特許 7030487 燃料電池システムおよび燃料電池システムの電流遮断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-25

(45)【発行日】2022-03-07

(54)【発明の名称】燃料電池システムおよび燃料電池システムの電流遮断方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20220228BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20220228BHJP

   H01M 8/04955 20160101ALI20220228BHJP

   H01M 8/04664 20160101ALI20220228BHJP

   H02H 3/16 20060101ALI20220228BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20220228BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 H

H01M8/04537

H01M8/04955

H01M8/04664

H02H3/16 B

H01M8/10 101

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017223457

(22)【出願日】2017-11-21

(65)【公開番号】P2019096425

(43)【公開日】2019-06-20

【審査請求日】2020-02-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】木村 俊介

(72)【発明者】

【氏名】矢吹 正徳

【審査官】西井 香織

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００５７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０１００１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０６４８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ８／０４ － ８／０６６８

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｈ ３／１６

Ｈ０１Ｍ ８／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力が供給される電力供給線の入出力電流に基づき、漏電電流を検出する漏電検出部と、
漏電検出部が検出した漏電電流に基づき、電流の遮断を行う判断を行う制御部と、
前記制御部により、電流の遮断を行うと判断された場合に、電流を遮断する開閉部と、
前記開閉部を介し、前記電力供給線に接続された燃料電池部と、
前記燃料電池部及び前記制御部に接続される配電盤と、を有し、
前記制御部には、前記開閉部による電流遮断後も前記配電盤から電源電圧の供給が行われる燃料電池システム。

【請求項2】

前記燃料電池システムは、ブレーカーを介して電源系統に接続されており、
前記制御部により、電流の遮断を行うと判断される漏電電流は、前記ブレーカーが電流の遮断を行う、漏電電流より小さい電流である、
請求項１に記載の燃料電池システム。

【請求項3】

前記開閉部は、燃料電池部の発電部からの出力電流、燃料電池部の発電周辺部への供給電流のうち、少なくとも一方を遮断する、
請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。

【請求項4】

前記制御部により、電流の遮断を行うと判断された時に警報を出力する警報部を有する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。

【請求項5】

復帰コマンドが前記制御部に入力された場合、前記制御部は、前記開閉部を導通状態とする、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。

【請求項6】

前記開閉部が遮断された日時、導通状態とされた日時を累積して記憶する記憶部を有する、
請求項５に記載の燃料電池システム。

【請求項7】

電力が供給される電力供給線の入出力電流に基づき、漏電検出部で漏電電流を検出するステップと、
前記漏電電流に基づき、制御部で電流遮断の判断を行うステップと、
電流遮断を行うと判断された場合に燃料電池部への電流を遮断するステップと、
前記燃料電池部への電流遮断後も前記制御部への電源電圧の供給を、前記燃料電池部及び前記制御部に接続される配電盤から行うステップと、
を有する燃料電池システムの電流遮断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、燃料電池システムおよび燃料電池システムの電流遮断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池システムは、都市ガスやプロパンガス等の燃料から取り出した水素と空気中の酸素とを用いた電気化学反応によって、燃料の化学エネルギーから、電気エネルギーを取り出すシステムである。燃料電池システムは、電気を使う場所で発電するので、送電で発生する無駄が少ない。また、燃料電池システムは、発電時の熱を利用した給湯を行うことができ、給湯用のボイラーや貯湯用のタンクなどと組み合わせ、コージェネレーションシステムとして用いられる。

【0003】

このような燃料電池システムは、スタック、インバータ等により構成された発電部と、燃料改質装置、空気供給装置、排熱回収装置等により構成された発電周辺部を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１４６６２７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような燃料電池システムは、電力会社等から電力が供給される電力供給線に接続され使用される。一般家庭において、燃料電池システムは、電力会社等から受電を行う配電盤において、ブレーカーを介し電力供給線に接続される。燃料電池システムは、ブレーカーを介し電力供給線に、発電した電力の供給を行う。

【0006】

従来の燃料電池システムは、燃料電池システムに漏電または過電流があった場合、配電盤のブレーカーが漏電または過電流を検出し開路状態となり、電力供給線から電気的に遮断される。

【0007】

燃料電池システムの漏電や過電流発生時には、基本的には配電盤のブレーカーにより、燃料電池システムが電力供給線から電気的に遮断される。しかしながら、配電盤のブレーカーによる遮断では、電力供給線に接続された負荷または電力会社等から供給される電力に、燃料電池システムの漏電、過電流に起因する電気的な障害が波及する恐れがあった。

【0008】

つまり、ブレーカーの検出電流や応答速度により、配電盤に設置された他のブレーカーが遮断状態となり、家庭内で使用中の負荷への給電が中断されることが懸念された。また、電力会社等から供給される電力に高調波やノイズ等を混入させることが懸念された。このように、電力供給線に接続された負荷または電力供給側へ、燃料電池システムの漏電、過電流に起因する電気的な障害が波及する恐れがあることは望ましくない。

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、電力供給線に接続された負荷または電力供給側へ、燃料電池システムの漏電、過電流に起因する電気的な障害が波及する恐れを軽減することができる燃料電池システムおよび燃料電池システムの電流遮断方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本実施形態の燃料電池システムは、次のような構成要素を有することを特徴とする。
（１）電力が供給される電力供給線の入出力電流に基づき、漏電電流を検出する漏電検出部。
（２）漏電検出部が検出した漏電電流に基づき、電流の遮断を行う判断を行う制御部。
（３）前記制御部により、電流の遮断を行うと判断された場合に、電流を遮断する開閉部。
（４）前記開閉部を介し、電源系統に接続された燃料電池部。
（５）外部から商用電源が供給される配電盤。
（６）前記制御部には、前記開閉部による電流遮断後も前記配電盤から電源電圧の供給が行われる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態にかかる燃料電池システムを示す図

【図2】第１実施形態にかかる燃料電池システムの制御部の構成を示す図

【図3】第１実施形態にかかる燃料電池システムの燃料電池部の構成を示す図

【図4】第１実施形態にかかる燃料電池システムの制御部のプログラムフローを示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の燃料電池システムおよび燃料電池システムの電流遮断方法にかかる実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１～３を参照して本実施形態の一例としての燃料電池システム１について説明する。

【0013】

（１）燃料電池システム１の構成
本燃料電池システム１は、漏電検出部２、制御部３、開閉部４、燃料電池部５、警報部６を有する。燃料電池システム１は、外部に設置された温水器１１に接続される。温水器１１は、燃料電池部５の発電時の熱により加熱された水が蓄えられる。燃料電池システム１は、配電盤９に接続される。

【0014】

本実施形態において、同一構成の装置や部材が複数ある場合にはそれらについて同一の番号を付して説明を行い、また、同一構成の個々の装置や部材についてそれぞれを説明する場合に、共通する番号にアルファベットの添え字を付けることで区別する。

【0015】

燃料電池システム１において、以下の信号が、入力、出力、送受信または記憶される。
差分電流値ａ１
復帰コマンドｂ１
開路を指示する信号ｃ１ｘ（開閉器４１ａに対する信号）
閉路を指示する信号ｃ１ｙ（開閉器４１ａに対する信号）
開路を指示する信号ｃ２ｘ（開閉器４１ｂに対する信号）
閉路を指示する信号ｃ２ｙ（開閉器４１ｂに対する信号）
開閉器４１ａを開路状態、閉路状態とした日時ｄ１
開閉器４１ｂを開路状態、閉路状態とした日時ｄ２
警報信号ｅ１

【0016】

（漏電検出部２）
漏電検出部２は、電流トランスおよびアナログディジタル変換器により構成される。漏電検出部２の電流トランスは、配電盤９を電気的に接続する電力供給線８に配置される。

【0017】

漏電検出部２は、燃料電池システム１と配電盤９を電気的に接続する電力供給線８に流れる入出力電流の差分電流を電流トランスにて検出し、その差分電流の電流値をアナログディジタル変換器によりディジタル値に変換し、差分電流値ａ１として制御部３に送信する。差分電流値ａ１が大きい場合、漏電電流が大きいと考えられる。

【0018】

（開閉部４）
開閉部４は、開閉器４１ａ、開閉器４１ｂにより構成される。開閉器４１ａは、コンタクタ、リレーまたはパワーエレクトロニクス半導体素子のような開閉素子により構成される。開閉器４１ａは、一方が燃料電池部５の発電部５１に、他方が配電盤９を結ぶ電力供給線８に接続される。開閉器４１ａは、燃料電池部５の発電部５１と配電盤９の間を、電気的に導通または遮断する。開閉器４１ａは、制御部３から出力された開路を指示する信号ｃ１ｘ、閉路を指示する信号ｃ１ｙが入力される。開閉器４１ａは、制御部３により遮断または導通を制御され、開路状態または閉路状態となる。

【0019】

開閉器４１ｂは、コンタクタ、リレーまたはパワーエレクトロニクス半導体素子のような開閉素子により構成される。開閉器４１ｂは、一方が燃料電池部５の発電周辺部５５に、他方が配電盤９を結ぶ電力供給線８に接続される。開閉器４１ａは、燃料電池部５の発電周辺部５５と配電盤９の間を、電気的に導通または遮断する。開閉器４１ｂは、制御部３から出力された開路を指示する信号ｃ２ｘ、閉路を指示する信号ｃ２ｙが入力される。開閉器４１ｂは、制御部３により遮断または導通を制御され、開路状態または閉路状態となる。

【0020】

（制御部３）
制御部３は、マイクロコンピュータおよび周辺回路により構成される。制御部３は、入力側が漏電検出部２に、出力側が開閉部４、燃料電池部５、警報部６に接続される。図２に示すように制御部３は電源部３１、入力部３２、受信部３３、指示部３４、記憶部３５、警報出力部３６、演算部３７、出力部３８を有する。

【0021】

電源部３１は、スイッチング方式またはドロッパ方式による電源回路により構成される。電源部３１は、制御部３内の入力部３２、受信部３３、指示部３４、記憶部３５、警報出力部３６、演算部３７、出力部３８へ電源電圧の給電を行う。電源部３１は、漏電検出部２の差分電流値ａ１に基づき制御部３が、漏電があり開閉部４の電流の遮断を行う判断をした場合であっても、電源部３１は、制御部３内の上記各部への電源電圧の給電を継続する。

【0022】

入力部３２は、ディジタル信号の入力回路により構成される。入力部３２は、入力側が漏電検出部２に、出力側が演算部３７に接続される。入力部３２は、漏電検出部２から以下の信号を受信し、演算部３７に出力する。
差分電流値ａ１

【0023】

受信部３３は、シリアル信号の受信回路により構成される。受信部３３は、入力側が外部の伝送線に、出力側が演算部３７に接続される。受信部３３は、外部の伝送線から以下の信号を受信し、演算部３７に出力する。
復帰コマンドｂ１

【0024】

指示部３４は、ディジタル信号の出力回路により構成される。指示部３４は、入力側が演算部３７に、出力側が開閉部４に接続される。指示部３４は、演算部３７に制御され、開閉器４１ａに対し以下の信号を出力する。
開路を指示する信号ｃ１ｘ
閉路を指示する信号ｃ１ｙ
また、指示部３４は、演算部３７に制御され、開閉器４１ｂに対し以下の信号を出力する。
開路を指示する信号ｃ２ｘ
閉路を指示する信号ｃ２ｙ

【0025】

記憶部３５は、半導体メモリやハードディスクのような記憶媒体にて構成される。記憶部３５は、以下のデータを記憶する。
開閉器４１ａを開路状態、閉路状態とした日時ｄ１
開閉器４１ｂを開路状態、閉路状態とした日時ｄ２
記憶部３５は、演算部３７により、データの記憶、読出しが制御される。

【0026】

警報出力部３６は、ディジタル信号の出力回路により構成される。警報出力部３６は、入力側が演算部３７に、出力側が警報部６に接続される。警報出力部３６は、演算部３７に制御され、警報部３６に以下の信号を出力する。
ｅ１．警報信号

【0027】

出力部３８は、ディジタル信号の出力回路により構成される。出力部３８は、入力側が演算部３７に、出力側が燃料電池部５の発電周辺部５５に接続される。出力部３８は、演算部３７に制御され、燃料電池部５の発電周辺部５５の各部を制御する信号を出力する。

【0028】

演算部３７は、後述するコンピュータプログラムを内蔵する。演算部３７は、入力部３２、受信部３３、指示部３４、記憶部３５、警報出力部３６、出力部３８に接続される。制御部３の演算部３７は、以下の演算および制御を行う。

【0029】

（Ａ）入力部３２に対する制御
演算部３７は、入力部３２を介し漏電検出部２から以下の信号を受信する。
差分電流値ａ１

【0030】

（Ｂ）受信部３３に対する制御
演算部３７は、受信部３３を介し、外部の伝送線から電文にて入力される以下の信号を受信する。
復帰コマンドｂ１

【0031】

（Ｃ）指示部３４に対する制御
演算部３７は、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断した場合、指示部３４を介し、開閉器４１ａに対し以下の信号を出力する。
開路を指示する信号ｃ１ｘ
演算部３７は、受信部３３を介し、復帰コマンドｂ１が外部の伝送線から入力された場合、指示部３４を介し、開閉器４１ａに対し以下の信号を出力する。
閉路を指示する信号ｃ１ｙ

【0032】

演算部３７は、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断した場合、指示部３４を介し、開閉器４１ｂに対し以下の信号を出力する。
開路を指示する信号ｃ２ｘ
演算部３７は、受信部３３を介し、復帰コマンドｂ１が外部の伝送線から入力された場合、指示部３４を介し、開閉器４１ｂに対し以下の信号を出力する。
閉路を指示する信号ｃ２ｙ

【0033】

（Ｄ）記憶部３５に対する制御
演算部３７は、記憶部３５に以下のデータを記憶させる。また、演算部３７は、記憶部３５から以下のデータを読み出す。
開閉器４１ａを開路状態、閉路状態とした日時ｄ１
開閉器４１ｂを開路状態、閉路状態とした日時ｄ２

【0034】

（Ｅ）警報出力部３６に対する制御
演算部３７は、警報出力部３６を介し警報部６に以下の信号を出力する。
警報信号ｅ１

【0035】

（Ｆ）出力部３８に対する制御
演算部３７は、出力部３８を介し燃料電池部５の発電周辺部５５の各部を制御する信号を出力する。

【0036】

（Ｇ）開閉部４の開閉器４１ａ、開閉器４１ｂを開路状態とするかの判断
演算部３７は、入力部３２を介し漏電検出部２から受信した差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいかの判断を行う。演算部３７は、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断した場合、指示部３４を介し、開閉器４１ａに開路を指示する信号ｃ１ｘを、開閉器４１ｂに開路を指示する信号ｃ２ｘを出力する。予め設定された電流値ｓ１は、配電盤９のブレーカー９１ａが遮断を行う漏電電流より小さい電流値であることが望ましい。

【0037】

（燃料電池部５）
燃料電池部５は、発電部５１、発電周辺部５５により構成される。発電部５１は、開閉器４１ａを介し、発電部５１にて発電された電力を出力する。発電周辺部５５は、開閉器４１ｂを介し、燃料電池部５の発電周辺部５５が動作するための電源用の電力の供給を受け、発電部５１を制御する。

【0038】

発電部５１は、ＰＥＦＣスタック部５２、インバータ部５３を有する。発電周辺部５５は、燃料改質部５６、空気供給部５７、排熱回収部５８、ダミー負荷５９を有する。

【0039】

燃料改質部５６は、外部から供給された都市ガスやプロパンガスから水素を抽出し、ＰＥＦＣスタック部５２に供給する。燃料改質部５６は、開閉器４１ｂを介し供給される電力にて動作するヒーター、電磁弁等の部材を有する。

【0040】

空気供給部５７は、外部から供給された空気を、ＰＥＦＣスタック部５２に供給する。空気供給部５７は、開閉器４１ｂを介し供給される電力にて動作するブロア、電磁弁等の部材を有する。

【0041】

ＰＥＦＣスタック部５２は、燃料改質部５６により抽出された水素、空気供給部５７により供給された空気中の酸素を、化学反応させ直流の電力を発電する。ＰＥＦＣスタック部５２は、直流の電力を発電し、インバータ部５３に供給する。

【0042】

インバータ部５３は、ＰＥＦＣスタック部５２から供給された直流電力を交流電力に変換し出力する。インバータ部５３により交流に変換された電力が、開閉器４１ａを介し、発電部５１にて発電された電力として配電盤９に供給される。

【0043】

排熱回収部５８は、ＰＥＦＣスタック部５２による発電時に発生した排熱を回収し、温水器１１内の水を加熱する。排熱回収部５８は、開閉器４１ｂを介し供給される電力にて動作するポンプ等の部材を有する。

【0044】

ダミー負荷５９は、インバータ部５３から出力される電力の負荷が軽負荷である時に、負荷として接続される疑似的な負荷である。

【0045】

（警報部６）
警報部６は、液晶等の表示器、警報ランプまたはスピーカにより構成される。警報部６は、制御部３により、電流の遮断を行うと判断された時に、エラーコード、警告灯の点灯、または音声にて警報を出力する。警報部６は、燃料電池システム１に配置されていてもよいが、温水器１１に配置されるようにしてもよい。

【0046】

（スイッチ７）
スイッチ７は、コンタクタまたはパワーエレクトロニクス半導体素子のような開閉素子により構成された開閉器である。スイッチ７は、一方が燃料電池システム１の内部に接続され、作業者により操作されることにより開路状態または閉路状態となる。スイッチ７が、作業者により操作されることにより、燃料電池システム１は、配電盤９と電気的に導通または非導通となる。

【0047】

（２）燃料電池システム１外部の構成
（温水器１１）
温水器１１は、加熱された水を蓄えるタンクにより構成される。温水器１１は、燃料電池システム１に隣接して一般家庭等に設置される。温水器１１は、燃料電池部５の発電時の熱により加熱された水を蓄える。温水器１１に蓄えられた加熱された水は、作業者により風呂の湯等に使用される。

【0048】

（配電盤９）
配電盤９は、外部から供給された商用電源を、家庭等の内部に配電するための配電部材である。配電盤９は一般家庭等の受電端である台所等に設置される。配電盤９は、ブレーカー９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅを有する。ブレーカー９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅは、ブスバー９２を介し相互に電気的に接続される。ブレーカー９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅは、漏電または過電流を検出し開路状態となる。

【0049】

ブレーカー９１ａは、一方が屋内配線に接続されたブスバー９２に、他方が燃料電池システム１に接続される。ブレーカー９１ｂは、一方がブスバー９２に、他方が電力会社等により供給される商用電源に接続される。商用電源が請求項における他の電源に相当する。

【0050】

ブレーカー９１ｃ、９１ｄ、９１ｅは、一方が屋内配線に接続されたブスバー９２に、他方が家庭等で使用される家電機器等の負荷に接続される。

【0051】

燃料電池システム１にて発電された電力は、ブレーカー９１ａ、ブスバー９２、ブレーカー９１ｃ、９１ｄ、９１ｅを介し、家庭等で使用される家電機器等の負荷に供給される。

【0052】

［１－２．作用］
次に、本実施形態の燃料電池システム１の作用を、図１～図４に基づき説明する。

【0053】

燃料電池システム１の制御部３は、図４に示すプログラムに従って動作を行う。以下に燃料電池システム１の制御部３の動作を図４に示すプログラムに沿って説明する。図４に示すプログラムは、制御部３の演算部３７に内蔵される。図４に示すプログラムは、制御部３の演算部３７により、繰り返し実行される。

【0054】

（ステップＳ０１：漏電検出部２から差分電流値ａ１を受信する）
演算部３７は、入力部３２を介し、漏電検出部２から差分電流値ａ１を受信する。漏電検出部２は、燃料電池システム１と配電盤９を電気的に接続する電力供給線８に流れる入出力電流の差分電流を検出し、差分電流の電流値をディジタル値に変換し、差分電流値として制御部３に送信している。差分電流値ａ１は常時、漏電検出部２から制御部３の入力部３２に送信される。

【0055】

（ステップＳ０２：差分電流値ａ１が、電流値ｓ１より大きいかの判断を行う）
演算部３７は、入力部３２を介し漏電検出部２から受信した差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいかの判断を行う。差分電流値ａ１が大きい場合、漏電電流が大きいと考えられる。

【0056】

予め設定された電流値ｓ１は、配電盤９のブレーカー９１ａが遮断を行う漏電電流より小さい電流値であることが望ましい。配電盤９のブレーカー９１ａが漏電を検出するより前に、燃料電池システム１内の漏電を検出し、配電盤９のブレーカー９１ａが遮断することを避けるためである。予め設定された電流値ｓ１が、請求項における「電流の遮断を行うと判断される漏電電流」に相当する。

【0057】

演算部３７は、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断した場合、（ステップＳ０２のＹＥＳ）、ステップＳ０３に移行する。差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断しない場合（ステップＳ０２のＮＯ）、ステップＳ０１に移行し、継続して漏電検出部２から差分電流値ａ１を受信する。

【0058】

（ステップＳ０３：開路を指示する信号ｃ１ｘを出力し、開閉器４１ａに開路を指示する）
ステップＳ０２にて差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断された場合、演算部３７は、指示部３４を介し開路を指示する信号ｃ１ｘを出力し、開閉器４１ａに開路を指示する。開路を指示する信号ｃ１ｘが入力された開閉器４１ａは、開路状態となる。これにより燃料電池部５の発電部５１と配電盤９との間は、電気的に非導通状態となり、燃料電池部５の発電部５１にて発電された電流の配電盤９への供給が遮断される。

【0059】

（ステップＳ０４：開路を指示する信号ｃ２ｘを出力し、開閉器４１ｂに開路を指示する）
次に演算部３７は、指示部３４を介し開路を指示する信号ｃ２ｘを出力し、開閉器４１ｂに開路を指示する。開路を指示する信号ｃ２ｘが入力された開閉器４１ｂは、開路状態となる。これにより燃料電池部５の発電周辺部５５と配電盤９との間は、電気的に非導通状態となり、配電盤９から燃料電池部５の発電周辺部５５への電流の供給が遮断される。

【0060】

（ステップＳ０５：警報部６に警報信号ｅ１を出力する）
次に演算部３７は、警報出力部３６を介し警報部６に警報信号ｅ１を出力する。警報信号ｅ１は、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きく、演算部３７が燃料電池システム１内に漏電があると判断したことを示す信号である。

【0061】

警報信号ｅ１が入力された警報部６は、エラーコード、警告灯の点灯、または音声にて警報を出力する。

【0062】

（ステップＳ０６：記憶部３５にデータｄ１、ｄ２を記憶させる）
次に演算部３７は、記憶部３５に、開閉器４１ａを開路状態、閉路状態とした日時ｄ１、開閉器４１ｂを開路状態、閉路状態とした日時ｄ２のデータを記憶させる。これらのデータｄ１、ｄ２は、蓄積して記憶される。また、データｄ１、ｄ２は、ネット回線または専用回線を利用して読み出される。または、データｄ１、ｄ２は、警報部６に表示される。

【0063】

（ステップＳ０７：復帰コマンドｂ１を受信したかの判断を行う）
次に演算部３７は、受信部３３を介し復帰コマンドｂ１を受信したかの判断を行う。復帰コマンドｂ１は、開閉器４１ａおよび開閉器４１ｂの閉路を指示するコマンドである。作業者により燃料電池システム１の漏電が除去された後に、復帰コマンドｂ１は、ハンディターミナル等の装置から外部の伝送線を介し電文にて入力される。

【0064】

復帰コマンドｂ１を受信したと判断した場合（ステップＳ０７のＹＥＳ）、演算部３７は、ステップＳ０８に移行する。復帰コマンドｂ１を受信したと判断しない場合（ステップＳ０８のＮＯ）、繰り返しステップＳ０７を実行し、復帰コマンドｂ１の受信待ち状態となる。

【0065】

（ステップＳ０８：閉路を指示する信号ｃ１ｙを出力し、開閉器４１ａに閉路を指示する）
ステップＳ０７にて復帰コマンドｂ１を受信したと判断された場合、演算部３７は、指示部３４を介し閉路を指示する信号ｃ１ｙを出力し、開閉器４１ａに閉路を指示する。閉路を指示する信号ｃ１ｙが入力された開閉器４１ａは、閉路状態となる。これにより燃料電池部５の発電部５１と配電盤９との間は、電気的に導通状態となり、燃料電池部５の発電部５１にて発電された電流の配電盤９への供給が行われる。

【0066】

（ステップＳ０９：閉路を指示する信号ｃ２ｙを出力し、開閉器４１ｂに閉路を指示する）
次に演算部３７は、指示部３４を介し閉路を指示する信号ｃ２ｙを出力し、開閉器４１ｂに閉路を指示する。閉路を指示する信号ｃ２ｙが入力された開閉器４１ｂは、閉路状態となる。これにより燃料電池部５の発電周辺部５５と配電盤９との間は、電気的に導通状態となり、配電盤９から燃料電池部５の発電周辺部５５への電流の供給が行われる。演算部３７は、ステップＳ０９にかかる処理の後、一連のプログラムを終了する。

【0067】

上記のようにステップＳ０２において、漏電検出部２から受信した差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと、演算部３７により判断された場合、ステップＳ０３およびＳ０４にて、開閉器４１ａおよび開閉器４１ｂが開路状態となる。予め設定された電流値ｓ１を、配電盤９のブレーカー９１ａが遮断を行う漏電電流より小さい電流値としておく。これにより、配電盤９のブレーカー９１ａが漏電を検出するより前に、燃料電池システム１内の漏電を検出し、配電盤９のブレーカー９１ａが遮断することを避ける。以上が、本実施形態にかかる燃料電池システム１の動作である。

【0068】

［１－３．効果］
（１）本実施形態によれば、燃料電池システム１は、他の電源に接続された電力供給線８の入出力電流に基づき、漏電電流を検出する漏電検出部２と、漏電検出部２が検出した漏電電流に基づき、電流の遮断を行う判断を行う制御部３と、制御部３により、電流の遮断を行うと判断された場合に、電流を遮断する開閉部４と、開閉部４を介し、電力供給線８に接続された燃料電池部５と、を備えるので、電力供給線８に接続された負荷または電力供給側へ、燃料電池システム１の漏電、過電流に起因する電気的な障害が波及する恐れを軽減することができる。

【0069】

（２）本実施形態によれば、燃料電池システム１は、ブレーカー９１ａを介して電源系統に接続されており、制御部３により、電流の遮断を行うと判断される漏電電流である「予め設定された電流値ｓ１」は、ブレーカー９１ａが電流の遮断を行う漏電電流より小さい電流であるので、配電盤９のブレーカー９１ａが漏電を検出するより前に、燃料電池システム１内の漏電を検出し、配電盤９のブレーカー９１ａが遮断することを避けることができる。これにより、電力供給線に接続された負荷または電力供給側へ、燃料電池システムの漏電、過電流に起因する電気的な障害が波及する恐れを軽減することができる。

【0070】

（３）本実施形態によれば、開閉部４は、燃料電池部５の発電部５１からの出力電流、燃料電池部５の発電周辺部５５への供給電流のうち、少なくとも一方を遮断するので、燃料電池システム１の漏電の状況に応じ遮断する電流をフレキシブルに選択することができる。また、開閉部４が遮断された後も、制御部３への電源電圧の供給は遮断されず、配電盤９から行われる。これにより、復帰コマンドｂ１が制御部３に入力された場合、制御部３は、開閉部４を導通状態とすることができる。また、制御部３は、開閉部４が遮断された日時、導通状態とされた日時を累積して記憶することができる。

【0071】

（４）本実施形態によれば、制御部３により、電流の遮断を行うと判断された時に警報を出力する警報部６を有するので、作業者は、開閉部４が遮断されたことを容易に認識することができる。

【0072】

（５）本実施形態によれば、警報部６は、燃料電池部５により加熱された水が蓄えられる温水器１１に配置されるので、作業者は、警報部６により出力された警報を容易に認識することができる。

【0073】

（６）本実施形態によれば、復帰コマンドｂ１が制御部３に入力された場合、制御部３は、開閉部４を導通状態とするので、作業者は、燃料電池システム１の内部回路に触れることなく、安全に開閉部４を導通状態とすることができる。

【0074】

（７）本実施形態によれば、開閉部４が遮断された日時、導通状態とされた日時を累積して記憶する記憶部３５を有するので、作業者は、容易に燃料電池システム１の漏電の経緯を知ることができる。

【0075】

［２．他の実施形態］
変形例を含めた実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。

【0076】

（１）上記実施形態では、燃料電池システムは単相２線式（１００Ｖ系）の給電方式に対応するものとしたが、単相３線式（２００Ｖ系）に対応するものであってもよい。

【0077】

（２）上記実施形態では、復帰コマンドｂ１は、シリアル信号にて受信部３３にて受信されるものとしたが、受信部３３にて受信される復帰コマンドｂ１は、シリアル信号に限られない。復帰コマンドｂ１は、スイッチ入力によるＯＮＯＦＦ信号や、パルス信号であってもよい。ＯＮＯＦＦ信号や、パルス信号による復帰コマンドｂ１が、受信部３３にて受信されるようにしてもよい。

【0078】

（３）上記実施形態では、警報信号ｅ１は、警報部６にエラーコード、警告灯の点灯、または音声にて警報を出力させるための信号であるとしたが、警報信号ｅ１は、これに限られない。警報信号ｅ１は、例えば通信電部であってもよく、ネット回線または専用回線用の信号、無線電波にて出力されるものであってもよい。

【0079】

（４）上記実施形態では、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断した場合に、開閉器４１ａ、開閉器４１ｂに対し開路を指示する信号ｃ１ｘ、ｃ２ｘが出力されるものとしたが、開閉器４１ａ、開閉器４１ｂごとに異なる差分電流値にて開路を指示する信号が出力されるようにしてもよい。例えば、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ１より大きいと判断した場合に、開閉器４１ａに対し開路を指示する信号ｃ１ｘが出力され、差分電流値ａ１が、予め設定された電流値ｓ２より大きいと判断した場合に、開閉器４１ｂに対し開路を指示する信号ｃ２ｘが出力されるようにしてもよい。

【0080】

（５）上記実施形態では、スイッチ７は、作業者により操作される開閉器であるものとしたが、スイッチ７は、これに限られない。スイッチ７は、ブレーカーであってもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力供給線に接続された負荷または電力供給側へ、燃料電池システムの漏電、過電流に起因する電気的な障害が波及する恐れを軽減することができる。

【符号の説明】

【0081】

１・・・燃料電池システム、２・・・漏電検出部、３・・・制御部、４・・・開閉部、５・・・燃料電池部、６・・・警報部、７・・・スイッチ、８・・・電力供給線、９・・・配電盤、１１・・・温水器、３１・・・電源部、３２・・・入力部、３３・・・受信部、３４・・・指示部、３５・・・記憶部、３６・・・警報出力部、３７・・・演算部、４１ａ，４１ｂ・・・開閉器、５１・・・発電部、５２・・・ＰＥＦＣスタック部、５３・・・インバータ部、５５・・・発電周辺部、５６・・・燃料改質部、５７・・・空気供給部、５８・・・排熱回収部、５９・・・ダミー負荷、９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ・・・ブレーカー、９２・・・ブスバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】