(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスの水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電をする燃料電池と、燃料電池から排出される排気ガスの熱を回収するための熱交換器と、前記熱交換器にて回収した排熱を温水として貯えるための貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水を前記熱交換器を通して循環するための循環流路と、水道水を供給するための水供給流路と、水道水を精製するための水精製手段と、前記水供給流路からの水道水を前記水精製器に送給するための第１分岐流路と、前記水供給流路からの水道水を前記貯湯タンクに送給するための第２分岐流路とを備え、
設置施工後に前記水供給流路と前記第２分岐流路とを接続して前記水供給流路からの水道水を前記貯湯タンクに送給し、その後前記水供給流路と前記第１分岐流路とを接続して前記水供給流路からの水道水を前記水精製器に送給することを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記燃料電池から排出される排気ガス中の水分を凝縮して回収する凝縮水回収手段を備え、前記凝縮水回収手段は、凝縮水を回収して溜める水回収タンクと、前記熱交換器にて凝縮された凝縮水を前記水回収タンクに導く水回収流路とを備え、前記水精製器は前記水回収流路又は前記水回収タンクに配設されており、前記熱交換器からの凝縮水及び前記水供給流路からの水道水は、前記水精製器にて精製された後に前記水回収タンクに回収されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
施工配管内に混入した不純物が排出されたことを判定する不純物排出判定手段が設けられ、前記不純物排出判定手段が不純物排出を判定すると、前記水供給流路と前記第２分岐流路とを接続する第２切換状態から前記水供給流路と前記第１分岐流路とを接続する第１切換状態に切り換わることを特徴とする請求項１又は２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記不純物排出判定手段に関連して、水道水の積算流量を計測するための積算流量計又は時間を計時するためのタイマ手段が設けられており、前記積算流量計が設定積算流量を計測する又は前記タイマ手段が所定時間を計時すると、前記不純物排出判定手段は、前記施工配管内に混入した不純物が排出されたと判定することを特徴とする請求項３に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記熱交換器及び／又は前記循環流路内の空気が抜けたことを判定するためのエアー抜き判定手段が更に設けられ、前記不純物排出判定手段が前記設置配管内に混入した不純物が排出されたことを判定し、且つ前記エアー抜き判定手段が前記熱交換器及び／又は前記循環流路内の空気が抜けたことを判定すると、前記水供給流路と前記第２分岐流路とを接続する第２切換状態から前記水供給流路と前記第１分岐流路とを接続する第１切換状態に切り換わることを特徴とする請求項３又は４に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記エアー抜き判定手段に関連して、前記熱交換器内の温度を検知するための温度検知手段が設けられ、前記温度検知手段は前記熱交換器内の温度に基づいて水の沸騰の有無を検知し、前記温度検知手段が水の沸騰を検知すると、前記エアー抜き判定手段は、空気が残留しているとしてエアー抜き不良と判定することを特徴とする請求項５に記載のコー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、燃料電池からの排熱を温水として貯湯タンクに貯えるコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池から排出される排気ガス中の水分を凝縮水として回収して貯水器に溜め、この貯水器に溜まった回収水を改質器に送給して改質水として利用する燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１）。この燃料電池システムでは、貯水器に付設して純水器（水精製器）が配設され、この純水器は、不純物を除くフィルタ部材と純水化処理するためのイオン交換樹脂を備えている。凝縮器にて回収された凝縮水は水回収流路を通して純水器に送給され、また水供給流路からの水道水は純水器に送給される。そして、かく純水器に送給された凝縮水及び水道水は、フィルタ部材により不純物が除去され、次いでイオン交換樹脂により純水化処理され、このように処理された水が貯水器に溜まり、この貯水器内の純水が水供給流路を通して改質器に送給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７６６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような燃料電池システムでは、次のような解決すべき問題がある。燃料電池システムを設置する場合、水道管と燃料電池システムにおける純水器とを施工配管（施工に用いた水道配管）により接続する必要があるが、この接続の際に、施工配管内に微細なゴミなどの不純物が混入するおそれがある。水道配管内に不純物が混入した場合、設置施工後にシステムを稼働させるために水道管からの水道水を施工配管を通して純水器に供給すると、施工時に混入した不純物が純水器のフィルタ部材により処理され、この不純物によりフィルタ部材が詰まり、不純物の混入量が多いほどフィルタの目詰まりが進行してその寿命が短くなる問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、設置施工時に混入する不純物の影響を抑え、水精製器を長期にわたって使用することができるコージェネレーションシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムは、燃料ガスの水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電をする燃料電池と、燃料電池から排出される排気ガスの熱を回収するための熱交換器と、前記熱交換器にて回収した排熱を温水として貯えるための貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の水を前記熱交換器を通して循環するための循環流路と、水道水を供給するための水供給流路と、水道水を精製するための水精製手段と、前記水供給流路からの水道水を前記水精製器に送給するための第１分岐流路と、前記水供給流路からの水道水を前記貯湯タンクに送給するための第２分岐流路とを備え、
設置施工後に前記水供給流路と前記第２分岐流路とを接続して前記水供給流路からの水道水を前記貯湯タンクに送給し、その後前記水供給流路と前記第１分岐流路とを接続して前記水供給流路からの水道水を前記水精製器に送給することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載のコージェネレーションシステムでは、前記燃料電池から排出される排気ガス中の水分を凝縮して回収する凝縮水回収手段を備え、前記凝縮水回収手段は、凝縮水を回収して溜める水回収タンクと、前記熱交換器にて凝縮された凝縮水を前記水回収タンクに導く水回収流路とを備え、前記水精製器は前記水回収流路又は前記水回収タンクに配設されており、前記熱交換器からの凝縮水及び前記水供給流路からの水道水は、前記水精製器にて精製された後に前記水回収タンクに回収されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載のコージェネレーションシステムでは、施工配管内に混入した不純物が排出されたことを判定する不純物排出判定手段が設けられ、前記不純物排出判定手段が不純物排出を判定すると、前記水供給流路と前記第２分岐流路とを接続する第２切換状態から前記水供給流路と前記第１分岐流路とを接続する第１切換状態に切り換わることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載のコージェネレーションシステムでは、前記不純物排出判定手段に関連して、水道水の積算流量を計測するための積算流量計又は時間を計時するためのタイマ手段が設けられており、前記積算流量計が設定積算流量を計測する又は前記タイマ手段が所定時間を計時すると、前記不純物排出判定手段は、前記施工配管内に混入した不純物が排出されたと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載のコージェネレーションシステムでは、前記熱交換器及び／又は前記循環流路内の空気が抜けたことを判定するためのエアー抜き判定手段が更に設けられ、前記不純物排出判定手段が前記設置配管内に混入した不純物が排出されたことを判定し、且つ前記エアー抜き判定手段が前記熱交換器及び／又は前記循環流路内の空気が抜けたことを判定すると、前記水供給流路と前記第２分岐流路とを接続する第２切換状態から前記水供給流路と前記第１分岐流路とを接続する第１切換状態に切り換わることを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の請求項６に記載のコージェネレーションシステムでは、前記エアー抜き判定手段に関連して、前記熱交換器内の温度を検知するための温度検知手段が設けられ、前記温度検知手段は前記熱交換器内の温度に基づいて水の沸騰の有無を検知し、前記温度検知手段が水の沸騰を検知すると、前記エアー抜き判定手段は、空気が残留しているとしてエアー抜き不良と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載のコージェネレーションシステムによれば、システムの設置施工後の例えば試運転のときには、水供給流路と第２分岐流路とが接続されるので、水供給流路を通して供給される水道水は、第２分岐流路を通して貯湯タンクに送給され、これによって、施工の際に施工配管内に混入したゴミなどの不純物は、この水道水とともに貯湯タンクに送給され、この不純物が水精製器に流れるのを防止することができる。また、水道水を第２分岐流路を通して貯湯タンクに流した後に水供給流路と水精製器とが接続されるので、水道水が第１分岐流路を通して水精製器に送給され、かく送給される水道水にはゴミなどの不純物がほとんど含まれておらず、施工の際に混入した不純物による水精製器への悪影響を少なく抑えることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載のコージェネレーションシステムによれば、排気ガス中の水分を凝縮して回収する凝縮水回収手段を備えているので、熱交換器にて凝縮された凝縮水は水回収流路を通して水回収タンクに溜り、この凝縮水を改質用水として用いることができる。水精製器が水回収流路又は水回収タンクに配設されるので、熱交換器からの凝縮水及び水供給流路からの水道水をこの水精製器にて精製して水回収タンクに回収することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載のコージェネレーションシステムによれば、不純物排出判定手段が不純物排出を判定すると、水供給流路と第２分岐流路とを接続する第２切換状態から前供給流路と第１分岐流路とを接続する第１切換状態に切り換わるので、不純物排出判定手段が不純物排出を判定するまでは、水供給流路からの水道水が貯湯タンクに送給され、また不純物排出判定手段が不純物排出を判定すると、この水道水が水精製器に送給され、これによって、ゴミなどの不純物による水精製器の劣化を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載のコージェネレーションシステムによれば、不純物排出判定手段に関連して積算流量計（又はタイマ手段）が設けられているので、この積算流量計の積算流量（又はタイマ手段の計時時間）に基づいて施工配管内に混入した不純物が排出されたとこを判定することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載のコージェネレーションシステムによれば、エアー抜き判定手段が設けられているので、熱交換器及び／又は循環流路内の空気が抜けたことを判定することができる。また、不純物排出判定手段が不純物が排出されたことを判定し、且つエアー抜き判定手段が空気が抜けたことを判定すると、水供給流路と第２分岐流路とを接続する第２切換状態から水供給流路と第１分岐流路とを接続する第１切換状態に切り換わるので、システムの稼働運転時にはゴミなどの不純物による水精製器の劣化を抑えることができるとともに、残留空気による悪影響も防止することができる。
【００１７】
更に、本発明の請求項６に記載のコージェネレーションシステムによれば、エアー抜き判定手段に関連して、熱交換器内の温度を検知するための温度検知手段が設けられているので、温度検知手段の検知温度に基づいて水の沸騰の有無を検知することができる。熱交換器（及び／又は循環流路）内に空気が残留していると、熱交換器内の水が沸騰するようになり、従って、エアー抜き判定手段は、水の沸騰の有無に基づいて熱交換器（及び／又は循環流路）におけるエアー抜き状態を判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に従うコージェネレーションシステムの第１の実施形態を簡略的に示すシステム図。
【図２】図１のコージェネレーションシステムにおける制御系を簡略的に示すブロック図。
【図３】図２の制御系による制御の一部の流れ示すフローチャート。
【図４】本発明に従うコージェネレーションシステムの第２の実施形態を簡略的に示すシステム図。
【図５】図４のコージェネレーションシステムにおける制御系を簡略的に示すブロック図。
【図６】図５の制御系による不純物排出の制御の流れを示すフローチャート。
【図７】図５の制御系によるエアー抜きの制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの実施形態について説明する。
【００２０】
〈第１の実施形態〉
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施形態のコージェネレーションシステムについて説明する。図１において、図示のコージェネレーションシステムは、燃料ガスとして例えば天然ガス（都市ガス）を消費して発電を行うものであり、燃料ガスを改質して改質燃料ガスを生成するための改質器２と、改質器２にて生成された改質燃料ガス及び酸化材としての空気（空気中に含まれる酸素）の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池４と、燃料電池４の排熱を温水として貯えるための貯湯タンク６とを備えている。燃料電池４の燃料極側８は改質燃料ガス送給流路１０を介して改質器２に接続され、この改質器２は燃料ガス供給流路１２を介して燃料ガス供給源（図示せず）に接続されている。また、燃料電池４の酸素極側１３は、空気供給流路１４及び送給ブロア１５を介して大気に開放されている。
【００２１】
燃料電池４の排出側には排気ガス排出流路１６が設けられ、この排気ガス排出流路１６に排熱を回収するための熱交換器１８が配設され、排気ガス排出流路１６を通して流れる排気ガスは、熱交換器１８のガス流路部２０を通して外部に排出される。
【００２２】
貯湯タンク６には循環流路２２が接続され、その上流側端部は貯湯タンク６の底部に接続され、その下流側端部は貯湯タンク６の上端部に接続され、貯湯タンク６の底部からの水は、循環流路２２及び熱交換器１８の水流路部２４を通して貯湯タンク６の上端部に戻る。この循環流路２２には、水を循環させるための水循環ポンプ２６が配設されている。
【００２３】
排熱を回収するための熱交換器１８は、排気ガス中の水分を凝縮して回収する凝縮水回収手段２８の一部を構成し、この凝縮水回収手段２８は、更に、凝縮水を回収して溜める水回収タンク３０と、凝縮した水を水回収タンク３０に導く水回収流路３２とを含んでいる。また、水を精製するための水精製器３４が設けられ、この形態では、水精製器３４が水回収タンク３０内に配設されている。水精製器３４は、図示していないが、微細なゴミなどの不純物を取り除くためのフィルタ部材と、水を純水化するためのイオン交換樹脂を備えている。このような水精製器３４は、水回収タンク３０に代えて、水回収流路３２に設けるようにしてもよい。
【００２４】
この水回収タンク３０は水送給流路３６を介して改質器２に接続され、水回収タンク３０の水（水精製器３４により精製された水）は、水送給流路３６を通して改質器２に送給される。尚、この水送給流路３６には、水を送給するための水送給ポンプ３８が配設されている。
【００２５】
この形態では、水道管（図示せず）からの水道水が水回収タンク３０及び貯湯タンク６に供給されるように構成されている。水道管はシステムの設置施工時に施工配管（水道配管）（図示せず）に接続され、この施工配管の配管流路４０が水供給流路４２に接続され、水供給流路４２から分岐する第１分岐流路４４が凝縮水回収手段２８の水回収流路３２に接続され、またこの水供給流路４２から分岐する第２分岐流路４６が貯湯タンク６の底部に接続されている。この水供給流路４２には、水道水の供給、供給停止を行うための水道水用開閉弁４８が配設されているとともに、水供給流路４２を通して供給される水道水の積算流量を計測するための積算流量計５０が配設されている。
【００２６】
この形態では、水供給流路４２と第１及び第２分岐流路４４，４６との接続部に三方切換弁５２が配設されている。この三方切換弁５２は、第１切換状態にあるときには水供給流路４２と第１分岐流路４４とを接続し、水道管（図示せず）からの水道水を配管流路４０、水供給流路４２、第１分岐流路４４及び水回収流路３２を通して水精製器３４に送給し、第２切換状態にあるときには水供給流路４２と第２分岐流路４６とを接続し、水道管からの水道水を配管流路４０、水供給流路４２及び第２分岐流路４６を通して貯湯タンク６に送給する。
【００２７】
尚、第１分岐流路４４については、凝縮水回収手段２８の水回収流路３２に接続することに代えて、水精製器３４に直接的に接続するようにしてもよい。また、この形態では三方切換弁５２を用いているが、三方切換弁５２に代えて例えば一対の流路開閉弁を用いるようにしてもよく、この場合、一方の流路開閉弁は第１分岐流路４４に配設され、他方の流路開閉弁は第２分岐流路４６に配設され、例えば一方の流路開閉弁が開状態（又は閉状態）で、他方の流路開閉弁が閉状態（又は開状態）のときには、水供給流路４２と第１分岐流路４４（又は第２分岐流路４６）とが接続される。
【００２８】
貯湯タンク６の上部には、温水を出湯するための出湯流路５４が接続され、出湯流路５４には１つ又は２つ以上の蛇口５６（図１において１つのみ示す）が接続され、蛇口５６を開放すると、貯湯タンク６内の温水が出湯流路５４を通して蛇口５６から出湯する。
【００２９】
このコージェネレーションシステムの動作を概説すると、次の通りである。燃料ガスは燃料ガス供給流路１２を通して改質器２に供給され、また水回収タンク３０内の水が水送給流路３６を通して改質器２に送給される。改質器２においては、水回収タンク３０からの水を利用して燃料ガスの水蒸気改質が行われ、水蒸気改質された改質燃料ガスが燃料電池４の燃料極側８に送給される。この燃料電池４の酸素極側１３には、空気送給流路１４を通して大気中の空気が送給され、燃料電池４は、燃料極側８における改質燃料ガスの酸化及び空気極側１３における空気（酸素）の還元による燃料電池反応（所謂、電気化学反応）により発電を行う。
【００３０】
燃料電池４からの排気ガスは排気ガス排出流路１６及び熱交換器１８を通して大気中に排出される。このとき、熱交換器１８のガス流路部２０を流れる排気ガスと貯湯タンク６から循環流路２２を通して熱交換器１８の水流路部２４を流れる水との間で熱交換が行われ、熱交換により加温された温水が貯湯タンク６に貯えられる。
【００３１】
熱交換器１８における熱交換により排気ガス中の水分が凝縮され、かく凝縮された凝縮水は、水回収流路３２を通して水精製器３４に送給され、この水精製器３４にて所要の通りに精製された水（この形態では、フィルタ部材（図示せず）により不純物が除去され、イオン交換樹脂（図示せず）により純水化処理された水）が水回収タンク３０に回収される。
【００３２】
水回収タンク３０内の水が減少したときには三方切換弁５２が第１切換状態となり、水道管（図示せず）からの水道水が水供給流路４２、第１分岐流路４４及び水回収流路３２を通して水精製器３４に送給され、この水精製器３４にて上述したように精製された後に水回収タンク３０に送給される。また、貯湯タンク６内の水が減少したときには三方切換弁５２が第２切換状態に切り換えられ、水道管からの水が水供給流路４２及び第２分岐流路４６を通して貯湯タンク６に送給される。
【００３３】
このコージェネレーションシステムは、図２に示す制御系により制御される。図１とともに図２を参照して、このコージェネレーションシステムでは、例えばマイクロプロセッサなどから構成されるコントローラ６２を備え、このコントローラ６２は、作動制御手段６４、不純物排出判定手段６６、弁切換信号生成手段６８及びメモリ手段７０を含んでいる。作動制御手段６４は、水道水用開閉弁４８、三方切換弁５２、水循環ポンプ２６、水送給ポンプ３８及び送風ブロア１５などを所要の通りに作動制御する。また、不純物排出判定手段６６は、後述するようにして不純物排出の判定を行い、この実施形態では積算流量計５０の積算流量に基づいて不純物排出の判定を行う。また、弁切換信号生成手段６８は、後述する如くして弁切換信号を生成し、この弁切換信号に基づいて三方切換弁５２が切換制御される。更に、メモリ手段７０には各種設定情報が登録され、例えば不純物排出の判定基準となる設定積算値などが登録されている。
【００３４】
この実施形態では、上述したコントローラ６２に関連して、システムを操作するための操作リモコン７２が設けられ、この操作リモコン７２は、システムを稼働運転するための運転スイッチ７４及び設置施工後にシステムを試運転するための試運転スイッチ７６を含んでいる。また、水回収タンク３０に関連してフロートスイッチ７８が設けられ、このフロートスイッチ７８は、回収水のＨレベル（例えば、高レベルであって、水が充分に満たされているレベル）を検知するためのＨレベルスイッチ８０と、そのＬレベル（例えば、低レベルであって、水不足が発生するおそれがあるレベル）を検知するためのＬレベルスイッチ８２を含み、このフロートスイッチ７８（Ｈレベルスイッチ８０及びＬレベルスイッチ８２）からの検知信号がコントローラ６２に送給され、また積算流量計５０からの計測信号もコントローラ６２に送給され、このコントローラ６２は、操作リモコン７２の操作信号、積算流量計５０の計測信号及びフロートスイッチ７８の検知信号に基づいてシステムを次のように作動制御する。
【００３５】
次に、図１及び図２とともに図３を参照して、上述したコージェネレーションシステムの試運転（換言すると、運転前の不純物排出の流れ）について説明する。このシステムを所定設置場所に設置施工する際には、水道管（図示せず）と施工配管（図示せず）とが接続され、更に、この施工配管の配管流路４０（施工配管）とこのシステムの水供給流路４２（この水供給流路４２を規定する流入側配管）とが接続され、このように接続して水道管からの水道水が施工配管を通してシステムに供給されるようにする。
このような設置施工が完了すると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、操作リモコン７２の試運転スイッチ７６を入力操作してシステムの試運転を行う。
【００３６】
試運転が開始されると、三方切換弁５２が第２切換状態に切り換えられ（ステップＳ３）、この三方切換弁５２を介して水供給流路４２と第２分岐流路４６とが連通される。また、水道水用開閉弁４８が開状態となり（ステップＳ４）、水道管（図示せず）からの水道水が水供給流路４２及び第２分岐流路４６を通して貯湯タンク６に供給される（ステップＳ５）。
【００３７】
そして、このような水道水供給状態において蛇口５６を開放する（ステップＳ６）。このように開放すると、貯湯タンク６内が出湯流路５４及び蛇口５６を通して外部に連通され、水道水の流入に伴い内部の空気が外部に排出される。このようにして水道水が貯湯タンク６側に送給されると、積算流量計５０は水供給流路４２を流れる水道水の積算流量を計測し（ステップＳ７）、積算流量計５０の積算流量が設定積算値（ＸＬ）を超えると、ステップＳ８を経てステップＳ９に進み、不純物排出判定手段６６は不純物排出が終了したと判定する。
【００３８】
この形態では、設定積算値（ＸＬ）として、設置施工の際に接続した施工配管（図示せず）の容量よりも少し大きい値に設定され、例えば施工配管を通して水道水が貯湯タンク６に少し流入する程度の容量（例えば、５リットル程度）に設定される。従って、水道管（図示せず）からの水道水が設定積算値（ＸＬ）流れると、設置施工の際に施工配管内に混入したゴミなどの不純物は、この水道水の流れによって第２分岐流路４６を通して貯湯タンク６内に流れ、この不純物が第１分岐流路４４を通して水精製器３４側に流れるのを回避することができる。
【００３９】
不純物排出判定手段６６が不純物排出の判定を行うと、ステップＳ１０に進み、弁切換信号生成手段６８は弁切換信号を生成し、作動制御手段６４はこの弁切換信号に基づいて三方切換弁５２を第１切換状態に切り換え（ステップＳ１１）、この三方切換弁５２を介して水供給流路４２と第１分岐流路４４とが連通される。かくすると、水道管（図示せず）からの水道水は、水供給流路４２及び第１分岐流路４４を通して水精製器３４に送給され、この水精製器３４により精製された水が水回収タンク３０に溜まる。このとき、水精製器３４に流れる水にはゴミなどの不純物がほとんど含まれておらず、従って水精製器３４の試運転に伴う劣化（例えば、水精製器３４に用いられたフィルタ部材の目詰まり）を少なく抑えることができる。
【００４０】
そして、水回収タンク３０内の水がＨレベルまで上昇すると、フロートスイッチ７８のＨレベルスイッチ８０がこれを検知し、ステップＳ１１からステップＳ１２を経てステップＳ１３に移る。即ち、Ｈレベルスイッチ８０からの検知信号に基づいて作動制御手段６４は水道水用開閉弁４８を閉状態にし、水供給流路４２を通しての水道水の供給が停止し、このようにして施工配管内に混入した不純物の排出が終了する（ステップＳ１４）。
【００４１】
〈第２の実施形態〉
次に、図４〜図７を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの第２の実施形態について説明する。尚、この第２の実施形態において、上述した第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図４及び図５において、この第２の実施形態では、不純物排出判定手段６６Ａは、不純物排出及び空気排出（エアー抜き）の判定を行い、この判定のために第１の実施形態と同様に積算流量計５０が用いられるが、その設定積算値として、施工配管（図示せず）、熱交換器１８、貯湯タンク６及び循環流路２２の合計容量よりも少し大きい値に設定され、例えば水道水が貯湯タンク６、循環流路２２及び熱交換器１８を満たして出湯流路５４を通して蛇口５６から流出する程度の容量（例えば、１５０リットル程度）に設定され、この設定積算値（ＹＬ）がメモリ手段７０Ａに登録される。
【００４３】
この第２の実施形態では、上述した構成に関連して、不純物排出の判定に加えてエアー抜きの判定が行われるように構成されている。更に説明すると、コントローラ６２Ａは、作動制御手段６４、不純物排出判定手段６６Ａなどに加えて、排出完了信号生成手段１０２、エアー抜き判定手段１０４、エアー抜き不良信号生成手段１０６、追加供給終了判定手段１０８及びタイマ手段１１０を備えている。排出完了信号生成手段１０２は、不純物排出判定手段６６Ａによる不純物排出の判定に基づいて後述するように排出完了信号を生成する。エアー抜き判定手段１０４は後述するようにしてエアー抜きが完了したことを判定し、エアー抜き不良信号生成手段１０６は、エアーが残留していてエアー抜き判定手段１０４がエアー抜き不良であるとの判定をしたときにエアー抜き不良信号を生成し、また追加供給終了判定手段１０８は、後述するようにして水道水の追加供給が所要の通りに行われたときに追加供給終了の判定を行う。また、タイマ手段１１０は、エアー抜き確認を行うときの水道水の循環時間を計時する。尚、この第２の実施形態では、メモリ手段７０Ａには、不純物排出の判定基準となる設定積算値（ＹＬ）（例えば、１５０〜１８０リットル程度に設定される）、水道水の循環時間の基準となる設定時間値（Ｐ）（例えば、１０〜２０分程度に設定される）、タイマ手段１１０の計時開始の基準となる第１設定温度値（Ｔ１）（例えば、６０〜７０℃ｔ程度に設定される）、後述するエアー抜きの判定基準となる第２設定温度値（Ｔ２）（例えば、１００〜１１０℃程度に設定される）及び追加積算値（ＺＬ）（例えば、１５〜３０リットル程度に設定される）が登録される。
【００４４】
エアー抜きの判定を行うために、更に次のように構成されている。燃料電池４からの排気ガスが流れる排気ガス排出流路１６を加熱するように暖機ヒータ１１２が設けられている。燃料電池４からの排気ガスに含まれる未燃焼ガスを完全燃焼させるために排気ガス排出流路１６に燃焼触媒（図示せず）が設けられることがあり、この場合、この燃焼触媒を加熱するために暖機ヒータ１１２が設けられ、このような暖機ヒータ１１２を利用することができる。このような暖機ヒータ１１２に代えて、専用の暖機ヒータを設けるようにしてもよく、この場合、この暖機ヒータは排気ガス排出流路１６、熱交換器１８及び循環流路２２などに設けることができる。
【００４５】
また、熱交換器１８の水流路部２４に温度検知手段１１４（例えば、サーミスタなどから構成される）が配設される。この温度検知手段１１４は水流路部２４を流れる水の温度を検知し、エアー抜きが不完全で空気が残留していると水流路部２４の水は沸騰する（例えば、１００℃を超える）ようになるが、エアー抜きが完全で空気が実質上存在しないと水流路部２４の水は沸騰せず（例えば、８０℃前後になる）、このように温度検知手段１１４の検知温度に基づいてエアー抜きが完全に行われているか否かを知ることができる。
【００４６】
更に、運転状態を表示するための表示装置１１４が設けられる。この表示装置１１４は運転状態などを表示するための表示部（例えば、液晶表示部）を備え、不純物の排出が終了すると、「不純物排出」の文字を表示し、不純物排出の動作中は「不純物排出」の文字を点灯表示する。また、エアー抜きが終了すると、「エアー抜き」の文字を表示し、エアー抜きの動作中は「エアー抜き」の文字を点灯表示し、エアー抜き不良が発生すると、「エアー抜き不良」の文字を表示し、このように表示することによって、運転状況を容易に知ることができる。第２の実施形態のコージェネレーションシステムにおけるその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００４７】
次いで、第２の実施形態のコージェネレーションシステムにおける試運転（換言すると、運転前の不純物排出及びエアー抜きの流れ）について説明する。図４及び図５とともに図６及び図７を参照して、このシステムの設置施工が上述したように終了すると、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、操作リモコン７２の試運転スイッチ７６を入力操作してシステムの試運転を行い、この試運転においては、まず、不純物の排出が行われる（ステップＳ２３）。
【００４８】
不純物の排出動作においては、三方切換弁５２が第２切換状態に切り換えられ（ステップＳ２４）、水道水用開閉弁４８が開状態となり（ステップＳ２５）、水道水が水供給流路４２及び第２分岐流路４６を通して貯湯タンク６に供給される（ステップＳ２６）。そして、蛇口５６を開放する（ステップＳ２７）と、水道水が貯湯タンク６、循環流路２２及び熱交換器１８に送給され、積算流量計５０は水供給流路４２を流れる水道水の積算流量を計測し（ステップＳ２８）、積算流量計５０の積算流量が設定積算値（ＹＬ）（例えば、１５０リットル）を超えると、ステップＳ２８からステップＳ２９を経てステップＳ３０に進み、不純物排出判定手段６６Ａは、施工配管内の不純物の排出が終了し、更にエアー抜きも終了したとして不純物排出の判定をする。このような不純物排出までの制御の流れ（ステップＳ２４〜ステップＳ３０）は、第１の実施形態におけるステップＳ３からステップＳ９までの流れと略同一である。
【００４９】
このように不純物排出判定手段６６Ａが不純物排出の判定を行うと、ステップＳ３１に進み、排出完了信号生成手段１０２は、不純物排出判定手段６６Ａの判定結果に基づいて排出完了信号を生成し、この判定完了信号に基づいて表示装置１１４は「不純物排出」の表示し、この表示によって、不純物排出が完了したことを知ることができ、このようにして不純物排出の動作が終了する（ステップＳ３２）。
【００５０】
この不純物排出の動作の後に、エアー抜きの確認動作が行われる（ステップＳ３３）。このエアー抜きの確認を行うには、蛇口５６を閉状態にして貯湯タンク６からの排水を停止し（ステップＳ３４）、これにより、水道水の供給も停止する。
【００５１】
かくすると、暖機ヒータ１１２が作動し（ステップＳ３５）、排気ガス排出流路１６を介して熱交換器１８の水流路部２４の水が加熱される。また、水循環ポンプ２６が作動し（ステップＳ３６）、貯湯タンク６内の水が循環流路２２を通して循環され、このように水の循環が始まると、温度検知手段１１４は熱交換器１８内の水の温度を検知し（ステップＳ３７）、このようにして熱交換器１８内の水の加熱が行われる。この加熱は温度検知手段１１４の検知温度が第１設定温度（Ｔ１）（例えば、６０℃）を超えるまで行われ、この第１設定温度（Ｔ１）を超えると、ステップＳ３８を経てステップＳ３９に移る。
【００５２】
このようにステップＳ３９に進むと、タイマ手段１１０が計時を開始し（ステップＳ４０）、エアー抜きの判定が行われる。即ち、タイマ手段１１０が基準となる設定時間（Ｐ）（例えば、１０分）を計時する前に温度検知手段１１４の検知温度が基準となる第２設定温度（Ｔ２）（例えば、１００℃）を超えて水流路部２４内の水が沸騰状態になると、ステップＳ４０からステップＳ４２に移り、エアー抜き判定手段１０４はエアー抜き不良と判定し、この判定結果に基づいてエアー抜き不良信号生成手段１０６はエアー抜き不良信号を生成し、このエアー抜き不良信号に基づいて、表示装置１１４は、「エアー抜き不良」を表示し（ステップＳ４３）、この表示を見てエアー抜き不良が生じていることを知ることができる。尚、表示装置１１４に代えて、或いは表示装置１１４に加えて注意ランプ及び／又は注意ブザーなどを設け、このエアー抜き不良信号に基づいて注意ランプ及び／又は注意ブザーなどを作動させるようにしてもよい。
【００５３】
このようにエアー抜き不良が生じると、再度エアー抜きを行ってエアー抜き確認を行うようになる。エアー抜きを行うには、再び蛇口５６を開放し（ステップＳ４４）、このように開放すると、水道管（図示せず）からの水道水が水供給流路４２及び第２分岐流路４６を通して貯湯タンク６に送給され、貯湯タンク６内の水は循環流路２２を通して循環されるとともに、出湯流路５４を通して蛇口５６から排水され、このようにして残留する空気のエアー抜きが行われる。
【００５４】
このエアー抜きの際にも、積算流量計５０は積算流量を計測し（ステップＳ４５）この積算流量が追加積算流量（ＺＬ）（例えば、２０リットル）を計測すると、ステップＳ４６を経てステップＳ３４に戻り、蛇口５６を閉状態にしてエアー抜きの確認が上述したと同様にして行われ、ステップＳ３５〜Ｓ４１が遂行される。そして、ステップＳ３４からステップＳ４６までの動作は、エアー抜きが完了するまで繰り返し遂行される。
【００５５】
一方、タイマ手段１１０が設定時間（Ｐ）（例えば、１０分）を計時する間に温度検知手段１１４の検知温度が第２設定温度（Ｔ２）を超えないときには、ステップＳ４０からステップＳ４１を経てステップＳ４７に移り、空気が残留せずエアー抜きが完了しているとして、エアー抜き判定手段１０４はエアー抜き完了の判定を行い（ステップＳ４７）、このようにしてエアー抜き確認が終了する。
【００５６】
このようにエアー抜き確認が行われると、タイマ手段１１０がリセットされ（ステップＳ４９）、弁切換信号生成手段６８は弁切換信号を生成し、（ステップＳ５０）、この弁切換信号に基づいて三方切換弁５２が第１切換状態に切り換えられ（ステップＳ５１）、水導水が水供給流路４２及び第１分岐流路４４を通して水精製器３４に送給され、水精製器３４にて精製された水が水回収タンク３０に溜まり、この水がＨレベルに達するとステップＳ５２からステップＳ５３に進み、水道水用開閉弁５３が閉状態になり、このようにして不純物排出・エアー抜きの動作が終了する（ステップＳ５４）。このステップＳ５０からステップＳ５３は、上述した実施形態におけるステップＳ１０からステップＳ１３の流れと実質上同じである。
【００５７】
以上、本発明に従うコージェネレーションシステムの実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
【００５８】
例えば、上述した第１実施形態では、積算流量計５０の積算流量値に基づいて不純物排出判定手段６６が不純物排出の判定を行っているが、積算流量計５０に代えてタイマ手段を用い、タイマ手段の計時時間に基づいて不純物排出判定手段６６が不純物排出の判定を行うようにしてもよい。この場合、コントローラ６２にタイマ手段を含ませ、不純物排出の判定基準となる設定時間値（例えば、２分間程度）をメモリ手段７０に登録し、タイマ手段が設定時間を計時すると、不純物排出判定手段６６が不純物排出完了を判定するように構成される。
【００５９】
また、例えば、上述した第２実施形態では、積算流量計５０の積算流量値に基づいて不純物排出判定手段６６Ａが不純物排出及びエアー排出（エアー抜き完了）の判定を行っているが、上述と同様にタイマ手段を用い、タイマ手段の計時時間に基づいて不純物排出判定手段６６Ａが不純物排出及び空気排出の判定を行うようにしてもよい。この場合、例えば、コントローラ６２のタイマ手段１１０を利用し、不純物排出及び空気排出の判定基準となる設定時間値（例えば、３０分間程度）をメモリ手段７０Ａに登録し、タイマ手段１１０が設定時間を計時すると、不純物排出判定手段６６Ａが不純物排出が終了したと判定する。
【００６０】
また、上述した第２の実施形態では、追加のエアー抜きにおいても積算流量計５０の積算流量に基づいて水道水の追加供給量を設定しているが、この追加供給量についてもタイマ手段の設定時間に基づいて制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
２  改質器
４  燃料電池
６  貯湯タンク
１６  排気ガス排出流路
１８  熱交換器
２２  循環流路
２８  凝縮水回収手段
３０  水回収タンク
３４  水精製器
４０  配管流路
４２  水供給流路
４４  第１分岐流路
４６  第２分岐流路
５０  積算流量計
５２  三方切換弁
６２，６２Ａ  コントローラ
６６，６６Ａ  不純物排出判定手段
１０４  エアー抜き判定手段
１１２  暖機ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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