(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が供給される燃料極と酸化剤が供給される酸化剤極とを有する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極に燃料を供給するための燃料供給通路をもつ燃料供給系と、
前記燃料電池の前記酸化剤極に酸化剤を供給するための酸化剤供給通路をもつ酸化剤供給系と、
前記燃料電池に関する複数の運転モードをそれぞれ開始させるための操作スイッチと、
前記操作スイッチで操作された前記運転モードを実行する制御部とを具備しており、
前記制御部は、前記燃料電池システムの現在の状態に応じて、複数の運転モードのうち前記燃料電池システムが実行できるモードを制限し、前記操作スイッチの操作に拘わらず、制限が加えられたモードの実行を制限させる制限制御を実行し、
前記複数の運転モードとして（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）が設けられ、
前記燃料電池システムが設置場所に設置された後で且つ系統連系協議前の状態であるとき、前記制限制御において制限される制限モードは（ｉｉｉ）であり、
前記制限制御は（ｉｉｉ）の運転モードの実行を禁止する燃料電池システム。
（ｉ）前記燃料電池システムを設置場所に設置した後において、系統連系協議前において、前記燃料電池と商用電源とを電気的に遮断させた状態で前記燃料電池を発電試運転させることにより燃料電池が発電可能であることを確認する設置運転モード、
（ｉｉ）前記燃料電池と前記商用電源とを電気的に接続させた状態で、系統連系許可条件を満足するか確認するために前記燃料電池を発電させる系統連系運転モード
（ｉｉｉ）前記燃料電池と前記商用電源および電力負荷とを電気的に接続させた状態で、前記電力負荷に電力を供給するために前記燃料電池を発電させる通常発電モード
【請求項２】
請求項１において、前記設置運転モードを実行する前の状態において、前記制限制御において制限される制限モードは（ｉｉｉ）に加えて、（ｉｉ）（ｉｖ）および（ｖ）である燃料電池システム。
（ｉｖ）定期的または不定期的なメンテナンスのために実行されるメンテナンスモード
（ｖ）前記燃料電池を発電させないで、前記燃料電池システムの状態を待機させる待機モード
【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。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、燃料が供給される燃料極と酸化剤が供給される酸化剤極とを有する燃料電池と、燃料電池の前記燃料極に燃料を供給するための燃料供給通路をもつ燃料供給系と、燃料電池の酸化剤極に酸化剤を供給するための酸化剤供給通路をもつ酸化剤供給系と、燃料電池に関する複数の運転モードをそれぞれ開始させるための操作スイッチと、操作スイッチで操作された運転モードを実行する制御部とを備えている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０９４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したシステムによれば、システムが設置場所に設置されたとき、システムを発電試運転させるが、操作スイッチは複数存在する。このため万一、作業者が操作スイッチの入力ミスするとき、システムの円滑な発電運転に影響を与えるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、システムが設置場所に設置されたときにおいて、万一、作業者が操作スイッチの入力ミスをしたときであっても、システムの円滑な運転に影響を与えるおそれを解消させる燃料電池システム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システム（以下、システムともいう）は、燃料が供給される燃料極と酸化剤が供給される酸化剤極とを有する燃料電池と、燃料電池の前記燃料極に燃料を供給するための燃料供給通路をもつ燃料供給系と、燃料電池の酸化剤極に酸化剤を供給するための酸化剤供給通路をもつ酸化剤供給系と、燃料電池に関する複数の運転モードをそれぞれ開始させるための操作スイッチと、操作スイッチで操作された運転モードを実行する制御部とを具備しており、制御部は、燃料電池システムの現在の状態に応じて、複数の運転モードのうちシステムが実行できるモードを制限し、操作スイッチの操作に拘わらず、制限が加えられた運転モードの実行を制限させる制限制御を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料電池システムの現在の状態に応じて、制御部は、複数の運転モードのうちシステムが実行できるモードを制限し、操作スイッチの操作に拘わらず、制限が加えられた運転モードの実行を制限させる制限制御を実行する。このような本発明によれば、システムが設置場所に設置されたときにおいて、万一、作業者（メンテナンス者、ユーザを含む）が操作スイッチの入力ミスをしたときであっても、システムの円滑な運転に影響を与えるおそれを解消させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】システムの構造を模式的に示す図である。
【図２】システムが建築物に装備されている構造を模式的に示す図である。
【図３】第１操作表示部を示す正面図である。
【図４】第２操作表示部を示す正面図である。
【図５】制御部の入力および出力関係を示すブロック図である。
【図６】制御部が実行するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
好ましくは、商用電源と燃料電池とを電気的に接続および遮断し且つ接続により燃料電池からの電力を電力負荷に給電可能とする連系用スイッチング素子が設けられている。
【００１０】
本発明によれば、燃料電池システムが設置場所に設置された後で且つ系統連系協議前である状態であるとき、制御部は、制限制御において、燃料電池と電力負荷とを電気的に遮断させた状態で燃料電池を運転させる設置運転モードの実行を許容するものの、燃料電池と電力負荷とを電気的に接続させた状態で電力負荷に応じて燃料電池を通常運転させる通常運転モードを禁止する。系統連系協議とは、燃料電池システムが設置場所に設置された後において、商用電源と燃料電池とを電気的に接続するための協議を意味し、通常、電力会社の管理者の立ち会いのもとで行われる。
【００１１】
本発明によれば、システムが実行可能な複数の運転モードとして（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）が設けられている。この場合、燃料電池システムが設置場所に設置された後で且つ系統連系協議前である状態であるとき、制限制御において制限される制限モードは（ｉｉｉ）である。この場合、（ｉｉｉ）の実行は制限され、（ｉ）および（ｉｉ）は実行可能である。
（ｉ）燃料電池システムを設置場所に設置した後において、系統連系協議前において、燃料電池と商用電源とを電気的に遮断させた状態で燃料電池を発電試運転させることにより燃料電池が発電可能であることを確認する設置運転モード
（ｉｉ）燃料電池と商用電源とを電気的に接続させた状態で、系統連系許可条件を満足するか確認するために燃料電池を発電させる系統連系運転モード
（ｉｉｉ）燃料電池と商用電源および電力負荷とを電気的に接続させた状態で、電力負荷に電力を供給するために燃料電池を発電させる通常発電モード
また本発明によれば、設置運転モードを実行する前の状態において、制限制御において制限される制限モードは（ｉｉｉ）に加えて、（ｉｉ）（ｉｖ）および（ｖ）とすることができる。従って設置運転モードを実行する前の状態において、（ｉｉ）（ｉｉｉ）（ｉｖ）および（ｖ）の実行は制限される。
（ｉｖ）定期的または不定期的なメンテナンスするために実行されるメンテナンスモード
（ｖ）燃料電池を発電させないで、燃料電池システムの状態を待機させる待機モード
ここで、制限とは、制限されたモードにおける操作の実行の禁止を含む。燃料電池は、固体高分子形、固体酸化物形、リン酸形、溶融炭酸塩形などが挙げられる。
【００１２】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を具体的に説明する。図１は実施形態１を示す。システムは、固体高分子形の燃料電池で形成されたスタック１と、燃料をスタック１の燃料極１０に供給する燃料供給系２と、酸化剤ガスをスタック１の酸化剤極１１に供給する酸化剤供給系５と、スタック１を冷却させる冷却系６と、制御部７とを有する。燃料供給系２は、燃料原料源２１とスタック１の燃料極１０とを繋ぐ燃料供給通路２０と、燃料供給通路２０に設けられた燃料バルブ２２および燃料ポンプ２３（燃料原料搬送源）と、燃料供給通路２０に設けられ燃料原料を水蒸気で改質させてガス状の燃料（水素含有ガス、アノードガス）を形成する改質器２４と、改質器２４の出口側のバルブ２５ｖと、燃料供給通路２０に設けられガス状の燃料の水分を低下させる凝縮器２７と、燃料供給通路２０を開閉させる入口バルブ２８と、スタック１の燃料極１０から排出された燃料のオフガスをバーナ２６に供給させる燃料吐出通路２９と、燃料吐出通路２９に設けられた出口バルブ３０と、オフガスの水分を低下させる凝縮器２９ｈとを有する。
【００１３】
燃料供給通路２０には脱硫器９７（有害成分低減器）が設けられている。脱硫器９７の脱硫材９７ａ（有害成分低減材）は、改質部２５に供給される前の燃料原料に含まれている有害成分としての硫黄成分を低減させる機能を有する。燃料供給通路２０には、バイパスバルブ４５をもつバイパス通路４６が設けられている。
【００１４】
スタック１は多数の膜電極接合体（ＭＥＡ）を有する。ＭＥＡは、燃料極１０及び酸化剤極１１に挟持された固体高分子型のイオン伝導膜１２（例えば炭化フッ素系、炭化水素系）を有する。燃料電池は酸化還元反応により電気エネルギを発生させるものである。ＭＥＡは、シート型でも良いし、チューブ型でも良い。燃料極１０内の圧力を検知するセンサ１０ｓ、酸化剤極１１内の圧力を検知するセンサ１１ｓとが設けられている。スタック１は、遮断機能および接続機能をもつブレーカ４７およびインバータ４８を介して商用電源４９と接続されて系統連系されている。スタック１の電力で不足するときには、商用電源４９の電力で電力負荷（例えば、システムの内部に設けられている内部負荷、システムの外部に設けられている外部負荷）を作動させる。インバータ４８はマイコンを有する。
【００１５】
図１に示すように、改質器２４は、燃料原料を気相状または液相状の水で改質させる改質部２５と、改質反応に適するように改質部２５を加熱させるバーナ２６（加熱部）とを有する。改質部２５内の圧力を検知するセンサ２５ｓが設けられている。
【００１６】
図１に示すように、改質部２５に改質用の気相状または液相状の水を供給する改質水系３４が設けられている。改質水系３４は、システムの凝縮水を改質用の水として貯留するタンク３５と、タンク３５と改質部２５とを繋ぐ改質水通路３６と、改質水通路３６に設けられた水ポンプ３７（水搬送源）および水バルブ３８と、液相状の水を気相化させて水蒸気とする蒸発部３９とを有する。タンク３５の水量を検知するセンサ９３，９４が設けられている。蒸発部３９は改質器２４と別体でも良いし、改質器２４に搭載されていても良い。
【００１７】
改質水系３４には水精製系９が接続されている。水精製系９は、タンク３５に供給する原料水を精製させるものであり、原料水を供給するバルブ９０と、イオン交換樹脂等の水精製作用を有する第１水精製材９１ａを有する第１水精製部９１と、イオン交換樹脂等の水精製作用を有する第２水精製材９２ａを有する第２水精製部９２とをもつ。システムの各凝縮器で生成された凝縮水は、第２水精製部９２に供給される。
【００１８】
更に図１に示すように、燃料供給系２は、燃料供給通路２０とバーナ２６とを連通させるバルブ４０ａをもつ分岐路４０と、空気通路４１と、空気通路４１に設けられたポンプ４２（燃焼用空気搬送源）とを有する。空気通路４１は、酸化剤供給通路５２と連通していても良い。燃料原料源２１の燃料原料は分岐路４０から燃焼用燃料としてバーナ２６に供給される。ポンプ４２が作動すると、燃焼用空気がバーナ２６に供給される。ひいては燃焼用燃料がバーナ２６で燃焼され、改質部２５を加熱させる。なお、改質部２５で改質される燃料原料はガス状でも良いし、液状でも良いが、都市ガス等のガス状が好ましい。場合によっては、都市ガスに代えて、ＬＰＧ、灯油、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、バイオガス等が例示できる。バーナ２６で燃焼された排ガスは、排気路４３に放出され、凝縮器４３ｈにより水分を低下させた後に外部に排出される。
【００１９】
図１に示すように、酸化剤供給系５は、加湿路５０ａおよび吸湿路５０ｂを区画する水分保持部材５０ｃをもつ加湿器５０と、酸化剤ガス（空気）をフィルタ５１（浄化材）で浄化させた後に加湿器５０の加湿路５０ａを介してスタック１の酸化剤極１１に供給する酸化剤供給通路５２と、酸化剤供給通路５２に設けられた酸化剤ポンプ５３（酸化剤搬送源）と、酸化剤供給通路５２を開閉させる入口バルブ５４と、スタック１の酸化剤極１１から吐出された湿った酸化剤オフガスを加湿器５０の吸湿路５０ｂおよび凝縮器５５ｈを介して水分を低下させた後に外部に吐出させる酸化剤吐出通路５５と、酸化剤吐出通路５５に連通し加湿器５０の吸湿路５０ｂを迂回させる復路用の迂回路５６と、スタック１の酸化剤極１１から吐出された酸化剤オフガスを迂回路５６に流す復路用の迂回バルブ５７とを有する。酸化剤供給通路５２には、これを流れる酸化剤ガス（空気）の単位時間あたりの流量を検知するセンサ５２ｓが設けられている。
【００２０】
水分保持部材５０ｃは、水分保持性およびガスバリヤ性を有しており、例えばイオン交換膜等で形成されている。図１から理解できるように、迂回バルブ５７は、加湿器５０の吸湿路５０ｂに流れる流量と迂回路５６に流れる流量との比を可変にできる。更に、酸化剤供給通路５２に連通し加湿器５０の加湿路５０ａを迂回させる往路用の迂回路５８と、スタック１の酸化剤極１１に供給される直前の酸化剤ガスを迂回路５８に流す往路用の迂回バルブ５９とを有する。迂回バルブ５９は、加湿器５０の加湿路５０ａに流れる流量と迂回路５８に流れる流量との比を可変にできる。なお、場合によっては、往路用の迂回路５８と往路用の迂回バルブ５９とを廃止することもできる。
【００２１】
冷却系６は、スタック１の内部に形成されている冷媒通路１３に連通する循環通路６０と、冷媒（冷却水等の冷却液）を循環通路６０において循環させる冷媒ポンプ６１（冷媒搬送源）と、循環通路６０に設けられ循環通路６０の冷媒の温度を検知する温度センサ６２と、循環通路６０の冷媒を加熱させるヒータ６３（電力消費要素）とを有する。なお、スタック１の起動時に、制御部７はヒータ６３を発熱させて循環通路６０の冷媒を予熱させ、スタック１を予熱させることができる。更に冷却系６は、循環通路６０から分岐する分岐路６５と、冷媒処理部６６と、冷媒処理部６６に流れる流量を検知する流量センサまたは冷媒処理部６６内の液位を検知する液位センサで形成されたセンサ６７とを有する。冷媒処理部６６の冷媒処理材６６ａは、冷媒（例えば冷却水等の冷却液）に含まれている不純物を低減させて冷媒の電気絶縁性を高めるように、イオン交換樹脂等で形成されている。冷媒ポンプ６１が作動すれば、冷媒が循環通路６０およびスタック１の冷媒通路１３に循環し、スタック１の熱を奪うことができる。このとき、冷媒は冷媒処理材６６ａにより電気絶縁性が高められる。
【００２２】
図１に示すように、貯湯系８が設けられている。貯湯系８は、貯湯通路８０と、循環通路６０と貯湯通路８０とを熱交換させる熱交換器８１と、貯湯通路８０の水を搬送させるポンプ８２（貯湯水搬送源）と、貯湯通路８０に繋がる貯湯槽８５と、貯湯槽８５内の水が不足したら補充水（例えば水道水）を補充する補充通路８４とを有する。ポンプ８２が作動すれば、貯湯通路８０の水が搬送され、循環通路６０の熱エネルギが貯湯通路８０に伝達され、貯湯通路８０の水温が上昇し、ひいては貯湯槽８５の熱エネルギが上昇する。
【００２３】
スタック１の発電運転時には、スタック１と電力負荷５０２とを電気接続した状態で、制御部７は、燃料バルブ２２を開放した状態で燃料ポンプ２３を作動させて、燃料原料源２１のガス状の燃料原料を改質器２４の改質部２５に供給し、更に、水ポンプ３７を作動させ、タンク３５の改質用水を蒸発部３９により水蒸気化した後に改質部２５に供給する。この結果、燃料原料は改質部２５で水蒸気改質されてガス状の燃料（水素含有ガス，アノードガス）となる。その燃料は凝縮器２７で過剰の水分を落とした後、開放している入口バルブ２８からスタック１の燃料極１０に供給される。更に、制御部７は、バルブ５４，５７，５９を開放した状態で酸化剤ポンプ５３を作動させて、酸化剤ガス（空気）をフィルタ５１を通過させ、加湿器５０の加湿路５０ａで加湿させた後、スタック１の酸化剤極１１の入口に供給する。これによりスタック１が発電運転する。このようにシステムの通常運転モードが実行される。通常運転モードは、家庭用または業務用等の電力負荷５０２の要求および／または貯湯槽８５の温水量に応じて運転される。発電された電力は電力負荷５０２により消費される。
【００２４】
但し、起動当初では、改質器２４で改質された燃料の組成の安定性が充分でないときがあるため、制御部７は、入口バルブ２８および出口バルブ３０を閉鎖した状態で、バイパスバルブ４５を開放し、燃料をバイパス通路４６に流し、スタック１の燃料極１０に流さない。改質された燃料の組成が安定すると、制御部７は、入口バルブ２８および出口バルブ３０を開放させ、バイパスバルブ４５を閉鎖し、燃料をバイパス通路４６ではなくスタック１の燃料極１０に供給する。
【００２５】
スタック１の燃料極１０の出口から吐出された燃料のオフガス（アノードオフガス）は、可燃成分を有するため、燃料吐出通路２９を流れ、凝縮器２９ｈで水分を低下させた後、バーナ２６に吐出され、燃焼される。これに対して、スタック１の酸化剤極１１の出口から吐出された酸化剤オフガスは、酸化剤吐出通路５５から加湿器５０の吸湿路５０ｂに流れる。迂回バルブ５７の制御により、酸化剤オフガスが加湿器５０の吸湿路５０ｂに流れる流量と、酸化剤オフガスが迂回路５６に流れる流量との比率を可変に制御できる。上記したシステムの各機器および各要素は、筐体５００の収容室５０１に収容されている。
【００２６】
図２は、建築物６００（施設）の室外にシステムが設置されている状態を示す。システムの筐体５００は、建築物６００の室外において、建築物６００に隣設された状態で貯湯槽８５と共に設置される。建築物６００の室内に存在するユーザがシステムを操作できるように、建築物６００（施設）の室内には、リモコン式の第１操作表示部７００が設けられている。第１操作表示部７００は、システムの発電運転に関する基本操作を簡易的に設定すると共に、システムの発電運転に関する基本情報を簡易的に表示する。具体的には図３に示すように、第１操作表示部７００は貯湯槽制御部と通信可能であり、システムの起動用のスイッチ７０１と、システムの発電運転停止用のスイッチ７０２と、ユーザがシステムの運転の起動時刻およびシステムの運転の停止時刻等を設定するタイマー設定部としてのスイッチ７０３と、システムの発電電力を表示する表示部７０６と、システムが商用電源から購入する電力量を表示する表示部７０７と、貯湯槽８５の湯量を表示（相対表示）する表示部７０８とをもつ。
【００２７】
図４は、建築物６００の室外から露見できるように、すなわち、システムの筐体５００の外部から露見できるように、筐体５００に設けられている第２操作表示部８００を示す。第２操作表示部８００はインバータ４８とは分離されており、システムの発電運転に関する操作を詳細に設定すると共に、システムの発電運転に関する詳細な情報を表示する。図４に示すように、第２操作表示部８００は、電源オン時に点灯するランプ８０１と、起動中に点灯するランプ８０２と、発電中に点灯するランプ８０３と、停止動作中に点灯するランプ８０４と、通常運転中に点灯するランプ８０５と、エラー発生時に点灯するランプ８０６と、７セグメントＬＥＤで形成された第１表示部８１１と、７セグメントＬＥＤで形成された第２表示部８１２と、７セグメントＬＥＤで形成された第３表示部８１３と、７セグメントＬＥＤで形成された第４表示部８１４と、０モード〜３モードを選択可能な回転式の操作選択スイッチ８２１と、０〜９の数字に対応するモードを選択できる回転式の番号選択スイッチ８２２と、第１表示部８１１〜第４表示部８１４において表示する内容を選択する回転式の表示選択スイッチ８２３と、各モードの処理を実行するための実行スイッチ８２４と、各モードにおける処理を停止するための停止スイッチ８２５と、強制発電スイッチ８２６と、商用電源４９と系統連系するときの運転規定値の設定に使用される第１設定スイッチ８３１〜第４設定スイッチ８３４と、制御部７をパソコンに接続するためのＰＣ接続口８３６とを有する。
【００２８】
図４に示すように、第２操作表示部８００は、各モードの実行に必要とされる時間を表示する７セグメントＬＥＤで形成された時間表示部８１８と、各モードを実行しているときにおける残り時間を表示する７セグメントＬＥＤで形成された残り時間表示部８１９とを備えている。なお、スイッチ８２１〜８２３は回転式に限定されず、スライド式としても良い。上記した７セグメントＬＥＤに代えて液晶パネル等の表示パネルとしても良い。
【００２９】
図５に示すように、制御部７は、入力処理回路７０と、タイマー機能をもつＣＰＵ７１と、メモリ７２，７３と、出力処理回路７４とを有しており、バルブ２２，２５ｖ，２８，３０，４０ａ，９０，５４，５７，５９、ポンプ２３，３７，４２，６１，５３，８２，５２１、ランプ８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６、表示部８１１，８１２，８１３，８１４、警報器８５０，時間表示部８１８，残り時間表示部８１９、表示部７０６，７０７，７０８等を制御する。警報器８５０は音響的警報、視覚的警報、光学的警報等でも良い。また、制御部７は、各センサ２５ｓ，１０ｓ，１１ｓ，５２ｓ，６７，９３，９４の信号、更に各スイッチ７０１，７０２，７０３，８２１，８２２，８２３，８２４，８２５，８２６，８３１，８３２，８３３，８３４等の信号を受信する。
【００３０】
図１に示すように、商用電源４９はブレーカ５０３を介して、家庭用または業務用の電力負荷５０２に電気的に接続されている。商用電源４９および電力負荷５０２は、連系用スイッチング素子５０６を介してスタック１に接続される。連系用スイッチング素子５０６は、商用電源４９および電力負荷５０２とスタック１とを電気的に接続させるためスイッチング素子である。連系用スイッチング素子５０６は、商用電源４９の商用電力とスタック１の発電電力とを電気的に接続させる接続形態と、スタック２と商用電源４９との間を電気的に遮断させる遮断形態とに切り替え可能とされている。連系用スイッチング素子５０６はリレースイッチで形成できるが、半導体スイッチでも良い。更に、補機を作動させるための駆動回路を搭載する補機駆動電源５３０が連系用スイッチング素子５０６と商用電源４９との間に整流回路５４０を介して繋がれている。
【００３１】
ここで、補機はシステムの発電運転に伴う動作を行う機器である。従って、補機としては、図１に示すシステムの内部に配置されている水ポンプ３７、燃料ポンプ２３、酸化剤ポンプ５３、冷媒ポンプ６１、ポンプ４２，水ポンプ３７，さらにはバルブ２２，３８，２８，３０，２５ｖ，５４，５９等が挙げられる。これらは駆動回路を有する。但し、便宜上、本明細書では、これらを補機としてまとめる。補機は一般的には直流電力で駆動される。
【００３２】
さて本実施形態の要部について説明を加える。システムが実行可能なモードとしては、（ｉ）システムを設置場所に設置した後において、系統連系協議前において、スタック１と商用電源４９とを電気的に遮断させた状態でスタック１を発電試運転させることにより、スタック１が発電可能であることを確認する設置運転モード（発電試運転モード）、（ｉｉ）系統連系協議において、系統連系条件を満足するか否か確認するために、スタック１と電力負荷５０２と商用電源４９とを電気的に接続させた状態で、スタック１の発電出力を所定値まで強制的に上昇させる系統連系運転モード、（ｉｉｉ）系統連系協議後において、スタック１と電力負荷５０２および商用電源４９とを電気的に接続させた状態で、電力負荷５０２の負荷量および／または貯湯槽８５に溜められている温水量に応じて、スタック１を自動的に発電運転させる通常運転モード、（ｉｖ）システムをメンテナンスするメンテナンス者による定期的または不定期的に実行されるメンテナンスモード、（ｖ）スタック１を発電させないで、システムの状態を待機させる待機モード、（ｖｉ）外付けパソコンのコードをＰＣ接続口８３６を差込み、外付けパソコンを制御部７に直接的または間接的に接続した状態で、パソコンによりシステムを発電運転等の運転をさせるＰＣ操作モードが挙げられる。ＰＣ操作モードでは、データをパソコンのメモリに取り込むことができる。ＰＣ操作モードについては、システム管理者が実行する特別のモードであるため、システムの状態の如何にかかわらず、制限されないことが好ましい。
【００３３】
ところで、システムが実行可能なモードを実行する図４に示すスイッチの操作（制限制御がかけられていないときのスイッチ操作）について、以下、更に説明を加える。
【００３４】
（ａ）作業者が操作選択スイッチ８２１の『０モード』を選択している場合
（ａ−１）上記した『０モード』が選択されている場合において、作業者が番号選択スイッチ８２２の０〜９のうちのいずれかを選択しているとき、実行スイッチ８２４を操作すると、連系用スイッチング素子５０６が遮断されている状態で、すなわちスタック１が商用電源４９とが系統連系されていない状態で、制御部７はシステムを発電試運転させる設置運転モードを自動的に実行する。このとき、系統連系協議前であるため、連系用スイッチング素子５０６が遮断されており、スタック１と商用電源４９とは互いに断電状態であるものの、商用電源４９から補機駆動電源５３０に給電され、ひいてはシステムの補機に給電され、補機が作動可能となる。設置運転モードは、発電を伴わない第１設置運転モードと、発電を伴う第２設置運転モードとを含む。
【００３５】
『第１設置運転モード』では、制御部７は、改質用水を溜めるタンク３５の水張り試験を実行する。この場合、バルブ９０（補機）を開放させて原料水（水道等）を第１水精製部９１，第２水精製部９２を介してタンク３５に供給させる水張り試験を行う。この場合、バルブ９０の開放時刻から所定時間以内にタンク３５のセンサ９３が所定水位を検知すれば、制御部７は水張り試験が良好であると判定し、『第１設置運転モード』が終了する。しかしバルブ９０の開放時刻から所定時間を経過しても、センサ９３が所定水位を検知しないときには、制御部７は、水張り試験が良好ではないと判定し、警報器８５０に警報信号を出力する。
【００３６】
『第１設置運転モード』では制御部７は気密試験も実行する。この場合、制御部７は、バルブ２８，４５を閉鎖し、且つ、燃料バルブ２２を開放した状態で、燃料ポンプ２３を作動させて、燃料原料源２１の燃料原料を改質器２４の改質部２５に供給し、その後、バルブ２２を閉鎖させる。これによりバルブ２２とバルブ２８，４５との間は、密閉空間とされる。バルブ２２の閉鎖後に、所定時間経過しても密閉空間の内圧が低下しないときには、気密試験は良好とされ、『第１設置運転モード』が終了する。内圧低下はセンサ２５ｓにより検知される。所定時間経過したとき、密閉空間の内圧の低下が所定圧を超えるとき、制御部７は気密試験が良好でないと判定し、警報器８５０に警報信号を出力する。
【００３７】
上記したように『第１設置運転モード』において水張り試験および気密試験が良好であると、制御部７は『第２設置運転モード』に移行し、システムの発電試験を実行する。発電試験では、制御部７は、バルブ２８を閉鎖し、バルブ４５を開放し、且つ、燃料バルブ２２を開放した状態で、燃料ポンプ２３を作動させて、燃料原料源２１の燃料原料を改質器２４の改質部２５に供給する。更に、制御部７は水ポンプ３７を作動させ、タンク３５の改質用水を蒸発部３９により水蒸気化した後に改質部２５に供給する。
【００３８】
この結果、燃料原料は改質部２５で水蒸気改質されて水素を含むアノードガス（燃料）となる。ここで、改質部２５の起動初期では、改質部２５の温度の安定性が必ずしも充分ではないため、燃料であるアノードガスの組成の安定性も必ずしも充分ではないことがある。そこで、起動初期ではバルブ２８を閉鎖させ且つバルブ４５を開放させ、アノードガスをスタック１に供給することなく、バイパス通路４６を介してバーナ２６に供給して燃焼させる。改質部２５の温度の安定性が高くなったら、アノードガスの組成が安定する。そこで制御部７はバルブ２８を開放させ且つバルブ４５を閉鎖させ、アノードガスをバイパス通路４６に供給することなく、スタック１の燃料極１０に供給する。更に、制御部７は、バルブ５４，５７，５９を開放した状態で酸化剤ポンプ５３を作動させて、カソードガスである酸化剤ガスを加湿器５０の加湿路５０ａを介してスタック１の酸化剤極１１に供給する。これによりスタック１が発電試験される。このようにシステムの発電運転は実行される。『設置運転モード』は系統連系協議前であり、連系用スイッチング素子５０６がオフであり、電力負荷５０２に給電できない。そこで、制御部７は、発電試験で発電された電力を冷却系６のヒータ６３に給電し、ヒータ６３の発熱として消費する。場合によっては、貯湯系８にヒータが設けられている場合には、貯湯系８のヒータの発熱で電力を消費させても良い。
【００３９】
さて、『設置運転モード』では、まだスタック１と商用電源４９とを系統連系させる系統連系協議前であるものの、スタック１の発電電力が所定値（例えば定格出力）に増加するまで実行される。スタック１の発電電力が所定値以上になった状態で所定時間経過すると、『第２設置運転モード』における発電試験は良好と判定される。スタック１の発電電力が所定値（例えば定格出力）にならないとき、制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。
【００４０】
（ａ−２）操作選択スイッチ８２１の『０モード』が選択されている場合において、番号選択スイッチ８２２の０〜９のうちのいずれかが選択されているとき、強制発電スイッチ８２６が操作されると、制御部７は、連系用スイッチング素子５０６を接続させた状態で、システムの『系統連系運転モード』を自動的に実行し、スタック１が自動的に発電運転する。この場合、発電運転の手順は、基本的には、『設置運転モード』における手順と同じである。
【００４１】
（ｂ）操作選択スイッチ８２１の『１モード』が選択されている場合において、番号選択スイッチ８２２の０〜９のうちのいずれかが選択されているとき、実行スイッチ８２６が操作されると、制御部７は、連系用スイッチング素子５０６を接続させた状態で、通常運転モードを実行し、システムの発電運転を自動的に開始する。この場合、発電運転の手順は、基本的には、『設置運転モード』における手順と同じである。すなわち、制御部７は、燃料バルブ２２を開放した状態で燃料ポンプ２３を作動させて、燃料原料源２１の燃料原料を改質器２４の改質部２５に供給し、更に、水ポンプ３７が作動し、水タンクの改質用水を蒸発部３９により水蒸気化した後に改質部２５に供給する。この結果、燃料原料は改質部２５で水蒸気改質されてアノードガスとなる。その燃料は凝縮器２７で過剰の水分を落とした後、開放している入口バルブ２８からスタック１の燃料極１０に供給される。更に、制御部７は、入口バルブ５４を開放した状態で酸化剤ポンプ５３を作動させて、酸化剤ガスを加湿器５０の加湿路５０ａで加湿させた後、スタック１の酸化剤極１１の入口に供給する。これによりスタック１が発電運転する。なお、アノードガスの組成が安定するまで、バイパス通路４６を介してバーナ２６に供給することも前述同様である。『通常運転モード』では、スタック１の発電電力は電力負荷５０２および／またはヒータ６３で消費される。
【００４２】
（ｃ）操作選択スイッチ８２１の『２モード』が選択されている場合には、下記のメンテナンスモード（ｃ−１）〜（ｃ−７）のいずれかを実行する。
【００４３】
（ｃ−１）作業者がメンテナンスにより第１水精製部９１，第２水精製部９２を交換したとき、操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択する。この場合、更に作業者が番号選択スイッチ８２２の０を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は水精製材メンテナンスモードを実行する。メンテナンスモードは、発電を伴わない第１メンテナンスモードと、発電を伴う第２メンテナンスモードとを含む。このモードの第１メンテナンスモードでは、制御部７は、バルブ９０を開放して原料水を第１水精製部９１，第２水精製部９２を経てタンク３５に供給する。タンク３５に給水された水量はセンサ９３により検知される。なお、バルブ９０の開放時刻から所定時間内にタンク３５に所定の水量が供給されないとき、水漏れが予想され、水精製部９１，９２の交換不良として制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。なお交換不良であれば、作業者は交換作業を再度行うことが好ましい。水漏れがない場合には、制御部７は第２メンテナンスモードを実行し、スタック１の発電動作確認する。この場合、メンテナンス者はスイッチ８２１を『２モード』に設定した状態で、強制発電スイッチ８２６を操作する。
【００４４】
（ｃ−２）作業者がメンテナンスにより分岐路６５の冷媒処理材６６ａを交換したとき、操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択する。この場合、作業者が番号選択スイッチ８２２の１を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、冷媒処理材メンテナンスモードを自動的に実行する。まず第１メンテナンスモードでは、制御部７は、ポンプ６１を作動させて循環通路６０の冷媒（冷却水等の冷却液）を循環させる。冷媒処理部６６における冷媒の循環流量は、センサ６７により検知される。なお、ポンプ６１の作動開始時刻から所定時間内に所定の循環流量に到達しないとき、冷媒処理材６６ａの交換不良として制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。なお交換不良であれば、作業者は交換作業を再度行うことが好ましい。冷媒漏れがない場合には、制御部７は第２メンテナンスモードを実行し、スタック１の発電動作を確認する。この場合、メンテナンス者はスイッチ８２１を『２モード』に設定した状態で、強制発電スイッチ８２６を操作する。
【００４５】
（ｃ−３）作業者がメンテナンスにより脱硫器９７の脱硫材９７ａを交換したとき、操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択する。この場合、作業者が番号選択スイッチ８２２の２を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は脱硫材メンテナンスモードを自動的に実行する。このモードの第１メンテナンスモードでは、制御部７は、改質部２５の出口側バルブであるバルブ２５ｖまたはバルブ２８，４５を閉鎖した状態で、改質部２５の入口側バルブであるバルブ２２を開放させ、燃料ポンプ２３を作動させ、燃料原料源２６からガス状の燃料原料を改質部２５内に供給し、改質部２５の内部を高圧とし、その後、バルブ２２を閉鎖し、改質部２５の内部を密閉空間とさせる。脱硫器９７の交換不良があると、密閉空間を形成する改質部２５の圧力は低下するが、圧力低下はセンサ２５ｓにより検知される。なお、バルブ２２の閉鎖時刻から所定時間内に改質部２５内の圧力が低下するとき、脱硫器９７の交換不良として制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。なお交換不良であれば、作業者は交換作業を再度行うことが好ましい。圧力低下がない場合には、制御部７は第２メンテナンスモードを実行し、スタック１の発電動作を確認する。この場合、メンテナンス者はスイッチ８２１を『２モード』に設定し、強制発電スイッチ８２６を操作する。
【００４６】
（ｃ−４）作業者がメンテナンスによりスタック１を冷却させる循環通路６０の冷媒（例えば冷却液）を交換したとき、操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択する。この場合、作業者が番号選択スイッチ８２２の３を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は冷媒メンテナンスモードを自動的に実行する。このモードでは、循環通路６０の冷媒が交換されたとき、制御部７は、ポンプ６１を作動させて循環通路６０の冷媒を循環させる。分岐路６５を流れる冷媒の循環流量は、センサ６７により検知される。なお、ポンプ６１の作動開始時刻から所定時間内に所定の循環流量に到達しないとき、冷媒の交換不良として制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。なお交換不良であれば、作業者は交換作業を再度行うことが好ましい。冷媒洩れがない場合には、制御部７は第２メンテナンスモードを実行し、スタック１の発電動作を確認する。この場合、メンテナンス者はスイッチ８２１を『２モード』に設定した状態で、強制発電スイッチ８２６を操作する。
【００４７】
（ｃ−５）電圧センサ１ｓによりスタック１の電圧が過剰に低下しており、スタック１の内部にフラッディングが発生していることが検知または判定された場合、作業者が操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択する。この場合、作業者が番号選択スイッチ８２２の５を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、パージガスをスタック１の酸化剤極１１の内部に供給し、スタック１の酸化剤極１１の内部の余剰水を酸化剤極１１の外部に吐出させるパージモードが実行される。このモードでは、制御部７は、スタック１の内部にフラッディングが発生しているときには、バルブ５４を開放させ、酸化剤ポンプ５３の作動により、酸化剤ガス（空気）をパージガスとしてスタック１の酸化剤極１１の内部に所定時間供給し、スタック１の酸化剤極１１の内部に残留する液相状の余剰水を酸化剤極１１の外部に吐出させる。
【００４８】
（ｃ−６）作業者が操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択し、且つ、作業者が番号選択スイッチ８２２の７を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、スタック１の内部の気密度を確認する気密試験を自動的に実行する。気密試験では、制御部７は、バルブ５４を開放させた状態で酸化剤ポンプ５３の作動により、酸化剤ガス（空気）をスタック１の酸化剤極１１の内部に供給し、その後、酸化剤極１１の入口側のバルブ５４と，酸化剤極１１の出口側のバルブ５７とを閉鎖し、酸化剤極１１を密閉空間とする。酸化剤極１１の内部の圧力低下は、センサ１１ｓにより検知される。なお、バルブ５４，５７の閉鎖時刻から所定時間内に圧力低下が検知されると、スタック１の酸化剤極１１の気密警報として、制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。なお交換不良であれば、作業者は漏れ箇所を特定して修正後に再度行うことが好ましい。
【００４９】
同様に、制御部７は、バルブ２２，２５ｖ，２８，３０を開放させた状態で燃料ポンプ２３を作動させ、燃料原料をスタック１の燃料極１０の内部に供給し、その後、バルブ２８，３０を閉鎖し、燃料極１０を密閉空間とする。燃料極１０の内部の圧力低下はセンサ１０ｓにより検知される。なお、燃料極１０が密閉空間とされた時刻から所定時間内に圧力低下が検知されると、スタック１の燃料極１０の気密警報として、制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。
【００５０】
（ｃ−７）作業者はフィルタ５１（浄化材）を交換した場合、作業者が操作選択スイッチ８２１の『２モード』を選択する。この場合、作業者が、番号選択スイッチ８２２の８を選択した後、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、スタック１に供給させる酸化剤ガスを清浄化させると共に交換可能なフィルタ５１（浄化材）を交換した後におけるシステムが正常動作するか否かを動作確認するモードを自動的に実行する。このモードでは、制御部７は、酸化剤ポンプ５３の作動により、フィルタ５１を介して酸化剤ガス（空気）をスタック１の酸化剤極１１の内部に供給する。フィルタ５１を通過した酸化剤ガスの流量はセンサ５２ｓにより検知される。なお、酸化剤ポンプ５３の作動開始時刻から所定時間内に酸化剤ガスが所定の流量流れないとき、フィルタ５１の交換不良として制御部７は警報器８５０に警報信号を出力する。なお交換不良であれば、作業者は交換作業を再度行うことが好ましい。
【００５１】
（ｄ）作業者が操作選択スイッチ８２１の『３モード』を選択している場合
作業者が『３モード』を選択し、且つ、番号選択スイッチ８２２の０〜９のうちのいずれかを選択するとき、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、システムを発電停止状態で待機させる待機モードを自動的に実行する。すなわち、制御部７は、ポンプ３７、燃料ポンプ２３および酸化剤ポンプ５３を停止させる。必要に応じてバルブを閉鎖する。待機モードでは、凍結発生条件が満たされると、凍結防止処理が自動的に実行される。
【００５２】
（ｅ）作業者が操作選択スイッチ８２１の『４モード』である『ＰＣ操作モード』を選択している場合
ＰＣ操作モードは、外付けパソコンを制御部７に直接的または間接的に接続した状態で、パソコンによりシステムを発電運転等の運転をさせるモードである。ＰＣ操作モードでは、データをパソコンのメモリに取り込むことができる。『ＰＣ操作モード』を選択している場合、作業者が番号選択スイッチ８２２の０〜９のうちのいずれかを選択するとき、実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、パソコンでシステムを運転できるＰＣ操作モード（発電運転に関するモード）を実行可能とする。ＰＣ操作モードはシステム管理者が特別の場合に使用するモードであるため、システムの状態の如何にかかわらず、制限されないことが好ましい。
【００５３】
次に、図４に示す第１設定スイッチ８３１〜第４設定スイッチ８３４について説明する。第１設定スイッチ８３１は商用電源４９の系統電圧動作値および系統過電圧動作時間を設定できる。第２設定スイッチ８３２は系統周波数（商用電源４９の周波数）の周波数に関して設定するものである。
【００５４】
第３設定スイッチ８３３は系統異常復帰タイマ、位相跳躍動作時間を設定できる。系統異常復帰タイマは、システムを商用電源４９から解列してから再度接続するまでの時間をいう。位相跳躍動作時間は、商用電源４９の電圧および電流の位相が位相跳躍動作値以上ずれたとき、商用電源４９の電圧および電流の位相が位相跳躍動作値以上ずれたことをインバータ４８が検知してから、インバータ４８がシステムを商用電源４９から解列させるまでの時間をいう。
【００５５】
以上説明したように本実施形態によれば、制御部７は、システムが設置場所に設置されたときにおいて、特に設置初期において、システムの現在の状態に応じて、複数の運転モードのうちシステムが実行できるモードを制限し、スイッチスイッチ８２１，８２２，８２３，８２４，８２５，８２６，８３１，８３２．８３３，８３４，７０１，７０２，７０２の操作の如何に拘わらず、制限が加えられたモードの実行を制限させる制限制御を実行する。
【００５６】
すなわち、システムが設置場所に設置された後で且つ系統連系協議前である状態であるとき、制御部７は、制限制御において、スタック１と商用電源４９とを電気的に遮断させた状態で燃料電池を運転させる設置運転モードの実行を許容するものの、スタック１と商用電源４９とを電気的に接続させた状態で電力負荷５０２に応じてスタック１を通常運転させる通常運転モードを禁止する。系統連系運転モードも禁止する。
【００５７】
本実施形態によれば、具体的には、システムが設置場所に設置された直後では、系統連系協議の前の段階であれば、制御部７は、前記した『設置運転モード』および『ＰＣ操作モード』のみを実行可能とする。この場合、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』を実行させるように、作業者がスイッチ８２１，８２２等を操作しても、制御部７はそのスイッチ操作をキャンセルさせる。結果として、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』を実行させることができない。
【００５８】
次に、システムが設置場所に設置された後において、系統連系協議を実行するにあたり、制御部７は、前記した『設置運転モード』および『ＰＣ操作モード』の他に、『系統連系運転モード』と『待機モード』とを実行可能とする。この場合、『通常運転モード』および『メンテナンスモード』を実行させるように、作業者がスイッチ８２１，８２２等を操作しても、制御部７はそのスイッチ操作をキャンセルさせる。結果として、『通常運転モード』および『メンテナンスモード』を実行させることができない。系統連系協議が終了すれば、全てのスイッチが操作可能となる。
【００５９】
さて、本実施形態によれば、制御部７に搭載されている記憶部として機能するＲＡＭ７２には、システムの状態を記憶するシステム状態フラグＰ１が設けられている。システム状態フラグＰ１は、『０』、『１』、『２』、『３』と変化する。システム状態フラグＰ１の初期設定は『０』である。システム状態フラグＰ１が『０』の場合、システムの設置が終了しただけの状態である。システム状態フラグＰ１が『１』である場合には、第１設置運転モード（実施形態では、気密試験、貯湯系統・水精製器・改質水タンクの水張り）が完了、第２設置運転モード前の状態である。システム状態フラグＰ１が『２』の場合、第２設置運転モードが完了し、系統連系協議前の状態である。システム状態フラグＰ１が『３』の場合、系統連系協議完了後の状態である。
【００６０】
システムを設置完了直後にはシステム状態フラグＰ１は『０』となっている。この状態では第１設置運転モード以外のモードは実行できない。作業者がスイッチ８２１を０にして実行スイッチ８２４を操作すると、制御部７は、設置運転モードを第１設置運転モード、第２設置運転モードの順に実行する。この場合、第１設置運転モードが実行され、所定の試験（気密試験）や発電準備（水張り動作）が完了すると、その情報が制御部７に送られ、システム状態フラグＰ１が『１』に切り替わる。この状態で第２設置運転モードが許可となり、スタック１が商用電源４９や電力負荷５０２と切り離された状態でスタック１の発電試験が実行される。規定の発電試験に合格すると、システム状態フラグＰ１が『２』に切り替わる。この状態で系統連系運転モードが許可となる。作業者がスイッチ８２１を０にして強制発電スイッチ８２６を操作すると、系統連系運転モードが実行される。
【００６１】
系統連系運転モードは、商用電源４９の管理者の立会いのもとに実行される。運転は自動化されていて、制御部７は、所定の系統連系許可条件を満足していることを自己判断したら、システム状態フラグＰ１が『３』に切り替わり、系統連系協議が完了したことが制御部７に記憶される。なお、システムに系統連系完了スイッチ（ボタン）を設けておいて、系統連系協議が完了したら、商用電源管理者、メーカー責任者、保守責任者などが系統連系完了スイッチを操作することによって制御部７に認識させても良い。系統連系完了スイッチを操作されると制御部７はシステム状態フラグＰ１を『３』に切り替える。系統連系完了スイッチは一般の作業者が操作できないよう保護しておくことが望ましい。（システム状態フラグではなく、個別の受付可能フラグで記載しても良い）
以上説明したように本実施形態によれば、制御部７は、システムが設置場所に設置された設置初期において、システムの現在の状態に応じて、複数の運転モードのうちシステムが実行できるモードを制限する。このためスイッチ８２１，８２２，８２３，８２４，８２５，８２６，８３１，８３２．８３３，８３４，７０１，７０２，７０２の操作に拘わらず、制限が加えられた運転モードの実行を制限（禁止）させる制限制御を実行する。このような本実施形態によれば、システムが設置場所に設置されたときにおいて、万一、作業者が上記したスイッチの入力ミスをしたときであっても、システムの円滑な発電試運転に影響を与えるおそれを解消させることができる。ここで、設置初期とは、システムが設置場所に設置された時刻から、スタック１と商用電源４９との系統連系が完了した状態でシステムを発電運転を開始させる時刻までにわたる時間帯をいう。
【００６２】
（実施形態２）
本実施形態は、前記した実施形態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。  以下、各モードについて説明を加える。
（１）設置運転モードは、システムを設置場所に設置した後、系統連系させずにシステムの動作確認をするモードである。第１設置運転モードと第２設置運転モードとが挙げられる。ここで、第１設置運転モードでは、制御部７は、気密試験・水張り試験など発電を伴わない試験を実行する。第２設置運転モードでは、第１設置運転モードが合格した後、制御部７はスタック１の発電動作確認を実行する。
（２）系統連系運転モードは、制御部が系統連系協議において商用電源の管理者の立ち会いのもとにおいて実行される試験モードである。
（３）通常運転モードは、燃料電池が電力を発電し、その電力を電力負荷に供給するモードである。
（４）メンテナンスモードは、システムをメンテナンスするために実行されるモードである。この場合、第1メンテナンスモードおよび第２メンテナンスモードが挙げられる。第1メンテナンスモードは、消耗材の交換等を実行するときのモードであるが、発電を伴わない。第２メンテナンスモードは、第1メンテナンスモードを確認した後などに実行される発電動作確認モードである。
（５）待機モードは、非発電時にシステム保護のために行う運転モードである。例えば、負圧解消運転や凍結防止運転である。
（６）設置運転モード前においては、第１設置運転モードのみ許可されるが、他のモードは制限される。この場合、第１設置運転モードを実行後、且つ、第２設置運転モードを実行前においては、設置運転モード、第1メンテナンスモード、待機モードが許可される。但し、系統連系運転モード、通常運転モード、第２メンテナンスモードの実行は許可されない。また、第２設置運転モードを実行後、且つ、系統連系運転モードを実行前においては：設置運転モード、系統連系運転モード、第1メンテナンスモード、待機モードの実行は許可される。但し、通常運転モード、第２メンテナンスモードの実行は不可である。
（７）系統連系運転モード後においては、すべてのモードの実行が許可される。すなわち、制限モードはなし。
【００６３】
（実施形態３）
本実施形態は、前記した実施形態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。図６は実施形態２に係る制御部７が実行するフローチャートの一例を示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。まずシステムの設置が終了しているか判定する（ステップＳ１０２）。この場合、システムが設置された状態でシステムの主電源が投入されると、システムの設置終了を制御部７は認識することができる。
【００６４】
システムの設置が終了していれば（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、現時点が系統連系協議前か否か判定する（ステップＳ１０４）。現時点が系統連系協議の前であれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、制御部７は、『設置運転モード』を受付可能とするフラグ、『ＰＣ操作モード』を受付可能とするフラグを立てる（ステップＳ１０６）。更に、『設置運転モード』および『ＰＣ操作モード』以外の残りのモードを受付不能とするフラグを立てる（ステップＳ１０８）。すなわち、『系統連系運転モード』を受付不能とするフラグ、『通常運転モード』を受付不能とするフラグ、『メンテナンスモード』を受付不能とするフラグ、『待機モード』を受付不能とするフラグを立てる。これにより、上記したスイッチ８２４，８２５，８２６，８３１，８３２．８３３，８３４等をいくら操作したとしても、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』を実行させることができなくなる。
【００６５】
更に、ステップＳ１０４においてＮＯであれば、系統連系協議が完了しているか否か判定する（ステップＳ１１２）。ここで、系統連系協議が完了すると、系統連系完了スイッチ７０５が操作され、その信号が制御部７に入力される。現時点で系統連系協議完了していない場合には（ステップＳ１１２のＮＯ）、制御部７は、『設置運転モード』を受付可能とするフラグ、『ＰＣ操作モード』を受付可能とするフラグを立てる他に、『系統連系運転モード』を受付可能とするフラグ、『待機モード』を受付可能とするフラグを立てる（ステップＳ１１４）。更に、それ以外の残りのモードの実行を禁止とする（ステップＳ１１６）。具体的には、『通常運転モード』を受付不能とするフラグ、『メンテナンスモード』を受付不能とするフラグを立てる。従って、上記したスイッチの操作に拘わらず、『通常運転モード』および『メンテナンスモード』の実行は禁止される。
【００６６】
ステップＳ１１２の判定の結果、系統連系協議が完了していれば（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、全てのスイッチが受け付け可能となる（ステップＳ１２０）。すなわち、『設置運転モード』を受付可能とするフラグ、『ＰＣ操作モード』を受付可能とするフラグ、『系統連系運転モード』を受付可能とするフラグ、『待機モード』を受付可能とするフラグ、『通常運転モード』を受付可能とするフラグ、『メンテナンスモード』を受付可能とするフラグを立てる。
【００６７】
以上説明したように本実施形態によれば、制御部７は、システムが設置場所に設置された設置初期において、システムの現在の状態に応じて、複数の運転モードのうちシステムが実行できるモードを制限する。このためスイッチ８２１，８２２，８２３，８２４，８２５，８２６，８３１，８３２．８３３，８３４，７０１，７０２，７０２の操作に拘わらず、制限が加えられた運転モードの実行を制限させる制限制御を実行する。このような本実施形態によれば、システムが設置場所に設置されたときにおいて、万一、作業者が上記したスイッチ８２１，８２２，８２３等の入力ミスをしたときであっても、システムの円滑な発電試運転に影響を与えるおそれを解消させることができる。ここで、設置初期とは、システムが設置場所に設置された時刻から、スタック１と商用電源４９との系統連系が完了した状態でシステムを発電運転を開始させる時刻までにわたる時間帯をいう。
【００６８】
（実施形態４）
本実施形態は、前記した実施形態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。上記した待機モードについて説明を加える。本実施形態では、待機モードにおける負圧解消運転には次の（１）（２）の二つのモードが例示される。停止状態では改質部２５、スタック１などは封止状態にある（各バルブ閉状態）。以下は一例であり、別のバルブ動作で負圧を解消する場合もある。
【００６９】
（１）改質部２５の負圧解消モード
改質部２５の圧力を検知するセンサ２５ｓが第１所定圧力以下になった時、燃料バルブ２２を開いて燃料原料を改質部２５内に導入する。改質部２５の圧力が第２所定圧力より大きくなったら、燃料バルブ２２を閉じる。なお、第１所定圧力と第２所定圧力は同じでも異なっていても良い。
【００７０】
（２）スタック１の燃料極側における負圧解消モード
スタック１のセンサ１０ｓが第３所定圧力以下になった時、燃料バルブ２２、バルブ２５ｖ、バルブ２８を開いて燃料原料をスタック１の燃料極１０側に導入する。スタック１の燃料極１０の圧力が第４所定圧力より大きくなったら、それらのバルブを閉じる。なお第１所定圧力と第２所定圧力は同じでも異なっていても良い。また、第１所定圧力と第３所定圧力は同じでも異なっていても良い。第２所定圧力と第４所定圧力は同じでも異なっていても良い。
【００７１】
（実施形態５）
本実施形態は実施形態１と基本的には同じ構成であり、同様の作用効果を奏するため、図１〜図５を準用できる。システムが設置場所に設置された後では、系統連系協議の前の段階であれば、制御部７は、『設置運転モード』のみを実行可能とする。この場合、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』『ＰＣ操作モード』を実行させるように、作業者がスイッチ８２１，８２２等を操作しても、制御部７はそのスイッチ操作をキャンセルさせる。結果として、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』『ＰＣ操作モード』を実行させることができない。
【００７２】
次に、システムが設置場所に設置された後において系統連系協議を実行するにあたり、制御部７は、『設置運転モード』を実行可能とする他に、『系統連系運転モード』『待機モード』および『ＰＣ操作モード』を実行可能とする。この場合、『通常運転モード』および『メンテナンスモード』を実行させるように、作業者がスイッチ８２１，８２２等を操作しても、制御部７はそのスイッチ操作をキャンセルさせる。結果として、『通常運転モード』および『メンテナンスモード』を実行させることができない。系統連系協議が終了すれば、全てのスイッチが操作可能となる。
【００７３】
（実施形態６）
本実施形態は実施形態１と基本的には同じ構成であり、同様の作用効果を奏するため、図１〜図５を準用できる。システムが設置場所に設置された後において、系統連系協議の前の段階であれば、制御部７は、前記した『設置運転モード』のみを実行可能とする。この場合、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』『ＰＣ操作モード』を実行させるように、作業者がスイッチ８２１，８２２等を誤って操作しても、制御部７はそのスイッチ操作をキャンセルさせる。結果として、『系統連系運転モード』『通常運転モード』『メンテナンスモード』『待機モード』『ＰＣ操作モード』を実行させることができない。
【００７４】
次に、システムが設置場所に設置された状態で系統連系協議を実行するにあたり、制御部７は、前記した『設置運転モード』の他に、『系統連系運転モード』を実行可能とさせる。但し、『待機モード』『ＰＣ操作モード』『待機モード』および『メンテナンスモード』を実行させない。系統連系協議が終了すれば、全てのスイッチが操作可能となる。
【００７５】
（その他）
システムは図１に示す構造および配置に限定されるものではない。上記した各ポンプはコンプレッサ、ファン、ブロア等に置き換えてもよく、要するに搬送源であれば良い。ブレーカ４７と第２操作表示部８００とは離間されていても良い。第１設定スイッチ８３１〜第４設定スイッチ８３４は、上記した機能に限定されるものではない。第１表示部８１１〜第４表示部８１４の表示内容は上記に限定されるものではない。燃料原料を改質させて燃料を形成する改質器２４が設けられているが、改質器２４に代えて、水素ガス等のアノード流体を貯蔵するタンク等の貯蔵部が設けられていても良い。実施形態では、固体高分子型の燃料電池に適用されているが、例えば、固体酸化物型の燃料電池、リン酸型の燃料電池に適用しても良い。本発明は上記した実施形態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行できる。本明細書の記載から次の技術的思想も把握される。
【００７６】
［付記項１］燃料が供給される燃料極と酸化剤が供給される酸化剤極とを有する燃料電池と、前記燃料電池の前記燃料極に燃料を供給するための燃料供給通路をもつ燃料供給系と、前記燃料電池の前記酸化剤極に酸化剤を供給するための酸化剤供給通路をもつ酸化剤供給系と、前記燃料電池に関する複数の運転モードをそれぞれ開始させる操作スイッチと、前記操作スイッチで操作された前記運転モードを実行する制御部とを具備する燃料電池システム。
【００７７】
［付記項２］付記項１において、複数の運転モードとして（ｉｉ）、（ｉｉｉ）が設けられ、前記燃料電池システムが設置場所に設置された後で且つ系統連系協議前である状態であるとき、前記制限制御において制限される制限モードは（ｉｉｉ）である燃料電池システム。
【００７８】
（ｉｉ）前記燃料電池と前記商用電源とを電気的に接続させた状態で、系統連系許可条件を満足するか確認するために前記燃料電池を発電させる系統連系運転モード
（ｉｉｉ）前記燃料電池と前記商用電源および電力負荷とを電気的に接続させた状態で、前記電力負荷に電力を供給するために前記燃料電池を発電させる通常発電モード
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は例えば定置用、電子機器用、電気機器用、車両用等の燃料電池システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１はスタック、１０は燃料極、１１は酸化剤極、１３は冷媒通路、２は燃料供給系、２０は燃料供給通路、２１は燃料供給源、２２は燃料バルブ、２３は燃料ポンプ、２４は改質器、２５は改質部、２５ｓはセンサ、２６はバーナ、２７，４３ｈ，２９ｈ，５５ｈは凝縮器（熱交換器）、２８は入口バルブ、３４は改質水系、３５はタンク、３７は水ポンプ、３８は水バルブ、３９は蒸発部、４０は分岐路、４２はポンプ、４８はインバータ、４９は商用電源、５は酸化剤供給系、５０は加湿器、５２は酸化剤供給通路、５２０は熱交換通路、５３は酸化剤ポンプ、５４は入口バルブ、５６は迂回路、５７は迂回バルブ、６は冷却系、６０は循環通路、６１は冷媒ポンプ、６２は温度センサ、６３はヒータ、９は水精製系、９０はバルブ、９１は第１水精製部、９２は第２水精製部、９３，９４は水位センサ、６６は冷媒処理部、６７はセンサ、８は貯湯系、８０は貯湯通路、８２はポンプ、８５は貯湯槽、９７は脱硫器、５００は筐体、５０１は収容室、５０６は連系用スイッチング素子５０６、５２０は熱交換通路、５２１はポンプ、６００は建築物（施設）、７００は第１操作表示部、８００は第２操作表示部、８２１は操作選択スイッチ、８２２は番号選択スイッチ、８２３は表示選択スイッチ、８２４は実行スイッチ、８２５は停止スイッチ、８２６は強制発電スイッチ、８３１は第１設定スイッチ、８３２は第２設定スイッチ、８３３は第３設定スイッチ、８３４は第４設定スイッチを示す。
【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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