JP2013191315A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池システムにおいて、燃料の流量を検出する流量センサを精度よく校正する。
【解決手段】燃料電池システムの制御装置は、供給装置を制御して改質用原料を一定の供給流量で供給することで、燃焼部の温度が安定している期間に、温度センサによって検出された燃焼部の温度を取得する温度取得手段と、温度取得手段により取得された燃焼部温度と燃焼部の基準温度との差である燃焼部の温度偏差を導出する温度偏差導出手段（ステップ４０４）と、温度偏差導出手段により導出された燃焼部の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出する供給流量偏差導出手段（ステップ４０６）と、供給流量偏差導出手段により導出された供給流量偏差に基づいて流量センサにより検出された改質用原料の供給流量を補正する補正手段（ステップ４０８）と、を備えている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

燃料電池システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、燃料電池システムは、システムの操作量である燃料１及び空気９の流量を調整する制御装置を有し、セル温度Ｔｃと燃焼室温度Ｔ_Ｂに応じて燃料若しくは空気の流量を補正することでセル温度若しくは燃焼室温度を安定化するための電池温度制御手段３００と、熱電比を変更するために燃料流量を補正する熱電比追従制御手段４２０と、電池温度制御手段に対してセル温度若しくは燃焼室温度の補正値を与える熱電比制御用温度補正手段４５０とを設けている。このように構成された燃料電池システムにおいては、設備を複雑にすることなく、熱電比変更時にセル温度やオフガス燃焼温度などシステムの温度状態を安定に保ちながら、熱電比追従性と耐久性を向上できる。

特開２００９−２７７５２５号公報

上述した特許文献１に記載されている燃料電池システムにおいては、燃焼室温度Ｔ_Ｂに応じて燃料の流量を補正することで燃焼室温度を安定化するとともに、熱電比を変更するために燃料流量を補正しているが、これは、例えば燃料電池システムに燃料の流量を検出する流量センサが設けられている場合における当該流量センサ自身の校正とは異なるものである。流量センサが設けられている場合であって、流量センサが精度よく校正されないときには、燃焼室温度Ｔ_Ｂに応じて燃料の流量を補正しても、熱電比を変更するために燃料流量を補正しても、燃焼を所望の流量で供給することができない。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、燃料電池システムにおいて、燃料の流量を検出する流量センサを精度よく校正することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る燃料電池システムの発明は、アノードに供給される燃料とカソードに供給される酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、改質用原料と改質水とから燃料を生成して燃料電池に供給する改質部と、燃料電池からのアノードオフガスと燃料電池からのカソードオフガスとが燃焼されて改質部を加熱する燃焼部と、断熱性材料で形成されて燃料電池、改質部および燃焼部を内部に収容するケーシングと、改質用原料を供給する供給装置と、改質用原料の供給流量を検出する流量センサと、燃焼部の温度を検出する温度センサと、供給装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、供給装置を制御して改質用原料を一定の供給流量で供給することで、燃焼部の温度が安定している期間に、温度センサによって検出された燃焼部の温度を取得する温度取得手段と、温度取得手段により取得された燃焼部温度と燃焼部の基準温度との差である燃焼部の温度偏差を導出する温度偏差導出手段と、温度偏差導出手段により導出された燃焼部の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出する供給流量偏差導出手段と、供給流量偏差導出手段により導出された供給流量偏差に基づいて流量センサにより検出された改質用原料の供給流量を補正する補正手段と、を備えている。

また請求項２に係る燃料電池システムの発明は、請求項１において、温度取得手段が、燃焼部の温度が安定している期間に、温度センサによって検出された燃焼部の温度を取得することができなかった場合には、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を中止し、その中止した時点から所定時間が経過した時点に、再び、温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を実施する。

また請求項３に係る燃料電池システムの発明は、請求項１または請求項２において、制御装置は、流量センサの校正が必要であると判断した場合に、温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を実施する。

また請求項４に係る燃料電池システムの発明は、請求項１ないし請求項３の何れか一項において、期間が、温度センサを校正する期間でもある。

また請求項５に係る燃料電池システムの発明は、請求項１ないし請求項４の何れか一項において、期間が、ユーザが使用する電力負荷の消費パターンを学習し、その学習結果に基づいて導出された消費電力が安定している期間でもある。

また請求項６に係る燃料電池システムの発明は、請求項１ないし請求項５の何れか一項において、期間が、ユーザが使用する電力負荷が低負荷である期間でもある。

アノードに供給される燃料とカソードに供給される酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、改質用原料と改質水とから燃料を生成して燃料電池に供給する改質部と、燃料電池からのアノードオフガスと燃料電池からのカソードオフガスとが燃焼されて改質部を加熱する燃焼部と、断熱性材料で形成されて燃料電池、改質部および燃焼部を内部に収容するケーシングと、を含んで構成されている燃料電池システムにおいて、燃焼部の温度は改質用原料の供給流量に対して感度がよいことを本願発明者は見出した。

具体的に実機を使用して実験した結果においては、図１０に示すように、改質用原料の供給流量をその使用範囲１．０〜２．５ＮＬ／ｍｉｎで変動させたときの燃焼部温度の感度は±１５０℃である。これに対して、カソードエア（酸化剤ガス）の供給流量をその使用範囲２０〜５０ＮＬ／ｍｉｎで変動させたときの燃焼部温度の感度は±３．９℃である。また、改質水の供給流量をその使用範囲２〜６ｍｌ／ｍｉｎで変動させたときの燃焼部温度の感度は±３℃である。さらに、外気温をその使用範囲−１０〜４３℃で変動させたときの燃焼部温度の感度は±１１℃である。

この結果から明らかなように、燃料電池システムにおいて、燃焼部の温度は改質用原料の供給流量に対して感度がよいことが理解することができる。このことを利用して、本願発明者は燃焼部温度の偏差から改質用原料の供給流量を検出する流量センサの検出誤差を補正する本発明を発明した。

請求項１に係る発明においては、温度取得手段が、供給装置を制御して改質用原料を一定の供給流量で供給することで、燃焼部の温度が安定している期間に、温度センサによって検出された燃焼部の温度を取得する。また温度偏差導出手段が、温度取得手段により取得された燃焼部温度と燃焼部の基準温度との差である燃焼部の温度偏差を導出する。また供給流量偏差導出手段が、温度偏差導出手段により導出された燃焼部の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出する。そして補正手段が、供給流量偏差導出手段により導出された供給流量偏差に基づいて流量センサにより検出された改質用原料の供給流量を補正する。

このように、改質用原料を一定の供給流量で供給することで燃焼部の温度が安定している期間に取得した燃焼部温度と燃焼部の基準温度との差である燃焼部の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出して、その導出された供給流量偏差に基づいて流量センサにより検出された改質用原料の供給流量を補正する。よって、改質用原料の供給流量に対して感度のよい燃焼部の温度を使用することで、改質用原料（燃料）の流量を検出する流量センサを精度よく校正することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１において、温度取得手段が、燃焼部の温度が安定している期間に、温度センサによって検出された燃焼部の温度を取得することができなかった場合には、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を中止し、その中止した時点から所定時間が経過した時点に、再び、温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を実施する。これにより、最初の処理において検出誤差を補正できない場合でも、所定時間経過後にリトライすることによって補正処理を行う時間を変更することで、リトライ時における燃料電池システムの運転状況（特に発電状況）が変更し、その運転状況において検出誤差の補正を成功させることができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２において、制御装置は、流量センサの校正が必要であると判断した場合に、温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を実施する。これにより、流量センサの検出誤差の補正処理を適切なタイミングで行うことができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１ないし請求項３の何れか一項において、期間が、温度センサを校正する期間でもある。これにより、燃焼部の温度センサを校正する期間と合わせて流量センサの校正処理を行うことでき、流量センサを校正する期間の前に燃焼部温度が安定するのを待つ待ち時間を共通化できるため、流量センサの校正処理時間を待ち時間も含めて全体として短縮化することができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１ないし請求項４の何れか一項において、期間が、ユーザが使用する電力負荷の消費パターンを学習し、その学習結果に基づいて導出された消費電力が安定している期間でもある。これにより、流量センサの校正処理を行う時間を専用に設けなくてよく、学習結果に基づいて導出された消費電力が安定している期間に流量センサの校正処理を行う。よって、ユーザの経済性を損なわせたり、ユーザが燃料電池システムを使用する時間が流量センサの校正処理により損なったり（侵食されたり）するのを抑制することができる。

上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項１ないし請求項５の何れか一項において、期間が、ユーザが使用する電力負荷が低負荷である期間でもある。これにより、ユーザが使用する電力負荷が低負荷である期間に流量センサの校正処理を行う。よって、発電効率を低減させたりユーザの経済性を損なわせたりするのを抑制することができる。

本発明による燃料電池システムの一実施形態の概要を示す概要図である。 図１に示す燃料電池システムを示すブロック図である。 図２に示す制御装置で実行される制御プログラムのフローチャートである。 図２に示す制御装置で実行される制御プログラム（補正開始判断サブルーチン）のフローチャートである。 図２に示す制御装置で実行される制御プログラム（燃焼部温度定常値取得サブルーチン）のフローチャートである。 図２に示す制御装置で実行される制御プログラム（燃料流量誤差演算サブルーチン）のフローチャートである。 図２に示す制御装置で実行される制御プログラム（補正リトライサブルーチン）のフローチャートである。 燃焼部温度偏差と燃料流量偏差との相関関係を示すマップである。 図３に示すフローチャートを実行したときの一実施例を示すタイムチャートである。 改質用原料、カソードエア、および改質水の流量、ならびに外気温度に対する燃焼部温度の感度を示す表である。

以下、本発明による燃料電池システムの一実施形態について説明する。図１はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。この燃料電池システムは、箱状の筐体１１、燃料電池モジュール２０、排熱回収システム３０、インバータ装置５０および制御装置６０を備えている。

筐体１１は、筐体１１内を区画して第１室Ｒ１および第２室Ｒ２を形成する仕切部材１２を備えている。第１室Ｒ１は第１空間を形成し、第２室Ｒ２は第２空間を形成する。仕切部材１２は、筐体１１を上下に区画する（仕切る）板状部材である。筐体１１内には、仕切部材１２より上方および下方に第１室Ｒ１および第２室Ｒ２が形成される。

燃料電池モジュール２０は、第１室Ｒ１内に該第１室Ｒ１の内壁面から空間をおいて収納されている。燃料電池モジュール２０は、ケーシング２１、燃料電池２４を少なくとも含んで構成されるものである。本実施形態では、燃料電池モジュール２０は、ケーシング２１、蒸発部２２、改質部２３および燃料電池２４を備えている。

ケーシング２１は、断熱性材料で箱状に形成されている。ケーシング２１は、第１室Ｒ１内に該第１室Ｒ１の内壁面から空間をおいて図示しない支持構造により支持されている。ケーシング２１内には、蒸発部２２、改質部２３、燃料電池２４および燃焼部２６である燃焼空間Ｒ３が配設されている。このとき、蒸発部２２、改質部２３が燃料電池２４の上方に位置するように配設されている。

ケーシング２１内には、ケーシング２１内部の温度を検出する温度センサ２０ａが設けられている。温度センサ２０ａの検出結果は、制御装置６０に送信されるようになっている。

蒸発部２２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部２２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部２３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰＧなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。

この蒸発部２２には、一端（下端）が水タンク１３内に配設された給水管４１の他端が接続されている。給水管４１には、改質水ポンプ４１ａが設けられている。改質水ポンプ４１ａは、蒸発部２２に改質水を供給するとともにその改質水供給量（供給流量（単位時間あたりの流量））を調整するものである。

また、蒸発部２２には、燃料供給源（図示省略）からの改質用原料が改質用原料供給管４２を介して供給されている。改質用原料供給管４２には、上流から順番に一対の原料バルブ（図示省略）、流量センサ４２ａ、脱硫器４２ｂ、および原料ポンプ４２ｃが設けられている。原料バルブは改質用原料供給管４２を開閉する電磁開閉弁である。流量センサ４２ａは、燃料電池２４に供給されている燃料（改質用原料）の流量すなわち単位時間あたりの流量を検出するものであり、その検出結果を制御装置６０に送信している。脱硫器４２ｂは改質用原料中の硫黄分（例えば、硫黄化合物）を除去するものである。原料ポンプ４２ｃは、燃料電池２４に燃料（改質用原料）を供給する供給装置であり、制御装置６０からの制御指令値にしたがって燃料供給源からの燃料供給量（供給流量（単位時間あたりの流量））を調整するものである。

改質部２３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部２２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部２３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は燃料電池２４の燃料極（アノード）に導出されるようになっている。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。

燃料電池２４は、燃料極、空気極（酸化剤極：カソード）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル２４ａが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池２４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部２３は省略することができる。

セル２４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路２４ｂが形成されている。セル２４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路２４ｃが形成されている。

燃料電池２４は、マニホールド２５上に設けられている。マニホールド２５には、改質部２３からの改質ガスが改質ガス供給管４３を介して供給される。燃料流路２４ｂは、その下端（一端）がマニホールド２５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ４４ａ（カソードエア送出（送風）手段）によって送出されたカソードエアはカソードエア供給管４４を介して供給され、空気流路２４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。

カソードエアブロワ４４ａは、第２室Ｒ２内に配設されている。カソードエアブロワ４４ａは、第２室Ｒ２内の空気を吸入し燃料電池２４の空気極に吐出するものであり、その吐出量は調整制御（例えば燃料電池２４の負荷電力量（消費電力量）に応じて制御）されるものである。

燃料電池２４においては、燃料極に供給された燃料と空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化１および化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ^２−）が電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路２４ｂおよび空気流路２４ｃからは、発電に使用されなかった改質ガスおよび酸化剤ガス（空気）が導出する。
（化１）
Ｈ_２＋Ｏ^２−→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻
（化２）
ＣＯ＋Ｏ^２−→ＣＯ_２＋２ｅ⁻
（化３）
１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ^２−

そして、燃料流路２４ｂおよび空気流路２４ｃから導出した、発電に使用されなかった改質ガス（アノードオフガス）は、燃料電池２４と蒸発部２２および改質部２３との間の燃焼空間Ｒ３にて、発電に使用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）によって燃焼され、その燃焼ガス（火炎）によって蒸発部２２および改質部２３が加熱される。さらには、燃料電池モジュール２０内を動作温度に加熱している。その後、燃焼ガスは排気口２１ａから燃料電池モジュール２０の外に排気される。このように、燃焼空間Ｒ３が、燃料電池２４からのアノードオフガスと燃料電池２４からのカソードオフガスとが燃焼されて改質部２３を加熱する燃焼部２６である。

燃焼部２６（燃焼空間Ｒ３）では、アノードオフガスが燃焼されて火炎２７が発生している。燃焼部２６には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ２６ａ１，２６ａ２が設けられている。また、燃焼部２６には、燃焼部２６の温度を検出する温度センサ２６ｂが設けられている。温度センサ２６ｂは、一対の熱電対２６ｂ１，２６ｂ２から構成されている。熱電対２６ｂ１，２６ｂ２の先端部には温度を測定する温度測定部がある。熱電対２６ｂ１は、蒸発部２２と燃料電池２４との間に配設され、熱電対２６ｂ１の温度測定部は、改質部２３と燃料電池２４との間に配設されている。熱電対２６ｂ１，２６ｂ２の検出結果（検出（出力）信号）は制御装置６０に送信されている。

排熱回収システム３０は、燃料電池２４の排熱と貯湯水との間で熱交換することで排熱を貯湯水に回収して蓄える排熱回収系である。排熱回収システム３０は、貯湯水を貯湯する貯湯槽３１と、貯湯水が循環する貯湯水循環ライン３２と、燃料電池モジュール２０からの燃焼排ガスと貯湯水との間で熱交換が行われる熱交換器３３と、が備えられている。

貯湯槽３１は、１つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温度が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温度が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽３１の柱状容器の下部には水道水などの水（低温の水）が補給され、貯湯槽３１に貯留された高温の温水が貯湯槽３１の柱状容器の上部から導出されるようになっている。

貯湯水循環ライン３２の一端は貯湯槽３１の下部に、他端は貯湯槽３１の上部に接続されている。貯湯水循環ライン３２上には、一端から他端に向かって順番に貯湯水循環手段である貯湯水循環ポンプ３２ａ、第１温度センサ３２ｂ、熱交換器３３、および第２温度センサ３２ｃが配設されている。貯湯水循環ポンプ３２ａは、貯湯槽３１の下部の貯湯水を吸い込んで貯湯水循環ライン３２を図示矢印方向へ通水させて貯湯槽３１の上部に吐出するものであり、その流量（送出量）が制御されるようになっている。貯湯水循環ポンプ３２ａは、第２温度センサ３２ｃの検出温度（貯湯水の貯湯槽３１の入口温度）が所定の温度または温度範囲となるように、送出量が制御されるようになっている。

第１温度センサ３２ｂは、熱交換器３３の貯湯水導入側の貯湯水循環ライン３２であって熱交換器３３と貯湯槽３１との間に配設されている。第１温度センサ３２ｂは、貯湯水の熱交換器３３の入口温度すなわち貯湯水の貯湯槽３１の出口温度を検出するものであり、その検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。

第２温度センサ３２ｃは、熱交換器３３の貯湯水導出側の貯湯水循環ライン３２に配設されている。第２温度センサ３２ｃは、貯湯水の熱交換器３３の出口温度すなわち貯湯水の貯湯槽３１の入口温度を検出するものであり、その検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。

熱交換器３３は、燃料電池モジュール２０から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽３１からの貯湯水が供給され燃焼排ガスと貯湯水が熱交換する熱交換器である。この熱交換器３３は、筐体１１内に配設されている。本実施形態では、熱交換器３３は、燃料電池モジュール２０の下部に設けられており、少なくとも熱交換器３３の下部は仕切部材１２を貫通して第２室Ｒ２に突出されて配設されている。

熱交換器３３は、ケーシング３３ａを備えている。ケーシング３３ａの上部には、燃料電池モジュール２０のケーシング２１の下部に設けられ燃焼排ガスが導出される導出口２１ａに連通する接続管４５が接続されている。ケーシング３３ａの下部には、第１排気口１１ａに接続されている排気管４６が接続されている。ケーシング３３ａの底部には、純水器１４に接続されている凝縮水供給管４７が接続されている。ケーシング３３ａ内には、貯湯水循環ライン３２に接続されている熱交換部（凝縮部）３３ｂが配設されている。

このように構成された熱交換器３３においては、燃料電池モジュール２０からの燃焼排ガスは、接続管４５を通ってケーシング３３ａ内に導入され、貯湯水が流通する熱交換部３３ｂを通る際に貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは排気管４６を通って第１排気口１１ａから外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管４７を通って純水器１４に供給される（自重で落水する）。一方、熱交換部３３ｂに流入した貯湯水は、加熱されて流出される。

また、燃料電池システムは、水タンク１３および純水器１４を備えている。水タンク１３および純水器１４は第２室Ｒ２内に配設されている。水タンク１３は、純水器１４から導出された純水を貯めておくものである。純水タンク１３には、純水タンク１３内の純水量を検出する図示しない水量センサ（水位センサ）が設けられている。水量センサは例えばフロート式、静電容量式などの水位計である。水量センサは制御装置に検出信号を送信するようになっている。

純水器１４は、活性炭とイオン交換樹脂を内蔵しており、例えばフレーク状の活性炭と粒状のイオン交換樹脂を充填している。また被処理水の状態によっては、中空糸フィルタを設置しても良い。純水器１４は、熱交換器３３からの凝縮水を活性炭とイオン交換樹脂によって純水化するものである。純水器１４は、配管４８を介して純水タンク１３に連通しており、純水器１４内の純水は配管４８を通って純水タンク１３に導出される。

また、燃料電池システムは、第２室Ｒ２を形成する筐体１１に形成された空気導入口１１ｃと、第１室Ｒ１を形成する筐体１１に形成された空気導出口１１ｂと、仕切部材１２に形成された空気導入口１２ａに設けられた換気用空気ブロワ１５と、を備えている。この換気用空気ブロワ１５が作動すると、外気が空気導入口１１ｃを介して第２室Ｒ２内に吸い込まれ、換気用空気ブロワ１５によって第１室Ｒ１内に送出され、第１室Ｒ１内の空気が空気導出口１１ｂを介して外部に排出される。

さらに、燃料電池システムは、インバータ装置５０を備えている。インバータ装置５０は、燃料電池２４から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して交流の系統電源５１および外部電力負荷５３に接続されている電源ライン５２に出力する第１機能と、系統電源５１からの交流電圧を電源ライン５２を介して入力し所定の直流電圧に変換して補機や制御装置６０に出力する第２機能と、を有している。

インバータ装置５０は、燃料電池２４の出力電圧を検出する電圧センサ５０ａ、および燃料電池２４の出力電流を検出する電流センサ５０ｂを備えている。電圧センサ５０ａおよび電流センサ５０ｂは、それぞれの検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。

系統電源（または商用電源）５１は、該系統電源５１に接続された電源ライン５２を介して電力負荷５３に電力を供給するものである。燃料電池２４はインバータ装置５０を介して電源ライン５２に接続されている。電力負荷５３は、交流電源で駆動される負荷であり、例えばドライヤ、冷蔵庫、テレビなどの電化製品である。電力負荷５３で消費される電力の電流を検出する電流センサ５３ａが設けられている。電流センサ５３ａの検出結果は制御装置６０に送信されるようになっている。

さらに、燃料電池システムは、制御装置６０を備えている。制御装置６０には、上述した温度センサ２６ｂ１，２６ｂ２，３２ｂ，３２ｃ、流量センサ４２ａ，５３ａ、各ポンプ３２ａ，４１ａ，４２ｃ、各ブロワ１５，４４ａ、および着火ヒータ２６ａ１，２６ａ２が接続されている（図２参照）。制御装置６０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、原料ポンプ４２ｃなどの制御を実施している。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。

次に、上述した燃料電池システムの作動について説明する。制御装置６０は、図示しない起動スイッチがオンされると（あるいはユーザによって予め設定された起動開始時刻となったことにより自動的に起動が開始されると）、図３に示すフローチャートに対応するプログラムの実行を開始する。なお、制御装置６０は、このプログラムの実行を開始する前に後述する各フラグをＯＦＦに設定する。

制御装置６０は、ステップ１０２において、補正の開始をするか否かを判断する。具体的には、制御装置６０は、図４に示す補正開始判断サブルーチンに対応するプログラムを行う。制御装置６０は、ステップ２０２〜２１０において、流量センサ４２ａの検出結果が使用当初（ずれが発生していない）と比較してずれが発生することで、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であるか否かを判定し、必要であると判定した場合には、流量センサ４２ａの補正を開始し、そうでない場合には、流量センサ４２ａの補正を行わない。

制御装置６０は、ステップ２０２において、燃焼部２６において失火が頻繁に発生しているか否かを判定することで、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であるか否かを判定する。失火しているか否かは、燃焼部２６を着火した後に燃焼部２６の温度が着火時の温度以下であることで判定することができる。失火している旨の判定が、所定期間（例えば１週間、１ヶ月）の間に複数回なされていり場合には、燃焼部２６において失火が頻繁に発生していると判定する。流量センサ４２ａの検出誤差によって、検出された改質用原料の流量が増減することにより燃料バランスが崩れ失火しやすくなるからである。

制御装置６０は、ステップ２０４において、燃料電池モジュール２０内部の温度が第１温度閾値以下であるか否かを判定することで、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であるか否かを判定する。具体的には、制御装置６０は、定常運転中（発電中）において、温度センサ２０ａにより検出された燃料電池モジュール２０内部の温度を取得し、その燃料電池モジュール２０内部の温度が第１温度閾値以下である場合には、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であると判定する。流量センサ４２ａの検出誤差によって、検出された改質用原料の流量が増減することにより投入熱量が増減し燃料電池モジュール２０内部の温度が第１温度閾値以下となる場合があるからである。

制御装置６０は、ステップ２０６において、燃料電池モジュール２０内部の温度が第１温度閾値より大きい第２温度閾値以上であるか否かを判定することで、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であるか否かを判定する。具体的には、制御装置６０は、定常運転中（発電中）において、温度センサ２０ａにより検出された燃料電池モジュール２０内部の温度を取得し、その燃料電池モジュール２０内部の温度が第２温度閾値以上である場合には、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であると判定する。流量センサ４２ａの検出誤差によって、検出された改質用原料の流量が増減することにより投入熱量が増減し燃料電池モジュール２０内部の温度が第２温度閾値以上となる場合があるからである。

制御装置６０は、ステップ２０８において、燃料電池２４の出力電圧が第１電圧閾値以下であるか否かを判定することで、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であるか否かを判定する。具体的には、制御装置６０は、定常運転中（発電中）において、電圧センサ５０ａにより検出された燃料電池２４の出力電圧を取得し、その出力電圧が第１電圧閾値以下である場合には、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であると判定する。流量センサ４２ａの検出誤差によって、検出された改質用原料の流量が減少することにより燃料電池２４が燃料欠状態となり電流を挿引すると電圧が低下する場合があるからである。

制御装置６０は、ステップ２１０において、燃料電池システムを出荷した後、所定時間（例えば１ヶ月）が経過しているか否かを判定することで、流量センサ４２ａの校正（補正）が必要であるか否かを判定する。出荷後経過した時間の代わりに、燃料電池システムを設置した時点以降の使用した時間（運転時間）の積算時間を使用するようにしてもよい。出荷した時点以降であって所定時間（１ヶ月）も経過すれば、経時変化により流量センサ４２ａの検出値もずれが生じるからである。

制御装置６０は、上述した各ステップ２０２〜２１０の何れか一つにおいて、流量センサ４２ａの校正が必要であると判定した場合には、プログラムをステップ２１２に進める。一方、制御装置６０は、上述した各ステップ２０２〜２１０の何れか一つにおいて、流量センサ４２ａの校正が必要であると判定しない場合には、本プログラムを一旦終了する。

制御装置６０は、ステップ２１２において、補正リトライフラグＦａがＯＮである場合には、「ＹＥＳ」と判定し本プログラムを一旦終了し、一方、ＯＦＦである場合には、ステップ２１４において、燃焼部温度定常値取得フラグＦｂをＯＮに設定する。

なお、補正リトライフラグＦａは、補正リトライ処理を実施しているか否かを示すフラグであり、ＯＮで補正リトライ処理中であることを示し、ＯＦＦで補正リトライ処理中でないことを示している。また、燃焼部温度定常値取得フラグＦｂは、燃焼部温度定常値取得処理を実施しているか否かを示すフラグであり、ＯＮで燃焼部温度定常値取得中であることを示し、ＯＦＦで燃焼部温度定常値取得中でないことを示している。

制御装置６０は、プログラムを図３に示すステップ１０４に戻して、燃焼部の温度のうち定常値を取得する燃焼部温度定常値取得処理を実施する。具体的には、制御装置６０は、図５に示す燃焼部温度定常値取得サブルーチンに対応するプログラムを行う。制御装置６０は、ステップ３０２において、燃焼部温度定常値取得フラグＦｂがＯＮである場合には、「ＹＥＳ」と判定しプログラムをステップ３０４に進め、一方、ＯＦＦである場合には、「ＮＯ」と判定し本サブルーチンを終了する。

制御装置６０は、ステップ３０４において、電流固定フラグＦｃがＯＮである場合には、「ＹＥＳ」と判定しプログラムをステップ３０８に進め、一方、ＯＦＦである場合には、「ＮＯ」と判定しプログラムをステップ３０６に進める。電流固定フラグＦｃは、燃料電池２４の出力電流を一定にする電流固定処理を実施しているか否かを示すフラグであり、ＯＮで電流固定処理中であることを示し、ＯＦＦで電流固定処理中でないことを示している。

制御装置６０は、ステップ３０６において、電流固定フラグＦｃをＯＮに設定するとともに、燃料電池２４の出力電流を一定（例えば２Ａ）にする。具体的には、制御装置６０は、改質用原料の供給流量を一定流量ａとなるように原料ポンプ４２ｃを調整して燃料電池２４の出力電流を一定（例えば２Ａ）にする。さらに、制御装置６０は、タイマＴＭ１をカウントする。ただし、最初のサイクルの場合（タイマＴＭ１が停止中である場合）には、タイマＴＭ１のカウントを開始する。

なお、このとき、燃料電池２４の出力電流は、アノードオフガス熱量が最も小さく、流量センサ４２ａの検出ずれに対する燃焼部２６の温度感度が最も大きくなる値に設定されている。これにより、より高感度に流量センサ４２ａを補正することができる。

制御装置６０は、タイマＴＭ１が所定時間ＴＭ１ａ（例えば２時間）以上となるまでは、ステップ３０８にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ３１０に進める。制御装置６０は、流量センサ４２ａの補正が必要であると判定してその補正を開始した時点から所定時間ＴＭ１ａが経過する時点までの間、燃焼部２６の温度が安定するのを待つ。

この燃焼部２６の温度が安定するのを待つ温度安定待ち処理を実施している温度安定待ち時間中において、ステップ３０６にて燃料電池２４の出力電流を一定（２Ａ）にするようにしたが、実際の電力負荷５３での消費電流が２Ａより下回った場合には、逆潮流が発生する。例えば、深夜の時間帯などは消費電力が小さく電流が２Ａ以下に低下する可能性がある。燃料電池２４は逆潮（系統へ電力を流す）を禁止されているため家庭負荷５３の消費電力が低下した場合は追従してしまうため、家庭負荷５３の消費電力が２Ａ以下になる可能性がある。

これを防ぐために、制御装置６０は、ステップ３１０からステップ３１８までの処理を行う。すなわち、例えば家庭負荷５３の総消費電流が１．５Ａ以下の状態が３０秒以上継続した場合は、出力電流を２Ａで一定にするようにアノードオフガス流量を安定させられない。よって、燃焼部温度の定常値の取得を中断し、補正リトライ処理を実施する。

ステップ３１０においては、制御装置６０は、電力負荷５３における消費電流を電流センサ５３ａにより検出し、その検出された電流が所定電流（１．５Ａ）より小さいか否かを判定する。制御装置６０は、検出された電流が所定電流（１．５Ａ）より小さい場合には、「ＹＥＳ」と判定しプログラムをステップ３１２に進め、検出された電流が所定電流（１．５Ａ）以上である場合には、「ＮＯ」と判定しプログラムをステップ３１８に進める。

ステップ３１２においては、制御装置６０は、タイマＴＭ３が所定時間ＴＭ３ａ（例えば３０秒）以上となった否かを判定する。制御装置６０は、タイマＴＭ３が所定時間ＴＭ３ａ（例えば３０秒）以上となるまでは、ステップ３１２にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ３１４に進める。制御装置６０は、タイマＴＭ３が所定時間ＴＭ３ａ（例えば３０秒）以上となると、ステップ３１２にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ３１６に進める。

ステップ３１４においては、制御装置６０は、タイマＴＭ３をカウントする。ただし、最初のサイクルの場合（タイマＴＭ３が停止中である場合）には、タイマＴＭ３のカウントを開始する。

ステップ３１６においては、制御装置６０は、燃焼部温度定常値取得処理を終了すべく燃焼部温度定常値取得フラグＦｂをＯＦＦに設定する。制御装置６０は、時間をおいて補正処理を再実施すべく補正リトライフラグＦａをＯＮに設定する。制御装置６０は、電流固定処理を終了し、家庭の負荷（電力負荷）５３の消費電力に追従する発電を行う。さらに、制御装置６０は、タイマＴＭ１およびタイマＴＭ３をクリアする。
ステップ３１８においては、制御装置６０は、タイマＴＭ３をクリアする。

上述した温度安定待ち時間中において、実際の電力負荷５３での消費電流が２Ａより下回らないで、待ち時間が経過すると（ステップ３０８にて「ＹＥＳ」と判定し）、制御装置６０は、プログラムをステップ３２０に進める。

制御装置６０は、タイマＴＭ２が所定時間ＴＭ２ａ（例えば１０分）以上となるまでは、ステップ３２０にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ３２２に進める。ステップ３２２において、制御装置６０は、タイマＴＭ２をカウント開始した時点から温度センサ２６ｂ１または２６ｂ２により検出された燃焼部２６の温度を取得し、タイマＴＭ２をカウント開始した時点から現時点までの間に取得した燃焼部２６の温度の平均値を演算する。また、制御装置６０は、タイマＴＭ２をカウントする。ただし、最初のサイクルの場合（タイマＴＭ２が停止中である場合）には、タイマＴＭ２のカウントを開始する。

制御装置６０は、タイマＴＭ２が所定時間ＴＭ２ａ（例えば１０分）以上となると、ステップ３２０にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ３２４に進める。ステップ３２４において、制御装置６０は、タイマＴＭ２をカウント開始した時点から所定時間ＴＭ２ａが経過した時点までの間に取得した燃焼部２６の温度の平均値を演算し記録する。制御装置６０は、燃焼部温度定常値取得処理を終了すべく燃焼部温度定常値取得フラグＦｂをＯＦＦに設定する。制御装置６０は、燃焼流量誤差演算処理を開始すべく燃焼流量誤差演算フラグＦｄをＯＮに設定する。制御装置６０は、電流固定処理を終了し、家庭の負荷（電力負荷）５３の消費電力に追従する発電を行う。さらに、制御装置６０は、タイマＴＭ１およびタイマＴＭ２をクリアする。

なお、燃焼流量誤差演算フラグＦｄは、燃焼流量誤差演算処理中であるか否かを示すフラグであり、ＯＮで燃焼流量誤差演算処理中であることを示し、ＯＦＦで燃焼流量誤差演算処理中でないことを示している。

なお、上述したステップ３０４、３２０〜３２４の処理は、原料ポンプ４２ｃ（供給装置）を制御して改質用原料を一定の供給流量で供給することで、燃焼部２６の温度が安定している期間（図８に示す時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間）に、温度センサ２６ｂによって検出された燃焼部の温度を取得する（温度取得手段）。また、温度取得手段により取得された燃焼部温度は、本実施形態では例えば燃焼部温度の平均値であるが、これに限られず、燃焼部温度を示す他の値でもよい。

制御装置６０は、プログラムを図３に示すステップ１０６に戻して、改質用原料の流量センサ４２ａの検出誤差を演算する燃料流量誤差演算処理を実施する。具体的には、制御装置６０は、図６に示す燃料流量誤差演算サブルーチンに対応するプログラムを行う。制御装置６０は、ステップ４０２において、燃料流量誤差演算フラグＦｄがＯＮである場合には、「ＹＥＳ」と判定しプログラムをステップ４０４に進め、一方、ＯＦＦである場合には、「ＮＯ」と判定し本サブルーチンを終了する。

制御装置６０は、ステップ４０４において、出荷時や使用当初に測定して予め記憶されている燃焼部の基準温度に対する変動値である燃焼部温度の偏差を演算する。すなわち、制御装置６０は、燃焼部の基準温度から先に演算した燃焼部温度の平均値を減算することにより燃焼部温度の偏差を算出する（燃焼部温度の偏差＝燃焼部の基準温度−燃焼部温度の平均値）。ステップ４０４は、温度取得手段により取得された燃焼部温度（具体的には燃焼部温度の平均値）と燃焼部２６の基準温度との差である燃焼部の温度偏差を導出する（温度偏差導出手段）。

制御装置６０は、ステップ４０６において、改質用原料の流量センサ４２ａの検出誤差である燃料流量の偏差を演算する。すなわち、制御装置６０は、予め実験で得た燃焼部温度の偏差に対する改質用原料の流量の偏差の関係を示すマップ（図８に示す）から、先に算出した燃焼部温度の偏差に相当する改質用原料の流量の偏差を算出する。ステップ４０６は、温度偏差導出手段により導出された燃焼部の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出する（供給流量偏差導出手段）。

図８に示すマップにおいては、燃焼部温度の偏差が正である場合には、燃焼部温度の偏差が第１所定温度以下である場合、燃料流量偏差は０で一定であり、燃焼部温度の偏差が第１所定温度より高く第２所定温度以下である場合、燃料流量偏差は燃焼部温度の偏差が大きくなるに従って大きくなるように設定され、燃焼部温度の偏差が第２所定温度より高い場合、燃料流量偏差は所定値（例えば０．１ＮＬ／ｍｉｎ）で一定である。また、燃焼部温度の偏差が負である場合には、燃焼部温度の偏差が第３所定温度以上である場合、燃料流量偏差は０で一定であり、燃焼部温度の偏差が第３所定温度より低く第４所定温度以上である場合、燃料流量偏差は燃焼部温度の偏差が小さくなるに従って小さくなるように設定され、燃焼部温度の偏差が第４所定温度より低い場合、燃料流量偏差は所定値（例えば−０．１ＮＬ／ｍｉｎ）で一定である。

制御装置６０は、ステップ４１０において、補正流量を演算する。具体的には、前回演算した補正流量に今回演算した燃料流量偏差を加算して今回の補正流量を演算する（今回補正流量＝前回補正流量＋燃料流量偏差）。制御装置６０は、ステップ４１０において、燃料流量を補正する。具体的には、制御装置６０は、改質用原料の目標供給流量に今回補正流量を加算するか、または、流量センサ４２ａの検出結果に今回補正流量を加算する。ステップ４１０は、供給流量偏差導出手段により導出された供給流量偏差に基づいて改質用原料の供給流量を補正する（補正手段）。
制御装置６０は、ステップ４１２において、燃料流量誤差演算処理を終了すべく燃料流量誤差演算フラグＦｄをＯＦＦに設定する。

制御装置６０は、プログラムを図３に示すステップ１０８に戻して、補正処理を再び実施する補正リトライ処理を実施する。すなわち、制御装置６０は、上述したように家庭負荷５３の低下などにより燃料電池２４の出力電流を２Ａに固定できなくなった場合（例えば家庭負荷の消費電流が１．５Ａ以下である状態が３０秒継続する場合）に、燃焼部温度の定常値取得を中断して、時間帯をずらして燃焼部温度の定常値取得を再度試みる。

具体的には、制御装置６０は、図７に示す燃料流量誤差演算サブルーチンに対応するプログラムを行う。制御装置６０は、ステップ５０２において、補正リトライフラグＦａがＯＮである場合には、「ＹＥＳ」と判定しプログラムをステップ５０４に進め、一方、ＯＦＦである場合には、「ＮＯ」と判定し本サブルーチンを終了する。

制御装置６０は、タイマＴＭ４が所定時間ＴＭ４ａ（例えば６時間）以上となるまでは、ステップ５０４にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ５０６に進める。ステップ５０６において、制御装置６０は、タイマＴＭ４をカウントする。ただし、最初のサイクルの場合（タイマＴＭ４が停止中である場合）には、タイマＴＭ４のカウントを開始する。

制御装置６０は、タイマＴＭ４が所定時間ＴＭ４ａ以上となると、ステップ５０４にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ５０８に進める。ステップ５０８において、補正リトライフラグＦａをＯＦＦに設定する。制御装置６０は、次回の燃焼部温度定常値取得処理（補正リトライ処理）を実施すべく燃焼部温度定常値取得フラグＦｂをＯＮに設定する。

さらに上述した制御による燃料電池システムの作動を図９に示すタイムチャートを参照して説明する。
燃料電池システムにおいて家庭の負荷(電力負荷)５３の消費電力に追従して発電が行われている中で、時刻ｔ１に補正開始判断処理が実施され、燃焼部温度定常値取得処理が開始されると、改質用原料が一定の供給流量ａで供給され、一定の出力で発電する。電流は一定（例えば２Ａ）に維持される。

時刻ｔ１から所定時間ＴＭ１ａ（２時間）が経過する前の時刻ｔ２から、家庭負荷５３の総消費電流が１．５Ａ以下の状態が３０秒以上継続した場合は、時刻ｔ３に燃焼部温度定常値取得処理は中断される。時刻ｔ３は、家庭負荷５３の総消費電流が１．５Ａ以下となった時点から所定時間ＴＭ３ａ（３０秒）が経過した時点である。

時刻ｔ３に燃焼部温度定常値取得処理は中断されると、時間をずらして再度補正が開始される。すなわち、時刻ｔ３から所定時間ＴＭ４ａ（６時間）が経過した時点である時刻ｔ４から燃焼部温度定常値取得処理が再度実施される。なお、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間には、家庭の負荷(電力負荷)５３の消費電力に追従して発電が行われている。

時刻ｔ４に燃焼部温度定常値取得処理が開始されると、改質用原料が一定の供給流量ａで供給され、一定の出力で発電する。電流は一定（例えば２Ａ）に維持される。時刻ｔ４から所定時間ＴＭ１ａが経過した時点ｔ５まで燃焼部温度安定待ち処理が実施される。時刻ｔ５に、上述した燃焼部温度の平均値を演算する処理（燃焼部温度平均値演算処理）を開始する。この処理は時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間実施される。

上述した説明から明らかなように、アノードに供給される燃料とカソードに供給される酸化剤ガスとにより発電する燃料電池２４と、改質用原料と改質水とから燃料を生成して燃料電池２４に供給する改質部２３と、燃料電池２４からのアノードオフガスと燃料電池２４からのカソードオフガスとが燃焼されて改質部２３を加熱する燃焼部２６と、断熱性材料で形成されて燃料電池２４、改質部２３および燃焼部２６を内部に収容するケーシング２１と、を含んで構成されている燃料電池システムにおいて、燃焼部２６の温度は改質用原料の供給流量に対して感度がよいことを本願発明者は見出した。

具体的に実機を使用して実験した結果においては、図１０に示すように、改質用原料の供給流量をその使用範囲１．０〜２．５ＮＬ／ｍｉｎで変動させたときの燃焼部温度の感度は±１５０℃である。これに対して、カソードエア（酸化剤ガス）の供給流量をその使用範囲２０〜５０ＮＬ／ｍｉｎで変動させたときの燃焼部温度の感度は±３．９℃である。また、改質水の供給流量をその使用範囲２〜６ｍｌ／ｍｉｎで変動させたときの燃焼部温度の感度は±３℃である。さらに、外気温をその使用範囲−１０〜４３℃で変動させたときの燃焼部温度の感度は±１１℃である。なお「ＮＬ／ｍｉｎ」は気体の標準状態における単位時間あたりの流量である。

この結果から明らかなように、燃料電池システムにおいて、燃焼部２６の温度は改質用原料の供給流量に対して感度がよいことが理解することができる。このことを利用して、本願発明者は燃焼部温度の偏差から改質用原料の供給流量を検出する流量センサ４２ａの検出誤差を補正する本発明を発明した。

温度取得手段（ステップ３０４、３２０−３２４）が、原料ポンプ４２ｃ（供給装置）を制御して改質用原料を一定の供給流量で供給することで、燃焼部２６の温度が安定している期間（図８に示す時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間）に、温度センサ２６ｂによって検出された燃焼部２６の温度を取得する。また温度偏差導出手段（ステップ４０４）が、温度取得手段により取得された燃焼部温度と燃焼部の基準温度との差である燃焼部の温度偏差を導出する。また供給流量偏差導出手段（ステップ４０６）が、温度偏差導出手段により導出された燃焼部の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出する。そして補正手段（ステップ４１０）が、供給流量偏差導出手段により導出された供給流量偏差に基づいて流量センサにより検出された改質用原料の供給流量を補正する。

このように、改質用原料を一定の供給流量で供給することで燃焼部２６の温度が安定している期間に取得した燃焼部温度と燃焼部２６の基準温度との差である燃焼部２６の温度偏差から改質用原料の供給流量の偏差を導出して、その導出された供給流量偏差に基づいて流量センサ４２ａにより検出された改質用原料の供給流量を補正する。よって、改質用原料の供給流量に対して感度のよい燃焼部２６の温度を使用することで、改質用原料（燃料）の流量を検出する流量センサ４２ｃを精度よく校正することができる。

また、本実施形態のような固体酸化物形燃料電池を備えた燃料電池システムにおいては、高温作動のためケーシング２１で覆われているため熱容量が大きく、燃料電池温度は負荷変動に対して非常に大きな時定数（燃料電池温度６〜１０ｈｒ）を持ち変化する。これに対して、燃焼部温度は、比較的時定数が短く、一定電流に制限した場合でも流量センサ４２ａの誤差を補正することができ、ユーザのデメリットが小さい。ユーザのデメリットは次のとおりである。校正ロジックは２Ａの低負荷に固定して２〜３時間燃焼部温度の安定を待つため、その間ユーザが７００Ｗを要求しても供給できない。また、発電効率の低い低負荷で長時間運転することになる。

また、温度取得手段が、燃焼部の温度が安定している期間（図８にて時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間）に、温度センサ２６ｂによって検出された燃焼部２６の温度を取得することができなかった場合には、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を中止し、その中止した時点（図８にて時刻ｔ３）から所定時間（６時間）が経過した時点（図８にて時刻ｔ４）に、再び、温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を実施する。これにより、最初の処理において検出誤差を補正できない場合でも、所定時間経過後にリトライすることによって補正処理を行う時間を変更することで、リトライ時における燃料電池システムの運転状況（特に発電状況）が変更し、その運転状況において検出誤差の補正を成功させることができる。

また、制御装置６０は、流量センサ４２ａの校正が必要であると判断した場合に、温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段および補正手段による各処理を実施する。これにより、流量センサ４２ａの検出誤差の補正処理を適切なタイミングで行うことができる。

また、燃焼部温度が安定している期間が、温度センサ２６ｂを校正する期間でもあることが好ましい。これにより、燃焼部２６の温度センサ２６ｂを校正する期間と合わせて流量センサ４２ａの校正処理を行うことができ、流量センサ４２ａを校正する期間の前に燃焼部温度が安定するのを待つ待ち時間を共通化できるため、流量センサ４２ａの校正処理時間を待ち時間も含めて全体として短縮化することができる。

また、燃焼部温度が安定している期間が、ユーザが使用する電力負荷の消費パターンを学習し、その学習結果に基づいて導出された消費電力が安定している期間でもあることが好ましい。これにより、流量センサ４２ａの校正処理を行う時間を専用に設けなくてよく、学習結果に基づいて導出された消費電力が安定している期間に流量センサ４２ａの校正処理を行う。よって、ユーザの経済性を損なわせたり、ユーザが燃料電池システムを使用する時間が流量センサ４２ａの校正処理により損なったり（侵食されたり）するのを抑制することができる。

また、燃焼部温度が安定している期間が、ユーザが使用する電力負荷が低負荷である期間でもあることが好ましい。これにより、ユーザが使用する電力負荷が低負荷である期間に流量センサ４２ａの校正処理を行う。よって、発電効率を低減させたりユーザの経済性を損なわせたりするのを抑制することができる。

１１…筐体、１１ａ…第１排気口、１１ｂ…空気導出口、１１ｃ…空気導入口、１２…仕切部材、１２ａ…空気導入口、１３…水タンク、１４…純水器、１５…換気用空気ブロワ、２０…燃料電池モジュール、２１…ケーシング、２１ａ…導出口、２２…蒸発部、２３…改質部、２４…燃料電池、２４ａ…セル、２４ｂ…燃料流路、２４ｃ…空気流路、２５…マニホールド、２６…燃焼空間（燃焼部）、２６ａ…温度センサ、２７…火炎、３０…排熱回収システム、３１…貯湯槽、３２…貯湯水循環ライン、３２…貯湯水循環ポンプ、３２ｂ，３２ｃ…温度センサ、３３…熱交換器、４２ａ…流量センサ、４２ｃ…原料ポンプ（供給装置）、５０…インバータ装置、５０ａ…電圧センサ、５０ｂ…電流センサ、５１…系統電源、５２…電源ライン、５３…外部電力負荷、６０…制御装置（温度取得手段、温度偏差導出手段、供給流量偏差導出手段、補正手段）、Ｒ１…第１室、Ｒ２…第２室、Ｒ３…燃焼空間。

Claims (6)

1. アノードに供給される燃料とカソードに供給される酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、
   改質用原料と改質水とから前記燃料を生成して前記燃料電池に供給する改質部と、
   前記燃料電池からのアノードオフガスと前記燃料電池からのカソードオフガスとが燃焼されて前記改質部を加熱する燃焼部と、
   断熱性材料で形成されて前記燃料電池、前記改質部および前記燃焼部を内部に収容するケーシングと、
   前記改質用原料を供給する供給装置と、
   前記改質用原料の供給流量を検出する流量センサと、
   前記燃焼部の温度を検出する温度センサと、
   前記供給装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記供給装置を制御して前記改質用原料を一定の供給流量で供給することで、前記燃焼部の温度が安定している期間に、前記温度センサによって検出された前記燃焼部の温度を取得する温度取得手段と、
   前記温度取得手段により取得された前記燃焼部温度と前記燃焼部の基準温度との差である前記燃焼部の温度偏差を導出する温度偏差導出手段と、
   前記温度偏差導出手段により導出された前記燃焼部の温度偏差から前記改質用原料の供給流量の偏差を導出する供給流量偏差導出手段と、
   前記供給流量偏差導出手段により導出された供給流量偏差に基づいて前記流量センサにより検出された前記改質用原料の供給流量を補正する補正手段と、
   を備えている燃料電池システム。
2. 請求項１において、前記温度取得手段が、前記燃焼部の温度が安定している期間に、前記温度センサによって検出された前記燃焼部の温度を取得することができなかった場合には、前記温度偏差導出手段、前記供給流量偏差導出手段および前記補正手段による各処理を中止し、その中止した時点から所定時間が経過した時点に、再び、前記温度取得手段、前記温度偏差導出手段、前記供給流量偏差導出手段および前記補正手段による各処理を実施する燃料電池システム。
3. 請求項１または請求項２において、前記制御装置は、前記流量センサの校正が必要であると判断した場合に、前記温度取得手段、前記温度偏差導出手段、前記供給流量偏差導出手段および前記補正手段による各処理を実施する燃料電池システム。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか一項において、前記期間が、前記温度センサを校正する期間でもある燃料電池システム。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか一項において、前記期間が、ユーザが使用する電力負荷の消費パターンを学習し、その学習結果に基づいて導出された消費電力が安定している期間でもある燃料電池システム。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか一項において、前記期間が、ユーザが使用する電力負荷が低負荷である期間でもある燃料電池システム。
   
   
   

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