JP5151745B2

JP5151745B2 - コージェネレーション装置の故障診断方法

Info

Publication number: JP5151745B2
Application number: JP2008176551A
Authority: JP
Inventors: 淳中山; 洋永里; 玄道加藤; 真珠美戸田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-07-07
Also published as: JP2010014373A

Description

本発明は、複数のユニットで構成されるシステムの通信において、通信の故障箇所を特定するための故障診断機能を有するコージェネレーション装置に関するものである。

現在地球温暖化防止、ＣＯ_２削減の取組みなどの関心が高まる中、燃料電池発電装置システムやガスコージェネレーションシステムのようにエネルギー利用効率が高い商品に注目が集まっている。

例えば燃料電池発電装置システムは、水素生成器により都市ガスなどの原料ガスから水素を主成分とする燃料ガスである水素ガスを生成し、生成した水素ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う。

また燃料電池発電装置システムは、発電しているときや水素生成器により都市ガスなどの原料ガスを水素に改質する際に発生する熱を、冷却水を循環させて冷却すると共に、排熱回収したお湯を貯湯タンクに蓄える。燃料電池発電装置システムにおいて、貯湯タンクに蓄えられたお湯は、風呂や台所などの生活用水として利用されるので、発電の効率（電力）と排熱回収の効率（熱）を合わせたものが一次エネルギーの利用効率となり、燃料電池発電装置システムは非常に効率が高いシステムである。

このように燃料電池発電装置システムは、都市ガスなどの原料ガスから水素を作る改質器や、水素ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行うスタックや、スタックが発電した直流電圧を交流電圧に変換するインバータなどから構成される燃料電池発電装置本体と、発電する際に発生する熱を排熱回収しお湯として貯える貯湯装置に大別でき、燃料電池発電装置本体と貯湯装置は共に大型の装置であるため、一般的に別ユニットとして構成されている。

燃料電池発電装置本体と貯湯装置間では、貯湯装置のタンクの湯量や弁の開閉の状態などの情報をやりとりし、燃料電池発電装置システム全体として一連の発電動作を行っている。

しかし前述したように、燃料電池発電装置システムは発電装置本体と貯湯装置が別ユニットとして構成されることが多い。また燃料電池発電装置システムは従来の給湯機などに代って設置されることも多く、それらの多くは屋外に設置される。発電装置本体と貯湯装置は別ユニットとして存在することが多いので、設置場所の環境条件によっては数メートルから十数メートル離れて設置されることもある。

このような屋外でかつ離れて設置される条件の中で、発電装置本体と貯湯装置間は屋外に引き回された通信ケーブルによって通信をしながら一連の動作を行っている。

よって屋外に設置され、かつ複数ユニットから構成される燃料電池発電装置の装置間通信は経年劣化等で通信に不具合が発生する可能性が他の機器に比べると高い。また、２つのユニットが離れて設置されることが多いため、不具合が発生した場合どこに原因があるのかを確認するのが大変である。

このような場合、従来は例えばメンテナンス者が通信ラインをモニタするような装置を現地に持っていって解析し、これによって故障箇所の特定を行うようなことも行われていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−８６０４１号公報

しかし上述したように上記従来の構成は、燃料電池発電装置システムの装置間通信に異常が発生し、発電装置本体または貯湯装置または通信ケーブルのどこに不具合が発生しているかを解析するのに通信ラインのモニタ装置が必要である。

本発明は上記従来の課題に鑑み、特殊な装置を用いることなく故障診断箇所の特定ができるコージェネレーション装置を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明のコージェネレーション装置の故障診断方法は、発電可能な発電装置と、その発電装置が発電する際に発生する排熱を回収しエネルギーを蓄える貯湯装置と、前記発電装置の起動、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段と、前記貯湯装置の動作を制御する貯湯装置制御手段と、前記発電装置と前記貯湯装置の間の情報のやり取りを行うための通信手段と、前記発電装置側の前記通信手段と前記貯湯装置側の前記通信手段を接続する通信ラインと、前記発電装置と前記貯湯装置の間の通信状態を点灯状態又は消灯状態により報知する通信状態報知手段と、を有するコージェネレーション装置の故障診断方法であって、前記通信手段は、前記発電装置制御手段側から前記貯湯装置制御手段側へ通信信号が送信された後、前記貯湯装置制御手段側から前記発電装置制御手段側へ通信信号が送信されるよう構成され、前記通信状態報知手段は前記通信ラインの発電装置側に設けられた第１通信状態報知手段、及び、貯湯装置側に設けられた第２通信状態報知手段を備えており、通信異常が発生したことを報知する報知工程と、通信異常が発生した場合に、前記第１通信状態報知手段が点滅していなければ前記発電装置制御手段の異常であり、前記第１通信状態報知手段が点滅し、前記第２通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、前記第１通信状態報知手段及び前記第２通信状態報知手段が点滅していれば前記貯湯装置制御手段の異常であることを特定する特定工程と、を備えるものである。
また、本発明のコージェネレーション装置の故障診断方法は、発電可能な発電装置と、その発電装置が発電する際に発生する排熱を回収しエネルギーを蓄える貯湯装置と、前記発電装置の起動、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段と、前記貯湯装置の動作を制御する貯湯装置制御手段と、前記発電装置と前記貯湯装置の間の情報のやり取りを行うための通信手段と、前記発電装置側の前記通信手段と前記貯湯装置側の前記通信手段を接続する通信ラインと、前記発電装置と前記貯湯装置の間の通信状態を点灯状態又は消灯状態により報知する通信状態報知手段と、を有するコージェネレーション装置の故障診断方法であって、前記通信手段は、前記発電装置制御手段側から前記貯湯装置制御手段側へ通信信号が送信された後、前記貯湯装置制御手段側から前記発電装置制御手段側へ通信信号が送信されるよう構成され、前記通信ラインは、前記発電装置側から前記貯湯装置側へ送信する送信ライン、及び、前記発電装置側へ前記貯湯装置側から受信する受信ラインを備え、前記通信状態報知手段は、前記送信ラインの発電装置側に設けられた第１通信状態報知手段、貯湯装置側に設けられた第２通信状態報知手段、前記受信ラインの貯湯装置側に設けられた第３通信状態報知手段、及び、発電装置側に設けられた第４通信状態報知手段を備えており、通信異常が発生したことを報知する報知工程と、通信異常が発生した場合に、前記第１通信状態報知手段が点滅していなければ前記発電装置制御手段の異常であり、前記第１通信状態報知手段が点滅し、前記第２通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、前記第１通信状態報知手段及び前記第２通信状態報知手段が点滅し、前記第３通信状態報知手段が点滅していなければ前記貯湯装置制御手段の異常であり、前記第１通信状態報知手段、前記第２通信状態報知手段及び前記第３通信状態報知手段が点滅し、前記第４通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、前記第１通信状態報知手段、前記第２通信状態報知手段、前記第３通信状態報知手段及び前記第４通信状態報知手段が点滅していれば前記発電装置制御手段の異常であることを特定する特定工程と、を備えるものである。

これによって本発明は、例えば、通信手段の通信状態を報知するＬＥＤ等の通信状態報知手段を通信ラインに設けることにより、前記通信状態報知手段の点灯状態から故障診断箇所を特定することができる。

本発明のコージェネレーション装置は、発電装置本体と貯湯装置のように装置間の通信ラインにＬＥＤ等の通信状態報知手段を設けることにより、装置間の通信異常が発生した際に、どちらのユニットで異常が発生しているかを特定することができるので、特殊な装置を用いることなく故障診断箇所の特定ができる。

第１の発明は、発電可能な発電装置と、その発電装置が発電する際に発生する排熱を回収しエネルギーを蓄える貯湯装置と、前記発電装置の起動、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段と、前記貯湯装置の動作を制御する貯湯装置制御手段と、前記発電装置と前記貯湯装置の間の情報のやり取りを行うための通信手段と、前記発電装置側の前記通信手段と前記貯湯装置側の前記通信手段を接続する通信ラインと、前記発電装置と前記貯湯装置の間の通信状態を点灯状態又は消灯状態により報知する通信状態報知手段と、を有するコージェネレーション装置の故障診断方法であって、前記通信手段は、前記発電装置制御手段側から前記貯湯装置制御手段側へ通信信号が送信された後、前記貯湯装置制御手段側から前記発電装置制御手段側へ通信信号が送信されるよう構成され、前記通信状態報知手段は前記通信ラインの発電装置側に設けられた第１通信状態報知手段、及び、貯湯装置側に設けられた第２通信状態報知手段を備えており、通信異常が発生したことを報知する報知工程と、通信異常が発生した場合に、前記第１通信状態報知手段が点滅していなければ前記発電装置制御手段の異常であり、前記第１通信状態報知手段が点滅し、前記第２通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、前記第１通信状態報知手段及び前記第２通信状態報知手段が点滅していれば前記貯湯装置制御手段の異常であることを特定する特定工程と、を備えるコージェネレーション装置の故障診断方法である。
また、第２の発明は、発電可能な発電装置と、その発電装置が発電する際に発生する排熱を回収しエネルギーを蓄える貯湯装置と、前記発電装置の起動、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段と、前記貯湯装置の動作を制御する貯湯装置制御手段と、前記発電装置と前記貯湯装置の間の情報のやり取りを行うための通信手段と、前記発電装置側の前記通信手段と前記貯湯装置側の前記通信手段を接続する通信ラインと、前記発電装置と前記貯湯装置の間の通信状態を点灯状態又は消灯状態により報知する通信状態報知手段と、を有するコージェネレーション装置の故障診断方法であって、前記通信手段は、前記発電装置制御手段側から前記貯湯装置制御手段側へ通信信号が送信された後、前記貯湯装置制御手段側から前記発電装置制御手段側へ通信信号が送信されるよう構成され、前記通信ラインは、前記発電装置側から前記貯湯装置側へ送信する送信ライン、及び、前記発電装置側へ前記貯湯装置側から受信する受信ラインを備え、前記通信状態報知手段は、前記送信ラインの発電装置側に設けられた第１通信状態報知手段、貯湯装置側に設けられた第２通信状態報知手段、前記受信ラインの貯湯装置側に設けられた第３通信状態報知手段、及び、発電装置側に設けられた第４通信状態報知手段を備えており、通信異常が発生したことを報知する報知工程と、通信異常が発生した場合に、前記第１通信状態報知手段が点滅していなければ前記発電装置制御手段の異常であり、前記第１通信状態報知手段が点滅し、前記第２通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、前記第１通信状態報知手段及び前記第２通信状態報知手段が点滅し、前記第３通信状態報知手段が点滅していなければ前記貯湯装置制御手段の異常であり、前記第１通信状態報知手段、前記第２通信状態報知手段及び前記第３通信状態報知手段が点滅し、前記第４通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、前記第１通信状態報知手段、前記第２通信状態報知手段、前記第３通信状態報知手段及び前記第４通信状態報知手段が点滅していれば前記発電装置制御手段の異常であることを特定する特定工程と、を備えるコージェネレーション装置の故障診断方法である。

上記構成、動作によると、本発明の故障診断方法は、発電装置本体と、貯湯装置の間の装置間通信に異常が発生した際に、前記通信手段の通信ラインに設けられたＬＥＤ等の通信状態報知手段の点灯状態で故障診断箇所を特定することができるので、燃料電池発電装置システムの発電装置本体と貯湯装置間の通信異常が発生した場合に、メンテナンス者等が特別な装置を利用しなくても、発電装置本体側、貯湯装置側のどちら側で不具合が発生しているかを特定することが可能であるので、故障診断の作業性を向上させることができる。また、前記通信状態報知手段を発電装置本体側と貯湯装置側の両方に設けることにより、故障箇所の特定を発電装置本体側、貯湯ユニット側だけでなく、通信ケーブルの断線等も識別することができるので、故障診断箇所の特定を更に細かく行うことが可能である。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記発電装置および前記貯湯装置を操作したり、機器の動作状態を表示したりする表示手段を有し、前記報知工程は、通信状態に異常が発生した際には前記表示手段に通信異常が発生したことを表示する工程である。

上記構成、動作によると、燃料電池発電装置システムの発電装置本体と貯湯装置間の通信異常が発生した場合に、まず、前記表示手段に例えばエラーコードのような方式で装置間に通信異常が発生したことを報知することで、利用者やメンテナンス者は装置間で異常が発生していることを特定でき、その後、ＬＥＤ等の信状態報知手段の点灯状態で故障診断箇所を特定することができるので、発電装置本体側、貯湯装置側のどちら側で不具合が発生しているかを特定することが可能であるので、故障診断の作業性を向上させることができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、通信状態報知手段は通信ラインに設けられたＬＥＤであることを特徴とする。

上記構成、動作によると、発電装置本体と貯湯装置の装置間通信に異常が発生した場合、通信ラインに直接ＬＥＤ等の通信状態報知手段を設けているので、例えば通信ラインがグランドとショートしているような更に具体的な故障診断まで可能になるので、メンテナンス者の作業性を向上させることができる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１つの発明において、前記報知工程は、前記表示手段に故障箇所の特定方法を表示することを特徴とする。

上記構成、動作によると、発電装置本体と貯湯装置の装置間通信に異常が発生した場合、前記表示手段に確認すべき通信状態報知手段の箇所とその対処方法を表示するので、メンテナンス者は表示内容に沿って故障診断を行うことで不具合箇所を発見できるので、メンテナンス者の作業負担を軽減することができる。

第６の発明は、第３から第５のいずれか１つの発明において、前記表示手段は、メンテナンス者が発電装置システムを操作したり機器の動作状態を確認するメンテナンス用表示手段と、利用者が発電装置システムを操作したり機器の動作状態を確認する利用者用表示手段が個別に設けられていることを特徴とする
上記構成、動作によると、発電装置本体と貯湯装置の装置間通信に異常が発生した場合、前記表示手段に確認すべき通信状態報知手段の箇所とその対処方法を表示する際に、メンテナンス者が発電装置システムを操作したり機器の動作状態を確認するメンテナンス用表示手段と、利用者が発電装置システムを操作したり機器の動作状態を確認する表示手段が個別に設けることにより、システムに異常が発生した場合でも、屋内に入って表示内容を確認する必要がない。また、メンテナンス者専用の表示手段とすることで、表示内容をメンテナンス専用に使いやすい形にすることが可能であるので、メンテナンス者の作業効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるコージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの構成図である。

図１において、燃料電池発電装置システムは、都市ガスなどの原料ガスから水素を作って発電を行う燃料電池発電装置１と、発電する際に発生した熱を回収しお湯として貯湯タンク２５に貯える貯湯装置２とから構成される。

燃料電池発電装置１は、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段３と、貯湯装置２との情報のやりとりを行うための通信手段７ａと、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行うスタック２２と、スタック２２などの冷却や水素生成器２１からの排ガスからの熱を回収する排熱回収手段２４ａ，２４ｂと、排熱回収手段２４ａの水経路に冷却水を供給したり、排熱回収手段２４ｂの水経路に貯湯装置２からの排熱回収用の水を供給したりするポンプ２３ａ，２３ｂを有している。

また、貯湯装置２は、貯湯装置２の動作を制御する貯湯装置制御手段４と、排熱回収したお湯を貯える貯湯タンク２５と、燃料電池発電装置１本体との情報のやり取りを行うための通信手段７ｂを有している。

燃料電池発電装置１の通信手段７ａと、貯湯装置２の通信手段７ｂは通信ケーブル６で接続されており、貯湯装置２の貯湯タンク２５に貯えられているお湯の量や温度、燃料電池発電装置１の発電量や発電時間等の情報のやりとりを行っている。また、お湯の量や温度、発電量や発電時間といった情報は、貯湯装置２と通信ケーブル６で接続されたリモコンなどの表示手段８で利用者に報知することができる。

また、主に利用者が使用する表示手段８とは別に、メンテナンス者が使用するメンテナンス用表示手段９が燃料電池発電装置１側に有している。

但し、表示手段８は燃料電池発電装置１と接続する構成であっても、利用者への各種情報の報知を行うことができるので、本発明の効果は変わらない。

次に、図２は本発明の実施の形態１における、燃料電池発電装置システムの通信構成の例を示す構成図である。ここでは、通信方式としてＲＳ−４２２／４８５通信に代表される作動信号による通信を例に説明をする。また、燃料電池発電装置１と貯湯装置２の通信は、燃料電池発電装置１を主局、貯湯装置２を従属局として説明する。

但し、通信方式や燃料電池発電装置１と貯湯装置２の主局と従属局の関係はこれ以外の場合でも本発明の効果は変わらない。

また、通信方式に関しても、ＲＳ−４２２／４８５通信以外の方式でも本発明の効果は変わらない。ＲＳ−４２２／４８５通信以外の通信方式に関しては実施の形態２で説明する。

図２において、差動信号による通信は、＋の信号、−の信号、極性の異なる２つの信号を同時に相手側に送信して信号を伝達している。燃料電池発電装置１が主局であるので、まず燃料電池発電装置１側の発電装置制御手段３から通信信号が送信され、通信手段７ａで差動信号に変換され、通信ケーブル６を介して貯湯装置２に通信信号が送信される。

信号を受信した通信手段７ｂは差動信号を再度前記発電装置制御手段３が送信した通信信号に変換し、貯湯装置制御手段４はその信号を受信する。

次に貯湯装置制御手段４は、正常に信号を受信すると、前述した燃料電池発電装置１から貯湯装置２に通信信号を送信したのとは逆のルートで、発電装置制御手段３に向かって通信信号を送信する。

これら燃料電池発電装置１と貯湯装置２の一連の信号のやりとりの際に、通信ラインに設けられた通信状態報知手段５ａ，５ｂは、正常に信号がやりとりされている時は、一定の周期で点滅をしている。

これは、差動信号を送信する２本の通信ラインが、通信信号を送信する時は常に逆の極性の信号を送信するからであり、つまり、この２本の通信ラインの間にＬＥＤ等を接続することにより差動信号の電位差によりＬＥＤが点滅し、視覚的に通信が正常に行われていることが確認できる。

次に、図３、図４を用いて、通信異常が発生した場合の更に具体的な故障箇所を特定する診断方法について説明する。

図３は、燃料電池発電装置１と貯湯装置２の間で通信を行っているシステムにおいて、装置間に通信異常が発生した場合の、故障箇所の特定方法を示すフローチャートである。

燃料電池発電装置システムで、燃料電池発電装置１が主局、貯湯装置２が従属局であるから、通信は常に燃料電池発電装置１側の発電装置制御手段３から、貯湯装置２の貯湯装置制御手段４に向かってまず通信信号が送信される。貯湯装置制御手段４が信号を受信すると、今度は貯湯装置制御手段４から発電装置制御手段３に向かって通信信号が送信される。

以上のことをふまえて、図３を用いて通信異常が発生した場合の故障箇所の特定方法について説明する。

図４は燃料電池発電装置システムの情報や操作を行うための表示手段の正面図である。

図４において、表示手段８は、燃料電池発電装置システムの遠隔操作を行うための操作手段３１を有している。

利用者は操作手段３１を操作して、表示手段８の画面に表示される情報を確認しながら燃料電池発電装置システムの発電、停止、貯湯タンクに蓄えられている湯を使用する際の温度設定などを設定することができる。

また、表示手段８は、燃料電池発電装置システムの運転状態を表示することが可能である。例えば、燃料電池発電装置１が今何ワットで発電しているか、貯湯タンクに湯がどの程度蓄えられているかといった情報である。

更に、燃料電池発電装置システムに異常が発生した際は、図４に示すように画面の一部にエラーコード（図４の例では画面左上に示す「９９９」という表記）等の情報を表示することでシステムに異常が発生した場合、利用者に報知することができる。

例えば、「９９９」が燃料電池発電装置１と貯湯装置２の装置間通信の通信異常のエラーコードであるとした場合、図４において、表示手段８の画面に表示している「９９９」の表示を見て、装置間通信に異常が発生していることを確認することができる（Ｓ１）。

装置間の通信に異常が発生している場合、異常の発生原因が、燃料電池発電装置１側、貯湯装置２側、通信ケーブル６のどこにあるのかを特定するためには、従来であるならば、装置間の通信を通信モニタの装置を接続するなどして確認する必要があったが、本実施の形態１では、燃料電池発電装置１側と貯湯装置２側に設けられた通信状態報知手段５ａ，５ｂの点灯状態で故障箇所の特定が可能である。

図３において、表示手段８に装置間の通信異常を表示すると（Ｓ１）、まず、主局である燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５ａの状態を確認する。ここでは、通信状態報知手段５ａは、通信ラインに設けられたＬＥＤである。通信が正常に行われている時は、燃料電池発電装置１側から通信信号が送信されているため、通信ラインに設けられているＬＥＤは通信信号に同期して点滅する。

しかし、燃料電池発電装置１側で、例えば、マイコンに代表される発電装置制御手段３の不良、通信手段７ａの不良などが発生している場合は、通信ラインに通信信号は発生しないので、燃料電池発電装置１側のＬＥＤは消灯もしくは点灯状態のままとなる。

このとき消灯と点灯どちらの状態になるかは、故障発生のタイミングや、故障内容（ショート故障、オープン故障など）によって変わるが、いずれもＬＥＤの点滅にはならない。

よって、装置間の通信異常が発生して表示手段８に装置間通信のエラーコードが発生した場合、まず、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５ａの点灯状態を確認する（Ｓ２）。

上述した理由から、通信状態報知手段５ａのＬＥＤが点滅していなければ、燃料電池発電装置１側の基板故障であると判断でき（Ｓ３）、燃料電池発電装置１側の基板を交換等の対応となる。

通信状態報知手段５ａのＬＥＤが点滅していれば、燃料電池発電装置１側の基板は正常であると判断でき次ステップに進む。

次に、貯湯装置２側の通信状態報知手段５ｂの点灯状態を確認する（Ｓ４）。図２に示すように、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５ａと貯湯装置２側の通信状態報知手段５ｂは同一通信ライン上に設けられているので、通信ケーブル６が断線していたり、コネクタの挿入が不完全であったりしなければ、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５ａであるＬＥＤが点滅するタイミングと同じタイミングで貯湯装置２側の通信状態報知手段５ｂであるＬＥＤも点滅する。

よって、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５ａの状態を確認した次は、貯湯装置２側の通信状態報知手段５ｂであるＬＥＤの状態を確認する（Ｓ４）。上述した理由から、通信状態報知手段５ｂのＬＥＤが点滅していなければ、通信ケーブル６の故障もしくはコネクタの挿入不足等が異常の原因であると判断でき（Ｓ５）、通信ケーブル６のコネクタの挿入のやり直しや通信ケーブル６の交換等の対応となる。

通信状態報知手段５ｂのＬＥＤが点滅していれば、燃料電池発電装置１側から正常に通信信号が送信されてきているにも関わらず、装置間の通信異常が発生しているので、貯湯装置２側の基板が故障していると判断できる（Ｓ６）ので、貯湯装置２側の基板を交換等の対応となる。

このように、本発明の実施の形態１におけるコージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムでは、通信信号が正常にやりとりされているかどうか、テスタやオシロスコープなどを現場に持ち込むことなく、燃料電池発電装置１側と貯湯装置２側に設けられたＬＥＤの点灯状態を確認することで故障箇所を特定することができるので、メンテナンス者の負担を軽減でき、作業効率も上げることができる。

さらに図５に示すようなメンテナンス用表示手段９を、利用者が燃料電池発電装置１を操作するための表示手段８とは個別に設けることにより、図３に示したような故障診断のフローを図５に示すようなメンテナンス用表示手段９に示して、メンテナンス者が前記メンテナンス用表示手段９に備えているメンテナンス用操作手段４１を操作しながら故障診断を進めることができる。

これにより、メンテナンス者が利用者の宅内に入ることなく、メンテナンス用表示手段９に表示しているエラーコードを確認することができ、かつ、故障診断を画面に従って進めることができるので、利用者にとってはメンテナンス者に宅内に入られることなく、かつ、メンテナンス者にとっても、故障診断を画面に従って行えばよいので、メンテナンスマニュアルを確認する必要がなく、メンテナンス者の作業性を向上させることができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるコージェネレーション装置は、実施の形態１に加えて、装置間通信の通信方式が、送信ライン、受信ライン別々に設けられている場合の実施の形態であり、その他の構成、動作は、実施の形態１と同じである。

そこで以下では実施の形態２の構成、動作について、実施の形態１との相違点を中心に述べ、その他の構成、動作については実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。図６はＲＳ２３２Ｃ通信規格などに代表されるように、送信と受信の通信ラインが独立して設けられている場合のコージェネレーション装置の構成図の例である。

図６において、燃料電池発電装置１は、貯湯装置２側へ送信する通信ライン側に設けられた通信状態報知手段５１ａと、貯湯装置２から送信されてきた信号を受信する通信ライン側に設けられた通信状態報知手段５１ｂを有している。

また、貯湯装置２は、燃料電池発電装置１から送信されてきた信号を受信する通信ライン側に設けられた通信状態報知手段５２ａと、燃料電池発電装置１側へ送信する通信ライン側に設けられた通信状態報知手段５２ｂを有している。

ここでは、装置間の通信をＲＳ２３２Ｃ通信規格で行っている場合で、かつ、燃料電池発電装置１と貯湯装置２の通信は、燃料電池発電装置１を主局、貯湯装置２を従属局として説明する。

但し、通信方式や燃料電池発電装置１と貯湯装置２の主局と従属局の関係はこれ以外の場合でも発明の効果は変わらない。

図６において、燃料電池発電装置１が主局であるので、まず燃料電池発電装置１側の発電装置制御手段３から通信信号が送信され、通信手段７１ａでＲＳ２３２Ｃ通信規格の信号に変換され、通信ケーブル６を介して貯湯装置２に通信信号が送信される。信号を受信した通信手段７１ｂはＲＳ２３２Ｃ通信規格の信号を再度発電装置制御手段３が送信した通信信号に変換し、貯湯装置制御手段４はその信号を受信する。

これら燃料電池発電装置１と貯湯装置２の一連の信号のやりとりの際に、通信ラインに設けられた通信状態報知手段５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは正常に信号がやりとりされている時は、通信信号のＨｉ／Ｌｏ状態に同期点滅しているだけなので、ＬＥＤの点灯状態を確認すれば、装置間の通信が正常に行われているかどうかを確認することができる。

次に図６、図７を用いて、本発明の実施の形態２における動作について説明する。

図７において、表示手段８に装置間の通信異常を表示すると（Ｔ１）、まず、主局である燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５１ａの状態を確認する。ここでは、通信状態報知手段は、通信ラインに設けられたＬＥＤである。

通信が正常に行われている時は、燃料電池発電装置１側から通信信号が送信されているため、燃料電池発電装置１側の通信ライン（送信側）に設けられている通信状態報知手段５１ａは通信信号に同期して点滅する。

しかし、燃料電池発電装置１側で、例えば、マイコンに代表される発電装置制御手段３であるの不良、通信手段７１ａの不良などが発生している場合は、通信ラインに通信信号は発生しないので、前記通信状態報知手段５１ａは消灯もしくは点灯状態のままとなる。

よって、装置間の通信異常が発生して表示手段８に装置間通信のエラーコードが発生した場合、まず、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５１ａの点灯状態を確認する（Ｔ２）。上述した理由から、前記通信状態報知手段５１ａのＬＥＤが点滅していなければ、燃料電池発電装置１側の基板故障であると判断でき（Ｔ３）、燃料電池発電装置１側の基板を交換等の対応となる。

通信状態報知手段５１ａのＬＥＤが点滅していれば、燃料電池発電装置１側の基板は正常であると判断でき次ステップに進む。

次に、貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ａの点灯状態を確認する（Ｔ４）。図６に示すように、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５１ａと貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ａは同一通信ライン上に設けられているので、通信ケーブル６が断線していたり、コネクタの挿入が不完全であったりしなければ、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５１ａであるＬＥＤが点滅するタイミングと同じタイミングで貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ａであるＬＥＤも点滅する。

よって、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５１ａの状態を確認した次は、貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ａであるＬＥＤの状態を確認する（Ｔ４）。上述した理由から、通信状態報知手段５ｂのＬＥＤが点滅していなければ、通信ケーブル６の故障もしくはコネクタの挿入不足等が異常の原因であると判断でき（Ｔ５）、通信ケーブル６のコネクタの挿入のやり直しや通信ケーブル６の交換等の対応となる。

通信状態報知手段５２ａのＬＥＤが点滅していれば、燃料電池発電装置１側から正常に通信信号が送信されてきていると判断できるので、次のステップに進む。

次に、貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ｂの点灯状態を確認する（Ｔ６）。燃料電池発電装置１側から正常に信号が送信されてきているにも関わらず、通信状態報知手段５２ｂが点滅しないということは、燃料電池発電装置１側への送信信号が出力されていないということである。

これは、貯湯装置制御手段４が正常に通信信号を受信できていないか、貯湯装置制御手段４がマイコンの不具合等により、通信信号を送信していないといったことが不具合の理由として考えられるが、いずれも貯湯装置２側の問題であるので、貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ｂが点滅しているかどうかを確認し（Ｔ６）、点滅していなかったら、上記の理由から貯湯装置２側の基板を交換等の対応となる（Ｔ７）。

通信状態報知手段５２ｂのＬＥＤが点滅していれば、貯湯装置２側の基板は正常であると判断でき次ステップに進む。

次に、貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ａの点灯状態を確認する（Ｔ８）。図６に示すように、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５２ｂと貯湯装置２側の通信状態報知手段５１ｂは同一通信ライン上に設けられているので、通信ケーブル６が断線していたり、コネクタの挿入が不完全でなければ、貯湯装置２側の通信状態報知手段５２ｂであるＬＥＤが点滅するタイミングと同じタイミングで燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５２ｂであるＬＥＤも点滅する。

よって、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５２ｂの状態を確認した次は、燃料電池発電装置１側の通信状態報知手段５１ｂであるＬＥＤの状態を確認する（Ｔ８）。

上述した理由から、通信状態報知手段５１ｂのＬＥＤが点滅していなければ、通信ケーブル６の故障もしくはコネクタの挿入不足等が異常の原因であると判断でき（Ｔ９）、通信ケーブル６のコネクタの挿入のやり直しや通信ケーブル６の交換等の対応となる。

通信状態報知手段５１ｂのＬＥＤが点滅していれば、貯湯装置２側からの送信信号が燃料電池発電装置１側で正常に受信できていないということになり、燃料電池発電装置１側の基板が故障していると判断できるので、燃料電池発電装置１側の基板交換等の対応となる（Ｔ１０）。

通信信号が正常にやりとりされているかどうか、テスタやオシロスコープなどを現場に持ち込むことなく、燃料電池発電装置１側と貯湯装置２側に設けられたＬＥＤの点灯状態を確認することで故障箇所を特定することができるので、メンテナンス者の負担を軽減でき、作業効率を上げることができる。

但し、実施の形態として、ＲＳ２３２Ｃ通信を挙げて説明したが、例えば、マイコンのシリアルポートを用いて直接通信のやりとりを行うような場合でも、送信ライン、受信ラインを独立してデータをやりとりする構成に代わりはないので、発明の効果は変わらない。

また、実施の形態１、実施の形態２いずれにも該当することであるが、燃料電池発電装置１と貯湯装置２が個別のユニットとして存在せず、図８に示すように、一体型のコージェネレーション装置１０１のような場合でも、装置は比較的大型になり、故障している箇所の特定を迅速に行えることにはかわりはないので、発明の効果は変わらない。

本発明のコージェネレーション装置は、発電装置本体と貯湯装置のように装置間の通信ラインにＬＥＤ等の通信状態報知手段を設けることにより、装置間の通信異常が発生した際に、どちらのユニットで異常が発生しているかを特定することができるので、特殊な装置を用いることなく故障診断箇所の特定ができる。そのため、燃料電池発電装置システムを始め、エンジン発電装置システムなど複数の装置から構成されるコージェネレーション装置に応用することができる。

本発明の実施の形態１におけるコージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの構成図同コージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの通信回路のブロック図同コージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの故障診断方法のフローチャート同コージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの表示手段の構成図同コージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムのメンテナンス用表示手段の構成図本発明の実施の形態２におけるコージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの通信回路のブロック図同コージェネレーション装置である燃料電池発電装置システムの故障診断方法のフローチャート本発明の実施の形態１、実施の形態２におけるコージェネレーション装置である燃料電池発電装置が一体型の燃料電池発電装置システム構成図

符号の説明

１燃料電池発電装置
２貯湯装置
３発電装置制御手段
４貯湯装置制御手段
５ａ，５ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ通信状態報知手段
６通信ケーブル
７ａ，７ｂ，７１ａ，７１ｂ通信手段
８表示手段
９メンテナンス用表示手段

Claims

発電可能な発電装置と、
その発電装置が発電する際に発生する排熱を回収しエネルギーを蓄える貯湯装置と、
前記発電装置の起動、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段と、
前記貯湯装置の動作を制御する貯湯装置制御手段と、
前記発電装置と前記貯湯装置の間の情報のやり取りを行うための通信手段と、
前記発電装置側の前記通信手段と前記貯湯装置側の前記通信手段を接続する通信ラインと、
前記発電装置と前記貯湯装置の間の通信状態を点灯状態又は消灯状態により報知する通信状態報知手段と、
を有するコージェネレーション装置の故障診断方法であって、
前記通信手段は、前記発電装置制御手段側から前記貯湯装置制御手段側へ通信信号が送信された後、前記貯湯装置制御手段側から前記発電装置制御手段側へ通信信号が送信されるよう構成され、
前記通信状態報知手段は前記通信ラインの発電装置側に設けられた第１通信状態報知手段、及び、貯湯装置側に設けられた第２通信状態報知手段を備えており、
通信異常が発生したことを報知する報知工程と、
通信異常が発生した場合に、前記第１通信状態報知手段が点滅していなければ前記発電装置制御手段の異常であり、
前記第１通信状態報知手段が点滅し、前記第２通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、
前記第１通信状態報知手段及び前記第２通信状態報知手段が点滅していれば前記貯湯装置制御手段の異常であることを特定する特定工程と、
を備えるコージェネレーション装置の故障診断方法。
発電可能な発電装置と、
その発電装置が発電する際に発生する排熱を回収しエネルギーを蓄える貯湯装置と、
前記発電装置の起動、発電、停止の一連の動作を制御する発電装置制御手段と、
前記貯湯装置の動作を制御する貯湯装置制御手段と、
前記発電装置と前記貯湯装置の間の情報のやり取りを行うための通信手段と、
前記発電装置側の前記通信手段と前記貯湯装置側の前記通信手段を接続する通信ラインと、
前記発電装置と前記貯湯装置の間の通信状態を点灯状態又は消灯状態により報知する通信状態報知手段と、
を有するコージェネレーション装置の故障診断方法であって、
前記通信手段は、前記発電装置制御手段側から前記貯湯装置制御手段側へ通信信号が送信された後、前記貯湯装置制御手段側から前記発電装置制御手段側へ通信信号が送信されるよう構成され、
前記通信ラインは、前記発電装置側から前記貯湯装置側へ送信する送信ライン、及び、前記発電装置側へ前記貯湯装置側から受信する受信ラインを備え、
前記通信状態報知手段は、前記送信ラインの発電装置側に設けられた第１通信状態報知手段、貯湯装置側に設けられた第２通信状態報知手段、前記受信ラインの貯湯装置側に設けられた第３通信状態報知手段、及び、発電装置側に設けられた第４通信状態報知手段を備えており、
通信異常が発生したことを報知する報知工程と、
通信異常が発生した場合に、前記第１通信状態報知手段が点滅していなければ前記発電装置制御手段の異常であり、
前記第１通信状態報知手段が点滅し、前記第２通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、
前記第１通信状態報知手段及び前記第２通信状態報知手段が点滅し、前記第３通信状態報知手段が点滅していなければ前記貯湯装置制御手段の異常であり、
前記第１通信状態報知手段、前記第２通信状態報知手段及び前記第３通信状態報知手段が点滅し、前記第４通信状態報知手段が点滅していなければ前記通信ラインの異常であり、
前記第１通信状態報知手段、前記第２通信状態報知手段、前記第３通信状態報知手段及び前記第４通信状態報知手段が点滅していれば前記発電装置制御手段の異常であることを特定する特定工程と、
を備えるコージェネレーション装置の故障診断方法。
前記発電装置および前記貯湯装置を操作したり、機器の動作状態を表示したりする表示手段を有し、前記報知工程は、通信状態に異常が発生した際には前記表示手段に通信異常が発生したことを表示する工程である、請求項１又は２に記載のコージェネレーション装置の故障診断方法。
前記通信状態報知手段は前記通信ラインに設けられたＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコージェネレーション装置の故障診断方法。
前記報知工程は、前記表示手段に故障箇所の特定方法を表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のコージェネレーション装置の故障診断方法。
前記表示手段は、メンテナンス者が発電装置システムを操作したり機器の動作状態を確認するメンテナンス用表示手段と、利用者が発電装置システムを操作したり機器の動作状態を確認する利用者用表示手段が個別に設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のコージェネレーション装置の故障診断方法。