特開 2023-161296 燃料電池システム

(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】P2023161296

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20231030BHJP

   H01M 8/0606 20160101ALI20231030BHJP

   H01M 8/04014 20160101ALI20231030BHJP

   H01M 8/2475 20160101ALI20231030BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20231030BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 Z

H01M8/0606

H01M8/04014

H01M8/2475

H01M8/10 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071599

(22)【出願日】2022-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】河迫 恵莉加

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 博之

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126BB06

5H126FF10

5H127AA06

5H127AC05

5H127BA02

5H127BA03

5H127BA13

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB37

5H127EE02

5H127EE03

5H127EE29

(57)【要約】

【課題】気化した原料によって燃料電池スタックが劣化することを抑制できる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】燃料電池システム１０は、燃料電池ユニット１１と、貯蔵タンク２０と、改質器３０と、を有する。燃料電池ユニット１１は、燃料電池スタック１２を有するとともに、エアクリーナ１３ａを通じて吸入したエアを酸化剤ガスとして燃料電池スタック１２に供給する酸化剤ガス供給部を有する。貯蔵タンク２０は、タンク本体２１と、投入口２２と、を有する。貯蔵タンク２０を鉛直方向Ｚの上半分と下半分に区画する線を燃料電池システム１０の中心線Ｌとする。投入口２２は、中心線Ｌよりも上側に位置している。エアクリーナ１３ａは、中心線Ｌよりも下側に位置している。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池スタックを有するとともに、吸気口を通じて吸入したエアを酸化剤ガスとして前記燃料電池スタックに供給する酸化剤ガス供給部を有する燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットと水平方向に並んで配置され、燃料ガスの原料を液体として貯蔵するタンク本体を有するとともに、前記原料を前記タンク本体の内部に投入するための投入口を有する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクから供給された前記原料を改質して生成された改質物質を前記燃料ガスとして前記燃料電池スタックへ供給する改質器と、を有する燃料電池システムにおいて、
前記貯蔵タンクを鉛直方向の上半分と下半分に区画する線を前記燃料電池システムの中心線とすると、
前記投入口は、前記中心線よりも上側に位置し、
前記吸気口は、前記中心線よりも下側に位置していることを特徴とする燃料電池システム。

【請求項2】

吸気口を通じて吸入したエアを酸化剤ガスとして燃料電池スタックに供給する酸化剤ガス供給部を有し、外気と熱交換媒体との間で熱交換する熱交換器を有するとともに、前記熱交換器に向けて送風するファンを有し、前記ファンによる送風によって前記熱交換媒体を冷却して、前記燃料電池スタックを冷却する燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットと水平方向に並んで配置され、燃料ガスの原料を液体として貯蔵するタンク本体を有するとともに、前記原料を前記タンク本体の内部に投入するための投入口を有する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクから供給された前記原料を改質して生成された改質物質を前記燃料ガスとして前記燃料電池スタックへ供給する改質器と、を有する燃料電池システムにおいて、
前記ファンが発生させるエアの流れ方向は、前記燃料電池ユニットの内部から外へ向かう方向であり、前記エアの流れ方向において、前記投入口は、前記ファンよりも下流側に位置していることを特徴とする燃料電池システム。

【請求項3】

前記燃料電池ユニットと前記貯蔵タンクとは前記水平方向に隣り合って配置され、前記投入口と前記吸気口とは、前記水平方向において、前記燃料電池ユニット及び前記貯蔵タンクを挟んで互いに反対側に位置している請求項１に記載の燃料電池システム。

【請求項4】

前記貯蔵タンク、前記燃料電池ユニット及び前記改質器は収容体に収容され、鉛直方向において、前記改質器は、鉛直方向における前記燃料電池ユニットよりも上側に位置するとともに、前記吸気口は、鉛直方向における前記改質器よりも下側に位置している請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

発電装置としての燃料電池スタックは、燃料ガスと酸化剤ガスの反応によって電気エネルギーを発生させる。燃料電池スタックを発電装置として使用する場合には、燃料電池スタックの他に、燃料ガスの原料を液体として貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンクに貯蔵された原料を改質して生成された改質物質を発生させる改質器と、が必要である。これら燃料電池スタックと、貯蔵タンクと、改質器とのレイアウトの一例として、例えば特許文献１には、燃料電池スタック及び改質器の上方にタンクを配置したレイアウトが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－１７１６１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、液体の原料をタンクに投入するとき、原料の気化した気化物質が発生する。この気化物質は、燃料電池スタックを劣化させる虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記問題点を解決するための燃料電池システムは、燃料電池スタックを有するとともに、吸気口を通じて吸入したエアを酸化剤ガスとして前記燃料電池スタックに供給する酸化剤ガス供給部を有する燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットと水平方向に並んで配置され、燃料ガスの原料を液体として貯蔵するタンク本体を有するとともに、前記原料を前記タンク本体の内部に投入するための投入口を有する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクから供給された前記原料を改質して生成された改質物質を前記燃料ガスとして前記燃料電池スタックへ供給する改質器と、を有する燃料電池システムにおいて、前記貯蔵タンクを鉛直方向の上半分と下半分に区画する線を前記燃料電池システムの中心線とすると、前記投入口は、前記中心線よりも上側に位置し、前記吸気口は、前記中心線よりも下側に位置していることを要旨とする。

【0006】

これによれば、投入口を通じて液体の原料をタンク本体の内部に投入する際、液体の原料の一部が気化して気化物質が発生するとともに、その気化物質は、投入口の周囲に残留しやすい。しかし、吸気口は、投入口より下側に位置する。このため、吸気口の周囲に残留する気化物質の量は、投入口の周囲に残留する気化物質の量より少なくなる。

【0007】

燃料電池システムが駆動されて、酸化剤ガス供給部が駆動されたとき、エアは、吸気口を通じて酸化剤ガス供給部に吸入されるとともに、燃料電池スタックに酸化剤ガスとして供給される。このとき、吸気口の周囲に残留する気化物質の量は、投入口の周囲に残留する気化物質の量より少ない。その結果、吸気口を通じて酸化剤ガス供給部に吸入される気化物質の量を抑えることができるため、燃料電池スタックの内部に吸入される気化物質の量を抑えることができる。これにより、気化物質による燃料電池スタックの劣化が抑制される。

【0008】

上記問題点を解決するための燃料電池システムは、吸気口を通じて吸入したエアを酸化剤ガスとして燃料電池スタックに供給する酸化剤ガス供給部を有し、外気と熱交換媒体との間で熱交換する熱交換器を有するとともに、前記熱交換器に向けて送風するファンを有し、前記ファンによる送風によって前記熱交換媒体を冷却して、前記燃料電池スタックを冷却する燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットと水平方向に並んで配置され、燃料ガスの原料を液体として貯蔵するタンク本体を有するとともに、前記原料を前記タンク本体の内部に投入するための投入口を有する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクから供給された前記原料を改質して生成された改質物質を前記燃料ガスとして前記燃料電池スタックへ供給する改質器と、を有する燃料電池システムにおいて、前記ファンが発生させるエアの流れ方向は、前記燃料電池ユニットの内部から外へ向かう方向であり、前記エアの流れ方向において、前記投入口は、前記ファンよりも下流側に位置していることを要旨とする。

【0009】

これによれば、投入口を通じて液体の原料をタンク本体の内部に投入する際、液体の原料の一部が気化して気化物質が発生するとともに、その気化物質は、投入口の周囲に残留しやすい。

【0010】

燃料電池システムが駆動されると、燃料電池スタックの冷却を目的としてファンが駆動される。すると、ファンによって、熱交換器に向けて送風されるとともに、燃料電池ユニットの内部から外へ向かう方向へのエアの流れが発生する。このとき、投入口は、エアの流れ方向においてファンよりも下流側に位置しているため、投入口の周囲に残留している気化物質は、ファンよりも下流側に吹き飛ばされる。その結果、燃料電池システムの周囲に残留している気化物質の量を抑えることができる。よって、吸気口を通じて酸化剤ガス供給部に吸入される気化物質の量を抑えることができるため、燃料電池スタックの内部に吸入される気化物質の量を抑えることができる。これにより、気化物質による燃料電池スタックの劣化が抑制される。

【0011】

燃料電池システムについて、前記燃料電池ユニットと前記貯蔵タンクとは前記水平方向に隣り合って配置され、前記投入口と前記吸気口とは、前記水平方向において、前記燃料電池ユニット及び前記貯蔵タンクを挟んで互いに反対側に位置していてもよい。

【0012】

これによれば、吸気口と投入口との水平方向への離間距離を大きくしやすくなる。このため、吸気口を通じて酸化剤ガス供給部及び燃料電池スタックに吸入される気化物質の量をより一層抑えることができる。

【0013】

燃料電池システムについて、前記貯蔵タンク、前記燃料電池ユニット及び前記改質器は収容体に収容され、鉛直方向において、前記改質器は、鉛直方向における前記燃料電池ユニットよりも上側に位置するとともに、前記吸気口は、鉛直方向における前記改質器よりも下側に位置していてもよい。

【0014】

これによれば、改質器は、鉛直方向において投入口と吸気口との間に介在する物体的な遮蔽物となる。このため、改質器は、気化物質を吸気口の周囲に及び難くする。その結果として、吸気口から酸化剤ガス供給部を介して燃料電池スタックに吸入される気化物質の量を抑えることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、気化した原料によって燃料電池スタックが劣化することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態の燃料電池システムを模式的に示す斜視図である。

【図2】燃料電池ユニットを模式的に示す部分破断斜視図である。

【図3】燃料電池システムを模式的に示す斜視図である。

【図4】燃料電池システムを概念的に示す図である。

【図5】収容体の前面を開口した状態での燃料電池システムを示す正面図である。

【図6】第２の実施形態の燃料電池システムを模式的に示す斜視図である。

【図7】第２の実施形態の燃料電池システムを模式的に示す部分破断平面図である。

【図8】別例の燃料電池システムを模式的に示す部分破断平面図である。

【図9】その他の別例の燃料電池システムを模式的に示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［第１の実施形態］
以下、燃料電池システムを具体化した第１の実施形態を図１～図５にしたがって説明する。

【0018】

図１に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池ユニット１１と、貯蔵タンク２０と、改質器３０と、を有する。燃料電池システム１０は、燃料電池ユニット１１、貯蔵タンク２０、及び改質器３０を収容する収容体４０を有していてもよい。燃料電池システム１０は、定置型の非常用電源である。

【0019】

＜燃料電池ユニット＞
図２に示すように、燃料電池ユニット１１は、燃料電池スタック１２と、酸化剤ガス供給部１３と、熱交換器１４と、ファン１５と、を有する。燃料電池ユニット１１は、筐体１６を有していてもよい。

【0020】

＜筐体＞
筐体１６は、底板１６ａと、天板１６ｂと、底板１６ａの周縁と天板１６ｂの周縁とを繋ぐ筒状の周壁１６ｃと、を有する。燃料電池システム１０が水平面上に置かれているものとして重力の方向をＺ軸で示し、水平面に沿う方向をＸ軸とＹ軸で示す。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、互いに直交する。以下の説明では、Ｚ軸と平行な方向を鉛直方向Ｚともいい、Ｘ軸と平行な方向を水平方向Ｘともいう。また、Ｙ軸と平行な方向を奥行方向Ｙともいう。したがって、奥行方向Ｙは、水平方向Ｘ及び鉛直方向Ｚの両方に直交する方向である。

【0021】

筐体１６において、底板１６ａと天板１６ｂとは鉛直方向Ｚに対向する。周壁１６ｃは、水平方向Ｘに対向する第１側壁１６ｄ及び第２側壁１６ｅと、奥行方向Ｙに対向する第３側壁１６ｆ及び第４側壁１６ｇと、を有する。第３側壁１６ｆの外面は、奥行方向Ｙの前面であり、第４側壁１６ｇの外面は、奥行方向Ｙの後面である。筐体１６の第３側壁１６ｆには、複数の通気口１６ｈが配置されている。複数の通気口１６ｈの各々は、第３側壁１６ｆを板厚方向に貫通する。したがって、通気口１６ｈは、燃料電池ユニット１１の前面に開口する。筐体１６は、燃料電池スタック１２、酸化剤ガス供給部１３、熱交換器１４、及びファン１５を収容している。

【0022】

＜燃料電池スタック＞
燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池セルをスタック化したものである。燃料電池セルは、固体分子型燃料電池である。燃料電池スタック１２は、燃料ガスである水素ガス、及び酸化剤ガスが供給されることによって発電する。酸化剤ガスは、空気中の酸素である。

【0023】

＜酸化剤ガス供給部＞
酸化剤ガス供給部１３は、エアコンプレッサである。酸化剤ガス供給部１３は、支持部材１７に支持されている。支持部材１７は、例えば、第１側壁１６ｄに取り付けられている。なお、燃料電池スタック１２は、支持部材１７の下方に位置している。酸化剤ガス供給部１３は、エアを吸入して圧縮するとともに、圧縮したエアを燃料電池スタック１２に供給する。酸化剤ガス供給部１３は、エアクリーナ１３ａを介してエアを吸入する。エアクリーナ１３ａは、酸化剤ガス供給部１３の吸気口である。したがって、酸化剤ガス供給部１３は、エアクリーナ１３ａを通じて吸入したエアを酸化剤ガスとして燃料電池スタック１２に供給すると言える。酸化剤ガス供給部１３のエアクリーナ１３ａは、第３側壁１６ｆに対向している。

【0024】

＜熱交換器及びファン＞
熱交換器１４は、外気と熱交換媒体との間で熱交換を行う。熱交換器１４は、筐体１６の第４側壁１６ｇに配置されている。熱交換器１４は、熱交換媒体を燃料電池スタック１２との間で循環させる図示しない循環流路を有する。熱交換媒体の一例は冷却水であるが、その他にもＬＬＣ等であってもよい。循環流路は、往路と、復路と、ポンプと、を有する。往路は、熱交換器１４から燃料電池スタック１２に向けて熱交換媒体を流すための流路である。復路は、燃料電池スタック１２から熱交換器１４に向けて熱交換媒体を流すための流路である。ポンプは、循環流路で熱交換媒体を循環させる。

【0025】

循環流路を循環しつつ往路を通って燃料電池スタック１２内に流れ込んだ熱交換媒体は、燃料電池スタック１２で発生した熱を吸収して燃料電池スタック１２を冷却する。復路を通って熱交換器１４内に流れ込んだ熱交換媒体は、外気と熱交換されて冷却される。

【0026】

ファン１５は、奥行方向Ｙにおいて熱交換器１４よりも燃料電池スタック１２側に位置している。ファン１５は、熱交換器１４に向けて送風する。熱交換器１４及びファン１５と、通気口１６ｈとは奥行方向Ｙに並んでいる。

【0027】

燃料電池スタック１２の発電時、ファン１５が駆動されることにより、筐体１６の外部から通気口１６ｈを介して筐体１６の内部にエアが吸入される。筐体１６の内部には、通気口１６ｈからファン１５に向かうエアの流れが発生する。ファン１５が発生させるエアの流れ方向Ｆは、第３側壁１６ｆから第４側壁１６ｇに向かう方向である。ファン１５が発生させるエアの流れ方向Ｆは、燃料電池ユニット１１の内部から外へ向かう方向である。具体的には、ファン１５が発生させるエアの流れ方向Ｆは、通気口１６ｈから熱交換器１４に向かう方向である。そして、熱交換器１４内に流れ込んだ熱交換媒体は、熱交換器１４にてファン１５による送風によって外気と強制的に熱交換されて冷却される。したがって、ファン１５による送風によって熱交換媒体が冷却されると、冷却された熱交換媒体によって燃料電池スタック１２が冷却される。

【0028】

＜貯蔵タンク＞
図３に示すように、貯蔵タンク２０は、水平方向Ｘに燃料電池ユニット１１と並んでいる。貯蔵タンク２０は、タンク本体２１と、投入口２２と、を有する。

【0029】

タンク本体２１は、燃料ガスの原料を液体として貯蔵する。原料の一例は、メタノールである。メタノールは、有機溶媒である。メタノールは揮発しやすい。また、メタノールは、改質温度が低いとともに、エネルギー密度が高い。さらに、メタノールは常温で液体である。タンク本体２１は、メタノールによって溶出しない金属製であるのが好ましいが、メタノールによって溶出しない樹脂製であってもよい。

【0030】

タンク本体２１の鉛直方向Ｚへの寸法は、燃料電池ユニット１１の鉛直方向Ｚへの寸法より大きい。タンク本体２１は、第１側面２１ａ及び第２側面２１ｂを有する。第１側面２１ａは、タンク本体２１の水平方向Ｘの一端に位置するとともに、第２側面２１ｂは、水平方向Ｘの他端に位置する。タンク本体２１は、第３側面２１ｃ及び第４側面２１ｄを有する。第３側面２１ｃは、タンク本体２１の奥行方向Ｙの一端に位置するとともに、第４側面２１ｄは、奥行方向Ｙの他端に位置する。第３側面２１ｃは、タンク本体２１の前面であり、第４側面２１ｄは、タンク本体２１の後面である。タンク本体２１は、上端面２１ｅを有する。上端面２１ｅは、筐体１６の天板１６ｂ、ひいてはエアクリーナ１３ａよりも上方に位置している。

【0031】

投入口２２は、液体のメタノールをタンク本体２１の内部に投入するために設けられている。投入口２２は、タンク本体２１の上端面２１ｅに設けられている。このため、投入口２２は、エアクリーナ１３ａよりも上方に位置している。投入口２２は、上端面２１ｅにおける水平方向Ｘの中間よりも第１側面２１ａ寄りに位置している。詳細には、投入口２２は、上端面２１ｅにおける第１側面２１ａに沿っている。また、投入口２２は、上端面２１ｅにおける奥行方向Ｙの中間に位置している。投入口２２は閉塞部材２３によって閉塞されている。

【0032】

＜改質器＞
改質器３０は、水蒸気改質反応、部分酸化反応又は水蒸気改質反応と部分酸化反応を組み合わせることによってメタノールを改質して、改質物質としての水素ガスを発生させる。水蒸気改質反応によって水素ガスを発生させる場合、燃料電池システム１０は、水を貯蔵するタンクと、反応を促進させるための熱源を有する。部分酸化反応は、発熱反応であるため、改質が自然に進行する。本実施形態では、改質器３０は、部分酸化反応によってメタノールを改質する。改質器３０は、貯蔵タンク２０から供給されたメタノールを改質するとともに、改質によって生成された水素ガスを、燃料ガスとして燃料電池スタック１２へ供給する。

【0033】

＜燃料電池スタックと酸化剤ガス供給部と改質器との関係＞
図４に示すように、酸化剤ガス供給部１３には、エアクリーナ１３ａが接続されている。酸化剤ガス供給部１３は、エアクリーナ１３ａを通じてエアを吸入する。酸化剤ガス供給部１３は、酸化剤ガス供給配管３１によって燃料電池スタック１２と接続されている。酸化剤ガス供給部１３によって圧縮されたエアは、酸化剤ガス供給配管３１を通じて燃料電池スタック１２の図示しないカソードに供給される。改質器３０は、接続配管３２によって貯蔵タンク２０と接続されている。貯蔵タンク２０に貯蔵されたメタノールは、接続配管３２を通じて改質器３０に供給される。改質器３０は、燃料ガス供給配管３３によって、燃料電池スタック１２と接続されている。改質器３０で発生した水素ガスは、燃料ガス供給配管３３を通じて、燃料電池スタック１２の図示しないカソードに供給される。燃料電池スタック１２は、水素ガスとエアとの反応によって発電する。

【0034】

＜収容体＞
図１及び図５に示すように、収容体４０は、燃料電池ユニット１１、貯蔵タンク２０、及び改質器３０を収容する。収容体４０は、奥行方向Ｙの前面に開口する箱状の収容体本体４１と、収容体本体４１の前面を開閉する扉４２と、を有する。収容体本体４１の内部には、第１仕切壁５１と、第２仕切壁５２とが配置されている。第１仕切壁５１は、収容体本体４１の鉛直方向Ｚの全体に亘って延びるとともに、水平方向Ｘの中間位置に配置されている。第２仕切壁５２は、第１仕切壁５１によって区切られた内部空間Ｓの片方を鉛直方向Ｚに２つの空間に区切る。

【0035】

内部空間Ｓは、タンク収容空間Ｓ１と、ユニット収容空間Ｓ２と、改質器収容空間Ｓ３とに区切られている。タンク収容空間Ｓ１は、第１仕切壁５１によって水平方向Ｘに区切られた２つの空間のうちの片方である。ユニット収容空間Ｓ２は、タンク収容空間Ｓ１と異なる空間であり、かつ第２仕切壁５２よりも下側の空間である。改質器収容空間Ｓ３は、タンク収容空間Ｓ１と異なる空間であり、かつ第２仕切壁５２よりも上側の空間である。

【0036】

タンク収容空間Ｓ１と、ユニット収容空間Ｓ２及び改質器収容空間Ｓ３とは、第１仕切壁５１を挟んで水平方向Ｘに隣り合っている。ユニット収容空間Ｓ２と改質器収容空間Ｓ３とは、第２仕切壁５２を挟んで鉛直方向Ｚに隣り合っている。扉４２は、タンク収容空間Ｓ１、ユニット収容空間Ｓ２、及び改質器収容空間Ｓ３を開閉する。

【0037】

貯蔵タンク２０は、タンク収容空間Ｓ１に収容されている。燃料電池ユニット１１は、ユニット収容空間Ｓ２に収容されている。燃料電池ユニット１１の通気口１６ｈは、収容体本体４１の前方に向けて開口している。改質器３０は、第２仕切壁５２の上面に載置されるとともに、改質器収容空間Ｓ３に収容されている。よって、貯蔵タンク２０、燃料電池ユニット１１、及び改質器３０は収容体４０に収容されている。燃料電池ユニット１１と貯蔵タンク２０とは、第１仕切壁５１を挟んで水平方向Ｘに隣り合って配置されている。つまり、燃料電池ユニット１１と貯蔵タンク２０とは水平方向Ｘに並設されている。また、燃料電池ユニット１１と改質器３０とは、第２仕切壁５２を挟んで鉛直方向Ｚに隣り合って配置されている。つまり、燃料電池ユニット１１と改質器３０とは鉛直方向Ｚに並設されている。そして、改質器３０は、鉛直方向Ｚにおける燃料電池ユニット１１よりも上側に位置するとともに、エアクリーナ１３ａは、鉛直方向Ｚにおける改質器３０よりも下側に位置している。

【0038】

＜投入口とエアクリーナとの位置関係＞
貯蔵タンク２０を鉛直方向Ｚの上半分と下半分に区画する線を燃料電池システム１０の中心線Ｌとする。燃料電池ユニット１１は、中心線Ｌよりも下側に位置している。さらに、燃料電池ユニット１１は、酸化剤ガス供給部１３のエアクリーナ１３ａを有する。このため、エアクリーナ１３ａは、中心線Ｌよりも下側に位置している。改質器３０は、中心線Ｌよりも上側に位置している。

【0039】

投入口２２は、タンク本体２１の上端面２１ｅに配置されている。このため、投入口２２は、中心線Ｌよりも上側に位置している。上記したように、エアクリーナ１３ａは、中心線Ｌよりも下側に位置している。したがって、エアクリーナ１３ａは、投入口２２よりも下側に位置している。

【0040】

投入口２２は、タンク本体２１の第１側面２１ａに沿うように上端面２１ｅに配置されている。このため、投入口２２は、上端面２１ｅの中でも、水平方向Ｘにおいてエアクリーナ１３ａからの距離を大きくする位置に配置されている。

【0041】

［第１の実施形態の作用］
次に、燃料電池システム１０の作用を説明する。
投入口２２から液体のメタノールをタンク本体２１に投入する際、メタノールの一部が気化する。より具体的には、液体のメタノールは、常温で気化するため、揮発すると言える。以下、揮発したメタノールを、単に「揮発メタノール」と記載する。揮発メタノールは気化物質の一例である。揮発メタノールは、投入口２２の周囲に残留する。ここで、エアクリーナ１３ａは、投入口２２より下側に位置する。このため、エアクリーナ１３ａの周囲に残留する揮発メタノールの量は、投入口２２の周囲に残留する揮発メタノールの量より少なくなる。

【0042】

その後、燃料電池システム１０が駆動されて、酸化剤ガス供給部１３が駆動されたとき、酸化剤ガス供給部１３の周囲のエアは、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入されるとともに、燃料電池スタック１２に酸化剤ガスとして供給される。

【0043】

このとき、エアクリーナ１３ａの周囲に残留する揮発メタノールの量は、投入口２２の周囲に残留する揮発メタノールの量より少ない。このため、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。その結果、燃料電池スタック１２の内部に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。

【0044】

［第１の実施形態の効果］
上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１－１）エアクリーナ１３ａは、投入口２２より下側に位置する。言い換えると、投入口２２は、エアクリーナ１３ａよりも上側に位置する。このため、エアクリーナ１３ａ、ひいては燃料電池スタック１２の周囲に残留する揮発メタノールの量は、投入口２２の周囲に残留する揮発メタノールの量より少なくなる。その結果、燃料電池スタック１２に対する揮発メタノールの影響を抑えることができる。

【0045】

そして、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができるため、燃料電池スタック１２の内部に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。以上により、揮発メタノールによる燃料電池スタック１２の劣化が抑制される。

【0046】

（１－２）投入口２２は、第１側面２１ａに沿うように上端面２１ｅに位置している。つまり、投入口２２は、上端面２１ｅの中でも、水平方向Ｘにおいてエアクリーナ１３ａからの距離を大きくする位置に位置している。よって、揮発メタノールをエアクリーナ１３ａの周囲にまで及び難くできる。その結果、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。また、燃料電池スタック１２に対する揮発メタノールの影響をより一層抑えることができる。

【0047】

（１－３）投入口２２は、タンク本体２１の上端面２１ｅに位置している。つまり、投入口２２は、タンク本体２１の外面に沿う位置の中でも、鉛直方向Ｚにおいてエアクリーナ１３ａからの距離を最も大きくする位置に位置している。よって、揮発メタノールをエアクリーナ１３ａの周囲にまで及び難くできる。その結果、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。また、燃料電池スタック１２に対する揮発メタノールの影響をより一層抑えることができる。

【0048】

（１－４）鉛直方向Ｚにおいて、改質器３０は、燃料電池ユニット１１よりも上側に位置している。このため、改質器３０は、投入口２２とエアクリーナ１３ａとの間に介在する物体的な遮蔽物となる。このため、改質器３０は、揮発メタノールをエアクリーナ１３ａの周囲に及び難くする。その結果、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。

【0049】

（１－５）改質器３０は、第２仕切壁５２の上面に載置されている。改質器３０は、メタノールを改質する際、発熱する。改質器３０で発生した熱は、第２仕切壁５２に伝わる。このため、改質器３０で発生した熱が、燃料電池ユニット１１の燃料電池スタック１２に伝わり難くなる。

【0050】

（１－６）改質器３０と燃料電池ユニット１１との間には、第２仕切壁５２が介在している。第２仕切壁５２は、投入口２２とエアクリーナ１３ａとの間に介在する物体的な遮蔽物となる。このため、第２仕切壁５２は、揮発メタノールをエアクリーナ１３ａの周囲に及び難くする。その結果、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。

【0051】

［第２の実施形態］
次に、燃料電池システム１０を具体化した第２の実施形態を図６～図７にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、投入口２２の位置を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

【0052】

図６及び図７に示すように、タンク本体２１の第４側面２１ｄは、燃料電池ユニット１１の熱交換器１４よりも奥行方向Ｙの後ろ側に位置する。さらに、第４側面２１ｄは、筐体１６の第４側壁１６ｇの外面よりも奥行方向Ｙの後ろ側に位置する。投入口２２は、タンク本体２１の第４側面２１ｄに配置されている。このため、投入口２２は、ファン１５及び熱交換器１４よりも奥行方向Ｙの後ろ側に位置している。

【0053】

上記したように、ファン１５が発生させるエアの流れ方向Ｆは、通気口１６ｈから熱交換器１４に向かう方向である。また、エアの流れ方向Ｆは、奥行方向Ｙの第３側壁１６ｆから第４側壁１６ｇに向かう方向である。

【0054】

そして、投入口２２は、第４側壁１６ｇの外面よりも奥行方向Ｙの後ろ側に位置している。このため、エアの流れ方向Ｆにおいて、投入口２２は、エアクリーナ１３ａよりも下流側に位置しているとともに、ファン１５よりも下流側に位置している。

【0055】

［第２の実施形態の効果］
上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１－４）、（１－５）、（１－６）の記載の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。

【0056】

（２－１）投入口２２は、エアの流れ方向Ｆにおいてファン１５よりも下流側に位置しているため、投入口２２の周囲に残留している揮発メタノールは、ファン１５よりも下流側に吹き飛ばされる。このため、エアクリーナ１３ａの周囲に残留する揮発メタノールの量は、投入口２２の周囲に残留する揮発メタノールの量より少ない。その結果、燃料電池スタック１２に対する揮発メタノールの影響を抑えることができる。さらに、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができるため、燃料電池スタック１２の内部に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。以上により、揮発メタノールによる燃料電池スタック１２の劣化が抑制される。

【0057】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○図８に示すように、投入口２２とエアクリーナ１３ａとは、水平方向Ｘにおいて、燃料電池ユニット１１及び貯蔵タンク２０を挟んで互いに反対側に位置していてもよい。

【0058】

このように構成した場合、エアクリーナ１３ａと投入口２２との水平方向Ｘへの離間距離を大きくできる。このため、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３及び燃料電池スタック１２に吸入される揮発メタノールの量をより一層抑えることができる。

【0059】

○図９に示すように、投入口２２は、連通配管４３によって収容体４０の外部と連通していてもよい。これによれば、揮発メタノールは、収容体４０の内部へ侵入し難くなる。このため、エアクリーナ１３ａの周囲に残留する揮発メタノールの量は、投入口２２の周囲に残留する揮発メタノールの量より少なくなる。その結果、燃料電池スタック１２に対する揮発メタノールの影響を抑えることができる。さらに、エアクリーナ１３ａを通じて酸化剤ガス供給部１３に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができるため、燃料電池スタック１２の内部に吸入される揮発メタノールの量を抑えることができる。以上により、揮発メタノールによる燃料電池スタック１２の劣化が抑制される。

【0060】

○燃料電池ユニット１１と改質器３０は、鉛直方向Ｚに並んでいなくてもよい。例えば、貯蔵タンク２０と、燃料電池ユニット１１と、改質器３０とは、水平方向Ｘに並んでいてもよい。この場合、貯蔵タンク２０と改質器３０との間に燃料電池ユニット１１が配置されている。この場合であっても、投入口２２は、中心線Ｌよりも上側に位置するとともに、エアクリーナ１３ａは、中心線Ｌよりも下側に位置している。又は、エアの流れ方向Ｆにおいて、投入口２２は、エアクリーナ１３ａよりも下流側に位置している。

【0061】

○燃料電池ユニット１１、貯蔵タンク２０、及び改質器３０は、収容体４０に収容されていなくてもよい。
○第１の実施形態において、中心線Ｌよりも上側に投入口２２が位置していれば、投入口２２は、タンク本体２１の第１側面２１ａ、第３側面２１ｃ、及び第４側面２１ｄのいずれに位置していてもよい。

【0062】

○第１の実施形態において、上端面２１ｅでの投入口２２の位置は、任意に変更してもよい。
○第１の実施形態において、中心線Ｌよりも下側にエアクリーナ１３ａが位置していれば、エアクリーナ１３ａは、筐体１６内のいずれの位置に位置していてもよい。例えば、エアクリーナ１３ａは、第３側壁１６ｆの近くであって、かつ第２側壁１６ｅの近くに位置していてもよい。

【0063】

○第２の実施形態において、エアの流れ方向Ｆにおいて、ファン１５よりも下流側に投入口２２が位置していれば、第４側面２１ｄでの投入口２２の位置は任意に変更してもよいが、中心線Ｌより上側が好ましい。

【0064】

○第２の実施形態では、収容体４０のユニット収容空間Ｓ２と改質器収容空間Ｓ３を上下方向に入れ替えてもよい。そして、改質器３０を燃料電池ユニット１１の下側に配置してもよい。

【0065】

○各実施形態において、エアクリーナ１３ａは無くてもよい。この場合、酸化剤ガス供給部１３の吸気口は、エアコンプレッサの吸入ポートとなる。
○第１の実施形態の燃料電池システム１０は、熱交換器１４とファン１５を有していなくてもよい。この場合、燃料電池システム１０は、燃料電池ユニット１１と、貯蔵タンク２０と、改質器３０とを有するだけである。

【0066】

○各実施形態において、酸化剤ガス供給部１３はエアを圧縮して供給するエアコンプレッサでなくてもよい。つまり、酸化剤ガス供給部１３は、エアを圧縮することなく移送するだけのポンプであってもよい。

【0067】

○貯蔵タンク２０に貯蔵される貯蔵物は、メタノール以外にもエタノール、ブタノール、プロパノールなどの揮発性の有機化合物でもよいし、アンモニアでもよい。貯蔵タンク２０に貯蔵される貯蔵物は、大気圧で気化する液体であってもよい。

【0068】

○燃料電池システム１０は、車載用でもよい。
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
・前記投入口は、連通配管によって前記収容体の外部と連通している燃料電池システム。

【符号の説明】

【0069】

Ｌ…中心線、１０…燃料電池システム、１１…燃料電池ユニット、１２…燃料電池スタック、１３ａ…吸気口としてのエアクリーナ、１３…酸化剤ガス供給部、１４…熱交換器、１５…ファン、２０…貯蔵タンク、２１…タンク本体、２２…投入口、３０…改質器、４０…収容体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】