JPWO2006087946A1 - 燃料電池システム - Google Patents

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Abstract

本発明の燃料電池システムは、水素生成装置（１２）と、燃焼器（１３）と、燃焼器用送気装置（１４）と、燃料電池（１５）と、酸化剤ガス供給装置（１６）と、ハウジング（１１）と、を有する燃料電池システム（１００）であって、燃焼器用送気装置（１４）の燃焼器用空気吸入口（１７）と、燃焼器（１３）の燃焼排ガスを大気に排出する燃焼排ガス排出口（１８）と、余剰の酸化剤ガスを大気に放出する余剰酸化剤ガス排出口（１９）とが、ハウジング（１１）の同一面（３１）に形成されている。

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。特に、加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、前記燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、を有する燃料電池システムに関する。
従来の燃料電池システムは、例えば加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、を有して構成されている。そして、燃焼排ガス、余剰酸化剤ガスの排出及び燃焼器用空気の吸入に関しては、それらの吸排気に支障が生じると燃料電池システムの運転に支障が生じる。そこで、燃料電池システムに設けられる吸排気口の形成には特段の配慮が必要であり、燃料電池システムの吸排気に関わる安全性の向上、あるいは吸排気を効率的に行うことを目的として種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１においては、比較的高温の燃焼排ガスの排出は大気中において上方に拡散することから、燃焼排ガスが燃料電池システムのパッケージ（ハウジング）の上面から排出され、燃料電池の酸化剤ガスである空気の吸入はハウジングの側面又は下面から行う燃料電池装置が提案されている。また、排出されるガスに関する安全上の観点から、燃焼排ガスと余剰の酸化剤ガス（空気オフガス）とを混合して排出する燃料電池発電装置が提案されている。
また、特許文献２においては、燃料電池、改質装置等が外箱に収容され、その外箱には相互に離れた位置に燃焼排ガスの排出口と空気取り入れ口とが設けられる燃料電池電源装置が提案されている。
さらに、特許文献３においては、図１において、ハウジングの側面から空気を取り込み、ハウジングの上面から燃焼排ガスが排出されるように構成されている燃料電池発電システムが開示されている。加えて、この燃料電池発電システムは、換気ファンによってハウジングの互いに反対位置に位置する側面間において空気を流通させるように構成されている。特許文献４においては、換気ファンあるいは空気ブロアによってハウジング内に空気を導入する燃料電池発電装置が開示されている。
特開２００３−２１７６３７号公報 特開２００２−１７５８２０号公報 特開２００２−３２９５１５号公報 特開平７−６７７７号公報
しかしながら、従来の燃料電池システムの吸排気口の形成位置では、屋外に燃料電池システムを設置すると、強風時に送気装置の送気量が変動し、燃焼器が不完全燃焼を起こしたり、失火したりする場合があった。
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制する燃料電池システムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、燃焼器用送気装置は、大気から空気を吸い込む燃焼器用送気装置の燃焼器用空気吸入口に強風が当たり、かつ燃焼排ガスを大気中に排出する前記燃焼器の燃焼排ガス排出口に強風が当たらない状態において、過剰な空気が燃焼器に送気されて、燃焼器が失火しやすくなることが判明した。また、逆に燃焼排ガス排出口に強風が当たり、かつ燃焼器用空気吸入口に強風が当たらない状態においては、燃焼排ガス排出口に背圧がかかり、燃焼器への送気が滞り、燃焼器が不完全燃焼しやすくなることが判明した。そこで、燃焼器用空気吸入口と燃焼排ガス排出口とが同一面に形成されれば、強風時には両方に同様の風が当たるので、上記のような失火又は不完全燃焼が抑制されることが判明した。
しかしながら、発明者は、燃焼器用空気吸入口と燃焼排ガス排出口とが同一面に形成されることによって、燃焼排ガスが燃焼用空気吸入口に流入し、燃焼器が不完全燃焼してしまうという弊害が発生することに想到した。他方で、燃料電池システムにおいては、余剰の酸化剤ガスが燃料電池より排出される。そこで、発明者は、この余剰の酸化剤ガスを活用することによって、上記弊害を抑制することができることを見出した。
これらの検討結果を踏まえ、上記課題を解決するために、第１の本発明の燃料電池システムは、加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、前記燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、上記水素生成装置、前記燃焼器、前記燃焼器用送気装置、前記燃料電池及び前記酸化剤ガス供給装置を収容する多面体のハウジングと、を有する燃料電池システムであって、前記空気を吸入する前記燃焼器用送気装置の燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼器の燃焼排ガスを大気に排出する燃焼排ガス排出口と、余剰の前記酸化剤ガスを大気に放出する余剰酸化剤ガス排出口とが、前記ハウジングの同一面に形成されている。このような構成とすることにより、燃焼器用空気吸入口と燃焼排ガス排出口とが同一面に形成されているので、強風時における燃焼器の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。また、燃焼排ガス排出口と余剰酸化剤ガス排出口とが同一面に形成されているので、燃焼排ガスと余剰の酸化剤ガスとが混合しやすくなる。したがって、燃焼排ガスとともに酸化剤ガスも燃焼用空気吸入口に流入するので、燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口への流入による燃焼器の不完全燃焼を抑制することができる。これらの効果により、結局、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制することができる。ここで、「同一面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む意味である。
第２の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼排ガス及び前記余剰酸化剤ガスをまとめて大気に排出する統合排出口とが、前記同一面に形成されているとよい。このように構成すると、統合排出口において燃焼排ガスが余剰酸化剤ガスと混合されて排出されるので、燃焼器用空気吸入口からの燃焼排ガスの吸入をより抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。また、燃焼排ガスと余剰酸化剤ガスとが合流されるので、統合排出口の排気圧が高まり、統合排出口における風圧への抵抗性を向上させることができる。したがって、強風時における燃焼器の失火又は不完全燃焼をより確実に抑制することができる。
第３の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼排ガス排出口と、前記余剰酸化剤ガス排出口とが、同一方向に向けて形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器用空気吸入口における吸気、ならびに燃焼排ガス排出口及び余剰酸化剤ガス排出口における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器の失火又は不完全燃焼をより抑制することができる。ここで、「同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む意味である。第４の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口と、前記統合排出口とが、同一方向に向けて形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器用空気吸入口と統合排出口とが同一方向に向けて形成されているので、強風時における燃焼器の失火又は不完全燃焼をより抑制することができる。
第５の本発明の燃料電池システムは、前記同一面が略鉛直面であって、前記同一方向が略水平方向であるとよい。このように構成すると、上方からの雨水の侵入や、下方からの塵埃等の侵入を抑制することができるので、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
第６の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口は前記燃焼排ガス排出口よりも下方の位置に形成されているとよい。このように構成すると、燃焼排ガスは大気に比べて高温であることから、上方に拡散するので、燃焼排ガスの燃焼器用空気吸入口からの吸入を抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
第７の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用送気装置に接続されている空気吸入ダクトを有し、該空気吸入ダクトの空気流通方向上流側端部に前記燃焼器用空気吸入口が形成され、該空気吸入ダクトは空気の流通方向において上り勾配あるいは上り段差を有するとよい。このように構成すると、風雨や吹雪による水滴の燃焼用送気装置への侵入を抑制することができる。
第８の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼排ガスが流通する燃焼排ガスダクトを有し、該燃焼排ガスダクトの燃焼排ガス流通方向下流側端部に前記燃焼排ガス排出口が形成され、該燃焼排ガスダクトは燃焼排ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有するとよい。このように構成すると、風雨や吹雪による水滴の燃焼排ガスの流路、例えば水素生成装置内部への侵入を抑制することができる。
第９の本発明の燃料電池システムは、前記余剰酸化剤ガスが流通する余剰酸化剤ガスダクトを有し、該余剰酸化剤ガスダクトの余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に前記余剰酸化剤ガス排出口が形成され、該余剰酸化剤ガスダクトは余剰酸化剤ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有するとよい。このように構成すると、風雨や吹雪による水滴の余剰酸化剤ガス流路への侵入を抑制することができる。
第１０の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用送気装置に接続されている空気吸入ダクトを有し、該空気吸入ダクトの空気流通方向上流側端部に前記燃焼器用空気吸入口が形成され、該空気吸入ダクトには吸音部が形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器用送気装置の駆動音等燃料電池システムにおける発生音を防音することができるので、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
第１１の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼排ガスが流通する燃焼排ガスダクトを有し、該燃焼排ガスダクトの燃焼排ガス流通方向下流側端部に前記燃焼排ガス排出口が形成され、該燃焼排ガスダクトには吸音部が形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器における燃焼音等燃料電池システムにおける発生音を防音することができるので、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
第１２の本発明の燃料電池システムは、前記余剰酸化剤ガスが流通する余剰酸化剤ガスダクトを有し、該余剰酸化剤ガスダクトの余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に前記余剰酸化剤ガス排出口が形成され、該余剰酸化剤ガスダクトには吸音部が形成されているとよい。このように構成すると、余剰酸化剤ガスの流通音等燃料電池システムにおける発生音を防音することができるので、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
第１３の本発明の燃料電池システムは、前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記同一面に形成されているとよい。このように構成すると、酸化剤ガス吸入口と、余剰酸化剤ガス排出口とが同一面に形成されるので、強風時における酸化剤ガス流量の変動を抑制することができる。つまり、燃料電池システムの動作時の安定性を向上させることができる。
第１４の本発明の燃料電池システムは、前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記同一面とは異なる面に形成されているとよい。このように構成すると、酸化剤ガス吸入口と、余剰酸化剤ガス排出口とが異なる面に形成されるので、酸化剤ガス吸入口からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができる。つまり、燃料電池システムの動作時の安定性を向上させることができる。
第１５の本発明の燃料電池システムは、前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記ハウジング内部に形成され、前記ハウジングには、前記燃焼排ガス排出口よりも下方の位置に、少なくとも１つの外気流通孔が形成されているとよい。このように構成すると、燃焼排ガスは上方に拡散するので、外気流通孔からハウジング内への燃焼排ガスの流入を抑制することができるとともに、燃料電池用送気装置によって、ファンやブロア等の特段の換気装置を用いずに、ハウジング内が換気され、ハウジング内での原料、燃料ガス等の可燃性ガスの滞留が抑制され、燃料電池システムの簡素化及び安全性の向上を図ることができる。
第１６の本発明の燃料電池システムは、前記同一面は前記ハウジングの面のうち最大面積を有する面であって、前記燃焼排ガス排出口、前記燃焼器用空気吸入口及び前記余剰酸化剤ガス排出口は、前記燃焼排ガス排出口と前記燃焼器用空気吸入口との距離が、前記余剰酸化剤ガス排出口と前記燃焼排ガス排出口との距離よりも長くなるように形成されているとよい。このように構成すると、排出される燃焼排ガス及び酸化剤ガスは大気中で拡散するので、燃焼器用空気吸入口からより遠く離れて排出される燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
以上のように、本発明の燃料電池システムは、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制することができるという効果を奏する。
図１は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の基本構成を示す模式図である。 図２（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の外観を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例１の外観を模式的に示す斜視図であり、図２（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例２の外観を模式的に示す斜視図である。 図３は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の基本構成を示す模式図である。 図４（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の空気吸入ダクトの変形例を模式的に示す模式図であり、図４（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の燃焼排ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図であり、図４（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の余剰酸化剤ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図である。 図５は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の基本構成を示す模式図である。 図６は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。 図７は、本発明の燃料電池システムの第４実施形態の基本構成を示す模式図である。 図８は、本発明の燃料電池システムの第５実施形態の基本構成を示す模式図である。
符号の説明
１ 原料流路
２ 水流路
３ 燃料ガス流路
４ 余剰燃料ガス流路
５ 余剰酸化剤ガス流路
６ 酸化剤ガス流路
７ 燃焼排ガス流路
１１ ハウジング
１２ 水素生成装置
１３ 燃焼器
１４ 燃焼器用送気装置（Ｂ送気装置）
１５ 燃料電池
１５ａ アノード流路
１５ｂ カソード流路
１６ 燃料電池用送気装置（ＦＣ送気装置）
１７ 燃焼器用空気吸入口
１８ 燃焼排ガス排出口
１９ 余剰酸化剤ガス排出口
２０ 空気吸入ダクト
２１ 燃焼排ガスダクト
２４ 余剰酸化剤ガスダクト
２５Ａ、２５Ｂ 外気通気孔
２６ 酸化剤ガス吸入ダクト
２７ 酸化剤ガス吸入口
３０ 吸排気孔面
３１ 統合排出口
３２ 面
４１、４２、４３ 吸音部
１００、２００，３００，４００，５００，６００ 燃料電池システム
Ｄ 方向
Ｐ 面
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の基本構成を示す模式図である。
まず、本実施形態の燃料電池システム１００の構成を説明する。
燃料電池システム１００は、水素生成装置１２に原料流路１及び水流路２が接続されている。ここで、原料には、天然ガスやプロパンガス、ガソリンなどの炭化水素系燃料が用いられている。
また、水素生成装置１２は、図示しないが、少なくとも改質器を有し、好ましくは、改質器及び変成器、あるいは改質器、変成器及び浄化器を有して構成されている。改質器とは、炭化水素を主成分とする原料を水蒸気改質反応によって水素リッチなガスに改質する反応器である。改質反応を進行させるための触媒には、種々の触媒種が用いられ得るが、ルテニウムが好適に用いられている。改質器は、燃焼器１３の熱によって、加熱されると共に水蒸気改質反応に用いられる水が気化される。具体的な加熱温度は、触媒の種類に応じて異なるが、ルテニウム等一般的に用いられている触媒の場合、６００℃前後である。また、変成器は、改質器で生成された燃料ガスにおいて触媒作用によって、変成反応が進行する反応器である。触媒には貴金属系触媒が用いられている。変成器は、図示しない冷却ファン等温度調節手段によって温度調節される。浄化器は、一酸化炭素選択酸化触媒の作用によって燃料ガスの一酸化炭素を選択的に酸化させる反応器である。一酸化炭素選択酸化触媒には、ルテニウム及び白金が用いられている。一酸化炭素選択酸化器は、図示しないヒータ及び冷却手段によって運転温度に温度調節される。
水素生成装置１２には、水素生成装置１２で生成された燃料ガスが流通する燃料ガス流路３が接続され、燃料ガス流路３は燃料電池１５の内部に形成された燃料ガス流路（以下、アノード流路）１５ａの入口に接続されている。このアノード流路１５ａは、途中でアノード電極に連通するように形成されている。ここで、燃料ガス流路３とは、水素生成装置１２から燃料電池１５に至るまでの燃料ガスが流通する流路を言う。つまり、燃料ガス流路３は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、図示しないが、燃料ガスを予熱する加熱器、加湿器、燃料電池１５の起動時やパージ動作時に用いられるバイパス流路等によって、燃料ガス流路３の一部が構成されている。
他方、燃料電池１５の内部に形成された酸化剤ガス流路（以下、カソード流路）１５ｂの入口には酸化剤ガス流路６が接続されている。このカソード流路１５ｂは、途中でカソード電極に連通するように形成されている。また、酸化剤ガス流路６の端部には酸化剤ガス供給装置１６が接続されている。ここでは、酸化剤ガス供給装置は、燃料電池用送気装置（以下、ＦＣ送気装置という。）１６である。ＦＣ送気装置１６にはブロアが用いられている。つまり、酸化剤ガスには空気が用いられている。これによって、酸化剤ガス、つまりカソードガスとして空気が燃料電池１５のカソード流路に供給される。なお、酸化剤ガスには、腐食成分、塵等を除去した清浄化された空気、あるいは酸素ガス、調製された酸化剤ガスを用いても良く、この場合は酸化剤ガスが外部から供給されるように構成されていても良い。
燃料電池１５のカソード流路１５ｂの出口には、余剰酸化剤ガス流路５が接続され、余剰酸化剤ガス流路５の余剰酸化剤ガスの流通方向下流側の端部には余剰酸化剤ガス排出口１９が形成されている。これによって、余剰酸化剤ガスは余剰酸化剤ガス、ここでは燃料電池１５のカソード流路１５ｂから流通してくる余剰空気が余剰酸化剤ガス排出口１９において大気中に排出される。ここで、酸化剤ガス流路６とは、酸化剤ガス供給手段１６から燃料電池１５に至るまでの酸化剤ガスが流通する流路を言う。また、余剰酸化剤ガス流路５とは、燃料電池１５から余剰酸化剤ガスが大気中に排出されるまでの余剰酸化剤ガスが流通する流路を言う。つまり、酸化剤ガス流路６及び余剰酸化剤ガス流路５は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、図示しないが、酸化剤ガス流路６と余剰酸化剤ガス流路５とが熱及び水分の交換を行う全熱交換器、燃料電池１５の起動時やパージ動作時に用いられるバイパス流路等によって、酸化剤ガス流路６及び余剰酸化剤ガス流路５の一部が構成されている。
また、燃料電池１５のアノード流路１５ａの出口には、余剰燃料ガス流路４が接続され、余剰燃料ガス流路４は燃焼器１３に接続されている。これによって、余剰燃料ガスは燃焼器１３の燃料として利用されることができる。ここで、余剰燃料ガス流路４とは、燃料電池１５から燃焼器１３までの余剰燃料ガスが流通する流路を言う。つまり、余剰燃料ガス流路４は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、図示しないが、燃料電池１５の起動時やパージ動作時に用いられるバイパス流路、全熱交換器等によって、余剰燃料ガス流路４の一部が構成されている。
燃焼器１３には燃焼器用送気装置（Ｂ送気装置）１４が接続されている。これによって、燃焼器用送気装置１４の空気吸入口１７から吸入された空気と、余剰の燃料改質ガス、あるいは図示しないが、原料あるいはその他外部から供給される可燃性ガスとが燃焼器１３において燃焼される。そして、燃焼器１３で発生した熱は水素生成装置１２に供給される。Ｂ送気装置１４には、シロッコファンが用いられている。燃焼器１３には、火炎バーナーが用いられている。
また、燃焼器１３には、燃焼排ガス流路７が接続され、燃焼排ガス流路７の燃焼排ガスの流通方向下流側の端部には燃焼排ガス排出口１８が形成されている。これによって、燃焼器１３で発生した燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路７を通って、燃焼排ガス排出口１８において大気中に排出される。ここで、燃焼排ガス流路７とは、燃焼器１３から燃焼排ガスが大気中に排出されるまでの燃焼排ガスが流通する流路を言う。つまり、燃焼排ガス流路７は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、ここでは、図に示すように、燃焼排ガス流路７の過半が水素生成装置１２内に構成されている。
また、これら水素生成装置１２，燃焼器１３，Ｂ送気装置１４、燃料電池１５及びＦＣ送気装置１６は、ハウジング１１に収容されている。ハウジング１１は、複数の面からなる多面体である。一般的には、ハウジング１１は、底板を有する６面体あるいは底板を有さない５面体である。また、ハウジング１１の面は、平面に限られず、湾曲面であってもよい。
ここで、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とは、同一の面、すなわち吸排気孔面３０に形成されている。これによって、燃焼器用空気吸入口１７と燃焼排ガス排出口１８とが同一の面に形成されているので、強風時における燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。また、燃焼排ガス排出口１８と余剰酸化剤ガス排出口１９とが同一の面に形成されているので、燃焼排ガスと余剰の酸化剤ガスとが混合しやすくなる。したがって、燃焼排ガスとともに酸化剤ガスも燃焼用空気吸入口１７に流入するので、燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。これらの効果により、結局、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火を抑制することができる。
なお、ここでは、燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８、及び余剰酸化剤ガス排出口１９は、配設構造上の理由から、精確には吸排気孔面３０の前後の近傍位置である面Ｐに形成されている。しかし、このような場合においても、上記の効果は奏される。また、これら吸排気口１７、１８、１９は、吸排気孔面３０の近傍位置であれば図のような同一平面Ｐ上に位置しなくても上記の効果は奏される。例えば、燃焼器用空気吸入口１７が吸排気孔面３０の外側近傍に形成され、燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９が吸排気孔面３０の内側近傍に形成されていても、上記効果は奏される。すなわち、これら吸排気口１７、１８、１９が、吸排気孔面３０の近傍位置において側面視において凹凸がある位置に形成されていても、上記効果は奏される。したがって、「燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とが、同一の面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む。
また、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とは、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されていることが好ましい。これによって、燃焼器用空気吸入口１７における吸気、ならびに燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器１３の失火又は不完全燃焼をより抑制することができる。なお、吸排気孔面３０が平面ではなく湾曲面であって、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９との方向が、精確に同一方向ではなくとも、ほぼ同一方向であれば、上記効果を奏する。したがって、「燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とが、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む。
図２（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。図に示されるように、ハウジング１１は、ここでは直方体の形状を有している。このハウジング１１の側である吸排気孔面３０には、燃焼器用空気吸入口１７に直結する孔と、燃焼排ガス排出口１８に直結する孔と、余剰酸化剤ガス排出口１９に直結する孔とが形成されている。そして、それらの孔には塵埃等が侵入しないようにルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
吸排気孔面３０は、は略鉛直面であり、方向Ｄは略水平方向となるので、上方からの雨水の侵入や、下方からの塵埃等の侵入を抑制することができるので、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
また、燃焼器用空気吸入口１７は、燃焼排ガス排出口１９よりも下方の位置に形成されている。これによって、燃焼排ガスは大気に比べて高温であることから、上方に拡散するので、燃焼排ガスの燃焼器用空気吸入口１７からの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
さらに、吸排気孔面３０は、ハウジング１１の面うち最大面積を有する面であって、燃焼排ガス排出口１８、前記燃焼器用空気吸入口１７及び余剰酸化剤ガス排出口１９は、燃焼排ガス排出口１８と前記燃焼器用空気吸入口１７との距離が、余剰酸化剤ガス排出口１９と燃焼排ガス排出口１８との距離以上となるように形成されている。これによって、燃焼排ガス排出口１８から排出される燃焼排ガス、ならびに余剰酸化剤ガス排出口１９から排出される酸化剤ガスは大気中で拡散するので、燃焼器用空気吸入口１７からより遠く離れて排出される燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
次に、吸排気孔面３０における、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９との形成位置の変形例を示す。
［変形例１］
図２（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例１の外観を模式的に示す斜視図である。図に示されるように、吸排気孔面３０において、精確には吸排気孔面３０近傍において、余剰酸化剤ガス排出口１９が燃焼排ガス排出口１８の近傍に形成されている。これによって、燃焼排ガスと余剰酸化剤ガスの大気中での拡散混合が促進されるので、燃焼器用空気吸入口１７からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
［変形例２］
図２（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例２の外観を模式的に示す斜視図である。図に示されるように、吸排気孔面３０において、精確には吸排気孔面３０近傍において、余剰酸化剤ガス排出口１９が燃焼排ガス排出口１８と燃焼器用空気吸入口１７との間に形成されている。これによって、燃焼排ガスが燃焼器用空気吸入口１７に到達する途上において、余剰酸化剤ガスとの拡散混合が促進されるので、燃焼器用空気吸入口１７からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
なお、吸排気孔面３０と燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８、あるいは余剰酸化剤ガス排出口１９とは、図１に示されるように、接合されていない。これによって、保守点検時のハウジング１１の据え付け及び撤去を容易にすることができる。なお、吸排気孔面３０と燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８、あるいは余剰酸化剤ガス排出口１９とは、フランジ等を介在してビス等によって容易に接合及び乖離できるように構成することもできる。
また、燃焼排ガス排出口１８は、吸排気口面３０に接合、あるいは吸排気口面３０の孔よりも外部へ若干突出するように配設されるとよい。これによって、燃焼排ガスがハウジング１１内に漏出する可能性を抑制することができる。なお、この場合、燃焼排ガス排出口１８は、燃焼器用空気吸入口１７及び余剰酸化剤ガス排出口１９よりもハウジング１１外部側へ突出した構成となる。つまり、吸排気孔面３０の前後において、燃焼排ガス排出口１８、燃焼器用空気吸入口１７及び余剰酸化剤ガス排出口１９が形成されることになる。
また、ハウジング１１には、前記燃焼排ガス排出口１８よりも下方の位置に、外気流通孔２５Ａ，２５Ｂが形成されている。これによって、燃料電池用送気装置１６がハウジング１１内の空気を吸引し、外気流通孔２５Ａ，２５Ｂから外気がハウジング１１内に導入される。したがって、燃焼排ガスは上方に拡散するので、外気流通孔２５Ａ、２５Ｂからハウジング１１内への燃焼排ガスの流入を抑制することができるとともに、燃料電池用送気装置１６によって、ファンやブロア等の特段の換気装置を用いずに、ハウジング１１内が換気され、ハウジング１１内での原料、燃料ガス等の可燃性ガスの滞留が抑制され、燃料電池システムの簡素化及び安全性の向上を図ることができる。
（第２実施形態）
図３は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の基本構成を示す模式図である。
第２実施形態の燃料電池システム２００は、第１実施形態の燃料電池システム１００の燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９の構成が相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００と同様なので、燃料電池システム２００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図３において図１と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
まず、空気吸入ダクト２０が燃焼器用送気装置１４に接続され、空気吸入ダクト２０の空気流通方向上流側端部に燃焼器用空気吸入口１７が形成されている。空気吸入ダクト２０は空気の流通方向において上り勾配あるいは上り段差を有している。これによって、第２実施形態は第１実施形態の効果に加えて、風雨や吹雪による水滴の燃焼器用送気装置１４への侵入を抑制することができる。
また、燃焼排ガスダクト２１が燃焼排ガス流路７の燃焼排ガス流通方向下流側端部に接続され、燃焼排ガスダクト２１の下流側端部に燃焼排ガス排出口１８が形成されている。燃焼排ガスダクト２１は燃焼排ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有している。これによって、第２実施形態は第１実施形態の効果に加えて、風雨や吹雪による水滴の水素生成装置１２内部への侵入を抑制することができる。
さらに、余剰酸化剤ガスダクト２４が余剰酸化剤ガス流路５の下流側の端部に接続され、余剰酸化剤ガスダクト２４の余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に余剰酸化剤ガス排出口１９が形成されている。余剰酸化剤ガスダクト２４は余剰酸化剤ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有している。これによって、第２実施形態は第１実施形態の効果に加えて、風雨や吹雪による水滴の余剰酸化剤ガス流路５への侵入を抑制することができる。
ここで、空気吸入ダクト２０、燃焼排ガス排出ダクト２１又は余剰酸化剤ガス排出ダクト２４の構成の変形例を示す。
［変形例１］
図４（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の空気吸入ダクトの変形例を模式的に示す模式図である。図に示されるように、空気吸入ダクト２０には吸音部４１が形成されている。これによって、燃焼器用送気装置１４の駆動音等燃料電池システム２００における発生音を防音することができるので、燃料電池システム２００の静粛性を向上させることができる。ここで、吸音部とは、空気吸入ダクト２０の両端部のいずれかあるいはダクトの一部において設けられていて、ダクトの形状が拡幅された拡幅部で構成されている。あるいは、いわゆる一般のサイレンサーを用いることもできる。
［変形例２］
図４（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の燃焼排ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図である。図に示されるように、燃焼排ガスダクト２１には吸音部４２が形成されている。これによって、燃焼器１３における燃焼音等燃料電池システム２００における発生音を防音することができるので、燃料電池システム２００の静粛性を向上させることができる。ここで、吸音部の構成及び構成位置は、変形例１と同様である。
［変形例３］
図４（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の余剰酸化剤ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図である。図に示されるように、余剰酸化剤ガスダクト２４には吸音部４３が形成されている。これによって、余剰酸化剤ガスの流通温等燃料電池システム２００における発生音を防音することができるので、燃料電池システム２００の静粛性を向上させることができる。ここで、吸音部の構成及び構成位置は、変形例１と同様である。
次に、以上のように構成された燃料電池システム２００の動作を説明する。
燃料電池システム２００は、水素生成装置１２に接続されている原料流路１及び水流路２からそれぞれ、原料及び水が水素生成装置１２に供給される。水素生成装置１２では、原料に水あるいは水蒸気が添加され、かつ加熱されて水素リッチな燃料ガスが生成される。燃料ガスが燃料ガス流路３を通ってアノードガスとして燃料電池１５に供給される。また、ＦＣ送気装置１６から酸化剤ガス、つまりカソードガスとして空気が燃料電池１５に供給される。これにより、燃料電池１５は燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行うことができる。
燃料電池１５から排出される余剰酸化剤ガス、ここでは空気が余剰酸化剤ガス流路５を通って余剰酸化剤ガス排出口１９において大気中に排出される。また、燃料電池１５から排出される余剰燃料ガスは余剰燃料ガス流路４を通って燃焼器１３に供給される。Ｂ送気装置１４の空気吸入口１７から吸入された空気が、燃焼器１３に送られる。そして、燃焼器１３で余剰燃料ガス等の可燃性ガスが燃焼され、発生した熱は水素生成装置１２に供給される。また、燃焼器１３で発生した燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路７を通って、燃焼排ガス排出口１８において大気中に排出される。
ここで、燃焼器用空気吸入口１７と燃焼排ガス排出口１８とが同一面に形成されているので、強風時における燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。また、燃焼排ガス排出口１８と余剰酸化剤ガス排出口１９とが同一面に形成されている。したがって、強風時には燃焼排ガスとともに酸化剤ガスも燃焼用空気吸入口１７に流入するので、燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。これらの効果により、燃料電池システム２００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火を抑制することができる。
（第３実施形態）
図５は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の基本構成を示す模式図である。図６は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。
第３実施形態の燃料電池システム３００は、第１実施形態の燃料電池システム１００の燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９の構成が相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００と同様なので、燃料電池システム３００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図５及び図６において図１及び図２（ａ）と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、燃料電池システム３００は、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス及び前記余剰酸化剤ガスをまとめて大気中に排出する統合排出口３１とが、吸排気孔面３０に、精確には、図１と同様に吸排気孔面３０近傍の同一の面Ｐに形成されている。具体的には、余剰酸化剤ガス流路５が燃焼排ガス流路７と合流して、余剰酸化剤ガス及び燃焼排ガスの流通方向下流側の端部には統合排出口３１が形成されている。
また、図６に示すように、ハウジング１１の側面である吸排気孔面３０には、燃焼器用空気吸入口１７に直結する孔と、統合排出口３１に直結する孔とが形成されている。そして、それらの孔には塵埃等が侵入しないようにルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
このような構成によって、統合排出口３１において燃焼排ガスが余剰酸化剤ガスと混合されて排出されるので、燃焼器用空気吸入口１７からの燃焼排ガスの吸入をより抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。また、燃焼排ガスと余剰酸化剤ガスとが合流されるので、統合排出口３１の排気圧が高まり、統合排出口における風圧への抵抗性を向上させることができる。したがって、強風時における燃焼器１３の失火又は不完全燃焼をより確実に抑制することができる。
なお、ここでは、燃焼器用空気吸入口１７及び統合排出口３１は、配設構造上の理由から、精確には吸排気孔面３０の前後の近傍位置である面Ｐに形成されている。しかし、このような場合においても、上記の効果は奏される。また、これら吸排気口１７、３１は、吸排気孔面３０の近傍位置であれば図のような同一平面Ｐ上に位置しなくても、燃焼器１３の強風時における失火又は不完全燃焼、ならびに燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。例えば、燃焼器用空気吸入口１７が吸排気孔面３０の外側近傍に形成され、統合排出口３１が吸排気孔面３０の内側近傍に形成されていても、上記効果は奏される。すなわち、これら吸排気口１７、３１が、吸排気孔面３０の近傍位置において側面視において凹凸がある位置に形成されていても、上記効果は奏される。したがって「燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１とが、同一の面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む。
また、燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１とは、吸排気孔面３０において、さらに同一方向Ｄに向けて形成されることが好ましい。これによって、燃焼器用空気吸入口１７における吸気、ならびに統合排出口３１における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。
なお、吸排気孔面３０が平面ではなく湾曲面であって、燃焼器用空気吸入口１７及び、統合排出口３１の方向が、精確に同一方向ではなくとも、ほぼ同一方向であれば、上記効果を奏する。したがって、「燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む。
（第４実施形態）
図７は、本発明の燃料電池システムの第４実施形態の基本構成を示す模式図である。
第４実施形態の燃料電池システム４００は、第３実施形態の燃料電池システム３００に対して、酸化剤ガス吸入ダクト２６を有している点において相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００あるいは燃料電池システム３００と同様なので、燃料電池システム４００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図７において図１又は図５と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図７に示すように、燃料電池システム４００は、酸化剤ガス吸入ダクト２６がＦＣ送気装置１６に接続され、酸化剤ガス吸入ダクト２６の酸化剤ガス流通方向上流側端部に酸化剤ガス吸入口２７が形成されている。ここで、燃料電池システム４００は、酸化剤ガス吸入口２７と、燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが吸排気孔面３０に、精確には、図１と同様に吸排気孔面３０近傍の同一面Ｐに形成されているので、強風時における酸化剤ガス流量の変動を抑制することができる。つまり、第４実施形態の燃料電池システム４００においては、第１実施形態の燃料電池システム１００及び第３実施形態の燃料電池システム３００の効果に加えて、燃料電池システム４００の動作時の安定性を向上させることができる。
なお、ここでは、燃焼器用空気吸入口１７及び統合排出口３１は、配設構造上の理由から、精確には吸排気孔面３０の前後の近傍位置である面Ｐに形成されている。しかし、このような場合においても、燃料電池システム４００の動作時の安定性の向上、燃焼器１３の強風時における失火又は不完全燃焼、ならびに燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。また、これら吸排気口１７、２７，３１は、吸排気孔面３０の近傍位置であれば図のような同一平面Ｐ上に位置しなくても上記の効果は奏される。例えば、酸化剤ガス吸入口２７及び燃焼器用空気吸入口１７が吸排気孔面３０の外側近傍に形成され、統合排出口３１が吸排気孔面３０の内側近傍に形成されていても、上記効果は奏される。すなわち、これら吸排気口１７、２７，３１が、吸排気孔面３０の近傍位置において側面視において凹凸がある位置に形成されていても、上記効果は奏される。したがって、「酸化剤ガス吸入口２７と、燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが、同一の面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む。
また、酸化剤ガス吸入口２７と燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１とは、吸排気孔面３０において、さらに同一方向Ｄに向けて形成されることが好ましい。これによって、燃焼器用空気吸入口１７における吸気、ならびに統合排出口３１における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。
なお、吸排気孔面３０が平面ではなく湾曲面であって、酸化剤ガス吸入口２７と燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１との方向が、精確に同一方向ではなくとも、ほぼ同一方向であれば、上記効果を奏する。したがって、「酸化剤ガス吸入口２７と、燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む。
さらに、図に示されるように、ハウジング１１の吸排気孔面３０には、燃焼器用空気吸入口１７に直結する孔と、統合排出口３１に直結する孔と、酸化剤ガス吸入口２７に直結する孔とが形成されている。そして、図示しないが、それらの孔には塵埃等が侵入しないように、図２（ａ）乃至（ｃ）及び図６と同様にしてルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
（第５実施形態）
図８は、本発明の燃料電池システムの第５実施形態の基本構成を示す模式図である。
第５実施形態の燃料電池システム５００は、第３実施形態の燃料電池システム３００に対して、酸化剤ガス吸入ダクト２６を有している点において相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００あるいは燃料電池システム３００と同様なので、燃料電池システム５００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図８において図１又は図５と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図８に示すように、燃料電池システム５００は、酸化剤ガス吸入ダクト２６がＦＣ送気装置１６に接続され、酸化剤ガス吸入ダクト２６の酸化剤ガス流通方向上流側端部に酸化剤ガス吸入口２７が形成されている。ここで、酸化剤ガス吸入口２７は、吸排気孔面３０とは異なる面３２において、方向Ｄとは異なる方向に向けて形成されている。これによって、酸化剤ガス吸入口２７からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができる。つまり、第４実施形態の燃料電池システム４００においては、第１実施形態の燃料電池システム１００及び第３実施形態の燃料電池システム３００の効果に加えて、燃料電池システム４００の動作時の安定性を向上させることができる。
なお、図に示されるように、ハウジング１１の面３２には、酸化剤ガス吸入口２７に直結する孔が形成されている。そして、図示しないが、この孔には塵埃等が侵入しないようにルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の効果を得ることができる範囲において、その構造及び／又は機能の詳細を変更することができる。例えば、第２実施形態の各種ダクトを第３実施形態、第４実施形態又は第５実施形態に適用したり、第４実施形態又は第５実施形態の酸化剤ガス吸入ダクト２６を第１実施形態又は第２実施形態に適宜適用したりすることができる。
本発明の燃料電池システムは、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制することができる、燃料電池システムとして有用である。
本発明は、燃料電池システムに関する。特に、加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、前記燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、を有する燃料電池システムに関する。
従来の燃料電池システムは、例えば加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、を有して構成されている。そして、燃焼排ガス、余剰酸化剤ガスの排出及び燃焼器用空気の吸入に関しては、それらの吸排気に支障が生じると燃料電池システムの運転に支障が生じる。そこで、燃料電池システムに設けられる吸排気口の形成には特段の配慮が必要であり、燃料電池システムの吸排気に関わる安全性の向上、あるいは吸排気を効率的に行うことを目的として種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１においては、比較的高温の燃焼排ガスの排出は大気中において上方に拡散することから、燃焼排ガスが燃料電池システムのパッケージ（ハウジング）の上面から排出され、燃料電池の酸化剤ガスである空気の吸入はハウジングの側面又は下面から行う燃料電池装置が提案されている。また、排出されるガスに関する安全上の観点から、燃焼排ガスと余剰の酸化剤ガス（空気オフガス）とを混合して排出する燃料電池発電装置が提案されている。
また、特許文献２においては、燃料電池、改質装置等が外箱に収容され、その外箱には相互に離れた位置に燃焼排ガスの排出口と空気取り入れ口とが設けられる燃料電池電源装置が提案されている。
さらに、特許文献３においては、図１において、ハウジングの側面から空気を取り込み、ハウジングの上面から燃焼排ガスが排出されるように構成されている燃料電池発電システムが開示されている。加えて、この燃料電池発電システムは、換気ファンによってハウジングの互いに反対位置に位置する側面間において空気を流通させるように構成されている。特許文献４においては、換気ファンあるいは空気ブロアによってハウジング内に空気を導入する燃料電池発電装置が開示されている。
特開２００３−２１７６３７号公報 特開２００２−１７５８２０号公報 特開２００２−３２９５１５号公報 特開平７−６７７７号公報
しかしながら、従来の燃料電池システムの吸排気口の形成位置では、屋外に燃料電池システムを設置すると、強風時に送気装置の送気量が変動し、燃焼器が不完全燃焼を起こしたり、失火したりする場合があった。
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制する燃料電池システムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、燃焼器用送気装置は、大気から空気を吸い込む燃焼器用送気装置の燃焼器用空気吸入口に強風が当たり、かつ燃焼排ガスを大気中に排出する前記燃焼器の燃焼排ガス排出口に強風が当たらない状態において、過剰な空気が燃焼器に送気されて、燃焼器が失火しやすくなることが判明した。また、逆に燃焼排ガス排出口に強風が当たり、かつ燃焼器用空気吸入口に強風が当たらない状態においては、燃焼排ガス排出口に背圧がかかり、燃焼器への送気が滞り、燃焼器が不完全燃焼しやすくなることが判明した。そこで、燃焼器用空気吸入口と燃焼排ガス排出口とが同一面に形成されれば、強風時には両方に同様の風が当たるので、上記のような失火又は不完全燃焼が抑制されることが判明した。
しかしながら、発明者は、燃焼器用空気吸入口と燃焼排ガス排出口とが同一面に形成されることによって、燃焼排ガスが燃焼用空気吸入口に流入し、燃焼器が不完全燃焼してしまうという弊害が発生することに想到した。他方で、燃料電池システムにおいては、余剰の酸化剤ガスが燃料電池より排出される。そこで、発明者は、この余剰の酸化剤ガスを活用することによって、上記弊害を抑制することができることを見出した。
これらの検討結果を踏まえ、上記課題を解決するために、第１の本発明の燃料電池システムは、加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、前記燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、上記水素生成装置、前記燃焼器、前記燃焼器用送気装置、前記燃料電池及び前記酸化剤ガス供給装置を収容する多面体のハウジングと、を有する燃料電池システムであって、前記空気を吸入する前記燃焼器用送気装置の燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼器の燃焼排ガスを大気に排出する燃焼排ガス排出口と、余剰の前記酸化剤ガスを大気に放出する余剰酸化剤ガス排出口とが、前記ハウジングの同一面に形成されている。このような構成とすることにより、燃焼器用空気吸入口と燃焼排ガス排出口とが同一面に形成されているので、強風時における燃焼器の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。また、燃焼排ガス排出口と余剰酸化剤ガス排出口とが同一面に形成されているので、燃焼排ガスと余剰の酸化剤ガスとが混合しやすくなる。したがって、燃焼排ガスとともに酸化剤ガスも燃焼用空気吸入口に流入するので、燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口への流入による燃焼器の不完全燃焼を抑制することができる。これらの効果により、結局、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制することができる。ここで、「同一面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む意味である。
第２の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼排ガス及び前記余剰酸化剤ガスをまとめて大気に排出する統合排出口とが、前記同一面に形成されているとよい。このように構成すると、統合排出口において燃焼排ガスが余剰酸化剤ガスと混合されて排出されるので、燃焼器用空気吸入口からの燃焼排ガスの吸入をより抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。また、燃焼排ガスと余剰酸化剤ガスとが合流されるので、統合排出口の排気圧が高まり、統合排出口における風圧への抵抗性を向上させることができる。したがって、強風時における燃焼器の失火又は不完全燃焼をより確実に抑制することができる。
第３の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼排ガス排出口と、前記余剰酸化剤ガス排出口とが、同一方向に向けて形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器用空気吸入口における吸気、ならびに燃焼排ガス排出口及び余剰酸化剤ガス排出口における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器の失火又は不完全燃焼をより抑制することができる。ここで、「同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む意味である。 第４の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口と、前記統合排出口とが、同一方向に向けて形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器用空気吸入口と統合排出口とが同一方向に向けて形成されているので、強風時における燃焼器の失火又は不完全燃焼をより抑制することができる。
第５の本発明の燃料電池システムは、前記同一面が略鉛直面であって、前記同一方向が略水平方向であるとよい。このように構成すると、上方からの雨水の侵入や、下方からの塵埃等の侵入を抑制することができるので、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
第６の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用空気吸入口は前記燃焼排ガス排出口よりも下方の位置に形成されているとよい。このように構成すると、燃焼排ガスは大気に比べて高温であることから、上方に拡散するので、燃焼排ガスの燃焼器用空気吸入口からの吸入を抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
第７の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用送気装置に接続されている空気吸入ダクトを有し、該空気吸入ダクトの空気流通方向上流側端部に前記燃焼器用空気吸入口が形成され、該空気吸入ダクトは空気の流通方向において上り勾配あるいは上り段差を有するとよい。このように構成すると、風雨や吹雪による水滴の燃焼用送気装置への侵入を抑制することができる。
第８の本発明の燃料電池システムは、 前記燃焼排ガスが流通する燃焼排ガスダクトを有し、該燃焼排ガスダクトの燃焼排ガス流通方向下流側端部に前記燃焼排ガス排出口が形成され、該燃焼排ガスダクトは燃焼排ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有するとよい。このように構成すると、風雨や吹雪による水滴の燃焼排ガスの流路、例えば水素生成装置内部への侵入を抑制することができる。
第９の本発明の燃料電池システムは、前記余剰酸化剤ガスが流通する余剰酸化剤ガスダクトを有し、該余剰酸化剤ガスダクトの余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に前記余剰酸化剤ガス排出口が形成され、該余剰酸化剤ガスダクトは余剰酸化剤ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有するとよい。このように構成すると、風雨や吹雪による水滴の余剰酸化剤ガス流路への侵入を抑制することができる。
第１０の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼器用送気装置に接続されている空気吸入ダクトを有し、該空気吸入ダクトの空気流通方向上流側端部に前記燃焼器用空気吸入口が形成され、該空気吸入ダクトには吸音部が形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器用送気装置の駆動音等燃料電池システムにおける発生音を防音することができるので、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
第１１の本発明の燃料電池システムは、前記燃焼排ガスが流通する燃焼排ガスダクトを有し、該燃焼排ガスダクトの燃焼排ガス流通方向下流側端部に前記燃焼排ガス排出口が形成され、該燃焼排ガスダクトには吸音部が形成されているとよい。このように構成すると、燃焼器における燃焼音等燃料電池システムにおける発生音を防音することができるので、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
第１２の本発明の燃料電池システムは、前記余剰酸化剤ガスが流通する余剰酸化剤ガスダクトを有し、該余剰酸化剤ガスダクトの余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に前記余剰酸化剤ガス排出口が形成され、該余剰酸化剤ガスダクトには吸音部が形成されているとよい。このように構成すると、余剰酸化剤ガスの流通音等燃料電池システムにおける発生音を防音することができるので、燃料電池システムの静粛性を向上させることができる。
第１３の本発明の燃料電池システムは、前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記同一面に形成されているとよい。このように構成すると、酸化剤ガス吸入口と、余剰酸化剤ガス排出口とが同一面に形成されるので、強風時における酸化剤ガス流量の変動を抑制することができる。つまり、燃料電池システムの動作時の安定性を向上させることができる。
第１４の本発明の燃料電池システムは、前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記同一面とは異なる面に形成されているとよい。このように構成すると、酸化剤ガス吸入口と、余剰酸化剤ガス排出口とが異なる面に形成されるので、酸化剤ガス吸入口からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができる。つまり、燃料電池システムの動作時の安定性を向上させることができる。
第１５の本発明の燃料電池システムは、前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記ハウジング内部に形成され、前記ハウジングには、前記燃焼排ガス排出口よりも下方の位置に、少なくとも１つの外気流通孔が形成されているとよい。このように構成すると、燃焼排ガスは上方に拡散するので、外気流通孔からハウジング内への燃焼排ガスの流入を抑制することができるとともに、燃料電池用送気装置によって、ファンやブロア等の特段の換気装置を用いずに、ハウジング内が換気され、ハウジング内での原料、燃料ガス等の可燃性ガスの滞留が抑制され、燃料電池システムの簡素化及び安全性の向上を図ることができる。
第１６の本発明の燃料電池システムは、前記同一面は前記ハウジングの面のうち最大面積を有する面であって、前記燃焼排ガス排出口、前記燃焼器用空気吸入口及び前記余剰酸化剤ガス排出口は、前記燃焼排ガス排出口と前記燃焼器用空気吸入口との距離が、前記余剰酸化剤ガス排出口と前記燃焼排ガス排出口との距離よりも長くなるように形成されているとよい。このように構成すると、排出される燃焼排ガス及び酸化剤ガスは大気中で拡散するので、燃焼器用空気吸入口からより遠く離れて排出される燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
以上のように、本発明の燃料電池システムは、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制することができるという効果を奏する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の基本構成を示す模式図である。
まず、本実施形態の燃料電池システム１００の構成を説明する。
燃料電池システム１００は、水素生成装置１２に原料流路１及び水流路２が接続されている。ここで、原料には、天然ガスやプロパンガス、ガソリンなどの炭化水素系燃料が用いられている。
また、水素生成装置１２は、図示しないが、少なくとも改質器を有し、好ましくは、改質器及び変成器、あるいは改質器、変成器及び浄化器を有して構成されている。改質器とは、炭化水素を主成分とする原料を水蒸気改質反応によって水素リッチなガスに改質する反応器である。改質反応を進行させるための触媒には、種々の触媒種が用いられ得るが、ルテニウムが好適に用いられている。改質器は、燃焼器１３の熱によって、加熱されると共に水蒸気改質反応に用いられる水が気化される。具体的な加熱温度は、触媒の種類に応じて異なるが、ルテニウム等一般的に用いられている触媒の場合、６００℃前後である。また、変成器は、改質器で生成された燃料ガスにおいて触媒作用によって、変成反応が進行する反応器である。触媒には貴金属系触媒が用いられている。変成器は、図示しない冷却ファン等温度調節手段によって温度調節される。浄化器は、一酸化炭素選択酸化触媒の作用によって燃料ガスの一酸化炭素を選択的に酸化させる反応器である。一酸化炭素選択酸化触媒には、ルテニウム及び白金が用いられている。一酸化炭素選択酸化器は、図示しないヒータ及び冷却手段によって運転温度に温度調節される。
水素生成装置１２には、水素生成装置１２で生成された燃料ガスが流通する燃料ガス流路３が接続され、燃料ガス流路３は燃料電池１５の内部に形成された燃料ガス流路（以下、アノード流路）１５ａの入口に接続されている。このアノード流路１５ａは、途中でアノード電極に連通するように形成されている。ここで、燃料ガス流路３とは、水素生成装置１２から燃料電池１５に至るまでの燃料ガスが流通する流路を言う。つまり、燃料ガス流路３は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、図示しないが、燃料ガスを予熱する加熱器、加湿器、燃料電池１５の起動時やパージ動作時に用いられるバイパス流路等によって、燃料ガス流路３の一部が構成されている。
他方、燃料電池１５の内部に形成された酸化剤ガス流路（以下、カソード流路）１５ｂの入口には酸化剤ガス流路６が接続されている。このカソード流路１５ｂは、途中でカソード電極に連通するように形成されている。また、酸化剤ガス流路６の端部には酸化剤ガス供給装置１６が接続されている。ここでは、酸化剤ガス供給装置は、燃料電池用送気装置（以下、ＦＣ送気装置という。）１６である。ＦＣ送気装置１６にはブロアが用いられている。つまり、酸化剤ガスには空気が用いられている。これによって、酸化剤ガス、つまりカソードガスとして空気が燃料電池１５のカソード流路に供給される。なお、酸化剤ガスには、腐食成分、塵等を除去した清浄化された空気、あるいは酸素ガス、調製された酸化剤ガスを用いても良く、この場合は酸化剤ガスが外部から供給されるように構成されていても良い。
燃料電池１５のカソード流路１５ｂの出口には、余剰酸化剤ガス流路５が接続され、余剰酸化剤ガス流路５の余剰酸化剤ガスの流通方向下流側の端部には余剰酸化剤ガス排出口１９が形成されている。これによって、余剰酸化剤ガスは余剰酸化剤ガス、ここでは燃料電池１５のカソード流路１５ｂから流通してくる余剰空気が余剰酸化剤ガス排出口１９において大気中に排出される。ここで、酸化剤ガス流路６とは、酸化剤ガス供給手段１６から燃料電池１５に至るまでの酸化剤ガスが流通する流路を言う。また、余剰酸化剤ガス流路５とは、燃料電池１５から余剰酸化剤ガスが大気中に排出されるまでの余剰酸化剤ガスが流通する流路を言う。つまり、酸化剤ガス流路６及び余剰酸化剤ガス流路５は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、図示しないが、酸化剤ガス流路６と余剰酸化剤ガス流路５とが熱及び水分の交換を行う全熱交換器、燃料電池１５の起動時やパージ動作時に用いられるバイパス流路等によって、酸化剤ガス流路６及び余剰酸化剤ガス流路５の一部が構成されている。
また、燃料電池１５のアノード流路１５ａの出口には、余剰燃料ガス流路４が接続され、余剰燃料ガス流路４は燃焼器１３に接続されている。これによって、余剰燃料ガスは燃焼器１３の燃料として利用されることができる。ここで、余剰燃料ガス流路４とは、燃料電池１５から燃焼器１３までの余剰燃料ガスが流通する流路を言う。つまり、余剰燃料ガス流路４は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、図示しないが、燃料電池１５の起動時やパージ動作時に用いられるバイパス流路、全熱交換器等によって、余剰燃料ガス流路４の一部が構成されている。
燃焼器１３には燃焼器用送気装置（Ｂ送気装置）１４が接続されている。これによって、燃焼器用送気装置１４の空気吸入口１７から吸入された空気と、余剰の燃料改質ガス、あるいは図示しないが、原料あるいはその他外部から供給される可燃性ガスとが燃焼器１３において燃焼される。そして、燃焼器１３で発生した熱は水素生成装置１２に供給される。Ｂ送気装置１４には、シロッコファンが用いられている。燃焼器１３には、火炎バーナーが用いられている。
また、燃焼器１３には、燃焼排ガス流路７が接続され、燃焼排ガス流路７の燃焼排ガスの流通方向下流側の端部には燃焼排ガス排出口１８が形成されている。これによって、燃焼器１３で発生した燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路７を通って、燃焼排ガス排出口１８において大気中に排出される。ここで、燃焼排ガス流路７とは、燃焼器１３から燃焼排ガスが大気中に排出されるまでの燃焼排ガスが流通する流路を言う。つまり、燃焼排ガス流路７は、単一の管路のみならず、その全部又は一部が燃料電池システム１００の構成要素によって構成されている。例えば、ここでは、図に示すように、燃焼排ガス流路７の過半が水素生成装置１２内に構成されている。
また、これら水素生成装置１２，燃焼器１３，Ｂ送気装置１４、燃料電池１５及びＦＣ送気装置１６は、ハウジング１１に収容されている。ハウジング１１は、複数の面からなる多面体である。一般的には、ハウジング１１は、底板を有する６面体あるいは底板を有さない５面体である。また、ハウジング１１の面は、平面に限られず、湾曲面であってもよい。
ここで、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とは、同一の面、すなわち吸排気孔面３０に形成されている。これによって、燃焼器用空気吸入口１７と燃焼排ガス排出口１８とが同一の面に形成されているので、強風時における燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。また、燃焼排ガス排出口１８と余剰酸化剤ガス排出口１９とが同一の面に形成されているので、燃焼排ガスと余剰の酸化剤ガスとが混合しやすくなる。したがって、燃焼排ガスとともに酸化剤ガスも燃焼用空気吸入口１７に流入するので、燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。これらの効果により、結局、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火を抑制することができる。
なお、ここでは、燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８、及び余剰酸化剤ガス排出口１９は、配設構造上の理由から、精確には吸排気孔面３０の前後の近傍位置である面Ｐに形成されている。しかし、このような場合においても、上記の効果は奏される。また、これら吸排気口１７、１８、１９は、吸排気孔面３０の近傍位置であれば図のような同一平面Ｐ上に位置しなくても上記の効果は奏される。例えば、燃焼器用空気吸入口１７が吸排気孔面３０の外側近傍に形成され、燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９が吸排気孔面３０の内側近傍に形成されていても、上記効果は奏される。すなわち、これら吸排気口１７、１８、１９が、吸排気孔面３０の近傍位置において側面視において凹凸がある位置に形成されていても、上記効果は奏される。したがって、「燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とが、同一の面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む。
また、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とは、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されていることが好ましい。これによって、燃焼器用空気吸入口１７における吸気、ならびに燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器１３の失火又は不完全燃焼をより抑制することができる。 なお、吸排気孔面３０が平面ではなく湾曲面であって、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９との方向が、精確に同一方向ではなくとも、ほぼ同一方向であれば、上記効果を奏する。したがって、「燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９とが、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む。
図２（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。図に示されるように、ハウジング１１は、ここでは直方体の形状を有している。このハウジング１１の側である吸排気孔面３０には、燃焼器用空気吸入口１７に直結する孔と、燃焼排ガス排出口１８に直結する孔と、余剰酸化剤ガス排出口１９に直結する孔とが形成されている。そして、それらの孔には塵埃等が侵入しないようにルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
吸排気孔面３０は、は略鉛直面であり、方向Ｄは略水平方向となるので、上方からの雨水の侵入や、下方からの塵埃等の侵入を抑制することができるので、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
また、燃焼器用空気吸入口１７は、燃焼排ガス排出口１９よりも下方の位置に形成されている。これによって、燃焼排ガスは大気に比べて高温であることから、上方に拡散するので、燃焼排ガスの燃焼器用空気吸入口１７からの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
さらに、吸排気孔面３０は、ハウジング１１の面うち最大面積を有する面であって、燃焼排ガス排出口１８、前記燃焼器用空気吸入口１７及び余剰酸化剤ガス排出口１９は、燃焼排ガス排出口１８と前記燃焼器用空気吸入口１７との距離が、余剰酸化剤ガス排出口１９と燃焼排ガス排出口１８との距離以上となるように形成されている。これによって、燃焼排ガス排出口１８から排出される燃焼排ガス、ならびに余剰酸化剤ガス排出口１９から排出される酸化剤ガスは大気中で拡散するので、燃焼器用空気吸入口１７からより遠く離れて排出される燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
次に、吸排気孔面３０における、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス排出口１８と、余剰酸化剤ガス排出口１９との形成位置の変形例を示す。
［変形例１］
図２（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例1の外観を模式的に
示す斜視図である。図に示されるように、吸排気孔面３０において、精確には吸排気孔面３０近傍において、余剰酸化剤ガス排出口１９が燃焼排ガス排出口１８の近傍に形成されている。これによって、燃焼排ガスと余剰酸化剤ガスの大気中での拡散混合が促進されるので、燃焼器用空気吸入口１７からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
［変形例２］
図２（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例２の外観を模式的に示す斜視図である。図に示されるように、吸排気孔面３０において、精確には吸排気孔面３０近傍において、余剰酸化剤ガス排出口１９が燃焼排ガス排出口１８と燃焼器用空気吸入口１７との間に形成されている。これによって、燃焼排ガスが燃焼器用空気吸入口１７に到達する途上において、余剰酸化剤ガスとの拡散混合が促進されるので、燃焼器用空気吸入口１７からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができ、燃料電池システム１００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。
なお、吸排気孔面３０と燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８、あるいは余剰酸化剤ガス排出口１９とは、図１に示されるように、接合されていない。これによって、保守点検時のハウジング１１の据え付け及び撤去を容易にすることができる。なお、吸排気孔面３０と燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８、あるいは余剰酸化剤ガス排出口１９とは、フランジ等を介在してビス等によって容易に接合及び乖離できるように構成することもできる。
また、燃焼排ガス排出口１８は、吸排気口面３０に接合、あるいは吸排気口面３０の孔よりも外部へ若干突出するように配設されるとよい。これによって、燃焼排ガスがハウジング１１内に漏出する可能性を抑制することができる。なお、この場合、燃焼排ガス排出口１８は、燃焼器用空気吸入口１７及び余剰酸化剤ガス排出口１９よりもハウジング１１外部側へ突出した構成となる。つまり、吸排気孔面３０の前後において、燃焼排ガス排出口１８、燃焼器用空気吸入口１７及び余剰酸化剤ガス排出口１９が形成されることになる。
また、ハウジング１１には、前記燃焼排ガス排出口１８よりも下方の位置に、外気流通孔２５Ａ，２５Ｂが形成されている。これによって、燃料電池用送気装置１６がハウジング１１内の空気を吸引し、外気流通孔２５Ａ，２５Ｂから外気がハウジング１１内に導入される。したがって、燃焼排ガスは上方に拡散するので、外気流通孔２５Ａ、２５Ｂからハウジング１１内への燃焼排ガスの流入を抑制することができるとともに、燃料電池用送気装置１６によって、ファンやブロア等の特段の換気装置を用いずに、ハウジング１１内が換気され、ハウジング１１内での原料、燃料ガス等の可燃性ガスの滞留が抑制され、燃料電池システムの簡素化及び安全性の向上を図ることができる。
（第２実施形態）
図３は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の基本構成を示す模式図である。
第２実施形態の燃料電池システム２００は、第１実施形態の燃料電池システム１００の燃焼器用空気吸入口１７、燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９の構成が相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００と同様なので、燃料電池システム２００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図３において図１と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
まず、空気吸入ダクト２０が燃焼器用送気装置１４に接続され、空気吸入ダクト２０の空気流通方向上流側端部に燃焼器用空気吸入口１７が形成されている。空気吸入ダクト２０は空気の流通方向において上り勾配あるいは上り段差を有している。これによって、第２実施形態は第１実施形態の効果に加えて、風雨や吹雪による水滴の燃焼器用送気装置１４への侵入を抑制することができる。
また、燃焼排ガスダクト２１が燃焼排ガス流路７の燃焼排ガス流通方向下流側端部に接続され、燃焼排ガスダクト２１の下流側端部に燃焼排ガス排出口１８が形成されている。燃焼排ガスダクト２１は燃焼排ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有している。これによって、第２実施形態は第１実施形態の効果に加えて、風雨や吹雪による水滴の水素生成装置１２内部への侵入を抑制することができる。
さらに、余剰酸化剤ガスダクト２４が余剰酸化剤ガス流路５の下流側の端部に接続され、余剰酸化剤ガスダクト２４の余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に余剰酸化剤ガス排出口１９が形成されている。余剰酸化剤ガスダクト２４は余剰酸化剤ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有している。これによって、第２実施形態は第１実施形態の効果に加えて、風雨や吹雪による水滴の余剰酸化剤ガス流路５への侵入を抑制することができる。
ここで、空気吸入ダクト２０、燃焼排ガス排出ダクト２１又は余剰酸化剤ガス排出ダクト２４の構成の変形例を示す。
［変形例１］
図４（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の空気吸入ダクトの変形例を模式的に示す模式図である。図に示されるように、空気吸入ダクト２０には吸音部４１が形成されている。これによって、燃焼器用送気装置１４の駆動音等燃料電池システム２００における発生音を防音することができるので、燃料電池システム２００の静粛性を向上させることができる。ここで、吸音部とは、空気吸入ダクト２０の両端部のいずれかあるいはダクトの一部において設けられていて、ダクトの形状が拡幅された拡幅部で構成されている。あるいは、いわゆる一般のサイレンサーを用いることもできる。
［変形例２］
図４（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の燃焼排ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図である。図に示されるように、燃焼排ガスダクト２１には吸音部４２が形成されている。これによって、燃焼器１３における燃焼音等燃料電池システム２００における発生音を防音することができるので、燃料電池システム２００の静粛性を向上させることができる。ここで、吸音部の構成及び構成位置は、変形例１と同様である。
［変形例３］
図４（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の余剰酸化剤ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図である。図に示されるように、余剰酸化剤ガスダクト２４には吸音部４３が形成されている。これによって、余剰酸化剤ガスの流通温等燃料電池システム２００における発生音を防音することができるので、燃料電池システム２００の静粛性を向上させることができる。ここで、吸音部の構成及び構成位置は、変形例１と同様である。
次に、以上のように構成された燃料電池システム２００の動作を説明する。
燃料電池システム２００は、水素生成装置１２に接続されている原料流路１及び水流路２からそれぞれ、原料及び水が水素生成装置１２に供給される。水素生成装置１２では、原料に水あるいは水蒸気が添加され、かつ加熱されて水素リッチな燃料ガスが生成される。燃料ガスが燃料ガス流路３を通ってアノードガスとして燃料電池１５に供給される。また、ＦＣ送気装置１６から酸化剤ガス、つまりカソードガスとして空気が燃料電池１５に供給される。これにより、燃料電池１５は燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行うことができる。
燃料電池１５から排出される余剰酸化剤ガス、ここでは空気が余剰酸化剤ガス流路５を通って余剰酸化剤ガス排出口１９において大気中に排出される。また、燃料電池１５から排出される余剰燃料ガスは余剰燃料ガス流路４を通って燃焼器１３に供給される。Ｂ送気装置１４の空気吸入口１７から吸入された空気が、燃焼器１３に送られる。そして、燃焼器１３で余剰燃料ガス等の可燃性ガスが燃焼され、発生した熱は水素生成装置１２に供給される。また、燃焼器１３で発生した燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路７を通って、燃焼排ガス排出口１８において大気中に排出される。
ここで、燃焼器用空気吸入口１７と燃焼排ガス排出口１８とが同一面に形成されているので、強風時における燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。また、燃焼排ガス排出口１８と余剰酸化剤ガス排出口１９とが同一面に形成されている。したがって、強風時には燃焼排ガスとともに酸化剤ガスも燃焼用空気吸入口１７に流入するので、燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。これらの効果により、燃料電池システム２００の燃焼器１３の不完全燃焼や失火を抑制することができる。
（第３実施形態）
図５は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の基本構成を示す模式図である。図６は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。
第３実施形態の燃料電池システム３００は、第１実施形態の燃料電池システム１００の燃焼排ガス排出口１８及び余剰酸化剤ガス排出口１９の構成が相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００と同様なので、燃料電池システム３００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図５及び図６において図１及び図２（ａ）と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、燃料電池システム３００は、燃焼器用空気吸入口１７と、燃焼排ガス及び前記余剰酸化剤ガスをまとめて大気中に排出する統合排出口３１とが、吸排気孔面３０に、精確には、図１と同様に吸排気孔面３０近傍の同一の面Ｐに形成されている。具体的には、余剰酸化剤ガス流路５が燃焼排ガス流路７と合流して、余剰酸化剤ガス及び燃焼排ガスの流通方向下流側の端部には統合排出口３１が形成されている。
また、図６に示すように、ハウジング１１の側面である吸排気孔面３０には、燃焼器用空気吸入口１７に直結する孔と、統合排出口３１に直結する孔とが形成されている。そして、それらの孔には塵埃等が侵入しないようにルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
このような構成によって、統合排出口３１において燃焼排ガスが余剰酸化剤ガスと混合されて排出されるので、燃焼器用空気吸入口１７からの燃焼排ガスの吸入をより抑制することができ、燃料電池システムの燃焼器１３の不完全燃焼や失火をより確実に抑制することができる。また、燃焼排ガスと余剰酸化剤ガスとが合流されるので、統合排出口３１の排気圧が高まり、統合排出口における風圧への抵抗性を向上させることができる。したがって、強風時における燃焼器１３の失火又は不完全燃焼をより確実に抑制することができる。
なお、ここでは、燃焼器用空気吸入口１７及び統合排出口３１は、配設構造上の理由から、精確には吸排気孔面３０の前後の近傍位置である面Ｐに形成されている。しかし、このような場合においても、上記の効果は奏される。また、これら吸排気口１７、３１は、吸排気孔面３０の近傍位置であれば図のような同一平面Ｐ上に位置しなくても、燃焼器１３の強風時における失火又は不完全燃焼、ならびに燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。例えば、燃焼器用空気吸入口１７が吸排気孔面３０の外側近傍に形成され、統合排出口３１が吸排気孔面３０の内側近傍に形成されていても、上記効果は奏される。すなわち、これら吸排気口１７、３１が、吸排気孔面３０の近傍位置において側面視において凹凸がある位置に形成されていても、上記効果は奏される。したがって「燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１とが、同一の面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む。
また、燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１とは、吸排気孔面３０において、さらに同一方向Ｄに向けて形成されることが好ましい。これによって、燃焼器用空気吸入口１７における吸気、ならびに統合排出口３１における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。
なお、吸排気孔面３０が平面ではなく湾曲面であって、燃焼器用空気吸入口１７及び、統合排出口３１の方向が、精確に同一方向ではなくとも、ほぼ同一方向であれば、上記効果を奏する。したがって、「燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む。
（第４実施形態）
図７は、本発明の燃料電池システムの第４実施形態の基本構成を示す模式図である。
第４実施形態の燃料電池システム４００は、第３実施形態の燃料電池システム３００に対して、酸化剤ガス吸入ダクト２６を有している点において相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００あるいは燃料電池システム３００と同様なので、燃料電池システム４００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図７において図１又は図５と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図７に示すように、燃料電池システム４００は、酸化剤ガス吸入ダクト２６がＦＣ送気装置１６に接続され、酸化剤ガス吸入ダクト２６の酸化剤ガス流通方向上流側端部に酸化剤ガス吸入口２７が形成されている。ここで、燃料電池システム４００は、酸化剤ガス吸入口２７と、燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが吸排気孔面３０に、精確には、図１と同様に吸排気孔面３０近傍の同一面Ｐに形成されているので、強風時における酸化剤ガス流量の変動を抑制することができる。つまり、第４実施形態の燃料電池システム４００においては、第１実施形態の燃料電池システム１００及び第３実施形態の燃料電池システム３００の効果に加えて、燃料電池システム４００の動作時の安定性を向上させることができる。
なお、ここでは、燃焼器用空気吸入口１７及び統合排出口３１は、配設構造上の理由から、精確には吸排気孔面３０の前後の近傍位置である面Ｐに形成されている。しかし、このような場合においても、燃料電池システム４００の動作時の安定性の向上、燃焼器１３の強風時における失火又は不完全燃焼、ならびに燃焼排ガスの燃焼用空気吸入口１７への流入による燃焼器１３の不完全燃焼を抑制することができる。また、これら吸排気口１７、２７，３１は、吸排気孔面３０の近傍位置であれば図のような同一平面Ｐ上に位置しなくても上記の効果は奏される。例えば、酸化剤ガス吸入口２７及び燃焼器用空気吸入口１７が吸排気孔面３０の外側近傍に形成され、統合排出口３１が吸排気孔面３０の内側近傍に形成されていても、上記効果は奏される。すなわち、これら吸排気口１７、２７，３１が、吸排気孔面３０の近傍位置において側面視において凹凸がある位置に形成されていても、上記効果は奏される。したがって、「酸化剤ガス吸入口２７と、燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが、同一の面に形成されている」とは、上記効果を奏する範囲において同一の面近傍に形成されているような構成も含む。
また、酸化剤ガス吸入口２７と燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１とは、吸排気孔面３０において、さらに同一方向Ｄに向けて形成されることが好ましい。これによって、燃焼器用空気吸入口１７における吸気、ならびに統合排出口３１における排気への強風による圧力変動の影響をより軽減させることができるので、燃焼器１３の失火又は不完全燃焼を抑制することができる。
なお、吸排気孔面３０が平面ではなく湾曲面であって、酸化剤ガス吸入口２７と燃焼器用空気吸入口１７と統合排出口３１との方向が、精確に同一方向ではなくとも、ほぼ同一方向であれば、上記効果を奏する。したがって、「酸化剤ガス吸入口２７と、燃焼器用空気吸入口１７と、統合排出口３１とが、吸排気孔面３０において、同一方向Ｄに向けて形成されている」とは、強風による圧力変動の影響をより軽減させることができる範囲においてほぼ同一方向に形成されているような構成も含む。
さらに、図に示されるように、ハウジング１１の吸排気孔面３０には、燃焼器用空気吸入口１７に直結する孔と、統合排出口３１に直結する孔と、酸化剤ガス吸入口２７に直結する孔とが形成されている。そして、図示しないが、それらの孔には塵埃等が侵入しないように、図２（ａ）乃至（ｃ）及び図６と同様にしてルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
（第５実施形態）
図８は、本発明の燃料電池システムの第５実施形態の基本構成を示す模式図である。
第５実施形態の燃料電池システム５００は、第３実施形態の燃料電池システム３００に対して、酸化剤ガス吸入ダクト２６を有している点において相違している。したがって、これ以外は、燃料電池システム１００あるいは燃料電池システム３００と同様なので、燃料電池システム５００の構成及び動作の説明は省略し、相違点のみを説明する。また、図８において図１又は図５と同一又は相当する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図８に示すように、燃料電池システム５００は、酸化剤ガス吸入ダクト２６がＦＣ送気装置１６に接続され、酸化剤ガス吸入ダクト２６の酸化剤ガス流通方向上流側端部に酸化剤ガス吸入口２７が形成されている。ここで、酸化剤ガス吸入口２７は、吸排気孔面３０とは異なる面３２において、方向Ｄとは異なる方向に向けて形成されている。これによって、酸化剤ガス吸入口２７からの燃焼排ガスの吸入を抑制することができる。つまり、第４実施形態の燃料電池システム４００においては、第１実施形態の燃料電池システム１００及び第３実施形態の燃料電池システム３００の効果に加えて、燃料電池システム４００の動作時の安定性を向上させることができる。
なお、図に示されるように、ハウジング１１の面３２には、酸化剤ガス吸入口２７に直結する孔が形成されている。そして、図示しないが、この孔には塵埃等が侵入しないようにルーバー、フィルター等が適宜配設されている。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の効果を得ることができる範囲において、その構造及び／又は機能の詳細を変更することができる。例えば、第２実施形態の各種ダクトを第３実施形態、第４実施形態又は第５実施形態に適用したり、第４実施形態又は第５実施形態の酸化剤ガス吸入ダクト２６を第１実施形態又は第２実施形態に適宜適用したりすることができる。
本発明の燃料電池システムは、燃料電池システムの燃焼器の不完全燃焼や失火を抑制することができる、燃料電池システムとして有用である。
図１は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の基本構成を示す模式図である。 図２（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の外観を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例１の外観を模式的に示す斜視図であり、図２（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第１実施形態の変形例２の外観を模式的に示す斜視図である。 図３は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の基本構成を示す模式図である。 図４（ａ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の空気吸入ダクトの変形例を模式的に示す模式図であり、図４（ｂ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の燃焼排ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図であり、図４（ｃ）は、本発明の燃料電池システムの第２実施形態の余剰酸化剤ガスダクトの変形例を模式的に示す模式図である。 図５は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の基本構成を示す模式図である。 図６は、本発明の燃料電池システムの第３実施形態の外観を模式的に示す斜視図である。 図７は、本発明の燃料電池システムの第４実施形態の基本構成を示す模式図である。 図８は、本発明の燃料電池システムの第５実施形態の基本構成を示す模式図である。
符号の説明
１ 原料流路
２ 水流路
３ 燃料ガス流路
４ 余剰燃料ガス流路
５ 余剰酸化剤ガス流路
６ 酸化剤ガス流路
７ 燃焼排ガス流路
１１ ハウジング
１２ 水素生成装置
１３ 燃焼器
１４ 燃焼器用送気装置（Ｂ送気装置）
１５ 燃料電池
１５ａ アノード流路
１５ｂ カソード流路
１６ 燃料電池用送気装置（ＦＣ送気装置）
１７ 燃焼器用空気吸入口
１８ 燃焼排ガス排出口
１９ 余剰酸化剤ガス排出口
２０ 空気吸入ダクト
２１ 燃焼排ガスダクト
２４ 余剰酸化剤ガスダクト
２５Ａ、２５Ｂ 外気通気孔
２６ 酸化剤ガス吸入ダクト
２７ 酸化剤ガス吸入口
３０ 吸排気孔面
３１ 統合排出口
３２ 面
４１、４２、４３ 吸音部
１００、２００，３００，４００，５００，６００ 燃料電池システム
Ｄ 方向
Ｐ 面

Claims (16)

  1. 加熱によって原料を水素リッチな燃料ガスに改質する水素生成装置と、
    空気を利用して可燃性ガスを燃焼させて前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、
    前記燃焼器に前記空気を供給する燃焼器用送気装置と、
    前記燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池と、
    前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置と、
    上記水素生成装置、前記燃焼器、前記燃焼器用送気装置、前記燃料電池及び前記酸化剤ガス供給装置を収容する多面体のハウジングと、を有する燃料電池システムであって、
    前記空気を吸入する前記燃焼器用送気装置の燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼器の燃焼排ガスを大気に排出する燃焼排ガス排出口と、余剰の前記酸化剤ガスを大気に放出する余剰酸化剤ガス排出口とが、前記ハウジングの同一面に形成されている、燃料電池システム。
  2. 前記燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼排ガス及び前記余剰酸化剤ガスをまとめて大気に排出する統合排出口とが、前記同一面に形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 前記燃焼器用空気吸入口と、前記燃焼排ガス排出口と、前記余剰酸化剤ガス排出口とが、同一方向に向けて形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  4. 前記燃焼器用空気吸入口と、前記統合排出口とが、同一方向に向けて形成されている、請求項２に記載の燃料電池システム。
  5. 前記同一面が略鉛直面であって、前記同一方向が略水平方向である、請求項３に記載の燃料電池システム。
  6. 前記燃焼器用空気吸入口は前記燃焼排ガス排出口よりも下方の位置に形成されている、請求項５に記載の燃料電池システム。
  7. 前記燃焼器用送気装置に接続されている空気吸入ダクトを有し、
    該空気吸入ダクトの空気流通方向上流側端部に前記燃焼器用空気吸入口が形成され、該空気吸入ダクトは空気の流通方向において上り勾配あるいは上り段差を有する、請求項１に記載の燃料電池システム。
  8. 前記燃焼排ガスが流通する燃焼排ガスダクトを有し、
    該燃焼排ガスダクトの燃焼排ガス流通方向下流側端部に前記燃焼排ガス排出口が形成され、該燃焼排ガスダクトは燃焼排ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有する、請求項１に記載の燃料電池システム。
  9. 前記余剰酸化剤ガスが流通する余剰酸化剤ガスダクトを有し、
    該余剰酸化剤ガスダクトの余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に前記余剰酸化剤ガス排出口が形成され、該余剰酸化剤ガスダクトは余剰酸化剤ガスの流通方向において下り勾配あるいは下り段差を有する、請求項１に記載の燃料電池システム。
  10. 前記燃焼器用送気装置に接続されている空気吸入ダクトを有し、
    該空気吸入ダクトの空気流通方向上流側端部に前記燃焼器用空気吸入口が形成され、該空気吸入ダクトには吸音部が形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  11. 前記燃焼排ガスが流通する燃焼排ガスダクトを有し、
    該燃焼排ガスダクトの燃焼排ガス流通方向下流側端部に前記燃焼排ガス排出口が形成され、該燃焼排ガスダクトには吸音部が形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  12. 前記余剰酸化剤ガスが流通する余剰酸化剤ガスダクトを有し、
    該余剰酸化剤ガスダクトの余剰酸化剤ガス流通方向下流側端部に前記余剰酸化剤ガス排出口が形成され、該余剰酸化剤ガスダクトには吸音部が形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  13. 前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、
    前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記同一面に形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  14. 前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、
    前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記同一面とは異なる面に形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  15. 前記酸化剤ガス供給装置が、燃料電池に空気を供給する燃料電池用送気装置であって、
    前記燃料電池用送気装置の燃料電池用空気吸入口が、前記ハウジング内部に形成され、
    前記ハウジングには、前記燃焼排ガス排出口よりも下方の位置に、少なくとも１つの外気流通孔が形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
  16. 前記同一面は前記ハウジングの面のうち最大面積を有する面であって、
    前記燃焼排ガス排出口、前記燃焼器用空気吸入口及び前記余剰酸化剤ガス排出口は、前記燃焼排ガス排出口と前記燃焼器用空気吸入口との距離が、前記余剰酸化剤ガス排出口と前記燃焼排ガス排出口との距離以上となるように形成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
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