JPH1027620A - パッケージ型燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単位燃料電池の点検・保守を簡単且つ迅速に行
なうことができるパッケージ型燃料電池を提供する。 【解決手段】複数種類の反応ガスを電気化学反応させて
電気エネルギーを生成する単位電池を複数個積層して単
位燃料電池１ａと、ベース５１，ベース５１に取り付け
られカバー５２，を備えた筐体５３を有し、単位燃料電
池１ａをベース５１上面に設置し、単位燃料電池１ａを
カバー５２で覆ってパッケージ型燃料電池５０を構成し
ている。複数種類の反応ガスを単位燃料電池１ａ内に供
給し電気化学反応後に単位燃料電池１ａ内から反応ガス
を排出する複数の母管路５５、６０、６５、７０を筐体
５３内に設置し、その複数の管路５５、６０、６５、７
０をカバーの少なくとも一つの内側面から離れたベース
５１内部に配設してその内側面近傍に空間スペースを形
成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１個の
単位燃料電池を筐体内にパッケージ化して構成されたパ
ッケージ型燃料電池に係わり、特に、単位燃料電池の保
守、点検又は修理、交換を簡単且つ迅速に行なうことが
できるパッケージ型燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】天然ガスやメタノール等の燃料が保有し
ているエネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置
として燃料電池が知られている。この燃料電池を用いた
発電システムは、燃料の燃焼サイクルを含まないため、
熱効率が高く大量の冷却水を必要としないという利点を
有するとともに、振動、騒音、排気ガス等の環境に影響
を与える諸要素をほとんど生じさせることがないため、
環境に優しい高効率・高性能発電システムとして近年特
に注目を集めている。また、負荷変動に対する応答性が
良く、発電と同時に発生する良質の熱を給湯や冷暖房等
に利用できる、いわゆるコジェネレーションシステムに
適した装置であるため、エネルギー効率の高い発電シス
テムとしてその研究開発に大きな関心が寄せられてい
る。

【０００３】燃料電池は、電解質層（触媒）を挟んで対
向配置された一対の多孔質電極板（燃料極、空気極）を
有し、その一対の多孔質電極板それぞれに供給された燃
料ガス及び酸化剤ガスを電気化学反応させて電気エネル
ギーを発生するものであり、通常、上述した一対の多孔
質電極板を有する電池（単位電池）を複数個積層して構
成されている。

【０００４】このような単位電池を複数個積層して構成
された単位燃料電池の概略構成を図６に示す。図６によ
れば、単位燃料電池１は、単位電池２を複数個積層して
構成された積層体３を有している。この積層体３には所
要数の単位電池２毎に冷却板４が介挿され、単位電池２
の電気エネルギー発生の際に生ずる熱を冷却するように
なっている。

【０００５】積層体３の上下端部には、それぞれ端板
５，５が配設され、各単位電池２から発生した電気エネ
ルギーを当該端板５，５を介して外部に取り出すように
なっている。また、積層体３の対向する側面には、各単
位電池２の多孔質電極版（燃料極）に燃料ガスを供給す
るための燃料ガス供給口６ａを有する燃料ガス供給マニ
ホールド６，及び当該各単位電池２において電気化学反
応されなかった未反応燃料ガスを図示しない改質器等へ
排出するための燃料ガス排出口７ａを有する燃料ガス排
出マニホールド７がそれぞれガスケット８を介して配設
されている。

【０００６】さらに、積層体３の他の対向する側面に
は、各単位電池２の多孔質電極版（空気極）に酸化剤ガ
スを供給するための酸化剤ガス供給口１０ａを有する酸
化剤ガス供給マニホールド１０，及び当該各単位電池２
における電気化学反応後の高温酸化剤ガスを図示しない
熱交換器等へ排出するための酸化剤ガス排出口１１ａを
有する酸化剤ガス排出マニホールド１１がそれぞれガス
ケット８を介して配設されている。

【０００７】ところで、上述したように燃料電池は非常
に優れた利点を備えた発電システムであるため、性能だ
けではなく、実用性を一層向上させる必要がある。そし
て、燃料電池の実用性向上を図るための諸策の一つとし
て、パッケージ型燃料電池が考案されている。

【０００８】このパッケージ型燃料電池は、少なくとも
１個の単位燃料電池を筐体内に配設（パッケージ化）す
ることにより、単位燃料電池の設置効率や運搬効率を向
上させるものである。

【０００９】ここで、単位燃料電池１を用いたパッケー
ジ型燃料電池を図７及び図８に示す。なお、図７及び図
８に示すパッケージ型燃料電池は、１個の単位燃料電池
をパッケージ化した例を示しているが、全体で大出力エ
ネルギーを得るために複数個の単位燃料電池を一体にパ
ッケージ化することもできる。ただ、基本的な構成は略
同一であるため、以下では、１個の単位燃料電池をパッ
ケージ化した例について説明する。また、図７は、パッ
ケージ型燃料電池の内部を示す平面図であり、図８は、
同内部を示す側面図である。

【００１０】図７及び図８に示すように、パッケージ型
燃料電池２０は、土台となるベース２１及びこのベース
２１上方の空間を覆うカバー２２から成る筐体（パッケ
ージ筐体）２３を有している。この筐体２３のベース２
１は中空の方形体であり、その上面は、棒状部材が格子
状に配設され、各部材の結合点（節点）で部材相互が剛
結された、いわゆるラーメン構造で形成されている。そ
して、この筐体２３の内部に単位燃料電池１を配置して
パッケージ化されている。

【００１１】すなわち、単位燃料電池１は、ベース２１
の上面に固定具２４により固設されている。また、ベー
ス２１に固設された単位燃料電池１はカバー２２で覆わ
れ、その上部は固定具２４を介してカバー２２に固定状
に取り付けられている。

【００１２】一方、ベース２１には、その上面側に単位
燃料電池１に対して燃料ガスや酸化剤ガスを供給するた
めの母管路が設けられている。この母管路は、ベース２
１に取り付けられた管路支持部材（図示せず）に支持さ
れている。

【００１３】母管路の内、燃料ガス供給系の母管路（燃
料ガス供給母管路）２５は、その一方の開口端部が燃料
ガス供給マニホールド６に近接するカバー側面一端部２
２ａ1 における高さ方向の中央部に対して外方へ貫設さ
れ、管路本体部が所要位置で屈曲しながら単位燃料電池
１の燃料ガス供給口６ａの直下付近まで当該単位燃料電
池１の側面に沿って延設されている。また、燃料ガス供
給口６ａには、燃料ガス供給支管路２６が管路接続フラ
ンジ２７を介して垂下状に取り付けられており、燃料ガ
ス供給母管路２５の延設側開口端部は、上記燃料ガス供
給支管路２６の開口下端部に管路接続フランジ２７を介
して連通状に接続されている。

【００１４】また、燃料ガス排出系の母管路（燃料ガス
排出母管路）３０は、燃料ガス供給系と同様に、その一
方の開口端部がカバー側面他端部２２ａ2 における高さ
方向の略中央部に対して外方へ貫設され、管路本体部が
所要位置で屈曲しながら単位燃料電池１の燃料ガス排出
口７ａの直下付近まで当該単位燃料電池１の側面周囲に
沿って延設されている。そして、その燃料ガス排出母管
路３０の延設側端部が上記燃料ガス排出口７ａに垂下状
に取り付けられた燃料ガス排出支管路３１の開口下端部
に管路接続フランジ２７を介して連通状に接続されてい
る。

【００１５】一方、酸化剤供給系の母管路（酸化剤ガス
供給母管路）及び酸化剤排出系の母管路（酸化剤ガス供
給母管路）については、カバー側面一端部２２ａ1 にお
ける高さ方向の設置位置及びカバー側面他端部２２ａ2
における高さ方向の設置位置が上記燃料ガス供給母管路
２５及び燃料ガス排出母管路３０の貫通位置よりも低く
なっているだけが異なり、それ以外は、燃料ガス供給母
管路２５及び燃料ガス排出母管路３０と略同様の接続構
成を有している。

【００１６】すなわち、酸化剤ガス供給母管路３５は、
一方の開口端部がカバー側面他端部２２ａ2 の上記設置
位置に貫設され、管路本体部が単位燃料電池１の酸化剤
ガス供給口１０ａの直下付近まで当該単位燃料電池１の
側面周囲に沿って延設されている。そして、母管路３５
の延設側開口端部が酸化剤ガス供給支管路３６及び管路
接続フランジ３７を介して酸化剤ガス供給口１０ａに連
通状に接続されている。また、酸化剤ガス排出母管路４
０は、一方の開口端部がカバー側面一端部２２ａ1 にお
ける上記設置位置に貫設され、管路本体部が単位燃料電
池１の酸化剤ガス排出口１１ａの直下付近まで当該単位
燃料電池１の側面周囲に沿って延設され、母管路４０の
延設側開口端部が上記酸化剤ガス排出支管路４１及び管
路接続フランジ４２を介して連通状に接続されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のパッケージ型燃料電池２０においては、燃料ガス供給
及び排出母管路２５，３０並びに酸化剤ガス供給及び排
出母管路３５，４０は、単位燃料電池１の側面周囲に沿
って当該側面を取り囲むように筐体２３内に配設されて
いるため、単位燃料電池１の保守、点検を行なう際に、
保守・点検者は、カバー２２を取り外した後で、さらに
燃料ガス供給及び排出母管路２５，３０並びに酸化剤ガ
ス供給及び排出母管路３５，４０を取り外さなければな
らず、実際の保守・点検作業を行なう前に非常に手間及
び時間がかかってしまった。加えて、保守・点検者は、
実際の保守・点検作業を行なった後で、一旦取り外した
各母管路２５，３０及び３５，４０を再度取り付けなけ
ればならず、同様に保守・点検作業全体の時間を遅延さ
せる要因となっていた。

【００１８】また、パッケージ型燃料電池２０において
は、供給及び排出される燃料ガスや酸化剤ガスを略常圧
（大気圧）の状態で運転稼働可能なタイプの燃料電池
（常圧式燃料電池）を用いることが多いため、燃料ガス
や酸化剤ガスの容積流量が大きくなり、その容積流量の
増大に伴って、各燃料ガス供給及び排出母管路２５，３
０並びに酸化剤ガス供給及び排出母管路３５，４０の管
路断面積は大きくなる。したがって、上述した母管路２
５，３０及び３５，４０の取り外し／取り付けが一層困
難になり、さらに保守・点検作業全体の作業効率を悪化
させ、作業時間を増大させていた。

【００１９】さらに、パッケージ型燃料電池は、そのパ
ッケージ型の特徴を生かして屋内に設置されるケースが
多く、カバー２２の上方には屋内の天井が近接している
場合が多い。このため、単位燃料電池１に分解を伴う修
理や単位燃料電池１の故障による交換といった事態が発
生した場合、筐体２３から単位燃料電池１を取り出さね
ばならないが、筐体２３（カバー２２）の上方には屋内
の天井が近接している理由から、必然的に水平方向に当
該単位燃料電池１を引き出して取り外すことになる。

【００２０】このように、単位燃料電池１を水平方向に
引き出すためには、燃料ガス各支管路２６，３１と燃料
ガス各母管路２５，３０との接続を外し、さらに酸化剤
ガス各支管路３６，４１と酸化剤ガス各母管路３５，４
０との接続を外した後、少なくとも水平方向（例えば、
図８において向かって右方向）に引き出す側の単位燃料
電池１の側面に近接して配設された母管路（例えば燃料
ガス排出母管路３０及び酸化剤ガス供給母管路３５）を
取り外す必要がある。すなわち、母管路を取り外さなけ
れば単位燃料電池の筐体からの取り外し作業ができない
ため、その取り外し作業の困難性が増大し、取り外し作
業時間を増大させる結果となっていた。

【００２１】本発明は上述した問題に鑑みてなされたも
ので、単位燃料電池の点検・保守を簡単且つ迅速に行な
うことができるパッケージ型燃料電池を提供することを
その目的とする。

【００２２】また、本発明は上述した問題に鑑みてなさ
れたもので、単位燃料電池のパッケージ筐体からの取り
外しを容易に行なうことを可能にして単位燃料電池の修
理や交換を簡単且つ迅速に行なうことができるパッケー
ジ型燃料電池を提供することを他の目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項１に記載したパッケージ型燃料電池によれ
ば、複数種類の反応ガスを電気化学反応させて電気エネ
ルギーを生成する単位電池を複数個積層して単位燃料電
池を構成し、この単位燃料電池を筐体内に設置するとと
もに、前記複数種類の反応ガスを前記単位燃料電池内に
供給し且つ電気化学反応後に当該単位燃料電池内から反
応ガスを排出する複数の管路を前記筐体内に設置したパ
ッケージ型燃料電池において、前記複数の管路を前記筐
体の少なくとも一つの内側面から離れた場所に配置して
当該内側面近傍に空間スペースを形成している。

【００２４】請求項２に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記筐体は、前記単位燃料電池がその上面に
設置されるベースと、このベースに取り付けられ当該ベ
ース上に設置された単位燃料電池を覆うカバーとを有
し、前記複数の管路を前記カバーの少なくとも一つの内
側面から離れた場所に配置している。

【００２５】請求項３に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記複数の管路の少なくとも一部を前記ベー
ス内部に配置している。

【００２６】請求項４に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記複数の管路を所要の剛性を有する材料及
び形状で形成して当該複数の管路により前記ベースを機
械的に補強するようにしている。

【００２７】請求項５に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記複数の管路の少なくとも一部を前記カバ
ーの少なくとも一つの内側面以外の内側面近傍に配置し
ている。

【００２８】請求項６に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記ベース上面と前記単位燃料電池との間に
当該単位燃料電池を前記カバーの少なくとも一つの内側
面側の水平方向に移動可能な水平方向移動手段を設けて
いる。

【００２９】請求項７に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記筐体の少なくとも一つの内側面側のベー
ス側面に補助ガイド機構を設置し、前記単位燃料電池を
前記ベース上面及び前記補助ガイド機構を介して前記筐
体の少なくとも一つの内側面側から引き出し可能にして
いる。

【００３０】請求項８に記載したパッケージ型燃料電池
によれば、前記カバーの少なくとも一つの内側面に、当
該カバー内側面の少なくとも一部を開口するカバー開口
機構を設けている。

【００３１】本発明によれば、例えばベースとカバーと
を有する筐体内の例えばベース上面に単位燃料電池が設
置され、カバーにより当該単位燃料電池が覆われてパッ
ケージ型燃料電池が構成されている。

【００３２】そして、複数種類の反応ガスを単位燃料電
池内に供給し且つ電気化学反応後に単位燃料電池内から
反応ガスを排出するために筐体内に設置された複数の管
路の少なくとも一部、例えば全ての管路が、筐体内にお
ける例えばカバーの少なくとも一つの内側面から離れた
場所、例えばベース内部に配置され、そのカバー内側面
近傍に空間スペースが形成されている。したがって、単
位燃料電池点検・保守者は、上述した管路を取り外すこ
となく当該カバーの内側面側から単位燃料電池を点検、
保守し、また当該カバー内側面を介して単位燃料電池を
取り外して分解を伴う修理や交換等を行なうことができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００３４】（第１実施形態）本実施形態のパッケージ
型燃料電池の概略構成を図１及び図２に示す。なお、図
１は、本実施形態のパッケージ型燃料電池の内部を示す
平面図であり、図８は、同内部を示す側面図である。ま
た、前掲図６乃至図８と同等の構成要素については、同
等の符号を付してその説明は省略又は簡略化する。

【００３５】図１及び図２に示すように、パッケージ型
燃料電池５０は、前掲図６に示す単位電池を積層した積
層構造の単位燃料電池１ａと、土台となるベース５１及
びこのベース５１上方の空間を覆うカバー５２から成る
筐体（パッケージ筐体）５４３とを有しており、その筐
体５３の内部に単位燃料電池１ａを配置してパッケージ
化されている。筐体５３のベース５１は中空の方形体で
あり、その上面は、棒状部材が格子状に配設され（格子
状フレーム）、各部材の結合点（節点）で部材相互が剛
結された、いわゆるラーメン構造で形成されている。ま
た、カバー５２の少なくとも一側面には、当該カバー５
２を部分的あるいは全面的に開口させる図示しないカバ
ー開口機構が取り付けられている。

【００３６】単位燃料電池１ａにおいて、燃料ガス供給
口６ａは燃料ガス供給マニホールド６の下端部に配設さ
れ、同様に燃料ガス排出口７ａ、酸化剤ガス供給口１０
ａ、及び酸化剤排出口１１ａもそれぞれ燃料ガス排出マ
ニホールド７、酸化剤供給マニホールド１０、及び酸化
剤排出マニホールド１１の下端部に配設されている。

【００３７】また、単位燃料電池１ａは、ベース５１の
上面５１Ａ（格子状フレーム）に固定具２４により固設
されている。また、ベース５１に固設された単位燃料電
池１ａはカバー５２で覆われ、その上部は固定具２４を
介してカバー５２に固定状に取り付けられている。

【００３８】一方、本実施形態によれば、単位燃料電池
１ａに対して燃料ガスや酸化剤ガスを供給するための断
面円形であり金属材料で形成された母管路を筐体５３の
ベース５１内部に有している。

【００３９】すなわち、母管路の内、燃料ガス供給系の
母管路（燃料ガス供給母管路）５５は、その開口端部５
５ａが燃料ガス供給マニホールド６に近接する側のベー
ス側面５１ａの略中央部５１ａ1 に対して外方へ貫設さ
れ、管路本体部がベース５１内部において単位燃料電池
１ａの燃料ガス供給口６ａの直下付近までベース上面５
１Ａ及び下面に沿って延設されている。そして、燃料ガ
ス供給母管路５５の延設側開口端部は、燃料ガス供給口
６ａに向けて約直角に曲げられベース上面５１Ａ（フレ
ーム間）から突出している。

【００４０】また、燃料ガス供給口６ａには、燃料ガス
供給支管路５６が管路接続フランジ５７を介して垂下状
に取り付けられており、筐体５３のベース５１内部に配
設された母管路５５の突出側開口端部は、上記燃料ガス
供給支管路５６の開口下端部に管路接続フランジ５７を
介して連通状に接続されている。一方、母管路５５の開
口端部５５ａには、図示しない外部燃料ガス供給ライン
が接続されており、その外部燃料ガス供給ラインから母
管路５５に燃料ガスが供給されることにより（図中矢印
Ａ参照）、当該母管路５５及び支管路５６を介して単位
燃料電池１ａの各単位電池２へ燃料ガスが供給されるよ
うになっている。

【００４１】燃料ガス排出系の母管路（燃料ガス排出母
管路）６０は、その開口端部６０ａが、前記母管路５５
の貫設部に隣接するベース側面５１ａの略中央部５１ａ
1 に対して外方へ貫設され、管路本体部がベース内部５
１において単位燃料電池１ａの燃料ガス排出口７ａの直
下付近までベース上面５１Ａ及び下面に沿って延設され
ている。そして、燃料ガス排出母管路６０の延設側開口
端部は、燃料ガス排出口７ａに向けて約直角に曲げられ
ベース上面５１Ａから突出している。

【００４２】また、燃料ガス排出口７ａには、燃料ガス
排出支管路６１が管路接続フランジ６２を介して垂下状
に取り付けられており、筐体５３のベース５１内部に配
設された母管路６０の突出側開口端部は、上記燃料ガス
排出支管路６１の開口下端部に管路接続フランジ６２を
介して連通状に接続されている。一方、母管路６０の開
口端部６０ａには、図示しない未反応燃料ガス排出ライ
ンが接続されており、単位燃料電池１ａの各単位電池２
における未反応燃料ガスは、支管路６１、母管路６０及
び未反応燃料ガス排出ラインを介して筐体外へ排出され
（図中矢印Ｂ参照）、図示しない改質器等に供給される
ようになっている。

【００４３】さらに、酸化剤ガス供給系及び排出系の母
管路（酸化剤ガス供給母管路及び酸化剤ガス排出母管
路）は、燃料ガス供給母管路５５及び燃料ガス排出母管
路６０と略同様の接続構成を有している。

【００４４】すなわち、酸化剤ガス供給母管路６５は、
その開口端部６５ａがベース側面５１ａの一端部５１ａ
2 に対して貫設され、管路本体部がベース内部５１にお
いて単位燃料電池１ａの酸化剤ガス供給口１０ａの直下
付近までベース上面５１Ａ及び下面に沿って延設されて
おり、そのベース上面５１Ａから突出された開口端部が
酸化剤ガス供給支管路６６及び管路接続フランジ６７を
介して酸化剤ガス供給口１０ａに連通状に接続されてい
る。そして、母管路６５の開口端部６５ａに接続された
図示しない外部酸化剤ガス供給ラインから当該母管路６
５に酸化剤ガスが供給されることにより（図中矢印Ｃ参
照）、当該母管路６５及び支管路６６を介して単位燃料
電池１ａの各単位電池２へ酸化剤ガスが供給されるよう
になっている。

【００４５】また、酸化剤ガス排出母管路７０は、その
開口端部７０ａがベース側面５１ａ他端部５１ａ3 に対
して貫設され、管路本体部がベース内部５１において単
位燃料電池１ａの酸化剤ガス供給口１１ａの直下付近ま
でベース上面５１Ａ及び下面に沿って延設されており、
そのベース上面５１Ａから突出された開口端部が酸化剤
ガス排出支管路７１及び管路接続フランジ７２を介して
酸化剤ガス排出口１１ａに連通状に接続されている。そ
して、単位燃料電池１ａの各単位電池２における電気化
学反応後の高温の酸化剤ガスは、支管路７１、母管路７
０及びその開口端部７０ａに接続された図示しない酸化
剤ガス排出ラインを介して筐体外へ排出され（図中矢印
Ｄ参照）、図示しない熱交換器等に供給されるようにな
っている。

【００４６】以上のように構成されたパッケージ型の燃
料電池によれば、筐体５３に設けられる燃料ガス供給母
管路５５及び排出母管路６０、酸化剤供給母管路６５及
び排出母管路７０をベース５１の内部に配設したため、
単位燃料電池１ａの点検、保守を行なう場合、従来の燃
料ガス及び酸化剤ガス供給／排出用母管路が占有してい
た単位燃料電池１ａ周囲のスペースは空きスペースとな
り、カバー５２や燃料ガス供給母管路５５及び排出母管
路６０、酸化剤供給母管路６５及び排出母管路７０の取
り外し／取り付けを行なう必要がなく、その空きスペー
スを利用して点検、保守を簡単且つ迅速に行なうことが
できる。

【００４７】また、筐体５３から単位燃料電池１ａを取
り出す場合においては、まず水平に引き出す方向のカバ
ー５２の一側面をカバー開口機構を介して部分的あるい
は全面的に開口し、単位燃料電池１ａを固定している固
定具２４の固定を解除する。次いで、各管路接続フラン
ジ５７、６２、６７、７２を介して各支管路５６、６
１、６６、７１を取り外し、ジャッキアップやコロ等を
挿入すれば、単位燃料電池１ａを筐体５３（カバー５
２）の一側面から容易に引き出すことができる。すなわ
ち、本構成によれば、筐体５３から単位燃料電池１ａを
取り出す際に各母管路５５、６０、６５、７０を取り外
す必要がないため、単位燃料電池１ａに分解を伴う修
理、あるいは故障による交換といった事態が発生して
も、簡単且つ迅速に対処することができる。

【００４８】特に、ベース５１の内部に配設される各母
管路５５、６０、６５、７０をベース上面５１Ａ及びベ
ース下面等と例えば溶接等で接合することにより、燃料
ガスや酸化剤ガスの流通路である本来の機能に加えて、
ベース５１の機械的な補強機能を兼用させることができ
る。さらに、各母管路５５、６０、６５、７０におい
て、適度な剛性を有する材料及び形状を選定してベース
上面５１Ａ及びベース下面等と接合することにより、ベ
ース５１をさらに補強することができる。

【００４９】すなわち、本実施形態では、各母管路の断
面形状を円形としたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、必要な流路断面積や機械的な補強強度等を考
慮して、正方形、長方形、あるいは楕円形等の各種形状
にしてもよい。また、本実施形態では、各母管路を金属
材料で形成したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、必要な剛性や機械的補強強度等を考慮した所要部
材で形成可能である。このように母管路に複数の機能を
持たせることにより、より合理的なパッケージ構造を得
ることができる。

【００５０】（第２実施形態）本実施形態のパッケージ
型燃料電池の概略構成を図３に示す。なお、図３は、本
実施形態のパッケージ型燃料電池の内部を示す側面図で
あり、前掲図１、図２、及び図６乃至図８と同等の構成
要素については、同等の符号を付してその説明は省略又
は簡略化する。

【００５１】上述した第１実施形態では、燃料ガス供給
母管路５５及び排出母管路６０、酸化剤ガス供給母管路
６５及び排出母管路７０を全て筐体５３のベース５１内
部に配設した場合について示したが、本実施形態のパッ
ケージ燃料電池７５では、単位燃料電池１ａに対する分
解を伴う修理、あるいは故障による交換といった事態に
備えて、予めその修理・交換の際において単位燃料電池
１ａを筐体５３から引き出す方向を設定している。そし
て、その引き出し方向側における筐体５３のカバー５２
内側面５２ａに近接するスペースには燃料ガスや酸化剤
ガスを供給、排出する母管路を配設せずに、当該母管路
のみをベース５１内部に配設している。また、カバー５
２の内側面５２ａの裏側の外側面には、当該カバー５２
を部分的あるいは全面的に開口させる図示しないカバー
開口機構が取り付けられている。

【００５２】すなわち、本構成では、図３に示すように
単位燃料電池１ａの引き出し方向を図３の矢印Ｅに示す
カバー側面５２ａに直交する方向（図面向かって右方
向）に設定しているため、従来その引き出し方向側の筐
体５３のカバー内側面５２ａに近接するスペースに配設
されていた母管路（本構成では燃料ガス排出母管路６０
ｂ及び酸化剤ガス供給母管路６５ｂ）を、それぞれ第１
実施形態（図１及び図２）と同様に筐体５３のベース５
１内部に配設している。

【００５３】一方、その他の母管路である燃料ガス供給
母管路２５ａ及び酸化剤ガス排出母管路４０ａは、図７
及び図８に示した従来構成と同様に、前記カバー内側面
５２ａと対向するカバー内側面５２ｂに近接するスペー
スに、単位燃料電池１ａの側面周囲に沿って配設してお
り、ベース５１に取り付けられた管路支持部材（図示せ
ず）に支持されている。

【００５４】以上のように構成されたパッケージ型燃料
電池よれば、従来において燃料ガス排出母管路６０ｂ及
び酸化剤ガス供給母管路６５ｂが占有していたスペース
が空きスペースとなるため、その空きスペースを利用し
て点検、保守を簡単且つ迅速に行なうことができる。ま
た、筐体５３から単位燃料電池１ａを取り出して分解を
伴う修理等を行なう場合には、第１実施形態で述べた方
法と同様の方法により、当該単位燃料電池１ａを予め設
定した方向（本構成では図３中の矢印Ｅで示す方向）に
引き出せば、母管路２５ａ、４０ａ、６０ｂ、６５ｂを
取り外す必要が無い。したがって、本構成においても第
１実施形態で述べた効果と略同等の効果を享受すること
ができる。

【００５５】なお、本構成では、引き出し方向を図３の
矢印Ｅに示す方向（図面向かって右方向）に設定した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、カバー側
面に直交する水平方向であれば、どの方向であってもよ
い。

【００５６】（第３実施形態）本実施形態のパッケージ
型燃料電池の概略構成を図４に示す。なお、図４は、本
実施形態のパッケージ型燃料電池の内部を示す側面図で
あり、前掲図１、図２、及び図６乃至図８と同等の構成
要素については、同一の符号を付してその説明は省略又
は簡略化する。

【００５７】本構成のパッケージ型燃料電池７６では、
例えば図４に示すように、単位燃料電池１ａの引き出し
方向を図４の矢印Ｅに示す方向に設定している。そし
て、本構成では、この引き出し方向側の筐体５３のカバ
ー内側面５２ａに近接するスペースには母管路を配設せ
ずに、例えば前記カバー内側面５２ａと対向するカバー
内側面５２ｂに近接するスペースに集中的に全ての母管
路を配設している。また、カバー５２の内側面５２ａの
裏側の外側面には、当該カバー５２を部分的あるいは全
面的に開口させる図示しないカバー開口機構が取り付け
られている。

【００５８】すなわち、本構成によれば、燃料ガス供給
口８ａ及び排出口７ａ並びに酸化剤ガス供給口１０ａ及
び排出口１１ａは、それぞれ異なる高さで燃料ガス供給
マニホールド６及び排出マニホールド７並びに酸化剤ガ
ス供給マニホールド１０及び排出マニホールド１１に設
けられている。

【００５９】そして、母管路の内、燃料ガス供給母管路
８０は、一方の開口端部が燃料ガス供給マニホールド６
に近接するカバー側面他端部（図７における２２ａ1 参
照）における前記燃料ガス供給口６ａと同等の高さ部分
に対して外方へ貫設され、管路本体部がカバー内側面５
２ｂに沿って単位燃料電池１ａの燃料ガス供給口８ａ近
傍まで延設されており、燃料ガス供給支管路８１及び管
路接続フランジ８２を介して燃料ガス供給口６ａに連通
状に接続されている。また、燃料ガス排出母管路８５
は、その一方の開口端部がカバー側面他端部における前
記燃料ガス排出口７ａと同等の高さ部分に対して外方へ
貫設され、管路本体部がカバー内側面５２ｂ及び単位燃
料電池１ａの側面に沿って所要位置で屈曲しながら当該
単位燃料電池１ａの燃料ガス排出口７ａ近傍まで延設さ
れており、燃料ガス排出支管路８６及び管路接続フラン
ジ８７を介して燃料ガス排出口７ａに連通状に接続され
ている。

【００６０】一方、酸化剤ガス供給母管路９０は、その
一方の開口端部がカバー側面他端部における酸化剤ガス
供給口１０ａと同等の高さ部分に対して外方へ貫設さ
れ、管路本体部が単位燃料電池１ａの酸化剤ガス供給口
１０ａ近傍まで当該カバー内側面５２ｂ及び単位燃料電
池１ａの側面に沿って所要位置で屈曲しながら延設され
ており、酸化剤ガス供給支管路９１及び管路接続フラン
ジ９２を介して酸化剤ガス供給口１０ａに連通状に接続
されている。また、酸化剤ガス排出母管路９５は、その
一方の開口端部が前記カバー側面他端部における酸化剤
ガス排出口１１ａと同等の高さ部分に対して外方へ貫設
され、管路本体部が単位燃料電池１ａの酸化剤ガス排出
口１１ａの直下付近までカバー内側面５２ｂに沿って延
設されており、酸化剤ガス排出支管路９６及び管路接続
フランジ９７を介して酸化剤ガス排出口１１ａに連通状
に接続されている。なお、上述した筐体５３内に設置さ
れた各母管路８０、８５、９０、９５は、それぞれベー
ス５１に取り付けられた管路支持部材（図示せず）に支
持されている。

【００６１】以上のように構成されたパッケージ型燃料
電池よれば、従来において燃料ガス排出母管路及び酸化
剤ガス供給母管路が占有していたスペースが空きスペー
スとなるため、その空きスペースを利用して点検、保守
を簡単且つ迅速に行なうことができる。また、筐体５３
から単位燃料電池１ａを取り出して分解を伴う修理等を
行なう場合には、第１実施形態で述べた方法と同一の方
法により、当該単位燃料電池１ａを予め設定した方向
（本構成では図４中の矢印Ｅで示す方向）に引き出せ
ば、母管路８０、８５、９０、９５を取り外す必要が無
い。したがって、本構成においても第１実施形態で述べ
た効果と略同等の効果を享受することができる。

【００６２】なお、本構成では、引き出し方向を図４の
矢印Ｅに示す方向（図面向かって右方向）に設定した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、カバー側
面に直交する水平方向であれば、どの方向であってもよ
い。

【００６３】（第４実施形態）本実施形態のパッケージ
型燃料電池の概略構成を図５に示す。なお、図５は、本
実施形態のパッケージ型燃料電池の内部を示す側面図で
あり、前掲図１、図２、及び図６乃至図８と同等の構成
要素については、同等の符号を付してその説明は省略又
は簡略化する。

【００６４】本構成のパッケージ型燃料電池１００にお
いては、第１実施形態と同様に燃料ガス供給母管路５５
及び排出母管路６０、酸化剤ガス供給母管路６５及び排
出母管路７０を全て筐体５３のベース５１内部に配設し
ている。

【００６５】さらに本構成のパッケージ型燃料電池で
は、第２及び第３実施形態と同様に単位燃料電池１ａの
引き出し方向を図５の矢印Ｅに示すカバー側面に直交す
る方向（図中破線矢印で示す）に設定しており、そのカ
バー側面には、当該カバー５２を部分的あるいは全面的
に開口させる図示しないカバー開口機構が取り付けられ
ている。そして、単位燃料電池１ａの底面部の所要位置
に車輪１０１を設けており、固定具２４によりカバー５
２に固定されていない状態では、当該単位燃料電池１ａ
は、車輪１０１を介して前記矢印Ｅ方向に移動可能にな
っている。

【００６６】本構成において、筐体５３から単位燃料電
池１ａを取り出す場合においては、まず水平に引き出す
方向のカバー５２の側面を部分的に開口するか、あるい
は水平に引き出す方向のカバー５２の側面を全面的に開
口し、単位燃料電池１ａを固定している固定具２４の固
定を解除する。次いで、各管路接続フランジ５７、６
２、６７、７２を介して各支管路５６、６１、６６、７
１を取り外し、引き出し方向Ｅ側のベース５１側面に補
助ガイド１０２をボルト締結等で連結して連設する。こ
の状態で、単位燃料電池１ａを前記Ｅ方向に沿って牽引
すれば、当該単位燃料電池１ａはベース上面５１Ａ上を
移動走行し、図中破線で示すように補助ガイド１０２上
まで容易に引き出すことができる。

【００６７】すなわち、本構成によれば、単位燃料電池
１ａを筐体５３から取り出して点検や保守を行なう場合
や分解を伴う修理あるいは故障による交換という事態が
発生した場合でも、第１実施形態で述べた構成と比べて
より一層簡単且つ迅速に単位燃料電池１ａを引き出すこ
とができる。なお、その他の構成、作用及び効果は第１
実施形態で述べたものと略同様である。

【００６８】本構成の補助ガイド１０２は、第１実施形
態で述べたように、単位燃料電池１ａをコロ引き等で出
し入れする構成の場合においても、図５に示したように
ベース５１側面に連設すれば、同様の目的で利用できる
ことは明らかである。

【００６９】また、本構成では、第１実施形態と同様に
燃料ガス供給及び排出母管路、並びに酸化剤ガス供給及
び排出母管路を全て筐体５３のベース５１内部に配設し
て構成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、第２〜第３実施形態に示した構成においても適用で
き、単位燃料電池を筐体５３から取り出して点検、保守
する場合や分解を伴う修理あるいは故障による交換とい
う事態が発生した場合においても、当該第２〜第３実施
形態で述べた構成と比べてより一層簡単且つ迅速に単位
燃料電池１ａを引き出すことができる。

【００７０】なお、上述した各実施形態によれば、ベー
スをその上面がラーメン構造の中空方形体としたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、全ての面がラー
メン構造に形成された方形体や、単純な方形体構造とし
てもよい。この単純な方形体構造の場合、ベース内部に
配設される母管路は、当該ベース内部に埋設されること
になる。

【００７１】また、上述した各実施形態では、１個の単
位燃料電池をパッケージ化した例を示しているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、複数個の単位燃料
電池を一体にパッケージ化し、各単位燃料電池に接続さ
れる各母管路を上述した各実施形態で述べた構成で配設
してもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のパッケージ
型燃料電池によれば、筐体内に設置された複数の反応ガ
ス供給及び排出用の複数の管路の少なくとも一部、例え
ば全ての管路が筐体内における例えばカバーの少なくと
も一つの内側面（内側面Ｍ）から離れた場所、例えばベ
ース内部や当該内側面Ｍと対向する内側面近傍等に配置
されて当該内側面Ｍ近傍に空間スペースが形成されてい
るため、複数の管路の取り外し及び取り付け等余分な作
業を行なうことなく、カバーの内側面Ｍ側から迅速且つ
容易に単位燃料電池を点検、保守することができる。ま
た、同様に、複数の管路の取り外し及び取り付け等余分
な作業を行なうことなく単位燃料電池をカバー内側面Ｍ
側から迅速且つ簡単に取り外して分解を伴う修理や交換
等を行なうことができる。

【００７３】したがって、パッケージ型燃料電池の点検
・保守及び修理・交換作業効率が向上し、経済性・信頼
性等を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るパッケージ型燃料
電池の内部の概略構成を示す平面図。

【図２】同パッケージ型燃料電池の内部の概略構成を示
す側面図。

【図３】本発明の第２実施形態に係るパッケージ型燃料
電池の内部の概略構成を示す側面図。

【図４】本発明の第３実施形態に係るパッケージ型燃料
電池の内部の概略構成を示す側面図。

【図５】本発明の第４実施形態に係るパッケージ型燃料
電池の内部の概略構成を示す側面図。

【図６】単位燃料電池の概略構成を示す斜視図。

【図７】従来のパッケージ型燃料電池の内部の概略構成
を示す平面図。

【図８】従来のパッケージ型燃料電池の内部の概略構成
を示す側面図。

【符号の説明】

６ａ 燃料ガス供給口 ７ａ 燃料ガス排出口 １０ａ 酸化剤ガス供給口 １１ａ 酸化剤ガス排出口 ５０、７５、７６、１００ パッケージ型燃料電池 ５１ ベース ５２ カバー ５２ａ、５２ｂ カバー内側面 ５３ 筐体 ２５ａ、５５、８０ 燃料ガス供給母管路 ６０、６０ｂ、８５ 燃料ガス排出母管路 ６５、６５ｂ、９０ 酸化剤ガス供給母管路 ４０ａ、７０、９５ 酸化剤ガス排出母管路 ２６ａ、５６、８１ 燃料ガス供給支管路 ６１、６１ｂ、８６ 燃料ガス排出支管路 ６６、６６ｂ、９１ 酸化剤ガス供給支管路 ４１ａ、７１、９６ 酸化剤ガス排出支管路 １０１ 車輪 １０２ 補助ガイド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類の反応ガスを電気化学反応させ
   て電気エネルギーを生成する単位電池を複数個積層して
   単位燃料電池を構成し、この単位燃料電池を筐体内に設
   置するとともに、前記複数種類の反応ガスを前記単位燃
   料電池内に供給し且つ電気化学反応後に当該単位燃料電
   池内から反応ガスを排出する複数の管路を前記筐体内に
   設置したパッケージ型燃料電池において、 前記複数の管路の少なくとも一部を前記筐体内における
   当該筐体の少なくとも一つの内側面から離れた場所に配
   置して当該内側面近傍に空間スペースを形成したことを
   特徴とするパッケージ型燃料電池。
2. 【請求項２】 前記筐体は、前記単位燃料電池がその上
   面に設置されるベースと、このベースに取り付けられ当
   該ベース上に設置された単位燃料電池を覆うカバーとを
   有し、前記複数の管路の少なくとも一部を前記カバーの
   少なくとも一つの内側面から離れた場所に配置した請求
   項１記載のパッケージ型燃料電池。
3. 【請求項３】 前記複数の管路の少なくとも一部を前記
   ベース内部に配置した請求項２記載のパッケージ型燃料
   電池。
4. 【請求項４】 前記複数の管路を所要の剛性を有する材
   料及び形状で形成して当該複数の管路により前記ベース
   を機械的に補強するようにした請求項３記載のパッケー
   ジ型燃料電池。
5. 【請求項５】 前記複数の管路の少なくとも一部を前記
   カバーの少なくとも一つの内側面以外の内側面近傍に配
   置した請求項２記載のパッケージ型燃料電池。
6. 【請求項６】 前記ベース上面と前記単位燃料電池との
   間に当該単位燃料電池を前記カバーの少なくとも一つの
   内側面側の水平方向に移動可能な水平方向移動手段を設
   けた請求項２乃至５の内の何れか１項記載のパッケージ
   型燃料電池。
7. 【請求項７】 前記筐体の少なくとも一つの内側面側の
   ベース側面に補助ガイド機構を設置し、前記単位燃料電
   池を前記ベース上面及び前記補助ガイド機構を介して前
   記筐体の少なくとも一つの内側面側から引き出し可能に
   した請求項２乃至６の内の何れか１項記載のパッケージ
   型燃料電池。
8. 【請求項８】 前記カバーの少なくとも一つの内側面
   に、当該カバー内側面の少なくとも一部を開口するカバ
   ー開口機構を設けた請求項２乃至７の内の何れか１項記
   載のパッケージ型燃料電池。