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公開番号2025171645
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024077201
出願日2024-05-10
発明の名称燃料電池システム
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H01M 8/04 20160101AFI20251113BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】利用者のメリットを極力損なうことなく、非漏洩条件を満たすとガスメーターによって判定される状態を発生させることが可能になる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システムの制御装置26は、ガスメーター18から受け取る原燃料の量についてはガスメーター18が非漏洩条件を満たすと判定する量にしてその状態を予め定められた停止維持期間だけ維持する停止維持処理を含む漏洩判定回避処理を開始するように構成され、漏洩判定回避処理は、ガスメーター18から受け取る原燃料の量を減少させながらセルスタック9の温度を低下させる停止移行処理と、停止移行処理を行った後に行われる停止維持処理とを含み、漏洩判定回避処理のそれぞれで、停止維持処理の開始時刻及び終了時刻は同じであり、外気温度指標値に基づいて想定される外気温度が低くなる程、停止移行処理の開始時刻を停止維持処理の開始時刻に近づくように設定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスメーターを経由して供給される炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成される前記燃料ガスを用いて発電する燃料電池セルを複数有するセルスタックと、前記燃料電池セルから排出されるオフガスを燃焼する燃焼部と、制御装置とを備え、前記燃焼部で発生した燃焼熱が前記改質部による水蒸気改質に利用され、
前記ガスメーターは、前記原燃料の通流量がゼロ又は少ないことを示す非漏洩条件を満たす状態が漏洩判定用期間の間に設定回数生じないときには、警報作動する又は前記原燃料の供給を遮断するように構成されている燃料電池システムであって、
前記制御装置は、
前記漏洩判定用期間以下の長さの所定の処理対象期間内の予め設定された日の所定のタイミングに、前記改質部が前記ガスメーターから受け取る前記原燃料の量については前記ガスメーターが前記非漏洩条件を満たすと判定する量にしてその状態を予め定められた停止維持期間だけ維持する停止維持処理を含む漏洩判定回避処理を開始するように構成され、
前記漏洩判定回避処理は、
前記改質部が前記ガスメーターから受け取る前記原燃料の量を減少させながら前記セルスタックの温度を低下させる停止移行処理と、
前記停止移行処理を行った後に行われる前記停止維持処理とを含み、
前記漏洩判定回避処理のそれぞれで、前記停止維持処理の開始時刻及び終了時刻は同じであり、
外気温度についての指標となる外気温度指標値に基づいて想定される前記外気温度が低くなる程、前記停止移行処理の開始時刻を前記停止維持処理の開始時刻に近づくように設定する燃料電池システム。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記改質部、前記セルスタック及び前記燃焼部を内部の内側空間に収容する内側容器を有するホットモジュールと、
前記内側容器の前記内側空間の温度である内側空間温度を測定する内側温度測定器を備え、
前記制御装置は、前記外気温度指標値に基づいて想定される前記外気温度が低くなる程、及び、前記内側空間温度が低くなる程、前記停止移行処理の開始時刻が前記停止維持処理の開始時刻に近づくように設定する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記外気温度を測定する外気温度測定器を備え、
前記制御装置は、前記外気温度測定器が測定する前記外気温度を前記外気温度指標値とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御装置は、気象情報を提供する外部のサーバから取得した前記外気温度を前記外気温度指標値とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御装置は、日付を前記外気温度指標値とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
いわゆるマイコンメータ等のガスメーターは、原燃料の通流量がゼロ又は少ないことを示す非漏洩条件を満たす状態が漏洩判定用期間の間に設定回数生じないときには、警報作動する又は原燃料の供給を遮断するように構成されている。
【０００３】
特許文献１（特許第６０５７８１９号公報）には、燃料電池システムが原燃料を消費しない停止期間を意図的に作り出すことで、ガスメーターが上述したように原燃料の供給を遮断することを回避しようとする技術が記載されている。具体的には、特許文献１には、ガスメーターが３０日以上連続してガスが供給されていることを感知した場合にガスの供給を遮断することを考慮して、そのようなガスの供給遮断を避けるために、３０日より短い所定の期間（２６日間）で燃料電池を一時的に停止させること（即ち、非漏洩条件を満たす状態が発生したとガスメーターが判定するように仕向けること）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６０５７８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の燃料電池システムでは、燃料電池を一時的に停止させて発電させないことで、その間に燃料電池でガスが消費されない期間が作り出される。そのため、非漏洩条件を満たす状態が発生したとガスメーターが判定する可能性は高まるが、発電が行われない期間は燃料電池からの電力及び熱の供給が停止されるため、利用者のメリットが損なわれるという問題がある。
【０００６】
そのため、利用者のメリットを極力損なわないようにするためには、燃料電池システムで原燃料が消費されない期間を確実に確保しつつ、燃料電池システムが発電しない期間を最小化することが好ましい。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、利用者のメリットを極力損なうことなく、非漏洩条件を満たすとガスメーターによって判定される状態を発生させることが可能になる燃料電池システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池システムの特徴構成は、ガスメーターを経由して供給される炭化水素を含む原燃料を水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成される前記燃料ガスを用いて発電する燃料電池セルを複数有するセルスタックと、前記燃料電池セルから排出されるオフガスを燃焼する燃焼部と、制御装置とを備え、前記燃焼部で発生した燃焼熱が前記改質部による水蒸気改質に利用され、
前記ガスメーターは、前記原燃料の通流量がゼロ又は少ないことを示す非漏洩条件を満たす状態が漏洩判定用期間の間に設定回数生じないときには、警報作動する又は前記原燃料の供給を遮断するように構成されている燃料電池システムであって、
前記制御装置は、
前記漏洩判定用期間以下の長さの所定の処理対象期間内の予め設定された日の所定のタイミングに、前記改質部が前記ガスメーターから受け取る前記原燃料の量については前記ガスメーターが前記非漏洩条件を満たすと判定する量にしてその状態を予め定められた停止維持期間だけ維持する停止維持処理を含む漏洩判定回避処理を開始するように構成され、
前記漏洩判定回避処理は、
前記改質部が前記ガスメーターから受け取る前記原燃料の量を減少させながら前記セルスタックの温度を低下させる停止移行処理と、
前記停止移行処理を行った後に行われる前記停止維持処理とを含み、
前記漏洩判定回避処理のそれぞれで、前記停止維持処理の開始時刻及び終了時刻は同じであり、
外気温度についての指標となる外気温度指標値に基づいて想定される前記外気温度が低くなる程、前記停止移行処理の開始時刻を前記停止維持処理の開始時刻に近づくように設定する点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、制御装置は、漏洩判定用期間以下の長さの所定の処理対象期間内の予め設定された日の所定のタイミングに、改質部がガスメーターから受け取る原燃料の量を減少させながらセルスタックの温度を低下させる停止移行処理と、改質部がガスメーターから受け取る原燃料の量についてはガスメーターが非漏洩条件を満たすと判定する量にしてその状態を予め定められた停止維持期間だけ維持する停止維持処理とを含む漏洩判定回避処理を開始する。その結果、停止維持期間の間に、ガスメーターが、非漏洩条件を満たす状態が生じたと判定し、ガスメーターが警報作動することや原燃料の供給を遮断することなどが回避される可能性が高まる。
また、外気温度が低い程、セルスタックの温度が所定の目標温度まで低下するのに要する所要時間は短くなるため、停止移行処理を行う期間を短くしてもよくなる。そこで本特徴構成では、漏洩判定回避処理のそれぞれで、停止維持処理の開始時刻及び終了時刻は同じであるが、停止移行処理の開始時刻は、想定される外気温度が低くなる程、停止維持処理の開始時刻に近づくように設定される。つまり、想定される外気温度が低くなる程、停止移行処理の期間は短くなるため、停止移行処理によってセルスタックの温度を目標温度まで確実に低下させつつ、停止移行処理及び停止維持処理の合計の所要期間（即ち、セルスタックでの発電が行われない期間）を短くすることができる。
従って、利用者のメリットを極力損なうことなく、非漏洩条件を満たすとガスメーターによって判定される状態を発生させることが可能になる燃料電池システムを提供できる。
【００１０】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記改質部、前記セルスタック及び前記燃焼部を内部の内側空間に収容する内側容器を有するホットモジュールと、
前記内側容器の前記内側空間の温度である内側空間温度を測定する内側温度測定器を備え、
前記制御装置は、前記外気温度指標値に基づいて想定される前記外気温度が低くなる程、及び、前記内側空間温度が低くなる程、前記停止移行処理の開始時刻が前記停止維持処理の開始時刻に近づくように設定する点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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