特開 2022-187413 断熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187413

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】断熱装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20221212BHJP

   H01M 8/04007 20160101ALI20221212BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 Z

H01M8/04007

H01M8/12 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095441

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕一

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126BB06

5H127AA07

5H127AB04

5H127AB16

5H127AC06

5H127BA03

5H127BA05

5H127BA13

5H127BA20

5H127BA37

5H127BA58

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB27

5H127BB37

5H127EE02

5H127EE03

5H127EE29

5H127EE30

(57)【要約】

【課題】温度が変化する部品等の断熱性能を、その温度に応じてコントロールし得る断熱装置を提供する。
【解決手段】断熱装置１１０は、温度が変化する部品である被断熱部品２０と、被断熱部品２０を覆う断熱材２１と、を備える。また、断熱材２１は、被断熱部品２０の第１表面３４に当接する第１断熱材３５と、第１表面３４と隣接する被断熱部品２０の表面である第２表面３６に当接する第２断熱材３７と、を含む。そして、被断熱部品２０の角部２５において第１断熱材３５と第２断熱材３７が当接する。その上で、断熱材２１は、第１断熱材３５と第２断熱材３７が結合されることにより形成されるヒンジ部４０と、温度変化による被断熱部品２０の膨張または収縮に応じて、角部２５における第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が変化するように、ヒンジ部４０を支点として開閉する開閉部２６と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度が変化する部品と、前記部品を覆う断熱材と、を備え、前記断熱材は、前記部品の第１表面に当接する第１断熱材と、前記第１表面と隣接する前記部品の表面である第２表面に当接する第２断熱材と、を含み、前記部品の角部において前記第１断熱材と前記第２断熱材が当接する断熱装置であって、
前記断熱材が、
前記第１断熱材と前記第２断熱材が結合されることにより形成されるヒンジ部と、
温度変化による前記部品の膨張または収縮に応じて、前記角部における前記第１断熱材と前記第２断熱材の間隙が変化するように、前記ヒンジ部を支点として開閉する開閉部と、
を備える、
断熱装置。

【請求項2】

請求項１に記載の断熱装置であって、
前記開閉部は、前記部品が膨張したときに閉じ、前記部品が収縮したときに開く、
断熱装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の断熱装置であって、
前記部品の側を内側とし、前記内側とは反対の側を外側とするときに、
前記ヒンジ部は、前記第１断熱材と前記第２断熱材を前記内側で結合することにより形成され、
前記開閉部は、前記第１断熱材及び前記第２断熱材の前記外側が開閉するように形成されている、
断熱装置。

【請求項4】

請求項１に記載の断熱装置であって、
前記開閉部は、前記部品が膨張したときに開き、前記部品が収縮したときに閉じる、
断熱装置。

【請求項5】

請求項１または４に記載の断熱装置であって、
前記部品の側を内側とし、前記内側とは反対の側を外側とするときに、
前記ヒンジ部は、前記第１断熱材と前記第２断熱材を前記外側で結合することにより形成され、
前記開閉部は、前記第１断熱材及び前記第２断熱材の前記内側が開閉するように形成されている、
断熱装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記角部を基準として、前記開閉部の開角度は、前記第１表面の変位角と前記第２表面の変位角との合計に等しい、
断熱装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記断熱材は被覆材で覆って形成され、
前記第１断熱材及び前記第２断熱材を覆う前記被覆材が、少なくとも前記ヒンジ部において連続した１つの前記被覆材で形成されていることにより、前記ヒンジ部が前記被覆材で形成されている、
断熱装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記開閉部に可撓性断熱材が挟持されている、
断熱装置。

【請求項9】

請求項８に記載の断熱装置であって、
前記可撓性断熱材は繊維状の断熱材である、
断熱装置。

【請求項10】

請求項２または３に記載の断熱装置であって、
前記部品は、燃料電池システムを構成する燃焼器及び／または熱交換器である、
断熱装置。

【請求項11】

請求項４または５に記載の断熱装置であって、
前記部品は、燃料電池スタックである、
断熱装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の断熱装置であって、
前記断熱材は、少なくとも、空気よりも熱伝導率が低い第１断熱材を含む、
断熱装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の断熱装置であって、
前記断熱材は、前記第１断熱材と、空気よりも熱伝導率が高い第２断熱材と、を積層して形成され、
前記第１断熱材が前記部品の側に配置される、
断熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の温度状態で作動させる部品を断熱材で覆った断熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、燃料電池、蒸発部、改質部、及び、燃焼部を含む発電機の周囲に板状の断熱材を配置し、これらを筐体で支持したガスコジェネレーションが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２０６４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

燃料電池システムが効率良く発電するためには、内部部品その他の燃料電池システムを構成する部品または装置等（以下、部品等という）の温度管理が重要である。また、燃料電池システムを構成する部品等は金属で形成されているので、発電等の際に生じる熱によって膨張する。このため、部品等の温度管理においては熱膨張を考慮することが望ましい。

【0005】

しかし、従来の燃料電池システムにおいては、部品等の熱膨張を何ら考慮していない。このため、例えば、熱膨張したときに部品等と断熱材の間に隙間が生じて断熱性能が低下し、適切な温度管理が行えない場合がある。また、部品等が熱膨張したときに必要以上の断熱性能が維持されることで、温度管理のためのエネルギー消費が増大してしまう場合もある。

【0006】

本発明は、燃料電池システムを構成する部品等、温度が変化する部品等の断熱性能を、その温度に応じてコントロールし得る断熱装置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】

【0007】

本発明のある態様は、温度が変化する部品と、部品を覆う断熱材と、を備え、断熱材は、部品の第１表面に当接する第１断熱材と、第１表面と隣接する部品の表面である第２表面に当接する第２断熱材と、を含み、部品の角部において第１断熱材と第２断熱材が当接する断熱装置である。そして、この断熱装置では、断熱材が、第１断熱材と第２断熱材が結合されることにより形成されるヒンジ部と、温度変化による部品の膨張または収縮に応じて、角部における第１断熱材と第２断熱材の間隙が変化するように、ヒンジ部を支点として開閉する開閉部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、温度が変化する部品等の断熱性能を、その温度に応じてコントロールし得る断熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。

【図2】図２は、断熱装置の構成を示す断面図である。

【図3】図３は、断熱材に外開き開閉部を有する角部の拡大断面図である。

【図4】図４は、比較例の断熱装置の構成を示す断面図である。

【図5】図５は、断熱材に内開き開閉部を有する角部の拡大断面図である。

【図6】図６は、第１変形例の角部の構成を示す断面図である。

【図7】図７は、第１変形例の角部の構成を示す断面図である。

【図8】図８は、第２変形例の角部の構成を示す断面図である。

【図9】図９は、第２変形例の角部の構成を示す断面図である。

【図10】図１０は、外開き開閉部の開角度を示す説明図である。

【図11】図１１は、被覆材の構成を示す斜視図である。

【図12】図１２は、被覆材の別の構成を示す斜視図である。

【図13】図１３は、第３変形例の構成を示す断面図である。

【図14】図１４は、燃料電池スタックの温度及び冷却ガスの流量について、時間経過による変化を示すグラフである。

【図15】図１５は、ガスプロセスユニットの温度及び燃料の流量について、時間経過による変化を示すグラフである。

【図16】図１６は、断熱材の熱伝導率を示すグラフである。

【図17】図１７は、断熱材内における温度の推移を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0011】

図１は、燃料電池システム１００の概略構成を示す説明図である。燃料電池システム１００は、例えば、車両で使用する電力を得るための発電装置として、車両の床下等に設置される。図１に示すように、燃料電池システム１００は、例えば、第１燃料電池スタック１０（ＳＴＫ１）、第２燃料電池スタック１１（ＳＴＫ２）、燃焼器１３（ＣＭＢ）、及び、熱交換器１４（ＨＥＸ）を備える。

【0012】

第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１は、発電源である燃料電池セルを複数積層して構成される。第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１を構成する個々の燃料電池セルは、例えば固体酸化物型燃料電池セル（ＳＯＦＣ：Solid Oxide Fuel Cell）である。

【0013】

第１燃料電池スタック１０は、いわゆる内部改質型の燃料電池スタックであり、インジェクタ１５から供給される原燃料を改質して発電に使用する。原燃料は、例えば、メタン（ＣＨ_４）その他の炭化水素、または、メタノールその他のアルコール等である。

【0014】

第２燃料電池スタック１１は、第１燃料電池スタック１０の排出ガスに残留する燃料を用いて発電をする燃料電池スタックである。このため、第２燃料電池スタック１１は、燃料の流路に沿って下流側に配置される。なお、本実施形態では、第１燃料電池スタック１０と第２燃料電池スタック１１は説明の便宜のために別体となっているが、第１燃料電池スタック１０と第２燃料電池スタック１１は一体となって１つの燃料電池スタックとして形成されていてもよい。

【0015】

第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１が発電に使用する酸化剤は、例えば空気に含まれる酸素である。本実施形態においては、ブロア１６が、空気を酸化剤ガス（いわゆるカソードガス）として第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１に供給する。より具体的には、酸化剤ガスである空気は、ブロア１６から第２燃料電池スタック１１に供給され、第２燃料電池スタック１１で発電反応に使用された後、さらに第１燃料電池スタック１０に供給され、第１燃料電池スタック１０で発電反応に使用され、排出される。

【0016】

燃焼器１３は、第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１で発電に使用された燃料の排出ガス（いわゆるアノードオフガス）と酸化剤ガスの排気（いわゆるカソードオフガス）を混合し、触媒燃焼させる。これにより生じる燃焼ガスは、熱交換器１４を通って、燃料電池システム１００の外に排出される。

【0017】

熱交換器１４は、燃焼ガスの熱によって、ブロア１６が第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１に供給する空気を加熱する。

【0018】

本実施形態においては、燃焼器１３と熱交換器１４は一体に形成され、ガスプロセスユニット（ＧＰＵ）１７を構成する。

【0019】

なお、燃料電池システム１００には、ブロア１６が第２燃料電池スタック１１に空気を供給する経路が、第１空気供給経路１８と第２空気供給経路１９の２系統ある。第１空気供給経路１８は、熱交換器１４を介して、加熱した空気を第２燃料電池スタック１１に供給する経路である。第２空気供給経路１９は、熱交換器１４を介さず、加熱せずに第２燃料電池スタック１１に空気を供給する経路である。

【0020】

例えば、燃料電池システム１００を起動するために暖機するときには、空気は第１空気供給経路１８で第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１に供給される。一方、燃料電池システム１００が起動した後は、第１空気供給経路１８及び第２空気供給経路１９、または、第２空気供給経路１９によって空気が供給される。これは、第１燃料電池スタック１０及び／または第２燃料電池スタック１１を必要に応じて冷却することによって、第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１の温度を、発電効率や耐久性等に応じて定める所定の温度に維持するためである。

【0021】

上記のように構成される燃料電池システム１００においては、外部との熱移動を抑制して、その温度を管理すべき部品または装置は、例えば、第１燃料電池スタック１０、第２燃料電池スタック１１、燃焼器１３、及び、熱交換器１４である。このため、第１燃料電池スタック１０、第２燃料電池スタック１１、燃焼器１３、及び、熱交換器１４は、断熱材２１（図２参照）で被覆される。以下、第１燃料電池スタック１０、第２燃料電池スタック１１、燃焼器１３、及び、熱交換器１４等の断熱すべき部品または装置を被断熱部品２０（図２参照）という。なお、断熱材２１による被断熱部品２０の被覆とは、被断熱部品２０の少なくとも一部が断熱材２１に覆われることをいい、必ずしも被断熱部品２０の全部が完全に断熱材２１に覆われていることを要しない。

【0022】

また、本実施形態においては、燃料電池システム１００における各種の被断熱部品２０のうち、第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１は、それぞれ断熱材２１で被覆される。一方、燃焼器１３と熱交換器１４は一体となってガスプロセスユニット１７を形成しているので、燃焼器１３及び熱交換器１４は、その全体であるガスプロセスユニット１７が断熱材２１で被覆される。以下では、断熱材２１で被覆された被断熱部品２０を断熱装置１１０（図２参照）という。したがって、本実施形態では、断熱材２１で被覆された第１燃料電池スタック１０、断熱材２１で被覆された第２燃料電池スタック１１、及び、断熱材２１で被覆されたガスプロセスユニット１７が、それぞれ断熱装置１１０である。

【0023】

なお、第１燃料電池スタック１０及び第２燃料電池スタック１１の全体が断熱材２１で被覆される構成としてもよく、燃焼器１３と熱交換器１４がそれぞれに断熱材２１で被覆される構成としてもよい。この他、被断熱部品２０の全体が断熱材２１で被覆される構成としてもよく、被断熱部品２０を含む燃料電池システム１００の全体が断熱材２１で被覆される構成としてもよい。

【0024】

図２は、断熱装置１１０の構成を示す断面図である。図２に示すように、断熱装置１１０は、被断熱部品２０と、断熱材２１と、これらの外周を囲うケース２２と、を備える。

【0025】

被断熱部品２０は、いずれも概ね直方体形状等に形成されるので、断面視においては例えば４つの角部がある。本実施形態では、これらの角部のうち、１つの角部２５について断熱材２１の構成を詳述するが、他の３つの角部においてもこれと同様である。

【0026】

被断熱部品２０は、燃料電池システム１００の運転状態、及び／または、被断熱部品２０の運転状態に応じて、その温度が変化する。例えば、被断熱部品２０は、被断熱部品２０による発熱によって、もしくは、他の被断熱部品２０等からの加熱または冷却によって、温度が変化する。そして、被断熱部品２０はいずれも多くの金属材料を含むので、発熱または冷却等によってその温度が変化すると、その発熱量または冷却量に応じて膨張または収縮する。燃料電池システム１００の全体としての運転状態は、例えば、これを搭載する車両等から要求される発電量によって決定される。被断熱部品２０の運転状態は、例えば、燃料及び空気の各供給量や発熱量等であり、所定の発電量を実現するように制御される。

【0027】

断熱材２１は、被断熱部品２０に当接して配置され、被断熱部品２０と外界との熱移動を低減する。特に、本実施形態の断熱材２１は、常に一定の断熱性能を維持するのではなく、燃料電池システム１００及び／または被断熱部品２０の運転状態に応じて、断熱性能を変化させる。ここでいう断熱性能の変化とは、断熱状態と断熱が破られた状態が単に切り替わるのではなく、必要な断熱性能を維持する範囲内で断熱性能がコントロール（微調整）されることをいう。この断熱性能のコントロールのために、断熱材２１は角部２５及びその他の各角部に、開閉部２６を備える。

【0028】

開閉部２６は、被断熱部品２０の膨張または収縮に応じて開閉する部分である。開閉部２６が開くことにより、断熱材２１の断熱性能が高まる。逆に、開閉部２６が閉じることにより、断熱材２１の断熱性能が、必要な断熱性能が維持される範囲内で、低減される。詳細を後述するように、開閉部２６は、外側に開閉するスリットで形成された外開き開閉部２６ａ（図３参照）と、内側に開閉するスリットで形成された内開き開閉部２６ｂ（図５参照）と、の２つの具体的形態がある。内側とは、断熱材２１に対して被断熱部品２０がある側であり、外側とはケース２２及び断熱装置１１０の外界がある側である。

【0029】

ケース２２は、例えば金属製である。このため、被断熱部品２０の膨張または収縮に応じて多少の変形が可能である。

【0030】

図３は、断熱材２１に外開き開閉部２６ａを有する角部２５の拡大図である。図３（Ａ）は、被断熱部品２０が収縮した状態を表し、図３（Ｂ）は被断熱部品２０が膨張した状態を表す。また、図３（Ｂ）における破線は、収縮した状態の被断熱部品２０の外形を表す。

【0031】

図３に示すように、断熱材２１は、例えば、粒子断熱材３１と繊維断熱材３２を積層し、被覆材３３で覆うことにより形成される。

【0032】

粒子断熱材３１は、例えば、粒径がミクロンサイズからナノサイズのフュームドシリカやフュームドアルミナを含む無機化合物を成形することより形成され、多孔質である。粒子断熱材３１は概ね剛性であり、被断熱部品２０の膨張によって押圧された場合でも、外形的な変化がほぼ生じない。粒子断熱材３１といえども完全な剛体ではなく、後述するようにヒンジ部４０及び開閉部２６（ここでは外開き開閉部２６ａ）があるときには、被断熱部品２０の膨張又は収縮による外形の変化に追従し得る程度には撓ませることができる。

【0033】

繊維断熱材３２は、例えばセラミック材料からなる綿状の断熱材であり、可撓性を有する。より具体的には、繊維断熱材３２は、例えばシリカまたはアルミナ等の針状物を束ねて繊維状に形成した耐熱性の断熱材である。繊維断熱材３２は、被断熱部品２０の膨張によって押圧されたときに、これに応じた粒子断熱材３１の移動を許容するための断熱性緩衝材として機能する。

【0034】

被覆材３３は、可撓性及び耐熱性を有する薄布状の断熱材である。被覆材３３は、粒子断熱材３１と繊維断熱材３２の積層体を覆って、これらを一体にする。被覆材３３は、例えば筒状（スリーブ状）に形成され、粒子断熱材３１及び繊維断熱材３２が挿入された後、その入り口となる端部を縫製または接着等することにより、粒子断熱材３１及び繊維断熱材３２を収容する。被覆材３３は、例えば、シリカ繊維を製織して形成される。

【0035】

断熱材２１は、角部２５において、被断熱部品２０のある表面である第１表面３４に当接する第１断熱材３５と、第１表面３４と隣接する被断熱部品２０の別の表面である第２表面３６に当接する第２断熱材３７と、を含む。そして、被断熱部品２０の角部２５においてこれら第１断熱材３５と第２断熱材３７が当接する。

【0036】

本実施形態の断熱材２１では、角部２５において、この第１断熱材３５と第２断熱材３７とが、一部において結合されることにより、ヒンジ部４０が形成される。これにより、開閉部２６が形成される。開閉部２６は、第１断熱材３５と第２断熱材３７はヒンジ部４０を支点として開閉し、第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙の大きさ（容積）を変化させる。より具体的には、図３では、第１断熱材３５と第２断熱材３７が内側において結合され、ヒンジ部４０を形成しているので、形成される開閉部２６は外開き開閉部２６ａとなる。

【0037】

この外開き開閉部２６ａは、図３（Ａ）に示すように被断熱部品２０が収縮した状態において開いた状態、すなわち第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が広がった状態となる。一方、図３（Ｂ）に示すように、被断熱部品２０の熱膨張により第１断熱材３５及び第２断熱材３７がそれぞれ内側から被断熱部品２０に押圧されると、外開き開閉部２６ａは閉じた状態、すなわち第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が狭められた状態（間隙がない状態を含む）となる。そして、第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が小さいほど、角部２５における断熱材２１の断熱性能が高くなる。

【0038】

また、被断熱部品２０の収縮状態において被断熱部品２０と断熱材２１の間に形成される空間Ｓ１と、被断熱部品２０の膨張状態において被断熱部品２０と断熱材２１の間に形成される空間Ｓ２と、を比較すると、空間Ｓ２は空間Ｓ１よりも小さい。そして、被断熱部品２０と断熱材２１の間に形成される空間が小さいほど、角部２５における断熱材２１の断熱性能が高くなる。

【0039】

したがって、外開き開閉部２６ａがヒンジ部４０を支点として開閉することで、被断熱部品２０が膨張状態にあるときと収縮状態にあるときとで、角部２５における断熱材２１の断熱性能が変化する。すなわち、断熱材２１は、被断熱部品２０の膨張及び収縮に応じて、ヒンジ部４０を支点として外開き開閉部２６ａを開閉させることにより、断熱性能を自動的にコントロールすることができる。

【0040】

図４は、比較例の断熱装置１１１の構成を示す断面図である。図４（Ａ）は被断熱部品２０が収縮した状態を表し、図４（Ｂ）は被断熱部品２０が膨張した状態を表す。また、図４（Ｂ）における破線は、収縮した状態の被断熱部品２０の外形を表す。

【0041】

図４に示すように、比較例の断熱装置１１１は、被断熱部品２０を、第１表面３４に当接する第１断熱材５１と第２表面３６に当接する第２断熱材５２で覆って、ケース２２に収容する。すなわち、断熱材で被断熱部品２０を覆うことにより、被断熱部品２０と外界との熱移動を低減しようとする基本的な構造は、本実施形態の断熱装置１１０と同様である。しかし、比較例の断熱装置１１１では、第１断熱材５１と第２断熱材５２は当接部５３において当接するのみで、第１断熱材５１と第２断熱材５２は角部２５において結合されておらず、ヒンジ部４０が形成されていない。このため、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、第１断熱材５１と第２断熱材５２の外側に間隙５４が形成されるとしても、被断熱部品２０の膨張によって第１断熱材５１と第２断熱材５２が押圧されても、間隙５４の大きさはほぼ変化しない。したがって、比較例の断熱装置１１１における間隙５４は、本実施形態の断熱装置１１０における開閉部２６とはならない。

【0042】

一方、被断熱部品２０の収縮状態において被断熱部品２０と第１断熱材５１及び第２断熱材５２との間に形成される空間Ｓ３と、被断熱部品２０の膨張状態における同様の空間Ｓ４を比較すると、空間Ｓ３に対して空間Ｓ４は大きく拡張される。これは、ヒンジ部４０及び開閉部２６がないために、被断熱部品２０の膨張によって第１断熱材５１及び第２断熱材５２がそれぞれ第１表面３４及び第２表面３６から離間するからである。このように、第１断熱材５１及び第２断熱材５２がそれぞれ第１表面３４及び第２表面３６から離間すると、角部２５における断熱性能は大幅に低下し、場合によっては実質的に断熱が破られた状態となる。このため、比較例の断熱装置１１１においては、角部２５における断熱性能が変化するが、この変化は極めて大きく、必要な断熱性能を維持し得る範囲を超える。すなわち、比較例の断熱装置１１１は、角部２５において断熱性能をコントロールしているとはいえない。

【0043】

したがって、本実施形態と上記比較例を比較すれば分かるとおり、本実施形態の断熱装置１１０は断熱材２１がヒンジ部４０と開閉部２６を備えることにより、被断熱部品２０の膨張及び収縮に応じて断熱性能をコントロールできるという効果を奏する。また、断熱材２１の被断熱部品２０への密着性が向上するので、断熱性能をコントロールしながらも、断熱は破られず、必要とされる断熱性能が維持されやすい。

【0044】

特に、上記の外開き開閉部２６ａは、被断熱部品２０が収縮状態にあるときと比較して、被断熱部品２０が膨張状態にあるときの断熱性能を高くする。これは、比較例のように被断熱部品２０の膨張によって断熱性能が低下するのとは逆向きに、断熱性能が変化する。すなわち、本実施形態の断熱装置１１０は、断熱材２１が、ヒンジ部４０と特に外開き開閉部２６ａを備えることにより、被断熱部品２０の膨張に応じて断熱性能を高くするという従来では起こり得ない方向性の断熱性能の調整が可能となる。

【0045】

図５は、断熱材２１に内開き開閉部２６ｂを有する角部２５の拡大図である。図５（Ａ）は被断熱部品２０が収縮した状態を表し、図５（Ｂ）は被断熱部品２０が膨張した状態を表す。また、図５（Ｂ）における破線は、収縮した状態の被断熱部品２０の外形を表す。内開き開閉部２６ｂは、前述のとおり、開閉部２６の一形態である。そして、図５に示すように、内開き開閉部２６ｂを形成する場合においても、断熱材２１の内部構成は、前述の内開き開閉部２６ｂを形成する場合と同様である。但し、内開き開閉部２６ｂを形成するときには、第１断熱材３５と第２断熱材３７は外側において結合され、ヒンジ部４０を形成する。これにより、内側が開閉する内開き開閉部２６ｂが形成される。

【0046】

この内開き開閉部２６ｂは、図５（Ａ）に示すように被断熱部品２０が収縮した状態において閉じた状態、すなわち第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が狭められた状態となる。一方、図５（Ｂ）に示すように、被断熱部品２０の熱膨張により第１断熱材３５及び第２断熱材３７がそれぞれ内側から押圧されると、内開き開閉部２６ｂは開いた状態、すなわち第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が広がった状態となる。

【0047】

内開き開閉部２６ｂを形成する場合、被断熱部品２０の収縮状態において被断熱部品２０と断熱材２１の間に形成される空間Ｓ５と、被断熱部品２０の膨張状態における同様の空間Ｓ６と、を比較すると、空間Ｓ６が空間Ｓ５よりも小さくなることは外開き開閉部２６ａを形成した場合と同様である。しかし、内開き開閉部２６ｂを形成した場合、内開き開閉部２６ｂが開いたことによって生じる空間Ｓ７が、この空間Ｓ６に連結される。その結果、内開き開閉部２６ｂによれば、空間Ｓ６及び空間Ｓ７の大きさに応じて、被断熱部品２０が膨張状態になったときの断熱性能の向上が抑えられる。また、空間Ｓ６及び空間Ｓ７の大きさによっては、被断熱部品２０が膨張状態になったときの断熱性能が維持され、または、低減される。

【0048】

したがって、内開き開閉部２６ｂがヒンジ部４０を支点として開閉することで、被断熱部品が膨張状態にあるときと収縮状態にあるときとで、角部２５における断熱材２１の断熱性能が変化する。すなわち、断熱材２１は、被断熱部品２０の膨張及び収縮に応じて、ヒンジ部４０を支点として内開き開閉部２６ｂを開閉させることにより、断熱性能を自動的にコントロールすることができる。

【0049】

なお、内開き開閉部２６ｂを設けた場合の断熱性能の変化は、比較例における断熱性能の変化よりも小さくコントロールされるものであり、必要な断熱性能を維持し得る範囲内のものである。したがって、開閉部２６を内開き開閉部２６ｂとした場合も、本実施形態の断熱装置１１０は断熱材２１がヒンジ部４０と開閉部２６を備えることにより、被断熱部品２０の膨張及び収縮に応じて断熱性能をコントロールできるという効果を奏する。

【0050】

［第１変形例］
上記実施形態においては、断熱材２１を、粒子断熱材３１と繊維断熱材３２の積層体で構成することにより、断熱材２１を第１表面３４及び第２表面３６に追従させつつ、ケース２２と断熱材２１の間に隙間が生じ難くなるようにしている。しかし、断熱材２１の構成は任意である。例えば、断熱材２１は、繊維断熱材３２を用いずに、粒子断熱材３１によって構成することができる。

【0051】

図６及び図７は、第１変形例の構成を示す角部２５の断面図である。図６は、断熱材２１を粒子断熱材３１で構成し、外開き開閉部２６ａを形成した例を示す。図７は、断熱材２１を粒子断熱材３１で構成し、内開き開閉部２６ｂを形成した例を示す。図６（Ａ）及び図７（Ａ）は被断熱部品２０が収縮した状態を表し、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）は被断熱部品２０が膨張した状態を表す。また、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）における破線は、収縮した状態の被断熱部品２０の外形を表す。

【0052】

図６（Ａ）に示すように、第１変形例においても、上記実施形態と同様にヒンジ部４０及び外開き開閉部２６ａが形成され得る。但し、図６（Ｂ）に示すように、被断熱部品２０が膨張したときには、ケース２２に変形が生じる。そして、ケース２２は、このように被断熱部品２０の熱膨張による外形変化に追従する程度の形状変化は可能であり、被断熱部品２０が収縮すれば元の形状に戻り得る。したがって、図６に示すように、断熱材２１を概ね剛性の粒子断熱材３１で構成する場合でも、ヒンジ部４０及び外開き開閉部２６ａを設け、断熱性能をコントロールし得る。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、断熱材２１を粒子断熱材３１で構成し、内開き開閉部２６ｂを形成する場合も同様である。

【0053】

［第２変形例］
上記実施形態においては、開閉部２６（外開き開閉部２６ａ及び内開き開閉部２６ｂ）が被断熱部品２０の第２表面３６にほぼ平行に形成されているが、開閉部２６は、概ね角部２５に設けられていれば、その位置及び向き等は調節可能である。

【0054】

図８及び図９は、第２変形例の構成を示す角部２５の断面図である。図８は、外開き開閉部２６ａを第１表面３４及び第２表面３６に対して斜めに形成した例を示す。図９は、内開き開閉部２６ｂを第１表面３４及び第２表面３６に対して斜めに形成した例を示す。図８（Ａ）及び図９（Ａ）は、被断熱部品２０が収縮した状態を表し、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）は被断熱部品２０が膨張した状態を表す。また、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）における破線は、収縮した状態の被断熱部品２０の外形を表す。

【0055】

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、外開き開閉部２６ａは、第１表面３４及び第２表面３６に対して斜めに形成し得る。この場合も、被断熱部品２０が膨張したときには、外開き開閉部２６ａが閉じ、第１断熱材３５及び第２断熱材３７の間隙が狭まることによって、角部２５における断熱性能が高まる。

【0056】

また、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、内開き開閉部２６ｂも、第１表面３４及び第２表面３６に対して斜めに形成し得る。この場合も、被断熱部品２０が膨張したときには、内開き開閉部２６ｂが開き、第１断熱材３５及び第２断熱材３７の間隙が広がることによって、角部２５における断熱性能の上昇が抑えられる。また、第１断熱材３５及び第２断熱材３７の間の空間の大きさ等によっては、被断熱部品２０が膨張状態になったときの断熱性能が維持され、または、低減される。

【0057】

なお、角部２５その他の角部に開閉部２６を設けるのは、断熱材２１が密着する平坦な部分と比べて、断熱性能をコントロールする必要性が特に高いからである。同時に、角部２５に開閉部２６を設けると、断熱性能をコントロールしやすいという利点もある。

【0058】

［外開き開閉部の開角度］
図１０は、外開き開閉部２６ａの開角度を示す説明図である。図１０（Ａ）は被断熱部品２０が収縮した状態を表し、図１０（Ｂ）は被断熱部品２０が膨張した状態を表す。また、図１０（Ｂ）における破線は、収縮した状態の被断熱部品２０の外形を表す。

【0059】

図１０（Ａ）に示すように、外開き開閉部２６ａを形成する場合、被断熱部品２０が収縮状態にあるときの外開き開閉部２６ａの開角度はαであるとする。一方、図１０（Ｂ）に示すように、被断熱部品２０が膨張状態にあるときに、角部２５を基準とした第１表面３４の変位角はβ１、角部２５を基準とした第２表面３６の変位角はβ２であるとする。このとき、外開き開閉部２６ａの開角度αは、角部２５を基準として、第１表面３４の変位角β１と第２表面３６の変位角β２の合計に等しくなるように形成される。すなわち、α＝β１＋β２である。

【0060】

開角度αが第１表面３４の変位角β１と第２表面３６の変位角β２の合計よりも大きく、α＞β１＋β２の関係にある場合、被断熱部品２０が膨張した後も、外開き開閉部２６ａが閉じず、第１断熱材３５と第２断熱材３７の間に間隙が残る。そして、被断熱部品２０が膨張した後、角部２５における断熱性能が不足する場合がある。

【0061】

一方、開角度αが第１表面３４の変位角β１と第２表面３６の変位角β２の合計よりも小さく、α＜β１＋β２の関係にある場合、被断熱部品２０の膨張量に対して開角度αが不足する。このため、被断熱部品２０が膨張したときに、第１断熱材３５と第２断熱材３７が強く当接することになり、第１断熱材３５と第２断熱材３７に余分な負荷が生じて、クラックが発生する等の不具合が生じる場合がある。

【0062】

したがって、外開き開閉部２６ａを形成するときには、開角度αは、角部２５を基準として、第１表面３４の変位角β１と第２表面３６の変位角β２の合計に等しくなるように形成されることが好ましい。但し、被断熱部品２０が膨張した後の角部２５における断熱性能を調整（低減）するために、あえて、開角度αが第１表面３４の変位角β１と第２表面３６の変位角β２の合計よりも大きくなるようにしてもよい。

【0063】

なお、開閉部２６を内開き開閉部２６ｂとする場合には、上記の開角度αに係る条件（α＝β１＋β２）は自動的に満たされる。

【0064】

［被覆材の構成］
図１１は、被覆材３３の構成を示す斜視図である。図１１に示すように、被覆材３３は、例えば、１つの筒状あるいは袋状に製織される。図１１においては、被覆材３３は、第１断熱材３５を構成する第１筒部６１と、第２断熱材３７を構成する第２筒部６２と、からなる。そして、第１筒部６１と第２筒部６２は縫製等により結合されるのではなく、第１筒部６１と第２筒部６２は一体に製織されている。

【0065】

第１筒部６１は、Ｘ方向負側の一端に開口６１ａが形成され、この開口６１ａから第１断熱材３５となる粒子断熱材３１及び繊維断熱材３２が挿入される。そして、粒子断熱材３１及び繊維断熱材３２が挿入された後、第１筒部６１の蓋部６１ｂは閉じられ、縫製または接着等され、封止される。同様に、第２筒部６２は、Ｙ方向負側の一端に開口６２ａが形成され、この開口６２ａから第２断熱材３７となる粒子断熱材３１及び繊維断熱材３２が挿入される。そして、第２筒部６２の蓋部６２ｂは閉じられ、縫製または接着等され、封止される。

【0066】

なお、ここでは、被覆材３３が開口６１ａ，６２ａと蓋部６１ｂ，６２ｂを有する例を示したが、被覆材３３は可撓性を有するので、これらの代わりに、粒子断熱材３１及び繊維断熱材３２の挿入口となるスリットを形成してもよい。

【0067】

上記のように、第１筒部６１と第２筒部６２が一体に製織されることにより形成される場合、第１筒部６１が第１表面３４に当接する面６３と、第２筒部６２が第２表面３６に当接する面６４は、連続した１つの被覆材３３で形成される。このため、第１断熱材３５及び第２断熱材３７を覆う被覆材３３が、縫製等により結合されるのではなく、少なくともヒンジ部４０において連続した１つの被覆材３３で形成されている。その結果、ヒンジ部４０が被覆材３３で形成される。

【0068】

このように、少なくともヒンジ部４０の部分を連続した１つの被覆材３３で形成することにより、断熱材２１において可動部となるヒンジ部４０に縫い合わせ部が生じないので、後から縫製等により結合する場合と比較して、ヒンジ部４０の強度が高い。また、被覆材３３の目開きが少ない。その結果、開閉部２６（図１１においては外開き開閉部２６ａ）が繰り返し開閉することによって粒子断熱材３１が摩耗等したとしても、ヒンジ部４０から粉漏れが生じ難いという利点もある。

【0069】

なお、図１２は、被覆材３３の別の構成を示す斜視図である。上記のように、ヒンジ部４０は、縫製によって形成されるのではなく、一連の被覆材３３によって形成することが特に好ましいが、図１２に示すように、第１筒部６１と第２筒部６２を別個に作成し、ヒンジ部４０を縫製によって形成してもよい。この場合も、角部２５における断熱性能のコントロールは可能である。

【0070】

また、図１１及び図１２においては、開閉部２６として外開き開閉部２６ａを形成した例を示しているが、内開き開閉部２６ｂを形成する場合も同様である。

【0071】

［第３変形例］
図１３は、第３変形例の構成を示す断面図である。第３変形例では、外開き開閉部２６ａの部分に繊維断熱材３２が充填されている。それ以外の構成は、上記実施形態等と同様である。

【0072】

繊維断熱材３２は可撓性を有する他、その構造上、弾性力を発揮し得る。このため、外開き開閉部２６ａに繊維断熱材３２を充填し、第１断熱材３５と第２断熱材３７にこれを挟持させておくと、被断熱部品２０が収縮するときに、挟持された繊維断熱材３２からの反力によって第１断熱材３５及び第２断熱材３７が元の位置に戻りやすくなる。

【0073】

また、図示を省略するが、開閉部２６を内開き開閉部２６ｂとする場合も、上記と同様に内開き開閉部２６ｂに繊維断熱材３２を充填し、第１断熱材３５と第２断熱材３７にこれを挟持させることが好ましい。このように、内開き開閉部２６ｂに繊維断熱材３２を充填する場合、挟持された繊維断熱材３２の反力によって、被断熱部品２０が膨張するときに、その膨張に追従して可動しやすくなる。

【0074】

［外開き開閉部と内開き開閉部の選択］
角部２５に設ける開閉部２６は、外開き開閉部２６ａと内開き開閉部２６ｂから任意に選択され得る。但し、以下のように、断熱する具体的な被断熱部品２０の性質に応じて、外開き開閉部２６ａと内開き開閉部２６ｂのどちらを角部２５に設けるかを決定することが好ましい。

【0075】

図１４は、燃料電池スタック（第１燃料電池スタック１０または第２燃料電池スタック１１）の温度及び冷却ガスの流量について、時間経過による変化を示すグラフである。図１４（Ａ）は外開き開閉部２６ａを採用した場合のスタック温度の時間変化を示し、図１４（Ｂ）は外開き開閉部２６ａを採用した場合の冷却ガスの流量の時間変化を示す。また、図１４（Ｃ）は内開き開閉部２６ｂを採用した場合のスタック温度の時間変化を示し、図１４（Ｄ）は内開き開閉部２６ｂを採用した場合のスタック温度の時間変化を示す。なお、冷却ガスは、ブロア１６から第２空気供給経路１９を介して供給される非加熱の空気（酸化剤）である。

【0076】

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、熱膨張により燃料電池スタックが膨張し、外開き開閉部２６ａが閉じた状態において、時刻ｔ１にスタック温度が上昇したとする。この場合、外開き開閉部２６ａは断熱性能が高くなった状態である。そして、燃料電池スタックは、効率良く発電を行うために所定の高温（ここでは温度Ｔ１）で動作させる必要があるが、一方で、耐熱性等を考慮して過熱状態とならないように温度が管理される必要がある。このため、燃料電池システム１００は、図示しない制御装置等によって、冷却ガスの流量をＧ１からＧ２に上昇させる。これにより、スタック温度は、一時的に温度Ｔａにまで上昇するものの、時刻ｔ２には維持すべき温度Ｔ１に戻される。

【0077】

一方、図１４（Ｃ）及び図１４（Ｄ）に示すように、内開き開閉部２６ｂを採用する場合、熱膨張により燃料電池スタックが膨張し、内開き開閉部２６ｂが開いた状態において、時刻ｔ１にスタック温度が上昇したとする。この場合、内開き開閉部２６ｂは断熱性能の上昇が抑えられた状態であるため、外開き開閉部２６ａを採用した場合よりもスタック温度の上昇が抑えられる。例えば、外開き開閉部２６ａを採用した場合にスタック温度が到達する温度Ｔａより、内開き開閉部２６ｂを採用した場合にスタック温度が到達する温度Ｔｂの方が低い。このため、燃料電池システム１００は、スタック温度の上昇に応じて冷却ガスの流量をＧ１から上昇させるものの、冷却ガスの流量は外開き開閉部２６ａを採用した場合よりも低い流量Ｇ３となる。このため、補機であるブロア１６での消費電力を低減できる利点がある。

【0078】

したがって、被断熱部品２０が燃料電池スタックであるときには、開閉部２６は内開き開閉部２６ｂを採用することが好ましい。この他、本実施形態の燃料電池システム１００は、第１燃料電池スタック１０が内部改質型であるため、燃料電池スタックから独立した改質器を有していないが、独立した改質器を有する場合には、この改質器も被断熱部品２０である。そして、改質器を被断熱部品２０とする断熱装置においては、上記のように燃料電池スタックを被断熱部品２０と同様に、内開き開閉部２６ｂを採用することが好ましい。但し、改質器が部分酸化改質（ＰＯＸ）を行うものである場合には、外開き開閉部２６ａを採用してもよい。

【0079】

図１５は、ガスプロセスユニット１７（ＧＰＵ）の温度及び燃料の流量について、時間経過による変化を示すグラフである。図１５（Ａ）は外開き開閉部２６ａを採用した場合のガスプロセスユニット１７の温度の時間変化を示し、図１５（Ｂ）は外開き開閉部２６ａを採用した場合の燃料の流量の時間変化を示す。図１５（Ｃ）は内開き開閉部２６ｂを採用した場合のガスプロセスユニット１７の温度の時間変化を示し、図１５（Ｄ）は内開き開閉部２６ｂを採用した場合の燃料の流量の時間変化を示す。

【0080】

ガスプロセスユニット１７は、主に燃料電池システム１００の起動時に暖機のために使用される。このため、ガスプロセスユニット１７は、できる限り少ない燃料で迅速に所定の温度（ここでは温度Ｔ２）に到達することが好ましい。したがって、ここでは比較のために、図１５（Ａ）及び図１５（Ｃ）に示すように、外開き開閉部２６ａと内開き開閉部２６ｂのどちらを採用するかに関わらず、燃料電池システム１００の起動後の時刻ｔ３にガスプロセスユニット１７の温度が所定の温度Ｔ２に到達するものとする。

【0081】

このとき、図１５（Ｂ）に示すように、外開き開閉部２６ａを採用すると、ガスプロセスユニット１７の温度が上昇することにより、外開き開閉部２６ａが閉じ、断熱性能が高まる。その結果、時刻ｔ３にガスプロセスユニット１７の温度をＴ２に到達させ、この温度を維持するための燃料の流量はＦ２である。

【0082】

一方、図１５（Ｃ）に示すように、内開き開閉部２６ｂを採用すると、ガスプロセスユニット１７の温度が上昇しても、内開き開閉部２６ｂが開き、断熱性能の上昇が抑えられる。その結果、時刻ｔ３にガスプロセスユニット１７の温度をＴ２に到達させ、その温度を維持するための燃料の流量は、外開き開閉部２６ａを採用したときの流量Ｆ２よりも大きい流量Ｆ１となる。このため、内開き開閉部２６ｂを採用すれば、暖機のための燃料消費を低減することができる。また、暖機のために一定量の燃料を消費するとすれば、内開き開閉部２６ｂを採用することにより、早期に暖機を完了することができる。

【0083】

したがって、被断熱部品２０がガスプロセスユニット１７であるときには、開閉部２６は外開き開閉部２６ａを採用することが好ましい。この他、本実施形態では、燃焼器１３と熱交換器１４が一体となってガスプロセスユニット１７を形成しているが、燃焼器１３と熱交換器１４が別体となっているときには、燃焼器１３及び熱交換器１４は、それぞれ被断熱部品２０である。そして、燃焼器１３または熱交換器１４を被断熱部品２０とする断熱装置においては、上記のようにガスプロセスユニット１７を被断熱部品２０とする場合と同様に、外開き開閉部２６ａを採用することが好ましい。

【0084】

［粒子断熱材と繊維断熱材の積層順序］
上記実施形態及び変形例等では、粒子断熱材３１と繊維断熱材３２を積層して断熱材２１を形成するときに、被断熱部品２０がある内側を粒子断熱材３１とし、ケース２２及び外界がある外側を繊維断熱材３２としている。これは次の理由による。

【0085】

図１６は、断熱材の熱伝導率を示すグラフである。図１６に示すように、粒子断熱材３１の熱伝導率は、一般に、空気の熱伝導率よりも低く、断熱性能が高い。一方、繊維断熱材３２の熱伝導率は、一般に、空気の熱伝導率よりも高く、断熱性能が相対的に低い。

【0086】

そして、図１７は、断熱材２１内における温度の推移を示すグラフである。図１７（Ａ）は、上記実施形態とは逆に、相対的に低温のケース２２がある外側に粒子断熱材３１を配置し、相対的に高温の被断熱部品２０がある内側に繊維断熱材３２を配置した場合を示す。一方、図１７（Ｂ）は、上記実施形態と同様に、低温のケース２２がある外側に繊維断熱材３２を配置し、高温の被断熱部品２０がある内側に粒子断熱材３１を配置した場合を示す。ここでは、被断熱部品２０の温度がＴ４であり、ケース２２の温度がＴ５である。

【0087】

そして、高温側に粒子断熱材３１を配置したときの断熱材２１の厚さδ_Ａと、高温側に繊維断熱材３２を配置したときの断熱材２１の厚さδ_Ｂと、を比較すると、図１６に示す熱伝導率の大小関係があるのでδ_Ａ＞δ_Ｂとなる。したがって、高温の被断熱部品２０がある内側に粒子断熱材３１を配置すると、逆の積層順にするよりも、断熱材２１を薄くすることができる。その結果、断熱装置１１０を小型、薄型、あるいは軽量に形成される。

【0088】

以上のように、本実施形態等に係る断熱装置１１０は、温度が変化する部品である被断熱部品２０と、被断熱部品２０を覆う断熱材２１と、を備える。また、断熱材２１は、被断熱部品２０の第１表面３４に当接する第１断熱材３５と、第１表面３４と隣接する被断熱部品２０の表面である第２表面３６に当接する第２断熱材３７と、を含む。そして、被断熱部品２０の角部２５において第１断熱材３５と第２断熱材３７が当接する。その上で、断熱材２１は、第１断熱材３５と第２断熱材３７が結合されることにより形成されるヒンジ部４０と、温度変化による被断熱部品２０の膨張または収縮に応じて、角部２５における第１断熱材３５と第２断熱材３７の間隙が変化するように、ヒンジ部４０を支点として開閉する開閉部２６と、を備える。

【0089】

上記のように、角部２５において、断熱材２１がヒンジ部４０と開閉部２６を備えることにより、被断熱部品２０が膨張または収縮に応じて、断熱材２１は被断熱部品２０との密着を維持しつつ、開閉部２６が開閉し、角部２５における断熱性能が変化する。その結果、本実施形態等に係る断熱装置１１０は、被断熱部品２０の断熱性能を、その温度に応じてコントロールできる。

【0090】

開閉部２６としては、被断熱部品２０が膨張したときに閉じ、被断熱部品２０が収縮したときに開く構造（外開き開閉部２６ａ）とすることができる。具体的には、被断熱部品２０の側を内側とし、内側とは反対の側を外側とするときに、ヒンジ部４０は、第１断熱材３５と第２断熱材３７を外側で結合することにより形成され、開閉部２６（外開き開閉部２６ａ）は、第１断熱材３５及び第２断熱材３７の外側が開閉するように形成されている。

【0091】

このように、開閉部２６を外開き開閉部２６ａとすることにより、温度変化によって、被断熱部品２０が膨張したときに断熱性能を高め、被断熱部品２０が収縮したときに断熱性を相対的に低下させるように、断熱性能をコントロールすることができる。

【0092】

一方、開閉部２６は、被断熱部品２０が膨張したときに開き、被断熱部品２０が収縮したときに閉じる構造（内開き開閉部２６ｂ）とすることができる。具体的には、被断熱部品２０の側を内側とし、内側とは反対の側を外側とするときに、ヒンジ部４０は、第１断熱材３５と第２断熱材３７を外側で結合することにより形成され、開閉部２６は、第１断熱材３５及び第２断熱材３７の内側が開閉するように形成される。

【0093】

このように、開閉部２６を内開き開閉部２６ｂとすることにより、温度変化によって、被断熱部品２０が収縮したときに断熱性能を高め、被断熱部品２０が膨張したときの断熱性能の上昇を抑えることができる。

【0094】

また、角部２５を基準として、開閉部２６の開角度αは、第１表面３４の変位角β１と第２表面３６の変位角β２との合計に等しい。この場合、断熱不足や、断熱材２１の内部的破損を防ぐことができる。

【0095】

断熱材２１は被覆材３３で覆って形成される。そして、第１断熱材３５及び第２断熱材３７を覆う被覆材３３が、少なくともヒンジ部４０において連続した１つの被覆材３３で形成されていることにより、ヒンジ部４０が被覆材３３で形成されている。このように、ヒンジ部４０を連続した１つの被覆材３３で形成することにより、ヒンジ部４０の強度が向上し、第１断熱材３５等の粉漏れを防止できる。

【0096】

また、開閉部２６には、すなわち繊維断熱材３２等の可撓性断熱材が挟持されていることが好ましい。この場合、この可撓性断熱材の弾性力が開閉部２６の開閉を補助するので、開閉部２６が円滑に可動しやすい。可撓性断熱材は、例えば繊維状の断熱材、すなわち繊維断熱材３２である。

【0097】

開閉部２６が外開き開閉部２６ａであるときには、被断熱部品２０は、例えば、燃料電池システム１００を構成する燃焼器１３及び／または熱交換器１４であることが好ましい。この場合、少量の燃料で、燃料電池システム１００の暖機を完了することができる。

【0098】

開閉部２６が内開き開閉部２６ｂであるときには、被断熱部品２０は、例えば、燃料電池スタック（第１燃料電池スタック１０及び／または第２燃料電池スタック１１）であることが好ましい。この場合、燃料電池スタックの温度を、発電効率が良い高温に維持しつつ、かつ、過熱を防止するときに、補機（ブロア１６）の消費電力を低減できる。

【0099】

断熱材２１は、少なくとも、空気よりも熱伝導率が低い第１断熱材（粒子断熱材３１）を含むことが好ましい。これにより、断熱材２１の基本的に高い断熱性能を得つつ、断熱性能をコントロールし得る。

【0100】

また、断熱材２１は、第１断熱材３５と、空気よりも熱伝導率が高い第２断熱材（繊維断熱材３２）と、を積層して形成されるときには、第１断熱材（粒子断熱材３１）が、高温の被断熱部品２０の側に配置される。これにより、断熱材２１を薄く形成することができる。その結果、断熱装置１１０が小型化、薄型化、及び、軽量化される。

【0101】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態及び変形例等で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。例えば、上記実施形態及び変形例においては、断熱装置１１０は、燃料電池システム１００の一部である被断熱部品２０を断熱しているが、断熱装置１１０は断熱すべき部品等を含む他の装置またはシステム等にも好適である。また、上記実施形態及び変形例等はその一部または全部を任意に組み合わせて実施することができる。例えば、１つの断熱装置１１０において外開き開閉部２６ａと内開き開閉部２６ｂを混在させて採用してもよい。また、燃料電池システム１００の全体を断熱する場合、すなわち燃料電池システム１００の全体が被断熱部品２０であるときには、開閉部２６として外開き開閉部２６ａと内開き開閉部２６ｂのいずれをも採用できる。例えば、燃料電池システム１００の暖機を優先的に考慮して内開き開閉部２６ｂを採用することができる。

【符号の説明】

【0102】

２０：被断熱部品，２１：断熱材，２２：ケース，２５：角部，２６：開閉部，２６ａ：外開き開閉部，２６ｂ：内開き開閉部，３１：粒子断熱材，３２：繊維断熱材，３３：被覆材，３４：第１表面，３５：第１断熱材，３６：第２表面，３７：第２断熱材，４０：ヒンジ部，１００：燃料電池システム，１１０：断熱装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】