JP2003157871A - 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化とコストダウンができる燃料電池発電シ
ステムを提供する。 【解決手段】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
な改質ガスを生成するための改質装置１と、得られた改
質ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
電気エネルギを発生する燃料電池本体９から構成される
燃料電池発電システムにおいて、改質装置の温度を検出
する温度検出手段３と、燃料電池本体の発生する電気エ
ネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前記燃料電池
本体に供給される前記燃料の流量上限値を発生する手段
11〜15と、改質装置から燃料電池本体に供給される燃料
の流量を指示する流量設定値が前記流量上限値に至ると
温度検出手段による改質装置の温度低下および改質装置
の加熱用バーナ２の失火または電池電圧の低下があると
き、警報発報または燃料電池発電システムの停止制御の
うち、少なくとも一方を実施するシステム制御手段20を
設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガスリークが
発生した場合であっても、ガス検知器に頼ることなく、
これを検知して安全を確保できるようにした燃料電池発
電システムおよび燃料電池発電システムの制御方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように燃料電池発電システムは、
原料燃料から水素リッチなガスを生成する改質器（改質
装置）により原料燃料から生成した水素と、大気中の酸
素とを燃料電池本体に供給し、これらを燃料電池本体に
おいて電気化学反応させることにより直流電力を発生さ
せるシステムである。

【０００３】具体的には、天然ガス、ＬＰＧ（液化プロ
パンガス）、バイオガスなどのような炭化水素を含む原
燃料ガスを改質器に送り、ここで当該原燃料ガスを水蒸
気で改質して水素を生成する。この改質反応は大きな吸
熱反応であり、そのために必要となる熱は燃料電池本体
で余剰となった水素を改質器に設けたバーナに送ってこ
こで燃焼させることにより供給する。そして、このよう
にして改質器により改質されたガスを一酸化炭素変成器
に送り、改質ガス中に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素
と水素に変換する。改質ガス中に含まれる電池触媒の被
毒成分となる一酸化炭素を除去し、より水素濃度の高い
ガスを得るわけである。

【０００４】そして、このようにして得た水素と、大気
中の酸素とを燃料電池本体に供給し、これらを燃料電池
本体において電気化学反応させて直流電力を発生させ
る。

【０００５】燃料電池本体は、燃料極と酸化剤極を備え
ており、ここで水素と酸素を反応させることで電気を発
生させることができる。

【０００６】燃料電池発電システムはこのような仕組み
を持つものであり、従来より改質器や一酸化炭素変成
器、そして、燃料電池本体はパッケージ内に格納されて
いて、且つパッケージは安全維持および内部の温度上昇
抑制を目的に、十分な換気を行う機能（換気装置）を持
たせてある。また、万が一、過剰な燃料リークが発生し
た場合を想定し、換気装置による換気空気の出口付近に
は可燃ガス検知器を設け、ここでの可燃ガス濃度がある
値以上に上昇した場合には、可燃ガス検知器およびシス
テム制御装置にて警報信号を出力させるようにしたり、
あるいは自動停止動作を行うようにしている。

【０００７】図９に、従来の燃料電池発電システムの構
成を示す。本図に示すように、従来の通常燃料電池発電
システムでは燃料電池本体ＦＣや改質器ＦＰなどの主要
な機器はパッケージＰの中に格納され、また、当該パッ
ケージＰには上述の如く、換気や内部温度上昇防止を目
的に、換気ファンＦを設置している。そして、水素など
の可燃ガスを検知して検知量対応の検知出力を発生する
可燃ガス検知器ＧＳを換気の下流に設けて、当該可燃ガ
ス検知器ＧＳによる検知信号を制御装置ＣＮＴに与えて
燃料リーク発生を監視し、万が一、システム内で燃料の
リークが発生した場合には、この検知信号から制御装置
ＣＮＴが警報を出力し、さらには制御装置ＣＮＴにて燃
料電池発電システムの自動停止制御動作させるようにし
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、システ
ム内の可燃ガス（燃料ガス）リークを、従来の技術で
は、可燃ガス検知器により監視する構成とすることを前
提にしていることから、そのためのコストと設置スペー
スを避けて通れず、従って、燃料電池発電システム全体
のコストダウンや、コンパクト化の阻害要因となってい
た。

【０００９】特に、燃料電池発電システムが小規模にな
ればなるほど、この様な可燃ガス検知器の設置は、コス
トや専有面積の占める割合がばかにならず、コストダウ
ンやコンパクト性を図る上で大きな問題となっていた。

【００１０】従って、本発明の目的とするところは、安
全性を維持しつつ小型化を図ることができるようにした
燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムの制
御方法を提供することにある。また、本発明は、安全性
を維持しつつコストダウンを図ることができるようにし
た燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムの
制御方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は次のように構成する。すなわち、本発明
は、（ｉ）天然ガス、ＬＰＧ、バイオガスなどの炭化水
素を含む原燃料ガスから水素リッチな改質ガスを生成す
るための改質装置と、この改質装置で得られた前記改質
ガスを燃料ガスとして用い、この燃料ガスと空気などの
酸化剤ガスとの電気化学反応により電気エネルギを発生
する燃料電池本体とから構成される燃料電池発電システ
ムにおいて、 ［１］ 第１には、本発明は、上記（ｉ）の構成の燃料
電池発電システムにおいて、前記改質装置の温度を検出
する温度検出手段と、前記燃料電池本体の発生する電気
エネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前記燃料電
池本体に供給される燃料の流量上限値を発生する手段
と、前記改質装置から前記燃料電池本体に供給される燃
料の流量を指示する流量設定値が前記流量上限値に至る
と、前記温度検出手段による改質装置の温度低下および
前記改質装置の加熱用バーナの失火または前記燃料電池
本体の電圧（電池電圧）低下があるとき、警報発報また
は燃料電池発電システムの停止制御のうち、少なくとも
一方を実施するシステム制御手段を設けた構成とする。

【００１２】この発明では、燃料電池に供給する燃料流
量設定値に対する上限リミット値（燃料電池本体に供給
される燃料の流量上限値）を発生させ、供給燃料の流量
（燃料電池本体に供給される燃料の流量もしくは改質装
置に供給される原燃料の流量；いずれでも結果的に燃料
電池本体に供給される燃料の流量の概念となる）が本リ
ミット値に至った場合にシステムの保護機能により燃料
電池発電システムを自動停止させる。

【００１３】燃料電池発電システム内部で過大な燃料リ
ークが発生し、供給燃料が前記上限リミット値に至った
段階で、システム内の燃料が不足する結果、電池電圧の
低下や改質器バーナの燃焼異常が発生するので、上記リ
ミット値に至った段階でこれら電池電圧の低下や改質器
バーナの燃焼異常の発生を検知し、これら異常が発生し
ているときは燃料電池発電システムの運転を自動停止さ
せるといったシステムの保護機能を機能させることで、
燃料リークに対してシステムの安全を確保することがで
きるようになる。

【００１４】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００１５】［２］ 第２には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記改質装置の
温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池本体の発
生する電気エネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に
前記燃料電池本体に供給される燃料の流量上限値を発生
する手段と、前記改質装置から前記燃料電池本体に供給
される燃料の流量を指示する流量設定値が前記流量上限
値に至ると、前記温度検出手段による改質装置の温度低
下および前記改質装置の加熱用バーナの失火または前記
燃料電池本体の電圧（電池電圧）低下があるとき、警報
発報すると共に、当該警報発報の状況が所定時間にわた
り続くときは燃料電池発電システムの停止制御を実施す
るシステム制御手段とを設けた構成とする。

【００１６】この発明では、燃料電池本体に供給する燃
料ガスの燃料流量設定値に対する上限リミット値（燃料
電池本体に供給される燃料の流量上限値）を発生させ、
供給燃料の流量（燃料電池本体に供給される燃料の流量
もしくは改質装置に供給される原燃料の流量）が本リミ
ット値に至った場合にシステムの警報機能により警報信
号を発報させるようにした。

【００１７】燃料電池発電システム内部で過大な燃料リ
ークが発生し、供給燃料が前記上限リミット値に至った
段階で、システムの保護監視機能を稼動させる。そし
て、燃料リークにより、システム内の燃料が不足する結
果、電池電圧の低下や改質器バーナの燃焼異常が発生す
るので、上記リミット値に至った段階でこれら電池電圧
の低下や改質器バーナの燃焼異常の発生を検知し、これ
ら異常が発生しているときは警報発報させるといったシ
ステムの保護機能を機能させることで、燃料リークとい
う異常状態発生をいち早くオペレータや運転管理者に知
らせることができるようになり、燃料リークに対してシ
ステムの安全を確保することができるようになる。

【００１８】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００１９】［３］ 第３には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記改質装置の
温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池本体に供
給される前記燃料ガスの量を調整するための弁であっ
て、与えられる開度指令値対応に開度調整される燃料流
量調整弁と、前記燃料電池本体の発生する電気エネルギ
の出力電流値もしくは負荷量対応に前記燃料流量弁の開
度上限値を発生する手段と、前記燃料電池本体の発生す
る電気エネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前記
開度指令値を発生する手段と、前記開度指令値が前記開
度上限値に至ると、前記温度検出手段による改質装置の
温度低下および前記改質装置の加熱用バーナの失火また
は前記燃料電池本体の電圧（電池電圧）低下があると
き、警報発報または燃料電池発電システムの停止制御の
少なくとも一方を実施するシステム制御手段を設けた構
成とする。

【００２０】この発明では、燃料電池本体に供給する燃
料ガスの供給量を調整する調整弁の開度の指令値に対す
る上限リミット値（開度上限値）を発生させ、また、燃
料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値もしく
は負荷量対応に前記開度指令値を発生して調整弁の開度
制御を実施すると共に、前記開度指令値が前記開度上限
値に至ると、システム制御手段は前記温度検出手段によ
る改質装置の温度低下および前記改質装置の加熱用バー
ナの失火または電池電圧の低下があるとき、警報発報ま
たは燃料電池発電システムの停止制御をさせる。

【００２１】燃料電池発電システム内部で過大な燃料リ
ークが発生し、不足する燃料を補うために供給燃料の調
整弁は開度が大きくなる方向に制御されるが、その開度
制御のための開度指令値が前記上限リミット値に至った
段階で、システムの保護監視機能を稼動させる。そし
て、燃料リークにより、システム内の燃料が不足する結
果、電池電圧の低下や改質器バーナの燃焼異常が発生す
るので、上記リミット値に至った段階でこれら電池電圧
の低下や改質器バーナの燃焼異常の発生を検知し、これ
ら異常が発生しているときは警報発報させるといったシ
ステムの保護機能を機能させることで、燃料リークとい
う異常状態発生をいち早くオペレータや運転管理者に知
らせることができるようになり、燃料リークに対してシ
ステムの安全を確保することができるようになる。

【００２２】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００２３】［４］ 第４には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記改質装置の
温度を検出する温度検出手段と、前記燃料電池本体に供
給される前記燃料ガスの量を調整するための弁であっ
て、与えられる開度指令値対応に開度調整される燃料流
量調整弁と、前記燃料電池本体の発生する電気エネルギ
の出力電流値もしくは負荷量対応に前記燃料流量弁の開
度上限値を発生する手段と、前記燃料電池本体の発生す
る電気エネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前記
開度指令値を発生する手段と、前記開度指令値が前記開
度上限値に至ると、前記温度検出手段による改質装置の
温度低下および前記改質装置の加熱用バーナの失火また
は前記燃料電池本体の電圧（電池電圧）低下があると
き、警報発報すると共に当該警報発報の状況が所定時間
にわたり続くときは燃料電池発電システムの停止制御を
実施するシステム制御手段と、を設けた構成とする。

【００２４】この発明では、燃料電池本体に供給する燃
料ガスの供給量を調整する調整弁の開度の指令値に対す
る上限リミット値（開度上限値）を発生させ、また、燃
料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値もしく
は負荷量対応に前記開度指令値を発生して調整弁の開度
制御を実施すると共に、前記開度指令値が前記開度上限
値に至ると、システム制御手段は前記温度検出手段によ
る改質装置の温度低下および前記改質装置の加熱用バー
ナの失火または電池電圧の低下があるとき、警報発報
し、この警報発報がの状況が所定時間にわたり続くとき
は燃料電池発電システムを停止制御させる。

【００２５】燃料電池発電システム内部で過大な燃料リ
ークが発生し、不足する燃料を補うために供給燃料の調
整弁は開度が大きくなる方向に制御されるが、その開度
制御のための開度指令値が前記上限リミット値に至った
段階で、システムの保護監視機能を稼動させる。そし
て、燃料リークにより、システム内の燃料が不足する結
果、電池電圧の低下や改質器バーナの燃焼異常が発生す
るので、上記リミット値に至った段階でこれら電池電圧
の低下や改質器バーナの燃焼異常の発生を検知し、これ
ら異常が発生しているときは警報発報させるといったシ
ステムの保護機能を機能させることで、燃料リークとい
う異常状態発生をいち早くオペレータや運転管理者に知
らせることができるようになり、また、警報発報段階で
時限機能を用いることでリークに対する処置が十分でな
いときは所定時間経過時にシステムを強制的に停止させ
ることができるので、燃料リークに対してシステムの安
全を確保することができるようになる。

【００２６】しかも、この構成によれば、ガス検知器は
不要であり、ガス検知器を不要とした分、安価かつコン
パクトなシステムを提供できるようになる。

【００２７】［５］ 第５には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記燃料電池本
体に供給される燃料ガスの流量を検出する検出手段と、
前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
もしくは負荷量対応に燃料流量の異常検出基準値を与え
る手段と、この異常検出基準値を比較基準に前記燃料ガ
スの検出流量を比較し、当該燃料ガスの検出流量が前記
比較基準を超えると信号（燃料リーク信号）を発生する
比較手段と、この比較手段からの信号（燃料リーク信
号）により燃料電池発電システムの停止制御を実施する
システム制御手段とを設けた構成とする。

【００２８】この発明では、電池電流や電池の負荷に応
じて予め定めた燃料供給流量あるいはその設定値の許容
上限値を与える手段（関数発生器）を具備し、燃料流量
（あるいはその設定値）を前記許容上限値と比較し、こ
れを超えた場合に燃料電池発電システムを自動停止させ
る。

【００２９】従って、燃料電池発電システム内部で過大
や燃料リークが発生し、その結果、供給燃料が増大する
方向に制御されて、供給燃料が前記許容上限値を超えた
場合に、運転を自動停止させることから、燃料リークに
対してシステムの安全を確保することができるようにな
る。

【００３０】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００３１】［６］ 第６には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記燃料電池本
体に供給される燃料ガスの流量を検出する検出手段と、
前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
もしくは負荷量対応に燃料流量の異常検出基準値を与え
る手段と、この異常検出基準値を比較基準に前記燃料ガ
スの検出流量を比較し、当該燃料ガスの検出流量が前記
比較基準を超えると信号（燃料リーク信号）を発生する
比較手段と、この比較手段からの信号（燃料リーク信
号）により警報信号を発報するシステム制御手段とを設
けた構成とする。

【００３２】この発明では、電池電流や電池の負荷に応
じて予め定めた燃料供給流量あるいはその設定値の許容
上限値を与える手段（関数発生器）を具備し、燃料流量
（あるいはその設定値）を前記許容上限値と比較し、こ
れを超えた場合に警報信号を発報させる。

【００３３】従って、燃料電池発電システム内部で過大
や燃料リークが発生し、その結果、供給燃料が増大する
方向に制御されて、供給燃料が前記許容上限値を超えた
場合に、警報信号が発せられて、いち早くオペレータや
運転管理者に知らせることができることから、燃料リー
クに対してシステムの安全を確保することができるよう
になる。

【００３４】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００３５】［７］ 第７には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記燃料電池本
体に供給される燃料ガスの流量を弁開度制御により調整
する調整弁の開度もしくは燃料ガスを送り出すブロワの
回転数を検出する検出手段と、前記燃料電池本体の発生
する電気エネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前
記調整弁の開度もしくはブロワの回転数の異常検出基準
値を与える手段と、この異常検出基準値を比較基準に前
記調整弁の開度もしくはブロワの回転数の検出値を比較
し、当該検出値が前記比較基準を超えると信号（燃料リ
ーク信号）を発生する比較手段と、この比較手段からの
信号（燃料リーク信号）により燃料電池 発電システム
の停止制御を実施するシステム制御手段とを設けた構成
とする。

【００３６】この発明では、電池電流や負荷に応じて予
め定めた燃料供給流量制御弁開度（あるいはその設定
値）あるいはブロワの回転数（あるいはその設定値）に
対する許容上限値を与える手段（関数発生器）を具備
し、燃料流量制御弁開度（あるいはその設定値）あるい
はブロワの回転数（あるいはその設定値）を前記許容上
限値と比較し、これを超えた場合に燃料電池発電システ
ムを自動停止させる。

【００３７】従って、燃料電池発電システム内部で過大
な燃料リークが発生し、その結果、燃料供給弁の開度が
増大したり、ブロワの回転数が増大したりして、それが
前記許容上限値を超えた段階で、運転を自動停止させる
ことで、燃料リーク発生に際してもシステムの安全を維
持することが可能である。

【００３８】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００３９】［８］ 第８には、本発明は上記（ｉ）の
構成の燃料電池発電システムにおいて、前記燃料電池本
体に供給される燃料ガスの流量を弁開度制御により調整
する調整弁の開度もしくは燃料ガスを送り出すブロワの
回転数を検出する検出手段と、前記燃料電池本体の発生
する電気エネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前
記調整弁の開度もしくはブロワの回転数の異常検出基準
値を与える手段と、この異常検出基準値を比較基準に前
記調整弁の開度もしくはブロワの回転数の検出値を比較
し、当該検出値が前記比較基準を超えると信号を発生す
る比較手段と、この比較手段からの信号により警報発報
するシステム制御手段と、を設けた構成とする。

【００４０】この発明では、電池電流や負荷に応じて予
め定めた燃料供給流量の調整弁開度（あるいはその設定
値）あるいはブロワの回転数（あるいはその設定値）に
対する許容上限値を与える手段（関数発生器）を具備
し、燃料流量制御弁開度（あるいはその設定値）あるい
はブロワの回転数（あるいはその設定値）を前記許容上
限値と比較し、これを超えた場合に警報を発報する。

【００４１】従って、燃料電池発電システム内部で過大
な燃料リークが発生し、その結果、燃料供給流量の調整
弁の開度が増大したり、ブロワの回転数が増大したりし
て、それが前記許容上限値を超えた段階で、警報発報に
より、燃料リークという異常状態発生をいち早くオペレ
ータや運転管理者に知らせることができるようになり、
システムの安全を確保することができるようになる。

【００４２】しかも、この構成によれば、ガス検知器は
不要であり、ガス検知器を不要とした分、安価かつコン
パクトなシステムを提供できるようになる。

【００４３】（ii）次に本発明は、天然ガス、ＬＰＧ、
バイオガスなどの炭化水素を含む原燃料ガスから水素リ
ッチな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質
装置で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、こ
の燃料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応に
より電気エネルギを発生する燃料電池本体から構成され
ると共に、前記改質装置の温度を検出して前記改質装置
の温度が設定温度より低下すると前記改質装置の加熱用
バーナへの供給酸化剤ガス量を低減すべく調整制御する
調整機能を有する燃料電池発電システムを対象とするも
のであって、 ［９］ 第９には、前記改質装置の加熱用バーナに供給
される酸化剤ガスの流量を検出する検出手段と、前記燃
料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値もしく
は負荷量対応に前記改質装置の加熱用バーナへの供給酸
化剤ガス量の異常検出基準値を与える手段と、この異常
検出基準値を比較基準に前記酸化剤ガスの検出流量を比
較し、当該検出流量が前記比較基準に至ると信号（燃料
リーク信号）を発生する比較手段と、この比較手段から
の信号（燃料リーク信号）により燃料電池発電システム
の停止制御を実施するシステム制御手段とを設けた構成
とする。

【００４４】この発明では、電池電流や負荷に応じて予
め定めた改質装置バーナ燃焼用空気流量（あるいはその
設定値）の許容下限値を与える手段（関数発生器）を具
備し、改質装置バーナ燃焼用空気流量（あるいはその設
定値）が前記許容上限値を超えた場合に燃料電池発電シ
ステムを自動停止させる。

【００４５】従って、燃料電池発電システム内部で過大
な燃料リークが発生した結果、改質器の温度が低下し、
それに応じて改質装置バーナへの燃焼用空気供給量が絞
り込まれた場合に、その時の流量条件が下限値を下回っ
た段階で、運転を自動停止させることで、システムの安
全を確保することができるようになる。

【００４６】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００４７】［１０］ 第１０には、本発明は上記（i
i）の構成の燃料電池発電システムにおいて、前記改質
装置の加熱用バーナに供給される酸化剤ガスの流量を検
出する検出手段と、前記燃料電池本体の発生する電気エ
ネルギの出力電流値もしくは負荷量対応に前記改質装置
の加熱用バーナへの供給酸化剤ガス量の異常検出基準値
を与える手段と、この異常検出基準値を比較基準に前記
酸化剤ガスの検出流量を比較し、当該検出流量が前記比
較基準に至ると信号（燃料リーク信号）を発生する比較
手段と、この比較手段からの信号（燃料リーク信号）に
より警報発報するシステム制御手段とを設けた構成とす
る。

【００４８】この発明では、電池電流や負荷に応じて予
め定めた改質装置バーナ燃焼用空気流量（あるいはその
設定値）の許容下限値を与える手段（関数発生器）を具
備し、改質装置バーナ燃焼用空気流量（あるいはその設
定値）が前記許容上限値を超えた場合に警報発報させ
る。

【００４９】従って、燃料電池発電システム内部で過大
な燃料リークが発生した結果、改質器の温度が低下し、
それに応じて改質装置バーナへの燃焼用空気供給量が絞
り込まれた場合に、その時の流量条件が下限値を下回っ
た段階で、警報発報されることにより、燃料リークとい
う異常状態発生をいち早くオペレータや運転管理者に知
らせることができるようになり、システムの安全を確保
することができるようになる。

【００５０】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００５１】［１１］ 第１１には、本発明は上記（i
i）の構成の燃料電池発電システムにおいて、前記改質
装置の加熱用バーナへの供給酸化剤ガスの流量を弁開度
制御により調整する調整弁の開度もしくは酸化剤ガスを
送り出すブロワの回転数を検出する検出手段と、前記燃
料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値もしく
は負荷量対応に前記調整弁の開度もしくはブロワの回転
数の異常検出基準値を与える手段と、この異常検出基準
値を比較基準に前記酸化剤ガスの検出流量を比較し、当
該検出流量が前記比較基準に至ると信号（燃料リーク信
号）を発生する比較手段と、この比較手段からの信号
（燃料リーク信号）により燃料電池発電システムの停止
制御を実施するシステム制御手段とを設けた構成とす
る。

【００５２】この発明では、電池電流や負荷に応じて予
め定めた改質装置バーナ燃焼用空気流量制御弁開度（あ
るいはその設定値）の許容下限値を与える手段（関数発
生器）を具備し、改質装置バーナ燃焼用空気流量（ある
いはその設定値）を前記許容下限値と比較し、これを下
回った場合に燃料電池発電システムを自動停止させる。

【００５３】従って、燃料電池発電システム内部で過大
な燃料リークが発生した結果、改質器の温度が低下し、
それに応じてバーナ空気が絞り込まれた場合に、バーナ
空気流量制御弁の条件が下限値を下回った段階で、運転
を自動停止させることで、システムの安全を確保するこ
とができるようになる。

【００５４】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００５５】［１２］ 第１２には、本発明は上記（i
i）の構成の燃料電池発電システムにおいて、前記改質
装置の加熱用バーナへの供給酸化剤ガスの流量を弁開度
制御により調整する調整弁の開度もしくは酸化剤ガスを
送り出すブロワの回転数を検出する検出手段と、前記燃
料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値もしく
は負荷量対応に前記調整弁の開度もしくはブロワの回転
数の異常検出基準値を与える手段と、この異常検出基準
値を比較基準に前記酸化剤ガスの検出流量を比較し、当
該検出流量が前記比較基準に至ると信号（燃料リーク信
号）を発生する比較手段と、この比較手段からの信号
（燃料リーク信号）により警報発報するシステム制御手
段とを設けた構成とする。

【００５６】この発明では、電池電流や負荷に応じて予
め定めた改質装置バーナ燃焼用空気流量制御弁開度（あ
るいはその設定値）の許容上限値を与える手段（関数発
生器）を具備し、改質装置バーナ燃焼用空気流量（ある
いはその設定値）を前記許容下限値と比較し、これを下
回った場合に警報信号を発報する。

【００５７】従って、燃料電池発電システム内部で過大
な燃料リークが発生した結果、改質器の温度が低下しそ
れに応じてバーナ空気が絞り込まれた場合に、バーナ空
気流量制御弁の条件が下限値を下回った段階で、その異
常状態を警報の形で出力させ、いち早くオペレータや運
転管理者に知らせることができることにより、システム
の安全を維持することが可能になる。

【００５８】しかも、この構成によれば、燃料リークの
検出にガス検知器は不要であり、ガス検知器を不要とし
た分、安価かつコンパクトなシステムを提供できるよう
になる。

【００５９】

【発明の実施の形態】本発明は、燃料電池発電システム
の小型化とコストダウンを図るために、可燃ガス検知器
は用いず、システム内の状態量の異常状態を知り、これ
より、過大な燃料リークの存在を判定して警報出力や自
動停止操作を行うことができるようにする技術を提供す
るもので、以下、本発明による燃料電池発電システムの
実施の形態例について、図面に従って詳しく説明する。

【００６０】（第１の実施の形態）この実施形態は、上
記の［課題を解決するための手段］における［１］項お
よび［２］項の発明に対応するものであってこの第１の
実施の形態に示す例は、燃料電池に供給する燃料流量設
定値に対する上限リミット値と供給燃料が本リミット値
に至った場合にシステムの保護機能により燃料電池発電
システムを自動停止させる手段を設けることで、また、
燃料電池に供給する燃料流量設定値に対する上限リミッ
ト値と供給燃料が本リミット値に至った場合にシステム
の警報機能により警報信号を発報する手段を設けること
で改善するようにしたもので、その詳細を以下説明す
る。

【００６１】第１の実施の形態を図１に示す。図におい
て、１は改質器、２はバーナ、３は温度計、４は温度設
定器、５は温度制御器、６はバーナ燃料調整弁、７は一
酸化炭素変成器、８は燃料電池燃料調整器、９は燃料電
池本体、１０は燃料電池出力電流検出器である。また、
１１は関数器、１２は制御器、１３は乗算器、１４はＫ
乗算器、１５は低値選択器、２０はシステム制御装置で
ある。

【００６２】これらのうち、改質器１は、天然ガス、Ｌ
ＰＧ、バイオガスなどのような炭化水素を含む原燃料ガ
スの供給を受けてこの原燃料ガスを水蒸気にて改質して
水素を生成し、この生成した改質ガスを一酸化炭素変成
器７に供給するものであり、バーナ２は、改質器１にお
けるその改質のために必要な熱を発生するためのもの
で、改質器１の熱源となるものである。このバーナ２は
水素ガスを燃焼させて熱を発生させるようにしている。
なお、バーナ２には、失火／燃焼を監視するために、光
学的あるいは機械的に或いは電気的に火の状態を検知す
る燃焼検知器２ａを備えている。

【００６３】また、温度計３は、この改質器１における
温度を検出するためのものであり、検出した温度対応の
出力（温度検出信号）を発生するものである。温度設定
器４は、改質器１における温度を設定するためのもので
あり、温度制御器５は、この温度設定器４の設定温度値
を基準に温度計３の出力する温度検出信号値を比較して
改質器１の温度が設定値に保たれるような制御出力を発
生するものであり、バーナ燃料調整弁６は、この温度制
御器５からの制御出力対応に弁の開度を調整してバーナ
２への供給水素ガス量を自動調整する流量調整弁であ
る。

【００６４】また、燃料電池燃料調整器８は、流量調整
弁あるいは燃料流量調整ブロワなどから構成され、改質
器１に供給される原燃料を、低値選択器１５からの制御
出力対応に弁開度や燃料流量調整ブロワ回転数を調整す
ることで、供給量自動調整する調整器である。

【００６５】一酸化炭素変成器７は、改質器１により改
質されて送り出されて来る改質ガスからこのガス中に含
まれる一酸化炭素成分を、二酸化炭素と水素に変換し、
燃料電池本体９に供給するためのものであり、改質ガス
中に含まれる電池触媒の被毒成分となる一酸化炭素を除
去し、より水素濃度の高いガスを得るためのものであ
る。

【００６６】また、燃料電池本体９は大気中の酸素と前
記一酸化炭素変成器７から供給される水素とを電気化学
反応させることにより直流電力を発生させるものであ
る。なお、燃料電池本体９において余剰となる水素はバ
ーナ燃料調整弁６を介して前記バーナ２に供給されるよ
うになっており、バーナ２での燃料として使用される構
成となっている。

【００６７】燃料電池出力電流検出器１０は、燃料電池
本体９が発生して出力する電流値を検出してその値対応
の電流検出信号として出力するものである。

【００６８】また、関数器１１は、予め設定された所定
の特性の関数に従って、入力値対応の出力値を得るもの
であって、燃料電池出力電流検出器１０の出力する電流
検出信号対応に原燃料の基準設定流量を与える関数が設
定されており、電流検出信号対応の基準設定流量を発生
するものである。

【００６９】制御器１２は、関数器１１にて与えられる
原燃料の基準設定流量と、 温度計３から出力される改
質器１の検出温度（改質器温度１８）と、改質器１の温
度設定値を与える温度設定器４からの設定値１９との偏
差から前記基準設定流量に補正を加える補正係数を得る
ものである。

【００７０】乗算器１３は、前記基準設定流量に前記制
御器１２からの、補正係数を乗ずるものであり、Ｋ乗算
器１４は、前記関数器１１の出力する前記基準設定流量
をＫ倍する乗算器であり、低値選択器１５は、Ｋ乗算器
１４の出力と乗算器１３の出力のうち、低い方を選択し
て燃料流量設定値１７として出力し、燃料電池燃料調整
器８の弁開度制御や燃料流量調整ブロワの回転数制御に
供するものである。

【００７１】燃料電池燃料調整器８は、改質器１に供給
される原燃料を、この燃料流量設定値１７対応に調整し
てその供給量を自動調整することになり、結果として、
改質器１より一酸化炭素変成器７を経て燃料電池本体９
に供給される燃料の供給量に対する調整要素の一つとし
ての役割を担う。

【００７２】なお、システム制御装置２０は、本燃料電
池発電システムの運転から停止までの制御の中枢を司る
もので、正常時の制御の他、改質器温度１８の低下、改
質器バーナ２の失火、電池電圧の低下等を監視して、こ
れらの発生に対しての保護に必要な制御を行い、また、
警報を発令すると共に、燃料電池発電システムの自動停
止をするといった機能を有する。

【００７３】このような構成の本システムは、天然ガ
ス、ＬＰＧ（液化プロパンガス）、バイオガスなどのよ
うな炭化水素を含む原燃料ガスを燃料電池燃料調整器８
を介して改質器１に送り、この改質器１において当該原
燃料ガスを水蒸気で改質して水素を生成する。この改質
反応は大きな吸熱反応であり、そのために必要となる熱
は燃料電池本体で余剰となった水素（未反応水素）を改
質器１に設けたバーナ２に送ってここで燃焼させること
により供給する。そして、このようにして改質器１によ
り改質されたガスを一酸化炭素変成器７に送り、改質ガ
ス中に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素と水素に変換す
る。

【００７４】そして、この一酸化炭素変成器７を介して
得た水素と、大気中の酸素とを燃料電池本体９に供給し
て電気化学反応させ、直流電力を発生させる。

【００７５】ここで、改質器１はバーナ２の燃焼による
熱を用いて原燃料ガスを水蒸気で改質するが、温度制御
のために、改質器１には温度検出器３があり、現在の改
質器１の検出温度（改質器温度１８）を得ている。そし
て、温度制御器５は改質器１の温度設定値を与える温度
設定器４からの温度設定値１９を基準に温度計３の出力
する温度検出信号値を比較して改質器１の温度が設定値
１９に保たれるような制御出力を発生する。そして、こ
の制御出力はバーナ燃料調整弁６に与えられ、当該バー
ナ燃料調整弁６は、この温度制御器５からの制御出力対
応に弁の開度を調整してバーナ２への供給水素ガス量を
自動調整する結果、改質器１は設定温度に保たれる。

【００７６】一方、改質器温度１８と改質器１の温度設
定値１９との差分が制御器１２に与えられる。そして、
制御器１２は差分対応に補正係数を得、この得た補正係
数を乗算器１３に与える。また、燃料電池本体９の電流
値が燃料電池出力電流検出器１０により検出され、関数
器１１に与えられ、関数器１１はこの検出電流値対応に
原燃料の基準設定流量を発生する。そして、当該原燃料
の基準設定流量を乗算器１３に与える。

【００７７】乗算器１３は原燃料の基準設定流量に制御
器１２からの補正係数を乗じて補正済みの基準設定流量
を発生させる。すなわち、燃料電池本体９の出力電流値
対応に関数器１１から得られた原燃料の前記基準設定流
量に対し、改質器温度１８と改質器１の温度設定値１９
との偏差対応に制御器１２にて得た補正係数を用いて乗
算器１３にて補正を加えて、補正済みの基準設定流量を
得る。そして、これを低値選択器１５に与える。

【００７８】また、関数器１１にて与えられる原燃料の
基準設定流量に対してＫ乗算器１４にてＫ倍したものを
低値選択器１５に与える。すると、低値選択器１５は、
Ｋ乗算器１４の出力と乗算器１３の出力のうち、低い方
を選択して燃料流量設定値１７として出力し、燃料電池
燃料調整器８の制御に供する。

【００７９】燃料電池燃料調整器８は、この燃料流量設
定値１７対応に弁の開度調整あるいは燃料流量調整ブロ
ワの回転数を制御して改質器１への原燃料の供給量を設
定値１７対応に自動調整することになる。Ｋの値を適宜
に大きくとっておくことで、燃料ガスリークなどがない
正常状態での運転時は、低値選択器１５は、乗算器１３
にて補正を加えた補正済みの基準設定流量を選択して燃
料流量設定値１７として出力することから、燃料電池燃
料調整器８は、改質器１への原燃料供給量を、この燃料
流量設定値１７対応に自動調整する。従って、燃料電池
本体９の出力電流値と改質器温度対応に燃料電池本体９
への水素供給が成されるので、燃料電池発電システムの
ケース内に燃料漏洩のない正常状態においては正常な運
転が実施されることになる。

【００８０】これに対し、何らかの故障や障害発生によ
り、燃料電池発電システムのケース内に燃料漏洩（燃料
ガスリーク）が発生した場合には、燃料電池本体９から
弁６を介してバーナ２に流れる未反応の水素（余剰水
素）が減少するため、バーナ２への水素供給量が少なく
なり、燃焼温度が低下して改質器温度１８が低下する。
これに対し、制御器１２は前記改質器温度１８を設定速
度に保つべく、その出力する補正係数を増大させ、この
補正係数を乗算器１３に与える。そして、乗算器１３は
関数器１１から出力される電池電流１６対応の原燃料基
準設定流量に当該補正係数分の補正をする。その結果、
燃料流量設定値１７も増大していく。

【００８１】しかしながら、低値選択器１５により乗算
器１３の出力とＫ乗算器１４の出力のうちの小さい方が
選択されて燃料流量設定値１７となる構成であり、燃料
電池出力電流検出器１０の出力する電池電流検出値１６
に応じた基準設定流量にＫ倍を乗じた上限値を有する構
成であることから、過度の燃料あるいは水素リークが発
生した場合には、本上限値によって燃料供給の増加が抑
制される。

【００８２】そして、この状態となった場合には、安全
上問題があるレベルまでの燃料の漏洩があるものと判定
するトリガとして、すなわち、システム制御装置２０に
判定処理を開始させるきっかけとして利用するが、その
判定の基準は、一方的な改質器温度１８の低下（温度検
出器３の検出出力の異常な低下）、失火検知のための燃
焼検知器２ａの出力を用いての改質器バーナ２の失火、
または電池電圧の低下（燃料電池出力電流検出器１０の
検出値の低下）といった現象がシステム内で競合して起
こることを参酌して定める。

【００８３】すなわち、システム制御装置２０ではこれ
らの検出情報を元に改質器温度１８の低下、改質器バー
ナ２の失火、または電池電圧の低下が複合して発生した
ことを知った段階で、異常と判断する。これら異常に対
しての必要な保護処置および警報発令を行うことで、燃
料電池発電システムを緊急に自動停止させるか、または
停止に至る前段で警報自動発報による運用者への緊急事
態発生を知らせ、必要な処置が講じられない場合にはそ
の後に緊急停止させるといった制御を行って安全を確保
する。

【００８４】ここで、Ｋ乗算器１４にて用いるＫの値
は、例えば、以下のように定めるものである。今、１
［ｍ³／ｈ］の原燃料であるメタン（ＣＨ₄）がシステム
に供給されているとする。理想状態を考えると１［ｍ³
／ｈ］のメタンから４［ｍ³／ｈ］の水素（Ｈ₂）が ＣＨ₄＋２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ₂＋ＣＯ₂ の化学式に従って生成される。

【００８５】また、今、システム内の換気が、例えば、
４０［ｍ³／ｈ］であるとすると、原燃料の２割から生
成される０．８［ｍ³／ｈ］の水素リークが起こった場
合に、システム内の水素濃度は２［％］（水素の爆発下
限界４［％］の半分である５０［％］のレベルに相当）
に達することになる。故に、例えば、水素濃度２［％］
を以て保護レベルに定め、運用するという想定の場合に
は、Ｋの値は“１．２”に定めれば良いことになる。

【００８６】尚、上記実施の形態においては、関数器１
１は燃料電池出力電流検出器１０の出力する電池電流検
出値対応に原燃料の基準設定流量を発生する構成とした
が、燃料電池出力電流検出器１０の代わり燃料電池発電
システムの負荷を測定する測定器を用い、測定した負荷
対応に原燃料の基準設定流量を発生する構成としても良
い。この場合、システム制御装置２０での監視対象とし
ての電池電流検出値の代わりに負荷とするものとする。

【００８７】以上のように、この実施形態では燃料電池
に供給する燃料流量に上限リミット値を定め、供給燃料
が当該上限リミット値に至った場合にシステムの保護機
能により燃料電池発電システムを自動停止させる手段を
設けた構成としたものである。そのため、燃料電池発電
システム内部で過大な燃料リークが発生し、供給燃料が
前記リミット値に至った段階で、システム内の燃料が不
足し、電池電圧の低下や改質器バーナの燃焼異常が発生
するなど保護機能の可動条件となる異常現象が複合して
あらわれるので、これらの監視により異常を検知するこ
とで、保護機能による運転自動停止をさせることがで
き、以て、システムの安全運転を確保することが可能と
なる。しかも、コストアップと省スペースのネックとな
っていた可燃ガス検知器を用いることなく実現できる。

【００８８】また、燃料電池に供給する燃料流量に対す
る上限リミット値と供給燃料が本リミット値に至った場
合に複合して生じるシステムの異常を検知し、この検知
により警報発令する機能を持たせたことにより、燃料リ
ークを可燃ガス検知器を用いることなく発報することが
できるようになり、システムの安全運転を確保できるよ
うになる。

【００８９】従って、この実施形態によれば、燃料電池
発電システム内に過度の燃料あるいは水素リークが発生
した場合に、これを改質器温度などで検知できるため、
可燃ガス検知器を有さずとも、燃料の漏洩を迅速かつ確
実に検知してシステムを自動停止させるなどの対処がで
きることから、システムとしての安全性を維持すること
が可能となる。この結果、検知器削減により安価かつコ
ンパクトなシステムを提供できる。

【００９０】以上の実施形態は、燃料電池発電システム
内部で過大な燃料リークが発生し、供給燃料が前記リミ
ット値に至った段階で、システム内の燃料が不足し、電
池電圧の低下や改質器バーナの燃焼異常が発生するなど
保護機能の可動条件となる異常現象が複合してあらわれ
るので、これらの監視により異常を検知する方式であっ
たが、燃料電池本体に対する燃料供給量と燃料電池の出
力との関係から燃料リーク異常を検知することができ
る。従って、その例を次に第２の実施形態として説明す
る。

【００９１】（第２の実施の形態）この実施形態は、上
記の［課題を解決するための手段］における［３］項お
よび［４］項の発明に対応するものであって、この第２
の実施の形態においては、図２に示すように燃料電池燃
料調整器８と改質器１との間の燃料供給路中に、燃料流
量計２５を設ける。この燃料流量計２５は燃料の流量対
応に燃料流量信号２６を発生するものである。尚、図２
の構成は基本的には図１で説明した第１の実施の形態の
構成と同じであり、従って、図１と同一部分には同一符
号同一名称を付してその説明はここでは省略する。但
し、図２の構成においては、燃料流量設定値１７は、関
数器１１および制御器１２および乗算器１３とから構成
される要素により得る。

【００９２】すなわち、関数器１１は、予め設定された
所定の特性の関数に従って、入力値対応の出力値を得る
ものであって、燃料電池出力電流検出器１０の出力する
電流検出信号対応に原燃料の基準設定流量を与える関数
が設定されており、電流検出信号対応の基準設定流量を
発生するものであり、制御器１２は、関数器１１にて与
えられる原燃料の基準設定流量と、温度計３から出力さ
れる改質器１の検出温度（改質器温度１８）と、改質器
１の温度設定値を与える温度設定器４からの設定値１９
との偏差から前記基準設定流量に補正を加える補正係数
を得るものであり、乗算器１３は、前記基準設定流量に
前記制御器１２からの、補正係数を乗ずるものであり、
この乗算器１３にて補正されたものを燃料流量設定値１
７として用いるようにする。

【００９３】また、ここでは、図２に示すように、燃料
電池発電システムは、燃料流量２６と、その設定値であ
る燃料流量設定値１７との偏差から燃料弁開度あるいは
燃料流量調整ブロワ回転数などの燃料制御情報２４を与
える燃料制御器２２、電流検出器１０にて検出された電
池電流（あるいは負荷でも良い）１６に応じて前記燃料
電池燃料調整器８における調整弁開度あるいは燃料流量
調整ブロワの回転数などの燃料制御情報２４の上限値を
与える関数器２１、この関数器２１の出力する燃料制御
情報２４と燃料制御器２２の出力する燃料制御情報２４
のうち、低い方を選択して出力する低値選択器２３を有
する。

【００９４】このような構成の本システムは、炭化水素
を含む原燃料ガスを燃料電池燃料調整器８を介して改質
器１に送り、ここで当該原燃料ガスを水蒸気で改質して
水素を生成する。この改質反応に必要な熱は燃料電池本
体９で余剰となった水素（未反応水素）を改質器１に設
けたバーナ２に送って燃焼させることにより供給する。
そして、改質器１により改質されたガスを一酸化炭素変
成器７に送り、改質ガス中に含まれる一酸化炭素を二酸
化炭素と水素に変換する。

【００９５】この一酸化炭素変成器７を介して得た水素
と、大気中の酸素とを燃料電池本体９に供給して電気化
学反応させ、直流電力を発生させる。

【００９６】ここで、改質器１はバーナ２の燃焼による
熱を用いて原燃料ガスを水蒸気で改質するが、温度制御
のために、改質器１には温度検出器３があり、現在の改
質器１の検出温度（改質器温度１８）を得ている。そし
て、温度制御器５は改質器１の温度設定値を与える温度
設定器４からの温度設定値１９を基準に温度計３の出力
する温度検出信号値を比較して改質器１の温度が設定値
１９に保たれるような制御出力を発生する。そして、こ
の制御出力はバーナ燃料調整弁６に与えられ、当該バー
ナ燃料調整弁６は、この温度制御器５からの制御出力対
応に弁の開度を調整してバーナ２への供給水素ガス量を
自動調整する結果、改質器１は設定温度に保たれる。

【００９７】一方、改質器温度１８と改質器１の温度設
定値１９との差分が制御器１２に与えられる。そして、
制御器１２は差分対応に補正係数を得、この得た補正係
数を乗算器１３に与える。また、燃料電池本体９の電流
値が燃料電池出力電流検出器１０により検出され、関数
器１１に与えられ、関数器１１はこの検出電流値対応に
原燃料の基準設定流量を発生する。そして、当該原燃料
の基準設定流量を乗算器１３に与える。

【００９８】乗算器１３は原燃料の基準設定流量に制御
器１２からの補正係数を乗じて補正済みの基準設定流量
を発生させる。すなわち、燃料電池本体９の出力電流値
対応に関数器１１から得られた原燃料の前記基準設定流
量に対し、改質器温度１８と改質器１の温度設定値１９
との偏差対応に制御器１２にて得た補正係数を用いて乗
算器１３にて補正を加えて、補正済みの基準設定流量を
得、これを燃料流量設定値１７として出力する。

【００９９】また、改質器１への原燃料供給路中に、燃
料流量計２５があり、この燃料流量計２５は燃料の流量
対応に燃料流量信号２６を発生する。これら燃料流量信
号２６と燃料流量設定値１７の偏差分が燃料制御器２２
に与えられ、燃料制御器２２はこの偏差から調整弁開度
あるいは燃料流量調整ブロワ回転数などの燃料制御情報
２４を求める。そして、この燃料制御情報２４を低値選
択器２３に与える。

【０１００】また、電流検出器１０にて検出された電池
電流値（あるいは負荷でも良い）１６が関数器２１に与
えられており、この関数器２１は当該電池電流値１６に
対応した前記燃料電池燃料調整器８における燃料流量の
調整弁開度あるいは燃料流量調整ブロワの回転数などの
燃料制御情報２４の上限値を発生する。そして、これを
低値選択器２３に与える。

【０１０１】低値選択器２３はこの関数器２１の出力す
る燃料制御情報２４と燃料制御器２２の出力する燃料制
御情報２４のうち、低い方を選択してこれを燃料制御情
報２４として出力し、前記燃料電池燃料調整器８に与え
る。燃料電池燃料調整器８はこの燃料制御情報２４対応
に自己の構成要素である調整弁の開度あるいは燃料流量
調整ブロワの回転数を燃料制御情報２４対応に自動調整
する。その結果、改質器１に供給される原燃料量が調整
されることから、改質器１から一酸化炭素変成器７を介
して燃料電池本体９へ供給される水素量は、電池電流値
（あるいは負荷）１６に対応した量に自動制御される。
但し、関数器２１で与えられ電池電流値（あるいは負
荷）１６対応の上限値を限度規制されることになるが、
正常時にはこのような上限値に至るような事態は発生し
ない。

【０１０２】従って、燃料電池本体９の出力電流値対応
に燃料電池本体９への水素供給が成されるので、燃料電
池発電システムのケース内に燃料漏洩のない正常状態に
おいては正常な運転が実施されることになる。以上は正
常状態での制御動作である。

【０１０３】これに対し、何らかの故障や障害発生によ
り、燃料電池発電システムのケース内に燃料漏洩が生じ
た場合には、燃料電池本体９から弁６を介してバーナ２
に流れる未反応の水素（余剰水素）が減少するため、バ
ーナ２への水素供給量が少なくなり、燃焼温度が低下し
て改質器温度１８が低下する。

【０１０４】これに対し、上述のように改質器温度を適
切に保つために、燃料流量設定値１７が増大していき、
これと燃料流量２６との偏差分とから燃料制御器２２は
燃料流量の調整弁開度あるいは燃料流量調整ブロワ回転
数などの燃料制御情報２４を求める。そして、この燃料
制御情報２４を低値選択器２３に与える。

【０１０５】また、電流検出器１０にて検出された電池
電流値（あるいは負荷）１６が関数器２１に与えられて
おり、この関数器２１は当該電池電流値１６に対応した
前記燃料電池燃料調整器８における燃料流量の調整弁開
度あるいは燃料流量調整ブロワの回転数などの燃料制御
情報２４の上限値を発生する。そして、これを低値選択
器２３に与える。

【０１０６】低値選択器２３はこの関数器２１の出力す
る燃料制御情報２４と燃料制御器２２の出力する燃料制
御情報２４のうち、低い方を選択してこれを燃料制御情
報２４として出力し、前記燃料電池燃料調整器８に与え
る。燃料電池燃料調整器８はこの燃料制御情報２４対応
に自己の構成要素である調整弁の開度あるいは燃料流量
調整ブロワの回転数を燃料制御情報２４対応に自動調整
する結果、改質器１への原燃料流量が調整されることに
なり、改質器１から一酸化炭素変成器７を介して燃料電
池本体９へ供給される水素量は、電池電流値（あるいは
負荷）１６と改質器温度に対応した量に自動制御され
る。但し、燃料漏洩が大きい場合には、関数器２１で与
えられ電池電流値（あるいは負荷）１６対応の上限値に
やがて達するので、燃料制御情報２４は当該限度値に張
り付くことになる。

【０１０７】この上限値を水素リーク発生の場合の要注
意レベルに設定しておくことで、爆発の危険が迫るよう
なリーク量以前に収まる上限値にて燃料供給の増加が抑
制される。そして、この上限値に到達したことによって
この場合には、安全上問題があるレベルまでの燃料の漏
洩があるものと判定して対処する必要が生じる。

【０１０８】よってこの場合には、この上限値に達した
ことを以て、システム制御装置２０に判定処理を開始さ
せるトリガとするが、その判定の基準は、一方的な改質
器温度１８の低下（温度検出器３の検出出力の異常な低
下）、失火検知のための燃焼検知器２ａの出力を用いて
の改質器バーナ２の失火、または電池電圧の低下（燃料
電池出力電流検出器１０の検出値の低下）といった現象
がシステム内で競合して起こることを参酌して定める。

【０１０９】本システムでは、その判定は、一方的な改
質器温度１８の低下、改質器バーナ２の失火検知、また
は電池電圧の低下が生じたことを以て異常発生と判断す
る。システム制御装置２０ではこれらの検出情報を元に
改質器温度１８の低下、改質器バーナ２の失火、または
電池電圧の低下が複合して発生したことを知るので、こ
れら異常に対しての必要な保護処置および警報発令を行
うことで、燃料電池発電システムを緊急に自動停止させ
るか、または停止に至る前段で警報自動発報による運用
者への緊急事態発生を知らせ、必要な処置が講じられな
い場合にはその後に緊急停止させるといった制御を行っ
て安全を確保する。

【０１１０】このように、燃料が漏洩した場合には、燃
料電池本体９から流出する未反応の水素が減少するた
め、改質器温度が低下するが、これに対し、第１の実施
の形態で説明したと同様に改質器温度を適切に保つよ
う、燃料流量設定値１７を増大させていき、この結果、
燃料弁開度あるいは燃料流量調整ブロワ回転数１１が増
大していくように制御するが、電池電流値（あるいは負
荷）１６に応じた上限値を有するため、過度の燃料ある
いは水素リークが発生した場合には本上限値によって燃
料供給の増加が抑制されるようにした。そして、この場
合に、一方的に改質器温度の低下、改質器バーナ２の失
火、または電池電圧の低下がシステム内で起こることか
ら、第１の実施の形態と同様、これらの情報からシステ
ム制御装置２０に安全上問題があるレベルまでの燃料の
漏洩があるものと判定させるようにし、当該システム制
御装置２０にこれらの保護動作あるいは警報発令させる
ようにすることで、燃料電池発電システムを自動停止さ
せたり、あるいは自動停止の前段で警報の自動発報によ
るユーザへの燃料リーク故障発生を知らせることができ
るようにした。

【０１１１】従って、本実施形態によれば、燃料電池発
電システム内に過度の燃料あるいは水素リークが発生し
た場合、これを改質器温度などで検知して、燃料電池発
電システムの自動停止などの対処をすることができるた
め、可燃ガス検知器を有さずとも、燃料の漏洩を迅速か
つ確実に検知して、安全性を維持することが可能とな
る。この結果、検知器削減により安価かつコンパクトな
システムを提供できる。

【０１１２】以上は、燃料電池本体に供給する水素燃料
の燃料流量と燃料電池出力の関係から燃料の供給制御を
実施すると共に、運転中における一方的な改質器温度の
低下やバーナの失火または電池電圧の低下が競合してシ
ステム内で起こることを以て、燃料の異常なリークを検
知し、安全を確保するようにしたものである。燃料のリ
ーク検出だけならばもっと簡易に検知できる構成がある
ので、次にその実施形態を説明する。

【０１１３】（第３の実施の形態）この実施形態は、上
記の［課題を解決するための手段］における［５］項お
よび［６］項の発明に対応するものであって、この第３
の実施の形態は、図３に示すように、燃料電池発電シス
テムの電池電流値（あるいは負荷）１６に応じて燃料流
量２６の異常検出基準値を与える関数器３２と、この関
数器３２からの出力を比較基準に、燃料流量計２５から
の燃料流量２６の値を比較し、燃料流量２６が比較基準
を超えると燃料リーク信号を発生する比較器３１によ
り、リーク検出器を構成する。そして、このリーク検出
器を図５に示す如きの燃料電池発電システムに適用す
る。

【０１１４】図５の燃料電池発電システムは、基本的に
は図２の構成を踏襲するものであるが、乗算器１３の出
力を燃料流量設定値１７として燃料電池燃料調整器８に
与えて燃料供給の調整をする構成である。

【０１１５】乗算器１３は原燃料の基準設定流量に制御
器１２からの補正係数を乗じて補正済みの基準設定流量
を発生させる。すなわち、燃料電池本体９の出力電流値
対応に関数器１１から得られた原燃料の前記基準設定流
量に対し、改質器温度１８と改質器１の温度設定値１９
との偏差対応に制御器１２にて得た補正係数を用いて乗
算器１３にて補正を加え、補正済みの基準設定流量を得
て、これを燃料流量設定値１７として出力する。

【０１１６】また、システム制御装置２０Ａを設けてこ
のシステム制御装置２０Ａには、燃料リーク信号の監視
機能を持たせ、燃料リーク信号の発生が予め設定した所
定時間以上継続するときは、燃料電池運転の保護動作あ
るいは警報発令させるようにすることで、燃料電池発電
システムを自動停止させたり、あるいは自動停止の前段
で警報の自動発報によるユーザへの燃料リーク故障発生
を知らせることができるようにしてある。

【０１１７】このような構成の本システムは、炭化水素
を含む原燃料ガスを改質器１に送り、ここで当該原燃料
ガスを水蒸気で改質して水素を生成する。この改質反応
に必要な熱は燃料電池本体９で余剰となった水素（未反
応水素）を改質器１に設けたバーナ２に送って燃焼させ
ることにより供給する。そして、改質器１により改質さ
れたガスを一酸化炭素変成器７に送り、改質ガス中に含
まれる一酸化炭素を二酸化炭素と水素に変換する。

【０１１８】この一酸化炭素変成器７を介して得た水素
と、大気中の酸素とを燃料電池本体９に供給して電気化
学反応させ、直流電力を発生させる。

【０１１９】ここで、改質器１はバーナ２の燃焼による
熱を用いて原燃料ガスを水蒸気で改質するが、温度制御
のために、改質器１には温度検出器３があり、現在の改
質器１の検出温度（改質器温度１８）を得ている。そし
て、温度制御器５は改質器１の温度設定値を与える温度
設定器４からの温度設定値１９を基準に温度計３の出力
する温度検出信号値を比較して改質器１の温度が設定値
１９に保たれるような制御出力を発生する。そして、こ
の制御出力はバーナ燃料調整弁６に与えられ、当該バー
ナ燃料調整弁６は、この温度制御器５からの制御出力対
応に弁の開度を調整してバーナ２への供給水素ガス量を
自動調整する結果、改質器１は設定温度に保たれる。

【０１２０】一方、改質器温度１８と改質器１の温度設
定値１９との差分が制御器１２に与えられる。そして、
制御器１２は差分対応に補正係数を得、この得た補正係
数を乗算器１３に与える。また、燃料電池本体９の電流
値が燃料電池出力電流検出器１０により検出され、関数
器１１に与えられ、関数器１１はこの検出電流値対応に
原燃料の基準設定流量を発生する。そして、当該原燃料
の基準設定流量を乗算器１３に与える。

【０１２１】乗算器１３は原燃料の基準設定流量に制御
器１２からの補正係数を乗じて補正済みの基準設定流量
を発生させる。すなわち、燃料電池本体９の出力電流値
対応に関数器１１から得られた原燃料の前記基準設定流
量に対し、改質器温度１８と改質器１の温度設定値１９
との偏差対応に制御器１２にて得た補正係数を用いて乗
算器１３にて補正を加えて、補正済みの基準設定流量を
得、これを燃料流量設定値１７として出力する。

【０１２２】そして、これを燃料電池燃料調整器８に与
える。燃料電池燃料調整器８はこの燃料流量設定値１７
対応に自己の構成要素である燃料流量の調整弁の開度あ
るいは燃料流量調整ブロワの回転数を自動調整する。そ
の結果、改質器１へ供給される原燃料量は、電池電流値
１６と改質器温度に対応した量に自動制御される。な
お、電池電流値の代わりに燃料電池負荷でも良い。

【０１２３】改質器１への原燃料量が電池電流値１６と
改質器温度に対応した量に調整される結果、改質器１か
ら一酸化炭素変成器７を経て燃料電池本体９に供給され
る水素量は燃料電池本体９の出力電流値と改質器温度対
応に自動制御されるので、燃料電池発電システムのケー
ス内に燃料漏洩のない正常状態においては正常な運転が
実施されることになる。

【０１２４】また、このとき、図３に示すリーク検出器
は、その構成要素である関数器３２が、電池電流値（あ
るいは負荷）１６に応じて燃料流量２６の異常検出基準
値を与え、この関数器３２からの出力を比較基準に、比
較器３１は燃料流量計２５からの燃料流量２６の値を比
較するが、燃料電池発電システムは正常状態にあるの
で、燃料流量２６が比較基準を超えることはない。従っ
て、リーク検出器からは燃料リーク信号は発生しない。

【０１２５】一方、何らかの故障や障害発生により、燃
料電池発電システムのケース内に燃料漏洩が発生した場
合には、燃料電池本体９から弁６を介してバーナ２に流
れる未反応の水素（余剰水素）が減少するため、バーナ
２への水素供給量が少なくなり、燃焼温度が低下して改
質器温度１８が低下する。

【０１２６】これに対し、上述のように改質器温度を適
切に保つために、燃料流量設定値１７が増大していき、
燃料電池燃料調整器８における調整弁開度あるいは燃料
流量調整ブロワの回転数などの燃料供給制御が成され
る。

【０１２７】また、このとき、図３に示すリーク検出器
は、その構成要素である関数器３２が、電池電流値（あ
るいは負荷）１６に応じて燃料流量２６の異常検出基準
値を与え、この関数器３２からの出力を比較基準に、比
較器３１は燃料流量計２５からの燃料流量２６の値を比
較する。そして、この場合、燃料電池発電システムは燃
料リークの異常状態にあるので、燃料流量２６はやがて
比較基準を超える。そして、燃料流量２６が比較基準を
超えた段階で図３に示すリーク検出器は燃料リーク信号
を発生することとなる。この結果、この燃料リーク信号
から、運転中の燃料電池発電システムは燃料リークの異
常状態にあることがわかる。

【０１２８】従って、システム制御装置２０Ａに燃料リ
ーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生が
予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池運
転の保護動作あるいは警報発令させるようにすること
で、燃料電池発電システムを自動停止させたり、あるい
は自動停止の前段で警報の自動発報によるユーザへの燃
料リーク故障発生を知らせることができるようになる。

【０１２９】このように、燃料が漏洩した場合には、燃
料電池本体から流出する未反応の水素が減少するため、
改質器温度が低下し、これに対して、第１、第２の実施
の形態で説明した通り、改質器温度を適切に保つべく、
燃料流量を増大させるように制御するが、電池電流ある
いは負荷に応じた上限値を与える関数器を設けたため、
過度の燃料あるいは水素リークが発生した場合には本上
限値によって燃料リーク信号が出力されることになり、
この燃料リーク信号に時限要素を付加して安全管理する
べく、システム制御装置に保護および警報機能を持たせ
たことで、異常な燃料リーク発生時には燃料電池発電シ
ステムを自動停止させることができ、また前段で警報を
自動発報してユーザに知らせることができるようにな
る。

【０１３０】従って、第３の実施形態によれば、燃料電
池発電システム内に過度の燃料あるいは水素リークが発
生した場合、これを電池電流あるいは負荷に応じた上限
値を与える関数で検知して、燃料電池発電システムの自
動停止などの対処をすることができるため、可燃ガス検
知器を有さずとも、燃料の漏洩を迅速かつ確実に検知し
て安全性を維持することが可能となる。この結果、検知
器削減により安価かつコンパクトなシステムを提供でき
るようになる。

【０１３１】以上は、燃料のリークの検出を、電池電流
または負荷対応に定めた燃料流量上限値を基準に、燃料
電池本体に供給する水素燃料を比較し、基準値を超える
とリーク発生とするリーク検出器を用いたものであっ
た。これを燃料弁開度または燃料流量調整ブロワ回転数
が上限値に達したことを検知することでも異常な燃料リ
ークの発生を検知することができる。その例を次に第４
の実施の形態として次に説明する。

【０１３２】（第４の実施の形態）この実施形態は、上
記の［課題を解決するための手段］における［７］項お
よび［８］項の発明に対応するものであって、この第４
の実施の形態は、図４に示すように、燃料電池燃料調整
器８の構成要素である調整弁の開度または燃料流量調整
ブロワの回転数の基準となる上限値（異常の判定基準と
なる値）を電池電流値（あるいは負荷）１６に応じて与
える関数器３２と、この関数器３２からの出力を比較基
準に、燃料電池燃料調整器８の調整弁の開度または燃料
流量調整ブロワの回転数の検出値と比較し、調整弁開度
または燃料流量調整ブロワ回転数が比較基準を超えると
燃料リーク信号を発生する比較器３１により、リーク検
出器を構成する。そして、このリーク検出器を図５に示
す如きの燃料電池発電システムに適用する。

【０１３３】なお、図５の燃料電池発電システムにおい
ては、燃料電池燃料調整器８の調整弁はその開度が検出
できる構成であり、または燃料流量調整ブロワもその回
転数が検出できる構成である。そして、その検出値を図
４のリーク検出器に与える構成である。

【０１３４】また、システム制御装置２０Ａには、燃料
リーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生
が予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池
運転の保護動作あるいは警報発令させるようにすること
で、燃料電池発電システムを自動停止させたり、あるい
は自動停止の前段で警報の自動発報によるユーザへの燃
料リーク故障発生を知らせることができるようにしてあ
る。

【０１３５】このような構成の本システムは、燃料電池
発電システムのケース内に燃料漏洩がない正常時におい
ては、燃料電池本体９の出力電流値と改質器温度対応に
燃料電池本体９への水素供給が成されるように、自動制
御されるので、燃料電池発電システムのケース内に燃料
漏洩のない正常状態においては正常な運転が実施される
ことになる。

【０１３６】一方、何らかの故障や障害発生により、燃
料電池発電システムのケース内に燃料漏洩が発生した場
合には、燃料電池本体９から弁６を介してバーナ２に流
れる未反応の水素（余剰水素）が減少するため、バーナ
２への水素供給量が少なくなり、燃焼温度が低下して改
質器温度１８が低下する。

【０１３７】これに対し、上述のように改質器温度を適
切に保つために、燃料流量設定値１７が増大していき、
原燃料調整用に改質器１の入口側に設けてある燃料電池
燃料調整器８における調整弁開度あるいは燃料流量調整
ブロワの回転数などの燃料供給制御が成される。

【０１３８】そのため、燃料電池本体９の出力電流値と
改質器温度対応に燃料電池本体９への水素供給が成され
るように、自動制御されるので、燃料電池本体９への燃
料供給を増大するように制御が働くことになる、また、
このとき、図４に示すリーク検出器は、その構成要素で
ある関数器３２が、電池電流値（あるいは負荷）１６に
応じて燃料電池燃料調整器８の持つ調整弁の開度または
燃料流量調整ブロワの回転数に対しての異常判定の基準
となる上限値を与え、この関数器３２からの上限値出力
を比較基準に、比較器３１は燃料電池燃料調整器８の持
つ調整弁の開度または燃料流量調整ブロワの回転数の検
出値を比較する。そして、この場合、燃料電池発電シス
テムは燃料リークの異常状態にあるので、当該検出値は
やがて比較基準を超える。そして、当該検出値が比較基
準を超えた段階で図３に示すリーク検出器は燃料リーク
信号を発生することとなる。この結果、この燃料リーク
信号から、運転中の燃料電池発電システムは燃料リーク
の異常状態にあることがわかる。

【０１３９】従って、システム制御装置２０Ａに燃料リ
ーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生が
予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池運
転の保護動作あるいは警報発令させることで、燃料電池
発電システムを自動停止させたり、あるいは自動停止の
前段で警報の自動発報によるユーザへの燃料リーク故障
発生を知らせることができるようになる。

【０１４０】このように、第４の実施の形態の燃料電池
発電システムは、電池電流あるいは電池の負荷に応じて
燃料流量の調整弁開度または燃料流量調整ブロワ回転数
の上限値を与える関数器と、この上限値を基準に、実際
の燃料弁開度または燃料流量調整ブロワの回転数を比較
し、これが上記上限値を超えるとリーク信号を発生する
比較器とから検出器を構成するようにしたものである。

【０１４１】燃料電池発電システムにおいては、供給さ
れる燃料がシステム内で漏洩した場合には、燃料電池本
体から改質器バーナに送られる未反応の水素が減少する
ため、改質器温度が低下する。これに対し、第１乃至第
３の実施の形態で説明した通り、改質器温度を適切に保
つために、燃料電池燃料調整器８の持つ調整弁の開度ま
たは燃料流量調整ブロワの回転数を増大させていく。し
かしながら、電池電流あるいは負荷に応じた上限値を与
える関数器を設けたため、過度の燃料あるいは水素リー
クが発生した場合にはこの上限値に到達してしまうこと
よって燃料リーク信号が発生される。そこで、燃料リー
ク信号に対して時限要素で管理するようにし、燃料リー
ク信号が発生した場合にはその信号が所定の時間継続す
る場合に、燃料電池運転の保護動作あるいは警報発令さ
せるようにすることで、燃料電池発電システムを自動停
止させたり、あるいは自動停止の前段で警報の自動発報
によるユーザへの燃料リーク故障発生を知らせることが
できるようにした。

【０１４２】従って、この実施形態によれば、燃料電池
発電システム内に過度の燃料あるいは水素リークが発生
した場合でも、この異常を電池電流あるいは負荷に応じ
た上限値を与える関数で検知して、燃料電池発電システ
ムの自動停止や警報発報などの対処ができるようになる
ため、可燃ガス検知器を有さずとも、燃料の漏洩を迅速
かつ確実に検知して安全性を維持することが可能とな
る。この結果、検知器削減により安価かつコンパクトな
システムを提供できるようになる。

【０１４３】以上は、燃料のリークの検出を、電池電流
または負荷対応に定めた燃料供給関連情報上限値を基準
に、燃料電池本体に供給する水素燃料供給状態（燃料流
量や燃料弁開度または燃料流量調整ブロワ回転数の情
報）を比較し、基準値を超えるとリーク発生とするリー
ク検出器を用いたものであった。これを燃料供給関連情
報（燃料流量や燃料弁開度または燃料流量調整ブロワ回
転数の情報）ではなく、改質器のバーナ空気供給関連情
報により監視し、当該改質器バーナ空気供給関連情報検
出値が上限値に達したことを検知することでも異常な燃
料リークの発生を検知することができる。その例を次に
第５の実施の形態として次に説明する。

【０１４４】（第５の実施の形態）この実施形態は、上
記の［課題を解決するための手段］における［９］項お
よび［１０］項の発明に対応するものであって、この実
施形態の燃料電池発電システムは、改質器バーナ空気流
量を、改質器温度対応に制御する機能を有するシステム
を対象としている。改質器温度が低下すればバーナ２に
供給する空気量も低減させていく機能を有するシステム
である。

【０１４５】すなわち、図６に示すように、改質器１の
バーナ２に対する空気供給経路に、空気の流量計２７と
空気供給量調整器２８を設ける。空気流量計２７は空気
流量を測定して流量対応の流量信号を出力する機能を有
しており、また、空気供給量調整器２８は、調整弁や空
気送風用のブロワなどから構成され、弁開度を調整した
り、空気ブロワの回転数を制御することで、改質器１の
バーナ２へ供給する外気量を制御できる構成である。

【０１４６】ここで、改質器１はバーナ２の燃焼による
熱を用いて原燃料ガスを水蒸気で改質するが、温度制御
のために、改質器１には温度検出器３があり、現在の改
質器１の検出温度（改質器温度１８）を得ている。そし
て、温度制御器５は改質器１の温度設定値を与える温度
設定器４からの温度設定値１９を基準に温度計３の出力
する温度検出信号値を比較して改質器１の温度が設定値
１９に保たれるような制御出力を発生し、この制御出力
をバーナ燃料調整弁６に与えて、当該バーナ燃料調整弁
６を、この温度制御器５からの制御出力対応に弁開度調
整してバーナ２への供給水素ガス量を自動調整する。ま
た、温度制御器５は温度検出器３の検出温度（改質器温
度１８）対応に、空気供給量調整器２８の構成要素であ
る調整弁や空気送風用のブロワの回転数を制御する制御
出力を発生し、これらを制御して改質器バーナへの空気
量を調整するようにしてある。

【０１４７】その他、図６の構成は基本的には図１や図
５で説明した実施形態の構成と同じであり、従って、図
１や図５と同一部分には同一符号同一名称を付してその
説明はここでは省略する。

【０１４８】第５の実施の形態における燃料電池発電シ
ステムは、この他。図７に示す如きの燃料リーク検出器
を備える。図７の構成において、空気流量計２７の検出
流量値の下限基準値となる下限値（異常の判定基準とな
る値）を電池電流値（あるいは負荷）１６に応じて与え
る関数器３２と、この関数器３２からの出力を比較基準
に、空気流量計２７の流量検出値と比較し、流量検出値
が比較基準を超えると（下回る）と燃料リーク信号を発
生する比較器３１により、リーク検出器を構成する。そ
して、このリーク検出器を図６に示す如きの燃料電池発
電システムに適用する。

【０１４９】また、システム制御装置２０Ａには、燃料
リーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生
が予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池
運転の保護動作あるいは警報発令させるようにすること
で、燃料電池発電システムを自動停止させたり、あるい
は自動停止の前段で警報の自動発報によるユーザへの燃
料リーク故障発生を知らせることができるようにしてあ
る。

【０１５０】このような構成の本システムは、燃料電池
発電システムのケース内に燃料漏洩がない正常時におい
ては、燃料電池本体９の出力電流値と改質器温度対応に
燃料電池本体９への水素供給が成されるように、自動制
御されるので、燃料電池発電システムのケース内に燃料
漏洩のない正常状態においては正常な運転が実施される
ことになる。

【０１５１】一方、何らかの故障や障害発生により、燃
料電池発電システムのケース内に燃料漏洩が発生した場
合には、燃料電池本体９から弁６を介してバーナ２に流
れる未反応の水素（余剰水素）が減少するため、バーナ
２への水素供給量が少なくなり、燃焼温度が低下して改
質器温度１８が低下する。

【０１５２】これに対し、上述のように改質器温度を適
切に保つために、燃料流量設定値１７が増大していき、
燃料電池燃料調整器８における調整弁開度あるいは燃料
流量調整ブロワの回転数などの燃料供給制御が成され
る。

【０１５３】そのため、燃料電池本体９の出力電流値と
改質器温度対応に燃料電池本体９への水素供給が成され
るように、自動制御されるので燃料電池本体９への燃料
供給を増大するように制御が働くことになる。

【０１５４】また、本システムは、改質器温度を適切に
保つために、改質器バーナ空気流量１４を低減させてい
く機能を有するシステムとなっていることから、このと
き、温度制御器５の機能により、空気供給量調整器２８
は、その調整弁の開度制御や空気送風用のブロワ回転数
が制御されることで、改質器１のバーナ２へ供給する外
気量が低減制御され、改質器バーナ空気流量は低減して
いく。

【０１５５】ここで、改質器バーナ空気流量は空気流量
計２７により検出されている。

【０１５６】図７に示すリーク検出器は、その構成要素
である関数器３２が、電池電流値（あるいは負荷）１６
に応じて改質器バーナ空気量の異常判定の基準となる下
限値を与え、この関数器３２からの上限値出力を比較基
準に、比較器３１は空気流量計２７からの空気流量検出
値を比較する。

【０１５７】そして、この場合、燃料電池発電システム
は燃料リークの異常状態にあるので、改質器バーナ空気
流量は低減していく結果、当該空気量検出値はやがて比
較基準を割り込む。そして、当該検出値が比較基準を割
った段階で図７に示すリーク検出器は燃料リーク信号を
発生することとなる。この結果、この燃料リーク信号か
ら、運転中の燃料電池発電システムは燃料リークの異常
状態にあることがわかる。

【０１５８】従って、システム制御装置２０Ａに燃料リ
ーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生が
予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池運
転の保護動作あるいは警報発令させるようにすること
で、燃料電池発電システムを自動停止させたり、あるい
は自動停止の前段で警報の自動発報によるユーザへの燃
料リーク故障発生を知らせることができるようになる。

【０１５９】このように、第５の実施の形態における燃
料電池発電システムは、燃料電池の電池電流あるいは負
荷に応じて改質器バーナ空気流量の下限値を与える関数
器と、この下限値を基準に改質器バーナ空気流量を比較
し、改質器バーナ空気流量が前記下限値に到達すると燃
料リークを知らせる燃料リーク信号を発生する比較器と
を備えたものである。

【０１６０】燃料が漏洩した場合には、燃料電池本体か
ら流出する未反応の水素が減少するため、改質器温度が
低下する。これに対し、改質器温度を適切に保つため
に、燃料電池発電システムの中には、改質器バーナ空気
流量を低減させていく機能を有するシステムもあり、こ
の場合、改質器バーナ空気流量は低減していく。

【０１６１】第５の実施形態によれば、電池電流あるい
は負荷６に対応した改質器バーナ空気流量下限値を与え
る関数器を有し、これと実際の改質器バーナ空気流量と
を比較して実際の改質器バーナ空気流量が前記下限値に
到達すると燃料リーク信号を発生する比較器を設けたた
め、燃料電池発電システム内に過度の燃料あるいは水素
リークが発生した場合には本下限値によって燃料リーク
信号が出力されることとなり、この信号に時限要素を付
加して制御装置にて管理制御することで、燃料リーク信
号の発生が所定時間継続すると、警報を発令したり、燃
料電池発電システムの運転を自動停止させたりすること
ができるようになり、安全確保をすることができる。

【０１６２】従って、この実施形態によれば、燃料電池
発電システム内に過度の燃料あるいは水素リークが発生
した場合、これを電池電流あるいは負荷に応じた改質器
バーナ空気流量下限値を与える関数で実際の改質器バー
ナ空気流量を比較することにより検知できることから、
可燃ガス検知器を用いずとも、燃料の漏洩を迅速かつ確
実に検知して安全を確保できるようになり、従って、可
燃ガス検知器を不要にした分、安価かつコンパクトなシ
ステムを提供できる。

【０１６３】以上は、改質器バーナ空気流量を、改質器
温度対応に制御する機能を有するシステムを対象として
いるもので、改質器温度が低下すれば改質器バーナに供
給する空気量も低減させていく機能を有するシステムの
場合、燃料や水素ガスの供給状態を改質器バーナの空気
量で監視監視可能となる点に着目し、燃料のリークの検
出を、電池電流または負荷対応に定めた限界量を基準
に、改質器バーナ空気供給関連情報検出値としてのバー
ナ供給空気流量が上記限界値（下限値）に達したことを
検知することで異常な燃料リークの発生を検知するよう
にしたものである。しかし、改質器バーナ空気供給関連
情報としては空気流量の他にも、改質器バーナ空気弁の
開度または空気ブロワの回転数でも可能であるから、こ
れを用いて異常な燃料リークの発生を検知するようにし
た例を、次に第６の実施の形態として次に説明する。

【０１６４】（第６の実施の形態）この実施形態は、上
記の［課題を解決するための手段］における［１１］項
および［１２］項の発明に対応するものであって、この
実施形態の燃料電池発電システムは、第５の実施の形態
と同様に、改質器バーナ空気流量を、改質器温度対応に
制御する機能を有するシステムを対象としている。改質
器温度が低下すればバーナ２に供給する空気量も低減さ
せていく機能を有する図６に示した如きのシステムであ
る。

【０１６５】第６の実施の形態における燃料電池発電シ
ステムは、この他、図７の構成のリーク検出器に代えて
図８に示す如きの燃料リーク検出器を備える。図８の構
成において、空気供給量調整器２８の構成要素である弁
の開度または空気ブロワの回転数の基準となる下限値
（異常の判定基準となる値）を電池電流値（あるいは負
荷）１６対応に与える関数器３２と、この関数器３２か
らの出力を比較基準に、空気供給量調整器２８の弁の開
度または燃料空気ブロワの回転数の検出値と比較し、燃
料弁開度または燃料流量調整ブロワ回転数が比較基準に
到達すると当該比較基準を下回る間、燃料リーク信号を
発生する比較器３１により、リーク検出器を構成する。
そして、このリーク検出器を図６に示す如きの燃料電池
発電システムに適用する。

【０１６６】また、システム制御装置２０Ａには、燃料
リーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生
が予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池
運転の保護動作あるいは警報発令させるようにすること
で、燃料電池発電システムを自動停止させたり、あるい
は自動停止の前段で警報の自動発報によるユーザへの燃
料リーク故障発生を知らせることができるようにしてあ
る。

【０１６７】図８に示すリーク検出器は、その構成要素
である関数器３２が、電池電流値（あるいは負荷）１６
に応じた改質器バーナ空気弁の開度または空気ブロワの
回転数に対する異常判定の基準となる下限値を与え、こ
の関数器３２からの下限値出力を比較基準に、比較器３
１は改質器用の空気供給量調整器２８の持つ空気弁の開
度または空気ブロワの回転数の検出値を比較する。そし
て、この場合、燃料電池発電システムは燃料リークの異
常状態にあるので、当該検出値はやがて比較基準を超え
る。そして、当該検出値が比較基準に達した段階でリー
ク検出器は燃料リーク信号を発生することとなる。そし
て、当該検出値が比較基準を下回る間、すなわち、当該
検出値が下限値から復帰するまではリーク検出器は燃料
リーク信号の発生を継続することとなる。この結果、こ
の燃料リーク信号から、運転中の燃料電池発電システム
は燃料リークの異常状態にあることがわかる。

【０１６８】従って、システム制御装置２０Ａに燃料リ
ーク信号の監視機能を持たせ、燃料リーク信号の発生が
予め設定した所定時間以上継続するときは、燃料電池運
転の保護動作あるいは警報発令させるようにすること
で、燃料電池発電システムを自動停止させたり、あるい
は自動停止の前段で警報の自動発報によるユーザへの燃
料リーク故障発生を知らせることができるようになる。

【０１６９】このように、第６の実施の形態における燃
料電池発電システムは、燃料電池の電池電流あるいは負
荷に応じて改質器バーナ空気弁開度または改質器バーナ
空気ブロワ回転数の下限値を与える関数器と、この関数
器にて得られた下限値を基準に、実際の改質器バーナ空
気弁開度または改質器バーナ空気ブロワ回転数を比較器
にて比較し、実際の改質器バーナ空気弁開度または改質
器バーナ空気ブロワ回転数が基準値である上記下限値に
到達すると当該下限値を脱するまで燃料リーク信号を発
生するリーク検出器を設けたものである。

【０１７０】燃料が漏洩した場合には、燃料電池本体か
ら流出する未反応の水素が減少するため、改質器温度が
低下する。これに対し、改質器温度を適切に保つため
に、燃料電池発電システムの中には、改質器バーナ空気
流量を低減させていく機能を有するシステムもあり、こ
の場合、改質器バーナ空気流量は低減していく。

【０１７１】第６の実施の形態の対象としている燃料電
池発電システムの場合、燃料や水素の漏洩が発生して改
質器温度が低下してくると改質器バーナ空気弁開度また
は改質器バーナ空気ブロワ回転数は低減していく。

【０１７２】しかしながら、関数器により電池電流ある
いは負荷に応じた下限値を与えるため、過度の燃料ある
いは水素リークが発生した場合には本下限値によって燃
料リーク信号が出力され、この信号に時限要素を付加し
て制御装置にて管理制御することで、燃料リーク信号の
発生が所定時間継続すると、警報を発令したり、燃料電
池発電システムの運転を自動停止させたりすることがで
きるようになり、安全確保をすることができる。

【０１７３】従って、この実施形態によれば、燃料電池
発電システム内に過度の燃料あるいは水素リークが発生
した場合、これを電池電流あるいは負荷に応じた下限値
を与える関数で検知して対処することができるようにな
るため、可燃ガス検知器を用いずとも、燃料の漏洩を迅
速かつ確実に検知して、安全性を確保することが可能と
なる。この結果、可燃ガス検知器を必要としない分、安
価かつコンパクトなシステムを提供できる。

【０１７４】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜
変形して実施可能である。例えば、上記実施の形態にお
けるリーク検出器は、ハードウエアの構成の他、ソフト
ウエアにより実現可能であり、ソフトウエアで実現する
場合には、システム制御装置２０Ａにそのソフトウエア
を実施させて機能を実現する構成とするなど、種々変形
可能である。

【０１７５】また、本発明において、上記実施形態には
種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構
成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽
出され得るものである。例えば、実施形態に示される全
構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が
解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１
つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の
少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削
除された構成が発明として抽出され得る。

【０１７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可燃ガス検知器を用いずとも、システム内の状態量の異
常状態を検出して、これから過大な燃料リークの存在を
迅速に判定することができ、警報出力や自動停止操作を
行うことが可能となる。

【０１７７】従って、安全性を維持しつつ安価に構成で
きる燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システム
の制御方法を提供することができる。また、コンパクト
なシステムとなる燃料電池発電システムおよび燃料電池
発電システムの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、一例とし
ての本発明の第１の実施の形態を示すブロック構成図で
ある。

【図２】本発明を説明するための図であって、一例とし
ての本発明の第２の実施の形態を示すブロック構成図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施の形態で用いる本発明のリ
ーク検出器の構成例を示すブロック構成図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態で用いる本発明のリ
ーク検出器の構成例を示すブロック構成図である。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明の
第３及び第４の実施の形態のリーク検出器を適用する一
例としての燃料電池発電システムの構成例を示すブロッ
ク構成図である。

【図６】本発明の第５及び第６の実施の形態のリーク検
出器を適用する一例としての燃料電池発電システムの構
成例を示すブロック構成図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態で用いるリーク検出
器の構成例を示すブロック構成図である。

【図８】本発明の第６の実施の形態で用いるリーク検出
器の構成例を示すブロック構成図である。

【図９】従来の燃料電池を示す構成図。

【符号の説明】

１…改質器 ２…バーナ ２ａ…燃焼検知器 ３…温度計 ４…温度設定器 ５…温度制御器 ６…バーナ燃料調整弁 ７…一酸化炭素変成器 ８…燃料電池燃料調整器 ９…燃料電池本体 １０…燃料電池出力電流検出器 １１…関数器 １２…制御器 １３…乗算器 １４…Ｋ乗算器 １５…低値選択器 １６…電池電流検出値 １７…燃料流量設定値 １８…改質器温度 １９…温度設定値 ２０，２０Ａ…システム制御装置 ２１…関数器 ２２…燃料制御器 ２３…低値選択器 ２４…燃料制御情報 ２５…燃料流量計 ２６…燃料流量信号２６ ２７…空気流量計 ２８…空気供給量調整器 ３１…比較器 ３２…関数器 ＦＣ…燃料電池本体 ＦＰ…改質器 Ｐ…パッケージ ＧＳ…可燃ガス検知器 ＣＮＴ…制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA01 BA09 BA17 KK00 KK21 KK42 KK54 KK56 MM12 MM13

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の温度を検出する温度検出手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記燃料電池本体に供給される燃
   料の流量上限値を発生する手段と、 前記改質装置から前記燃料電池本体に供給される燃料の
   流量を指示する流量設定値が前記流量上限値に至ると、
   前記温度検出手段による改質装置の温度低下および前記
   改質装置の加熱用バーナの失火または前記燃料電池本体
   の電圧低下があるとき、警報発報または燃料電池発電シ
   ステムの停止制御のうち、少なくとも一方を実施するシ
   ステム制御手段と、を設けたことを特徴とする燃料電池
   発電システム。
2. 【請求項２】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の温度を検出する温度検出手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記燃料電池本体に供給される燃
   料の流量上限値を発生する手段と、 前記改質装置から前記燃料電池本体に供給される燃料の
   流量を指示する流量設定値が前記流量上限値に至ると、
   前記温度検出手段による改質装置の温度低下および前記
   改質装置の加熱用バーナの失火または前記燃料電池本体
   の電圧低下があるとき、警報発報すると共に、当該警報
   発報の状況が所定時間にわたり続くときは燃料電池発電
   システムの停止制御を実施するシステム制御手段と、を
   設けたことを特徴とする燃料電池発電システム。
3. 【請求項３】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の温度を検出する温度検出手段と、 前記燃料電池本体に供給される前記燃料ガスの量を調整
   するための弁であって、与えられる開度指令値対応に開
   度調整される燃料流量調整弁と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記燃料流量弁の開度上限値を発
   生する手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記開度指令値を発生する手段
   と、 前記開度指令値が前記開度上限値に至ると、前記温度検
   出手段による改質装置の温度低下および前記改質装置の
   加熱用バーナの失火または前記燃料電池本体の電圧低下
   があるとき、警報発報または燃料電池発電システムの停
   止制御の少なくとも一方を実施するシステム制御手段を
   設けたことを特徴とする燃料電池発電システム。
4. 【請求項４】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の温度を検出する温度検出手段と、 前記燃料電池本体に供給される前記燃料ガスの量を調整
   するための弁であって、与えられる開度指令値対応に開
   度調整される燃料流量調整弁と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記燃料流量弁の開度上限値を発
   生する手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記開度指令値を発生する手段
   と、 前記開度指令値が前記開度上限値に至ると、前記温度検
   出手段による改質装置の温度低下および前記改質装置の
   加熱用バーナの失火または前記燃料電池本体の電圧低下
   があるとき、警報発報すると共に当該警報発報の状況が
   所定時間にわたり続くときは燃料電池発電システムの停
   止制御を実施するシステム制御手段と、を設けたことを
   特徴とする燃料電池発電システム。
5. 【請求項５】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池本体に供給される燃料ガスの流量を検出す
   る検出手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に燃料流量の異常検出基準値を与え
   る手段と、 この異常検出基準値を比較基準に前記燃料ガスの検出流
   量を比較し、当該燃料ガスの検出流量が前記比較基準を
   超えると信号を発生する比較手段と、 この比較手段からの信号により、警報発報または燃料電
   池発電システムの停止制御の少なくとも一方を実施する
   システム制御手段を設けたことを特徴とする燃料電池発
   電システム。
6. 【請求項６】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池本体に供給される燃料ガスの流量を弁開度
   制御により調整する調整弁の開度もしくは燃料ガスを送
   り出すブロワの回転数を検出する検出手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記調整弁の開度もしくはブロワ
   の回転数の異常検出基準値を与える手段と、 この異常検出基準値を比較基準に前記調整弁の開度もし
   くはブロワの回転数の検出値を比較し、当該検出値が前
   記比較基準を超えると信号を発生する比較手段と、 この比較手段からの信号により警報発報または燃料電池
   発電システムの停止制御の少なくとも一方を実施するシ
   ステム制御手段を設けたことを特徴とする燃料電池発電
   システム。
7. 【請求項７】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   と共に、前記改質装置の温度を検出して前記改質装置の
   温度が設定温度より低下すると前記改質装置の加熱用バ
   ーナへの供給酸化剤ガス量を低減すべく調整制御する調
   整機能を有する燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の加熱用バーナに供給される酸化剤ガスの
   流量を検出する検出手段と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記改質装置の加熱用バーナへの
   供給酸化剤ガス量の異常検出基準値を与える手段と、 この異常検出基準値を比較基準に前記酸化剤ガスの検出
   流量を比較し、当該検出流量が前記比較基準に至ると信
   号を発生する比較手段と、 この比較手段からの信号により警報発報または燃料電池
   発電システムの停止制御の少なくとも一方を実施するシ
   ステム制御手段を設けたことを特徴とする燃料電池発電
   システム。
8. 【請求項８】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   と共に、前記改質装置の温度を検出して前記改質装置の
   温度が設定温度より低下すると前記改質装置の加熱用バ
   ーナへの供給酸化剤ガス量を低減すべく調整制御する調
   整機能を有する燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の加熱用バーナへの供給酸化剤ガスの流量
   を弁開度制御により調整する調整弁の開度もしくは酸化
   剤ガスを送り出すブロワの回転数を検出する検出手段
   と、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
   もしくは負荷量対応に前記調整弁の開度もしくはブロワ
   の回転数の異常検出基準値を与える手段と、 この異常検出基準値を比較基準に前記酸化剤ガスの検出
   流量を比較し、当該検出流量が前記比較基準に至ると信
   号を発生する比較手段と、 この比較手段からの信号により警報発報または燃料電池
   発電システムの停止制御の少なくとも一方を実施するシ
   ステム制御手段を設けたことを特徴とする燃料電池発電
   システム。
9. 【請求項９】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッチ
   な改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装置
   で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この燃
   料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応により
   電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成される
   燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の温度を検出し、 また、前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力
   電流値もしくは負荷量対応に前記燃料電池本体に供給さ
   れる燃料の流量上限値を発生すると共に、前記改質装置
   から前記燃料電池本体に供給される燃料の流量を指示す
   る流量設定値が前記流量上限値に至ると、前記改質装置
   の温度低下および前記改質装置の加熱用バーナの失火ま
   たは前記燃料電池本体における前記燃料電池本体の電圧
   低下があるとき、燃料電池発電システムを停止制御する
   ことを特徴とする燃料電池発電システムの制御方法。
10. 【請求項１０】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この
    燃料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応によ
    り電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成され
    る燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の温度を検出し、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
    もしくは負荷量対応に前記燃料電池本体に供給される燃
    料の流量上限値を発生すると共に、前記改質装置から前
    記燃料電池本体に供給される燃料の流量を指示する流量
    設定値が前記流量上限値に至ると、前記改質装置温度の
    検出値から改質装置の温度低下と前記改質装置の加熱用
    バーナの失火または電池電圧の低下とがあるとき、警報
    発報または燃料電池発電システムを停止制御することを
    特徴とする燃料電池発電システムの制御方法。
11. 【請求項１１】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスと空気などの酸化剤ガスとの
    電気化学反応により電気エネルギを発生する燃料電池本
    体とから構成される燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池本体に供給される前記燃料ガスの量を調整
    するための弁であって、与えられる開度指令値対応に開
    度調整される燃料流量調整弁を設けると共に、 また、前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力
    電流値もしくは負荷量対応に前記燃料流量弁の開度上限
    値を発生させ、前記燃料電池本体の発生する電気エネル
    ギの出力電流値もしくは負荷量対応に前記開度指令値を
    発生させ、 前記開度指令値が前記開度上限値に至ると、前記温度検
    出手段による改質装置の温度低下および前記改質装置の
    加熱用バーナの失火または前記燃料電池本体の電圧低下
    があるとき、警報発報または燃料電池発電システムの停
    止制御の少なくとも一方を実施させることを特徴とする
    燃料電池発電システムの制御方法。
12. 【請求項１２】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスと空気などの酸化剤ガスとの
    電気化学反応により電気エネルギを発生する燃料電池本
    体とから構成される燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池本体に供給される前記燃料ガスの量を調整
    するための弁であって、与えられる開度指令値対応に開
    度調整される燃料流量調整弁を設けると共に、また、前
    記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値も
    しくは負荷量対応に前記燃料流量弁の開度上限値を発生
    させ、 前記燃料電池本体の発生する電気エネルギの出力電流値
    もしくは負荷量対応に前記開度指令値を発生して、 前記開度指令値が前記開度上限値に至ると、前記改質装
    置の温度低下と前記改質装置の加熱用バーナの失火また
    は前記燃料電池本体の電圧低下があるとき、警報発報す
    ると共に当該警報発報の状況が所定時間にわたり続くと
    きは燃料電池発電システムの停止制御を実施させること
    を特徴とする燃料電池発電システムの制御方法。
13. 【請求項１３】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスと空気などの酸化剤ガスとの
    電気化学反応により電気エネルギを発生する燃料電池本
    体とから構成される燃料電池発電システムにおいて、 電池電流や負荷に応じて予め定めた燃料電池本体供給燃
    料の供給流量あるいはその設定値に対する許容上限値を
    与えると共に、この与えられた許容上限値を基準に燃料
    電池本体への実際の燃料流量あるいはその設定値を比較
    し、燃料電池本体への実際の燃料流量あるいはその設定
    値が前記基準を超えた場合に警報信号を発報するかまた
    は燃料電池発電システムを自動停止させることを特徴と
    する燃料電池発電システムの制御方法。
14. 【請求項１４】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスと空気などの酸化剤ガスとの
    電気化学反応により電気エネルギを発生する燃料電池本
    体とから構成される燃料電池発電システムにおいて、 前記燃料電池本体に供給される燃料ガスの流量を弁開度
    制御により調整する調整弁もしくは燃料ガスを燃料電池
    本体に送り出すブロワを設け、前記調整弁の開度もしく
    は前記燃料ガスを送り出すブロワの回転数を検出して検
    出値を得ると共に、電池電流や負荷に応じて予め定めた
    燃料供給流量制御弁開度あるいはその設定値もしくは前
    記ブロワの回転数に対する許容上限値を与え、この与え
    られた許容上限値を基準に前記検出値を比較して、その
    結果、検出値がこの基準を超えた場合に警報信号を発報
    するかまたは燃料電池発電システムを停止させるべく制
    御することを特徴とする燃料電池発電システムの制御方
    法。
15. 【請求項１５】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスと空気などの酸化剤ガスとの
    電気化学反応により電気エネルギを発生する燃料電池本
    体とから構成されると共に、前記改質装置の温度を検出
    して前記改質装置の温度が設定温度より低下すると前記
    改質装置の加熱用バーナへの供給酸化剤ガス量を低減す
    べく調整制御する調整機能を有する燃料電池発電システ
    ムにおいて、 電池電流や負荷に応じて予め定めた改質装置バーナ燃焼
    用空気流量あるいはその設定値に対する許容下限値を与
    え、この与えられた許容下限値を基準に改質器バーナ燃
    焼用空気流量あるいはその設定値を比較し、この改質装
    置バーナ燃焼用空気流量あるいはその設定値が前記基準
    を下回った場合に警報信号を発報するかまたは燃料電池
    発電システムを自動停止させることを特徴とする燃料電
    池発電システムの制御方法。
16. 【請求項１６】炭化水素を含む原燃料ガスから水素リッ
    チな改質ガスを生成するための改質装置と、この改質装
    置で得られた前記改質ガスを燃料ガスとして用い、この
    燃料ガスと空気などの酸化剤ガスとの電気化学反応によ
    り電気エネルギを発生する燃料電池本体とから構成され
    ると共に、前記改質装置の温度を検出して前記改質装置
    の温度が設定温度より低下すると前記改質装置の加熱用
    バーナへの供給酸化剤ガス量を低減すべく調整制御する
    調整機能を有する燃料電池発電システムにおいて、 前記改質装置の加熱用バーナへの供給酸化剤ガスの流量
    を弁開度制御により調整する調整弁もしくは酸化剤ガス
    を送り出すブロワを設けて前記調整弁の開度もしくはブ
    ロワの回転数を検出して検出値を得ると共に、 電池電流や負荷に応じて予め定めた改質装置バーナ燃焼
    用空気流量制御弁開度あるいはその設定値もしくは前記
    ブロワの回転数の許容下限値を与え、この許容下限値を
    前記検出値と比較して、検出値が許容下限値を下回った
    場合に警報信号を発報するかまたは燃料電池発電システ
    ムを自動停止させることを特徴とする燃料電池発電シス
    テムの制御方法。