(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムであって、
前記発電システムは、
前記燃料電池を収納する筐体と、
前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、
前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、
制御装置と、をさらに備え、
前記破損検知器は、酸素濃度検知器で構成されており、
前記制御装置は、
前記酸素濃度検知器が前記筐体又は前記給気流路に設けられ、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が予め設定された第１の酸素濃度より小さい場合に、
又は、前記酸素濃度検知器が前記排出流路に設けられ、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が予め設定された第２の酸素濃度より小さい場合、並びに前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が前記第２の酸素濃度より大きい酸素濃度である第３の酸素濃度より大きい場合に、
前記排出流路が破損していると判断し、
前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御することを特徴とする、発電システム。
【請求項２】
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムであって、
前記発電システムは、
前記燃料電池を収納する筐体と、
前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、
前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、
制御装置と、をさらに備え、
前記破損検知器は、前記給気流路内に設けられている一酸化炭素濃度検知器で構成されており、
前記給排気機構は、前記排出流路が前記給気流路の内側に配置される二重配管で構成されており、
前記制御装置は、
前記一酸化炭素濃度検知器が検知した一酸化炭素濃度が予め設定された第１の一酸化炭素濃度以上である場合に、前記排出流路が破損していると判断し、
前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御することを特徴とする、発電システム。
【請求項３】
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムであって、
前記発電システムは、
前記燃料電池を収納する筐体と、
前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、
前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、
制御装置と、をさらに備え、
前記破損検知器は、温度検知器で構成されており、
前記制御装置は、
前記温度検知器が検知した温度が、予め設定された第１の温度よりも高い場合又は前記第１の温度よりも低い温度である第２の温度よりも低い場合に、前記排出流路が破損していると判断し、
前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御することを特徴とする、発電システム。
【請求項４】
前記燃料電池システムは、原料及び水から水素を含む燃料ガスを生成する改質器と、該改質器を加熱するように構成された燃焼器と、を有する水素生成装置をさらに備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記燃料電池システムが作動することにより、前記排出流路の破損を検知した場合、前記燃料電池システムの運転を停止させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記筐体外に配置された燃焼装置をさらに備え、
前記排出流路は、その上流端が前記燃焼装置及び前記燃料電池システムのそれぞれに連結するように、少なくとも二つに分岐していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記燃焼装置が作動することにより、前記排出流路の破損を検知した場合に、前記燃焼装置の作動を停止させることを特徴とする、請求項６に記載の発電システム。
【請求項８】
前記発電システムは、
前記筐体外に配置された燃焼装置と、
前記筐体内の空気を前記排出流路に排出することにより前記筐体内を換気する換気器と、
をさらに備え、
前記破損検知器は、二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素濃度検知器で構成されており、
前記制御装置は、
前記燃料電池システムが発電を行っておらず、かつ、前記燃焼器及び前記燃焼装置が燃焼を行っておらず、かつ、前記換気器が作動している場合に、前記二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度から予め定められた所定濃度を加算したガス濃度を基準ガス濃度として記憶し、
前記二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度が、前記基準ガス濃度の範囲外である場合には、前記排出流路が破損していると判断することを特徴とする、請求項４又は６に記載の発電システム。
【請求項９】
前記発電システムは、
前記筐体外に配置された燃焼装置と、
前記筐体内の空気を前記排出流路に排出することにより前記筐体内を換気する換気器と、
をさらに備え、
前記破損検知器は、酸素濃度検知器で構成されており、
前記制御装置は、
前記燃料電池システムが発電を行っておらず、かつ、前記燃焼器及び前記燃焼装置が燃焼を行っておらず、かつ、前記換気器が作動している場合に、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度から予め定められた所定濃度を減算した酸素濃度を基準酸素濃度として記憶し、
前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が、前記基準酸素濃度の範囲外である場合には、前記排出流路が破損していると判断することを特徴とする、請求項４又は５に記載の発電システム。
【請求項１０】
前記給気流路は、その下流端が前記筐体の給気口に接続、又は前記筐体内に開放されており、
前記破損検知器は、前記給気流路の下流端近傍に設けられている、請求項１、３〜８のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１１】
前記水素生成装置は、その上流端が前記筐体内に開放され、かつ、前記給気流路の下流端近傍に位置し、その下流端が前記燃焼器に接続されている燃焼空気供給流路と、該燃焼空気供給流路に設けられている燃焼空気供給器と、をさらに有し、
前記破損検知器は、前記燃焼空気供給流路に設けられている、請求項４〜１０のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの作動を停止させ、前記発電システムの起動を禁止するように制御することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１３】
前記給気流路は、前記排出流路と熱交換可能なように設けられていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１４】
前記給排気機構は、前記排出流路が前記給気流路の内側に配置される二重配管で構成されており、
前記排出流路の破損を検知する前記破損検知器が、前記給気流路内もしくは前記筐体内に配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の発電システム。
【請求項１５】
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムの運転方法であって、
前記発電システムは、
前記燃料電池を収納する筐体と、
前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、
前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、
制御装置と、をさらに備え、
前記破損検知器は、前記給気流路内に設けられている一酸化炭素濃度検知器で構成されており、
前記給排気機構は、前記排出流路が前記給気流路の内側に配置される二重配管で構成されており、
前記制御装置は、前記一酸化炭素濃度検知器が検知した一酸化炭素濃度が予め設定された第１の一酸化炭素濃度以上である場合に、前記排出流路が破損していると判断し、前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御することを特徴とする、発電システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と電気を供給する発電システム及びその運転方法に関し、特に、発電システムの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションシステムは、発電した電力を需要家へ供給し電力負荷を賄うとともに、発電に伴う排熱を回収して蓄熱することで需要家の給湯負荷を賄うシステムである。このようなコージェネレーションシステムとして、燃料電池と給湯器が同一の燃料で動作するコージェネレーションシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているコージェネレーションシステムでは、燃料電池と、燃料電池の動作に伴って発生する熱を回収する熱交換器と、熱交換器を循環して加熱された水を貯蔵する貯湯槽と、貯湯槽から流出する水を所定の温度まで加温する機能を有する給湯器を有し、燃料電池と給湯器が同一の燃料で動作するように構成されている。【０００３】
また、屋内に設置するときに設置作業を容易にし、給気及び排気用ダクトを簡単化することを目的とした燃料電池発電装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献３に開示されている燃料電池発電装置では、排気される空気を外部に放出する内管と外部から空気を導入する外管とが一体的に結合された２重管ダクト構造から構成された吸排気装置が設けられている。【０００４】
さらに、建物内部に配置した燃料電池で生じた排ガスの排気性能を向上することを目的として、上下方向に延びるダクトを具備する発電装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に開示されている発電装置では、建物内部を上下方向に延び、上端部が外部に位置するダクトが、二重管であり、排ガス又は空気がダクトの内側又は外側を個別に流通するように、換気管及び排気管がダクトにそれぞれ連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４８００９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５３０２０号公報
【特許文献３】特開２００８−２１０６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２及び特許文献３に開示されている発電装置では、発電装置から排出される排ガスを排出する配管（内管、ダクト）が破損したような場合、発電装置を作動させると、バーナで生成された燃焼排ガス等の発電装置から排出される排出ガスが建物の外部へ排出され難くなり、発電装置を収容している外装容器内に逆流するという課題が生じる。そして、排出ガスが逆流することにより、外装容器内に高温の排出ガスが滞留する。これにより、外装容器内が高温化し、外装容器内に収納した補機（例えば、制御装置等）の温度を正常動作可能な温度に保つことができず、補機の効率低下が生じるおそれがある。【０００７】
また、特許文献３に開示されている発電装置のように、燃料電池で生じた排ガスを排気ダクトで建物外部に排出し、屋内から給気する発電装置では、排気ダクトが破損したような場合、発電装置を作動させると、バーナで生成された燃焼排ガス等の発電装置から排出される排出ガスが建物の外部へ排出され難くなり、屋内に排出ガスが漏れ出るという課題が生じる。これにより、屋内の温度が上昇するおそれがある。【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、発電システムから排出される排出ガスが通流する排出流路が破損したような場合に、発電システムの運転を停止することにより、筐体内の高温化を抑制し、筐体内に収納された補機の効率低下を抑制することができる、発電システム及びその運転方法を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、排出流路が屋内に配置されていて、該排出流路が破損したような場合に、屋内への排ガスの流出を抑制することができる、発電システム及びその運転方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る発電システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムであって、前記発電システムは、前記燃料電池を収納する筐体と、前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、制御装置と、をさらに備え、前記破損検知器は、酸素濃度検知器で構成されており、前記制御装置は、前記酸素濃度検知器が前記筐体又は前記給気流路に設けられ、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が予め設定された第１の酸素濃度より小さい場合に、又は、前記酸素濃度検知器が前記排出流路に設けられ、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が予め設定された第２の酸素濃度より小さい場合、並びに前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が前記第２の酸素濃度より大きい酸素濃度である第３の酸素濃度より大きい場合に、前記排出流路が破損していると判断し、前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御する。
また、本発明に係る発電システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムであって、前記発電システムは、前記燃料電池を収納する筐体と、前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、制御装置と、をさらに備え、前記破損検知器は、前記給気流路内に設けられている一酸化炭素濃度検知器で構成されており、前記給排気機構は、前記排出流路が前記給気流路の内側に配置される二重配管で構成されており、前記制御装置は、前記一酸化炭素濃度検知器が検知した一酸化炭素濃度が予め設定された第１の一酸化炭素濃度以上である場合に、前記排出流路が破損していると判断し、前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御する。
また、本発明に係る発電システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムであって、前記発電システムは、前記燃料電池を収納する筐体と、前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、制御装置と、をさらに備え、前記破損検知器は、温度検知器で構成されており、前記制御装置は、前記温度検知器が検知した温度が、予め設定された第１の温度よりも高い場合又は前記第１の温度よりも低い温度である第２の温度よりも低い場合に、前記排出流路が破損していると判断し、前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御する。
【００１０】
ここで、発電システムの運転を停止するとは、作動中の発電システムを停止することだけでなく、発電システムの作動開始を禁止することも含まれる。また、発電システムの作動を禁止するとは、発電システムを構成する全ての機器が、その作動を禁止される必要がなく、発電システムを構成する各機器のうち、本発明の作用効果を奏する範囲内で、その作動が禁止されることをいう。【００１１】
これにより、排出流路が破損したような場合に、筐体内が高温化することが抑制され、筐体内に収納された補機の効率低下を抑制することができる。また、排出流路が屋内に配置されていて、排出流路が破損したような場合に、屋内へ発電システムからの排出ガスが漏れるのを抑制することができる。【００１３】
また、本発明に係る発電システムでは、前記燃料電池システムが、原料及び水から水素を含む燃料ガスを生成する改質器と、該改質器を加熱するように構成された燃焼器と、を有する水素生成装置をさらに備えていてもよい。【００１４】
また、本発明に係る発電システムでは、前記制御装置は、前記燃料電池システムが作動することにより、前記排出流路の破損を検知した場合、前記燃料電池システムの運転を停止させてもよい。【００１５】
また、本発明に係る発電システムでは、前記筐体外に配置された燃焼装置をさらに備え、
前記排出流路は、その上流端が前記燃焼装置及び前記燃料電池システムのそれぞれに連結するように、少なくとも二つに分岐していてもよい。【００１６】
また、本発明に係る発電システムでは、前記制御装置は、前記燃焼装置が作動することにより、前記排出流路の破損を検知した場合に、前記燃焼装置の作動を停止させてもよい。【００２０】
また、本発明に係る発電システムでは、前記発電システムは、前記筐体外に配置された燃焼装置と、前記筐体内の空気を前記排出流路に排出することにより前記筐体内を換気する換気器と、をさらに備え、前記破損検知器は、二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素濃度検知器で構成されており、前記制御装置は、前記燃料電池システムが発電を行っておらず、かつ、前記燃焼器及び前記燃焼装置が燃焼を行っておらず、かつ、前記換気器が作動している場合に、前記二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度から予め定められた所定濃度を加算したガス濃度を基準ガス濃度として記憶し、前記二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度が、前記基準ガス濃度の範囲外である場合には、前記排出流路が破損していると判断してもよい。
【００２１】
また、本発明に係る発電システムでは、前記発電システムは、前記筐体外に配置された燃焼装置と、前記筐体内の空気を前記排出流路に排出することにより前記筐体内を換気する換気器と、さらに備え、前記破損検知器は、酸素濃度検知器で構成されており、前記制御装置は、前記燃料電池システムが発電を行っておらず、かつ、前記燃焼器及び前記燃焼装置が燃焼を行っておらず、かつ、前記換気器が作動している場合に、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度から予め定められた所定濃度を減算した酸素濃度を基準酸素濃度として記憶し、前記酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が、前記基準酸素濃度の範囲外である場合には、前記排出流路が破損していると判断してもよい。【００２２】
また、本発明に係る発電システムでは、前記給気流路は、その下流端が前記筐体の給気口に接続、又は前記筐体内に開放されており、
前記破損検知器は、前記給気流路の下流端近傍に設けられていてもよい。【００２３】
また、本発明に係る発電システムでは、前記水素生成装置は、その上流端が前記筐体内に開放され、かつ、前記給気流路の下流端近傍に位置し、その下流端が前記燃焼器に接続されている燃焼空気供給流路と、該燃焼空気供給流路に設けられている燃焼空気供給器と、をさらに有し、前記破損検知器は、前記燃焼空気供給流路に設けられていてもよい。【００２６】
また、本発明に係る発電システムでは、前記制御装置は、前記発電システムの作動を停止させ、前記発電システムの起動を禁止するように制御してもよい。【００２７】
さらに、本発明に係る発電システムでは、前記給気流路は、前記排出流路と熱交換可能なように設けられていてもよい。
【００２８】
また、本発明に係る発電システムの運転方法は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池を有する燃料電池システムを備える発電システムの運転方法であって、前記発電システムは、前記燃料電池を収納する筐体と、前記発電システムからの排出ガスを前記筐体の外部へ排出するように構成された排出流路と、前記発電システムに空気を供給するように構成された給気流路と、を有する給排気機構と、前記給排気機構内及び前記筐体内のうちの少なくとも一方に設けられ、前記排出流路の破損を検知するように構成された破損検知器と、制御装置と、をさらに備え、前記破損検知器は、前記給気流路内に設けられている一酸化炭素濃度検知器で構成されており、前記給排気機構は、前記排出流路が前記給気流路の内側に配置される二重配管で構成されており、前記制御装置は、前記一酸化炭素濃度検知器が検知した一酸化炭素濃度が予め設定された第１の一酸化炭素濃度以上である場合に、前記排出流路が破損していると判断し、前記破損検知器から得られる情報に基づいて前記排出流路の破損を検知すると、前記発電システムの運転を停止するように制御する。
【００２９】
これにより、排出流路が破損したような場合に、筐体内が高温化することが抑制され、筐体内に収納された補機の効率低下を抑制することができる。また、排出流路が屋内に配置されていて、排出流路が破損したような場合に、屋内へ発電システムからの排出ガスが漏れるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の発電システム及びその運転方法によれば、排出流路が破損したような場合に、筐体内が高温化することが抑制され、筐体内に収納された補機の効率低下を抑制することが可能となる。また、排出流路が屋内に配置されていて、排出流路が破損したような場合に、屋内へ発電システムからの排出ガスが漏れるのを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施の形態１に係る発電システムの破損検知動作を模式的に示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施の形態１における変形例１の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、本実施の形態２における変形例１の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施の形態２における変形例１の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施の形態２における変形例２の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本実施の形態２における変形例２の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図９】図９は、本実施の形態２における変形例３の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態２における変形例３の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施の形態２における変形例４の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態２における変形例５の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１３】図１３は、本実施の形態２における変形例５の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本実施の形態２における変形例６の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態２における変形例６の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３に係る発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１７】図１７は、本実施の形態３に係る発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本実施の形態３における変形例１の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１９】図１９は、本実施の形態３における変形例１の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、本実施の形態３における変形例２の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図２１】図２１は、本実施の形態３における変形例２の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発電システムは、燃料電池と、該燃料電池を収納する筐体と、制御装置と、排出流路と給気流路を有する給排気機構と、破損検知器と、を備え、制御装置が、破損検知器が排出流路の破損を検知すると、発電システムの運転を停止するように制御する態様を例示するものである。
【００３４】
ここで、発電システムの運転を停止するとは、作動中の発電システムを停止することだけでなく、発電システムの作動開始を禁止することも含まれる。また、発電システムの作動を禁止するとは、発電システムを構成する全ての機器が、その作動を禁止される必要がなく、発電システムを構成する各機器のうち、本発明の作用効果を奏する範囲内で、その作動が禁止されることをいう。燃料ガスを生成する水素生成装置、空気を供給するファン類、又は水素生成装置を加熱するバーナ等の燃焼器は、その作動が禁止される機器として、例示することができる。一方、ガスを生成又は排出しない機器（例えば、燃料電池を冷却する冷却水を通流させるポンプ等）は、その作動は禁止されず、作動していてもよい機器として例示することができる。
【００３５】
［発電システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る発電システムの概略構成を示す模式図である。
【００３６】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る発電システム１００は、建物２００の内部に配置されている。発電システム１００は、燃料ガス供給器１４及び燃料電池１１を有する燃料電池システム１０１と、排出流路７０と給気流路７８を有する給排気機構１０４と、圧力検知器２１と、制御装置１０２と、を備えている。そして、制御装置１０２は、破損検知器が排出流路７０の破損を検知すると、発電システム１００の作動を禁止するように制御する。
【００３７】
なお、本実施の形態１においては、発電システム１００は、建物２００の内部に配置されている構成を例示したが、これに限定されず、建物２００の外部に配置されている構成を採用してもよい。
【００３８】
燃料電池システム１０１は、筐体１２を有している。筐体１２内には、燃料電池１１、換気ファン１３、燃料ガス供給器１４、及び酸化剤ガス供給器１５が配置されている。また、制御装置１０２も筐体１２内に配置されている。なお、本実施の形態１においては、制御装置１０２は、燃料電池システム１０１の筐体１２内に配置する構成を採用したが、これに限定されず、制御装置１０２は、筐体１２外に配置する構成を採用してもよい。
【００３９】
筐体１２を構成する壁の適所には、壁の厚み方向に貫通する孔１６が設けられていて、該孔１６には、排出流路７０を構成する配管と給気流路７８を構成する配管（すなわち、二重配管）が接続されている。なお、排出流路７０を構成する配管が、給気流路７８を構成する配管の内側に配置されている。これにより、排出流路７０に燃料電池システム１０１から排出ガスが排出されると、給気流路７８内のガスは、排出ガスからの伝熱により、加熱される。
【００４０】
なお、本実施の形態１においては、排出流路７０と給気流路７８が二重配管である形態を採用したが、これに限定されない。給気流路７８が排出流路７０と熱交換可能なように設けられていれば、その態様は限定されない。ここで、「給気流路７８が排出流路７０と熱交換可能なように設けられている」とは、必ずしも給気流路７８と排出流路７０が接触して設けられている必要がなく、給気流路７８内のガスと排出流路７０内のガスとが熱交換可能な程度に離間して設けられている態様をも含む。このため、給気流路７８と排出流路７０が空間を挟んで設けられていてもよい。また、一方の流路の内側に他方の流路が設けられていてもよい。例えば、１つの配管の内部に、配管の延伸方向に沿って、該配管を分割する壁を設けて、分割された一方の空間を給気流路７８とし、他方の空間を排出流路７０としてもよい。
【００４１】
排出流路７０は、その上流端が筐体１２に接続されていて、発電システム１００から排出される排出ガスが通流するように構成されている。排出流路７０は、建物２００の外側にまで延びるように形成されていて、その下流端（開口）は、大気に開放されている。また、給気流路７８は、その下流端は、筐体１２に接続されていて、その上流端（開口）は、大気に開放されている。発電システム１００に外部（ここでは、建物２００外）から空気を供給することができる。
【００４２】
また、排出流路７０の適所には、排出流路７０内のガスの流量を検知するように構成された圧力検知器２１が設けられている。圧力検知器２１は、排出流路７０内のガスの圧力を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。なお、圧力検知器２１は、排出流路７０内であれば、いずれの箇所に設けてもよいが、排出流路７０の破損をより検知しやすくする観点から、排出流路７０の上流側部分に設けることが好ましい。
【００４３】
燃料ガス供給器１４は、燃料電池１１に燃料ガス（水素ガス）をその流量を調整しながら供給することができれば、どのような構成であってもよく、例えば、水素生成装置、水素ボンベ、又は水素吸蔵合金等の水素ガスを供給するように構成された機器で構成されていてもよい。燃料ガス供給器１４には、燃料ガス供給流路７１を介して、燃料電池１１（正確には、燃料電池１１の燃料ガス流路１１Ａの入口）が接続されている。
【００４４】
酸化剤ガス供給器１５は、燃料電池１１に酸化剤ガス（空気）をその流量を調整しながら供給することができれば、どのような構成であってもよく、例えば、ファンやブロワ等のファン類で構成されていてもよい。酸化剤ガス供給器１５には、酸化剤ガス供給流路７２を介して、燃料電池１１（正確には、燃料電池１１の酸化剤ガス流路１１Ｂの入口）が接続されている。
【００４５】
燃料電池１１は、アノードとカソードを有している（いずれも図示せず）。燃料電池１１では、燃料ガス流路１１Ａに供給された燃料ガスが、燃料ガス流路１１Ａを通流する間に、アノードに供給される。また、酸化剤ガス流路１１Ｂに供給された酸化剤ガスが、酸化剤ガス流路１１Ｂを通流する間に、カソードに供給される。そして、アノードに供給された燃料ガスとカソードに供給された酸化剤ガスとが、反応して電気と熱が発生する。
【００４６】
なお、発生した電気は、図示されない電力調整器により、外部電力負荷（例えば、家庭の電気機器）に供給される。また、発生した熱は、図示されない熱媒体流路を通流する熱媒体が回収する。熱媒体が回収した熱は、例えば、水を加熱するのに使用することができる。
【００４７】
また、本実施の形態１においては、燃料電池１１は、高分子電解質形燃料電池や固体酸化物形燃料電池等の各種の燃料電池を用いることができる。また、本実施の形態１においては、燃料電池１１と燃料ガス供給器１４を別々に構成する態様を採用したが、これに限定されず、固体酸化物形燃料電池のように燃料ガス供給器１４と燃料電池１１とが一体で構成されていてもよい。この場合、燃料電池１１と燃料ガス供給器１４とが共通の断熱材で覆われた一つのユニットとして構成され、後述する燃焼器１４ｂは、後述する改質器１４ａだけでなく燃料電池１１も加熱することができる。
【００４８】
また、直接内部改質型固体酸化物形燃料電池においては、燃料電池１１のアノードが改質器１４ａの機能を有することから、燃料電池１１のアノードと改質器１４ａとが一体で構成されていてもよい。さらに、燃料電池１１の構成は、一般的な燃料電池と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
燃料ガス流路１１Ａの出口には、オフ燃料ガス流路７３の上流端が接続されている。オフ燃料ガス流路７３の下流端は、排出流路７０に接続されている。また、酸化剤ガス流路１１Ｂの出口には、オフ酸化剤ガス流路７４の上流端が接続されている。オフ酸化剤ガス流路７４の下流端は、排出流路７０に接続されている。
【００５０】
これにより、燃料電池１１で使用されなかった燃料ガス（以下、オフ燃料ガス）は、燃料ガス流路１１Ａの出口からオフ燃料ガス流路７３を介して、排出流路７０に排出される。また、燃料電池１１で使用されなかった酸化剤ガス（以下、オフ酸化剤ガス）は、酸化剤ガス流路１１Ｂの出口からオフ酸化剤ガス流路７４を介して、排出流路７０に排出される。排出流路７０に排出されたオフ燃料ガスは、オフ酸化剤ガスにより希釈されて、建物２００外に排出される。
【００５１】
換気ファン１３は、換気流路７５を介して排出流路７０と接続されている。換気ファン１３としては、筐体１２内を換気することができれば、どのような構成であってもよい。これにより、給気口１６から発電システム１００外の空気が筐体１２内に給気され、換気ファン１３を作動させることにより、筐体１２内のガス（主として、空気）が換気流路７５及び排出流路７０を介して、建物２００外に排出され、筐体１２内が換気される。
【００５２】
なお、本実施の形態１においては、換気器としてファンを用いたが、これに限定されず、ブロワを用いてもよい。換気ファン１３は、筐体１２内に配置するように構成したが、これに限定されない。換気ファン１３は、排出流路７０内に配置するように構成してもよい。
【００５３】
このように、本実施の形態１においては、オフ燃料ガス、オフ酸化剤ガス、及び換気ファン１３が作動することによる筐体１２内のガスが、発電システム１００から排出される排出ガスとして、例示される。なお、発電システム１００から排出される排出ガスは、これらのガスに限定されず、例えば、燃料ガス供給器１４が水素生成装置で構成されている場合、該水素生成装置から排出されるガス（燃焼排ガス、水素含有ガス等）であってもよい。
【００５４】
制御装置１０２は、発電システム１００を構成する各機器を制御する機器であれば、どのような形態であってもよい。制御装置１０２は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等に例示される演算処理部と、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成される記憶部を備えている。そして、制御装置１０２は、演算処理部が、記憶部に格納された所定の制御プログラムを読み出し、これを実行することにより、これらの情報を処理し、かつ、これらの制御を含む発電システム１００に関する各種の制御を行う。
【００５５】
また、制御装置１０２は、破損判断器（図示せず）を有している。該破損判断器は、圧力検知器２１が検知した排出流路７０内を通流するガスの圧力Ｐが、第１の圧力Ｐ１以下である場合、排出流路７０が破損していると判断する。このため、本実施の形態１においては、圧力検知器２１が破損検知器を構成する。
【００５６】
なお、制御装置１０２は、単独の制御装置で構成される形態だけでなく、複数の制御装置が協働して発電システム１００の制御を実行する制御装置群で構成される形態であっても構わない。また、制御装置１０２は、マイクロコントロールで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されていてもよい。また、制御装置１０２の破損判断器は、記憶部に格納された所定のプログラムを実行することにより、実現される。
【００５７】
［発電システムの動作］
次に、本実施の形態１に係る発電システム１００の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、発電システム１００の燃料電池システム１０１における発電動作は、一般的な燃料電池システムの発電動作と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
ところで、図１において、排出流路７０における圧力検知器２１が配置している部分よりも上流側の部分で、排出流路７０が破損したとすると、排出流路７０が破損する前における圧力検知器２１で検知される圧力よりも排出流路７０が破損した後における圧力検知器２１で検知される圧力は小さくなることが想定される。このため、制御装置１０２は、圧力検知器２１が検知した圧力が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の圧力範囲の最も低い値である第２の圧力よりも小さい場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【００５９】
また、排出流路７０における圧力検知器２１が配置されている部分よりも下流側の部分で、排出流路７０が完全に分断され、大きく破損したとすると、発電システム１００からの排出ガスの流量が増加して、圧力検知器２１の検知する圧力が、通常の運転時の圧力よりも大きくなることが想定される。このため、制御装置１０２は、圧力検知器２１が検知した圧力が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の圧力範囲の最も高い値である第１の圧力よりも大きい場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【００６０】
すなわち、制御装置１０２は、圧力検知器２１が検知した圧力が、予め設定された所定の圧力範囲外である場合には、排出流路７０が破損していると判断することができる。以下、図２を参照しながら、圧力検知器２１が検知した圧力に基づく、制御装置１０２による発電システム１００の破損検知動作を説明する。
【００６１】
図２は、本実施の形態１に係る発電システムの破損検知動作を模式的に示すフローチャートである。
【００６２】
図２に示すように、制御装置１０２（正確には、制御装置１０２の破損判断器）は、発電システム１００が作動中に、圧力検知器２１が検知した排出流路７０内のガスの圧力Ｐを取得する（ステップＳ１０１）。ここで、発電システム１００の作動中とは、発電システム１００から排出ガスが排出流路７０に排出されている期間をいう。本実施の形態１においては、燃料ガス供給器１４、酸化剤ガス供給器１５、及び換気ファン１３の少なくとも１の機器が作動中をいう。
【００６３】
ついで、制御装置１０２は、ステップＳ１０１で取得した圧力Ｐが、第１の圧力値Ｐ１（第１の圧力）より大きいか否か、又は第１の圧力値Ｐ１よりも小さい圧力である第２の圧力値Ｐ２（第２の圧力）より小さいか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００６４】
ここで、第１の圧力値Ｐ１は、例えば、予め実験等により、発電システム１００から排出された排出ガスが、排出流路７０を通流するときの圧力範囲を求めておき、当該圧力範囲のうち、最も高い圧力としてもよい。また、圧力検知器２１が検知する圧力範囲は、排出流路７０の形状（内径や長さ）によって変化するため、発電システム１００を設置した際に、破損が無い状態の給排気機構１０４における排出流路７０内の圧力範囲を計測し、該計測した圧力範囲のうち、最も高い圧力を第１の圧力値Ｐ１として設定することが好ましい。
【００６５】
同様に、第２の圧力値Ｐ２は、例えば、予め実験等により、発電システム１００から排出された排出ガスが、排出流路７０を通流するときの圧力範囲を求めておき、当該圧力範囲のうち、最も低い圧力としてもよい。また、圧力検知器２１が検知する圧力範囲は、排出流路７０の形状（内径や長さ）によって変化するため、発電システム１００を設置した際に、破損が無い状態の給排気機構１０４における排出流路７０内の圧力範囲を計測し、該計測した圧力範囲のうち、最も低い圧力を第２の圧力値Ｐ２として設定することが好ましい。
【００６６】
制御装置１０２は、ステップＳ１０１で取得した圧力Ｐが第２の圧力値Ｐ２以上であり、かつ、第１の圧力値Ｐ１以下である場合（ステップＳ１０２でＮｏ）には、ステップＳ１０１に戻り、圧力Ｐが第２の圧力値Ｐ２より小さく、又は圧力Ｐが第１の圧力値Ｐ１より大きくなるまで、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２を繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ１０１で取得した圧力Ｐが第２の圧力値Ｐ２より小さい、又は圧力Ｐが第１の圧力値Ｐ１より大きい場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）には、排出流路７０が破損していると判断し、ステップＳ１０３に進む。
【００６７】
ステップＳ１０３では、制御装置１０２は、発電システム１００の作動を停止する。これにより、発電システム１００から排出流路７０への排出ガスの排出が停止し、排出流路７０から筐体１２内への排出ガスの逆流が抑制される。
【００６８】
次に、制御装置１０２は、発電システム１００の起動を禁止する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御装置１０２は、例えば、発電システム１００の使用者から図示されないリモコンを操作して、起動要求信号が制御装置１０２に送信された場合であっても、また、発電システム１００の起動時間になっても、発電システム１００の起動処理を許可しないようにすることで、発電システム１００の起動を禁止する。
【００６９】
このように、本実施の形態１に係る発電システム１００では、破損検知器（本実施の形態１では、圧力検知器２１）が、排出流路７０の破損を検知すると、制御装置１０２が、発電システム１００の運転を停止し、発電システム１００の起動を禁止することにより、筐体１２内に排出ガスが逆流することが抑制される。このため、筐体１２内に高温の排出ガスが滞留することが抑制され、筐体１２内の温度上昇が抑制される。したがって、筐体１２内に収納された補機（制御装置１０２等）の効率低下を抑制することができ、発電システム１００の耐久性を向上させることができる。
【００７０】
また、本実施の形態１に係る発電システム１００は、排出流路７０が建物２００内に配置されているので、排出流路７０及び給気流路７８が破損したような場合、発電システム１００からの排出ガスが、建物２００内に流出するおそれがある。しかしながら、上述したように、本実施の形態１に係る発電システム１００では、発電システム１００の運転を停止し、発電システム１００の起動を禁止することにより、建物２００内に排出ガスが流出することが抑制され、建物２００内の温度上昇を抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態１においては、制御装置１０２は、圧力検知器２１で検知した圧力Ｐが、第１の圧力値Ｐ１以下であるか否かを判断することで、排出流路７０が破損しているか否かを判断したが、これに限定されない。例えば、制御装置１０２は、所定時間の前後における圧力検知器２１が検知した圧力Ｐの差分が、予め実験等により求めておいた所定の閾値圧力以下である場合、排出流路７０が破損していると判断してもよい。
【００７２】
また、本実施の形態１においては、排出流路７０と、オフ燃料ガス流路７３、オフ酸化剤ガス流路７４、及び排出ガス流路７７と、をそれぞれ、異なる流路として説明したが、これに限定されず、これらの流路を纏めて、排出流路７０と解してもよい。
【００７３】
また、本実施の形態１においては、圧力検知器２１は、排出流路７０内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を排出流路７０内に配置し、他の部分を排出流路７０外に配置する構成としてもよい。また、圧力検知器２１は、排出流路７０と連通するオフ燃料ガス流路７３、オフ酸化剤ガス流路７４、及び換気流路７５のいずれかの流路の適所に設けてもよい。
【００７４】
さらに、圧力検知器２１は、給気流路７８に配置してもよい。この場合、排出流路７０が破損することにより、排出流路７０の外側に配設された給気流路７８の圧力は、排出流路７０が破損する前より高くなる。このため、制御装置１０２（正確には、制御装置１０２の破損判断器）は、圧力検知器２１が検知する圧力が、このため、制御装置１０２は、圧力検知器２１が検知した圧力が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、給気流路７８内の圧力範囲の最も高い値である第３の圧力値Ｐ３（第１の圧力）よりも大きい場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【００７５】
また、排出流路７０が、その途中で完全に分断され、大きく破損したような場合には、排出流路７０の圧力損失が小さくなるために、換気ファン１３や酸化剤ガス供給器１５等といった供給系のデバイスから排出流路７０への排出ガスの流量が増加する。これにより、給気流路７８から筐体１２内への給気ガス（ここでは、空気）の流量も増加するため、給気流路７８の圧力が、排出流路７０の破損前よりも低下することが想定される。
【００７６】
このため、制御装置１０２は、圧力検知器２１が検知した圧力が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、給気流路７８内の圧力範囲の最も低い値である第４の圧力値Ｐ４（第２の圧力）よりも小さい場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【００７７】
すなわち、制御装置１０２は、排出流路７０及び給気流路７８に破損が無い状態で、発電システム１００が作動中に、排出流路７０又は給気流路７８内の圧力範囲を測定しておき、当該圧力範囲以外の圧力値を圧力検知器２１が検知した場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【００７８】
［変形例１］
次に、本実施の形態１に係る発電システム１００の変形例について説明する。
【００７９】
本実施の形態１における変形例１の発電システムは、発電システムから排出される排ガスは、建物の外まで延出した配管で屋外に排出されるが、発電システムに供給される空気は、建物の内部から供給されるように構成されている態様を例示するものである。
【００８０】
［発電システムの構成］
図３は、本実施の形態１における変形例１の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【００８１】
図３に示すように、本変形例１の発電システム１００は、実施の形態１に係る発電システム１００と基本的な構成は同じであるが、給気流路７８の構成が異なる。具体的には、筐体１２を構成する壁の適所に、壁の厚み方向に貫通する孔１６が設けられていて、該孔１６に、排出流路７０を構成する配管が、隙間を有するようにして、挿通されている。そして、孔１６と排出流路７０との隙間が、給気口１６を構成し、該給気口１６が、給気流路７８を構成する。
【００８２】
なお、本変形例１においては、排出流路７０を構成する配管が挿通する孔と、給気口１６を構成する孔と、を１つの孔１６で構成したが、これに限定されない。排出流路７０を構成する配管が挿通する孔と、給気口１６を構成する孔と、を別々に筐体１２に設けてもよい。また、給気流路７８は、筐体１２に１つの孔によって構成されてもよく、また、複数の孔によって構成されていてもよい。
【００８３】
このように構成された本変形例１に係る発電システム１００であっても、実施の形態１に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【００８４】
ここで、本変形例１に係る発電システム１００では、排出流路７０が破損した場合に、発電システム１００からの排出ガスが建物２００の内部に漏れると、建物２００内部の温度が上昇するおそれがある。
【００８５】
しかしながら、本変形例１においては、破損検知器が、排出流路７０の破損を検知すると、制御装置１０２が、発電システム１００の作動を停止するため、建物２００の内部に発電システム１００からの排出ガスが漏れることが抑制され、建物２００内部の温度上昇を抑制することができる。
【００８６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発電システムは、原料と水から燃料ガスを生成する改質器と、該改質器を加熱するように構成された燃焼器と、を有する水素生成装置をさらに備えている態様を例示するものである。
【００８７】
［発電システムの構成］
図４は、本発明の実施の形態２に係る発電システムの概略構成を示す模式図である。
【００８８】
図４に示すように、本発明の実施の形態２に係る発電システム１００は、実施の形態１に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、燃料ガス供給器１４が水素生成装置１４で構成されている点と、オフ燃料ガス流路７３が水素生成装置１４の燃焼器１４ｂに接続されている点と、が異なる。具体的には、水素生成装置１４は、改質器１４ａと燃焼器１４ｂと燃焼ファン１４ｃを有している。
【００８９】
燃焼器１４ｂには、オフ燃料ガス流路７３の下流端が接続されていて、燃料電池１１からオフ燃料ガスが、オフ燃料ガス流路７３を通流して、燃焼用燃料として供給される。また、燃焼器１４ｂには、空気供給流路７９を介して、燃焼ファン１４ｃが接続されている。燃焼ファン１４ｃは、燃焼器１４ｂに燃焼用空気を供給することができれば、どのような構成であってもよく、例えば、ファンやブロワ等のファン類で構成されていてもよい。
【００９０】
燃焼器１４ｂでは、供給されたオフ燃料ガスと燃焼用空気が燃焼して、燃焼排ガスが生成され、熱が発生する。燃焼器１４ｂで生成された燃焼排ガスは、改質器１４ａ等を加熱した後、燃焼排ガス流路８０に排出される。燃焼排ガス流路８０に排出された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路８０を通流して、排出流路７０に排出される。排出流路７０に排出された燃焼排ガスは、排出流路７０を通流して、発電システム１００（建物２００）外に排出される。
【００９１】
改質器１４ａには、原料供給器及び水蒸気供給器が接続されていて（それぞれ、図示せず）、原料及び水蒸気が、それぞれ、改質器１４ａに供給される。原料としては、メタンを主成分とする天然ガスやＬＰガス等を用いることができる。
【００９２】
また、改質器１４ａは、改質触媒を有している。改質触媒としては、例えば、原料と水蒸気とから水素含有ガスを発生させる水蒸気改質反応を触媒することができれば、どの様な物質を使用してもよく、例えば、アルミナ等の触媒担体にルテニウム（Ｒｕ）を担持させたルテニウム系触媒や同様の触媒担体にニッケル（Ｎｉ）を担持させたニッケル系触媒等を使用することができる。
【００９３】
そして、改質器１４ａでは、供給された原料と水蒸気との改質反応により、水素含有ガスが生成される。生成された水素含有ガスは、燃料ガスとして、燃料ガス供給流路７１を通流して、燃料電池１１の燃料ガス流路１１Ａに供給される。
【００９４】
なお、本実施の形態２においては、改質器１４ａで生成された水素含有ガスが、燃料ガスとして、燃料電池１１に送出される構成としたが、これに限定されず、水素生成装置１４内に改質器１４ａより送出された水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するための変成触媒（例えば、銅−亜鉛系触媒）を有する変成器や、酸化触媒（例えば、ルテニウム系触媒）や、メタン化触媒（例えば、ルテニウム系触媒）を有する一酸化炭素除去器を通過した後の水素含有ガスが燃料電池１１に送出される構成であってもよい。
【００９５】
また、燃焼器１４ｂを燃料電池１１からオフ燃料ガスが燃焼用燃料として供給されるように構成したが、これに限定されず、燃焼器１４ｂに燃焼用燃料供給器から燃焼用燃料が別途供給されるように構成してもよい。
【００９６】
このように構成された本実施の形態２に係る発電システム１００であっても、実施の形態１に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
ところで、本実施の形態２に係る発電システム１００では、逆流した発電システム１００からの排出ガスが、燃焼器１４ｂに供給されると、燃焼器１４ｂでは、不完全燃焼が生じて、ＣＯが生成されるおそれがある。さらに、生成されたＣＯが燃料電池１１内に流入すると、燃料電池１１の触媒が劣化し、燃料電池１１の発電効率が低下するおそれがある。
【００９８】
しかしながら、本実施の形態２においては、破損検知器が、排出流路７０の破損を検知すると、制御装置１０２が、発電システム１００の作動を停止するため、ＣＯの生成量が低減される。したがって、本実施の形態２に係る発電システム１００においては、燃料電池１１の発電効率低下を抑制することができる。
【００９９】
［変形例１］
次に、本実施の形態２に係る発電システム１００の変形例について説明する。
【０１００】
本実施の形態２における変形例１の発電システムは、破損検知器が、ガス組成検知器であり、制御装置は、破損検知器がガス組成の異常を検知した場合に、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０１０１】
ここで、「ガス組成の異常」とは、ガス組成検知器で検知されるガスが、発電システムの通常運転で検出されるべきガス組成領域から外れた場合をいう。また、通常運転で検出されるべきガス組成領域は、発電システムの設置場所における、燃料電池へ供給される燃料ガスの組成、求められる安全基準（排出ガス組成の基準）等を考慮して実験やシミュレーション等により予め設定することができる。なお、ガス組成検知器としては、例えば、酸素濃度検知器、一酸化炭素検知器、二酸化炭素濃度検知器、又は可燃ガス検知器が挙げられる。
【０１０２】
［発電システムの構成］
図５は、本実施の形態２における変形例１の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０１０３】
図５に示すように、本変形例１の発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、酸素濃度検知器２２が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、酸素濃度検知器２２は、給気流路７８内の酸素濃度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。
【０１０４】
また、本変形例１においては、酸素濃度検知器２２は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。さらに、本実施例１においては、酸素濃度検知器２２は、給気流路７８内であれば、いずれの箇所に設けてもよいが、排出流路７０の破損をより検知しやすくする観点から、給気流路７８の下流側部分に設けることが好ましい。
【０１０５】
［発電システムの動作］
図６は、本実施の形態２における変形例１の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１０６】
図６に示すように、本変形例１の発電システム１００の破損検出動作では、実施の形態１に係る発電システム１００の破損検出動作と基本的動作は同じであるが、実施の形態１のステップＳ１０１とステップＳ１０２に代えて、ステップＳ１０１Ａ及びステップＳ１０２Ａが行われる点が異なる。
【０１０７】
具体的には、制御装置１０２は、酸素濃度検知器２２が検知した給気流路７８内の酸素濃度Ｃを取得する（ステップＳ１０１Ａ）。ついで、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ａで取得した酸素濃度Ｃが、第１の酸素濃度Ｃ１より小さいか否かを判断する（ステップＳ１０２Ａ）。ここで、第１の酸素濃度Ｃ１は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損していないときの給気流路７８の酸素濃度を求めておき、当該濃度範囲としてもよい。
【０１０８】
また、第１の酸素濃度Ｃ１は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に酸素濃度検知器２２が検知した給気流路７８内の酸素濃度から所定の濃度を引いた値としてもよい。これにより、長期の使用等により、酸素濃度検知器２２の検知する酸素濃度と実際の酸素濃度との間にずれが生じても、誤検知することを抑制することが可能である。なお、所定の濃度は、使用する酸素濃度検知器の酸素濃度検知精度によって異なるため、使用する酸素濃度検知器によって、その値を設定するのが好ましく、誤検知が生じない範囲で設定するのが好ましい。例えば、酸素濃度検知器が、±０．５％の精度である場合には、第１の酸素濃度Ｃ１を、大気中の酸素濃度から−１％として設定してもよい。
【０１０９】
制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ａで取得した酸素濃度Ｃが第１の酸素濃度Ｃ１以上である場合（ステップＳ１０２ＡでＮｏ）には、ステップＳ１０１Ａに戻り、第１の酸素濃度Ｃ１より小さくなるまで、ステップＳ１０１Ａ及びステップＳ１０２Ａを繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ａで取得した酸素濃度Ｃが第１の酸素濃度Ｃ１より小さい場合（換言すると、ステップＳ１０１Ａで取得した酸素濃度Ｃが第１の酸素濃度Ｃ１の範囲外である場合）（ステップＳ１０２ＡでＹｅｓ）には、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、制御装置１０２は発電システム１００の作動を停止させる。
【０１１０】
このように構成された本変形例１の発電システム１００であっても、実施の形態２に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１１１】
なお、本変形例１の発電システム１００では、制御装置１０２は、酸素濃度検知器２２が検知した給気流路７８内の酸素濃度が第１の酸素濃度Ｃ１より小さいか否かで、排出流路７０が破損しているか否かを判断したがこれに限定されない。例えば、所定時間の前後における酸素濃度検知器２２が検知した酸素濃度Ｃの差分ΔＣが、予め実験等により求めておいた所定の閾値濃度ΔＣ１より小さい場合、排出流路７０が破損していると判断するように構成してもよい。
【０１１２】
また、本変形例１では、酸素濃度検知器２２を給気流路７８に設ける形態を採用したが、これに限定されず、筐体１２内に設ける形態を採用してもよい。この場合、制御装置１０２は、上記と同様にして、排出流路７０の破損を検知することができる。
【０１１３】
さらに、本変形例１では、酸素濃度検知器２２を給気流路７８に設ける形態を採用したが、これに限定されず、排出流路７０に設ける形態を採用してもよい。この場合、排出流路７０が破損することにより、発電システム１００からの排出ガスが、給気流路７８を介して、発電システム１００（筐体１２）内に給気される。このため、燃料電池１１及び燃焼ファン１４ｃに供給される空気や換気ファン１３が送出する空気の酸素濃度が低下し、発電システム１００から排出流路７０へ排出される排出ガスの酸素濃度が低下することになる。
【０１１４】
このため、制御装置１０２は、酸素濃度検知器２２が検出する酸素濃度が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の酸素濃度範囲の最も低い値である第２の酸素濃度Ｃ２より小さい場合に、排出流路７０が破損していると判断してもよい。また、第２の酸素濃度Ｃ２は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に、酸素濃度検知器２２が検知した排出流路７０内の酸素濃度範囲の最も低い値から所定の濃度を引いた値としてもよい。
【０１１５】
また、酸素濃度検知器２２を排出流路７０に設ける形態を採用した場合に、酸素濃度検知器２２よりも上流側の部分で、排出流路７０（給気流路７８も同時に）が大きく破損した場合、例えば、極端な例では、完全に分断した場合には、酸素濃度検知器２２は、大気中の酸素濃度を検出することになる。
【０１１６】
このため、制御装置１０２は、酸素濃度検知器２２が検知する酸素濃度が、第２の酸素濃度Ｃ２より大きい酸素濃度である第３の酸素濃度Ｃ３より大きい場合に、排出流路７０が破損していると判断してもよい。ここで、第３の酸素濃度Ｃ３は、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の酸素の濃度範囲の最も高い値としてもよい。また、第３の酸素濃度Ｃ３は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に、酸素濃度検知器２２が検知した排出流路７０内の酸素濃度範囲の最も高い値から所定の濃度を引いた値としてもよい。
【０１１７】
すなわち、酸素濃度検知器２２を排出流路７０内に配置した場合であっても、制御装置１０２は、排出流路７０及び給気流路７８に破損が無い状態で、発電システム１００が作動中に、排出流路７０内の酸素の濃度範囲を測定しておき、当該酸素の濃度範囲外の酸素濃度を酸素濃度検知器２２が検知した場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１１８】
［変形例２］
本変形例２の発電システムは、破損検知器が、一酸化炭素濃度検知器で構成されており、制御装置が、一酸化炭素濃度検知器が検知した一酸化炭素濃度が予め設定された第１の一酸化炭素濃度以上である場合に、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０１１９】
［発電システムの構成］
図７は、本実施の形態２における変形例２の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０１２０】
図７に示すように、本変形例２の発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、一酸化炭素濃度検知器２５が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、一酸化炭素濃度検知器２５は、給気流路７８内の一酸化炭素濃度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。
【０１２１】
また、本変形例２においては、一酸化炭素濃度検知器２５は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。さらに、一酸化炭素濃度検知器２５は、排出流路７０内に配置してもよく、筐体１２内に配置してもよい。
【０１２２】
［発電システムの動作］
図８は、本実施の形態２における変形例２の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１２３】
図８に示すように、本変形例２の発電システム１００の破損検出動作では、実施の形態１に係る発電システム１００の破損検出動作と基本的動作は同じであるが、実施の形態１のステップＳ１０１とステップＳ１０２に代えて、ステップＳ１０１Ｃ及びステップＳ１０２Ｃが行われる点が異なる。
【０１２４】
具体的には、制御装置１０２は、一酸化炭素濃度検知器２５が検知した給気流路７８内の一酸化炭素濃度Ｃを取得する（ステップＳ１０１Ｃ）。ついで、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｃで取得した一酸化炭素濃度Ｃが、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０２Ｃ）。
【０１２５】
ここで、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損したときに、燃焼器１４ｂで不完全燃焼が生じたときに生成されるＣＯ濃度を求めておき、当該濃度範囲の最も低い値としてもよい。
【０１２６】
また、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１は、使用する一酸化炭素濃度検知器２５の検知下限濃度によって異なり、数ｐｐｍから数百ｐｐｍの間で、使用する一酸化炭素濃度検知器２５の検知下限に近い濃度とすることが好ましく、１０００ｐｐｍであってもよい。
【０１２７】
さらに、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に一酸化炭素濃度検知器２５が検知した一酸化炭素濃度を一酸化炭素濃度ゼロとして記憶しておき、一酸化炭素濃度ゼロから所定の濃度を加算した値を、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１としてもよい。これにより、長期の使用等により、一酸化炭素濃度検知器２５の検知する一酸化炭素濃度と実際の一酸化炭素濃度との間にずれが生じても、誤検知することを抑制することが可能である。
【０１２８】
なお、所定の濃度は、使用する一酸化炭素濃度検知器の一酸化炭素濃度検知精度によって異なるため、使用する一酸化炭素濃度検知器によって、その値を設定するのが好ましく、誤検知が生じない範囲で設定するのが好ましい。例えば、一酸化炭素濃度検知器が、±０．５％の精度である場合には、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１を、上記検知した一酸化炭素濃度から＋１％として設定してもよい。
【０１２９】
制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｃで取得した一酸化炭素濃度Ｃが第１の一酸化炭素濃度Ｃ１以下である場合（ステップＳ１０２ＣでＮｏ）には、ステップＳ１０１Ｃに戻り、第１の一酸化炭素濃度Ｃ１より大きくなるまで、ステップＳ１０１Ｃ及びステップＳ１０２Ｃを繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｃで取得した一酸化炭素濃度Ｃが第１の一酸化炭素濃度Ｃ１より大きい場合（換言すると、ステップＳ１０１Ｃで取得した一酸化炭素濃度Ｃが第１の一酸化炭素濃度Ｃ１の範囲外である場合）（ステップＳ１０２ＣでＹｅｓ）には、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、制御装置１０２は発電システム１００の作動を停止させる。
【０１３０】
このように構成された本変形例２の発電システム１００であっても、実施の形態２に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１３１】
なお、本変形例２の発電システム１００では、制御装置１０２は、一酸化炭素濃度検知器２５が検知した給気流路７８内の一酸化炭素濃度が第１の一酸化炭素濃度Ｃ１より大きいか否かで、排出流路７０が破損しているか否かを判断したがこれに限定されない。例えば、所定時間の前後における一酸化炭素濃度検知器２５が検知した一酸化炭素濃度Ｃの差分ΔＣが、予め実験等により求めておいた所定の閾値濃度ΔＣ１より小さい場合、排出流路７０が破損していると判断するように構成してもよい。
【０１３２】
［変形例３］
本変形例３の発電システムは、破損検知器が、二酸化炭素濃度検知器で構成されており、制御装置が、二酸化炭素濃度検知器が筐体又は給気流路に設けられ、二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度が予め設定された第１の二酸化炭素濃度より大きい場合に、又は二酸化炭素濃度検知器が排出流路に設けられ、二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度が予め設定された第２の二酸化炭素濃度より小さい場合、並びに二酸化炭素濃度検知器が検知した二酸化炭素濃度が第２の二酸化炭素濃度より大きい濃度である第３の二酸化炭素濃度よりも大きい場合に、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０１３３】
［発電システムの構成］
図９は、本実施の形態２における変形例３の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０１３４】
図９に示すように、本変形例３の発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、二酸化炭素濃度検知器２６が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、二酸化炭素濃度検知器２６は、給気流路７８内の二酸化炭素濃度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。
【０１３５】
また、本変形例３においては、二酸化炭素濃度検知器２６は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。さらに、本実施例３においては、二酸化炭素濃度検知器２６は、給気流路７８内であれば、いずれの箇所に設けてもよいが、排出流路７０の破損をより検知しやすくする観点から、給気流路７８の下流側部分に設けることが好ましい。
【０１３６】
［発電システムの動作］
図１０は、本実施の形態２における変形例３の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１３７】
図１０に示すように、本変形例３の発電システム１００の破損検出動作では、実施の形態１に係る発電システム１００の破損検出動作と基本的動作は同じであるが、実施の形態１のステップＳ１０１とステップＳ１０２に代えて、ステップＳ１０１Ｄ及びステップＳ１０２Ｄが行われる点が異なる。
【０１３８】
具体的には、制御装置１０２は、二酸化炭素濃度検知器２６が検知した給気流路７８内の二酸化炭素濃度Ｃを取得する（ステップＳ１０１Ｄ）。ついで、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｄで取得した二酸化炭素濃度Ｃが、第１の二酸化炭素濃度Ｃ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０２Ｄ）。
【０１３９】
ここで、第１の二酸化炭素濃度Ｃ１は、例えば、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、給気流路７８内の二酸化炭素の濃度範囲としてもよく、当該濃度範囲の最も高い値としてもよい。
【０１４０】
また、第１の二酸化炭素濃度Ｃ１は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に二酸化炭素濃度検知器２６が検知した給気流路７８内の二酸化炭素濃度から所定の濃度を加算した値としてもよい。これにより、長期の使用等により、二酸化炭素濃度検知器２６の検知する二酸化炭素濃度と実際の二酸化炭素濃度との間にずれが生じても、誤検知することを抑制することが可能である。なお、所定の濃度は、使用する二酸化炭素濃度検知器の二酸化炭素濃度検知精度によって異なるため、使用する二酸化炭素濃度検知器によって、その値を設定するのが好ましく、誤検知が生じない範囲で設定するのが好ましい。例えば、二酸化炭素濃度検知器が、±０．５％の精度である場合には、第１の二酸化炭素濃度Ｃ１を、上記標準時の二酸化炭素濃度から＋１％として設定してもよい。
【０１４１】
制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｄで取得した二酸化炭素濃度Ｃが第１の二酸化炭素濃度Ｃ１以下である場合（ステップＳ１０２ＤでＮｏ）には、ステップＳ１０１Ｄに戻り、第１の二酸化炭素濃度Ｃ１より大きくなるまで、ステップＳ１０１Ｄ及びステップＳ１０２Ｄを繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｄで取得した二酸化炭素濃度Ｃが第１の二酸化炭素濃度Ｃ１より大きい場合（換言すると、ステップＳ１０１Ｄで取得した二酸化炭素濃度Ｃが第１の二酸化炭素濃度Ｃ１範囲外である場合）（ステップＳ１０２ＤでＹｅｓ）には、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、制御装置１０２は発電システム１００の作動を停止させる。
【０１４２】
このように構成された本変形例３の発電システム１００であっても、実施の形態２に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１４３】
なお、本変形例３の発電システム１００では、制御装置１０２は、二酸化炭素濃度検知器２６が検知した給気流路７８内の二酸化炭素濃度が第１の二酸化炭素濃度Ｃ１より大きいか否かで、排出流路７０が破損しているか否かを判断したがこれに限定されない。例えば、所定時間の前後における二酸化炭素濃度検知器２６が検知した二酸化炭素濃度Ｃの差分ΔＣが、予め実験等により求めておいた所定の閾値濃度ΔＣ１より大きい場合、排出流路７０が破損していると判断するように構成してもよい。
【０１４４】
また、本変形例３では、二酸化炭素濃度検知器２６を給気流路７８に設ける形態を採用したが、これに限定されず、筐体１２内に設ける形態を採用してもよい。この場合、制御装置１０２は、上記と同様にして、排出流路７０の破損を検知することができる。
【０１４５】
さらに、本変形例３では、酸素濃度検知器２２を給気流路７８に設ける形態を採用したが、これに限定されず、排出流路７０に設ける形態を採用してもよい。この場合、排出流路７０が破損することにより、発電システム１００からの排出ガスが、給気流路７８を介して、発電システム１００（筐体１２）内に給気される。このため、燃料電池１１及び燃焼ファン１４ｃに供給される空気や換気ファン１３が送出する空気中の二酸化炭素濃度が増加し、発電システム１００から排出流路７０へ排出される排出ガスの二酸化炭素濃度が増加することになる。
【０１４６】
このため、制御装置１０２は、二酸化炭素濃度検知器２６が検出する二酸化炭素濃度が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の二酸化炭素濃度範囲の最も高い値である第３の二酸化炭素濃度Ｃ３より大きい場合に、排出流路７０が破損していると判断してもよい。なお、第３の二酸化炭素濃度Ｃ３は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に、二酸化炭素濃度検知器２６が検知した排出流路７０内の二酸化炭素濃度範囲の最も高い値から所定の濃度を加算した値としてもよい。
【０１４７】
また、二酸化炭素濃度検知器２６を排出流路７０に設ける形態を採用した場合に、二酸化炭素濃度検知器２６よりも上流側の部分で、排出流路７０（給気流路７８も同時に）が大きく破損した場合、例えば、極端な例では、完全に分断した場合には、二酸化炭素濃度検知器２６は、大気中の二酸化炭素濃度を検出することになる。
【０１４８】
このため、制御装置１０２は、二酸化炭素濃度検知器２６が検知する二酸化炭素濃度が、第３の二酸化炭素濃度Ｃ２より小さい二酸化炭素濃度である第２の二酸化炭素濃度Ｃ２より小さい場合に、排出流路７０が破損していると判断してもよい。ここで、第２の二酸化炭素濃度Ｃ２は、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の二酸化炭素の濃度範囲の最も低い値としてもよい。また、第２の二酸化炭素濃度Ｃ２は、燃焼器１４ｂで燃焼を行わないとき（例えば、発電システム１００が停止中で換気ファン１３のみ作動しているとき）に、二酸化炭素濃度検知器２６が検知した排出流路７０内の二酸化炭素濃度範囲の最も低い値から所定の濃度を加算した値としてもよい。
【０１４９】
すなわち、二酸化炭素濃度検知器２６を排出流路７０内に配置した場合であっても、制御装置１０２は、排出流路７０及び給気流路７８に破損が無い状態で、発電システム１００が作動中に、排出流路７０内の二酸化炭素の濃度範囲を測定しておき、当該酸素の濃度範囲外の二酸化炭素濃度を二酸化炭素濃度検知器２６が検知した場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１５０】
［変形例４］
本変形例４の発電システムは、給気流路は、その下流端が筐体の給気口に接続、又は筐体内に開放されており、破損検知器は、給気流路の下流端近傍に設けられている態様を例示するものである。
【０１５１】
［発電システムの構成］
図１１は、本実施の形態２における変形例４の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０１５２】
図１１に示すように、本変形例４の発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、一酸化炭素濃度検知器２５が給気流路７８の下流端近傍に設けられている点が異なる。より詳しくは、空気供給流路（燃焼空気供給流路）７９の上流端が給気流路７８の下流端近傍に位置する点と、一酸化炭素濃度検知器２５が空気供給流路７９に設けられている点と、が異なる。
【０１５３】
具体的には、本変形例４の発電システム１００では、燃焼ファン（燃焼空気供給器）１４ｃが空気供給流路７９の途中に設けられている。また、空気供給流路７９の上流端近傍には、一酸化炭素濃度検知器２５が設けられている。
【０１５４】
上述したように、発電システム１００が運転しており、高温の排出ガスが排出されている際には、燃焼器１４ｂで燃焼が行われている。このため、排出流路７０に破損があり、高温の排出ガスが筐体１２内に逆流する場合には、空気供給流路７９を介して、燃焼ファン１４ｃにより、筐体１２内に逆流した排出ガスの一部が燃焼器１４ｂに供給される。筐体１２内に逆流した排出ガスが、燃焼器１４ｂに供給されると、不完全燃焼が生じ、一酸化炭素が生成されるおそれがある。そして、生成された一酸化炭素を含む高温の排出ガスが再び筐体１２内に逆流した場合にも、燃焼ファン１４ｃが動作しているため、排出ガスは空気供給流路７９を介して燃焼器１４ｂに供給される。このため、本変形例４の発電システム１００では、空気供給流路７９に一酸化炭素濃度検知器２５を配置することで、排出ガス中の一酸化炭素濃度を検知し、排出流路７０が破損していることを判断することができる。なお、制御装置１０２による排出流路７０の破損検出動作は、上記変形例２の発電システム１００と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
【０１５５】
このように構成された本変形例４の発電システム１００であっても、実施の形態２に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１５６】
また、本変形例４の発電システム１００では、空気供給流路７９の下流端が、換気流路７５の下流端より、給気流路７８の下流端に近い位置に配置することにより、逆流した排出ガスが空気供給流路７９を介して燃焼器１４ｂに供給されやすくなる。このため、本変形例４の発電システム１００では、より迅速に排出流路７０の破損を検知することが可能となる。
【０１５７】
また、本変形例４の発電システム１００では、空気供給流路７９の下流端が、酸化剤ガス供給流路７２の下流端より、給気流路７８の下流端に近い位置に配置することにより、逆流した排出ガスが空気供給流路７９を介して燃焼器１４ｂに供給されやすくなる。このため、本変形例４の発電システム１００では、より迅速に排出流路７０の破損を検知することが可能となる。
【０１５８】
さらに、逆流した排出ガス中の一酸化炭素が酸化剤ガス供給流路７２を介して燃料電池１１に供給されると、燃料電池１１の触媒が劣化し、燃料電池１１の発電効率が低下するおそれがあるが、上記構成により、一酸化炭素が燃料電池１１に供給されるよりも、空気供給流路７９に供給されやすいため、より迅速に一酸化炭素の検知をすることができる。このため、本変形例４の発電システム１００では、一酸化炭素が燃料電池１１に供給される前に、発電システム１００の運転を停止することができ、燃料電池１１の発電効率低下を抑制することが可能となる。
【０１５９】
なお、本変形例４の発電システム１００では、一酸化炭素濃度検知器２５を空気供給流路７９に設ける形態を採用したが、これに限定されない。例えば、酸化剤ガス供給流路７２の下流端を給気流路７８の下流端近傍に位置するように構成し、一酸化炭素濃度検知器２５を酸化剤ガス供給流路７２の下流端近傍に設ける形態を採用してもよい。また、例えば、換気流路７５の下流端を給気流路７８の下流端近傍に位置するように構成し、一酸化炭素濃度検知器２５を換気流路７５の下流端近傍に設ける形態を採用してもよい。
【０１６０】
しかしながら、以下の理由から、一酸化炭素濃度検知器２５を空気供給流路７９に設ける形態を採用するのが好ましい。
【０１６１】
例えば、発電システム１００が運転を開始し、燃料電池１１での発電を開始するまでの起動中は、酸化剤ガス供給器１５は動作していない。この起動中は、改質器１４ａが燃料電池１１での発電に必要な水素量を生成できるよう、燃焼器１４ｂでの燃焼により改質器１４ａを昇温しているため、高温の排出ガスが排出されている。
【０１６２】
つまり、酸化剤ガス供給器１５が動作していない起動中も高温の排出ガスが排出されており、排出流路７０の破損により、高温の排出ガスが筐体１２内に逆流する可能性がある。また、酸化剤ガス供給器１５と同様に、高温の排出ガスが排出されている場合に、必ずしも換気ファン１３が動作しているとは限らない。
【０１６３】
一方、燃焼ファン１４ｃは、燃焼器１４ｂで燃焼が継続するためには、燃焼空気を筐体１２内から吸気し続ける必要があり、燃焼空気が所定の流量未満になると燃焼器１４ｂでの燃焼継続が不可能となり、高温のガスが排出されることもなくなる。つまり、高温のガスが排出されている場合には、燃焼器１４ｂに燃焼空気（筐体１２内のガス）が所定の流量以上供給されていることになる。このため、一酸化炭素濃度検知器２５を空気供給流路７９に設けることで、燃焼器１４ｂで生成された一酸化炭素をより迅速に検知することができる。
【０１６４】
また、本変形例４の発電システム１００では、一酸化炭素濃度検知器２５を設けて、該一酸化炭素濃度検知器２５が検知した一酸化炭素濃度により排出流路７０が破損しているか否かを判断する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、一酸化炭素濃度検知器２５の代わりに、酸素濃度検知器２２を設ける形態を採用してもよい、この場合、変形例１の発電システム１００と同様にして、排出流路７０の破損を検知することができる。また、例えば、一酸化炭素濃度検知器２５の代わりに、二酸化炭素濃度検知器２６を設ける形態を採用してもよい。この場合、変形例３の発電システム１００と同様にして、排出流路７０の破損を検知することができる。
【０１６５】
［変形例５］
本発明の実施の形態２における変形例５の発電システムは、破損検知器が温度検知器で構成されており、制御装置は、温度検知器が検知した温度が、予め設定された第１の温度よりも高い場合又は第１の温度よりも低い温度である第２の温度よりも低い場合に、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０１６６】
［発電システムの構成］
図１２は、本実施の形態２における変形例５の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０１６７】
図１２に示すように、本変形例５の発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、温度検知器２３が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、温度検知器２３は、給気流路７８内の温度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。また、本変形例２においては、温度検知器２３は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。
【０１６８】
［発電システムの動作］
ところで、図１２において、排出流路７０における温度検知器２３が配置している部分よりも上流側の部分で、排出流路７０が破損したとすると、排出流路７０が破損する前における温度検知器２３で検知される温度よりも排出流路７０が破損した後における温度検知器２３で検知される温度は大きくなることが想定される。このため、制御装置１０２は、温度検知器２３が検知した圧力が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の温度範囲の最も高い値である第１の温度よりも高い場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１６９】
また、排出流路７０が完全に分断され、大きく破損したとすると、発電システム１００からの排出ガスの流量が増加して、給気流路７８を通流するガス（空気）の流量も増加するため、給気流路７８に設けた温度検知器２３の検知する温度が低下することが想定される。さらに、給気流路７８を通流するガス（空気）は、排出流路７０を通流するガスと熱交換することで温度が上昇するが、例えば、排出流路７０及び給気流路７８ともに破損したような場合、給気流路７８を通流するガス（空気）の温度が上昇しないことが想定される。
【０１７０】
このため、制御装置１０２は、温度検知器２３が検知した温度が、発電システム１００が作動中で、かつ、排出流路７０が破損していない場合における、排出流路７０内の温度範囲の最も低い値である第２の温度よりも低い場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１７１】
すなわち、制御装置１０２は、温度検知器２３が検知した温度が、予め設定された所定の温度範囲外である場合には、排出流路７０が破損していると判断することができる。以下、図１３を参照しながら、温度検知器２３が検知した温度に基づく、制御装置１０２による発電システム１００の破損検知動作を説明する。
【０１７２】
図１３は、本実施の形態２における変形例５の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１７３】
図１３に示すように、本変形例５の発電システム１００の破損検出動作では、実施の形態１に係る発電システム１００の破損検出動作と基本的動作は同じであるが、実施の形態１のステップＳ１０１とステップＳ１０２に代えて、ステップＳ１０１Ｂ及びステップＳ１０２Ｂが行われる点が異なる。
【０１７４】
具体的には、制御装置１０２は、温度検知器２３が検知した給気流路７８内の温度Ｔを取得する（ステップＳ１０１Ｂ）。ついで、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｂで取得した温度Ｔが、第２の温度Ｔ２より低いか否か、第１の温度Ｔ１より高いか否かを判断する（ステップＳ１０２Ｂ）。
【０１７５】
ここで、第１の温度Ｔ１は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損したときの給気流路７８の温度範囲を求めておき、当該温度範囲のうち、最も高い温度としてもよい。また、第１の温度Ｔ１は、例えば、建物２００内部の温度や外気温に対して、例えば、２０℃高い温度として設定してもよい。同様に、第２の温度Ｔ２は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損したときの給気流路７８の温度範囲を求めておき、当該温度範囲のうち、最も低い温度としてもよい。また、第２の温度Ｔ２は、例えば、建物２００内部の温度や外気温に対して、例えば、２０℃低い温度として設定してもよい。
【０１７６】
制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｂで取得した温度Ｔが第２の温度Ｔ２以上、かつ、第１の温度Ｔ１以下である場合（ステップＳ１０２ＢでＮｏ）には、ステップＳ１０１Ｂに戻り、第２の温度Ｔ２より低い温度、又は第１の温度Ｔ１より高い温度になるまで、ステップＳ１０１Ｂ及びステップＳ１０２Ｂを繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ１０１Ｂで取得した温度Ｔが第２の温度Ｔ２より低い温度、又は第１の温度Ｔ１より高い温度である場合（ステップＳ１０２ＢでＹｅｓ）には、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、制御装置１０２は発電システム１００の作動を停止させる。
【０１７７】
このように構成された本変形例５の発電システム１００であっても、実施の形態２に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０１７８】
なお、本変形例５においては、給気流路７８に温度検知器２３を設けて、該温度検知器２３が検知した温度Ｔが、第２の温度Ｔ２より低い温度であるか否か、又は第１の温度Ｔ１より高い温度であるか否かを判断することで、排出流路７０が破損しているか否かを判断する構成としたが、これに限定されない。
【０１７９】
例えば、所定時間の前後における温度検知器２３が検知した温度Ｔの差分ΔＴが、予め実験等により求めておいた第２の閾値温度ΔＴ２より小さいか否か、又は第２の閾値温度より大きい閾値温度である第１の閾値温度ΔＴ１より大きいか否かを判断することで、排出流路７０が破損しているか否かを判断する構成としてもよい。以下、その理由について、説明する。
【０１８０】
まず、ΔＴが、予め実験等により求めておいた第２の閾値温度ΔＴ２より小さくなる場合について説明する。
【０１８１】
例えば、燃料電池システム１０１の起動中は燃焼器１４ｂが作動して改質器１４ａを改質反応が可能な温度まで加熱するため、排出流路７０に排出される燃焼排ガスの温度は徐々に高くなる。これに伴い、排出流路７０と熱交換を行う給気流路７８の温度も徐々に上昇する。この場合、温度検知器２３が検知する温度も徐々に高くなるはずである。
【０１８２】
しかしながら、排出流路７０における温度検知器２３が設けられている部分よりも上流側の部分で破損した場合、燃焼排ガスは破損箇所から排気されて給気流路７８の下流部分とは熱交換しなくなる。このため、給気流路７８の温度が上昇しなくなり、ΔＴが第２の閾値温度ΔＴ２より小さくなる。したがって、制御装置１０２は、所定時間の前後における温度検知器２３が検知した温度Ｔの差分ΔＴが、予め実験等により求めておいた第２の閾値温度ΔＴ２より小さい場合には、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１８３】
次に、ΔＴが第１の閾値温度ΔＴ１より大きくなる場合について説明する。
【０１８４】
例えば、燃料電池システム１０１の起動中は、燃焼器１４ｂが作動して改質器１４ａを改質反応が可能な温度まで加熱するため、排出流路７０に排出される燃焼排ガスの温度は徐々に高くなる。これに伴い、排出流路７０と熱交換を行う給気流路７８の温度も徐々に上昇する。この場合、温度検知器２３が検知する温度も徐々に高くなるはずである。
【０１８５】
しかしながら、排出流路７０における温度検知器２３が設けられている部分よりも下流側の部分で破損した場合、燃焼排ガスは破損箇所から直接給気流路７８に流れ、温度検知器２３が検知する温度が急激に上昇する。このため、ΔＴが第１の閾値温度ΔＴ１より大きくなる。したがって、制御装置１０２は、所定時間の前後における温度検知器２３が検知した温度Ｔの差分ΔＴが、第１の閾値温度ΔＴ１より大きい場合には、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１８６】
また、本変形例５においては、給気流路７８に温度検知器２３を配置する形態を採用したが、これに限定されず、排出流路７０に温度検知器２３を配置する形態を採用してもよい。
【０１８７】
この場合、例えば、排出流路７０が、その途中で完全に分断され、大きく破損すると、発電システム１００からの排出ガスの流量が増加し、温度検知器２３で検知する温度が低下することが想定される。このため、制御装置１０２は、温度検知器２３で検知される温度が、予め設定された第３の温度Ｔ３より小さい場合には、排出流路７０が破損していると判断してもよい。ここで、第３の温度Ｔ３は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損していないときの排出流路７０の温度範囲を求めておき、当該温度範囲の最も低い温度としてもよい。
【０１８８】
また、排出流路７０を通流するガスは、給気流路７８を通流するガスと熱交換するため、温度が低下するが、排出流路７０が破損して、給気流路７８側に漏れた場合には、給気流路７８を通流するガスの温度が上昇し、排出流路７０を通流するガスから給気流路７８を通流するガスへの熱の移動が小さくなる。このため、温度検知器２３が、排出流路７０の破損箇所よりも上流側に配置している場合、温度検知器２３が検知する温度は、高くなることが想定される。
【０１８９】
したがって、制御装置１０２は、温度検知器２３が検知する温度が、予め設定された第４の温度Ｔ４より大きい場合には、排出流路７０が破損していると判断してもよい。ここで、第４の温度Ｔ４は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損していないときの排出流路７０の温度範囲を求めておき、当該温度範囲の最も高い温度としてもよい。
【０１９０】
すなわち、制御装置１０２は、排出流路７０及び給気流路７８に破損が無い状態で、発電システム１００が作動中に、排出流路７０又は給気流路７８内の温度範囲を測定しておき、当該温度範囲以外の温度を温度検知器２３が検知した場合に、排出流路７０が破損していると判断することができる。
【０１９１】
［変形例６］
本発明の実施の形態２における変形例６の発電システムは、破損検知器が、給気流路または筐体の内部に配置される可燃ガス検知器であり、制御装置は、燃料電池システムが運転を停止しているときに、可燃ガス検知器が可燃ガスを検知した場合に、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０１９２】
［発電システムの構成］
図１４は、本実施の形態２における変形例６の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０１９３】
図１４に示すように、本変形例６の発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、可燃ガス検知器２４が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、可燃ガス検知器２４は、給気流路７８内の可燃ガス（例えば、水素やメタン等の原料）の濃度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。また、可燃ガス検知器２４が検知する可燃ガスは、１種類の可燃ガスであってもよく、複数の種類の可燃ガスであってもよい。
【０１９４】
また、本変形例６においては、可燃ガス検知器２４は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。また、本変形例６においては、可燃ガス検知器２４は、給気流路７８内であれば、いずれの箇所に設けてもよいが、排出流路７０の破損をより検知しやすくする観点から、給気流路７８の下流側部分に設けることが好ましい。さらに、可燃ガス検知器２４は、筐体１２内に配置してもよい。
【０１９５】
［発電システムの動作］
図１５は、本実施の形態２における変形例６の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０１９６】
図１５に示すように、本変形例６の発電システム１００の破損検出動作では、燃料電池システム１０１の停止中に破損検出動作を行う点が、実施の形態１に係る発電システム１００の破損検出動作と異なる。
【０１９７】
具体的には、制御装置１０２は、発電システム１００が停止中に、図示されない原料供給器と燃焼ファン１４ｃを作動させる（ステップＳ２０１）。これにより、原料供給器から可燃ガスとしての原料が、燃焼器１４ｂに供給される。また、燃焼ファン１４ｃから空気が燃焼器１４ｂに供給される。燃焼器１４ｂに供給された原料は、空気で希釈されて、燃焼排ガス流路８０から排出流路７０に排出される。排出流路７０に排出された原料及び空気は、排出流路７０を通流して、排出流路７０の下流端（開口）から大気に排出される。
【０１９８】
次に、制御装置１０２は、可燃ガス検知器２４が検知した給気流路７８内の可燃ガスの濃度ｃを取得する（ステップＳ２０２）。なお、制御装置１０２は、排出流路７０の破損をより正確に検知する観点から、排出流路７０の下流端から大気に原料が排出された後に、濃度ｃを取得するのが好ましい。この場合、例えば、制御装置１０２は、原料供給器を作動させてから、原料が排出流路７０の下流端から大気に排出されるまでの時間を予め求めておいて、当該時間が経過後に、可燃ガス濃度ｃを取得するように構成されていればよい。
【０１９９】
ついで、制御装置１０２は、ステップＳ２０２で取得した濃度ｃが、第２の濃度Ｃ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ここで、第２の濃度Ｃ２は、例えば、予め実験等により、排出流路７０が破損したときの給気流路７８の可燃ガスの濃度を求めておき、当該濃度範囲としてもよい。
【０２００】
制御装置１０２は、ステップＳ２０２で取得した濃度ｃが第２の濃度Ｃ２より小さい場合（ステップＳ２０３でＮｏ）には、ステップＳ２０５に進む。一方、制御装置１０２は、ステップＳ２０２で取得した濃度ｃが第２の濃度Ｃ２以上である場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）には、ステップＳ２０４に進む。
【０２０１】
ステップＳ２０４では、制御装置１０２は、発電システム１００の起動を禁止する。すなわち、制御装置１０２は、燃料電池システム１０１及び燃焼装置１０３ともに、起動を禁止する。ついで、制御装置１０２は、原料供給器及び燃焼ファン１４ｃを停止させて（ステップＳ２０５）、本プログラムを終了する。
【０２０２】
このように構成された本変形例６の発電システム１００であっても、実施の形態２に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０２０３】
なお、本変形例６においては、原料供給器は、燃焼器１４ｂに原料を供給するように構成したが、これに限定されず、改質器１４ａに原料を供給して、改質器１４ａから、燃料ガス供給流路７１等を通流して、燃焼排ガス流路８０から排出流路７０に原料を供給するように構成してもよい。また、本変形例６においては、燃焼ファン１４ｃを作動させることにより、排出流路７０に供給される原料を希釈するように構成したが、これに限定されず、換気ファン１３や酸化剤ガス供給器１５を作動させることにより、排出流路７０に供給される原料を希釈するように構成してもよい。
【０２０４】
さらに、本変形例６では、発電システム１００（燃料電池システム１０１）の停止中に、破損検出動作を行うように構成したが、これに限定されない。例えば、破損検出動作は、発電システム１００（燃料電池システム１０１）の起動時に行ってもよい。
【０２０５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る発電システムは、筐体外に配置された燃焼装置をさらに備え、排出流路は、その上流端が燃焼装置及び燃料電池システムのそれぞれに連結するように、少なくとも二つに分岐している態様を例示するものである。
【０２０６】
［発電システムの構成］
図１６は、本発明の実施の形態３に係る発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０２０７】
図１６に示すように、本発明の実施の形態３に係る発電システム１００は、実施の形態２に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、筐体１２外に配置された燃焼装置１０３をさらに備えている点と、排出流路７０が筐体１２と燃焼装置１０３を接続するように構成されている点と、が異なる。
【０２０８】
具体的には、燃焼装置１０３は、燃焼器１７と燃焼ファン（燃焼空気供給器）１８を有している。燃焼器１７と燃焼ファン１８は、燃焼空気供給流路７６を介して接続されている。燃焼ファン１８は、燃焼器１７に燃焼空気を供給することができれば、どのような構成であってもよく、例えば、ファンやブロワ等のファン類で構成されていてもよい。
【０２０９】
燃焼器１７には、図示されない燃焼燃料供給器から天然ガス等の可燃性ガスや灯油等の液体燃料等の燃焼燃料が供給される。そして、燃焼器１７では、燃焼ファン１８から供給された燃焼空気と、燃焼燃料供給器から供給された燃焼燃料と、を燃焼して、熱が発生し、燃焼排ガスが生成される。なお、発生した熱は、水を加熱するのに使用することができる。すなわち、燃焼装置１０３は、ボイラとして使用してもよい。
【０２１０】
また、燃焼器１７には、排出ガス流路７７の上流端が接続されていて、排出ガス流路７７の下流端は、排出流路７０に接続されている。これにより、燃焼器１７で生成された燃焼排ガスは、排出ガス流路７７を介して、排出流路７０に排出される。すなわち、燃焼器１７で生成された燃焼排ガスが、燃焼装置１０３から排出される排出ガスとして、排出流路７０に排出される。そして、排出流路７０に排出された燃焼排ガスは、排出流路７０を通流して、建物２００外に排出される。
【０２１１】
燃焼装置１０３を構成する壁の適所には、壁の厚み方向に貫通する孔１９が設けられていて、排出流路７０を構成する配管と給気流路７８を構成する配管（すなわち、二重配管）が接続されている。すなわち、排出流路７０は、分岐されていて、２つの上流端は、孔１６及び孔１９のそれぞれに、接続されている。同様に、給気流路７８は、分岐されていて、２つの下流端は、孔１６及び孔１９のそれぞれに、接続されている。
【０２１２】
［発電システムの動作］
本実施の形態３に係る発電システム１００では、燃焼装置１０３が作動しているときに、破損検知器が排出流路７０の破損を検知した場合の動作を説明する。
【０２１３】
図１７は、本実施の形態３に係る発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０２１４】
図１７に示すように、制御装置１０２（正確には、制御装置１０２の破損判断器）は、燃焼装置１０３が作動中に、圧力検知器２１が検知した排出流路７０内の圧力Ｐを取得する（ステップＳ３０１）。ここで、燃焼装置１０３の作動中とは、燃焼装置１０３から排出ガスが排出流路７０に排出されている期間をいう。本実施の形態３においては、燃焼器１７及び燃焼ファン１８の少なくとも１の機器が作動中をいう。したがって、燃焼器１７が作動せず、燃焼ファン１８のみが作動している場合も、燃焼装置１０３の作動中に含まれる。
【０２１５】
ついで、制御装置１０２は、ステップＳ３０１で取得した圧力Ｐが、第５の圧力値Ｐ５（第１の圧力）より大きいか否か、又は第５の圧力値Ｐ５よりも小さい圧力である第６の圧力値Ｐ６（第２の圧力）より小さいか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
【０２１６】
ここで、第５の圧力値Ｐ５は、例えば、予め実験等により、発電システム１００から排出された排出ガスが、排出流路７０を通流するときの圧力範囲を求めておき、当該圧力範囲のうち、最も高い圧力としてもよい。また、圧力検知器２１が検知する圧力範囲は、排出流路７０の形状（内径や長さ）によって変化するため、発電システム１００を設置した際に、破損が無い状態の給排気機構１０４における排出流路７０内の圧力範囲を計測し、該計測した圧力範囲のうち、最も高い圧力を第５の圧力値Ｐ５として設定することが好ましい。
【０２１７】
同様に、第６の圧力値Ｐ６は、例えば、予め実験等により、発電システム１００から排出された排出ガスが、排出流路７０を通流するときの圧力範囲を求めておき、当該圧力範囲のうち、最も低い圧力としてもよい。また、圧力検知器２１が検知する圧力範囲は、排出流路７０の形状（内径や長さ）によって変化するため、発電システム１００を設置した際に、破損が無い状態の給排気機構１０４における排出流路７０内の圧力範囲を計測し、該計測した圧力範囲のうち、最も低い圧力を第６の圧力値Ｐ６として設定することが好ましい。
【０２１８】
制御装置１０２は、ステップＳ３０１で取得した圧力Ｐが第６の圧力値Ｐ６以上であり、かつ、第５の圧力値Ｐ５以下である場合（ステップＳ３０２でＮｏ）には、ステップＳ３０１に戻り、圧力Ｐが第６の圧力値Ｐ６より小さく、又は圧力Ｐが第５の圧力値Ｐ５より大きくなるまで、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２を繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ３０１で取得した圧力Ｐが第６の圧力値Ｐ６より小さい、又は圧力Ｐが第５の圧力値Ｐ５より大きい場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）には、排出流路７０が破損していると判断し、ステップＳ３０３に進む。
【０２１９】
ステップＳ３０３では、制御装置１０２は、燃焼装置１０３の作動を停止する。これにより、燃焼装置１０３から排出流路７０への排出ガスの排出が停止し、排出流路７０から筐体１２内への排出ガスの逆流が抑制される。
【０２２０】
次に、制御装置１０２は、燃料電池システム１０１は停止中かどうかを確認する（ステップＳ３０４）。制御装置１０２は、燃料電池システム１０１が作動中である場合（ステップＳ３０４でＮｏ）には、燃料電池システム１０１の作動を停止させて（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０６に進む。燃料電池システム１０１が作動していると、燃料電池システム１０１から排出される排出ガスが筐体１２内に逆流するためである。一方、制御装置１０２は、燃料電池システム１０１が停止中である場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）には、ステップＳ３０６に進む。
【０２２１】
ステップＳ３０６では、制御装置１０２は、発電システム１００の起動を禁止する。具体的には、制御装置１０２は、例えば、発電システム１００の使用者から図示されないリモコンを操作して、起動要求信号が制御装置１０２に送信された場合であっても、また、発電システム１００の起動時間になっても、発電システム１００の起動処理を許可しないようにすることで、発電システム１００の起動を禁止する。なお、発電システム１００の起動を禁止するのであるから、当然に、燃焼装置１０３の起動も禁止される。
【０２２２】
このように、本実施の形態３に係る発電システム１００では、破損検知器が、排出流路７０の破損を検知すると、制御装置１０２が発電システム１００の作動を禁止することにより、筐体１２内に排出ガスが逆流することが抑制される。このため、筐体１２内に高温の排出ガスが滞留することが抑制され、筐体１２内の温度上昇が抑制される。したがって、筐体１２内に収納された補機（制御装置１０２等）の効率低下を抑制することができ、発電システム１００の耐久性を向上させることができる。
【０２２３】
また、本実施の形態３に係る発電システム１００は、排出流路７０が建物２００内に配置されているので、排出流路７０及び給気流路７８が破損したような場合、発電システム１００からの排出ガスが、建物２００内に流出するおそれがある。しかしながら、上述したように、本実施の形態３に係る発電システム１００では、発電システム１００の運転を停止し、発電システム１００の起動を禁止することにより、建物２００内に排出ガスが流出することが抑制され、建物２００内の温度上昇を抑制することができる。
【０２２４】
ところで、燃焼装置１０３に、天然ガス等に含まれる硫黄化合物を脱硫する脱硫器が設けられていないような場合には、燃焼装置１０３が燃焼動作を行うことにより、ＳＯｘが生成される。そして、排出流路７０が破損している場合、生成されたＳＯｘが、排出流路７０から給気流路７８を介して、筐体１２内に逆流し、燃料電池１１のカソードに供給されると、カソードに含まれる触媒の被毒を加速するおそれがある。
【０２２５】
また、逆流した燃焼装置１０３からの排出ガスが、燃焼器１４ｂに供給されると、燃焼器１４ｂでは、不完全燃焼が生じて、ＣＯが生成されるおそれがある。さらに、生成されたＣＯが燃料電池１１内に流入すると、燃料電池１１の触媒が劣化し、燃料電池１１の発電効率が低下するおそれがある。
【０２２６】
しかしながら、本実施の形態３に係る発電システム１００では、上述したように、制御装置１０２が、発電システム１００の作動を禁止するため、燃焼装置１０３からの排出ガス（ＣＯ及びＳＯｘを含む）の筐体１２内への逆流を抑制することにより、ＣＯ及びＳＯｘが燃料電池１１に供給されることを抑制することができる。
【０２２７】
したがって、本実施の形態３に係る発電システム１００では、燃料電池１１のカソードの被毒化を抑制することができ、燃料電池１１の発電効率低下を抑制することができ、発電システム１００の耐久性を向上させることができる。
【０２２８】
なお、本実施の形態３においては、上記のように、制御装置１０２は、燃焼装置１０３の停止と燃料電池システム１０１の停止を別々に行うように制御したが、これに限定されず、実施の形態１及び実施の形態２（これらの変形例を含む）のように、発電システム１００の停止として一度に行うように制御してもよい。
【０２２９】
［変形例１］
次に、本実施の形態３に係る発電システム１００の変形例について説明する。
【０２３０】
本実施の形態３における変形例１の発電システムは、筐体外に配置された燃焼装置と、筐体内の空気を排出流路に排出することにより筐体内を換気する換気器と、をさらに備え、破損検知器は、一酸化炭素濃度及び二酸化炭素濃度のうちの少なくとも一つのガスの濃度を検知するガス濃度検知器で構成されており、制御装置は、燃料電池システムが発電を行っておらず、かつ、燃焼器及び燃焼装置が燃焼を行っておらず、かつ、換気器が作動している場合に、ガス濃度検知器が検知したガス濃度から予め定められた所定濃度を加算したガス濃度を基準ガス濃度として記憶し、ガス濃度検知器が検知したガス濃度が、基準ガス濃度の範囲外である場合には、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０２３１】
［発電システムの構成］
図１８は、本実施の形態３における変形例１の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０２３２】
図１８に示すように、本変形例１の発電システム１００は、実施の形態３に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、一酸化炭素濃度検知器（ガス濃度検知器）２５が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、一酸化炭素濃度検知器２５は、給気流路７８内の一酸化炭素濃度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。
【０２３３】
また、本変形例１においては、一酸化炭素濃度検知器２５は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。さらに、一酸化炭素濃度検知器２５は、排出流路７０内に配置してもよく、筐体１２内に配置してもよい。
【０２３４】
［発電システムの動作］
上記実施の形態２における変形例２で説明したように、排出流路７０が破損した場合に、一酸化炭素が生成される。このため、本変形例１においては、制御装置１０２が、一酸化炭素が生成されていない状態のときの給気流路７８内の一酸化炭素濃度（実質的に０）を検知して、当該濃度から所定の濃度を加算した値を基準ガス濃度として記憶し、一酸化炭素濃度検知器２５が検知する一酸化炭素濃度が、基準ガス濃度の範囲外である場合に、排出流路７０が破損していると判断する。以下、図１９を参照しながら、一酸化炭素濃度検知器２５による破損検出動作について、説明する。
【０２３５】
図１９は、本実施の形態３における変形例１の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０２３６】
図１９に示すように、制御装置１０２（正確には、制御装置１０２の破損判断器）は、燃料電池システム１０１が発電を行っておらず、かつ、燃焼器１４ｂ及び燃焼装置１０３が燃焼を行っておらず、かつ、換気ファン１３が作動中であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。制御装置１０２は、燃料電池システム１０１が発電を行っておらず、かつ、燃焼器１４ｂ及び燃焼装置１０３が燃焼を行っておらず、かつ、換気ファン１３が作動中である場合には、ステップＳ４０２に進み、それ以外の場合には、ステップＳ４０１を繰り返す。
【０２３７】
なお、制御装置１０２は、燃料電池システム１０１が発電を行っておらず、かつ、燃焼器１４ｂ及び燃焼装置１０３が燃焼を行っていない状態で、換気ファン１３が作動していない場合には、換気ファン１３を作動させて、ステップＳ４０１の条件を満たすようにしてもよい。
【０２３８】
ステップＳ４０２では、制御装置１０２は、一酸化炭素濃度検知器２５から一酸化炭素濃度Ｃ０を取得する。ついで、制御装置１０２は、ステップＳ４０２で取得した一酸化炭素濃度Ｃ０から所定の濃度を加算して、基準ＣＯ濃度（基準ガス濃度）を算出し、図１８では図示されない記憶部に記憶させる（ステップＳ４０３）。
【０２３９】
なお、所定の濃度は、使用する一酸化炭素濃度検知器の一酸化炭素濃度検知精度によって異なるため、使用する一酸化炭素濃度検知器によって、その値を設定するのが好ましく、誤検知が生じない範囲で設定するのが好ましい。例えば、所定の濃度は、使用する一酸化炭素濃度検知器が、数ｐｐｍから数百ｐｐｍの範囲で一酸化炭素を検知する場合、その検知下限に近い濃度とすることが好ましく、１０００ｐｐｍであってもよい。
【０２４０】
次に、制御装置１０２は、例えば、燃料電池システム１０１が発電中、及び／又は燃焼装置１０３が作動中に一酸化炭素濃度検知器２５から一酸化炭素濃度Ｃを取得して（ステップＳ４０４）、該取得した一酸化炭素濃度Ｃが、基準ＣＯ濃度の範囲外であるか否か（より正確には、取得した一酸化炭素濃度Ｃが、基準ＣＯ濃度よりも大きいか否か）を判断する（ステップＳ４０５）。
【０２４１】
制御装置１０２は、ステップＳ４０４で取得した一酸化炭素濃度Ｃが基準ＣＯ濃度の範囲内である場合（より正確には、ステップＳ４０４で取得した一酸化炭素濃度Ｃが基準ＣＯ濃度以下である場合）（ステップＳ４０５でＮｏ）には、ステップＳ４０４で取得した一酸化炭素濃度Ｃが基準ＣＯ濃度の範囲外になるまで、ステップＳ４０４とステップＳ４０５を繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ４０４で取得した一酸化炭素濃度Ｃが基準ＣＯ濃度の範囲外である場合には（ステップＳ４０５でＹｅｓ）、ステップＳ４０６に進む。
【０２４２】
ステップＳ４０６では、制御装置１０２は、発電システム１００の作動を停止する。ついで、制御装置１０２は、発電システム１００の起動を禁止する（ステップＳ４０７）。具体的には、制御装置１０２は、例えば、発電システム１００の使用者から図示されないリモコンを操作して、起動要求信号が制御装置１０２に送信された場合であっても、また、発電システム１００の起動時間になっても、発電システム１００の起動処理を許可しないようにすることで、発電システム１００の起動を禁止する。なお、発電システム１００の起動を禁止するのであるから、当然に、燃焼装置１０３の起動も禁止される。
【０２４３】
このように構成された本変形例１の発電システム１００であっても、実施の形態３に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０２４４】
なお、本変形例１の発電システム１００においては、破損検知器として、一酸化炭素濃度検知器２５を配置する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、破損検知器として、二酸化炭素濃度検知器２６を配置する形態を採用してもよい。
【０２４５】
［変形例２］
本実施の形態３における変形例２の発電システムは、筐体外に配置された燃焼装置と、筐体内の空気を排出流路に排出することにより筐体内を換気する換気器と、をさらに備え、破損検知器は、酸素濃度検知器で構成されており、制御装置が、燃料電池システムが発電を行っておらず、かつ、燃焼器及び燃焼装置が燃焼を行っておらず、かつ、換気器が作動している場合に、酸素濃度検知器が検知した酸素濃度から予め定められた所定濃度を減算した酸素濃度を基準酸素濃度として記憶し、酸素濃度検知器が検知した酸素濃度が、基準酸素濃度の範囲外である場合には、排出流路が破損していると判断する態様を例示するものである。
【０２４６】
［発電システムの構成］
図２０は、本実施の形態３における変形例２の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【０２４７】
図２０に示すように、本変形例２の発電システム１００は、実施の形態３に係る発電システム１００と基本的構成は同じであるが、圧力検知器２１に代えて、酸素濃度検知器（ガス濃度検知器）２２が給気流路７８に設けられている点が異なる。なお、酸素濃度検知器２２は、給気流路７８内の酸素濃度を検知することができれば、どのような構成であってもよく、使用される機器は限定されない。
【０２４８】
また、本変形例２においては、酸素濃度検知器２２は、給気流路７８内に配置する構成としたが、これに限定されず、センサ部分を給気流路７８内に配置し、他の部分を給気流路７８外に配置する構成としてもよい。さらに、酸素濃度検知器２２は、排出流路７０内に配置してもよく、筐体１２内に配置してもよい。
【０２４９】
［発電システムの動作］
上記実施の形態２における変形例１で説明したように、排出流路７０が破損した場合に、酸素濃度が変動し、その結果、排出流路７０が破損した状態での酸素濃度は、排出流路７０が破損していない状態での酸素濃度の範囲外となる。
【０２５０】
このため、本変形例２においては、制御装置１０２が、排出流路７０が破損していない状態のときの給気流路７８内の酸素濃度を検知して、当該濃度から所定の濃度を減算した値を基準酸素濃度（基準ガス濃度）として記憶し、酸素濃度検知器２２が検知する酸素濃度が、基準酸素濃度の範囲外である場合に、排出流路７０が破損していると判断する。以下、図２１を参照しながら、酸素濃度検知器２２による破損検出動作について、説明する。
【０２５１】
図２１は、本実施の形態３における変形例２の発電システムの破損検出動作を模式的に示すフローチャートである。
【０２５２】
図２１に示すように、制御装置１０２（正確には、制御装置１０２の破損判断器）は、燃料電池システム１０１が発電を行っておらず、かつ、燃焼器１４ｂ及び燃焼装置１０３が燃焼を行っておらず、かつ、換気ファン１３が作動中であるか否かを判断する（ステップＳ５０１）。制御装置１０２は、燃料電池システム１０１が発電を行っておらず、かつ、燃焼器１４ｂ及び燃焼装置１０３が燃焼を行っておらず、かつ、換気ファン１３が作動中である場合には、ステップＳ５０２に進み、それ以外の場合には、ステップＳ５０１を繰り返す。
【０２５３】
なお、制御装置１０２は、燃料電池システム１０１が発電を行っておらず、かつ、燃焼器１４ｂ及び燃焼装置１０３が燃焼を行っていない状態で、換気ファン１３が作動していない場合には、換気ファン１３を作動させて、ステップＳ５０１の条件を満たすようにしてもよい。
【０２５４】
ステップＳ５０２では、制御装置１０２は、酸素濃度検知器２２から酸素濃度Ｃ０を取得する。ついで、制御装置１０２は、ステップＳ５０２で取得した酸素濃度Ｃ０から所定の濃度を減算して、基準酸素濃度（基準ガス濃度）を算出し、図２０では図示されない記憶部に記憶させる（ステップＳ５０３）。
【０２５５】
なお、所定の濃度は、使用する酸素濃度検知器の酸素濃度検知精度によって異なるため、使用する酸素濃度検知器によって、その値を設定するのが好ましく、誤検知が生じない範囲で設定するのが好ましい。例えば、酸素濃度検知器が、±０．５％の精度である場合には、所定の濃度は、１％として設定してもよい。
【０２５６】
次に、制御装置１０２は、例えば、燃料電池システム１０１が発電中、及び／又は燃焼装置１０３が作動中に酸素濃度検知器２２から酸素濃度Ｃを取得して（ステップＳ５０４）、該取得した酸素濃度Ｃが、基準酸素濃度の範囲外であるか否かを判断する（ステップＳ５０５）。
【０２５７】
制御装置１０２は、ステップＳ５０４で取得した酸素濃度Ｃが基準酸素濃度の範囲内である場合（ステップＳ５０５でＮｏ）には、ステップＳ５０４で取得した酸素濃度Ｃが基準酸素濃度の範囲外になるまで、ステップＳ５０４とステップＳ５０５を繰り返す。一方、制御装置１０２は、ステップＳ５０４で取得した酸素濃度Ｃが基準酸素濃度の範囲外である場合には（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、ステップＳ５０６に進む。
【０２５８】
ステップＳ５０６では、制御装置１０２は、発電システム１００の作動を停止する。ついで、制御装置１０２は、発電システム１００の起動を禁止する（ステップＳ５０７）。具体的には、制御装置１０２は、例えば、発電システム１００の使用者から図示されないリモコンを操作して、起動要求信号が制御装置１０２に送信された場合であっても、また、発電システム１００の起動時間になっても、発電システム１００の起動処理を許可しないようにすることで、発電システム１００の起動を禁止する。なお、発電システム１００の起動を禁止するのであるから、当然に、燃焼装置１０３の起動も禁止される。
【０２５９】
このように構成された本変形例２の発電システム１００であっても、実施の形態３に係る発電システム１００と同様の作用効果を奏する。
【０２６０】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【０２６１】
本発明の発電システム及びその運転方法では、排出流路が破損したような場合に、筐体内が高温化することが抑制され、筐体内に収納された補機の効率低下を抑制することが可能であるので、燃料電池の分野において有用である。
【符号の説明】
【０２６２】
１１  燃料電池
１１Ａ  燃料ガス流路
１１Ｂ  酸化剤ガス流路
１２  筐体
１３  換気ファン
１４  燃料ガス供給器（水素生成装置）
１４ａ  改質器
１４ｂ  燃焼器
１４ｃ  燃焼ファン
１５  酸化剤ガス供給器
１６  給気口
１７  燃焼器
１８  燃焼ファン
１９  給気口
２１  圧力検知器
２２  酸素濃度検知器
２３  温度検知器
２４  可燃ガス検知器
７０  排出流路
７１  燃料ガス供給流路
７２  酸化剤ガス供給流路
７３  オフ燃料ガス流路
７４  オフ酸化剤ガス流路
７５  換気流路
７６  燃焼空気供給流路
７７  排出ガス流路
７８  給気流路
７９  空気供給流路
８０  燃焼排ガス流路
１００  発電システム
１０１  燃料電池システム
１０２  制御装置
１０３  燃焼装置
１０４  給排気機構
２００  建物
【図１】
0005190561.tif 000002
【図２】
0005190561.tif 000003
【図３】
0005190561.tif 000004
【図４】
0005190561.tif 000005
【図５】
0005190561.tif 000006
【図６】
0005190561.tif 000007
【図７】
0005190561.tif 000008
【図８】
0005190561.tif 000009
【図９】
0005190561.tif 000010
【図１０】
0005190561.tif 000011
【図１１】
0005190561.tif 000012
【図１２】
0005190561.tif 000013
【図１３】
0005190561.tif 000014
【図１４】
0005190561.tif 000015
【図１５】
0005190561.tif 000016
【図１６】
0005190561.tif 000017
【図１７】
0005190561.tif 000018
【図１８】
0005190561.tif 000019
【図１９】
0005190561.tif 000020
【図２０】
0005190561.tif 000021
【図２１】
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