(57)【要約】【課題】フィルタの目詰まりを判定する燃料電池装置を提供する。【解決手段】燃料電池装置は、ケース１と、ケース１の導入口１１に設けられ通気性を有する浄化用のフィルタ２と、ケース１の収容室１０に配置され外気の空気をフィルタ２を通過させて吸引させて導出口１２から導出させる空気搬送源３と、ケース１の収容室１０に配置された燃料電池システム４と、燃料電池システム４を制御する制御部１００とを有する。制御部１００は、収容室１０の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とに基づいて、フィルタ２の目詰まりを判定する目詰まり判定処理を実行する。【選択図】図１
2010272310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容室と、前記収容室と外気とを連通する導入口と、前記収容室と外気とを連通する導出口とを有するケースと、
前記ケースの前記導入口に設けられ通気性を有する浄化用のフィルタと、
前記ケースの前記収容室に配置され外気の空気を前記フィルタを通過させて吸引させて前記収容室に流し前記導出口から導出させる空気搬送源と、
前記ケースの前記収容室に配置された燃料電池システムと、
前記燃料電池システムを制御する制御部とを具備しており、
前記制御部は、前記収容室の内部温度に関する物理量と、前記収容室の外気の外気温度に関する物理量とに基づいて、前記フィルタの目詰まりを判定する目詰まり判定処理を実行する燃料電池装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ケースの前記収容室の内部温度を判定する内部温度センサが設けられており、前記内部温度センサは、前記導入口から前記収容室を経て前記導出口から導出される室内空気流が流れる流路に配置されており、前記燃料電池システムにおける熱源から放出される熱を受熱した空気の温度を検知する燃料電池装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記燃料電池システムが発電運転しているとき、および／または前記燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、前記制御部は、前記目詰まり判定処理を実行する燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムにおいては、外気を取り込み、収容室の内部を換気している（特許文献1）。上記の様にシステム内部に外気を取り込む場合、塵埃等が外気に混ざったまま収容室の内部に導入されると、収容室の内部の部品故障やスタックの発電効率の著しい低下が発生するおそれがある。このため、外気はフィルタを通して収容室に導入されることが好ましい。このようにフィルタを有する燃料電池システムが長時間運転されると、フィルタは目詰まりして、フィルタの機能が低下するため、フィルタを適宜メンテナンスしなければならない。
【０００３】
フィルタのメンテナンス時期については、システムの運転時間の累積により、累積運転時間が一定時間経過した後に、フィルタのメンテナンスをユーザーに知らせる方法が一般的である。しかし外気の汚れ具合やフィルタを通過した外気の量を正確に把握できないため、フィルタをメンテナンスさせる前に、フィルタが目詰まりを起こし、燃料電池システムの機能を損なう可能性がある。また特許文献２に示すように、外気の風速を判定する風速センサを収容室に設ける方式もあるが、風速センサといった特別なセンサを新たに設けなければならない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２８１３８号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、収容室の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とに基づいて、フィルタの目詰まりを判定することができる燃料電池装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料電池装置は、（i）収容室と、収容室と外気とを連通する導入口と、収容室と外気とを連通する導出口とを有するケースと、（ii）ケースの導入口に設けられ通気性を有する浄化用のフィルタと、（iii）ケースの収容室に配置され外気の空気をフィルタを通過させて吸引させて収容室に流し導出口から導出させる空気搬送源と、（iv）ケースの収容室に配置された燃料電池システムと、（v）燃料電池システムを制御する制御部とを具備しており、（vi）制御部は、収容室の内部温度に関する物理量と、収容室の外気の外気温度に関する物理量とに基づいて、収容室の内部温度と外気温度とに基づいて、フィルタの目詰まりを判定する目詰まり判定処理を実行する。
【０００７】
フィルタはケースの導入口に設けられており、導入口から収容室に流入する空気を浄化させる。
【０００８】
空気搬送源はケースの収容室に配置されており、収容室の外部の空気をフィルタを通過させて吸引させて収容室に流し、更に、導出口から外部に導出させる。空気搬送源としては、ブロア、ポンプ、ファンが例示される。ケースの収容室は、燃料電池システムの熱源からの放熱により昇温される。空気搬送源が作動すると、外気の空気が導入口のフィルタを通過して収容室に搬送され、ケースの収容室の内部を冷却しつつ通過し、導出口から導出される。このため収容室の内部温度は、基本的には、燃料電池システムの熱源から収容室への放熱、収容室に流入した外気の流量、収容室に流入する外気の温度の影響を受ける。従って、燃料電池システムの熱源からの単位時間当たり放熱量がほぼ一定であれば、収容室の内部温度に関する物理量と、収容室の外気の外気温度に関する物理量との間には、ある相関関係が存在するといえる。
【０００９】
ここで、収容室の内部温度に関する物理量は、基本的には、（ａ）収容室に配置されている燃料電池システムの熱源から単位時間当たり収容室への放熱量、（ｂ）収容室にフィルタを介して流入した単位時間当たり外気の流量、（ｃ）収容室にフィルタを介して流入する外気の温度の影響を受ける。従って、収容室に配置されている燃料電池システムの熱源から単位時間当たり収容室への放熱量が既知であれば、収容室の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とを求めれば、収容室にフィルタを介して流入した単位時間当たり外気の流量が求められる。
【００１０】
ここで、収容室にフィルタを介して流入する単位時間当たり外気の流量は、基本的には、空気搬送源の出力と、フィルタの目詰まりとに影響を受ける。故に、空気搬送源の出力が既知であれば、収容室の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタの目詰まりの程度が判定される。
【００１１】
本発明によれば、収容室の内部温度に関する物理量は、収容室の内部温度に直接的または間接的に影響する物理量の意味であり、収容室の内部温度それ自体、あるいは、収容室の内部温度に間接的に影響を与える空気搬送源の出力が挙げられる。内部温度をほぼ一定に制御することを目的と駆るシステムでは、フィルタの目詰まりが大きいと、空気搬送源の出力を増加させて、導入口から収容室に導入される外気の単位時間あたりの流量を増加させる。これに対して、フィルタの目詰まりが小さいと空気搬送源の出力を減少させて、導入口から収容室に導入される外気の単位時間あたりの流量を減少させる。従って、空気搬送源の出力で収容室の内部温度を代替できる。外気温度に関する物理量は、外気温度に直接的または間接的に影響する物理量の意味であり、収容室の外部の外気温度それ自体が挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る燃料電池装置によれば、収容室の内部温度に関する物理量と外気温度に関する物理量とに基づいてフィルタの目詰まりを判定することができ、フィルタの寿命を判定できる。一般的な燃料電池装置によれば、燃料電池システムの発電運転の制御のため、収容室の内部温度を判定する内部温度センサ、外気温度を判定する外気温度センサが設けられている。このような温度センサを利用すれば、風速センサ等の特別なセンサを収容室に設けずとも良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図２】実施例１に係り、外気温度と内部温度との相関関係を示す一例に係るグラフである。
【図３】実施例１に係り、制御部が実行するフローチャートである。
【図４】実施例２に係り、発電出力がＷ１のとき、発電出力がＷ２のときのとき、発電出力がＷ３のときにおける外気温度と内部温度との相関関係を示す一例に係るグラフである。
【図５】実施例３に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図６】実施例４に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図７】実施例５に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図８】実施例６に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図９】実施例７に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図１０】実施例８に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図１１】実施例９に係り、（ａ）は内部温度がＴ１のときにおける外気温度と空気搬送源の出力との相関関係を示す一例に係るグラフであり、（ｂ）は内部温度がＴ１のときにおける外気温度と空気搬送源の出力との相関関係を示す一例に係るグラフであり、（ｃ）は内部温度がＴ１のときにおける外気温度と空気搬送源の出力との相関関係を示す一例に係るグラフである。
【図１２】実施例１０に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【図１３】実施例１１に係り、燃料電池装置の内部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ケースの収容室の内部温度を検知する内部温度センサが設けられていることが好ましい。この場合、内部温度センサは、導入口から収容室を経て導出口から導出される室内空気流が流れる流路に配置されており、燃料電池システムにおける熱源から放出される熱を受熱した空気の温度を検知することが好ましい。ケースの収容室に第２ケースを設けても良い。この場合、第２ケースの収容室に熱源を収容し、第２ケースの収容室の温度を内部温度としても良い。この場合、内部温度を高めにできる。
【００１５】
収容室の内部温度が高い場合には、収容室の内部温度と外気温度との差が増加するため、判定精度を高め易い。そこで、収容室の内部温度と外気温度との差が増加するとき、すなわち、燃料電池システムが発電運転しているとき、および／または、燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、制御部は、目詰まり判定処理を実行することができる。
【００１６】
燃料電池システムにおける熱源としては、燃料電池および電気機器が例示される。電気機器はインバータが例示される。更に、燃料原料をアノード流体に改質させる改質器が設けられているときには、改質器も熱源となり得る。従って、これらの熱源が収容室において作動している発電運転時に、制御部がフィルタの目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。更に、燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、フィルタの目詰まり判定処理を実行させることができる。その理由としては、熱源の余熱が存在するため、収容室の内部温度が高くなり、収容室の内部温度と外気温度との差が増加するためである。ここで、燃料電池システムの発電運転を停止させる停止処理とは、一般的には、燃料電池にカソード流体およびアノード流体を供給することを停止させて燃料電池の発電運転を停止させているものの、改質器の余熱を冷却させるために冷却用の空気を改質器に供給する等の後処理をいう。
【００１７】
ケースの外方の外気温度を判定する外気温度センサが設けられており、外気温度センサは、フィルタの上流に配置されていることが好ましい。外気温度センサは、ケースの外部に設けられていることが好ましいが、ケースの収容室内であっても、フィルタの上流側において導入口側に位置していれば良い。
【００１８】
フィルタの目詰まり判定処理において、空気搬送源は所定の出力値（単位時間当たりの回転数）以上で作動することが好ましい。空気搬送源の出力が所定の出力値未満であれば、決めた量未満の流量の外気が導出口から収容室側ひいては内部温度センサ側に進入するため、判定処理の判定精度が低下するおそれがあるためである。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施例１について図１〜図３を参照して具体的に説明する。本実施例に係る燃料電池装置は、高分子型の固体電解質を有する燃料電池であり、ケース１を有する。ケース１は箱形状をなしており、天井壁１ｕと底壁１ｄと第１側面壁１ｃと第２側面壁１ｅとを少なくとも有する。ケース１は、収容室１０と、収容室１０と外気とを連通する導入口１１と、収容室１０と外気とを連通する導出口１２とを有する。導出口１２は第１側面壁１ｃの上部に形成されている。導入口１１は第２側面壁１ｅの下部に形成されており、収容室１０を換気させる換気口として機能する。これにより収容室１０の下部から上部に向けて流れることにより熱源から受熱できる上向きの空気流が形成される。なお、導出口１２で形成される換気口は、万一のガス洩れ発生時に有利である。
【００２０】
ケース１の導入口１１には、通気性を有する空気浄化用のフィルタ２が設けられている。外気に含まれる塵埃等はフィルタ２により除去される。ケース１の収容室１０には空気搬送源３が配置されている。空気搬送源３は、換気を促進させる換気ファンとして機能し、フィルタ２に対面するように設けられている。空気搬送源３は、外気の空気をフィルタ２を通過させるように矢印Ｘ１方向に吸引させ、更に、吸引した空気を収容室１０に流し、導出口１２から矢印Ｘ２方向に外部１９に導出させる。
【００２１】
ケース１の収容室１０に配置されている燃料電池システム４は、複数の燃料電池で形成されたスタック４０と、改質器４２と、電気機器として機能するインバータ４４とを主要要素として有する。スタック４０、改質器４２およびインバータ４４は、発電運転時において、収容室１０に熱を放出させる熱源として機能することができる。スタック４０は、収容室１０の上部に配置されている。インバータ４４はスタック４０の下側に配置されている。改質器４２はスタック４０およびインバータ４４の横側に配置されている。改質器４２は、改質器を加熱する燃焼バーナを有する燃焼部と、改質用水を水蒸気化させる蒸発部と、蒸発部で形成された水蒸気を用いて燃料原料を改質させる改質部とを有する。
【００２２】
燃料電池システム４が発電運転するにあたり、空気搬送源３が作動する。すると、外気の空気が矢印Ｘ１方向に吸引され、導入口１１のフィルタ２を通過して収容室１０に搬送され、ケース１の収容室１０の内部を通過する。この場合、吸引された空気は、インバータ４４、スタック４０および改質器４２等の熱源を冷却させつつ、すなわち、インバータ４４、スタック４０および改質器４２等の熱源からの放熱を受熱して昇温されつつ、収容室１０を流れ、導出口１２に向かう。昇温された空気は、導出口１２から矢印Ｘ２方向に導出され、ケース１の外部１９に放出される。
【００２３】
ここで、収容室１０に吸引された空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとしてスタック４０の燃料電池のカソードに供給され、発電反応に使用される。また、収容室１０に吸引された空気は、図略のポンプにより、改質器４２の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器４２を加熱させる。加熱された改質器４２は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。生成されたアノードガスは、図略のアノードガス通路を介してスタック４０の燃料電池のアノードに供給され、発電反応に使用される。
【００２４】
図１に示すように、収容室１０の内部温度を判定する内部温度センサ５が設けられている。導入口１１から導出口１２に向けて収容室１０を流れる室内空気流の流路において、内部温度センサ５が設けられている。具体的には、内部温度センサ５は、室内空気流が外気に導出される導出口１２に対面するように、収容室１０の内部の上部に設けられている。燃料電池システム４を構成する部品であるスタック４０、インバータ４４、改質器４２等といった熱源から放出された熱を受熱して昇温された空気が導出口１２から矢印Ｘ２方向にケース１の外部１９に導出されるとき、内部温度センサ５は、導出口１２よりも上流（導出口１２の直前）を流れる空気の温度を検知する。このため内部温度センサ５で検知される収容室１０の内部温度は、外気温度よりも高温となる。
【００２５】
ここで、空気搬送源３が作動している限り、収容室１０の昇温された空気が導出口１２から外部１９に導出されるため、外部１９の外気が導出口１２から収容室１０に進入することが抑制される。よって、導出口１２から収容室１０に進入する外気が内部温度センサ５の温度検知精度に影響を与えることが抑制される。このため目詰まり判定処理の判定精度が確保される。この意味において、フィルタ２の目詰まり判定処理において、空気搬送源３は所定の出力値（単位時間当たりの回転数）以上で作動することが好ましい。空気搬送源３の出力が所定の出力値未満であれば、外気が導出口１２から内部温度センサ５側に進入するため、判定処理の判定精度が低下するおそれがある。なお、所定の出力値については、固定値として予め設定されていても良いし、ケース１の設置場所等に応じてリモコン等の設定器１０５からユーザまたはメンテナンス者が設定することにしても良い。
【００２６】
燃料電池システム４におけるスタック４０、インバータ４４、改質器４２、更には図略のポンプ、空気搬送源３等といった放熱する熱源から放出された熱を受熱して昇温された空気は、導出口１２から導出される。このため内部温度センサ５は、燃料電池システム４の熱源から放出される熱を考慮することができる。ケース１の外部１９の外気の外気温度を判定する外気温度センサ６が設けられている。外気温度センサ６は、フィルタ２の上流に位置するようにケース１の外面側に配置されている。
【００２７】
さて、燃料電池システム４が発電運転しているとき等において、収容室１０の内部温度と外気温度との間には、ある相関関係が存在する。冬季等のように外気温度が低温であれば、収容室１０の内部温度はそれに応じて低温となる傾向がある。夏季等のように外気温度が高温であれば、収容室１０の内部温度はそれに応じて高温となる傾向がある。更に、燃料電池システム４が発電運転している場合には、熱源からの放熱により収容室１０の内部温度が昇温される。更にまた、フィルタ２の目詰まりが進行していないときには、フィルタ２を通過して収容室１０に進入する空気の流量が確保され、収容室１０の熱こもりが抑えられ、内部温度の昇温の程度が抑制される傾向がある。これに対して、フィルタ２の目詰まりが進行しているときには、フィルタ２を通過して収容室１０に進入する空気の流量が減少する傾向があり、収容室１０の熱こもりが進行し、内部温度が昇温される傾向がある。
【００２８】
図２は、収容室１０の内部温度と外気温度との間に存在する相関関係の一例を示す。この場合、特性線Ｋ１は一次関数的であるが、２次関数的としても良い。図２において横軸は外気温度を示し、縦軸は収容室１０の内部温度を示す。図２に示す特性を示すマップが制御部１００のメモリの所定のエリアに格納されている。図２においては、閾値を示す特性線Ｋ１よりも下方の領域ＫＡでは、フィルタ２の目詰まりが進行しておらず、フィルタ２の通気性が確保されており、フィルタ２を通過する単位時間当たりの空気の流量が確保されている。よって領域ＫＡでは、外気温度が上昇したとしても、収容室１０の熱こもりが抑制され、収容室１０の内部温度の上昇は抑えられる。このように領域ＫＡであれば、フィルタ２の目詰まりが少なく、フィルタ２をメンテナンスするまでもない。
【００２９】
これに対して、閾値を示す特性線Ｋ１よりも上方の領域ＫＢでは、フィルタ２の目詰まりが進行しており、フィルタ２の通気性が低下している。領域ＫＢでは、フィルタ２を通過する単位時間当たりの空気の流量が低下しており、外気温度の昇温に対して、収容室１０の内部温度が上昇する率が高く、収容室１０の熱こもりが誘発され易い。このように領域ＫＢでは、外気温度の昇温に比較して収容室１０の内部温度の昇温が促進される。このような領域ＫＢであれば、フィルタ２の目詰まりが進行しており、フィルタ２を速やかにメンテナンスすることが好ましい。
【００３０】
このため制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行するにあたり、収容室１０の内部温度と外気温度とを検知する。収容室１０の内部温度と外気温度との関係が領域ＫＢであれば、フィルタ２の目詰まりが進行しており、制御部１００は、フィルタ２のメンテナンス時期が近い旨を、ユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する報知信号を出力する。なお、収容室１０の内部温度と外気温度との関係が領域ＫＡであれば、フィルタ２の目詰まりがあまり進行しておらず、フィルタ２は正常範囲であり、特に支障がない限り、フィルタ２をメンテナンスさせずとも良い。
【００３１】
更に説明を加える。収容室１０の内部温度は、基本的には、（ａ）収容室１０に配置されている燃料電池システム４における熱源から単位時間当たり収容室１０への放熱量、（ｂ）収容室１０にフィルタ２を介して流入した単位時間当たり外気の流量、（ｃ）収容室１０にフィルタ２を介して流入する外気の温度の影響を受ける。従って、収容室１０に配置されている燃料電池システム４の熱源から単位時間当たり収容室１０への放熱量が既知であれば、具体的に、燃料電池システム４の発電出力が既知であれば、収容室１０の内部温度と外気温度とを求めれば、収容室１０にフィルタ２を介して流入した単位時間当たり外気の流量が推定される。
【００３２】
ここで、収容室１０にフィルタ２を介して流入した単位時間当たり外気の流量は、基本的には、空気搬送源３の出力と、フィルタ２の空気通過率（フィルタ２の目詰まりに相当）とに影響を受ける。故に、空気搬送源３の出力が既知であれば、収容室１０の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタ２の空気通過率、すなわち、フィルタ２の目詰まりの進行の程度が間接的に推定される。なお本実施例によれば、フィルタ２の目詰まり判定処理が実行されているときには、判定精度を高めるためには、スタック４０の発電出力をほぼ一定値または一定領域に維持させておくことが好ましい。空気搬送源３の出力をほぼ一定値または一定領域に維持させておくことが好ましい。
【００３３】
一般的な燃料電池装置によれば、燃料電池システム４の発電運転の制御のため、ケース１の収容室１０の内部温度を判定する内部温度センサ５、外気温度を判定する外気温度センサ６が従来から装備されている。このようにフィルタ２の目詰まりを判定するにあたり、従来から装備されている内部温度センサ５および外気温度センサ６を有効に利用することができる。このため風速センサ等の特別なセンサを収容室１０に設けずとも良い利点が得られる。
【００３４】
ところで、収容室１０の内部温度が高い場合には、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加する。このため内部温度が低温であり、内部温度と外気温度との差が実質的にない場合に比較して、フィルタ２の目詰まりを判定する目詰まり判定処理における判定精度を高め易い。そこで、燃料電池システム４が発電運転しているとき、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。フィルタ２の目詰まり判定処理における判定精度を更に高めるため、空気搬送源３の出力を一定値または一定領域に維持させることが好ましい。従って制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行するときには、燃料電池システム４を連続的に発電運転（定格運転）させることができる。燃料電池システム４の熱源からの放熱量および空気搬送源３の出力の大きな変動が抑制されるためである。なお、定格運転とは、そのシステムで連続的に運転でき且つ製造者が保証する上限の発電出力で運転することを意味し、カタログ、銘板等に記載されている。
【００３５】
収容室１０に配置されている燃料電池システム４における熱源としては、スタック４０、改質器４２およびインバータ４４が例示される。更には、図示しないものの空気搬送源３、ポンプ等の機械要素が例示される。従って、これらの熱源が作動しているときには、スタック４０、改質器４２、インバータ４４といった熱源からの放熱が期待され、収容室１０の内部温度が昇温する。このため前述したように燃料電池システム４の発電運転時において、制御部１００はフィルタ２の目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。殊に、スタック４０の発電出力を一定または一定領域に維持させた状態で、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。その理由としては、スタック４０、改質器４２およびインバータ４４からの放熱量の大きな変動を抑制でき、目詰まり判定処理における判定精度を向上させ得るためである。
【００３６】
本実施例によれば、燃料電池システム４が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、目詰まり判定処理を実行させても良い。この場合、スタック４０へのアノードガスおよびカソードガスの供給が停止されており、スタック４０の発電運転および改質器４２の改質運転が停止されているものの、高温の改質器４２を冷却すべく、冷却用の空気を改質器４２に供給している。この場合においても、スタック４０、改質器４２、インバータ４４等といった熱源の余熱が収容室１０に存在する。このためケース１の収容室１０の内部温度が高くなり、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加し、目詰まり判定精度が確保される。停止処理を実行している場合に、フィルタ２のメンテナンスが必要と判定されたときには、燃料電池システム４の発電運転自体は停止されているため、空気搬送源３を停止させてフィルタ２を速やかにメンテナンスすることができる利点が挙げられる。
【００３７】
なお、システムの起動運転時には、上記したスタック４０、改質器４２、インバータ４４等といった熱源の温度が低めであるため、収容室１０における放熱が少なく、収容室１０の内部温度と外気温度との差が少な目となる。この場合、フィルタ２目詰まりを判定する目詰まり判定処理における判定精度を高めにくい傾向がある。但し、場合によっては、システムの起動運転時に目詰まり判定処理を実行させても良い。
【００３８】
図３は、制御部１００が実行する制御則を表すフローチャートを示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。まず、制御部１００は、フィルタ２の前回のメンテナンスから経過している経過時間等の情報を読み込み（ステップＳ１０２）。制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実施する時期が到達した否かを判定する（ステップＳ１０４）。前回のフィルタメンテナンスからの一定時間が経過した後に、フィルタ２の目詰まり判定処理を実施することが好ましいためである。フィルタ２の目詰まり判定処理を実施する時期が到達していれば、制御部１００は、燃料電池システム４が発電しているか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。目詰まり判定処理を実施する時期が到達していたとしても、システム４が発電中でなければ（ステップＳ１０６のＮＯ）、高い判定精度が得られにくいため、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を開始させることなく、メインルーチンにリターンする。
【００３９】
フィルタ２の目詰まり判定処理を実施する時期が到達していること、燃料電池システム４が発電運転中であることの条件が満足されるとき（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を開始させる信号を出力する（ステップＳ１０８）。これにより制御部１００はスタック４０の発電出力を一定化または一定領域に維持させる信号を出力すると共に、空気搬送源２３の出力（単位時間あたりの回転数）を一定化または一定領域に維持させる信号を出力する。
【００４０】
更に、制御部１００は、収容室１０の内部温度が安定するまで一定時間待機する（ステップＳ１１０）。更に、外気温度センサ６により外気温度を検知するとともに、内部温度センサ５により収容室１０の内部温度を検知する（ステップＳ１１２）。制御部１００は、内部温度および外気温度に基づいて、図２に示すマップを参照する（ステップＳ１１４）。更に、このマップに基づいて、制御部１００はフィルタ２の目詰まりの進行の程度を判定する（ステップＳ１１６）。フィルタ２が正常であれば、メインルーチンにリターンする。フィルタ２の目詰まりの進行の程度がメンテナンスを必要とするときには、制御部１００はフィルタ２のメンテナンス必要と判定する。
【００４１】
制御部１００は、待機（ステップＳ１１６）した後、上記したフィルタ２の目詰まり判定処理を所定回数（Ｍ回）まで繰り返す（ステップＳ１２０）。目詰まり判定処理においてメンテナンス必要と判定される合計回数が連続して所定回数（Ｍ回）であれば（ステップＳ１２０のＹＥＳ）、制御部１００はフィルタ２のメンテナンスが必要である旨を決定する（ステップＳ１２２）。そして、制御部１００はその決定をユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する（ステップＳ１２４）。これによりフィルタ２のメンテナンスが実行される。
【００４２】
更に、メンテナンスが実行されるまで、システム４を発電運転させることがある。このため、制御部１００は、フィルタ２の目詰まりの程度を複数段階（大中小）に判定する。それ以降の発電運転のため、制御部１００は補正処理を実行する。補正処理では、フィルタ２の目詰まりが小であれば（ステップＳ１３０）、制御部１００は加算値α１を設定し（ステップＳ１３２）、空気搬送源３に指示される単位時間あたりの回転数Ｎに対してα１ぶん加算させた値を設定値とする（ステップＳ１３４）。フィルタ２の目詰まりが中であれば（ステップＳ１４０）、それ以降の発電運転のため、補正処理を実行する。補正処理では、制御部１００は加算値α２を設定し（ステップＳ１４２）、空気搬送源３に指示される単位時間あたりの回転数Ｎに対してα２ぶん加算させた値を設定値とする（ステップＳ１４４）。フィルタ２の目詰まりが大であれば（ステップＳ１５０）、加算値α３を設定し（ステップＳ１５２）、空気搬送源３に指示される単位時間あたりの回転数Ｎに対してα３ぶん加算させた値を設定値とする（ステップＳ１５４）。このように加算して補正すれば、フィルタ２の目詰まりが進行しているときであっても、フィルタ２の目詰まりの進行が考慮され、空気搬送源３の出力（単位時間あたりの回転数）が加算されて増加される。故に、フィルタ２の目詰まりが進行しているときであっても、制御部１００は、フィルタ２を通過させて収容室１０に流入させる単位時間あたりの空気の流量を確保させることができ、燃料電池システム４の発電運転を良好に実行できし、所望の発電出力を確保することができる。フィルタ２のメンテナンスが実行された場合には、上記した加算はキャンセルされる。
【００４３】
なお、フィルタ２のメンテナンスが必要と判定されるものの、その判定が連続されないときには、判定がノイズの影響を受けている可能性があるため、制御部１００はフィルタ２のメンテナンスが必要である旨の決定をせずに、メインルーチンにリターンする（ステップＳ１２８のＮＯ）。なお、制御部１００は補正処理を実施しているが、これに限らず、補正処理を実施しなくても良い。
【実施例２】
【００４４】
図４は実施例２を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、高分子型の固体電解質を有する燃料電池である。本実施例によれば、スタック４０の発電出力がＷ１のとき、スタック４０の発電出力がＷ２（Ｗ２＞Ｗ１）のとき、スタック４０の発電出力がＷ３（Ｗ３＞Ｗ２）のときには、図４に示すマップを用いる。制御部１００は、スタック４０の発電出力をＷ１に設定した状態でフィルタ２の第１回目の目詰まり判定処理を実行し、その後、スタック４０の発電出力をＷ２に設定した状態でフィルタ２の第２回目の目詰まり判定処理を実行し、その後、スタック４０の発電出力をＷ３に設定した状態でフィルタ２の第３回目の目詰まり判定処理を実行する。あるいは、Ｗ３，Ｗ２，Ｗ１の順に実行しても良い。スタック４０の発電出力を変化させた複数の目詰まり判定処理において、収容室１０の内部温度と外気温度との関係が領域ＫＢである場合には、フィルタ２の目詰まりが進行している。そこで制御部１００は、フィルタ２のメンテナンス時期が近い旨を、ユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する報知信号を出力する。このようにスタック４０の発電出力を複数段階に変更させた状態で、すなわち、収容室１０における熱源の放熱量を複数段階に変更させた状態で、目詰まり判定処理をそれぞれ実行するため、判定精度を向上させるのに貢献できる。
【００４５】
なお、スタック４０の発電出力が高い方が、スタック４０、改質器４２およびインバータ４４といった熱源からの放熱量が高いため、収容室１０の内部温度が上昇し、内部温度と外気温度との差を大きくでき、目詰まり判定処理における判定精度を高めることができる。このため万一、スタック４０の発電出力が異なる場合において異なる判定結果が得られる場合には、制御部１００は、スタック４０の発電出力が低い場合における判定結果よりも、スタック４０の発電出力が高い場合における判定結果を優先させることもできる。但し、これに限定されない。  
【実施例３】
【００４６】
図５は実施例３を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、高分子型の固体電解質を有する燃料電池である。図５に示すように、導入口１１に対面するように通路形成部材１８が収容室１０に設けられている。通路形成部材１８は、第１通風口１８ｆおよび第２通風口１８ｓを有する。空気搬送源３は、第１通風口１８ｆに配置された換気ファンで形成された第１空気搬送源３ｆと、第２通風口１８ｓに配置されたブロアで形成された第２空気搬送源３ｓとを有する。燃料電池システム４が発電運転するときには、第１空気搬送源３ｆおよび第２空気搬送源３ｓが作動するため、フィルタ２を介して外気が収容室１０に吸引される。第１空気搬送源３ｆの作動により矢印Ｘ３方向に吸引された空気は、収容室１０を流れ、インバータ４４、スタック４０、改質器４２等といった熱源から受熱して昇温された後、導出口１２から外部１９に導出される。
【００４７】
また第、２空気搬送源３ｓの作動により矢印Ｘ４方向に吸引された空気は、第２空気搬送源３ｓのハウジング３ｈの吸入口３ｉから第２空気搬送源３ｓのハウジング３ｈの内部を通過し、第２空気搬送源３ｓのハウジング３ｈの吐出口３ｐから配管を介して改質器４２に供給され、改質器４２の燃焼バーナで燃焼用燃料を燃焼させる燃焼用空気となる。燃焼用空気等の排ガスは、配管を介して燃焼排ガスと共にケース１の排気口１７から外部１９に排気される。なお排気口１７は導出口１２に対して離れている。
【００４８】
本実施例においても、制御部１００が目詰まり判定処理において収容室１０の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタ２の目詰まりの程度が間接的に判定される。目詰まり判定処理においては、判定精度を向上させるためには、スタック４０の発電出力の大きな変動を抑制すると共に、空気搬送源３の出力、つまり単位時間あたりの回転数の大きな変動を抑制することが好ましい。
【００４９】
収容室１０の内部温度が過剰に高温でない限り、収容室１０の内部温度が高い場合には、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加するため、フィルタ２の目詰まりの判定精度を高め易いといえる。そこで、燃料電池システム４が発電運転しているとき、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。殊に、一定の発電出力で燃料電池システム４が発電運転するように指令されているとき、すなわち、空気搬送源３ｆ，３ｓを所定の出力で作動させるように空気搬送源３ｆ，３ｓが指令されているとき、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。このように目詰まり判定処理を実行しているときには、空気搬送源３ｆ，３ｓを出力を固定させることが好ましい。その理由としては、空気搬送源３ｆ，３ｓの作動に基づく単位時間あたりの外気吸引流量の変動が抑制され、ひいては目詰まり判定処理における判定精度が向上するためである。
【００５０】
収容室１０を昇温させる熱源としては、スタック４０、インバータ４４、燃料原料をアノードガスに改質させる改質器４２、ポンプ等の機械要素が挙げられる。従って、前述したように、これらの熱源が作動している発電運転時において、制御部１００が目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。
【００５１】
更に、燃料電池システム４が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、制御部１００が目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。その理由としては、上記した熱源の余熱が収容室１０に存在するため、収容室１０の内部温度が高くなり、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加するためである。この場合には、スタック４０の発電運転が停止されており、第２空気搬送源３ｓの作動が停止されているものの、第１空気搬送源３ｆを作動させる。これにより導入口１１、収容室１０、導出口１２を流れる室内空気流の流路を形成し、収容室１０の熱源で放出された熱を含む空気の温度を内部温度センサ５が検知できるようにする。
【実施例４】
【００５２】
図６は実施例４を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、高分子型の固体電解質を有する燃料電池である。図６に示すように、ブロアで形成された空気搬送源３ｅが収容室１０に設けられている。空気搬送源３ｅは、導入口１１、収容室１０、導出口１２を流れる室内空気流の流路を形成する。内部温度センサ５は収容室１０の内部温度を検知するものであり、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの吸入口３ｉに対面するように、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの吸入口３ｉの上流に配置されている。
【００５３】
空気搬送源３ｅに内蔵されている送風部が作動すると、ケース１の外部１９の外気がフィルタ２を通過するように収容室１０に吸引され、スタック４０、インバータ４４および改質器４２に接触してこれらから受熱されつつ、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの吸入口３ｉに吸引され、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの吐出口３ｐから配管３ｍｏを介して改質器４２に供給される。ここで、吸入口３ｉから空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの内部に吸引される空気は、スタック４０、インバータ４４等といった熱源から収容室１０に放出された熱を含み、昇温されている。従って、内部温度センサ５は、スタック４０、インバータ４４等といった熱源から収容室１０に放出された熱で昇温された空気の温度を良好に検知できる。
【００５４】
改質器４２に供給された空気は、改質器４２の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器４２を加熱させた後、導出口１２から外部１９に導出される。加熱された改質器４２は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。アノードガスは図略のアノードガス通路の配管を介してスタック４０のアノードに供給され、発電反応に使用される。なお、収容室１０に吸引された空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとして燃料電池のスタック４０のカソードに供給され、発電反応を経たカソードオフガスは図略の配管を介して外部１９に放出される。
【００５５】
本実施例では、空気搬送源３ｅから導出された空気は配管３ｍｏを介して改質器４２の燃焼部に供給され、燃焼部の燃焼排ガスは配管を介して導出口１２から排気される。導出口１２は、燃焼部の燃焼排ガスを排気させる燃焼排ガス出口を兼ねている。
【実施例５】
【００５６】
図７は実施例５を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。本実施例に係る燃料電池装置は、発電運転温度が４００℃以上、５００℃以上の固体酸化物形の電解質を有する燃料電池であり、ケース１を有する。ケース１の収容室１０は、仕切壁１０ｘにより上収容室１０ｕと下収容室１０ｄとに分割されている。ケース１は、収容室１０の下収容室１０ｄと外気とを連通する導入口１１と、下収容室１０ｄと外気とを連通する導出口１２とを有する。図７に示すように、ケース１の導入口１１には、通気性を有する空気浄化用のフィルタ２が設けられている。ケース１の収容室１０には空気搬送源３が配置されている。空気搬送源３は換気ファンで形成されており、フィルタ２に対面するように設けられている。空気搬送源３は、外気の空気をフィルタ２を通過させるように矢印Ｘ１方向に吸引させ、更に、吸引した空気を収容室１０に流し、導出口１２から矢印Ｘ２方向に外部１９に導出させる。
【００５７】
ケース１の収容室１０に配置されている燃料電池システム４は、複数の燃料電池で形成されたスタック４０と、改質器４２と、電気機器として機能するインバータ４４とを有する。改質器４２は、改質用水を水蒸気化させる蒸発部と、蒸発部で形成された水蒸気を用いて燃料原料を改質させる改質部とを有する。スタック４０、改質器４２およびインバータ４４は熱源として機能する。上収容室１０ｕは、発電運転温度が高温のスタック４０および改質器４２いった熱源を配置しており、下収容室１０ｄよりも昇温される。下収容室１０ｄはインバータ４４といった比較的低温の熱源を配置しているものの、スタック４０および改質器４２といった高温となる熱源を配置していないため、上収容室１０ｄよりも低温となる。このため下収容室１０ｄの部品は保護性が高められている。
【００５８】
燃料電池システム４の発電運転にあたり、空気搬送源３が作動する。すると、外気の空気が矢印Ｘ１方向に吸引され、導入口１１のフィルタ２を通過して下収容室１０ｄに搬送され、下収容室１０ｄを通過する。この場合、吸引された空気は、インバータ４４から受熱しつつ、導出口１２に向けて流れる。更に空気は下収容室１０ｄの導出口１２から矢印Ｘ２方向に導出され、外部１９に放出される。
【００５９】
ここで、下収容室１０ｄに吸引された空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとして燃料電池のスタック４０のカソードに供給される。また下収容室１０ｄに吸引された空気は、図略のポンプにより、改質器４２の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器４２を加熱させる。加熱された改質器４２は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。アノードガスは図略のアノードガス通路を介してスタック４０のアノードに供給され、発電反応に使用される。
【００６０】
図７に示すように、下収容室１０ｄの内部温度を判定する内部温度センサ５が設けられている。従って、スタック４０および改質器４２と内部温度センサ５との間には、仕切壁１０ｘが形成されている。よって、スタック４０および改質器４２が断熱壁で覆われているときであっても、発電運転時に内部が高温（例えば５００℃以上）となるスタック４０および改質器４２からの熱影響をできるだけ回避しつつ、内部温度センサ５は検温できるため、目詰まり判定処理における判定精度を高めるのに貢献できる。なお、スタックおよび改質器４２が、高い断熱性をもつ断熱壁で覆われていれば、仕切壁１０ｘを簡素化または廃止させることもできる。
【００６１】
図７に示すように、導入口１１から導出口１２に向けて収容室１０を流れる室内空気流の流路において、内部温度センサ５が設けられている。具体的には、内部温度センサ５は、収容室１０を流れる室内空気流が外気に導出される導出口１２に対面するように、収容室１０の上部に設けられている。外気温度を判定する外気温度センサ６が設けられている。外気温度センサ６はフィルタ２に進入する外気の温度を検温するように、フィルタ２の上流に位置するようにケース１の外面側に配置されている。
【００６２】
本実施例においても、制御部１００は、目詰まり判定処理において収容室１０の内部温度と外気温度とを求め、フィルタ２の目詰まりの程度を間接的に判定する。目詰まり判定処理においては、判定精度を向上させるためには、スタック４０の発電電力、空気搬送源３の出力を固定値または固定領域とすることが好ましい。
【００６３】
本実施例によれば、スタック４０の発電出力に応じて特性をマップ化したマップを、制御部１００のメモリのエリアに格納させている。本実施例においても、収容室１０の内部温度が高い場合には、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加するため、目詰まり判定処理における判定精度を高め易い。そこで、燃料電池システム４が発電運転しているとき、および／または、燃料電池システム４が発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、制御部１００は、目詰まり判定処理を実行することが好ましい。
【００６４】
収容室１０に配置されている燃料電池システム４の熱源としては、図７から理解できるようにスタック４０、改質器４２、インバータ４４、図略のポンプやバルブ等が例示されるが、内部温度センサ５が配置されている下収容室１０ｄには、インバータ４４が配置されているものの、高温となる改質器４２およびスタック４０が配置されていない。従って、熱源としてのインバータ４４が作動しているとき、すなわち、燃料電池システム４の発電運転時において、制御部１００は目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。なお燃料電池システム４が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときにおいても、制御部１００は目詰まり判定処理を実行させることが好ましい。この場合には、インバータ４４等の余熱が収容室１０に存在するため、ケース１の収容室１０の内部温度が高めとなり、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加するためである。
【実施例６】
【００６５】
図８は実施例６を示す。本実施例は実施例５と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形の固体電解質を有する燃料電池である。図８に示すように、導入口１１には通路形成部材が設けられている。通路形成部材１８は、第１通風口１８ｆおよび第２通風口１８ｓを有する。空気搬送源３は、第１通風口１８ｆに配置されている換気ファンで形成された第１空気搬送源３ｆと、第２通風口１８ｓに配置されているブロアで形成された第２空気搬送源３ｓとを有する。燃料電池システム４が発電運転するときには、第１空気搬送源３ｆおよび第２空気搬送源３ｓが作動するため、フィルタ２を介して外部１９の外気が収容室１０に吸引される。
【００６６】
第１空気搬送源３ｆの作動により矢印Ｘ３方向に吸引された空気は、下収容室１０ｄを流れ、導出口１２から外部１９に導出される。第２空気搬送源３ｓの作動により矢印Ｘ４方向に吸引された空気は、第２空気搬送源３ｓの吸入口３ｉから第２空気搬送源３ｓの内部を通過し、第２空気搬送源３ｓの吐出口３ｐから改質器４２およびスタック４０に配管４０ｐｏ等の配管により供給される。改質器４２に供給された空気は、燃焼用燃料を燃焼させる燃焼用空気となる。
【００６７】
本実施例においても、制御部１００が目詰まり判定処理において収容室１０の内部温度と外気温度とを求めれば、フィルタ２の目詰まりの程度が間接的に判定される。目詰まり判定処理においては、判定精度を向上させるためには、空気搬送源３の出力、つまり単位時間あたりの回転数を固定値または固定領域とすることが好ましい。
【００６８】
収容室１０の内部温度が高い場合には、収容室１０の内部温度と外気温度との差が増加するため、フィルタ２の目詰まりの判定精度を高め易いといえる。そこで、燃料電池システム４が発電運転しているとき、および／または、燃料電池システム４が発電運転を停止させる停止処理を実行しているとき、制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行することが好ましい。更に、燃料電池システム４が発電運転を停止させる停止処理を実行しているときも好ましい。上記したインバータ４４の余熱が下収容室１０ｄに存在するため、下収容室１０ｄの内部温度が高くなり、下収容室１０ｓの内部温度と外気温度との差が増加するためである。
【実施例７】
【００６９】
図９は実施例７を示す。本実施例は各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形の固体電解質を有する燃料電池である。図９に示すように、仕切壁１０ｘにより、発電運転時において３００℃以上、４００℃以上の高温となるスタック４０および改質器４２は仕切られており、下収容室１０ｄの部品が熱から保護されている。
【００７０】
収容室１０の下収容室１０ｄには、ブロアで形成された空気搬送源３ｅ（下収容室１０ｄにおいて強制的に室内空気流を形成する唯一の部品）が配置されている。収容室１０の内部温度を判定する内部温度センサ５は、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈ内の空気通路に配置されている。ここで、空気搬送源３ｅに内蔵されている送風部が作動すると、フィルタ２を介して外気が吸引される。更に、下収容室１０ｄの空気が空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの吸入口３ｉから空気搬送源３ｅの内部の空気通路に吸引され、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈの吐出口３ｐから配管４２ｘｐを介して、上収容室１０ｕの改質器４２に供給される。従って、下収容室１０ｄのインバータ４４等の熱源から放出された熱で昇温された空気は、空気搬送源３ｅのハウジング３ｈ内の空気通路を通過するため、ハウジング３ｈ内の内部温度センサ５により温度検知される。すなわち、下収容室１０ｄに収容されているインバータ４４等の熱源から放出された熱で昇温された空気が流れる室内空気流の流路に、内部温度センサ５は配置されているため、内部温度センサ５が検知する内部温度を高めにでき、判定精度を高めるのに貢献できる。
【００７１】
このように内部温度センサ５は、図９から理解できるように、ハウジング３ｈで覆われており、且つ、下収容室１０ｄのインバータ４４といった熱源からの放熱により昇温された空気の温度を検知するものの、上収容室１０ｕの改質器４２やスタック４０といった高温となる熱源から放熱により昇温された空気の温度を検知するものではない。このように内部温度センサ５の保護性が高められている。
【００７２】
改質器４２に供給された空気は、改質部の燃焼バーナに供給され、燃焼用原料を燃焼させ、改質器４２を加熱させ、導出口１２から排気ガスとして外部１９に排出される。加熱された改質器４２は、図略の燃料原料通路から供給された燃料原料を改質させてアノードガスを生成させる。生成されたアノードガスは図略のアノードガス通路の配管を介してスタック４０のアノードに供給され、発電反応に使用される。なお、上収容室１０ｕに流入した空気は、図略のカソードガスポンプにより、カソードガスとしてスタック４０のカソードに供給される。
【実施例８】
【００７３】
図１０は実施例８を示す。本実施例は各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形の固体電解質を有する燃料電池である。図１０に示すように、発電運転時において高温に維持される改質器４２およびスタック４０が仕切壁１０ｘで仕切られ、上収容室１０ｕに配置されている。このため、下収容室１０ｄは昇温されにくく、フィルタ２の目詰まり判定処理の判定精度を向上させるには限界があるおそれがある。前述したように内部温度が高温の方が低温である場合よりも、目詰まり判定処理における判定精度を高め得るためである。
【００７４】
本実施例によれば、下収容室１０ｄに配置されているインバータ４４および制御部１００は、熱源として機能するものであり、図１０に示すように、ケース１内に配置されている副ケースとして機能する第２ケース４４０に収容されている。ここで、第２ケース４４０は、フィルタ２を通過した空気が流入する第２導入口４４１と、インバータ４４および制御部１００からの熱を受熱して昇温された空気が導出される第２導出口４４２と、第２導入口４４１および第２導出口４４２を連通させると共にインバータ４４および制御部１００を収容する第２収容室４４３とをもつ。空気搬送源３が作動すると、空気は第２収容室４４３にも流れる。
【００７５】
図１０に示すように、内部温度センサ５は、第２導出口４４２に対面するように第２収容室４４３に配置されている。このため第２ケース４４０が設けられていない場合に比較し、内部温度センサ５で検知できる内部温度が高温側に移行される。よって、フィルタ２の目詰まり判定処理において、内部温度と外気温度との相関関係からフィルタ２の目詰まりを判定するにあたり、判定精度を向上させるのに有利である。
【実施例９】
【００７６】
図１１は実施例９を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。上記した各実施例によれば、収容室１０の内部温度に関する物理量として、収容室１０の内部温度それ自体が採用されている。しかし本実施例によれば、空気搬送源３の出力が採用されており、空気搬送源３の出力と外気温度との関係に基づいて、フィルタ２の目詰まり判定処理を実行する。制御部１００は、目詰まり判定処理において、収容室１０の内部温度を一定温度にするように空気搬送源３の出力を制御する。ここで、空気搬送源３の出力が高ければ、ケース１の導出口１２から収容室１０に導入される外気の単位時間あたりの流量が増加し、ケース１の収容室１０の内部温度が低下する傾向がある。空気搬送源３の出力が低ければ、ケース１の導出口１２から収容室１０に導入される外気の単位時間あたりの流量が減少し、収容室１０の内部温度が上昇する傾向がある。このため空気搬送源３の出力の高は、収容室１０の内部温度の高に相当する。また空気搬送源３の出力の低は、収容室１０の内部温度の低に相当する。なお、内部温度を一定にするために、フィルタが詰まってくると、空気搬送源３の出力を上げて多くの外気を取り込もうとするため、空気搬送源３の出力の高は、収容室１０の内部温度の高に相当する。
【００７７】
図１１は、収容室１０の内部温度を一定温度（例えば４５〜７５℃の範囲内における一定温度）に維持している条件下においてフィルタ２の目詰まり判定処理を実行するにあたり、空気搬送源３の出力（単位時間当たりの回転数）と外気温度との間に存在する相関関係の一例を示す。図１１の横軸は外気温度を示し、縦軸は空気搬送源３の出力（単位時間あたりの回転数）を示す。図１１に示す特性をマップ化して制御部１００のメモリのエリアに格納させている。具体的には、収容室１０の内部温度がＴ１のときには、図１１（ａ）に示すマップを用いる。収容室１０の内部温度がＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）のときには、図１１（ｂ）に示すマップを用いる。収容室１０の内部温度がＴ３（Ｔ３＞Ｔ２）のときには、図１１（ｃ）に示すマップを用いる。
【００７８】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）においては、閾値を示す特性線Ｋ１０ａ，Ｋ１０ｂ，Ｋ１０ｃよりも下方の領域ＫＡ０では、フィルタ２の目詰まりが進行しておらず、フィルタ２の通気性が確保されており、フィルタ２を通過する単位時間当たりの空気の流量が確保されている。よって外気温度が上昇したとしても、収容室１０の熱こもりが抑制され、収容室１０の内部温度は低めとなり易い。よって領域ＫＡ０では、フィルタ２の通気性が確保されているため、ケース１の外気温度が上昇したとしても、新鮮な外気がフィルタ２を良好に多量に通過して収容室１０に流入されるため、収容室１０の熱こもりが効率よく抑えられている。よって、外気温度が昇温しても、収容室１０の内部温度の昇温が抑制される。このように領域ＫＡ０であれば、フィルタ２の目詰まりが少なく、フィルタ２をメンテナンスするまでもない。なお図１１（ａ）〜図１１（ｃ）において、特性線Ｋ１０ａ，Ｋ１０ｂ，Ｋ１０ｃがそれぞれ示す縦軸の出力値は相違するものである。
【００７９】
これに対して、閾値を示す特性線Ｋ１０ａ，Ｋ１０ｂ，Ｋ１０ｃよりも上方の領域ＫＢ０では、フィルタ２の目詰まりが進行しており、フィルタ２の通気性が低下している。よって、フィルタ２を通過する単位時間当たりの空気の流量が低下しており、外気温度が上昇すると、収容室１０の内部温度が上昇し易く、収容室１０の熱こもりが誘発され易い。よって領域ＫＢ０では、新鮮な外気がフィルタ２を通過しにくいため、収容室１０の熱こもりが促進され、外気温度の昇温に比較して収容室１０の内部温度の昇温が促進される。このような領域ＫＡ０であれば、フィルタ２の目詰まりが進行しており、フィルタ２をメンテナンスすることが好ましい。
【００８０】
このため制御部１００は、フィルタ２の目詰まり判定処理において、空気搬送源３の出力（単位時間あたりの回転数）と外気温度とを判定する。空気搬送源３の出力と外気温度との関係が領域ＫＢ０である場合には、フィルタ２の目詰まりが進行しており、制御部１００は、フィルタ２のメンテナンス時期が近い旨を、ユーザのリモコンまたは管理センターの制御装置に報知する報知信号を出力する。なお、空気搬送源３の出力と外気温度との関係が領域ＫＡ０である場合には、フィルタ２の目詰まりがあまり進行しておらず、特に支障がない限り、フィルタ２をメンテナンスさせずとも良い。目詰まり判定処理が実行されているときには、スタック４０の発電出力をほぼ一定値に維持させておくことが好ましい。
【実施例１０】
【００８１】
図１２は実施例１０を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）システムに適用している。仕切壁１０ｘにより収容室１０は下収容室１０ｄおよび上収容室１０ｕに仕切られている。上収容室１０ｕは、スタック４０および改質器４２を断熱的に包囲する断熱壁４０ｘａを収容する。換気ブロアで形成された空気搬送源３ｋｃが作動すると、外気が導入口１１から下収容室１０ｄに吸い込まれ、更に、空気搬送源３ｋｃから吐出された空気は、上収容室１０ｕに進入し、断熱壁４０ｘａを冷却しつつ、導出口１２から外部１９に導出される。空気搬送源３ｋａが作動すると、下収容室１０ｄの空気はスタック４０のカソードに供給される。空気搬送源３ｋｂが作動すると、下収容室１０ｄの空気は改質器４２の燃焼部に供給され、燃焼部における燃焼に使用される。
【実施例１１】
【００８２】
図１３は実施例１１を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有しており、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）システムに適用している。この場合には、仕切壁が設けられていない。
【００８３】
（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態および実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は例えば電気機器、電子機器、定置用、車両用の燃料電池システムに使用される。
【符号の説明】
【００８５】
１はケース、１０は収容室、１１は導入口、１２は導出口、１９は外部、２はフィルタ、３は空気搬送源、４は燃料電池システム、４０はスタック、４２は改質器、４４はインバータ、５は内部温度センサ、６は外気温度センサ、１００は制御部１００を示す。
【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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