特開 2022-150215 エネルギー供給システム

(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】P2022150215

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】エネルギー供給システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04664 20160101AFI20220929BHJP

   H01M 8/043 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/04303 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/04228 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/0432 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/04313 20160101ALI20220929BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20220929BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04664

H01M8/043

H01M8/04303

H01M8/04228

H01M8/04537

H01M8/04858

H01M8/0432

H01M8/04313

H01M8/12 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021052707

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】秋田 達也

【テーマコード（参考）】

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H126BB06

5H127AA07

5H127AB23

5H127AC05

5H127BA02

5H127BA05

5H127BA13

5H127BA32

5H127BA57

5H127BA59

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB17

5H127BB37

5H127DA11

5H127DB66

5H127DB71

5H127DB90

5H127DC90

5H127GG03

5H127GG09

(57)【要約】

【課題】システムを構成する複数の部品の各々の再使用の可否を容易に判定できるエネルギー供給システムを構成する。
【解決手段】供給された燃料ガスから発電を行う燃料電池を備えているエネルギー供給システムであって、システムを構成する複数の部品Ｐの使用時間を取得する使用時間取得部４４ａと、複数の部品の性能を所定のタイミングで判定する性能判定部４４ｂと、使用時間取得部４４ａで取得した使用時間、及び、性能判定部４４ｂでの判定結果を複数の部品と関連付けて記憶する記憶部４６を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給された燃料ガスから発電を行う燃料電池を備えているエネルギー供給システムであって、
システムを構成する複数の部品の使用時間を取得する使用時間取得部と、複数の前記部品の性能を所定のタイミングで判定する性能判定部と、前記使用時間取得部で取得した使用時間、及び、前記性能判定部での判定結果を複数の前記部品に関連付けて時系列的に記憶する記憶部とを備えているエネルギー供給システム。

【請求項2】

前記タイミングが、前記燃料電池において発電が停止した待機時と、待機状態にある前記燃料電池が発電を開始する発電移行時と、前記燃料電池での発電が継続する発電継続時と、発電状態にある前記燃料電池による発電を停止する状態に移行する停止移行時と、のいずれかのタイミングである請求項１に記載のエネルギー供給システム。

【請求項3】

前記性能判定部は、前記複数の前記部品が前記燃料電池のセルスタックである場合に、前記セルスタックから出力される電力によって前記判定を行い、
前記性能判定部は、複数の前記部品のうち電流供給により作動するものについては、前記部品に電流が供給された際の作動結果によって前記判定を行い、
前記性能判定部は、複数の前記部品のうち電流供給により温度が変化するものについては、前記部品に電流が供給された際の温度変化によって前記判定を行い、
前記性能判定部は、複数の前記部品のうち状態変化を検出するものについては、設定された条件における前記部品の状態変化によって前記判定を行う請求項１又は２に記載のエネルギー供給システム。

【請求項4】

所定の前記部品について、前記性能判定部で判定した前記判定結果が、前回の判定により前記記憶部に記憶されている前記判定結果と比較して向上する場合、あるいは、乖離することを認めた場合には、所定の前記部品に関連付けて前記記憶部に記憶されている前記使用時間に代えて、新たに設定した前記使用時間を前記記憶部に記憶する請求項１～３のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

【請求項5】

複数の前記部品の各々にユニークな識別情報を付しており、複数の前記部品のうち同じ前記部品について同じ前記識別情報を付して前記使用時間と、使用限界を示す耐用時間と、前記判定結果とを前記記憶部に記憶する請求項１～４のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

【請求項6】

同じ前記識別情報が付された前記耐用時間から前記使用時間を減じた余寿命を前記記憶部に記憶し、外部から前記識別情報を指定して情報の要求があった場合に前記記憶部に記憶されている前記余寿命を出力する、
又は、前記耐用時間から前記使用時間を減ずることで前記余寿命を求めることが可能な外部端末から情報の要求があった場合に、前記記憶部に記憶している前記使用時間と、前記耐用時間とを出力する請求項５に記載のエネルギー供給システム。

【請求項7】

複数の前記部品を制御する運転制御装置が通信ネットワークに接続し、
前記通信ネットワークに接続するサーバに前記使用時間と前記判定結果とを記憶する記憶部が備えられている請求項１～６のいずれか一項に記載のエネルギー供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料ガスから発電を行う燃料電池を備えているエネルギー供給システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、改質部で生成された燃料ガスを用いて発電する複数の燃料電池セルを有するセルスタックと、セルスタックからの排ガスの熱を回収して貯える貯湯タンクとを筐体に収容した燃料電池設備が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４５３４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されるエネルギー供給システムは、コージェネシステムとも称され、一般家庭の家屋の屋外に設置されるものも多い。このように構成されるエネルギー供給システムは、使用開始から耐用年数に達した場合に、システム全体が交換されることが一般的である。

【0005】

ここでシステム全体の交換により撤去されたシステムを考えると、システムを構成する複数の部品には、使用可能なものも存在するものであり、使用可能な部品を適正に再使用することも望まれている。特に、燃料電池を稼動させるシステムには、希少金属を利用した部品や、高価な部品が用いられることもあり、再使用可能な部品を取り出して市場に流通させることも必要とされている。

【0006】

しかしながら、部品を再使用する場合には、再使用の可否を判定する必要があり、例えば、燃料電池のスタックのように、直接的に発電に関与する部品は、稼動時間に基づいて性能の低下を、ある程度は判断できるものであるが、例えば、燃料電池の排熱を回収する排熱回収部と貯湯槽との間で水（温水）を循環させるポンプや、空気を送る電動ブロアは、作動時間がシステム毎で異なり、複数の部品毎の再使用の可否を適正に判定することは困難であった。

【0007】

このような理由から、システムを構成する複数の部品の各々の再使用の可否を容易に判定できるエネルギー供給システムが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るエネルギー供給システムの特徴構成は、供給された燃料ガスから発電を行う燃料電池を備えているエネルギー供給システムであって、
システムを構成する複数の部品の使用時間を取得する使用時間取得部と、複数の前記部品の性能を所定のタイミングで判定する性能判定部と、前記使用時間取得部で取得した使用時間、及び、前記性能判定部での判定結果を複数の前記部品に関連付けて時系列的に記憶する記憶部とを備えている点にある。

【0009】

この特徴構成によると、燃料電池を備えているエネルギー供給システムを構成する複数の部品の使用時間と性能とが、夫々の部品に関連付けて記憶部に記憶される。このように記憶することにより、例えば、エネルギー供給システムを撤去した場合に、記憶部に記憶された使用時間と判定結果とに基づいて、再使用が可能な部品を選別することも可能となる。また、判定結果が時系列的に記憶されているため、部品毎の性能の変化を取得することも可能となる。
従って、システムを構成する複数の部品の各々の再使用の可否を容易に判定できるエネルギー供給システムが構成された。

【0010】

上記構成に加えた構成として、前記タイミングが、前記燃料電池において発電が停止した待機時と、待機状態にある前記燃料電池が発電を開始する発電移行時と、前記燃料電池での発電が継続する発電継続時と、発電状態にある前記燃料電池による発電を停止する状態に移行する停止移行時と、のいずれかのタイミングであっても良い。

【0011】

これによると、予め設定された複数のタイミングのうち、性能の判定を行うために最適なタイミングで部品の性能の判定を行える。

【0012】

上記構成に加えた構成として、前記性能判定部は、前記複数の前記部品が前記燃料電池のセルスタックである場合に、前記セルスタックから出力される電力によって前記判定を行い、
前記性能判定部は、複数の前記部品のうち電流供給により作動するものについては、前記部品に電流が供給された際の作動結果によって前記判定を行い、
前記性能判定部は、複数の前記部品のうち電流供給により温度が変化するものについては、前記部品に電流が供給された際の温度変化によって前記判定を行い、
前記性能判定部は、複数の前記部品のうち状態変化を検出するものについては、設定された条件における前記部品の状態変化によって前記判定を行っても良い。

【0013】

これによると、セルスタックの電力によりセルスタックの性能を判定でき、作動する部品については作動により性能を判定でき、温度が変化する部品については温度によって性能を判定でき、状態が変化する部品については状態変化に基づいて性能を判定できる。

【0014】

上記構成に加えた構成として、所定の前記部品について、前記性能判定部で判定した前記判定結果が、前回の判定により前記記憶部に記憶されている前記判定結果と比較して向上する場合、あるいは、乖離することを認めた場合には、所定の前記部品に関連付けて前記記憶部に記憶されている前記使用時間に代えて、新たに設定した前記使用時間を前記記憶部に記憶しても良い。

【0015】

これによると、性能判定部で判定した判定結果が、前回の判定により記憶部に記憶されている判定結果と比較して向上する場合、あるいは、乖離することを認めた場合には、部品が交換されたと判断できるため、新たに設定した初期値からの適正な使用時間を記憶部に記憶することになる。これにより、部品が交換された場合でも、交換された時点からの使用時間を正確に取得でき、部品の再使用の可否を判定する場合に部品の使用時間を正確に反映させることが可能となる。

【0016】

上記構成に加えた構成として、複数の前記部品の各々にユニークな識別情報を付しており、複数の前記部品のうち同じ前記部品について同じ前記識別情報を付して前記使用時間と、使用限界を示す耐用時間と、前記判定結果とを前記記憶部に記憶しても良い。

【0017】

これによると、識別情報が付された部品毎に耐用時間から使用時間を減ずることで、使用可能な時間（例えば、余寿命）を取得して使用の可否の判断が可能となる。

【0018】

上記構成に加えた構成として、同じ前記識別情報が付された前記耐用時間から前記使用時間を減じた余寿命を前記記憶部に記憶し、外部から前記識別情報を指定して情報の要求があった場合に前記記憶部に記憶されている前記余寿命を出力する、
又は、前記耐用時間から前記使用時間を減ずることで前記余寿命を求めることが可能な外部端末から情報の要求があった場合に、前記記憶部に記憶している前記使用時間と、前記耐用時間とを出力しても良い。

【0019】

これによると、識別情報で指定された部品の余寿命を外部に出力すること、又は、識別情報で指定された部品の耐用時間と使用時間とを外部端末に出力することで、外部端末において余寿命を取得することが可能となる。

【0020】

上記構成に加えた構成として、複数の前記部品を制御する運転制御装置が通信ネットワークに接続し、
前記通信ネットワークに接続するサーバに前記使用時間と前記判定結果とを記憶する記憶部が備えられても良い。

【0021】

これによると、通信ネットワークに対してパーソナルコンピュータ等を接続してサーバにおいて識別情報を指定してサーバの記憶部から使用時間と判定結果を取得することで、識別情報で指定された部品が再使用の可否を容易に判定できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】エネルギー供給システムの構成図である。

【図2】運転制御装置の構成を示すブロック回路図である。

【図3】記憶処理のフローチャートである。

【図4】判定結果情報の情報構造を示す図である。

【図5】部品の識別情報から判定結果情報を取得する手順の概要を模式的に示した図である。

【図6】別実施形態（ａ）において判定結果情報を取得する手順の概要を模式的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１に示すように、外部から供給される都市ガス等の燃料ガスによって発電する発電モジュールＭ（燃料電池の一例）と、発電された電力を交流に変換する電力変換部１と、発電モジュールＭでの発電時に発生する排熱を回収する排熱回収熱交換部２と、排熱回収熱交換部２で回収した排熱で水を加熱して温湯として貯える貯湯槽３と、システム全体を制御する運転制御装置Ｃと、を備えてエネルギー供給システムＡが構成されている。

【0024】

このエネルギー供給システムＡは、発電モジュールＭ（燃料電池）と、電力変換部１と、排熱回収熱交換部２と、貯湯槽３と、運転制御装置Ｃとを筐体に収容して発電ユニットＡｘ（図５を参照）を構成しており、この発電ユニットＡｘは、一般家庭の屋外に設置される。図１に示すように筐体の内部温度を検知する筐体内センサＡＳを筐体の内部に備えている。また、筐体内には、内部の空気を外部に排出する冷却ファン（図示せず）が設けられている。このエネルギー供給システムＡは、システムを構成する複数の部品Ｐ（図５を参照）の性能を判定する機能を有している。この判定の機能については後述する。

【0025】

電力変換部１は、発電モジュールＭで発電された直流の電力を交流電力に変換して外部の分電盤５に供給する。分電盤５は、商用電源から供給される電力と、電力変換部１から供給された電力とを併せて家屋内の電気機器等の電気負荷７に供給する。運転制御装置Ｃは、家屋の内部のリモートコントローラＲで制御可能に構成されている。

【0026】

発電モジュールＭは、都市ガス等の燃料ガスと改質水とが供給される気化器１１と、気化器１１からの燃料ガスと改質水とから改質ガスを生成する改質部１２と、改質された燃料ガスと空気とから発電を行う複数のセルを積層したセルスタック１３とを高温容器Ｍａに収納している。高温容器Ｍａには、空気流路１６を介して空気供給ファン１７からの空気が供給される。なお、空気流路１６には、空気の流量を計測する流量計（図示せず）が設けられている。

【0027】

発電モジュールＭは、都市ガス等の燃料ガスを、燃料ブロア（図示せず）の駆動により燃料ガス供給路１０を介して気化器１１に供給すると共に、改質水タンクＷＴに貯留した改質水を改質水ポンプ１８の駆動により改質水供給路１９を介して気化器１１に供給される。また、気化器１１から送り出された改質水は高温の環境下で蒸気化し、改質部１２において燃料ガスと化学反応する結果、水素を多く含む改質ガスに改質される。特に、この発電モジュールＭでは、燃料ガスの一部と空気とを混合して燃焼させることで高温環境を作り出している。

【0028】

セルスタック１３は、固体酸化物形の複数の燃料電池セルを積層しており、改質された燃料ガスと、空気とがセルスタック１３に供給されることで、このセルスタック１３での化学的な反応により発電が行われる。また、発電された電力を電力変換部１に供給する電力系に電圧センサ４が備えられている。

【0029】

燃料ガス供給路１０には、燃料ガスの供給を制御するガス開閉弁１４と、燃料ガスの圧力を検知する圧力センサ１５とを備えている。高温容器Ｍａには内部温度を検出する雰囲気温度センサ２８を備え、改質部１２には改質温度を検出する改質温度センサ２９を備えている。

【0030】

このエネルギー供給システムＡは、発電モジュールＭで発生する高温の排ガスを送り出す排ガス流路８を有し、この排ガス流路８の中間に排熱回収熱交換部２を備え、排熱回収熱交換部２の上流位置に排ガスの流量を検出する流量センサ８Ｓを備えている。

【0031】

この排熱回収熱交換部２と貯湯槽３との間に熱交換ユニットＥを備えている。更に、貯湯槽３に対して外部から水道水等からの給水と、貯湯槽３から外部に対して温湯を送り出す給排水ユニットＦを備えている。

【0032】

熱交換ユニットＥは、熱交換流路２０に対し、電磁制御型の熱交換側三方弁２１と、電動モータで駆動される循環ポンプ２２と、通電により発熱する熱交換部ヒータ２３（凍結防止ヒータの一例）と、ラジエータ部２４ａおよび電動ファン２４ｂを有するラジエータ２４と、上流側温度センサ２５と、下流側温度センサ２６とを備えている。更に、ラジエータ２４のケースの外部に冷却温度センサ２４ｃを備えている。

【0033】

つまり、熱交換流路２０は、貯湯槽３の底部からの水（温湯）を排熱回収熱交換部２に供給する上流側流路２０ａと、排熱回収熱交換部２で加熱された温湯を貯湯槽３の上部に戻す下流側流路２０ｂとを有し、前述した上流側温度センサ２５、熱交換側三方弁２１、循環ポンプ２２、熱交換部ヒータ２３、ラジエータ２４の各々が、この順序で上流側流路２０ａに備えられている。上流側流路２０ａと下流側流路２０ｂとを結ぶバイパス流路２０ｃを備え、バイパス流路２０ｃは、熱交換側三方弁２１の制御によって水（温湯）を流す状態と遮断される状態とに切り換えられる。

【0034】

給排水ユニットＦは、外部からの給水（基本的に水道水の供給）を貯湯槽３の底部に供給する給水流路３０と、貯湯槽３の上部から温湯を送り出す出湯流路３１と、給水流路３０から分岐する分岐流路３０Ａと、分岐流路３０Ａから更に分岐して出湯流路３１に合流する冷水流路３２とを備えている。

【0035】

給排水ユニットＦは、分岐流路３０Ａと出湯流路３１との合流位置に電磁式の混合弁３３を備え、冷水流路３２には、電磁式の開閉弁３４を備えている。これにより、混合弁３３の制御により貯湯槽３の温湯と、給水流路３０からの冷水を混合して送り出すことが可能となる。また、開閉弁３４を開放することにより給水流路３０の冷水を出湯流路３１から送り出すことも可能となる。

【0036】

この給排水ユニットＦでは、給水流路３０に給水流路ヒータ３０Ｈ（凍結防止ヒータの一例）を備え、分岐流路３０Ａに給水流路３０に供給される水の水温を計測する水温センサ３５を備え、出湯流路３１に出湯流路ヒータ３１Ｈ（凍結防止ヒータの一例）を備え、この出湯流路３１のうち、混合弁３３より下流側に出湯温センサ３６を備えている。更に、給排水ユニットＦの外部には、出湯流路３１から送り出される温湯が低温である場合に、燃料ガスの燃焼熱によって加熱する瞬間湯沸かし型の給湯器３７を備えている。

【0037】

〔運転制御装置での基本的な制御〕
運転制御装置Ｃは、マイクロプロセッサや、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を備えることにより、予め記憶されたプログラムに従って処理を実行する。

【0038】

図２に示すように、運転制御装置Ｃは、ソフトウエアで成る発電制御部４１と、熱交換制御部４２と、出湯制御部４３と、部品情報取得部４４と、カレンダー部４５（時間計測部の一例）とを備えている。また、運転制御装置Ｃは、ハードウエアで成る記憶部４６と、情報アクセス部４７を備えている。部品情報取得部４４は、使用時間取得部４４ａと性能判定部４４ｂとで構成されている。

【0039】

更に、運転制御装置Ｃは、電圧センサ４、圧力センサ１５、上流側温度センサ２５、下流側温度センサ２６、水温センサ３５、出湯温センサ３６等を含むセンサ類からの信号が入力し、ガス開閉弁１４、空気供給ファン１７、改質水ポンプ１８、熱交換側三方弁２１、循環ポンプ２２、電動ファン２４ｂ、混合弁３３、開閉弁３４等を含むアクチュエータ類に信号を出力し、熱交換部ヒータ２３、給水流路ヒータ３０Ｈ、出湯流路ヒータ３１Ｈ等に制御信号を出力する。これら、センサ類、アクチュエータ類、凍結防止ヒータ、及び、発電モジュールＭを構成する部材が部品Ｐである。

【0040】

尚、熱交換制御部４２と、出湯制御部４３と、部品情報取得部４４と、カレンダー部４５との各々は、ソフトウエアで構成するものに限らず、ソフトウエアとハードウエアとを組み合わせによって構成するものであっても良い。

【0041】

記憶部４６は、部品情報取得部４４で取得した情報を記憶するためＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリが用いられている。情報アクセス部４７は、入出力ユニット４８と接続しており、この入出力ユニット４８は、外部のパーソナルコンピュータＰＣや、タブレットＴＢ等の外部端末と直接的な接続を可能にすると共に、通信ネットワークとしてのインターネットＩＮを介して情報のアクセスを可能にする。尚、この入出力ユニット４８は、無線ＬＡＮに接続するものであって良く、例えばＵＳＢメモリを接続できるものでも良い。

【0042】

発電制御部４１は、発電モジュールＭでの発電を制御し、熱交換制御部４２は、熱交換ユニットＥでの熱交換を制御し、出湯制御部４３は、給排水ユニットＦでの給排水を制御する。

【0043】

部品情報取得部４４の使用時間取得部４４ａは、エネルギー供給システムＡを構成する部品Ｐ（センサ類やアクチュエータ類等を構成する単体を部品Ｐと称している）が使用された使用時間（使用開始から積算された使用時間、以下、積算使用時間と称することもある）を取得し、性能判定部４４ｂ（性能判定部）は、部品Ｐの性能の判定を行う。この部品情報取得部４４の判定形態は後述する。カレンダー部４５は、例えば、電波時計を有し、継続的に年月日時の情報を生成する。

【0044】

このような構成から、リモートコントローラＲが操作された場合のように電力を必要とする場合には、発電制御部４１が、ガス開閉弁１４を制御する等の制御によって発電を開始する。また、発電時には、熱交換制御部４２が熱交換ユニットＥの循環ポンプ２２を駆動する等の制御によって貯湯槽３に温湯を貯留する。

【0045】

更に、リモートコントローラＲの操作によって貯湯槽３の温湯を利用する場合には、出湯制御部４３が、水温センサ３５と出湯温センサ３６との検知に基づいて混合弁３３と、開閉弁３４とを制御することで、貯湯槽３から出湯流路３１に送られる温湯と、冷水流路３２から供給される冷水と混合を制御して目標温度の給湯を実現する。特に、貯湯槽３に貯留された温湯の温度が目標とする温度より低下している場合には給湯器３７で温湯の温度上昇が図られる。

【0046】

〔部品情報取得部〕
このエネルギー供給システムＡでは、複数の部品Ｐに対して予めユニークな識別情報が付されている。図２に示す部品情報取得部４４の使用時間取得部４４ａは、例えば、使用を開始した時点からの積算使用時間を取得し、性能判定部４４ｂは、設定タイミングで複数の部品Ｐについて性能の判定を行う。また、部品情報取得部４４は、積算使用時間と判定結果とを、部品Ｐの識別情報に関連付けて記憶部４６に記憶する。特に、部品情報取得部４４は、複数の部品Ｐの耐用時間を、識別情報に関連付けて記憶しており、積算使用時間が取得される毎に、耐用時間から積算使用時間を減じた値となる余寿命が複数の部品Ｐの識別情報の関連付けて記憶される。

【0047】

尚、耐用時間は、部品Ｐの各々が使用に耐える設計上の限界の時間であり、余寿命は、耐用時間から積算使用時間を減じた値であり、使用可能な時間となる。

【0048】

〔制御形態〕
部品情報取得部４４は、図３のフローチャートに示す記憶処理を行う。つまり、判定タイミングに達した場合に性能の判定が行われ、判定結果が複数の部品Ｐの夫々の識別情報に関連付けて記憶部４６に記憶される(＃１０１～＃１０３ステップ)。

【0049】

＃１０１ステップの判定タイミングとして、発電モジュールＭ（燃料電池）での発電が停止している「待機時」と、「待機時」にある発電モジュールＭ（燃料電池）が発電を開始する過程となる「発電移行時」と、「発電移行時」の後に発電モジュールＭでの発電が継続する「発電継続時」と、「発電継続時」から発電モジュールＭ（燃料電池）での発電を停止する「待機時」に移行する過程となる「停止移行時」とが予め設定されている。

【0050】

この処理では、性能判定部４４ｂが、前述した「待機時」と、「発電移行時」と、「発電継続時」と、「停止移行時」との何れかのタイミングにおいて部品Ｐの性能の判定が行われる。

【0051】

また、＃１０２ステップの性能の判定は、部品Ｐの健全性を判定するものであり、再使用が可能である場合には、性能（健全性）の高いものから「Ａ」「Ｂ」とし、再使用が不可能である場合に「ＮＧ」の判定結果を与える。尚、判定結果としては、「Ａ」「Ｂ」「ＮＧ」等のランク付けに限らず、３つ以上の段階のランク付けを行って良く、また、性能が良好であるほど高い数値としても良い。

【0052】

更に、＃１０２ステップの性能の判定として、例えば、性能が低下したパーセンテージや、性能を示す数値を記憶するように構成することも可能である。

【0053】

性能判定部４４ｂで性能が判定される対象となる部品Ｐを、大きく分けて「ファンやブロア」と、「ポンプ」と、「ヒータ」と、「セルスタック」と、「改質部」と、「センサ」とが想定されている。このように性能が判定される部品Ｐについても、使用時間取得部４４ａで積算使用時間が取得される。

【0054】

「ファンやブロア」には、ラジエータ２４の電動ファン２４ｂと、空気供給ファン１７と、燃料ブロアと、冷却ファンが含まれる。

【0055】

具体的には、ラジエータ２４の電動ファン２４ｂの性能を判定する場合において、「待機時」のように発電を停止している状況で、電動ファン２４ｂに設定電流を供給して電動ファン２４ｂを駆動し、この駆動時にファンの単位時間あたりの回転数を取得し、取得した回転数が高速であるほど高いランクの判定結果が与えられる（前述したように、判定結果として性能を示す数値を与えても良い）。

【0056】

この判定において、再使用が不能である判定結果の場合には「ＮＧ」の判定結果が与えられる。尚、電動ファン２４ｂが、ブラシレスＤＣモータで構成され、制御基板を有するものでは、制御基板から回転数を取得することになる。

【0057】

電動ファン２４ｂの性能の判定を行うための異なる判定形態として、例えば、「待機時」において、電動ファン２４ｂに設定電流を供給する状況で、熱交換流路２０に流れる水の温度変化を冷却温度センサ２４ｃで取得し、この温度変化に基づいて性能の判定を行うように判定形態を採用しても良い。

【0058】

尚、電動ファン２４ｂと、空気供給ファン１７との何れであっても、駆動と、駆動の停止との切り換え連動してスイッチ類が作動するものついてはスイッチ類の状態を検知するだけであるので、「待機時」と「発電移行時」と「発電継続時」と「停止移行時」との何れのタイミングでも性能の判定が可能となる。

【0059】

「ポンプ」には、循環ポンプ２２と、改質水ポンプ１８とが含まれる。また、「ヒータ」には凍結防止ヒータとして、熱交換部ヒータ２３と、給水流路ヒータ３０Ｈと、出湯流路ヒータ３１Ｈとが含まれる。

【0060】

具体的には、循環ポンプ２２の性能を判定する場合において、「待機時」あるいは、「停止移行時」のように発電が停止しているタイミングあるいは、発電状態に移行する過程において、熱交換部ヒータ２３に設定電流を供給すると共に、循環ポンプ２２に設定電流を供給し、この状態を設定時間維持した際の下流側温度センサ２６で検出される温度上昇が、設定値を超える場合に、循環ポンプ２２に高いランクの判定結果が与えられる（前述したように、判定結果として性能を示す数値を与えても良い）。

【0061】

特に、この判定は、熱交換部ヒータ２３の判定を同時に行うことになるため、下流側温度センサ２６で検出される温度上昇が、設定値を超える場合に、熱交換部ヒータ２３に対しても高いランクの判定結果が与えられる。

【0062】

循環ポンプ２２の性能の判定を行うための異なる判定形態として、「待機時」において、例えば、熱交換部ヒータ２３に供給する電流を設定値に維持したまま、循環ポンプ２２に供給する電流を変化させ、この変更前と変更後とにおいて下流側温度センサ２６で検出される温度の変化が大きいほど高い性能の判定を行うように判定形態を採用しても良い。

【0063】

尚、循環ポンプ２２と、改質水ポンプ１８との何れであっても、駆動と、駆動の停止との切り換え連動してスイッチ類が作動するもの付いてはスイッチ類の状態を検知するだけであるので、「待機時」と「発電移行時」と「発電継続時」と「停止移行時」との何れのタイミングでも性能の判定が可能となる。

【0064】

更に、「ヒータ」の性能の判定を行うための異なる判定形態として、「待機時」において、熱交換部ヒータ２３と、給水流路ヒータ３０Ｈと、出湯流路ヒータ３１Ｈとに対して、個別に設定時間だけ、設定電流を供給する処理を行い。このように設定電流を供給した際において筐体内センサＡＳによってエネルギー供給システムＡの筐体の内部の温度上昇を計測する、このような判定を行った場合に、所定に温度に達するまでの時間が短いほど高い性能を示す判定結果が与えられる（前述したように、判定結果として性能を示す数値を与えても良い）。

【0065】

セルスタック１３（「スタック」）の性能の判定は以下のように行われる。

【0066】

具体的には、「発電移行時」と「発電継続時」との何れかのタイミングにおいて、設定時間だけ発電目標値を設定して発電を行い、電圧センサ４で電圧と、電流センサ（図示せず）で検出した電流値とに基づいて発電出力を取得することになり、このように取得した発電出力が発電目標値に達する場合や、発電目標値を超える場合に、セルスタック１３に対して高い性能の判定結果が与えられる（前述したように、判定結果として性能を示す数値を与えても良い）。

【0067】

改質部１２の性能の判定は、以下のように行われる。

【0068】

具体的には、「発電移行時」と「発電継続時」との何れかのタイミングにおいて、設定電力を出力する際に改質温度センサ２９で検出される温度が設定値である場合に高い性能を示す判定結果が与えられる。これと同様に、設定電力を出力する際に改質部圧力センサ（図示せず）で検出される圧力が設定値である場合に高い性能を示す判定結果が与えれる。更に、設定電力を出力する際に高温容器Ｍａから排出される排ガスの流量を流量センサ８Ｓで検出し、検出された流量が設定範囲である場合に高い性能を示す判定結果が与えられる（前述したように、判定結果として性能を示す数値を与えても良い）。

【0069】

「センサ」として筐体内センサＡＳの性能の判定は、以下のように行われる。

【0070】

具体的には、「待機時」に筐体の外部の温度を外気温センサ（図示せず）で計測し、外気温と筐体内センサＡＳとの誤差が小さいほど高い性能を示す判定結果が与えられる（前述したように、判定結果として性能を示す数値を与えても良い）。

【0071】

前述した＃１０１～＃１０３ステップのように判定結果を複数の部品Ｐの夫々の識別情報に関連付けて記憶部４６に記憶する処理が行われた後には、使用時間取得部４４ａは、カレンダー部４５（時間計測部）の情報を取得すると共に、記憶対象として予め設定された複数の部品Ｐを個別に設定し、その部品Ｐが交換されていない場合には（＃１０６ステップのＮｏ）、積算使用時間を複数の部品Ｐの識別情報に関連付けて記憶部４６に記憶する（＃１０４～＃１０６、＃１０８ステップ）。また、このように積算使用時間が記憶される際に、積算使用時間を耐用時間から減ずることにより余寿命が記憶部４６に記憶される。

【0072】

これに対し、その部品Ｐが交換されていることが認められた場合には、交換した年月日を初期値に変更することで（＃１０７ステップ）、交換後の部品Ｐに対する正確な積算使用時間が記憶される（＃１０８ステップ）。

【0073】

この積算使用時間は、部品Ｐの使用を開始した年月日時の情報を初期値として予め記憶しておき、カレンダー部４５で取得した現在の年月日時の情報から減算することによって算出するものを想定している。尚、積算使用時間は、前述した減算によるものに限るものではなく、カウンター等を用いて時間経過を計測し、この経過時間に基づいて、加算することで求められるものでも良い。

【0074】

特に、フローチャートの＃１０６ステップでは、部品Ｐの交換の有無を判定している。つまり、部品Ｐが交換された場合には、性能判定部４４ｂで判定された判定結果が、部品Ｐの識別情報に関連付けて記憶部４６に対し前回に記憶されている判定結果と比較して向上する、あるいは、乖離することになるため、このように判定結果（ランクや性能を示す数値）が大きく異なる場合には、使用時間取得部４４ａが、部品Ｐが交換されたと認め、このように判定結果が異なることを認めたタイミングにおける年月日を初期値に変更することにより、積算使用時間を正確な値にしている。

【0075】

記憶処理は、設定されたインターバル毎に行うものを想定しており、このような処理により、記憶部４６に積算使用時間と、性能の判定結果とが時系列的に記憶される。従って、例えば、所定の使用時間に対する性能の低下の傾向を判断することも可能となる。

【0076】

〔部品の再使用の判定プロセス〕
前述した使用時間の取得と、性能の判定とは、エネルギー供給システムＡが設置した後に使用が停止するまで継続して行われ、使用時間と判定結果とは、時系列的に記憶部４６に記憶されている。このように再使用の判定を可能にする情報が記憶部４６に記憶されるため、エネルギー供給システムＡ（発電ユニットＡｘ）が撤去された後に部品Ｐの再使用の可否を判定するためには、記憶部４６に記憶されている情報を取得することで済み、このような判定を可能にする必要なプロセスの一例を図５に示している。

【0077】

つまり、図５に示すように、エネルギー供給システムＡの運転制御装置Ｃの入出力ユニット４８に外部端末としてのパーソナルコンピュータＰＣ（タブレットＴＢでも良い／図２を参照）を接続しておき、このパーソナルコンピュータＰＣに接続するスキャナ５０で部品Ｐの識別情報を取得する。

【0078】

同図には、部品Ｐの外面に識別情報に対応するバーコードＢＣ（一次元コード）を備えたものを示しているが、部品Ｐに対してＩＣタグを備えても良く、部品Ｐの外面にプリントされた数字や文字で成る識別情報をスキャナ５０で取得しても良い。

【0079】

尚、部品Ｐの識別情報をパーソナルコンピュータＰＣで取得するために、部品Ｐの外面に識別情報としてプリントされている数字や文字をパーソナルコンピュータＰＣのキーボードから人為的に入力しても良い。更に、部品ＰにＩＣタグを備えたものでは、ＩＣタグの情報を読み取ることで、その部品Ｐの識別情報を取得することも考えられる。

【0080】

このようにパーソナルコンピュータＰＣで識別情報を取得した後には、パーソナルコンピュータＰＣから運転制御装置Ｃの記憶部４６にアクセスして、識別情報に対応して記憶部４６に記憶されている「Ａ」「Ｂ」「ＮＧ」等の判定情報と積算使用時間の情報と、余寿命とを取得する。また、判定結果として性能を示す数値を記憶部４６に記憶するものでは、例えば、性能（健全性）をパーセンテージで示す数値を判定情報として出力することが考えられる。

【0081】

このように取得した判定情報と積算使用時間の情報とは、例えば、図４に示すように、発電ユニットＡｘの本体機種名、部品名（部品コード／識別情報）、「Ａ」「Ｂ」「ＮＧ」等の判定結果、積算使用時間、耐用時間、余寿命が含まれる。これらの情報は、パーソナルコンピュータＰＣのディスプレイで確認することが可能であり、この表示に基づいて部品Ｐの再使用の可否を判定できる。特に、このように識別情報に関連付けられた複数の情報を判定結果情報と称している。

【0082】

図４に示す画面は、エネルギー供給システムＡの発電ユニットＡｘが撤去される直前の最終的な判定結果情報を表示したものである。これに対し、記憶部４６には、耐用時間と、積算使用時間と、余寿命と、性能の判定結果とが時系列的に記憶されていため、これらの情報をパーソナルコンピュータＰＣのディスプレイに対し時系列に沿って表示することも可能である。このように表示する際には、例えば、使用開始時点からの所定時間が経過した時点を指定することで、指定された時点の判定結果情報を図４に示す画面と同様に表示することが考えられる。また、性能の判定結果である数値を時系列に沿ったグラフや、一覧として表示することも考えられる。

【0083】

また、耐用時間から使用時間を減ずることで余寿命を求めることが可能なパーソナルコンピュータＰＣ（外部端末）を用いる場合には、判定結果情報に余寿命を含める処理が不要となり、パーソナルコンピュータＰＣから情報の要求があった場合に、記憶部４６に記憶している耐用時間から積算使用時間を減ずる処理を、パーソナルコンピュータＰＣで行い余寿命を求めてディスプレイに表示するように構成することも考えられる。

【0084】

バーコードＢＣ（一次元コード）の情報を取得する際にパーソナルコンピュータＰＣを運転制御装置Ｃに接続するものでは、手間が掛かるため、図５に示すように、取得した判定結果情報を二次元コード化してプリンタ５１でシール５２にプリントし、部品Ｐに貼り付けることも想定している。尚、二次元コードとしてＱＲコード（登録商標）を用いることも考えられる。

【0085】

つまり、判定結果情報が二次元コードとして記録されたシール５２を、部品Ｐに備えることにより、パーソナルコンピュータＰＣを運転制御装置Ｃに接続しなくとも、シール５２の二次元コードを読み取るだけで、判定結果情報をパーソナルコンピュータＰＣのディスプレイに表示し、部品Ｐの再使用の可否の判断を可能にするのである。

【0086】

〔部品の再使用の判定プロセスの変形例〕
このように部品Ｐの再使用を判定するために、図５に示すように、エネルギー供給システムＡの運転制御装置Ｃの入出力ユニット４８にパーソナルコンピュータＰＣを接続し、記憶部４６に記憶されている全ての部品Ｐの判定結果情報をパーソナルコンピュータＰＣのハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive ）等のストレージに記憶することが考えられる。

【0087】

このようにパーソナルコンピュータＰＣのストレージに記憶することにより、運転制御装置ＣにパーソナルコンピュータＰＣを接続することなく、パーソナルコンピュータＰＣに接続するスキャナ５０で部品Ｐの識別情報を取得することにより、ストレージから部品Ｐの判定結果情報を取得して、部品Ｐの使用の可否の判断が可能となる。

【0088】

更に、変形例で説明したように判定結果情報をパーソナルコンピュータＰＣのストレージに記憶するプロセスに限らず、図５に示すように、ＵＳＢメモリ５３（着脱可能な記憶手段でも良い）に記憶することも考えられる。このようにＵＳＢメモリ５３などに記憶することにより、所定のパーソナルコンピュータＰＣにＵＳＢメモリ５３などを装着しておき、パーソナルコンピュータＰＣに接続するスキャナ５０で部品Ｐの識別情報を取得することにより、ＵＳＢメモリ５３などから部品Ｐの判定結果情報の取得が可能となる。

【0089】

〔実施形態の作用効果〕
エネルギー供給システムＡを継続して使用するだけで、システムにおいて自動的に複数の部品Ｐの性能を判定し、判定結果が記憶部４６に記憶され、積算使用時間が記憶部４６に記憶される。また、記憶部４６として不揮発性のメモリを使用しているため、例えば、エネルギー供給システムが撤去された後に、記憶部４６に記憶された情報を入出力ユニット４８から取り出すことも可能となる。

【0090】

また、運転制御装置Ｃでは、部品Ｐが交換された場合には、人為的な操作を行わずとも運転制御装置Ｃにおいて交換されたことを判定し、交換した年月日を初期値に変更することにより、積算使用時間を正確な値にしている。

【0091】

図２に示すように、エネルギー供給システムＡ（発電ユニットＡｘ）を撤去した後であっても、運転制御装置Ｃに電力を供給し、パーソナルコンピュータＰＣやタブレットＴＢ等のケーブルを、入出力ユニット４８に接続することで、複数の部品Ｐの判定結果情報を記憶部４６から取得できる。そして、判定結果情報に基づいて、部品Ｐの再使用の可否の判断を容易に行え、再使用可能な部品Ｐとして市場に流通させることも可能となる。

【0092】

特に、判定結果情報の全てをパーソナルコンピュータＰＣやタブレットＴＢ、あるいは、ＵＳＢメモリ５３に記憶することにより、判定結果情報を必要とする毎に運転制御装置Ｃに接続することなく、判定結果情報を取得することも可能となる。

【0093】

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

【0094】

（ａ）図６に示すように、部品Ｐの再使用の判定プロセスとして、運転制御装置Ｃの入出力ユニット４８を通信ネットワークとしてのインターネットＩＮに接続し、このインターネットＩＮに接続するサーバ６０に対し、部品情報取得部４４と、カレンダー部４５と、記憶部４６とを備え、サーバ６０において、図３に示す記憶処理を実行できるようにエネルギー供給システムＡを構成する。

【0095】

このようにエネルギー供給システムＡを構成することにより、エネルギー供給システムＡを継続的に使用した場合には、サーバ６０において、判定情報と積算使用時間とが生成され、これらがストレージに記憶されることになる。

【0096】

そして、発電ユニットＡｘが撤去された後に、運転制御装置ＣがインターネットＩＮに接続していない状態でも、インターネットＩＮにパーソナルコンピュータＰＣを接続してサーバ６０にログインした状態でパーソナルコンピュータＰＣに接続するスキャナ５０で部品Ｐの識別情報を取得することによりインターネットＩＮを介してサーバ６０の記憶部４６に記憶されている判定結果情報を取得し、部品Ｐの再使用の可否を判定できる。

【0097】

特に、この構成では、複数のエネルギー供給システムＡ（複数の発電ユニットＡｘ）をインターネットＩＮに接続することも可能であり、複数のエネルギー供給システムＡの複数の部品Ｐの判定結果情報の「Ａ」「Ｂ」「ＮＧ」等の個別の情報を取得して、部品Ｐの再使用の可否を判定することが可能となる。

【0098】

（ｂ）図６に示すように、運転制御装置Ｃを通信ネットワークとしてのインターネットＩＮ（通信ネットワーク）に接続し、このインターネットＩＮにサーバ６０を接続すると共に、エネルギー供給システムＡの運転制御装置Ｃを、実施形態に示したように、発電制御部４１と、熱交換制御部４２と、出湯制御部４３と、部品情報取得部４４と、カレンダー部４５と、記憶部４６と、情報アクセス部４７とを備えて構成する。

【0099】

この別実施形態（ｂ）では、発電ユニットＡｘの内部の運転制御装置Ｃで複数の部品Ｐの性能を判定し、この判定結果を記憶部４６に記憶し、積算使用時間を記憶部４６に記憶するものであるが、記憶部４６に記憶した判定結果情報がインターネットＩＮを介してサーバ６０のストレージに記憶される。

【0100】

このようにエネルギー供給システムＡを構成することにより、例えば、インターネットＩＮにパーソナルコンピュータＰＣを接続し、このパーソナルコンピュータＰＣに接続するスキャナ５０で識別情報を取得するだけでインターネットＩＮを介してサーバ６０から判定結果情報を取得できる。

【0101】

（ｃ）複数の部品Ｐの夫々にＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのように不揮発性のメモリを備えておき、このメモリを記憶部４６として用いる。この構成では、複数の部品Ｐの各々に判定情報や積算使用時間を記憶することが可能となるため、発電ユニットＡｘから部品Ｐを取り外した後であっても、部品Ｐのメモリから情報を、直接取得することで使用の可否を容易に判定できる。

【0102】

尚、上記実施形態（別実施形態を含む）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0103】

本発明は、燃料電池を備えたエネルギー供給システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0104】

１３ セルスタック
４４ 部品情報取得部（性能判定部）
４４ａ 使用時間取得部
４４ｂ 性能判定部
４５ カレンダー部
４６ 記憶部
Ａ エネルギー供給システム
Ａｘ 発電ユニット
Ｃ 運転制御装置
Ｍ 発電モジュール（燃料電池）
Ｐ 部品
ＩＮ インターネット（通信ネットワーク）
ＰＣ パーソナルコンピュータ（外部端末）
ＴＢ タブレット（外部端末）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】