WO2006087946A1

WO2006087946A1 - 燃料電池システム

Info

Publication number: WO2006087946A1
Application number: PCT/JP2006/302119
Authority: WO
Inventors: Akinari Nakamura; Hideo Ohara; Masataka Ozeki; Yoshikazu Tanaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2006-08-24
Also published as: JP2009164132A; JP4383481B2; JP4976434B2; JPWO2006087946A1

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

明細書

燃料電池システム

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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ヽる。

[0003] 例えば、特許文献 1にお、ては、比較的高温の燃焼排ガスの排出は大気中にぉ、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）の上面力排出され、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力も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!ヽる。

[0004] 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ヽる。

[0005] さらに、特許文献 3においては、図 1において、ハウジングの側面力も空気を取り込み、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。カロえて、この燃料電池発電システムは、換気ファンによつ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。

特許文献 1：特開 2003— 217637号公報

特許文献 2：特開 2002— 175820号公報

特許文献 3 :特開 2002— 329515号公報

特許文献 4：特開平 7— 6777号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、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。

[0007] 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。

課題を解決するための手段

[0008] 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。

[0009] し力しながら、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。

[0010] 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ィ匕剤ガス供給装置と、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、前記ノ、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

V、る」とは、上記効果を奏する範囲にぉ、て同一の面近傍に形成されて、るような構成も含む意味である。

[0011] 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力ゝ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。

[0012] 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ぉ、てほぼ同一方向に形成されて、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、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。

[0013] 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。

[0014] 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。

[0015] 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。

[0016] 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、該燃焼排ガスダ外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。

[0017] 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ぉ、て下り勾配あるいは下り段差を有するとよ、。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。

[0018] 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

[0019] 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、該燃焼排ガスダ外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。

[0020] 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ィ匕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〖こ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。

[0021] 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、酸ィ匕剤ガス吸入口と、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。

[0022] 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、酸化剤ガス吸入ロカも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。

[0023] 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、外気流通孔からノ、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、ノ、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。 [0024] 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、燃焼器用空気吸入ロカ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。

[0025] 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。

発明の効果

[0026] 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。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]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]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]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]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]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]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]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]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 力ソード流路

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

発明を実施するための最良の形態

[0029] 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

[0030] (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。

[0031] 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。

[0032] 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。

[0033] 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°C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 -ゥ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。

[0034] 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。

[0035] 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、力ソード流路） 15b の入口には酸化剤ガス流路 6が接続されている。この力ソード流路 15bは、途中で力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の端部には酸ィ匕剤ガス供給装置 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。これによつて、酸ィ匕剤ガス、つまり力ソードガスとして空気が燃料電池 15の力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ぐ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ヽても良、。

[0036] 燃料電池 15の力ソード流路 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。これによつて、余剰酸化剤ガスは余剰酸化剤ガス、ここでは燃料電池 15の力ソード流路 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。

[0037] 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。これによつて、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 10 0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ノィパス流路、全熱交^^等によって、余剰燃料ガス流路 4の一部が構成されて、る。

[0038] 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。これによつて、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力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 1 2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。

[0039] 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。これによつて、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。

[0040] 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、複数の面力なる多面体である。一般的には、ノ、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。

[0041] 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。これによつて、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。

[0042] 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、るような構成も含む。

[0043] 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。これによつて、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。

[0044] 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一バー、フィルタ一等が適宜配設されている。

[0045] 吸気孔面 30は、は略直面であり、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、下方力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。

[0046] 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。これによつて、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。

[0047] 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。これによつて、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。

[0048] 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。

[0049] [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。これによつて、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 ff¾することができる。

[0050] [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。これによつて、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。

[0051] 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。これによつて、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ちできる。

[0052] 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。これによつて、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〖こなる。

[0053] また、ノ、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。これによつて、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力も外気がハウジング 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。

[0054] (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。

[0055] 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。

[0056] 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ぉ、て上り勾配ある、は上り段差を有して、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。

[0057] 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、燃焼排ガスダ外 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。これによつて、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。

[0058] 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。これによつて、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。

[0059] 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。

[0060] [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 4 1が形成されている。これによつて、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、はダクトの一部にぉ、て設けられて、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。

[0061] [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。これによつて、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。

[0062] [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。これによつて、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。

[0063] 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。

[0064] 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、つまり力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。

[0065] 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。

[0066] 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。

[0067] (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。

[0068] 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。

[0069] 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、余剰酸ィ匕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。

[0070] 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、フィルタ一等が適宜配設されている。

[0071] 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。

[0072] 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ぉヽて同一の面近傍に形成されてヽるような構成も含む。

[0073] 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。これによつて、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。

[0074] 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の方向力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。

[0075] (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。

[0076] 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。したがつて、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。

[0077] 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ィ匕剤ガス吸入口 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、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の効果にカ卩えて、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。

[0078] 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 3 1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、る」とは、上記効果を奏する範囲にぉ、て同一の面近傍に形成されて、るような構成も含む。

[0079] 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。これによつて、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。

[0080] 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との方向力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ぉ、てほぼ同一方向に形成されて、るような構成も含む。

[0081] 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、フィルタ一等が適宜配設されている。

[0082] (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。

[0083] 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。したがつて、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。

[0084] 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ィ匕剤ガス吸入口 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。

[0085] 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、フィルタ一等が適宜配設されてヽる。

[0086] 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。

産業上の利用可能性

[0087] 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。

Claims

請求の範囲

[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力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ヽ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ぉ、て上り勾配あるヽ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外を有し、

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ぉヽて下り勾配あるヽ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ィ匕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!、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外を有し、

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ィ匕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、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ヽる、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、前記余剰酸ィ匕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ヽる、請求項 1に記載の燃料電池システム。