JP2014107236A - 燃料電池ユニット及びコージェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】マイコンメータが安全動作を実施する前にコージェネレーションシステムでの発電を確実に停止することができる燃料電池ユニットと、そのような燃料電池ユニットを備えたコージェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】燃料電池が内蔵されており、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時に発生する燃料電池ユニットに対し、ガスの消費量又は消費の有無に関する情報を取得可能なエネルギー計測手段を接続する。そして、エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報を取得し、取得した情報からガスが所定時間以上継続して消費されていると判断されたことを条件として、発電を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池と改質器等の各種機器によって構成される燃料電池ユニットと、そのような燃料電池ユニットを備えたコージェネレーションシステムに関し、特に、長期間の連続的なガス使用を一時的に中断するように制御されるものに関する。

近年、発電に伴う発熱を利用して給湯や暖房を行うコージェネレーションシステムが普及してきている。このようなコージェネレーションシステムには、ガスエンジンを主熱源機とするものと、燃料電池を主熱源機とするものがある。

コージェネレーションシステムでは、ガスエンジンによるものだけでなく、燃料電池によるものであっても燃料ガスを導入して発電している。燃料電池を主熱源機として採用したコージェネレーションシステムでは、都市ガス、ＬＰＧ、消化ガス、メタノール、ＧＴＬ（Ｇａｓ ｔｏ Ｌｉｑｕｉｄ）等の燃料ガスを原料とし、改質器によって水素リッチなガスを生成している。そして、生成した水素リッチなガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの電気化学的反応によって発電を実施している。

ここで、一般家庭でコージェネレーションシステムを運用する場合、入手容易性の観点から、都市ガスやＬＰＧ等の商用ガスが燃料ガスとして採用されている。この場合、安全のため、マイコンメータを介して商用ガスが供給されることとなる。

マイコンメータは、ガス漏れの発生が予期される場合に、ガスの供給を遮断するための装置である。具体的には、ガスが一定時間以上連続して流れ、さらにガスの流量に大きな変化がないとき、ガスの供給を自動的に遮断している。

この一方、燃料電池を主熱源機としたコージェネレーションシステムには、固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣと略す）によるものがある。このコージェネレーションシステムは、構造上、運用されている状態から完全に停止した状態となるまでに長い時間を要する。そのため、ＳＯＦＣを燃料電池として採用したコージェネレーションシステムは、長時間停止させることなく連続して使用することが一般的である。

これらのことから、一般家庭でＳＯＦＣによるコージェネレーションシステムを運用すると、コージェネレーションシステムが連続して稼働し続けるために、マイコンメータが誤作動してしまうおそれがある。つまり、ＳＯＦＣによるコージェネレーションシステムを長い時間停止させずに使用すると、ＳＯＦＣに供給される商用ガスが大きな流量の変化のないまま一定時間以上流れてしまう場合がある。すると、マイコンメータは、それが正常な運転であるにもかかわらず、ガス漏れがあったと誤認してガスの流れを遮断してしまう可能性がある。

このような、マイコンメータの誤認を回避するための技術として、例えば、特許文献１に開示されている技術がある。特許文献１に開示されたコージェネレーションシステムでは、使用者が家庭内でガス機器を使用しないことが予測される時間帯を特定し、この時間帯よりも所定時間だけ早い時刻からコージェネレーションシステムの停止動作を開始している。このことにより、コージェネレーションシステムの停止に長い時間がかかる場合であっても、家庭内でガス機器を使用しない時間にコージェネレーションシステムを完全に停止させることができる。

すなわち、ガス機器を使用しない時間帯となってからコージェネレーションシステムを停止し始めたのでは、停止に長い時間がかかる場合、コージェネレーションシステムが完全停止するより前にガス機器を使用しない時間が終了してしまうおそれがある。そこで、コージェネレーションシステムをいち早く停止し始めることにより、ガス機器を使用しない時間帯に合わせてコージェネレーションシステムを完全停止させている。このように、コージェネレーションシステムと、他のガス機器とを所定時間に亘って完全に停止した状態とすることにより、商用ガスの連続供給を中断させ、マイコンメータの誤認を回避している。

特開２０１１−１７５８１６号公報

上記したように、特許文献１のコージェネレーションシステムでは、使用者が家庭内でガス機器を使用しないことが予測される時間帯を特定している。しかしながら、ガス機器を使用しない時間帯の特定が非常に困難である場合がある。
すなわち、特許文献１のコージェネレーションシステムでは、使用者が電気機器を使用している電力量と、給湯ユニットの使用の有無から人が活動している時間を予測し、人が活動している時間ではガス機器が使用されていると推認している。そのため、例えば、一日中のどの時間帯においても何らかの電気機器を使用するような家庭では、ガス機器を使用しない時間帯の特定が非常に困難である場合がある。

このような状況下では、コージェネレーションシステムが所定時間を超えて連続稼働したことが確認されたとき、コージェネレーションシステムでの発電を停止させることが望ましい。例えば、マイコンメータが３０日間連続してガスが流れたことを検知したとき、ガス漏れが発生したと判定して安全動作を実施するのであれば、コージェネレーションシステムが３０日間連続して稼働する前に発電を停止させることが望ましい。

つまり、マイコンメータの安全動作によってコージェネレーションシステムの発電動作中に商用ガスの供給が遮断されてしまうと、大掛かりな復旧動作が必要となってしまうという問題がある。具体的に説明すると、この場合、コージェネレーションシステムには故障箇所がないにも関わらず、コージェネレーションシステムが停止してしまうこととなる。そのため、コージェネレーションシステムを調査しても故障箇所は発見されず、コージェネレーションシステムが突然止まってしまった原因を特定することが困難である。また、マイコンメータの安全動作の解除作業等が発生し、非常に手間である。
加えて、マイコンメータの安全動作によってコージェネレーションシステムの発電動作中に商用ガスの供給が遮断されてしまうと、コージェネレーションシステムを構成する各機器が破損してしまう可能性がある。
したがって、マイコンメータが安全動作を実施する場合には、コージェネレーションシステムでの発電を停止しておくことが望ましい。

しかしながら、単純にコージェネレーションシステムの連続稼働時間が所定時間となったことを条件として発電を停止したのでは、マイコンメータの安全動作前にコージェネレーションシステムでの発電を停止できない可能性がある。例えば、コージェネレーションシステムの稼働前に他のガス機器が長時間に亘って連続稼働しており、これに引き続いてコージェネレーションシステムが稼働したとする。この場合、コージェネレーションシステムが稼働してからすぐにマイコンメータの安全動作が実施されてしまうことが考えられる。

そこで本発明は、マイコンメータが安全動作を実施する前にコージェネレーションシステムでの発電を確実に停止することができる燃料電池ユニットと、そのような燃料電池ユニットを備えたコージェネレーションシステムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃料電池が内蔵されており、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時に発生する燃料電池ユニットであって、少なくともガスの消費量又は消費の有無を計測する機器から送信された情報を取得可能なエネルギー計測手段と直接又は間接的に接続された状態で使用されるものであり、前記エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報を取得し、取得した情報からガスが所定時間以上継続して消費されていると判断されたことを条件として、発電を停止することを特徴とする燃料電池ユニットである。

本発明の燃料電池ユニットは、外部のエネルギー計測手段から送信されるガス消費量（又は消費の有無）に関する情報を取得し、取得した情報からガスが所定時間以上継続して消費されていると判断されると、発電を停止している。すなわち、住宅やマンション等の燃料ガスの需要場所において使用される全てのガス機器のガス消費量（又は消費の有無）を対象として、連続して燃料ガスが使用された時間を判断することができる。別言すると、コージェネレーションシステムを含む全てのガス機器のガス消費量（又は消費の有無）を対象として、連続して燃料ガスが使用された時間を判断することができる。したがって、例えば、他のガス機器の長時間に亘る連続稼働に引き続いてコージェネレーションシステムが稼働した場合等においても、マイコンメータの安全動作が実施される前に確実に発電動作を停止できる。

本発明では、前記エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報は、自身を含むガス機器群のうちの少なくとも一つのガス機器が使用された状態が継続した時間であるガス継続使用時間に関する情報であることが好ましい（請求項２）。

請求項３に記載の発明は、前記エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報を取得し、取得した情報からガスが所定時間以上継続して消費されていると判断されたことを条件として、使用者に他のガス機器の使用停止を促す報知動作を実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池ユニットである。

かかる構成では、コージェネレーションシステムでの発電動作が停止された状態において、使用者に対して他のガス機器の使用を停止するように促すことができる。このことにより、マイコンメータで安全動作が実施されるより前に、全てのガス機器においてガス消費が停止された状態になり易くなる。そのため、マイコンメータの不必要な安全動作の実施を回避し易くなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットで発生した熱エネルギーを液体を介して回収可能な熱回収装置とを備え、前記燃料電池ユニットには、前記燃料電池ユニットを構成する各機器の動作を制御する発電側制御部が設けられており、前記熱回収装置には、前記熱回収装置を構成する各機器の動作を制御する熱回収側制御部が設けられるものであって、前記エネルギー計測手段から送信された情報が熱回収側制御部を介して発電側制御部に送信されることを特徴とするコージェネレーションシステムである。

本発明のコージェネレーションシステムは、請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池ユニットを使用している。そのため、上記したように、住宅やマンション等の燃料ガスの需要場所において使用される全てのガス機器のガス消費量を対象として、連続して燃料ガスが使用された時間を判断することができる。このことにより、マイコンメータの安全動作が実施される前に、コージェネレーションシステムでの発電動作を確実に停止することができる。
さらにまた、エネルギー計測手段から送信された情報が熱回収側制御部を介して発電側制御部に送信されるので、発電側制御部と熱回収側制御部の双方とエネルギー計測手段とを電気的に接続する必要がなく、コージェネレーションシステムの導入時における配線作業等が容易となる。

本発明の燃料電池ユニットは、住宅やマンション等の燃料ガスの需要場所において使用される全てのガス機器のガス消費量を対象として、連続して燃料ガスが使用された時間を判断することができる。このことにより、マイコンメータの安全動作が実施される前に、コージェネレーションシステムでの発電動作を確実に停止できる。
本発明のコージェネレーションシステムも同様に、マイコンメータの安全動作が実施される前に、コージェネレーションシステムでの発電動作を確実に停止できる。

本発明の実施形態にかかる燃料電池ユニットを備えたコージェネレーションシステムを示すブロック図である。 図１のコージェネレーションシステムで実施される発電の停止動作と報知動作の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態にかかる燃料電池ユニット１、並びに、そのような燃料電池ユニット１を備えたコージェネレーションシステム２について図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

本実施形態のコージェネレーションシステム２は、図１で示されるように、発電装置として機能する燃料電池ユニット１と、熱回収ユニット３（熱回収装置）と、エネルギー測定ユニット４を組み合わせたものであり、これらに台所用リモコン５と、浴室用リモコン６とが接続されて形成されている。

燃料電池ユニット１は、主たる構成要素である燃料電池１０と、燃料電池１０に改質ガスを供給するための改質器１１と、改質器１１に熱量を供給するための燃焼部１２を備えている。さらに、燃料電池１０の発電に伴って発生する熱を熱回収ユニット３へと供給するための排熱回収用熱交換器１３、排熱回収用ポンプ１４とを備えている。

燃料電池１０は、高温で作動する燃料電池を使用しており、本実施形態では、固体酸化物形燃料電池（所謂ＳＯＦＣ）が採用されている。すなわち、本実施形態の燃料電池１０は、主としてアノード（燃料極）と、カソード（空気極）と、これらアノードとカソードに挟まれた電解質とから構成される単電池を複数積層した電池スタックで構成される。

改質器１１は、都市ガス、メタノール、ガソリン、天然ガス、プロパンなどの電池用燃料を水蒸気改質し、燃料電池１０のアノードに供給される改質ガス（水素、一酸化炭素、二酸化炭素）を生成する。すなわち、改質器１１では、供給された水と電池用燃料から改質ガスを得ることが可能となっている。

燃焼部１２は、複数のバーナを備えており、摂氏７００度乃至１０００度という高温の熱を改質器１１に供給することが可能となっている。すなわち、燃焼部１２は、改質器１１での電池用燃料の改質反応を促進するために、改質器１１に対して熱を供給可能となっている。

排熱回収用熱交換器１３は、熱回収ユニット３から供給される湯水を加熱するための熱交換器である。
より具体的には、排熱回収用熱交換器１３の一次側と燃料電池１０との間には循環経路（図示せず）が形成され、熱媒となる液体が循環している。そして、燃料電池ユニット１が備える配管（図示せず）と熱回収ユニット３から延びる配管（図示せず）とを接続して形成される熱回収用経路（図示せず）が、排熱回収用熱交換器１３の二次側を経由して延びている。このことから、燃料電池１０で生成される排熱により昇温された熱媒と、熱回収ユニット３側から流入した湯水との間で熱交換を行い、湯水を昇温させることが可能となっている。

排熱回収用ポンプ１４は、モータを備えた渦巻きポンプである。そして、モータの回転数を可変させることにより、前記した熱回収用経路を流れる湯水の流量を増減させることが可能となっている。

熱回収ユニット３は、主要な構成要素として、蓄熱タンクとしての貯留タンク２０と、燃料電池ユニット１において湯水を所望の温度まで加熱できなかった場合に補助加熱を実施するための補助熱源機２１とを備えている。

貯留タンク２０は、燃料電池ユニット１の排熱回収用熱交換器１３で加熱された湯水を貯留するためのタンクであり、その内部に温度成層を形成することができる。

補助熱源機２１は、従来公知の給湯器と同様のものであり、ガスや灯油等の燃料を燃焼するためのバーナと熱交換器とを有している。そして、燃料の燃焼により発生した熱エネルギーを利用して湯水を加熱可能となっている。

エネルギー測定ユニット４は、演算手段としてのＣＰＵと、記憶手段としてのメモリとを備えており、水道メータ３０、カレントトランス３１、マイコンメータ３２といった各種機器から取得した水道使用量に関する情報、電力使用量に関する情報、燃料ガス使用量に関する情報を取得可能となっている。そして、これらの情報、又はこれらの情報に基づいて算出される値を記憶可能となっている。
さらに、エネルギー測定ユニット４は、これらの情報から、月、週、日といった所定の期間における水道使用量、電力使用量、燃料ガス使用量等の各種エネルギーの使用量を算出可能となっている。

水道メータ３０は、公知のそれと同様のものであり、住宅やマンションといった需要場所での水道の使用量を測定可能となっている。

カレントトランス３１は、公知のそれと同様のものであり、交流電流を非接触で検出するものである。このカレントトランス３１は、住宅やマンションといった需要場所への電気の引込線（図示せず）の近傍に設けられており、図示しない電圧センサと共に用いられて需要場所での電力消費量を測定可能となっている。

マイコンメータ３２は、住宅やマンションといった需要場所での燃料ガスの消費量を測定可能となっている。また、このマイコンメータ３２は、燃料ガスの流量に大きな変化がない状態で所定期間Ｔα以上連続して燃料ガスが流れたとき、自動的に燃料ガスの流れを遮断する安全遮断機能を有している。
なお、自動的に燃料ガスの流れを遮断するまでの所定期間Ｔαは、燃料ガスの流量によって異なっている。具体的には、燃料ガスの流量が比較的多い場合は、遮断するまでの時間Ｔαが比較的短くなり、燃料ガスの流量が比較的少ない場合は、遮断するまでの時間Ｔαが比較的長くなる。

台所用リモコン５と浴室用リモコン６は、いずれも液晶ディスプレイ１８やＬＥＤ等で構成された表示部（図示しない）と、複数のスイッチ等で構成された操作部（図示しない）とを有している。そして、使用者が操作部を操作することにより生成された信号が、燃料電池ユニット１や熱回収ユニット３の制御部（後述する発電側制御部４０、熱回収側制御部４１）へと送信され、その信号に基づいて各種動作が実施されることとなる。また、燃料電池ユニット１や熱回収ユニット３の制御部から送信された信号に基づいて、規定された図柄、文字等を表示部に表示することが可能となっている。

ここで、本実施形態のコージェネレーションシステム２は、主に燃料電池ユニット１を制御する発電側制御部４０と、主に熱回収ユニット３を制御する熱回収側制御部４１とを有している。

発電側制御部４０と熱回収側制御部４１とは、通信インターフェース４４を介して電気的に接続されており、互いに各種データ、信号を送受信可能な状態となっている。

また、熱回収側制御部４１とエネルギー測定ユニット４とは通信線を介して接続されており、互いに各種データ、信号を送受信可能な状態となっている。このとき、エネルギー測定ユニット４は、この通信線を介して熱回収側制御部４１から電力の供給を受けている。すなわち、熱回収側制御部４１とエネルギー測定ユニット４の間では、情報通信用の通信線を電力を供給するための電源線としても利用している。

そして、発電側制御部４０とエネルギー測定ユニット４とは、熱回収側制御部４１を介して接続された状態となっており、互いに各種データ、信号を送受信可能な状態で接続されている。

台所用リモコン５と浴室用リモコン６とは、いずれも熱回収側制御部４１とエネルギー測定ユニット４の双方と電気的に接続されている。そして、これらと各種データ、信号を送受信可能な状態となっている。また、台所用リモコン５と浴室用リモコン６は、それぞれ熱回収側制御部４１から電力の供給を受けている。つまり、台所用リモコン５とエネルギー測定ユニット４の間と、浴室用リモコン６とエネルギー測定ユニット４の間では、情報通信用の通信回線を電力を供給するための電源線としても利用している。

続いて、本実施形態のコージェネレーションシステム２の動作について説明する。

本実施形態のコージェネレーションシステム２では、改質器１１に対して水と電池用燃料を供給し、さらに燃焼部１２によって熱を供給している。そして、改質器１１内にて燃焼部１２から高温の熱量を受けた水と電池用燃料は、水蒸気改質反応を起こし、水素、一酸化炭素、二酸化炭素を含有する改質ガスとなる。そして、この改質ガスを燃料電池１０のアノード側に供給すると共に、空気を燃料電池１０のカソード側に供給することにより、発電を実施している。

また、その一方、燃料電池１０と排熱回収用熱交換器１３の一次側との間で熱媒を循環させ、燃料電池１０の発電時に発生する排熱によって熱媒を加熱している。そして、熱回収ユニット３側から燃料電池ユニット１側へと湯水を流し、排熱回収用熱交換器１３の二次側を通過させている。このことにより、燃料電池１０の発電時に発生する排熱を熱媒を介して湯水へと供給し、湯水を昇温させている。この排熱回収用熱交換器１３で昇温された湯水は、熱回収ユニット３側へと流され、貯留タンク２０に貯留可能となっている。すなわち、燃料電池１０の発電時に発生する排熱を湯水を介して貯留タンク２０に蓄熱することが可能となっている。

そして、貯留タンク２０に貯留された湯水は、必要に応じて補助熱源機２１で追加加熱され、一般給湯、風呂の追い焚き、外部の暖房器具への熱の供給といった種々の用途の熱源として使用される。つまり、台所用リモコン５や浴室用リモコン６等から風呂の追い焚き等の各種動作の要求があったとき、貯留タンク２０に貯留された湯水を利用して要求された動作を実施している。

さらに、本実施形態のコージェネレーションシステム２では、エネルギー測定ユニット４から送信された情報に基づいて、台所用リモコン５や浴室用リモコン６の表示部（図示しない）に、所定期間における電気、ガス、水道の使用量に関する情報を表示することが可能となっている。

ここで、住宅やマンション等の燃料ガスの需要場所では、燃料電池ユニット１の改質器１１、熱回収ユニット３の補助熱源機２１、さらにその他ガス機器へとガスを供給するための経路にマイコンメータ３２が設けられている。そして、上記したように、マイコンメータ３２は、ガス漏れ等の異常な事態が発生したとき、ガスの供給を自動的に遮断する安全遮断機能を備えている。すなわち、マイコンメータ３２は、燃料ガスの流量に大きな変化がない状態で、燃料ガスが一定時間以上流れ続けたとき、安全のためにガスの供給を自動的に遮断している。

しかしながら、コージェネレーションシステム２を長時間稼動させ、且つ、稼動中に燃料ガスの供給量に大きな変化がない場合、ガスを供給するための経路では、結果的にガス漏れ等の異常な事態が発生した場合と類似した状況となってしまう。すなわち、ガスを供給するための経路において、流量が大きく変化しないまま所定時間以上ガスが流れ続けるという状況が発生する。このような状況下では、マイコンメータ３２は、それが通常の動作であるのか、ガス漏れ等の異常が発生したのかを判別できないため、それがコージェネレーションシステム２の通常の動作によるものであっても、安全のためにガスの供給を自動的に遮断してしまう。

さらに、コージェネレーションシステム２が稼働する以前に他のガス機器が長時間稼働していた場合もまた、結果的にガス漏れ等の異常な事態が発生した場合と類似した状況となってしまう。この場合、上述した場合よりもコージェネレーションシステム２の稼働時間が短いにも関わらず、上述した場合と同様に、ガスを供給するための経路において、ガスの流量が大きく変化しないまま所定時間以上流れ続けるという状況が発生する。このような状況下でも、マイコンメータ３２がガス漏れ等の異常が発生したものと誤認して、安全のためにガスの供給を自動的に遮断してしまう。

ここで、コージェネレーションシステム２が稼働している状態で、ガスの供給が遮断されてしまうと、コージェネレーションシステム２を構成する各機器が損傷してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態のコージェネレーションシステム２では、通常の運転が実施されている状況下でマイコンメータ３２の安全遮断機能が作動しないように、安全遮断機能が作動する前にコージェネレーションシステム２を停止させる一時停止動作を実施している。また、マイコンメータ３２の安全遮断機能が不必要に働くことのないように、使用者に外部のガス機器の使用中止を促す報知動作を実施している。

本実施形態の特徴的な動作である一時停止動作と報知動作について、図２を参照しつつ、以下で詳細に説明する。

本実施形態のコージェネレーションシステム２では、コージェネレーションシステム２が所定期間Ｔβ（例えば２８日）に亘って継続して稼働したことが確認された場合、又は、燃料ガスの需要場所で使用される全てのガス機器のうちで少なくとも１つのガス機器が使用された状態が所定期間Ｔγ（例えば２８日）に亘って継続したことが確認された場合（ステップ１でＹｅｓの場合）に燃料電池１０の発電を停止する一時停止動作を実施している（ステップ２）。

ここで、コージェネレーションシステム２の連続稼働時間の基準となる期間Ｔβ（以下第１基準時間Ｔβとも称す）は、マイコンメータ３２が安全遮断機能を実行するときの基準となる期間Ｔα（以下安全基準時間Ｔαとも称す）よりも十分に短く設定されている。また、コージェネレーションシステム２を含む全てのガス機器を対象とした連続稼働時間の基準となる期間Ｔγ（以下第２基準時間Ｔγとも称す）もまた、安全基準時間Ｔαよりも十分に短く設定されている。そして、第１基準時間Ｔβと第２基準時間Ｔγとは同じ長さとなっている。
なお、ここでいう「十分に短く」とは、少なくとも日（２４時間）単位の時間であり、１日又は数日だけ短くなっている状態とする。

コージェネレーションシステム２が所定期間Ｔβ（例えば２８日）に亘って継続して稼働したとき、このまま継続して稼働させ続けると、マイコンメータ３２の安全遮断機能が実行されてしまうことが予測される。そのため、発電側制御部４０は、コージェネレーションシステム２の継続稼働時間が安全基準時間Ｔαとなるより前に、十分な猶予を持って燃料電池ユニット１での発電動作を停止している。別言すると、コージェネレーションシステム２の継続稼働時間が安全基準時間Ｔαよりも十分に短い第１基準時間Ｔβとなったことを条件として、燃料電池ユニット１での発電動作を停止している。

さらにまた、コージェネレーションシステム２の稼働前に他のガス機器が稼働していたとき、コージェネレーションシステム２の継続稼働時間が安全基準時間Ｔαに至らない場合であっても、マイコンメータ３２の安全遮断機能が実行されてしまうことが予測される。すなわち、他のガス機器が稼働している状態に引き続いてコージェネレーションシステム２が稼働した場合は、他のガス機器の稼働開始時刻から安全基準時間Ｔαが経過してしまうと、マイコンメータ３２の安全遮断機能が実行されてしまう。そのため、コージェネレーションシステム２の稼働開始時刻から安全基準時間Ｔαが経過していない場合であっても、マイコンメータ３２の安全遮断機能が実行されてしまうことが予測される。

そこで、発電側制御部４０は、燃料ガスの需要場所において使用されるコージェネレーションシステム２を含む全てのガス機器のうち、少なくとも１つのガス機器が使用された状態が安全基準時間Ｔαに亘って継続される前に、十分な猶予を持って燃料電池ユニット１での発電動作を停止している。すなわち、コージェネレーションシステム２を含む全てのガス機器のうちのいずれかが使用されている時間であるガス継続使用時間が、安全基準時間Ｔαよりも十分に短い第２基準時間Ｔγに亘って継続したことを条件として、燃料電池ユニット１での発電動作を停止している。別言すると、燃料電池１０を含むいずれかのガス機器が動作し、連続して燃料ガスが消費されている状態が第２基準時間Ｔγに亘って継続されたことを条件として、燃料電池ユニット１での発電動作を停止している。

このとき、発電側制御部４０は、熱回収側制御部４１を介してエネルギー測定ユニット４から情報を取得し、取得した情報に基づいて全てのガス機器を対象とした継続使用時間を算出している。そして、全てのガス機器を対象とした継続使用時間が第２基準時間Ｔγとなったことを条件として、燃料電池ユニット１での発電動作を停止している。

このように、本実施形態のコージェネレーションシステム２では、マイコンメータ３２が安全遮断機能を実行する前に燃料電池ユニット１での発電動作を停止することにより、通常の運転が実施されている状況下でガスの供給が遮断されてしまうことがない。

さらに、本実施形態のコージェネレーションシステム２では、燃料電池１０の発電を停止する一時停止動作を実施した後（ステップ２の後）、熱回収側制御部４１を介してエネルギー測定ユニット４から取得した情報に基づいて、コージェネレーションシステム２以外のガス機器が使用されているか否かを判別している（ステップ３）。そして、一時停止動作を実行した後に他のガス機器が使用されていることが確認された場合（ステップ３でＹｅｓの場合）は、台所用リモコン５や浴室用リモコン６の表示部に、他のガス機器の使用停止を促すメッセージを表示する報知動作を実施する（ステップ４）。

すなわち、燃料電池１０の発電が完全に停止された状態で、使用者が他のガス機器の使用を停止すれば、燃料ガスの需要場所において、コージェネレーションシステム２を含めた全てのガス機器が使用されていない状態となる。すると、ガスを供給するための経路では、燃料ガスの供給が遮断され、燃料ガスの連続供給が終了した状態となる。このことにより、マイコンメータ３２の安全遮断機能が実行されてしまう前に燃料ガスの連続供給が中止されるので、マイコンメータ３２の安全遮断機能が不必要に働くことはない。

このため、エネルギー測定ユニット４から取得した情報に基づいて、他のガス機器によるガス使用が中止されたことが確認されると（ステップ５でＹｅｓとなると）、他のガス機器の使用停止を促すメッセージの表示を終了し（ステップ８）、一連の動作を終了する。

対して、メッセージを表示したにも関わらず使用者が他のガス機器の使用を停止しなかった場合（ステップ５でＮｏの場合）、マイコンメータ３２の安全遮断機能が作動するまでの間（ステップ６でＹｅｓとなるまで）、他のガス機器の使用停止を促すメッセージを表示し続ける。別言すると、他のガス機器の使用停止を促すための報知動作を継続して実施する。

そして、他のガス機器の使用が停止されず（ステップ５でＮｏ）、マイコンメータ３２の安全遮断機能が作動してしまった場合（ステップ６でＹｅｓの場合）、マイコンメータ３２が安全のためガスの供給を遮断している旨を報知する（ステップ７）。より具体的には、エネルギー測定ユニット４から送信された全てのガス機器を対象とした連続稼働時間が安全基準時間Ｔαに達した場合（ステップ６でＹｅｓの場合）、台所用リモコン５や浴室用リモコン６の表示部に、マイコンメータ３２によるガスの供給停止を知らせるためのメッセージを表示する（ステップ７）。

このようなメッセージを表示すると、使用者がマイコンメータ３２によってガスの供給が停止されていることを認識することができる。このことにより、ガス機器が使用できなくなったことに起因する使用者の混乱を避けることができる。
すなわち、住宅等でガス機器がある時点から使用できなくなり、使用者がその原因を特定できない場合、使用者に何らかの機器が故障してしまったものと誤認をあたえるおそれがある。これに対し、本実施形態のコージェネレーションシステム２では、使用者にガスの供給が遮断された原因を報知しており、使用者が原因を特定できるため、このような誤認をあたえることがない。

また、本実施形態の一時停止動作では、燃料電池１０の発電を停止する時間である発電停止時間Ｔδ（例えば、２４時間）を十分に長い時間としている。そして、この十分に長い発電停止時間Ｔδの間に他のガス機器の使用を停止すれば、マイコンメータ３２の誤認による安全遮断機能の作動を回避できるようにしている。つまり、使用者が他のガス機器の使用を中止するための時間を十分に長く確保することで、マイコンメータ３２の誤認による安全遮断機能を回避しやすい構成としている。

上記した実施形態では、燃料電池ユニット１での発電動作を停止した後、他のガス機器の使用停止を促すメッセージを表示する例を示した。すなわち、燃料電池ユニット１での発電動作を停止した後に報知動作を実施する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、報知動作は、燃料電池ユニット１での発電動作の停止と同時に実施してもよく、発電動作を停止し始める前に実施してもよい。

上記した実施形態では、他のガス機器の使用停止を促すため、メッセージを表示するという報知動作を実施する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、台所用リモコン５や浴室用リモコン６にスピーカ等の発音装置を設け、警報音を発する報知動作を実施してもよい。また、メッセージでなく図柄等を表示する報知動作であってもよい。すなわち、使用者に他のガス機器の使用停止を促す報知動作であればよい。

上記した実施形態では、燃料電池ユニット１での発電動作を停止した後、他のガス機器の使用停止を促すメッセージを表示する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、燃料電池ユニット１で発電動作を停止するだけでなく、さらに床暖房装置（図示せず）のようなコージェネレーションシステム２と連動しているガス機器を停止してもよい。また、補助熱源機２１等のコージェネレーションシステム２を構成する機器のうち、燃料ガスを使用する機器を停止してもよい。

上記した実施形態では、台所用リモコン５や浴室用リモコン６の表示部にメッセージを表示する報知動作の例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、床暖房装置（図示せず）のコントローラのように、コージェネレーションシステム２と連動しているガス機器に付属する機器で報知動作を実施してもよい。

上記した実施形態では、第１基準時間Ｔβと第２基準時間Ｔγを同じ長さとしたが、本発明はこれに限るものではなく、これらは異なる長さであってもよい。第１基準時間Ｔβと第２基準時間Ｔγは、それぞれ安全基準時間Ｔαよりも短くなっていればよい。

上記した実施形態では、エネルギー測定ユニット４から送信された情報に基づいて、少なくともいずれか１つのガス機器が使用されている状態が所定期間Ｔγに亘って継続したか否かを判別する例を示した。ここで、本発明は、エネルギー測定ユニット４から送信された燃料ガスの継続使用時間にかかる情報と、発電側制御部４０で計測したガスの供給が開始され始めてからの時間とを比較する構成であってもよい。このような構成によると、エネルギー測定ユニット４から送信された情報に大きな誤差がないかどうかを確認することができる。

１ 燃料電池ユニット
２ コージェネレーションシステム
３ 熱回収ユニット（熱回収装置）
４ エネルギー測定ユニット(エネルギー計測手段)
１０ 燃料電池
４０ 発電側制御部
４１ 熱回収側制御部

Claims (4)

1. 燃料電池が内蔵されており、電気エネルギーと熱エネルギーとを同時に発生する燃料電池ユニットであって、
   少なくともガスの消費量又は消費の有無を計測する機器から送信された情報を取得可能なエネルギー計測手段と直接又は間接的に接続された状態で使用されるものであり、
   前記エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報を取得し、取得した情報からガスが所定時間以上継続して消費されていると判断されたことを条件として、発電を停止することを特徴とする燃料電池ユニット。
2. 前記エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報は、自身を含むガス機器群のうちの少なくとも一つのガス機器が使用された状態が継続した時間であるガス継続使用時間に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池ユニット。
3. 前記エネルギー計測手段から送信されるガス消費量に関する情報を取得し、取得した情報からガスが所定時間以上継続して消費されていると判断されたことを条件として、使用者に他のガス機器の使用停止を促す報知動作を実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池ユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池ユニットと、
   前記燃料電池ユニットで発生した熱エネルギーを液体を介して回収可能な熱回収装置とを備え、
   前記燃料電池ユニットには、前記燃料電池ユニットを構成する各機器の動作を制御する発電側制御部が設けられており、
   前記熱回収装置には、前記熱回収装置を構成する各機器の動作を制御する熱回収側制御部が設けられるものであって、
   前記エネルギー計測手段から送信された情報が熱回収側制御部を介して発電側制御部に送信されることを特徴とするコージェネレーションシステム。

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