特許 6044085 コジェネレーションシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044085

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】コジェネレーションシステム

(51)【国際特許分類】

   F24H 1/00 20060101AFI20161206BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20161206BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20161206BHJP

   H01M 8/04225 20160101ALI20161206BHJP

   H01M 8/04302 20160101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   F24H1/00 631A

   H01M8/00 Z

   H01M8/04 H

   H01M8/04 Z

   H01M8/04 X

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-52861(P2012-52861)

(22)【出願日】2012年3月9日

(65)【公開番号】特開2013-185784(P2013-185784A)

(43)【公開日】2013年9月19日

【審査請求日】2014年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(72)【発明者】

【氏名】後藤 俊介

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１６８２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−３２２３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３９８３２１３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００４−１１８５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−８７９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５２５５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／００

Ｈ０１Ｍ ８／００

Ｈ０１Ｍ ８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷装置に電力を供給する発電装置と、
前記発電装置の排熱を回収した湯水を貯湯するとともに湯水使用装置に該湯水を供給する貯湯槽と、
前記発電装置の運転を制御する制御装置と、
操作者がオンしている間にオン信号を、オフしている間にオフ信号を前記制御装置に出力する複数のスイッチと、前記スイッチの操作状態の表示をする表示部とを有する操作装置と、を備え、
前記制御装置は、前記スイッチからのオン信号が所定時間連続して入力されたときに該スイッチがオンされたことを前記表示部に表示させる入力操作表示部と、
前記入力操作表示部によって前記スイッチがオンされた旨の表示がされた後に、前記所定時間以上連続して入力されている前記スイッチからのオン信号がオフ信号に切り替ったときに前記スイッチがオンされたことを確定する入力操作確定部と、
前記入力操作確定部によってオンされたことが確定されたスイッチに対応する操作を実行させる操作実行部と、
前記複数のスイッチのうち１つからオン信号が前記所定時間以上連続して入力されているときであって、前記複数のスイッチのうち他の１つからオン信号が入力された場合に、前記複数のスイッチのうち１つのオン信号の入力操作を取り消す第１入力操作取消部と、
を備えているコジェネレーションシステム。

【請求項2】

前記操作装置は前記スイッチを３つ以上備え、
前記制御装置は、前記３つ以上のスイッチのうち２つからオン信号が前記所定時間以上連続して入力されているときであって、前記３つ以上のスイッチのうち他の１つからオン信号が入力された場合に、前記複数のスイッチのうち２つのオン信号の入力操作を取り消す第２入力操作取消部をさらに備えている請求項１に記載のコジェネレーションシステム。

【請求項3】

前記発電装置は燃料電池発電装置である請求項１又は２に記載のコジェネレーションシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コジェネレーションシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

コジェネレーションシステムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、コジェネレーションシステムは、外部熱源装置としての発電機駆動用ガスエンジンまたは燃料電池等の熱電併給装置１の排熱を加熱手段２の熱源として利用し、貯湯タンク３内の湯水を循環加熱回路４を通して加熱手段２により加熱して貯湯タンク３内に貯湯するものである。

【0003】

このコジェネレーションシステムにおいては、リモコン１６ａ，１６ｂのスイッチ操作により入力されるユーザからの要求指令や、予め搭載された所定のプログラム及び回路基板等による自動制御指令を受けて、本体コントローラ１５により加熱運転、給湯運転、湯張り運転、暖房運転及び追焚運転等の種々の運転に係る制御が行われる。貯湯タンク３の貯湯が十分なときに、リモコン１６ａ，１６ｂの例えばふろ自動スイッチ１６３ａをＯＮ操作すると、本体コントローラ１５に湯張り要求指令の信号を出力して貯湯タンク３内の貯湯を用いた湯張りを実行させる。これに対し、貯湯タンク３の貯湯が不足しているときであって熱電併給装置１が加熱運転中であれば、本体コントローラ１５に対する信号の出力を保留し、リモコン１６ａ，１６ｂの表示部１６２に湯張りを解除するか、湯張りを実行するか、熱電併給装置１による排熱回収が終了するまで待機してから湯張りを実行するかの選択をユーザに促し、ユーザが各スイッチ１６３ｂ，１６３ｃを操作することで、本体コントローラ１５に各スイッチ１６３ｂ，１６３ｃに応じた信号を出力して上記の各処理を実行させる。

【0004】

また、特許文献２には給湯装置の作動を制御するリモコン装置の一例として風呂リモコン１が開示されており、この風呂リモコン１は十字ボタン３により押し操作される上下及び左右各々一対のスイッチ６を備えている。この風呂リモコン１は、何れかのスイッチ６が押されてオンとなってもこのスイッチ操作が受け付けられず、マイコン５に内蔵されているタイマがスタートして所定時間経過するまでに他のスイッチ６がオンにならなければその時点で初めてスイッチ操作が受け付けられる。これに対し、スイッチ６が押されてオンとなってタイマが所定時間経過するまでに他のスイッチ６がオンになると、先にオンとなったスイッチ操作と、所定時間経過するまでに行われた２度目のスイッチ操作の双方ともにキャンセルされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２６３９１１号公報

【特許文献2】特許第３９８３２１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した特許文献１に記載されているコジェネレーションシステムにおいては、貯湯タンク３の貯湯が十分であるときに、リモコン１６ａ，１６ｂのふろ自動スイッチ１６３ａをＯＮ操作すると、本体コントローラ１５に湯張り要求指令の信号を出力して貯湯タンク３内の貯湯を用いた湯張りを実行させている。このように、スイッチ１６３ａをオン操作すると、直ちに湯張りの処理が実行され、スイッチを押した直後に押し間違えに気付いても、湯張りの処理が開始しているためにその処理を強制的に中止させるしかなかった。

【0007】

また、貯湯タンク３の貯湯が不足しているときであって熱電併給装置１が加熱運転中であれば、本体コントローラ１５に対する湯張り要求指令の信号の出力は保留されるが、その後にユーザが各スイッチ１６３ｂ，１６３ｃを操作するとこれらに応じた信号が本体コントローラ１５に出力されて、これらの信号に応じた処理が実行される。このときにも、各スイッチ１６３ｂ，１６３ｃを押した直後に押し間違えに気付いても、これらのスイッチに応じた処理が開始しているためにその処理を強制的に中止させるしかなかった。

【0008】

また、引用文献２に記載の風呂リモコン１は、スイッチ６が押されてオンとなっても、タイマが所定時間経過するまでスイッチ操作が受け付けられず、タイマにより所定時間経過するまでに他のスイッチ６がオンになると、先にオンとなったスイッチ操作と、所定時間経過するまでに行われた２度目のスイッチ操作の双方ともにキャンセルされるものである。しかし、このスイッチ６が押されてオンとなった後からスイッチ操作が受け付けられるまでの時間はタイマにより一定であるので、ユーザの感覚と一致せずに違和感を感じることがあり、また、ユーザがスイッチ６を押してもこのスイッチ６に対応した処理がされないと勘違いをしてしまうことがあった。

【0009】

本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、スイッチ操作を目視にて確認することができるようにして、スイッチの押し間違えが起きにくいコジェネレーションシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、負荷装置に電力を供給する発電装置と、発電装置の排熱を回収した湯水を貯湯するとともに湯水使用装置に該湯水を供給する貯湯槽と、前記発電装置の運転を制御する制御装置と、操作者がオンしている間にオン信号を、オフしている間にオフ信号を前記制御装置に出力する複数のスイッチと、スイッチの操作状態の表示をする表示部とを有する操作装置と、を備え、制御装置は、スイッチからのオン信号が所定時間連続して入力されたときに該スイッチがオンされたことを表示部に表示させる入力操作表示部と、入力操作表示部によってスイッチがオンされた旨の表示がされた後に、所定時間以上連続して入力されているスイッチからのオン信号がオフ信号に切り替ったときにスイッチがオンされたことを確定する入力操作確定部と、入力操作確定部によってオンされたことが確定されたスイッチに対応する操作を実行させる操作実行部と、複数のスイッチのうち１つからオン信号が所定時間以上連続して入力されているときであって、複数のスイッチのうち他の１つからオン信号が入力された場合に、複数のスイッチのうち１つのオン信号の入力操作を取り消す第１入力操作取消部と、を備えている。

【0012】

請求項２に係る発明は、請求項１において、操作装置はスイッチを３つ以上備え、制御装置は、３つ以上のスイッチのうち２つからオン信号が所定時間以上連続して入力されているときであって、３つ以上のスイッチのうち他の１つからオン信号が入力された場合に、複数のスイッチのうち２つのオン信号の入力操作を取り消す第２入力操作取消部をさらに備えている。

【0013】

また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、発電装置は燃料電池発電装置である。

【発明の効果】

【0014】

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、制御装置は、入力操作表示部によりスイッチからのオン信号が所定時間連続して入力されたときに該スイッチがオンされたことを表示部に表示させ、入力操作確定部により入力操作表示部によってスイッチがオンされた旨の表示がされた後に、所定時間以上連続して入力されているスイッチからのオン信号がオフ信号に切り替ったときにスイッチがオンされたことを確定させ、操作実行部により入力操作確定部によってオンされたことが確定されたスイッチに対応する操作を実行させている。このように、操作者がスイッチをオン操作したことを表示した表示部を目視で確認してからスイッチをオフ操作したときに初めてスイッチがオン操作されたことが確定するようになる。これにより、スイッチの操作間違えに起因した発電装置の強制的な運転中止を減らすことができ、コジェネレーションシステムの無駄な運転によって生じるエネルギーロスを削減することができる。操作装置はスイッチを複数備え、制御装置は、第１入力操作取消部により複数のスイッチのうち１つからオン信号が所定時間以上連続して入力されているときであって、複数のスイッチのうち他の１つからオン信号が入力された場合に、複数のスイッチのうち１つのオン信号の入力操作を取り消すようにした。これにより、操作者がスイッチのうちの１つをオン操作しているときに、オン操作しているスイッチを間違えたことに気付けば、複数のスイッチのうちの残る１つをオン操作することにより、オン操作しているスイッチの入力操作が取り消され、スイッチ部の操作間違えに起因した発電装置の強制的な運転中止を減らすことができる。

【0016】

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１において、操作装置はスイッチを３つ以上備え、制御装置は、第２入力操作取消部により３つ以上のスイッチのうち２つからオン信号が所定時間以上連続して入力されているときであって、３つ以上のスイッチのうち他の１つからオン信号が入力された場合に、３つ以上のスイッチのうち２つのオン信号の入力操作を取り消すようにした。これにより、操作者が３つ以上のスイッチのうちの２つをオン操作しているときに、オン操作しているスイッチを間違えたことに気付けば、３つ以上のスイッチのうちの残る１つをオン操作することにより、オン操作しているスイッチの入力操作が取り消され、スイッチの操作間違えに起因した発電装置の強制的な運転中止を減らすことができる。

【0017】

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２において、発電装置は燃料電池発電装置を用いたものである。燃料電池発電装置は高温で運転させることがあるが、上述したようにスイッチの操作間違えが減るとともに、スイッチの操作間違えを取り消すことができるので、燃料電池発電装置を不必要に起動及び停止させることに起因した耐久性の低下を抑制することができる。また定期メンテナンス等で、運転時間等の情報リセット操作を行う時も、同様に表示後のリセットを可能にすることにより、操作間違いを低減出来る。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態の概要を示す概要図である。

【図2】図１に示す操作装置の正面図である。

【図3】図１に示す燃料電池発電装置を示すブロック図である。

【図4】図１に示す制御装置で実行される制御プログラム（１つのスイッチの操作入力）のフローチャートである。

【図5】図１に示す制御装置で実行される制御プログラム（２つのスイッチの操作入力）のフローチャートである。

【発明を実施するための最良の形態】

【0019】

以下、本発明によるコジェネレーションシステムの一実施形態について説明する。図１はこのコジェネレーションシステムの概要を示す概要図である。このコジェネレーションシステムは、負荷装置２１に電力を供給する発電装置１０と、発電装置１０の排熱を回収した湯水を貯湯するとともに湯水使用装置２６ａ，２６ｂに該湯水を供給する貯湯槽３１と、発電装置１０の運転を制御する制御装置４０と、操作者の操作により発電装置１０に対する操作指令を制御装置４０に出力する操作装置４１とを備えている。

【0020】

発電装置１０は、燃料電池発電装置であり、直流電力を発生する発電器１１と、発電器１１から供給された直流電力を交流電力に変換して出力する変換器（例えばインバータ）１２とを備えている。なお、発電装置１０としては、燃料電池発電装置の他に、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービンなどの原動機とこの原動機によって駆動される発電機から構成されたものでもよい。

【0021】

発電器１１は、燃料供給源１３に接続されており、燃料供給源１３から燃料が投入されて、その投入された燃料を利用して発電するものである。変換器１２は、電力使用場所２０に設置されている複数の負荷装置２１に送電線１５を介してそれぞれ接続されており、変換器１２から出力される交流電力は必要に応じて各負荷装置２１に供給されている。

【0022】

負荷装置２１は、電灯、アイロン、テレビ、洗濯機、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫などの電気器具である。なお、変換器１２と電力使用場所２０とを接続する送電線１５には電力会社の系統電源１６も接続されており（系統連系）、発電装置１０の発電量より負荷装置２１の総電力消費量が上回った場合、その不足電力を系統電源１６から受電して補うようになっている。電力計２２は、負荷装置２１にて消費された電力消費量を検出するものであり、電力使用場所２０で使用される全ての負荷装置２１の合計電力消費量を検出して、制御装置４０に送信するようになっている。

【0023】

また、発電器１１の排熱は排熱回収システム３０により回収されている。排熱回収システム３０は、発電器１１の排熱と貯湯水との間で熱交換することで排熱を貯湯水に回収して蓄える排熱回収系である。排熱回収システム３０は、貯湯水を貯湯する貯湯槽３１と、貯湯水が循環する貯湯水循環ライン３２と、発電器１１からの排熱と貯湯水との間で熱交換が行われる熱交換器３３とを備えている。

【0024】

貯湯槽３１は、１つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温度が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温度が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽３１の柱状容器の下部には水供給源１４からの水道水などの水（低温の水）が補給され、貯湯槽３１に貯留された高温の温水が貯湯槽３１の柱状容器の上部から導出されるようになっている。

【0025】

貯湯水循環ライン３２の一端は貯湯槽３１の下部に、他端は貯湯槽３１の上部に接続されている。貯湯水循環ライン３２上には、貯湯水循環ポンプ３２ａと熱交換器３３とが配設されている。貯湯水循環ポンプ３２ａは、貯湯槽３１の下部の貯湯水を吸い込んで貯湯水循環ライン３２に通水させて貯湯槽３１の上部に吐出するものである。

【0026】

熱交換器３３は、発電器１１からの排燃と貯湯槽３１から供給される貯湯水とを熱交換するものである。熱交換器３３は、ケーシング３３ａを備えており、ケーシング３３ａの上部には、発電器１１から燃焼排ガスが導出される接続管３４が接続されている（図３参照）。ケーシング３３ａの下部には、発電器１１の排気口に接続されている排気管３５（図３参照）が接続されている。ケーシング３３ａの底部には、純水器３６に接続されている凝縮水供給管３７が接続されている（図３参照）。ケーシング３３ａ内には、貯湯水循環ライン３２に接続されている熱交換部（凝縮部）３３ｂが配設されている（図３参照）。

【0027】

このように構成された熱交換器３３においては、発電器１１からの排熱は、接続管３４を通ってケーシング３３ａ内に導入され、貯湯水が流通する熱交換部３３ｂを通る際に貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。発電器１１の排熱とは、例えば、燃料電池発電装置の場合、燃料電池５３の燃焼排ガスや蒸発部５１や改質部５２の排熱などをいい、エンジン発電装置の場合、エンジンの排熱などが挙げられる。しかし、それに限定せず発電機それ自体の熱など回収可能な排熱なら何でも利用できる。

【0028】

また、貯湯槽３１には、図１に示すように、給湯管３８が接続されている。給湯管３８には、貯湯槽３１に貯留している湯水を給湯として利用する湯水使用場所２５に設置されている複数の湯利用機器（湯水利用装置）２６ａが接続されている。この湯利用機器２６ａとしては、浴槽、シャワ、キッチン（キッチンの蛇口）、洗面所（洗面所の蛇口）などがある。また、給湯管３８には、貯湯槽３１の湯水を熱源として利用する湯水使用場所２５に設置されている熱利用機器（湯水利用装置）２６ｂが接続されている。この熱利用機器２６ｂとしては、浴室暖房、床暖房、浴槽の湯の追い炊き機構などがある。なお、熱利用機器２６ｂは貯湯槽３１の湯水を直接利用する場合や貯湯槽３１の湯水を間接的に利用する場合がある。

【0029】

制御装置４０は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、図４及び図５のフローチャートに対応したプログラムを実行して、操作装置４１の各種スイッチ４２の操作入力に対する制御をしている。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。

【0030】

図２は操作装置４１を示す図である。操作装置４１は、操作者がオンしている間にオン信号を、オフしている間にオフ信号を制御装置４０に出力するスイッチ４２と、スイッチ４２の操作状態の表示をする表示部４３とを有する。操作装置４１は６つのスイッチ４２（４２ａ〜４２ｆ）と、８つの表示ランプ（表示部）４３（４３ａ〜４３ｈ）と、ＬＥＤディスプレイ（表示部）４４とを備えている。スイッチ４２ａ〜４２ｆは、操作者によりオンされている間にオン信号を、オフされている間にオフ信号を制御装置４０に出力し、各スイッチ４２ａ〜４２ｆに対応した操作指令を出力するためのものである。スイッチ４２ａは負荷装置２１の消費電力に応じて発電装置１０を自動運転させるためのスイッチである。スイッチ４２ｂは、負荷装置２１の消費電力に対応することなく発電装置１０を運転させるためのスイッチである。スイッチ４２ｃは、スイッチ４２ａ，４２ｂにより運転させた発電装置１０の運転を停止させるためのスイッチである。スイッチ４２ｄ〜４２ｆは、発電装置１０の運転プログラムを選択及び実行等するためのものである。具体的にはＬＥＤディスプレイ（表示部）４４を確認して発電装置の運転状態の確認、設定、運転時間等の状態リセット、メンテナンス用の運転などが実行できる。また、これらのスイッチ４２ａ〜４２ｆのうちの２つを同時にオン操作すると、これらのオン操作に対応する操作指令が出力される。各スイッチ４２ａ〜４２ｃの左側に配置された各表示ランプ４３ａ〜４３ｃは、各スイッチ４２ａ〜４２ｃの操作状態に対応して点灯（表示）する。また、他の表示ランプ４３ｄ〜４３２ｆ及びＬＥＤディスプレイ４４は、発電装置１０の状態を表示するものである。

【0031】

次に、図３を参照して発電装置１０が燃料電池発電装置である場合について詳述する。図３はこの燃料電池発電装置５０の概要を示す概要図である。この燃料電池発電装置５０は、蒸発部５１、改質部５２および燃料電池５３を備えている。

【0032】

蒸発部５１は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部５１は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部５２に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰＧなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。

【0033】

この蒸発部５１には、一端（下端）が水タンク６１内に配設された給水管６２の他端が接続されている。水タンク６１には水供給源１４から水道水が供給されるようにしてもよい。給水管６２には、改質水ポンプ６２ａが設けられている。改質水ポンプ６２ａは、蒸発部５１に改質水を供給するとともにその改質水供給量（供給流量（単位時間あたりの流量））を調整するものである。

【0034】

また、蒸発部５１には、燃料供給源１３からの改質用原料が改質用原料供給管６３を介して供給されている。改質用原料供給管６３には、上流から順番に一対の改質用原料バルブ（図示省略）、流量センサ６３ａ、脱硫器６３ｂ、および原料ポンプ６３ｃが設けられている。改質用原料バルブは改質用原料供給管６３を開閉する電磁開閉弁である。流量センサ６３ａは、燃料電池５３に供給されている燃料（改質用原料）の流量すなわち単位時間あたりの流量を検出するものであり、その検出結果を制御装置４０に送信している。脱硫器６３ｂは改質用原料中の硫黄分（例えば、硫黄化合物）を除去するものである。原料ポンプ６３ｃは、燃料電池５３に燃料（改質用原料）を供給する供給装置であり、制御装置４０からの制御指令値にしたがって燃料供給源からの燃料供給量（供給流量（単位時間あたりの流量））を調整するものである。

【0035】

改質部５２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部５１から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部５２内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素ガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気が反応して水素ガスと二酸化炭素とに変成するいわゆる一酸化炭素シフト反応が生じている。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は燃料電池５３の燃料極に導出されるようになっている。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であり、一酸化炭素シフト反応は発熱反応である。

【0036】

燃料電池５３は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル５３ａが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池５３の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。なお、４００℃以下でも定格以下の発電量の発電は可能である。水素だけではなく天然ガスや石炭ガスなども直接燃料として用いることが可能である。この場合、改質部２３は省略することができる。

【0037】

セル５３ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路５３ｂが形成されている。セル５３ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路５３ｃが形成されている。

【0038】

燃料電池５３は、マニホールド５４上に設けられている。マニホールド５４には、改質部５２からの改質ガスが改質ガス供給管６４を介して供給される。燃料流路５３ｂは、その下端（一端）がマニホールド５４の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ６５ａ（カソードエア送出（送風）手段）によって送出されたカソードエアはカソードエア供給管６５を介して供給され、空気流路５３ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。

【0039】

燃料電池５３においては、燃料極に供給された燃料と空気極に供給された酸化剤ガスによって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化１および化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物 イオン（Ｏ^２−）が電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路５３ｂおよび空気流路５３ｃからは、発電に使用されなかった改質ガスおよび酸化剤ガス（空気）が導出する。
（化１）
Ｈ_２＋Ｏ^２−→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻
（化２）
ＣＯ＋Ｏ^２−→ＣＯ_２＋２ｅ⁻
（化３）
１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ^２−

【0040】

そして、燃料流路５３ｂおよび空気流路５３ｃから導出した、発電に使用されなかった改質ガス（アノードオフガス）は、燃料電池５３と蒸発部５１（改質部５２）の間の燃焼空間５５にて、発電に使用されなかった酸化剤ガス（カソードオフガス）によって燃焼され、その燃焼ガス（火炎）によって蒸発部５１および改質部５２が加熱される。さらには、燃料電池発電装置５０内を動作温度に加熱している。その後、燃焼ガスは排気口から接続管３４を通って熱交換器３３に排気される。

【0041】

上述した燃料電池発電装置５０においては、制御装置４０は負荷装置２１の消費電力に応じて、改質用原料バルブの開閉、原料ポンプ６３ｃ、改質水ポンプ６２ａおよびカソードエアブロワ６５ａの駆動を制御して燃料電池５３にて発電させ、燃料電池５３にて発電させた電力を負荷装置２１に供給する。

【0042】

次に、上述したコジェネレーションシステムにおける操作装置４１のスイッチ４２ａ〜４２ｃからの操作入力に対する制御を図４及び図５を参照して説明する。制御装置４０は、図示しない主電源が投入されると、図４に示すステップ１００および図５に示すステップ２００から始まる各プログラムを実行する。図４に示すステップ１００から始まるフローチャートは、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つをオン操作したときの操作入力をするときのプログラムであり、図５に示すステップ２００から始まるフローチャートは、スイッチ４２ａ〜４２ｃの２つをオン操作したときの操作入力をするときのプログラムである。なお、これらプログラムが開始されたときにはフラグＦ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４は０に設定されている。フラグＦ１はスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つがオン操作されていることを示し、フラグＦ２はスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つがオン操作されて所定時間として２秒経過していることを示し、フラグＦ３はスイッチ４２ａ〜４２ｃの２つがオン操作されていることを示し、フラグＦ４はスイッチ４２ａ〜４２ｃの２つからオン操作されて所定時間として２秒経過していることを示す。

【0043】

制御装置４０は、図４に示すプログラムを開始すると、フラグＦ２、Ｆ１は共に０であるので、ステップ１０２，１０４で「ＹＥＳ」、「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ１０６に進める。制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｆの１つがオン操作されてオン信号が入力されていなければ、ステップ１０６で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ１０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。

【0044】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つがオン操作されると、ステップ１０６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１１０でフラグＦ１を１に設定する。これにより、次回の処理以降ではフラグＦ１が１であるので、制御装置４０は、ステップ１０４で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ１１２に進めることができる。

【0045】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つをオン操作をした状態で所定時間として２秒経過していなければステップ１１２で「ＮＯ」と判定し、ステップ１１４に進める。制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作した状態が続いていれば、ステップ１１４で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ１０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。

【0046】

これに対し、操作者が所定時間経過する前にスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作を解除すると、制御装置４０は、ステップ１１４で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１１６に進める。次に、制御装置４０は、ステップ１１６でフラグＦ１を０に設定し、プログラムをステップ１０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つに単に接触してしまったときや、オン操作をしてすぐに間違ったスイッチを押したことに気付いて解除した（オフ操作した）ときには、各スイッチ４２ａ〜４２ｃのオン操作が確定しない。

【0047】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作をした状態で所定時間経過すると、ステップ１１２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１１８でオン操作しているスイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃを点灯させるとともに、ステップ１２０でフラグＦ２を１に設定する。これにより、次回の処理以降ではフラグＦ２が１であるので、制御装置４０は、ステップ１０２で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ１２２に進めることができる。

【0048】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作をした状態で、他のスイッチ４２ａ〜４２ｆの１つによりオン操作されることなく、かつオン操作したスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つをオン操作した状態が解除されない（オフ操作されない）場合には、ステップ１２２，１２４で「ＮＯ」、「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ１０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。

【0049】

これに対し、制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作をした状態で、他のスイッチ４２ａ〜４２ｆの１つによりオン操作されることなく、オン操作したスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つをオン操作した状態から解除すると、ステップ１２２，１２４で「ＮＯ」、「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１２６に進める。制御装置４０は、ステップ１２６で操作したスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作を確定させる。制御装置４０は、ステップ１２７において、ステップ１２６（入力操作確定部）によってオンされたことが確定されたスイッチに対応する操作を実行させる。そして、制御装置４０は、ステップ１２８でフラグＦ１、Ｆ２を共に０に設定し、プログラムをステップ１０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作をスイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃにより確認してからオン操作を解除する（オフ操作をする）ことで、オン操作されたスイッチ４２ａ〜４２ｃのオン操作が確定することになる。

【0050】

また、制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作をした状態で、他のスイッチ４２ａ〜４２ｆの１つによりオン操作されると、ステップ１２２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１３０に進める。制御装置４０は、ステップ１３０でスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作を取り消すとともに、ステップ１１８で点灯させた表示ランプ４３ａ〜４３ｃを消灯させる。次に、制御装置４０は、ステップ１３２でフラグＦ１、Ｆ２を共に０に設定し、プログラムをステップ１０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作をスイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃにより確認し、間違ったスイッチを押したことに気付いたときに、オン操作していない他のスイッチ４２ａ〜４３ｆの１つをオン操作すれば、オン操作していたスイッチ４２ａ〜４２ｃの入力操作が取り消される。

【0051】

次に、ステップ２００のフローチャートについて説明する。制御装置４０は、図５に示すプログラムを開始すると、フラグＦ４、Ｆ３は共に０であるので、ステップ２０２，２０４で「ＹＥＳ」、「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップ２０６に進める。制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃの２つが同時にオン操作されてオン信号が入力されていなければ、ステップ２０６で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ２０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。

【0052】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうち２つが同時にオン操作されると、ステップ２０６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ２１０でフラグＦ３を１に設定する。これにより、次回の処理以降ではフラグＦ３が１であるので、制御装置４０は、ステップ２０４で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ２１２に進めることができる。

【0053】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つを同時にオン操作した状態で所定時間として２秒経過していなければステップ２１２で「ＮＯ」と判定し、ステップ２１４に進める。制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つを同時にオン操作した状態が続いていれば、ステップ２１４で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ２０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。

【0054】

これに対し、操作者が所定時間経過する前にスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作を止めると、制御装置４０は、ステップ２１４で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ２１６に進める。次に、制御装置４０は、ステップ２１６でフラグＦ３を０に設定し、プログラムをステップ２０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つを同時に接触してしまったときや、２つを同時にオン操作をしてすぐに間違ったスイッチを押したことに気付いて解除したときには、各スイッチ４２ａ〜４２ｃの２つのオン操作による入力操作が確定しない。

【0055】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作をした状態で所定時間経過すると、ステップ２１２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ２１８でオン操作しているスイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃを点灯させるとともに、ステップ２２０でフラグＦ４を１に設定する。これにより、次回の処理以降ではフラグＦ４が１であるので、制御装置４０は、ステップ２０２で「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ２２２に進めることができる。

【0056】

制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作をした状態で、他のスイッチ４２ａ〜４２ｆの１つによりオン操作されることなく、オン操作したスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つをオン操作した状態が解除されないと、ステップ２２２，２２４で「ＮＯ」、「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップ２０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。

【0057】

これに対し、制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作をした状態で、他のスイッチ４２ａ〜４２ｆの１つによりオン操作されることなく、オン操作したスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つをオン操作した状態から解除すると、ステップ２２２，２２４で「ＮＯ」、「ＹＥＳ」と判定し、ステップ２２６に進める。制御装置４０は、ステップ２２６で操作したスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作を確定させる。制御装置４０は、ステップ２２７において、ステップ２２６（入力操作確定部）によってオンされたことが確定されたスイッチに対応する操作を実行させる。そして、制御装置４０は、ステップ２２８でフラグＦ３、Ｆ４を共に０に設定し、プログラムをステップ２０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作をスイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃにより確認してからオン操作を解除することで、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つに対応する操作指令の入力が確定することになる。

【0058】

また、制御装置４０は、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作をした状態で、他のスイッチ４２ａ〜４２ｆの１つによりオン操作されると、ステップ２２２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ２３０に進める。制御装置４０は、ステップ２３０でスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作を取り消すとともに、ステップ２１８で点灯させた表示ランプ４３ａ〜４３ｃを消灯させる。次に、制御装置４０は、ステップ２３２でフラグＦ３、Ｆ４を共に０に設定し、プログラムをステップ２０８に進めて本フローチャートを一旦終了する。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つのオン操作をスイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃにより確認し、間違ったスイッチを押したことに気付いたときに、オン操作していない他のスイッチ４２ａ〜４３ｆの１つをオン操作すれば、オン操作していたスイッチ４２ａ〜４２ｃの入力操作が取り消される。

【0059】

上述した説明から明らかなように、本実施形態においては、制御装置４０は、入力操作表示部（ステップ１１８）によりスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つをオン操作したときのオン信号が所定時間連続して入力されたときにスイッチ４２ａ〜４２ｃがオン操作されたことを各スイッチ４２ａ〜４２ｃに対応した表示ランプ４３ａ〜４３ｃに表示させている。

【0060】

制御装置４０は、入力操作確定部（ステップ１２６）により入力操作表示部によってスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つがオンされた旨の表示がされた後に、所定時間以上連続して入力されているスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つからのオン信号がオフ信号に切り替ったときに該スイッチがオンされたことを確定させている。そして、操作実行部（ステップ２２７）により入力操作確定部によってオンされたことが確定されたスイッチに対応する操作を実行させている。このように、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つをオン操作したことを表示した表示ランプ４３ａ〜４３ｃを目視で確認してからスイッチ４２ａ〜４２ｃのオン操作を解除した（オフ操作をした）ときに初めてスイッチ４２ａ〜４２ｃがオン操作されたことが確定するようになる。

【0061】

これにより、スイッチ４２ａ〜４２ｃの操作間違えに起因した発電装置１０の強制的な運転中止を減らすことができ、コジェネレーションシステムの無駄な運転によって生じるエネルギーロスを削減することができる。また、スイッチ４２ａ〜４２ｃの１つを所定時間以上連続してオン操作した後に、このオン操作を解除する（オフ操作する）ことでスイッチ４２ａ〜４２ｃの１つのオン操作が確定するので、背景技術で説明したような操作者の入力操作に対する違和感を感じさせることがない。

【0062】

また、制御装置４０は、第１入力操作取消部（ステップ１３０）によりスイッチ４２ａ〜４２ｃのうち１つをオン操作したときのオン信号が所定時間以上連続して入力されているときであって、スイッチ４２ａ〜４２ｆのうち他の１つをオン操作したときのオン信号が入力された場合に、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうち１つのオン操作したときのオン信号の入力操作を取り消すようにした。

【0063】

これにより、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの１つをオン操作しているときに、オン操作しているスイッチ４２ａ〜４２ｃを間違えたことに気付けば、スイッチ４２ａ〜４２ｆのうちの残る１つをオン操作することにより、オン操作しているスイッチ４２ａ〜４２ｃの入力操作が取り消され、スイッチ４２ａ〜４２ｃの操作間違えに起因した発電装置１０の強制的な運転中止を減らすことができる。

【0064】

また、制御装置４０は、第２入力操作取消部（ステップ２３０）によりスイッチ４２ａ〜４２ｃのうち２つを同時にオン操作したときのオン信号が所定時間以上連続して入力されているときであって、スイッチ４２ａ〜４２ｆのうち他の１つをオン操作したときのオン信号が入力された場合に、スイッチ４２ａ〜４２ｃのうち２つを同時にオン操作したときのオン信号の入力操作を取り消すようにした。

【0065】

これにより、操作者がスイッチ４２ａ〜４２ｃのうちの２つをオン操作しているときに、オン操作しているスイッチ４２ａ〜４２ｃを間違えたことに気付けば、スイッチ４２ａ〜４２ｆのうちの残る１つを押すことにより、押しているスイッチ４２ａ〜４２ｃの入力操作が取り消され、スイッチ４２ａ〜４２ｃの操作間違えに起因した発電装置１０の強制的な運転中止を減らすことができる。

【0066】

また、この実施形態の発電装置１０は燃料電池発電装置５０を用いたものである。燃料電池発電装置５０は高温で運転させることがあるが、上述したようにスイッチ４２ａ〜４２ｃの操作間違えが減るとともに、スイッチ４２ａ〜４２ｃの操作間違えを操作入力が確定する前に取り消すことができるので、燃料電池発電装置を不必要に起動及び停止させることに起因した耐久性の低下を抑制することができる。

【0067】

上述した実施の形態においては、スイッチ４２ａ〜４２ｃの入力操作について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、他のスイッチ４２ｄ〜４２ｆの入力操作をしたときに、入力操作表示部により他の表示ランプ４３ｄ〜４３ｈまたはＬＥＤディスプレイ４４に表示させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１０…発電装置、２６ａ，２６ｂ…湯水使用装置、３１…貯湯槽、４０…制御装置、４１…操作装置（入力操作表示部、入力操作確定部、第１および第２入力操作取消部）、４２（４２ａ〜４２ｆ）…スイッチ、４３（４３ａ〜４３ｈ）…表示ランプ（表示部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】