JP2016139591A - エネルギー発生システム - Google Patents

Abstract

【課題】検出装置を交換する作業工数の低減を可能とした技術を提供することを課題とする。
【解決手段】エネルギーの源となる資源が供給されてエネルギーを発生するエネルギー発生装置と、エネルギー発生装置に供給される資源の少なくとも一部と、エネルギー発生装置がエネルギーを発生するまでの過程に生成される生成成分とのうちの少なくとも一方を検出する検出装置と、検出装置にて検出された検出結果に基づいてエネルギー発生装置を制御する制御装置と、制御装置が検出結果を取得できない状態であってもエネルギー発生装置が動作を継続することを許容する許容手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギーを発生させるエネルギー発生システムに関する。

特許文献1によると、燃料電池に使用されている水素ガス検知器は、水素ガス検知器に設けられたガスの検出素子である触媒が被毒してしまうと、ガスの検知ができず、水素ガス検知器を交換しなければならない。

特開２００３−３０２３６４号 公報

ところが、この水素ガス検知器の交換作業のためには、燃料電池の運転を停止して作業を行わなければならず作業工数がかかる。
そこで本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、エネルギー発生システムにおいて、検出装置を交換する作業工数の低減を可能とした技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために講じられた第１の技術的手段は、エネルギー発生システムであって、エネルギーの源となる資源が供給されてエネルギーを発生するエネルギー発生装置と、エネルギー発生装置に供給される資源の少なくとも一部とエネルギー発生装置がエネルギーを発生するまでの過程に生成される生成成分とのうちの少なくとも一方を検出する検出装置と、検出装置にて検出された検出結果に基づいてエネルギー発生装置を制御する制御装置と、制御装置が検出結果を取得できない状態であってもエネルギー発生装置が動作を継続することを許容する許容手段と、を備えることである。

第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、エネルギー発生システムであって、許容手段は、エネルギー発生装置が所定時間動作を継続することを許容し、制御装置は、検出結果を取得できない状態となったときに許容手段を作動させるまたは検出結果を取得できない状態となったときに所定操作の実施によって許容手段を作動させるとすることである。

第３の技術的手段は、第１の技術的手段において、エネルギー発生システムであって、許容手段は、制御装置が検出結果を取得できない状態となったときにエネルギー発生装置の動作を継続させるための信号を制御装置へ発するとすることである。

第４の技術的手段は、第３の技術的手段において、エネルギー発生システムであって、許容手段は、信号を発する信号発生装置と、制御装置が検出結果を取得できない状態となったときに制御装置及び検出装置の連通を制御装置及び信号発生装置との連通に切り替える切替装置と、を備えるとすることである。

第５の技術的手段は、第１の技術的手段〜第４の技術的手段であって、資源が燃焼ガスであり、エネルギー発生装置がエネルギーとして電気と熱を発生させる燃料電池であり、検出装置がガスセンサである、とすることである。

本発明によれば、エネルギー発生システムにおいて、検出装置を交換する作業工数を低減することができる。

実施形態１及び実施形態２における固体酸化物形燃料電池システムの概要を示す概要図である。 実施形態１における固体酸化物形燃料電池システムの制御装置が自動でタイマー機能を作動させる制御プログラムの一例を示すフローチャートである。 実施形態２における固体酸化物形燃料電池システムの制御装置に外部から所定の操作が加えられる、すなわち、制御装置によるタイマー機能を手動で作動させる制御プログラムの一例を示すフローチャートである。 実施形態３における固体酸化物形燃料電池システムの概要を示す概要図である。 実施形態３における固体酸化物形燃料電池システムのガスセンサ、制御装置に関するブロック図である。 実施形態３における固体酸化物形燃料電池システムの制御装置で実行される制御プログラムの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明のエネルギー発生システムに係る実施形態について、図に基づいて説明する。

（実施形態１)
本発明の実施形態に係るエネルギー発生システムについて、図１と図２を用いて説明する。

図１は、本発明における固体酸化物形燃料電池システム１（エネルギー発生システム）の概要を示す概要図である。

この固体酸化物形燃料電池システム１は、燃料電池モジュール２、水タンク３、貯湯タンク４、熱交換器５、インバータ装置６、制御装置７及びガスセンサ８（検出装置）を備えている。これらは固体酸化物形燃料電池システム１の筐体内の収容室９に設けられている。

燃料電池モジュール２は、少なくとも燃料電池１０を含んで構成されており、さらに、ケーシング１１、気化器１２、改質器１３、燃焼部１４及び燃焼触媒１５を備えている。

ケーシング１１は、断熱性材料で形成されている。ケーシング１１は、燃料電池１０、気化器１２、改質器１３、燃焼部１４及び燃焼触媒１５を覆っている。そのため、燃料電池モジュール２はケーシング１１の外部と断熱されている。

燃料電池モジュール２は、カソードエアである空気と、少なくとも燃焼ガスであるメタンを含む都市ガス(資源)と、改質器１３での水蒸気改質に使用される改質水と、が供給される。具体的には、空気は燃料電池モジュール２内のカソードエア室１６へ供給され、供給された都市ガスと改質水は燃料電池モジュール２の気化器１２へ供給される。

カソードエア室１６は、後述の燃焼排ガス室１７の下部に設けられている。空気をカソードエア室１６に供給するために、一端がカソードエアブロア１８に接続されたカソードエア供給管１９の他端が、カソードエア室１６に接続されている。

カソードエアブロア１８が吸入する空気は、空気の除塵を行うために設けられたエアフィルタ２０で除塵される。除塵された空気は、カソードエアブロア１８によってカソードエア供給管１９を通り、カソードエア室１６に供給される。

カソードエア室１６に供給された空気は、空気を燃料電池１０へ導くためのカソードエア供給経路（図略）を通って、カソードエア流出口（図略）から燃料電池１０へ供給される。

カソードエア流出口から燃料電池１０へ供給された空気は、燃料電池１０の後述するセルに設けられたカソードエア流路（図略）の下端から上端に向かって流出する。

都市ガスを気化器１２に供給するために、一端が都市ガスの供給源である原燃料供給源２１に接続された原燃料供給管２２の他端が、気化器１２に接続されている。

原燃料供給管２２は、原燃料入口弁２３と原燃料ガスブロア２４が備えられている。都市ガスは、原燃料入口弁２３と原燃料ガスブロア２４を経由し、原燃料供給管２２を通り、気化器１２に供給される。

原燃料入口弁２３の開閉は、制御装置７によって行われる。原燃料入口弁２３は、都市ガスの供給路となっている原燃料供給管２２の開放又は閉鎖を行って、都市ガスの供給可否を制御する。

原燃料ガスブロア２４は、原燃料供給源２１から供給された都市ガスを昇圧し、昇圧した都市ガスを気化器１２へ供給する。原燃料ガスブロア２４は、制御装置７により制御される。

改質水は水タンク３に貯えられており、改質水を気化器１２に供給するために、一端が水タンク３に接続された改質水供給管２５の他端が、気化器１２に接続されている。改質水供給管２５には、水タンク３に貯えられている改質水を気化器１２へ送るための改質水ポンプ２６が備えられており、改質水ポンプ２６によって水タンク３から気化器１２に改質水が供給される。

気化器１２は、後述する燃焼部１４で発生する火炎により加熱されており、改質水を蒸発させるために必要な熱が供給されている。熱が供給された気化器１２において、水タンク３から供給された改質水が熱によって蒸発することにより、水蒸気が生成される。さらに、気化器１２は、熱が供給されることで原燃料ガスブロア２４から供給された都市ガスを予熱する。生成された水蒸気と予熱された都市ガスは、気化器１２で混合されて混合ガスになる。混合ガスは、改質器１３へ供給される。

改質器１３は、後述する燃焼部１４で発生する火炎により加熱されることで水蒸気改質反応に必要となる熱が供給されている。ここで言う水蒸気改質反応とは、改質触媒（図略）上で都市ガスに含まれるメタンと水蒸気から少なくとも水素を生成させる反応のことである。

改質器１３には、改質触媒が設けられている。改質器１３の改質触媒上では水蒸気改質反応が行われる。改質器１３の改質触媒は、この水蒸気改質反応によって、気化器１２より供給された混合ガスから改質ガスを生成する。改質ガスには、水素（生成成分）、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、改質器１３で改質されなかった都市ガス及び改質に使用されなかった水蒸気となった改質水等が含まれている。

改質器１３には、一端が燃料電池１０の下部に設けられたアノードマニホールド２７に接続された改質ガス供給管２８の他端が接続されている。アノードマニホールド２７は、改質ガスを燃料電池１０へ導くための改質ガスの供給経路であり、アノードマニホールド２７の上部には改質ガス流出口（図略）が設けられている。改質ガス供給管２８及びアノードマニホールド２７の改質ガス流出口を経由して流出した改質ガスは、燃料電池１０へ供給される。

改質ガス流出口から燃料電池１０へ供給された改質ガスは、燃料電池１０のセルに設けられた改質ガス流路（図略）の下端から上端へ向かって流出する。

ここで、本発明の実施形態の固体酸化物形燃料電池システム１の燃料電池１０は、燃料電池１０の正極であり空気が供給されるカソード（図略）、燃料電池１０の負極であり改質ガスが供給されるアノード（図略）及びアノードとカソードの間に介装された電解質（図略）からなるセルが複数積層されて構成されている。

カソードにおいて、カソードに設けられているカソードエア流路（図略）へ流入した空気に含まれる酸素は、カソードで電子を受け取り、酸素イオンを生成する。生成した酸素イオンは、電解質を経由してカソードからアノードへ移動する。

アノードでは、改質ガスに含まれている水素及び一酸化炭素とカソードから移動してきた酸素イオンとが反応し、水及び二酸化炭素が発生する。この反応の際に、酸素イオンから電子が放出されて電気を発生する、すなわち発電が行われる。

酸素イオンから放出された電子は、酸素イオンの生成のために再びカソードに供給される。このようにして、燃料電池１０は発電を継続させる。なおこの発電は、直流電圧の発電である。

燃焼部１４は、燃料電池１０と気化器１２及び改質器１３との間に設けられている。燃焼部１４には、燃料電池１０のアノードから吐出されたガスであるアノードオフガスを着火する着火装置２９が設けられている。

アノードオフガスは、発電反応において消費されなかった水素を含むため、可燃性を有する。燃焼部１４において、アノードオフガスは、着火装置２９により着火されて火炎を発生して燃焼している。また、この燃焼によって熱を有した燃焼排ガスを発生している。燃焼排ガスは、燃焼排ガス供給経路（図略）を通って、アノードマニホールド２７の下部に設けられている燃焼排ガス室１７へ供給される。

貯湯タンク４は、貯湯水を貯えている。貯湯タンク４は、貯湯水となる水を貯湯タンク４へ供給する給水源、不要となった貯湯水を排出する排水口、固体酸化物形燃料電池システム１の外部の住宅等に設けられている出湯装置及び燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換をする後述の熱交換器５が接続されている。

出湯装置は、住宅などへ貯湯水の出湯が必要となった際、貯湯タンク４の貯湯水を出湯する。出湯する貯湯水の温度が所定の温度に達していない場合、出湯装置は貯湯水を所定の温度まで上昇させてから出湯する。

熱交換器５は、一端が燃焼排ガス室１７に接続された燃焼排ガス排出管３０の他端、一端が貯湯タンク４に接続された熱交換器入口ライン３１の他端、一端が貯湯タンク４に接続された熱交換器出口ライン３２の他端、排気ガス排出ライン３３及び一端が水タンク３に接続された凝縮水供給管３４が接続されている。

燃焼排ガス排出管３０は、燃焼排ガス室１７と熱交換器５とを連通している。燃焼排ガス排出管３０は、燃焼部１４で発生した燃焼排ガスの流路である。燃焼排ガスは、燃料電池モジュール２に設けられている燃焼触媒１５において、一酸化炭素の少なくとも一部が除去されて、燃焼排ガス排出管３０を通って熱交換器５へ供給される。

熱交換器入口ライン３１は、貯湯タンク４と熱交換器５とを連通している。熱交換器入口ライン３１には、貯湯タンク４の貯湯水を熱交換器５へ導出する排熱回収水ポンプ３５が設けられている。貯湯水は、排熱回収水ポンプ３５により熱交換器入口ライン３１を通って熱交換器５に供給される。このようにして供給された燃焼排ガスと貯湯水が熱交換器５で熱交換される。熱交換された燃焼排ガスは、排気ガスとなる。

熱交換器出口ライン３２は、熱交換器５と貯湯タンク４とを連通している。熱交換器５で熱交換された貯湯水は、熱交換器出口ライン３２を通って貯湯タンク４に供給される。このようにして貯湯水は、熱交換器５と貯湯タンク４との間を循環する。

排気ガス排出ライン３３は、熱交換器５に設けられており、排気ガスは、排気ガス排出ライン３３から収容室９へ排出され、固体酸化物形燃料電池システム１の筐体に設けられた排気ガス排出口３６から固体酸化物形燃料電池システム１の外部へ排出される。

凝縮水供給管３４は、熱交換器５と水タンク３とを連通している。前述のように燃焼排ガスは熱交換器５で熱交換が行われ、燃焼排ガスに含有している水蒸気が凝縮されることで凝縮水を生成する。凝縮水は、凝縮水供給管３４を経由して、改質水として水タンク３へ供給される。

さらに、インバータ装置６には、燃料電池１０で発電した直流電圧が入力される。インバータ装置６は、入力された直流電圧を所定の交流電圧に変換し、ブレーカ３７を介して電源ライン３８に出力する。電源ライン３８は、系統３９及び負荷装置４０と連通している。

ブレーカ３７は、インバータ装置６と電源ライン３８との間に設けられており、インバータ装置６と電源ライン３８との連通のオンとオフを切り替える。

負荷装置４０は、インバータ装置６から負荷装置４０へ供給された電力を消費する装置であり、例えば、電化製品などである。

またインバータ装置６には、電源ライン３８とブレーカ３７を介して系統３９からの交流電圧が入力される。インバータ装置６は、インバータ装置６に入力された交流電圧を所定の直流電圧に変換して制御装置７へ出力する。

具体的に、制御装置７はマイクロコンピュータ（図略）を備えている。さらに、マイクロコンピュータは、バスを介して接続される入出力インターフェース（図略）、固体酸化物形燃料電池システム１の運転を実施するＣＰＵ４１、固体酸化物形燃料電池システム１の運転を実施するためのプログラムに必要な変数を一時的に記憶するＲＡＭ（図略）及び固体酸化物形燃料電池システム１の運転を実施するためのプログラムを記憶するＲＯＭ（図略）等を備えている。

制御装置７は、補機を制御することによって固体酸化物形燃料電池システム１の運転を制御する。ここでいう補機とは、原燃料入口弁２３、原燃料ガスブロア２４、カソードエアブロア１８、改質水ポンプ２６、排熱回収水ポンプ３５及びガスセンサ８等である。

ガスセンサ８は、メタンと水素の含有量を検出するガスの検出素子である感ガス素子、ガスセンサ８を作動させるための電源となる所定の電圧を入力するための電源端子及び感ガス素子で検出した検出結果を電圧信号として制御装置７に出力するための出力端子を備えた接触燃焼式ガスセンサである。

ガスセンサ８を収容室９に設けることによって、原燃料供給管２２から供給された都市ガスの主成分であるメタンと燃料電池モジュール２で生成された水素の内、少なくともどちらかが、収容室９に流出しているか否かを検出できる。また、メタンや水素の収容室９への流出について、他の要因によって収容室９にメタンや水素が流出した場合であってもガスセンサ８は検出可能である。

ガスセンサ８の電源端子に電源となる所定の電圧が入力されている時に、ガスセンサ８はメタンや水素を検出可能となる。ここでいう所定の電圧とは、例えば、直流電圧の２．５Ｖである。

ガスセンサ８の感ガス素子で検出した検出結果は、電圧信号としてガスセンサ８の出力端子から制御装置７へ出力される。ガスセンサ８から出力される検出結果の電圧信号は、例えば、清浄な大気中であれば２９ｍＶ〜３１ｍＶとなり、メタンを９０００ｐｐｍ含有していれば６３．５ｍＶ〜８７．５ｍＶとなり、水素を７５００ｐｐｍ含有していれば６５ｍＶ〜８５ｍＶ等となる。ここで、メタンや水素の含有量が増加すると、ガスセンサ８から出力される検出結果の電圧信号の値は大きくなる。

また、故障によってガスセンサ８が短絡状態になった場合は、ガスセンサ８から出力される検出結果の電圧信号は０Ｖとなる。

さらに、故障によってガスセンサ８が断線状態になることでガスセンサ８と制御装置７とが連通していない場合やガスセンサ８が接続されておらずガスセンサ８と制御装置７とが連通していない場合、制御装置７は、ガスセンサ８から検出結果の電圧信号が入力されていない状態となる。この場合、制御装置７は、制御装置７の内部に設けられてガスセンサ８の電圧信号を検出する検出回路（図略）の入力端子にガスセンサ８からの電圧信号が入力されないため、検出回路の入力端子の状態が電気的に不安定となる。この状態の時、制御装置７は、あたかもガスセンサ８から１１７．８５ｍＶの電圧信号が制御装置７に入力されているかのように１１７．８５ｍＶを認識する。

次に、固体酸化物形燃料電池システム１の動作についての概略を説明する。ブレーカ３７をオンすると、ブレーカ３７及びインバータ装置６を経由して制御装置７へ電源が供給される。本実施形態においては、制御装置７に電源が供給されると同時に、制御装置７からガスセンサ８へ電源が供給される。ガスセンサ８へ電源が供給されるとガスセンサ８の感ガス素子でメタン及び水素の検出が開始され、検出結果の電圧信号が制御装置７へ出力される。

また、制御装置７は、電源が供給されると固体酸化物形燃料電池システム１の停止／待機モードを実行する。

停止／待機モードでは、原燃料ガスブロア２４、カソードエアブロア１８及び改質水ポンプ２６は停止しており、発電に必要となる都市ガスと空気は燃料電池モジュール２へ供給されない。そのため、停止／待機モードにおいては、発電は行われない。

停止／待機モードの時に、固体酸化物形燃料電池システム１に備えられている起動スイッチ（図略）をオンすると、制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を停止／待機モードから暖気モードへと移行する。暖気モードは、気化器１２、改質器１３及び燃料電池１０を発電に必要な温度まで昇温するためのモードである。暖気モードにおいては、発電は行われない。

制御装置７は、気化器１２、改質器１３及び燃料電池１０を発電に必要な温度まで昇温するために必要となる補機類を作動させる。ここでいう補機類とは具体的には、原燃料ガスブロア２４、改質水ポンプ２６及びカソードエアブロア１８等を作動させる。

気化器１２、改質器１３及び燃料電池１０の昇温は、燃焼部１４において、燃料電池１０から排出された前述のアノードオフガスが着火装置２９によって着火されて発生した火炎の熱によって昇温している。これによって気化器１２や燃料電池１０の温度が上昇する。

気化器１２、改質器１３及び燃料電池１０は所定温度以上になると、制御装置７は固体酸化物形燃料電池システム１を暖気モードから発電モードへと移行させる。発電モードでは、燃料電池１０が発電を行う。

発電モードの運転において、燃料電池１０で発電される電力と負荷装置４０で消費される消費電力とが同じとなるように、制御装置７は、原燃料ガスブロア２４、改質水ポンプ２６及びカソードエアブロア１８等を制御する。これにより、発電に必要となる都市ガス、改質水、空気の供給が行われる。

固体酸化物形燃料電池システム１が暖気モードまたは発電モードの時に起動スイッチがオフされると、制御装置７は、暖気モードまたは発電モードから停止／待機モードへと移行する。具体的には、制御装置７は原燃料ガスブロア２４、改質水ポンプ２６及びカソードエアブロア１８を停止させて、発電に必要となる都市ガス、改質水及び空気の供給を停止する。このようにして制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を停止／待機モードへ移行させる。

また、固体酸化物形燃料電池システム１が正常な状態ではないと制御装置７が認識した場合、起動スイッチのオンまたはオフの状態に関わらず、制御装置７は、原燃料ガスブロア２４、改質水ポンプ２６及びカソードエアブロア１８等を停止させる、すなわち固体酸化物形燃料電池システム１を正常な状態にしなければ、固体酸化物形燃料電池システム１の運転を強制的に停止させる強制停止モードへと移行させる。強制停止モードへと移行した固体酸化物形燃料電池システム１は、固体酸化物形燃料電池システム１を正常な状態へ戻さなければ固体酸化物形燃料電池システム１の運転を再開することができない。

ここで、本発明の実施形態において、制御装置７が実施するガスセンサ８の状態判定のフローチャートについて説明する。

まず、図１の制御装置７は、図２のプログラムのステップＳ１０１において、図１のガスセンサ８が検出結果として出力している電圧信号であるガスセンサ出力電圧Ｖｇを読み込む前に、ガスセンサ８が短絡状態になっていると判断した回数であるガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓを０にクリアする。

また、ガスセンサ８が断線故障してガスセンサ８と制御装置７とが連通していない状態やガスセンサ８が接続されておらずガスセンサ８と制御装置７とが連通していない状態になっていると制御装置７が判断した回数であるガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏを０にクリアする。

さらに、メタンと水素の少なくともどちらかが所定量より多く収容室９の中に流出した状態であると制御装置７が判断した回数であるガス漏れ状態の検出回数Ｃｌを０にクリアする。その後、制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２において、図１の制御装置７は、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが２９ｍＶより低い状態を３秒継続したか否かを判断する。ガスセンサ出力電圧Ｖｇが２９ｍＶより低い状態を３秒継続していないと制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１０２の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０３に移行する。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが２９ｍＶより低い状態を３秒継続したと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１０２の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０４において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓを＋１加算し、図２のプログラムをステップＳ１０５へ移行する。

ステップＳ１０５において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋５であるか否かを判断する。ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋５でない場合、すなわち図２のステップＳ１０５の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０２へ移行する。図１のガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋５である場合、すなわち図２のステップＳ１０５の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０６において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８が短絡状態であると判定し、図２のプログラムをステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０７において、図１の制御装置７は、原燃料入口弁２３を閉鎖し、原燃料ガスブロア２４を停止させて都市ガスの供給を停止させる。さらに、制御装置７はカソードエアブロア１８を停止させて空気の供給を停止させる。さらに、制御装置７は改質水ポンプ２６を停止させて改質水の供給を停止させる。すなわち制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図２の前記したステップＳ１０３において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９５ｍＶより高い状態を３秒継続していないと図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１０３の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は図２のプログラムをステップＳ１０８に移行する。ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９５ｍＶより高い状態を３秒継続していると、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１０３の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０９へ移行する。

ステップＳ１０９において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏを＋１加算し、図２のステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１１０において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５であるか否かを判断する。ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５でない場合、すなわち図２のステップＳ１１０の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０３へ移行する。図１のガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５である場合、すなわち図２のステップＳ１１０の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１１１へ移行する。

ステップＳ１１１において、図１の制御装置７は、タイマー機能(許容手段)を６０秒間作動させる。ここでいうタイマー機能は、ガスセンサ８の断線故障の状態、ガスセンサ８のメンテナンスに伴う取外し、ガスセンサ８の故障による交換に伴う取外し、ガスセンサ８の寿命による交換に伴う取外し、等でガスセンサ８が制御装置７と連通されていない状態を６０秒間許容する機能である。タイマー機能作動後に６０秒経過すると、制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９５ｍＶより高い状態を３秒継続していると、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１１２の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１１３へ移行する。ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９５ｍＶより高い状態を３秒継続していないと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１１２の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０８へ移行する。

図２のステップＳ１１３において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８と制御装置７とが連通していない状態、すなわち未連通状態であると判定し、図２のプログラムを前述のステップＳ１０７に移行し、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図２の前記したステップＳ１０８において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが８５ｍＶより高い状態を３秒継続していないと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１０８の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７はプログラムを図２のステップＳ１０１へ戻す。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが８５ｍＶより高い状態を３秒継続していると、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図２のステップＳ１０８の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１１４へ移行する。

ステップＳ１１４において、図１の制御装置７は、ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌを＋１加算し、図２のプログラムをステップＳ１１５へ移行する。

ステップＳ１１５において、図１の制御装置７は、ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋５であるか否かを判断する。ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋５でない場合、すなわち図２のステップＳ１１５の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１０８へ戻す。ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋５である場合、すなわちステップＳ１１５の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図２のプログラムをステップＳ１１６へ移行する。

ステップＳ１１６において、図１の制御装置７は、収容室９にメタンと水素のうち少なくともどちらかが所定量より多く流出したガス漏れの状態であると判定し、図２のプログラムをステップＳ１０７に移行し、図１の固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

上記した実施の形態においては、以下のような作用効果を有する。すなわち制御装置７がタイマー機能を作動させることによって、タイマー機能が作動している６０秒の間は、ガスセンサ８が断線してガスセンサ８と制御装置７とが連通されていない状態やガスセンサ８が取り外されてガスセンサ８と制御装置７とが連通されていない状態であっても、固体酸化物形燃料電池システム１は動作を継続することが可能となる。そのため、タイマー機能が作動している６０秒の間にガスセンサ８の交換を速やかに行うことができ、作業工数の低減が可能となる。

上記した実施の形態では、所定時間を６０秒とした。しかし、この所定時間は一例であり、ガスセンサ８を取り外し、再び取付けするまでの難易度、等の様々な要因を考慮して、３０秒や３００秒等としてもよい。

また、図２に記載の各設定値は、必要に応じて他の値とすることも可能である。例えば、ステップＳ１０２の判断時間を２秒、ステップＳ１０３のＶｇの閾値を９０ｍＶ、ステップＳ１１５のＣｌを＋２、等とすることができる。

（実施形態２）
実施形態１においては、外部からのタイマー機能作動のための操作等が加えられなくても図１の制御装置７が自動で判断を行い、制御装置７がタイマー機能を作動させた。しかし、実施形態２では、自動ではなく外部からタイマー機能を作動させるための操作等を加える、すなわち手動でタイマー機能を作動させることも可能である。

手動でタイマー機能を作動させる一例として、タイマー機能を作動させるための所定のタイマー機能用スイッチ（図略）を固体酸化物形燃料電池システム１の筐体内または筐体外に設け、タイマー機能用スイッチをオンにすることでタイマー機能を作動させる方法がある。

この方法を実施形態２として図１及び図３を用いて説明する。なお実施形態２については、実施形態１と異なる点のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。

タイマー機能用スイッチがオンされた時に、制御装置７は、タイマー機能用スイッチがオンであるという信号が制御装置７へ入力されることでタイマー機能用スイッチがオンであることを認識する。タイマー機能用スイッチをオンするタイミングは、固体酸化物形燃料電池システム１に電源が入力されて、制御装置７に電源が入力されている状態であれば任意のタイミングでよい。

以下に、実施形態２として、タイマー機能用スイッチをオンとして、タイマー機能を作動させ、かつ各設定値の一部を他の値に変更した一例について図１と図３に基づいて説明する。図１の制御装置７は、図３のフローチャートにしたがって、図１のガスセンサ８の状態判定を実施する。

まず制御装置７は、図３のステップＳ２０１において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇを読み込む前に、図１のガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓを０にクリアし、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏを０にクリアし、ガス漏れ検出回数Ｃｌを０にクリアする。その後、制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０２へ移行する。

ステップＳ２０２において、図１の制御装置７は、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが１５ｍＶより低い状態を２秒継続したか否かを判断する。ガスセンサ出力電圧Ｖｇが１５ｍＶより低い状態を２秒継続していないと制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２０２の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０３に移行する。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが１５ｍＶより低い状態を２秒継続したと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２０２の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０４に移行する。

ステップＳ２０４において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓを＋１加算し、図３のプログラムをステップＳ２０５へ移行する。

ステップＳ２０５において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋３であるか否かを判断する。ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋３でない場合、すなわち図３のステップＳ２０５の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０２へ戻す。図１のガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋３である場合、すなわち図３のステップＳ２０５の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０６へ移行する。

ステップＳ２０６において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８が短絡状態であると判定し、図３のプログラムをステップＳ２０７へ移行する。

ステップＳ２０７において、図１の制御装置７は、原燃料入口弁２３を閉鎖し、原燃料ガスブロア２４を停止させて都市ガスの供給を停止させる。さらに、制御装置７はカソードエアブロア１８を停止させて空気の供給を停止させる。さらに、制御装置７は改質水ポンプ２６を停止させて改質水の供給を停止させる。すなわち制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図３の前記したステップＳ２０３において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９０ｍＶより高い状態を３秒継続していないと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２０３の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０８へ移行する。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９０ｍＶより高い状態を３秒継続していると、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２０３の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０９へ移行する。

ステップＳ２０９において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏを＋１加算し、図３のプログラムをステップＳ２１０へ移行する。

ステップＳ２１０において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５であるか否かを判断する。ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５でない場合、すなわち図３のステップＳ２１０の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０３へ移行する。図１のガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５である場合、すなわち図３のステップＳ２１０の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２１１へ移行する。

ステップＳ２１１において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８の未連通状態であると判定し、図３のプログラムをステップＳ２０７へ移行する。

図３のステップＳ２０７において、図１の制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図３の前記したステップＳ２０８において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが７０ｍＶより高い状態を５秒継続していないと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２０８の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２１２へ移行する。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが７０ｍＶより高い状態を５秒継続していると、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２０８の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２１３へ移行する。

ステップＳ２１３において、図１の制御装置７は、ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌを＋１加算し、図３のプログラムをステップＳ２１４へ移行する。

ステップＳ２１４において、図１の制御装置７は、ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋２であるか否かを判断する。ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋２でない場合、すなわち図３のステップＳ２１４の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０８へ移行する。ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋２である場合、すなわちステップＳ２１４の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２１５へ移行する。

ステップＳ２１５において、図１の制御装置７は、収容室９にメタンと水素のうち少なくともどちらかが所定量より多く流出したガス漏れの状態であると判定し、図３のプログラムをステップＳ２０７へ移行する。

図３のステップＳ２０７において、図１の制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図３の前記したステップＳ２１２において、図１の制御装置７は、タイマー機能用スイッチがオンになっているか否かを判断する。タイマー機能用スイッチがオンになっていない場合、すなわち図３のステップＳ２１２の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０１へ移行する。タイマー機能用スイッチがオンになっている場合、すなわちステップＳ２１２の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをＳ２１６へ移行する。

ステップＳ２１６において、図１の制御装置７は、タイマー機能を３００秒間作動させる。このタイマー機能は実施形態１にて説明した機能と同様である。３００秒経過後、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２１７へ移行する。

ステップＳ２１７において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９０ｍＶより高い状態を３秒継続していないと、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２１７の判断結果がＮＯの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２０１へ移行する。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが９０ｍＶより高い状態を３秒継続していると、図１の制御装置７が判断した場合、すなわち図３のステップＳ２１７の判断結果がＹＥＳの場合、図１の制御装置７は、図３のプログラムをステップＳ２１８へ移行する。

ステップＳ２１８において、図１の制御装置７は、ガスセンサ８が未接続の状態であると判定し、図３のプログラムをステップＳ２０７へ移行する。図１の制御装置７は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

上記した実施の形態において、以下のような作用効果を有する。すなわちタイマー機能用スイッチをオンにしてタイマー機能を作動させることによって、タイマー機能が作動している３００秒の間は、実施形態１と同様に、ガスセンサ８が断線してガスセンサ８と制御装置７とが連通されていない状態やガスセンサ８が取り外されてガスセンサ８と制御装置７とが連通されていない状態であっても、固体酸化物形燃料電池システム１は動作を継続することが可能となる。そのため、タイマー機能が作動している３００秒の間にガスセンサ８の交換を速やかに行うことができ、作業工数の低減が可能となる。

（実施形態３）
次に、実施形態３に係る固体酸化物形燃料電池システム１について図４〜図６に基づいて説明する。図４に示す実施形態３の固体酸化物形燃料電池システム１の基本構成は実施形態１及び実施形態２と同様である。そのため、実施形態３は、実施形態１及び実施形態２と異なる点のみを説明する。同様の部品については同じ符号を付して説明する。しかし、実施形態３では、制御装置７とガスセンサ８との連通に関しては、詳細に説明をする。

実施形態３において、制御装置７は、図４に示すように、前述のＣＰＵ４１、信号発生装置（許容手段）４２、切替装置（許容手段）４３、増幅装置４４、第１比較装置４５及び第２比較装置４６を備えている。

ＣＰＵ４１は、ＣＰＵ４１に入力された電圧信号を演算により４０分の１倍する。この演算された電圧値を読込み、前述のＲＯＭにあらかじめ記憶させたプログラムを電圧信号の電圧値に応じたフローで実行する。

信号発生装置４２は、電圧信号を出力する装置である。実施形態３において、信号発生装置４２は、０．８Ｖの電圧信号を出力する。信号発生装置４２は、ガスセンサ８から電圧信号が入力される制御装置７、すなわちＣＰＵ４１がガスセンサ８から電圧信号が入力されない状態となった時に、後述する切替装置４３を介してＣＰＵ４１に０．８Ｖを出力する。

切替装置４３は、ＣＰＵ４１及びガスセンサ８との連通をＣＰＵ４１及び信号発生装置４２との連通に切り替えるものである。

図５は、ガスセンサ８とＣＰＵ４１との連通に係る概要を示すブロック図である。制御装置７には、前述のＣＰＵ４１、切替装置４３、増幅装置４４、第１比較装置４５、第２比較装置４６及び信号発生装置４２が設けられている。

切替装置４３は、図５の（ａ）に示すガスセンサ８及びＣＰＵ４１との連通から、図５の（ｂ）に示す信号発生装置４２及びＣＰＵ４１との連通へと切り替えている。なお、実施形態３において、切替装置４３は可動接点４７、常閉接点４８、常開接点４９及び接点励磁用コイル５０を有する機械式のｃ接点リレーを使用している。

この機械式のｃ接点リレーは、接点励磁用コイル５０に所定の電圧が加えられると接点励磁用コイル５０は磁気を有して可動接点４７を常閉接点４８側から常開接点４９側へと切り替える構造となっている。ここで、接点励磁用コイル５０に加えられる所定の電圧とは、可動接点４７を常閉接点４８側から常開接点４９側へと切り替えるために接点励磁用コイル５０に印加しなければならない最小の電圧である、すなわち接点励磁用コイル５０の感動電圧である。実施形態３において、接点励磁用コイル５０の感動電圧は、例えば３．７５Ｖである。

実施形態３においては、切替装置４３の接点励磁用コイル５０に３．７５Ｖ以上の電圧が加えられていない状態の時は、図５の（ａ）に示すように、可動接点４７と常閉接点４８とが連通されている。切替装置４３の接点励磁用コイル５０に３．７５Ｖ以上の電圧が加えられている状態の時は、図５の（ｂ）に示すように、可動接点４７と常開接点４９とが連通されている。

図５に示すように、切替装置４３の可動接点４７は、ＣＰＵ４１と接続されている。また、切替装置４３の常閉接点４８は増幅装置４４及び第１比較装置４５と接続されている。また、切替装置４３の常開接点４９は信号発生装置４２と接続されている。また、切替装置４３の接点励磁用コイル５０は第２比較装置４６と接続されている。

増幅装置４４は、ガスセンサ８と接続されている。ここで、増幅装置４４は入力された電圧信号を増幅させる装置である。実施形態３において、増幅装置４４は、増幅装置４４に入力された電圧信号を４０倍に増幅し、切替装置４３及び第１比較装置４５に出力している。

例えば、前述のように、ガスセンサ８が清浄な大気であることを検知した場合、ガスセンサ８から出力されて増幅装置４４に入力される電圧信号は２９ｍＶ〜３１ｍＶである。増幅装置４４に入力された２９ｍＶ〜３１ｍＶの電圧信号は、増幅装置４４によって４０倍の１．１６Ｖ〜１．２４Ｖに増幅されて、切替装置４３及び第１比較装置４５に出力される。

さらに、前述のように、ガスセンサ８がメタンを９０００ｐｐｍ検出した場合、ガスセンサ８から出力されて増幅装置４４に入力される電圧信号は６３．５ｍＶ〜８７．５ｍＶである。増幅装置４４に入力された６３．５ｍＶ〜８７．５ｍＶの電圧信号は、増幅装置４４によって４０倍の２．５４Ｖ〜３．５Ｖに増幅されて、切替装置４３及び第１比較装置４５に出力される。

さらに、前述のように、ガスセンサ８が水素を７５００ｐｐｍ検出した場合、ガスセンサ８から出力されて増幅装置４４に入力される電圧信号は６５ｍＶ〜８５ｍＶである。増幅装置４４に入力された６５ｍＶ〜８５ｍＶの電圧信号は、増幅装置４４によって４０倍の２．６Ｖ〜３．４Ｖに増幅されて、切替装置４３及び第１比較装置４５に出力される。

さらに、図５の（ｂ）のように、制御装置７にガスセンサ８が連通されていない場合、ガスセンサ８からの電圧信号は増幅装置４４に入力されないため０Ｖである。しかし、この場合、増幅装置４４の内部のオペアンプ（図略）の入力端子にガスセンサ８からの電圧信号が入力されないため、オペアンプの入力端子の状態が電気的に不安定となる。この状態の時、増幅装置４４は、４．７１４Ｖを切替装置４３の常閉接点４８及び第１比較装置４５に出力する。

第１比較装置４５は、増幅装置４４、第２比較装置４６及び切替装置４３に接続されている。また、第１比較装置４５は、第１比較装置４５に設定された基準とする電圧、すなわち第１基準電圧と第１比較装置４５に入力される電圧との大小を比較し、比較した結果に応じた電圧を第２比較装置４６に出力する装置である。

実施形態３において、第１基準電圧は２．５Ｖとしている。第１比較装置４５に入力される電圧が第１基準電圧の２．５Ｖより小さい場合、第１比較装置４５は第２比較装置４６に５Ｖを出力する。また、第１比較装置４５に入力される電圧値が第１基準電圧の２．５Ｖより大きい場合、第１比較装置４５は第２比較装置４６に０Ｖを出力する。

例えば、第１比較装置４５に入力される電圧が１．２４Ｖであれば、第１基準電圧よりも入力される電圧の方が小さいため、第１比較装置４５は第２比較装置４６に５Ｖを出力する。また、第１比較装置４５に入力される電圧が４．７１４Ｖであれば、第１基準電圧より入力される電圧の方が大きいため、第１比較装置４５は第２比較装置４６に０Ｖを出力する。

第２比較装置４６は、第１比較装置４５及び切替装置４３の接点励磁用コイル５０に接続されている。また、第２比較装置４６は、第２比較装置４６に設定された基準とする電圧、すなわち第２基準電圧と第２比較装置４６に入力される電圧との大小を比較し、比較した結果に応じた電圧を切替装置４３の接点励磁用コイル５０に出力する装置である。

実施形態３において、第２基準電圧は２．５Ｖとしている。第１比較装置４５から第２比較装置４６に入力される電圧が第２基準電圧の２．５Ｖより小さい場合、第２比較装置４６は接点励磁用コイル５０に５Ｖを出力する。また、第１比較装置４５から第２比較装置４６に入力される電圧値が第２基準電圧の２．５Ｖより大きい場合、第２比較装置４６は接点励磁用コイル５０に０Ｖを出力する。

例えば、第１比較装置４５から第２比較装置４６に入力される電圧が０Ｖであれば、第２基準電圧よりも入力される電圧の方が小さいため、第２比較装置４６は接点励磁用コイル５０に５Ｖを出力する。また、第１比較装置４５から第２比較装置４６に入力される電圧が５Ｖであれば、第２基準電圧よりも入力される電圧の方が大きいため、第２比較装置４６は接点励磁用コイル５０に０Ｖを出力する。

信号発生装置４２は、電圧信号を発生させ、発生させた電圧信号を切替装置４３の常開接点４９に出力する装置である。実施形態３において、信号発生装置４２で発生させた電圧信号は、清浄な大気中でガスセンサ８から出力された電圧信号が増幅装置４４によって４０倍に増幅された１．２４Ｖより低い値となっており、前述のように０．８Ｖである。

以下に、実施形態３における、切替装置４３及び信号発生装置４２に係る動作を図５の（ａ）及び図５の（ｂ）に基づいて説明する。なお、この動作の説明において、ガスセンサ８は清浄な大気中での検出結果の電圧信号を出力している状態とする。

まず図５の（ａ）において、ガスセンサ８が、制御装置７の増幅装置４４と連通されている場合を説明する。この時、ガスセンサ８はガスセンサ８の検出結果の電圧信号として３１ｍＶを出力している。ガスセンサ８から出力された電圧信号は増幅装置４４へ入力される。

増幅装置４４は、ガスセンサ８から入力された電圧信号の３１ｍＶを４０倍に増幅している、すなわち１．２４Ｖへと増幅している。増幅装置４４によって増幅されたガスセンサ８の電圧信号は、第１比較装置４５及び切替装置４３へ出力される。

第１比較装置４５は、増幅装置４４から第１比較装置４５に入力された電圧信号の電圧と第１基準電圧とを比較する。増幅装置４４から第１比較装置４５へ入力された電圧の１．２４Ｖは、第１基準電圧の２．５Ｖより小さい。そのため、第１比較装置４５は、第２比較装置４６へ５Ｖを出力する。

第２比較装置４６は、第１比較装置４５から入力された電圧信号の電圧と第２基準電圧とを比較する。第２比較装置４６へ入力された電圧信号の電圧である５Ｖは、第２基準電圧の２．５Ｖより大きい。そのため、第２比較装置４６は、切替装置４３の接点励磁用コイル５０に０Ｖを出力する。

切替装置４３の接点励磁用コイル５０は、第２比較装置４６から出力された電圧の０Ｖが入力されている。この０Ｖは接点励磁用コイル５０の感動コイル電圧を満たしていない。そのため、可動接点４７は常閉接点４８と連通している。これにより、ＣＰＵ４１には、切替装置４３の常閉接点４８及び可動接点４７を介して、増幅装置４４から１．２４Ｖが入力される。

ＣＰＵ４１は、増幅装置４４から入力された１．２４Ｖを４０分の１倍することで、ガスセンサ８が出力した電圧信号の３１ｍＶを認識している。

次に、図５の（ｂ）において、ガスセンサ８が制御装置７の増幅装置４４と連通されていない場合を説明する。この時、前述のように増幅装置４４の内部のオペアンプの入力端子（図略）の状態が不安定になっており、増幅装置４４から第１比較装置４５及び切替装置４３へ４．７１４Ｖの電圧信号が出力される。

第１比較装置４５は、増幅装置４４から第１比較装置４５に入力された電圧信号の電圧と第１基準電圧とを比較する。第１比較装置４５に入力された４．７１４Ｖの電圧信号は、第１基準電圧の２．５Ｖより大きい。そのため、第１比較装置４５は、第２比較装置４６へ０Ｖの電圧信号を出力する。

第２比較装置４６は、第１比較装置４５から第２比較装置４６に入力された電圧信号の電圧と第２基準電圧とを比較する。第２比較装置４６に入力された０Ｖの電圧信号は、第２基準電圧の２．５Ｖより小さい。そのため、第２比較装置４６は、切替装置４３の接点励磁用コイル５０に５Ｖを出力する。

切替装置４３の接点励磁用コイル５０は、第２比較装置４６から出力された電圧の５Ｖが入力されている。この５Ｖは前述の接点励磁用コイル５０の感動コイル電圧を満たしている。そのため、可動接点４７は常開接点４９と連通される。これにより、ＣＰＵ４１は、切替装置４３の常閉接点４８及び可動接点４７を介して、信号発生装置４２へ連通される。

信号発生装置４２は、前述したように０．８Ｖの電圧信号を出力している。信号発生装置４２はＣＰＵ４１と連通されている。信号発生装置４２から出力された０．８Ｖの電圧信号がＣＰＵ４１へ入力される。

ＣＰＵ４１は、前述したように、ＣＰＵ４１に入力された電圧信号を４０分の１倍して、ガスセンサ８が出力した電圧信号の電圧値を認識している。このようにして、ＣＰＵ４１は、信号発生装置４２からＣＰＵ４１に入力された０．８Ｖを４０分の１倍した２０ｍＶの電圧信号が、あたかもガスセンサ８から出力されているかのように認識する。この２０ｍＶは、後述する清浄な大気中やメタンを９０００ｐｐｍ含有している状態や水素を７５００ｐｐｍ含有している状態やガスセンサ８が制御装置７の増幅装置４４と連通されていない場合において、ＣＰＵ４１が認識する電圧信号の電圧値とは異なっており、これらの電圧値よりも低い電圧値の電圧信号となっている。

ここで、上記した清浄な大気中でガスセンサ８が増幅装置４４に出力した２９ｍＶ〜３１ｍＶの電圧信号は、増幅装置４４で４０倍に増幅されて１．１６Ｖ〜１．２４Ｖの電圧信号となり、切替装置４３を介して、ＣＰＵ４１へ入力される。ＣＰＵ４１は、ＣＰＵ４１に入力された１．１６Ｖ〜１．２４Ｖの電圧信号を４０分の１倍することで、ガスセンサ８が２９ｍＶ〜３１ｍＶの電圧信号を出力していると認識する。

さらに、メタンを９０００ｐｐｍ含有した状態の時、ガスセンサ８が増幅装置４４に出力した６３．５ｍＶ〜８７．５ｍＶの電圧信号は、増幅装置４４で４０倍に増幅されて２．５４Ｖ〜３．５Ｖの電圧信号となり、切替装置４３を介して、ＣＰＵ４１へ入力される。ＣＰＵ４１は、ＣＰＵ４１に入力された２．５４Ｖ〜３．５Ｖの電圧信号を４０分の１倍することで、ガスセンサ８が６３．５ｍＶ〜８７．５ｍＶの電圧信号を出力していると認識する。

さらに、水素を７５００ｐｐｍ含有した状態の時、ガスセンサ８が増幅装置４４に出力した６５ｍＶ〜８５ｍＶの電圧信号は、増幅装置４４で４０倍に増幅されて２．６Ｖ〜３．４Ｖの電圧信号となり、切替装置４３を介して、ＣＰＵ４１へ入力される。ＣＰＵ４１は、ＣＰＵ４１に入力された２．６Ｖ〜３．４Ｖの電圧信号を４０分の１倍することで、ガスセンサ８が６５ｍＶ〜８５ｍＶの電圧信号を出力していると認識する。

さらに、ガスセンサ８が制御装置７の増幅装置４４と連通されていない状態の時、増幅装置４４から４．７１４Ｖの電圧信号が切替装置４３を介して、ＣＰＵ４１へ入力される。ＣＰＵ４１は、ＣＰＵ４１に入力された４．７１４Ｖの電圧信号を４０分の１倍することで、ガスセンサ８が連通されていない状態の時の電圧信号である１１７．８５ｍＶの電圧信号を認識する。

次に、図５の（ｂ）に示すような、ガスセンサ８が制御装置７に接続されていない状態に、再びガスセンサ８が制御装置７に接続されると、ガスセンサ８から３１ｍＶの電圧信号が増幅装置４４に入力される。増幅装置４４に入力されたこの電圧信号は、前述のように増幅装置４４によって４０倍の１．２４Ｖへと増幅される。増幅装置４４によって増幅された１．２４Ｖの電圧信号は、第１比較装置４５及び切替装置４３へ出力される。

第１比較装置４５へ入力された１．２４Ｖの電圧信号は、第１基準電圧の２．５Ｖより小さい。そのため、第１比較装置４５は、第２比較装置４６へ５Ｖの電圧信号を出力する。

第２比較装置４６へ入力された５Ｖの電圧信号は、第２基準電圧の２．５Ｖより大きい。そのため、第２比較装置４６は、切替装置４３の接点励磁用コイル５０に０Ｖを出力する。

切替装置４３の接点励磁用コイル５０には第２比較装置４６から出力された０Ｖの電圧信号が入力される。また、切替装置４３の常閉接点４８には増幅装置４４から１．２４Ｖの電圧信号が入力される。接点励磁用コイル５０には０Ｖの電圧信号が入力されており、接点励磁用コイル５０の感動コイル電圧を満たしていない。よって、可動接点４７は常閉接点４８と連通される、すなわち前述した図５の（ａ）の状態となる。ＣＰＵ４１は、前述した図５の（ａ）の状態の場合と同様に、増幅装置４４及び切替装置４３を介して、前述のとおり４０倍に増幅されて１．２４Ｖになったガスセンサ８の電圧信号が入力される。

図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８での状態検出を図６のフローチャートにしたがって実施する。

まず図６のプログラムのステップＳ３０１において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８が出力している電圧信号の電圧値であるガスセンサ出力電圧Ｖｇを読み込む前に、図４のガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓを０にクリアする。さらに、図４のＣＰＵ４１は、図４のガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏを０にクリアする。さらに、図４のＣＰＵ４１は、ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌを０にクリアする。ＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０２へ移行する。

ステップＳ３０２において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが０Ｖの状態を３秒継続したか否かを判断する。ガスセンサ出力電圧Ｖｇが０Ｖの状態を３秒継続していないとＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３０２の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０３へ移行する。そして、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが０Ｖの状態を３秒継続したと、図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３０２の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０４へ移行する。

ステップＳ３０４において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓを＋１加算し、図６のプログラムをステップＳ３０５へ移行する。

ステップＳ３０５において、図４のＣＰＵ４１は、図４のガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋５であるか否かを判断する。ガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋５でない場合、すなわち、図６のステップＳ３０５の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０２へ移行する。図４のガスセンサ８の短絡状態の検出回数Ｃｓが＋５である場合、すなわち、図６のステップＳ３０５の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０６へ移行する。

ステップＳ３０６において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８が短絡状態であると判定し、図６のプログラムをステップＳ３０７へ移行する。

ステップＳ３０７において、図４のＣＰＵ４１は、原燃料入口弁２３を閉鎖させ、原燃料ガスブロア２４を停止させて都市ガスの供給を停止させる。さらに、ＣＰＵ４１は、カソードエアブロア１８を停止させて空気の供給を停止させる。さらに、ＣＰＵ４１は、改質水ポンプ２６を停止させて改質水の供給を停止させる。すなわち、ＣＰＵ４１は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図６の前記したステップＳ３０３において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが１１７．８５ｍＶの状態を３秒継続していないと図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３０３の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は図６のプログラムをステップＳ３０８へ移行する。また、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが１１７．８５ｍＶの状態を３秒継続していると、図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３０３の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０９へ移行する。

ステップＳ３０９において、図４のＣＰＵ４１は、図５の切替装置４３の可動接点４７が動作できない状態であると判定し、図６のプログラムを前述したステップＳ３０７へ移行し、図４の固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図６の前記したステップＳ３０８において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが２０ｍＶの状態を１０秒継続していないと図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３０８の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は図６のプログラムをステップＳ３１０へ移行する。また、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが２０ｍＶの状態を１０秒継続していると、図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３０８の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３１１へ移行する。

ステップＳ３１１において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏを＋１加算し、図６のステップＳ３１２へ移行する。

ステップＳ３１２において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５であるか否かを判断する。ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５でない場合、すなわち、図６のステップＳ３１２の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３０８へ移行する。ガスセンサ８の未連通状態の検出回数Ｃｏが＋５である場合、すなわち、図６のステップＳ３１２の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３１３へ移行する。

ステップＳ３１３において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８が未連通状態であると判定し、図６のプログラムを前述のステップＳ３０７へ移行する。

ステップＳ３０７において、図４のＣＰＵ４１は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

図６の前記したステップＳ３１０において、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが８５ｍＶより高い状態を３秒継続していないと、図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３１０の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は図６のプログラムをステップＳ３０１へ移行する。また、ガスセンサ出力電圧Ｖｇが８５ｍＶより高い状態を３秒継続していると、図４のＣＰＵ４１が判断した場合、すなわち、図６のステップＳ３１０の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３１４へ移行する。

ステップＳ３１４において、図４のＣＰＵ４１は、ガス漏れ状態の検出回数Ｃｌを＋１加算し、図６のプログラムをステップＳ３１５へ移行する。

ステップＳ３１５において、図４のＣＰＵ４１は、ガスセンサ８のガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋５であるか否かを判断する。ガスセンサ８のガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋５でない場合、すなわち、図６のステップＳ３１５の判断結果がＮＯの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３１０へ移行する。図４のガスセンサ８のガス漏れ状態の検出回数Ｃｌが＋５である場合、すなわち、図６のステップＳ３１５の判断結果がＹＥＳの場合、図４のＣＰＵ４１は、図６のプログラムをステップＳ３１６へ移行する。

ステップＳ３１６において、図４のＣＰＵ４１は、前述したガス漏れ状態であると判定し、図６のプログラムを前述のステップＳ３０７へ移行する。

ステップＳ３０７において、図４のＣＰＵ４１は、固体酸化物形燃料電池システム１を強制停止モードへ移行させる。

上記した実施の形態において、以下のような作用効果を有する。すなわち、図４の信号発生装置４２及び切替装置４３を固体酸化物形燃料電池システム１に設け、制御装置７、すなわちＣＰＵ４１がガスセンサ８からの電圧信号を取得できない状態となった時に、ＣＰＵ４１及びガスセンサ８との連通をＣＰＵ４１及び信号発生装置４２との連通に切り替えることによって、ＣＰＵ４１と信号発生装置４２とが連通している図６のステップＳ３０８、ステップＳ３１１及びステップＳ３１２が実行されている５０秒までは、実施形態１及び実施形態２と同様に、図４のガスセンサ８が断線してガスセンサ８とＣＰＵ４１とが連通されていない状態やガスセンサ８が取り外されてガスセンサ８とＣＰＵ４１とが連通されていない状態であっても、固体酸化物形燃料電池システム１は動作を継続することが可能となる。そのため、ＣＰＵ４１と信号発生装置４２とが連通している図６のステップＳ３０８、ステップＳ３１１及びステップＳ３１２が実行されている５０秒までは、図４のガスセンサ８の交換を速やかに行うことができ、作業工数の低減が可能となる。

実施形態３において、機械式のリレーを用いて一例を示したが、半導体式のリレー等を用いてもよい。さらに、ｃ接点リレーを用いて一例を示したが、ａ接点リレーやｂ接点リレーのような構造のリレーを用いてもよいし、ａ接点リレー、ｂ接点リレー、ｃ接点リレー及び半導体式のリレーを組み合わせて用いてもよい。

上述のように、制御装置７及びＣＰＵ４１は、ガスセンサ８での状態検出を図２、図３及び図６のフローチャートに記載の各閾値及び設定値に従って各ステップを判断したが、各閾値及び設定値は、必要に応じて変更してもよい。

上述のようにエネルギー発生システムとして固定酸化物形燃料電池システムを用いて一例を示したが、本発明におけるエネルギー発生システムとは、電気、熱、光、動力、等のエネルギーを発生させるエネルギー発生システムであればよい。典型的には、本発明と同様または異なる方式を用いた燃料電池システム、ガスエンジン発電システム、太陽光発電システム、水力発電システム、風力発電システム、地熱発電システム、潮力発電システム、海流発電システム、潮流発電システム、バイオマス発電システム、車、などがある。

また上述のように検出装置としてガスセンサ８を用いて一例を示したが、本発明における検出装置とは、物理状態の変化を検出する装置であればよい。典型的には、本発明と同様または異なる方式を用いたガスセンサ、水位センサ、流量センサ、圧力センサ、サーモスタット、サーミスタ、ポテンショメータ、歪み計、速度計、ジャイロ計、熱電対、温度計、風速計、光センサ、湿度センサ、回転数センサ、赤外線センサ、などがある。

このように、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。

１０…燃料電池（エネルギー発生装置）
８…ガスセンサ（検出装置）
７…制御装置
Ｓ１１１、Ｓ２１６…タイマー機能（許容手段）
４３…切替装置（許容手段）
４２…信号発生装置（許容手段）
１…固体酸化物形燃料電池システム（エネルギー発生システム）

Claims (5)

1. エネルギーの源となる資源が供給されてエネルギーを発生するエネルギー発生装置と、
   前記エネルギー発生装置に供給される前記資源の少なくとも一部と、前記エネルギー発生装置がエネルギーを発生するまでの過程に生成される生成成分とのうちの少なくとも一方を検出する検出装置と、
   前記検出装置にて検出された検出結果に基づいて前記エネルギー発生装置を制御する制御装置と、
   前記制御装置が前記検出結果を取得できない状態であっても前記エネルギー発生装置が動作を継続することを許容する許容手段と、
   を備えるエネルギー発生システム。
2. 請求項1に記載のエネルギー発生システムであって、
   前記許容手段は、前記エネルギー発生装置が所定時間動作を継続することを許容し、
   前記制御装置は、前記検出結果を取得できない状態となったときに前記許容手段を作動させるまたは前記検出結果を取得できない状態となったときに所定操作の実施によって前記許容手段を作動させる、
   エネルギー発生システム。
3. 請求項1に記載のエネルギー発生システムであって、
   前記許容手段は、前記制御装置が前記検出結果を取得できない状態となったときに前記エネルギー発生装置の動作を継続させるための信号を前記制御装置へ発する、
   エネルギー発生システム。
4. 請求項3に記載のエネルギー発生システムであって、
   前記許容手段は、前記信号を発する信号発生装置と、
   前記制御装置が前記検出結果を取得できない状態となったときに前記制御装置及び前記検出装置の連通を前記制御装置及び前記信号発生装置との連通に切り替える切替装置と、
   を備えるエネルギー発生システム。
5. 前記資源が燃焼ガスであり、
   前記エネルギー発生装置が前記エネルギーとして電気と熱を発生させる燃料電池であり、
   前記検出装置がガスセンサである、
   請求項1〜4のうちいずれかに記載のエネルギー発生システム。

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