(57)【要約】【課題】電力系統の停電時に自立発電運転を行っている発電部を適切に停止させることができる燃料電池システムを提案する。【解決手段】  燃料電池システムは、電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、制御器と、を備え、前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、
前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、
制御器と、を備え、
前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う燃料電池システム。
【請求項２】
前記発電部の温度を検出する発電部温度検出器と、
前記発電部に空気を供給する空気供給器と、
前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記発電部温度検出器の検出結果に基づき、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けてからの経過時間を計測する計時部と、
前記発電部に空気を供給する空気供給器と、
前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記計時部により計測された経過時間が所定時間以上となる場合、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定し、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
供給された前記燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器に前記燃料の改質に利用する改質水を供給する水供給器と、を備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記改質器への改質水の供給量を低下させるように前記水供給器を制御し、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御器は、前記停止工程において、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した後であって、前記発電部の自立発電運転を停止させる前に、前記空気供給器による前記空気の供給と、前記水供給器による前記改質水の供給とを停止するように制御し、前記燃料供給器により供給される燃料によって前記発電部内をパージする、請求項４に記載の燃料電池システム。 
【請求項６】
前記発電部で発生した排熱と水との間で熱交換させ、該水を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器によって加熱された水を貯留する貯湯タンクと、
前記水が有する熱を外気へと放散させるラジエータと、
前記ラジエータに前記外気を送り込むラジエータファンと、
前記貯湯タンク内の前記水が前記熱交換器および前記ラジエータを介して該貯湯タンク内に戻るように設けられた循環流路と、
前記循環流路を通じて前記貯湯タンク内の前記水を循環させる循環ポンプと、を備え、
前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると、出力を上げるように前記ラジエータファンおよび前記循環ポンプを制御する請求項１から５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記所定温度は、通常発電運転時の前記発電部の温度よりも低い温度である、請求項１から６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、発電部として機能する燃料電池本体（セルスタック）に、水素含有ガスと酸素含有ガスとを供給し、水素と酸素との電気化学反応を進行させ、これによって発生した化学的なエネルギーを、電気的なエネルギーとして取り出すシステムである。高効率発電とともに、発電運転の際に発生する熱エネルギーを簡単に利用できるため、高いエネルギー利用効率を実現できる分散型の発電システムとして開発及び商品化が進められている。
【０００３】
例えば、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている燃料電池（発電部）を安全に停止させることができる燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された燃料電池システムでは、燃料電池本体で発電された電力を電力系統に連系させる系統連系リレーを備え、電力系統の停電時には系統連系リレーを開放して燃料電池を電力系統から解列させた状態で、燃料電池の自立発電運転を行えるように構成されている。特許文献１に係る燃料電池システムは、燃料電池の自立発電運転停止処理用の電源となる蓄電池を備えている。そして、特許文献１に係る燃料電池システムでは、自立発電運転の停止命令があったときに、蓄電池に蓄電された電力を用いて燃料電池の発電運転停止処理を実行させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、一例として、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている発電部を適切に停止させることができる燃料電池システムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料電池システムの一態様（ａｓｐｅｃｔ）は、電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、制御器と、を備え、前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様に係る燃料電池システムによれば、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている発電部を適切に停止させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態２に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、図３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施形態３に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、図６に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、図９に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態４の変形例に係る燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止処理に関する制御器の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、図１３に示す燃料電池システムにおける自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本発明の一形態を得るに至った経緯）
本発明者らは、燃料電池システムの構成に関して鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を得た。
【００１０】
特許文献１に係る燃料電池システムでは、自立発電運転状態から発電を停止させる場合、蓄電池に蓄電された電力を用いて、燃料電池の補機である、水、空気、およびガスそれぞれを供給する各供給器と、水、空気、およびガスの各供給経路にそれぞれ設けられた電磁弁と、排熱回収ポンプ等とを動作させることを可能とする。
【００１１】
しかしながら、蓄電池を設けることは装置の大型化や高コスト化を招くとともに、蓄電池の充電量が不足している場合は、燃料電池の温度低下を十分に行えず、燃料電池を劣化させてしまうという問題を見出した。
【００１２】
そこで、本発明者らは、電力系統の停電時に自立発電運転を行っている燃料電池（発電部）を適切に停止させることができる燃料電池システムについて検討した。特に、蓄電池を設けることなく、発電部の性能低下を防ぎつつ自立発電運転を停止させることができる燃料電池システムについて検討し、その結果、本発明に至った。そして、本発明では具体的には以下に示す態様を提供する。
【００１３】
本発明の第１の態様に係る燃料電池システムは、電力系統と接続され、供給された燃料と空気との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統へ供給する発電部と、前記電力系統の停電時に前記発電部を該電力系統から解列させる開閉器と、制御器と、を備え、前記発電部が前記開閉器によって前記電力系統から解列され、自立発電運転を行っている場合において、前記制御器が前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定したときに該発電部の自立発電運転を停止させる停止工程を、該自立発電運転で得られた電力を用いて行う。
【００１４】
また、本発明の第２の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１の態様において、前記発電部の温度を検出する発電部温度検出器と、前記発電部に空気を供給する空気供給器と、前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記発電部温度検出器の検出結果に基づき、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させるように構成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明の第３の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１の態様において、前記発電部による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けてからの経過時間を計測する計時部と、前記発電部に空気を供給する空気供給器と、前記発電部に燃料を供給する燃料供給器と、をさらに備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記発電部への空気の供給量を増加させるように前記空気供給器を制御するとともに、前記発電部への燃料の供給量を低下させるように前記燃料供給器を制御し、前記計時部により計測された経過時間が所定時間以上となる場合、該発電部の温度が所定温度以下になったと判定し、前記発電部の自立発電運転を停止させるように構成されていてもよい。
【００１６】
また、本発明の第４の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１から第３のいずれか１つの態様において、供給された前記燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記燃料の改質に利用する改質水を供給する水供給器と、を備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると前記改質器への改質水の供給量を低下させるように前記水供給器を制御し、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した場合、前記発電部の自立発電運転を停止させる請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【００１７】
また、本発明の第５の態様に係る燃料電池システムは、上記した第４の態様において、前記制御器は、前記停止工程において、前記発電部の温度が所定温度以下になったと判定した後であって、前記発電部の自立発電運転を停止させる前に、前記空気供給器による前記空気の供給と、前記水供給器による前記改質水の供給とを停止するように制御し、前記燃料供給器により供給される燃料によって前記発電部内をパージするように構成されていてもよい。 
【００１８】
また、本発明の第６の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１から第５の態様のいずれか１つの態様において、前記発電部で発生した排熱と水との間で熱交換させ、該水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器によって加熱された水を貯留する貯湯タンクと、前記水が有する熱を外気へと放散させるラジエータと、前記ラジエータに前記外気を送り込むラジエータファンと、前記貯湯タンク内の前記水が前記熱交換器および前記ラジエータを介して該貯湯タンク内に戻るように設けられた循環流路と、前記循環流路を通じて前記貯湯タンク内の前記水を循環させる循環ポンプと、を備え、前記停止工程では、前記制御器は、前記停止命令を受け付けると、出力を上げるように前記ラジエータファンおよび前記循環ポンプを制御するように構成されていてもよい。
【００１９】
また、本発明の第７の態様に係る燃料電池システムは、上記した第１から第６の態様のいずれか１つの態様において、前記所定温度は、通常発電運転時の前記発電部の温度よりも低い温度であってもよい。
【００２０】
以下、実施形態の具体例について、図面を参照して説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または対応する構成部材には同一の参照符号を付して、その説明については省略する場合がある。
【００２１】
［実施形態１］
（燃料電池システムの構成）
まず、図１を参照して本発明の実施形態１に係る燃料電池システム１００の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る燃料電池システム１００の概略構成の一例を示すブロック図である。図１において、電力回路を実線で示し、外部から供給される空気および燃料の流通経路を矢印で示している。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態における燃料電池システム１００は、電力系統１と接続され、供給された燃料と空気（酸化剤ガス）との電気化学的反応による発電で得られた電力を該電力系統１へ供給する発電部５と、電力系統１の停電時に発電部５を該電力系統１から解列させる開閉器２と、制御器３と、を備えている。
【００２３】
発電部５は、例えば燃料電池の本体部を構成するセルスタックである。発電部５に供給される燃料としては、例えば、不図示の水素生成装置等で生成した水素含有ガスが例示できる。
【００２４】
電力系統１は、例えば、電力を需要家の受電設備に供給するための、発電、変電、送電、配電を統合したシステムである。燃料電池システム１００では、電力系統１が停電しておらず、かつ、発電部５が発電運転を行っている場合、開閉器２を短絡することで、発電部５で発電された電力を、開閉器２を介して電力系統１へ供給することができる。そして、燃料電池システム１００では、発電部５で発電された電力を、例えば電力系統１側へ売電することができる。
【００２５】
さらにまた、燃料電池システム１００では、発電部５で発電された電力を、図１では特に図示していないが燃料電池システム１００が有する、例えば補機類等の各部材、ならびに、この補機類等の各部材の各種制御を行う制御器３にも供給することができる。
【００２６】
なお、発電部５は、発電部５で発電され、得られた電力を、電力系統１において使用できる電力に変換する機器であるパワーコンディショナを備えていてもよい。パワーコンディショナは、発電部５での発電で得られた直流電力（例えばＤＣ８０〜１６０Ｖ）を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ、および補機類等に供給する直流電力（例えばＤＣ１２〜２４Ｖ）を生成するＤＣ−ＤＣコンバータを有した第２電源基盤と、この第２電源基盤で、例えばＤＣ２２０Ｖ程度に昇圧された直流電力を電力系統１に供給するために交流電力（例えば単相ＡＣ２００Ｖ）に変換するＤＣ−ＡＣインバータを有した第１電源基盤とを備えた構成としてもよい。
【００２７】
制御器３は、燃料電池システム１００が備える各部の各種制御を行う。特に、詳細は後述するが、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程を実施するように燃料電池システム１００が備える各部を制御することができる。
【００２８】
制御器３は、制御機能を有するものであればどのような構成であってもよい。例えば、制御器３は、不図示の演算処理部と、制御プログラムを記憶する不図示の記憶部とを備える構成であってもよい。演算処理部としては、例えば、１つ以上の演算回路からなる構成が例示できる。演算回路は、例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、またはＣＰＵ等が挙げられる。記憶部は、例えば、１つ以上の記憶回路からなる構成が例示できる。記憶回路としては、例えば、半導体メモリ等が挙げられる。制御器３は、燃料電池システム１００の各部に対して集中制御を行う単独の制御部で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御部から構成されていてもよい。
【００２９】
一方、発電部５による発電運転が停止している場合は、この発電部５から燃料電池システム１００を構成する各部材に電力を供給することができない。この場合、燃料電池システム１００を構成する各部材には、開閉器２を介して接続されている電力系統１から電力が供給される構成としてもよい。このように構成される場合、例えば、不図示のパワーコンディショナが有する第１電源基盤のＤＣ−ＡＣインバータを逆動作させて直流電力を生成させ、この直流電力から第２電源基盤が、例えば、ＤＣ１２ＶとＤＣ２４Ｖを生成し、燃料電池システム１００が備える補機類等の各部材および制御器３に供給してもよい。
【００３０】
また、発電部５が発電運転中に電力系統１が停電した場合、燃料電池システム１００では、発電部５で得られた電力を電力系統１に供給することができない。つまり、電力系統１が停電している場合、発電部５で得られた電力をこの電力系統１に売電することが禁止されている。そのため、燃料電池システム１００では、開閉器２を開放させて発電部５を電力系統１から解列させるとともに、電力系統１から解列された状態で発電部５による発電運転を継続させる。なお、本明細書では、電力系統１から解列された状態で、発電部５により得られた電力を、例えばパワーコンディショナ等を介して燃料電池システム１００が有する各部材に供給し、発電部５の発電を維持することを自立発電運転と称する。
【００３１】
燃料電池システム１００では、発電部５の自立発電運転中に、不図示の入力部を操作して外部から停止命令が入力されると、この自立発電運転の停止工程を実施するように構成されている。以下において、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程について図２を参照して説明する。図２は、図１に示す燃料電池システム１００における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。なお、停止命令を入力するための入力部は、例えば、操作ボタン等の入力装置が例示できる。
【００３２】
（停止工程）
電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１００では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ１１）。そして、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。
【００３３】
つまり、発電部５が自立発電運転を行っているとき、制御器３が発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下か否か判定する（ステップＳ１２）。そして、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となったと判定した場合（ステップＳ１２において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ１３）。発電部５の自立発電運転の停止は、例えば、制御器３が、燃料電池システム１００が備える補機類等を停止させ発電部５への空気および燃料等の供給を停止させることで行うことができる。
【００３４】
ステップＳ１２において「ＮＯ」の場合は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまでステップＳ１２の判定処理を繰り返し行う。
【００３５】
なお、所定温度Ｔｘは、発電部５における通常の発電運転時の温度よりも低い温度であってもよい。つまり所定温度Ｔｘは、通常の発電運転時の発電部５の温度（例えば、７００℃）よりも低く、発電部５を安全に停止させることができる温度（例えば５５０℃）として設定することができる。
【００３６】
以上のように、実施形態１に係る燃料電池システム１００では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。
【００３７】
また、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。
【００３８】
したがって、実施形態１に係る燃料電池システム１００は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。
【００３９】
［実施形態２］
（燃料電池システムの構成）
次に、図３、４を参照して本発明の実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成について説明する。図３は、本発明の実施形態２に係る燃料電池システム１１０の概略構成の一例を示すブロック図である。図４は、図３に示す燃料電池システム１１０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【００４０】
実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成は、実施形態１に係る燃料電池システム１００の構成と比較して、さらに発電部温度検出器８と、空気供給器６と、燃料供給器７と、を備えている点で異なる。それ以外の点については、燃料電池システム１１０の構成は、燃料電池システム１００の構成と同様である。したがって、燃料電池システム１１０において燃料電池システム１００と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４１】
発電部温度検出器８は、発電部５の温度を検出する。発電部温度検出器８は、発電部５の所定位置に設けられた、例えば、熱電対またはサーミスタ等の温度センサが例示できる。なお、燃料電池システム１１０では、発電部温度検出器８を、発電部５の所定位置に設けた構成としているが発電部温度検出器８が設けられる位置はこれに限定されるものではない。例えば、発電部温度検出器８は、発電部５の温度変化と相関のある場所に設けられていてもよい。発電部５の温度変化と相関のある場所としては、例えば、燃料電池システム１１０が発電部５の発電に伴い発生する排熱を利用して加熱される部材を備えている場合は、その部材に設けられていてもよい。
【００４２】
空気供給器６は、発電部５に空気を供給する。発電部５には空気を流通させるための不図示の空気流路が接続されており、この空気流路において発電部５よりも上流側に空気供給器６は設けられている。空気供給器６としては、例えば、発電部５に空気を送出するエアポンプを例示できる。
【００４３】
燃料供給器７は、発電部５に燃料を供給する。発電部５には燃料を流通させるための不図示の燃料流路が接続されており、この燃料流路において発電部５よりも上流側に燃料供給器７は設けられている。燃料供給器７としては、例えば、発電部５に燃料（例えば、水素含有ガス）を送出する燃料ポンプを例示できる。
【００４４】
また、上記した構成を有する燃料電池システム１１０は、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態１に係る燃料電池システム１００とは異なる。具体的には、図４に示すように、燃料電池システム１１０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。
【００４５】
すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。また、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度の検出結果を逐次、受信しており、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合、発電部５の自立発電運転を停止させる。具体的には、制御器３は、空気の供給停止を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料の供給停止を指示する制御信号を燃料供給器７に送信することで自立発電運転を停止させる。
【００４６】
（停止工程）
次に、図５を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図５は、図３に示す燃料電池システム１１０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１１０では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ２１）。そして、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ２２において「ＹＥＳ」）、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。なお、制御器３が停止命令を受け付けていない間（ステップＳ２２において「ＮＯ」の間）は、ステップＳ２１に戻り、発電部５による自立発電運転が継続される。
【００４８】
ステップＳ２２において「ＹＥＳ」と判定した場合、制御器３は、空気供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する空気の供給量を増加させる。一方、燃料供給器７は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する燃料の供給量を低下させる（ステップＳ２３）。
【００４９】
燃料電池システム１１０では、発電部５への空気の供給量を増加させることで、供給された空気により発電部５を冷却していくことができる。また、発電部５への燃料の供給量を低下させることで、この発電部５における発電量を低下させ、発電に伴い発生する俳熱の有する熱量を低下させることで、結果として発電部５の温度を低下させることができる。
【００５０】
次に、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度に関する検出結果を受信し、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったか否か判定する（ステップＳ２４）。ここで、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合（ステップＳ２４において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ２５）。一方、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定していない場合（ステップＳ２４において「ＮＯ」）は、制御器３は、ステップＳ２３にもどり、発電部５への空気供給量の増加と燃料供給量の低下とを継続させる。
【００５１】
以上のように、実施形態２に係る燃料電池システム１１０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。
【００５２】
また、燃料電池システム１１０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度を低下させていくことができる。
【００５３】
また、燃料電池システム１１０では、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。
【００５４】
したがって、実施形態２に係る燃料電池システム１１０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。
【００５５】
［実施形態３］
（燃料電池システムの構成）
次に、図６、７を参照して本発明の実施形態３に係る燃料電池システム１２０の構成について説明する。図６は、本発明の実施形態３に係る燃料電池システム１２０の概略構成の一例を示すブロック図である。図７は、図６に示す燃料電池システム１２０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【００５６】
実施形態３に係る燃料電池システム１２０の構成は、実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成と比較して、発電部温度検出器８を備えておらず、計時部１０を設けている点で異なる。それ以外の点については、燃料電池システム１２０の構成は、燃料電池システム１１０の構成と同様である。したがって、燃料電池システム１２０において燃料電池システム１１０と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５７】
計時部１０は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を受け付けてからの経過時間を計測するタイマーである。
【００５８】
また、上記した構成を有する燃料電池システム１２０は、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態２に係る燃料電池システム１１０とは異なる。具体的には、図７に示すように、燃料電池システム１２０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。
【００５９】
すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。また、制御器３は、停止命令を受け付けた際に計時部１０に時間の計測開始を指示する制御信号を送信しており、計時部１０により計測された経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となる場合、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定する。そして、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる。
【００６０】
なお、燃料電池システム１２０では、発電部５へ供給する空気の増加量と燃料の低下量とに対応づけられた発電部５の温度の時間的変化を調べ、発電部５が自立発電運転を安全に停止できる温度となるまでに必要な経過時間を予め求め、例えば、不図示の記憶装置にその経過時間を示すデータを記憶している。そして、制御器３はこのデータを参照し、計時部１０により計測された経過時間から発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったか否か判定することができる。
【００６１】
（停止工程）
次に、図８を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図８は、図６に示す燃料電池システム１２０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１２０では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ３１）。そして、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ３２において「ＹＥＳ」）、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。なお、制御器３が停止命令を受け付けていない間（ステップＳ３２において「ＮＯ」の間）は、ステップＳ３１に戻り、発電部５が自立発電運転を継続する。
【００６３】
ステップＳ３２において「ＹＥＳ」と判定した場合、制御器３は、空気供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する空気の供給量を増加させる。一方、燃料供給器７は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する燃料の供給量を低下させる（ステップＳ３３）。また、制御器３は、ステップＳ３２において「ＹＥＳ」と判定した場合、計時部１０に時間の計測開始を指示する制御信号を送信する。この制御信号により計時部１０は停止命令を受け付けてからの時間経過を計測する。
【００６４】
次に、制御器３は、計時部１０の計測結果に基づき、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となるか否か判定する（ステップＳ３４）。ここで、上述したように所定時間ｔｘは、停止命令を受け付けてから発電部５が自立発電運転を安全に停止できる温度となるまでに必要な経過時間である。
【００６５】
ここで、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となると判定した場合（ステップＳ３４において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定する。そして、次のステップＳ３５に進み、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ３５）。
【００６６】
一方、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘに達していない場合（ステップＳ３４において「ＮＯ」）は、制御器３は、ステップＳ３３にもどり、発電部５への空気供給量の増加と燃料供給量の低下とを継続させる。
【００６７】
以上のように、実施形態３に係る燃料電池システム１２０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。
【００６８】
また、燃料電池システム１２０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度を低下させていくことができる。
【００６９】
また、燃料電池システム１２０では、制御器３は、停止命令を受け付けた時点からの経過時間ｔ１が所定時間ｔｘ以上となるまで、すなわち、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。
【００７０】
また、自立発電運転の停止の判定のために、発電部温度検出器８が設ける必要がないため、装置のコストをさらに低減させることができる。
【００７１】
したがって、実施形態３に係る燃料電池システム１２０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。
【００７２】
［実施形態４］
（燃料電池システム）
次に、図９、１０を参照して本発明の実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成について説明する。図９は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システム１３０の概略構成の一例を示すブロック図である。図１０は、図９に示す燃料電池システム１３０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。
【００７３】
実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成は、図３に示す実施形態２に係る燃料電池システム１１０の構成と比較して、さらに改質器４と水供給器９とを備える点で異なる。また、燃料が燃料供給器７から改質器４を介して発電部４に供給される点で異なる。それ以外の点については、燃料電池システム１３０の構成は、燃料電池システム１１０の構成と同様である。したがって、燃料電池システム１３０において燃料電池システム１１０と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００７４】
改質器４は供給された燃料を改質して改質ガスを生成する。改質器４に供給される燃料としては、例えば、メタンを主成分とする都市ガス、天然ガス、ＬＰＧ、ＬＮＧなどの少なくとも炭素および水素から構成される有機化合物を含むガス、炭化水素、およびメタノールなどのアルコールが例示される。改質器４は、燃料と水（水蒸気）による水蒸気改質反応を進行させ、改質ガスを生成するものであってもよい。改質器４で生成された改質ガスは発電部５に供給される。
【００７５】
なお、改質器４において水蒸気改質反応を進行させるためには、該改質器４を所定の温度となるように加熱する必要がある。そこで、燃料電池システム１３０では、改質器４を、発電部５の発電により生じた排熱により加熱する構成としてもよい。
【００７６】
水供給器９は、改質器４に燃料の改質に利用する改質水を供給する。発電部５には改質器４を介して燃料を流通させるための不図示の燃料流路が接続されており、この燃料流路において改質器４よりも上流側に水供給器９は設けられている。水供給器９としては、例えば、改質器４に水を送出する水ポンプを例示できる。
【００７７】
また実施形態４に係る燃料電池システム１３０では、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態２に係る燃料電池システム１１０と異なる。具体的には、図１０に示すように、燃料電池システム１３０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。
【００７８】
すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。さらに制御器３は、改質器４への改質水の供給量の低下を指示する制御信号を水供給器９に送信する。また、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度の検出結果を逐次、受信しており、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合、発電部５の自立発電運転を停止させる。
【００７９】
（停止工程）
次に、図１１を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図１１は、図９に示す燃料電池システム１３０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【００８０】
電力系統１が停電し、この電力系統１から発電部５が解列されると、燃料電池システム１３０では発電部５が自立発電運転を行う（ステップＳ４１）。そして、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ４２において「ＹＥＳ」）、この発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて、以下に示す停止工程を行う。なお、制御器３が停止命令を受け付けていない間（ステップＳ４２において「ＮＯ」の間）は、ステップＳ４１に戻り、発電部５が自立発電運転を継続する。
【００８１】
ステップＳ４２において「ＹＥＳ」と判定した場合、制御器３は、空気供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、燃料供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する空気の供給量を増加させる。一方、燃料供給器７は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５に供給する燃料の供給量を低下させる（ステップＳ４３）。
【００８２】
さらに、制御器３は、改質水供給量の低下を指示する制御信号を水供給器９に送信する。水供給器９は、制御器３から制御信号を受信すると、改質器４に供給する改質水の供給量を低下させる（ステップＳ４４）。
【００８３】
ここで、改質器４に供給される改質水の流量が低下すると、改質器４における改質反応で生成される改質ガスの流量が小さくなる。このため、発電部５への改質ガスの供給量が低下し、この発電部５における発電量が低下する。発電量が低下すると、発電に伴い発生する俳熱の熱量が低下して発電部５の温度を低下させることができる。また、改質器４が発電部５の発電に伴い発生した排熱により加熱される構成となっている場合、排熱の熱量が低下すると、改質器４を十分に加熱することができず、結果として水蒸気改質反応で生成される改質ガスの流量がさらに小さくなる。
【００８４】
次に、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度に関する検出結果を受信し、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったか否か判定する（ステップＳ４５）。ここで、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合（ステップＳ４５において「ＹＥＳ」）、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ４６）。一方、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定していない場合（ステップＳ４５において「ＮＯ」）は、制御器３は、ステップＳ４３にもどり、発電部５への空気供給量の増加と、燃料供給量の低下と、改質水の供給量の低下とを継続させる。
【００８５】
以上のように、実施形態４に係る燃料電池システム１３０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。
【００８６】
また、燃料電池システム１３０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させる。さらに、制御器か３から送信された制御信号に応じて水供給器９は改質器４への改質水の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度をより確実かつ迅速に低下させていくことができる。
【００８７】
また、燃料電池システム１３０では、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。
【００８８】
したがって、実施形態４に係る燃料電池システム１３０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。
【００８９】
なお、水供給器９から供給される改質水の流量を低下させるだけで、発電部５の温度を所定の時間内に所定温度Ｔｘまで低下させることができる場合は、図１１に示す停止工程の処理フローにおいてステップＳ４３の処理を省略してもよい。
【００９０】
また、図１１に示す停止工程の処理フローにおけるステップＳ４３およびステップＳ４４の実施順番はこれに限定されるものではなく、ステップＳ４３およびＳ４４を同時に実施してもよいし、ステップＳ４４を先に実施し、その後ステップＳ４３を実施してもよい。
【００９１】
（変形例）
また、燃料電池システム１３０の変形例として図１２に示すように、発電部５の自立発電運転を停止させる前に、燃料のみを発電部５に供給し、該燃料により発電部５をパージできる構成としてもよい。図１２は、本発明の実施形態４の変形例に係る燃料電池システム１３０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
図１２に示す実施形態４の変形例に係る燃料電池システム１３０で実施する自立発電運転の停止工程における、ステップＳ５１からステップＳ５５、ステップＳ５７の各ステップにおける処理は、図１１に示す実施形態４の燃料電池システム１３０で実施する自立発電運転の停止工程におけるステップＳ４１からステップＳ４６までの各ステップにおける処理と同様である。このため、これら各ステップの説明については省略する。
【００９３】
ステップＳ５５において発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合（ステップＳ５５において「ＹＥＳ」）、制御器３は、空気の供給停止を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、改質水の供給停止を指示する制御信号を水供給器９に送信する。空気供給器６は、制御器３から制御信号を受信すると、発電部５への空気の供給を停止させる。一方、水供給器９は、制御器３から制御信号を受信すると、改質器４への空気の供給を停止させる（Ｓ５６）。このように燃料電池システム１３０では、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した後、空気および改質水の供給を停止させ、燃料のみが該燃料電池システム１３０に供給されることとなる。このため、燃料電池システム１３０では、燃料供給器７により供給される燃料によって発電部５内の不図示の配管をパージすることができる。 
【００９４】
このように発電部５内の配管を燃料によってパージすると、制御器３は、発電部５の自立発電運転を停止させる（ステップＳ５７）。
【００９５】
以上のように、発電部５の自立発電運転を停止させる前に発電部５内の配管を燃料によってパージできるため、発電部５内に残留する酸素を排出することができる。このため、発電部５が酸化したり、劣化したりすることを防ぐことができる。
【００９６】
なお、実施形態１に係る燃料電池システム１００、実施形態２に係る燃料電池システム１１０、実施形態３に係る燃料電池システム１２０それぞれの停止工程においても、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した後、上記したステップＳ５６の処理を実施し、燃料により発電部５をパージできる構成としてもよい。
【００９７】
［実施形態５］
（燃料電池システム）
次に、図１３、１４を参照して本発明の実施形態５に係る燃料電池システム１４０の構成について説明する。図１３は、本発明の実施形態４に係る燃料電池システム１４０の概略構成の一例を示すブロック図である。図１４は、図１３に示す燃料電池システム１４０における自立発電運転の停止処理に関する制御器３の制御プロセスの一例を示すブロック図である。図１３において、後述する貯湯タンク２０内に貯留された水が流通する循環流路２５については破線の矢印で示している。
【００９８】
実施形態５に係る燃料電池システム１４０の構成は、図９に示す実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成と比較して、貯湯タンク２０と、熱交換器２１と、ラジエータ２２と、循環ポンプ２３と、ラジエータファン２４と、循環流路２５とをさらに備えている点で異なる。また、発電部５の発電により生じた排熱を含む排ガスが発電部５から排出され熱交換器２１を介して系外に排出される点でも異なる。また、発電部５の発電で得られた電力を、循環ポンプ２３およびラジエータファン２４に電力回路を通じて供給できる構成となっている点でも異なる。それ以外の点については、実施形態５に係る燃料電池システム１４０の構成は、実施形態４に係る燃料電池システム１３０の構成と同様である。したがって、実施形態５に係る燃料電池システム１４０において、実施形態４に係る燃料電池システム１３０と同様の部材に対しては同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００９９】
熱交換器２１は、発電部５で発生した排熱と水との間で熱交換させ、水を加熱する。貯湯タンク２０は、熱交換器２１によって加熱された水を貯留する。ラジエータ２２は、水が有する熱を外気へと放散させる。ラジエータファン２４は、ラジエータ２２に外気を送り込むものであり、ラジエータ２２に送り込む外気の流量によってラジエータ２２における水の放熱量を調整することができる。ラジエータファン２４は発電部５の発電により得られた電力によって動作する。
【０１００】
また、循環流路２５は、貯湯タンク２０内の水が熱交換器２１およびラジエータ２２を介して該貯湯タンク２０内に戻るように設けられた流路である。循環ポンプ２３は、循環流路２５を通じて貯湯タンク２０内の水を循環させるポンプであり、発電部５の発電により得られた電力によって動作する。
【０１０１】
燃料電池システム１４０は、貯湯タンク２０、熱交換器２１、ラジエータ２２、循環ポンプ２３、ラジエータファン２４、および循環流路２５から構成された、発電部５で発生した排熱を回収する排熱回収機構を備えたコージェネレーションシステムであるといえる。なお、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力の大きさを制御器３によって制御するように構成されている。例えば、燃料電池システム１４０では、発電部５の発電により発生した排熱で加熱された貯湯タンク２０内の水の温度が予め設定された温度（例えば、７０℃）を超えた場合、循環ポンプ２３およびラジエータファン２４の出力を上げ、循環流路２５を流通する水の温度を低下させるように動作する。このようにして、燃料電池システム１４０は貯湯タンク２０内の水が過昇温とならないように温度調整できるように構成されている。
【０１０２】
なお、ラジエータファン２４の出力の大きさは、例えば、ラジエータファン２４の羽を回転させるモータの回転数を変更させることで調整可能となっている。ラジエータファン２４の出力を大きくするとラジエータ２２で水から放散される熱量を大きくすることができる。また、循環ポンプ２３の出力の大きさは、例えば循環ポンプの駆動電動機の回転数を変更させることで調整可能となっている。循環ポンプ２３の出力を大きくするとラジエータ２２を流通する単位時間あたりの水の流量が大きくなる。したがって、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を大きくすると、ラジエータ２２における水の冷却能力が向上することとなる。
【０１０３】
また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、自立発電運転の停止工程の制御処理が、実施形態４に係る燃料電池システム１３０で実施される自立発電運転の停止工程の制御処理と異なる。具体的には、図１４に示すように、燃料電池システム１４０が備える制御器３は、以下のように各部を制御して停止工程を実施する。
【０１０４】
すなわち、制御器３は、発電部５による自立発電運転の運転停止を指示する停止命令を、例えば不図示の入力部から受け付けると、発電部５への空気の供給量の増加を指示する制御信号を空気供給器６に送信するとともに、発電部５への燃料の供給量の低下を指示する制御信号を燃料供給器７に送信する。さらに制御器３は、改質器４への改質水の供給量の低下を指示する制御信号を水供給器９に送信する。さらにまた、制御器３は、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３に出力を上げるように指示する制御信号を送信する。
【０１０５】
また、制御器３は、発電部温度検出器８から発電部５の温度の検出結果を逐次、受信しており、この検出結果に基づき、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下になったと判定した場合、発電部５の自立発電運転を停止させる。
【０１０６】
（停止工程）
次に、図１５を参照して、発電部５の自立発電運転を停止させる停止工程の処理フローについて説明する。図１５は、図１３に示す燃料電池システム１４０における自立発電運転の停止工程の一例を示すフローチャートである。
【０１０７】
燃料電池システム１４０で実施される自立発電運転の停止工程におけるステップＳ６１からステップＳ６４、ステップＳ６６、Ｓ６７の各ステップは、実施形態４に係る燃料電池システム１３０で実施される自立発電運転の停止工程におけるステップＳ４１〜ステップＳ４６の各ステップと同じである。このため、これら各ステップの説明については省略する。
【０１０８】
ステップＳ６２において、制御器３が、停止命令を受け付けると（ステップＳ６２において「ＹＥＳ」）、ステップＳ６３で空気供給器６が発電部５に供給する空気の流量を増加させ、燃料供給器７が改質器４に供給する燃料の流量を低下させる。また、ステップＳ６４で水供給器９が改質器４に供給する改質水の流量を低下させる。さらに、制御器３は、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３に出力を上げるように指示する制御信号を送信する。ラジエータファン２４および循環ポンプ２３は、制御器３から制御信号を受信すると、それぞれ出力をさらに上げる。そして、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を上げることによって、循環流路２５を流通する水の単位時間あたりの放熱量をさらに大きくすることができる。
【０１０９】
つまり、発電部５が自立発電運転を実施している間は、循環流路２５を流通する水が発電部５の発電で発生した排熱により加熱され、貯湯タンク２０内の水が予め設定された温度に維持される。また、発電部５が自立発電運転を停止してもしばらくの間は発電部５から余熱が熱交換器２１を介して循環流路２５内の水に伝熱する。しかしながら、自立発電運転の停止後は、発電部５から循環ポンプ２３およびラジエータファン２４に電力が供給されないため、これらの装置を動作させることができない。このため、自立発電運転停止後に貯湯タンク２０内の水が予め設定された温度以上となった場合、この水の温度を低下させることができない。
【０１１０】
そこで、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、発電部５が自立発電運転を停止させる前に、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を上げて、貯湯タンク２０内の水の温度を十分に低下させる。これによって、自立発電運転停止後において発電部５からの余熱が伝熱し、貯湯タンク２０内の水が予め設定された温度以上となってしまうことを防ぐことができる。
【０１１１】
以上のように、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、発電部５の自立発電運転で得られた電力を用いて停止工程が実施されるため、例えば、特許文献１の燃料電池システムのように蓄電池を備える必要がない。このため、装置の大型化や高コスト化を防ぐことができる。
【０１１２】
また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、停止命令を受け付けると、制御器３から送信された制御信号に応じて空気供給器６は発電部５への空気の供給量を増加させ、燃料供給器７は発電部５への燃料の供給量を低下させる。さらに、制御器か３から送信された制御信号に応じて水供給器９は改質器４への改質水の供給量を低下させることができる。このため、発電部５の温度をより確実かつ迅速に低下させていくことができる。
【０１１３】
また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、制御器３は、発電部５の温度Ｔ１が所定温度Ｔｘ以下となるまで自立発電運転を停止させない。このため、発電部５が高温の状態のまま、その自立発電運転を停止させて該発電部５を劣化させてしまうことを防ぐことができる。
【０１１４】
また、実施形態５に係る燃料電池システム１４０では、発電部５の自立発電運転を停止させる前に、ラジエータファン２４および循環ポンプ２３の出力を上げて、貯湯タンク２０内の水の温度を十分に低下させることができる。このため、自立発電運転停止後にラジエータファン２４および循環ポンプ２３が停止したとしても、貯湯タンク２０内の水が過昇温となったり沸騰したりすることを防止しすることができる。
【０１１５】
したがって、実施形態５に係る燃料電池システム１４０は、電力系統１の停電時に自立発電運転を行っている発電部５を適切に停止させることができる。
【０１１６】
なお、図１５に示す停止工程の処理フローにおけるステップＳ６３からステップＳ６５の実施順番はこれに限定されるものではなく、例えば、ステップＳ６３、Ｓ６４、Ｓ６５を同時に実施してもよい。あるいは、ステップＳ６４を先に実施し、その後ステップＳ６３、Ｓ６５を実施してもよい。またはステップＳ６５を先に実施し、その後ステップＳ６３、Ｓ６４を実施してもよい。すなわち、ステップＳ６３、Ｓ６４、Ｓ６５の実施順番は任意であってもよい。
【０１１７】
また、ステップＳ６７において自立発電運転を停止させる前に、実施形態４に係る燃料電池システム１３０と同様に、発電部５への空気および改質水の供給を停止させ、燃料により該発電部５内をパージする構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明の一態様に係る燃料電池システムは、電力系統の停電時に自立発電運転を行う、定置用途または車両用途などの燃料電池システムに利用できる。
【符号の説明】
【０１１９】
１    電力系統
２    開閉器
３    制御器
４    改質器
５    発電部
６    空気供給器
７    燃料供給器
８    発電部温度検出器
９    水供給器
１０    計時部
２０    貯湯タンク
２１    熱交換器
２２    ラジエータ
２３    循環ポンプ
２４    ラジエータファン
２５    循環流路
１００    燃料電池システム
１１０    燃料電池システム
１２０    燃料電池システム
１３０    燃料電池システム
１４０    燃料電池システム
【図１】
2016201249.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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