【事件の表示】
　特許第２９２４６７３号「燃料電池発電システムの運転制御方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９２４６７３号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第２９２４６７３号の請求項１ないし２に係る発明は、平成６年１１月２９日に特許出願され、平成１１年５月７日にその特許権の設定登録がなされ、その後、小林浄子より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１２年１１月８日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　本件訂正請求は、次のＡないしＤの訂正事項をその内容とするものである。
Ａ．訂正事項ａ−１
　特許請求の範囲の請求項１の記載について、「【請求項１】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加(又は減少)の際に上記燃料利用率が設定値より高く(又は低く)なった場合に、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止しその値を保持することにより、燃料利用率が設定値以上(又は以下)にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」とあるのを、
「【請求項１】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加(又は減少)の際に上記燃料利用率が設定値より高く(又は低く)なった場合に、上記燃料流量の増加(又は減少)を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止しその値を保持することにより、燃料利用率が設定値以上(又は以下)にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」と訂正する。
　　訂正事項ａ−２
　明細書の段落【０００７】第４行目（特許公報第４欄第３８行目）及び段落【００２９】第４〜５行目（特許公報第９欄第７〜８行目）の記載、並びに段落【００１０】第４行目（特許公報第５欄第１９行目）の記載について、それぞれ「交流出力指令値に基づく」、「上記交流出力指令値に基づく」とあるのを、「燃料流量の増加(又は減少)を維持しつつ、交流出力指令値に基づく」と訂正する。
Ｂ．訂正事項ｂ−１
　特許請求の範囲の請求項２について、「【請求項２】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加(又は減少)の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く(又は低く)なった場合に、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止しその値を保持することにより、酸化剤利用率が設定値以上(又は以下)にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」とあるのを、
「【請求項２】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加(又は減少)の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く(又は低く)なった場合に、上記酸化剤流量の増加(又は減少)を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止しその値を保持することにより、酸化剤利用率が設定値以上(又は以下)にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」と訂正する。
　　訂正事項ｂ−２
　明細書の段落【０００８】第４行目（特許公報第４欄第４５行目）、段落【００１１】第４行目（特許公報第５欄第２９行目）、段落【００３０】第４行目（特許公報第１０欄第４行目）の記載について、「交流出力指令値に基づく」とあるのを、「酸化剤流量の増加(又は減少)を維持しつつ、交流出力指令値に基づく」と訂正する。
Ｃ．訂正事項ｃ
　明細書の段落【００２９】第７行目（特許公報第９欄第５０行目）の記載について、「制御することができる。」を「制御することができ、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転できる。」と訂正する。
Ｄ． 訂正事項ｄ
　明細書の段落番号【００３０】第７行目（特許公報第１０欄第７行目）の記載について、「制御することができる。そのため、」とあるのを「制御することができ、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転できる。そのため、」と訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の追加の有無及び拡張・変更の存否
Ａ．訂正事項ａ−１及びａ−２について
　上記訂正事項ａ−１は、発明を特定する事項である「上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止し」に「上記燃料流量の増加(又は減少)を維持しつつ、」という限定を加えるものであるところ、当該「上記燃料流量の増加(又は減少)を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止」させることは、特許明細書の段落番号【００２０】〜【００２２】、第５図、第７図に記載されているから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、また、上記訂正事項ａ−２は、上記訂正事項ａ−１との整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、いずれも、新規事項の追加に該当せず、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
Ｂ．訂正事項ｂ−１及びｂ−２について
　同様に、上記訂正事項ｂ−１は、発明を特定する事項である「上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止し」に「上記酸化剤流量の増加(又は減少)を維持しつつ、」という限定を加えるものであるところ、当該「上記酸化剤流量の増加(又は減少)を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止」させることは、特許明細書の段落番号【００２５】、第９図に記載されているから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、また、上記訂正事項ｂ−２は、上記訂正事項ｂ−１との整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、いずれも、新規事項の追加に該当せず、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
Ｃ．訂正事項ｃについて
　上記訂正事項ｃは、特許明細書の発明の効果の記載が技術的に不明りょうとなっているのを正し、その記載内容を明確化するものであり、特許明細書の段落【０００５】〜【０００６】に記載された技術的課題ないし発明の目的に関する記載事項から明らかな事項を発明の効果の項に記載することにより発明の効果を技術的に明りょうにしたものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
Ｄ．訂正事項ｄについて
　同様に、上記訂正事項dについても、特許明細書の発明の効果の記載が技術的に不明りょうとなっているのを正し、その記載内容を明確化するものであり、特許明細書の段落【０００５】〜【０００６】に記載された技術的課題ないし発明の目的に関する記載事項から明らかな事項を発明の効果の項に記載することにより発明の効果を技術的に明りょうにしたものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（３）むすび
　したがって、上記ＡないしＤの訂正事項は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、訂正を認める。
３．特許異議の申立てについての判断
（１）申立ての理由の概要
　特許異議申立人小林浄子は、請求項１ないし２に係る発明は、甲第１号証（特公平４−６１４６５号公報）及び甲第２号証（特開昭６３−５１０６０号公報）に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであるから、特許を取り消すべきものと主張している。
　
（２）本件の請求項１ないし２に係る発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１ないし２に係る発明（以下、「本件発明」という。）は、本件訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし２に記載された事項により特定される、次のとおりのものである。
【請求項１】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加(又は減少)の際に上記燃料利用率が設定値より高く(又は低く)なった場合に、上記燃料流量の増加(又は減少)を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止しその値を保持することにより、燃料利用率が設定値以上(又は以下)にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。
【請求項２】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加(又は減少)の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く(又は低く)なった場合に、上記酸化剤流量の増加(又は減少)を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加(又は減少)を一旦停止しその値を保持することにより、酸化剤利用率が設定値以上(又は以下)にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。
（３）刊行物等
特許異議申立人が証拠として提示した刊行物には、それぞれ、次のような発明が記載されている。
刊行物１：特公平４−６１４６５号公報
　これには、負荷指令が急変した場合に、燃料電池の電圧変動を少なくして、燃料電池の負荷制御を行うことができる燃料電池発電装置の負荷制御装置として、天然ガス等をエネルギー源として所定の電力を出力する燃料電池と、上記燃料電池の出力を交流に変換するインバータと、上記燃料電池にガスまたは空気を導入する導管の途中に設けられ、かつ負荷指令によって制御される弁と、上記ガス流量または空気量を検出して利用率に応じた負荷量に演算処理する演算器と、上記負荷指令に対し上記演算器で得られた負荷量でリミット処理してその値を負荷指令値として上記インバータに与える制御器とからなり、上記負荷指令が変化した時、変化量に対して上記弁の開き量を調節するとともに、上記燃料電池に供給されるガス量または空気量と利用率に対して決まる上記燃料電池の電気出力を上記負荷指令に対しリミット処理して上記インバータに与えることを特徴とする燃料電池発電装置の負荷制御装置が記載されている。
刊行物２：特開昭６３−５１０６０号公報
　これには、入口側ガス流量と直流電流値とからガス利用率を計算する演算器を有する保護装置を設け、常に利用率を監視して、利用率がある一定値以上になったら電池の停止動作等の保護動作に入るように構成された、特にガス不足運転防止に好適な燃料電池発電システムとして、複数の単電池から構成される電池本体、この電池本体に酸化剤、燃料の反応ガスを給排するガス供給系統を備え、前記電池本体にはその直流電流を検出する直流電流検出装置が設けられている燃料電池発電システムにおいて、前記システムに、前記電池本体の運転中に前記直流電流検出装置で検出した直流電流値と、前記ガス供給系統で測定した前記電池本体入口側のガス流量とを比較してガス利用率を演算する演算器を備えた保護装置を設け、前記ガス利用率が一定値以上になったら前記電池の運転を停止するようにしたことを特徴とする燃料電池発電システムが記載されている。
（４）対比・判断
　本件発明と上記刊行物１に記載された発明とを対比すると、両者は、燃料流量（酸化剤流量）が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を交流出力に変換する逆変換装置と、交流出力指令値に基づく流量指令値に上記燃料流量（酸化剤流量）を制御する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得る燃料電池発電装置である点で一致し、
　本件発明が、流量を測定し燃料利用率（酸化剤利用率）を算出するようにしているのに対し、刊行物１に記載された発明は、燃料利用率は実測値から演算されたものではなく、燃料利用率として予め設定された値を用いている点で相違しており、さらに、本件発明が、交流出力増加（又は減少）の際に上記燃料利用率（酸化剤利用率）が設定値より高く（又は低く）なった場合に、上記燃料流量又は酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持するようにしているのに対し、刊行物１に記載された発明は、ガス流量と予め設定された利用率とに基づいて負荷量を演算し、負荷指令に対し演算された負荷量でリミツト処理し、その値をインバータに負荷指令値として与えている点で相違している。
　また、本件発明と上記刊行物２に記載された発明とを対比すると、本件発明が、燃料利用率（酸化剤利用率）が設定値より高く（又は低く）なった場合に、燃料流量又は酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を−旦停止しその値を保持することで、燃料利用率（酸化剤利用率）を回復させるようにし、燃料利用率（酸化剤利用率）が高くなるのを防止して運転を続けるようにしているのに対し、刊行物２に記載された発明は、燃料利用率が一定値以上になったら電池の運転を停止させることで、電池の保護を行っている。また、保護装置は主制御系とは別に設けられており、電池の運転を制御するものではない。
　そして、仮に、刊行物１に記載された「ガス流量検出値と燃料利用率の上下限値を基に出力可能な電力の上下限を算出し、負荷指令に対して前記上下限値によるリミット処理をしたものをインバー夕に与えること」に代えて刊行物２に記載された「入口ガス流量と直流電流値とからガス利用率を計算する演算器を設け、ガス利用率が一定値以上になったら電池の保護動作に入るようにすること」を適用したとしても、本件発明の「燃料利用率又は酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、上記燃料流量（酸化剤流量）の増加（又は減少）を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、燃料利用率（酸化剤利用率）が設定値以上（又は以下）にならないように制御する」構成を当業者が容易に想到し得たものと認めることはできない。
　しかも、本件発明は、燃料利用率（酸化剤利用率）が設定値以上（又は以下）にならないように制御することができ、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転でき、電池本体、改質装置を安定に動かすことができるという顕著な作用効果を奏する制御方法である。
　したがって、本件発明が上記刊行物１及び刊行物２に記載のものから当業者が容易に発明することができたものとはいえない。
　
（５）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１ないし２に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１ないし２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７）
【訂正の要旨】
特許第２９２４６７３号．に関する訂正の要旨
Ａ．訂正事項ａ−１
　特許請求の範囲の請求項１の記載について、特許請求の範囲の減縮を目的として、
「【請求項１】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に上記燃料利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、燃料利用率が設定値以上（又は以下）にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」とあるのを、
「【請求項１】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に上記燃料利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、上記燃料流量の増加（又は減少）を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、燃料利用率が設定値以上（又は以下）にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」と訂正する。
　訂正事項ａ−２
　明細書の段落【０００７】第４行目（特許公報第４欄第３８行目）及び段落【００２９】第４〜５行目（特許公報第９欄第７〜８行目）の記載、並びに段落【００１０】第４行目（特許公報第５欄第１９行目）の記載について、上記訂正事項ａ−１との整合を図るべく、明りょうでない記載の釈明を目的として、それぞれ「交流出力指令値に基づく」、「上記交流出力指令値に基づく」とあるのを、「燃料流量の増加（又は減少）を維持しつつ、交流出力指令値に基づく」と訂正する。
Ｂ．訂正事項ｂ−１
　特許請求の範囲の請求項２について、特許請求の範囲の減縮を目的として、
「【請求項２】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、酸化剤利用率が設定値以上（又は以下）にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」とあるのを、
「【請求項２】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、上記酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、上記交流出力指令値に基づく交流出力の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、酸化剤利用率が設定値以上（又は以下）にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。」と訂正する。
訂正事項ｂ−２
　明細書の段落【０００８】第４行目（特許公報第４欄第４５行目）、段落【００１１】第４行目（特許公報第５欄第２９行目）、段落【００３０】第４行目（特許公報第１０欄第４行目）の記載について、上記訂正事項ｂ−１との整合を図るべく、明りょうでない記載の釈明を目的として、「交流出力指令値に基づく」とあるのを、「酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、交流出力指令値に基づく」と訂正する。
Ｃ．訂正事項ｃ
　明細書の段落【００２９】第７行目（特許公報第９欄第５０行目）の記載について、発明の効果を技術的に明りょうにすべく、明りょうでない記載の釈明を目的として、
「制御することができる。」を「制御することができ、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転できる。」と訂正する。
Ｄ．訂正事項ｄ
　明細書の段落番号【００３０】第７行目（特許公報第１０欄第７行目）の記載について、発明の効果を技術的に明りょうにすべく、明りょうでない記載の釈明を目的として、
「制御することができる。そのため、」とあるのを「制御することができ、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転できる。そのため、」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
燃料電池発電システムの運転制御方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し燃料利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に上記燃料利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
上記燃料流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
　【請求項２】　燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、これらの流量を測定し酸化剤利用率を算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に上記酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
上記酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
　【請求項３】　原燃料流量と水蒸気流量が制御されて供給され、これらを改質して燃料ガスを得る改質装置、燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、上記水蒸気流量と上記原燃料流量の比（Ｓ／Ｃ）を測定算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に、上記Ｓ／Ｃが設定値より低くなった場合に、原燃料流量指令値の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、上記Ｓ／Ｃが設定値以下にならないように制御することを特徴とする燃料電池発電システムの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　この発明は燃料電池発電システムの交流出力変更に係わる運転制御方法に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　図１４は、例えば特開昭６３−２６４８７６号公報に記載された燃料電池発電システムを示す概略線図であり、図において、１は電池本体で、燃料電極１ａと酸化剤電極１ｂを有する単電池が複数個積層されて形成されている。２は燃料ガス給排気系で、燃料供給ライン２ａとガス排出ライン２ｂを有する。３は酸化剤給排気系で、酸化剤供給ライン３ａと酸化剤排出ライン３ｂを有する。４ａ，４ｂはこれらの給排気系ガス流量を制御する調節弁、５ａ，５ｂはガス流量を測定する流量発信器、６は電池本体１の出力電流を測定する電流検出器、７は流量発信器５ａ，５ｂと電流検出器６の信号により出力電流に見合うガス量を演算し、調節弁４ａ，４ｂによりガス量を制御する流量制御器、８は直流出力を制御する電力制御器、１０は直流電圧検出器１０ａ，１０ｂと比較演算器１０ｃを有する電池本体１の電圧検出装置、１１は電池本体１の直流出力を制限する直流電流低減装置である。
　【０００３】
　次に動作について説明する。燃料電池の発電原理については一般に説明されているので省略する。燃料電池の最大直流出力は、供給される燃料ガス流量及び酸化剤流量により決まっており、そして燃料電池を安定に運転させるための流量は、ある程度過剰な流量を供給するのが普通である。
　この過剰率を利用率と呼び、次式で表される。
　利用率：（燃料電池出力に電気化学的に当量のガス流量÷供給されたガス流量）×１００（％）
　【０００４】
　一般にこの利用率は、電池出力により適切な運転上の値が定められており、交流出力を取り出す場合には、直流交流変換装置（逆変換装置）の設定により運転時の値が定められる。電池本体１に供給する燃料ガス流量，酸化剤（空気）流量は、このように負荷により定められた利用率と電池の直流出力により求まる量により決定される流量に制御され、燃料電池が一定の利用率以上の運転にならないように制御される。利用率が一定値以上になった場合には電池の出力を強制的に取り出そうとするため、電流が増加し電圧が低下する。このため交流出力（負荷）を変化させる場合、利用率が一定値以上になった時に、電池本体１の電圧検出装置１０の値により直流電流低減装置１１を作動させ、電池の負荷を制限して電池の劣化を防いでいる。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　このように燃料電池の負荷増大変化に対して電流を制限しているが、実際の運転では、交流負荷は直流交流変換装置の設定により直流負荷が決定され、電流のみを制限することは交流出力電圧を低下させることになる。
　また、電圧の低下が検出されてから負荷を制御する事は一時的にも電池に対して悪影響を及ぼし、利用率が一定値（電圧が低下しない値）を超える以前に処置を行う必要がある。
　さらに、この制限方法は電池に対してのみ保護がなされており、実運転では電池本体１で消費されない燃料ガスは、燃料改質装置（ここでは説明せず）の燃焼燃料として利用されるため、負荷変化時の燃料利用率の変化、特に低下（燃料ガスの余剰率大）も改質装置に悪影響を及ぼし、このため、利用率は一定の範囲内に制御する必要がある。
　【０００６】
　このように従来の制御方法では、システムとして安定運転を行うための制御が行われず、制御動作として不完全であった。
　この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転でき、電池本体、改質装置を安定に動かすことができる制御方法を提供することを目的とする。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　この発明の請求項１に係わる燃料電池発電システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に燃料利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
燃料流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
　【０００８】
　この発明の請求項２に係わる燃料電池発電システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
　【０００９】
　この発明の請求項３に係わる燃料電池発電システムの運転制御方法は、原燃料流量と水蒸気流量が制御されて供給され、これらを改質して燃料ガスを得る改質装置、燃料流量と酸化剤流量が制御されて供給され、これらの流量をもとに発電する電池本体と、この電池本体の電気出力を、交流出力指令値に基づいて設定された交流出力に変換する逆変換装置と、上記交流出力指令値に基づく流量指令値に、上記燃料流量と酸化剤流量を制御すると共に、上記水蒸気流量と上記原燃料流量の比（Ｓ／Ｃ）を測定算出する流量制御器とを備え、発電された直流出力より所望の交流出力を得るものにおいて、交流出力増加（又は減少）の際に、上記Ｓ／Ｃが設定値より低くなった場合に、原燃料流量指令値の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、上記Ｓ／Ｃが設定値以下にならないように制御するものである。
　【００１０】
　【作用】
　この発明の請求項１における燃料電池発電システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に上記燃料利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
上記燃料流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
　【００１１】
　この発明の請求項２における燃料電池発電システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
　【００１２】
　この発明の請求項３における燃料電池発電システムの運転制御方法は、交流出力増加（又は減少）の際に、Ｓ／Ｃが設定値より低くなった場合に、原燃料流量指令値の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、Ｓ／Ｃが設定値以下にならない。
　【００１３】
　【実施例】
先行例１．
　以下、この発明の先行例を図に基づいて説明する。図１はこの発明の一先行例に用いる燃料電池発電システムを示す概略線図である。図において、従来例と同一叉は同様部分には同一符号を付している。１は電池本体で、燃料電極１ａと酸化剤電極１ｂを有する単電池が複数個積層されて形成されている。２は燃料ガス給排気系で、燃料供給ライン２ａとガス排出ライン２ｂを有する。３は酸化剤（空気）給排気系で、酸化剤供給ライン３ａと酸化剤排出ライン３ｂを有する。４ｂは酸化剤流量を制御する調節弁、５ｂは酸化剤流量を測定する流量発信器、６は電池本体１の出力電流を測定する電流検出器、９は改質装置で、原燃料と水蒸気から改質された燃料ガスを製造し、これを電池本体１に供給する。この燃料ガスは電池本体１で大部分が消費され排気されるが、残った燃料分を含有するガス２１は、改質装置９の燃焼燃料として利用している。４ｃは原燃料流量を制御する調節弁、４ｄは水蒸気流量を制御する調節弁、５ｃは原燃料流量を測定する流量発信器、５ｄは水蒸気流量を測定する流量発信器、７は流量制御器で、流量発信器５ｂ，５ｃ，５ｄと交流出力指令値の信号により、出力に見合うガス量を演算し、調節弁４ｂ，４ｃ，４ｄによりガス量を制御する。２０は直流交流変換装置である逆変換装置で、流量制御器７からの交流出力指令値の信号により直流出力を設定された交流出力に変換する。
　【００１４】
　次に動作について説明する。設定された交流出力に基づく交流出力指令値が与えられると、交流出力指令値は流量制御器７と、流量制御器７経由で逆変換装置２０に加えられる。すると流量制御器７に加えられた交流出力指令値により、これに見合う各流量が算出されて、原燃料と水蒸気流量が制御され、設定された流量が改質装置９に供給され、改質装置９より必要量の燃料ガスが出力される。これに合わせて酸化剤流量も制御され、設定された流量が上記燃料ガスと共に電池本体１に加えられ、電池本体１から直流電力が出力される。一方上記交流出力指令値は、逆変換装置２０にも同時に加えれており、直流電力を交流出力指令値による設定された交流出力に変換する。
　【００１５】
　このように、負荷変化指令により逆変換装置２０に交流出力指令値が与えられると、出力が一定の増加・減少率で変化する。と同時に上記交流出力指令値により流量制御器７から燃料流量指令値，水蒸気流量指令値，酸化剤流量指令値が与えられ、各流量が一定の増加・減少率で変化する。図２に示すように、ガス流量（酸化剤流量も含む）は、一般に流量指令値に対して遅れを生じ、また、実際に電池本体１に流入する量は測定された流量より遅れを生じる。このため、ガス流量指令値を交流出力指令値に見合う（同じ）傾きで変化させた場合には、図２に示すように燃料利用率が一時的に高くなる。
　【００１６】
　このため、図３に示すように燃料流量指令値の増加率より交流出力指令値の増加率を少なくすることにより、燃料利用率を一定値以下に押さえることができる。換言すれば、交流出力指令値の増加率に対する燃料流量指令値の増加率は、上記交流出力指令値の増加率に見合う増加率より大きくする。水蒸気流量指令値，酸化剤流量指令値の増加率についても上記交流出力指令値の増加率に見合う増加率より同様に大きくする。そのため、酸化剤利用率も一定値以下に押さえることができる。
　【００１７】
　なお、燃料利用率，酸化剤利用率は、次式で表される。
　　燃料利用率＝（燃料電池出力に電気化学的に当量の燃料流量÷供給された燃料流量）×１００　　　　（％）
　　酸化剤利用率＝（燃料電池出力に電気化学的に当量の酸化剤流量÷供給された酸化剤流量）×１００　（％）
　上記においては、燃料流量の制御は、原燃料流量の制御で説明したが、改質装置９の後に燃料ガスの貯蔵容器を設け、それより供給される燃料ガスの流量を、燃料流量として、燃料流量指令値で制御しても良い。
　【００１８】
先行例２．
　また、上記においては、交流出力指令値の増加率より流量指令値の増加率の方を大きくしたが、交流出力指令値の変更に起因する、上記逆変換装置２０に対する変更開始時点より上記流量制御器７の上記流量指令値の変更開始時点を早くして、電池本体１の燃料利用率を高くならないように制御するようにしても良い。これは、例えば、流量指令値の増加率を交流出力指令値の増加率と同じにしても、流量指令値の変更開始時点を逆変換装置２０に対する変更開始時点より早めれば、結果的に交流出力指令値の増加率より流量指令値の増加率の方を大きくしたことに相当する。交流出力指令値の変更に起因する、逆変換装置２０に対する変更開始時点を、流量指令値の変更開始時点より遅らせるためには、交流出力指令値の信号を逆変換装置２０に入力するに当って、所望時間遅延させる遅延回路を介して入力すれば良い。
　【００１９】
　図４に燃料流量指令値の増加率を交流出力指令値の増加率と同じに、燃料流量指令値の変更開始時点を、逆変換装置２０に対する交流出力指令値の変更開始時点より早めた場合のタイミングチャートを示す。燃料利用率のタイミングチャートも合わせて示す。
　【００２０】
実施例１．
　図５に示すように、交流負荷を増加させる場合には、交流出力指令値を増加させながら、ガス流量指令値を増加させる。と同時に燃料流量発信器５ｃと電流検出器６の信号入力により時々刻々の燃料利用率を演算していく。このとき燃料利用率が規定値より高くなった場合には、交流出力指令値の逆変換装置２０への信号を遅延させて、一旦その時の現状値に保持し、ガス流量指令値は継続して増加させる。すると燃料利用率が回復するので、再度、交流出力指令値を増加させる。この制御により、燃料利用率が高くなることを防ぐことができる。
　【００２１】
　図６にこの制御手順のフローチャートを示す。燃料利用率が設定値Ｋ（例えばＫ＝８５％）を超えない場合には、現状の交流出力指令値にα（１回の演算時間で増加させる値）を加算して、新たな交流出力指令値出力とし、これを繰り返していき、燃料利用率が設定値Ｋを超えた場合には、現状の交流出力指令値を新たな交流出力指令値出力とし、増加を行う加算を行わないことにより、現状値を保持する。この間、ガス流量指令値は継続して増加させているので、燃料利用率が低下していき、やがて設定値Ｋ以下になったときに再び加算を開始して、設定負荷まで交流出力指令値出力を上昇させる。
　【００２２】
実施例２．
　図７は、交流負荷を減少させる場合である。交流出力指令値を減少させながら、流量指令値を減少させる。と共に時々刻々の燃料利用率を演算していく。このとき燃料利用率が規定値より低くなった場合には、交流出力指令値の逆変換装置２０への信号を遅延させて、一旦その時の現状値に保持し、ガス流量指令値は継続して減少させる。すると燃料利用率が回復するので、再度、交流出力指令値を減少させる。この制御により、燃料利用率が低くなり過ぎるのを防ぐことができる。
　【００２３】
　図８にこの制御手順のフローチャートを示す。燃料利用率が設定値Ｋ（例えばＫ＝４０％）より下回らない場合には、現状の交流出力指令値に−α（１回の演算時間で減少させる値）を加算して、新たな交流出力指令値出力とし、これを繰り返していき、燃料利用率が設定値Ｋを下回った場合には、現状の交流出力指令値を新たな交流出力指令値出力とし、減少を行う加算を行わないことにより、現状値を保持する。この間、ガス流量指令値は継続して減少させているので、燃料利用率が増加していき、やがて設定値Ｋ以上になったときに再び加算を開始して、設定負荷まで交流出力指令値出力を減少させる。
　【００２４】
　上記の各先行例，実施例では、電池本体１の燃料利用率を設定値以上（又は以下）にならないように制御することができる。燃料ガスは電池本体１で大部分が消費され排気されるが、残った燃料分を含有する排気ガス２１は、改質装置９の燃焼燃料として利用している。そのため、ガス２１中の残った燃料分の含有率が所定の範囲に入っていれば、改質装置９の燃焼が安定する。負荷変化時の燃料利用率の変化、特に低下（燃料ガスの余剰率大）が改質装置に悪影響を及ぼすが、上記の各先行例，実施例により、これを避けることができる。
　【００２５】
実施例３．
　図９に示すように、交流負荷を増加させる場合には、交流出力指令値を増加させながら、ガス流量指令値を増加させる。と同時に酸化剤流量発信器５ｂと電流検出器６の信号入力により時々刻々の酸化剤利用率を演算していく。このとき酸化剤利用率が規定値より高くなった場合には、交流出力指令値の逆変換装置２０への信号を遅延させて、一旦その時の現状値に保持し、ガス流量指令値は継続して増加させる。すると酸化剤利用率が回復するので、再度、交流出力指令値を増加させる。この制御により、酸化剤利用率が高くなることを防ぐことができる。
　図１０には、交流負荷を減少させる場合における、交流出力指令値の減少と酸化剤流量指令値の減少との関係を示す。同様にして、酸化剤利用率が低くなり過ぎるのを防ぐことができる。そのため、システムの運転圧力バランスを狂わせずに運転することができる。
　【００２６】
実施例４．
　図１１に示すように、負荷変化の時に、酸化剤利用率が設定値より一時的に高くなったときに、交流出力指令値に基づく燃料流量指令値の変化を停止して現状値を保持し、継続して酸化剤量が増加して酸化剤利用率が回復した後、再度、燃料流量指令値を変化させることにより利用率が高くなることを防ぐことができる。そして、燃料流量指令値の変化を一旦停止しているときは、交流出力指令値に基づく逆変換装置２０の交流出力変化を停止させることは必要である。
　逆に燃料利用率が設定値より一時的に高くなったときに、交流出力指令値に基づく酸化剤流量指令値の変化及び逆変換装置２０の交流出力変化を、同様に一旦停止しても良い。
　【００２７】
　図１２にこの制御手順のフローチャートを示す。酸化剤利用率が高くなった場合に、燃料流量指令値の増加を行う加算を停止して現状値を保持し、酸化剤利用率が回復して設定値以下になった時、再度、燃料流量指令値の増加を行う加算を開始して、燃料流量指令値を設定流量まで変化させる。
　【００２８】
実施例５．
　燃料改質には一般に水蒸気改質が行われ、この時に水蒸気流量と炭化水素系原燃料流量の比は一定の値に制御することが必要である。流量比が一定範囲を超えた場合には、水素に改質する触媒にカーボン析出をおこし、寿命を低下させることになる。図１３に示すように、負荷変化時に水蒸気流量と原燃料流量の比（Ｓ／Ｃ）を演算して、Ｓ／Ｃが一定範囲内にない場合は、燃料流量指令値を現状維持（増加を一旦停止）し、水蒸気流量は増加を継続し、Ｓ／Ｃが設定値内に回復した後、再度、燃料流量指令値を変化させて設定流量にする。この制御により、改質触媒に悪影響を及ぼさないで負荷変化を行うことができる。
　【００２９】
　【発明の効果】
　以上のように、この発明の請求項１における燃料電池発電システムの運転制御方法によれば、交流出力増加（又は減少）の際に燃料利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
燃料流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転できる。
　【００３０】
　この発明の請求項２における燃料電池発電システムの運転制御方法によれば、交流出力増加（又は減少）の際に酸化剤利用率が設定値より高く（又は低く）なった場合に、
酸化剤流量の増加（又は減少）を維持しつつ、
、負荷変化時の燃料電池発電システムを設定上限の利用率以下又は設定下限の利用率以上で運転できる。
　【００３１】
　この発明の請求項３における燃料電池発電システムの運転制御方法によれば、交流出力増加（又は減少）の際に、Ｓ／Ｃが設定値より低くなった場合に、原燃料流量指令値の増加（又は減少）を一旦停止しその値を保持することにより、上記Ｓ／Ｃが設定値以下にならないように制御するので、改質触媒に悪影響を及ぼさないで負荷変化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　この発明の一先行例に用いる燃料電池発電システムを示す概略線図である。
　【図２】　ガス流量と流量指令値の変化を示すタイミングチャート、並びに利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図３】　この発明の先行例１における指令値と実燃料流量の変化を示すタイミングチャート、並びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図４】　この発明の先行例２における燃料流量指令値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図５】　この発明の実施例１における燃料流量指令値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図６】　この発明の実施例１の制御手順を示すフローチャートである。
　【図７】　この発明の実施例２における燃料流量指令値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並びに燃料利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図８】　この発明の実施例２の制御手順を示すフローチャートである。
　【図９】　この発明の実施例３における酸化剤流量指令値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並びに酸化剤利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図１０】　この発明の実施例３における酸化剤流量指令値と交流出力指令値の変化を示すタイミングチャート、並びに酸化剤利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図１１】　この発明の実施例４における燃料流量指令値と流量の変化を示すタイミングチャート、並びに酸化剤利用率の変化を示すタイミングチャートである。
　【図１２】　この発明の実施例４の制御手順を示すフローチャートである。
　【図１３】　この発明の実施例５における燃料流量指令値と流量の変化を示すタイミングチャート、並びにＳ／Ｃの変化を示すタイミングチャートである。
　【図１４】　従来の燃料電池発電システムを示す概略線図である。
　【符号の説明】
１：電池本体　　　　　２：燃料ガス給排気系　　３：酸化剤給排気系
７：流量制御器　　　　９：改質装置　　　　　２０：逆変換装置