(57)【要約】【課題】本発明は、燃料電池モジュールの内での失火を早期に検出できる燃料電池式発電装置を提供する。【解決手段】燃料電池式発電装置が他の電力系統から解列された状態における燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定して記憶部で記憶し、燃料電池式発電装置が他の電力系統に連系された後における燃料電池の出力電圧が、想定される燃料電池の出力電圧と出力電流の関係から導かれる失火基準電圧と一定以上離れた状態になった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させ、再度燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定し、記憶部に記憶された電圧から算出された電圧と比較し、両者の関係が所定の関係以上開いたことを停止条件として、燃料電池の発電を停止させる構成とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を備えた燃料電池モジュールと、燃料電池によって作られた電力を他の電力系統に連系可能に変換する電力変換装置を備えた燃料電池式発電装置において、
他の電力系統に対する連系と解列を切り替える断続切換手段と、電圧を測定する電圧測定手段と、電圧を記憶する電圧記憶手段とを有し、
燃料電池式発電装置が他の電力系統から解列された状態における燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定して電圧記憶手段で記憶し、
燃料電池式発電装置が他の電力系統に連系された後における燃料電池の出力電圧又は出力電流が、燃料電池の出力電圧と出力電流の関係から乖離して下回る値である解列基準値以下になった場合、或いは解列基準値から一定の補正値を引いた補正済解列基準値以下となった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させ、
再度燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定し、前記電圧記憶手段に記憶された電圧から算出された電圧と比較し、両者の関係が所定の関係以上開いたことを停止条件として、燃料電池の発電を停止させることを特徴とする燃料電池式発電装置。
【請求項２】
前記解列基準値は、電力系統と連系させた状態において想定される電圧の８０パーセント以上９５パーセント以下の値であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池式発電装置。
【請求項３】
補正済解列基準値以下となった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させるものであり、
前記補正値は、燃料電池が劣化していない状態における他の電力系統から解列された状態の出力電圧または目標とする出力電圧をＶｏとし、現状の燃料電池が他の電力系統から解列された状態の実際の出力電圧をＶｏｃとし、両者の差をΔＶとしたとき、ａ・ΔＶ＋Ｃの式を満たす値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池式発電装置。  ａ：１を含む比例定数
Ｃ：０を含む実数
【請求項４】
前記燃料電池モジュールは、燃料電池を制御する燃料電池制御部を有し、
前記電力変換装置は、前記断続切換手段と、前記電圧測定手段と、前記電圧記憶手段と、通信手段を備えた電力変換制御部を有し、
当該通信手段は、前記停止条件を満たしたことを条件として燃料電池制御部に停止信号を送信するものであり、
前記燃料電池制御部は、当該停止信号を受信した場合に燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池式発電装置。
【請求項５】
前記電力変換装置は、電力変換制御部の異常を検出する異常監視手段を有し、
当該異常監視手段は、電力変換制御部の異常を検出したことを条件として燃料電池制御部に異常信号を送信するものであり、
前記燃料電池制御部は、当該異常信号を受信した場合に燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池式発電装置。
【請求項６】
前記燃料電池制御部は、燃料電池の発電を制御するマイコンと、燃料電池の発電を停止する安全装置を有し、
前記安全装置は、停止信号を受信した場合に、前記マイコンを介さずに強制的に燃料電池の発電を停止することが可能であることを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料電池式発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源の電力系統に接続される燃料電池式発電装置に関するものである。本発明は、特に固体酸化物形燃料電池を内蔵した燃料電池式発電装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
発電装置として、燃料電池を使用した燃料電池式発電装置が知られている。この燃料電池式発電装置は、燃料電池で発電した電力をパワーコンディショナーと称される電力変換装置を介して他の電力系統と連系可能となっている（以下、略称して、パワコンともいう）。
燃料電池は、水素（燃料）と酸素（空気）の化学反応による化学エネルギーを、熱変換処理を行わずに直接電気エネルギーとして取り出すことができるため、従来のガスエンジン等の熱機関を利用した発電装置に比べてエネルギー変換効率が高いという利点がある。
【０００３】
燃料電池の中でも、特に固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣともいう）は、他の燃料電池に比べて作動に適した温度（作動温度）が摂氏７００度〜摂氏１，０００度と高温であるため、高価な白金触媒を使用する必要がないという点、改質ガスを使用可能であるという点、排熱を利用できる点で優れている。
【０００４】
このＳＯＦＣは、固体酸化物製の電解質をアノード（燃料極）とカソード（酸素極）で挟んだ単電池（いわゆる、単セル）を形成し、この単セルを複数備えた燃料電池スタックで構成される。
ＳＯＦＣの基本的な発電原理を説明すると、カソードで酸素が電子と反応して酸化物イオンとなり、酸化物イオンが固体酸化物電解質を通過して、アノードで水素と反応して水蒸気と電子を生成する。さらに、アノードで一酸化炭素と酸化物イオンが反応して二酸化炭素と電子を生成する。
この固体酸化物電解質は、酸化物イオンを通すが、水蒸気や一酸化炭素、電子を通さない。そのため、アノードで生じた電子は、アノードとカソードを結ぶ外部回路内を移動してカソードに至り、カソードで再び酸素をイオン化することによって外部回路に電流が流れる。
【０００５】
ところで、ＳＯＦＣは、上記したように高温で作動することから改質ガスを使用可能である。そのため、従来から、アノードで反応する反応ガス（水素や一酸化炭素）は、都市ガス、メタノール、天然ガス、プロパンなどの燃料ガスやガソリンを昇華したものを改質装置によって改質した改質ガスを用いることが多い。
【０００６】
この燃料ガスの反応ガスへの改質は、ＳＯＦＣが起動してある程度の高温領域（例えば、摂氏５００度以上）に至るまでの間（以下、起動動作ともいう）では、部分酸化改質法（ＰＯＸ法）、自己熱改質法（ＡＴＲ法）、水蒸気改質法（ＳＲ法）を適宜組み合わせて行い、高温領域（例えば、摂氏５００度以上）に至ってからは、水蒸気改質法（ＳＲ）のみを行っている。
この水蒸気改質法に用いる改質反応は、吸熱反応であり、上記したような高温領域下でないと反応が起こりにくい。そのため、一般的には、ＳＯＦＣが起動してある程度の高温領域（例えば摂氏５００度以上）に至るまでの間では、３つの改質法を組み合わせて、水素リッチな条件を形成するとともに、バーナー等の燃焼装置を用いて温度を上昇させている。
【０００７】
一般的に発電装置で使用される燃料電池モジュールは、断熱材によって断熱されたモジュールケース内に、燃料電池と、改質装置と、バーナーと、温度センサーが配されており、このバーナーによってモジュールケース内の温度を上昇させている（例えば、特許文献１）。
【０００８】
燃料電池モジュールを用いた発電装置の発電量は、反応ガスたる水素ガスの濃度に依存する。そのため、従来からアノードでは、より大きな発電量を得るために、水素リッチ（水素過剰）な状態に維持されている。つまり、発電時においては、アノードでは水素ガスの全てが反応するのではなく、未反応の反応ガス（余剰反応ガス）が生ずる。
この余剰反応ガスは、可燃性を有しているので、燃焼電池内のアノードからモジュールケース内のバーナーに導入され、バーナーによって燃焼する。すなわち、燃料電池式発電装置では、余剰反応ガスもモジュールケース内の改質装置及び／又は燃料電池の温度上昇及び高温維持に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２４３５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記したバーナーによる燃焼は、バーナー内への燃料ガス又は余剰反応ガスの供給が停止したり、ブロワー等の故障等により燃焼用の酸素の供給が停止したりすると、バーナーの燃焼が維持できず、失火する場合がある。
このような問題を解決する方策として、直接的に火炎の有無を確認することが考えられるが、上記したようにモジュールケース内は高温に維持されているため、直接火炎を検出することが困難となる。また、火炎が透明である場合が多く、光センサーでは検出しにくいことからも、直接火炎を検出することが困難である。そこで、従来では、温度センサーによってモジュールケース内の温度を計測して、測定温度の変化によりバーナーの燃焼火炎の有無を検出し、間接的にバーナーの失火確認をしている。
【００１１】
しかしながら、上記したようにモジュールケースの内部は、断熱材によって包囲されており、外部と断熱されている。そのため、バーナーが失火しても、モジュールケース内の内部温度があまり低下せず、失火を確認できる程度までの温度に低下するのに時間がかかる。それ故に、温度センサーによる失火確認は、確認が遅れるという問題がある。
【００１２】
バーナーで失火が起こると、モジュールケースの内部温度が低下して、改質装置の改質効率が低下し、アノードへの反応ガスの供給量が低下する。そのため、燃料電池の出力電圧は、温度低下及び反応ガスの供給量の低下に伴って徐々に低下する。
ところが、燃料電池モジュールに接続されるパワコンは、入力電圧（実測電圧）が所定の電圧以下になるまでの間、所定の出力電流を引き出すように命令を出し続けるため、燃料電池内では、強制的に化学反応が起こり、過剰な電荷移動反応が生じる。
そのため、アノードでは燃焼不足となり、酸素がカソードから固体電解質を介してアノードに漏洩し、アノードが酸化膨張して破損するおそれがあった。
また、失火確認が遅れると、可燃性の燃料ガスが改質装置内に流入し続けるので、安全性に問題もある。
【００１３】
そこで、本発明は、燃料電池モジュールの内での失火を早期に検出できる燃料電池式発電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】
【００１４】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、燃料電池を備えた燃料電池モジュールと、燃料電池によって作られた電力を他の電力系統に連系可能に変換する電力変換装置を備えた燃料電池式発電装置において、他の電力系統に対する連系と解列を切り替える断続切換手段と、電圧を測定する電圧測定手段と、電圧を記憶する電圧記憶手段とを有し、燃料電池式発電装置が他の電力系統から解列された状態における燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定して電圧記憶手段で記憶し、燃料電池式発電装置が他の電力系統に連系された後における燃料電池の出力電圧又は出力電流が、燃料電池の出力電圧と出力電流の関係から乖離して下回る値である解列基準値以下になった場合、或いは解列基準値から一定の補正値を引いた補正済解列基準値以下となった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させ、再度燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定し、前記電圧記憶手段に記憶された電圧から算出された電圧と比較し、両者の関係が所定の関係以上開いたことを停止条件として、燃料電池の発電を停止させることを特徴とする燃料電池式発電装置である。
【００１５】
本発明の構成によれば、少なくとも２つの要件を同時に満たすことを燃料電池の発電の停止の条件としている。
すなわち、一つ目の要件は、燃料電池式発電装置が他の電力系統に連系された後における燃料電池の出力電圧又は出力電流が、想定される燃料電池の出力電圧と出力電流の関係から導かれる解列基準値と一定以上離れた状態になったことである。すなわち、他の電力系統からの要求電流に対して出力される出力電圧又は出力電流は、通常の発電においては、所定の範囲に収束することが考えられることから、本来想定される出力電圧と出力電流の関係から導かれる解列基準値から一定以上下回っている場合には、何らかの異常が燃料電池モジュール内で生じていると推察される。このような推察から、この要件を満たすことを燃料電池の発電の停止条件としている。しかしながら、この要件だけでは、この解列基準値からの逸脱は、使用を繰り返すことによる燃料電池の劣化によるものであるか、燃料電池モジュールの内での失火によるものであるのかを判別できない。
そこで、二つ目の要件は、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させ、再度燃料電池の出力電圧を電圧測定手段で測定し、前記電圧記憶手段に記憶された電圧から算出された電圧と比較し、両者の関係が所定の関係以上開いたことである。すなわち、燃料電池の劣化による電圧降下は、電極や電解質等の劣化による抵抗の増大に起因するところが大きいため、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列した状態では、元の解列した状態での無負荷の出力電圧（開回路電圧）にある程度の範囲まで戻ると推察される。このような推察から、この要件を満たすことを要件としている。
このように、これら２つの要件を満たすことによって、燃料電池以外の問題、すなわち、燃料電池モジュールの内で失火していると判断できる。
また、本発明の構成によれば、上記した２つの要件を同時に課すことによって、温度センサー等による燃料電池の内部温度の低下を待たずとも失火を確認できるため、失火を確認する時間を短縮できる。また、失火状態での燃料電池からの電力供給を最低限にできるため、燃料電池の破損を最小限に抑えることができる。さらに、本発明の構成によれば、燃料電池として高温作動形の燃料電池を使用した場合でも、燃料電池の内部温度の低下に頼ることなく失火検知できるため、燃料ガスの放出時間を短縮することができ、安全性が高い。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記解列基準値は、電力系統と連系させた状態において想定される電圧の８０パーセント以上９５パーセント以下の値であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池式発電装置である。
【００１７】
本発明の構成によれば、失火を正確に判断できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、補正済解列基準値以下となった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させるものであり、前記補正値は、燃料電池が劣化していない状態における他の電力系統から解列された状態の出力電圧または目標とする出力電圧をＶｏとし、現状の燃料電池が他の電力系統から解列された状態の実際の出力電圧をＶｏｃとし、両者の差をΔＶとしたとき、ａ・ΔＶ＋Ｃの式を満たす値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池式発電装置である。
ａ：１を含む比例定数
Ｃ：０を含む実数
【００１９】
本発明は、燃料電池の経年劣化や、一時的な不調を考慮して解列基準値を補正するものである。
本発明では、燃料電池が劣化していない状態における他の電力系統から解列された状態の出力電圧または目標とする出力電圧をＶｏと、現状の燃料電池が他の電力系統から解列された状態の実際の出力電圧Ｖｏｃとの差ΔＶを考慮し、この差ΔＶに基づいて補正値を決めている。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、前記燃料電池モジュールは、燃料電池を制御する燃料電池制御部を有し、前記電力変換装置は、前記断続切換手段と、前記電圧測定手段と、前記電圧記憶手段と、通信手段を備えた電力変換制御部を有し、当該通信手段は、前記停止条件を満たしたことを条件として燃料電池制御部に停止信号を送信するものであり、前記燃料電池制御部は、当該停止信号を受信した場合に燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池式発電装置である。
【００２１】
本発明の構成によれば、電力変換装置の電力変換制御部で停止条件を判断して、停止条件を満たすと、通信手段から停止信号を送信することによって、燃料電池制御部により燃料電池の発電を停止できる。すなわち、電力変換制御部側から燃料電池制御部側に停止信号を送るだけで、燃料電池の発電を停止できるので、電力変換制御部側から燃料電池制御部側に、常時出力電力等の停止条件を判定する情報を送信する必要がない。
【００２２】
ところで、上記した発明のように燃料電池を制御する燃料電池制御部と電力変換装置を制御する電力変換制御部が独立して存在する場合、電力変換制御部で失火条件を判定したとしても、燃料電池制御部と電力変換制御部との間で何らかの不具合が生じ、正常に信号を送れない通信異常状態に陥っている場合、燃料電池制御部に停止信号が伝わらず、燃料電池の発電を停止できない場合も考えられる。
このような場合、上記したような燃料電池の破損をもたらすおそれがある。
【００２３】
そこで、請求項５に記載の発明は、前記電力変換装置は、電力変換制御部の異常を検出する異常監視手段を有し、当該異常監視手段は、電力変換制御部の異常を検出したことを条件として燃料電池制御部に異常信号を送信するものであり、前記燃料電池制御部は、当該異常信号を受信した場合に燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池式発電装置である。
【００２４】
本発明の構成によれば、異常監視手段が電力変換制御部の異常を検出したことを条件として燃料電池制御部に異常信号を送信するので、電力変換制御部と燃料電池制御部との間の通信状態が通信異常状態に陥った場合や、電力変換制御部が故障等によって制御不能状態となった場合が生じたとしても、すぐに燃料電池の発電を停止することができる。そのため、燃料電池の劣化や燃料ガスの垂れ流しを防止することができる。
【００２５】
ところで、燃料電池モジュールは、燃料電池制御部に燃料電池を制御するマイコンを備えており、マイコンが故障等によって制御不能状態に陥っても確実に「燃料ガス、空気、純水」の電気経路を遮断できるインターロック回路を設けている。このインターロック回路は、一般的に燃料ガスの供給弁や温度センサーにより燃料電池モジュールの構成部材の異常を検知する安全装置である。
しかしながら、本発明のように、高温作動形の燃料電池では、実際に失火状態であっても、温度が低下するのに時間がかかる。そのため、従来のインターロック回路を用いたとしても、温度センサーによる異常検知の判断が遅れる。また、失火状態であっても、燃料ガスの供給は停止しないため、燃料ガスの供給弁によって異常を検知しにくい。
その結果、燃料ガスの改質装置への供給時間が長くなり、従来のインターロック回路では、実質的に安全装置としての機能を果たさない。
【００２６】
そこで、請求項６に記載の発明は、前記燃料電池制御部は、燃料電池の発電を制御するマイコンと、燃料電池の発電を停止する安全装置を有し、前記安全装置は、停止信号を受信した場合に、前記マイコンを介さずに強制的に燃料電池の発電を停止することが可能であることを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料電池式発電装置である。
【００２７】
本発明の構成によれば、安全装置は、停止信号を受信した場合にマイコンを介さずに強制的に燃料電池の発電を停止するため、たとえ、マイコンが制御不能状態となっていても停止信号を受信することによって素早く燃料電池の発電を停止することができる。それ故に、燃料ガスの漏れ等を防止することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の構成によれば、燃料電池モジュールの内での失火を早期に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池式発電装置を示す作動原理図である。
【図２】図１の燃料電池式発電装置の作動原理図であり、カソード空気供給経路を黒塗りで示した図である。
【図３】図１の燃料電池式発電装置の作動原理図であり、燃料ガス供給経路を黒塗りで示した図である。
【図４】図１の燃料電池式発電装置の作動原理図であり、改質用空気導入経路を黒塗りで示した図である。
【図５】図１の燃料電池式発電装置の作動原理図であり、冷却水経路を黒塗りで示した図である。
【図６】図１の燃料電池式発電装置の燃料電池制御部と電力変換制御部を表す模式図である。
【図７】本発明の燃料電池式発電装置の失火確認動作を表すフローチャートである。
【図８】本発明の燃料電池式発電装置の通常作動時の電流−電圧曲線の一例である。
【図９】本発明の第２実施形態の燃料電池式発電装置の燃料電池制御部と電力変換制御部を表す模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の燃料電池式発電装置の燃料電池制御部と電力変換制御部を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の燃料電池式発電装置１は、図１に示すように、燃料電池５を用いた発電装置であり、他の電力系統８０に電力を送電するものである。
本実施形態の燃料電池式発電装置１は、燃料電池モジュール２と、電力変換装置３から形成されている。
燃料電池モジュール２は、モジュールケース１０内に燃料電池５と改質装置６と燃焼装置７と温度センサー８を内蔵した発電部４と、カソード空気供給経路１１と、燃料ガス供給経路１２と、改質用空気導入経路１３と、冷却水経路１４と、燃料電池制御部１５を備えている。
そして、燃料電池モジュール２では、モジュールケース１０内で燃料電池５が発電し、発生した直流電力を電力変換装置３によって交流電力に変換して他の電力系統８０に送電することができる。
ここで、他の電力系統８０は、燃料電池式発電装置１を住宅等での発電装置として使用する場合には商用電源であり、住宅内でのテレビ等の負荷に繋がっている。
したがって、燃料電池５が発電し、交流電力に変換して電力系統８０に接続されているテレビ等の負荷に電力を供給することができる。
【００３１】
燃料電池５は、高温で作動する、いわゆる高温作動形燃料電池を使用しており、本実施形態では、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を採用している。
すなわち、本実施形態の燃料電池５は、上記したように、アノード（燃料極）と、カソード（空気極）で酸化物からなる固体電解質を挟んだ単セルを複数積層した燃料電池スタックによって構成される。
【００３２】
改質装置６は、公知の改質装置であり、都市ガス、メタノール、天然ガス、プロパン、ガソリンの昇華物などの水素を含有した燃料ガスを、燃料電池５のアノードに供給するアノード反応ガスに改質可能である。本実施形態では、燃料ガスたる天然ガスを、水素と一酸化炭素に改質可能となっている。
【００３３】
燃焼装置７は、モジュールケース１０内の温度を上昇させる部材である。燃焼装置７は、複数のバーナーを備えており、モジュールケース１０内を摂氏７００度〜摂氏１０００度という高温状態まで加熱し、モジュールケース１０内を当該高温状態に維持することが可能となっている。
【００３４】
温度センサー８は、公知の熱電対であり、測定した温度情報を燃料電池制御部１５の通信部５２（図６参照）に送信することが可能となっている。また、温度センサー８は、燃料電池５に接続されており、燃料電池５の内部温度を測定可能となっている。
【００３５】
また、モジュールケース１０内では、図１のように改質装置６で改質されたアノード反応ガスのうち、燃料電池５内で大部分が消費され、残りの部分は燃焼装置７に流れるオフガス流路９が形成されている。
すなわち、燃料電池５には、アノード反応ガスの流れ方向上流側に改質装置６が接続されており、アノード反応ガスの流れ方向下流側に当該オフガス流路９を介して燃焼装置７が接続されている。
そのため、燃焼装置７は、通常のバーナー用のガス燃料の他に、オフガス流路９から流れる燃料電池５での未反応ガス（余剰ガス）を燃焼することが可能となっており、当該燃焼によって生じた熱をモジュールケース１０内の温度を所望の温度に上昇及び維持に使用することが可能となっている。
【００３６】
カソード空気供給経路１１は、図２の黒塗りのように、空気導入部１６と発電部４を接続する流路であり、カソード空気供給経路１１の端部は、モジュールケース１０内の燃料電池５のカソード（空気極）に接続されている。すなわち、カソード空気供給経路１１は、燃料電池５にカソード反応ガスを供給する流路である。
ここでいう、カソード反応ガスは、燃料電池５の発電時に燃料電池５のカソードで反応キャリアとして使用されるガスであり、酸素を含んだガスである。本実施形態では、空気である。
【００３７】
カソード空気供給経路１１は、カソード反応ガス（空気）の流れ方向上流側（空気導入部１６側）から下流側（燃料電池５側）に向けて順にカソードブロワー１７と、流量センサー１８と、逆止弁１９が設けられている。
カソードブロワー１７は、公知の昇圧ブロワーであり、空気の流量を制御可能となっている。
流量センサー１８は、公知の流量センサーであり、カソード空気供給経路１１内を通過する空気の流量を検知するセンサーである。
【００３８】
燃料ガス供給経路１２は、図３の黒塗りのように燃料ガス導入部２０と、発電部４とを接続する流路であり、燃料ガスが通過する流路である。
燃料ガス供給経路１２は、モジュールケース１０内の改質装置６に接続されている。
燃料ガスは、改質装置６によって改質される改質原料となるガスであり、少なくとも組成に水素を含有した水素含有燃料ガスである。本実施形態では上記したように燃料ガスとして、天然ガスを利用している。
【００３９】
燃料ガス供給経路１２は、燃料ガスの流れ方向上流側（燃料ガス導入部２０側）から下流側（改質装置６側）に向けて順に流量調整部２１と、流量センサー２２と、脱硫器２３と、逆止弁２５が設けられている。
流量調整部２１は、燃料ガスの流量を調整する部位であり、バルブ２６やガバナ２７や昇圧ブロワー２８やバッファータンク２９を組み合わせて形成されている。
流量センサー２２は、燃料電池モジュール２に供給される燃料ガスの流量を検知するものである。
【００４０】
改質用空気導入経路１３は、図４の黒塗りのように、空気導入部１６と、燃料ガス供給経路１２とを接続する流路である。
改質用空気導入経路１３は、燃料ガス供給経路１２の脱硫器２３の燃料ガスの流れ方向下流側でかつ、逆止弁２５の上流側に接続されている。
改質用空気導入経路１３は、空気の流れ方向上流側（空気導入部１６側）から下流側（燃料ガス供給経路１２側）に向けて順に、逆止弁３０と、改質用空気ブロワー３１と、流量センサー３２と、閉止弁３３と、逆止弁３５が設けられている。
【００４１】
冷却水経路１４は、図５の黒塗りのように、発電部４及び熱交換器４０の一次側流路４１を含む環状流路である。
冷却水経路１４は、発電部４を始点とし、熱交換器４０（一次側流路４１）、膨張タンク４２、循環ポンプ４３、流量センサー４５及び逆止弁４６を経由して発電部４に戻る一連の流路である。また熱交換器４０の二次側流路４７は、熱回収回路４９の一部を形成しており、当該熱回収回路４９には、循環ポンプ４８が接続されている。
熱回収回路４９は、燃料電池５で生じた熱を回収する回路であるが、本発明の特徴には、特に関係がないため説明を省略する。
【００４２】
燃料電池制御部１５は、燃料電池モジュール２内の各構成部位を制御する部位であり、燃料電池５の運転状況を制御する部位である。
具体的には、燃料電池制御部１５は、図６のように、計算部５０と記憶部５１と通信部５２の機能を備えたマイコン５３を備えている。
計算部５０は、機器の制御や情報処理、数値計算等が可能な部位であり、公知のＣＰＵである。
記憶部５１は、情報を記憶する部位であり、公知のＲＯＭ及びＲＡＭである。
通信部５２は、外部装置と入出力信号を送受信可能な部位であり、公知のＩ／Ｏ回路である。
【００４３】
電力変換装置３に注目すると、電力変換装置３は、図１のように電力変換部６０と、断続切換手段６１と、電力変換制御部６２から形成されている。
【００４４】
電力変換部６０は、燃料電池モジュール２の燃料電池５で発電された直流電力を商用電源等の交流電力に変換する装置であり、いわゆるパワーコンディショナーとして機能する装置である。
断続切換手段６１は、他の電力系統８０に対して連系と解列を切り替える部材である。
電力変換制御部６２は、電力変換部６０及び断続切換手段６１を制御する部位である。
具体的には、電力変換制御部６２は、図６のように、計算部６３と記憶部６４と通信部６５の機能を備えたマイコン６８と、電力測定手段６６と、これらを接続するバスライン（図示しない）から形成されている。
【００４５】
計算部６３は、機器の制御や情報処理、数値計算等が可能な部位であり、公知のＣＰＵである。
記憶部６４は、情報を記憶する部位であり、公知のＲＯＭ及びＲＡＭである。
通信部６５は、外部装置と入出力信号を送受信可能な部位であり、公知のＩ／Ｏ回路である。
電力測定手段６６は、燃料電池モジュール２から電力変換部６０に出力された出力電力を測定する部材である。本実施形態では、電力測定手段６６は、燃料電池モジュール２から電力変換部６０に出力された出力電圧と出力電流を検知することができる。
【００４６】
本実施形態の燃料電池式発電装置１の失火確認動作について説明する。以下、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
まず、断続切換手段６１によって他の電力系統８０と電力変換装置３を解列する（ステップ１）。このとき、すでに解列状態の場合には、解列状態を維持する。
そして、燃焼装置７内のバーナーに点火した後、温度センサー８によって燃焼装置７によるバーナーの着火を確認する。着火が確認されると（ステップ２）、温度センサー８によってモジュールケース１０内の燃料電池５の内部温度Ｔ１を測定し、燃料電池制御部１５の記憶部５１によって内部温度Ｔ１を記憶する（ステップ３）。
【００４８】
その後、燃料電池５が発電中であるかを確認し（ステップ４）、燃料電池５が発電中であれば、電力測定手段６６によって開回路電圧Ｖｏｃを測定する。この測定データは、電力変換制御部６２の通信部６５から燃料電池制御部１５の通信部５２に送信され、記憶部５１によって、測定データたる開回路電圧Ｖｏｃを記憶する（ステップ５）。その後、断続切換手段６１によって他の電力系統８０と電力変換装置３を連系する（ステップ６）。
このとき、電力測定手段６６によって測定される開回路電圧Ｖｏｃは、断続切換手段６１によって他の電力系統８０と電力変換装置３を連系する直前の値である。
なお、ステップ２において燃焼装置７の着火が検出されない場合及びステップ４において燃料電池５が発電中であることが確認できない場合は、ステップ１に戻る。
以下、本第１実施形態において、特に断りのない限り、電力測定手段６６によって測定される測定データは、電力変換制御部６２の通信部６５から燃料電池制御部１５の通信部５２に送信される。
【００４９】
その後、燃料電池５からの実測電圧Ｖａ（出力電圧）が、製品出荷時（初期）の燃料電池５の出力電圧から勘案してあり得ない値であるか確認する。
すなわち、燃料電池５の出力電圧と出力電流の関係から乖離して下回る値（解列基準値）以下であるか否かを確認する。
なお、本実施形態は、実測電圧Ｖａ（出力電圧）が、解列基準値から一定の補正値ΔＶを引いた補正済解列基準値Ｖｃ以下となった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置を他の電力系統から解列させるものであり、解列基準値からさらに補正値ΔＶを引いた補正済解列基準値Ｖｃ以下となっているか否かを判断する。
具体的な演算方法としては、電力測定手段６６によって燃料電池５からの出力電力を測定し、実測電圧（出力電圧）に所定の電圧ΔＶ（補正値）を加えた値が電力変換装置３のマイコン６８に設定された設定電流に対する想定電圧から算出する失火基準電圧Ｖｂ（解列基準値）以下であるかを確認している（ステップ７）。
【００５０】
ここで、失火基準電圧Ｖｂ（解列基準値）について説明すると、失火基準電圧Ｖｂは、経験則に基づいて定められる値である。すなわち、失火基準電圧Ｖｂは、過去の電流−電圧特性の結果を参照し、電力変換装置３のマイコン６８に設定された設定電流に対して想定される電流−電圧特性に基づいて求められる値である。各設定電流に対する失火基準電圧Ｖｂをプロットすると図８に示される失火判定ラインとなる。この失火判定ライン上の値は、後述する最低電圧Ｖｍｉｎよりも大きい値であって、過去の結果たる製品出荷時の設定電流に対応する出力電圧の８０パーセント以上９５パーセント以下の値である。このように、失火判定ラインをかなり高い電圧領域に設定しているのは、実測電圧Ｖａが少し低下したときにひとまず解列させることを目的としているためである。
また、所定の電圧ΔＶは、図８に示される製品出荷時（燃料電池５が劣化していない状態）の開回路電圧Ｖｏ（固定値）と現在の開回路電圧Ｖｏｃ（ステップ５で計測された開回路電圧Ｖｏｃ）の差分で算出される値（Ｖｏ−Ｖｏｃ）の８０パーセント以上１２０パーセント以下の値であり、好ましくは１００パーセント以上１２０パーセント以下の値である。本実施形態では、所定の電圧ΔＶは、（Ｖｏ−Ｖｏｃ）である。
【００５１】
したがって、前記した補正済解列基準値Ｖｃは、次式を満足する。
Ｖｃ＝Ｖｂ−（ａ・ΔＶ＋Ｃ）
ａ：１を含む比例定数
Ｃ：０を含む実数
【００５２】
実際の演算は、次の式によって判断している。
（Ｖａ＋ΔＶ）≦Ｖｂ
【００５３】
要するに、現在の実測電圧が失火判定ラインの下方にあって、かつ、現在の実測電圧ＶａにΔＶを加算した値が失火判定ライン以下にあれば、現在の設定電流に対して不測の電圧であるとみなされて、ステップ７のＹｅｓとなる。
【００５４】
その後、実測電圧Ｖａ（出力電力）にΔＶを加えた電圧が失火基準電圧Ｖｂ以下の場合には、カウンターが１加算され（ステップ８）、累積したカウンター数が３に達しているかどうか確認する（ステップ９）。
カウンター数が３未満である場合には、断続切換手段６１によって他の電力系統８０と電力変換装置３を解列し（ステップ１０）、タイマーにより経過時間ｔを計測する（ステップ１１）。
経過時間ｔが経過すると（ステップ１２）、電力測定手段６６によって出力電圧Ｖａ（実測電圧）を計測する。
実測電圧Ｖａがステップ５で計測された開回路電圧Ｖｏｃ未満である場合には（ステップ１３でＹｅｓ）、燃焼装置７が失火していると判定して（ステップ１４）、燃料電池制御部１５により燃料電池式発電装置１の運転を停止する。
このとき、経過時間ｔは、５秒以上１０秒以下であることが好ましい。
【００５５】
一方、ステップ９においてカウンター数が３である場合には、断続切換手段６１によって他の電力系統８０と電力変換装置３を解列し（ステップ１７）、燃焼装置７が失火していると判定して（ステップ１４）、燃料電池制御部１５により燃料電池式発電装置１の運転を停止する。
【００５６】
また、ステップ７において実測電圧Ｖａ（出力電力）にΔＶを加えた電圧が失火基準電圧Ｖｂを上回る場合は、電力測定手段６６によって得られた出力電圧（実測電圧Ｖａ）が最低電圧Ｖｍｉｎ以上であるかを確認する（ステップ１５）。
ここで、最低電圧Ｖｍｉｎについて説明すると、最低電圧Ｖｍｉｎは、燃料電池５が正常に機能していると想定される電圧値であり、図８のように定格出力を設定した場合に想定される想定電圧よりも少し低い電圧である。本実施形態では、定格出力を設定した場合の出力電圧基準の７０〜８０パーセント程度である。
【００５７】
電力測定手段６６によって得られた実測電圧が最低電圧Ｖｍｉｎ以上である場合は、温度センサー８によってモジュールケース１０内の燃料電池５の内部温度Ｔ２を測定し、当該内部温度Ｔ２をステップ３において記憶された内部温度Ｔ１と比較する（ステップ１６）。そして、内部温度Ｔ２が内部温度Ｔ１よりも小さい場合は、燃焼装置７が失火していると判定し（ステップ１４）、燃料電池制御部１５により燃料電池式発電装置１の運転を停止する。
【００５８】
なお、実測電圧Ｖａがステップ５で計測された開回路電圧Ｖｏｃ以上である場合には（ステップ１３でＮｏ）、温度センサー８によってモジュールケース１０内の燃料電池５の内部温度Ｔ２を測定し、当該内部温度Ｔ２をステップ３において記憶された内部温度Ｔ１と比較する（ステップ１６）。そして、内部温度Ｔ２が内部温度Ｔ１よりも小さい場合は、上記と同様、燃焼装置７が失火していると判定し（ステップ１４）、燃料電池制御部１５により燃料電池式発電装置１の運転を停止する。
【００５９】
ステップ１５において、実測電圧Ｖａが最低電圧Ｖｍｉｎ未満である場合は、ステップ１０に移行して、断続切換手段６１によって他の電力系統８０と電力変換装置３を解列する。
【００６０】
また、ステップ１６において、内部温度Ｔ２が内部温度Ｔ１以上である場合は、失火していないと判断してステップ６に戻る。
【００６１】
このように、本実施形態の失火確認動作であれば、燃料電池５の内部温度の低下を待たずとも失火を確認できるため、失火を確認する時間を短縮でき、失火状態での燃料電池５からの電力供給を最低限にできるため、燃料電池５の破損を最小限に抑えることができる。
【００６２】
また、本実施形態の燃料電池式発電装置１であれば、燃料電池５として高温作動形の燃料電池を使用した場合でも、燃料電池５の内部温度の低下に頼ることなく失火検知できるため、燃料ガスの放出時間を短縮することができ、安全性が高い。
【００６３】
上記した第１実施形態では、失火確認動作における失火判定を燃料電池制御部１５内で行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、失火確認動作における失火判定を電力変換制御部６２内で行ってもよい。
具体的には、第２実施形態の燃料電池式発電装置１００として説明する。なお、第１実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。
【００６４】
第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、上記したように、失火確認動作における失火判定を電力変換制御部１６２側で行う。すなわち、燃料電池５の内部温度に関する情報は、燃料電池制御部１１５の通信部５２から電力変換制御部１６２の通信部６５に送信され、電力変換制御部１６２内の計算部６３によって計算や比較等がなされる。また、電力測定手段６６によって測定される測定データは、電力変換制御部１６２内の記憶部６４で記憶される。
【００６５】
第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、図９のように、マイコン５３の通信部５２（図６参照）とマイコン６８の通信部６５（図６参照）間の信号の通信経路の他に、燃料電池制御部１１５と電力変換制御部１６２を繋ぐコネクター部１５４，１６９が設けられている。また、電力変換制御部１６２のマイコン６８の異常を検知する異常監視手段１６７を備えている。
【００６６】
第２実施形態の燃料電池制御部１１５は、図９のように、マイコン５３と、燃料電池側コネクター部１５４と、回路電源１７１と、抵抗Ｒ１から形成されている。
燃料電池側コネクター部１５４は、相方たる電力変換制御部１６２に電気的に接続されている。
燃料電池側コネクター部１５４とマイコン５３は、電気的に直列接続されている。
また、燃料電池側コネクター部１５４とマイコン５３との間に、抵抗Ｒ１を介して回路電源１７１が接続されている。
【００６７】
電力変換制御部１６２は、図９のように、マイコン６８と、電力測定手段６６（図６参照）と、異常監視手段１６７と、電力変換側コネクター部１６９と、スイッチ用のトランジスタ１７０と、ダイオード１７２を備えている。
電力変換側コネクター部１６９は、相方たる燃料電池モジュール２内の燃料電池側コネクター部１５４と接続されている。
異常監視手段１６７は、マイコン６８の異常を監視する部位であり、公知のウォッチドッグタイマー回路である。異常監視手段１６７は、ダイオード１７２とマイコン６８とによって異常検知回路１７３を形成している。
スイッチ用のトランジスタ１７０は、公知のＮＰＮ型トランジスタである。ベース側に異常検知回路１７３が接続されており、コレクタ側に電力変換側コネクター部１６９が接続されており、エミッタ側にグランドが接続されている。
【００６８】
燃料電池モジュール２の燃料電池制御部１１５と電力変換装置３の電力変換制御部１６２は、図示しない信号線によって、互いに各種データ、信号を送受信可能な状態となっている。
【００６９】
燃料電池式発電装置１００は、第１実施形態の燃料電池式発電装置１と同様、失火確認動作を行うことができ、失火判断は電力変換制御部１６２のマイコン６８が行う。燃料電池式発電装置１００は、電力変換制御部１６２のマイコン６８で失火判定がされると、停止信号が電力変換側コネクター部１６９から燃料電池側コネクター部１５４に伝達され、燃料電池式発電装置１００の運転を停止する。
【００７０】
また、電力変換制御部１６２のマイコン６８が暴走した場合にも、停止信号が電力変換側コネクター部１６９から燃料電池側コネクター部１５４に伝達され、燃料電池式発電装置１００の運転を停止する。
すなわち、本第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、図９のように燃料電池モジュール２（図１参照）の構成部材を制御するマイコン５３と電力変換装置３（図１参照）の構成部材を制御するマイコン６８が別個独立して存在している。そのため、電力変換制御部１６２のマイコン６８で正常に燃焼装置７が失火していると判定できたとしても、電力変換制御部１６２のマイコン６８が暴走して、電力変換制御部１６２と燃料電池制御部１１５間の通信状態が異常状態となった場合、電力変換制御部１６２から燃料電池制御部１１５への信号伝達が正常に機能しないことが想定される。
【００７１】
そこで、本第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、上記したように電力変換制御部１６２にマイコン６８の異常を監視する異常監視手段１６７が内蔵されている。異常監視手段１６７は、マイコン６８の異常を検出したことを条件として燃料電池制御部１１５の燃料電池側コネクター部１５４に異常信号を送信することが可能となっている。
そのため、たとえ電力変換制御部１６２と燃料電池制御部１１５との間の通信状態が通信異常状態に陥った場合や、電力変換制御部１６２のマイコン６８が故障等によって制御不能状態となった場合が生じたとしても、異常信号を、コネクター部１５４，１６９を経由して燃料電池制御部１１５に送信することで、すぐに燃料電池５の発電を停止することができる。
要するに、本第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、電力変換制御部１６２が失火状態であると判定した場合は、マイコン５３，６８内の通信部５２，６５（図６参照）間の通信とは別に、コネクター部１５４，１６９によって直接停止信号を伝達して燃料電池５の発電を停止することができるので、マイコン５３，６８内の通信部５２，６５の通信状況に依存しない。
【００７２】
この停止信号について具体的に説明すると、本第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、失火確認動作及び異常監視手段１６７によって、燃料電池５の稼働に表１のような停止条件を課している。
【００７３】
【表１】
2014216130.tif 000003
【００７４】
表１に基づいて停止条件について説明すると、マイコン６８は、失火確認動作を行い失火判定がされていない場合は、燃焼装置７内のバーナーが失火していない状態であるから、マイコン６８は、火炎ありの状態を示す失火判定信号（Ｈｉ）を出力する。出力された失火判定信号（Ｈｉ）は、トランジスタ１７０に入力されてトランジスタ１７０がオン状態となる。そうすると、回路電源１７１からの電流はトランジスタ１７０側に流れてグランドに落ち、マイコン５３への入力電圧が消失して非操作信号（Ｌｏ）となる。
このとき、燃料電池制御部１１５は、非操作信号（Ｌｏ）を受信すると、正常であると判定し、起動から発電動作が可能な状態となる。
【００７５】
一方、電力変換制御部１６２のマイコン６８が失火確認動作を行い、失火判定がされている場合は、燃焼装置７内のバーナーが失火している状態であるから、マイコン６８は、火炎なしの状態を示す失火判定信号（Ｌｏ）を出力する。出力された失火判定信号（Ｌｏ）は、トランジスタ１７０に入力されてトランジスタ１７０がオフ状態となり、回路電源１７１の電圧がマイコン５３に印加されて操作信号（Ｈｉ）となる。
このとき、マイコン５３は、操作信号（Ｈｉ）を受信すると、燃料電池モジュール２内に異常があると判定し、燃料電池５の発電を停止する。
【００７６】
異常監視手段１６７が電力変換制御部１６２内のマイコン６８の異常を検知した場合には、電力変換制御部１６２のマイコン６８の失火確認動作のいかんに係わらず電力変換制御部１６２側から燃料電池制御部１１５のマイコン５３に対して操作信号（Ｈｉ）が送信され、燃料電池５の発電を停止する。
【００７７】
以上のように、本第２実施形態の燃料電池式発電装置１００は、失火確認動作によって失火が確認されない場合であって、かつ、異常監視手段１６７がマイコン６８を正常であると判断した場合にだけ、燃料電池５の発電を可能としており、一種のフェールセーフ回路として機能しているので、安全性が高い。
【００７８】
続いて、第３実施形態の燃料電池式発電装置２００について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。
【００７９】
第３実施形態の燃料電池式発電装置２００は、図１０のように第２実施形態の燃料電池式発電装置１００の構成に加えて、燃料電池制御部１１５にインターロック回路２０１（安全装置）と、停止回路２０３を備えている。
【００８０】
インターロック回路２０１は、マイコン５３が暴走したときに、燃料ガス、空気、純水の動作を制御する負荷２１１（例えば、流量調整部２１やカソードブロワー１７、循環ポンプ４３など）に繋がる電源（負荷電源２０７）を強制的に遮断できる回路である。すなわち、インターロック回路２０１が起動すると、強制的に燃料電池５の発電が停止される。
本実施形態では、インターロック回路２０１が物理的な安全装置として機能し、停止信号を受信した場合に、燃料電池制御部１１５のマイコン５３を介さずに強制的に燃料電池５の発電を停止することが可能である。
【００８１】
インターロック回路２０１には、マイコン５３と負荷電源２０７を接続している。また、インターロック回路２０１には、停止回路２０３が接続されており、失火確認動作が実施され、電力変換制御部１６２の電力変換側コネクター部１６９から送信される停止信号が燃料電池側コネクター部１５４に受信されたときに、起動可能となっている。
【００８２】
インターロック回路２０１は、抵抗Ｒ２〜Ｒ５と、電界効果トランジスタ２０８，２０９と、回路電源２１０で構成されている。
電界効果トランジスタ２０８，２０９は、ＭＯＳＦＥＴ等で構成されたＮチャネル型のＦＥＴである。
電界効果トランジスタ２０８のゲート側には、抵抗Ｒ２を介してマイコン５３が接続されており、ドレイン側には、抵抗Ｒ５を介して回路電源２１０が接続されており、ソース側には、抵抗Ｒ４、電界効果トランジスタ２０９及び停止回路２０３が接続されている。
電界効果トランジスタ２０９のゲート側には、電界効果トランジスタ２０８、抵抗Ｒ４及び停止回路２０３が接続されており、ドレイン側には、負荷電源２０７が接続されており、ソース側には、前述の流量調整部２１等の負荷２１１を介してグランドが接続されている。
【００８３】
停止回路２０３は、インターロック回路２０１とマイコン５３間、インターロック回路２０１と燃料電池側コネクター部１５４間を接続している回路であり、インターロック回路２０１側から順にダイオード２０４、ＮＯＴゲート２０５、タイマー回路２０６を備えている。
タイマー回路２０６は、所定時間が経過すると自動的にデジタル信号のＨｉとＬｏを切り替える回路である。すなわち、燃料電池側コネクター部１５４側から操作信号（Ｈｉ）を受信した場合は、所定時間内は、ＮＯＴゲート２０５側に操作信号（Ｈｉ）を送信し、所定時間が経過するとＮＯＴゲート２０５側に操作信号（Ｌｏ）を送信する。
【００８４】
負荷電源２０７は、電界効果トランジスタ２０９及び負荷２１１を介して、グランドに繋がっており、グランドへの通電が遮断されると、強制的に燃料電池モジュール２に供給される電源が遮断されて燃料電池５の発電が停止する。
【００８５】
燃料電池制御部１１５は、燃料電池モジュール２内の各構成部位の動作を監視している。そして燃料電池５等に空気やガスが供給されているならば、燃料電池制御部１１５のマイコン５３から電界効果トランジスタ２０８のゲート側にＨｉ信号が印加される。
その結果、電界効果トランジスタ２０８がオン状態となる。
【００８６】
一方、通常運転時には、停止回路２０３は、操作信号（Ｌｏ）を受信する。そして操作信号（Ｌｏ）は、ＮＯＴゲート２０５で操作信号（Ｈｉ）に変換されて電界効果トランジスタ２０９のゲートに入力され、電界効果トランジスタ２０９がオン状態となって負荷電源２０７がグランドに繋がる。
【００８７】
一方失火判定がされた時又は異常監視手段１６７の起動時には、電界効果トランジスタ２０９がオフ状態となって負荷電源２０７とグランドとの間が遮断されて負荷電源２０７から燃料電池モジュール２に対する電力供給が停止し、燃料電池５の発電が停止する。
【００８８】
ここで、停止回路２０３は、タイマー回路２０６を内蔵しており、タイマー回路２０６によって、所定時間経過後にデジタル信号のＨｉとＬｏを切り替えるため、燃料電池式発電装置２００の失火確認動作により、失火と判定されたとしても、マイコン５３による燃料電池５の発電停止動作（操作信号（Ｈｉ）送信）より先にインターロック回路２０１が起動することがない。
【００８９】
また燃料電池モジュール２内のブロワー１７，３１等に不調があり、燃料電池５等に空気やガスが供給されない場合には、燃料電池制御部１１５のマイコン５３から電界効果トランジスタ２０８のゲート側に発信される信号がＨｉからＬｏに切り替わり、電界効果トランジスタ２０８がＯＦＦになる。
その結果、電界効果トランジスタ２０９がＯＦＦとなって負荷電源２０７とグランドとの間が遮断されて負荷電源２０７から燃料電池モジュール２に対する電力供給が停止し、燃料電池５の発電が停止する。
このように、本実施形態の燃料電池式発電装置２００であれば、たとえマイコン故障等によって制御不能状態に陥っても、確実に「燃料ガス、空気、純水」の電気経路を遮断できる。
すなわち、本実施形態では、燃料ガス、空気、純水の動作を制御する負荷（例えば、流量調整部２１やカソードブロワー１７、循環ポンプ４３など）が正常に機能し、且つ失火が発生していない場合に限って負荷電源２０７が機能するから、たとえマイコン故障等によって制御不能状態に陥っても、確実に「燃料ガス、空気、純水」の電気経路を遮断できる。
【００９０】
上記した第２，３実施形態では、異常監視手段１６７は、異常時において失火判定信号（Ｈｉ）から失火判定信号（Ｌｏ）に変換したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マイコン６８からの異常監視手段１６７によって失火判定信号（Ｈｉ）を遮り、異なるデジタル信号を送信してもよい。
【００９１】
上記した実施形態では、失火基準値（解列基準値）として失火基準電圧Ｖｂを基準としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、電流値を失火基準値（解列基準値）としてもよい。この場合、当該失火基準電流に実測電流（出力電流）を比較することによって失火を判定することとなる。
【００９２】
上記した実施形態では、ステップ１２で経過時間ｔが経過したのち、電力変換装置３のマイコン６８に設定された設定電流に対する実測電圧を計測し、実測電圧が開回路電圧Ｖｏｃ未満である場合に、燃焼装置７が失火していると判定したが、経過時間ｔが５秒未満のように短い場合、正常に発電している場合であっても、実測電圧が開回路電圧Ｖｏｃまで戻らない場合がある。そこで、経過時間ｔの設定が短い場合には、燃焼装置７の失火の判定基準を開回路電圧Ｖｏｃよりも低い値としてもよい。例えば、燃焼装置７の失火の判定基準を開回路電圧Ｖｏｃの８０〜９０パーセントの値としてもよい。こうすることによって、より迅速に失火を判定できる。
【００９３】
上記した実施形態では、実測電圧Ｖａ（出力電圧）が、解列基準値から一定の補正値ΔＶを引いた補正済解列基準値Ｖｃ以下となった場合に、断続切換手段によって燃料電池式発電装置１を他の電力系統８０から解列させたが、補正値ΔＶを考慮せず、実測電圧Ｖａ（出力電圧）が、解列基準値以下となっているか否かによって燃料電池式発電装置１を他の電力系統８０から解列させてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１，１００，２００  燃料電池式発電装置
２  燃料電池モジュール
３  電力変換装置
５  燃料電池
１５，１１５  燃料電池制御部
５１，６４  記憶部（電圧記憶手段）
６１  断続切換手段
６２，１６２  電力変換制御部
６６  電力測定手段（電圧測定手段）
１６７  異常監視手段
８０  他の電力系統
２０１  インターロック回路（安全装置）
Ｖｂ  失火基準電圧（解列基準値）
【図１】
2014216130.tif 000004
【図２】
2014216130.tif 000005
【図３】
2014216130.tif 000006
【図４】
2014216130.tif 000007
【図５】
2014216130.tif 000008
【図６】
2014216130.tif 000009
【図７】
2014216130.tif 000010
【図８】
2014216130.tif 000011
【図９】
2014216130.tif 000012
【図１０】
2014216130.tif 000013