(57)【要約】【課題】燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態のうち、影響度の大きな異常状態から優先的に対処することができる燃料電池システム用保守装置、燃料電池システム、及びプログラムを提供する。【解決手段】ＣＰＵ１１４が、燃料電池スタックを有する燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態であって、燃料電池システム本体部に対して影響を及ぼす影響度別に分類された複数の異常状態の各々に各々対応する複数の処理を実行する実行部１２２、及び、複数の異常状態の各々の発生を各々特定可能な複数の因子を検出可能な検出部による検出結果に基づいて、複数の異常状態のうちの影響度の大きい方の異常状態から優先して、複数の処理のうちの対応する処理が実行されるように実行部１２２を制御する制御部１２４として動作する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックを有する燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態であって、前記燃料電池システム本体部に対して影響を及ぼす影響度別に分類された複数の異常状態の各々に各々対応する複数の処理を実行する実行部と、
前記複数の異常状態の各々の発生を各々特定可能な複数の因子を検出可能な検出部による検出結果に基づいて、前記複数の異常状態のうちの前記影響度の大きい方の異常状態から優先して、前記複数の処理のうちの対応する処理が実行されるように前記実行部を制御する制御部と、
を含む燃料電池システム用保守装置。
【請求項２】
前記複数の異常状態は、前記燃料電池スタックの発電に供する流体を前記燃料電池システム本体部に含まれる被供給部に供給する供給系に関する異常状態である供給系異常状態と、前記供給系異常状態とは異なる異常状態である非供給系異常状態であって、前記供給系異常状態よりも前記影響度が小さな非供給系異常状態とを含む請求項１に記載の燃料電池システム用保守装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記検出部による検出結果が、前記供給系異常状態の発生を示す検出結果の場合に、前記供給系異常状態に対応する処理が実行され、前記検出部による検出結果が、前記供給系異常状態の発生を示す検出結果でなく、かつ、前記非供給系異常状態の発生を示す検出結果の場合に、前記非供給系異常状態に対応する処理が実行されるように前記実行部を制御する請求項２に記載の燃料電池システム用保守装置。
【請求項４】
前記供給系異常状態に対応する処理は、前記供給系の動作を停止させる処理を含む処理である請求項３に記載の燃料電池システム用保守装置。
【請求項５】
前記燃料電池システム本体部は、可燃性気体を燃焼させる燃焼器を含み、
前記複数の処理のうちの少なくとも１つの処理は、前記燃焼器での温度である燃焼温度、原料ガスの流量、及び前記燃料電池スタックでの電流量に基づいて算出される燃料利用率と前記燃焼温度との既定の相関に、酸化ガスに関連する物理量を参照して、現時点での前記燃料利用率と前記燃焼温度との相関を一致させるように前記燃料電池システム本体部を動作させる処理を含む処理である請求項１から請求項４の何れか１項に記載の燃料電池システム用保守装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム用保守装置と、
燃料電池スタックを有する燃料電池システム本体部と、を含み、
前記燃料電池システム用保守装置に含まれる前記実行部は、前記燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態であって、前記燃料電池システム本体部に対して影響を及ぼす影響度別に分類された複数の異常状態の各々に各々対応する複数の処理を実行する
燃料電池システム。
【請求項７】
コンピュータを、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム用保守装置に含まれる前記実行部及び前記制御部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム用保守装置、燃料電池システム、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、改質器での改質ガスの温度を測定し、測定した温度と燃料の投入流量との関係を示す特性に基づいて燃料流量センサの出力値を補正する燃料電池システムが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、燃料電池に投入された燃料ガスのオフガスを酸化剤ガスで燃焼するバーナを備え、バーナに供給される酸化剤ガスの流量の変動値に基づいて燃料ガスの流量を導出する燃料電池システムが開示されている。
【０００４】
特許文献３には、反応ガスを用いて発電する燃料電池と、反応ガスを燃料電池に供給する供給部と、燃料電池から排出されるアノードオフガスを燃焼させる燃焼室と、を備えた燃料電池システムが開示されている。特許文献３に記載の燃料電池システムは、燃料電池の発電負荷の減少時において、燃料室の温度と相関する燃焼室温度指標と、燃焼室における燃焼熱量と相関する燃焼熱量指標との関係に基づいて、反応ガス供給部に対する制御指令値を変更する、という特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６７４５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５７７４３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２３４６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術では、燃料電池システム本体部で複数の異常状態が発生した場合に、燃料電池システム本体部に影響を及ぼす影響度とは無関係に異常状態に対する対処がなされることが考えられる。この場合、例えば、燃料電池システム本体部の全体に影響を及ぼす影響度の異常状態と燃料電池システム本体部の局所のみに影響を及ぼす影響度の異常状態とが併発すると、後者の異常状態が優先して対処される場合がある。その結果、前者の異常状態が深刻化し、燃料電池システムの復旧が手遅れになってしまう虞がある。
【０００７】
本発明は、燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態のうち、影響度の大きな異常状態から優先的に対処することができる燃料電池システム用保守装置、燃料電池システム、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池システム用保守装置は、燃料電池スタックを有する燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態であって、前記燃料電池システム本体部に対して影響を及ぼす影響度別に分類された複数の異常状態の各々に各々対応する複数の処理を実行する実行部と、前記複数の異常状態の各々の発生を各々特定可能な複数の因子を検出可能な検出部による検出結果に基づいて、前記複数の異常状態のうちの前記影響度の大きい方の異常状態から優先して、前記複数の処理のうちの対応する処理が実行されるように前記実行部を制御する制御部と、を含む。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の燃料電池システムは、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム用保守装置と、燃料電池スタックを有する燃料電池システム本体部と、を含み、前記保守装置に含まれる前記実行部は、前記燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態であって、前記燃料電池システム本体部に対して影響を及ぼす影響度別に分類された複数の異常状態の各々に各々対応する複数の処理を実行する。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項７に記載のプログラムは、コンピュータを、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム用保守装置に含まれる前記実行部及び前記制御部として機能させるためのプログラムとされている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、燃料電池システム本体部で発生する複数の異常状態のうち、影響度の大きな異常状態から優先的に対処することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る燃料電池システムの全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る燃料電池システムの電気系の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る燃料電池システムの制御装置に含まれる主制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係る燃料電池システムの制御装置に格納されている相関情報により示される燃料利用率と燃焼器の温度との相関の一例を示すグラフである。
【図５】実施形態に係る保守処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すフローチャートの続きである。
【図７】実施形態に係る保守プログラムが記憶された記憶媒体から保守プログラムが燃料電池システムにインストールされる態様の一例を示す概念図である。
【図８】実施形態に係る燃料電池システムの全体構成の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。
【００１４】
なお、以下の説明において、「アノード」とは、燃料ガスが供給される側の電極である燃料極を指し、「カソード」とは、酸化ガスが供給される側の電極である空気極を指す。また、以下の説明では、燃料ガスの一例として、燃料として用いられるガスであって、水素や炭化水素などを含むガスが採用されている。また、以下の説明では、酸化ガスの一例として、空気が採用されている。
【００１５】
また、以下の説明において、「一致」とは、許容される範囲内の誤差を含めた意味合いでの一致を指す。また、以下の説明において、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示すものとする。
【００１６】
一例として図１に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池システム本体部１２と、本発明に係る燃料電池システム用保守装置の一例である制御装置１４と、を備えている。
【００１７】
燃料電池システム本体部１２は、気化器１６、改質器１８、燃焼器２０、前段燃料電池スタック２２、後段燃料電池スタック２４、タンク２６、ポンプ２８、ブロア３０，３２、燃料再生器３４、及び空冷装置３６を備えている。なお、以下では、説明の便宜上、前段燃料電池スタック２２及び後段燃料電池スタック２４を区別して説明する必要がない場合、符号を付さずに「燃料電池スタック」と称する。
【００１８】
また、燃料電池システム本体部１２は、第１熱交換部３８、第２熱交換部４０、第３熱交換部４２、及び第４熱交換部４４を備えている。また、燃料電池システム本体部１２は、圧力センサ５６，５８，６０，６２、流量センサ６３，６４，６６、電圧センサ６８，７０、温度センサ７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４，８６、及びガス漏れセンサ８７を備えている。更に、燃料電池システム本体部１２は、電磁弁８８，９０，９１を備えている。
【００１９】
前段燃料電池スタック２２は、カソード２２Ａ及びアノード２２Ｂを備えている。後段燃料電池スタック２４は、カソード２４Ａ及びアノード２４Ｂを備えている。
【００２０】
燃料再生器３４は、流入部５０と透過部５２とを備えており、流入部５０及び透過部５２は、分離膜９２により区画されている。
【００２１】
気化器１６には、原料ガスが流れる管である原料ガス管Ｐ１の一端が接続されており、ブロア３０には、原料ガス管Ｐ１の他端が接続されている。ブロア３０は、原料ガス管Ｐ１を介して原料ガスを気化器１６に送出することで、気化器１６に原料ガスを供給する。
【００２２】
また、気化器１６には、水が流れる管である水供給管Ｐ２の一端が接続されており、タンク２６には、水供給管Ｐ２の他端が接続されている。タンク２６には、水が貯留されている。
【００２３】
ポンプ２８は、水供給管Ｐ２を介して、タンク２６から水を汲み上げる。そして、ポンプ２８は、汲み上げた水を、水供給管Ｐ２を介して気化器１６に送出することで、気化器１６に水を供給する。
【００２４】
気化器１６は、水供給管Ｐ２から供給された水を気化させる。気化には、燃焼器２０等の熱が用いられる。なお、本実施形態では、原料ガスの一例としてメタンが採用されているが、改質が可能なガスであれば特に限定されず、炭化水素燃料を用いることができる。炭化水素燃料としては、天然ガス、ＬＰガス（液化石油ガス）、石炭改質ガス、低級炭化水素ガスなどが例示される。低級炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、エチレン、プロパン、又はブタン等の炭素数４以下の低級炭化水素が挙げられ、本実施形態で用いるメタンが好ましい。なお、炭化水素燃料としては、上述した低級炭化水素ガスを混合したものであってもよく、上述した低級炭化水素ガスは、天然ガス、都市ガス、又はＬＰガス、バイオガス等のガスであってもよい。
【００２５】
気化器１６は、配管Ｐ３を介して原料ガス及び水蒸気を改質器１８に送出することで、改質器１８に原料ガス及び水蒸気を供給する。
【００２６】
改質器１８は、燃焼器２０、前段燃料電池スタック２２、及び後段燃料電池スタック２４に隣接しており、燃焼器２０、前段燃料電池スタック２２、及び後段燃料電池スタック２４との間で熱交換を行うことで加熱しても良い。
【００２７】
改質器１８は、原料ガスを改質し、水素を含む６００℃程度の温度の燃料ガスを生成する。改質器１８は、アノード２２Ｂと接続されている。改質器１８で生成された燃料ガスは、燃料ガス管Ｐ４を介してアノード２２Ｂに供給される。
【００２８】
前段燃料電池スタック２２は固体酸化物形の燃料電池スタックであり、積層された複数の燃料電池セルを有している。前段燃料電池スタック２２の作動温度は、５００℃程度以上とされている。個々の燃料電池セルは、電解質層と、電解質層の表裏面にそれぞれ積層されたカソード２２Ａ及びアノード２２Ｂと、を有する。図１に示す例では、複数の燃料電池セルの個々のカソードをまとめて「カソード２２Ａ」として図示されており、複数の燃料電池セルの個々のアノードをまとめて「アノード２２Ｂ」として図示されている。
【００２９】
カソード２２Ａには、酸化ガスが流れる管である酸化ガス管Ｐ５の一端が接続されている。カソード２２Ａには、酸化ガス管Ｐ５を介して酸化ガスが供給される。カソード２２Ａでは、下記（１）式に示すように、酸化ガス中の酸素と電子とが反応して酸素イオンが生成される。生成された酸素イオンは電解質層を通ってアノード２２Ｂに到達する。
【００３０】
（空気極反応）１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−  …（１）
【００３１】
一方、アノード２２Ｂでは、下記（２）式及び（３）式に示すように、電解質層を通ってきた酸素イオンが燃料ガス中の水素及び一酸化炭素と反応し、水(水蒸気)、二酸化炭素、及び電子が生成される。アノード２２Ｂで生成された電子がアノード２２Ｂから外部回路を通ってカソード２２Ａに移動することで、各燃料電池セルにおいて発電される。また、各燃料電池セルは、発電時に発熱する。
【００３２】
（燃料極反応）Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−  …(２)
【００３３】
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−  …(３)
【００３４】
アノード２２Ｂには、アノードオフガスが流れる管であるアノードオフガス管Ｐ６の一端が接続されており、アノードオフガス管Ｐ６には、アノード２２Ｂからアノードオフガスが排出される。アノードオフガスには、未反応の水素、未反応の一酸化炭素、二酸化炭素、及び水蒸気等が含まれている。
【００３５】
なお、燃料電池は、固体酸化物形の燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）に限定されるものではなく、アノードオフガスに二酸化炭素及び水素の少なくとも一方が含まれる他の燃料電池、例えば溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ：Ｍｏｌｔｅｎ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）であってもよい。
【００３６】
カソード２２Ａには、カソードオフガスが流れる管であるカソードオフガス管Ｐ１３の一端が接続されており、カソードオフガス管Ｐ１３には、カソード２２Ａからカソードオフガスが排出される。
【００３７】
アノードオフガス管Ｐ６の他端は、第４熱交換部４４及び第１熱交換部３８を経て流入部５０に接続されている。
【００３８】
アノード２２Ｂから排出されたアノードオフがスは、流入部５０に流入し、燃料再生器３４は、流入部５０に流入されたアノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気を分離する。
【００３９】
透過部５２は、酸化ガス管Ｐ５の分岐部Ｂ２よりも上流側にて酸化ガス管Ｐ５の途中に介在している。ブロア３２には、酸化ガス管Ｐ５の他端が接続されている。ブロア３２は、常温の酸化ガスを酸化ガス管Ｐ２に送出することで、酸化ガスを透過部５２へスイープガスとして供給する。
【００４０】
分離膜９２は、二酸化炭素、または水蒸気の少なくとも一方を透過する機能を有する。
【００４１】
透過部５２では、酸化ガス管Ｐ５から供給された酸化ガスが、スイープガスとして透過部５２へ流入する。これにより、透過部５２における二酸化炭素の分圧が下がり、流入部５０から分離膜９２を透過して二酸化炭素などが透過部５２へ移動し易くなる。酸化ガスは、二酸化炭素、水蒸気、及び、その他分離膜９２を透過したアノードオフガス中の気体と共に、透過部排出ガスとして透過部５２から送出される。透過部５２から送出された透過部排出ガスは、酸化ガス管Ｐ５を介して酸素を含む酸化ガスとしてカソード２２Ａに供給される。
【００４２】
アノードオフガスは、分離膜９２で二酸化炭素や水蒸気が分離されることにより二酸化炭素や水蒸気の濃度が低減されて、再生燃料ガスとなって、流入部５０から送出される。再生燃料ガスが流れる管である再生燃料ガス管Ｐ７−１の一端は、流入部５０の排出口に接続されており、再生燃料ガス管Ｐ７−１の他端は、空冷装置３６に接続されている。従って、流入部５０から送出された再生燃料ガスは、再生燃料ガス管Ｐ７−１を介して空冷装置３６に供給される。
【００４３】
空冷装置３６は、流入部５０から供給された再生燃料ガスを冷却する。再生燃料ガスが流れる管である再生燃料ガス管Ｐ７−２の一端は、空冷装置３６の排出口に接続されており、再生燃料ガス管Ｐ７−２の他端は、水が溜められた状態のタンク２６に挿入されている。
【００４４】
空冷装置３６は、冷却した再生燃料ガスを再生燃料ガス管Ｐ７−２に送出することで、タンク２６に供給する。タンク２６には、空冷装置３６での冷却動作によって凝縮されて得られた水が排出され、タンク２６に溜められる。
【００４５】
後段燃料電池スタック２４についての基本構成は、前段燃料電池スタック２２と同様であり、後段燃料電池スタック２４は、カソード２２Ａに対応するカソード２４Ａと、アノード２２Ｂに対応するアノード２４Ｂと、を有する。
【００４６】
再生燃料ガスが流れる管である再生燃料ガス管Ｐ８の一端は、タンク２６内の水に触れない状態でタンク２６内に挿し込まれており、再生燃料ガス管Ｐ８の他端は、アノード２４Ｂに接続されている。カソード２４Ａには、カソードオフガス管Ｐ１３の他端が接続されており、カソード２２Ａからカソードオフガス管Ｐ１３を介して排出されたカソードオフガスがカソード２２Ａに供給される。従って、後段燃料電池スタック２４においても、前段燃料電池スタック２２と同様の反応により、各燃料電池セルで発電され、各燃料電池セルは、発電時に発熱する。
【００４７】
このように、燃料電池システム１０では、先ず、前段燃料電池スタック２２での発電に供する燃料として燃料ガスが前段燃料電池スタック２２によって使用され、これにより、前段燃料電池スタック２２で発電される。次に、前段燃料電池スタック２２によって燃料ガスが使用された後に前段燃料電池スタック２２から排出されたアノードオフガスが燃料再生器３４によって再生燃料ガスとして再生される。そして、再生燃料ガスが燃料として後段燃料電池スタック２４で使用され、これにより、後段燃料電池スタック２４で発電される。
【００４８】
配管Ｐ９の一端は、カソード２４Ａに接続されており、配管Ｐ９の他端は、燃焼器２０に接続されている。従って、カソード２４Ａから排出された使用済みのガスは、配管Ｐ９に送出されることで燃焼器２０に供給される。
【００４９】
配管Ｐ１０の一端は、アノード２４Ｂに接続されており、配管Ｐ１０の他端は、燃焼器２０に接続されている。従って、アノード２４Ｂから排出された使用済みのガスは、配管Ｐ１０に送出されることで燃焼器２０に供給される。
【００５０】
燃焼器２０は、カソード２４Ａ及びアノード２４Ｂから供給された使用済みのガスを焼却に供する。
【００５１】
配管Ｐ１１の一端は、燃焼器２０に接続されている。配管Ｐ１１の途中箇所は気化器１６に配置されており、気化器１６では、配管Ｐ１１の熱により水が気化される。配管Ｐ１１の他端は、気化器１６から気化器１６の外部へ突出している。燃焼器２０から排出されたガスである燃焼排ガスは、配管Ｐ１１に送出されることで、気化器１６を介して外部に排出される。
【００５２】
第１熱交換部３８は、アノードオフガス管Ｐ６の途中の箇所である途中箇所Ｐ６Ａ、及び酸化ガス管Ｐ５の途中の箇所である途中箇所Ｐ５Ａに設けられている。途中箇所Ｐ６Ａとは、アノードオフガス管Ｐ６について合流部Ｉ１の下流側、かつ、流入部５０の上流側の箇所を指す。途中箇所Ｐ５Ａとは、酸化ガス管Ｐ５について分岐部Ｂ２の下流側、かつ、透過部５２の上流側の箇所を指す。
【００５３】
第１熱交換部３８では、アノードオフガス管Ｐ６に流れるアノードオフガスと酸化ガス管Ｐ５を流れる酸化ガスとの間で熱交換が行われる。アノードオフガスは、アノード２２Ｂから送出された後、後述する第４熱交換部４４での熱交換により、アノード２２Ｂからの送出時よりも温度が低くなっている。
【００５４】
第２熱交換部４０は、酸化ガス管Ｐ５の途中の箇所である途中箇所Ｐ５Ｂ、及び配管Ｐ１１の途中の箇所である途中箇所Ｐ１１Ａに設けられている。途中箇所Ｐ５Ｂとは、酸化ガス管Ｐ５について分岐部Ｂ２よりも上流側で、かつ、途中箇所Ｐ５Ａよりも下流側の箇所を指す。途中箇所Ｐ１１Ａとは、配管Ｐ１１について燃焼器２０から気化器１６までの間の箇所を指す。第２熱交換部４０では、酸化ガス管Ｐ５を流れる酸化ガスと配管Ｐ１１を流れる燃焼排ガスとの間で熱交換が行われる。
【００５５】
第３熱交換部４２は、酸化ガス管Ｐ５の途中の箇所である途中箇所Ｐ５Ｃ、及び配管Ｐ１１の途中の箇所である途中箇所Ｐ１１Ｂに設けられている。途中箇所Ｐ５Ｃとは、酸化ガス管Ｐ５について透過部５２よりも上流側で、かつ、ブロア３２よりも下流側の箇所を指す。途中箇所Ｐ１１Ｂとは、配管Ｐ１１について気化器１６よりも上流側で、かつ、途中箇所１１Ａよりも下流側の箇所を指す。第３熱交換部４２では、酸化ガス管Ｐ５を流れる酸化ガスと配管Ｐ１１を流れる燃焼排ガスとの間で熱交換が行われる。
【００５６】
第４熱交換部４４は、アノードオフガス管Ｐ６の途中の箇所である途中箇所Ｐ６Ｂ、及び再生燃料ガス管Ｐ８の途中の箇所である途中箇所Ｐ８Ａに設けられている。途中箇所Ｐ６Ｂとは、アノードオフガス管Ｐ６について途中箇所Ｐ６Ａよりも上流側で、かつ、アノード２２Ｂよりも下流側の箇所を指す。途中箇所Ｐ８Ａとは、再生燃料ガス管Ｐ８についてアノード２４Ｂよりも上流側で、かつ、タンク２６よりも下流側の箇所を指す。第４熱交換部４４では、アノードオフガス管Ｐ６を流れるアノードオフガスと再生燃料ガス管Ｐ８を流れる再生燃料ガスとの間で熱交換が行われる。
【００５７】
アノードオフガスが流れるバイパス用の管であるバイパス管Ｐ１２の一端は、アノードオフガス管Ｐ６の途中の箇所である途中箇所Ｐ６Ｃに接続されており、バイパス管Ｐ１２の他端は、再生燃料ガス管Ｐ８の途中の箇所である途中箇所Ｐ８Ｂに接続されている。ここで、途中箇所Ｐ６Ｃとは、流入部５０よりも上流側で、かつ、アノードオフガス管Ｐ６について途中箇所Ｐ６Ａよりも下流側の箇所を指す。途中箇所Ｐ８Ｂとは、再生燃料ガス管Ｐ８について途中箇所Ｐ８Ａよりも上流側で、かつ、タンク２６よりも下流側の箇所を指す。
【００５８】
電磁弁８８は、バイパス管Ｐ１２に設けられている。電磁弁９０は、アノードオフガス管Ｐ６に対して、流入部５０よりも上流側で、かつ、途中箇所Ｐ６Ｃよりも下流側に設けられている。電磁弁９１は、再生燃料ガス管Ｐ８に対して、途中箇所Ｐ８Ｂよりも上流側に設けられている。電磁弁８８は、制御装置１４の制御下で、バイパス管Ｐ１２を開閉する。電磁弁９０は、制御装置１４の制御下で、アノードオフガス管Ｐ６を開閉する。電磁弁９１は、制御装置１４の制御下で、再生燃料ガス管Ｐ８を開閉する。
【００５９】
圧力センサ５６は、原料ガス管Ｐ１に設けられており、原料ガス管Ｐ１での原料ガスの圧力を検出する。圧力センサ５８は、酸化ガス管Ｐ５に対して、途中箇所Ｐ５Ｃよりも上流側で、かつ、ブロア３２よりも下流側に設けられており、酸化ガス管Ｐ５での酸化ガスの圧力を検出する。圧力センサ６０は、酸化ガス管Ｐ５に対して、透過部５２よりも上流側で、かつ、途中箇所Ｐ５Ｃよりも下流側に設けられており、酸化ガス管Ｐ５での酸化ガスの圧力を検出する。圧力センサ６２は、アノード２２Ｂとアノード２４Ｂの間に設けられており、一例として、再生燃料ガス管Ｐ８に対して、途中箇所Ｐ８Ｂよりも上流側で、かつ、タンク２６よりも下流側に設けられており、再生燃料ガス管Ｐ８での再生燃料ガスの圧力を検出する。
【００６０】
流量センサ６３は、水供給管Ｐ２に対して、気化器１６よりも上流側で、かつ、ポンプ２８よりも下流側に設けられており、気化器１６に流入する水の流量を検出する。流量センサ６４は、原料ガス管Ｐ１に対して、気化器１６よりも上流側で、かつ、圧力センサ５６よりも下流側に設けられており、原料ガス管Ｐ１での原料ガスの流量を検出する。流量センサ６６は、酸化ガス管Ｐ５に対して、途中箇所Ｐ５Ｃよりも上流側で、かつ、圧力センサ５８よりも下流側に設けられており、酸化ガス管Ｐ５での酸化ガスの流量を検出する。
【００６１】
電圧センサ６８は、カソード２２Ａとアノード２２Ｂとの間に設けられており、カソード２２Ａ及びアノード２２Ｂにおける電圧を検出する。電圧センサ７０は、カソード２４Ａとアノード２４Ｂとの間に設けられており、カソード２４Ａ及びアノード２４Ｂにおける電圧を検出する。
【００６２】
温度センサ７２は、前段燃料電池スタック２２に設けられており、前段燃料電池スタック２２での温度を検出する。温度センサ７４は、後段燃料電池スタック２４に設けられており、カソード２４Ａ及びアノード２４Ｂの周辺の空間の温度を検出する。温度センサ７６は、燃焼器２０に設けられており、燃焼器２０での燃焼温度を検出する。温度センサ７８は、気化器１６に設けられており、気化器１６での温度を検出する。温度センサ８０は、改質器１８に設けられており、改質器１８での温度を検出する。温度センサ８２は、再生燃料ガス管Ｐ７−１に設けられており、再生燃料ガス管Ｐ７−１に流れる再生燃料ガスの温度を検出する。温度センサ８４は、水供給管Ｐ２に対して、気化器１６よりも上流側で、かつ、流量センサ６３よりも下流側に設けられており、気化器１６に流入する水の温度を検出する。温度センサ８６は、配管Ｐ１１に対して、気化器１６よりも下流側（配管Ｐ１１の他端側）に設けられており、燃焼排ガスの温度を検出する。
【００６３】
ガス漏れセンサ８７は、燃料再生器３４から外部に漏れ出たガスである漏出ガスを検出する。漏出ガスとは、例えば、再生燃料ガスに含まれるガス、及びアノードオフガスに含まれるガスを指す。なお、本実施形態において、ガス漏れセンサ８７は、再生燃料ガスに含まれるガス、及びアノードオフガスに含まれるガスの各々について、基準値以上の濃度を検出することで漏出ガスを検出する。
【００６４】
一例として図２に示すように、制御装置１４は、主制御部１００、受付インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０２、受付デバイス１０４、表示制御部１０６、ディスプレイ１０８、バスライン１１０、及び通信Ｉ／Ｆ１１２を含む。
【００６５】
主制御部１００、受付Ｉ／Ｆ１０２、表示制御部１０６、及び通信Ｉ／Ｆ１１２の各々は、バスライン１１０に接続されている。従って、主制御部１００は、受付Ｉ／Ｆ１０２及び表示制御部１０６の各々との間で各種情報の授受を行う。
【００６６】
受付デバイス１０４は、キーボード、マウス、及びタッチパネル等を有しており、ユーザによる各種指示を受け付ける。受付デバイス１０４は、受付Ｉ／Ｆ１０２に接続されており、受け付けた指示の内容を示す指示内容信号を受付Ｉ／Ｆ１０２に出力する。主制御部１００は、受付Ｉ／Ｆ１０２から入力された指示内容信号に応じた処理を実行する。
【００６７】
ディスプレイ１０８は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）又はＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等である。ディスプレイ１０８は、表示制御部１０６に接続されている。表示制御部１０６は、主制御部１００の制御下で、ディスプレイ１０８を制御することにより、メニュー画面等の各種画面を表示する。
【００６８】
通信Ｉ／Ｆ１１２は、燃料電池システム本体部１２の電気系と接続されており、主制御部１００の制御下で動作し、主制御部１００と燃料電池システム本体部１２の電気系との間での各種情報の送受信を司る。
【００６９】
燃料電池システム本体部１２は、検出部１１３、ブロア駆動回路１３０、ポンプ駆動回路１３２、回転数検出部１３４、ブロア群１３６、電磁弁駆動回路１３７、及び電磁弁群１３９を含む。
【００７０】
検出部１１３は、複数の因子を検出可能な複数のセンサの集合である。ここで、複数の因子とは、燃料電池システム本体部１２で発生する複数の異常状態の各々の発生を各々特定可能な複数の因子を指す。また、「複数の異常状態」とは、燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼす影響度別に分類された複数の異常状態を指す。「影響」とは、例えば、燃料電池システム本体部１２の安全性に対する影響、及び燃料電池システム本体部１２の運転に対する影響等のうちの少なくとも１つを指す。ここで言う「燃料電池システム本体部１２の運転」とは、設計通りの発電効率が実現可能な運転を指す。
【００７１】
ここで、「燃料電池システム本体部１２の運転」に対する影響度を「大」と「小」とで表現すると、影響度「大」とは、例えば、発電効率が予め設定された閾値未満になる影響度を意味する。影響度「小」とは、例えば、発電効率が予め設定された閾値以上であるものの、発電効率の標準範囲として予め設定された範囲の下限値未満になる影響度を意味する。また、影響度「小」であったとしても、影響度は、発電効率が予め設定された閾値に近付くに従って徐々に大きくなる。
【００７２】
なお、以下では、説明の便宜上、上述した複数の異常状態を、「燃料電池システム本体部１２での複数の異常状態」又は「複数の異常状態」と称する。
【００７３】
検出部１１３は、電圧センサ群１１３Ａ、温度センサ群１１３Ｂ、流量センサ群１１３Ｃ、圧力センサ群１１３Ｄ、及びガス漏れセンサ８７を含む。
【００７４】
電圧センサ群１１３Ａとは、少なくとも電圧センサ６８，７０を含む複数の電圧センサの集合を指す。温度センサ群１１３Ｂとは、少なくとも温度センサ７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４，８６を含む複数の温度センサの集合を指す。流量センサ群１１３Ｃとは、少なくとも流量センサ６３，６４，６６を含む複数の流量センサの集合を指す。圧力センサ群１１３Ｄとは、少なくとも圧力センサ５６，５８，６０，６２を含む複数の圧力センサの集合を指す。
【００７５】
なお、電圧センサ群１１３Ｄによって検出される圧力は、本発明に係る因子の一例である。また、温度センサ群１１３Ｂによって検出される温度も、本発明に係る因子の一例である。また、流量センサ群１１３Ｃによって検出される流量も、本発明に係る因子の一例である。また、圧力センサ群１１３Ｄによって検出される圧力も、本発明に係る因子の一例である。更に、ガス漏れセンサ８７によって検出される漏出ガスも、本発明に係る因子の一例である。
【００７６】
電圧センサ群１１３Ａ、温度センサ群１１３Ｂ、流量センサ群１１３Ｃ、圧力センサ群１１３Ｄ、及びガス漏れセンサ８７は、通信Ｉ／Ｆ１１２に接続されている。主制御部１００は、電圧情報、温度情報、流量情報、圧力情報、及びガス漏れ情報を取得する。
【００７７】
ここで、電圧情報とは、電圧センサ群１１３Ａによる検出結果を示す情報を指す。電圧情報は、電圧センサ６８により検出された電圧を示す第１電圧情報と、電圧センサ７０により検出された電圧を示す第２電圧情報とに大別される。
【００７８】
温度情報とは、温度センサ群１１３Ｂによる検出結果を指す。温度情報は、第１〜第８温度情報に大別される。第１温度情報とは、温度センサ７２により検出された温度を示す情報を指す。第２温度情報とは、温度センサ７４により検出された温度を示す情報を指す。第３温度情報とは、温度センサ７６により検出された温度を示す情報を指す。第４温度情報とは、温度センサ７８により検出された温度を示す情報を指す。第５温度情報とは、温度センサ８０により検出された温度を示す情報を指す。第６温度情報とは、温度センサ８２により検出された温度を示す情報を指す。第７温度情報とは、温度センサ８４により検出された温度を示す情報を指す。第８温度情報とは、温度センサ８６により検出された温度を示す情報を指す。
【００７９】
流量情報とは、流量センサ群１１３Ｃによる検出結果を示す情報を指す。流量情報は、流量センサ６４により検出された流量を示す第１流量情報と、流量センサ６６により検出された流量を示す第２流量情報と、流量センサ６３により検出された流量を示す第３流量情報とに大別される。
【００８０】
圧力情報とは、圧力センサ群１１３Ｄによる検出結果を示す情報を指す。圧力情報は、第１〜第４圧力情報に大別される。第１圧力情報とは、圧力センサ５６により検出された圧力を示す情報を指す。第２圧力情報とは、圧力センサ５８により検出された圧力を示す情報を指す。第３圧力情報とは、圧力センサ６０により検出された圧力を示す情報を指す。第４圧力情報とは、圧力センサ６２により検出された圧力を示す情報を指す。
【００８１】
ガス漏れ情報は、ガス漏れセンサ８７により漏出ガスが検出されたか否かを示す情報である。
【００８２】
ブロア群１３６は、燃料電池システム本体部１２で用いられ、ブロア３０，３２を含む複数のブロアの集合である。ブロア駆動回路１３０は、通信Ｉ／Ｆ１１２及びブロア群１３６に接続されており、主制御部１００からの指示に従って、ブロア群１３６を制御する。
【００８３】
ポンプ駆動回路１３２は、通信Ｉ／Ｆ１１２及びポンプ２８に接続されており、主制御部１００からの指示に従って、ポンプ２８を制御する。
【００８４】
回転数検出部１３４は、ポンプ２８の回転数を検出し、検出した回転数を示す回転数情報を出力する。回転数検出部１３４の一例としては、ロータリエンコーダが挙げられる。回転数検出部１３４は、通信Ｉ／Ｆ１１２に接続されている。主制御部１００は、通信Ｉ／Ｆ１１２を介して回転数検出部１３４から回転数情報を取得する。なお、本実施形態では、ポンプ２８の回転数の単位の一例として、ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）が採用されているが、この単位は、あくまでも一例に過ぎない。
【００８５】
また、ここでは、回転数検出部１３４により回転数が直接検出される手法を例示したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポンプに回転数を指令する電圧値などの値から回転数が算出されてもよい。また、ここでは、ポンプ２８の回転数を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明は、ポンプ２８の回転数に代えて、流量センサ６３によって計測された水の流量を用いても成立する。例えば、後述するポンプ異常状態が発生したか否かの判定とポンプ対応処理とのうちの少なくとも一方は、流量センサ６３によって計測された水の流量に基づいて行われてもよい。主制御部１００は、流量センサ６３による計測結果を用いることで、ポンプ２８の回転数を用いる場合に比べ、水量を容易に把握することができる。
【００８６】
電磁弁群１３９は、燃料電池システム本体部１２で用いられ、電磁弁８８，９０を含む複数の電磁弁の集合である。電磁弁駆動回路１３７は、通信Ｉ／Ｆ１１２及び電磁弁群１３９に接続されており、主制御部１００からの指示に従って、電磁弁群１３９を制御する。
【００８７】
一例として図３に示すように、主制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１４、一次記憶部１１６、及び二次記憶部１１８を含み、ＣＰＵ１１４、一次記憶部１１６、及び二次記憶部１１８は、バスライン１１０に接続されている。
【００８８】
ＣＰＵ１１４は、燃料電池システム１０の全体を制御する。一次記憶部１１６は、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリであり、一次記憶部１１６の一例としては、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）が挙げられる。また、二次記憶部１１８は、燃料電池システム１０の基本的な動作を制御するプログラムや各種パラメータ等を記憶する不揮発性のメモリであり、二次記憶部１１８の一例としては、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等が挙げられる。
【００８９】
二次記憶部１１８は、保守プログラム１２０及び複数の相関情報１２１を記憶している。ＣＰＵ１１４は、二次記憶部１１８から保守プログラム１２０を読み出して一次記憶部１１６に展開し、保守プログラム１２０を実行することで、実行部１２２及び制御部１２４として動作する。
【００９０】
実行部１２２は、複数の異常状態の各々に各々対応する複数の処理を実行する。制御部１２４は、検出部１１３による検出結果に基づいて、複数の異常状態のうち、燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼす影響度の大きい方の異常状態から優先して、複数の処理のうちの対応する処理が実行されるように実行部１２２を制御する。
【００９１】
一例として図４に示すように、相関情報１２１は、燃焼温度と燃料利用率との既定の相関を示す情報である。燃焼温度は、燃焼器２０での燃焼温度である。ここで、既定の相関とは、例えば、発電効率の標準範囲として予め設定された範囲内での発電効率を実現可能な、燃焼温度と燃料利用率との相関であって、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等から得られた結果に基づいて予め定められた相関を指す。
【００９２】
燃料利用率は、原料ガスの流量及び燃料電池スタックでの電流量に基づいて算出される。例えば、燃料利用率は、下記（４）式によって算出される。なお、燃料電池スタックでの電流量は、下記（４）式において「反応に利用された原料ガスの量」の算出に用いられる。
【００９３】
（燃料利用率）＝（反応に利用された原料ガスの量）／（原料ガスの流量）…(４)
【００９４】
相関情報１２１は、例えば、燃料電池スタックでの電流量、燃焼温度、及び原料ガスの流量の組み合わせ毎に定められている。
【００９５】
次に、燃料電池システム１０の本発明に係る部分の作用として、燃料電池システム１０の稼働が開始されてからＣＰＵ１１４が保守プログラム１２０に従うことでＣＰＵ１１４によって実行される保守処理について図５及び図６を参照して説明する。
【００９６】
燃料電池システム本体部１２での複数の異常状態は、供給系異常状態と非供給系異常状態とに大別される。供給系異常状態は、燃料電池スタックの発電に供する流体を燃料電池システム本体部１２に含まれる被供給部に供給する供給系に関する異常状態である。非供給系異常状態は、燃料電池システム本体部１２での複数の異常状態のうち、供給系異常状態とは異なる異常状態である。また、非供給系異常状態は、燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼす影響度が供給系異常状態よりも小さな異常状態、もしくは、直ちに燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼさない異常状態である。
【００９７】
ここで、上記の「燃料電池スタックの発電に供する流体」とは、例えば、基礎的原料流体を指す。基礎的原料流体とは、燃料電池スタックの発電に供する基礎的な原料に相当する流体を指す。基礎的原料流体の一例としては、原料ガス、酸化ガス、及び水が挙げられ、燃料電池スタックの種類やシステムの構成によって異なる。なお、燃料電池システム１０では、副次的原料流体も用いられる。副次的原料流体とは、燃料電池スタックの発電に供する副次的な原料に相当する流体を指す。副次的原料流体の一例としては、再生燃料ガス及びスイープガスが挙げられる。
【００９８】
上記の「被供給部」とは、燃料電池システム本体部１２の全ての構成部材のうち、基礎的原料流体が供給系により供給される構成部材を指す。「被供給部」の一例としては、気化器１６、燃料電池スタック、及び改質器１８が挙げられる。
【００９９】
上記の「供給系」とは、燃料電池システム本体部１２の構成部材のうち、基礎的原料流体を送出することで被供給部に基礎的原料流体を供給することに直接資する構成部材を指す。換言すると、「供給系」とは、例えば、燃料電池システム本体部１２の全ての構成部材のうち、後述するポンプ異常状態、原料ガス系異常状態、及び酸化ガス系異常状態の少なくとも１つの異常状態の発生を引き起こす直接的な要因となり得る構成部材を指す。なお、「供給系」の一例としては、ポンプ２８及びブロア３０，３２が挙げられる。
【０１００】
本実施形態に係る保守処理は、供給系保守処理と、非供給系保守処理とを含む処理である。供給系保守処理とは、供給系異常状態に対応する処理を指す。図５に示す例では、供給系保守処理は、ステップ２０２〜ステップ２１４の処理である。非供給系保守処理とは、非供給系異常状態に対応する処理を指す。図６に示す例では、非供給系保守処理は、ステップ２２０〜ステップ２４４の処理である。
【０１０１】
図５に示す保守処理では、ステップ２００で、制御部１２４は、実行部１２２が後述の複数の対応処理（ステップ２０６，２１０，２１４，２２４，２２８，２３２，２３６，２４０，２４４参照）のうちの少なくとも１つを実行中であるか否かを判定する。ここで言う「複数の対応処理」とは、ポンプ対応処理、原料ガス系対応処理、酸化ガス系対応処理、前段外部リーク対応処理、前段内部リーク対応処理、ガス漏れ対応処理、劣化対応処理、後段外部リーク対応処理、及び後段内部リーク対応処理を指す。
【０１０２】
ステップ２００において、実行部１２２が複数の対応処理のうちの少なくとも１つを実行中である場合は、判定が肯定されて、ステップ２１６へ移行する。ステップ２００において、実行部１２２が複数の対応処理の何れも実行中でない場合は、判定が否定されて、ステップ２０２へ移行する。
【０１０３】
ステップ２１６で、制御部１２４は、現在実行中の対応処理を終了する条件である対応処理終了条件を満足したか否かを判定する。なお、対応処理終了条件の一例としては、受付デバイス１０４によって、現在実行中の対応処理を終了する指示が受け付けられた、との条件が挙げられる。
【０１０４】
ステップ２１６において、対応処理終了条件を満足した場合は、判定が肯定されて、ステップ２１８へ移行する。ステップ２１６において、対応処理終了条件を満足していない場合は、判定が否定されて、ステップ２００へ移行する。
【０１０５】
ステップ２１８で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、現在実行中の対応処理の実行を終了させ、その後、ステップ２０２へ移行する。
【０１０６】
ステップ２０２で、制御部１２４は、供給系因子情報を取得し、その後、ステップ２０４へ移行する。
【０１０７】
ここで、供給系因子情報とは、供給系異常状態の発生の特定に用いられる因子を示す情報を指す。本ステップ２０２では、供給系因子情報の一例として、回転数情報及び流量情報が採用されている。
【０１０８】
ステップ２０４で、制御部１２４は、ステップ２０２の処理で取得した回転数情報に基づいて、ポンプ２８に関連する要素が異常状態であるポンプ異常状態が発生したか否かを判定する。ポンプ２８に関連する要素とは、例えば、ポンプ２８の正常な動作に対して直接的に又は間接的に影響を及ぼす要素を指す。ポンプ２８の正常な動作に対して直接的に又は間接的に影響を及ぼす要素とは、例えば、ポンプ２８そのもの、及び、ポンプ２８と通信Ｉ／Ｆ１１２との間の電気系統等のうちの少なくとも１つを指す。
【０１０９】
例えば、ステップ２０４では、ステップ２０２の処理で取得した回転数情報により示されるポンプ２８の回転数が、第１既定範囲に含まれない場合に、ポンプ異常状態が発生したと判定される。また、ステップ２０４では、ステップ２０２の処理で取得した回転数情報により示されるポンプ２８の回転数が、第１既定範囲に含まれる場合に、ポンプ異常状態が発生していないと判定される。なお、第１既定範囲とは、回転数検出部１３４により検出される現時点での正常な回転数の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１１０】
ステップ２０４において、ポンプ異常状態が発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２０６へ移行する。ステップ２０４において、ポンプ異常状態が発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２０８へ移行する。
【０１１１】
ステップ２０６で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、ポンプ対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２０６へ移行する。なお、ポンプ対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。ポンプ対応処理の一例としては、ポンプ異常報知処理、ポンプ回転数調節処理、及びポンプ停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１１２】
ここで、上記のポンプ異常報知処理及び上記のポンプ停止処理は、ポンプ異常状態の解消に寄与する処理であり、上記のポンプ回転数調節処理は、ポンプ異常状態が発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１１３】
上記のポンプ異常報知処理とは、例えば、ポンプ異常状態が発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることによりポンプ異常状態の発生が報知される処理を指す。
【０１１４】
なお、ここでは、上記のポンプ異常報知処理の１つとして、ディスプレイ１０８による表示である可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポンプ異常状態が発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、ポンプ異常状態が発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１１５】
上記のポンプ回転数調節処理とは、例えば、複数の相関情報１２１のうち、燃料電池スタックでの電流量、燃焼温度、及び原料ガスの流量の現時点での組み合わせに対応する相関情報１２１に基づいて、ポンプ２８の回転数が調節される処理を指す。すなわち、現時点での燃焼温度と燃料利用率の相関とが、相関情報１２１により示される燃焼温度と燃料利用率との相関に一致するように、ポンプ２８の回転数が制御される処理を指す。
【０１１６】
上記のポンプ停止処理とは、例えば、ポンプ２８の動作を停止させる処理を指す。なお、ここで言う「停止」は、ポンプ２８の動作の完全な停止の意味合いを勿論含むが、燃料電池スタックによる発電が行われない程度にポンプ２８の動作を抑制する意味合いでの停止も含む。  なお、ポンプ回転数調節処理や、ポンプ停止処理などを実行する際に、例えば燃料電池スタックの電流値やその他の基礎的原料流体も必要に応じて変動させても良い。
【０１１７】
なお、上記のポンプ回転数調節処理及び上記のポンプ停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のポンプ回転数調節処理が実行された後もポンプ異常状態が解消されなかった場合に上記のポンプ停止処理が実行されるようにするとよい。
【０１１８】
ステップ２０８で、制御部１２４は、ステップ２０２の処理で取得した第１流量情報に基づいて、原料ガス系が異常状態である原料ガス系異常情報が発生したか否かを判定する。原料ガス系とは、気化器１６への原料ガスの正常な供給に対して直接的に又は間接的に影響を及ぼす要素を指す。気化器１６への原料ガスの正常な供給に対して直接的に又は間接的に影響を及ぼす要素とは、例えば、流量センサ６４、ブロア３０、原料ガス管Ｐ１、及びブロア３０と通信Ｉ／Ｆ１１２との間の電気系統等のうちの少なくとも１つを指す。
【０１１９】
例えば、ステップ２０８では、ステップ２０２の処理で取得した第１流量情報により示される流量が第２既定範囲に含まれない場合に、原料ガス系異常情報が発生したと判定される。また、ステップ２０８では、ステップ２０６の処理で取得した第１流量情報により示される流量が第２既定範囲に含まれる場合に、原料ガス系異常情報が発生していないと判定される。
【０１２０】
ここで、第２既定範囲とは、流量センサ６４により検出される現時点での正常な流量の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１２１】
ステップ２０８において、原料ガス系異常状態が発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２１０へ移行する。ステップ２０８において、原料ガス系異常状態が発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２１２へ移行する。
【０１２２】
ステップ２１０で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、原料ガス系対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２１２へ移行する。なお、原料ガス系対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。原料ガス系対応処理の一例としては、原料ガス系異常報知処理、ブロア調節処理、及びブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１２３】
ここで、上記の原料ガス系異常報知処理及び上記のブロア停止処理は、原料ガス系異常状態の解消に寄与する処理であり、上記のブロア調節処理は、原料ガス系異常状態が発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１２４】
上記の原料ガス系異常報知処理とは、例えば、原料ガス系異常状態が発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより原料ガス系異常状態の発生が報知される処理を指す。
【０１２５】
なお、ここでは、上記の原料ガス系異常報知処理の１つとして、上記のポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、原料ガス系異常状態が発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、原料ガス系異常状態が発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１２６】
上記のブロア調節処理とは、例えば、複数の相関情報１２１のうち、燃料電池スタックでの電流量、燃焼温度、及び酸化ガスの流量の現時点での組み合わせに対応する相関情報１２１に基づいて、ブロア３０，３２のうちの少なくとも一方によるガスの送出量が調節される処理を指す。すなわち、上記のブロア調節処理とは、現時点での燃焼温度と燃料利用率との相関が、酸化ガスに関連する物理量を参照して、相関情報１２１により示される燃焼温度と燃料利用率との相関に一致するように、ブロア３０，３２のうちの少なくとも一方によるガスの送出量が調節される処理を指す。ここで、酸化ガスに関連する物理量とは、例えば、下記（５）式の「酸化ガス利用率」を指す。
【０１２７】
（酸化ガス利用率）＝（反応に利用された酸化ガスの量）／（酸化ガスの流量）…(５)
【０１２８】
上記のブロア停止処理とは、例えば、ブロア３０，３２によるガスの送出を停止させる処理を指す。なお、ここで言う「停止」は、ブロア３０，３２によるガスの送出の完全な停止の意味合いを勿論含むが、燃料電池スタックによる発電が行われない程度にブロア３０，３２によるガスの送出を抑制する意味合いでの停止も含む。  なお、上記のブロア調節処理や、上記のブロア停止処理などを実行する際に、例えば燃料電池スタックの電流値やその他の基礎的原料流体も必要に応じて変動させても良い。
【０１２９】
なお、上記のブロア調節処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のブロア調節処理が実行された後も原料ガス系異常状態が解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０１３０】
ステップ２１２で、制御部１２４は、ステップ２０２の処理で取得した第２流量情報に基づいて、酸化ガス系が異常状態である酸化ガス系異常情報が発生したか否かを判定する。酸化ガス系とは、透過部５２への酸化ガスの正常な供給に対して直接的に又は間接的に影響を及ぼす要素を指す。透過部５２への酸化ガスの正常な供給に対して直接的に又は間接的に影響を及ぼす要素とは、例えば、酸化ガスそのもの、ブロア３２、酸化ガス管Ｐ５、及びブロア３２と通信Ｉ／Ｆ１１２との間の電気系統等のうちの少なくとも１つを指す。
【０１３１】
例えば、ステップ２１２では、ステップ２０２の処理で取得した第２流量情報により示される流量が第３既定範囲に含まれない場合に、酸化ガス系異常情報が発生したと判定される。また、ステップ２１２では、ステップ２０２の処理で取得した第２流量情報により示される流量が第３既定範囲に含まれる場合に、酸化ガス系異常情報が発生していないと判定される。
【０１３２】
ここで、第３既定範囲とは、流量センサ６６により検出される現時点での正常な流量の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１３３】
ステップ２１２において、酸化ガス系異常状態が発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２１４へ移行する。ステップ２１２において、酸化ガス系異常状態が発生していない場合は、判定が否定されて、図６に示すステップ２２０へ移行する。
【０１３４】
ステップ２１４で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、酸化ガス系対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２２０へ移行する。なお、酸化ガス系対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。酸化ガス系対応処理の一例としては、酸化ガス系異常報知処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１３５】
ここで、酸化ガス系異常報知処理及び上記のブロア停止処理は、酸化ガス系異常状態の解消に寄与する処理であり、上記のブロア調節処理は、酸化ガス系異常状態が発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１３６】
酸化ガス系異常報知処理とは、例えば、酸化ガス系異常状態が発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより酸化ガス系異常状態の発生が報知される処理を指す。
【０１３７】
なお、ここでは、酸化ガス系異常報知処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、酸化ガス系異常状態が発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、酸化ガス系異常状態が発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１３８】
なお、上記のブロア調節処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のブロア調節処理が実行された後も酸化ガス系異常状態が解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０１３９】
図６に示すステップ２２０で、制御部１２４は、非供給系因子情報を取得し、その後、ステップ２２２へ移行する。
【０１４０】
ここで、非供給系因子情報とは、非供給系異常状態の発生の特定に用いられる因子を示す情報を指す。本ステップ２１８では、非供給系因子情報の一例として、電圧情報、温度情報、圧力情報、及びガス漏れ情報が採用されている。
【０１４１】
ステップ２２２で、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、前段スタック外部リークが発生したか否かを判定する。
【０１４２】
前段スタック外部リークとは、前段燃料電池スタック２２から外部へガスが漏れている可能性がある異常状態を指す。前段燃料電池スタック２２からガスが漏れている可能性とは、酸化ガス及び燃料ガスのうちの少なくとも一方が漏れている可能性を指す。なお、ここで、前段燃料電池スタック２２からアノードオフガスが漏れているとは、前段燃料電池スタック２２においてアノードオフガス管Ｐ６，Ｐ６−２以外の箇所からアノードオフガスが漏れていることを意味する。
【０１４３】
ステップ２２２では、第１〜第６条件の全てを満たした場合に、前段スタック外部リークが発生したと判定される。なお、外部リークの度合いにより判定が変わる可能性があるが、ここでは、大幅な外部リークが発生していないと仮定する。
【０１４４】
第１条件とは、第１電圧情報により示される電圧が第４既定範囲に含まれる、との条件を指す。ここで、第４既定範囲とは、電圧センサ６８により検出される現時点での正常な電圧の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１４５】
第２条件とは、第２電圧情報により示される電圧が第５既定範囲に含まれない、との条件を指す。ここで、第５既定範囲とは、電圧センサ７０により検出される現時点での正常な電圧の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１４６】
第３条件とは、ガス漏れ情報により示されるガス漏れセンサ８７による検出結果が既定検出結果と一致した、との条件を指す。既定検出結果とは、ガス漏れセンサ８７により漏出ガスが検出されていないことを示す検出結果を指す。
【０１４７】
第４条件とは、第２圧力情報により示される圧力が第６既定範囲に含まれる、との条件を指す。ここで、第６既定範囲とは、圧力センサ５８により検出される現時点での正常な圧力よりも低い圧力の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１４８】
第５条件とは、第３圧力情報により示される圧力が第７既定範囲に含まれない、との条件を指す。ここで、第７既定範囲とは、圧力センサ６０により検出される現時点での正常な圧力の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた圧力を指す。なお、本第５条件がなくても本発明は成立する。
【０１４９】
第６条件とは、第１圧力情報により示される圧力が第８既定範囲に含まれ、かつ、第４圧力情報により示される圧力が第９既定範囲に含まれる、との条件を指す。ここで、第８既定範囲とは、圧力センサ５６により検出される現時点での正常な圧力よりも低い圧力の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。また、第９既定範囲とは、圧力センサ６２により検出される現時点での正常な圧力よりも低い圧力の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１５０】
ステップ２２２において、前段スタック外部リークが発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２２４へ移行する。ステップ２２２において、前段スタック外部リークが発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２２６へ移行する。
【０１５１】
ステップ２２４で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、前段スタック外部リークの解消に寄与する処理である前段外部リーク対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２２６へ移行する。なお、前段外部リーク対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。前段外部リーク対応処理の一例としては、前段外部リーク報知処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１５２】
ここで、前段外部リーク報知処理及び上記のブロア停止処理は、前段スタック外部リークの解消に寄与する処理であり、上記のブロア調節処理は、前段スタック外部リークが発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１５３】
前段外部リーク報知処理とは、例えば、前段スタック外部リークが発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより前段スタック外部リークの発生が報知される処理を指す。
【０１５４】
なお、ここでは、前段外部リーク報知処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前段スタック外部リークが発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、前段スタック外部リークが発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１５５】
なお、上記のブロア調節処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のブロア調節処理が実行された後も前段スタック外部リークが解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０１５６】
ステップ２２６で、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、前段スタック内部リークが発生したか否かを判定する。
【０１５７】
ここで、前段スタック内部リークとは、例えば、ガスがアノードやカソードで反応せずに、カソード２２Ａ及びアノード２２Ｂのうちの一方から他方へガスがそのまま移動している可能性がある異常状態を指す。
【０１５８】
ステップ２２６では、上記の第１条件を満足せず、かつ、上記の第２及び第３条件を満足した場合に、前段スタック内部リークが発生したと判定される。
【０１５９】
なお、本ステップ２２６における判定処理は上記の例に限定されるものではなく、次の第１又は第２の変形例として示す判定処理であってもよい。
【０１６０】
第１の変形例に係る判定処理は、上記の第１条件を満足せず、かつ、上記の第２及び第３条件を満足し、かつ、上記の第４条件又は第６条件を満足した場合に、前段スタック内部リークが発生したと判定される、という判定処理である。
【０１６１】
第２の変形例に係る判定処理は、上記の第４又は第６条件を満足した場合に、前段スタック内部リークが発生したと判定される、という判定処理である。
【０１６２】
ステップ２２６において、前段スタック内部リークが発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２２８へ移行する。ステップ２２６において、前段スタック内部リークが発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２３０へ移行する。
【０１６３】
ステップ２２８で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、前段スタック内部リークの解消に寄与する処理である前段内部リーク対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２３０へ移行する。なお、前段内部リーク対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。前段内部リーク対応処理の一例としては、前段内部リーク報知処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１６４】
ここで、前段内部リーク報知処理及び上記のブロア停止処理は、前段スタック内部リークの解消に寄与する処理であり、上記のブロア調節処理は、前段スタック内部リークが発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１６５】
前段内部リーク報知処理とは、例えば、前段スタック内部リークが発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより前段スタック内部リークの発生が報知される処理を指す。
【０１６６】
なお、ここでは、前段内部リーク報知処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前段スタック内部リークが発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、前段スタック内部リークが発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１６７】
なお、上記のブロア調節処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のブロア調節処理が実行された後も前段スタック内部リークが解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０１６８】
ステップ２３０で、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、燃料再生器ガス漏れが発生したか否かを判定する。
【０１６９】
燃料再生器ガス漏れとは、燃料再生器３４から特定のガスが漏れ出している可能性がある異常状態を指す。ここで、特定のガスとは、例えば、上述した漏出ガスを指す。
【０１７０】
ステップ２３０では、上記の第２条件を満足し、かつ、上記の第３条件を満足していない場合に、燃料再生器ガス漏れが発生したと判定される。
【０１７１】
ステップ２３０において、燃料再生器ガス漏れが発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２３２へ移行する。ステップ２３０において、燃料再生器ガス漏れが発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２３３Ａへ移行する。
【０１７２】
ステップ２３２で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、燃料再生器ガス漏れの解消に寄与する処理であるガス漏れ対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２３３Ａへ移行する。なお、ガス漏れ対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。ガス漏れ対応処理の一例としては、ガス漏れ報知処理、バイパス処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１７３】
ここで、ガス漏れ報知処理及び上記のブロア停止処理は、燃料再生器ガス漏れの解消に寄与する処理であり、バイパス処理及び上記のブロア調節処理は、燃料再生器ガス漏れが発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１７４】
ガス漏れ報知処理とは、例えば、燃料再生器ガス漏れが発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより燃料再生器ガス漏れの発生が報知される処理を指す。
【０１７５】
なお、ここでは、ガス漏れ対応処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料再生器ガス漏れが発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、燃料再生器ガス漏れが発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１７６】
バイパス処理とは、非バイパスモードからバイパスモードに移行させる処理を指す。非バイパスモードとは、アノードオフガス管Ｐ６と再生燃料ガス管Ｐ８とがバイパスされない動作モード、すなわち、電磁弁８８を閉状態とし、かつ、電磁弁９０，９１を開状態とする動作モードを指す。バイパスモードとは、バイパス管１２Ｐを介してアノードオフガス管Ｐ６と再生燃料ガス管Ｐ８とをバイパスする動作モード、すなわち、電磁弁８８を開状態とし、電磁弁９０，９１を閉状態とする動作モードを指す。
【０１７７】
なお、上記のバイパス処理及び上記のブロア調節処理のうちの少なくとも１つと上記のブロア停止処理とを組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、バイパス処理及び上記のブロア調節処理のうちの少なくとも１つが実行された後も燃料再生器ガス漏れが解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０１７８】
ステップ２３３Ａで、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、燃料再生器内部リークが発生したか否かを判定する。
【０１７９】
燃料再生器内部リークとは、例えば、スイープガスが分離膜９２を介して透過部５２から流入部５０へ漏出している可能性がある異常状態を指す。他には、アノードオフガスが分離膜９２を介して流入部５０から透過部５２へ漏出している可能性がある異常状態を指す。
【０１８０】
ステップ２３３Ａでは、上記の第１〜第３条件を満足した場合に、燃料再生器内部リークが発生したと判定される。
【０１８１】
なお、本ステップ２３３Ａでは、上記の第１〜第３条件を満足した場合に、燃料再生器内部リークが発生したと判定される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料電池システム本体部１２の仕様や設置環境等に応じて、上記の第１〜第３条件を満足し、かつ、第４又は第６条件を満足した場合に、燃料再生器内部リークが発生したと判定されるようにしてもよい。また、例えば、燃料電池システム本体部１２の仕様や設置環境等に応じて、上記の第１〜第３条件を満足し、かつ、上記の第５条件を満足した場合に、燃料再生器内部リークが発生したと判定されるようにしてもよい。また、例えば、燃料電池システム本体部１２の仕様や設置環境等に応じて、上記の第１〜第３条件を満足し、かつ、第４又は第６条件を満足しない場合に、燃料再生器内部リークが発生したと判定されるようにしてもよい。
【０１８２】
ステップ２３３Ａにおいて、燃料再生器内部リークが発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２３３Ｂへ移行する。ステップ２３３Ａにおいて、燃料再生器内部リークが発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２３４へ移行する。
【０１８３】
ステップ２３３Ｂで、制御部１２４は、実行部１２２に対して、燃料再生器内部リークの解消に寄与する処理である再生器内部リーク対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２３４へ移行する。なお、再生器内部リーク対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。再生器内部リーク対応処理の一例としては、再生器内部リーク報知処理、上記のバイパス処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１８４】
再生器内部リーク報知処理とは、例えば、燃料再生器内部リークが発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより燃料再生器内部リークの発生が報知される処理を指す。
【０１８５】
なお、ここでは、再生器内部リーク対応処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料再生器内部リークが発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、燃料再生器内部リークが発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１８６】
ステップ２３４で、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、燃料再生器劣化が発生したか否かを判定する。
【０１８７】
燃料再生器劣化とは、経時劣化や腐食等により燃料再生器３４が予め定められた度合い以上で劣化している可能性がある異常状態を指す。ここでは、ＣＯ２やＨ２Ｏの除去率が低下したことを想定している。予め定められた度合いとは、例えば、発電効率の標準範囲として予め設定された範囲内での発電効率が実現可能な度合いとして、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた度合いを指す。
【０１８８】
ステップ２３４では、上記の第１〜第５条件を満足し、かつ、第７条件を満足した場合に、燃料再生器劣化が発生したと判定される。
【０１８９】
ここで、第７条件とは、第１圧力情報により示される圧力が第１０既定範囲に含まれ、かつ、第４圧力情報により示される圧力が第１１既定範囲に含まれる、との条件を指す。ここで、第１０既定範囲とは、圧力センサ５６により検出される現時点での正常な圧力よりも高い圧力の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。また、第１１既定範囲とは、圧力センサ６２により検出される現時点での正常な圧力よりも高い圧力の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０１９０】
ステップ２３４において、燃料再生器劣化が発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２３６へ移行する。ステップ２３４において、燃料再生器劣化が発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２３８へ移行する。
【０１９１】
ステップ２３６で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、燃料再生器劣化の解消に寄与する処理である劣化対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２３８へ移行する。なお、劣化対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。劣化対応処理の一例としては、燃料再生器劣化報知処理、上記のバイパス処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。ここで、燃料再生器劣化報知処理とは、例えば、燃料再生器劣化が発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより燃料再生器劣化の発生が報知される処理を指す。
【０１９２】
上記の燃料再生器劣化報知処理及び上記のブロア停止処理は、燃料再生器劣化の解消に寄与する処理であり、上記のバイパス処理及び上記のブロア調節処理は、燃料再生器劣化が発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０１９３】
なお、ここでは、燃料再生器劣化報知処理として、上記のポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料再生器劣化が発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、燃料再生器劣化が発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０１９４】
ステップ２３８で、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、後段スタック外部リークが発生したか否かを判定する。
【０１９５】
後段スタック外部リークとは、後段燃料電池スタック２４からガスが漏れている可能性がある異常状態を指す。後段燃料電池スタック２４からガスが漏れている可能性とは、酸化ガス及び再生燃料ガスのうちの少なくとも一方が漏れている可能性を指す。なお、ここで、後段燃料電池スタック２４から使用済みのガスが漏れているとは、後段燃料電池スタック２４において、配管Ｐ９，Ｐ１０以外の箇所から使用済みのガスが漏れていることを意味する。
【０１９６】
ステップ２３８では、上記の第２条件を満足しない場合に、後段スタック外部リークが発生したと判定される。
【０１９７】
ステップ２３８において、後段スタック外部リークが発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２４０へ移行する。ステップ２３８において、後段スタック外部リークが発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２４２へ移行する。
【０１９８】
ステップ２４０で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、後段スタック外部リークの解消に寄与する処理である後段外部リーク対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２４２へ移行する。なお、後段外部リーク対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。後段外部リーク対応処理の一例としては、後段外部リーク報知処理、上記のブロア調節処理、及び上記のブロア停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０１９９】
ここで、後段外部リーク報知処理及び上記のブロア停止処理は、後段スタック外部リークの解消に寄与する処理であり、上記のブロア調節処理は、後段スタック外部リークが発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０２００】
後段外部リーク報知処理とは、例えば、後段スタック外部リークが発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより後段スタック外部リークの発生が報知される処理を指す。
【０２０１】
なお、ここでは、後段外部リーク報知処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、後段スタック外部リークが発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、後段スタック外部リークが発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０２０２】
また、上記のブロア調節処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のブロア調節処理が実行された後も後段スタック外部リークが解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０２０３】
ステップ２４２で、制御部１２４は、ステップ２２０の処理で取得した非供給系因子情報に基づいて、後段スタック内部リークが発生したか否かを判定する。
【０２０４】
ここで、後段スタック内部リークとは、例えば、ガスがアノードやカソードで反応せずに、カソード２４Ａ及びアノード２４Ｂのうちの一方から他方へガスがそのまま移動している可能性がある異常状態を指す。
【０２０５】
ステップ２４２では、上記の第１〜第３条件を満足し、かつ、上記の第４又は第６条件を満足した場合に、後段スタック内部リークが発生したと判定される。
【０２０６】
ステップ２４２において、後段スタック内部リークが発生した場合は、判定が肯定されて、ステップ２４４を移行する。ステップ２４３において、後段スタック内部リークが発生していない場合は、判定が否定されて、ステップ２４６へ移行する。
【０２０７】
ステップ２４４で、制御部１２４は、実行部１２２に対して、後段スタック内部リークの解消に寄与する処理である後段内部リーク対応処理の実行を開始させ、その後、ステップ２４６へ移行する。なお、後段内部リーク対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。後段内部リーク対応処理の一例としては、後段内部リーク報知処理、上記のブロア調節処理、上記のブロア停止処理、及び発電停止処理のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【０２０８】
ここで、後段内部リーク報知処理、上記のブロア停止処理、及び発電停止処理は、後段スタック内部リークの解消に寄与する処理であり、上記のブロア調節処理は、後段スタック内部リークが発生しているものの、燃料電池スタックによる発電の続行に要する処理である。
【０２０９】
後段内部リーク報知処理とは、例えば、後段スタック内部リークが発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることにより後段スタック内部リークの発生が報知される処理を指す。
【０２１０】
なお、ここでは、後段内部リーク報知処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、後段スタック内部リークが発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、後段スタック内部リークが発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０２１１】
発電停止処理とは、後段燃料電池スタック２４での発電を停止する処理を指す。この場合、例えば、アノード２４Ｂで生成された電子のアノード２４Ｂからカソード２４Ａへの移動経路である外部回路にスイッチ（図示省略）を設け、スイッチをオフして外部回路を切断することで後段燃料電池スタック２４での発電が停止される。
【０２１２】
また、上記のブロア調節処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が実行部１２２によって実行される場合、例えば、上記のブロア調節処理が実行された後も後段スタック内部リークが解消されなかった場合に上記のブロア停止処理が実行されるようにするとよい。
【０２１３】
ステップ２４６で、制御部１２４は、本保守処理を終了する条件である終了条件を満足したか否かを判定する。終了条件とは、例えば、受付デバイス１０４によって、本保守処理を終了する指示が受け付けられた、との条件を指す。
【０２１４】
ステップ２４６において、終了条件を満足していない場合は、判定が否定されて、図５に示すステップ２００へ移行する。ステップ２４６において、終了条件を満足した場合は、判定が肯定されて、本保守処理を終了する。
【０２１５】
以上のように、燃料電池システム１０では、検出部１１３による検出結果に基づいて、複数の異常状態のうち、燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼす影響度が大きい方の異常状態から優先して、対応する処理が実行されるように実行部１２２が制御される。従って、燃料電池システム１０によれば、燃料電池システム本体部１２で発生する複数の異常状態のうち、影響度の大きな異常状態から優先的に対処することができる。
【０２１６】
また、燃料電池システム１０では、燃料電池システム本体部１２での複数の異常状態が供給系異常状態と非供給系異常状態とに大別され、燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼす影響度は、非供給系異常状態よりも供給系異常状態の方が大きい。従って、燃料電池システム１０によれば、非供給系異常状態よりも供給系異常状態を優先（先行）して対処することができる。
【０２１７】
また、燃料電池システム１０では、検出部１１３による検出結果が供給系異常状態の発生を示す検出結果の場合に、供給系保守処理が実行される。また、検出部１１３による検出結果が供給系異常状態の発生を示す検出結果でなく、かつ、検出部１１３による検出結果が非供給系異常状態の発生を示す検出結果の場合に、非供給系保守処理が実行される。従って、燃料電池システム１０によれば、非供給系保守処理よりも供給系保守処理を優先して実行することができる。
【０２１８】
また、燃料電池システム１０では、上記のブロア停止処理が実行される。従って、燃料電池システム１０によれば、ブロア３０，３２によるガスの送出が続行される場合に比べ、供給系異常状態の深刻化を抑制することができる。
【０２１９】
また、燃料電池システム１０では、燃料電池システム本体部１２で異常状態が発生した場合に、実行部１２２により上記のブロア調節処理が実行される。従って、燃料電池システム１０によれば、燃料電池システム本体部１２で異常状態が発生した場合であっても、燃料電池スタックによる発電を継続させることができる。
【０２２０】
また、上記実施形態では、制御部１２４により、酸化ガスとスイープガスが共通のため、スイープガスが異常状態であるスイープガス異常状態が発生したか否かが判定されていないが、酸化ガスとスイープガスが別系統のシステムの場合では、制御部１２４によりスイープガス異常状態が発生したか否かが判定されるようにしてもよい。この場合、例えば、供給系保守処理の最後に、スイープガス異常状態が発生したか否かのスイープガス異常状態判定処理、及び、スイープガス異常状態に対応する処理であるスイープガス対応処理が実行されるようにすればよい。
【０２２１】
スイープガス異常状態判定処理では、例えば、上記の第５条件を満足し、かつ、第８条件を満足した場合に、スイープガス異常状態が発生したと判定される。ここで、第８条件とは、第６温度情報により示される温度が第１２既定範囲外である、との条件を指す。ここで、第１２既定範囲とは、温度センサ８２により検出される現時点での正常な温度の範囲として、実機による試験やコンピュータ・シミュレーション等により事前に定められた範囲を指す。
【０２２２】
スイープガス対応処理は、本発明に係る複数の処理のうちの１つの一例である。スイープガス対応処理の一例としては、スイープガス異常報知処理、上記のブロア調節処理、又は上記のブロア停止処理が挙げられる。また、スイープガス対応処理の他の例としては、スイープガス異常報知処理及び上記のブロア調節処理を組み合わせた処理、又は、スイープガス異常報知処理及び上記のブロア停止処理を組み合わせた処理が挙げられる。
【０２２３】
スイープガス異常報知処理とは、例えば、スイープガス異常状態が発生したことを示す情報がディスプレイ１０８に表示されることによりスイープガス異常状態の発生が報知される処理を指す。
【０２２４】
なお、ここでは、スイープガス異常報知処理の１つとして、ポンプ異常報知処理と同様に可視表示を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スイープガス異常状態が発生したことを音声で出力する可聴表示であってもよいし、スイープガス異常状態が発生したことを示す情報がプリンタにより用紙等に記録されて出力される永久可視表示であってもよい。また、可視表示、可聴表示、及び永久可視表示を複数組み合わせてもよい。
【０２２５】
また、上記実施形態では、図５に示す供給系保守処理において、酸化ガス系対応処理よりも原料ガス系対応処理が先に実行されており、原料ガス系対応処理よりもポンプ対応処理が先に実行されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料電池システム本体部１２に対して影響を及ぼす影響度の大小関係が、“ポンプ異常状態＜原料ガス系異常状態＜酸化ガス系異常状態”の場合、実行すべき優先度の高低関係を、“ポンプ対応処理＜原料ガス系対応処理＜酸化ガス系対応処理”としてもよい。このように、供給系保守処理において、燃料システム本体部１２の仕様や設置環境等に応じて、燃料電池システム本体部１２に対して異常状態が影響を及ぼす影響度の大小関係に対応させて、実行すべき対応処理の優先度を定めればよい。
【０２２６】
なお、図６に示す非供給系保守処理においても、図５に示す供給系保守処理と同様に、実行すべき優先度が高い方の対応処理から順に実行される。すなわち、図６に示す非供給系保守処理では、後段内部リーク対応処理よりも後段外部リーク対応処理が先に実行されている。また、後段外部リーク対応処理よりも劣化対応処理が先に実行されている。また、劣化対応処理よりもガス漏れ対応処理が先に実行されている。また、ガス漏れ対応処理よりも前段内部リーク対応処理が先に実行されている。更に、前段内部リーク対応処理よりも前段外部リーク対応処理が先に実行されている。図６に示す非供給系保守処理においても、図５に示す供給系保守処理と同様に、燃料システム本体部１２の仕様や設置環境等に応じて、燃料電池システム本体部１２に対して異常状態が影響を及ぼす影響度の大小関係に対応させて、実行すべき対応処理の優先度を定めればよい。
【０２２７】
また、上記実施形態では、ディスプレイ１０８を用いた可視表示により異常状態の発生等が報知される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、燃料電池システム１０との間で通信可能なスマートデバイスやサーバ等の通信装置に対して、燃料電池システム１０から異常状態の発生等を示す情報が送信され、通信装置により異常状態の発生等の報知が実現されるようにしてもよい。この場合も、通信装置に搭載されたディスプレイによる可視表示、通信装置に搭載されたスピーカによる可聴表示、及び通信装置に接続されたプリンタによる永久可視表示のうちの少なくとも１つの表示が行われるようにすればよい。また、通信装置にバイブレータが搭載されている場合には、バイブレータを振動させることにより異常状態の発生等が報知されるようにしてもよい。
【０２２８】
燃料電池システム１０が遠隔地の管理センタから遠隔操作される場合、管理センタのホストコンピュータ等に燃料電池システム１０から異常状態の発生等を示す情報が送信され、ホストコンピュータ等により異常状態の発生等の報知が実現されるようにしてもよい。
【０２２９】
また、上記実施形態では、保守プログラム１２０を二次記憶部１１８から読み出す場合を例示したが、必ずしも最初から二次記憶部１１８に記憶させておく必要はない。例えば、図７に示すように、ＳＳＤ、ＵＳＢメモリ、又はＣＤ−ＲＯＭ等の任意の可搬型の記憶媒体３００に先ずは保守プログラム１２０を記憶させておいてもよい。この場合、記憶媒体３００の保守プログラム１２０が燃料電池システム１０にインストールされ、インストールされた保守プログラム１２０がＣＰＵ１１４によって実行される。
【０２３０】
また、通信網（図示省略）を介して燃料電池システム１０に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部に保守プログラム１２０を記憶させておき、保守プログラム１２０が燃料電池システム１０の要求に応じてダウンロードされるようにしてもよい。この場合、ダウンロードされた保守プログラム１２０がＣＰＵ１１４によって実行される。
【０２３１】
また、上記実施形態で説明した保守処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【０２３２】
また、上記実施形態では、コンピュータを利用したソフトウェア構成により実行部１２２及び制御部１２４が実現される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、コンピュータを利用したソフトウェア構成に代えて、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）又はＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）等のハードウェア構成のみによって実行部１２２に相当する機能及び制御部１２４に相当する機能が実現されてもよい。また、実行部１２２に相当する機能及び制御部１２４に相当する機能は、ソフトウェア構成とハードウェア構成との組み合わせで実現されてもよい。
【０２３３】
また、上記実施形態では、前段燃料電池スタック２２及び後段燃料電池スタック２４による２段階式の燃料電池スタックを含む燃料電池システム本体部１２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１段式の燃料電池スタックを含む燃料電池システム本体部に対しても本発明は適用可能である。また、２段階式に限らず、３段、４段などと増えても良い。また、１段あたりのスタック数は複数であってもよい。また、燃料再生器３４がなくても本発明は成立する。また、空冷装置３６やタンク２６がなくても本発明は成立する。また、改質器１８を用いずに燃料電池で直接改質するようにしてもよい。
【０２３４】
また、上記実施形態では、２つの燃料電池スタックを含む燃料電池システム本体部１２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。一例として図８に示すように２段式のシステムにおいて３つの燃料電池スタックを用いても本発明は成立する。
【０２３５】
一例として図８に示すように、燃料電池スタック４００は、図１に示す燃料電池スタック１０に比べ、燃料電池システム本体部１２に代えて燃料電池システム本体部４０２を有する点が異なる。燃料電池システム本体部４０２は、燃料電池システム本体部１２に比べ、前段燃料電池スタック２２に代えて前段第１燃料電池スタック２１を有する点が異なる。また、燃料電池システム本体部４０２は、燃料電池システム本体部１２に比べ、前段第２燃料電池スタック４０４、電圧センサ４０６、及び温度センサ４０８を有する点が異なる。
【０２３６】
前段第１燃料電池スタック２１の基本構成は、前段燃料電池スタック２２と同様である。また、前段第２燃料電池スタック４０４についての基本構成は、前段第１燃料電池スタック２１と同様であり、前段第２燃料電池スタック４０４は、カソード２２Ａに対応するカソード４０４Ａと、アノード２２Ｂに対応するアノード４０４Ｂと、を有する。
【０２３７】
電圧センサ４０６は、カソード４０４Ａとアノード４０４Ｂとの間に設けられており、カソード４０４Ａ及びアノード４０４Ｂにおける電圧を検出する。
【０２３８】
温度センサ４０８は、前段第２燃料電池スタック４０４に設けられており、前段第２燃料電池スタック４０４での温度を検出する。
【０２３９】
燃料ガス管Ｐ４は、分岐部Ｂ１で燃料ガス管Ｐ４−１に分岐しており、燃料ガスは、燃料ガス管Ｐ４−１を介してアノード４０４Ｂに供給される。酸化ガス管Ｐ５は、分岐部Ｂ２で酸化ガス管Ｐ５−１に分岐している。酸化ガス管Ｐ５−１の一端は、分岐部Ｂ２で酸化ガス管Ｐ５に接続されており、酸化ガス管Ｐ５−１の他端は、カソード４０４Ａに接続されている。カソード４０４Ａには、酸化ガス管Ｐ５から酸化ガス管Ｐ５−１を介して酸化ガスが供給される。従って、前段第２燃料電池スタック４０４においても、前段第１燃料電池スタック２１と同様の反応により、各燃料電池セルで発電され、各燃料電池セルは、発電時に発熱する。
【０２４０】
カソード４０４Ａには、カソードオフガスが流れるカソードオフガス管Ｐ１４の一端が接続されており、カソードオフガス管Ｐ１４には、カソード４０４Ａからカソードオフガスが排出される。また、カソードオフガス管Ｐ１３は、合流部Ｉ２でカソードオフガス管Ｐ１４に合流している。すなわち、カソードオフガス管Ｐ１３の他端は、合流部Ｉ２でカソードオフガス管Ｐ１４に接続されている。カソードオフガス管Ｐ１４の他端は、カソード２４Ａに接続されている。従って、カソード２２Ａからカソードオフガス管Ｐ１３に排出されたカソードオフガス、及びカソード４０４Ａからカソードオフガス管Ｐ１４に排出されたカソードオフガスは、カソード２４Ａに供給される。
【０２４１】
アノード４０４Ｂには、アノードオフガスが流れる管であるアノードオフガス管Ｐ６−２の一端が接続されており、アノードオフガス管Ｐ６−２には、アノード４０４Ｂからアノードオフガスが排出される。アノードオフガス管Ｐ６−２は、合流部Ｉ１でアノードオフガス管Ｐ６に合流している。
【０２４２】
アノードオフガス管Ｐ６のうちの合流部Ｉ１よりも下流側の部分は、第４熱交換部４４及び第１熱交換部３８を経て流入部５０に接続されている。
【０２４３】
アノード２２Ｂ，４０４Ｂから排出されたアノードオフがスは、流入部５０に流入し、燃料再生器３４は、流入部５０に流入されたアノードオフガスから二酸化炭素及び水蒸気を分離する。
【０２４４】
透過部５２から送出された透過部排出ガスは、酸化ガス管Ｐ５を介して酸素を含む酸化ガスとしてカソード２２Ａに供給され、酸化ガス管Ｐ５，Ｐ５−１を介してカソード４０４Ａに供給される。
【０２４５】
なお、図８に示す例では、前段第１燃料電池スタック２１及び前段第２燃料電池スタック４０４のアノードオフガスが燃料再生器３４のみに供給される場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、改質器１８から送出された燃料ガスと共に、アノードオフガスをアノード２２Ｂ，４０４Ｂのうちの少なくとも一方に供給する循環式の燃料電池スタックを含む燃料電池システム本体部に対しても本発明は適用可能である。
【０２４６】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【符号の説明】
【０２４７】
１０  燃料電池システム
１２  燃料電池システム本体部
２０  燃焼器
２２  前段燃料電池スタック
２４  後段燃料電池スタック
１１３  検出部
１２０  保守プログラム
１２２  実行部
１２４  制御部
【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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