(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記燃料を供給する供給装置と、
前記燃料電池に供給されている前記燃料の流量を検出する流量センサと、
前記燃料電池の温度を検出する温度センサと、
前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧センサと、
前記供給装置の供給量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池が所定電流値に対応する燃料の標準利用率に応じた流量で発電しているときの燃料電池温度に維持しながら燃料利用率を変化させ前記燃料電池の出力電圧を測定し前記出力電圧と前記燃料利用率との相関関係を作成し、前記燃料利用率を前記標準利用率に戻した後に、外部から加熱して前記燃料電池の温度毎における前記燃料電池の出力電圧と前記燃料の利用率との相関関係を示すマップまたは演算式と、前記所定電流値に対応する前記燃料の標準状態における標準利用率に応じた流量を制御指令値として前記供給装置を制御することにより前記燃料を供給して前記燃料電池の発電を行う場合において、前記温度センサにより検出された前記燃料電池の温度および前記電圧センサにより検出された前記燃料電池の出力電圧と、から前記燃料の実際の利用率である実利用率を算出し、
前記燃料の標準利用率と実利用率との差から前記燃料の流量誤差を算出し、
該流量誤差に基づいて前記流量センサの検出値を補正する燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１において、前記マップまたは演算式は、前記燃料電池が所定電流値で発電をしている状態において、前記燃料の利用率を前記標準利用率にて前記燃料を供給し、そのときの前記燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準利用率およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される燃料電池システム。
【請求項３】
燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池に前記燃料を供給する供給装置と、
前記燃料電池に供給されている前記燃料の流量を検出する流量センサと、
前記燃料電池の温度を検出する温度センサと、
前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧センサと、
前記供給装置の供給量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池が所定電流値に対応する燃料の標準流量に応じた流量で発電しているときの燃料電池温度に維持しながら燃料の流量を変化させ前記燃料電池の出力電圧を測定し前記出力電圧と前記燃料の流量との相関関係を作成し、前記燃料の流量を前記標準流量に戻した後に、外部から加熱して前記燃料電池の温度毎における前記燃料電池の出力電圧と前記燃料の流量との相関関係を示すマップまたは演算式と、前記所定電流値に対応する前記燃料の標準状態における標準流量を制御指令値として前記供給装置を制御することにより前記燃料を供給して前記燃料電池の発電を行う場合において、前記温度センサにより検出された前記燃料電池の温度および前記電圧センサにより検出された前記燃料電池の出力電圧と、から前記燃料の実際の流量である実流量を算出し、
前記燃料の標準流量と実流量との差から前記燃料の流量誤差を算出し、
該流量誤差に基づいて前記流量センサの検出値を補正する燃料電池システム。
【請求項４】
請求項３において、前記マップまたは演算式は、前記燃料電池が所定電流値で発電をしている状態において、前記燃料の流量を前記標準流量にて前記燃料を供給し、そのときの前記燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準流量およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される燃料電池システム。
【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】
燃料電池システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、燃料電池システムは、原燃料ラインにオリフィス流量計等の瞬時流量計９ａと、ガスメータ等の積算流量計９ｂを直列にして設置することで、原燃料ガスの瞬時流量計測を可能にするとともに、積算流量計９ｂの出力を利用しての瞬時流量計９ａの補正を可能とし、長期間の安定な運転を継続できるようにしている。
【０００３】
また、燃料電池システムの他の一形式として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２の図２に示されているように、燃料電池システムおいては、流量計測器１３の指示値に基づいて空気供給装置１２が制御されるが、この流量計測器１３の指示値は、温度計測器１４の指示値に対応する供給流量を示す値となるように補正されている。ここで、バーナ燃焼器８における燃焼によって加熱されたバーナ部１９の加熱温度と、空気供給装置１２によって供給された空気の供給流量との間には、所定の対応関係が存在するため、温度計測器１４の指示値に対応する供給流量を示す値となるように流量計測器１３の指示値を補正することで、空気供給装置１２によって供給される空気の供給流量を精度良く調節することが可能となっている。
【０００４】
また、燃料電池システムの他の一形式として、特許文献３に示されているものが知られている。特許文献３の図２に示されているように、燃料電池システムおいては、流量計測器１３の指示値に基づいて空気供給装置１２が制御されるが、この流量計測器１３の指示値は、空気供給装置１２によって空気が供給されていない場合に、流量ゼロを示す値となるように補正されている。これにより、流量計測器１３の指示値が実際の供給流量を示すようになるので、空気供給装置１２によって供給される空気の供給流量を精度良く調節することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０２１４３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１８８８７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載されている燃料電池システムにおいては、瞬時流量計９ａとは別に積算流量計９ｂが必要であるため、システムの大型化・高コストに繋がる。また、積算流量計９ｂとしてガスメータを使用する場合には、圧力、温度、湿度による補正が必要となりコストアップとなる。
【０００７】
上述した特許文献２に記載されている燃料電池システムにおいては、バーナ部１９の加熱温度と空気供給装置１２によって供給された空気の供給流量との間の所定の対応関係によって流量計測器１３の指示値を補正しているが、十分に補正できないおそれがあった。
【０００８】
上述した特許文献３に記載されている燃料電池システムにおいては、この流量計測器１３の指示値は、空気供給装置１２によって空気が供給されていない場合に、流量ゼロを示す値となるように補正されているが、十分に補正できないおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、燃料電池システムにおいて、システムの大型化・高コスト化を招くことなく、燃料電池に供給される燃料の流量センサを確実かつ的確に補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、燃料電池に燃料を供給する供給装置と、燃料電池に供給されている燃料の流量を検出する流量センサと、燃料電池の温度を検出する温度センサと、燃料電池の出力電圧を検出する電圧センサと、供給装置の供給量を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、燃料電池が所定電流値に対応する燃料の標準利用率に応じた流量で発電しているときの燃料電池温度に維持しながら燃料利用率を変化させ燃料電池の出力電圧を測定し出力電圧と燃料利用率との相関関係を作成し、燃料利用率を標準利用率に戻した後に、外部から加熱して燃料電池の温度毎における燃料電池の出力電圧と燃料の利用率との相関関係を示すマップまたは演算式と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準利用率に応じた流量を制御指令値として供給装置を制御することにより燃料を供給して燃料電池の発電を行う場合において、温度センサにより検出された燃料電池の温度および電圧センサにより検出された燃料電池の出力電圧と、から燃料の実際の利用率である実利用率を算出し、燃料の標準利用率と実利用率との差から燃料の流量誤差を算出し、該流量誤差に基づいて流量センサの検出値を補正する。
【００１１】
また請求項２に係る発明は、請求項１において、マップまたは演算式は、燃料電池が所定電流値で発電をしている状態において、燃料の利用率を標準利用率にて燃料を供給し、そのときの燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準利用率およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される。
【００１２】
また請求項３に係る発明は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、燃料電池に燃料を供給する供給装置と、燃料電池に供給されている燃料の流量を検出する流量センサと、燃料電池の温度を検出する温度センサと、燃料電池の出力電圧を検出する電圧センサと、供給装置の供給量を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、燃料電池が所定電流値に対応する燃料の標準流量に応じた流量で発電しているときの燃料電池温度に維持しながら燃料の流量を変化させ燃料電池の出力電圧を測定し出力電圧と燃料の流量との相関関係を作成し、燃料の流量を標準流量に戻した後に、外部から加熱して燃料電池の温度毎における燃料電池の出力電圧と燃料の流量との相関関係を示すマップまたは演算式と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準流量を制御指令値として供給装置を制御することにより燃料を供給して燃料電池の発電を行う場合において、温度センサにより検出された燃料電池の温度および電圧センサにより検出された燃料電池の出力電圧と、から燃料の実際の流量である実流量を算出し、燃料の標準流量と実流量との差から燃料の流量誤差を算出し、該流量誤差に基づいて流量センサの検出値を補正する。
【００１３】
また請求項４に係る発明は、請求項３において、マップまたは演算式は、燃料電池が所定電流値で発電をしている状態において、燃料の流量を標準流量にて燃料を供給し、そのときの燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準流量およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される。
【発明の効果】
【００１４】
本願の発明者は、燃料電池が所定電流値で発電をしているときについて、燃料電池の出力電圧は燃料利用率に対して応答性がよいため、燃料電池の温度が一定であるならば、燃料電池の出力電圧と燃料利用率とはよい相関性があることを見出した。すなわち、この相関関係と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準利用率に応じた流量を制御指令値として供給装置を制御することにより燃料を供給して燃料電池の発電を行う場合において温度センサにより検出された燃料電池の温度および電圧センサにより検出された燃料電池の出力電圧と、から燃料の実際の利用率である実利用率を算出できる。一方、燃料利用率は（燃料電池の出力電流（Ａ））／（燃料電池に供給されている燃料の流量（単位時間あたりの流量））に比例するものであるため、燃料利用率は流量と逆比例の関係にある。よって、実利用率が制御指令値に応じた標準利用率と同一である場合は、すなわち実利用率に相当する燃料の実流量と標準利用率に応じた燃料の流量とが同一である場合は、燃料の流量センサに誤差が発生してないということである。一方、実利用率と制御指令値に応じた標準利用率との間に差がある場合は、すなわち実利用率に相当する燃料の実流量と標準利用率に応じた燃料の流量との間に差がある場合は、燃料の流量センサに誤差が発生しているということである。
【００１５】
したがって、上記のように構成した請求項１に係る発明においては、制御装置は、燃料電池が所定電流値に対応する燃料の標準利用率に応じた流量で発電しているときの燃料電池温度に維持しながら燃料利用率を変化させ燃料電池の出力電圧を測定し出力電圧と燃料利用率との相関関係を作成し、燃料利用率を標準利用率に戻した後に、外部から加熱して燃料電池の温度毎における燃料電池の出力電圧と燃料の利用率との相関関係を示すマップまたは演算式と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準利用率に応じた流量を制御指令値として供給装置を制御することにより燃料を供給して燃料電池の発電を行う場合において、温度センサにより検出された燃料電池の温度および電圧センサにより検出された燃料電池の出力電圧と、から燃料の実際の利用率である実利用率を算出し、燃料の標準利用率と実利用率との差から燃料の流量誤差を算出し、該流量誤差に基づいて流量センサの検出値を補正することができる。よって、システムの大型化・高コスト化を招くことなく、燃料電池に供給される燃料の流量センサを確実かつ的確に補正することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１において、マップまたは演算式は、燃料電池が所定電流値で発電をしている状態において、燃料の利用率を標準利用率にて燃料を供給し、そのときの燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準利用率およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される。これにより、より正確かつ確実に実利用率を算出することができるため、燃料電池に供給される燃料の流量センサをより確実かつ的確に補正することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、燃料電池に燃料を供給する供給装置と、燃料電池に供給されている燃料の流量を検出する流量センサと、燃料電池の温度を検出する温度センサと、燃料電池の出力電圧を検出する電圧センサと、供給装置の供給量を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、燃料電池が所定電流値に対応する燃料の標準流量に応じた流量で発電しているときの燃料電池温度に維持しながら燃料の流量を変化させ燃料電池の出力電圧を測定し出力電圧と燃料の流量との相関関係を作成し、燃料の流量を標準流量に戻した後に、外部から加熱して燃料電池の温度毎における燃料電池の出力電圧と燃料の流量との相関関係を示すマップまたは演算式と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準流量を制御指令値として供給装置を制御することにより燃料を供給して燃料電池の発電を行う場合において、温度センサにより検出された燃料電池の温度および電圧センサにより検出された燃料電池の出力電圧と、から燃料の実際の流量である実流量を算出し、燃料の標準流量と実流量との差から燃料の流量誤差を算出し、該流量誤差に基づいて流量センサの検出値を補正する。これにより、上述した請求項１に係る発明と同様に、システムの大型化・高コスト化を招くことなく、燃料電池に供給される燃料の流量センサを確実かつ的確に補正することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項３において、マップまたは演算式は、燃料電池が所定電流値で発電をしている状態において、燃料の流量を標準流量にて燃料を供給し、そのときの燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準流量およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される。これにより、より正確かつ確実に実流量を算出することができるため、燃料電池に供給される燃料の流量センサをより確実かつ的確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による燃料電池システムの一実施形態の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示す燃料電池システムを示すブロック図である。
【図３】図２に示す記憶装置に記憶されているマップであり、燃料電池が所定電流値で発電をしているときについて燃料電池の温度毎における燃料電池の出力電圧と燃料の利用率との相関関係を示すマップである。
【図４】図２に示す制御装置で実行される制御プログラム（マップ作成）のフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートを実行して作成されたマップである。
【図６】図３に示す制御装置で実行される制御プログラム（流量誤差、補正量算出）のフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートを実行したときの一実施例を示す図である。
【図８】図２に示す記憶装置に記憶されているマップであり、燃料電池が所定電流値で発電をしているときについて燃料電池の温度毎における燃料電池の出力電圧と燃料の流量との相関関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による燃料電池システムの一実施の形態について説明する。図１はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。この燃料電池システムは、箱状の筐体１１、燃料電池モジュール２０、排熱回収システム３０、インバータ装置５０および制御装置６０を備えている。
【００２１】
筐体１１は、筐体１１内を区画して第１室Ｒ１および第２室Ｒ２を形成する仕切部材１２を備えている。第１室Ｒ１は第１空間を形成し、第２室Ｒ２は第２空間を形成する。仕切部材１２は、筐体１１を上下に区画する（仕切る）板状部材である。筐体１１内には、仕切部材１２より上方および下方に第１室Ｒ１および第２室Ｒ２が形成される。
【００２２】
燃料電池モジュール２０は、第１室Ｒ１内に該第１室Ｒ１の内壁面から空間をおいて収納されている。燃料電池モジュール２０は、ケーシング２１、燃料電池２４を少なくとも含んで構成されるものである。本実施の形態では、燃料電池モジュール２０は、ケーシング２１、蒸発部２２、改質部２３および燃料電池２４を備えている。
【００２３】
ケーシング２１は、断熱性材料で箱状に形成されている。ケーシング２１は、第１室Ｒ１内に該第１室Ｒ１の内壁面から空間をおいて図示しない支持構造により支持されている。ケーシング２１内には、蒸発部２２、改質部２３および燃料電池２４が配設されている。このとき、蒸発部２２、改質部２３が燃料電池２４の上方に位置するように配設されている。
【００２４】
蒸発部２２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部２２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部２３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰＧなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。
【００２５】
この蒸発部２２には、一端（下端）が水タンク１３内に配設された給水管４１の他端が接続されている。給水管４１には、改質水ポンプ４１ａが設けられている。改質水ポンプ４１ａは、蒸発部２２に改質水を供給するとともにその改質水供給量を調整するものである。
【００２６】
また、蒸発部２２には、燃料供給源（図示省略）からの改質用原料が改質用原料供給管４２を介して供給されている。改質用原料供給管４２には、上流から順番に一対の原料バルブ（図示省略）、流量センサ４２ａ、脱硫器４２ｂ、および原料ポンプ４２ｃが設けられている。なお、流量センサ４２ａは脱硫器４２ｂの後でもよい。原料バルブは改質用原料供給管４２を開閉する電磁開閉弁である。流量センサ４２ａは、燃料電池２４に供給されている燃料（改質用原料）の流量すなわち単位時間あたりの流量を検出するものであり、その検出結果を制御装置６０に送信している。脱硫器４２ｂは改質用原料中の硫黄分（例えば、硫黄化合物）を除去するものである。原料ポンプ４２ｃは、燃料電池２４に燃料（改質用原料）を供給する供給装置であり、制御装置６０からの制御指令値にしたがって燃料供給源からの燃料供給量を調整するものである。
【００２７】
改質部２３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部２２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部２３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は燃料電池２４の燃料極に導出されるようになっている。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。
【００２８】
燃料電池２４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル２４ａが積層されて構成されている。本実施の形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池２４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部２３は省略することができる。
【００２９】
セル２４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路２４ｂが形成されている。セル２４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路２４ｃが形成されている。
【００３０】
燃料電池２４は、燃料電池２４の温度を検出する温度センサ２４ｄを備えている。温度センサ２４ｄは、燃料電池２４のセル２４ａの積層方向の中央部分であって上下方向中央部分に設けられている。温度センサ２４ｄは、その検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。
【００３１】
燃料電池２４は、マニホールド２５上に設けられている。マニホールド２５には、改質部２３からの改質ガスが改質ガス供給管４３を介して供給される。燃料流路２４ｂは、その下端（一端）がマニホールド２５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ４４ａ（カソードエア送出（送風）手段）によって送出されたカソードエアはカソードエア供給管４４を介して供給され、空気流路２４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。
【００３２】
カソードエアブロワ４４ａは、第２室Ｒ２内に配設されている。カソードエアブロワ４４ａは、第２室Ｒ２内の空気を吸入し燃料電池２４の空気極に吐出するものであり、その吐出量は調整制御（例えば燃料電池２４の負荷電力量（消費電力量）に応じて制御）されるものである。
【００３３】
燃料電池２４においては、燃料極に供給された燃料と空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化１および化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ２−）が電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路２４ｂおよび空気流路２４ｃからは、発電に使用されなかった改質ガスおよび酸化剤ガス（空気）が導出する。
（化１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
（化２）
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−
（化３）
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
【００３４】
そして、燃料流路２４ｂおよび空気流路２４ｃから導出した、発電に使用されなかった改質ガスは、燃料電池２４と蒸発部２２（改質部２３）の間の燃焼空間Ｒ３にて、発電に使用されなかった酸化剤ガス（空気）によって燃焼され、その燃焼ガスによって蒸発部２２および改質部２３が加熱される。さらには、燃料電池モジュール２０内を動作温度に加熱している。その後、燃焼ガスは排気口２１ａから燃料電池モジュール２０の外に排気される。
【００３５】
排熱回収システム３０は、燃料電池２４の排熱と貯湯水との間で熱交換することで排熱を貯湯水に回収して蓄える排熱回収系である。排熱回収システム３０は、貯湯水を貯湯する貯湯槽３１と、貯湯水が循環する貯湯水循環ライン３２と、燃料電池モジュール２０からの燃焼排ガスと貯湯水との間で熱交換が行われる熱交換器３３と、が備えられている。
【００３６】
貯湯槽３１は、１つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温度が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温度が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽３１の柱状容器の下部には水道水などの水（低温の水）が補給され、貯湯槽３１に貯留された高温の温水が貯湯槽３１の柱状容器の上部から導出されるようになっている。
【００３７】
貯湯水循環ライン３２の一端は貯湯槽３１の下部に、他端は貯湯槽３１の上部に接続されている。貯湯水循環ライン３２上には、一端から他端に向かって順番に貯湯水循環手段である貯湯水循環ポンプ３２ａ、第１温度センサ３２ｂ、熱交換器３３、および第２温度センサ３２ｃが配設されている。貯湯水循環ポンプ３２ａは、貯湯槽３１の下部の貯湯水を吸い込んで貯湯水循環ライン３２を図示矢印方向へ通水させて貯湯槽３１の上部に吐出するものであり、その流量（送出量）が制御されるようになっている。貯湯水循環ポンプ３２ａは、第２温度センサ３２ｃの検出温度（貯湯水の貯湯槽３１の入口温度）が所定の温度または温度範囲となるように、送出量が制御されるようになっている。
【００３８】
第１温度センサ３２ｂは、熱交換器３３の貯湯水導入側の貯湯水循環ライン３２であって熱交換器３３と貯湯槽３１との間に配設されている。第１温度センサ３２ｂは、貯湯水の熱交換器３３の入口温度すなわち貯湯水の貯湯槽３１の出口温度を検出するものであり、その検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。
【００３９】
第２温度センサ３２ｃは、熱交換器３３の貯湯水導出側の貯湯水循環ライン３２に配設されている。第２温度センサ３２ｃは、貯湯水の熱交換器３３の出口温度すなわち貯湯水の貯湯槽３１の入口温度を検出するものであり、その検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。
【００４０】
熱交換器３３は、燃料電池モジュール２０から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽３１からの貯湯水が供給され燃焼排ガスと貯湯水が熱交換する熱交換器である。この熱交換器３３は、筐体１１内に配設されている。本実施の形態では、熱交換器３３は、燃料電池モジュール２０の下部に設けられており、少なくとも熱交換器３３の下部は仕切部材１２を貫通して第２室Ｒ２に突出されて配設されている。
【００４１】
熱交換器３３は、ケーシング３３ａを備えている。ケーシング３３ａの上部には、燃料電池モジュール２０のケーシング２１の下部に設けられ燃焼排ガスが導出される導出口２１ａに連通する接続管４５が接続されている。ケーシング３３ａの下部には、第１排気口１１ａに接続されている排気管４６が接続されている。ケーシング３３ａの底部には、純水器１４に接続されている凝縮水供給管４７が接続されている。ケーシング３３ａ内には、貯湯水循環ライン３２に接続されている熱交換部（凝縮部）３３ｂが配設されている。
【００４２】
このように構成された熱交換器３３においては、燃料電池モジュール２０からの燃焼排ガスは、接続管４５を通ってケーシング３３ａ内に導入され、貯湯水が流通する熱交換部３３ｂを通る際に貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは排気管４６を通って第１排気口１１ａから外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管４７を通って純水器１４に供給される（自重で落水する）。一方、熱交換部３３ｂに流入した貯湯水は、加熱されて流出される。
【００４３】
また、燃料電池システムは、水タンク１３および純水器１４を備えている。水タンク１３および純水器１４は第２室Ｒ２内に配設されている。水タンク１３は、純水器１４から導出された純水を貯めておくものである。純水タンク１３には、純水タンク１３内の純水量を検出する図示しない水量センサ（水位センサ）が設けられている。水量センサは例えばフロート式、静電容量式などの水位計である。水量センサは制御装置に検出信号を送信するようになっている。
【００４４】
純水器１４は、活性炭とイオン交換樹脂を内蔵しており、例えばフレーク状の活性炭と粒状のイオン交換樹脂を充填している。また被処理水の状態によっては、中空糸フィルタを設置しても良い。純水器１４は、熱交換器３３からの凝縮水を活性炭とイオン交換樹脂によって純水化するものである。純水器１４は、配管４８を介して純水タンク１３に連通しており、純水器１４内の純水は配管４８を通って純水タンク１３に導出される。
【００４５】
また、燃料電池システムは、第２室Ｒ２を形成する筐体１１に形成された空気導入口１１ｃと、第１室Ｒ１を形成する筐体１１に形成された空気導出口１１ｂと、仕切部材１２に形成された空気導入口１２ａに設けられた換気用空気ブロワ１５と、を備えている。この換気用空気ブロワ１５が作動すると、外気が空気導入口１１ｃを介して第２室Ｒ２内に吸い込まれ、換気用空気ブロワ１５によって第１室Ｒ１内に送出され、第１室Ｒ１内の空気が空気導出口１１ｂを介して外部に排出される。
【００４６】
さらに、燃料電池システムは、インバータ装置５０を備えている。インバータ装置５０は、燃料電池２４から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して交流の系統電源５１および外部電力負荷５３に接続されている電源ライン５２に出力する第１機能と、系統電源５１からの交流電圧を電源ライン５２を介して入力し所定の直流電圧に変換して補機や制御装置６０に出力する第２機能と、を有している。
【００４７】
系統電源（または商用電源）５１は、該系統電源５１に接続された電源ライン５２を介して電力負荷５３に電力を供給するものである。燃料電池２４はインバータシステム１５を介して電源ライン５２に接続されている。電力負荷５３は、交流電源で駆動される負荷であり、例えばドライヤ、冷蔵庫、テレビなどの電化製品である。
【００４８】
インバータ装置５０は、燃料電池２４の出力電圧を検出する電圧センサ５０ａ、および燃料電池２４の出力電流を検出する電流センサ５０ｂを備えている。電圧センサ５０ａおよび電流センサ５０ｂは、それぞれの検出結果を制御装置６０に送信するようになっている。
【００４９】
補機は、燃料電池モジュール２０に改質用原料、水、空気を供給するためのモータ駆動のポンプ４１ａ，４２ｃ、換気用空気ブロワ１５およびカソードエアブロワ４４ａなどから構成されている。この補機は直流電圧にて駆動されるものである。
【００５０】
さらに、燃料電池システムは、制御装置６０を備えている。制御装置６０には、上述した温度センサ３２ｂ，３２ｃ、流量センサ４２ａ、電圧センサ５０ａ、電流センサ５０ｂ、各ポンプ３２ａ，４１ａ，４２ｃ、各ブロワ１５，４４ａが接続されている（図２参照）。制御装置６０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、燃料電池システムの運転を実施している。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。
【００５１】
また、制御装置６０には、記憶装置６０ａに、燃料電池２４が所定電流値で発電をしているときについて燃料電池２４の温度毎における燃料電池２４の出力電圧と燃料の利用率との相関関係を示すマップ（図３参照）または演算式が記憶されている。このマップは燃料利用率が大きくなるほど出力電圧が小さくなる関係にあり、温度が高いほど出力電圧は高くなる関係にある。このマップは工場出荷時に記憶するようにしてもよく、燃料電池システムをユーザ先に設置した当初に作成して記憶するようにしてもよい。演算式は工場出荷時に記憶されている。
【００５２】
マップの作成方法について説明する。マップは実機を使用して作成する。所定電流値（例えば２Ａ）に固定して燃料電池２４を発電させる。すなわち、出力負荷を固定して燃料電池２４を発電させる。
【００５３】
最初に、燃料利用率は、所定電流値に対応する燃料の標準状態における利用率である標準利用率に設定されている。この標準利用率に応じた流量で燃料が供給されている。その後この状態での発電が安定した時点における燃料電池２４の出力電圧および燃料電池２４の温度を測定する。そして、その測定した燃料電池２４の温度を維持しながら燃料利用率（燃料流量）を変化させて、燃料利用率（燃料流量）に対する燃料電池２４の出力電圧を測定する。これにより、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときについて燃料電池２４の温度が温度ＴＨ１である場合における燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率との相関関係ｆ１を作成することができる。
標準状態とは、燃料が所定温度（例えば０℃）、所定圧力（例えば１気圧）の状態である。
【００５４】
次に、燃料電池２４の温度を温度ＴＨ１に維持しながら燃料利用率を標準利用率に戻した後に、外部から加熱するなどして燃料電池２４の温度を所定温度ΔＴＨだけ上昇させる。そして、その温度ＴＨ２（＝ＴＨ１＋ΔＴＨ）に燃料電池２４の温度を維持しながら燃料利用率（燃料流量）を変化させて、燃料利用率（燃料流量）に対する燃料電池２４の出力電圧を測定する。これにより、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときについて燃料電池２４の温度が温度ＴＨ２である場合における燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率との相関関係ｆ２を作成することができる。
【００５５】
同様にして、所定温度ΔＴＨずつ離れた各温度ＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５における燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率との各相関関係ｆ３，ｆ４，ｆ５をそれぞれ作成することができる。
【００５６】
なお、次のようにネルンスト式を用いてマップを作成してもよい。燃料電池２４における化学反応式は上述した化１および化３であるため、ネルンスト式は下記数１に示す式で表わされる。
【００５７】
【数１】
0005946298.tif 000002
ここで、Ｅは起電力、Ｅ０は標準電極電位、ＰＨ２は水素分圧、ＰＯ２は酸素分圧、ＰＨ２Ｏは水蒸気分圧、Ｆはファラデー定数、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度を表わしている。また、起電力Ｅは水素分圧（濃度、流量）が大きければ、大きくなる。
【００５８】
このネルンスト式の標準電極電位Ｅ０は、燃料電池システム毎に異なる値を取るため、実機を使って測定したデータから個々に求める。具体的には、前述の作成方法と同様に、所定電流値（例えば２Ａ）に固定して燃料電池２４を発電させる。すなわち、出力負荷を固定して燃料電池２４を発電させる。そして、燃料利用率は所定電流値に対応する燃料の標準状態における利用率である標準利用率に設定されている。この標準利用率に応じた流量で燃料が供給されている。その後この状態での発電が安定した時点における燃料電池２４の出力電圧および燃料電池２４の温度を測定する。
【００５９】
そして、標準利用率を水素分圧に変換した値ＰＨ２ａ、測定した出力電圧Ｅａおよび燃料電池２４の温度ＴＨａを上記数１（ネルンスト式）に代入すると、下記数２となる。
【数２】
0005946298.tif 000003
ここで、Ｅ０ａは標準利用率における標準電極電位Ｅ０ａである。
上記数２から下記数３を導出する。
【数３】
0005946298.tif 000004
このように算出される標準電極電位Ｅ０ａを上記数１に代入した下記数４を用いて、マップを作成することができる。
【数４】
0005946298.tif 000005
【００６０】
例えば、燃料電池２４の温度が温度ＴＨ１であるとき、絶対温度Ｔは２７３＋ＴＨ１である。このとき、燃料利用率を変化させてすなわち水素分圧ＰＨ２を変化させて、燃料利用率（燃料流量）に対する燃料電池２４の出力電圧を上記数３を用いて算出する。これにより、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときについて燃料電池２４の温度が温度ＴＨ１である場合における燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率との相関関係ｆ１を作成することができる。
【００６１】
また、燃料電池２４の温度が温度ＴＨ１より所定温度ΔＴＨだけ高い温度ＴＨ２のときも、温度ＴＨ１と同様にして、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときについて燃料電池２４の温度が温度ＴＨ２である場合における燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率との相関関係ｆ２を作成することができる。
【００６２】
さらに、燃料電池システムをユーザ先に設置した後にマップを作成する方法について図４，５を参照して説明する。制御装置６０は、図示しない起動スイッチがオンされると、起動運転を行って燃料電池モジュール２０の暖機を行い、燃料電池モジュール２０の暖機が完了すると、発電運転を開始する。
【００６３】
また、制御装置６０は、図４に示すフローチャートに対応するプログラムの実行を開始する。制御装置６０は、燃料電池システムを設置した後に初期性能評価が完了していない場合には、燃料電池２４の発電が開始されて所定時間（例えば１０時間）以上経過しているのを条件に、マップの初期特性を取得する。なお、初期性能評価とは、燃料電池システムを最初に発電させたときの性能の評価のことであり、その性能には上述したマップの初期特性などが含まれる。
【００６４】
マップの初期特性は、燃料電池システムを設置して稼動開始した当初について、燃料電池２４の各温度における燃料電池２４の出力電圧と温度との相関関係を示す特性である。マップの初期特性は、標準利用率に設定して燃料を供給し、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときにおける、燃料電池２４の出力電圧および温度の実測値を第１ポイントとして取得し、その後、燃料利用率のみを変更し、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときにおける、燃料電池２４の出力電圧および温度の実測値を第２ポイントとして取得し、これら第１および第２ポイントに基づいて算出することができる。
【００６５】
制御装置６０は、ステップ１０２において、発電開始から所定時間経過したか否かを判定し、ステップ１０４において、初期性能評価が完了していないか否かを判定している。制御装置６０は、発電開始から所定時間経過し、かつ、初期性能評価が完了していないときは、ステップ１０２，１０４にて「ＹＥＳ」とそれぞれ判定し、プログラムをステップ１０６以降に進めて、初期特性を取得する。
【００６６】
最初に、制御装置６０は、標準利用率Ｒｎに設定して燃料を供給し、燃料電池２４が所定電流値で発電しているときにおける、燃料電池２４の出力電圧および温度の実測値を第１ポイントとして取得する（図５参照）。具体的には、制御装置６０は、ステップ１０６において、出力電流を所定電流値（例えば２Ａ）に固定して燃料利用率を標準利用率Ｒｎに設定して燃料を供給する。出力電流を所定電流に固定して行う発電が開始されて所定時間（例えば１時間）が経過すると、制御装置６０は、発電状態が安定した判断して、ステップ１０８にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ１１０に進める。
【００６７】
制御装置６０は、ステップ１１０において、燃料利用率を標準利用率Ｒｎに設定して燃料を供給し、所定電流値に固定して発電する場合において、燃料電池２４の出力電圧と温度を電圧センサ５０ａと温度センサ２４ｄによって測定し、その測定結果（出力電圧：Ｅａ０、温度：ＴＨ０）を第１ポイントとして記憶装置６０ａに記憶する。
【００６８】
次に、制御装置６０は、燃料利用率を標準利用率Ｒｎより所定値だけ小さい利用率Ｒｎ−ｃに設定して燃料を供給し、燃料電池２４が所定電流値（ステップ１０６の電流値と同一である。）で発電しているときにおける、燃料電池２４の出力電圧および温度の実測値を第２ポイントとして取得する（図５参照）。具体的には、制御装置６０は、ステップ１１２において、出力電流を所定電流値（例えば２Ａ）に固定して燃料利用率を利用率Ｒｎ−ｃに設定して燃料を供給する。この変更した設定による発電が開始されて所定時間（例えば１時間）が経過すると、制御装置６０は、発電状態が安定した判断して、ステップ１１４にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ１１６に進める。なお、燃料電池２４の発電は成り行きで行われており、燃料電池２４の出力電圧および温度は成り行きで変化する。
【００６９】
制御装置６０は、ステップ１１６において、燃料利用率を利用率Ｒｎ−ｃに設定して燃料を供給し、所定電流値に固定して発電する場合において、燃料電池２４の出力電圧と温度を電圧センサ５０ａと温度センサ２４ｄによって測定し、その測定結果（出力電圧：Ｅｂ５、温度：ＴＨ５）を第２ポイントとして記憶装置６０ａに記憶する。
【００７０】
次に、制御装置６０は、ステップ１１８において、第１および第２ポイントから第３および第４ポイントを推定し、それらポイントからマップを作成する。第３ポイントは、第２ポイントと同一温度（ＴＨ５）と、その第２ポイントと同一温度（ＴＨ５）における標準利用率Ｒｎに対する燃料電池２４の出力電圧との座標で表される。第４ポイントは、第１ポイントと同一温度（ＴＨ０）と、その第１ポイントと同一温度（ＴＨ０）における利用率Ｒｎ−ｃに対する燃料電池２４の出力電圧との座標で表される。
【００７１】
第３ポイントは次のように導出される。燃料電池２４の温度は第２ポイントの温度（ＴＨ５）と同一であり、上記ネルンスト式に温度ＴＨ５、第３ポイントの利用率Ｒｎを代入すれば、第３ポイントの出力電圧Ｅａ５を算出することができ、第３ポイントを導出することができ、ひいては、特性ｆａ５を導出することができる。なお、第３ポイントは、第１ポイントとネルンスト式とからも導出することができる。
【００７２】
第４ポイントは次のように導出される。燃料電池２４の温度は第１ポイントの温度（ＴＨ０）と同一であり、上記ネルンスト式に温度ＴＨ０、第４ポイントの利用率Ｒｎ−ｃを代入すれば、第４ポイントの出力電圧Ｅｂ０を算出することができ、第４ポイントを導出することができ、ひいては、特性ｆａ０を導出することができる。なお、第４ポイントは、第２ポイントとネルンスト式とからも導出することができる。
【００７３】
なお、燃料電池２４の温度がＴＨ０からＴＨ５までの間にて所定温度毎における各特性も、第１〜第４ポイントとネルンスト式とから導出することもできる。図５において、各温度ＴＨ１〜ＴＨ４における、燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率との相関関係を示す各特性をｆａ１〜ｆａ４で示している。
【００７４】
次に、上述した燃料電池システムの作動について説明する。制御装置６０は、図示しない起動スイッチがオンされると、図６に示すフローチャートに対応するプログラムの実行を開始する。発電運転中において、制御装置６０は、ステップ２０２において、初期特性に係るマップの作成が完了しているか否かを判定する。図５に示すフローチャートに沿って作成する場合には、その作成が完了しているか否かを判定し、工場出荷時にマップまたは演算式を記憶させる場合には、その記憶が完了しているか否かを判定する。
【００７５】
マップの作成が完了している場合には、制御装置６０は、ステップ２０４において、その作成後所定時間（例えば１週間）が経過しているか否かを判定する。制御装置６０は、所定時間が経過していれば、プログラムをステップ２０６以降に進めて、流量誤差を算出し、流量誤差に基づく補正量を算出する。すなわち、燃料電池システムの起動スイッチを押すたびに、流量誤差を算出し、流量誤差に基づく補正量を算出することとなる。
【００７６】
制御装置６０は、ステップ２０６において、所定電流値（例えば２Ａ）に対応する燃料の標準状態における標準利用率Ｒｎに応じた流量を制御指令値としてポンプ４２ｃを制御することにより燃料を供給して燃料電池２４の発電を行う。そして、この状態を所定時間（例えば１時間）維持した後で、燃料電池２４の出力電圧と温度を電圧センサ５０ａと温度センサ２４ｄによって測定する。本実施形態では、例えば、出力電圧としてＥｘを取得し、温度としてＴＨ２を取得する。
【００７７】
制御装置６０は、ステップ２０８において、取得した出力電圧Ｅｘおよび温度ＴＨ２とマップとから流量誤差を算出する。具体的には、取得した温度ＴＨ２に係る特性ｆａ２を選択し、その特性ｆａ２において取得した出力電圧Ｅｘに対する燃料利用率Ｒｘを算出する。この算出された燃料利用率は、燃料の実際の利用率（以下、実利用率という。）である。そして、制御装置６０は、標準利用率Ｒｎと実利用率Ｒｘとの差から燃料の流量誤差ΔＲを算出する。
【００７８】
制御装置６０は、ステップ２１０において、算出した流量誤差ΔＲに基づいて流量センサ４２ａの検出値を補正する補正量を算出する。このとき、流量誤差は利用率で表されており、流量に換算する必要がある。制御装置６０は、ポンプ４２ｃを流量センサ４２ａの検出値に基づいてフィードバック制御している。制御装置６０は、このフィードバック制御において、先に算出した補正量にて流量センサ４２ａの検出値を補正して、ポンプ４２ｃを制御している。
【００７９】
標準利用率Ｒｎと実利用率Ｒｘとの差から燃料の流量誤差ΔＲを算出する理由を次に説明する。本願の発明者は、燃料電池２４が所定電流値で発電をしているときについて、燃料電池２４の出力電圧は燃料利用率に対して応答性がよいため、燃料電池２４の温度が一定であるならば、燃料電池２４の出力電圧と燃料利用率とはよい相関性があることを見出した。すなわち、この相関関係と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準利用率に応じた流量を制御指令値として供給装置を制御することにより燃料を供給して燃料電池２４の発電を行う場合において温度センサ２４ｄにより検出された燃料電池２４の温度および電圧センサ５０ａにより検出された燃料電池２４の出力電圧と、から燃料の実際の利用率である実利用率を算出できる。
【００８０】
一方、燃料利用率は（燃料電池の出力電流（Ａ））／（燃料電池に供給されている燃料の流量（単位時間あたりの流量））に比例するものであるため、燃料利用率は流量と逆比例の関係にある。理由は次のとおりである。燃料利用率は下記数４で示される。
【００８１】
【数５】
0005946298.tif 000006
ここで、電流は燃料電池２４の固定した出力電流値であり、燃料流量はＬ／ｍｉｎであり、セルの枚数は燃料電池２４のセルの枚数であり、２２．４は標準状態における気体の体積であり、Ｃは燃料の成分に依存する定数である。
上記数４から明らかなように、燃料利用率は（燃料電池の出力電流（Ａ））／（燃料電池に供給されている燃料の流量（単位時間あたりの流量））に比例する。
【００８２】
よって、実利用率が制御指令値に応じた標準利用率と同一である場合は、すなわち実利用率に相当する燃料の実流量と標準利用率に応じた燃料の流量とが同一である場合は、燃料の流量センサに誤差が発生してないということである。一方、実利用率と制御指令値に応じた標準利用率との間に差がある場合は、すなわち実利用率に相当する燃料の実流量と標準利用率に応じた燃料の流量との間に差がある場合は、燃料の流量センサに誤差が発生しているということである。
【００８３】
上述した説明から明らかなように、本実施形態においては、燃料電池システムにおいては、制御装置６０は、燃料電池２４が所定電流値で発電をしているときについて燃料電池２４の温度毎における燃料電池２４の出力電圧と燃料の利用率との相関関係を示すマップまたは演算式と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準利用率に応じた流量を制御指令値としてポンプ４２ｃを制御することにより燃料を供給して燃料電池２４の発電を行う場合において温度センサ２４ｄにより検出された燃料電池の温度および電圧センサ５０ａにより検出された燃料電池の出力電圧と、から燃料の実際の利用率である実利用率を算出し（ステップ２０６、２０８）、燃料の標準利用率Ｒｎと実利用率Ｒｘとの差ΔＲから燃料の流量誤差を算出し、該流量誤差に基づいて流量センサ４２ａの検出値を補正することができる。よって、システムの大型化・高コスト化を招くことなく、燃料電池２４に供給される燃料の流量センサ４２ａを確実かつ的確に補正することができる。これにより、燃料が少ない側に誤差を発生させる場合、燃料利用率が高くなるのを抑制し、燃料電池２４を劣化もしくは破損させるのを抑制することができる。燃料が多い側に誤差を発生させる場合、燃料量利用率が低くなり、発電効率が悪化するのを抑制し、ユーザメリットが薄れるのを抑制することができる。
【００８４】
また、マップまたは演算式は、燃料電池２４が所定電流値で発電をしている状態において、燃料の利用率を標準利用率にて燃料を供給し、そのときの燃料電池の温度および出力電圧を測定し、該標準利用率およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される。これにより、より正確かつ確実に実利用率を算出することができるため、燃料電池に供給される燃料の流量センサをより確実かつ的確に補正することができる。
【００８５】
なお、上述した実施形態においては、マップまたは演算式は、燃料電池２４の温度毎における燃料利用率と燃料電池２４の出力電圧との相関関係を示すものであったが、燃料電池２４の温度毎における燃料流量と燃料電池２４の出力電圧との相関関係を示すものを使用してもよい。この場合、マップは図８に示すマップである。このマップは、上述した実施形態のマップと異なり、流量が大きくなるほど出力電圧が大きくなる関係にある。上述したように流量と燃料利用率は逆比例の関係にあるからである。また、温度が高いほど出力電圧は高くなる関係にある。
【００８６】
なお、制御においては、図４および図６のフローチャートの処理において、燃料利用率を燃料流量と、標準利用率を標準流量と、標準利用率より所定値小さい利用率を標準流量より所定値小さい流量と、実利用率を実流量と、して各処理を行えばよい。
【００８７】
この実施形態においては、制御装置６０は、燃料電池２４が所定電流値で発電をしているときについて燃料電池２４の温度毎における燃料電池２４の出力電圧と燃料の流量との相関関係を示すマップまたは演算式と、所定電流値に対応する燃料の標準状態における標準流量を制御指令値としてポンプ４２ｃを制御することにより燃料を供給して燃料電池２４の発電を行う場合において温度センサ２４ｄにより検出された燃料電池２４の温度および電圧センサ５０ａにより検出された燃料電池２４の出力電圧と、から燃料の実際の流量である実流量を算出し、燃料の標準流量と実流量との差から燃料の流量誤差を算出し、該流量誤差に基づいて流量センサの検出値を補正する。これにより、上述した実施形態と同様に、システムの大型化・高コスト化を招くことなく、燃料電池に供給される燃料の流量センサを確実かつ的確に補正することができる。
【００８８】
また、マップまたは演算式は、燃料電池２４が所定電流値で発電をしている状態において、燃料の流量を標準流量にて燃料を供給し、そのときの燃料電池２４の温度および出力電圧を測定し、該標準流量およびその測定した出力電圧を基準ポイントとして作成される。これにより、より正確かつ確実に実流量を算出することができるため、燃料電池２４に供給される燃料の流量センサ４２ａをより確実かつ的確に補正することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１…筐体、１１ａ…第１排気口、１１ｂ…空気導出口、１１ｃ…空気導入口、１２…仕切部材、１２ａ…空気導入口、１３…水タンク、１４…純水器、１５…換気用空気ブロワ、２０…燃料電池モジュール、２１…ケーシング、２１ａ…導出口、２２…蒸発部、２３…改質部、２４…燃料電池、２４ａ…セル、２４ｂ…燃料流路、２４ｃ…空気流路、２４ｄ…温度センサ、２５…マニホールド、３０…排熱回収システム（排熱回収系）、３１…貯湯槽、３２…貯湯水循環ライン、３２…貯湯水循環ポンプ、３２ｂ，３２ｃ…温度センサ、３３…熱交換器、４２ａ…流量センサ、４２ｃ…原料ポンプ（供給装置）、５０…インバータ装置、５０ａ…電圧センサ、５０ｂ…電流センサ、５１…系統電源、５２…電源ライン、５３…外部電力負荷、５４…制御用電源、５５…補機用電源、５５ａ…電圧検出装置、５６…電源遮断装置、５６ｂ…感熱部、５６ｄ…スイッチ部、５７…電源回路、６０…制御装置、Ｒ１…第１室、Ｒ２…第２室。
【図１】
0005946298.tif 000007
【図２】
0005946298.tif 000008
【図３】
0005946298.tif 000009
【図４】
0005946298.tif 000010
【図５】
0005946298.tif 000011
【図６】
0005946298.tif 000012
【図７】
0005946298.tif 000013
【図８】
0005946298.tif 000014