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公開番号2024073925
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-30
出願番号2022184914
出願日2022-11-18
発明の名称燃料電池ユニット
出願人株式会社ノーリツ
代理人個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20240523BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発電排気が容易に排出されるように構成された排気混合通路を備えた燃料電池ユニットを提供すること。
【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスを利用して発電する発電モジュール(6)と、発電モジュール(6)の発電排気を冷却する冷却水の温度を下げるための放熱器(10)をケース(2)内に備えた燃料電池ユニット(1)は、発電モジュール(6)の発電排気が流通する発電排気通路(12)と、ケース(2)の内部空気が流通する換気通路(13)と、放熱器(10)からの冷却風が流通する冷却風通路(14)を備え、発電モジュール(6)の発電排気とケース(2)の内部空気と放熱器(10)の冷却風を混合してケース(2)外に排出するために、発電排気通路(12)と換気通路(13)と冷却風通路(14)とが接続されて形成された集合排気通路(15)を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスを利用して発電する発電モジュールと、前記発電モジュールの発電排気を冷却する冷却水の温度を下げるための放熱器をケース内に備えた燃料電池ユニットにおいて、
前記発電モジュールの発電排気が流通する発電排気通路と、前記ケースの内部空気が流通する換気通路と、前記放熱器からの冷却風が流通する冷却風通路を備え、
前記発電モジュールの発電排気と前記ケースの内部空気と前記放熱器の冷却風を混合して前記ケース外に排出するために、前記発電排気通路と前記換気通路と前記冷却風通路とが接続されて形成された集合排気通路を有することを特徴とする燃料電池ユニット。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記集合排気通路は、前記換気通路と前記冷却風通路の接続部よりも下流側で前記発電排気通路が接続されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記集合排気通路は、前記換気通路と前記冷却風通路の接続部から前記ケース外に延びる排気筒を有し、
前記発電排気通路の下流端部が、前記排気筒の中心軸線に沿うようにこの排気筒内まで延びる筒状部材によって形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記筒状部材によって形成された前記発電排気通路の下流端部は、その下流端が閉塞され且つ径方向に開けた複数の開口部を介して前記排気筒内に連通することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用の給湯システムに関し、特に燃料電池の発電時の排熱を利用する給湯システムの燃料電池ユニットに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば集合住宅の共用通路に面するパイプシャフトと呼ばれる収容スペース内には、燃料ガス管及び上水道管が配管されると共に、給湯装置が設置されている。この給湯装置が燃料ガスを燃焼させて上水を加熱する燃焼式給湯装置である場合には、パイプシャフトの外に排出される燃焼排気が共用通路にいる人に直接当たらないように、給湯装置がパイプシャフトの上部に設置される。通常、パイプシャフトの開口部には、この開口部を開閉する扉を支持するための金属製の枠体が固定され、この枠体に給湯装置が固定される。
【０００３】
給湯装置として、例えば燃料電池の発電時に発生する熱を熱媒（冷却水）によって回収して蓄熱タンクに蓄熱し、この熱を利用して加熱した湯水を給湯に使用する燃料電池ユニットを備えた給湯システムが、パイプシャフトに設置される場合がある。そして、蓄熱タンクの熱が不足する場合には、例えばこの給湯システムを構成する燃焼式給湯装置で上水を加熱して給湯設定温度に調整された湯水が給湯される。
【０００４】
燃料電池ユニットとして例えば特許文献１には、燃料ガスから取り出した水素と空気中の酸素を反応させて発電する燃料電池、燃料電池及びその発電排気を冷却する冷却水を貯留する冷却水タンク、ケースの内部空気と発電排気を混合してケース外に排出する排出通路といった機器類が１つのケース内に収容されている。そして、冷却水を冷却する放熱器を備え、放熱器からの冷却風と発電排気を混合してケース外に排出する構成が記載されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２のように、換気ファンによってケース外に排出されるケースの内部空気と燃料電池の空気オフガスと燃料改質装置の燃焼排ガスを混合して、ケース外に排出する排出装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第６８９９５３９号公報
特許第３５４９２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃料電池の発電排気（空気オフガスと燃料改質装置の燃焼排ガス）には、水素と酸素の反応によって生成される高温の水蒸気が多く含まれているので、ケース外に排出されて温度が下がると白煙のように見え、誤解や不信感を誘発する虞がある。そのため、特許文献１、２のように、冷却水で発電排気の温度を下げて水蒸気の含有量を減らすと共にケースの内部空気又は冷却風と混合し、希釈した発電排気をケース外に排出している。
【０００８】
しかし、家庭用の燃料電池の発電排気の流量は小さいので、発電排気の排出がケースの内部空気又は冷却風の風圧によって阻害され、発電排気が排出され難くなる場合があった。また、流量が小さい発電排気が単独で排出される構成では、ケース外の風の影響を受けて排出され難くなる場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、発電排気が容易に排出されるように構成された排気混合通路を備えた燃料電池ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明の燃料電池ユニットは、燃料ガスと酸化剤ガスを利用して発電する発電モジュールと、前記発電モジュールの発電排気を冷却する冷却水の温度を下げるための放熱器をケース内に備えた燃料電池ユニットにおいて、前記発電モジュールの発電排気が流通する発電排気通路と、前記ケースの内部空気が流通する換気通路と、前記放熱器からの冷却風が流通する冷却風通路を備え、前記発電モジュールの発電排気と前記ケースの内部空気と前記放熱器の冷却風を混合して前記ケース外に排出するために、前記発電排気通路と前記換気通路と前記冷却風通路とが接続されて形成された集合排気通路を有することを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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