발전 시스템 및 그 운전 방법

발전 시스템 및 그 운전 방법{POWER GENERATING SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING SAME}

본 발명은, 열과 전기를 공급하는 발전 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것으로, 특히, 발전 시스템의 구조에 관한 것이다.

코제너레이션 시스템(cogeneration system)은, 발전한 전력을 수요가에 공급하여 전력 부하를 조달함과 아울러, 발전에 따른 배열(排熱)을 회수하여 축열(蓄熱)함으로써 수요가의 급탕 부하를 조달하는 시스템이다. 이러한 코제너레이션 시스템으로서, 연료 전지와 급탕기가 동일한 연료로 동작하는 코제너레이션 시스템이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 개시되어 있는 코제너레이션 시스템에서는, 연료 전지와, 연료 전지의 동작에 따라 발생하는 열을 회수하는 열 교환기와, 열 교환기를 순환하여 가열된 물을 저장하는 저탕조(貯湯槽)와, 저탕조로부터 유출하는 물을 소정의 온도까지 가열하는 기능을 갖는 급탕기를 갖고, 연료 전지와 급탕기가 동일한 연료로 동작하도록 구성되어 있다.

또한, 건물 내부에 배치하는 연료 전지 발전 장치의 배기 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한 연료 전지 발전 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조). 특허 문헌 2에 개시되어 있는 발전 장치는, 흡기구를 구비한 건물의 내부에 설치하여 사용되는 연료 전지 발전 장치로서, 건물 내부의 공기를 연료 전지 발전 장치의 내부에 유도하는 공기 도입구와, 연료 전지 발전 장치의 내부의 공기를 건물의 외부에 배출하는 공기 배출관과, 환기 수단을 구비하고 있고, 환기 수단이, 건물 외부의 공기를 흡기구를 거쳐서 건물의 내부에 유도하고, 또한 공기 도입구를 통해서 연료 전지 발전 장치의 내부에 도입하며, 또한 공기 배출관을 통해서 건물의 외부에 배출한다.

또한, 건물 내부에 배치한 연료 전지에서 생긴 배기 가스의 배기 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 상하 방향으로 연장되는 배관(duct)을 구비하는 발전 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 3 참조). 특허 문헌 3에 개시되어 있는 발전 장치에서는, 건물 내부를 상하 방향으로 연장하고, 상단부가 외부에 위치하는 배관이, 이중관이며, 배기 가스 또는 공기가 배관의 내측 또는 외측을 개별적으로 유통하도록, 환기관 및 배기관이 배관에 각각 연결되어 있다.

(선행 기술 문헌)

(특허 문헌)

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2007-248009호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2006-73446호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 제2008-210631호 공보

그런데, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 코제너레이션 시스템을 건물 내에 배치하는 경우에, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 발전 장치를 참조하면, 이하와 같은 구성을 취하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 연료 전지가 설치된 코제너레이션 유닛과 급탕기가 설치된 급탕 유닛을 개별적으로 배치하고, 코제너레이션 유닛 내에 환기 팬을 설치하여, 코제너레이션 유닛과 급탕기가 연통하는 배기 유로를 설치하는 구성이다.

이러한 구성에 있어서, 예컨대, 환기 팬의 작동 중에, 급탕기를 작동시킨 경우, 환기 팬의 조작량에 따라서는, 급탕기로부터 배출되는 배기 가스가, 배기 유로를 거쳐서, 코제너레이션 유닛 내에 유입할 우려가 있다. 그리고, 배기 가스가 코제너레이션 유닛에 유입한 경우, 하우징 내의 산소(산화제 가스) 농도가 저하하기 때문에, 연료 전지에 공급하는 산화제 가스 농도가 저하되어, 연료 전지의 발전 효율이 저하된다고 하는 과제가 생긴다.

본 발명은, 상기한 바와 같이, 연료 전지 시스템과 연소 장치를 연통하는 배기 유로를 설치하는 경우에 있어서, 안정하게 발전을 행할 수 있어, 내구성이 높은 발전 시스템 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 발전 시스템은, 연료 가스와 산화제 가스를 이용하여 발전하는 연료 전지와, 상기 연료 전지를 수납하는 하우징과, 환기기를 갖는 연료 전지 시스템과, 제어 장치를 구비하는 발전 시스템에 있어서, 상기 발전 시스템은, 연소 공기를 공급하도록 구성된 연소 공기 공급기를 갖는 연소 장치와, 상기 하우징 내에 공기를 공급하는 급기 유로와, 상기 하우징과 상기 연소 장치의 배기구를 접속하도록 설치되고, 상기 연료 전지 시스템으로부터 배출되는 배출 가스와 상기 연소 장치로부터 배출되는 배출 가스를 그 대기로의 개구로부터 대기에 배출하도록 구성된 배출 유로를 더 구비하며, 상기 환기기는, 상기 하우징 내의 가스를 상기 배출 유로에 배출함으로써, 상기 하우징 내를 환기하도록 구성되고, 상기 제어 장치는, 상기 환기기의 작동 중에, 상기 연소 장치가 작동한 것으로 판정한 경우에, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어한다.

여기서, 「연소 장치가 작동했다」라 함은, 연소 장치에 연소 연료와 연소 공기가 공급되고, 이것이 연소하여 연소 배기 가스(배출 가스)가 생성되어, 상기 연소 장치로부터 배출 가스가 배출 유로에 배출되는 것 뿐만 아니라, 연소 장치의 연소 공기 공급기가 작동하여, 연소 공기가 배출 유로에 배출되는 것도 포함한다.

여기서, 「환기기의 조작량을 증가하도록 제어한다」라 함은, 환기기가 배출하는 가스의 유량 및 압력 중의 적어도 한쪽을 증가시키도록 제어하는 것이다.

또한, 「연소 장치가 작동한 것으로 판정한 경우에, 환기기의 조작량을 증가한다」라 함은, 연소 장치의 작동과, 환기기의 조작량의 증가를 동시에 행하더라도 좋고, 어느 한쪽의 동작을 먼저 행하더라도 좋은 것을 말한다.

이에 의해, 환기기의 작동 중에, 연소 장치가 작동함으로써, 연소 장치로부터 배출된 배출 가스가 하우징 내에 유입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 환기기의 작동 중에, 연소 장치가 작동함으로써, 연소 장치로부터 배출된 배출 가스가 하우징 내에 유입하였다 해도, 그 후, 환기기의 조작량을 증가함으로써, 배출 가스의 유입을 더 억제할 수 있어, 유입한 배출 가스를 하우징 외부에 배출할 수 있다. 이 때문에, 하우징 내의 산소 농도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 연료 전지의 발전을 안정하게 행할 수 있어, 발전 시스템의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 제어 장치는, 상기 연소 장치의 작동 지령이 입력된 경우에, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 제어 장치는, 상기 환기기의 작동 중에, 상기 연소 장치의 배출 가스의 배출, 또는 상기 연소 장치의 연소 공기의 공급 중 적어도 한쪽을 검지한 경우에, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 하우징의 급기구에 설치되어, 그 대기로의 개구로부터 공기를 상기 연료 전지 시스템에 공급하는 급기 유로와, 상기 급기 유로, 상기 배출 유로 및 상기 하우징내 중 적어도 어느 한 개소에 설치된 제 1 온도 검지기를 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 온도 검지기에서 검지되는 온도가 제 1 온도보다 높은 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 하우징의 급기구에 설치되어, 그 대기로의 개구로부터 공기를 상기 연료 전지 시스템에 공급하는 급기 유로와, 상기 급기 유로, 상기 배출 유로 및 상기 하우징내 중 적어도 어느 한 개소에 설치된 제 1 온도 검지기를 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 온도 검지기에서 검지되는 온도가 제 2 온도보다 낮은 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 하우징의 급기구에 설치되어, 그 대기로의 개구로부터 공기를 상기 연료 전지 시스템에 공급하는 급기 유로와, 상기 급기 유로, 상기 배출 유로 및 상기 하우징내 중 적어도 어느 한 개소에 설치된 제 1 온도 검지기를 구비하며, 상기 제어 장치는, 소정 시간의 전후에 있어서의 상기 제 1 온도 검지기가 검지한 온도의 차분이, 제 3 온도보다 큰 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 배출 유로 내의 압력을 검지하는 압력 검지기를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 압력 검지기에서 검지되는 압력이 제 1 압력보다 높은 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 배출 유로 내를 흐르는 가스의 유량을 검지하는 제 1 유량 검지기를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 유량 검지기에서 검지되는 유량이 제 1 유량보다 많은 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 연소 공기 공급기가 공급하는 연소 공기의 유량을 검지하는 제 2 유량 검지기를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제 2 유량 검지기에서 검지되는 유량이 제 2 유량보다 많은 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 급기 유로는, 상기 하우징과 상기 연소 장치의 급기구를 연통하여, 상기 연료 전지 시스템 및 상기 연소 장치의 각각에, 그 대기로의 개구로부터 공기를 공급하고, 또한, 상기 급기 유로는, 상기 배기 유로와 열 교환 가능하도록 설치되어 있더라도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 급기 유로에 설치된 제 2 온도 검지기를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제 2 온도 검지기에서 검지되는 온도가, 제 4 온도보다 높은 경우, 상기 환기기의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템에서는, 상기 연료 전지 시스템은, 원료와 수증기로부터 수소 함유 가스를 생성하는 개질기를 갖는 수소 생성 장치를 더 구비하고 있더라도 좋다.

또한, 본 발명에 따른 발전 시스템의 운전 방법은, 연료 가스와 산화제 가스를 이용하여 발전하는 연료 전지와, 상기 연료 전지를 수납하는 하우징과, 환기기를 갖는 연료 전지 시스템을 구비하는 발전 시스템의 운전 방법으로서, 상기 발전 시스템은, 연소 공기를 공급하도록 구성된 연소 공기 공급기를 갖는 연소 장치와, 상기 하우징과 상기 연소 장치의 배기구를 연통하도록 설치되고, 상기 연료 전지 시스템으로부터 배출되는 배출 가스와 상기 연소 장치로부터 배출되는 배출 가스를 그 대기로의 개구로부터 대기에 배출하도록 구성되는 배출 유로를 더 구비하며, 상기 환기기는, 상기 하우징 내의 가스를 상기 배출 유로에 배출함으로써 상기 하우징 내를 환기하도록 구성되고, 그 작동 중에, 상기 연소 장치가 작동하면, 그 조작량을 증가하도록 구성되어 있다.

이에 의해, 환기기의 작동 중에, 연소 장치가 작동함으로써, 연소 장치로부터 배출된 배출 가스가 하우징 내에 유입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 환기기의 작동 중에, 연소 장치가 작동함으로써, 연소 장치로부터 배출된 배출 가스가 하우징 내에 유입하였다 해도, 그 후, 환기기의 조작량을 증가함으로써, 배출 가스의 유입을 더 억제할 수 있어, 유입한 배출 가스를 하우징 외부에 배출할 수 있다. 이 때문에, 하우징 내의 산소 농도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 연료 전지의 발전을 안정하게 행할 수 있어, 발전 시스템의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 발전 시스템에 의하면, 환기기의 작동 중에, 연소 장치가 작동하더라도, 하우징 내의 산화제 가스(산소) 농도의 저하를 억제하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 연료 전지의 발전을 안정하게 행할 수 있어, 발전 시스템의 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 3는, 본 실시 형태 1에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는, 본 실시 형태 1에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은, 본 실시 형태 2에 따른 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 8은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 2의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 9는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 3의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 10은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 3의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 11은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 4의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 12는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 4의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 13는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 5의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 14는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 5의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 15는, 본 발명의 실시 형태 3에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 16은, 본 실시 형태 4에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 17은, 본 실시 형태 4에 따른 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.
도 18은, 본 발명의 실시 형태 5에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 본 발명을 설명하기 위해서 필요하게 되는 구성요소만을 발췌하여 도시하고 있고, 그 밖의 구성요소에 관해서는 도시를 생략하고 있다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.

(실시 형태 1)

본 발명의 실시 형태 1에 따른 발전 시스템은, 연료 전지와 하우징을 갖는 연료 전지 시스템과, 환기기와, 제어 장치와, 연소 장치와, 배출 유로를 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치가, 환기기의 작동 중에, 연소 장치가 작동한 것으로 판정한 경우에, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

여기서, 「연소 장치의 작동」이라 함은, 연소 장치에 연소 연료와 연소 공기가 공급되고, 이것이 연소하여 연소 배기 가스(배출 가스)가 생성되어, 상기 연소 장치로부터 배출 가스가 배출 유로에 배출되는 것 뿐만 아니라, 연소 장치의 연소 공기 공급기가 작동하여, 연소 공기가 배출 유로에 배출되는 것도 포함한다.

[발전 시스템의 구성]

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)은, 건물(200)의 내부에 배치되어 있다. 발전 시스템(100)은, 연료 전지(11)와, 하우징(12)과, 환기 팬(13)을 갖는 연료 전지 시스템(101)과, 제어 장치(102)와, 연소 장치(103)와, 급기 유로(78)와, 배출 유로(70)를 구비하고 있다. 배출 유로(70)는, 연료 전지 시스템(101)의 하우징(12)과 연소 장치(103)의 배기구(103A)를 연통하도록(접속하도록) 설치되어 있다. 그리고, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 작동 중에, 연소 장치(103)의 작동 신호가 입력된 경우에, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시키기 위해서, 환기 팬(13)의 조작량을 증가하도록 제어한다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 발전 시스템(100)은, 건물(200)의 내부에 배치되어 있는 구성을 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 배출 유로(70)가 연료 전지 시스템(101)의 하우징(12)과 연소 장치(103)의 배기구(103A)를 연통하도록 설치되어 있으면, 건물(200)의 외부에 배치되어 있는 구성을 채용할 수도 있다.

연료 전지 시스템(101)의 하우징(12) 내에는, 연료 전지(11), 환기 팬(13), 연료 가스 공급기(14), 및 산화제 가스 공급기(15)가 배치되어 있다. 또한, 제어 장치(102)도 하우징(12) 내에 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 제어 장치(102)는, 연료 전지 시스템(101)의 하우징(12) 내에 배치하는 구성을 채용했지만, 이것에 한정되지 않고, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103) 내에 배치하는 구성을 채용할 수도 있고, 또한, 하우징(12) 및 연소 장치(103)는 별도로 배치하는 구성을 채용할 수도 있다.

하우징(12)을 구성하는 벽의 적소에는, 벽의 두께 방향으로 관통하는 급기구(16)가 설치되어 있고, 급기구(16)에는, 배출 유로(70)를 구성하는 배관이, 간극을 갖도록 하여, 삽통되어 있다. 그리고, 급기구(16)와 배출 유로(70)의 간극이, 급기 유로(78)를 구성한다. 이에 의해, 급기 유로(78)를 거쳐서, 하우징(12) 내부에, 발전 시스템(100) 외부의 공기가 공급된다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 배출 유로(70)를 구성하는 배관이 삽통하는 구멍과, 급기 유로상에 설치되고, 하우징(12)으로의 공기 취입구로 되는 급기구(16)를 하나의 구멍으로 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 배출 유로(70)를 구성하는 배관이 삽통하는 구멍과, 급기구(16)를 구성하는 구멍을 개별적으로 하우징(12)에 설치하더라도 좋다. 또한, 급기구(16)(급기 유로(78))는, 하우징(12)에 하나의 구멍에 의해서 구성되더라도 좋고, 또한, 복수의 구멍에 의해서 구성되어 있더라도 좋다. 또한, 급기구(16)에 배관을 삽통하여, 급기 유로(78)를 구성할 수도 있다.

연료 가스 공급기(14)는, 연료 전지(11)에 연료 가스(수소 가스)를 그 유량을 조정하면서 공급할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋고, 예컨대, 수소 생성 장치, 수소 봄베(bombe), 또는 수소 흡장(吸藏) 합금 등의 수소 가스를 공급하도록 구성된 기기로 구성되어 있더라도 좋다. 연료 가스 공급기(14)에는, 연료 가스 공급 유로(71)를 거쳐서, 연료 전지(11)(정확하게는, 연료 전지(11)의 연료 가스 유로(11A)의 입구)가 접속되어 있다.

산화제 가스 공급기(15)는, 연료 전지(11)에 산화제 가스(공기)를 그 유량을 조정하면서 공급할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋고, 예컨대, 팬이나 블로워(blower) 등의 팬류로 구성되어 있더라도 좋다. 산화제 가스 공급기(15)에는, 산화제 가스 공급 유로(72)를 거쳐서, 연료 전지(11)(정확하게는, 연료 전지(11)의 산화제 가스 유로(11B)의 입구)가 접속되어 있다.

연료 전지(11)는, 애노드와 캐소드를 갖고 있다(어느 것도 도시하지 않음). 연료 전지(11)에서는, 연료 가스 유로(11A)에 공급된 연료 가스가, 연료 가스 유로(11A)를 통류하는 동안에, 애노드에 공급된다. 또한, 산화제 가스 유로(11B)에 공급된 산화제 가스가, 산화제 가스 유로(11B)를 통류하는 동안에, 캐소드에 공급된다. 그리고, 애노드에 공급된 연료 가스와 캐소드에 공급된 산화제 가스가, 반응하여 전기와 열이 발생한다.

또한, 발생한 전기는, 도시되지 않는 전력 조정기에 의해, 외부 전력 부하(예컨대, 가정의 전기 기기)에 공급된다. 또한, 발생한 열은, 도시되지 않는 열 매체 유로를 통류하는 열 매체가 회수한다. 열 매체가 회수한 열은, 예컨대, 물을 가열하는 데 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 연료 전지(11)는, 고분자 전해질형 연료 전지나 직접 내부 개질형 고체 산화물형 연료 전지나 간접 내부 개질형 고체 산화물형 연료 전지 등의 각종의 연료 전지를 이용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 연료 전지(11)와 연료 가스 공급기(14)를 개별적으로 구성하는 형태를 채용했지만, 이것에 한정되지 않고, 고체 산화물형 연료 전지와 같이 연료 가스 공급기(14)와 연료 전지(11)가 일체로 구성되어 있더라도 좋다. 이 경우, 연료 전지(11)와 연료 가스 공급기(14)가 공통의 단열재로 덮어진 하나의 유닛으로서 구성되고, 후술하는 연소기(14b)는, 개질기(14a) 뿐만 아니라 연료 전지(11)도 가열할 수 있다. 또한, 직접 내부 개질형 고체 산화물형 연료 전지에 있어서는, 연료 전지(11)의 애노드가 개질기(14a)의 기능을 갖기 때문에, 연료 전지(11)의 애노드와 개질기(14a)가 일체로 구성되어 있더라도 좋다. 또한, 연료 전지(11)의 구성은, 일반적인 연료 전지와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.

연료 가스 유로(11A)의 출구에는, 오프 연료 가스 유로(73)의 상류단이 접속되어 있다. 오프 연료 가스 유로(73)의 하류단은, 배출 유로(70)에 접속되어 있다. 또한, 산화제 가스 유로(11B)의 출구에는, 오프 산화제 가스 유로(74)의 상류단이 접속되어 있다. 오프 산화제 가스 유로(74)의 하류단은, 배출 유로(70)에 접속되어 있다.

이에 의해, 연료 전지(11)에서 사용되지 않았던 연료 가스(이하, 오프 연료 가스)는, 연료 가스 유로(11A)의 출구로부터 오프 연료 가스 유로(73)를 거쳐서, 배출 유로(70)에 배출된다. 또한, 연료 전지(11)에서 사용되지 않았던 산화제 가스(이하, 오프 산화제 가스)는, 산화제 가스 유로(11B)의 출구로부터 오프 산화제 가스 유로(74)를 거쳐서, 배출 유로(70)에 배출된다. 배출 유로(70)에 배출된 오프 연료 가스는, 오프 산화제 가스에 의해 희석되어, 건물(200) 외부에 배출된다.

환기 팬(13)은, 환기 유로(75)를 거쳐서 배출 유로(70)와 접속되어 있다. 환기 팬(13)으로서는, 하우징(12) 내를 환기할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋다. 이에 의해, 급기 유로(78)로부터 발전 시스템(100) 외부의 공기가 하우징(12) 내에 급기되어, 환기 팬(13)을 작동시키는 것에 의해, 하우징(12) 내의 가스(주로, 공기)가 환기 유로(75) 및 배출 유로(70)를 거쳐서, 건물(200) 외부에 배출되어, 하우징(12) 내가 환기된다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 환기기로서 팬을 이용했지만, 이것에 한정되지 않고, 블로워를 사용할 수도 있다. 또한, 환기 팬(13)은, 하우징(12) 내에 배치하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 환기 팬(13)은, 배출 유로(70) 내에 배치하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 환기 팬(13)은, 배출 유로(70)의 분기 부분보다도 상류측에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시키기 위해서, 환기 팬(13) 자체의 조작량을 증가하도록 제어했지만, 이것에 한정되지 않는다. 환기 팬(13)의 급기 공기가 흐르는 유로상에, 또는, 환기 팬(13)의 토출 공기가 흐르는 유로(환기 유로(75) 및 배출 유로(70))상에, 유로 저항을 조정할 수 있는 유로 저항 조정 수단을 구비하며, 제어 장치(102)는, 유로 저항 조정 수단을 제어함으로써, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시키더라도 좋다. 유로 저항 조정 수단으로서는, 개방도(開度)를 조정할 수 있는 전자기 밸브를 사용할 수 있다. 또한, 환기 팬(13)에 유로 저항 조정 기능을 갖게 하더라도 좋다.

이와 같이, 본 실시 형태 1에 있어서는, 오프 연료 가스, 오프 산화제 가스, 및 환기 팬(13)이 작동하는 것에 의한 하우징(12) 내의 가스가, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출되는 배출 가스로서 예시된다. 또한, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출되는 배출 가스는, 이들 가스에 한정되지 않고, 예컨대, 연료 가스 공급기(14)가 수소 생성 장치로 구성되어 있는 경우, 상기 수소 생성 장치로부터 배출되는 가스(연소 배기 가스, 수소 함유 가스 등)이더라도 좋다.

연소 장치(103)는, 연소기(17)와, 연소 팬(연소 공기 공급기(18))을 갖고 있다. 연소기(17)와 연소 팬(18)은, 연소 공기 공급 유로(76)를 거쳐서 접속되어 있다. 연소 팬(18)은, 연소기(17)에 연소 공기를 공급할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋고, 예컨대, 팬이나 블로워 등의 팬류로 구성되어 있더라도 좋다.

연소기(17)에는, 도시되지 않는 연소 연료 공급기로부터 천연 가스 등의 가연성 가스나 등유 등의 액체 연료 등의 연소 연료가 공급된다. 그리고, 연소기(17)에서는, 연소 팬(18)으로부터 공급된 연소 공기와, 연소 연료 공급기로부터 공급된 연소 연료를 연소하여, 열이 발생하고, 연소 배기 가스가 생성된다. 또한, 발생한 열은, 물을 가열하는 데 사용할 수 있다. 즉, 연소 장치(103)는, 보일러로서 사용할 수도 있다.

또한, 연소기(17)에는, 배출 가스 유로(77)의 상류단이 접속되어 있고, 배출 가스 유로(77)의 하류단은, 배출 유로(70)에 접속되어 있다. 이에 의해, 연소기(17)에서 생성된 연소 배기 가스는, 배출 가스 유로(77)를 거쳐서, 배출 유로(70)에 배출된다. 즉, 연소기(17)에서 생성된 연소 배기 가스가, 연소 장치(103)로부터 배출되는 배출 가스로서, 배출 유로(70)에 배출된다. 그리고, 배출 유로(70)에 배출된 연소 배기 가스는, 배출 유로(70)를 통류하여, 건물(200) 외부에 배출된다.

연소 장치(103)를 구성하는 벽의 적소에는, 벽의 두께 방향으로 관통하는 급기구(19)가 설치되어 있고, 급기구(19)에는, 배출 유로(70)를 구성하는 배관이, 간극을 갖도록 하여, 삽통되어 있다. 그리고, 급기구(19)와 배출 유로(70)의 간극이, 급기 유로(78)를 구성한다. 이에 의해, 급기 유로(78)를 거쳐서, 연소 장치(103) 내부에, 발전 시스템(100) 외부의 공기가 공급된다.

즉, 배출 유로(70)는, 분기되어 있고, 2개의 상류단은, 급기구(16) 및 급기구(19)의 각각에, 접속되어 있다. 또한, 배출 유로(70)는, 건물(200)의 외측에까지 연장되도록 형성되어 있고, 그 하류단(개구)은, 대기에 개방되어 있다. 이에 의해, 배출 유로(70)는, 하우징(12)과 연소 장치(103)의 배기구(103A)를 연통한다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 배출 유로(70)를 구성하는 배관이 삽통하는 구멍과, 급기구(19)를 구성하는 구멍을 하나의 구멍(19)으로 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 배출 유로(70)를 구성하는 배관이 삽통하는(접속하는) 구멍과, 급기구(19)를 구성하는 구멍을 개별적으로 연소 장치(103)에 설치하더라도 좋다. 또한, 급기구(19)는, 연소 장치(103)에 하나의 구멍에 의해서 구성되더라도 좋고, 또한, 복수의 구멍에 의해서 구성되어 있더라도 좋다.

제어 장치(102)는, 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)를 구성하는 각 기기를 제어하는 기기이면, 어떠한 형태이더라도 좋다. 제어 장치(102)는, 마이크로프로세서, CPU 등으로 예시되는 연산 처리부와, 각 제어 동작을 실행하기 위한 프로그램을 저장한 메모리 등으로 구성되는 기억부를 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치(102)에서는, 연산 처리부가, 기억부에 저장된 소정의 제어 프로그램을 판독하고, 이것을 실행함으로써, 이들 정보를 처리하여, 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)에 관한 각종의 제어를 행한다.

또한, 제어 장치(102)는, 단독의 제어 장치로 구성되는 형태 뿐만 아니라, 복수의 제어 장치가 협동하여 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)의 제어를 실행하는 제어 장치군으로 구성되는 형태이더라도 상관없다. 예컨대, 제어 장치(102)는, 연료 전지 시스템(101)을 제어하는 제 1 제어 장치와, 연소 장치(103)를 제어하는 제 2 제어 장치로 구성되어 있더라도 좋다. 이 경우, 제 1 제어 장치 및 제 2 제어 장치는, 각각, 통신부를 갖고 있고, 쌍방의 연산 처리부 및 통신부를 거쳐서, 신호의 교환이 행하여진다. 또한, 제 1 제어 장치와 제 2 제어 장치(102B)를 접속하는 통신 매체는, 예컨대, 무선 LAN이더라도 좋고, LAN(local area network), WAN(wide area network), 공중 통신, 인터넷, 부가 가치 통신망, 또는 상용 네트워크 등이더라도 좋다.

또한, 제어 장치(102)는, 마이크로컴퓨터로 구성되어 있더라도 좋고, MPU, PLC(Progammable Logic Controller), 논리 회로 등에 의해서 구성되어 있더라도 좋다.

[발전 시스템의 동작]

다음에, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)의 동작에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 2는, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인지 여부를 확인한다(스텝 S101). 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중이지 않은 경우(스텝 S101에서 No)에는, 환기 팬(13)이 작동 중으로 될 때까지, 스텝 S101을 반복한다. 한편, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인 경우에는(스텝 S101에서 Yes), 스텝 S102로 진행한다.

또한, 환기 팬(13)이 작동 중으로 되는 경우로서는, 연료 전지 시스템(101)이 발전 동작을 행하고, 그에 따라, 하우징(12) 내를 환기하기 위해서, 환기 팬(13)이 작동하는 경우와, 연료 전지 시스템(101)의 발전 동작의 유무에 관계없이, 하우징(12) 내를 환기하기 위해서, 환기 팬(13)이 작동하는 경우가 예시된다.

스텝 S102에서는, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력되었는지 여부를 확인한다. 연소 장치(103)의 작동 지령으로서는, 예컨대, 발전 시스템(100)의 사용자가, 도시되지 않는 리모트 컨트롤을 조작하여, 연소 장치(103)를 작동시키도록 지시한 경우나 미리 설정된 연소 장치(103)의 운전 개시 시각으로 된 경우 등을 들 수 있다.

제어 장치(102)에 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력되어 있지 않은 경우(스텝 S102에서 No)에는, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력될 때까지, 스텝 S102를 반복한다. 또한, 이 경우, 제어 장치(102)는 스텝 S101로 되돌아가, 환기 팬(13)이 작동 중이고, 또한, 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력될 때까지, 스텝 S101와 스텝 S102를 반복하더라도 좋다.

한편, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력된 경우(스텝 S102에서 Yes)에는, 스텝 S103으로 진행한다. 스텝 S103에서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다. 이 때, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)에서 배출되는 배출 가스가, 하우징(12) 내에 유입하지 않도록, 환기 팬(13)의 정압(靜壓)이, 연소 팬(18)이 작동했을 때의 토출 압력보다도 커지도록, 환기 팬(13)을 제어하는 것이 바람직하다.

이어서, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)에 작동 지령을 출력하여, 연소 장치(103)를 작동시킨다(스텝 S104). 이에 의해, 연소 장치(103)에서는, 연소기(17)에 연소 팬(18)으로부터 연소 공기가 공급되고, 연소 연료 공급기(도시하지 않음)로부터 연소 연료가 공급된다. 그리고, 연소기(17)에서는, 공급된 연소 연료와 연소 공기를 연소하여, 연소 배기 가스가 생성된다.

연소 장치(103)에서 생성된 연소 배기 가스(연소 장치(103)로부터 배출되는 배출 가스)는, 배출 유로(70)를 통류하여, 건물(200) 외부에 배출된다. 이 때, 배출 유로(70)를 통류하는 연소 배기 가스의 일부가, 오프 연료 가스 유로(73), 오프 산화제 가스 유로(74)나 환기 유로(75)를 거쳐서, 하우징(12) 내에 유입할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시키고 있기 때문에, 연소 배기 가스가 하우징(12) 내에 유입하는 것이 억제된다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 환기 팬(13)의 조작량의 증가를 연소 장치(103)의 작동보다도 먼저 행하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않고, 환기 팬(13)의 조작량의 증가와 연소 장치(103)의 작동을 동시에 행하도록 구성되어 있더라도 좋다. 또한, 환기 팬(13)의 조작량의 증가를 연소 장치(103)의 작동보다도 이후에 행하도록 구성되어 있더라도 좋다.

이 경우, 배출 유로(70)를 통류하는 연소 배기 가스의 일부가, 오프 연료 가스 유로(73), 오프 산화제 가스 유로(74)나 환기 유로(75)를 거쳐서, 하우징(12) 내에 유입하는 경우도 있지만, 환기 팬(13)의 조작량을 증가함으로써, 하우징(12) 내로의 연소 배기 가스의 유입을 더 억제할 수 있다. 또한, 하우징(12) 내에 유입한 연소 배기 가스를 환기 팬(13)의 조작량이 증가함으로써, 하우징(12) 외부에 보다 배출할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 환기 팬(13)이 작동 중에, 연소 장치(103)가 작동하는 경우, 연소 장치(103)로부터의 배출 가스가 하우징(12) 내에 유입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 연소 장치(103)로부터의 배출 가스가 하우징(12) 내에 유입하였다 해도, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시키는 것에 의해, 유입한 배출 가스를 하우징(12) 외부에 보다 배출할 수 있다.

이 때문에, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 하우징(12) 내의 산소 농도의 저하를 억제할 수 있고, 연료 전지(11)의 발전 효율 저하를 억제할 수 있어, 발전 시스템(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

그런데, 연소 장치(103)에, 천연 가스 등에 포함되는 유황화합물을 탈황하는 탈황기가 마련되어 있지 않은 경우에는, 연소 장치(103)가 연소 동작을 행하는 것에 의해, SO _x 가 생성된다. 그리고, 생성된 SO _x 가, 배출 유로(70)를 거쳐서, 하우징(12) 내에 유입하여, 연료 전지(11)의 캐소드에 공급되면, 캐소드에 포함되는 촉매의 피독을 가속할 우려가 있다.

그러나, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 상술한 바와 같이, 연소 장치(103)로부터의 배출 가스(SO _x 를 포함함)의 하우징(12) 내로의 유입을 억제함으로써, SO _x 가 연료 전지(11)의 캐소드에 공급되는 것을 억제할 수 있다. 또한, SO _x 가 하우징(12) 내에 유입하였다 해도, 환기 팬(13)의 조작량이 증가함으로써, SO _x 를 하우징(12) 외부에 보다 배출할 수 있다.

따라서, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 연료 전지(11)의 캐소드의 피독화를 억제할 수 있고, 연료 전지(11)의 발전 효율 저하를 억제할 수 있어, 발전 시스템(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 연료 전지(11)의 발전 중에는, 연료 전지(11)의 발열에 의해 하우징(12) 내가 온도 상승하는 경향이 있지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내의 압력이 증가한 경우, 하우징(12) 내를 충분히 환기할 수 없고, 하우징(12) 내가 고온화하여, 하우징(12) 내에 수납한 보기(補機)(예컨대, 제어 장치(102) 등)의 온도를 정상 동작 가능한 온도로 유지할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

보기의 온도가 정상 동작 가능한 온도 이상으로 된 경우, 보기가 정상으로 기능하지 않기 때문에, 보기의 효율이 저하되어, 연료 전지 시스템(101)으로서의 효율이 저하하거나, 또는, 연료 전지 시스템(101)이 정지에 이를 가능성이 있었다. 또한, 일시적으로, 보기가 정상으로 기능하였다 해도, 보기에 사용되고 있는 재료가 열열화(熱劣化)하여, 보기의 수명이 현저히 저하될 우려가 있다.

그러나, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킴으로써 하우징(12) 내의 가스를 충분히 배출 유로(70)에 배출할 수 있어, 하우징(12) 내를 충분히 환기할 수 있다. 이 때문에, 하우징(12) 내의 온도 상승을 억제할 수 있고, 보기의 효율 저하를 억제할 수 있어, 연료 전지 시스템(101)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)에서는, 환기 팬(13)의 작동 중에, 연소 팬(18)이 작동하는 경우에, 만일, 하우징(12) 내에 가연 가스가 누설하였다 해도, 가연성 가스를 하우징(12) 외부에, 나아가서는, 발전 시스템(100) 외부에 보다 배출할 수 있다. 이 때문에, 하우징(12) 내에서의 가연성 가스의 인화를 보다 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 배출 유로(70)와, 오프 연료 가스 유로(73), 오프 산화제 가스 유로(74), 및 배출 가스 유로(77)를 각각, 상이한 유로로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 이들의 유로를 통합하여, 배출 유로(70)로 해결할 수도 있다.

또한, 상기 배출 가스 유입 억제 동작에서는, 연소 장치(103)의 작동을, 연소 배기 가스를 생성시키는 동작으로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 연소 장치(103)의 연소 팬(18)을 작동시키는 동작이더라도 좋다.

[변형예 1]

다음에, 본 실시 형태 1에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템에 대하여 설명한다.

도 3은, 본 실시 형태 1에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 1의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 제어 장치(102)가 제 1 제어 장치(102A)와 제 2 제어 장치(102B)로 구성되어 있는 점이 상이하다. 또한, 본 변형예 1에서는, 제 1 제어 장치(102A)는, 연료 전지 시스템(101)을 제어하도록 구성되어 있고, 제 2 제어 장치(102B)는, 연소 장치(103)를 제어하도록 구성되어 있다.

제 1 제어 장치(102A) 및 제 2 제어 장치(102B)는, 각각, 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)를 구성하는 각 기기를 제어하는 기기이면, 어떠한 형태이더라도 좋다. 제 1 제어 장치(102A) 및 제 2 제어 장치(102B)는, 각각, 마이크로프로세서, CPU 등으로 예시되는 연산 처리부와, 각 제어 동작을 실행하기 위한 프로그램을 저장한 메모리 등으로 구성되는 기억부를 구비하고 있다. 그리고, 제 1 제어 장치(102A)에서는, 연산 처리부가, 기억부에 저장된 소정의 제어 프로그램을 판독하고, 이것을 실행함으로써, 이들의 정보를 처리하고, 또한, 이들의 제어를 포함하는 연료 전지 시스템(101)에 관한 각종의 제어를 행한다. 또한, 제 2 제어 장치(102B)에서는, 연산 처리부가, 기억부에 저장된 소정의 제어 프로그램을 판독하고, 이것을 실행함으로써, 이들의 정보를 처리하고, 또한, 이들의 제어를 포함하는 연소 장치(103)에 관한 각종의 제어를 행한다.

또한, 제 1 제어 장치(102A) 및 제 2 제어 장치(102B)는, 각각, 단독의 제어 장치로 구성되는 형태 뿐만 아니라, 복수의 제어 장치가 협동하여 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)의 제어를 실행하는 제어기군으로 구성되는 형태이더라도 무방하다. 또한, 제 1 제어 장치(102A) 및 제 2 제어 장치(102B)는, 마이크로컴퓨터로 구성되어 있더라도 좋고, MPU, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등에 의해서 구성되어 있더라도 좋다.

또한, 본 실시 형태 1에 있어서는, 제 1 제어 장치(102A)는, 연료 전지 시스템(101)만을 제어하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않고, 연료 전지 시스템(101) 이외의 발전 시스템(100)을 구성하는 각 기기 중, 1 이상의 상기 기기 중 어느 하나의 기기를 제어하도록 구성되어 있더라도 좋다. 제 2 제어 장치(102B)에 관해서도, 마찬가지로, 연소 장치(103) 이외의 발전 시스템(100)을 구성하는 각 기기 중, 1 이상의 상기 기기 중 어느 하나의 기기를 제어하도록 구성되어 있더라도 좋다.

또한, 제 1 제어 장치(102A) 및 제 2 제어 장치(102B)에는, 각각, 통신부를 갖고 있고, 쌍방의 연산 처리부 및 통신부를 거쳐서, 신호의 교환이 행하여진다. 또한, 제 1 제어 장치(102A)와 제 2 제어 장치(102B)를 접속하는 통신 매체는, 예컨대, 무선 LAN이더라도 좋고, LAN(local area network), WAN, 공중 통신, 인터넷, 부가 가치 통신망, 또는 상용 네트워크 등이더라도 좋다.

[발전 시스템의 동작]

도 4는, 본 실시 형태 1에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 제어 장치(102A)는, 환기 팬(13)이 작동 중인지 여부를 확인한다(스텝 S201). 제 1 제어 장치(102A)는, 환기 팬(13)이 작동 중이지 않은 경우(스텝 S201에서 No)에는, 환기 팬(13)이 작동 중으로 될 때까지, 스텝 S201을 반복한다. 한편, 제 1 제어 장치(102A)는, 환기 팬(13)이 작동 중인 경우에는(스텝 S201에서 Yes), 스텝 S202로 진행한다.

스텝 S202에서는, 제 2 제어 장치(102B)의 연산 처리부는, 제 2 제어 장치(102B)의 연산 처리부에 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력되었는지 여부를 확인한다. 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력되어 있지 않은 경우(스텝 S202에서 No)에는, 제 2 제어 장치(102B)의 연산 처리부는, 상기 연산 처리부에 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력될 때까지, 스텝 S202를 반복한다.

한편, 제 2 제어 장치(102B)의 연산 처리부는, 연소 장치(103)의 작동 지령이 입력된 경우(스텝 S202에서 Yes)에는, 스텝 S203으로 진행한다. 스텝 S203에서는, 제 2 제어 장치(102B)의 연산 처리부는, 연소 장치(103)의 통신부를 거쳐서, 제 1 제어 장치(102A)에 연소 장치(103)의 작동 신호를 출력한다. 이어서, 제 2 제어 장치(102B)의 연산 처리부는, 연소 장치(103)를 작동시킨다(스텝 S204).

그리고, 제 1 제어 장치(102A)는, 제 2 제어 장치(102B)로부터의 작동 신호를 수신하면, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다(스텝 S205). 이 때, 제 1 제어 장치(102A)는, 연소 장치(103)에서 배출되는 배출 가스가, 하우징(12) 내에 유입하지 않도록, 환기 팬(13)의 정압이, 연소 팬(18)이 작동했을 때의 토출 압력보다도 커지도록, 환기 팬(13)을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 변형예 1의 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

(실시 형태 2)

본 발명의 실시 형태 2에 따른 발전 시스템은, 제어 장치가, 환기기의 작동 중에, 연소 장치의 배출 가스의 배출, 또는 연소 장치의 연소 공기의 공급을 검지한 경우에, 연소 장치가 작동한 것으로 판정하여, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 5는, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)은, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 배출 유로(70)에 제 1 온도 검지기(20)가 설치되어 있는 점이 상이하다. 제 1 온도 검지기(20)는, 배출 유로(70) 내의 가스의 온도를 검지할 수 있으면, 어떠한 형태이더라도 좋고, 예컨대, 열전 쌍이나 적외선 센서 등을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 온도 검지기(20)는, 본 실시 형태 2에 있어서는, 배출 유로(70)의 내부에 설치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 배출 유로(70)의 외부에 설치하더라도 좋다. 또한, 제 1 온도 검지기(20)는, 배출 가스 유로(77), 또는 환기 유로(75)에 설치하더라도 좋다. 또한, 제 1 온도 검지기(20)는, 연소 장치(103)로부터 배출 가스가 배출된 것을 정확하게 검지하는 관점에서, 연소 장치(103)에 될 수 있는 한 가까운 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

[발전 시스템의 동작]

도 6은, 본 실시 형태 2에 따른 발전 시스템의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인지 여부를 확인한다(스텝 S301). 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중이지 않은 경우(스텝 S301에서 No)에는, 환기 팬(13)이 작동 중으로 될 때까지, 스텝 S301을 반복한다. 한편, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인 경우에는(스텝 S301에서 Yes), 스텝 S302로 진행한다.

스텝 S302에서는, 제어 장치(102)는, 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 배출 유로(70) 내의 가스의 온도 T를 취득한다. 그리고, 제어 장치(102)는, 스텝 S302에서 취득한 온도 T가, 제 1 온도 T1보다도 높은지 여부를 판단한다(스텝 S303). 여기서, 제 1 온도 T1은, 예컨대, 미리 실험 등에 의해, 연소 장치(103)로부터 배출된 배출 가스가, 배출 유로(70)를 통류할 때의 온도 범위를 구해 놓고, 상기 온도 범위로 해도 좋다. 또한, 예컨대, 건물(200) 내부의 온도나 외기 온도에 대하여, 20℃ 이상 높은 온도를 제 1 온도 T1로 하여 설정할 수도 있다.

제어 장치(102)는, 스텝 S302에서 취득한 온도 T가 제 1 온도 T1 이하인 경우(스텝 S303에서 No)에는, 스텝 S302으로 되돌아가, 제 1 온도 T1보다도 커질 때까지, 스텝 S302 및 스텝 S303을 반복한다. 또한, 이 경우, 제어 장치(102)는, 스텝 S301로 되돌아가, 환기 팬(13)이 작동 중이고, 또한, 제 1 온도 T1보다도 높아질 때까지, 스텝 S301 내지 스텝 S303을 반복하더라도 좋다.

한편, 제어 장치(102)는, 스텝 S302에서 취득한 온도 T가 제 1 온도 T1보다도 높은 경우(스텝 S303에서 Yes)에는, 스텝 S304로 진행한다. 스텝 S304에서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다. 이 때, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)에서 배출되는 배출 가스가, 하우징(12) 내에 유입하지 않도록, 환기 팬(13)의 정압이, 연소 팬(18)이 작동했을 때의 토출 압력보다도 커지도록, 환기 팬(13)을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다. 또한, 본 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)에서는, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지한 온도 T가, 제 1 온도 T1보다도 큰지 여부를 판단함으로써, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부를 판단하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다.

예컨대, 제 1 온도 검지기(20)가, 배출 유로(70)의 연료 전지 시스템(101)측의 상류단으로부터 배출 유로(70)의 분기점까지 설치되어 있는 경우에, 연소 장치(103)가 작동을 개시함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된 경우, 하우징(12)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 열량이 저하되기 때문에, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 온도가 저하되는 것이 상정된다. 또한, 예컨대, 연소 장치(103)의 작동이, 연소 동작이 아니라, 연소 팬(18)만의 작동인 경우, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 온도가 저하되는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지한 온도 T가, 제 2 온도 T2보다도 낮은 경우에, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단할 수도 있다. 제 2 온도 T2로서는, 예컨대, 실험 등으로부터 예측되는 연료 전지(11)로부터의 배기 가스 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도를 설정할 수도 있다.

또한, 예컨대, 연소 장치(103)가 작동하여, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하한 경우, 상술한 바와 같이, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 온도는 저하되지만, 그 후, 하우징(12) 내에서 방출되지 않는 열량이 증가한다. 그리고, 그 열량 증가의 영향을 받아, 제 1 온도 검지기(20)의 검지 온도가 상승하는 것이 상정된다.

또한, 예컨대, 외기 온도가 낮은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 저하되지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 따라서, 배출 유로(70) 내를 통류하는 가스의 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 상승하는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 제 3 온도 T3보다 큰 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다. 제 3 온도 T3으로서는, 예컨대, 10℃이더라도 좋다.

또한, 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된 경우, 배출 유로(70)를 구성하는 배관의 구성(구경이나 길이) 또는 제 1 온도 검지기(20)가 설치되는 위치에 따라서는, 하우징(12) 내로부터의 제 1 온도 검지기(20)로의 열 전달량보다도, 제 1 온도 검지기(20)의 주위로부터 배출 유로(70)를 거쳐서 외기로의 방열량 쪽이 커지는 경우도 생각할 수 있다. 이러한 경우, 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T가, 소정 시간의 전후에 있어서, 저하되는 것도 상정된다.

또한, 예컨대, 외기 온도가 높은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 상승하지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 따라서, 배출 유로(70) 내를 통류하는 가스의 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 저하되는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T의 차분이, 10℃ 이상 낮게 된 경우에, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단할 수도 있다.

[변형예 1]

다음에, 본 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템에 대하여 설명한다.

본 변형예 1의 발전 시스템은, 하우징 내에 설치된 제 1 온도 검지기를 더 구비하며, 제어 장치가, 제 1 온도 검지기에서 검지되는 온도가 제 1 온도보다 높은 경우, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 7은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 1의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 1의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 제 1 온도 검지기(20)가, 하우징(12) 내에 설치되어 있는 점이 상이하다. 또한, 제 1 온도 검지기(20)는, 연소 장치(103)로부터 배출 가스가 배출된 것을 보다 빠르게 검지할 수 있는 개소에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 환기 팬(13)의 풍량이 저하된 경우, 연료 전지 시스템 내의 발열체(예컨대, 연료 전지(11))의 근방의 온도를 계측함으로써, 환기 팬(13)의 풍량의 저하를 보다 빠르게 검지할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 변형예 1의 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다. 또한, 본 변형예 1의 발전 시스템(100)에서는, 제어 장치(102)가, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지한 온도 T가, 제 1 온도 T1보다도 높은지 여부를 판단함으로써, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부를 판단하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다.

예컨대, 외기 온도가 높은 경우, 연소 장치(103)가 작동하여, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하되면, 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하된다. 이 경우, 제 1 온도 검지기(20)는, 외기 온도로부터의 영향이 저감되기 때문에, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 온도가 저하되는 것이 상정된다. 이 때문에, 제어 장치(102)는, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지한 온도 T가, 제 2 온도 T2보다도 낮은 경우에, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단할 수도 있다. 제 2 온도 T2로서는, 예컨대, 실험 등으로부터 예측되는 연료 전지(11)로부터의 배기 가스 온도보다도, 10℃ 이상 낮은 온도를 설정할 수도 있다.

또한, 예컨대, 연소 장치(103)가 작동하여, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하되면, 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 하우징(12)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 열량이 저하되기 때문에, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 온도는 저하되지만, 그 후, 하우징(12) 내에서 방출되지 않는 열량이 증가한다. 그리고, 그 열량 증가의 영향을 받아, 제 1 온도 검지기(20)의 검지 온도가 상승하는 것이 상정된다.

또한, 예컨대, 외기 온도가 낮은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 저하되지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 이에 의해, 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하되고, 제 1 온도 검지기(20)는, 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 상승하는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 제 3 온도 T3보다 큰 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다. 제 3 온도 T3로서는, 예컨대, 10℃이더라도 좋다.

또한, 예컨대, 외기 온도가 높은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 상승하지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 이에 의해, 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하되고, 제 1 온도 검지기(20)는, 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 저하되는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T의 차분이, 10℃ 이상 낮게 된 경우에, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단할 수도 있다.

[변형예 2]

다음에, 본 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)에 있어서의 변형예 2의 발전 시스템에 대하여 설명한다.

본 변형예 2의 발전 시스템은, 급기 유로 내에 설치된 제 1 온도 검지기를 더 구비하며, 제어 장치가, 제 1 온도 검지기에서 검지되는 온도가 제 1 온도보다 높은 경우, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 8은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 2의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 2의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 제 1 온도 검지기(20)가, 급기 유로(78) 내에 설치되어 있는 점이 상이하다. 또한, 제 1 온도 검지기(20)는, 연소 장치(103)로부터 배출 가스가 배출된 것을 보다 빠르게 검지할 수 있는 개소에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 변형예 2의 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다. 또한, 본 변형예 2에 따른 발전 시스템(100)에서는, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지한 온도 T가, 제 1 온도 T1보다도 큰지 여부를 판단함으로써, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부를 판단하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다.

예컨대, 외기 온도가 높은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 상승하지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 이에 의해, 급기 유로(78)로부터 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하되고, 제 1 온도 검지기(20)는, 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 저하되는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지한 온도 T가, 제 2 온도 T2보다도 낮은 경우에, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단할 수도 있다. 제 2 온도 T2로서는, 예컨대, 실험 등으로부터 예측되는 연료 전지(11)로부터의 배기 가스 온도보다도, 10℃ 이상 낮은 온도를 설정할 수도 있다.

또한, 예컨대, 연소 장치(103)가 작동하여, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하되면, 급기 유로(78)로부터 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 하우징(12)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 열량이 저하되기 때문에, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 온도는 저하되지만, 그 후, 하우징(12) 내에서 방출되지 않는 열량이 증가한다. 그리고, 그 열량 증가의 영향을 받아, 제 1 온도 검지기(20)의 검지 온도가 상승하는 것이 상정된다.

또한, 예컨대, 외기 온도가 낮은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 저하되지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 이에 의해, 급기 유로(78)로부터 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하되고, 제 1 온도 검지기(20)는, 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 상승하는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 제 3 온도 T3보다 큰 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다. 제 3 온도 T3로서는, 예컨대, 10℃이더라도 좋다.

또한, 예컨대, 외기 온도가 높은 경우, 외기 온도의 영향을 받아, 연료 전지 시스템(101)으로부터 배출 유로(70)에 배출되는 배출 가스의 온도도 상승하지만, 연소 장치(103)가 작동함으로써, 배출 유로(70) 내를 흐르는 연료 전지 시스템(101)으로부터의 배출 가스 유량이 저하된다. 이에 의해, 급기 유로(78)로부터 하우징(12) 내로의 급기 유량이 저하되고, 제 1 온도 검지기(20)는, 외기 온도로부터의 영향이 저감되어, 제 1 온도 검지기(20)에서 검지하는 검지 온도가 저하되는 것이 상정된다.

이 때문에, 제어 장치(102)는, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 온도 검지기(20)가 검지한 온도 T의 차분이, 10℃ 이상 낮게 된 경우에, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단할 수도 있다.

[변형예 3]

다음에, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 3의 발전 시스템에 대하여 설명한다.

본 변형예 3의 발전 시스템은, 배출 유로 내의 압력을 검지하는 압력 검지기를 더 구비하며, 제어 장치가, 압력 검지기에서 검지되는 압력이 제 1 압력보다 높은 경우, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 9는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 3의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 3의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 제 1 온도 검지기(20) 대신에, 배출 유로(70) 내의 가스의 압력을 검지하도록 구성된 압력 검지기(21)가 설치되어 있는 점이 상이하다.

또한, 압력 검지기(21)는, 배출 유로(70) 내의 압력을 검지할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋고, 사용되는 기기는 한정되지 않는다. 또한, 압력 검지기(21)는, 본 변형예 3에 있어서는, 배출 유로(70) 내에 배치하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 센서 부분을 배출 유로(70) 내에 배치하고, 다른 부분을 배출 유로(70) 외부에 배치하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 압력 검지기(21)는, 배출 가스 유로(77), 또는 환기 유로(75)에 설치하더라도 좋다.

[발전 시스템의 동작]

도 10은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 3의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 3의 발전 시스템(100)의 배출 가스 유입 억제 동작에서는, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)의 배출 가스 유입 억제 동작과 기본적 동작은 동일하지만, 실시 형태 2의 스텝 S302와 스텝 S303 대신에, 스텝 S302A 및 스텝 S303A가 행해지는 점이 상이하다. 구체적으로는, 제어 장치(102)는, 압력 검지기(21)가 검지한 배출 유로(70) 내의 압력 P을 취득한다(스텝 S302A). 이어서, 제어 장치(102)는, 스텝 S302A에서 취득한 압력 P가, 제 1 압력 P1보다도 큰지 여부를 판단한다(스텝 S303A). 여기서, 제 1 압력 P1은, 예컨대, 미리 실험 등에 의해, 연소 장치(103)로부터 배출된 배출 가스가, 배출 유로(70)를 통류할 때의 압력 범위를 구해 놓고, 상기 압력 범위로 해도 좋다. 또한, 제 1 압력 P1은, 예컨대, 대기압에 대하여, 일정한 압력(예컨대, 100Pa) 높은 값, 즉, 대기압 + 100Pa를 설정할 수도 있다.

제어 장치(102)는, 스텝 S302A에서 취득한 압력 P가 제 1 압력 P1 이하인 경우(스텝 S303A에서 No)에는, 스텝 S302A로 되돌아가, 제 1 압력 P1보다도 커질 때까지, 스텝 S302A 및 스텝 S303A를 반복한다. 또한, 이 경우, 제어 장치(102)는, 스텝 S301로 되돌아가, 환기 팬(13)이 작동 중이고, 또한, 제 1 압력 P1보다도 커질 때까지, 스텝 S301 내지 스텝 S303A를 반복하더라도 좋다.

한편, 제어 장치(102)는, 스텝 S302A에서 취득한 압력 P가 제 1 압력 P1보다도 큰 경우(스텝 S303A에서 Yes)에는, 스텝 S304로 진행한다. 스텝 S304에서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다.

이와 같이 구성된 본 변형예 3의 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

또한, 본 변형예 3에서는, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부의 판단을, 압력 검지기(21)에서 검지한 압력 P가, 제 1 압력 P1보다도 큰지 여부를 판단함으로써 행하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 소정 시간의 전후에 있어서의 압력 검지기(21)가 검지한 압력의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 소정의 임계치 압력보다 높은 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다.

[변형예 4]

다음에, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 4의 발전 시스템에 대하여 설명한다.

본 변형예 4의 발전 시스템은, 배출 유로 내를 흐르는 가스의 유량을 검지하는 제 1 유량 검지기를 더 구비하며, 제어 장치가, 제 1 유량 검지기에서 검지되는 유량이 제 1 유량보다 많은 경우, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 11은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 4의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 4의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 제 1 온도 검지기(20) 대신에, 배출 유로(70) 내의 가스의 유량을 검지하도록 구성된 제 1 유량 검지기(22)가 설치되어 있는 점이 상이하다.

또한, 제 1 유량 검지기(22)는, 배출 유로(70) 내의 가스의 유량을 검지할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋고, 사용되는 기기는 한정되지 않는다. 또한, 제 1 유량 검지기(22)는, 본 변형예 4에 있어서는, 배출 유로(70) 내에 배치하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 센서 부분을 배출 유로(70) 내에 배치하고, 다른 부분을 배출 유로(70) 외부에 배치하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 제 1 유량 검지기(22)는, 배출 가스 유로(77), 또는 환기 유로(75)에 설치하더라도 좋다.

[발전 시스템의 동작]

도 12는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 4의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 본 변형예 4의 발전 시스템(100)의 배출 가스 유입 억제 동작에서는, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)의 배출 가스 유입 억제 동작과 기본적 동작은 동일하지만, 실시 형태 2의 스텝 S302와 스텝 S303 대신에, 스텝 S302B 및 스텝 S303B가 행해지는 점이 상이하다.

구체적으로는, 제어 장치(102)는, 제 1 유량 검지기(22)가 검지한 배출 유로(70) 내의 가스의 유량 F를 취득한다(스텝 S302B). 이어서, 제어 장치(102)는, 스텝 S302B에서 취득한 유량 F가, 제 1 유량 F1보다도 큰지 여부를 판단한다(스텝 S303A). 여기서, 제 1 유량 F1은, 예컨대, 미리 실험 등에 의해, 연소 장치(103)로부터 배출된 배출 가스가, 배출 유로(70)를 통류할 때의 유량 범위를 구해 놓고, 상기 유량 범위로 해도 좋다. 예컨대, 제 1 유량 F1은, 0.5m ³ /min으로서 설정하더라도 좋다.

제어 장치(102)는, 스텝 S302B에서 취득한 유량 F가 제 1 유량 F1 이하인 경우(스텝 S303B에서 No)에는, 스텝 S302B로 되돌아가, 제 1 유량 F1보다도 커질 때까지, 스텝 S302B 및 스텝 S303B를 반복한다. 또한, 이 경우, 제어 장치(102)는, 스텝 S301로 되돌아가, 환기 팬(13)이 작동 중이고, 또한, 제 1 유량 F1보다도 커질 때까지, 스텝 S301 내지 스텝 S303B를 반복하더라도 좋다.

한편, 제어 장치(102)는, 스텝 S302B에서 취득한 유량 F가 제 1 유량 F1보다도 큰 경우(스텝 S303B에서 Yes)에는, 스텝 S304로 진행한다. 스텝 S304에서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다.

이와 같이 구성된 본 변형예 4의 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

또한, 본 변형예 4에서는, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부의 판단을, 제 1 유량 검지기(22)에서 검지한 유량 F가, 제 1 유량 F1보다도 큰지 여부를 판단함으로써 행하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 1 유량 검지기(22)가 검지한 유량의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 소정의 임계치 유량보다 큰 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다.

[변형예 5]

다음에, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 5의 발전 시스템에 대하여 설명한다.

본 변형예 5의 발전 시스템은, 연소 공기 공급기가 공급하는 연소 공기의 유량을 검지하는 제 2 유량 검지기를 더 구비하며, 제어 장치가, 제 2 유량 검지기에서 검지되는 유량이 제 2 유량보다 많은 경우, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 13은, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 5의 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 5의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 연소 장치(103)의 급기구(19)에, 연소 팬(18)이 공급하는 연소 공기의 유량을 검지하는 제 2 유량 검지기(23)가 설치되어 있는 점이 상이하다. 제 2 유량 검지기(23)는, 연소 팬(18)이 연소 공기를 공급한 것을 검지할 수 있으면, 어떠한 형태이더라도 좋고, 연소 팬(18)이 공급하는 연소 공기량의 일부를 검지할 수 있도록 배치할 수도 있고, 또한, 연소 팬(18)이 공급하는 전체 연소 공기량을 검지할 수 있도록 배치할 수도 있다.

또한, 제 2 유량 검지기(23)는, 연소 팬(18)이 공급하는 연소 공기의 유량을 검지할 수 있으면, 어떠한 형태이더라도 좋고, 사용되는 기기는 한정되지 않는다. 또한, 제 2 유량 검지기(23)는, 본 변형예 5에 있어서는, 연소 장치(103)의 급기구(19)에 배치하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 연소 장치(103)의 급기구(19)와 대기로의 개구부를 연결하는 급기 유로를 더 구비하는 경우, 상기 급기 유로상에 배치하는 구성으로 해도 좋다.

[발전 시스템의 동작]

도 14는, 본 실시 형태 2에 있어서의 변형예 5의 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인지 여부를 확인한다(스텝 S401). 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중이지 않은 경우(스텝 S401에서 No)에는, 환기 팬(13)이 작동 중으로 될 때까지, 스텝 S401을 반복한다. 한편, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인 경우에는(스텝 S401에서 Yes), 스텝 S402로 진행한다.

스텝 S402에서는, 제어 장치(102)는, 제 2 유량 검지기(23)가 검지한 연소 장치(103)의 연소 공기의 유량 F를 취득한다. 그리고, 제어 장치(102)는, 스텝 S402에서 취득한 유량 F가, 제 2 유량 F2보다도 큰지 여부를 판단한다(스텝 S403). 여기서, 제 2 유량 F2는, 예컨대, 미리 실험 등에 의해, 연소 장치(103)의 연소 팬이 공급하는 연소 공기 유량의 유량 범위를 구해 놓고, 상기 유량 범위로 해도 좋다. 예컨대, 제 2 유량 F2는, 10L/min으로서 설정할 수도 있다.

제어 장치(102)는, 스텝 S402에서 취득한 유량 F가 제 2 유량 F2 이하인 경우(스텝 S403에서 No)에는, 스텝 S402로 되돌아가, 제 2 유량 F2보다도 커질 때까지, 스텝 S402 및 스텝 S403을 반복한다. 또한, 이 경우, 제어 장치(102)는, 스텝 S401로 되돌아가, 환기 팬(13)이 작동 중이고, 또한, 제 2 유량 F2보다도 커질 때까지, 스텝 S401 내지 스텝 S403을 반복하더라도 좋다.

한편, 제어 장치(102)는, 스텝 S402에서 취득한 유량 F가 제 2 유량 F2보다도 큰 경우(스텝 S403에서 Yes)에는, 스텝 S404로 진행한다. 스텝 S404에서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다. 이 때, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)에서 배출되는 배출 가스가, 하우징(12) 내에 유입하지 않도록, 환기 팬(13)의 정압이, 연소 팬(18)이 작동했을 때의 토출 압력보다도 커지도록, 환기 팬(13)을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 변형예 5의 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 2에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

또한, 본 변형예 5의 발전 시스템(100)에서는, 제 2 유량 검지기(23)에서 검지한 유량 F가, 제 2 유량 F2보다도 큰지 여부를 판단함으로써, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부를 판단하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 2 유량 검지기(23)가 검지한 유량 F의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 소정의 임계치 유량보다 큰 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다.

(실시 형태 3)

본 발명의 실시 형태 3에 따른 발전 시스템은, 급기 유로가, 하우징과 연소 장치의 급기구를 연통하여, 연료 전지 시스템 및 연소 장치의 각각에, 그 대기로의 개구로부터 공기를 공급하고, 또한, 배기 유로와 열 교환 가능하도록 설치되어 있는 형태를 예시하는 것이다.

여기서, 「급기 유로가 배출 유로에 열 교환 가능하도록 설치되어 있다」는 것은, 반드시 급기 유로와 배출 유로가 접촉하여 설치되어 있을 필요가 없고, 급기 유로 내의 가스와 배기 유로 내의 가스가 열 교환 가능한 정도로 이간되어 설치되어 있는 형태도 포함한다. 이 때문에, 급기 유로와 배출 유로가 공간을 사이에 두고 설치되어 있더라도 좋다. 또한, 한쪽의 유로의 내측에 다른쪽의 유로가 설치되어 있더라도 좋다. 즉, 급기 유로를 구성하는 배관과 배기 유로를 구성하는 배관이, 이중 배관이 되도록 설치되어 있더라도 좋다.

[발전 시스템의 구성]

도 15는, 본 발명의 실시 형태 3에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 15에 있어서는, 급기 유로를 해칭(hatching)으로 나타내고 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 3의 발전 시스템(100)은, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 하우징(12)과 연소 장치(103)의 급기구를 연통하여, 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)의 각각에, 그 대기로의 개구로부터 공기를 공급하고, 또한, 배출 유로(70)와 열 교환 가능한 급기 유로(78)가 설치되어 있는 점이 상이하다.

급기 유로(78)는, 연소 장치(103)와 연료 전지 시스템(101)의 하우징(12)을 연통하고, 또한, 연소 장치(103) 및 연료 전지 시스템(101)의 각각에 외부(여기서는, 건물(200) 외부)로부터 공기를 공급하고, 또한, 배출 유로(70)의 외주를 둘러싸도록 설치되어 있다.

보다 상세하게는, 급기 유로(78)는, 도중에서 분기되어 있고, 2개의 상류단은, 구멍(16) 및 구멍(19)의 각각에, 접속되어 있다. 또한, 급기 유로(78)는, 건물(200)의 외측에까지 연장되도록 형성되어 있고, 그 하류단(개구)은, 대기에 개방되어 있다. 이에 의해, 급기 유로(78)는, 하우징(12)과 연소 장치(103)를 연통하여, 발전 시스템(100)의 외부로부터 공기를 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)에 공급할 수 있다.

또한, 급기 유로(78)와 배출 유로(70)는, 이른바 이중 배관으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태 3에 따른 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

(실시 형태 4)

본 발명의 실시 형태 4에 따른 발전 시스템은, 급기 유로에 설치된 제 2 온도 검지기를 더 구비하며, 제어 장치가, 제 2 온도 검지기에서 검지되는 온도가 제 4 온도보다 높은 경우, 환기기의 조작량을 증가하도록 제어하는 형태를 예시하는 것이다.

여기서, 「급기 유로가 배출 유로에 열 교환 가능하도록 설치되어 있다」는 것은, 반드시 급기 유로와 배출 유로가 접촉하여 설치되어 있을 필요가 없고, 급기 유로 내의 가스와 배기 유로 내의 가스가 열 교환 가능한 정도로 이간되어 설치되어 있는 형태도 포함한다. 이 때문에, 급기 유로와 배출 유로가 공간을 사이에 두고 설치되어 있더라도 좋다. 또한, 한쪽의 유로의 내측에 다른쪽의 유로가 설치되어 있더라도 좋다. 즉, 급기 유로를 구성하는 배관과 배기 유로를 구성하는 배관이, 이중 배관이 되도록 설치되어 있더라도 좋다.

[발전 시스템의 구성]

도 16은, 본 실시 형태 4에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 16에 있어서는, 급기 유로를 해칭으로 나타내고 있다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태 4에 따른 발전 시스템(100)은, 실시 형태 3에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 제 2 온도 검지기(24)가 급기 유로(78)에 설치되어 있는 점이 상이하다.

구체적으로는, 제 2 온도 검지기(24)는, 급기 유로(78) 내의 가스의 온도를 검지할 수 있으면, 어떠한 형태이더라도 좋고, 예컨대, 열전 쌍이나 적외선 센서 등을 이용할 수 있다. 또한, 제 2 온도 검지기(24)는, 본 실시 형태 5에 있어서는, 급기 유로(78)의 내부에 설치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 급기 유로(78)의 외부에 설치하더라도 좋다. 또한, 제 2 온도 검지기(24)는, 연소 장치(103)로부터 배출 가스가 배출된 것을 정확하게 검지하는 관점에서, 연소 장치(103)에 될 수 있는 한 가까운 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 급기 유로(78)는, 연소 장치(103)와 연료 전지 시스템(101)의 하우징(12)을 연통하고, 또한, 연소 장치(103) 및 연료 전지 시스템(101)의 각각에 외부(여기서는, 건물(200) 외부)로부터 공기를 공급하고, 또한, 배출 유로(70)의 외주를 둘러싸도록 설치되어 있다.

보다 상세하게는, 급기 유로(78)는, 도중에서 분기되어 있고, 2개의 상류단은, 구멍(16) 및 구멍(19)의 각각에, 접속되어 있다. 또한, 급기 유로(78)는, 건물(200)의 외측에까지 연장되도록 형성되어 있고, 그 하류단(개구)은, 대기에 개방되어 있다. 이에 의해, 급기 유로(78)는, 하우징(12)과 연소 장치(103)를 연통하여, 발전 시스템(100)의 외부로부터 공기를 연료 전지 시스템(101) 및 연소 장치(103)에 공급할 수 있다.

또한, 급기 유로(78)와 배출 유로(70)는, 이른바 이중 배관으로 구성되어 있다. 이에 의해, 배출 유로(70)에 연소 장치(103)로부터 연소 배기 가스(배출 가스)가 배출되면, 급기 유로(78) 내의 가스는, 연소 배기 가스로부터의 전열에 의해 가열된다. 이 때문에, 제 2 온도 검지기(24)에서 검지되는 온도를 기초로, 연소 장치(103)로부터 배출 유로(70)에 배출 가스가 배출되었는지 여부를 판단할 수 있다.

[발전 시스템의 동작]

도 17은, 본 실시 형태 4에 따른 발전 시스템의 배출 가스 유입 억제 동작을 모식적으로 나타내는 흐름도이다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인지 여부를 확인한다(스텝 S501). 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중이지 않은 경우(스텝 S501에서 No)에는, 환기 팬(13)이 작동 중으로 될 때까지, 스텝 S501을 반복한다. 한편, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)이 작동 중인 경우에는(스텝 S501에서 Yes), 스텝 S502로 진행한다.

스텝 S502에서는, 제어 장치(102)는, 제 2 온도 검지기(24)가 검지한 연소 장치(103)의 급기 가스의 온도 T를 취득한다. 그리고, 제어 장치(102)는, 스텝 S502에서 취득한 온도 T가, 제 4 온도 T4보다도 큰지 여부를 판단한다(스텝 S503). 여기서, 제 4 온도 T4는, 예컨대, 미리 실험 등에 의해, 연소 장치(103)로부터 배출된 배출 가스가, 배출 유로(70)를 통류할 때의 급기 유로(78) 내의 온도 범위를 구해 놓고, 상기 온도 범위로 해도 좋다. 또한, 제 3 온도 T3는, 예컨대, 건물(200) 내부의 온도나 외기 온도에 대하여, 20℃ 이상 높은 온도로서 설정할 수도 있다.

제어 장치(102)는, 스텝 S502에서 취득한 온도 T가 제 4 온도 T4 이하인 경우(스텝 S503에서 No)에는, 스텝 S502로 되돌아가, 제 3 온도 T3보다도 커질 때까지, 스텝 S502 및 스텝 S503을 반복한다. 또한, 이 경우, 제어 장치(102)는, 스텝 S501로 되돌아가, 환기 팬(13)이 작동 중이고, 또한, 제 3 온도 T3보다도 커질 때까지, 스텝 S501 내지 스텝 S503을 반복하더라도 좋다.

한편, 제어 장치(102)는, 스텝 S502에서 취득한 온도 T가 제 4 온도 T4보다도 큰 경우(스텝 S503에서 Yes)에는, 스텝 S504로 진행한다. 스텝 S504에서는, 제어 장치(102)는, 환기 팬(13)의 조작량을 증가시킨다. 이 때, 제어 장치(102)는, 연소 장치(103)에서 배출되는 배출 가스가, 하우징(12) 내에 유입하지 않도록, 환기 팬(13)의 정압이, 연소 팬(18)이 작동했을 때의 토출 압력보다도 커지도록, 환기 팬(13)을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태 4에 따른 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 3에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

또한, 본 실시 형태 4에 있어서는, 연소 장치(103)가 작동하고 있는지 여부의 판단을, 제 2 온도 검지기(24)에서 검지한 온도 T가, 제 4 온도 T4보다도 큰지 여부를 판단함으로써 행하도록 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 소정 시간의 전후에 있어서의 제 2 온도 검지기(24)가 검지한 온도 T의 차분이, 미리 실험 등에 의해 구해 놓은 소정의 임계치 온도보다 큰 경우, 연소 장치(103)가 작동하고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다.

(실시 형태 5)

본 발명의 실시 형태 5에 따른 발전 시스템은, 연료 전지 시스템이, 원료와 수증기로부터 수소 함유 가스를 생성하는 개질기를 갖는 수소 생성 장치를 더 구비하고 있는 형태를 예시하는 것이다.

[발전 시스템의 구성]

도 18은, 본 발명의 실시 형태 5에 따른 발전 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 5에 따른 발전 시스템(100)은, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 기본적 구성은 동일하지만, 연료 가스 공급기(14)가 수소 생성 장치(14)로 구성되어 있는 점과, 오프 연료 가스 유로(73)가 수소 생성 장치(14)의 연소기(14b)에 접속되어 있는 점이 상이하다. 구체적으로는, 수소 생성 장치(14)는, 개질기(14a)와 연소기(14b)를 갖고 있다.

연소기(14b)에는, 오프 연료 가스 유로(73)의 하류단이 접속되어 있고, 연료 전지(11)로부터 오프 연료 가스가, 오프 연료 가스 유로(73)를 통류하여, 연소용 연료로서 공급된다. 또한, 연소기(14b)에는, 공기 공급 유로(79)를 거쳐서, 연소 팬(14c)이 접속되어 있다. 연소 팬(14c)은, 연소기(14b)에 연소용 공기를 공급할 수 있으면, 어떠한 구성이더라도 좋고, 예컨대, 팬이나 블로워 등의 팬류로 구성되어 있더라도 좋다.

또한, 본 실시 형태 5에 따른 발전 시스템(100)에서는, 연소기로의 연소용 공기의 공급을 연소 팬에 의해 실현하는 구성으로 했지만, 산화제 가스 공급기를 이용하더라도 좋고, 산화제 가스 공급 유로와 연소기를 접속하는 경로를 구비하며, 산화제 가스 공급기로부터 공급된 산화제 가스(산소)가 연소기, 및 연료 전지에 공급되는 구성으로 해도 좋다.

연소기(14b)에서는, 공급된 오프 연료 가스와 연소용 공기가 연소하여, 연소 배기 가스가 생성되고, 열이 발생한다. 연소기(14b)에서 생성된 연소 배기 가스는, 개질기(14a) 등을 가열한 후, 연소 배기 가스 유로(80)에 배출된다. 연소 배기 가스 유로(80)에 배출된 연소 배기 가스는, 연소 배기 가스 유로(80)를 통류하여, 배출 유로(70)에 배출된다. 배출 유로(70)에 배출된 연소 배기 가스는, 배출 유로(70)를 통류하여, 발전 시스템(100)(건물(200)) 외부에 배출된다.

개질기(14a)에는, 원료 공급기 및 수증기 공급기가 접속되어 있고(각각 도시하지 않음), 원료 및 수증기가, 각각, 개질기(14a)에 공급된다. 원료로서는, 메탄을 주성분으로 하는 천연 가스나 LP 가스 등을 이용할 수 있다.

또한, 개질기(14a)는, 개질 촉매를 갖고 있다. 개질 촉매로서는, 예컨대, 원료와 수증기로부터 수소 함유 가스를 발생시키는 수증기 개질 반응을 촉매할 수 있으면, 어떠한 물질을 사용할 수도 있고, 예컨대, 알루미나 등의 촉매 담체에 루테늄(Ru)을 담지시킨 루테늄계 촉매나 마찬가지의 촉매 담체에 니켈(Ni)을 담지시킨 니켈계 촉매등을 사용할 수 있다.

그리고, 개질기(14a)에서는, 공급된 원료와 수증기의 개질 반응에 의해, 수소 함유 가스가 생성된다. 생성된 수소 함유 가스는, 연료 가스로서, 연료 가스 공급 유로(71)를 통류하여, 연료 전지(11)의 연료 가스 유로(11A)에 공급된다.

또한, 본 실시 형태 5에 있어서는, 개질기(14a)에서 생성된 수소 함유 가스가, 연료 가스로서, 연료 전지(11)에 송출되는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 수소 생성 장치(14) 내에 개질기(14a)로부터 송출된 수소 함유 가스 중의 일산화탄소를 저감하기 위한 변성 촉매(예컨대, 구리-아연계 촉매)를 갖는 변성기(變成器)나, 산화 촉매(예컨대, 루테늄계 촉매)나, 메탄화 촉매(예컨대, 루테늄계 촉매)를 갖는 일산화탄소 제거기를 통과한 후의 수소 함유 가스가 연료 전지(11)에 송출되는 구성이더라도 좋다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태 5에 따른 발전 시스템(100)이더라도, 실시 형태 1에 따른 발전 시스템(100)과 마찬가지의 작용 효과를 얻는다.

또한, 상기 실시 형태 1 내지 5(변형예를 포함함)에 있어서는, 환기기로서, 환기 팬(13)을 사용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 환기 팬(13) 대신에 산화제 가스 공급기(15)를 사용할 수 있다. 제어 장치(102)는, 조작량을 증가시키기 위해서, 산화제 가스 공급기(15)의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있고, 산화제 가스 공급기(15)의 급기 공기가 흐르는 유로상에, 또는, 산화제 가스 공급기(15)의 토출 공기가 흐르는 유로상에, 유로 저항을 조정할 수 있는 유로 저항 조정 수단을 구비하며, 제어 장치(102)는, 유로 저항 조정 수단을 제어함으로써, 산화제 가스 공급기(15)의 조작량을 증가시키더라도 좋다. 유로 저항 조정 수단으로서는, 개방도를 조정할 수 있는 전자기 밸브를 사용할 수 있다. 또한, 산화제 가스 공급기(15)에 유로 저항 조정 기능을 갖게 하더라도 좋다.

또한, 예컨대, 산화제 가스 공급기(15) 또는 산화제 가스 공급 유로(72)와, 오프 산화제 가스 유로(74) 또는 배출 유로(70)를 접속하는 유로(이하, 제 1 접속 유로라 함)를 설치하고, 제어 장치(102)는, 산화제 가스 공급기(15)의 작동 중에, 연소 장치(103)가 작동하면, 제 1 접속 유로를 통류하는 산화제 가스의 유량이 증가하도록 제어할 수도 있다.

여기서, 산화제 가스 공급 유로(72)에 제 1 접속 유로의 상류단이 접속되어 있는 경우에는, 상기 제 1 접속 유로에 유량 조정기를 설치하고, 제어 장치(102)는, 산화제 가스 공급기(15)와 유량 조정기를 제어함으로써, 제 1 접속 유로를 통류하는 산화제 가스의 유량을 증가할 수도 있다.

또한, 연료 가스 공급기(14)가, 수소 생성 장치로 구성되어 있고, 상기 수소 생성 장치가, 연소기(14b) 및 연소 팬(14c)을 갖는 경우, 환기기로서, 환기 팬(13) 대신에 연소 팬(14c)을 이용하여, 연료 가스 공급기(14)의 작동 중에, 연소 장치(103)가 작동하면, 연소 팬(14c)의 조작량을 증가하도록 제어할 수도 있다.

또한, 연소 팬(14c)의 급기 공기가 흐르는 유로상에, 또는, 연소 팬(14c)의 토출 공기가 흐르는 유로상에, 유로 저항을 조정할 수 있는 유로 저항 조정 수단을 구비하며, 제어 장치(102)는, 유로 저항 조정 수단을 제어함으로써, 연소 팬(14c)의 조작량을 증가시키더라도 좋다. 유로 저항 조정 수단으로서는, 개방도를 조정할 수 있는 전자기 밸브를 사용할 수 있다.

또한, 연소 팬(14c)에 유로 저항 조정 기능을 갖게 하더라도 좋다. 또한, 연소 팬(14c) 또는 공기 공급 유로(79)와, 연소 배기 가스 유로(80) 또는 배출 유로(70)를 접속하는 유로(이하, 제 2 접속 유로라 함)를 설치하고, 제어 장치(102)는, 연소 팬(14c)의 작동 중에, 연소 장치(103)가 작동하면, 제 2 접속 유로를 통류하는 공기의 유량이 증가하도록 제어할 수도 있다.

여기서, 공기 공급 유로(79)에 제 2 접속 유로의 상류단이 접속되어 있는 경우에는, 상기 제 2 접속 유로에 유량 조정기를 설치하여, 제어 장치(102)는, 연소 팬(14c)과 유량 조정기를 제어함으로써, 제 2 접속 유로를 통류하는 공기의 유량을 증가할 수도 있다.

또한, 환기기로서, 환기 팬(13)과 산화제 가스 공급기(15)를 동시에 이용하더라도 좋고, 환기 팬(13)과 연소 팬(14c)을 동시에 이용하더라도 좋고, 연소 팬(14c)과 산화제 가스 공급기(15)를 동시에 이용하더라도 좋고, 환기 팬(13), 연소 팬(14c), 및 산화제 가스 공급기(15)를 동시에 사용할 수 있다.

상기 설명으로부터, 당업자에 있어서는, 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 명백하다. 따라서, 상기 설명은, 예시로서만 해석되야야 할 것이며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 요지를 일탈하는 일없이, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성요소의 적당한 편성에 의해 여러 가지의 발명을 형성할 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 발전 시스템 및 그 운전 방법에서는, 연료 전지의 발전을 안정하게 행하는 것이 가능하고, 발전 시스템의 내구성을 향상시키는 것이 가능하기 때문에, 연료 전지의 분야에서 유용하다.

11 : 연료 전지 11A : 연료 가스 유로
11B : 산화제 가스 유로 12 : 하우징
13 : 환기 팬 14 : 연료 가스 공급기
14a : 개질기 14b : 연소기
14c : 연소 팬 15 : 산화제 가스 공급기
16 : 급기구 17 : 연소기
18 : 연소 팬 19 : 급기구
20 : 제 1 온도 검지기 21 : 압력 검지기
22 : 제 1 유량 검지기 23 : 제 2 유량 검지기
24 : 제 2 온도 검지기 70 : 배출 유로
71 : 연료 가스 공급 유로 72 : 산화제 가스 공급 유로
73 : 오프 연료 가스 유로 74 : 오프 산화제 가스 유로
75 : 환기 유로 76 : 연소 공기 공급 유로
77 : 배출 가스 유로 78 : 급기 유로
79 : 공기 공급 유로 80 : 연소 배기 가스 유로
100 : 발전 시스템 101 : 연료 전지 시스템
102 : 제어 장치 103 : 연소 장치
103A : 배기구 200 : 건물