(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、
前記燃料の供給源から該燃料を前記燃料電池に供給する燃料供給管と、
前記燃料供給管に設けられ該燃料供給管を開閉自在に遮断する遮断弁と、
前記燃料供給管に設けられ前記遮断弁に流入または流出する前記燃料の流量を絞るオリフィスである第１オリフィスと、
前記燃料電池、前記燃料供給管、前記遮断弁および前記第１オリフィスを収納する筐体と、
前記筐体内を換気する換気装置と、
を備え、
前記第１オリフィスの内径は、前記換気装置を所定の換気量にて換気させた場合における前記筺体中の燃料濃度が所定値未満となる値に設定されている燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１において、前記第１オリフィスは、前記遮断弁を構成するハウジングに一体的に設けられている燃料電池システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記遮断弁の下流側位置の圧力を測定する圧力センサをさらに設けている燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記第１オリフィスの下流位置に前記燃料を吸入し圧送する圧送装置が配設され、
前記燃料の供給源と前記第１オリフィスとの間の任意の位置の圧力を測定する圧力センサを備え、
前記圧力センサによって測定された圧力が判定閾値以下となった場合に、前記燃料の供給源からの該燃料の供給が遮断状態であると判定する異常判定部を備えている燃料電池システム。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記圧力センサに流入する前記燃料の流量を絞るオリフィスである第２オリフィスをさらに備えている燃料電池システム。
【請求項６】
請求項５において、前記第２オリフィスは、前記遮断弁を構成するハウジングに一体的に設けられてい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２に示されているように、燃料電池システムにおいては、燃料貯蔵供給ユニット１０は、高圧縮された燃料ガスを貯蔵する高圧圧力容器であるタンク１４と、タンク１４に高圧縮された燃料ガスを充填する充填供給系１０ａと、タンク１４から高圧縮された燃料ガスを発電装置３０へと供給する燃料ガス供給系１０ｂと、燃料電池システム１の起動時又は停止時、車両の加速時又は減速時といった燃料ガスの流量変動が極めて大きくなる場合での圧力変動を抑制する圧力変動抑制系１０ｃとを備えている。
【０００３】
充填供給系１０ａは、外部の燃料ガスディスペンサーのホース部分と接続される充填カプラ１１と、タンク１４からの逆流を防止する逆止弁１２とが設けられた充填供給配管１３からなっている。燃料ガス供給系１０ｂは、電磁力により開閉する供給遮断弁１６と、流入した高圧縮された燃料ガスを１Ｍｐａ程度まで減圧する機械式の減圧弁１７と、電磁力により開閉する供給遮断弁１８と、電気式の圧力調整弁１９とが設けられた燃料ガス供給配管２０からなっている。
【０００４】
圧力変動抑制系１０ｃは、充填供給配管１３から分岐された主分岐配管２３と、主分岐配管２３からの流入を２方向の流路へと切り換える三方切換弁２４と、三方切換弁２４に接続されオリフィス２５を介して供給遮断弁１６と減圧弁１７との間の燃料ガス供給配管２０に接続される第１分岐配管２６と、同じく三方切換弁２４に接続されオリフィス２７を介して減圧弁１７と供給遮断弁１８との間の燃料ガス供給配管２０に接続される第２分岐配管２８とからなっている。
【０００５】
これにより、第１分岐配管２６に設けられたオリフィス２５により減圧弁１７の上流へ供給される燃料ガスの流量は、急激に流入することがないため、圧力変動も急激な変動を示すことがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−５１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、燃料電池に送る原燃料の流量、圧力を安定させるものの、タンク１４から高圧縮された燃料ガスを発電装置３０へと供給する燃料ガス供給配管２０においてガス漏れが発生した場合には、漏れたガス濃度が所定値を超える可能性があった。
【０００８】
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、燃料ガス供給管にてガス漏れが発生した場合であっても、漏れたガス濃度を所定値未満に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る燃料電池システムの発明は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、燃料の供給源から該燃料を燃料電池に供給する燃料供給管と、燃料供給管に設けられ該燃料供給管を開閉自在に遮断する遮断弁と、燃料供給管に設けられ遮断弁に流入または流出する燃料の流量を絞るオリフィスである第１オリフィスと、燃料電池、燃料供給管、遮断弁および第１オリフィスを収納する筐体と、筐体内を換気する換気装置と、を備え、第１オリフィスの内径は、換気装置を所定の換気量にて換気させた場合における筺体中の燃料濃度が所定値未満となる値に設定されている。
【００１１】
また請求項２に係る発明は、請求項１において、第１オリフィスは、遮断弁を構成するハウジングに一体的に設けられている。
【００１２】
また請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、遮断弁の下流側位置の圧力を測定する圧力センサをさらに設けている。
【００１３】
また請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２において、第１オリフィスの下流位置に燃料を吸入し圧送する圧送装置が配設され、燃料の供給源と第１オリフィスとの間の任意の位置の圧力を測定する圧力センサを備え、圧力センサによって測定された圧力が判定閾値以下となった場合に、燃料の供給源からの該燃料の供給が遮断状態であると判定する異常判定部を備えている。
【００１４】
また請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４において、圧力センサに流入する燃料の流量を絞るオリフィスである第２オリフィスをさらに備えている。
【００１５】
また請求項６に係る発明は、請求項５において、第２オリフィスは、遮断弁を構成するハウジングに一体的に設けられている。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、燃料の供給源から該燃料を燃料電池に供給する燃料供給管に第１オリフィスを設けることで、第１オリフィスより下流位置の圧力は上流位置の圧力より低減される。これにより、第１オリフィスより下流位置において燃料が漏れた場合であっても、第１オリフィスを設けない場合と比べて、ガス漏れ量を抑制することができる。よって、燃料供給管においてガス漏れが発生した場合であっても、漏れたガス濃度を所定値未満に抑制することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、燃料電池、燃料供給管、遮断弁および第１オリフィスを収納する筐体と、筐体内を換気する換気装置と、を備え、第１オリフィスの内径は、換気装置を所定の換気量にて換気させた場合における筺体中の燃料濃度が所定値未満となる値に設定されている。これにより、筐体内を換気する換気装置が作動しているときには、燃料供給管からのガス漏れが生じても筺体中の燃料濃度を所定値未満に確実に抑制することができる。
【００１８】
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、第１オリフィスは、遮断弁を構成するハウジングに一体的に設けられている。これにより、第１オリフィスと遮断弁との間からのガス漏れを確実に防止することができ、ひいては、該ハウジングの下流位置におけるガス漏れを確実に抑制することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２において、遮断弁の下流側位置の圧力を測定する圧力センサをさらに設けている。これにより、遮断弁を開いて遮断弁より下流側に内圧をかけた後に該遮断弁を閉じた状態にて、圧力センサによって第１オリフィスの上流側位置の圧力を測定することで、遮断弁より下流側のガス漏れを検知することができる。
【００２０】
ところで、一般的に、供給源（例えばガス供給管やガスボンベ）に燃料電池システムだけでなく他のガス機器が接続されており、燃料電池システムや他のガス機器と供給源との間に、改質用原料の使用状況を監視するとともに所定条件を満たしたときに改質用原料の供給を遮断する機能を備えたガスメータが配設されている。このような構成においては、地震などを検知してガスメータが改質用原料の供給を遮断する。また、燃料電池システムや他のガス機器の上流にある供給源の元弁を誤って閉じることも考えられる。しかし、定常運転中の燃料電池システムは、供給源からの燃料の供給が遮断されたことを早期に認識（検知）することができないため、停止運転を早期に開始することなく、定常運転を継続する。（また、このまま定常運転を継続すると、ガスメータから下流側の圧力は負圧となり、ひいては、他のガス機器からエアを吸い込むおそれがある。）
【００２１】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、燃料の供給源からの該燃料の供給が遮断された後に他のガス機器が使用中である場合には、燃料電池システムの燃料供給管における第１オリフィスの上流側に残存する燃料は、他のガス機器によっても吸引される。このため、ガスメータから下流側の圧力が低くなって、第１オリフィスの上下流の圧力が等しくなる。一方、燃料電池システムの定常運転中において、第１オリフィスの下流位置に燃料を吸入し圧送する圧送装置が作動しているときには、圧送装置の吸入によって第１オリフィスと圧送装置との間は第１オリフィスの上流側と比べて圧力が第１オリフィスの圧損分だけ低くなる。したがって、第１オリフィスの下流側の圧力は、第１オリフィスがない場合と比べて第１オリフィスの圧損分だけ低いため、比較的低い圧力値にて第１オリフィスの上下流の圧力が等しくなる。その後、他のガス機器および圧送装置の吸引によってさらに圧力が低下する。このとき、異常判定部は、圧力センサによって測定された圧力が判定閾値以下となった場合に、燃料の供給源からの該燃料の供給が遮断状態であると判定する。よって、燃料の供給源からの該燃料の供給が遮断されたことを遮断後短時間に検知することができ、ひいては、燃料電池システムの停止運転を遮断後早期に開始することができる。
【００２２】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項３または請求項４において、圧力センサに流入する燃料の流量を絞るオリフィスである第２オリフィスをさらに備えている。第２オリフィスを設けることで、第２オリフィスより下流位置の圧力は上流位置の圧力より低減される。したがって、第２オリフィスより下流位置において燃料が漏れた場合であっても、第２オリフィスを設けない場合と比べて、ガス漏れ量を抑制することができる。よって、第２オリフィスから圧力センサまでにおいてガス漏れが発生した場合であっても、漏れたガス濃度を所定値未満に抑制することができる。
【００２３】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項５において、第２オリフィスは、遮断弁を構成するハウジングに一体的に設けられている。これにより、第２オリフィスと遮断弁との間からのガス漏れを確実に防止することができ、ひいては、該ハウジングの下流位置におけるガス漏れを確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による燃料電池システムの一実施形態（第１実施例）の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示す遮断弁の部分拡大図である。
【図３】図２に示す遮断弁に一体に形成された第１オリフィスの部分拡大断面図である。
【図４】遮断弁の直下流部においてシール不良などが原因でガス漏れが発生した場合、オリフィス径とガス漏れ量との間の相関を示す図である。
【図５】図４で説明したオリフィス径とガス漏れ量との間の相関を前提とし、本燃料電池システムの筺体内を換気用空気ブロワによる換気量Ｂ（ｍ３／ｈｒ）をＢａに固定した場合の筺体内の改質用原料のガス濃度Ａ（％）を示す図である。
【図６】本発明による燃料電池システムの一実施形態（第２実施例）の遮断弁部分の概要を示す図である。
【図７】図６に示す遮断弁部分の拡大断面図である。
【図８】図７に示す遮断弁に一体に形成された第２オリフィスの部分拡大断面図である。
【図９】本発明による燃料電池システムの一実施形態（第３実施例）の概要を示す概要図である。
【図１０】図９に示す第３実施例において、第１オリフィスがない場合のガスメータ遮断後における異常判定を説明するための図である。
【図１１】図９に示す第３実施例において、第１オリフィスがある場合のガスメータ遮断後における異常判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明による燃料電池システムの実施形態の一つである第１実施例について説明する。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。
【００２６】
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を上下に区画する部材であり、第１室Ｒ１および第２室Ｒ２は連通するようになっている。
【００２７】
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。
【００２８】
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を介して仕切部材１２に設置されている。ケーシング２１内には、蒸発部２２、改質部２３、燃料電池２４および燃焼部２６である燃焼空間Ｒ３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。
【００２９】
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、ＬＰガス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。
【００３０】
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（供給流量（単位時間あたりの流量））を調整するものである。
【００３１】
また、蒸発部２２には、改質用原料の供給源（以下、供給源という。）Ｇｓ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。供給源Ｇｓは、例えば都市ガスのガス供給管、ＬＰガスのガスボンベである。改質用原料供給管４２には、上流から順番に遮断弁４２ａ、脱硫器４２ｂ、流量センサ４２ｃ、バッファタンク４２ｄ、原料ポンプ４２ｅおよび逆止弁４２ｆが設けられている。遮断弁４２ａ、脱硫器４２ｂ、流量センサ４２ｃ、バッファタンク４２ｄ、原料ポンプ４２ｅおよび逆止弁４２ｆは、筺体１１内に収納されている。
【００３２】
遮断弁４２ａは改質用原料供給管４２を開閉自在に遮断する弁である。遮断弁４２ａは、図２に示すように、ハウジング４２ａ１、一対の遮断弁部４２ａ２，４２ａ２、および第１オリフィス４２ａ３を含んで構成されている。遮断弁部４２ａ２は、ハウジング４２ａ１に設けられている。遮断弁部４２ａ２は、制御装置６０からの指示（通電・非通電）に応じて、ハウジング４２ａ１に形成されている流路４２ａ４を開閉自在に遮断する弁である。
【００３３】
第１オリフィス４２ａ３は、改質用原料供給管４２に設けられ遮断弁部４２ａ２から流出する改質用原料の流量を絞るオリフィスである。第１オリフィス４２ａ３は、流路４２ａ４であって遮断弁部４２ａ２と流路４２ａ４の導出部４２ａ６との間に設けられている。流路４２ａ４は流体が流入する導入部４２ａ５と流入した流体が流出する導出部４２ａ６を有する。なお、第１オリフィス４２ａ３は、流路４２ａ４であって遮断弁部４２ａ２と導入部４２ａ５との間に設けるようにしてもよい。
【００３４】
第１オリフィス４２ａ３は、図３に詳細に示すように、ハウジング４２ａ１に一体的に設けられている。第１オリフィス４２ａ３は、貫通孔４２ａ３ａを有しており、その内径（オリフィス径）は流路４２ａ４の内径より小さい値に設定されている。
【００３５】
遮断弁４２ａの直下流部においてシール不良などが原因でガス漏れが発生した場合、オリフィス径とガス漏れ量との間には図４に示すような相関がある。具体的には、第１オリフィス４２ａ３が無い場合、最大Ｑｂのガスが漏れうる。これに対し、第１オリフィス４２ａ３がある場合、オリフィス径を小さくすることで第１オリフィス４２ａ３により圧損が増大し、遮断弁４２ａの直下流部の圧力が低下することでガス漏れ量は低下する。よって、オリフィス径φａではガス漏れ量をＱａ（Ｑｂより小さい値である。）まで低減することが可能となる。なお、元圧（供給源Ｇｓの圧力）が小さいほどガス漏れ量は小さくなる。
【００３６】
またオリフィス径は、後述する換気用空気ブロワ１５の換気量毎においてその換気量で換気された筺体１１中の改質用原料濃度が所定値未満となる値に設定されている。
図５を参照して詳述する。図５は、図４で説明したオリフィス径とガス漏れ量との間の相関を前提とし、本燃料電池システムの筺体１１内を換気用空気ブロワ１５による換気量Ｂ（ｍ３／ｈｒ）をＢａに固定した場合の筺体１１内の改質用原料のガス濃度Ａ（％）を示している。ガス濃度Ａは（ガス漏れ量Ｑ／（換気量Ｂａ）×（１／（１０００×１０００／６０）＋ガス漏れ量Ｑ））で表わされる。
【００３７】
ここで、可燃限界（下限）Ａｘは、改質用原料の燃焼可能なガス濃度範囲の下限に設定されている。ガス濃度が燃焼可能なガス濃度範囲内であれば着火するが、燃焼可能なガス濃度範囲の下限より小さい場合には着火しないからである。燃焼可能なガス濃度範囲はガス種で異なっており、本実施形態においては、改質用原料は天然ガスであるので、燃焼可能なガス濃度範囲は５〜１５％である。
【００３８】
第１オリフィス４２ａ３がない場合、ガス濃度はＡｂと可燃限界Ａｘより大きいため、着火源があった場合は着火／燃焼に至る可能性がある。着火源としては、例えば、燃料電池システムの空気導出口１１ｃでのライター等による火やリレー等が挙げられる。これに対し、第１オリフィス４２ａ３を設けてオリフィス径をφａとした場合、ガス濃度はＡａとなり可燃限界Ａｘを下回る。そのため、着火源があったとしても着火／燃焼に至ることを回避できる。これにより、オリフィス径φａの第１オリフィス４２ａ３を設けることで、万が一ガス漏れがあった場合も着火／燃焼に至ることを抑制することができる。すなわち、本実施形態においては、オリフィス径は、換気用空気ブロワ１５の換気量がＢａであるときにおいてその換気量で換気された筺体１１中の改質用原料濃度が所定値Ａｘ未満となる値に設定されている。なお、オリフィス径をφａに設定するに当り、可燃限界Ａｘ未満としても良いし、さらに安全率ｙ％をかけた値未満とすることで更なる安全性向上を図ってもよい。また、換気量Ｂａに関しては、燃料電池システム運転における制御の中での換気量の最小値であることが望ましい。
【００３９】
説明を図１に戻す。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。流量センサ４２ｃ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。バッファタンク４２ｄは、原料ポンプ４２ｅの振動（脈動）を吸収して、原燃料ポンプ４２ｅの脈動により流量センサ４２ｃの精度低下や真値からの逸脱を抑制するものである。原料ポンプ４２ｅ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供給源Ｇｓからの燃料供給量（供給流量（単位時間あたりの流量））を調整するものである。この原料ポンプ４２ｅは、第１オリフィス４２ａ３と改質部２３との間に（第１オリフィス４２ａ３の下流位置に配設され）改質用原料を吸入し圧送する圧送装置である。逆止弁４２ｆは、原料ポンプ４２ｅと燃料電池モジュール２０（蒸発部２２）との間に配設されており、原料ポンプ４２ｅから燃料電池モジュール２０への流れを許容するがその反対方向の流れを禁止するものである。
【００４０】
なお、遮断弁４２ａから原料ポンプ４２ｅまでの間で最も圧力が高い部分は第１オリフィス４２ａ３から脱硫器４２ｂまでの間（脱硫器４２ｂは含まない）の部位である。脱硫器４２ｂ以降は各部品の圧損で圧が低下し、さらに原料ポンプ４２ｅの吐出に伴い減圧される。そのため、第１オリフィス４２ａ３から脱硫器４２ｂまでの間の配管破れ、もしくはシール部品（Ｏリング、ガスケット等）が破損した場合にガス漏れ量は最大となる。
【００４１】
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）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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−
【００４７】
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（アノードオフガス）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（カソードオフガス）によって燃焼され、その燃焼ガス（火炎２７）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。このように、燃焼空間Ｒ３が、燃料電池２４からのアノードオフガスと燃料電池２４からのカソードオフガスとが燃焼されて改質部２３を加熱する燃焼部２６である。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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６０に検出信号を送信するようになっている。
【００５７】
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。
【００５８】
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１１ｂと、第１室Ｒ１を形成する筐体１１に形成された空気導出口１１ｃと、空気導入口１１ｂに設けられた換気用空気ブロワ１５と、を備えている。換気用空気ブロワ１５は、筐体１１内を換気する換気装置である。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１１ｂを介して換気用空気ブロワ１５に吸い込まれ、第２室Ｒ２に送出される。さらに、第２室Ｒ２内の気体（主として空気）は仕切部材１２を通って第１室Ｒ１に流れ、第１室Ｒ１内の気体は空気導出口１１ｃを介して外部に排出される。換気用空気ブロワはシロッコファンなどでも良い。
【００５９】
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。
【００６０】
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はインバータ装置５０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。
【００６１】
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，４２ｅ、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。
【００６２】
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３２ａ，３２ｃ、流量センサ４２ｃ、各ポンプ３２ａ，４１ａ，４２ｅ、および各ブロワ１５，４４ａが接続されている。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。
【００６３】
上述した燃料電池システムにおいては、改質用原料供給管４２が「燃料供給管」を構成するものであり、改質用原料の供給源Ｇｓは「燃料の供給源」である。
【００６４】
上述した燃料電池システムによれば、供給源Ｇｓからの改質用原料を改質部２３に供給する改質用原料供給管４２に第１オリフィス４２ａ３を設けることで、第１オリフィス４２ａ３より下流位置の圧力は上流位置の圧力より低減される。これにより、第１オリフィス４２ａ３より下流位置において改質用原料が漏れた場合であっても、第１オリフィス４２ａ３を設けない場合と比べて、ガス漏れ量を抑制することができる。よって、改質用原料供給管４２においてガス漏れが発生した場合であっても、漏れたガス濃度を所定値未満に抑制することができる。
【００６５】
すなわち、燃料電池２４、改質部２３、改質用原料供給管４２、遮断弁４２ａおよび第１オリフィス４２ａ３を収納する筐体１１と、筐体１１内を換気する換気装置（換気用空気ブロワ１５）と、をさらに備え、第１オリフィス４２ａ３は、その内径が換気用空気ブロワ１５の換気量毎においてその換気量で換気された筺体１１中の改質用原料濃度が所定値Ａｘ未満である換気量がＢａのときにＡａとなる値（φａ）に設定されている。これにより、筐体１１内を換気する換気用空気ブロワ１５が作動しているときには、改質用原料供給管４２からのガス漏れが生じても筺体１１中の改質用原料濃度を所定値未満に確実に抑制することができる。
【００６６】
また、第１オリフィス４２ａ３は、遮断弁４２ａを構成するハウジング４２ａ１に一体的に設けられている。これにより、第１オリフィス４２ａ３と遮断弁４２ａとの間に繋ぎ目を設けなくてよいため、第１オリフィス４２ａ３と遮断弁４２ａとの間からのガス漏れを確実に防止することができ、ひいては、該ハウジング４２ａ１の下流位置におけるガス漏れを確実に抑制することができる。
【００６７】
次に、第２実施例について図６、図７を参照して説明する。本第２実施例は、遮断弁部４２ａ２と第１オリフィス４２ａ３と間（供給源Ｇｓと第１オリフィス４２ａ３と間）に圧力センサ４２ｇを設けている点が、上述した第１実施例と異なる。その他の構成は第１実施例と同一である。
【００６８】
圧力センサ４２ｇは、遮断弁部４２ａ２の下流側位置の圧力を測定するものであり、本実施形態では、遮断弁部４２ａ２と第１オリフィス４２ａ３との間に配設されている。圧力センサ４２ｇは、接続管４２ｈの先端に接続されている。接続管４２ｈの基端は、ハウジング４２ａ１に形成され一端が流路４２ａ４に接続されている分岐流路４２ａ７の他端に接続されている。圧力センサ４２ｇの出力は制御装置６０に出力されている。制御装置６０は、圧力センサ４２ｇの出力を使用して、ガス漏れ検知（リークチェック）、負圧解消制御、遮断弁４２ａ上流に設けられているマイコンメーターによるガス遮断検知などを行っている。
【００６９】
すなわち、ガス漏れ検知においては、遮断弁４２ａを開けて内圧をかけた後に遮断弁４２ａを閉鎖し、閉鎖後の圧力低下率が所定の判定値より大きい場合にはガス漏れである旨を検知する。圧力低下率は、閉鎖直後に圧力センサ４２ｇにより検出した圧力と、閉鎖後所定時間経過時点に圧力センサ４２ｇにより検出した圧力との差分から算出している。所定の判定値は、予め設定された値であり、例えばガス漏れがない状態の圧力低下率である。このように、遮断弁４２ａを開いて遮断弁４２ａより下流側に内圧をかけた後に該遮断弁４２ａを閉じた状態にて、圧力センサ４２ｇによって遮断弁部４２ａ２の下流側位置の圧力を測定することで、遮断弁部４２ａ２より下流側のガス漏れを検知することができる。
【００７０】
また、負圧解消制御においては、燃料電池システムの停止運転の終了後に圧力センサ４２ｇにより検出した圧力が所定の判定値以下となった場合に、遮断弁部４２ａ２を開けることで、遮断弁部４２ａ２から逆止弁４２ｆまでの間の圧力が低下（負圧化）することを回避することができる。この判定は、停止運転終了後所定時間（例えば、数時間、十数時間）経過時点に行われ、１回だけでなく数回行ってもよい。所定の判定値は、予め設定された値であり、例えば遮断弁部４２ａ２の負圧時における開弁能力を超えない値に設定されている。
【００７１】
また、第２実施例においては、図８に示すように、第２オリフィス４２ａ８を設けるようにしてもよい。
第２オリフィス４２ａ８は、圧力センサ４２ｇに流入する改質用原料の流量を絞るオリフィスである。第２オリフィス４２ａ８は、分岐流路４２ａ７であって流路４２ａ４と圧力センサ４２ｇとの間に設けられている。
【００７２】
第２オリフィス４２ａ８は、図８に詳細に示すように、ハウジング４２ａ１に一体的に設けられている。第２オリフィス４２ａ８は、貫通孔４２ａ８ａを有しており、その内径（オリフィス径）は分岐流路４２ａ７の内径より小さい値に設定されている。また、分岐流路４２ａ７を貫通孔４２ａ８ａの径とすることでオリフィスとしても良い。
【００７３】
これにより、第２オリフィス４２ａ８を設けることで、第２オリフィス４２ａ８より下流位置の圧力は上流位置の圧力より低減される。したがって、第２オリフィス４２ａ８より下流位置において改質用原料が漏れた場合であっても、第２オリフィス４２ａ８を設けない場合と比べて、ガス漏れ量を抑制することができる。よって、第２オリフィス４２ａ８から圧力センサ４２ｇまでにおいてガス漏れが発生した場合であっても、漏れたガス濃度を所定値未満に抑制することができる。すなわち、遮断弁４２ａのハウジング４２ａ１から圧力センサ４２ｇまでの間の部位においてシール不良、配管破れ、シール部材不良等によりガス漏れが発生しても、上述した第１実施例と同様に、最大ガス漏れ量を低減することができる。
【００７４】
また、遮断弁４２ａを構成するハウジング４２ａ１に第２オリフィス４２ａ８を一体的に設けることで、第２オリフィス４２ａ８と遮断弁部４２ａ２との間からのガス漏れを確実に防止することができ、ひいては、該ハウジング４２ａ１の下流位置におけるガス漏れを確実に抑制することができる。
【００７５】
次に、第３実施例について図９を参照して説明する。本第３実施例は、本燃料電池システム（筺体１１）の外にガスメータ５５（いわゆるマイコンメータ）が配設され、ガスメータ５５に本燃料電池システムとともに他のガス機器７０が接続されている点が、上述した第２実施例と異なる。その他の構成は第２実施例と同一である。
【００７６】
ガスメータ５５は、改質用原料供給管４２および改質用原料が供給されて燃焼される他のガス機器７０と供給源Ｇｓとの間に配設されている。ガスメータ５５は、改質用原料の使用状況を監視するとともに所定条件を満たしたときに改質用原料の供給を遮断する機能を備えている。所定条件とは、ガスの流れ（異常なガスの消費、ガス機器の消し忘れ）や圧力等に異常が発生した場合、例えば震度５以上の地震が発生した場合などである。
【００７７】
他のガス機器７０は、例えば給湯器、暖房機（ガスファンヒータなど）、ガスコンロなどであり、ガスメータ５５を介して供給源Ｇｓから原料（例えば改質用原料と同一のもの）が供給されて燃焼されるものである。
【００７８】
制御装置６０は、圧力センサ１４２ｇによって測定された圧力が判定閾値（異常検知閾値）以下となった場合に、ガスメータ５５が遮断状態である（供給源Ｇｓからの改質用原料（燃料）の供給が遮断状態である）と判定する異常判定部６１を備えている。すなわち、異常判定部６１は、圧力センサ１４２ｇによって測定された圧力に基づいてガスメータ５５が遮断状態であると判定する。
【００７９】
第１オリフィス４２ａ３および圧力センサ１４２ｇを設置することで、燃料電池システム外に設けたガスメータ５５の遮断（あるいは元弁５６の閉止）の検知に関して説明する。
【００８０】
最初に、図１０を参照して第１オリフィス４２ａ３がない場合について説明する。ガスメータ５５の直下の圧力を圧力計で測定した出力値をＰａ−１とし、原料ポンプ４２ｅの吸い込み口の圧力をＰｂ−１とする。
【００８１】
ガスメータ５５が開状態であり、燃料電池システムが定常運転中であって原料ポンプ４２ｅが駆動している場合、ガスメータ５５から原料ポンプ４２ｅまでの間においては、脱硫器４２ｂ、流量センサ４２ｃ、バッファタンク４２ｄなどの圧損があるため、圧力Ｐｂ−１は圧力Ｐａ−１と比べてそれらの圧損分だけ低い値である。圧力Ｐａ−1は元圧と同じ値である。
【００８２】
ガスメータ５５（または元弁５６）が遮断されると、他のガス機器７０および燃料電池システムが作動中であるため、ガスメータ５５と他のガス機器７０との間に残存している改質用燃料、およびガスメータ５５と原料ポンプ４２ｅとの間に残存している改質用燃料は、他のガス機器７０および燃料電池システム（原料ポンプ４２ｅ）に吸引される。その結果、原料ポンプ４２ｅの直前の圧力Ｐｂ−１はガスメータ５５の直下の圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）とほぼ等しくなる。その後、原料ポンプ４２ｅの直前の圧力Ｐｂ−１とガスメータ５５の直下の圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）とは、他のガス機器７０および原料ポンプ４２ｅの作動によって同時に低下する。
【００８３】
制御装置６０は、異常判定部６１において、圧力センサ１４２ｇによって測定された圧力が判定閾値（本実施形態では異常検知閾値Ｐ−ｘ）以下となった場合に、ガスメータ５５が遮断状態であると判定する。すなわち、ガスメータ５５が遮断された時点（時刻ｔ１）から所定時間Δｔｍ−１経過した時点（時刻ｔ２）にガスメータ５５の異常（改質用原料の供給異常）を判定することができる。
【００８４】
これに対して、図１１を参照して第１オリフィス４２ａ３がある場合について説明する。圧力計の出力値（ガスメータ５５の直下の圧力）をＰａ−１とし、原料ポンプ４２ｅの吸い込み口の圧力をＰｂ−２とする。
【００８５】
ガスメータ５５が開状態であり（および元弁５６が開状態であり）、燃料電池システムが定常運転中であって原料ポンプ４２ｅが駆動している場合、ガスメータ５５から原料ポンプ４２ｅまでの間においては、脱硫器４２ｂ、流量センサ４２ｃ、バッファタンク４２ｄなどの圧損に加えて第１オリフィス４２ａ３による圧損があるため、圧力Ｐｂ−２は圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）と比べてそれらの圧損分だけ低い値である。圧力Ｐｂ−２は、圧力Ｐｂ−１より第１オリフィス４２ａ３による圧損分だけ低い値である。すなわち、第１オリフィス４２ａ３から原料ポンプ４２ｅまでの間の圧力は、第１オリフィス４２ａ３がない場合と比較して第１オリフィス４２ａ３による圧損分だけ低い値である。
【００８６】
ガスメータ５５（または元弁５６）が遮断されると、他のガス機器７０および燃料電池システムが作動中であるため、ガスメータ５５と他のガス機器７０との間に残存している改質用燃料、およびガスメータ５５と原料ポンプ４２ｅとの間に残存している改質用燃料は、第１オリフィス４２ａ３がない場合と同様に、他のガス機器７０および燃料電池システム（原料ポンプ４２ｅ）に吸引される。その結果、ガスメータ５５の直下の圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）は原料ポンプ４２ｅの直前の圧力Ｐｂ−２とほぼ等しくなる。
【００８７】
しかし、第１オリフィス４２ａ３がない場合と比較して、第１オリフィス４２ａ３から原料ポンプ４２ｅまでの間の圧力は第１オリフィス４２ａ３による圧損分だけ低い値である。よって、ガスメータ５５と原料ポンプ４２ｅとの間に残存している改質用燃料が少ないため、ガスメータ５５と第１オリフィス４２ａ３との間およびガスメータ５５と他のガス機器７０との間の圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）は急速に低下して短時間で圧力Ｐｂ−２とほぼ等しくなる。その後、原料ポンプ４２ｅの直前の圧力Ｐｂ−２とガスメータ５５の直下の圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）とは、他のガス機器７０および原料ポンプ４２ｅの作動によって同時に低下する。
【００８８】
制御装置６０は、第１オリフィス４２ａ３がない場合と同様に、異常判定部６１において、圧力センサ１４２ｇによって測定された圧力が判定閾値（本実施形態では異常検知閾値Ｐ−ｘ）以下となった場合に、ガスメータ５５が遮断状態であると判定する。すなわち、ガスメータ５５が遮断された時点（時刻ｔ１１）から所定時間Δｔｍ−１より小さい所定時間Δｔｍ−２経過した時点（時刻ｔ１２）にガスメータ５５の異常（改質用原料の供給異常）を判定することができる。
【００８９】
第１オリフィス４２ａ３および圧力センサ１４２ｇが設置されていない状況にてガスメータ５５（または元弁５６）が閉鎖された場合、閉鎖されたことに気づかずに運転を継続するとガスメータ５５から下流に配設されている各ガス機器（燃料電池システムを含む）の圧力（Ｐａ）が負圧となり、他のガス機器からのエアの吸込み等の状態となりうる。しかし、前述したように、第１オリフィス４２ａ３がある場合には、第１オリフィス４２ａ３がない場合と比較して、ガスメータ５５の直下の圧力Ｐａ−１（圧力計で測定した出力値）が異常検知閾値Ｐ−ｘに低下するまでの時間が短くなり、ガスメータ５５が遮断された時点（時刻ｔ１１）から短時間でガスメータ５５の異常を検知することができる。よって、燃料電池システムの停止運転を早期に開始することができる。
【００９０】
一般的に、供給源Ｇｓ（例えばガス供給管やガスボンベ）に燃料電池システムだけでなく他のガス機器７０が接続されており、燃料電池システムや他のガス機器７０と供給源との間に、改質用原料の使用状況を監視するとともに所定条件を満たしたときに改質用原料の供給を遮断する機能を備えたガスメータ５５が配設されている。このような構成においては、地震などを検知してガスメータ５５が改質用原料の供給を遮断する。しかし、定常運転中の燃料電池システムは、ガスメータ５５が供給を遮断したことを早期に認識（検知）することができないため、停止運転を早期に開始することなく、定常運転を継続する。また、燃料電池システムにおいては、このまま定常運転を継続すると、ガスメータ５５から下流側の圧力は負圧となり、ひいては、他のガス機器７０からエアを吸い込むおそれがある。
【００９１】
前述した実施形態によれば、ガスメータ５５（または元弁５６）が遮断された後に他のガス機器７０が使用中である場合には、燃料電池システムの改質用原料供給管４２における第１オリフィス４２ａ３の上流側に残存する改質用原料は、他のガス機器７０によっても吸引される。このため、ガスメータ５５から下流側の圧力が低くなって、第１オリフィス４２ａ３の上下流の圧力がほぼ等しくなる。一方、燃料電池システムの定常運転中において、第１オリフィス４２ａ３と改質部２３との間に配設されている原料ポンプ４２ｅ（圧送装置）が作動しているときには、原料ポンプ４２ｅの吸入によって第１オリフィス４２ａ３と原料ポンプ４２ｅとの間は第１オリフィス４２ａ３の上流側と比べて圧力が第１オリフィス４２ａ３の圧損分だけ低くなる。したがって、第１オリフィス４２ａ３の下流側の圧力は、第１オリフィス４２ａ３がない場合と比べて第１オリフィス４２ａ３の圧損分だけ低いため、比較的低い圧力値にて第１オリフィス４２ａ３の上下流の圧力が等しくなる。その後、他のガス機器７０および原料ポンプ４２ｅの吸引によってさらに圧力が低下する。このとき、異常判定部６１は、圧力センサ１４２ｇによって測定された圧力が判定閾値Ｐ−ｘ以下となった場合に、ガスメータ５５が遮断状態であると判定する。よって、ガスメータ５５（または元弁５６）が遮断されたことを遮断後短時間に検知することができ、ひいては、燃料電池システムの停止運転を遮断後早期に開始することができる。
【００９２】
なお、上述した各実施形態においては、第１オリフィス４２ａ３は、遮断弁４２ａと一体的に設けるようにしたが、遮断弁４２ａとは別部材として設けるようにしてもよい。また、上述した実施形態においては、燃料電池は固体酸化物形燃料電池であったが、本発明を高分子電解質形燃料電池に適用するようにしてもよい。
【００９３】
なお、上述した各実施形態においては、改質部２３を省略して、改質用原料を燃料電池２４に直接供給するようにしてもよい。この場合、「燃料」は改質用原料である。また、改質部２３を省略して、水素を燃料電池２４に直接供給するようにしてもよい。この場合、「燃料」は水素である。
【符号の説明】
【００９４】
１１…筐体、１１ａ…第１排気口、１１ｂ…空気導入口、１１ｃ…空気導出口、１２…仕切部材、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、２５…マニホールド、２６…燃焼空間（燃焼部）、２７…火炎、３０…排熱回収システム、３１…貯湯槽、３２…貯湯水循環ライン、３２ａ…貯湯水循環ポンプ、３２ｂ，３２ｃ…温度センサ、３３…熱交換器、４２ａ…遮断弁、４２ａ１…ハウジング、４２ａ２…遮断弁部、４２ａ３…第１オリフィス、４２ａ４…流路、４２ａ５…導入部、４２ａ６…導出部、４２ａ７…分岐流路、４２ａ８…第２オリフィス、４２ｂ…脱硫器、４２ｃ…流量センサ、４２ｄ…バッファタンク、４２ｅ…原料ポンプ（圧送装置）、４２ｆ…逆止弁、４２ｇ、１４２ｇ…圧力センサ、４２ｈ…接続管、５０…インバータ装置、５１…系統電源、５２…電源ライン、５３…外部電力負荷、５５…ガスメータ、６０…制御装置、６１…異常判定部、７０…他のガス機器、Ｒ１…第１室、Ｒ２…第２室、Ｒ３…燃焼空間。
【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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