(57)【要約】  本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池（１０１）と、燃料電池（１０１）を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路（７１）と、冷却水経路（７１）に設けられた冷却水タンク（１０２）と、燃料電池システムで生じる水を貯える回収水タンク（１０４）と、回収水タンク（１０４）と冷却水タンク（１０２）との間で循環する水が流れる水循環経路（７２）と、系統電源から燃料電池システムへの電力供給を検知する電源検出器と、冷却水経路（７１）、冷却水タンク（１０２）、回収水タンク（１０４）及び水循環経路（７２）のうちの少なくとも１つに設けられた水の温度を検知する温度検知器（１１８）と、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検知した場合に、温度検知器（１１８）が検知する温度を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように構成されている制御器（１１０）と、を備える。
2012124298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を備える燃料電池システムであって、
前記燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、
前記冷却水経路に設けられた前記冷却水を貯える冷却水タンクと、
前記燃料電池システムで生じる水を貯える回収水タンクと、
前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、
系統電源から前記燃料電池システムへの電力供給を検知する電源検出器と、
前記冷却水経路、前記冷却水タンク、前記回収水タンク及び前記水循環経路のうちの少なくとも１つに設けられた水の温度を検知する温度検知器と、
前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合に、前記温度検知器が検知する温度を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように構成されている制御器と、を備える、燃料電池システム。
【請求項２】
前記冷却水経路、前記冷却水タンク、前記回収水タンク、及び前記水循環経路のいずれかに設けられた加熱器を備え、前記制御器は、前記昇温処理を実行する場合に、前記加熱器を動作させるように構成されている、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記水循環経路に設けられ、前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で水を循環させる水循環器をさらに備え、
前記制御器は、前記昇温処理を実行する場合に、前記水循環器に前記水循環経路内の水を循環させるように構成されている、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記所定の温度は、前記冷却水、前記冷却水タンク、前記回収水タンク、及び前記水循環経路内の少なくとも１つの水中に存在する菌を殺菌することができる温度である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御器は、前記燃料電池システムへの電力供給がされていない状態が第１所定時間以上継続した場合に、前記昇温処理を実行するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記制御器は、第２所定時間毎に前記昇温処理を実行するように構成されていて、
前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出し、かつ、前回の昇温処理から経過した時間が前記第２所定時間以上である場合には、前記昇温処理を実行し、
前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合であっても、前回の昇温処理から経過した時間が前記第２所定時間未満である場合には、前記昇温処理を実行しないように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記回収水タンク及び前記冷却水タンクの少なくとも１つのタンクに設けられた水位検知器をさらに備え、
前記制御器は、前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出し、かつ、前記水位検知器の検知する水位が第１の水位以上である場合、前記昇温処理を実行し、
前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合であっても、前記水位検知器の検知する水位が第１の水位未満である場合、前記昇温処理を実行しないように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記水位検知器が設けられているタンクに水を供給する給水器をさらに備え、
前記制御器は、前記水位検知器の検知する水位が第１の水位未満である場合に、前記給水器を作動させ、前記第１の水位以上となった後に、前記昇温処理を実行するように構成されている、請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記水位検知器が設けられているタンクに水を供給する給水器をさらに備え、
前記制御器は、前記水位検知器の検知する水位が第１の水位未満である場合に、前記給水器を作動させ、前記第１の水位以上となり、第３所定時間経過後に、前記昇温処理を実行するように構成されている、請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記燃料電池システムの水抜きを実行したか否かを記憶する記憶器を備え、
前記制御器は、前記水抜きが実行されていない場合、前記昇温処理を実行するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
燃料電池を備える燃料電池システムの運転方法であって、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、
前記冷却水経路に設けられた前記冷却水を貯える冷却水タンクと、
前記燃料電池システムで生じる水を貯える回収水タンクと、
前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、
系統電源から前記燃料電池システムへの電力供給を検知する電源検出器と、
前記冷却水経路、前記冷却水タンク、前記回収水タンク及び前記水循環経路のうちの少なくとも１つに設けられた水の温度を検知する温度検知器と、を備え、
前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合に、前記温度検知器が検知する温度を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行する、燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素リッチな燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システム及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、燃料電池に供給された燃料ガス（水素含有ガス）と酸化剤ガス（例えば、空気）が電気化学反応して、電力と熱を発生するシステムである。一般的な家庭用燃料電池システムでは、発生した電力は、家庭で使用する一部の電力負荷（例えば、照明や空調装置などの電化製品）に供給される。また、発電により生じる熱は、燃料電池の内部に供給された冷却水により回収される。この回収された熱は、例えば、熱交換器を介して、温水として回収され、家庭内の熱負荷（例えば、給湯機器や床暖房等の熱利用機器）に供給される。【０００３】
燃料電池システムの発電運転時に必要となる水素含有ガスは、インフラストラクチャーが整備されていないため、燃料電池システムには、通常、水素含有ガスを生成するための改質器が設けられている。改質器では、原料ガス（例えば、都市ガス（天然ガス）等）と水を、改質触媒において水蒸気改質反応させることにより、水素含有ガスが生成される。【０００４】
このような燃料電池システムでは、改質器に供給される水や冷却水の水供給源として、システム内部で回収した水を利用する、すなわち、水を自立供給する方法を採用することが多い。なお、燃料電池システム内部で水を回収する方法としては、例えば、燃料電池より排出される燃料ガス及び酸化剤ガス中に含まれる水蒸気を冷却することで水を凝縮、回収する方法が挙げられる。【０００５】
しかしながら、燃料電池システム内で回収された水（以下、回収水という）には、塩素成分等の殺菌成分を含んでおらず、菌類や細菌といった微生物の増殖に好適な状態となっている。このため、水を回収した後の酸化剤ガスを排気する排気口や、回収水の余剰分を排水する排水口等から菌類等の微生物が浸入することで、菌類等の微生物が増殖するおそれがある。そして、微生物が増殖することで、回収水が通流する流路が流路閉塞又は流路狭窄等が発生することで、水の供給機能や浄化機能に障害が生じる場合がある。【０００６】
このような問題を解決するために、冷却水の温度を検知して、該冷却水の温度が所定温度以下になったこと、その後所定時間経過したと判定された場合に、冷却水の温度を所定温度以上に上昇させる燃料電池発電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、水質浄化装置に供給される水の温度が細菌繁殖限界温度未満のまま第１の所定の期間経過した場合に、水質浄化装置に供給される水の温度が第２の所定期間所定の温度以上イオン交換樹脂の劣化温度以下となるように温度調節手段を制御する燃料電池発電システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７０２１１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０３３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の燃料電池発電システムでは、例えば、系統電源が断線等して、燃料電池発電システムが停電になった場合に、温度検知器が作動しないため、水の温度を上昇させる昇温処理が行われず、停電が解消されるまでの間に、細菌が増殖するおそれがある。また、停電が解消された後であっても、所定時間経過しなければ、昇温処理が行われないため、その間に細菌が増殖するおそれがある。さらに、燃料電池発電システム内に水を残存させた状態で長期に亘って停止させたような場合にも、燃料電池発電システムに電力が供給されないため、細菌が増殖するおそれがある。【０００９】
このように、従来の燃料電池発電システムでは、細菌等の微生物の増殖を抑制する点において、未だ改善の余地があった。【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、燃料電池システムに電力が供給されていない状態から、燃料電池システムに電力が供給されたときに、微生物を加熱殺菌して、従来の燃料電池システムよりも微生物の増殖を抑制することができる、燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池を備える燃料電池システムであって、前記燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、前記冷却水経路に設けられた前記冷却水を貯える冷却水タンクと、前記燃料電池システムで生じる水を貯える回収水タンクと、前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、系統電源から前記燃料電池システムへの電力供給を検知する電源検出器と、前記冷却水経路、前記冷却水タンク、前記回収水タンク及び前記水循環経路のうちの少なくとも１つに設けられた水の温度を検知する温度検知器と、前記電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合に、前記温度検知器が検知する温度を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように構成されている制御器と、を備える。【００１２】
これにより、回収水等に含まれる菌類等の微生物を加熱殺菌して、従来の燃料電池システムよりも微生物の増殖を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の燃料電池システム及びその運転方法によれば、燃料電池システムに電力が供給されていない状態から、燃料電池システムに電力が供給されたときに、微生物を加熱殺菌して、従来の燃料電池システムよりも微生物の増殖を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す燃料電池システムの電気的な接続を模式的に示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態２に係る燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示す昇温処理の具体的な動作を示したフローチャートである。
【図５】図５は、本変形例１の燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施の形態３に係る燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【図８】図８は、本変形例１の燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】図９は、本変形例１の燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本変形例２の燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態４に係る燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係る燃料電池システムは、燃料電池を備える燃料電池システムであって、燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、冷却水経路に設けられた冷却水を貯える冷却水タンクと、燃料電池システムで生じる水を貯える回収水タンクと、回収水タンクと冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、系統電源から燃料電池システムへの電力供給を検知する電源検出器と、冷却水経路、冷却水タンク、回収水タンク及び水循環経路のうちの少なくとも１つに設けられた水の温度を検知する温度検知器と、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合に、温度検知器が検知する温度を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように構成されている制御器と、を備える。
【００１６】
ここで、本発明において、（系統電源から燃料電池システムへの）電力供給がされていない状態とは、系統電源から燃料電池システムへの電力供給が停止されている状態をいう。系統電源から燃料電池システムへの電力の供給が停止される場合としては、例えば、燃料電池システムへ電力を供給する配線が断線したような場合、ブレーカーが遮断されたような場合、及び燃料電池システムのコンセントが抜かれたような場合等が挙げられる。また、燃料電池システムへの電力供給がされていない状態には、燃料電池システム内に水を残存させた状態で長期に亘って停止させたような場合も含まれる。
【００１７】
さらに、本発明において、菌とは、大腸菌や枯草菌等の細菌とカビ等の菌類を含む概念である。また、本発明において、所定の温度とは、冷却水経路、冷却水タンク、回収水タンク及び水循環経路のいずれかの水中に存在する菌を殺菌することができる温度（菌の増殖を抑制することができる温度）をいい、増殖抑制の対象となる菌の種類によって適宜設定される。
【００１８】
上記構成により、燃料電池システムに電力が供給されていない状態から、燃料電池システムに電力が供給されたときに、微生物を加熱殺菌して、従来の燃料電池システムよりも微生物の増殖を抑制することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を具体的に例示する。なお、全ての図面において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００２０】
（実施の形態１）
［燃料電池システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態１に係る燃料電池システム１００は、燃料電池１０１、冷却水経路７１、冷却水タンク１０２、加熱器１０３、回収水タンク１０４、水循環経路７２、水循環器１０５、電源検知器１１２、温度検知器１１８及び制御器１１０、を備えている。制御器１１０は、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合に、温度検知器１１８が検知する温度を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように構成されている。
【００２２】
なお、本実施の形態１においては、電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化として、燃料電池システム１００の停電と、その停電の解消を例示する。また、昇温処理は、水循環器１０５を作動させることで行ってもよく、加熱器１０３と水循環器１０５を作動させることで行ってもよい。
【００２３】
燃料電池１０１は、アノード１１Ａとカソード１１Ｂを有している。アノード１１Ａには、燃料ガス供給路７３を介して、燃料ガス供給器１０６から燃料ガスが供給されるように構成されている。また、カソード１１Ｂには、酸化剤ガス供給路７４を介して、酸化剤ガス供給器１０７から酸化剤ガスが供給されるように構成されている。なお、燃料電池１０１としては、高分子電解質形燃料電池、リン酸形燃料電池等の各燃料電池を用いることができる。また、燃料電池１０１の構成については、一般的な燃料電池と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
燃料ガス供給器１０６は、燃料電池１０１のアノード１１Ａに燃料ガスを供給するように構成されていれば、どのような形態であってもよい。燃料ガス供給器１０６としては、例えば、燃料ガスを貯えるタンクと該タンクから燃料ガスを送出するポンプから構成されていてもよく、また、原料と水を用いて改質反応により燃料ガスを生成する水素生成装置で構成されていてもよい。また、酸化剤ガス供給器１０７は、燃料電池１０１のカソード１１Ｂに酸化剤ガスを供給するように構成されていれば、どのような形態であってもよく、例えば、ブロワやシロッコファン等のファン類を用いることができる。なお、燃料ガス供給器１０６又は酸化剤ガス供給器１０７は、供給するガスを加湿する加湿器を備えていてもよい。
【００２５】
そして、燃料電池１０１では、アノード１１Ａに供給された燃料ガスとカソード１１Ｂに供給された酸化剤ガスが電気化学的に反応して、水が生成されるとともに、電気と熱が発生する。なお、発生した熱は、後述するように、冷却水経路７１を通流する冷却水により回収されて、燃料電池１０１が冷却される。また、生成された水の一部は、気化して反応ガスを加湿する。そして、反応ガスを加湿した水蒸気と生成された水は、未利用の反応ガスとともに燃料電池１０１外に排出される。
【００２６】
具体的には、燃料電池１０１で未利用の燃料ガス（オフ燃料ガス）、水蒸気、及び生成された水は、オフ燃料ガス経路７５を介して燃料電池システム１００外に排出される。また、燃料電池１０１で未利用の酸化剤ガス（オフ酸化剤ガス）、水蒸気、及び生成された水の一部は、オフ酸化剤ガス経路７６を介して燃料電池システム１００外に排出される。
【００２７】
燃料ガスを加湿した水蒸気は、オフ燃料ガス経路７５を通流する間に、水に凝縮する。オフ燃料ガス経路７５で凝縮した水及びオフ燃料ガス経路７５に排出された水は、回収水として、回収水タンク１０４に貯えられる。同様に、酸化剤ガスを加湿した水蒸気は、オフ酸化剤ガス経路７６を通流する間に、水に凝縮する。オフ酸化剤ガス経路７６で凝縮した水及びオフ酸化剤ガス経路７６に排出された水は、回収水として、回収水タンク１０４に貯えられる。回収水タンク１０４内に貯えられた余剰の回収水は、排水経路１０４Ａから燃料電池システム１００外に排出される。
【００２８】
なお、本実施の形態１に係る燃料電池システム１００においては、オフ燃料ガス経路７５及びオフ酸化剤ガス経路７６の両方から水を回収する形態を採用したが、これに限定されない。燃料電池システム１００は、オフ燃料ガス経路７５及びオフ酸化剤ガス経路７６の少なくとも一方から水を回収すれば、どのような形態を採用してもよい。また、オフ燃料ガス経路７５及びオフ酸化剤ガス経路７６の少なくとも一方に、水蒸気の凝縮を促進する凝縮器を設ける形態を採用してもよい。凝縮器としては、例えば、熱交換器を使用することができる。
【００２９】
また、燃料電池１０１には、燃料電池１０１を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路７１が設けられている。冷却水経路７１の途中には、冷却水タンク１０２、加熱器１０３、及び送出器１０８が設けられている。加熱器１０３は、冷却水経路７１内の冷却水を昇温するように構成されていれば、どのような形態を用いてもよく、例えば、電気ヒータを用いてもよい。また、加熱器１０３として、電気ヒータを用いた場合には、当該電気ヒータは、燃料電池１０１（燃料電池システム１００）で発電された余剰電力を消費するように構成されていてもよい。さらに、送出器１０８としては、冷却水経路７１内の水を送出することができればどのような態様であってもよく、例えば、ポンプを使用することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態１においては、加熱器１０３を冷却水タンク１０２内に配置している。これは、冷却水タンク１０２は、冷却水経路７１を通流する冷却水を貯え、貯えた冷却水を冷却水経路７１に供給するように構成されているため、冷却水経路７１の一部とみなすことができることによる。このため、加熱器１０３は、冷却水経路７１内の冷却水を昇温することができれば、冷却水経路７１（冷却水タンク１０２を含む）内に配置してもよく、また、冷却水経路７１（冷却水タンク１０２を含む）外に配置してもよい。また、加熱器１０３は、水循環経路７２又は回収水タンク１０４内に配置してもよい。
【００３１】
冷却水タンク１０２には、水循環経路７２を介して、回収水タンク１０４が接続されている。回収水タンク１０４内には、温度検知器１１８が設けられている。温度検知器１１８は、回収水タンク１０４内の水の温度を検知することができれば、どのような形態であってもよい。なお、本実施の形態１においては、温度検知器１１８は、回収水タンク１０４内に設ける形態を採用したが、これに限定されない。温度検知器１１８は、冷却水タンク１０２、冷却水経路７１、回収水タンク１０４、及び水循環経路７２の少なくともいずれか１つに設けられていればよい。
【００３２】
水循環経路７２には、水循環器１０５が設けられている。水循環器１０５は、回収水タンク１０４と冷却水タンク１０２との間で水を循環させるように構成されている。水循環器１０５としては、例えば、ポンプを用いてもよく、ポンプと水循環経路７２内の水の通流を許可／遮断する開閉弁を用いてもよい。
【００３３】
また、水循環経路７２の回収水タンク１０４から冷却水タンク１０２へ向かう経路には、浄化器１０９が設けられている。浄化器１０９としては、水を浄化することができれば、どのような形態であってもよい。本実施の形態１においては、イオン交換樹脂が充填された筐体で構成されていて、水に含まれる不純物（主に、イオン）をイオン交換樹脂に吸着させて、浄化する。なお、浄化器１０９としては、活性炭フィルタや逆浸透膜が設けられた筐体で構成されていてもよい。
【００３４】
ここで、図２を参照しながら、本実施の形態１に係る燃料電池システム１００の電気的な接続について説明する。なお、図２においては、冷却水タンク１０２等を省略している。
【００３５】
図２は、図１に示す燃料電池システムの電気的な接続を模式的に示すブロック図である。
【００３６】
燃料電池１０１には、配線８０を介して、連系点１１４が接続されている。また、連系点１１４には、配線８１を介して、系統電源１１１が接続されている。さらに、連系点１１４には、配線８２を介して、外部電力負荷１１３が接続されている。
【００３７】
配線８０には、配線８３を介して、補機（内部電力負荷）が接続されている。補機は、燃料電池システム１００を構成する各機器のうち電力を使用する機器であり、例えば、制御器１１０、酸化剤ガス供給器１０７、水循環器１０５、送出器１０８等が該当する。また、外部電力負荷１１３としては、例えば、家庭で使用する電気機器が挙げられる。
【００３８】
また、配線８０の配線８３が接続されている部分よりも連系点１１４側には、遮断器１１５が設けられている。遮断器１１５は、系統電源１１１と燃料電池システム１００の電気的な接続を遮断するように構成されている。さらに、配線８０の配線８３が接続されている部分よりも燃料電池１０１側には、出力制御器１１６が設けられている。出力制御器１１６は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＤＣ／ＡＣインバータの少なくともいずれか一方の機器を有していて、燃料電池１０１で発電された電力が、外部電力負荷１１３や補機に供給するように構成されている。
【００３９】
出力制御器１１６は、電源検知器１１２を備えており、電源検知器１１２は、系統電源１１１の交流電圧を検知する機能と、インバータの出力電流に位相変動を加えて、電圧波形の位相の変化を検知する機能と、を有している。電源検知器１１２は、検知した電圧値及び電圧波形の位相を制御器１１０の電源判定器１１０ａに出力するように構成されている。そして、電源判定器１１０ａでは、電源検知器１１２から入力された電圧値及び電圧波形の位相を基に、燃料電池システム１００の停電が生じたか否かを判定し、また、電圧値を基に、燃料電池システム１００の停電が解消されたか否かを判定する。なお、電源検知器１１２及び電源判定器１１０ａが電源検出器を構成する。
【００４０】
具体的には、例えば、燃料電池システム１００が発電停止中に、落雷等により、系統電源１１１から燃料電池システム１００への電力の供給が停止される（燃料電池システム１００の停電が起きる）と、電源検知器１１２で検知する電圧値は低下する。従って、電源判定器１１０ａは、電源検知器１１２で検知された電圧値が閾値Ｖ１以下になった場合に、燃料電池システム１００の停電が起きたと判定することができる。なお、所定の閾値Ｖ１は、適宜設定することができる。
【００４１】
一方、燃料電池システム１００が発電運転中に、系統電源１１１から燃料電池システム１００への電力の供給が停止された場合は、燃料電池１０１が発電しているため、電源検知器１１２が検知する電圧値には変化がなく、電源判定器１１０ａは電圧値に基づく系統電源１１１の停電を検知することができない。そこで、電源検知器１１２は、出力制御器１１６の出力電流に位相変動を加え、その際の電圧波形の位相を検知し、電源判定器１１０ａに出力する。系統電源１１１から電力が供給されている場合は、出力電流に位相変動を加えても電圧波形の位相には変化が生じないが、系統電源１１１からの電力供給が停止されている場合は、位相変動に応じて、電圧波形の位相が変化する。したがって、電源判定器１１０ａは、この位相の変化に基づき、燃料電池システム１００の停電が起きたと判定することができる。
【００４２】
また、燃料電池システム１００の停電が起こり、その後、停電が解消した場合は、系統電源１１１から燃料電池システム１００（燃料電池システム１００の補機）へ電力が供給されるため、配線８０に電圧がかかる。したがって、電源判定器１１０ａは、電源検知器１１２で検知された電圧値が所定の閾値Ｖ２以上である場合に、燃料電池システム１００の停電が解消されたと判定することができる。なお、所定の閾値Ｖ２は、適宜設定することができる。
【００４３】
制御器１１０は、電源判定器１１０ａを有している。制御器１１０としては、燃料電池システム１００を構成する各機器を制御する機器であれば、どのような形態であってもよく、例えば、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等に例示される演算処理器１０ａと、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成される記憶器１０ｂを備えている（図１参照）。そして、記憶器に記憶されているプログラムを演算処理器が実行することにより、電源判定器１１０ａが実現される。
【００４４】
なお、制御器１１０は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協働して、燃料電池システム１００の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。例えば、制御器１１０は、加熱器１０３及び水循環器１０５を制御し、燃料電池システム１００を構成する他の機器の制御は、別の制御器が行うように構成されていてもよい。また、制御器１１０は、マイクロコントローラで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されていてもよい。
【００４５】
［燃料電池システムの動作］
次に、本実施の形態１に係る燃料電池システム１００の発電運転時の動作について、図１を参照しながら説明する。なお、以下の諸動作は、制御器１１０が燃料電池システム１００の各機器を制御することにより行われる。
【００４６】
まず、燃料ガス供給器１０６が作動して、燃料電池１０１のアノード１１Ａに燃料ガスを供給する。また、酸化剤ガス供給器１０７が作動して、燃料電池１０１のカソード１１Ｂに酸化剤ガスを供給する。燃料電池１０１では、アノード１１Ａに供給された燃料ガスとカソード１１Ｂに供給された酸化剤ガスが電気化学的に反応して、水が生成されるとともに、電気と熱が発生する。発生した電気は、図示されない出力制御器により、外部の電力負荷に供給される。また、発生した熱は、冷却水経路７１を通流する冷却水により回収されて、燃料電池１０１が冷却される。さらに、未使用の反応ガス中の水蒸気や生成された水は、回収水タンク１０４に回収される。
【００４７】
ところで、上述したように、オフ燃料ガス経路７５又はオフ酸化剤ガス経路７６の大気開放口、又は回収水タンク１０４の排水経路１０４Ａの出口等から菌が侵入する場合がある。そして、侵入した菌が、回収水タンク１０４又は水循環経路７２等で増殖すると、水循環経路７２の流路閉塞又は流路狭窄等が発生することで、水の供給機能や浄化機能に障害が生じるおそれがある。特に、系統電源１１１が停電し、燃料電池システム１００への電力供給が停止したような場合（燃料電池システム１００の停電が生じた場合）には、回収水を昇温等する昇温処理を行うことができないので、菌が増殖する可能性が高くなる。
【００４８】
しかしながら、本実施の形態１に係る燃料電池システム１００では、電源検出器が燃料電池システム１００の停電を検知し、その後、燃料電池システム１００の停電が解消したことを検知した場合に、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させ、回収水タンク１０４内の回収水を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように制御する。
【００４９】
ここで、本実施の形態１に係る燃料電池システム１００において、菌として、カビ（例えば、ネオサルトリア  シュードフィシェリ（Ｎｅｏｓａｒｔｏｒｙａ  ｐｅｕｄｏｆｉｓｃｈｅｒｉ）の殺菌を主目的とする場合、制御器１１０は、冷却水タンク１０２内の冷却水の温度が約７０℃、回収水タンク１０４内の回収水の温度が４５℃以上となるように、加熱器１０３及び水循環器１０５の操作量を制御する。具体的には、制御器１１０は、水循環器１０５を間欠的に動作させるように制御し、昇温処理終了時に水循環器１０５を停止するように制御する。
【００５０】
なお、本実施の形態１においては、制御器１１０は、水循環器１０５を間欠的に動作するように制御する形態を採用したが、これに限定されず、水循環器１０５に供給する電圧値、電流値、周波数、又はｄｕｔｙ比等を変化させて、水循環器１０５によって、水循環経路７２を通流する水の流量を制御する形態を採用してもよい。
【００５１】
また、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させることによる昇温処理を行う時間の長さは、回収水を加熱殺菌することで、水循環経路７２内での流路閉塞又は流路狭窄等により水の供給機能や浄化器１０９の浄化機能に障害が生じない程度の菌量に低減できる時間に適宜設定することができる。より詳しくは、回収水タンク１０４内の回収水の温度が高いほど加熱殺菌効果は大きいということを考慮して、冷却水タンク１０２及び回収水タンク１０４内の温度（加熱器１０３の操作量）等の燃料電池システム１００の構成や運転条件に基づき、昇温処理を行う時間は設定され、本実施の形態１においては、２時間に設定されている。
【００５２】
このように構成された本実施の形態１に係る燃料電池システム１００では、加熱器１０３により昇温された冷却水を回収水タンク１０４に供給することで、回収水を昇温して、回収水を所定の温度以上に昇温することで、回収水中に含まれる菌の増殖を抑制することができる。
【００５３】
なお、浄化器１０９として、イオン交換樹脂を使用する場合には、イオン交換樹脂の耐熱温度が比較的低く、特に、陰イオン交換樹脂を使用する場合には、その傾向が顕著である。このため、浄化器１０９を通流する水の温度を考慮して、加熱器１０３及び浄化器１０９の操作量や昇温処理の時間を設定することが好ましい。
【００５４】
また、本実施の形態１では、殺菌対象となる菌として、ネオサルトリア  シュードフィシェリを挙げたが、これに限定されず、他の菌を殺菌対象としてもよく、また、複数の菌を殺菌対象としてもよい。
【００５５】
［変形例１］
実施の形態１の変形例１として、電源判定器１１０ａが、電源検知器１１２から入力された電圧値及び電圧波形の位相を基に、燃料電池システム１００の停電が生じたことを判定し、また、電圧値を基に、燃料電池システム１００の停電が解消されたことを判定した場合、当該停電が解消後の燃料電池１０１の発電中に、水循環器１０５を動作させ、燃料電池の発熱量を利用して、回収水タンク１０４内の水を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように制御してもよい。
【００５６】
これにより、加熱器を利用することなく、実施の形態１と同様の効果が得られ、加熱器を備えない構成であっても良い。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る燃料電池システムは、制御器が、燃料電池システムへの電力供給がされていない状態が第１所定時間以上継続した場合に、昇温処理を実行するように構成されている態様を例示するものである。
【００５８】
本発明の実施の形態２に係る燃料電池システム１００の構成は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００の構成と同じなので、その説明は省略する。
【００５９】
［燃料電池システムの動作］
図３は、本実施の形態２に係る燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【００６０】
図３に示すように、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したか否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、電源判定器１１０ａが燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態と判定したか否かにより、判断する。
【００６１】
制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出していない場合（電源判定器１１０ａが燃料電池システム１００への電力供給がされていないと判定した場合）（ステップＳ１１でＮｏ）には、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出するまで、ステップＳ１１を繰り返す。一方、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出した場合（電源判定器１１０ａが燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態と判定した場合）（ステップＳ１１でＹｅｓ）には、ステップＳ１２に進む。
【００６２】
ステップＳ１２では、制御器１１０は、図示されない記憶器に燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出した時間を記憶させる。ついで、制御器１１０は、電源検出器が、燃料電池システム１００への電力供給がされている状態を検出したか否かを判断する（ステップＳ１３）。具体的には、電源判定器１１０ａが、燃料電池システム１００への電力供給がされている状態と判定したか否かにより、判断する。
【００６３】
制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされている状態を検出した場合（電源判定器１１０ａが燃料電池システム１００への電力供給がされている状態と判定した場合）（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ステップＳ１４に進む。なお、制御器１１０は、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態が解消されるまで、ステップＳ１３に留まる。
【００６４】
ステップＳ１４では、制御器１１０は、現在時刻を取得する。ついで、制御器１１０は、ステップＳ１２で記憶した時刻とステップＳ１４で取得した現在時刻とを比較して、電力供給されていない時間（時間Ｔ）を算出し、当該時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、第１所定時間Ｔ１は、任意に設定することができ、例えば、菌が回収水タンク１０４又は水循環経路７２等で増殖して、水循環経路７２が流路閉塞又は流路狭窄等が発生するおそれがある時間を予め実験等で求めておき、当該時間を設定してもよい。具体的には、第１所定時間Ｔ１は、例えば、３日であってもよく、１週間であってもよい。
【００６５】
制御器１１０は、時間Ｔが第１所定時間Ｔ１未満である場合（ステップＳ１５でＮｏ）には、そのまま本プログラムを終了する。これにより、菌の増殖が生じていないと判断される場合には、無駄な昇温処理を実行しないことで、エネルギーの浪費を抑制して、省エネルギー性を向上させることができる。
【００６６】
一方、制御器１１０は、時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以上である場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）には、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させて、昇温処理を実行する（ステップＳ１６）。ここで、昇温処理について、図４を参照しながら、詳細に説明する。
【００６７】
図４は、図３に示す昇温処理の具体的な動作を示したフローチャートである。なお、図４に示す昇温処理の動作は、一例であり、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させ、回収水タンク１０４内の回収水を所定の温度以上に昇温することができれば、加熱器１０３及び水循環器１０５の動作時間やその操作量は限定されない。
【００６８】
図４に示すように、制御器１１０は、回収水の温度を温度検知器１１８から取得して、該回収水の温度が第１の温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。なお、第１の温度は、任意に設定することができ、具体的には、殺菌対象となる菌の種類によって適宜設定することができる。第１の温度としては、例えば、３０〜４０℃であってもよく、４５℃であってもよい。
【００６９】
制御器１１０は、回収水の温度が第１の温度よりも低い場合（ステップＳ１０１でＮｏ）には、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、制御器１１０は、当該昇温処理を行う時間を計測するタイマーのカウントを停止する。ついで、制御器１１０は、加熱器１０３及び水循環器１０５を作動させて（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１に戻る。
【００７０】
このように、制御器１１０は、回収水の温度が第１の温度以上になるまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３を繰り返す。そして、制御器１１０は、回収水の温度が第１の温度以上になる（ステップＳ１０１でＹｅｓ）と、ステップＳ１０４に進む。
【００７１】
ステップＳ１０４では、制御器１１０は、昇温処理を行う時間を計測するタイマーのカウントを開始する。そして、制御器１１０は、再び、回収水の温度を温度検知器１１８から取得して、該回収水の温度が第２の温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、第２の温度は、任意に設定することができ、浄化器１０９に用いられているイオン交換樹脂の種類やその容量等から適宜設定することができる。第２の温度としては、例えば、５０℃であってもよい。
【００７２】
制御器１１０は、回収水の温度が第２の温度以上である場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）には、ステップＳ１０７に進み、回収水の温度が第２の温度よりも小さい場合（ステップＳ１０５でＮｏ）には、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、制御器１１０は、水循環器１０５及び加熱器１０３を停止させる。ついで、制御器１１０は、ステップＳ１０７に進む。これにより、回収水の昇温が停止し、回収水の過昇温を抑制することにより、浄化器１０９のイオン交換樹脂の熱による劣化を抑制することができるとともに、エネルギーの浪費を抑制し、省エネルギー性を向上させることができる。
【００７３】
ステップＳ１０７では、制御器１１０は、タイマーで計測している時間が、第３の時間以上であるか否かを判断する。ここで、第３の時間は、適宜設定することができ、対象となる菌のＤ値（一定温度における、細菌数を１／１０に減少させるのに要する昇温時間）を基に算出してもよい。また、水循環器１０５による水の供給機能や浄化器１０９による水の浄化機能に障害が生じない菌量にまで低減できる時間を予め実験等で求めておき、当該時間を第３の時間として設定してもよい。
【００７４】
制御器１１０は、タイマーで計測している時間が、第３の時間未満である場合（ステップＳ１０７でＮｏ）には、ステップＳ１０１に戻り、タイマーで計測している時間が、第３の時間以上になるまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７を繰り返す。一方、制御器１１０は、タイマーで計測している時間が、第３の時間以上である場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）には、ステップＳ１０８に進む。
【００７５】
ステップＳ１０８では、制御器１１０は、水循環器１０５及び加熱器１０３を停止させ、その後、本プログラムを終了する。
【００７６】
このように、本実施の形態２に係る燃料電池システム１００では、昇温処理を的確なタイミングで行うことにより、菌の増殖を抑制することができるとともに、無駄な昇温処理を実行しないことで、エネルギーの浪費を抑制して、省エネルギー性を向上させることができる。
【００７７】
なお、実施の形態２においては、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態の時間Ｔを算出して、時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以上である場合に、加熱処理を実行するように構成したが、これに限定されない。例えば、制御器１１０は、ステップＳ１２で、電力供給されていない状態を検出した時刻だけでなく、電力供給されていない状態を検出した時の温度（燃料電池システム１００内の温度であってもよく、燃料電池システム１００外の温度であってもよい）ｔも記憶し、ステップＳ１５で、時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以上、かつ、温度ｔが所定の温度領域ｔ１の範囲にあるときに、昇温処理を実行するように構成されていてもよい。
【００７８】
また、制御器１１０は、ステップＳ１４において、電力供給されている状態を検出した時の温度（燃料電池システム１００内の温度であってもよく、燃料電池システム１００外の温度であってもよい）ｔを検知して、ステップＳ１５で、時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以上、かつ、電力供給されている状態を検出した時の温度ｔが所定の温度領域ｔ１の範囲にあるときに、昇温処理を実行するように構成されていてもよい。さらに、制御器１１０は、ステップＳ１５で、時間Ｔが第１所定時間Ｔ１以上、かつ、電力供給されていない状態を検出した時の温度ｔ及び電力供給されている状態を検出した時の温度ｔが所定の温度領域ｔ１の範囲にあるときに、昇温処理を実行するように構成されていてもよい。
【００７９】
また、第２の温度と第３の時間Ｔ３は、対象とする菌のＤ値とＺ値（Ｄ値を１／１０又は１０倍に変化させるのに要する昇温温度差）を基に算出してもよい。また、対象とする菌は、１種類に限定されることはなく、複数の種類の菌を対象としてもよい。この場合、最も殺菌の条件が厳しい菌のＤ値とＺ値を基に第２の温度と第３の時間Ｔ３を算出してもよく、これらの菌におけるＤ値とＺ値の平均値で算出してもよい。
【００８０】
［変形例１］
次に、本実施の形態２に係る燃料電池システムの変形例について、説明する。
【００８１】
本実施の形態２における変形例１の燃料電池システムは、制御器が、第２所定時間毎に昇温処理を実行するように構成されていて、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出し、かつ、前回の昇温処理から経過した時間が第２所定時間以上である場合には、昇温処理を実行し、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合であっても、前回の昇温処理から経過した時間が第２所定時間未満である場合には、昇温処理を実行しないように構成されている態様を例示するものである。
【００８２】
本実施の形態２における変形例１の燃料電池システム１００の構成は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００の構成と同じなので、その説明は省略する。
【００８３】
［燃料電池システムの動作］
本変形例１の燃料電池システム１００では、制御器１１０は、第２所定時間Ｔ２毎に昇温処理を実行するように構成されている。ここで、第２所定時間Ｔ２は、任意に設定することができ、例えば、菌が回収水タンク１０４又は水循環経路７２等で増殖して、水循環経路７２が流路閉塞又は流路狭窄等が発生するおそれがある時間を予め実験等で求めておき、当該時間を設定してもよい。具体的には、第２所定時間Ｔ２は、例えば、３日であってもよく、１週間であってもよい。
【００８４】
図５は、本変形例１の燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【００８５】
図５に示すように、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したか否かを判断する（ステップＳ２０１）。制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出していない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）には、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出するまで、ステップＳ２０１を繰り返す。一方、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）には、ステップＳ２０２に進む。
【００８６】
ステップＳ２０２では、制御器１１０は、電源検出器が、燃料電池システム１００への電力供給がされている状態を検出したか否かを判断する。制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされている状態を検出した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。なお、制御器１１０は、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態が解消されるまで、ステップＳ２０２に留まる。
【００８７】
ステップＳ２０３では、制御器１１０は、現在時刻を取得する。ついで、制御器１１０は、前回昇温処理した時刻とステップＳ１４で取得した現在時刻から、前回の昇温処理から経過した時間（時間ＴＡ）を算出し、当該時間ＴＡが第２所定時間Ｔ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
【００８８】
制御器１１０は、時間ＴＡが第２所定時間Ｔ２未満である場合（ステップＳ２０４でＮｏ）には、そのまま本プログラムを終了する。これにより、菌の増殖が生じていないと判断される場合には、無駄な昇温処理を実行しないことで、エネルギーの浪費を抑制して、省エネルギー性を向上させることができる。
【００８９】
一方、制御器１１０は、時間ＴＡが第２所定時間Ｔ２以上である場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）には、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させて、昇温処理を実行する（ステップＳ２０５）。なお、昇温処理は、上記実施の形態２と同様に行うので、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
このように構成された本変形例１の燃料電池システム１００であっても、実施の形態２に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。
【００９１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムは、回収水タンク及び冷却水タンクの少なくともいずれかのタンクに設けられた水位検知器をさらに備え、制御器が、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出し、かつ、水位検知器の検知する水位が第１の水位以上である場合、昇温処理を実行し、電源検出器が電力供給されていない状態から電力供給されている状態への変化を検出した場合であっても、水位検知器の検知する水位が第１の水位未満である場合、昇温処理を実行しないように構成されている態様を例示するものである。
【００９２】
［燃料電池システムの構成］
図６は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【００９３】
図６に示すように、本発明の実施の形態４に係る燃料電池システム１００は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と基本的構成は同じであるが、回収水タンク１０４に水位検知器１０４Ｂが設けられている点が異なる。水位検知器１０４Ｂは、回収水タンク１０４内の水位を検知することができれば、どのような構成であってもよいが、例えば、フロート式の水位センサを用いることができる。
【００９４】
［燃料電池システムの動作］
図７は、本実施の形態３に係る燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【００９５】
図７に示すように、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したか否かを判断する（ステップＳ２１）。制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出していない場合（ステップＳ２１でＮｏ）には、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出するまで、ステップＳ２１を繰り返す。一方、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出した場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）には、ステップＳ２２に進む。
【００９６】
ステップＳ２２では、制御器１１０は、電源検出器が、燃料電池システム１００への電力供給がされている状態を検出したか否かを判断する。制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされている状態を検出した場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２３に進む。なお、制御器１１０は、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態が解消されるまで、ステップＳ２２に留まる。
【００９７】
ステップＳ２３では、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知しているか否かを判断する。ここで、第１水位は、第１水位は、任意に設定することができ、ここでは、回収水タンク１０４内に水が存在する水位としている。なお、第１水位は、例えば、回収水タンク１０４の高さｈの１／３であってもよく、１／２であってもよく、２／３であってもよい。
【００９８】
制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知していない場合（ステップＳ２３でＮｏ）には、本プログラムを終了する。回収水タンク１０４に水がない場合には、水循環経路７２内も水がないものとみなすことができ、菌の増殖により、水循環経路７２の流路閉塞又は流路狭窄等が発生することはないからである。このため、不必要な昇温処理が行われることを防止することができ、省エネルギー性を向上させることができる。
【００９９】
一方、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが回収水タンク１０４の水位を検知している場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）には、昇温処理を実行し（ステップＳ２３）、本プログラムを終了する。なお、ステップＳ２４の昇温処理は、実施の形態２における昇温処理と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【０１００】
このように、本実施の形態３に係る燃料電池システム１００であっても、実施の形態２に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。また、本実施の形態３に係る燃料電池システム１００では、不必要な昇温処理が行われることを防止することができ、省エネルギー性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態３においては、回収水タンク１０４に水位検知器を設ける構成としたが、これに限定されず、冷却水タンク１０２に水位検知器を設ける構成であってもよく、冷却水タンク１０２及び回収水タンク１０４の両方に水位検知器を設ける構成としてもよい。
【０１０２】
［変形例１］
次に、本実施の形態３に係る燃料電池システムの変形例について、説明する。
【０１０３】
本実施の形態３における変形例１の燃料電池システムは、水位検知器が設けられているタンクに水を供給する給水器をさらに備え、制御器が、水位検知器の検知する水位が第１の水位未満である場合に、給水器を作動させ、第１の水位以上となった後に、昇温処理を実行するように構成されている態様を例示するものである。
【０１０４】
［燃料電池システムの構成］
図８は、本変形例１の燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【０１０５】
図８に示すように、本変形例１の燃料電池システム１００は、実施の形態３に係る燃料電池システム１００と基本的構成は同じであるが、回収水タンク１０４に水を供給する給水器１１９が接続されている点が異なる。具体的には、給水器１１９は、給水経路７９を介して、回収水タンク１０４に接続されている。給水器１１９は、例えば、水道管や水道の元栓（図示せず）に接続されていて、給水経路７９を介して回収水タンク１０４に水（ここでは、水道水）を供給する。給水器１１９としては、例えば、流量調整弁や開閉弁とポンプを用いることができる。
【０１０６】
なお、本変形例では、給水器１１９を回収水タンク１０４に接続する形態を採用したが、これに限定されない。給水器１１９を水循環経路７２に接続する形態を採用してもよく、冷却水タンク１０２に接続する形態を採用してもよい。また、給水器１１９は、内部に水を貯えているカードリッジタンクを用いてもよい。
【０１０７】
［燃料電池システムの動作］
図９は、本変形例１の燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１０８】
図９に示すように、本変形例１の燃料電池システム１００における昇温動作は、実施の形態３に係る燃料電池システム１００と基本的動作は同じであるが、ステップＳ２３で水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知していない場合の動作が異なる。
【０１０９】
具体的には、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知していない場合（ステップＳ２３でＮｏ）には、給水器１１９を作動させて、回収水タンク１０４に水を供給させる（ステップＳ２３Ａ）。そして、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知する（ステップＳ２３でＹｅｓ）と、昇温処理を実行する（ステップＳ２４）。なお、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知すると、給水器１１９を停止させる。
【０１１０】
これにより、回収水タンク１０４又は水循環経路７２等に水が存在している場合に、菌の増殖を抑制することができる。このため、本変形例１の燃料電池システム１００であっても、実施の形態３に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１１１】
［変形例２］
本変形例２の燃料電池システムは、水位検知器が設けられているタンクに水を供給する給水器をさらに備え、制御器が、水位検知器の検知する水位が第１の水位未満である場合に、給水器を作動させ、第１の水位以上となり、第３所定時間経過後に、昇温処理を実行するように構成されている態様を例示するものである。
【０１１２】
本実施の形態３における変形例２の燃料電池システム１００の構成は、実施の形態３に係る燃料電池システム１００の構成と同じなので、その説明は省略する。
【０１１３】
［燃料電池システムの動作］
図１０は、本変形例２の燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１１４】
図１０に示すように、本変形例２の燃料電池システム１００における昇温動作は、実施の形態３に係る燃料電池システム１００と基本的動作は同じであるが、ステップＳ２３で水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知していない場合の動作が異なる。
【０１１５】
具体的には、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知していない場合（ステップＳ２３でＮｏ）には、給水器１１９を作動させて、回収水タンク１０４に水を供給させる（ステップＳ２３Ａ）。
【０１１６】
次に、制御器１１０は、給水器１１９を作動させてから、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知する（ステップＳ２３ＢでＹｅｓ）と、図示されない計時器に計時を開始させる（ステップＳ２３Ｃ）。なお、制御器１１０は、水位検知器１０４Ｂが第１水位を検知すると、給水器１１９を停止させる。
【０１１７】
次に、制御器１１０は、ステップＳ２３Ｃで計時を開始してから経過した時間ＴＢが、第３所定時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ２３Ｄ）。ここで、第３所定時間は、任意に設定することができ、例えば、菌が回収水タンク１０４又は水循環経路７２等で増殖して、水循環経路７２が流路閉塞又は流路狭窄等が発生するおそれがある時間を予め実験等で求めておき、当該時間を設定してもよい。具体的には、第３所定時間Ｔ３は、例えば、３日であってもよく、１週間であってもよい。
【０１１８】
制御器１１０は、時間ＴＢが第３所定時間Ｔ３を経過していない場合（ステップＳ２３ＤでＮｏ）には、第３所定時間Ｔ３を経過するまで（第３所定時間Ｔ３以上になるまで）ステップＳ２３Ｄを繰り返す。給水器１１９により供給される水は、水道水であるため、塩素成分を含有している。このため、回収水タンク１０４に供給される水量が多いほど、菌の増殖を抑制することができる。したがって、第３所定時間が経過するまでは、昇温処理を実行しなくても、菌の増殖を抑制でき、不必要な昇温処理が行われることを抑制して、省エネルギー性を向上させることができる。
【０１１９】
一方、制御器１１０は、時間ＴＢが第３所定時間Ｔ３以上になる（ステップＳ２３ＤでＹｅｓ）と、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させて、昇温処理を実行する（ステップＳ２４）。
【０１２０】
このように構成された、本変形例２の燃料電池システム１００であっても、実施の形態３に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１２１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る燃料電池システムは、燃料電池システムの水抜きを実行したか否かを記憶する記憶器を備え、制御器が、水抜きが実行されていない場合、昇温処理を実行するように構成されている態様を例示するものである。
【０１２２】
ここで、燃料電池システムの水抜きとは、冷却水タンク、回収水タンク、及び水循環経路内の水を、排水弁を開放することで、排水路から燃料電池システム外に排出することをいう。
【０１２３】
また、燃料電池システムの水張りとは、冷却水タンク、回収水タンク、及び水循環経路内のうちのいずれかに水を供給することをいう。
【０１２４】
［燃料電池システムの構成］
図１１は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池システムの概略構成を模式的に示すブロック図である。
【０１２５】
図１１に示すように、本発明の実施の形態４に係る燃料電池システム１００は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と基本的構成は同じであるが、回収水タンク１０４に市水を供給するための水供給経路７７が設けられている点と、水循環経路７２の途中に、排水路７８が設けられている点と、排水路７８の途中に排水弁１１７が設けられている点が異なる。排水弁１１７は、排水路７８内の水の通流を許可／遮断することができれば、どのような態様であってもよく、例えば、手動の弁や電磁弁等の弁を用いることができる。そして、制御器１１０の記憶器１０ｂでは、燃料電池システム１００の水抜きかどうかを記憶される。すなわち、記憶器１０ｂでは、演算処理器１０ａが、燃料電池システム１００の水抜きを実行すると、当該水抜きの実行を記憶する。また、燃料電池システム１００の水張りを実行すると、当該水抜きの実行の記憶を消去する。
【０１２６】
なお、本実施の形態４においては、水供給経路７７を回収水タンク１０４に接続する構成としたが、これに限定されず、水循環経路７２に接続し、浄化器１０９で浄化された水が冷却水タンク１０２に供給される構成としてもよい。また、排水路７８は、水循環経路７２の途中に接続する構成としたが、これに限定されず、冷却水タンク１０２又は回収水タンク１０４に接続する構成としてもよい。
【０１２７】
［燃料電池システムの動作］
図１２は、本実施の形態４に係る燃料電池システムにおける昇温動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１２８】
図１２に示すように、本実施の形態４に係る燃料電池システムにおける昇温動作は、ステップＳ３１及びステップＳ３２は、実施の形態３における昇温動作のステップＳ２１及びステップＳ２２と同じであるが、それ以降の動作が異なる。具体的には、ステップＳ３３では、制御器１１０は、電源検出器が燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したときに、燃料電池システム１００の水抜きを行ったことが記憶器１０ｂに記憶されているか否かを判断する。
【０１２９】
制御器１１０は、記憶器１０ｂに、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したときに、燃料電池システム１００の水抜きを行ったことが記憶器１０ｂに記憶されている場合（燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したときに、、燃料電池システム１００の水抜きを行い、その後、水張りを行っていない場合）（ステップＳ３３でＮｏ）には、本プログラムを終了する。回収水タンク１０４等に水がない場合には、菌の増殖により、水循環経路７２の流路閉塞又は流路狭窄等が発生することはないからである。このため、不必要な昇温処理が行われることを防止することができ、省エネルギー性を向上させることができる。
【０１３０】
一方、制御器１１０は、記憶器１０ｂに、燃料電池システム１００への電力供給がされていない状態を検出したときに、燃料電池システム１００の水抜きを行ったことが記憶器１０ｂに記憶されていない場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）には、昇温処理を実行し（ステップＳ３４）、本プログラムを終了する。なお、ステップＳ３４の昇温処理は、実施の形態２における殺菌処理と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【０１３１】
このように、本実施の形態４に係る燃料電池システム１００であっても、実施の形態３に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１３２】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、冷却水経路に設けられた冷却水を貯える冷却水タンクと、燃料電池システムで生じる排ガスから回収される水を貯える回収水タンクと、回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、冷却水経路、回収水タンク、及び水循環経路のいずれかに設けられた加熱器と、水循環経路に設けられ、回収水タンクと冷却水タンクとの間で水を循環させる水循環器と、燃料電池の発電停止後に、水循環器を所定の時間動作させ、水循環器の停止から第２の時間経過後に、加熱器及び水循環器を動作させ、回収水タンク内の水を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように構成されている制御器と、を備える態様を例示するものである。
【０１３３】
［燃料電池システムの動作］
本発明の実施の形態５に係る燃料電池システム１００は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００とその構成は同じであるため、構成についての詳細な説明は省略する。また、本実施の形態５に係る燃料電池システム１００は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と発電運転時の動作は同じであるが、その発電停止後の動作が以下のように行われる点が実施の形態１と異なる。
【０１３４】
まず、燃料電池システム１００の使用者が、図示されないリモコンを操作して、燃料電池システム１００の停止するように指示した場合や予め設定された燃料電池システム１００の停止時刻になった場合に、制御器１１０は、燃料電池システム１００の停止指令を出力する。ついで、制御器１１０は、燃料ガス供給器１０６及び酸化剤ガス供給器１０７を停止させる。
【０１３５】
これにより、燃料ガス供給器１０６から燃料電池１０１のアノード１１Ａへの燃料ガスの供給が停止され、また、酸化剤ガス供給器１０７から燃料電池１０１のカソード１１Ｂへの酸化剤ガスの供給が停止される。これに伴い、燃料電池１０１では、発電が停止される。
【０１３６】
また、制御器１１０は、送出器１０８の作動を停止させ、冷却水の循環を停止させる。このとき、冷却水タンク１０２内の冷却水は、燃料電池１０１の発電中に、燃料電池１０１内の排熱を回収していたため、水循環経路７２や回収水タンク１０４内の水を所定の温度以上に昇温することができる程度の熱を有している。
【０１３７】
そして、制御器１１０は、水循環器１０５を所定の時間動作させ、その後、停止させる。これにより、冷却水タンク１０２内の水が、水循環経路７２を通流することにより、回収水タンク１０４に供給され、回収水タンク１０４内の水が、水循環経路７２を通流することにより、冷却水タンク１０２に供給される。すなわち、冷却水タンク１０２と回収水タンク１０４との間で水の循環が行われる。ここで、所定の時間とは、回収水タンク１０４内の水を所定の温度以上に昇温させるために必要な時間をいい、例えば、冷却水タンク１０２内の水温と水量、回収水タンク１０４内の水温と水量、及び水循環器１０５の操作量から適宜設定してもよい。
【０１３８】
このようにして、本実施の形態５に係る燃料電池システム１００では、燃料電池システム１００の発電運転中に回収水タンク１０４や水循環経路７２内に侵入した菌を燃料電池システム１００の運転停止時（発電停止時）に昇温殺菌することにより、運転停止後における菌の増殖を抑制することができる。
【０１３９】
しかしながら、上述したように、燃料電池システム１００の運転停止後に回収水タンク１０４や水循環経路７２内に菌が侵入し、増殖するおそれがある。したがって、本実施の形態５に係る燃料電池システム１００では、制御器１１０は、水循環器１０５を停止させてから、第２の時間経過後に、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させ、回収水タンク１０４内の回収水を所定の温度以上に昇温する昇温処理を実行するように制御する。
【０１４０】
ここで、第２の時間とは、任意に設定することができ、例えば、菌が回収水タンク１０４や水循環経路７２等で増殖して、水循環経路７２が流路閉塞又は流路狭窄等が発生するおそれがある時間を予め実験等で求めておき、当該時間を設定してもよい。
【０１４１】
このように構成された本実施の形態５に係る燃料電池システム１００では、燃料電池１０１の発電停止後の冷却水に蓄えられた熱を利用して、回収水中に含まれる菌類等の微生物を加熱殺菌して、微生物の増殖を抑制するとともに、水循環器１０５停止後に、再度加熱処理を行うことで、回収水中に含まれる菌類等の微生物の増殖を抑制することができる。
【０１４２】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明の燃料電池システム及びその運転方法は、燃料電池システムに電力が供給されていない状態から、燃料電池システムに電力が供給されたときに、微生物を加熱殺菌して、従来の燃料電池システムよりも微生物の増殖を抑制することができるため有用である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０ａ  演算処理器
１０ｂ  記憶器
１１Ａ  アノード
１１Ｂ  カソード
７１  冷却水経路
７２  水循環経路
７３  燃料ガス供給路
７４  酸化剤ガス供給路
７５  オフ燃料ガス経路
７６  オフ酸化剤ガス経路
７７  水供給経路
７８  排水路
８０  配線
８１  配線
８２  配線
８３  配線
１００  燃料電池システム
１０１  燃料電池
１０２  冷却水タンク
１０３  加熱器
１０４  回収水タンク
１０４Ａ  排水経路
１０４Ｂ  水位検知器
１０５  水循環器
１０６  燃料ガス供給器
１０７  酸化剤ガス供給器
１０８  送出器
１０９  浄化器
１１０  制御器
１１０ａ  電源判定器
１１１  系統電源
１１２  電源検知器
１１３  外部電力負荷
１１４  連系点
１１５  遮断器
１１６  出力制御器
１１７  排水弁
１１８  温度検知器
１１９  給水器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012124298.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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