特許 7369996 燃料電池システム

(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】2023-10-19

(45)【発行日】2023-10-27

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04664 20160101AFI20231020BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20231020BHJP

   H01M 8/04029 20160101ALI20231020BHJP

   H01M 8/04313 20160101ALI20231020BHJP

   H01M 8/0438 20160101ALI20231020BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20231020BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20231020BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20231020BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20231020BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04664

H01M8/00 A

H01M8/04029

H01M8/04313

H01M8/0438

H01M8/04537

H01M8/04858

H01M8/10 101

H01M8/12 101

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019139249

(22)【出願日】2019-07-29

(65)【公開番号】P2021022519

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-06-16

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100163463

【弁理士】

【氏名又は名称】西尾 光彦

(72)【発明者】

【氏名】三井 雅樹

(72)【発明者】

【氏名】山口 翔平

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１９１２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９４５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３１１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００４６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３０２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９４３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９３９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７２７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１２６７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４６９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１０４４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ８／０４ － ８／０６６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池と、
供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの供給圧力を検知する圧力検知器と、
前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの流れ方向において前記圧力検知器の下流に配置され、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスを前記燃料電池に向かって送る燃料ポンプと、
前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第一所定圧力以下であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第二所定圧力以上であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消していると判定する、
燃料電池システム。

【請求項2】

前記制御器は、前記燃料ポンプが停止している期間に、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かの問い合わせを受け付けたときに、前記燃料ポンプを作動させ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力をその後取得して、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かを判定する、
請求項１に記載の燃料電池システム。

【請求項3】

前記燃料電池で発生した熱を用いて温められた水を貯留する第一タンクと、
前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な電気ヒータと、をさらに備え、
前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定したときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断をユーザーに通知するとともに、前記第一タンクに貯留される水を温めるか否かをユーザーに問い合わせ、
前記制御器は、前記第一タンクに貯留される水を温める指示を受け付けたときに、前記電気ヒータを発熱させることを含む電気加温処理を実行する、
請求項１又は２に記載の燃料電池システム。

【請求項4】

一部が大気開放された水経路をさらに備え、
前記電気ヒータは、前記水経路における水を加熱し、
前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定したときに、前記電気加温処理における前記電気ヒータの累積発熱時間又は前記水経路における特定の部位の水温が所定温度以上に保たれた累積保温時間に基づいて、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定してユーザーに通知する、
請求項３に記載の燃料電池システム。

【請求項5】

蓄電池をさらに備え、
前記制御器は、系統電力の供給が停止しており、かつ、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定したときに、前記蓄電池に蓄えられた電気エネルギーにより前記第一タンクに貯留される水を温めるか否かをユーザーに問い合わせ、
前記制御器は、前記第一タンクに貯留される水を温める指示を受け付けたときに、前記電気エネルギーを用いて前記電気加温処理を実行する、
請求項３に記載の燃料電池システム。

【請求項6】

前記制御器は、前記電気加温処理を実行しているときに、前記蓄電池に蓄えられた前記電気エネルギーの残量に基づいて、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定してユーザーに通知する、
請求項５に記載の燃料電池システム。

【請求項7】

一部が大気開放された水経路をさらに備え、
前記電気ヒータは、前記水経路における水を加熱し、
前記制御器は、前記電気加温処理を実行しているときに、前記電気ヒータの累積発熱時間又は前記水経路における特定の部位の水温が所定温度以上に保たれた累積保温時間、及び前記蓄電池に蓄えられた前記電気エネルギーの残量に基づいて、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定してユーザーに通知する、
請求項５に記載の燃料電池システム。

【請求項8】

前記燃料電池を冷却する冷却水が循環する冷却水経路と、
前記第一タンクに貯留される前記水と前記冷却水とを熱交換させる熱交換器と、
前記第一タンクに貯留される前記水を前記第一タンクに向かって送る送水ポンプと、をさらに備え、
前記電気ヒータは、前記冷却水を直接的に加熱するとともに、前記熱交換器における前記第一タンクに貯留される前記水と前記冷却水との熱交換により前記第一タンクに貯留される前記水を間接的に加熱し、
前記電気加温処理は、前記送水ポンプを作動させることをさらに含む、
請求項３から７のいずれか１項に記載の燃料電池システム。

【請求項9】

前記冷却水経路は、前記冷却水を貯留する第二タンクを含み、
前記電気ヒータは、前記第二タンクに貯留された前記冷却水を直接的に加熱する、
請求項８に記載の燃料電池システム。

【請求項10】

前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第二所定圧力以上であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消していると判定し、前記電気加温処理を停止する、
請求項３から９のいずれか１項に記載の燃料電池システム。

【請求項11】

前記第二所定圧力は、前記第一所定圧力より高い、
請求項１又は１０に記載の燃料電池システム。

【請求項12】

前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが停止している期間に、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かの問い合わせを受け付けたときに、前記燃料ポンプを作動させ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力をその後取得して、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを判定する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の燃料電池システム。

【請求項13】

前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが停止している期間に、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かの問い合わせを受け付けたときに、前記燃料ポンプを作動させ、前記圧力検知器が検出した前記供給圧力をその後取得して、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを判定し、
前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消していると判定したときに、前記電気加温処理を停止する、
請求項３から９のいずれか１項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】

本開示は、燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料電池システムにおいて燃料電池へのガスの供給が停止したことを判定する技術が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、燃料電池の排熱を回収して貯湯タンク内の水を昇温する貯湯システムが記載されている。この貯湯システムにおいて、貯湯タンクの蓄熱量が所定の上限値未満であり、かつ、燃料電池の排熱を回収するための循環回路の所定箇所の温度が自然放熱に相当する温度低下を示した場合に、燃料電池へのガスの供給が停止したと判定されている。もしくは、貯湯タンクの蓄熱量が所定の上限値未満であり、かつ、出湯時に貯湯タンクから供給される湯を追加加熱するガス燃焼式の熱源機で点火エラーが生じた場合に、燃料電池へのガスの供給が停止したと判定されている。

【0004】

また、特許文献２には、燃料電池、ポンプ、ポンプ制御手段、及び判断手段を備えた燃料電池システムが記載されている。燃料電池は、原燃料ガスを改質してなる燃料ガスおよび酸素含有ガスを用いて発電する。ポンプは、供給源から供給される原燃料ガスを燃料電池側へと送り出す。ポンプ制御手段は、ポンプの動作状態を示す数値からなる動作状態情報に基づいてポンプの動作を制御する。判断手段は、動作状態情報と閾値とを比較することで、供給源からの原燃料ガスの供給が停止したか否かを判断する。動作状態情報は、例えば、原燃料ガスを送り出すときのポンプの出力値である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－３１１９７号公報

【文献】特開２０１２－２３４６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１及び２に記載された技術によれば、燃料電池システムにおいて、供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの遮断を短時間で精度良く判定する観点から再検討の余地を有する。そこで、本開示は、燃料電池システムにおいて、供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの遮断を短時間で精度良く判定するのに有利な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、
燃料電池と、
供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの供給圧力を検知する圧力検知器と、
前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの流れ方向において前記圧力検知器の下流に配置され、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスを前記燃料電池に向かって送る燃料ポンプと、
前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第一所定圧力以下であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定する制御器と、を備えた、
燃料電池システムを提供する。

【発明の効果】

【0008】

本開示の技術は、供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの遮断を短時間で精度良く判定するのに有利である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の燃料電池システムの一例を示す構成図である。

【図2A】図２Ａは、原燃料ガスの供給の遮断を判定するための処理の一例を示すフローチャートである。

【図2B】図２Ｂは、原燃料ガスの供給の遮断を判定するための処理の別の一例を示すフローチャートである。

【図3A】図３Ａは、原燃料ガスの供給の遮断判定後の処理の一例を示すフローチャートである。

【図3B】図３Ｂは、原燃料ガスの供給の遮断判定後の処理の一例を示すフローチャートである。

【図3C】図３Ｃは、原燃料ガスの供給の遮断判定後の処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、原燃料ガスの供給の遮断判定後の別の処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本開示の燃料電池システムの別の一例を示す構成図である。

【図6】図６は、原燃料ガスの供給の遮断判定後の処理の別の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、原燃料ガスの供給の遮断判定後の処理の別の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、本開示の燃料電池システムのさらに別の一例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示の基礎となった知見）
特許文献１に記載の貯湯システムによれば、循環回路の所定箇所の温度が自然放熱に相当する温度低下を示した場合又はガス燃焼式の熱源機で点火エラーが生じた場合に、燃料電池へのガスの供給が停止したと判定されうる。加えて、燃料電池へのガスの供給が停止したと判定されるためには、貯湯タンクの蓄熱量が所定の上限値未満であることが確認される必要がある。このことは、燃料電池へのガスの供給が停止したことを短時間で精度良く判定する観点からは不利である。

【0011】

特許文献２に記載の燃料電池システムによれば、原燃料ガスの検出手段を増設することなく、供給源からの原燃料ガスの供給が停止したか否かを判断できる。一方、例えば、ポンプの出力値の変動がポンプの故障に起因する場合に、判断手段は原燃料ガスの供給が停止したと誤って判断する可能性がある。このことは、供給源からの原燃料ガスの供給が停止したことを精度良く判定する観点からは不利である。

【0012】

そこで、本発明者らは、供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの遮断を短時間で精度良く判定するのに有利な技術について日夜検討を重ねた。その結果、本発明者らはは、燃料ポンプが作動しているときに、圧力検知器を用いて原燃料ガス又は燃料ガスの供給圧力を検知することにより、供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの遮断を短時間で精度良く判定できることを見出した。この新たな知見に基づいて、本発明者らは、本開示の燃料電池システムを案出した。

【0013】

（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係る燃料電池システムは、
燃料電池と、
供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの供給圧力を検知する圧力検知器と、
前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの流れ方向において前記圧力検知器の下流に配置され、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスを前記燃料電池に向かって送る燃料ポンプと、
前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第一所定圧力以下であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定する制御器と、を備える。

【0014】

燃料ポンプが停止した状態では、原燃料ガス又は燃料ガスの供給が遮断していても、原燃料ガス又は燃料ガスの供給のための配管の内部に残圧が生じている可能性がある。一方、第１態様によれば、燃料ポンプが作動している状態で、圧力検知器が検知した供給圧力に基づいて、原燃料ガス又は燃料ガスの供給が遮断しているか否かが判定される。換言すると、原燃料ガス又は燃料ガスの供給のための配管の内部の残圧の影響が排除された状態で、圧力検知器が検知した供給圧力に基づいて、原燃料ガス又は燃料ガスの供給が遮断しているか否かが判定される。このため、第１態様によれば、供給源から供給される原燃料ガス又は燃料ガスの遮断を短時間で精度良く判定できる。

【0015】

本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る燃料電池システムでは、前記制御器は、前記燃料ポンプが停止している期間に、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かの問い合わせを受け付けたときに、前記燃料ポンプを作動させ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力をその後取得して、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かを判定してもよい。例えば、エラーの発生により燃料電池システムが起動しないときには、通常燃料ポンプは停止している。また、燃料電池システムでは、発電停止後の所定の時期に燃料ポンプを作動させて、燃料電池のアノードに向かって原燃料ガス又は燃料ガスを供給する保圧運転が行われる。しかし、燃料電池システムの発電が長期間停止していると、燃料電池の内部の温度が低下して安定し、燃料電池におけるアノード付近の圧力を高めなくても、燃料電池のアノード触媒が酸素ガスと反応しにくくなる。このため、燃料電池システムの発電停止期間が長くなると保圧運転の頻度が少なくなり、燃料電池システムの停止から所定期間が経過すると保圧運転がなされなくなり、燃料ポンプは停止状態となる。第２態様によれば、このような場合に、原燃料ガス又は燃料ガスの供給が遮断しているか否かの確認に関するユーザーの意向を踏まえて、原燃料ガス又は燃料ガスの供給が遮断しているか否かを短時間で精度良く判定できる。

【0016】

本開示の第３態様において、例えば、第１又は第２態様に係る燃料電池システムは、前記燃料電池で発生した熱を用いて温められた水を貯留する第一タンクと、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な電気ヒータと、をさらに備えていてもよく、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定したときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断をユーザーに通知するとともに、前記第一タンクに貯留される水を温めるか否かをユーザーに問い合わせてもよく、前記制御器は、前記第一タンクに貯留される水を温める指示を受け付けたときに、前記電気ヒータを発熱させることを含む電気加温処理を実行してもよい。第３態様によれば、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断をユーザーに通知できるとともに、ユーザーの意向を踏まえて電気加温処理を実行できる。

【0017】

本開示の第４態様において、例えば、第３態様に係る燃料電池システムは、一部が大気開放された水経路をさらに備えてもよく、前記電気ヒータは、前記水経路における水を加熱してもよく、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定したときに、前記電気加温処理における前記電気ヒータの累積発熱時間又は前記水経路における特定の部位の水温が所定温度以上に保たれた累積保温時間に基づいて、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定してユーザーに通知してもよい。第４態様によれば、一部が大気開放された水経路における水を電気ヒータが加熱するので、電気ヒータによる水の加熱が所定期間続くと、水経路における水が燃料電池システムの外部に排出され、水経路における水の量が減少する。これにより、電気加温処理の実行が難しくなる。一方、累積発熱時間又は累積保温時間に基づいて第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つが決定されユーザーに通知される。これにより、電気加温処理が可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つをユーザーは容易に知ることができる。

【0018】

本開示の第５態様において、例えば、第３態様に係る燃料電池システムは、蓄電池をさらに備えてもよく、前記制御器は、系統電力の供給が停止しており、かつ、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定したときに、前記蓄電池に蓄えられた電気エネルギーにより前記第一タンクに貯留される水を温めるか否かをユーザーに問い合わせてもよく、前記制御器は、前記第一タンクに貯留される水を温める指示を受け付けたときに、前記電気エネルギーを用いて前記電気加温処理を実行してもよい。第５態様によれば、ユーザーの意向を踏まえて蓄電池に蓄えられた電気エネルギーを用いて電気加温処理を実行できる。

【0019】

本開示の第６態様において、例えば、第５態様に係る燃料電池システムでは、前記制御器は、前記電気加温処理を実行しているときに、前記蓄電池に蓄えられた前記電気エネルギーの残量に基づいて、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定してユーザーに通知してもよい。蓄電池に蓄えられた電気エネルギーの残量がなくなると、電気加温処理の実行が難しくなる。第６態様によれば、蓄電池に蓄えられた電気エネルギーの残量に基づいて第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つが決定されユーザーに通知される。これにより、ユーザーは、電気加温処理が可能な時間及び電気加温処理において供給可能な湯量の少なくとも１つを容易に知ることができる。

【0020】

本開示の第７態様において、例えば、第５態様に係る燃料電池システムは、一部が大気開放された水経路をさらに備えてもよく、前記電気ヒータは、前記水経路における水を加熱してもよく、前記制御器は、前記電気加温処理を実行しているときに、前記電気ヒータの累積発熱時間又は前記水経路における特定の部位の水温が所定温度以上に保たれた累積保温時間、及び前記蓄電池に蓄えられた前記電気エネルギーの残量に基づいて、前記第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定してユーザーに通知してもよい。第７態様によれば、累積発熱時間又は累積保温時間及び蓄電池に蓄えられた電気エネルギーの残量に基づいて第一タンクに貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つが決定されユーザーに通知される。このため、電気加温処理が可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つが的確に決定され、ユーザーに通知される。

【0021】

本開示の第８態様において、例えば、第３態様から第７態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システムは、前記燃料電池を冷却する冷却水が循環する冷却水経路と、前記第一タンクに貯留される前記水と前記冷却水とを熱交換させる熱交換器と、前記第一タンクに貯留される前記水を前記第一タンクに向かって送る送水ポンプと、をさらに備えてもよく、前記電気ヒータは、前記冷却水を直接的に加熱するとともに、前記熱交換器における前記第一タンクに貯留される前記水と前記冷却水との熱交換により前記第一タンクに貯留される前記水を間接的に加熱してもよく、前記電気加温処理は、前記送水ポンプを作動させることをさらに含んでもよい。第８態様によれば、燃料電池を冷却するための冷却水を電気ヒータで直接的に加熱しつつ、熱交換器を用いて冷却水と第一タンクに貯留される水とを熱交換させて、電気加温処理を実行できる。

【0022】

本開示の第９態様において、例えば、第８態様に係る燃料電池システムでは、前記冷却水経路は、前記冷却水を貯留する第二タンクを含んでもよく、前記電気ヒータは、前記第二タンクに貯留された前記冷却水を直接的に加熱してもよい。第９態様によれば、電気ヒータが冷却水を効率的に加熱しやすい。このため、例えば、電気ヒータが配管を流れる冷却水を加熱する場合に比べて、冷却水が大きな熱容量を有しやすい。

【0023】

本開示の第１０態様において、例えば、第１態様から第９態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システムでは、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第二所定圧力以上であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消していると判定してもよい。第１０態様によれば、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消していることを短時間で精度良く判定できる。

【0024】

本開示の第１１態様において、例えば、第３態様から第９態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システムでは、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが作動しており、かつ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力が第二所定圧力以上であるときに、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消していると判定し、前記電気加温処理を停止してもよい。第１１態様によれば、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消していることを短時間で精度良く判定でき、電気加温処理を停止できる。

【0025】

本開示の第１２態様において、例えば、第１０態様又は第１１態様に係る燃料電池システムでは、前記第二所定圧力は、前記第一所定圧力より高くてもよい。第１２態様によれば、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消していることをより的確に判定できる。例えば、判定結果が不安定になること及び誤判定を防止できる。

【0026】

本開示の第１３態様において、例えば、第１態様から第９態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システムでは、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが停止している期間に、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かの問い合わせを受け付けたときに、前記燃料ポンプを作動させ、前記圧力検知器が検知した前記供給圧力をその後取得して、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを判定してもよい。例えば、燃料電池システムが長期間停止しているときには、通常燃料ポンプは停止している。第１３態様によれば、このような場合に、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かの確認に関するユーザーの意向を踏まえて、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを短時間で精度良く判定できる。

【0027】

本開示の第１４態様において、第３態様から第９態様のいずれか１つの態様に係る燃料電池システムでは、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断していると判定した後に、前記燃料ポンプが停止している期間に、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給が遮断しているか否かの問い合わせを受け付けたときに、前記燃料ポンプを作動させ、前記圧力検知器が検出した前記供給圧力をその後取得して、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを判定してもよく、前記制御器は、前記原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消していると判定したときに、前記電気加温処理を停止してもよい。第１４態様によれば、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かの確認に関するユーザーの意向を踏まえて、原燃料ガス又は燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを短時間で精度良く判定できる。加えて、原燃料ガス又は前記燃料ガスの供給の遮断が解消したときに電気加温処理を停止できる。

【0028】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。

【0029】

（実施形態）
図１に示す通り、本実施形態の燃料電池システム１ａは、燃料電池１０と、圧力検知器４０と、燃料ポンプ３０と、制御器５０とを備えている。圧力検知器４０は、供給源から供給される原燃料ガスＧｒの供給圧力Ｐｓを検知する。燃料ポンプ３０は、原燃料ガスＧｒの流れ方向において圧力検知器４０の下流に配置され、原燃料ガスＧｒを燃料電池１０に向かって送る。

【0030】

燃料電池１０は、典型的には、燃料ガスＧｆ及び酸化剤ガスＧｏが供給されて発電する。燃料ガスＧｆは、水素ガスを含有する。酸化剤ガスは、典型的には、空気である。燃料電池１０の型式は特に限定されない。燃料電池１０は、固体高分子型燃料電池、固体酸化物型燃料電池、リン酸型燃料電池、又は溶融炭酸塩型燃料電池でありうる。燃料電池１０からは、アノード排ガス等の排ガスＧｗが排出される。

【0031】

燃料電池システム１ａは、例えば、水素生成器２０をさらに備えている。水素生成器２０は、原燃料ガスＧｒから燃料ガスＧｆを生成する。典型的には、水素生成器２０において原燃料ガスＧｒが改質されて燃料ガスＧｆが生成される。原燃料ガスＧｒは、都市ガスでありうる。水素生成器２０には、原燃料ガスＧｒの改質のために酸化剤ガスＧｏが供給される。水素生成器２０からは、排出ガスＧｅが排出される。

【0032】

自然災害又は原燃料ガスＧｒの供給設備の工事等の理由により、燃料電池システム１ａへの原燃料ガスＧｒの供給が遮断されることがある。この場合、燃料電池システム１ａにおいて発電を継続できないので、燃料電池システム１ａを停止させる必要がある。また、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していることをユーザーに通知することが望ましい。燃料電池システム１ａにおいて、制御器５０は、燃料ポンプ３０が作動しており、かつ、圧力検知器４０が検知した供給圧力Ｐｓが第一所定圧力Ｐ１以下であるときに、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定する。燃料ポンプ３０が停止した状態では、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していても、燃料電池システム１ａにおける原燃料ガスＧｒの配管の内部に残圧が生じている可能性がある。一方、燃料ポンプ３０が作動していると、原燃料ガスＧｒの配管の内部の残圧の影響が排除される。このため、制御器５０は、供給源から供給される原燃料ガスＧｒの遮断を短時間で精度良く判定できる。

【0033】

制御器５０は、典型的には、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かの判定を実行するためのプログラムが実行可能に格納されたデジタルコンピュータである。制御器５０には、燃料電池システム１ａの運転のための他のプログラムが実行可能に格納されていてもよい。制御器５０は、例えば、圧力検知器４０が検知した供給圧力Ｐｓに関する情報等の所定の情報を取得し、制御器５０は、このような情報に基づいて、所定の判定及び制御対象の制御を行う。

【0034】

図２Ａは、原燃料ガスＧｒの供給の遮断を判定するための処理の一例を示すフローチャートである。所定の開始条件が成立すると、ステップＳ１０１において、制御器５０は、燃料ポンプ３０が作動中であるか否かを判断する。制御器５０は、例えば、燃料ポンプ３０から作動状態に関する信号を取得し、その信号に基づいて燃料ポンプ３０が作動中であるか否かを判断する。ステップＳ１０１における判断結果が否定的なものである場合、処理が終了する。一方、ステップＳ１０１における判断結果が肯定的なものである場合、ステップＳ１０２に進み、制御器５０は、圧力検知器４０が検知した供給圧力Ｐｓを取得して、供給圧力Ｐｓが第一所定圧力Ｐ１以下であるか否かを判断する。ステップＳ１０１における判断結果が否定的なものである場合、処理が終了する。ステップＳ１０１における判断結果が肯定的なものである場合、ステップＳ１０３において、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定し、処理を終了する。

【0035】

燃料電池システム１ａにおいて発電停止後に燃料電池１０のアノード触媒が酸素ガスと反応するとアノード触媒が酸化されてしまう。このことは、燃料電池１０のアノード触媒の劣化等の問題を生じさせる。このため、燃料電池システム１ａにおいて、燃料電池１０の劣化を防止するために、発電停止後の所定の時期に燃料ポンプ３０を作動させて、燃料電池１０のアノードに向かって燃料ガスＧｆを供給する保圧運転が行われる。これにより、燃料電池１０におけるアノード付近の圧力が高まり、燃料電池１０の外部から酸素ガスがアノード付近に侵入することを防止できる。燃料電池システム１ａにおいて、例えば、保圧運転に伴う燃料ポンプ３０の作動を利用して、燃料電池システム１ａの発電停止後に原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かの判定がなされてもよい。

【0036】

制御器５０は、燃料ポンプが停止している期間に、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かの問い合わせＱ１を受け付けたときに、燃料ポンプ３０を作動させてもよい。この場合、制御器５０は、圧力検知器４０が検知した供給圧力Ｐｓをその後取得して、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かを判定してもよい。

【0037】

燃料電池システム１ａにおいて発電が長期間停止していると、燃料電池１０及び水素生成器２０の内部の温度が低下して安定し、燃料電池１０におけるアノード付近の圧力を高めなくても、燃料電池１０のアノード触媒が酸素ガスと反応しにくくなる。このため、燃料電池システム１ａの発電停止期間が長くなると保圧運転の頻度が少なくなり、燃料電池システム１ａの停止から所定期間が経過すると保圧運転がなされなくなる。このような場合に、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かを確認したいユーザーが存在することが想定される。加えて、エラーの発生により燃料電池システム１ａが起動しないときにも、そのようなユーザーが存在することが想定される。燃料電池システム１ａによれば、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かの確認に関するユーザーの意向を踏まえて、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かを判定できる。

【0038】

図１に示す通り、燃料電池システム１ａは、コントロールパネル５５をさらに備えている。コントロールパネル５５は、制御器５０と通信可能に接続されており、燃料電池システム１ａの運転状態等の所定の情報を通知する。加えて、コントロールパネル５５には、燃料電池システム１ａの運転に関するユーザーの指示を入力できる。例えば、燃料ポンプ３０が停止している期間に、ユーザーは、コントロールパネル５５に問い合わせＱ１を入力できる。問い合わせＱ１がコントロールパネル５５に入力されると、制御器５０が問い合わせＱ１を受け付ける。例えば、燃料ポンプ３０が停止している期間に、コントロールパネル５５には、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているか否かの確認に関するユーザーの意向を尋ねるメッセージを表示してもよい。

【0039】

図２Ｂは、原燃料ガスＧｒの供給の遮断を判定するための処理の別の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１１において、制御器５０が問い合わせＱ１を受け付けると、制御器５０は、ステップＳ１１２に進み、燃料ポンプ３０を起動する。次に、ステップＳ１１３に進み、制御器５０は、圧力検知器４０から供給圧力Ｐｓを取得する。次に、ステップＳ１１４に進み、制御器５０は、供給圧力Ｐｓが第一所定圧力Ｐ１以下であるか否かを判断する。ステップＳ１１４における判断結果が否定的なものである場合、処理が終了する。ステップＳ１１４における判断結果が肯定的なものである場合、ステップＳ１１５において、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定し、処理を終了する。

【0040】

図１に示す通り、燃料電池システム１ａは、第一タンク６０と、電気ヒータ１５とを備えている。第一タンク６０は、燃料電池１０で発生した熱を用いて温められた水を貯留する。電気ヒータ１５は、第一タンク６０に貯留される水を温めることが可能なヒータである。電気ヒータ１５は、第一タンク６０に貯留された水又は第一タンク６０に貯留されるべき水を直接的に温めるヒータであってもよい。電気ヒータ１５は、第一タンク６０に貯留されるべき水と熱交換する別の流体を直接的に温めて第一タンク６０に貯留されるべき水を間接的に温めるヒータであってもよい。制御器５０は、例えば、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定したときに、原燃料ガスＧｒの供給の遮断をユーザーに通知するとともに、第一タンク６０に貯留される水を温めるか否かをユーザーに問い合わせる。この通知及び問い合わせは、例えば、コントロールパネル５５に表示される。制御器５０は、第一タンク６０に貯留される水を温める指示を受け付けたときに、電気ヒータ１５を発熱させることを含む電気加温処理を実行する。これにより、原燃料ガスＧｒの供給が遮断しているときに、ユーザーの意向を踏まえて電気加温処理を実行できる。

【0041】

図１に示す通り、燃料電池システム１ａは、例えば、水経路１１をさらに備えている。水経路１１の一部は、大気開放されている。換言すると、水経路１１における水は、蒸発して燃料電池システム１ａの外部に排出されうる。電気ヒータ１５は、例えば、水経路１１における水を加熱する。制御器５０は、例えば、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定したときに、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍに基づいて第一タンク６０に貯留される水を温めることが可能な時間Ｔｐ及び供給可能な湯量Ｌｐの少なくとも１つを決定してユーザーに通知する。累積発熱時間Ｔｈは、電気ヒータ１５の累積発熱時間である。累積保温時間Ｔｍは、水経路１１における特定の部位の水温が所定温度以上に保たれた時間である。制御器５０は、例えば、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍの計時が可能なタイマを備えている。

【0042】

電気加温処理において、電気ヒータ１５による水経路１１における水の加熱が所定期間続くと、水経路１１における水は水経路１１の大気開放された部分から蒸発により燃料電池システム１ａの外部に排出され、水経路１１における水の量が減る。これにより、電気加温処理の実行が困難になることが想定される。累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍが長くなると、水経路１１における水の量が減少する。このため、累積発熱時間又は累積保温時間に基づいて、第一タンク６０に貯留される水を温めることが可能な時間及び供給可能な湯量の少なくとも１つを決定できる。その結果、ユーザーは、電気加温処理が可能な時間及び電気加温処理において供給可能な湯量の少なくとも１つを容易に知ることができる。

【0043】

制御器５０は、例えば、電気ヒータ５０の発熱状態を示す情報を取得する。制御器５０は、例えば、電気ヒータ５０の発熱状態を示す情報及びタイマの計時結果に基づいて、累積発熱時間Ｔｈを決定できる。

【0044】

燃料電池システム１ａは、例えば、温度センサ１６をさらに備えている。温度センサ１６は、水経路１１における特定の部位の水温を検出する。制御器５０は、温度センサ１６によって検出された水温を取得し、その水温及びタイマの計時結果に基づいて、累積保温時間Ｔｍを決定できる。温度センサ１６は、例えば、サーミスタを用いた温度センサ又は熱電対を用いた温度センサである。

【0045】

図１に示す通り、水経路１１は、燃料電池１０を冷却する冷却水が循環する冷却水経路であってもよい。燃料電池システム１ａは、例えば、冷却水経路１１と、熱交換器１７と、送水ポンプ６２とをさらに備えている。冷却水経路１１は、燃料電池１０を冷却する冷却水が循環する経路である。熱交換器１７は、第一タンク６０に貯留される水と燃料電池１０を冷却する冷却水とを熱交換させる。送水ポンプ６２は、第一タンク６０に貯留される水を第一タンク６０に向かって送る。電気ヒータ１５は、燃料電池１０を冷却する冷却水を直接的に加熱する。加えて、電気ヒータ１５は、熱交換器１７における第一タンク６０に貯留される水と燃料電池１０を冷却する冷却水との熱交換により、第一タンク６０に貯留される水を間接的に加熱する。この場合、電気加温処理は、送水ポンプ６２を作動させることをさらに含む。

【0046】

燃料電池システム１ａは、例えば、第一タンク６０と熱交換器１７との間で水が循環するように構成された排熱回収経路６１を備えている。送水ポンプ６２は、例えば、排熱回収経路６１に配置されている。熱交換器１７は、例えば、二重管式熱交換器及びプレート式熱交換器などの液－液熱交換器である。

【0047】

冷却水経路１１は、例えば、冷却水を貯留する第二タンク１２をさらに備えている。電気ヒータ１５は、例えば、第二タンク１２に貯留された冷却水を直接的に加熱する。この場合、電気ヒータ１５が冷却水を効率的に加熱しやすい。このため、例えば、電気ヒータ１５が配管を流れる冷却水を加熱する場合に比べて、冷却水が大きな熱容量を有しやすい。電気ヒータ１５が第二タンク１２に貯留された冷却水に接触していてもよいし、電気ヒータ１５が第二タンク１２の外面に接触していてもよい。

【0048】

冷却水経路１１は、例えば、燃料電池１０と第二タンク１２との間で冷却水が循環するように構成されている。冷却水経路１１には、例えば、冷却水ポンプ１３が配置されている。

【0049】

制御器５０は、例えば、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定した後に、所定の条件が成立すると、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していると判定する。所定の条件は、燃料ポンプ３０が作動しており、かつ、圧力検知器４０が検知した供給圧力Ｐｓが第二所定圧力Ｐ２以上であることである。これにより、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していることを短時間で精度良く判定できる。

【0050】

電気加温処理が実行されているときに、制御器５０が原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していると判定した場合、例えば、制御器５０は、電気加温処理を停止する。これにより、原燃料ガスＧｒの供給の遮断の解消に伴い、電気加温処理が自動的に停止する。

【0051】

第二所定圧力Ｐ２は、例えば、第一所定圧力Ｐ１より高い。これにより、原燃料ガスＧｒの遮断が解消していることを的確に判定できる。例えば、第二所定圧力Ｐ２と第一所定圧力Ｐ１との間にヒステリシスを設けることにより、判定結果が不安定になること及び誤判定を防止できる。

【0052】

制御器５０は、原燃料ガスＧｒが遮断していると判定した後に、原燃料ガスＧｒが遮断しているか否かの問い合わせＱ２を受け付けたときに、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消しているか否かを判定してもよい。例えば、問い合わせＱ２がコントロールパネル５５に入力されると、制御器５０が問い合わせＱ２を受け付ける。制御器５０は、例えば、燃料ポンプ３０が停止している期間に問い合わせＱ２を受け付けたときに、燃料ポンプ３０を作動させ、圧力検知器４０が検知した供給圧力Ｐｓをその後取得する。そのうえで、制御器５０は、原燃料ガスの供給の遮断が解消しているか否かを判定する。

【0053】

制御器５０は、燃料ポンプ３０が停止している期間に問い合わせＱ２を受け付けて、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していると判定したときに、例えば、電気加温処理を停止する。これにより、原燃料ガスＧｒの供給の遮断の解消に伴い、電気加温処理が自動的に停止する。

【0054】

図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、燃料電池システム１ａにおける、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定された後の処理の一例を示す。図３Ａに示す通り、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定されて開始条件が成立すると、制御器５０は、ステップＳ２０１において原燃料ガスＧｒの供給の遮断をユーザーに通知する。例えば、制御器５０は、コントロールパネル５５を用いて「原燃料ガスＧｒの供給の遮断」を通知する。通知の態様は、特定の態様に限定されない。通知の態様は、所定のメッセージの表示、通知音、又は警告灯による表示でありうる。

【0055】

次に、ステップＳ２０２に進み、制御器５０は、電気加温処理の要否を問い合わせる。この問い合わせは、例えば、コントロールパネル５５に所定のメッセージを表示することにより行われる。その後、ステップＳ２０３に進み、制御器５０は、電気加温処理の指示を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ２０３における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２０４に進み、制御器５０は、電気加温処理の実行を開始する。例えば、制御器５０は、電気ヒータ１５を発熱させる。必要に応じて、制御器５０は、送水ポンプ６２を作動させる。次に、ステップＳ２０５に進み、制御器５０は、所定時間が経過したか否かを判断する。ステップＳ２０５における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２０６に進み、制御器５０は、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍを決定する。次に、ステップＳ２０７に進み、制御器５０は、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍに基づいて電気加温処理が可能な時間Ｔｐ及び供給可能な湯量Ｌｐの少なくとも１つを決定する。次に、ステップＳ２０８に進み、制御器５０は、例えば、時間Ｔｐが０分より大きいか否かを判断する。制御器５０は、ステップＳ２０８において供給可能な湯量Ｌｐが０リットルより大きいか否かを判断してもよい。ステップＳ２０８における判断結果が否定的である場合、ステップＳ２０９に進み、電気加温処理を停止して処理を終了する。一方、ステップＳ２０８における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２１０に進み、制御器５０は、時間Ｔｐ及び湯量Ｌｐの少なくとも１つをユーザーに通知し、ステップＳ２０５に戻る。この通知は、例えば、コントロールパネル５５に所定の表示を行うことによりなされる。

【0056】

図３Ａ及び図３Ｂに示す通り、ステップＳ２０３の判断結果が否定的である場合、ステップＳ２３１に進み、制御器５０は、燃料ポンプ３０が作動しているか否か判断する。ステップＳ２３１における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２３２に進み、制御器５０は、圧力検知器４０から供給圧力Ｐｓを取得する。次に、ステップＳ２３３において、制御器５０は、供給圧力Ｐｓが第二所定圧力Ｐ２以上であるか否か判断する。ステップＳ２３３における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２３４に進み、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していると判定する。次に、ステップＳ２３５に進み、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断の解消をユーザーに通知し、処理を終了する。この通知は、例えば、コントロールパネル５５に所定の表示を行うことによりなされる。この通知は、コントロールパネル５５から通知音を発することによってなされてもよい。もしくは、コントロールパネル５５において「原燃料ガスＧｒの供給の遮断」の通知を消去することによって「原燃料ガスＧｒの供給の遮断の解消」を間接的に通知してもよい。

【0057】

図３Ａ及び図３Ｂに示す通り、ステップＳ２３１又はステップＳ２３３における判断結果が否定的である場合、ステップＳ２０３に戻る。

【0058】

図３Ａ及び図３Ｃに示す通り、ステップＳ２０５における判断結果が否定的である場合、ステップＳ２５１に進み、制御器５０は、燃料ポンプ３０が作動しているか否か判断する。ステップＳ２５１における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２５２に進み、制御器５０は、圧力検知器４０から供給圧力Ｐｓを取得する。次に、ステップＳ２５３において、制御器５０は、供給圧力Ｐｓが第二所定圧力Ｐ２以上であるか否か判断する。ステップＳ２５３における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２５４に進み、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していると判定する。次に、ステップＳ２５５に進み、制御器５０は電気加温処理を停止する。次に、ステップＳ２５６に進み、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断の解消をユーザーに通知し、処理を終了する。

【0059】

図３Ａ及び図３Ｃに示す通り、ステップＳ２５１又はステップＳ２５３における判断結果が否定的である場合、ステップＳ２０５に戻る。

【0060】

図４は、燃料電池システム１ａにおける、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定された後の処理の別の一例を示す。原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定されて開始条件が成立すると、ステップＳ３０１において、制御器５０は、問い合わせＱ２を受け付けた否かを判断する。問い合わせＱ２は、原燃料ガスＧｒが遮断しているか否かの問い合わせである。ステップＳ３０１における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ３０２に進み、制御器５０は、燃料ポンプ３０が作動しているか否か判断する。ステップＳ３０２における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ３０３に進み、制御器５０は、圧力検知器４０から供給圧力Ｐｓを取得する。一方、ステップＳ３０２における判断結果が否定的である場合、ステップＳ３０４に進み、燃料ポンプ３０を起動する。その後、ステップＳ３０３に進み、制御器５０は、圧力検知器４０から供給圧力Ｐｓを取得する。次に、ステップＳ３０５において、制御器５０は、供給圧力Ｐｓが第二所定圧力Ｐ２以上であるか否か判断する。ステップＳ３０５における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ３０６に進み、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断が解消していると判定する。次に、ステップＳ３０７に進み、制御器５０は、電気加温処理が実行中であるか否かを判断する。ステップＳ３０７における判断が肯定的である場合、ステップＳ３０８に進んで電気加温処理を停止し、その後ステップＳ３０９に進む。一方、ステップＳ３０７における判断が否定的である場合、ステップＳ３０８をスキップして、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９において、制御器５０は、原燃料ガスＧｒの供給の遮断の解消をユーザーに通知し、処理を終了する。

【0061】

燃料電池システム１ａは、様々な観点から変更可能である。燃料電池システム１ａは、例えば、図５に示す燃料電池システム１ｂ又は図８に示す燃料電池システム１ｃのように変更されてもよい。燃料電池システム１ｂ及び燃料電池システム１ｃは、特に説明する部分を除き、燃料電池システム１ａと同様に構成されている。燃料電池システム１ａの構成要素と同一又は対応する燃料電池システム１ｂ及び燃料電池システム１ｃの構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。燃料電池システム１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、燃料電池システム１ｂ及び１ｃにも当てはまる。

【0062】

図５に示す通り、燃料電池システム１ｂは、蓄電池７０をさらに備えている。制御器５０は、系統電力の供給が停止しており、かつ、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定したときに、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーにより第一タンク６０に貯留される水を温めるか否かをユーザーに問い合わせる。この問い合わせは、例えば、コントロールパネル５５に所定のメッセージを表示することにより行われる。制御器５０は、その後、第一タンク６０に貯留される水を温める指示を受け付けたときに、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーを用いて電気加温処理を実行する。このように、燃料電池システム１ｂにおいて、ユーザーの意向を踏まえて蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーを用いて電気加温処理を実行できる。

【0063】

制御器５０は、例えば、電気加温処理を実行しているときに、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーの残量に基づいて第一タンク６０に貯留される水を温めることが可能な時間Ｔｐ及び供給可能な湯量Ｌｐの少なくとも１つを決定してユーザーに通知する。この通知は、例えば、コントロールパネル５５に所定の表示を行うことによりなされる。蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーの残量がなくなると、電気加温処理の実行が難しくなる。一方、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーの残量Ｅｒに基づいて時間Ｔｐ及び湯量Ｌｐの少なくとも１つが決定されユーザーに通知される。このため、ユーザーは電気加温処理が可能な時間及び電気加温処理において供給可能な湯量の少なくとも１つを容易に知ることができる。

【0064】

図５に示す通り、燃料電池システム１ｂは、例えば、水経路１１をさらに備えている。水経路１１の一部は、例えば大気開放されている。電気ヒータ１５は、水経路１１における水を加熱する。制御器５０は、例えば、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーを用いて電気加温処理を実行するときに、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍ及び電気エネルギーの残量Ｅｒに基づいて時間Ｔｐ及び湯量Ｌｐの少なくとも１つを決定してユーザーに通知する。

【0065】

電気ヒータ１５による水経路１１における水の加熱が所定期間続くと、水経路１１における水は水経路１１の大気開放された部分から蒸発により燃料電池システム１ｂの外部に排出され、水経路１１における水の量が減る。これにより、電気加温処理の実行が困難になることが想定される。加えて、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーの残量がなくなると、電気加温処理の実行が難しくなる。そこで、制御器５０は、例えば、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍに基づいて得られた時間Ｔｐと、電気エネルギーの残量Ｅｒに基づいて得られた時間Ｔｐとを比較して、より短い時間をユーザーに通知すべき時間Ｔｐと決定する。また、制御器５０は、決定した時間Ｔｐに基づいて供給可能な湯量Ｌｐを決定してもよい。なお、燃料電池システム１ｂにおいて、電気ヒータ１５の加熱の対象によっては、制御器５０は、電気エネルギーの残量Ｅｒのみに基づいて時間Ｔｐを決定してもよい。例えば、電気ヒータ１５が、第一タンク６０に貯留される水を直接加熱する場合、制御器５０は、電気エネルギーの残量Ｅｒのみに基づいて時間Ｔｐを決定してもよい。

【0066】

図６は、燃料電池システム１ｂにおける、原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定された後の処理の一例を示す。原燃料ガスＧｒの供給が遮断していると判定されて開始条件が成立すると、制御器５０は、ステップＳ２１１において原燃料ガスＧｒの供給の遮断をユーザーに通知する。次に、ステップＳ２１２に進み、制御器５０は、系統電力の供給が停止しているか否かを判断する。図６及び図７に示す通り、ステップＳ２１２における判断結果が否定的である場合、ステップＳ２０２に進み、図３Ａに示すステップＳ２０２以降の処理が行われる。

【0067】

ステップＳ２１２における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２１３に進み、制御器５０は、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーを用いた電気加温処理の要否を問い合わせる。その後、ステップＳ２１４に進み、制御器５０は、電気加温処理の指示を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ２１４における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２１５に進み、制御器５０は、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーを用いた電気加温処理の実行を開始する。次に、ステップＳ２１６に進み、制御器５０は、所定時間が経過したか否かを判断する。ステップＳ２１６における判断結果が肯定的である場合、ステップＳ２１７に進み、制御器５０は、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍを決定する。次に、ステップＳ２１８に進み、制御器５０は、蓄電池７０に蓄えられた電気エネルギーの残量Ｅｒを取得する。次に、ステップＳ２１９に進み、制御器５０は、累積発熱時間Ｔｈ又は累積保温時間Ｔｍを及び電気エネルギーの残量Ｅｒに基づいて電気加温処理が可能な時間Ｔｐ及び供給可能な湯量Ｌｐの少なくとも１つを決定する。制御器５０は、決定した時間Ｔｐに基づいて供給可能な湯量Ｌｐを決定してもよい。次に、ステップＳ２２０に進み、制御器５０は、時間Ｔｐが０分より大きいか否かを判断する。ステップＳ２２０において、制御器５０は、湯量Ｌｐが０リットルより大きいか否かを判断してもよい。ステップＳ２２０における判断結果が否定的である場合、電気加温処理を停止して処理を終了する。一方、ステップＳ２２０における判断結果が肯定的である場合、制御器５０は、時間Ｔｐ及び湯量Ｌｐの少なくとも１つを通知し、ステップＳ２１６に戻る。

【0068】

ステップＳ２１４における判断結果が否定的である場合、図３Ｂに示すステップＳ２３１に進む。ステップＳ２１６における判断結果が否定的である場合、図３Ｃに示すステップＳ２５１に進む。

【0069】

図８に示す通り、燃料電池システム１ｃには、供給源から燃料ガスＧｆが供給されている。このため、燃料電池システム１ｃは、水素生成器２０を備えていない。圧力検知器４０は、供給源から供給される燃料ガスＧｆの供給圧力Ｐｓを検知する。加えて、燃料ポンプ３０は、燃料ガスＧｆの流れ方向において圧力検知器４０の下流に配置され、燃料ガスＧｆを燃料電池１０に向かって送る。制御器５０は、燃料ポンプ３０が作動しており、かつ、圧力検知器４０が検知した燃料ガスＧｆの供給圧力Ｐｓが第一所定圧力以下であるときに、燃料ガスＧｆの供給が遮断していると判定する。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本開示の技術は、燃料電池システムなどのコジェネレーションシステムに有用である。

【符号の説明】

【0071】

１ａ、１ｂ、１ｃ 燃料電池システム
１０ 燃料電池
１１ 水経路（冷却水経路）
１２ 第二タンク
１５ 電気ヒータ
１７ 熱交換器
３０ 燃料ポンプ
４０ 圧力検知器
５０ 制御器
６０ 第一タンク
６２ 送水ポンプ
７０ 蓄電池
Ｇｒ 原燃料ガス
Ｇｆ 燃料ガス

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】