JP5474260B2 - 発電システム及びその運転方法 - Google Patents

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Description

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。
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。
また、建物内部に配置する燃料電池発電装置の排気性能を向上させ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２に開示されている発電装置は、吸気口を備えた建物の内部に設置して使用される燃料電池発電装置であって、建物の内部の空気を燃料電池発電装置の内部へ導く空気導入口と、燃料電池発電装置の内部の空気を建物の外部へ排出する空気排出管と、換気手段を備えていて、換気手段が、建物外部の空気を吸気口を介して建物の内部に導き、さらに空気導入口を通して燃料電池発電装置の内部に導入し、さらに空気排出管を通して建物の外部へと排出する。
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。
特開２００７−２４８００９号公報 特開２００６−７３４４６号公報 特開２００８−２１０６３１号公報
ところで、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を建物内に配置する場合に、特許文献２に開示されている発電装置を参照すると、以下のような構成をとることが考えられる。すなわち、燃料電池が設けられたコージェネレーションユニットと給湯器が設けられた給湯ユニットを別々に配置し、コージェネレーションユニット内に換気ファンを設け、コージェネレーションユニットと給湯器（給湯ユニット）とを連通する（接続する）排気流路を設ける構成である。
このような構成において、例えば、燃料電池ユニットが作動し、給湯ユニットが停止している状態から、給湯ユニットを作動させるとき（特に、給湯ユニットのバーナを着火させるとき）に、燃料電池の発電量等を変動させると、排気流路の圧力損失が変動する。このため、給湯ユニットのバーナに供給される可燃ガスと空気の流量が変動し、給湯ユニットのバーナでの着火動作が正常に行われないおそれがあった。
このように、燃料電池ユニット及び給湯ユニットのうち、一方のユニットが作動している状態で、他方のユニットを作動させる場合、排出流路の圧力損失の変化により、他方のユニットのバーナを安定して着火動作させることができないという課題があった。
また、例えば、燃料電池ユニットと給湯ユニットの両方が停止している状態から、燃料電池ユニットと給湯ユニットの両方を作動させる場合に、給湯ユニットのバーナにおける着火動作と、燃料電池ユニットを構成する水素生成装置のバーナにおける着火動作と、が行われるタイミングがずれると、排気流路に排出される排ガスの流量が変動する。このため、より遅いタイミングで着火動作が開始されたユニットのバーナでは、バーナに供給される可燃ガスと空気の流量が変動し、バーナでの着火動作が正常に行われないおそれがあった。
このように、燃料電池ユニット及び給湯ユニットの両方のシステムが停止している状態で、両方のシステムを作動させる場合、それぞれのバーナを作動させるタイミングがずれると、排出流路の圧力損失が変化して、より遅いタイミングで着火動作が開始されたバーナでは、安定して着火作動させることができないという課題があった。
本発明は、上記のように、燃料電池ユニットと燃焼ユニットを連通する排気流路を配設する場合において、他方の燃焼器を有するユニットの作動状態を変更する指示が出されても、一方の燃焼器での着火動作を安定して行う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目的とする。
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と、第１燃焼器を有し前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも前記燃料電池と前記水素生成装置とを収納する筐体と、を有する燃料電池ユニットと、制御装置と、を備える、発電システムにおいて、前記発電システムは、前記筐体外に配置され、可燃性ガスを燃焼する第２燃焼器を有する燃焼ユニットと、前記燃料電池ユニットと前記燃焼ユニットとを連通するように設けられ、前記燃料電池ユニットから排出される排ガスと前記燃焼ユニットから排出される排ガスを大気に排出するように構成されている排出流路と、をさらに備え、前記制御装置は、前記第１燃焼器及び前記第２燃焼器のうちのいずれか一方の燃焼器を着火動作させる場合に、前記一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器の作動状態を維持するように構成されていることを特徴とする。
ここで、「燃焼器の作動状態」とは、燃焼器が燃焼動作を行っている場合には、その燃焼動作を行っている状態をいい、燃焼器が停止中の場合には、その停止状態をいう。
また、「着火動作」とは、燃焼空気の供給、イグナイター等の着火器の作動、可燃性ガス等の燃焼燃料の供給による、燃焼空気と燃焼燃料との着火の一連の動作をいう。
さらに、「着火動作期間中」とは、燃焼空気の供給、イグナイター等の着火器の作動、可燃性ガス等の燃焼燃料の供給による、燃焼空気と燃焼燃料との着火の一連の動作を行っている期間をいう。この場合、例えば、燃焼空気の供給、イグナイター等の着火器の作動、可燃性ガス等の燃焼燃料の供給による、燃焼空気と燃焼燃料との着火の一連の動作を繰り返し行われる場合には、「着火動作期間中」は、予め設定されている一連の動作の繰り返し数を行っている期間中をいう。
これにより、燃料電池ユニットと燃焼ユニットを連通する排気流路を配設する発電システムにおいて、他方の燃焼器を有するユニットの作動状態を変更する指示が出されても、一方の燃焼器での着火動作を安定して行うことができる。
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と、第１燃焼器を有し前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも前記燃料電池及び前記水素生成装置を収納する筐体と、を有する燃料電池ユニットと、を備える発電システムの運転方法において、前記発電システムは、前記筐体外に配置され、可燃性ガスを燃焼する第２燃焼器を有する燃焼ユニットと、前記燃料電池ユニットと前記燃焼ユニットを連通するように設けられ、前記燃料電池ユニットから排出される排ガスと前記燃焼ユニットから排出される排ガスを大気に排出するように構成されている排出流路と、をさらに備え、前記第１燃焼器又は前記第２燃焼器のいずれか一方の燃焼器を着火動作させる場合に、前記一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器の作動状態を維持することを特徴とする。
これにより、燃料電池ユニットと燃焼ユニットを連通する排気流路を配設する発電システムにおいて、他方の燃焼器を有するユニットの作動状態を変更する指示が出されても、一方の燃焼器での着火動作を安定して行うことができる。
本発明の発電システム及び発電システムの運転方法によれば、燃料電池ユニットと燃焼ユニットを連通する排気流路を配設する発電システムにおいて、他方の燃焼器を有するユニットの作動状態を変更する指示が出されても、一方の燃焼器での着火動作を安定して行うことが可能となる。
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は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図３は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図６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７は、本実施の形態２に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、本実施の形態２に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、本実施の形態３に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施の形態３に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本実施の形態４に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本実施の形態４に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図１３は、本実施の形態５に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。 図１４は、本実施の形態６に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
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場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
（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、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、第１燃焼器を有し燃料電池に供給する燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも燃料電池と水素生成装置とを収納する筐体と、を有する燃料電池ユニットと、制御装置と、筐体外に配置され、可燃性ガスを燃焼する第２燃焼器を有する燃焼ユニットと、燃料電池ユニットと燃焼ユニットとを連通するように設けられ、燃料電池ユニットから排出される排ガスと燃焼ユニットから排出される排ガスを大気に排出するように構成されている排出流路と、をさらに備え、制御装置が、第１燃焼器及び第２燃焼器のうちのいずれか一方の燃焼器を着火動作させる場合に、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器の作動状態を維持するように構成されている態様を例示するものである。
ここで、「燃焼器の作動状態」とは、燃焼器が燃焼動作を行っている場合には、その燃焼動作を行っている状態をいい、燃焼器が停止中の場合には、その停止状態をいう。
また、「着火動作」とは、燃焼空気の供給、可燃性ガス等の燃焼燃料の供給、及びイグナイター等の着火器による可燃ガスと燃焼空気への着火の一連の動作をいう。
さらに、「着火動作期間中」とは、燃焼空気の供給、イグナイター等の着火器の作動、可燃性ガス等の燃焼燃料の供給による、燃焼空気と燃焼燃料との着火の一連の動作を行っている期間をいう。この場合、例えば、燃焼空気の供給、イグナイター等の着火器の作動、可燃性ガス等の燃焼燃料の供給による、燃焼空気と燃焼燃料との着火の一連の動作を繰り返し行われる場合には、「着火動作期間中」は、予め設定されている一連の動作の繰り返し数を行っている期間中をいう。
また、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されていてもよい。
ここで、「他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように」とは、他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量が全く変動しないことを意味するものではなく、排ガスの流量は、燃焼器の着火動作が不安定にならない程度の変動は許容されることを意味する。このため、他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量は、当該ユニットを構成する機器及び燃焼器の構成によって異なるが、一般的に±１０％の変動であれば許容される。
また、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、一方の燃焼器の着火動作期間中は、燃料電池ユニット及び燃焼ユニットのうちの他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の着火動作指令が入力されても、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器を着火動作させないように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の着火動作指令が入力されると、一方の燃焼器を着火動作させた後に、他方の燃焼器を着火動作させるように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器から排出される排ガスの流量を変動する指令が入力されると、一方の燃焼器を着火動作させた後に、他方の燃焼器から排出される排ガスの流量を変動するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、第１燃焼器を着火動作させる場合に、第１燃焼器の着火動作期間中は、第２燃焼器の燃焼量を変動させないように燃焼ユニットを制御するように構成されていてもよい。
さらに、本実施の形態１に係る発電システムでは、制御装置が、第２燃焼器を着火動作させる場合に、第２燃焼器の着火動作期間中は、燃料電池の発電量を変動させないように燃料電池ユニットを制御するように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態１に係る発電システムの一例について、具体的に説明する。
［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。
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、燃料電池１１、第１燃焼器１４ｂを有する水素生成装置１４、及び筐体１２を有する燃料電池ユニット１０１と、制御装置１０２と、第２燃焼器１７を有する燃焼ユニット１０３と、排出流路７０と、を備えている。
排出流路７０は、燃料電池ユニット１０１の筐体１２と燃焼ユニット１０３の排気口１０３Ａとを連通するように設けられている。そして、制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂ及び第２燃焼器１７のいずれか一方の燃焼器を着火動作させる場合に、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている。
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、排出流路７０が燃料電池ユニット１０１の筐体１２と燃焼ユニット１０３の排気口１０３Ａを連通する（接続する）ように設けられていれば、建物２００の外部に配置されている構成を採用してもよい。
燃料電池ユニット１０１の筐体１２内には、燃料電池１１、水素生成装置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、燃料電池ユニット１０１の筐体１２内に配置したが、これに限定されない。制御装置１０２は、例えば、燃焼ユニット１０３内に配置してもよく、また、筐体１２及び燃焼ユニット１０３とは別に配置してもよい。
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を構成する。これにより、給気口１６を介して、筐体１２内部に、発電システム１００外の空気が供給される。
なお、本実施の形態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、給気口１６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。
水素生成装置１４は、原料ガスである炭化水素ガスと水蒸気から燃料ガスを生成する改質器１４ａと、改質器１４ａを加熱するように構成された第１燃焼器１４ｂと、を有している。第１燃焼器１４ｂは、バーナで構成されていて、イグナイター等の着火器とフレームロッド等の着火検知器（いずれも図示せず）を有している。
第１燃焼器１４ｂには、空気供給流路７９を介して、燃焼ファン（第１空気供給器）１４ｃが接続されている。燃焼ファン１４ｃは、第１燃焼器１４ｂ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い。燃焼ファン１４ｃとしては、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。
また、第１燃焼器１４ｂには、第１可燃性ガス供給流路８１を介して、第１可燃性ガス供給器２０が接続されている。さらに、第１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る。これにより、第１燃焼器１４ｂには、後述するように、燃料電池ユニット１０１の起動時には、第１可燃性ガス供給器２０から可燃性ガス（例えば、炭化水素ガス）が供給され、燃料電池１１の発電開始後には、オフ燃料ガスが、オフ燃料ガス流路７３を通流して、燃焼燃料として供給される。
第１可燃性ガス供給器２０は、第１燃焼器１４ｂに可燃性ガス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い。第１可燃性ガス供給器２０としては、例えば、ポンプ単体で構成されていてもよく、ポンプと流量調整弁で構成されていてもよい。また、可燃性ガスとしては、天然ガス及びＬＰガス等が例示される。
また、第１燃焼器１４ｂには、空気供給流路７９を介して、燃焼ファン（第１空気供給器）１４ｃが接続されている。燃焼ファン１４ｃは、第１燃焼器１４ｂ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い。燃焼ファン１４ｃとしては、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。
第１燃焼器１４ｂでは、供給されたオフ燃料ガス（又は第１可燃性ガス）と燃焼空気が燃焼して、燃焼排ガスが生成され、熱が発生する。第１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。
改質器１４ａには、原料ガス供給器２１及び水供給器（図示せず）が接続されていて、原料ガス及び水が、それぞれ、改質器１４ａに供給される。原料ガスとしては、メタンを主成分とする天然ガスやプロパンを主成分とするＬＰガス等を用いることができる。なお、原料ガス供給器２１は、原料ガスを改質器１４ａに供給することができればどのような構成であってもよい。原料ガス供給器２１としては、例えば、ポンプ単体で構成されていてもよく、ポンプと流量調整弁で構成されていてもよい。また、水供給器から改質器１４ａに供給される水は、その途中で加熱され、水蒸気となる。
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、原料ガス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。また、改質器１４ａの改質触媒としては、オートサーマル改質反応を行うことができる触媒を使用してもよい。
そして、改質器１４ａでは、供給された原料ガスと水（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。
なお、本実施の形態１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、これに限定されない。例えば、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）を有する変成器と、酸化触媒（例えば、ルテニウム系触媒）及び／又はメタン化触媒（例えば、ルテニウム系触媒）を有する一酸化炭素除去器と、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。
また、本実施の形態１においては、第１可燃性ガス供給器２０を設けて、燃料電池ユニット１０１の起動時には、第１可燃性ガス供給器２０から第１燃焼器１４ｂに可燃性ガスを供給する形態を採用したが、これに限定されない。
例えば、原料ガス供給器２１が第１可燃性ガス供給器２０の機能を兼ねる形態を採用してもよい。この場合、燃料電池ユニット１０１の起動時には、原料ガス供給器２１から水素生成装置１４の改質器１４ａ、燃料ガス供給流路７１、燃料電池１１の燃料ガス流路１１Ａ、及びオフ燃料ガス流路７３を経由して、第１燃焼器１４ｂに可燃性ガス（ここでは、原料ガス）が供給される。
また、例えば、燃料ガス供給流路７１とオフ燃料ガス流路７３を接続するバイパス経路を設けて、原料ガス供給器２１が第１可燃性ガス供給器２０の機能を兼ねる形態を採用してもよい。この場合、燃料電池ユニット１０１の起動時には、原料ガス供給器２１から水素生成装置１４の改質器１４ａ、燃料ガス供給流路７１、バイパス経路、及びオフ燃料ガス流路７３を経由して、第１燃焼器１４ｂに可燃性ガス（ここでは、原料ガス）を供給するように構成してもよい。なお、原料ガスの燃料ガス供給流路７１からバイパス経路への通流は、三方弁等の弁を各流路に設けて、弁を開閉することにより、切り替えればよい。
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い。酸化剤ガス供給器１５としては、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く、酸素ボンベと流量調整器で構成されていてもよい。この場合、流量調整器は、ポンプ単体で構成されていてもよく、ポンプと流量調整弁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。
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。
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。また、燃料電池１１で発生した電気のみを利用し、熱を廃棄するような構成であってもよい。
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直接内部改質型固体酸化物形燃料電池や間接内部改質型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と水素生成装置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水素生成装置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と水素生成装置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、第１燃焼器１４ｂは、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。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。
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、第１燃焼器１４ｂ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。
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、第１燃焼器１４ｂに供給される。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に排出されたオフ酸化剤ガスは、排出流路７０を通流して、建物２００外に排出される。
このように、本実施の形態１においては、オフ酸化剤ガスが、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスとして、例示される。なお、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスは、これらのガスに限定されず、例えば、水素生成装置１４から排出されるガス（燃焼排ガス、水素含有ガス等）であってもよく、また、筐体１２内のガス（主として空気）であってもよい。
燃焼ユニット１０３は、第２燃焼器１７と燃焼ファン（第２空気供給器）１８を有している。第２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、第２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い。燃焼ファン１８としては、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。また、第２燃焼器１７は、バーナで構成されていて、イグナイター等の着火器とフレームロッド等の着火検知器（いずれも図示せず）を有している。
第２燃焼器１７には、第２可燃性ガス供給流路８２を介して、第２可燃性ガス供給器２２が接続されている。第２可燃性ガス供給器２２としては、例えば、ポンプ単体で構成されていてもよく、ポンプと流量調整弁で構成されていてもよい。また、第２可燃性ガス（燃焼燃料）としては、天然ガス及びＬＰガス等が例示される。
そして、第２燃焼器１７では、燃焼ファン１８から供給された燃焼空気と、第２可燃性ガス供給器２２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、燃焼ユニット１０３は、ボイラとして使用してもよい。
また、第２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、第２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、第２燃焼器１７で生成された燃焼排ガスが、燃焼ユニット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。
なお、燃焼ユニット１０３から排出される排出ガスは、燃焼排ガスに限定されない。例えば、燃焼ファン１８のみを作動させた場合に、排出流路７０に排出される燃焼空気も排出ガスとして例示することができる。また、例えば、図示されない燃焼燃料供給器のみを作動させた場合に、排出流路７０に排出される燃焼燃料も排出ガスとして例示することができる。
燃焼ユニット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が設けられている。孔１９には、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１９と排出流路７０との隙間が、給気口１９を構成する。これにより、給気口１９を介して、燃焼ユニット１０３内部に、発電システム１００外の空気が供給される。
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。また、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。このように、排出流路７０は、筐体１２と燃焼ユニット１０３の排気口１０３Ａを連通している。
なお、本実施の形態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１９を構成する孔と、を１つの孔１９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（接続する）孔と、給気口１９を構成する孔と、を別々に燃焼ユニット１０３に設けてもよい。また、給気口１９は、燃焼ユニット１０３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。
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。
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、マイクロコンピュータ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。
［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の動作について説明する。なお、発電システム１００の燃料電池ユニット１０１における発電動作は、一般的な燃料電池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。また、本実施の形態１においては、制御装置１０２が、１つの制御装置で構成されていて、該制御装置が、発電システム１００を構成する各機器を制御するものとして説明する。
（１）第１燃焼器１４ｂ及び第２燃焼器１７の両方が停止していて、両方の燃焼器を作動させる指令が制御装置１０２に入力された場合
制御装置１０２は、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている。具体的には、制御装置１０２は、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の着火動作指令が制御装置１０２に入力されても、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器を着火動作させないように構成されている。
より詳細には、制御装置１０２は、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の着火動作指令が制御装置１０２に入力されると、一方の燃焼器の着火動作させた後に、他方の燃焼器を着火動作させるように構成されている。ここで、「燃焼器の着火動作させた後」とは、燃焼器での着火が確認された後をいう。なお、着火の確認は、例えば、フレームロッド等で行うことができる。
以下、第１燃焼器１４ｂを着火動作させる場合に第２燃焼器１７の着火動作指令が入力された場合と、第２燃焼器１７ｂを着火動作させる場合に第１燃焼器１４ｂの着火動作指令が入力された場合と、に分けて、図１〜図３を参照しながら、具体的に説明する。
（１−１）第１燃焼器１４ｂを着火動作させる場合に、第２燃焼器１７の着火動作指令が入力された場合
図２は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図２に示すように、まず、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力され（ステップＳ１０１）、燃焼ユニット１０３の作動指令が入力された（ステップＳ１０２）とする。なお、燃料電池ユニット１０１及び燃焼ユニット１０３の作動指令が制御装置１０２に入力される場合としては、例えば、発電システム１００の利用者等が、図１では図示されていないリモコンを操作して、燃料電池ユニット１０１及び燃焼ユニット１０３の運転開始を指示したような場合や予め設定されている発電システム１００の運転開始時間になったような場合等が挙げられる。
制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始を一時中止する（ステップＳ１０３）。そして、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ１０４）。
これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１可燃性ガス供給流路８１を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。可燃性ガスが第１燃焼器１４ｂに供給されると、第１燃焼器１４ｂでは、可燃性ガスと燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの図示されない着火検知器により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、燃焼ユニット１０３の作動開始一時中止を解除する（ステップＳ１０６）。ついで、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ１０７）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給される。燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給されると、第２燃焼器１７では、燃焼燃料と燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
なお、燃料電池ユニット１０１では、第１燃焼器１４ｂの着火後、水素生成装置１４で燃料ガスが生成されて、燃料ガス流路１１Ａに供給される等の各処理が行われるが、一般的な燃料電池の発電動作と同じであるため、その詳細な説明は省略する。また、燃焼ユニット１０３では、第２燃焼器１７で、燃焼が開始されると、燃焼排ガスが生成され、生成された燃焼排ガスは、排出流路７０に排出されて、建物２００（発電システム１００）外に排出される。
このように、第１燃焼器１４ｂで着火動作を行う際に、第２燃焼器１７の着火動作の開始を一時中止することにより、第２燃焼器１７の停止状態が維持され、燃焼ユニット１０３から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定（この場合、排出ガスの流量は０）にすることができる。このため、第１燃焼器１４ｂの着火動作を安定して行うことができる。
（１−２）第２燃焼器１７を着火動作させる場合に、第１燃焼器１４ｂの着火動作指令が入力された場合
図３は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図３に示すように、まず、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力され（ステップＳ２０１）、燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力された（ステップＳ２０２）とする。
制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始を一時中止するようにする（ステップＳ２０３）。そして、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ２０４）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給される。燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給されると、第２燃焼器１７では、燃焼燃料と燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の図示されない着火検知器により、第２燃焼器１７での着火検知が入力されると（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、燃料電池ユニット１０１の作動開始一時中止を解除する（ステップＳ２０６）。ついで、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ２０７）。
これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１可燃性ガス供給流路８１を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。可燃性ガスが第１燃焼器１４ｂに供給されると、第１燃焼器１４ｂでは、可燃性ガスと燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
なお、燃料電池ユニット１０１では、第１燃焼器１４ｂの着火後、水素生成装置１４で燃料ガスが生成されて、燃料ガス流路１１Ａに供給される等の各処理が行われるが、一般的な燃料電池の発電動作と同じであるため、その詳細な説明は省略する。また、燃焼ユニット１０３では、第２燃焼器１７で、燃焼が開始されると、燃焼排ガスが生成され、生成された燃焼排ガスは、排出流路７０に排出されて、建物２００（発電システム１００）外に排出される。
このように、第２燃焼器１７で着火動作を行う際に、第１燃焼器１４ｂの着火動作開始を一時中止することにより、第１燃焼器１４ｂの停止状態が維持され、燃料電池ユニット１０１から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定（この場合、排出ガスの流量は０）にすることができる。このため、第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
なお、第１燃焼器１４ｂ及び第２燃焼器１７の両方が停止していて、一方の燃焼器の着火動作期間中に、他方の燃焼器の作動指令が制御装置１０２に入力された場合にも、制御装置１０２は、上記と同様に、他方の燃焼器を制御する。すなわち、制御装置１０２は、一方の燃焼器の着火が確認されるまで、他方の燃焼器の作動開始を一時中止し、一方の燃焼器の着火が確認されると、他方の燃焼器の着火作動を開始する。
（２）第１燃焼器１４ｂ及び第２燃焼器１７のいずれか一方の燃焼器が作動していて、他方の燃焼器を作動させる指令が制御装置１０２に入力された場合
制御装置１０２は、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器の作動状態を維持するように構成されている。具体的には、制御装置１０２は、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の操作量を変動する指令が制御装置１０２に入力されても、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器の操作量を変動させないように構成されている。
より詳細には、制御装置１０２は、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器から排出される排ガスの流量を変動する指令が入力されると、一方の燃焼器を着火動作させた後に、他方の燃焼器から排出される排ガスの流量を変動するように構成されている。
以下、第１燃焼器１４ｂを着火動作させる場合に第２燃焼器１７の操作量変動指令（第２燃焼器１７から排出される排ガスの流量変動指令）が入力された場合と、第２燃焼器１７ｂを着火動作させる場合に第１燃焼器１４ｂの操作量変動指令（第１燃焼器１４ｂから排出される排ガスの流量変動指令）が入力された場合と、に分けて、図１、図４、及び図５を参照しながら、具体的に説明する。
（２−１）第１燃焼器１４ｂを着火動作させる場合に、第２燃焼器１７の操作量変動指令が入力された場合
図４は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図４に示すように、まず、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力され（ステップＳ３０１）、燃焼ユニット１０３の操作量変動指令が入力された（ステップＳ３０２）とする。なお、この場合、ステップＳ３０１とステップＳ３０２の順番は入れ替わってもよい。
制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の操作量変動を一時中止するようにする（ステップＳ３０３）。そして、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ３０４）。
これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガスが第１可燃性ガス供給流路８１を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。可燃性ガスが第１燃焼器１４ｂに供給されると、第１燃焼器１４ｂでは、可燃性ガスと燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの図示されない着火検知器により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、燃焼ユニット１０３の操作量変動一時中止を解除する（ステップＳ３０６）。ついで、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の操作量変動指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ３０７）。
具体的には、第２燃焼器１７の燃焼量を変動させる。より詳細には、燃焼ファン１８及び第２可燃性ガス供給器２２の操作量を変動させて、第２燃焼器１７での燃焼量を変動させる。これにより、第２燃焼器１７から排出される排ガスの流量が変動する。
このように、第１燃焼器１４ｂで着火動作を行う際に、第２燃焼器１７の燃焼量の変動を一時中止することにより、第２燃焼器１７の作動状態が維持され、燃焼ユニット１０３から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定（この場合、排出ガスの流量は所定の流量（具体的には、燃焼ユニット１０３の操作量を変動する指令が入力される前の流量））にすることができる。このため、第１燃焼器１４ｂの着火動作を安定して行うことができる。
なお、燃料電池ユニット１０１では、第１燃焼器１４ｂの着火後、水素生成装置１４で燃料ガスが生成されて、燃料ガス流路１１Ａに供給される等の各処理が行われるが、これらの処理は、一般的な燃料電池の発電動作と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
（２−２）第２燃焼器１７を着火動作させる場合に、第１燃焼器１４ｂの操作量変動指令（燃料電池１１の発電量変動指令）が入力された場合
図５は、本実施の形態１に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図５に示すように、まず、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力され（ステップＳ４０１）、燃料電池ユニット１０１の操作量変動（燃料電池１１の発電量変動）指令が入力された（ステップＳ４０２）とする。なお、この場合、ステップＳ４０１とステップＳ４０２の順番は入れ替わってもよい。
制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の操作量変動を一時中止するようにする（ステップＳ４０３）。そして、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ４０４）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給される。燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給されると、第２燃焼器１７では、燃焼燃料と燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の図示されない着火検知器により、第２燃焼器１７での着火検知が入力されると（ステップＳ４０５でＹｅｓ）、燃料電池ユニット１０１の操作量変動一時中止を解除する（ステップＳ４０６）。ついで、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の操作量変動指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ４０７）。
具体的には、燃料電池１１の発電量を変動させる。より詳細には、水素生成装置１４で生成される燃料ガスの流量及び酸化剤ガス供給器１５から燃料電池１１に供給される酸化剤ガスの流量を変動させる。水素生成装置１４で生成される燃料ガスの流量を変動させるために、原料ガス供給器２１、水供給器（図示せず）、及び燃焼ファン１４ｃの操作量を変動させる。
このように、第２燃焼器１７で着火動作を行う際に、燃料電池ユニット１０１の操作量（燃料電池１１の発電量）の変動を一時中止することにより、燃料電池ユニット１０１の作動状態が維持され、燃料電池ユニット１０１から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定（この場合、排出ガスの流量は所定の流量（具体的には、燃料電池ユニット１０１の操作量を変動する指令が入力される前の流量））にすることができる。このため、第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
このように構成された本実施の形態１に係る発電システム１００では、一方の燃焼器の着火動作期間中は、他方の燃焼器を有するユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されているため、他方の燃焼器を有するユニットの作動状態を変更する指示が出されても、一方の燃焼器での着火動作を安定して行うことができる。
（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、燃料電池ユニットが、筐体内のガスを排出流路に排出することにより、筐体内を換気するように構成された換気器を有し、制御装置は、第２燃焼器を着火動作させる場合に、第２燃焼器の着火動作期間中は、換気器の操作量を変動させないように構成されている態様を例示するものである。
以下、本実施の形態２に係る発電システムの一例について、具体的に説明する。
［発電システムの構成］
図６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６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、燃料電池ユニット１０１の構成が異なる。具体的には、筐体１２内に、換気ファン（換気器）１３が設けられている。
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。
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。この場合、換気ファン１３は、排出流路７０の分岐部分よりも上流側に設けられていることが好ましい。
［発電システムの動作］
次に、本実施の形態２に係る発電システム１００の動作について説明する。なお、以下の説明では、燃料電池１１の発電量の変動はないものとして説明する。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７を着火動作させる場合に、第２燃焼器１７の着火動作期間中は、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている。具体的には、制御装置１０２は、第２燃焼器１７を着火動作させる場合に、第２燃焼器１７の着火動作期間中は、換気ファン１３の操作量を変動させないように構成されている。以下、図６〜図８を参照しながら、制御装置１０２による換気ファン１３及び第２燃焼器１７の制御について、具体的に説明する。
（１）換気ファン１３及び第２燃焼器１７の両方が停止していて、両方の機器を作動させる指令が制御装置１０２に入力された場合
図７は、本実施の形態２に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図７に示すように、まず、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力され（ステップＳ５０１）、換気ファン１３の作動指令が入力された（ステップＳ５０２）とする。
制御装置１０２は、換気ファン１３の作動開始を一時中止するようにする（ステップＳ５０３）。そして、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ５０４）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給される。燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給されると、第２燃焼器１７では、燃焼燃料と燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の図示されない着火検知器により、第２燃焼器１７での着火検知が入力されると（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、換気ファン１３の作動開始一時中止を解除する（ステップＳ５０６）。ついで、制御装置１０２は、作動開始指令を換気ファン１３に出力する（ステップＳ５０７）。
これにより、換気ファン１３作動して、筐体１２内のガス（主として、空気）が、換気流路７５を介して、排出流路７０に排出されて、建物２００（発電システム１００）外に排出される。
このように、第２燃焼器１７で着火動作を行う際に、換気ファン１３の作動開始を一時中止することにより、換気ファン１３の停止状態が維持され、燃料電池ユニット１０１から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定（この場合、排出ガスの流量は０）にすることができる。このため、第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
なお、換気ファン１３及び第２燃焼器１７の両方が停止していて、第２燃焼器１７の着火動作期間中に、換気ファン１３の作動指令が制御装置１０２に入力された場合にも、制御装置１０２は、上記と同様に、第２燃焼器１７の着火が確認されるまで、換気ファン１３の作動開始を一時中止し、第２燃焼器１７の着火が確認されると、換気ファン１３の作動を開始する。
（２）換気ファン１３が作動していて、第２燃焼器１７を作動させる指令が制御装置１０２に入力された場合（第２燃焼器１７を着火動作させる場合に、換気ファン１３の操作量変動指令が入力された場合）
図８は、本実施の形態２に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図８に示すように、まず、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力され（ステップＳ６０１）、換気ファン１３の操作量変動指令が入力された（ステップＳ６０２）とする。なお、この場合、ステップＳ６０１とステップＳ６０２の順番は入れ替わってもよい。
制御装置１０２は、換気ファン１３の操作量変動を一時中止するようにする（ステップＳ６０３）。そして、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ６０４）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図１では、図示せず）が作動する。そして、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給される。燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給されると、第２燃焼器１７では、燃焼燃料と燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の図示されない着火検知器により、第２燃焼器１７での着火検知が入力されると（ステップＳ６０５でＹｅｓ）、換気ファン１３の操作量変動一時中止を解除する（ステップＳ６０６）。ついで、制御装置１０２は、操作量変動指令を、換気ファン１３に出力する（ステップＳ６０７）。
これにより、換気ファン１３の操作量が変動して、燃料電池ユニット１０１から排出流路７０に排出される排出ガスの流量が変動する。
このように、第２燃焼器１７で着火動作を行う際に、換気ファン１３の操作量の変動を一時中止することにより、換気ファン１３の作動状態が維持され、換気ファン１３から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定（この場合、排出ガスの流量は所定の流量（具体的には、換気ファン１３の操作量を変動する指令が入力される前の流量））にすることができる。このため、第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
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。
なお、本実施の形態２においては、燃料電池ユニット１０１の操作量（燃料電池１１の発電量）が変動していない場合に、換気ファン１３の操作量が変動する場合（すなわち、燃料電池ユニット１０１の操作量に関わらず、換気ファン１３の操作量が変動する場合）について、制御装置１０２による換気ファン１３と燃焼ユニット１０３の制御を例示したが、制御装置１０２による換気ファン１３と燃焼ユニット１０３の制御はこれに限定されない。例えば、換気ファン１３の操作量が、燃料電池ユニット１０１の操作量（燃料電池１１の発電量）に伴って変動する場合には、制御装置１０２は、実施の形態１に係る発電システム１００の動作と同様に行えばよい。具体的には、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の操作量の制御を行うときに、換気ファン１３の操作量の制御を行うように構成されていればよい。
（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、燃料電池ユニットが、該燃料電池ユニット内のガスを排出流路に排出することにより燃料電池ユニット内を換気するように構成された換気器と、燃料電池のカソードに酸化剤ガスを送る酸化剤ガス供給器と、第１燃焼器に空気を送る第１空気供給器と、第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、を有し、排出流路は、筐体内のガスと、カソードから排出されるオフ酸化剤ガスと、第１燃焼器から排出されるオフ燃焼ガスと、を大気に排出するように構成されており、制御装置は、第２燃焼器の着火動作期間中に燃料電池ユニットの発電量を変動させる場合は、換気器と酸化剤ガス供給器と第１空気供給器と第１可燃性ガス供給器の操作量を変動させて、燃料電池ユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている態様を例示するものである。
また、本実施の形態３に係る発電システムでは、制御装置が、第２燃焼器の着火動作期間中に燃料電池ユニットの発電量を増大させる場合は、酸化剤ガス供給器と第１空気供給器と第１可燃性ガス供給器の操作量を増大させ、かつ、換気器の操作量を減少させ、第２燃焼器の着火動作期間中に燃料電池ユニットの発電量を減少させる場合は、酸化剤ガス供給器と第１空気供給器と第１可燃性ガス供給器の操作量を減少させ、かつ、換気器の操作量を増大させてもよい。
以下、本実施の形態３に係る発電システムの一例について、具体的に説明する。なお、本実施の形態３に係る発電システムの構成は、実施の形態２に係る発電システムの構成と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
［発電システムの動作］
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の着火動作期間中に燃料電池ユニット１０１の発電量を変動させる場合は、換気ファン１３と第１可燃性ガス供給器２０と酸化剤ガス供給器１５と燃焼ファン１４ｃの操作量を変動させて、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている。以下、図９及び図１０を参照しながら、制御装置１０２による燃料電池ユニット１０１及び燃焼ユニット１０３の制御について、具体的に説明する。なお、上述したように、原料ガス供給器２１が第１可燃性ガス供給器２０の機能を兼ねる場合には、第１可燃性ガス供給器２０に代えて原料ガス供給器２１の操作量を変動させる。
（１）第２燃焼器１７の着火動作期間中に、燃料電池ユニット１０１の発電量を増大させる指令が制御装置１０２に入力された場合
図９は、本実施の形態３に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図９に示すように、まず、燃料電池ユニット１０１の作動中に、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力される（ステップＳ７０１）と、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ７０２）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図６では、図示せず）が作動する。次に、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給され、第２燃焼器１７の着火動作が行われる。
そして、第２燃焼器１７の着火動作期間中に、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の発電量を増大させる指令が入力されたとする（ステップＳ７０３）。すると、制御装置１０２は、第１可燃性ガス供給器２０（又は原料ガス供給器２１）、酸化剤ガス供給器１５、及び燃焼ファン１４ｃの操作量を増大させる指令と、換気ファン１３の操作量を減少させる指令と、を出力する（ステップＳ７０４）。
このとき、制御装置１０２は、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスの流量が一定になるように、第１可燃性ガス供給器２０（又は原料ガス供給器２１）、酸化剤ガス供給器１５、及び燃焼ファン１４ｃの操作量の増大量と、換気ファン１３の操作量の減少量と、を制御する。
そして、制御装置１０２は、第２燃焼器１７の着火検知器（図６では、図示せず）により、第２燃焼器１７での着火検知が入力されると（ステップＳ７０５でＹｅｓ）、操作量を増大させる指令を、換気ファン１３に出力する（ステップＳ７０６）。これにより、筐体１２内の換気を充分に行うことができる。
（２）第２燃焼器１７の着火動作期間中に、燃料電池ユニット１０１の発電量を減少させる指令が制御装置１０２に入力された場合
図１０は、本実施の形態３に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図１０に示すように、まず、燃料電池ユニット１０１の作動中に、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力される（ステップＳ８０１）と、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の作動開始指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ８０２）。
これにより、燃焼ファン１８が作動して、燃焼空気が燃焼空気供給流路７６を通流して、第２燃焼器１７に供給される。ついで、第２燃焼器１７の着火器（図６では、図示せず）が作動する。次に、第２可燃性ガス供給器２２が作動して、燃焼燃料が第２燃焼器１７に供給され、第２燃焼器１７の着火動作が行われる。
そして、第２燃焼器１７の着火動作期間中に、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の発電量を減少させる指令が入力されたとする（ステップＳ８０３）。すると、制御装置１０２は、原料ガス供給器２１、酸化剤ガス供給器１５、第１可燃性ガス供給器２０、及び燃焼ファン１４ｃの操作量を減少させる指令と、換気ファン１３の操作量を増大させる指令と、を出力する（ステップＳ８０４）。
このとき、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスの流量が一定になるように、第１可燃性ガス供給器２０（又は原料ガス供給器２１）、酸化剤ガス供給器１５、及び燃焼ファン１４ｃの操作量の減少量と、換気ファン１３の操作量の増大量と、を制御する。
そして、制御装置１０２は、第２燃焼器１７の着火検知器（図６では、図示せず）により、第２燃焼器１７での着火検知が入力されると（ステップＳ８０５でＹｅｓ）、操作量を減少させる指令を、換気ファン１３に出力する（ステップＳ８０６）。これにより、不要な電力の消費を抑制することができる。
このように構成された本実施の形態３に係る発電システム１００では、第２燃焼器１７の着火動作期間中に燃料電池ユニット１０１の発電量を変動させる場合に、燃料電池ユニット１０１から排出される排ガスの流量を一定にすることで、第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る発電システムは、燃焼ユニットが、第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、制御装置が、第１燃焼器の着火動作期間中に燃焼ユニットの燃焼量を増大させる場合は、第２可燃性ガス供給器の操作量を増大させ、かつ、第２空気供給器の操作量を減少させ、第１燃焼器の着火動作期間中に燃焼ユニットの燃焼量を減少させる場合は、第２可燃性ガス供給器の操作量を減少させ、かつ、第２空気供給器の操作量を増大させる態様を例示するものである。
なお、第２可燃性ガス供給器の操作量の増大させる範囲と第２空気供給器の操作量の減少させる範囲は、燃焼ユニットの第２燃焼器で失火又は一酸化炭素が発生しない範囲で行われる。また、第２可燃性ガス供給器の操作量の減少させる範囲と、第２空気供給器の操作量の増加させる範囲は、燃焼ユニットの第２燃焼器で失火又は一酸化炭素が発生しない範囲で行われる。
以下、本実施の形態４に係る発電システムの一例について、具体的に説明する。なお、本実施の形態４に係る発電システムの構成は、実施の形態１又は実施の形態２に係る発電システムの構成と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
［発電システムの動作］
制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火動作期間中に燃焼ユニット１０３の燃焼量を変動させる場合は、第２可燃性ガス供給器２２及び燃焼ファン１８の操作量を変動させて、燃焼ユニット１０３から排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている。以下、図１１及び図１２を参照しながら、制御装置１０２による燃料電池ユニット１０１及び燃焼ユニット１０３の制御について、具体的に説明する。
（１）第１燃焼器１４ｂの着火動作期間中に、第２燃焼器１７の燃焼量を増大させる指令が制御装置１０２に入力された場合
図１１は、本実施の形態４に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図１１に示すように、まず、燃焼ユニット１０３の作動中に、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力される（ステップＳ１１）と、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ１２）。
これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１及び図６では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１燃焼器１４ｂに供給され、第１燃焼器１４ｂの着火動作が行われる。
そして、第１燃焼器１４ｂの着火動作期間中に、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３（第２燃焼器１７）の燃焼量を増大させる指令が入力されたとする（ステップＳ１３）。すると、制御装置１０２は、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を増大させる指令と、燃焼ファン１８の操作量を減少させる指令と、を出力する（ステップＳ１４）。
このとき、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３から排出される排ガスの流量が一定になるように、第２可燃性ガス供給器２２の操作量の増大量と、燃焼ファン１８の操作量の減少量と、を制御する。なお、制御装置１０２は、第２可燃性ガス供給器２２の操作量の増大させる範囲と燃焼ファン１８の操作量の減少させる範囲は、第２燃焼器１７で失火又は一酸化炭素が発生しない範囲となるように（空燃比が第２燃焼器１７での燃焼を継続できる範囲内となるように）、第２可燃性ガス供給器２２及び燃焼ファン１８を制御する。
次に、制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火検知器（図１及び図６では、図示せず）により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ１５でＹｅｓ）、操作量を増大させる指令を、燃焼ファン１８に出力する（ステップＳ１６）。これにより、第２燃焼器１７での燃焼をより安定して行うことができる。
なお、燃料電池ユニット１０１では、第１燃焼器１４ｂでの着火後、水素生成装置１４で燃料ガスが生成されて、燃料ガス流路１１Ａに供給される等の各処理が行われるが、一般的な燃料電池の発電動作と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
また、ここでは、制御装置１０２は、ステップＳ１６で、燃焼ファン１８の操作量を増大させたが、これに限定されない。制御装置１０２は、ステップＳ１６で、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を減少させてもよい。
（２）第１燃焼器１４ｂの着火動作期間中に、燃焼ユニット１０３の燃焼量を減少させる指令が制御装置１０２に入力された場合
図１２は、本実施の形態４に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図１２に示すように、まず、燃焼ユニット１０３の作動中に、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力される（ステップＳ２１）と、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ２２）。
これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１及び図６では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１燃焼器１４ｂに供給され、第１燃焼器１４ｂの着火動作が行われる。
そして、第１燃焼器１４ｂの着火動作期間中に、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３（第２燃焼器１７）の燃焼量を減少させる指令が入力されたとする（ステップＳ２３）。すると、制御装置１０２は、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を減少させる指令と、燃焼ファン１８の操作量を増大させる指令と、を出力する（ステップＳ２４）。
このとき、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３から排出される排ガスの流量が一定になるように、第２可燃性ガス供給器２２の操作量の減少量と、燃焼ファン１８の操作量の増大量と、を制御する。なお、制御装置１０２は、第２可燃性ガス供給器２２の操作量の減少させる範囲と燃焼ファン１８の操作量の増大させる範囲は、第２燃焼器１７で失火又は一酸化炭素が発生しない範囲となるように（空燃比が第２燃焼器１７での燃焼を継続できる範囲内となるように）、第２可燃性ガス供給器２２及び燃焼ファン１８を制御する。
次に、制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火検知器（図１及び図６では、図示せず）により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ２５でＹｅｓ）、操作量を増大させる指令を、第２可燃性ガス供給器２２に出力する（ステップＳ２６）。これにより、第２燃焼器１７での燃焼をより安定して行うことができる。
なお、燃料電池ユニット１０１では、第１燃焼器１４ｂでの着火後、水素生成装置１４で燃料ガスが生成されて、燃料ガス流路１１Ａに供給される等の各処理が行われるが、一般的な燃料電池の発電動作と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
また、ここでは、制御装置１０２は、ステップＳ２６で、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を増大させたが、これに限定されない。制御装置１０２は、ステップＳ２６で、燃焼ファン１８の操作量を減少させてもよい。
このように構成された本実施の形態４に係る発電システム１００では、第１燃焼器１４ｂの着火動作期間中に燃焼ユニット１０３の燃焼量を変動させる場合に、燃焼ユニット１０３から排出される排ガスの流量を一定にすることで、第１燃焼器１４ｂの着火動作を安定して行うことができる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る発電システムは、燃料電池ユニットは、第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、燃焼ユニットは、第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、制御装置は、１より大きく、かつ、２以下の空燃比である第１閾値を予め記憶しており、他方の燃焼器の空燃比が第１閾値以上であり、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の操作量を増大させる指令が入力されると、他方の燃焼器に可燃性ガスを供給する可燃性ガス供給器の操作量を増大させ、かつ、他方の燃焼器に空気を供給する空気供給器の操作量を減少させて、他方の燃焼器から排出される排ガスの流量を一定にするように構成されている態様を例示するものである。
ここで、空燃比とは、燃焼反応に基づいて定められる空気と可燃性ガスとの割合で、可燃性ガスが空気中の酸素と過不足無く完全燃焼する割合が１として表されるものである。例えば、空燃比が１．５とは、可燃性ガスが完全燃焼する場合に必要となる空気量の１．５倍の空気量が供給されていることを意味する。また、第１閾値は、空燃比の下限値より所定量大きくなるように設定されている。
また、本実施の形態５に係る発電システムでは、燃料電池ユニットが、第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、燃焼ユニットが、第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、制御装置は、１より大きく、かつ、２以下の空燃比である第１閾値を予め記憶しており、他方の燃焼器の空燃比が第１閾値未満であり、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の操作量を増大させる指令が入力されると、一方の燃焼器を着火動作させた後に、他方の燃焼器の燃焼量を増大させるように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態５に係る発電システムの一例について、具体的に説明する。なお、本実施の形態５に係る発電システムの構成は、実施の形態１又は実施の形態２に係る発電システムの構成と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
［発電システムの動作］
図１３は、本実施の形態５に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図１３に示すように、まず、燃焼ユニット１０３の作動中に、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力され（ステップＳ３１）、燃焼ユニット１０３の燃焼量（第２燃焼器１７の燃焼量）の増大指令が入力された（ステップＳ３２）とする。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の空燃比が、第１閾値以上であるか否かを確認する（ステップＳ３３）。制御装置１０２は、第２燃焼器１７の空燃比が第１閾値以上である場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）には、ステップＳ３４に進み、第１閾値未満である場合（ステップＳ３３でＮｏ）には、ステップＳ３８に進む。
ステップＳ３４では、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動指令を出力する。これにより、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１及び図６では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１燃焼器１４ｂに供給され、第１燃焼器１４ｂの着火動作が行われる。
次に、制御装置１０２は、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を増大させる指令と、燃焼ファン１８の操作量を減少させる指令と、を出力する（ステップＳ３５）。第２燃焼器１７の空燃比が第１閾値以上である場合には、第２燃焼器１７には、空気が充分に供給されているので、燃焼ファン１８の操作量を減少させることができるためである。具体的には、制御装置１０２は、第２燃焼器１７の空燃比が１以上、好ましくは、第１閾値以上になるように、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を増大させ、かつ、燃焼ファン１８の操作量を減少させる。これにより、燃焼ユニット１０３から排出される排ガスの流量を一定にすることができる。
そして、制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火検知器（図１及び図６では、図示せず）により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ３６でＹｅｓ）、操作量を増大させる指令を、燃焼ファン１８に出力する（ステップＳ３７）。これにより、第２燃焼器１７での燃焼をより安定して行うことができる。
一方、ステップＳ３８では、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の燃焼量増加を一時中止するようにする。第２燃焼器１７の空燃比が第１閾値未満である場合には、第２燃焼器１７には、燃焼に使われずに余る空気の量は少なく、燃焼ファン１８の操作量を下げることが容易ではないためである。
次に、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ３９）。
これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１及び図６では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１燃焼器１４ｂに供給される。可燃性ガスが第１燃焼器１４ｂに供給されると、第１燃焼器１４ｂでは、可燃性ガスと燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火検知器（図１及び図６では、図示せず）により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ４０でＹｅｓ）、燃焼ユニット１０３の燃焼量増加一時中止を解除する（ステップＳ４１）。ついで、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の燃焼量増加指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器に出力する（ステップＳ４２）。
これにより、第２燃焼器１７の空燃比が第１閾値未満である場合には、第１燃焼器１４ｂで着火動作を行う際に、第２燃焼器１７の燃焼量の変動を一時中止することにより、第２燃焼器１７の作動状態が維持され、燃焼ユニット１０３から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定にすることができる。このため、第１燃焼器１４ｂの着火動作を安定して行うことができる。
なお、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力され、燃料電池ユニット１０１の発電量（第１燃焼器１４ｂの燃焼量）の増大指令が入力された場合も上記と同様の動作が行われる。
このように構成された本実施の形態５に係る発電システム１００であっても、第１燃焼器１４ｂ又は第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る発電システムは、燃料電池ユニットが、第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、燃焼ユニットは、第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、制御装置は、他方の燃焼器の燃焼を継続できる範囲内の空燃比であり、２より大きい空燃比である第２閾値を予め記憶しており、他方の燃焼器の空燃比が第２閾値であり、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の燃焼量を減少させる指令が入力されると、他方の燃焼器に可燃性ガスを供給する可燃性ガス供給器の操作量を減少させ、かつ、他方の燃焼器に空気を供給する空気供給器の操作量を増大させて、他方の燃焼器の空燃比が１より大きく、かつ、第２閾値以下になるように制御する態様を例示するものである。
また、本実施の形態６に係る発電システムでは、燃料電池ユニットが、第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、燃焼ユニットは、第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、制御装置は、他方の燃焼器の燃焼を継続できる範囲内の空燃比であり、２より大きい空燃比である第２閾値を予め記憶しており、他方の燃焼器の空燃比が第２閾値より大きい場合に、一方の燃焼器を着火動作させる場合に、他方の燃焼器の操作量を減少させる指令が入力されると、一方の燃焼器を着火動作させた後に、他方の燃焼器の燃焼量を減少させるように構成されていてもよい。
ここで、第２閾値は、空燃比が２より大きく、かつ、３以下であってもよい。また、第２閾値は、空燃比の上限値より所定量小さくなるように設定されている。
以下、本実施の形態６に係る発電システムの一例について、具体的に説明する。なお、本実施の形態６に係る発電システムの構成は、実施の形態１又は実施の形態２に係る発電システムの構成と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
［発電システムの動作］
図１４は、本実施の形態６に係る発電システムの運転動作の一例を示すフローチャートである。
図１４に示すように、まず、燃焼ユニット１０３の作動中に、制御装置１０２に燃料電池ユニット１０１の作動指令が入力され（ステップＳ５１）、燃焼ユニット１０３の燃焼量（第２燃焼器１７の燃焼量）の減少指令が入力された（ステップＳ５２）とする。
制御装置１０２は、第２燃焼器１７の空燃比が、第２閾値より大きいか否かを確認する（ステップＳ５３）。制御装置１０２は、第２燃焼器１７の空燃比が第２閾値以下である場合（ステップＳ５３でＮｏ）には、ステップＳ５４に進み、第２閾値より大きい場合（ステップＳ５３でＹｅｓ）には、ステップＳ５８に進む。
ステップＳ５４では、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動指令を出力する。これにより、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１及び図６では、図示せず）が作動する。そして、原料ガス供給器２１が作動して、原料ガス（燃焼燃料）が第１燃焼器１４ｂに供給され、第１燃焼器１４ｂの着火動作が行われる。
次に、制御装置１０２は、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を減少させる指令と、燃焼ファン１８の操作量を増大させる指令と、を出力する（ステップＳ５５）。第２燃焼器１７の空燃比が第２閾値以下である場合には、第２燃焼器１７での燃焼を継続できる範囲内で第２可燃性ガス供給器２２の操作量を減少させ、かつ、燃焼ファン１８の操作量を増大させることができるからである。具体的には、制御装置１０２は、例えば、第２燃焼器１７の空燃比が２より大きく、かつ、３以下の範囲になるように（第２燃焼器１７の空燃比の空燃比が１より大きく第２閾値以下になるように）、第２可燃性ガス供給器２２の操作量を減少させ、かつ、燃焼ファン１８の操作量を増大させる。これにより、燃焼ユニット１０３から排出される排ガスの流量を一定にすることができる。
そして、制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火検知器（図１及び図６では、図示せず）により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ５６でＹｅｓ）、操作量を減少させる指令を、燃焼ファン１８に出力する（ステップＳ５７）。これにより、第２燃焼器１７での燃焼をより安定して行うことができる。
一方、ステップＳ５８では、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の燃焼量減少を一時中止するようにする。これにより、第２燃焼器１７の空燃比が第２閾値より大きい場合には、第２可燃性ガス供給器２２及び燃焼ファン１８の操作量を変動することによって、第２燃焼器１７での燃焼が継続できなくなることを回避することができる。
次に、制御装置１０２は、燃料電池ユニット１０１の作動開始指令を、燃料電池ユニット１０１を構成する各機器に出力する（ステップＳ５９）。これにより、燃料電池ユニット１０１の運転が開始される。具体的には、まず、燃焼ファン１４ｃが作動して、燃焼空気が空気供給流路７９を通流して、第１燃焼器１４ｂに供給される。ついで、第１燃焼器１４ｂの着火器（図１及び図６では、図示せず）が作動する。そして、第１可燃性ガス供給器２０が作動して、可燃性ガス（燃焼燃料）が第１燃焼器１４ｂに供給される。可燃性ガスが第１燃焼器１４ｂに供給されると、第１燃焼器１４ｂでは、可燃性ガスと燃焼空気に着火して、これらの混合気が燃焼される。
制御装置１０２は、第１燃焼器１４ｂの着火検知器（図１及び図６では、図示せず）により、第１燃焼器１４ｂでの着火検知が入力されると（ステップＳ６０でＹｅｓ）、燃焼ユニット１０３の燃焼量減少一時中止を解除する（ステップＳ６１）。ついで、制御装置１０２は、燃焼ユニット１０３の燃焼量減少指令を、燃焼ユニット１０３を構成する各機器（第１可燃性ガス供給器２０及び燃焼ファン１８）に出力する（ステップＳ４２）。
これにより、第２燃焼器１７の空燃比が第２閾値より大きい場合には、第１燃焼器１４ｂで着火動作を行う際に、第２燃焼器１７の燃焼量の変動を一時中止することにより、第２燃焼器１７の作動状態が維持され、燃焼ユニット１０３から排出流路７０に排出される排出ガスの流量を一定にすることができる。このため、第１燃焼器１４ｂの着火動作を安定して行うことができる。
なお、制御装置１０２に燃焼ユニット１０３の作動指令が入力され、燃料電池ユニット１０１の発電量（第１燃焼器１４ｂの燃焼量）の減少指令が入力された場合も上記と同様の動作が行われる。
このように構成された本実施の形態６に係る発電システム１００であっても、第１燃焼器１４ｂ又は第２燃焼器１７の着火動作を安定して行うことができる。
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。
本発明の発電システム及びその運転方法では、燃料電池ユニットと燃焼ユニットを連通する排気流路を配設する発電システムにおいて、他方の燃焼器を有するユニットの作動状態を変更する指示が出されても、一方の燃焼器での着火動作を安定して行うことができるため、有用である。
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 水素生成装置
１４ａ 改質器
１４ｂ 第１燃焼器
１４ｃ 燃焼ファン
１５ 酸化剤ガス供給器
１６ 給気口
１７ 第２燃焼器
１８ 燃焼ファン
１９ 給気口
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
７９ 空気供給流路
８０ 燃焼排ガス流路
１００ 発電システム
１０１ 燃料電池ユニット
１０２ 制御装置
１０３ 燃焼ユニット
１０３Ａ 排気口
２００ 建物

Claims (15)

  1. 燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、第１燃焼器を有し前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも前記燃料電池と前記水素生成装置とを収納する筐体と、を有する燃料電池ユニットと、
    制御装置と、を備える、発電システムにおいて、
    前記発電システムは、
    前記筐体外に配置され、可燃性ガスを燃焼する第２燃焼器を有する燃焼ユニットと、
    前記燃料電池ユニットと前記燃焼ユニットとを連通するように設けられ、前記燃料電池ユニット内の前記第１燃焼器から排出される排ガスと前記燃焼ユニットから排出される排ガスを大気に排出するように構成されている排出流路と、をさらに備え、
    前記燃料電池ユニットは、少なくとも前記燃料電池が発電運転をする場合には作動して、該燃料電池ユニット内のガスを前記排出流路に排出することにより前記燃料電池ユニット内を換気するように構成された換気器を有し、
    前記排出流路は、少なくとも前記筐体内のガスを大気に排出するように構成されており、
    前記制御装置は、前記第２燃焼器の着火動作させる場合に、前記第２燃焼器の着火動作期間中は、前記第１燃焼器の作動状態及び前記換気器の作動状態を維持するように構成されていることを特徴とする、発電システム。
  2. 前記制御装置は、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第２燃焼器の着火動作期間中は、前記燃料電池ユニット内の前記第１燃焼器から排出される排ガス及び前記換気器が作動することにより排出される前記燃料電池ユニット内のガスの流量を一定にするように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の発電システム。
  3. 前記制御装置は、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の着火動作指令が入力されても、前記第２燃焼器の着火動作期間中は、前記第１燃焼器を着火動作させないように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発電システム。
  4. 前記制御装置は、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の着火動作指令が入力されると、前記第２燃焼器を着火動作させた後に、前記第１燃焼器を着火動作させるように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発電システム。
  5. 前記制御装置は、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器から排出される排ガスの流量を変動する指令が入力されると、前記第２燃焼器を着火動作させた後に、前記第１燃焼器から排出される排ガスの流量を変動するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発電システム。
  6. 燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、第１燃焼器を有し前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも前記燃料電池と前記水素生成装置とを収納する筐体と、を有する燃料電池ユニットと、
    制御装置と、を備える、発電システムにおいて、
    前記発電システムは、
    前記筐体外に配置され、可燃性ガスを燃焼する第２燃焼器を有する燃焼ユニットと、
    前記燃料電池ユニットと前記燃焼ユニットとを連通するように設けられ、前記燃料電池ユニット内の前記第１燃焼器から排出される排ガスと前記燃焼ユニットから排出される排ガスを大気に排出するように構成されている排出流路と、をさらに備え、
    前記燃料電池ユニットは、少なくとも前記燃料電池が発電運転をする場合には作動して、該燃料電池ユニット内のガスを前記排出流路に排出することにより前記燃料電池ユニット内を換気するように構成された換気器を有し、
    前記排出流路は、少なくとも前記筐体内のガスを大気に排出するように構成されており、
    前記制御装置は、前記第１燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の着火動作期間中は、前記第２燃焼器の燃焼量を変動させないように前記燃焼ユニットを制御し、かつ、前記換気器の操作量を変動しないように該換気器を制御するように構成されていることを特徴とする、発電システム。
  7. 前記制御装置は、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第２燃焼器の着火動作期間中は、前記燃料電池の発電量を変動させないように前記燃料電池ユニットを制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発電システム。
  8. 前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池のカソードに酸化剤ガスを送る酸化剤ガス供給器と、前記第１燃焼器に空気を送る第１空気供給器と、前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、を有し、
    前記排出流路は、前記筐体内のガスと、前記カソードから排出されるオフ酸化剤ガスと、前記第１燃焼器から排出されるオフ燃焼ガスと、を大気に排出するように構成されており、
    前記制御装置は、前記第２燃焼器の着火動作期間中に前記燃料電池ユニットの発電量を変動させる場合は、前記換気器と前記酸化剤ガス供給器と前記第１空気供給器と前記第１可燃性ガス供給器の操作量を変動させて、前記燃料電池ユニットから排出される排ガスの流量を一定にするように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発電システム。
  9. 前記制御装置は、
    前記第２燃焼器の着火動作期間中に前記燃料電池ユニットの発電量を増大させる場合は、前記酸化剤ガス供給器と前記第１空気供給器と前記第１可燃性ガス供給器の操作量を増大させ、かつ、前記換気器の操作量を減少させ、
    前記第２燃焼器の着火動作期間中に前記燃料電池ユニットの発電量を減少させる場合は、前記酸化剤ガス供給器と前記第１空気供給器と前記第１可燃性ガス供給器の操作量を減少させ、かつ、前記換気器の操作量を増大させることを特徴とする、請求項８に記載の発電システム。
  10. 前記燃焼ユニットは、前記第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、前記第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、
    前記制御装置は、前記第１燃焼器の着火動作期間中に前記燃焼ユニットの燃焼量を増大させる場合は、前記第２可燃性ガス供給器の操作量を増大させ、かつ、前記第２空気供給器の操作量を減少させ、
    前記第１燃焼器の着火動作期間中に前記燃焼ユニットの燃焼量を減少させる場合は、前記第２可燃性ガス供給器の操作量を減少させ、かつ、前記第２空気供給器の操作量を増大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。
  11. 前記燃料電池ユニットは、前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、前記第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、
    前記燃焼ユニットは、前記第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、前記第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、
    前記制御装置は、１より大きく、かつ、２以下の空燃比である第１閾値を予め記憶しており、
    前記第１燃焼器の空燃比が第１閾値以上であり、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の操作量を増大させる指令が入力されると、
    前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する可燃性ガス供給器の操作量を増大させ、かつ、前記第１燃焼器に空気を供給する空気供給器の操作量を減少させて、前記第１燃焼器及び前記換気器から排出される排ガスの流量を一定にするように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発電システム。
  12. 前記燃料電池ユニットは、前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、前記第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、
    前記燃焼ユニットは、前記第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、前記第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、
    前記制御装置は、１より大きく、かつ、２以下の空燃比である第１閾値を予め記憶しており、
    前記第１燃焼器の空燃比が第１閾値未満であり、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の操作量を増大させる指令が入力されると、
    前記第２燃焼器を着火動作させた後に、前記第１燃焼器の燃焼量を増大させるように構成されていることを特徴とする、請求項１、２及び１１のいずれか１項に記載の発電システム。
  13. 前記燃料電池ユニットは、前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、前記第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、
    前記燃焼ユニットは、前記第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、前記第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、
    前記制御装置は、前記第１燃焼器の燃焼を継続できる範囲内の空燃比であり、２より大きい空燃比である第２閾値を予め記憶しており、
    前記第１燃焼器の空燃比が１より大きく前記第２閾値以下であり、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の燃焼量を減少させる指令が入力されると、
    前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する可燃性ガス供給器の操作量を減少させ、かつ、前記第１燃焼器に空気を供給する空気供給器の操作量を増大させて、前記第１燃焼器の空燃比が１より大きく前記第２閾値以下になるように制御することを特徴とする、請求項１、２、１１、及び１２のいずれか１項に記載の発電システム。
  14. 前記燃料電池ユニットは、前記第１燃焼器に可燃性ガスを供給する第１可燃性ガス供給器と、前記第１燃焼器に空気を供給する第１空気供給器と、を有し、
    前記燃焼ユニットは、前記第２燃焼器に可燃性ガスを供給する第２可燃性ガス供給器と、前記第２燃焼器に空気を供給する第２空気供給器と、を有し、
    前記制御装置は、前記第１燃焼器の燃焼を継続できる範囲内の空燃比であり、２より大きい空燃比である第２閾値を予め記憶しており、
    前記第１燃焼器の空燃比が前記第２閾値より大きい場合に、前記第２燃焼器を着火動作させる場合に、前記第１燃焼器の操作量を減少させる指令が入力されると、前記第２燃焼器を着火動作させた後に、前記第１燃焼器の燃焼量を減少させるように構成されていることを特徴とする、請求項１、２、及び１１〜１３のいずれか１項に記載の発電システム。
  15. 燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、第１燃焼器を有し前記燃料電池に供給する前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも前記燃料電池及び前記水素生成装置を収納する筐体と、を有する燃料電池ユニットと、を備える発電システムの運転方法において、
    前記発電システムは、
    前記筐体外に配置され、可燃性ガスを燃焼する第２燃焼器を有する燃焼ユニットと、
    前記燃料電池ユニットと前記燃焼ユニットを連通するように設けられ、前記燃料電池ユニット内の前記第１燃焼器から排出される排ガスと前記燃焼ユニットから排出される排ガスを大気に排出するように構成されている排出流路と、をさらに備え、
    前記燃料電池ユニットは、少なくとも前記燃料電池が発電運転をする場合には作動して、該燃料電池ユニット内のガスを前記排出流路に排出することにより前記燃料電池ユニット内を換気するように構成された換気器を有し、
    前記排出流路は、少なくとも前記筐体内のガスを大気に排出するように構成されており、
    前記第２燃焼器の着火動作させる場合に、前記第２燃焼器の着火動作期間中は、前記第１燃焼器の作動状態及び前記換気器の作動状態を維持することを特徴とする、発電システムの運転方法。
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