(57)【要約】【課題】燃料極に析出した炭素を効率よく除去するとともに、機械的な損傷を防いで耐久性を高めることができるようにする。【解決手段】本発明は、固体電解質型セルの燃料極６１と空気極６２とに、燃料ガスと空気とをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池Ｂと、その燃料極６１に向けて水素含有ガス又は水素ガスを送給するガス送給部Ｅ１とを設けた燃料電池システムであって、燃料電池Ｂへの燃料ガスの送給が停止された後、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１に水素含有ガス又は水素ガスの送給を開始させるガス送給開始手段を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質型セルの燃料極と空気極とに、燃料ガスと空気とをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、その燃料極に向けて水素含有ガス又は水素ガスを送給するガス送給部とを設けた燃料電池システムであって、
燃料電池への燃料ガスの送給が停止された後、ガス送給部を介して燃料極への水素含有ガス又は水素ガスの送給を開始するガス送給開始手段を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
燃料電池の燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる炭化水素ガスの濃度を検出するための炭化水素ガス濃度検出部を設けているとともに、
炭化水素ガス濃度検出部によって検出した炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったか否かを判別する炭化水素ガス濃度判別手段と、
炭化水素ガス濃度判別手段により、炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったと判別したときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素含有ガス又は水素ガスを停止するガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
燃料電池の燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる炭化水素ガスの濃度を検出する炭化水素ガス濃度検出部と、燃料極を通じて排出された排出ガスの酸素分圧を計測する酸素分圧計測部とを設けているとともに、
炭化水素ガス濃度検出部によって検出した炭化水素ガスの濃度が所定値になったか否かを判別する炭化水素ガス濃度判別手段と、
炭化水素ガス濃度判別手段により、炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、
酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素ガス送給停止手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
（第一の実施形態の具体的構成）
ガス送給部は、燃料電池の燃料極を通じて排出される排出ガスから水素ガスを分離する水素ガス分離部と、この水素ガス分離部により分離した水素ガスを貯蔵し、かつ、貯蔵している水素ガスを燃料電池の燃料極に向けて送給するように配設されたガスタンクとを有していることを特徴とする請求項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】
燃料極に流入する水素含有ガス中の水素ガス濃度を検知する流入側水素ガス検知部と、その燃料極を通じて排出される排出ガス中の水素ガス濃度を検知する排出側ガス水素検知部とを有しており、
流入側水素ガス検知部と排出側ガス水素検知部とにより検知した水素ガス濃度に基づいて、燃料極に流入する水素含有ガスと、その燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる水素ガスの濃度の差分値を算出する差分値算出手段と、
差分値算出手段により、差分値が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素含有ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
燃料極に流入する水素含有ガス中の水素ガス濃度を測定する流入側水素ガス濃度検知部と、その燃料極を通じて排出される排出ガス中の水素ガス濃度を測定する排出側水素検知部と、燃料極を通じて排出された排出ガスの酸素分圧を計測する酸素分圧計測部とを有しており、
燃料極に流入する水素含有ガスと、その燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる水素ガスの濃度の差分値を算出する差分値算出手段と、
差分値算出手段によって算出された差分値が所定値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、
酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
ガス送給部は、燃料電池の燃料極を通じて排出された排出ガスを貯蔵し、かつ、貯蔵している水素ガスを燃料電池の燃料極に向けて送給するように配設されたガスタンクを有していることを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
燃料電池の出力電流を検知する電流検知器が設けられており、
その電流検知器から送出された出力電流に基づき、発電に必要な燃料ガスの消費量を予測して算出する燃料ガス消費量算出手段と、
燃料ガス消費量算出手段により算出した燃料ガスの消費量に基づいて、送給時間を算出する送給時間算出手段と、
送給時間算出手段により算出した送給時間が経過したか否かを判別する送給時間経過判別手段と、
送給時間経過判別手段により、送給時間が経過したと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
燃料電池の出力電流を検知する電流検知器と、燃料極を通じて排出された排出ガスの酸素分圧を計測する酸素分圧計測部とを有しており、
その電流検知器から送出された出力電流に基づき、発電に必要な燃料ガスの消費量を予測して算出する燃料ガス消費量算出手段と、
燃料ガス消費量算出手段により算出した燃料ガスの消費量に基づいて、送給時間を算出する送給時間算出手段と、
送給時間算出手段により算出した送給時間が経過したか否かを判別する送給時間経過判別手段と、
送給時間経過判別手段により算出された送給時間が経過したと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、
酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
ガス送給部は、燃料電池に向かう燃料ガスを貯蔵し、かつ、貯蔵している燃料ガスを燃料電池の燃料極に向けて送給するように配設されたガスタンクを有していることを特徴とする請求項８又は９に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
炭素析出予測情報に基づいて、燃料極に析出する炭素を除去するために必要な水素ガス量を算出する水素ガス量算出手段と、
水素ガス量算出手段によって算出された水素ガス量分だけ燃料極に水素ガスを送給したか否かを判別する水素ガス送給判別手段と、
水素ガス送給判別手段により、送給時間が経過したと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
燃料電池の燃料極に向かう燃料ガスを貯蔵するように配設されたガスタンクと、燃料極を通じて排出された排出ガスの酸素分圧を計測する酸素分圧計測部とを設けており、
燃料極への水素ガス供給量を予測するための炭素析出予測情報に基づいて、燃料極に析出する炭素を除去するために必要な水素ガス量を算出する水素ガス量算出手段と、
水素ガス量算出手段によって算出された水素ガス量分だけ燃料極に水素ガスを送給したか否かを判別する水素ガス送給判別手段と、
水素ガス送給判別手段により、算出された水素ガス量分だけ燃料極に水素ガスを送給したと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、
酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
炭素除去反応による燃料極の温度を検出する温度検出器が設けられており、
温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったか否かを判別する温度低下判別手段と、
温度低下判別手段により、燃料極の温度が、所定の値以下になったと判別したときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素含有ガス又は水素ガスを停止するガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
炭素除去反応による燃料極の温度を検出する温度検出器と、燃料極を通じて排出された排出ガスの酸素分圧を計測する酸素分圧計測部とを設けており、
温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったか否かを判別する温度低下判別手段と、
温度低下判別手段により、温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、
酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１５】
ガス送給部は、所要量の水素ガスを予め充填され、かつ、充填している水素ガスを燃料電池の燃料極に向けて送給するように配設されたガスタンクを有していることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１６】
固体電解質型セルの燃料極と空気極とに、燃料ガスと空気とをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、その燃料極に向けて水素含有ガスを送給するガス送給部とを設けた燃料電池システムの運転方法であって、
燃料ガスの燃料電池への送給が停止された後、ガス送給部を介して燃料極に水素含有ガスの送給を開始することを特徴と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、固体酸化物型燃料電池を用いた燃料電池システムと燃料電池システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の固体酸化物型燃料電池として、特許文献１，２に記載された構成のものがある。
特許文献１に記載された固体酸化物型燃料電池は、炭化水素系燃料を直接燃料として用い、部分酸化反応を優先的に発電反応とするものであり、燃料ガス供給系に、空気極用酸化剤ガスを含むガスを供給する手段を備えたものである。
【０００３】
特許文献１に記載された固体酸化物型燃料電池は、炭化水素系燃料を直接用い、上記炭化水素系燃料の部分酸化反応を優先的に発電反応とするものであり、燃料ガスにおけるスチーム／カーボン比が、０より大きく０．５以下となるように水蒸気を供給する手段を有している。
【特許文献１】特開２００２−３５２８４２号公報
【特許文献２】特開２００３−８６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されている固体酸化物型燃料電池では、Ｏ２を導入することにより、また、特許文献２に記載のものではＨ２Ｏを導入することにより、それぞれ析出した炭素を除去しようとしたものである。
【０００５】
しかしながら、上記いずれの固体酸化物型燃料電池であっても、燃料極材のニッケルの酸化を招くとともに劣化する。
また、ニッケルが酸化されて酸化ニッケルとなって体積膨張し、当該燃料電池に機械的な損傷を招いて、耐久性が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、燃料極に析出した炭素を効率よく除去するとともに、機械的な損傷を防いで耐久性を高めることができる燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための燃料電池システムは、固体電解質型セルの燃料極と空気極とに、燃料ガスと空気とをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、その燃料極に向けて水素含有ガス又は水素ガスを送給するガス送給部とを設けた構成であり、燃料ガスの燃料電池への送給が停止された後、ガス送給部を介して燃料極への水素含有ガス又は水素ガスの送給を開始するガス送給開始手段を有している。
【０００８】
上記目的を達成するための燃料電池システムの運転方法は、固体電解質型セルの燃料極と空気極とに、燃料ガスと空気とをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、その燃料極に向けて水素含有ガスを送給するガス送給部とを設けた構成において、燃料ガスの燃料電池への送給が停止された後、ガス送給部を介して燃料極に水素含有ガスの送給を開始することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料極に析出した炭素を効率よく除去するとともに、機械的な損傷を防いで耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図、図２（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック図、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報を説明するためのグラフである。
【００１１】
図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係る燃料電池システムＡ１は、所要量の燃料ガスを充填した燃料タンク９、一例に係る燃料電池Ｂ、コントロールユニットＣ、酸素分圧計測部１０、水素ガス分離部Ｄ、ガスタンク２０、炭化水素ガス濃度検出部３０、圧力計４０及び流量調整部５０、５１を主たるハードウェア構成としたものである。
なお、図１においては、炭化水素ガス濃度検出部をＣＨ４検知器、酸素分圧計測部をＰｏ２センサと表記している。
【００１２】
燃料電池Ｂは、燃料極６１と空気極６２とを電解質６３の両側に対設した固体電解質型セル６０をケース６４内に収容したものである。
【００１３】
６５は、燃料ガスを燃料極６１に向けて流入させるための流入管路であり、これの一端部が燃料ガスの供給源（図示しない）に、また、他端部が燃料電池Ｂにそれぞれ接続されている。
６６は、燃料極６１に流接した燃料ガスを排出するための排出管路であり、これの一端部が燃料電池Ｂに、また、他端部が後述する水素ガス分離部Ｄにそれぞれ接続されている。また、この排出管路６６の他端部近傍には、後述する流量調整部５０が配設されている。
【００１４】
６７は、空気を空気極６２に向けて流入させるための流入管路であり、これの一端部が大気に開放され、また、他端部が燃料電池Ｂに接続されている。
６８は、空気極６２に流接した空気を排出するための排出管路であり、これの一端部が燃料電池Ｂに、また、他端部が大気に開放されている。
【００１５】
すなわち、燃料極６１には流入管路６５を通じて燃料ガスを、また、空気極６２には流入管路６７を通じて空気をそれぞれ流接させるようになっており、これにより発電を行うようになっている。
【００１６】
７４は、水素ガス分離部Ｄで分離された水素ガスをガスタンク２０に向けて分流させるための連結管路であり、これの一端部が水素ガス分離部Ｄに、また、他端部がガスタンク２０にそれぞれ接続されている。
【００１７】
６９は、ガスタンク２０から送出された水素ガスを燃料電池Ｂの燃料極に向けて送出するための送出管路であり、これの一端部がガスタンク２０に連結され、また、他端部が燃料電池Ｂに接続されている。また、この送出管路６９の中間部には、後述する流量調整部５１が配設されている。
【００１８】
水素ガス分離部Ｄは、燃料極６１を通じて排出される排出ガスに含まれる水素ガスを分離する水素分離膜を有するものである。
水素分離膜としては、例えばＰｄ膜、Ｐｄ合金膜、無機多孔質材料（ゼオライト、非晶質シリカ等）、高分子材料（ポリイミド等）、プロトン伝導性ペロブスカイト型酸化物（ＹドープのＢａＣｅＯ３等）を採用することができる。
このような水素ガス分離部Ｄを設けることにより、燃料極６１に析出した炭素を効率よく除去することができる。
【００１９】
流量調整部５０，５１は、それぞれ排出管路６６及び送出管路６９に配設した開閉弁５２と、この開閉弁５２を開閉駆動する弁駆動部（いずれも図示しない）を有して構成されたものである。
【００２０】
これらの流量調整部５０，５１は、詳細を後述するコントロールユニットＣから出力される駆動信号により開閉駆動され、排出管路６６を通じて水素ガス分離部Ｄに流入する排出ガス、送出管路６９を通じて燃料極６１に送出する水素ガスの送給と停止をそれぞれ行えるようにしている。
【００２１】
酸素分圧計測部１０は、排出管路６６を流通する排出ガスの酸素分圧を計測するものであり、上記排出管路６６から分岐された分岐管路６６Ａに配設されている。
この酸素分圧計測部１０で計測された酸素分圧値は、コントロールユニットＣに入力されるように配線されている。
【００２２】
炭化水素ガス濃度検出部３０は、本実施形態においては排出ガスに含まれるメタンガスのガス濃度を検出するものであり、上記排出管路６６から分岐された分岐管路６６Ｂに配設されている。
この炭化水素ガス濃度検出部３０で検出されたメタンガスのガス濃度は、コントロールユニットＣに入力されるように配線されている。
なお、７０は流入管路６５に、７１は排出管路６６から分岐した分岐路６６Ｃにそれぞれ配設した開閉弁である。また、７３は、水素ガス分離部Ｄから排出される排出ガスを外部に開放するための開放管路である。
【００２３】
ガスタンク２０は、水素ガス分離部Ｄにおいて分離された水素ガスを所要量だけ貯蔵するものであり、これには、連結管路７４を通じ、水素ガス分離部Ｄにおいて分離された水素ガスが必要に応じて送給されるようになっている。
【００２４】
圧力計４０は、ガスタンク２０の内部圧力を計測するものであり、その圧力計４０で計測された圧力は、コントロールユニットＣに入力されるように配線されている。
本実施形態においては、燃料極６１に向けて水素ガスを送給するガス送給部Ｅ１を、水素ガス分離部Ｄ、ガスタンク２０、及び流量調整部５１により構成している。
【００２５】
コントロールユニットＣは、図２（Ａ）に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路等からなるコントローラ８０と、ハードディスク，半導体メモリ等からなる記憶部８１とを有するものであり、その記憶部８１に記憶されている本燃料電池システムに用いるプログラムの実行により、下記の各機能を発揮する。
【００２６】
記憶部８１には、上記所要のプログラムの他、図２（Ｂ）に示す判別基準情報が記憶されている。なお、縦軸がＣＨ４濃度、横軸が時間である。
本実施形態に示す判別基準情報は、燃料極６１を通じて排出された排出ガスに含まれるメタン濃度の所要値ａである。
【００２７】
すなわち、運転停止を決定した後、水素ガスの送給を開始すると、図２（Ｂ）に曲線（ア）で示すように、時間の経過とともに進行する炭素除去反応（Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４）に従い、排出ガス中のＣＨ４濃度が所定値ａを超えて増加する。
そして、炭素の除去が完了すると、次第にＣＨ４濃度が低下する。
そこで、その低下し始めた所要の時点において、炭素の除去が完了したものと判別するのであり、その時点を上記所要値ａで示している。
【００２８】
燃料電池システムＡ１に用いるプログラムは、燃料ガスの燃料電池Ｂへの送給が停止された後、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１に水素ガスの送給を開始するガス送給開始機能を、本燃料電池システムＡ１を統制するコンピュータに実現することを特徴としたものである。
本実施形態においては、コントロールユニットＣが、本燃料電池システムＡ１を統制するコンピュータである。
【００２９】
燃料電池システムＡ１の運転方法は、燃料ガスの燃料電池Ｂへの送給が停止された後、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１に水素含有ガスの送給を開始することを内容としたものである。
より詳しくは、炭化水素ガス濃度検出部によって検出した炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったか否かを判別し、炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったと判別したときには、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１に送給されている水素ガスを停止する。
【００３０】
本実施形態においては、炭化水素ガス濃度検出部３０によって検出した炭化水素ガスの濃度が所定値になったか否かを判別し、炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部１０により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別し、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１に送給されている水素ガスを停止している。
【００３１】
（１）燃料電池Ｂの運転を停止したか否かを判別する機能。これを「運転停止判別手段Ｃ１」という。
具体的には、燃料電池Ｂの運転が停止されると、例えば外部から運転停止信号がコントロールユニットＣに送信される。
そこで、運転停止信号の有無により、燃料電池Ｂの運転が停止されたか否かを判別している。
【００３２】
（２）運転停止判別手段Ｃ１により、燃料電池Ｂの運転を停止したと判別した後、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１への水素ガスの送給を開始する機能。この機能を「水素ガス送給開始手段Ｃ２」という。
具体的には、流量調整部５１を開駆動してガスタンク２０からの水素ガスの送給を開始するのである。
本実施形態においては、この水素ガス送給開始手段Ｃ２が、燃料電池への燃料ガスの送給が停止された後、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１への水素ガスの送給を開始するガス送給開始手段である。
【００３３】
（３）炭化水素ガス濃度検出部３０によって検出したメタンガスの濃度が所定値以下に減少したか否かを判別する機能。これを「炭化水素ガス濃度判別手段Ｃ３」という。
すなわち、運転停止を決定した後、従ってまた、燃料ガスの送給を停止した後、水素ガスの送給を開始すると、図２（Ｂ）に示すように、排出ガス中のＣＨ４濃度が所定値ａを超えて増加する。そして、炭素の除去が完了すると、次第にＣＨ４濃度が低下する。そこで、その低下し始めた所要の時点において、炭素の除去が完了したものと判別している。
【００３４】
（４）酸素分圧計測部１０により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する機能。これを「酸素分圧判別手段Ｃ４」という。
「所定値」は、電気分解の終了に相当する圧力である。
【００３５】
（５）酸素分圧判別手段Ｃ４により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部Ｅ１を介して燃料極６１に送給されている水素ガスを停止する機能。この機能を「水素ガス送給停止手段Ｃ５」という。
【００３６】
（６）圧力計４０で計測された圧力値が、所定値以上になったか否かを判別する機能。この機能を「圧力判別手段Ｃ６」という。
所定値は、ガスタンク２０に水素ガスを送給することが必要な値であり、ガスタンク２０の容量等によって適宜設定する。この所定値も上記記憶部８１に記憶されている。
【００３７】
（７）圧力判別手段Ｃ６によって、当該圧力値が所定値以上になったと判別したときには、ガスタンク２０への水素ガスの送給を停止する機能。これを「タンク送給ガス停止手段Ｃ７」という。
【００３８】
以上の構成からなる燃料電池システムＡ１の動作について、図３（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図３（Ａ）は、燃料電池システムＡ１の運転モードにおける水素ガスの貯蔵動作を示すフローチャート、（Ｂ）は、燃料電池システムＡ１の運転停止モードを示すフローチャートである。
【００３９】
＜水素ガスの貯蔵動作＞
ステップＳ１（図中、単に「Ｓ１」と記載する。以下、同様。）：図３（Ａ）に示すように、運転モードにおいては、流量調整部５０を開駆動して、燃料極６１を通じて排出された排出ガスを水素ガス分離部Ｄに送給する。
水素ガス分離部Ｄにおいて、送給された排出ガスに含まれる水素ガスが分離される。
ステップＳ２：水素ガス分離部Ｄにおいて分離された水素ガスを、ガスタンク２０に貯蔵する。
【００４０】
ステップＳ３：圧力計４０によって計測しているガスタンク２０の内圧が、所定値に達したか否かを判別し、当該内圧が所定の値に達していると判別したときには、ステップＳ４に進み、所定値に達していなければステップＳ１に戻る。
【００４１】
ステップＳ４：流量調整部５０を閉駆動して、排出ガスの水素ガス分離部Ｄへの送給を停止する。
以上のように、運転モードにおいて、炭素の除去に必要な所要量の水素ガスをガスタンク２０に貯蔵しているので、運転停止モードにおいて必要な水素ガスを常時確保できる。従って、比較的小さなタンク容量のものを採用できるので、小型化も図ることができる。
【００４２】
＜運転停止モード＞
ステップＳａ１（図中、単に「Ｓａ１」と記載する。以下、同様。）：運転停止により、ステップＳａ２に進む。
【００４３】
ステップＳａ２：燃料電池Ｂの運転を停止したか否かを判別し、当該運転を停止したと判判別されればステップＳａ３に進む。
ステップＳａ３：コントロールユニットＣから流量調整部５１に対して、開駆動信号を送出する。これにより、流量調整部５１の開閉弁５２が開かれて、ガスタンク２０から水素ガスが燃料極６１に対して送給される。
【００４４】
ステップＳａ４：炭化水素ガス濃度検出部３０によって検出したメタンガスの濃度が、所定値以下に減少したか否かを判別し、ここで、当該濃度が所定値以下に減少したと判別されればステップＳａ５に進み、そうでなければステップＳａ３に戻る。
【００４５】
ステップＳａ５：燃料極６１を通じて排出される排出ガスの酸素分圧が所定値以下であるか否かを判別し、その酸素分圧が所定値以下であればステップＳａ６に進み、そうでなければ、ステップＳａ７に進んで燃料極６１への水素ガスの送給を継続してステップＳａ５に戻る。
ステップＳａ６：流量調整部５１を閉駆動して、燃料極６１への水素ガスの送給を停止した後、ステップＳａ８に進んで本システムを停止する。
【００４６】
次に、本発明の第二の実施形態に係る燃料電池システムについて、図４〜６を参照して説明する。図４は、本発明の第二の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図、図５（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報を説明するためのグラフである。
なお、以下の説明において、上述した第一の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本発明の第二の実施形態に係る燃料電池システムＡ２は、図４，５に示すように、所要量の燃料ガスを充填した燃料タンク９、一例に係る燃料電池Ｂ、コントロールユニットＣ、酸素分圧計測部１０、ガスタンク２０、水素ガス検知部３１，３２、圧力計４０及び流量調整部５１，５２を主たるハードウェア構成としたものである。
【００４８】
水素ガス検知部３１は、燃料極６１に流入する水素含有ガスに含まれる水素ガス濃度を測定する流入側水素ガス検出部であり、送出管路６９から分岐した分岐管路６９Ａに配設されている。
水素ガス検出部３２は、燃料極６１を通じて排出される排出ガス中の水素ガス濃度を測定する排出側水素ガス検知部であり、排出管路６６から分岐した分岐路６６Ｂに配設されている。
【００４９】
本実施形態において示すガスタンク２０は、排出管６６の下流側端部に直接接続されており、これにより、燃料極６１を通じて排出される排出ガスを直接貯蔵するようにしている。
従って、燃料極６１には、排出ガス、従ってまた水素含有ガスを送給することになる。
本実施形態においては、燃料極６１に向けて水素含有ガスを送給するガス送給部Ｅ２を、ガスタンク２０と流量調整部５１とにより構成している。
【００５０】
本実施形態に示すコントロールユニットＣは、記憶部８１に記憶されている燃料電池システムに用いるプログラムの実行により、運転停止判別手段Ｃ１、水素ガス送給開始手段Ｃ２、酸素分圧判別手段Ｃ４、水素ガス送給停止手段Ｃ５、圧力判別手段Ｃ６、タンク送給ガス停止手段Ｃ７の他に、下記の機能を発揮する。
【００５１】
記憶部８１には、上記所要のブログラムの他、図５（Ｂ）に示す判別基準情報が記憶されている。
本実施形態に示す判別基準情報は、送出管路６９を通じて燃料極６１に送給する燃料ガスに含まれる水素ガス濃度と、その燃料極６１を通じて排出される排出ガスに含まれる水素含有ガス濃度との差分値であり、この差分値が所定値以下になったか否かを判別するようにしている。
【００５２】
（８）流入側水素ガス検知部３１と排出側ガス水素検知部３２とにより検知した水素ガス濃度に基づいて、燃料極に流入する水素含有ガスと、その燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる水素ガスの濃度の差分値を算出する機能。これを「差分値算出手段Ｃ１４」という。
（９）差分値算出手段Ｃ１４によって算出した水素ガス濃度の差分値が、所定値以下に減少したか否かを判別する機能。これを「差分値判別手段Ｃ８」という。
なお、差分値が所定値以下になったか否かに限らず、差分値が零になったか否かを判別するようにしてもよい。
【００５３】
本実施形態における水素ガス送給停止手段Ｃ４は、差分値判別手段Ｃ１４により、上記水素ガス濃度の差分値が所定値以下に減少したと判別されたときに、ガス送給部Ｅ２を介して燃料極に送給されている水素含有ガスを停止するようにしている。
【００５４】
以上の構成からなる燃料電池システムＡ２の動作について、上記図４，５とともに、図６（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図６（Ａ）は、燃料電池システムＡ２の運転モードにおける水素含有ガスの貯蔵動作を示すフローチャート、（Ｂ）は、燃料電池システムＡ２の運転停止モードを示すフローチャートである。
【００５５】
＜水素含有ガスの貯蔵動作＞
ステップＳｂ１（図中、単に「Ｓｂ１」と記載する。以下、同様。）：図６（Ａ）に示すように、運転モードにおいては、流量調整部５０を開駆動して、燃料極６１を通じて排出された排出ガスをガスタンク２０に送給する。
ステップＳｂ２：送給された排出ガスの一部をガスタンク２０に貯蔵する。
【００５６】
ステップＳｂ３：圧力計４０によって計測しているガスタンク２０の内圧が、所定の値に達したか否かを判別し、当該内圧が所定の値に達していると判別したときには、ステップＳｂ４に進み、所定の値に達していなければステップＳｂ１に戻る。
ステップＳｂ４：流量調整部５０を閉駆動して、ガスタンク２０への排出ガスの送給を停止する。
【００５７】
＜運転停止モード＞
ステップＳｃ１（図中、単に「Ｓａ１」と記載する。以下、同様。）：運転停止により、ステップＳｃ２に進む。
【００５８】
ステップＳｃ２：燃料電池Ｂの運転を停止したか否かを判別し、当該運転を停止したと判判別されればステップＳｃ３に進む。
【００５９】
ステップＳｃ３：コントロールユニットＣから流量調整部５１に対して、開駆動信号が送出される。これにより、流量調整部５１の開閉弁５２が開かれて、ガスタンク２０から水素含有ガスが燃料極６１に対して送給される。
【００６０】
ステップＳｃ４：水素ガス検出部３１，３２によって検出した水素ガス濃度の差分値が、所定値以下に減少したか否かを判別し、ここで、当該差分値が所定値以下に減少したと判別されれば、ステップＳｃ５に進み、そうでなければステップＳｃ３に戻る。
【００６１】
ステップＳｃ５：燃料極６１を通じて排出される排出ガスの酸素分圧が所定値以下であるか否かを判別し、その酸素分圧が所定値以下であればステップＳｃ６に進み、そうでなければ、ステップＳｃ７に進んで燃料極６１への水素含有ガスの送給を継続してステップＳｃ５に戻る。
ステップＳｃ６：流量調整部５１を閉駆動して、燃料極６１への水素含有ガスの送給を停止した後、ステップＳｃ８に進んで本システムを停止する。
【００６２】
次に、本発明の第三の実施形態に係る燃料電池システムについて、図７〜９を参照して説明する。図７は、本発明の第三の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図、図８（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報の一例を示すグラフである。
なお、以下の説明において、上述した第一，第二の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
本発明の第三の実施形態に係る燃料電池システムＡ３は、図７に示すように、所要量の燃料ガスを充填した燃料タンク９、一例に係る燃料電池Ｂ、コントロールユニットＣ、酸素分圧計測部１０、ガスタンク２０、電流検知器３３、圧力計４０及び流量調整部５０，５１を主たるハードウェア構成としたものである。
【００６４】
電流検知器３３は、燃料電池Ｂの出力電流を検知するものであり、検知した出力電流は、コントロールユニットＣに入力されるようになっている。
本実施形態において示すガスタンク２０は、流入管路６５から分岐した分岐路７５に接続されており、これにより、燃料電池Ｂに向けて送給される燃料ガスの一部を直接貯蔵できるようにしている。
【００６５】
分岐路７５には、上記したものと同等の流量調整部５０が配設されており、ガスタンク２０に流入する燃料ガスの許容と遮断を行えるようにしている。
本実施形態においても、下記のコントロールユニットＣから出力される駆動信号により流量調整部５０，５１がそれぞれ開閉駆動されることは、上記第一，第二の実施形態において説明したものと同様である。
本実施形態においては、燃料極６１に向けて水素ガスを送給するガス送給部Ｅ３を、ガスタンク２０、及び流量調整部５１により構成している。
【００６６】
本実施形態に示すコントロールユニットＣは、記憶部８１に記憶されている燃料電池システムに用いるプログラムの実行により、運転停止判別手段Ｃ１、水素含有ガス送給開始手段Ｃ２、酸素分圧判別手段Ｃ４、水素含有ガス送給停止手段Ｃ５、圧力判別手段Ｃ６、タンク送給ガス停止手段Ｃ７の他に、下記の機能を発揮する。
【００６７】
記憶部８１には、上記所要のブログラムの他、要求出力と、これに対応して必要な燃料ガス量とを、図８（Ｂ）に直線（イ）に示すようにして記憶している。
また、燃料ガス種毎に経験値に基づく燃料流量、電流値、運転時間により炭素析出を予測するデータ』を記憶している。
【００６８】
（９）電流検知器３３から送出された出力電流に基づき、発電に必要な燃料ガスの消費量を予測して算出する機能。これを「燃料ガス消費量算出手段Ｃ９」という。
具体的には、図８（Ｂ）に示すグラフを参照して、発電に必要な燃料ガスの消費量を予測し、その予測された燃料ガスを確保し、その余剰の燃料ガスをガスタンク２０に貯蔵するようにしている。これにより、燃料ガスをガスタンク２０に貯蔵するときにも、発電に支障を生ずることがない。
【００６９】
（１０）燃料ガス消費量算出手段Ｃ９により算出した燃料ガスの消費量に基づいて、送給時間を算出する機能。これを「送給時間算出手段Ｃ１０」という。
すなわち、運転時に「ガス種、燃料流量、電流値、運転時間、タンクから供給する水素流量」を入力することにより、炭素除去に必要な水素ガス量を予測し、入力された水素ガスの流速に応じた水素供給時間を算出するようにしている。
【００７０】
（１１）送給時間算出手段Ｃ１０により算出した送給時間が経過したか否かを判別する機能。これを「送給時間経過判別手段Ｃ１４」という。
【００７１】
以上の構成からなる燃料電池システムＡ３の動作について、上記図７，８とともに、図９（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図９（Ａ）は、燃料電池システムＡ３の運転モードにおける燃料ガスの貯蔵動作を示すフローチャート、（Ｂ）は、燃料電池システムＡ３の運転停止モードを示すフローチャートである。
【００７２】
＜水素含有ガスの貯蔵動作＞
ステップＳｄ１（図中、単に「Ｓｄ１」と記載する。以下、同様。）：発電に必要な燃料ガス量を算出して必要量を確保できているか否かを判別し、必要量を確保できていると判別されればステップＳｄ２に進み、そうでなければステップＳｄ３に進む。
【００７３】
ステップＳｄ２：流量調整部５０の開閉弁５２を開駆動して、燃料ガスの一部をガスタンク２０に送給するようにして、ステップＳｄ４に進む。
ステップＳｄ３：流量調整部５０の開閉弁５２を閉駆動して、ガスタンク２０への燃料ガスの送給を停止して、ステップＳｄ１に戻る。
【００７４】
ステップＳｄ４：ガスタンク２０に燃料ガスを貯蔵する。
ステップＳｄ５：圧力計４０によって計測しているガスタンク２０の内圧が、所定の値に達したか否かを判別し、当該内圧が所定の値に達していると判別したときには、ステップＳｄ６に進み、所定の値に達していなければステップＳｄ１に戻る。
ステップＳｄ６：流量調整部５０を閉駆動して、ガスタンク２０への排出ガスの送給を停止する。
【００７５】
＜運転停止モード＞
ステップＳｅ１（図中、単に「Ｓｅ１」と記載する。以下、同様。）：運転停止により、ステップＳｅ２に進む。
【００７６】
ステップＳｅ２：燃料電池Ｂの運転を停止したか否かを判別し、当該運転を停止したと判判別されればステップＳｅ３に進む。
【００７７】
ステップＳｅ３：コントロールユニットＣから流量調整部５１に対して、開駆動信号が送出される。これにより、流量調整部５１の開閉弁５２が所定の時間だけ開かれて、ガスタンク２０から水素含有ガスが燃料極６１に対して送給される。
【００７８】
ステップＳｅ４：燃料極６１を通じて排出される排出ガスの酸素分圧が所定値以下であるか否かを判別し、その酸素分圧が所定値以下であればステップＳｅ５に進み、そうでなければ、ステップＳｅ６に進んで燃料極６１への水素含有ガスの送給を継続してステップＳｅ４に戻る。
ステップＳｅ５：流量調整部５１を閉駆動して、燃料極６１への水素含有ガスの送給を停止した後、ステップＳｅ７に進んで本システムを停止する。
【００７９】
次に、本発明の第四の実施形態に係る燃料電池システムについて、図１０〜１２を参照して説明する。図１０は、本発明の第四の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図、図１１は、コントロールユニットの機能を示すブロックである。
なお、以下の説明において、上述した第一〜第三の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
本発明の第四の実施形態に係る燃料電池システムＡ４は、図１０に示すように、燃料タンク９、一例に係る燃料電池Ｂ、コントロールユニットＣ、酸素分圧計測部１０、ガスタンク２０、圧力計４０及び流量調整部５１を主たるハードウェア構成としたものである。
【００８１】
本実施形態において示すガスタンク２０は、燃料電池Ｂに向けて送給される水素ガスを、予め充填したものである。
本実施形態においては、燃料極６１に向けて水素ガスを送給するガス送給部Ｅ４を、ガスタンク２０、及び流量調整部５１により構成している。
【００８２】
本実施形態に示すコントロールユニットＣは、記憶部８１に記憶されている燃料電池システムに用いるプログラムの実行により、運転停止判別手段Ｃ１、水素ガス送給開始手段Ｃ２、酸素分圧判別手段Ｃ４、水素ガス送給停止手段Ｃ５、圧力判別手段Ｃ６の他に、下記の機能を発揮する。
【００８３】
記憶部８１には、上記所要のブログラムの他、燃料極への水素ガス供給量を予測するために、燃料ガス種毎に経験値に基づく「燃料流量、電流値、運転時間により炭素析出を予測するためのデータ」を記憶している。そのデータを「炭素析出予測情報」という。
【００８４】
（１２）炭素析出予測情報に基づいて、燃料極に析出する炭素を除去するために必要な水素ガス量を算出する機能。この機能を（水素ガス量算出手段Ｃ１１）という。
（１３）水素ガス量算出手段Ｃ１１によって算出された水素ガス量分だけ燃料極６１に水素ガスを送給したか否かを判別する機能。これを（水素ガス送給判別手段Ｃ１２）という。
具体的には、圧力計４０で測定しているガスタンク２０の内圧の変動に基づいて、水素ガス量分だけ燃料極６１に水素ガスを送給したか否かを判別している。
【００８５】
以上の構成からなる燃料電池システムＡ４の動作について、上記図１０，１１とともに、図１２を参照して説明する。図１２は、燃料電池システムＡ４の運転停止モードを示すフローチャートである。
運転中に、炭素析出予測情報に基づいて、燃料極６１に析出する炭素を除去するために必要な水素ガス量を予め算出しておく。
【００８６】
＜運転停止モード＞
ステップＳｆ１（図中、単に「Ｓｆ１」と記載する。以下、同様。）：運転停止により、ステップＳｆ２に進む。
ステップＳｆ２：燃料ガスの送給を停止して、ステップＳｇ３に進む。具体的は、運転停止信号又は送給停止信号が外部からコントロールユニットＣに対して入力されることにより、燃料ガスの送給を停止する。
【００８７】
ステップＳｆ３：コントロールユニットＣから流量調整部５１に対して、開駆動信号が送出される。これにより、流量調整部５１の開閉弁５２が開かれて、ガスタンク２０から水素ガスが燃料極６１に対して送給される。
【００８８】
ステップＳｆ４：水素ガス量算出手段Ｃ１１によって算出された水素ガス量分だけ燃料極６１に水素ガスを送給したか否かを判別し、当該水素ガス量分だけ燃料極６１に水素ガスが送給されたと判別されれば、ステップステップＳｆ５に進む。
【００８９】
ステップＳｆ５：燃料極６１を通じて排出される排出ガスの酸素分圧が所定値以下であるか否かを判別し、その酸素分圧が所定値以下であればステップＳｆ６に進み、そうでなければ、ステップＳｆ７に進んで燃料極６１への水素ガスの送給を継続してステップＳｆ５に戻る。
ステップＳｆ６：流量調整部５１を閉駆動して、燃料極６１への水素含有ガスの送給を停止した後、ステップＳｆ８に進んで本システムを停止する。
【００９０】
次に、本発明の第五の実施形態に係る燃料電池システムについて、図１３〜１５を参照して説明する。図１３は、本発明の第五の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図、図１４（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報の一例を示すグラフである。
なお、以下の説明において、上述した第一〜第四の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
本発明の第五の実施形態に係る燃料電池システムＡ５は、図１３に示すように、燃料タンク９、一例に係る燃料電池Ｂ、コントロールユニットＣ、酸素分圧計測部１０、ガスタンク２０、温度検出器３４及び流量調整部５１を主たるハードウェア構成としたものである。
【００９２】
温度検出器３４は、発熱反応である炭素除去反応による燃料極６１の温度を検出するものである。この温度検出器３４としては、例えば熱電対（Ｒ，Ｋ，Ｅ，Ｊ熱電対）、放射型温度計（ＩＲセンサ）、抵抗温度計（白金測温抵抗体）等を適宜採用することができる。
【００９３】
本実施形態において示すガスタンク２０は、燃料電池Ｂに向けて送給される水素ガスを予め充填したものである。この場合、第一，第二の実施形態に示すように、水素ガス分離部により分離した水素ガスや、燃料極を通じて排出された排出ガスの一部をガスタンク２０に貯蔵するための配管や制御を行う必要がないので、構成を簡略化できる。
本実施形態においては、燃料極６１に向けて水素ガスを送給するガス送給部Ｅ５を、ガスタンク２０、及び流量調整部５１により構成している。
【００９４】
本実施形態に示すコントロールユニットＣは、記憶部８１に記憶されている燃料電池システムに用いるプログラムの実行により、送給停止判別手段Ｃ１、水素ガス送給開始手段Ｃ２、酸素分圧判別手段Ｃ４、水素ガス送給停止手段Ｃ５、圧力判別手段Ｃ６、タンク送給ガス送給停止手段Ｃ７の他に、下記の機能を発揮する。
【００９５】
記憶部８１には、上記所要のブログラムの他、水素ガス送給量を決定するために、燃料ガス種毎に、経験値に基づく「燃料流量、電流値、運転時間により炭素析出を予測するためのデータ（水素ガス量決定情報）を記憶している。
【００９６】
（１４）温度検出器３４で取得した燃料極の温度が、所定の値以下になったか否かを判別する機能。これを「温度低下判別手段Ｃ１３」という。
本実施形態に示すガス送給停止手段Ｃ４は、温度低下判別手段Ｃ１３によって、温度検出器３４で取得した燃料極の温度が、所定の値以下になったと判別されたときに、ガス送給部Ｅ５を介して燃料極６１に送給されている水素ガスを停止するようにしている。
例えばＣの除去反応（発熱反応）により、下記の式により燃料極の温度が微増する。
Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４ΔＨ＜０（発熱反応）
そして、Ｃの除去が完了すると燃料極の温度が低下する。そこで、温度が所定値以下になったことを判別することにより、炭素の除去を完了したことを確認できるのである。
【００９７】
以上の構成からなる燃料電池システムＡ５の動作について、上記図１３，１４とともに、図１５を参照して説明する。図１５は、燃料電池システムＡ５の運転停止モードを示すフローチャートである。
＜運転停止モード＞
【００９８】
ステップＳｇ１（図中、単に「Ｓｇ１」と記載する。以下、同様。）：運転停止により、ステップＳｇ２に進む。
ステップＳｇ２：燃料ガスの送給を停止して、ステップＳｇ３に進む。燃料ガスの送給停止又は上記運転停止により、コントロールユニットＣに対して、運転停止信号又は送給停止信号が出力される。
【００９９】
ステップＳｇ３：コントロールユニットＣから流量調整部５１に対して、開駆動信号が送出される。これにより、流量調整部５１の開閉弁５２が開かれて、ガスタンク２０から水素ガスが燃料極６１に対して送給され始める。
【０１００】
ステップＳｇ４：燃料極６１の温度が所定値を超えて上昇した後に、その所定値以下になったか否かを判別し、当該温度が所定値以下であればステップＳｇ５に進み、そうでなければ、ステップＳｇ３に戻る。
【０１０１】
ステップＳｇ５：燃料極６１を通じて排出される排出ガスの酸素分圧が所定値以下であるか否かを判別し、その酸素分圧が所定値以下であればステップＳｇ６に進み、そうでなければ、ステップＳｇ７に進んで燃料極６１への水素ガスの送給を継続してステップＳｇ５に戻る。
ステップＳｇ６：流量調整部５１を閉駆動して、燃料極６１への水素含有ガスの送給を停止した後、ステップＳｇ８に進んで本システムを停止する。
【０１０２】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上述した第一の実施形態においては、炭化水素ガス濃度検出部によって検出した炭化水素ガスの濃度が所定値になったか否かを判別する炭化水素ガス濃度判別手段と、炭化水素ガス濃度判別手段により、炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素ガス送給停止手段を設けた構成のものについて説明したが、次のような構成にしてもよい。
【０１０３】
すなわち、炭化水素ガス濃度検出部によって検出した炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったか否かを判別する炭化水素ガス濃度判別手段と、炭化水素ガス濃度判別手段により、炭化水素ガスの濃度が所定値以下になったと判別したときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素含有ガス又は水素ガスを停止するガス送給停止手段とを設けた構成。
【０１０４】
上述した第二の実施形態においては、燃料極に流入する水素含有ガスと、その燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる水素ガスの濃度の差分値を算出する差分値算出手段と、差分値算出手段によって算出された差分値が所定値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成について説明したが、次のような構成にしてもよい。
【０１０５】
すなわち、流入側水素ガス検知部と排出側ガス水素検知部とにより検知した水素ガス濃度に基づいて、燃料極に流入する水素含有ガスと、その燃料極を通じて排出される排出ガスに含まれる水素ガスの濃度の差分値を算出する差分値算出手段と、差分算出手段により、差分値が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素含有ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成。
【０１０６】
上述した第三の実施形態においては、その電流検知器から送出された出力電流に基づき、発電に必要な燃料ガスの消費量を予測して算出する燃料ガス消費量算出手段と、燃料ガス消費量算出手段により算出した燃料ガスの消費量に基づいて、送給時間を算出する送給時間算出手段と、送給時間算出手段により算出した送給時間が経過したか否かを判別する送給時間経過判別手段と、送給時間経過判別手段により算出された送給時間が経過したと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成について説明したが、次のような構成にしてもよい。
【０１０７】
電流検知器から送出された出力電流に基づき、発電に必要な燃料ガスの消費量を予測して算出する燃料ガス消費量算出手段と、燃料ガス消費量算出手段により算出した燃料ガスの消費量に基づいて、送給時間を算出する送給時間算出手段と、送給時間算出手段により算出した送給時間が経過したか否かを判別する送給時間経過判別手段と、送給時間経過判別手段により、送給時間が経過したと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成。
【０１０８】
上述した第四の実施形態においては、燃料極への水素ガス供給量を予測するための炭素析出予測情報に基づいて、燃料極に析出する炭素を除去するために必要な水素ガス量を算出する水素ガス量算出手段と、水素ガス量算出手段によって算出された水素ガス量分だけ燃料極に水素ガスを送給したか否かを判別する水素ガス送給判別手段と、水素ガス送給判別手段により、算出された水素ガス量分だけ燃料極に水素ガスを送給したと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成について説明したが、次のような構成にしてもよい。
【０１０９】
すなわち、炭素析出予測情報に基づいて、燃料極に析出する炭素を除去するために必要な水素ガス量を算出する水素ガス量算出手段と、水素ガス量算出手段によって算出された水素ガス量分だけ燃料極に水素ガスを送給したか否かを判別する水素ガス送給判別手段と、水素ガス送給判別手段により、送給時間が経過したと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成。
【０１１０】
上述した第五の実施形態においては、温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったか否かを判別する温度低下判別手段と、温度低下判別手段により、温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成について説明したが、次のような構成にしてもよい。
【０１１１】
すなわち、炭素除去反応による燃料極の温度を検出する温度検出器と、燃料極を通じて排出された排出ガスの酸素分圧を計測する酸素分圧計測部とを設けており、温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったか否かを判別する温度低下判別手段と、温度低下判別手段により、温度検出器で検出した燃料極の温度が、所定の値以下になったと判別したときには、酸素分圧計測部により計測した酸素分圧が所定値以下になったか否かを判別する酸素分圧判別手段と、酸素分圧判別手段により、酸素分圧が所定値以下になったと判別されたときには、ガス送給部を介して燃料極に送給されている水素ガスを停止する水素含有ガス送給停止手段とを設けた構成。
【０１１２】
以上詳細に説明したが、いずれにしても、上記各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック図、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報の一例を示すグラフである。
【図３】（Ａ）は、燃料電池システムＡ１の運転モードにおける水素ガスの貯蔵動作を示すフローチャート、（Ｂ）は、燃料電池システムＡ１の運転停止モードを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報を説明するためのグラフである。
【図６】（Ａ）は、本発明の第二の実施形態に係る燃料電池システムの運転モードにおける水素含有ガスの貯蔵動作を示すフローチャート、（Ｂ）は、その燃料電池システムの運転停止モードを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第三の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。
【図８】（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報の一例を示すグラフである。
【図９】（Ａ）は、本発明の第三の実施形態に係る燃料電池システムの運転モードにおける燃料ガスの貯蔵動作を示すフローチャート、（Ｂ）は、その燃料電池システムの運転停止モードを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第四の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１１】コントロールユニットの機能を示すブロックである。
【図１２】本発明の第四の実施形態に係る燃料電池システムの運転停止モードを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第五の実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１４】（Ａ）は、コントロールユニットの機能を示すブロック、（Ｂ）は、記憶部に記憶されている判別基準情報の一例を示すグラフである。
【図１５】本発明の第五の実施形態に係る燃料電池システムの運転停止モードを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１０        酸素分圧計測部
２０        ガスタンク
３０        炭化水素ガス濃度検出部
３１        流入側水素ガス検知部（水素ガス検知部）
３２        排出側水素ガス検知部（水素ガス検知部）
６１        燃料極
６２        空気極
Ｂ          燃料電池
Ｃ１        水素ガス送給開始手段
Ｃ３        炭化水素ガス濃度判別手段
Ｃ４        酸素分圧判別手段
Ｃ５        水素ガス送給停止手段
Ｃ６        圧力判別手段
Ｃ７        水素ガス送給停止手段
Ｃ８        差分値判別手段
Ｃ９        燃料ガス消費量算出手段
Ｃ１０      送給時間算出手段
Ｃ１１      水素ガス量算出手段
Ｃ１２      水素ガス送給判別手段
Ｃ１３      温度低下判別手段
Ｃ１４      差分算出手段
Ｄ          水素ガス分離部
Ｅ１〜Ｅ５  ガス送給部
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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