional fuel cell system is provided with an electric heater for preventing water from freezing. However, according to the technique of Patent Document 1, the power consumption of the electric heater tends to increase.

特許文献２には、インバータの熱を利用して水の凍結を防止するための技術が記載されている。図４に示すように、特許文献２に記載された発電装置において、燃料電池、改質器及び冷却水機器（それぞれ図示省略）がパッケージ２０１に収納されている。導風管２１３を通じて、インバータ２０９で温められた空気がパッケージ２０１に導入される。 Patent Document 2 describes a technique for preventing water from freezing by utilizing the heat of an inverter. As shown in FIG. 4, in the power generation device described in Patent Document 2, a fuel cell, a reformer, and a cooling water device (not shown) are housed in the package 201. The air warmed by the inverter 209 is introduced into the package 201 through the air duct 213.

国際公開第２００９／０３４９９７号International Publication No. 2009/034997 特開２００６−２５２９６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-252964

特許文献２に記載された技術によれば、燃料電池システムのエネルギー効率を向上させつつ、水の凍結を防止することができる。しかし、特許文献２に開示された構成は、必ずしも十分な凍結防止効果を得られるものではない。 According to the technique described in Patent Document 2, it is possible to prevent water from freezing while improving the energy efficiency of the fuel cell system. However, the configuration disclosed in Patent Document 2 does not always have a sufficient antifreezing effect.

本開示の目的は、燃料電池システムのエネルギー効率を向上させつつ、水の凍結をより確実に防止するための技術を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a technique for more reliably preventing water from freezing while improving the energy efficiency of a fuel cell system.

すなわち、本開示は、
燃料電池と、
改質器と、
前記燃料電池及び前記改質器から選ばれる少なくとも１つに接続された水回路と、
側壁を有し、前記燃料電池、前記改質器及び前記水回路を収納している筐体と、
前記筐体の前記側壁と前記側壁に向かい合う隔壁とによって形成された通気ダクトと、
前記通気ダクトの下部に設けられ、前記筐体の外部と前記通気ダクトの内部とを連通させる吸気口と、
前記通気ダクトの上部に設けられ、前記通気ダクトの内部と前記筐体の内部とを連通させる排気口と、
前記吸気口から前記排気口への経路上において前記通気ダクトに配置され、前記燃料電池の直流出力を交流出力に変換するインバータと、
前記吸気口よりも鉛直方向の下側の位置において前記筐体に設けられ、前記筐体の内部と前記筐体の外部とを連通させる換気口と、
を備えた、燃料電池システムを提供する。 That is, the present disclosure is
With a fuel cell
With the reformer
A water circuit connected to at least one selected from the fuel cell and the reformer.
A housing having a side wall and accommodating the fuel cell, the reformer, and the water circuit.
A ventilation duct formed by the side wall of the housing and the partition wall facing the side wall,
An intake port provided below the ventilation duct and communicating the outside of the housing with the inside of the ventilation duct.
An exhaust port provided above the ventilation duct and communicating the inside of the ventilation duct with the inside of the housing.
An inverter arranged in the ventilation duct on the path from the intake port to the exhaust port and converting the DC output of the fuel cell into an AC output.
A ventilation port provided in the housing at a position below the intake port in the vertical direction and communicating the inside of the housing with the outside of the housing.
To provide a fuel cell system equipped with.

本開示の技術によれば、燃料電池システムのエネルギー効率を向上させつつ、水の凍結をより確実に防止することができる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to more reliably prevent water from freezing while improving the energy efficiency of the fuel cell system.

図１は、本開示の一実施形態にかかる燃料電池システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present disclosure. 図２は、図１に示す燃料電池システムの側面図である。FIG. 2 is a side view of the fuel cell system shown in FIG. 図３は、変形例にかかる燃料電池システムの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a fuel cell system according to a modified example. 図４は、特許文献２に記載された発電装置の構成図である。FIG. 4 is a block diagram of the power generation device described in Patent Document 2.

（本開示の基礎となった知見）
図４に示すように、特許文献２に開示された発電装置において、パッケージ２０１の下部に吸気口２０２が設けられ、パッケージ２０１の上部に排気口２０４が設けられている。吸気口２０２を通じてパッケージ２０１に導入された空気及び導風管２１３を通じてパッケージ２０１に導入された空気は、排気口２０４を通じて、パッケージ２０１の外部に速やかに排出される。つまり、特許文献２に開示された構成では、インバータ２０９の熱を必ずしも有効利用できない。発電の停止後、パッケージ２０１の上部の排気口２０４を通じて、温かい空気が外部に排出されるため、パッケージ２０１の内部の温度も速やかに低下する。 (Knowledge on which this disclosure was based)
As shown in FIG. 4, in the power generation device disclosed in Patent Document 2, an intake port 202 is provided at the lower part of the package 201, and an exhaust port 204 is provided at the upper part of the package 201. The air introduced into the package 201 through the intake port 202 and the air introduced into the package 201 through the air duct 213 are rapidly discharged to the outside of the package 201 through the exhaust port 204. That is, in the configuration disclosed in Patent Document 2, the heat of the inverter 209 cannot always be effectively used. After the power generation is stopped, warm air is discharged to the outside through the exhaust port 204 at the top of the package 201, so that the temperature inside the package 201 also drops rapidly.

また、燃料電池システムには、通常、給水回路、冷却水回路などの回路の水を外部に排出するための水抜き栓が設けられている。重力によって水を排出できるようにするために、水抜き栓は、多くの場合、筐体の下部に設けられている。水抜き栓の近傍での水の凍結を防止するためには、筐体の下部の空間の温度も重要である。しかし、特許文献２に開示された構成では、筐体の下部の空間を効率的に温めることが難しい。 Further, the fuel cell system is usually provided with a drain plug for discharging water from circuits such as a water supply circuit and a cooling water circuit to the outside. Drain plugs are often provided at the bottom of the housing to allow gravity to drain water. The temperature of the space under the housing is also important to prevent freezing of water in the vicinity of the drain plug. However, with the configuration disclosed in Patent Document 2, it is difficult to efficiently heat the space under the housing.

本開示の第１態様にかかる燃料電池システムは、
燃料電池と、
改質器と、
前記燃料電池及び前記改質器から選ばれる少なくとも１つに接続された水回路と、
側壁を有し、前記燃料電池、前記改質器及び前記水回路を収納している筐体と、
前記筐体の前記側壁と前記側壁に向かい合う隔壁とによって形成された通気ダクトと、
前記通気ダクトの下部に設けられ、前記筐体の外部と前記通気ダクトの内部とを連通させる吸気口と、
前記通気ダクトの上部に設けられ、前記通気ダクトの内部と前記筐体の内部とを連通させる排気口と、
前記吸気口から前記排気口への経路上において前記通気ダクトに配置され、前記燃料電池の直流出力を交流出力に変換するインバータと、
前記吸気口よりも鉛直方向の下側の位置において前記筐体に設けられ、前記筐体の内部と前記筐体の外部とを連通させる換気口と、
を備えたものである。 The fuel cell system according to the first aspect of the present disclosure is
With a fuel cell
With the reformer
A water circuit connected to at least one selected from the fuel cell and the reformer.
A housing having a side wall and accommodating the fuel cell, the reformer, and the water circuit.
A ventilation duct formed by the side wall of the housing and the partition wall facing the side wall,
An intake port provided below the ventilation duct and communicating the outside of the housing with the inside of the ventilation duct.
An exhaust port provided above the ventilation duct and communicating the inside of the ventilation duct with the inside of the housing.
An inverter arranged in the ventilation duct on the path from the intake port to the exhaust port and converting the DC output of the fuel cell into an AC output.
A ventilation port provided in the housing at a position below the intake port in the vertical direction and communicating the inside of the housing with the outside of the housing.
It is equipped with.

第１態様の燃料電池システムによれば、筐体の内部に通気ダクトが形成され、その通気ダクトに発熱源としてのインバータが配置されている。吸気口から通気ダクトに取り込まれた空気によってインバータを効率的に冷却することができる。そして、空気を媒体として、インバータの熱で燃料電池、改質器、水回路などを効率的に温めることができるので、燃料電池システムの排熱回収効率が向上する。また、鉛直方向において、排気口、吸気口及び換気口がこの順に配置されている。このような構成によれば、筐体の上部から下部に向かう方向の空気の流れが形成されるので、筐体の下部の空間も適切に温めることができる。水抜き栓のように筐体の下部に設けられたコンポーネントも温めることができるので、より高い凍結防止効果が得られる。水抜き栓などのコンポーネントを温めるための電気ヒータを省略することも可能である。また、排気口及び吸気口の下側に換気口があるので、燃料電池システムの運転停止期間においても、筐体の内部空間に温められた空気が滞留しやすい。そのため、低外気温時にも高い凍結防止効果が得られる。 According to the fuel cell system of the first aspect, a ventilation duct is formed inside the housing, and an inverter as a heat generating source is arranged in the ventilation duct. The inverter can be efficiently cooled by the air taken into the ventilation duct from the intake port. Then, the fuel cell, reformer, water circuit, and the like can be efficiently heated by the heat of the inverter using air as a medium, so that the exhaust heat recovery efficiency of the fuel cell system is improved. Further, in the vertical direction, the exhaust port, the intake port and the ventilation port are arranged in this order. According to such a configuration, since the air flow in the direction from the upper part to the lower part of the housing is formed, the space under the housing can be appropriately warmed. Since the components provided at the bottom of the housing such as the drain plug can also be heated, a higher antifreezing effect can be obtained. It is also possible to omit the electric heater for heating components such as drain plugs. Further, since there is a ventilation port below the exhaust port and the intake port, warmed air tends to stay in the internal space of the housing even during the operation stop period of the fuel cell system. Therefore, a high antifreeze effect can be obtained even at low outside temperatures.

本開示の第２態様において、例えば、第１態様にかかる燃料電池システムは、前記吸気口を通じて前記筐体の外部の空気を前記筐体の内部に供給するための吸気ファン、及び、前記換気口を通じて前記筐体の内部の空気を前記筐体の外部に排出するための換気ファンから選ばれる少なくとも１つをさらに備えている。第２態様によれば、インバータで温められた空気を筐体の内部に効率的に供給することができる。 In the second aspect of the present disclosure, for example, the fuel cell system according to the first aspect includes an intake fan for supplying air outside the housing through the intake port and the ventilation port. It further comprises at least one selected from ventilation fans for exhausting the air inside the housing to the outside of the housing through. According to the second aspect, the air warmed by the inverter can be efficiently supplied to the inside of the housing.

本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様にかかる燃料電池システムの前記燃料電池の全体が前記吸気口よりも鉛直方向の上側に位置している。このような構成によれば、燃料電池システムの運転停止期間において、最も重要なコンポーネントである燃料電池を保温しやすい。 In the third aspect of the present disclosure, for example, the entire fuel cell of the fuel cell system according to the first or second aspect is located above the intake port in the vertical direction. With such a configuration, it is easy to keep the fuel cell, which is the most important component, warm during the shutdown period of the fuel cell system.

本開示の第４態様において、例えば、第１〜第３態様のいずれか１つにかかる燃料電池システムの前記改質器が前記燃料電池よりも鉛直方向の下側に配置されている。このような構成によれば、改質器からの排熱で筐体の上部の空間を効率的に温めることができる。 In the fourth aspect of the present disclosure, for example, the reformer of the fuel cell system according to any one of the first to third aspects is arranged below the fuel cell in the vertical direction. According to such a configuration, the space above the housing can be efficiently heated by the exhaust heat from the reformer.

本開示の第５態様において、例えば、第１〜第４態様のいずれか１つにかかる燃料電池システムの前記通気ダクトが鉛直方向に延び、前記排気口は、前記筐体の天井壁に向かって開口している部分を含む。このような構成によれば、吸気口から通気ダクトに導入された空気が鉛直方向の上側に向かってスムーズに流れ、温められた空気が排気口を通じて筐体の内部に排出される。排気口が天井壁に向かい合っているので、空気も天井壁に向かって吹き付けられて拡散する。したがって、筐体の内部空間の全体をより均一に温めることができる。 In the fifth aspect of the present disclosure, for example, the ventilation duct of the fuel cell system according to any one of the first to fourth aspects extends in the vertical direction, and the exhaust port is directed toward the ceiling wall of the housing. Includes open areas. According to such a configuration, the air introduced into the ventilation duct from the intake port smoothly flows upward in the vertical direction, and the warmed air is discharged to the inside of the housing through the exhaust port. Since the exhaust port faces the ceiling wall, air is also blown toward the ceiling wall and diffused. Therefore, the entire internal space of the housing can be heated more uniformly.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments.

図１及び図２に示すように、本実施形態にかかる燃料電池システム１００は、筐体１、燃料電池４及び改質器５を備えている。燃料電池４及び改質器５は、筐体１に収められている。筐体１は、底壁２ａ、天井壁２ｂ、複数の側壁２ｃ及び複数の脚部３を有している。筐体１は、縦長の直方体の形状を有する。複数の脚部３が底壁２ａの下面に取り付けられている。複数の脚部３によって底壁２ａと接地面との間に空間が確保されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell system 100 according to the present embodiment includes a housing 1, a fuel cell 4, and a reformer 5. The fuel cell 4 and the reformer 5 are housed in the housing 1. The housing 1 has a bottom wall 2a, a ceiling wall 2b, a plurality of side walls 2c, and a plurality of legs 3. The housing 1 has a vertically long rectangular parallelepiped shape. A plurality of legs 3 are attached to the lower surface of the bottom wall 2a. A space is secured between the bottom wall 2a and the ground contact surface by the plurality of legs 3.

改質器５は、水蒸気改質反応（CH₄+H₂O→CO+3H₂）などの改質反応によって水素ガスを生成するためのデバイスである。改質器５には、改質反応を進行させるための改質触媒が収められている。改質器５は、水及び原料を用いて、水素ガスを生成する。原料は、例えば、都市ガス、ＬＰガス（液化石油ガス）などの炭化水素ガスである。改質器５で生成された水素ガスが燃料電池４に供給される。燃料電池４は、酸化剤ガス（空気）と水素ガスとを用いて電力を生成する。燃料電池４は、例えば、固体高分子形燃料電池である。燃料電池４の排熱によって湯が生成される。生成された湯は貯湯タンク（図示省略）に貯められる。 The reformer 5 is a device for generating hydrogen gas by a reforming reaction such as a steam reforming reaction (CH ₄ + H ₂ O → CO + 3H ₂ ). The reformer 5 contains a reforming catalyst for advancing the reforming reaction. The reformer 5 uses water and raw materials to generate hydrogen gas. The raw material is, for example, a hydrocarbon gas such as city gas and LP gas (liquefied petroleum gas). The hydrogen gas generated by the reformer 5 is supplied to the fuel cell 4. The fuel cell 4 uses an oxidant gas (air) and hydrogen gas to generate electric power. The fuel cell 4 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell. Hot water is generated by the exhaust heat of the fuel cell 4. The generated hot water is stored in a hot water storage tank (not shown).

燃料電池システム１００は、さらに、第１水回路１３、第２水回路１４、熱交換器１２及び熱回収水路１５を備えている。第１水回路１３は、燃料電池４に接続されている。第２水回路１４は、改質器５に接続されている。第１水回路１３は、燃料電池４を冷却するための冷却水が循環する冷却水回路である。第１水回路１３には、タンク１６及びＴ字継ぎ手２１が設けられている。第２水回路１４は、改質器５に水を供給するための給水回路である。第２水回路１４には、タンク１７及びＴ字継ぎ手２３が設けられている。タンク１７の水が改質器５に供給される。熱交換器１２は、第１水回路１３に配置されている。 The fuel cell system 100 further includes a first water circuit 13, a second water circuit 14, a heat exchanger 12, and a heat recovery water channel 15. The first water circuit 13 is connected to the fuel cell 4. The second water circuit 14 is connected to the reformer 5. The first water circuit 13 is a cooling water circuit in which cooling water for cooling the fuel cell 4 circulates. The first water circuit 13 is provided with a tank 16 and a T-shaped joint 21. The second water circuit 14 is a water supply circuit for supplying water to the reformer 5. The second water circuit 14 is provided with a tank 17 and a T-shaped joint 23. The water in the tank 17 is supplied to the reformer 5. The heat exchanger 12 is arranged in the first water circuit 13.

熱回収水路１５は、燃料電池４の排熱を回収するための流路である。熱回収水路１５は、熱回収配管１５ａ及び１５ｂを含む。熱回収配管１５ａ及び１５ｂは、それぞれ、熱交換器１２に接続されている。熱回収配管１５ａは、熱回収水路１５の下流側部分を構成している。熱回収配管１５ｂは、熱回収水路１５の上流側部分を構成している。熱回収配管１５ａは、熱交換器１２において加熱された水を貯湯タンクに導くための配管である。熱回収配管１５ｂは、熱交換器１２において加熱されるべき水を熱交換器１２に導くための配管である。熱回収配管１５ａ及び１５ｂは、ステンレス管などの金属製配管である。熱交換器１２は、熱回収水路１５を流れる水と第１水回路１３を流れる水とを熱交換させるように構成されている。つまり、熱交換器１２は、第１水回路１３の冷却水の熱によって貯湯タンク（図示省略）に貯められるべき水を加熱する役割を担っている。第１水回路１３、第２水回路１４、熱交換器１２及び熱回収水路１５も筐体１の内部に配置されている。 The heat recovery water channel 15 is a flow path for recovering the exhaust heat of the fuel cell 4. The heat recovery channel 15 includes heat recovery pipes 15a and 15b. The heat recovery pipes 15a and 15b are connected to the heat exchanger 12, respectively. The heat recovery pipe 15a constitutes a downstream portion of the heat recovery water channel 15. The heat recovery pipe 15b constitutes an upstream portion of the heat recovery water channel 15. The heat recovery pipe 15a is a pipe for guiding the water heated in the heat exchanger 12 to the hot water storage tank. The heat recovery pipe 15b is a pipe for guiding the water to be heated in the heat exchanger 12 to the heat exchanger 12. The heat recovery pipes 15a and 15b are metal pipes such as stainless steel pipes. The heat exchanger 12 is configured to exchange heat between the water flowing through the heat recovery water channel 15 and the water flowing through the first water circuit 13. That is, the heat exchanger 12 plays a role of heating the water to be stored in the hot water storage tank (not shown) by the heat of the cooling water of the first water circuit 13. The first water circuit 13, the second water circuit 14, the heat exchanger 12, and the heat recovery water channel 15 are also arranged inside the housing 1.

熱回収配管１５ａは、底壁２ａに形成された貫通孔を通って、底壁２ａの上面側（筐体１の内部）から底壁２ａの下面側（筐体１の外部）に達している。詳細には、底壁２ａに形成された貫通孔に高温側コネクタ１０が取り付けられている。熱回収配管１５ａは、高温側コネクタ１０を介して筐体１の内部から外部に延び、貯湯タンクの高温水入口に接続されうる。同様に、熱回収配管１５ｂは、底壁２ａに形成された貫通孔を通って、底壁２ａの上面側から底壁２ａの下面側に達している。詳細には、底壁２ａに形成された貫通孔に低温側コネクタ１１が取り付けられている。熱回収配管１５ｂは、低温側コネクタ１１を介して筐体１の内部から外部に延び、貯湯タンクの低温水出口又は市水管に接続されうる。コネクタ１０及び１１は、樹脂製又は金属製である。 The heat recovery pipe 15a reaches from the upper surface side of the bottom wall 2a (inside the housing 1) to the lower surface side of the bottom wall 2a (outside the housing 1) through the through hole formed in the bottom wall 2a. .. Specifically, the high temperature side connector 10 is attached to the through hole formed in the bottom wall 2a. The heat recovery pipe 15a extends from the inside of the housing 1 to the outside via the high temperature side connector 10 and can be connected to the high temperature water inlet of the hot water storage tank. Similarly, the heat recovery pipe 15b reaches from the upper surface side of the bottom wall 2a to the lower surface side of the bottom wall 2a through a through hole formed in the bottom wall 2a. Specifically, the low temperature side connector 11 is attached to the through hole formed in the bottom wall 2a. The heat recovery pipe 15b extends from the inside of the housing 1 to the outside via the low temperature side connector 11 and can be connected to the low temperature water outlet of the hot water storage tank or the city water pipe. The connectors 10 and 11 are made of resin or metal.

第１水回路１３のＴ字継ぎ手２１には第１排水路２２が接続されている。第１排水路２２は、第１水回路１３の水を抜くための流路である。第１排水路２２は、典型的には、樹脂製の配管で構成されている。第２水回路１４のＴ字継ぎ手２３には第２排水路２７が接続されている。第２排水路２７は、第２水回路１４の水を抜くための流路である。第２排水路２７は、典型的には、樹脂製の配管で構成されている。本実施形態では、第１水回路１３及び第２水回路１４のそれぞれに専用の排水路が接続されている。ただし、第１排水路２２と第２排水路２７とを１つにまとめることも可能である。第１水回路１３及び第２水回路１４から選ばれる少なくとも１つに排水路が接続されうる。 The first drainage channel 22 is connected to the T-shaped joint 21 of the first water circuit 13. The first drainage channel 22 is a flow path for draining water from the first water circuit 13. The first drainage channel 22 is typically composed of resin pipes. A second drainage channel 27 is connected to the T-shaped joint 23 of the second water circuit 14. The second drainage channel 27 is a flow path for draining water from the second water circuit 14. The second drainage channel 27 is typically composed of a resin pipe. In the present embodiment, a dedicated drainage channel is connected to each of the first water circuit 13 and the second water circuit 14. However, it is also possible to combine the first drainage channel 22 and the second drainage channel 27 into one. A drainage channel may be connected to at least one selected from the first water circuit 13 and the second water circuit 14.

第１排水路２２の端部には、第１水抜き栓８が取り付けられている。詳細には、底壁２ａに形成された貫通孔に第１水抜き栓８を含むコネクタが取り付けられている。第２排水路２７の端部には、第２水抜き栓９が取り付けられている。詳細には、底壁２ａに形成された貫通孔に第２水抜き栓９を含むコネクタが取り付けられている。これにより、第１排水路２２及び第２排水路２７は、それぞれ、筐体１の外部まで延びる形になっている。言い換えれば、第１排水路２２及び第２排水路２７は、それぞれ、底壁２ａを貫通して底壁２ａの上面側（内面側）から底壁２ａの下面側（外面側）に達している。第１水抜き栓８及び第２水抜き栓９は、例えば、ねじ式の栓である。第１水抜き栓８及び第２水抜き栓９は、底壁２ａの下面側にある。つまり、第１水抜き栓８及び第２水抜き栓９は、筐体１の外部にある。筐体１の外側から第１水抜き栓８及び第２水抜き栓９を取り外すことが可能である。このような構造によれば、極めて簡単に水抜き作業を行うことができる。 A first drain plug 8 is attached to the end of the first drainage channel 22. Specifically, a connector including the first drain plug 8 is attached to the through hole formed in the bottom wall 2a. A second drain plug 9 is attached to the end of the second drainage channel 27. Specifically, a connector including a second drain plug 9 is attached to a through hole formed in the bottom wall 2a. As a result, the first drainage channel 22 and the second drainage channel 27 each extend to the outside of the housing 1. In other words, the first drainage channel 22 and the second drainage channel 27 penetrate the bottom wall 2a and reach from the upper surface side (inner surface side) of the bottom wall 2a to the lower surface side (outer surface side) of the bottom wall 2a, respectively. .. The first drain plug 8 and the second drain plug 9 are, for example, screw type plugs. The first drain plug 8 and the second drain plug 9 are on the lower surface side of the bottom wall 2a. That is, the first drain plug 8 and the second drain plug 9 are outside the housing 1. It is possible to remove the first drain plug 8 and the second drain plug 9 from the outside of the housing 1. According to such a structure, the draining operation can be performed extremely easily.

燃料電池システム１００は、さらに、回路筐体３０及び電子回路基板３３を備えている。回路筐体３０は、筐体１の内部に配置されている。回路筐体３０は、樹脂などの絶縁材料で作られている。電子回路基板３３は、回路筐体３０の中に配置されている。電子回路基板３３には、コントローラ３３ａ、インバータ３３ｂなどの様々な電子部品が搭載されている。コントローラ３３ａは、燃料電池４、改質器５、各種の補助機器（図示省略）などの制御対象を制御するためのデバイスである。コントローラ３３ａは、例えば、Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路、演算回路、記憶装置などを含むＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成されている。インバータ３３ｂは、燃料電池４の直流出力を交流出力に変換するためのデバイスである。インバータ３３ｂは、例えば、複数の半導体スイッチング素子によって構成されている。 The fuel cell system 100 further includes a circuit housing 30 and an electronic circuit board 33. The circuit housing 30 is arranged inside the housing 1. The circuit housing 30 is made of an insulating material such as resin. The electronic circuit board 33 is arranged in the circuit housing 30. Various electronic components such as a controller 33a and an inverter 33b are mounted on the electronic circuit board 33. The controller 33a is a device for controlling a control target such as a fuel cell 4, a reformer 5, and various auxiliary devices (not shown). The controller 33a is composed of, for example, a DSP (Digital Signal Processor) including an A / D conversion circuit, an input / output circuit, an arithmetic circuit, a storage device, and the like. The inverter 33b is a device for converting the DC output of the fuel cell 4 into an AC output. The inverter 33b is composed of, for example, a plurality of semiconductor switching elements.

本実施形態において、回路筐体３０は、水平方向に向かって（筐体１の側壁２ｃに向かって）開口している直方体の形状を有する。筐体１の側壁２ｃによって回路筐体３０の開口が閉じられるように、筐体１の内側から側壁２ｃに回路筐体３０が取り付けられている。これにより、筐体１の側壁２ｃと回路筐体３０とによって通気ダクト２５が形成されている。つまり、回路筐体３０は、筐体１の内部空間を複数の部分に仕切る隔壁の役割も担っている。通気ダクト２５の下部（一端部）には吸気口３４が設けられている。通気ダクト２５の上部（他端部）には排気口３１及び３２が設けられている。本実施形態では、回路筐体３０の下部に吸気口３４が設けられている。回路筐体３０の上部に排気口３１及び３２が設けられている。吸気口３４の役割は、筐体１の外部と通気ダクト２５の内部とを連通させることにある。排気口３１及び３２の役割は、通気ダクト２５の内部と通気ダクト２５を除いた筐体１の内部とを連通させることにある。インバータ３３ｂは、吸気口３４から排気口３１及び３２への経路上において通気ダクト２５に配置されている。 In the present embodiment, the circuit housing 30 has the shape of a rectangular parallelepiped that opens in the horizontal direction (toward the side wall 2c of the housing 1). The circuit housing 30 is attached to the side wall 2c from the inside of the housing 1 so that the opening of the circuit housing 30 is closed by the side wall 2c of the housing 1. As a result, the ventilation duct 25 is formed by the side wall 2c of the housing 1 and the circuit housing 30. That is, the circuit housing 30 also serves as a partition wall that partitions the internal space of the housing 1 into a plurality of portions. An intake port 34 is provided at the lower part (one end) of the ventilation duct 25. Exhaust ports 31 and 32 are provided at the upper part (the other end) of the ventilation duct 25. In the present embodiment, the intake port 34 is provided in the lower part of the circuit housing 30. Exhaust ports 31 and 32 are provided in the upper part of the circuit housing 30. The role of the intake port 34 is to communicate the outside of the housing 1 with the inside of the ventilation duct 25. The role of the exhaust ports 31 and 32 is to communicate the inside of the ventilation duct 25 with the inside of the housing 1 excluding the ventilation duct 25. The inverter 33b is arranged in the ventilation duct 25 on the path from the intake port 34 to the exhaust ports 31 and 32.

筐体１の側壁２ｃには、複数のルーバーを含む吸気口３６が設けられている。吸気口３６は、回路筐体３０の吸気口３４よりも鉛直方向の下側に位置している。吸気口３６の役割は、通気ダクト２５を介して、筐体１の外部と筐体１の内部とを連通させることにある。筐体１は、さらに、フード３８を含む。フード３８は、筐体１の内側から側壁２ｃに取り付けられており、回路筐体３０の下部及び側壁２ｃの吸気口３６を一体的に覆っている。フード３８によって、側壁２ｃの吸気口３６から回路筐体３０の吸気口３４への空気の流路が形成されている。このような構造によれば、埃、雨水などが通気ダクト２５に吸い込まれて電子回路基板３３に悪影響を及ぼすことを防止できる。 The side wall 2c of the housing 1 is provided with an intake port 36 including a plurality of louvers. The intake port 36 is located below the intake port 34 of the circuit housing 30 in the vertical direction. The role of the intake port 36 is to communicate the outside of the housing 1 with the inside of the housing 1 via the ventilation duct 25. The housing 1 further includes a hood 38. The hood 38 is attached to the side wall 2c from the inside of the housing 1, and integrally covers the lower portion of the circuit housing 30 and the intake port 36 of the side wall 2c. The hood 38 forms an air flow path from the intake port 36 of the side wall 2c to the intake port 34 of the circuit housing 30. According to such a structure, it is possible to prevent dust, rainwater, etc. from being sucked into the ventilation duct 25 and adversely affecting the electronic circuit board 33.

筐体１の側壁２ｃには、通気ダクト２５に面する位置に開閉扉４７が設けられている。開閉扉４７を開いて回路筐体３０に搭載されたコントロールパネルを操作することができる。 An opening / closing door 47 is provided on the side wall 2c of the housing 1 at a position facing the ventilation duct 25. The opening / closing door 47 can be opened to operate the control panel mounted on the circuit housing 30.

筐体１には、さらに、換気口４１が設けられている。換気口４１は、吸気口３４よりも鉛直方向の下側の位置において筐体１に設けられている。換気口４１の役割は、筐体１の内部と筐体１の外部とを連通させることにある。 The housing 1 is further provided with a ventilation port 41. The ventilation port 41 is provided in the housing 1 at a position below the intake port 34 in the vertical direction. The role of the ventilation port 41 is to communicate the inside of the housing 1 with the outside of the housing 1.

燃料電池システム１００は、さらに、吸気ファン３５及び換気ファン４３を備えている。吸気ファン３５は、吸気口３４又はその近傍に配置されている。換気ファン４３は、換気口４１又はその近傍に配置されている。吸気ファン３５は、吸気口３４を通じて筐体１の外部の空気を筐体１の内部に供給するためのファンである。換気ファン４３は、換気口４１を通じて筐体１の内部の空気を筐体１の外部に排出するためのファンである。吸気ファン３５及び換気ファン４３から選ばれる少なくとも１つが設けられていると、インバータ３３ｂなどで温められた空気を筐体１の内部に効率的に供給することができる。 The fuel cell system 100 further includes an intake fan 35 and a ventilation fan 43. The intake fan 35 is arranged at or near the intake port 34. The ventilation fan 43 is arranged at or near the ventilation port 41. The intake fan 35 is a fan for supplying air outside the housing 1 to the inside of the housing 1 through the intake port 34. The ventilation fan 43 is a fan for discharging the air inside the housing 1 to the outside of the housing 1 through the ventilation port 41. When at least one selected from the intake fan 35 and the ventilation fan 43 is provided, the air warmed by the inverter 33b or the like can be efficiently supplied to the inside of the housing 1.

本実施形態によれば、吸気口３４を通じて通気ダクト２５に取り込まれた空気は、通気ダクト２５においてインバータ３３ｂなどによって温められ、排気口３１及び３２を通じて通気ダクト２５の外部である筐体１の内部空間に導かれる。筐体１に導入された空気は、燃料電池４、改質器５、第１水回路１３、第２水回路１４などコンポーネントの周囲の空間を鉛直方向の下側に向かって流れ、換気口４１を通じて、筐体１の外部へと排出される。 According to the present embodiment, the air taken into the ventilation duct 25 through the intake port 34 is warmed by the inverter 33b or the like in the ventilation duct 25, and is inside the housing 1 which is the outside of the ventilation duct 25 through the exhaust ports 31 and 32. Guided to space. The air introduced into the housing 1 flows downward in the vertical direction through the space around the components such as the fuel cell 4, the reformer 5, the first water circuit 13, and the second water circuit 14, and the ventilation port 41 Through, it is discharged to the outside of the housing 1.

本実施形態によれば、筐体１の内部に通気ダクト２５が形成され、その通気ダクト２５に発熱源としてのインバータ３３ｂ（電子回路基板３３）が配置されている。吸気口３４及び３６から通気ダクト２５に取り込まれた空気によってインバータ３３ｂを効率的に冷却することができる。そして、空気を媒体として、インバータ３３ｂの熱で燃料電池４、改質器５、第１水回路１３、第２水回路１４などを効率的に温めることができるので、燃料電池システム１００の排熱回収効率が向上する。また、鉛直方向において、通気ダクト２５の排気口３１、通気ダクト２５の吸気口３４及び換気口４１がこの順に配置されている。このような構成によれば、筐体１の上部から下部に向かう方向の空気の流れが形成されるので、筐体１の下部の空間も適切に温めることができる。水抜き栓のように筐体１の下部（例えば、底壁２ａ）に設けられたコンポーネントも温めることができるので、より高い凍結防止効果が得られる。水抜き栓などのコンポーネントを温めるための電気ヒータを省略することも可能である。また、排気口３１及び吸気口３４の下側に換気口４１があるので、燃料電池システム１００の運転停止期間（発電が行われていない期間）においても、筐体１の内部空間に温められた空気が滞留しやすい。そのため、低外気温時にも高い凍結防止効果が得られる。 According to this embodiment, a ventilation duct 25 is formed inside the housing 1, and an inverter 33b (electronic circuit board 33) as a heat generating source is arranged in the ventilation duct 25. The inverter 33b can be efficiently cooled by the air taken into the ventilation duct 25 from the intake ports 34 and 36. Then, the fuel cell 4, the reformer 5, the first water circuit 13, the second water circuit 14, and the like can be efficiently heated by the heat of the inverter 33b using air as a medium, so that the exhaust heat of the fuel cell system 100 is exhausted. Recovery efficiency is improved. Further, in the vertical direction, the exhaust port 31 of the ventilation duct 25, the intake port 34 of the ventilation duct 25, and the ventilation port 41 are arranged in this order. According to such a configuration, since the air flow in the direction from the upper part to the lower part of the housing 1 is formed, the space under the housing 1 can be appropriately warmed. Since the component provided at the lower part of the housing 1 (for example, the bottom wall 2a) such as the drain plug can be heated, a higher antifreezing effect can be obtained. It is also possible to omit the electric heater for heating components such as drain plugs. Further, since the ventilation port 41 is provided below the exhaust port 31 and the intake port 34, the internal space of the housing 1 is warmed even during the operation stop period (the period during which power generation is not performed) of the fuel cell system 100. Air tends to stay. Therefore, a high antifreeze effect can be obtained even at low outside temperatures.

本実施形態において、通気ダクト２５は鉛直方向に延びている。排気口３１は、筐体１の天井壁２ｂに向かって開口している。排気口３２は、横方向（水平方向）に向かって開口している。排気口３１の開口面積は、例えば、排気口３２の開口面積よりも広い。また、回路筐体３０において、排気口３１が設けられた面は、吸気口３４が設けられた面に向かい合っている。排気口３２が設けられた面は、吸気口３４が設けられた面に隣り合っているが向かい合っていない。このような構成によれば、吸気口３４から通気ダクト２５に導入された空気が鉛直方向の上側に向かってスムーズに流れ、温められた空気の大部分が排気口３１を通じて筐体１の内部に排出される。排気口３１が天井壁２ｂに向かい合っているので、空気も天井壁２ｂに向かって吹き付けられて拡散する。したがって、本実施形態によれば、筐体１の内部空間の全体をより均一に温めることができる。排気口３２は、例えば、冷却されることが特に望ましい電子部品（インバータを除く）に向かい合う位置に形成されうる。冷却されることが特に望ましい電子部品の例として、コイルが挙げられる。 In this embodiment, the ventilation duct 25 extends in the vertical direction. The exhaust port 31 opens toward the ceiling wall 2b of the housing 1. The exhaust port 32 is open in the lateral direction (horizontal direction). The opening area of the exhaust port 31 is larger than the opening area of the exhaust port 32, for example. Further, in the circuit housing 30, the surface provided with the exhaust port 31 faces the surface provided with the intake port 34. The surface provided with the exhaust port 32 is adjacent to the surface provided with the intake port 34 but does not face each other. According to such a configuration, the air introduced into the ventilation duct 25 from the intake port 34 smoothly flows upward in the vertical direction, and most of the warmed air flows into the inside of the housing 1 through the exhaust port 31. It is discharged. Since the exhaust port 31 faces the ceiling wall 2b, air is also blown toward the ceiling wall 2b and diffused. Therefore, according to the present embodiment, the entire internal space of the housing 1 can be heated more uniformly. The exhaust port 32 can be formed, for example, at a position facing an electronic component (excluding an inverter) that is particularly desirable to be cooled. An example of an electronic component that is particularly desirable to be cooled is a coil.

燃料電池システム１００は、さらに、水素ガスセンサ４５を備えている。水素ガスセンサ４５は、酸化物半導体などで構成されている。水素ガスセンサ４５は、筐体１の内部に配置されており、水素ガスの濃度を検出する役割を担っている。本実施形態では、側壁２ｃの吸気口３６よりも鉛直方向における下側に水素ガスセンサ４５が配置されている。詳細には、水素センサ４５は、換気口４５の近傍に設けられている。本実施形態によれば、通気ダクト２５の排気口３１が天井壁２ｂに向かって開口しているので、筐体１の上部の空間における空気の流れが比較的強い。そのため、筐体１の上部の空間に水素ガスが溜りにくい。換気口４１の近傍に配置された水素ガスセンサ４５によって、筐体１の内部における水素ガスの濃度、ひいては、水素ガスの漏えいの有無を確実に検出することが可能である。 The fuel cell system 100 further includes a hydrogen gas sensor 45. The hydrogen gas sensor 45 is made of an oxide semiconductor or the like. The hydrogen gas sensor 45 is arranged inside the housing 1 and plays a role of detecting the concentration of hydrogen gas. In the present embodiment, the hydrogen gas sensor 45 is arranged below the intake port 36 of the side wall 2c in the vertical direction. Specifically, the hydrogen sensor 45 is provided in the vicinity of the ventilation port 45. According to the present embodiment, since the exhaust port 31 of the ventilation duct 25 opens toward the ceiling wall 2b, the air flow in the space above the housing 1 is relatively strong. Therefore, hydrogen gas is unlikely to accumulate in the space above the housing 1. The hydrogen gas sensor 45 arranged in the vicinity of the ventilation port 41 can reliably detect the concentration of hydrogen gas inside the housing 1, and thus the presence or absence of leakage of hydrogen gas.

本実施形態において、電子回路基板３３は、通気ダクト２５における空気の流れ方向（鉛直方向）に平行に配置されている。そのため、通気ダクト２５において、空気は電子回路基板３３に沿ってスムーズに流れる。これにより、空気が効率よく温められる。 In the present embodiment, the electronic circuit board 33 is arranged parallel to the air flow direction (vertical direction) in the ventilation duct 25. Therefore, in the ventilation duct 25, air flows smoothly along the electronic circuit board 33. As a result, the air is efficiently warmed.

本実施形態において、筐体１には、側壁２ｃの吸気口３６よりも鉛直方向における上側に換気口が設けられていない。積極的な換気を行うための換気口としては、換気口４１のみが筐体１の側壁２ｃに設けられている。また、通気ダクト２５が鉛直方向に延びているので、排気口３１から吸気口３６までの距離が十分に確保されている。このような構成によれば、燃料電池システム１００の運転停止後も温められた空気が筐体１の内部に保持されやすいので、より高い凍結防止効果が得られる。 In the present embodiment, the housing 1 is not provided with a ventilation port above the intake port 36 of the side wall 2c in the vertical direction. As a ventilation port for active ventilation, only the ventilation port 41 is provided on the side wall 2c of the housing 1. Further, since the ventilation duct 25 extends in the vertical direction, a sufficient distance from the exhaust port 31 to the intake port 36 is secured. According to such a configuration, the warmed air is easily held inside the housing 1 even after the operation of the fuel cell system 100 is stopped, so that a higher antifreezing effect can be obtained.

図２に示すように、本実施形態において、吸気口３６は、換気口４１と同じ側壁２ｃに設けられている。回路筐体３０は、換気口４１が設けられた側壁２ｃに取り付けられている。このような構成によれば、筐体１の内部において、空気の流れの分配を促すことができる。このことは、筐体１の内部空間を均一に温めることに寄与する。ただし、吸気口３６は、換気口４１が設けられた側壁２ｃとは異なる側壁２ｃに設けられていてもよい。回路筐体３０は、換気口４１が設けられた側壁２ｃとは異なる側壁２ｃに取り付けられていてもよい。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the intake port 36 is provided on the same side wall 2c as the ventilation port 41. The circuit housing 30 is attached to a side wall 2c provided with a ventilation port 41. According to such a configuration, it is possible to promote the distribution of the air flow inside the housing 1. This contributes to uniformly warming the internal space of the housing 1. However, the intake port 36 may be provided on the side wall 2c different from the side wall 2c provided with the ventilation port 41. The circuit housing 30 may be attached to a side wall 2c different from the side wall 2c provided with the ventilation port 41.

本実施形態では、燃料電池４の全体が側壁２ｃの吸気口３６よりも鉛直方向の上側に位置している。詳細には、燃料電池４の全体が通気ダクト２５の吸気口３４よりも鉛直方向の上側に位置している。このような構成によれば、燃料電池システム１００の運転停止期間（発電が行われていない期間）において、最も重要なコンポーネントである燃料電池４を保温しやすい。通気ダクト２５の吸気口３４よりも鉛直方向の上側に位置しているコンポーネントの他の例としては、第１水回路１３に設けられたポンプ（図示省略）が挙げられる。 In the present embodiment, the entire fuel cell 4 is located above the intake port 36 of the side wall 2c in the vertical direction. Specifically, the entire fuel cell 4 is located above the intake port 34 of the ventilation duct 25 in the vertical direction. According to such a configuration, it is easy to keep the fuel cell 4 which is the most important component warm during the operation stop period (the period when power generation is not performed) of the fuel cell system 100. Another example of a component located above the intake port 34 of the ventilation duct 25 in the vertical direction is a pump (not shown) provided in the first water circuit 13.

本実施形態では、改質器５が燃料電池４よりも鉛直方向の下側に配置されている。このような構成によれば、改質器５からの排熱で筐体１の上部の空間を効率的に温めることができる。 In the present embodiment, the reformer 5 is arranged below the fuel cell 4 in the vertical direction. According to such a configuration, the space above the housing 1 can be efficiently heated by the exhaust heat from the reformer 5.

本実施形態によれば、筐体１の内部空間を全体的に加熱するための電気ヒータが設けられていない。したがって、燃料電池４で生成された電力が電気ヒータで消費されることを防止できる。ただし、筐体１の内部に予備の電気ヒータが配置されていてもよい。電気ヒータには、燃料電池４で生成された電力が供給されてもよいし、商用電源から電力が供給されてもよい。 According to this embodiment, the electric heater for heating the internal space of the housing 1 as a whole is not provided. Therefore, it is possible to prevent the electric power generated by the fuel cell 4 from being consumed by the electric heater. However, a spare electric heater may be arranged inside the housing 1. The electric heater may be supplied with the electric power generated by the fuel cell 4 or may be supplied with electric power from a commercial power source.

（変形例）
図３に示すように、変形例にかかる燃料電池システム１０２は、筐体１の側壁２ｃに設けられた吸気口４４を覆うように、筐体１の内側から側壁２ｃに回路筐体３０が取り付けられている。本変形例においても、通気ダクト２５の下部に吸気口４４が設けられている。埃、雨水などが通気ダクト２５に吸い込まれる可能性が低い場合には、本変形例のように、吸気口４４の周りの構造が簡素化されていてもよい。 (Modification example)
As shown in FIG. 3, in the fuel cell system 102 according to the modified example, the circuit housing 30 is attached to the side wall 2c from the inside of the housing 1 so as to cover the intake port 44 provided on the side wall 2c of the housing 1. Has been done. Also in this modification, the intake port 44 is provided below the ventilation duct 25. When the possibility that dust, rainwater, etc. is sucked into the ventilation duct 25 is low, the structure around the intake port 44 may be simplified as in this modification.

本明細書に開示された技術は、燃料電池システムにおける水の凍結防止に役立つ。本明細書に開示された技術は、燃料電池システムのエネルギー効率の向上にも寄与する。 The techniques disclosed herein help prevent water from freezing in fuel cell systems. The techniques disclosed herein also contribute to improving the energy efficiency of fuel cell systems.

１筐体
２ａ底壁
２ｂ天井壁
２ｃ側壁
４燃料電池
５改質器
１３第１水回路
１４第２水回路
１５熱回収水路
２５通気ダクト
３０回路筐体（隔壁）
３１，３２排気口
３３電子回路基板
３３ｂインバータ
３４，３６，４４吸気口
３５吸気ファン
４１換気口
４３換気ファン 1 Housing 2a Bottom wall 2b Ceiling wall 2c Side wall 4 Fuel cell 5 Reformer 13 1st water circuit 14 2nd water circuit 15 Heat recovery water channel 25 Ventilation duct 30 Circuit housing (bulkhead)
31, 32 Exhaust port 33 Electronic circuit board 33b Inverter 34, 36, 44 Intake port 35 Intake fan 41 Ventilation port 43 Ventilation fan

Claims

With a fuel cell
With the reformer
A water circuit connected to at least one selected from the fuel cell and the reformer.
A housing having a side wall and accommodating the fuel cell, the reformer, and the water circuit.
A ventilation duct formed by the side wall of the housing and the partition wall facing the side wall,
An intake port provided below the ventilation duct and communicating the outside of the housing with the inside of the ventilation duct.
An exhaust port provided above the ventilation duct and communicating the inside of the ventilation duct with the inside of the housing.
An inverter arranged in the ventilation duct on the path from the intake port to the exhaust port and converting the DC output of the fuel cell into an AC output.
A ventilation port provided in the housing at a position below the intake port in the vertical direction and communicating the inside of the housing with the outside of the housing.
An intake fan for supplying air outside the housing through the air intake port, and ventilation for discharging air inside the housing to the outside of the housing through the ventilation port. At least one chosen by the fans,
A fuel cell system equipped with.

The fuel cell system according to claim 1, wherein the intake port and the ventilation port are provided on the same side wall.

The fuel cell system according to claim 1 or 2 , wherein the entire fuel cell is located above the intake port in the vertical direction.

The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the reformer is arranged below the fuel cell in the vertical direction.

The ventilation duct extends in the vertical direction
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the exhaust port includes a portion that opens toward the ceiling wall of the housing.