第1の発明は、本体パッケージの内部に配 置された改質器およびスタックと、スタック の積層方向の両端に設けたスタック出力端子 と、本体パッケージの内部に配置されると共 にスタックと近接して配置された電力変換回 路と、スタックの積層方向と平行して電力変 換回路に設けた電力変換回路入力端子と、ス タック出力端子と電力変換回路入力端子を電 気的に接続するスタック出力線とを有して構 成したものである。これにより、スタックと 電力変換回路とを最短距離で電気的に接続す るので、スタックと電力変換回路を電気的に 接続するスタック出力線での電力ロスを低減 し、燃料電池発電システムの発電効率を高め ることができる。

 第2の発明は、第1の発明において、本体� �ッケージ内を第1室および第2室に分離すると 共に上部に空隙を設けた隔壁を設け、第1室� �内部に改質器およびスタックを配置し、第2� ��の内部に電力変換回路と制御回路を配置し� ��スタックと電力変換回路を電気的に接続す� ��スタック出力線を、空隙を貫通するように� ��けたものである。これにより、スタックと� ��力変換回路とを最短距離で電気的に接続す� ��ので、スタックと電力変換回路を電気的に� ��続するスタック出力線での電力ロスを低減� ��、燃料電池発電システムの発電効率を高め� ��ことができる。

 第3の発明は、第2の発明において、スタ� �クの積層方向を隔壁と平行して配置するこ� �により、スタックのスタック出力端子と電� �変換回路の電力変換回路入力端子とを最短� �離で電気的に接続するものである。これに� �り、スタックと電力変換回路を電気的に接� �するスタック出力線での電力ロスを低減す� �ことができる。

 第4の発明は、第2の発明において、スタ� �クが隔壁に隣接するとともに本体パッケー� �の天面に隣接し、電力変換回路が隔壁に隣� �するとともに本体パッケージの天面に隣接� �るものである。これにより、スタックと電� �変換回路とが近接して配置され、スタック� �電力変換回路とを最短距離で電気的に接続� �るので、スタックと電力変換回路を電気的� �接続するスタック出力線での電力ロスを更� �低減することができる。

 第5の発明は、第2の発明において、スタ� �クと電力変換回路を隔壁を介して対向して� �置するものである。これにより、スタック� �電力変換回路とが近接して配置され、スタ� �クと電力変換回路とを最短距離で電気的に� �続するので、スタックと電力変換回路を電� �的に接続するスタック出力線での電力ロス� �更に低減することができる。

 第6の発明は、第2の発明において、スタ� �ク天面と電力変換回路上面とを略同一高さ� �配置したことにより、スタックと電力変換� �路とを最短距離で電気的に接続するもので� �る。これにより、スタックと電力変換回路� �電気的に接続するスタック出力線での電力� �スを更に低減することができる。

 第7の発明は、第2の発明において、スタ� �ク出力線を、スタック天面に設けたスタッ� �出力端子と、電力変換回路上部に設けた電� �変換回路入力端子とを電気的に接続するこ� �により、スタックと電力変換回路とを最短� �離で電気的に接続するものである。これに� �り、スタックと電力変換回路を電気的に接� �するスタック出力線での電力ロスを低減す� �ことができる。

 第8の発明は、本体パッケージ内に、貯湯 槽と、スタック及び改質器と、電力変換回路 を有する高電圧回路と低電圧回路とを有して 構成される電気回路と、前記本体パッケージ 内の空気を外部に排出する換気ファンとを備 え、前記スタック及び改質器より下方の前記 本体パッケージ下部に吸気口を有する燃料電 池発電システムであって、前記換気ファンは 前記本体パッケージにおける前記スタック及 び改質器を配置した空間の上部に設け、前記 スタック及び改質器と前記電気回路とを、前 記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯湯槽と略 同一高さになるように配置し、前記高電圧回 路は前記スタック及び改質器より上に配置す ると共に、隔壁により前記本体パッケージ内 を前記スタック及び改質器を配置した空間と 前記高電圧回路を配置した空間とに分離した ものである。

 上記構成において、本体パッケージ内に� ��料電池と貯湯槽を納めたことにより、省ス� ��ースな貯湯槽一体型の燃料電池発電システ� ��を提供できる。

 また、改質器やスタックから原料ガスや� ��素などの可燃性ガスが万一漏出した場合に� ��いても、可燃性ガスは改質器やスタックを� ��けた本体パッケージに漏出するが、本体パ� ��ケージで改質器及びスタックより下方の本� ��パッケージ下部に設けた吸気口から吸い込� ��れた外気が、本体パッケージに漏出した可� ��性ガスを押し出して、本体パッケージにお� ��るスタック及び改質器を配置した空間の上� ��に設けた換気ファンにより外部に排出され� ��。

 また、埃の多い環境で長期間使用されて� ��電圧回路の接点等に埃が蓄積した場合や、� ��気の高い環境で長期間使用されて高電圧回� ��の接点等に水分が付着した場合にアーク等� ��発生することが万が一にも重なった場合に� ��いても、隔壁により本体パッケージ内をス� ��ック及び改質器を配置した空間と高電圧回� ��を配置した空間とに分離しているため、原� ��ガスや水素などの可燃性ガスが高電圧回路� ��至ることはなく、爆発等の危険性は全くな� ��なる。

 第9の発明は、本体パッケージの第1室に� �湯槽を備え、前記本体パッケージの第2室に� ��スタック及び改質器と、電力変換回路を有� ��る高電圧回路と低電圧回路とを有して構成� ��れる電気回路と、前記第2室内の空気を外部 に排出する換気ファンとを備え、前記スタッ ク及び改質器より下方の前記第2室下部に吸� �口を有する燃料電池発電システムであって� �前記換気ファンは前記第2室における前記ス� ��ック及び改質器を配置した空間の上部に設� ��、前記スタック及び改質器と前記電気回路� ��を、前記貯湯槽の横で、縦方向に、前記貯� ��槽と略同一高さになるように配置し、前記� ��電圧回路は前記スタック及び改質器より上� ��配置すると共に、隔壁により前記第2室を前 記スタック及び改質器を配置した空間と前記 高電圧回路を配置した空間とに分離したもの である。

 すなわち、第9の発明は、第8の発明にお� �て、貯湯槽を本体パッケージの第1室に配置� ��、スタック及び改質器と、電気回路と、換� ��ファンと、吸気口とを本体パッケージの第2 室に配置したものであり、第8の発明と同様� �、省スペースな貯湯槽一体型の燃料電池発� �システムを提供できる。

 また、改質器やスタックから原料ガスや� ��素などの可燃性ガスが万一漏出した場合に� ��且つ、埃の多い環境で長期間使用されて高� ��圧回路の接点等に埃が蓄積したり、湿気の� ��い環境で長期間使用されて高電圧回路の接� ��等に水分が付着した場合にアーク等が発生� ��ることが万が一にも重なった場合において� ��、爆発等の危険性は全くなくなる。

 第10の発明は、第8または第9の発明におい て、スタックと電力変換回路とを隔壁を介し て対向して配置したものである。これにより 、スタックと電力変換回路とが近接して配置 され、スタックと電力変換回路とを短距離で 電気的に接続できるので、スタックと電力変 換回路を電気的に接続するスタック出力線で の銅損を低減して、スタック出力線での電力 ロスを低減し、燃料電池発電システムの効率 を向上することができる。

 第11の発明は、第10の発明において、スタ ックの積層方向が電力変換回路基板の面に対 して略平行であるものである。これにより、 スタックのスタック出力端子と電力変換回路 の電力変換回路入力端子とを最短距離で電気 的に接続できるので、第10の発明よりも、さ� ��に、スタックと電力変換回路を電気的に接� ��するスタック出力線での銅損を低減して、� ��タック出力線での電力ロスを低減し、燃料� ��池発電システムの効率を向上することがで� ��る。

 第12の発明は、第11の発明において、スタ ックは、前記スタックの積層方向の一端の上 部に設けたスタック+端子と前記スタックの� �層方向の他端の上部に設けたスタック-端子� ��を有し、電力変換回路は、下部に電力変換� ��路+端子と電力変換回路-端子と有し、前記� �タック+端子と前記電力変換回路+端子とが隔 壁を介して略対向位置に配置され、前記スタ ック-端子と前記電力変換回路-端子とが隔壁� ��介して略対向位置に配置されたものである� ��これにより、スタック+端子と電力変換回路 +端子、スタック-端子と電力変換回路-端子を 、2組とも、最短距離で電気的に接続できる� �で、第11の発明よりも、さらに、スタックと 電力変換回路を電気的に接続するスタック出 力線での銅損を低減して、スタック出力線で の電力ロスを低減し、燃料電池発電システム の効率を向上することができる。

 第13の発明は、第12の発明において、隔壁 に設けた一対の貫通穴と、スタック+端子と� �力変換回路+端子を電気的に接続すると共に� ��方の前記貫通穴を通るスタック+出力線と、 スタック-端子と電力変換回路-端子を電気的� ��接続すると共に他方の前記貫通穴を通るス� ��ック-出力線とを有するものである。これに より、スタック+端子と電力変換回路+端子と� ��隔壁の貫通穴を通るスタック+出力線によっ て最短距離で電気的に接続でき、スタック-� �子と電力変換回路-端子とを隔壁の貫通穴を� ��るスタック-出力線により最短距離で電気的 に接続できるので、第12の発明と同様に、第1 1の発明よりも、さらに、スタックと電力変� �回路を電気的に接続するスタック出力線で� �銅損を低減して、スタック出力線での電力� �スを低減し、燃料電池発電システムの効率� �向上することができる。

 以下、本発明による燃料電池発電システ� ��の実施の形態について、図面を参照しなが� ��説明する。なお、この実施の形態によって� ��発明が限定されるものではない。

(実施の形態1)
 図1、図2は本発明の実施の形態1における燃� ��電池発電システムの構成図である。

 図1、図2において、本体パッケージ2内に� ��改質器6、スタック7などの可燃性ガスが流� �する部品が配置されている。

 改質器6には、原料ガス配管8と、燃焼フ� �ン9を取付けたバーナ10と改質器排気口11が備 え付けられている。水供給装置12は水配管13� �介して改質器6に接続されている。

 スタック7は、改質器6と水素配管14で接続 され、バーナ10と排水素配管15で接続されて� �り、空気ブロワ16と空気配管17で接続されて� ��る。また、凝縮器18と排空気配管19で接続さ れている。

 本体パッケージ2の外壁には、排気口20お� ��び排気ファン21が設置されており、前記改� �器6およびスタック7より風上になるように設 けた第1吸気口22が設置されている。

 電気回路23は、商用電源24に接続されると 共に、スタック7からの直流電力を交流電力� �変換して商用電源に供給する電力変換回路25 と、制御回路26を有して構成されている。

 電力変換回路25は、昇圧回路やインバー� �回路などの回路(図示せず)と電圧センサや電 流センサなどのセンサ(図示せず)とにより構� ��されており、スタック7からの直流電力を商 用電源の交流電力と同位相の交流電力に変換 して商用電源に接続された負荷(図示せず)に� ��給できるよう接続されている。

 スタック7と電力変換回路25はスタック出� ��線27により電気的に接続され、スタック7の� ��層方向に平行に前記電力変換回路25に電力� �換回路入力端子32を設けている。

 スタック7は、単セル29が電力変換回路入� ��端子32と平行に積層されており、単セル29の 積層方向の両側を、一対の集電板30を用いて� ��持する構成となっている。集電板30にはス� �ック出力線27を接続するスタック出力端子31� ��設けてある。

 制御回路26は、負荷の消費電力に基づい� �都市ガス配管から改質器6に供給される都市� ��スの流量を調整すると共に改質器6に供給さ れる水の流量を調整することによる、システ ムにおける発電電力の制御や改質器6やスタ� �ク7の温度制御など、種々の制御を行なって� ��る。

 本体パッケージ2の外壁には、電気回路23� ��り風上側に第2吸気口28が設けられている。

 以上のように構成された燃料電池発電シ� ��テムについて、以下その動作、作用を説明� ��る。

 原料ガス配管8から供給されたメタンなど の原料ガスは、改質器6の中でバーナ10によっ て加熱され改質反応を起こし水素に変換され 、水素配管14を通ってスタック7へ供給される 。

 一方、空気ブロワ16から送られる空気は� �気配管17を通ってスタック7へ供給され、こ� �ら供給された水素と空気中の酸素を反応さ� �発電を行うものである。

 スタック7で発生した直流電力は、スタッ ク出力線27を介して電力変換回路25に入力さ� �、電力変換回路25で所定の電圧まで昇圧また は減圧し、外部負荷からの電力要求に応じて 発電量を変化させる。

 そして反応に使われなかった残りの水素( 排水素)は排水素配管15を通ってバーナ10に供� ��され改質反応の加熱燃料として用いられる� ��

 また、反応で生成した水および水蒸気を� ��んだ排空気は排空気配管19を通って凝縮器18 に導かれ、水を分離する。凝縮器18で分離さ� ��た水は水配管13を介して水供給装置12から改 質器6に供給され、改質反応の原料として使� �れる。

 これら一連の動作の制御を制御回路26で� �うものである。

 以上のように、本実施の形態においては� ��本体パッケージ2の内部に配置された改質器 6とスタック7と、前記スタック7の積層方向の 両端に設けたスタック出力端子31と、本体パ� ��ケージ2の内部に配置されると共にスタック 2と近接して配置された電力変換回路25と、ス タック7の積層方向に平行に電力変換回路25に 設けた電力変換回路入力端子32と、スタック� ��力端子31と電力変換回路入力端子32を電気的 に接続するスタック出力線27とを有して構成� ��ている。これにより、スタック7と電力変換 回路25とを最短距離で電気的に接続し、スタ� ��ク出力線27での電力ロスを低減することが� �き、発電効率の高い燃料電池発電システム� �提供することができる。

 そして、スタック出力線27での電力ロス� �増えないことから、スタック電流を増やす� �とが可能となり、スタック7の積層枚数を減� ��してコストダウンと小型化を狙うことが可� ��となる。

 また、スタック7の積層方向を電力変換回 路入力端子32と平行にしたものであり、この� ��成により、スタック出力端子31と電力変換� �路入力端子32が更に近接するので、スタック 出力線27が更に短くなり、スタック出力線27� �の電力ロスを更に低減することができる。

 また、水素配管14、排水素配管15、空気配 管17、排空気配管19が、集電板30の両側に接続 されるので、スタック出力端子31と電力変換� ��路入力端子32が更に近接するものである。

 反対に、スタック7の積層方向が電力変換 回路入力端子32と平行でない場合は、図3の対 比例に示すように、集電板の一方が電力変換 回路25から離れた位置となり、即ちスタック� ��力端子31の一方が離れて配置されるため、� �方のスタック出力線27が長くなり、スタック 出力線27での電力ロスが増加するものである� ��

 また、水素配管14、排水素配管15、空気配 管17、排空気配管19が、集電板30の両側に接続 される構成となるため、スタック出力端子31� ��電力変換回路入力端子32間に水素配管14、排 空気配管19が配置されることとなり、スタッ� ��出力端子31と電力変換回路入力端子32間の距 離が長くなるものである。

(実施の形態2)
 図4、図5は本発明の実施の形態2における燃� ��電池発電システムの構成図である。

 図4、図5において、本体パッケージ2は、� ��壁1によりガス経路を有する第1室3とガス経� ��のない第2室4に分離する構成となっている� �なお、隔壁1の上部には空隙5を設けている。 第1室3内には改質器6、スタック7などの可燃� �ガスが流通する部品が配置されている。

 改質器6には、原料ガス配管8と、燃焼フ� �ン9を取付けたバーナ10と改質器排気口11が備 え付けられている。水供給装置12は水配管13� �介して改質器6に接続されている。

 スタック7は、改質器6と水素配管14で接続 され、バーナ10と排水素配管15で接続されて� �り、空気ブロワ16と空気配管17で接続されて� ��る。また、凝縮器18と排空気配管19で接続さ れている。

 第1室3の外壁には、第2室4が風上に、第1� �3が風下になるように設けた排気口20および� �気ファン21が設置されており、改質器6およ� �スタック7より風上になるように設けた第1吸 気口22が設置されている。

 電気回路23は、商用電源24に接続されると 共に、スタック7からの直流電力を交流電力� �変換して商用電源に供給する電力変換回路25 と、制御回路26とを有して構成されており、� ��2室の内部に配置されている。

 電力変換回路25は、昇圧回路やインバー� �回路などの回路(図示せず)と電圧センサや電 流センサなどのセンサ(図示せず)とにより構� ��されており、スタック7からの直流電力を商 用電源の交流電力と同位相の交流電力に変換 して商用電源に接続された負荷(図示せず)に� ��給できるよう接続されている。

 スタック7と電力変換回路25はスタック出� ��線27により電気的に接続されており、前記� �タック出力線27は隔壁1の上部に設けられた� �隙5を貫通している。

 スタック7は、単セル29が電力変換回路入� ��端子32と平行に積層されており、単セル29の 積層方向の両側を、一対の集電板30を用いて� ��持する構成となっている。集電板30にはス� �ック出力線27を接続するスタック出力端子31� ��設けてある。

 制御回路26は、負荷の消費電力に基づい� �都市ガス配管から改質器6に供給される都市� ��スの流量を調整すると共に改質器6に供給さ れる水の流量を調整することによる、システ ムにおける発電電力の制御や改質器6やスタ� �ク7の温度制御など種々の制御を行なってい� ��。

 第2室の外壁には、電気回路23より風上側� ��第2吸気口28が設けられている。

 以上のように構成された燃料電池発電シ� ��テムについて、以下その動作、作用を説明� ��る。

 原料ガス配管8から供給されたメタンなど の原料ガスは、改質器6の中でバーナ10によっ て加熱され改質反応を起こし水素に変換され 、水素配管14を通ってスタック7へ供給される 。

 一方、空気ブロワ16から送られる空気は� �気配管17を通ってスタック7へ供給され、こ� �ら供給された水素と空気中の酸素を反応さ� �発電を行うものである。

 スタック7で発生した直流電力は、スタッ ク出力線27を介して電力変換回路25に入力さ� �、電力変換回路25で所定の電圧まで昇圧また は減圧し、外部負荷からの電力要求に応じて 発電量を変化させる。

 そして反応に使われなかった残りの水素( 排水素)は排水素配管15を通ってバーナ10に供� ��され改質反応の加熱燃料として用いられる� ��

 また、反応で生成した水および水蒸気を� ��んだ排空気は排空気配管19を通って凝縮器18 に導かれ、水を分離する。凝縮器18で分離さ� ��た水は水配管13を介して水供給装置12から改 質器6に供給され、改質反応の原料として使� �れる。

 これら一連の動作の制御を制御回路26で� �うものである。

 以上のように、本実施の形態2においては 、本体パッケージ2内を第1室3および第2室4に� ��離すると共に上部に空隙5を設けた隔壁1と� �第1室3の内部に配置されたスタック7と、第2� ��4の内部に配置され電力変換回路25と制御回� ��26を有して構成される電気回路23と、スタッ ク7と電力変換回路25を電気的に接続するスタ ック出力線27とを有し、前記スタック出力線2 7は前記空隙5を貫通する構成としている。こ� ��により、スタック7と電力変換回路25とを最� ��距離で電気的に接続するので、スタック7と 電力変換回路25を電気的に接続するスタック� ��力線での電力ロスを低減することができ、� ��電効率の高い燃料電池発電システムを提供� ��ることができる。

 また、スタック出力線での電力ロスが増� ��ないことから、スタック電流を増やすこと� ��可能となり、スタックの積層枚数を減らし� ��コストダウンと小型化を狙うことが可能と� ��る。

(実施の形態3)
 本発明の実施の形態3について、図4、図5に� ��づいて説明する。

 本実施の形態3は、実施の形態2と基本的� �構成は同じであるが、ここでは、以下の点� �ついて、更に詳細に説明する。なお、上記� �実施の形態2において既に説明した内容につ� ��ては、その説明を省略する。

 実施の形態3は、スタック7の積層方向を� �壁1と平行にしたものであり、単セル29が隔� �1と平行に積層されており、単セル29の積層� �向の両側を集電板30の一対を用いて挟持する 構成となっている。そして、集電板30にはス� ��ック出力線27を接続するスタック出力端子31 が接続されている。電力変換回路25には電力� ��換回路入力端子32を設けている。

 この構成により、スタック出力線27を接� �するための、スタック出力端子31と電力変換 回路入力端子32が近接するので、スタック出� ��線27が短くなり、スタック出力線27での電力 ロスを低減することができる。

 反対に、スタック7の積層方向が隔壁1と� �行でない場合は、図6の対比例に示すように� ��集電板の一方が電力変換回路25から離れた� �置となり、即ちスタック出力端子31の一方が 離れて配置されるため、一方のスタック出力 線27が長くなり、スタック出力線27での電力� �スが増加するものである。

(実施の形態4)
 本発明の実施の形態4について、上記と同様 に図4に基づいて説明する。

 本実施の形態4は、実施の形態2と基本的� �構成は同じであるが、ここでは、以下の点� �ついて、更に詳細に説明する。なお、上記� �実施の形態2において既に説明した内容につ� ��ては、その説明を省略する。

 実施の形態4は、スタック7を隔壁1に隣接� ��ると共に本体パッケージ2の天面33に隣接し� ��配置し、電力変換回路25を隔壁1に隣接する� ��共に本体パッケージ2の天面33に隣接して配� ��したものである。これにより、スタック7と 電力変換回路25が近接して配置されるので、� ��タック出力線27が短くなり、スタック出力� �27での電力ロスを更に低減することができる 。

(実施の形態5)
 本発明の実施の形態5について、上記と同様 に図4、図5に基づいて説明する。

 本実施の形態5は、実施の形態2と基本的� �構成は同じであるが、ここでは、以下の点� �ついて、更に詳細に説明する。なお、上記� �実施の形態2において既に説明した内容につ� ��ては、その説明を省略する。

 実施の形態5は、スタック7と電力変換回� �25が隔壁1を介して対向しているものである� �これにより、スタック7と電力変換回路25が� �接または近接して配置されるので、スタッ� �出力線27が短くなり、スタック出力線27での� ��力ロスを更に低減することができる。

(実施の形態6)
 本発明の実施の形態6について、上記と同様 に図4、図5に基づいて説明する。

 本実施の形態は、実施の形態2と基本的な 構成は同じであるが、ここでは、以下の点に ついて、更に詳細に説明する。なお、上記の 実施の形態2において既に説明した内容につ� �ては、その説明を省略する。

 実施の形態5は、スタック7の天面と電力� �換回路25の上面を略同一高さに配置したもの である。これにより、スタック7と電力変換� �路25が近接且つ略同一高さにして配置される ので、スタック出力線27が短くなり、スタッ� ��出力線27での電力ロスを更に低減すること� �できる。

(実施の形態7)
 本発明の実施の形態7について、上記と同様 に図4、図5に基づいて説明する。

 本実施の形態は、実施の形態6と基本的な 構成は同じであるが、ここでは、以下の点に ついて、更に詳細に説明する。なお、上記の 実施の形態において既に説明した内容につい ては、その説明を省略する。

 実施の形態7は、スタック出力線27が、ス� ��ック7の天面に設けたスタック出力端子31と� ��電力変換回路25の上部に設けた電力変換回� �入力端子32とを電気的に接続するものである 。これにより、スタック出力線27が短くなり� ��スタック出力線27での電力ロスを更に低減� �ることができる。

 (実施の形態8)
 図7は本発明の実施の形態8における燃料電� �発電システムの構成図を示すものである。

 図7に示すように、本体パッケージ202内に は、改質器205、スタック206などの可燃性ガス が流通する部品が配置されている。

 改質器205には、原料ガス配管208と、燃焼� ��ァン209を取付けたバーナ210と改質器排気口2 11が備え付けられている。

 スタック206は、改質器205と水素配管212で� ��続され、バーナ210と排水素配管213で接続さ� ��ており、空気ブロワ214と空気配管215で接続� ��れている。また、熱交換器216と冷水管217と� ��水管218で接続されている。

 本体パッケージ202の外壁には、排気口219� ��び換気ファン220が設置されており、改質器2 05及びスタック206より風上になるように設け� ��吸気口221が設置されている。

 貯湯槽203には、水道管からの給水管222が� ��部に取り付けられると共に、給湯管223が頂� ��に取り付けられている。貯湯槽203の底部に� ��熱交換器216に接続される冷水管224が取り付� ��られており、貯湯槽203の頂部には、熱交換� ��216に接続される温水管225が取り付けられて� ��る。

 電気回路226は、100V以上を扱う高電圧回路 227と、低電圧回路228とを有して構成されてい る。高電圧回路227は、商用電源に接続される と共に、スタック206からの直流電力を交流電 力に変換して商用電源に供給する電力変換回 路229と、交流商用電源を直流低電圧に変換す る電源回路230とを有して構成されている。

 また、高電圧回路227は、スタック206及び� ��質器205より上に配置すると共に、隔壁231で� ��タック206及び改質器205と分離している。

 電力変換回路229は、昇圧回路やインバー� ��回路などの回路(図示せず)と電圧センサや� �流センサなどのセンサ(図示せず)とにより構 成されており、燃料電池スタック206からの直 流電力を商用電源の交流電力と同位相の交流 電力に変換して商用電源に接続された負荷(� �示せず)に供給できるよう接続されている。

 低電圧回路228は、本体パッケージ202内の� ��部を制御する制御手段である。制御手段で� ��る低電圧回路228は、負荷の消費電力に基づ� ��て都市ガス配管から改質器205に供給される� ��市ガスの流量を調整すると共に改質器205に� ��給される水の流量を調整することによる、� ��ステムにおける発電電力の制御や改質器205� ��スタック206の温度制御など種々の制御を行� ��っている。

 以上のように構成された燃料電池発電シ� ��テムについて、以下その動作、作用を説明� ��る。

 原料ガス配管208から供給されたメタンな� ��の原料ガスは、改質器205の中でバーナ210に� ��って加熱され改質反応を起こし水素に変換� ��れ水素配管212を通ってスタック206へ供給さ� ��る。

 一方、空気ブロワ214から送られる空気は� ��気配管215を通ってスタック206へ供給され、� ��れら供給された水素と空気中の酸素を反応� ��せ発電を行うものである。

 そして反応に使われなかった残りの水素( 排水素)は排水素配管213を通ってバーナ210に� �給され改質反応の加熱燃料として用いられ� �。

 以上のように、本実施の形態8は、本体パ ッケージ202内に、貯湯槽203と、スタック206及 び改質器205と、電力変換回路229を含む高電圧 回路227と低電圧回路228とを有して構成される 電気回路226と、本体パッケージ202内の空気を 外部に排出する換気ファン220とを備え、スタ ック206及び改質器205より下方の本体パッケー ジ202下部に吸気口221を有する燃料電池発電シ ステムであって、換気ファン220は本体パッケ ージ202におけるスタック206及び改質器205を配 置した空間の上部に設け、スタック206及び改 質器205と電気回路226とを、貯湯槽203の横で、 縦方向に、貯湯槽203と略同一高さになるよう に配置し、高電圧回路227はスタック206及び改 質器205より上に配置すると共に、隔壁231によ り本体パッケージ202内をスタック206及び改質 器205を配置した空間と高電圧回路227を配置し た空間とに分離したものである。

 上記構成において、本体パッケージ202内� ��燃料電池の各構成要素と貯湯槽203を納めた� ��とにより、省スペースな貯湯槽一体型の燃� ��電池発電システムを提供できる。

 また、改質器205やスタック206から原料ガ� ��や水素などの可燃性ガスが万一漏出した場� ��においても、可燃性ガスは改質器205やスタ� ��ク206を設けた本体パッケージ202内に漏出す� ��が、本体パッケージ202内で改質器205及びス� ��ック206より下方の本体パッケージ202下部に� ��けた吸気口221から吸い込まれた外気が、本� ��パッケージ202内に漏出した可燃性ガスを押� ��出す。そして、本体パッケージ202における� ��タック206及び改質器205を配置した空間の上� ��に設けた換気ファン220により可燃性ガスが� ��部に排出される。

 また、埃の多い環境で長期間使用されて� ��電圧回路227の接点等に埃が蓄積した場合や� ��湿気の高い環境で長期間使用されて高電圧� ��路227の接点等に水分が付着した場合に、ア� ��ク等が発生することが万が一にも重なった� ��合においても、隔壁231により本体パッケー� ��202内をスタック206及び改質器205を配置した� ��間と高電圧回路227を配置した空間とに分離� ��ているため、原料ガスや水素などの可燃性� ��スが高電圧回路227に至ることはなく、爆発� ��の危険性は全くなくなる。

 (実施の形態9)
 図8は本発明の実施の形態9における燃料電� �発電システムの構成図を示すものである。

 図8に示すように、実施の形態9では、本� �パッケージ202内を、貯湯槽203を有する第1室2 04と、改質器205、スタック206などの可燃性ガ� ��が流通する部品を配置した第2室207とに分離 するための隔壁201を設けている。

 改質器205には、原料ガス配管208と、燃焼� ��ァン209を取付けたバーナ210と改質器排気口2 11が備え付けられている。

 スタック206は、改質器205と水素配管212で� ��続され、バーナ210と排水素配管213で接続さ� ��ており、空気ブロワ214と空気配管215で接続� ��れている。また、熱交換器216と冷水管217と� ��水管218で接続されている。

 本体パッケージ202の外壁には、排気口219� ��び排気ファン220が設置されており、改質器2 05及びスタック206より風上になるように設け� ��吸気口221が設置されている。

 貯湯槽203には水道管からの給水管222が底� ��に取り付けられると共に、給湯管223が頂部� ��取り付けられている。貯湯槽203の底部には� ��交換器216に接続される冷水管224が取り付け� ��れており、貯湯槽203の頂部には、熱交換器2 16に接続される温水管225が取り付けられてい� ��。

 電気回路226は、100V以上を扱う高電圧回路 227と、低電圧回路228とを有して構成されてい る。高電圧回路227は、商用電源に接続される と共に、スタック206からの直流電力を交流電 力に変換して商用電源に供給する電力変換回 路229と、交流商用電源を直流低電圧に変換す る電源回路230とを有して構成されている。

 また、高電圧回路227はスタック206及び改� ��器205より上に配置すると共に、隔壁231でス� ��ック206及び改質器205と分離している。

 電力変換回路229は、昇圧回路やインバー� ��回路などの回路(図示せず)と電圧センサや� �流センサなどのセンサ(図示せず)とにより構 成されており、燃料電池スタック206からの直 流電力を商用電源の交流電力と同位相の交流 電力に変換して商用電源に接続された負荷(� �示せず)に供給できるよう接続されている。

 低電圧回路228は、本体パッケージ202内の� ��部を制御する制御手段である。制御手段で� ��る低電圧回路228は、負荷の消費電力に基づ� ��て都市ガス配管から改質器205に供給される� ��市ガスの流量を調整すると共に改質器205に� ��給される水の流量を調整することによる、� ��ステムにおける発電電力の制御や改質器205� ��スタック206の温度制御など種々の制御を行� ��っている。

 以上のように構成された燃料電池発電シ� ��テムについて、以下その動作、作用を説明� ��る。

 原料ガス配管208から供給されたメタンな� ��の原料ガスは、改質器205の中でバーナ210に� ��って加熱され改質反応を起こし水素に変換� ��れ水素配管212を通ってスタック206へ供給さ� ��る。

 一方、空気ブロワ214から送られる空気は� ��気配管215を通ってスタック206へ供給され、� ��れら供給された水素と空気中の酸素を反応� ��せ発電を行うものである。

 そして反応に使われなかった残りの水素( 排水素)は排水素配管213を通ってバーナ210に� �給され改質反応の加熱燃料として用いられ� �。

 以上のように、本実施の形態9は、本体パ ッケージ2の第1室4に貯湯槽3を備え、本体パ� �ケージ2の第2室7に、スタック206及び改質器20 5と、電力変換回路229を有する高電圧回路227� �低電圧回路228とを有して構成される電気回� �226と、第2室207内の空気を外部に排出する換� ��ファン220とを備え、スタック206及び改質器2 05より下方の第2室207下部に吸気口221を有する 燃料電池発電システムであって、換気ファン 220は第2室207におけるスタック206及び改質器20 5を配置した空間の上部に設け、スタック206� �び改質器205と電気回路226とを、貯湯槽203の� �で、縦方向に、貯湯槽203と略同一高さにな� �ように配置し、高電圧回路227はスタック206� �び改質器205より上に配置すると共に、隔壁23 1により第2室207をスタック206及び改質器205を� ��置した空間と高電圧回路227を配置した空間� ��に分離したものである。

 すなわち、本実施の形態9は、実施の形態 8において、貯湯槽203を本体パッケージ202の� �1室204に配置し、スタック206及び改質器205と� ��電気回路226と、換気ファン220と、吸気口221� ��を本体パッケージ202の第2室207に配置したも のであり、実施の形態8と同様に、省スペー� �な貯湯槽一体型の燃料電池発電システムを� �供できる。

 また、改質器205やスタック206から原料ガ� ��や水素などの可燃性ガスが万一漏出した場� ��で、且つ、埃の多い環境で長期間使用され� ��高電圧回路227の接点等に埃が蓄積したり、� ��気の高い環境で長期間使用されて高電圧回� ��227の接点等に水分が付着した場合にアーク� ��が発生することが万が一にも重なった場合� ��おいても、爆発等の危険性は全くなくなる� ��

 (実施の形態10)
 本発明の実施の形態10について、上記と同� �に図7に基づいて説明する。

 実施の形態10は、実施の形態8と基本的な� ��成は同じであるが、ここでは、以下の点に� ��いて、更に詳細に説明する。尚、本実施の� ��態において既に説明した内容については、� ��の説明を省略する。

 本実施の形態10は、スタック206と電力変� �回路229とを隔壁231を介して対向して配置し� �ものである。これにより、スタック206と電� �変換回路229とが近接(隣接)して配置されるの で、スタック出力線232が短くなり、スタック 206と電力変換回路229とを短距離で電気的に接 続できる。したがって、スタック206と電力変 換回路229を電気的に接続するスタック出力線 232での銅損を低減して、スタック出力線232で の電力ロスを低減し、燃料電池発電システム の効率を向上することができる。

 (実施の形態11)
 本発明の実施の形態11について、図9に基づ� ��て説明する。

 実施の形態11は、実施の形態8と基本的な� ��成は同じであるが、ここでは、以下の点に� ��いて、更に詳細に説明する。尚、本実施の� ��態において既に説明した内容については、� ��の説明を省略する。

 本実施の形態11は、スタック206の積層方� �233が電力変換回路229の基板である電力変換� �路基板234の面に対して略平行であるもので� �り、単セル235が電力変換回路基板234の面に� �して平行な方向に積層されており、単セル23 5の積層方向233の両側を集電板236の一対を用� �て挟持する構成となっている。そして、集� �板236にはスタック出力線232を接続するスタ� �ク出力端子237が接続されている。電力変換� �路基板234には電力変換回路入力端子238を設� �ている。

 この構成により、スタック出力線232を接� ��するための、スタック出力端子236と電力変� ��回路入力端子237が近接するので、スタック� ��力線232が最短になり、スタック206のスタッ� ��出力端子236と電力変換回路229の電力変換回� ��入力端子237とを最短距離で電気的に接続で� ��る。したがって、スタックと電力変換回路� ��電気的に接続するスタック出力線232での銅� ��を低減して、スタック出力線232での電力ロ� ��を低減し、燃料電池発電システムの効率を� ��上することができる。

 反対に、スタック206の積層方向233が電力� ��換回路基板234の面に対して略平行でない(例 えば、垂直)の場合は、図10の対比例に示すよ うに、スタック出力端子237と電力変換回路入 力端子238が離れた位置となり、スタック出力 線232が長くなるため、スタック出力線232での 銅損が増加し、スタック出力線232での電力ロ スが増加し、燃料電池発電システムの効率を 低下するものである。

 (実施の形態12)
 本発明の実施の形態12について、図11に基づ いて説明する。

 実施の形態12は、実施の形態8と基本的な� ��成は同じであるが、ここでは、以下の点に� ��いて、更に詳細に説明する。尚、本実施の� ��態において既に説明した内容については、� ��の説明を省略する。

 本実施の形態12は、スタック206が、スタ� �ク206の積層方向の一端の上部に設けたスタ� �ク+端子239とスタック206の積層方向の他端の� ��部に設けたスタック-端子240とを有している 。また、電力変換回路229の電力変換回路基板 234が、下部に電力変換回路+端子241と電力変� �回路-端子242とを有している。そして、スタ� ��ク+端子239と電力変換回路+端子241とが隔壁23 1を介して略対向位置に配置され、スタック-� ��子240と電力変換回路-端子242とが隔壁231を介 して略対向位置に配置されている。

 この構成により、スタック+端子239と電力 変換回路+端子241が近接し、スタック-端子240� ��電力変換回路-端子242が近接するため、スタ ック+端子239と電力変換回路+端子241、スタッ� ��-端子240と電力変換回路-端子242を、2組とも� ��最短距離で電気的に接続できる。したがっ� ��、スタック出力線245,246が短くなり、スタッ ク206と電力変換回路229を電気的に接続するス タック出力線245,246での銅損を低減して、ス� �ック出力線245,246での電力ロスを低減でき、� ��料電池発電システムの効率を向上すること� ��できる。

 (実施の形態13)
 本発明の実施の形態13について、上記と同� �に図11に基づいて説明する。

 実施の形態13は、実施の形態12と基本的な 構成は同じであるが、ここでは、以下の点に ついて、更に詳細に説明する。尚、本実施の 形態において既に説明した内容については、 その説明を省略する。

 本実施の形態13は、隔壁231に設けた一対� �貫通穴243,244と、スタック+端子239と電力変換 回路+端子241を電気的に接続すると共に一方� �貫通穴243を通るスタック+出力線245と、スタ� ��ク-端子240と電力変換回路-端子242を電気的� �接続すると共に他方の貫通穴244を通るスタ� �ク-出力線246とを有するものである。

 この構成により、スタック+端子239と電力 変換回路+端子241とを隔壁231の貫通穴243を通� �スタック+出力線245により最短距離で電気的� ��接続でき、スタック-端子240と電力変換回路 -端子242とを隔壁231の貫通穴244を通るスタッ� �-出力線246により最短距離で電気的に接続で� ��る。このため、スタック+端子239と電力変換 回路+端子241が近接するのでスタック+出力線2 45が短くなり、スタック-端子240と電力変換回 路-端子242が近接するのでスタック-出力線246� ��短くなる。これによって、スタック出力線2 45,246での銅損が低減し、スタック出力線245,24 6での電力ロスを低減でき、燃料電池発電シ� �テムの効率を向上することができる。

 なお、本発明は上記の実施形態において� ��されたものに限定されるものではなく、明� ��書の記載、並びに周知の技術に基づいて、� ��業者が変更、応用することも本発明の予定� ��るところであり、保護を求める範囲に含ま� ��る。

 本出願は、2007年12月5日出願の日本特許出 願(特願2007-314330)、2008年6月24日出願の日本特� ��出願(特願2008-164096)、2008年10月9日出願の日� �特許出願(特願2008-262538)、に基づくものであ� ��、その内容はここに参照として取り込まれ� ��。