(57)【要約】【課題】複数の空気軸受型の送風機を直列的に配置した送風装置の起動時に、複数の送風機が互いに干渉せずに送風装置を起動可能な制御方法、制御手段及びこれらを備えた燃料電池発電システムを提供する。【解決手段】送風装置６の制御方法は、空気軸受型の軸受３９を有する複数の送風手段３１，３２を直列的に配置した送風装置６を、この送風装置６を起動する際に、下流側の送風手段３２を起動した後、上流側の送風手段３１を起動する。送風装置６の制御装置３４は、送風装置６を起動する際に、下流側の送風手段３２を起動した後に、上流側の送風手段３１を起動させる遅延回路５２を備えている。燃料電池発電システム１は、燃料ガス又は空気の供給通路に設置された送風装置６の制御方法又は制御装置に上記のものが適用されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気軸受型の軸受を有する複数の送風手段を直列的に配置した送風装置の制御方法において、
前記送風装置を起動する際に、下流側の送風手段を起動した後、上流側の送風手段を起動することを特徴とする送風装置の制御方法。
【請求項２】
前記下流側の送風手段を起動した後に、設定回転数以上の回転数になったことを条件として、前記上流側の送風手段を起動することを特徴とする請求項１に記載の送風装置の制御方法。
【請求項３】
空気軸受型の軸受を有する複数の送風手段を直列的に配置した送風装置の制御装置において、
前記送風装置を起動する際に、下流側の送風手段を起動した後に、上流側の送風手段を起動させる遅延手段を備えたことを特徴とする送風装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の送風装置の制御方法を、燃料ガス又は空気の供給通路に設置された送風装置の制御方法に適用したことを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項５】
請求項３に記載の送風装置の制御装置を、燃料ガス又は空気の供給通路に設置された送風装置の制御装置に適用したことを特徴とする燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の送風機が直列的に配置された送風装置を制御する制御方法又は制御装置を備えた燃料電池発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気と改質燃料ガス（水素含有ガス）とを燃料電池セルスタックに供給することで電力を発生させ、この発電の際に副次的に発生する熱を湯水として回収する燃料電池コージェネレーションシステムが実用に供されている。従来の燃料電池コージェネレーションシステムは、発電を行なう燃料電池発電システムと、熱交換後の湯水を貯湯する貯湯槽を有する貯湯システムと、燃料電池発電システムと貯湯システムとの間に湯水を循環させる湯水循環通路等を備えている。
【０００３】
ここで、上記の燃料電池発電システムは、一般に、空気と改質燃料ガスとで発電を行なう燃料電池セルスタックとこの燃料電池セルスタックに供給する改質燃料ガスを純水と天然ガス等の燃料ガスから生成する改質器とを有する燃料電池発電モジュールと、前記燃料電池発電モジュールからの排気ガスと貯湯槽の湯水との間で熱交換する熱交換器と、この熱交換器で回収された水を前記改質器に供給する純水へ浄化する水処理装置等を備えている。
【０００４】
ところで、上記の燃料電池発電モジュールにおいては、空気、燃料ガス、改質燃料ガスは、送風装置によって専用の入口から各供給通路を通って燃料電池セルスタックや改質器に夫々供給される。この種の送風装置としては、特許文献１，２に示すように、高速回転時に動圧浮力により、回転軸が軸受に対して非接触状態となる空気軸受型の送風機が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６８２４１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の燃料電池発電システムにおいて、燃料電池発電モジュールへの燃料ガスや空気の供給には、高い送風圧が必要である。このため、送風装置として上記特許文献１，２のように１つの送風機を使用する場合、大型のものを採用しなければならず、送風装置の大型化や高騒音という問題が生じる。そこで、高い送風圧を出す為に、送風装置を複数の小型の送風機を直列的に配置する技術も公知である。
【０００７】
しかし、複数の空気軸受型の送風機を直列的に配置した場合、複数の送風機を同時起動すると、上流側の送風機の風圧が下流側の送風機に作用し、下流側の送風機の回転軸が軸方向に押圧されて、空気軸受の軸方向のクリアランスを維持することできなくなる場合がある。この場合、空気軸受の摺動摩擦が増大し、送風機が失速するという所謂サージング現象が発生し、要求された送風圧で燃料ガス又は空気を供給できない虞があり、また、下流側の送風機の軸受部が破損してしまう虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、複数の空気軸受型の送風機を直列的に配置した送風装置の起動時に、複数の送風機が互いに干渉せずに送風装置を起動可能な制御方法、制御手段及びこれらを備えた燃料電池発電システムを提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の送風装置の制御方法は、空気軸受型の軸受を有する複数の送風手段を直列的に配置した送風装置の制御方法において、前記送風装置を起動する際に、下流側の送風手段を起動した後に、上流側の送風手段を起動することを特徴としている。
【００１０】
請求項２の送風装置の制御方法は、請求項１の発明において、前記下流側の送風手段を起動した後に、設定回転数以上の回転数になったことを条件として、前記上流側の送風手段を起動することを特徴としている。
【００１１】
請求項３の送風装置の制御装置は、空気軸受型の軸受を有する複数の送風手段を直列的に配置した送風装置の制御装置において、前記送風装置を起動する際に、下流側の送風手段を起動した後に、上流側の送風手段を起動させる遅延手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の燃料電池発電システムは、請求項１に記載の送風装置の制御方法を、燃料ガス又は空気の供給通路に設置された送風装置の制御方法に適用したことを特徴としている。
【００１３】
請求項５の燃料電池発電システムは、請求項３に記載の送風装置の制御装置を、燃料ガス又は空気の供給通路に設置された送風装置の制御装置に適用したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１又は３の発明によれば、送風装置を起動する際に、下流側の送風手段を起動した後に、上流側の送風手段を起動するので、下流側の送風手段の起動時には、上流側の送風手段の風圧が作用しないため、空気軸受が正常に作動し、その後、上流側の送風手段を起動させることにより、送風装置をスムーズに起動することでき、要求される圧力で燃料ガス又は空気を安定的に供給することができる。このように、下流側の送風手段にサージング現象が発生するのを抑制できるので、送風手段の故障を防止して、送風装置の耐久性を向上させることができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、下流側の送風手段を起動した後に、設定回転数以上の回転数になったことを条件として、上流側の送風手段を起動するので、下流側の送風手段の回転数に基づいて、下流側の送風手段が起動して安定状態になったかを確実に判断することができる。
【００１６】
請求項４又は５の発明による燃料電池発電システムは、請求項１又は３に記載の送風装置の制御方法又は制御装置を、燃料ガス又は空気の供給通路に設置された送風装置の制御方法又は制御装置に適用したので、送風装置を確実に起動させて、要求された圧力に基づいて、送風装置により燃料電池発電システムの燃料電池発電モジュールに燃料ガス又は空気を安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図２】送風装置の概略構成図である。
【図３】送風機の断面図である。
【図４】送風装置の起動制御のフローチャートである。
【図５】実施例２に係る送風装置の概略構成図である。
【図６】送風装置の起動制御のフローチャートである。
【図７】実施例３に係る送風装置の概略構成図である。
【図８】実施例４に係る送風装置の概略構成図である。
【図９】送風装置の起動制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の送風装置の制御方法は燃料電池発電システム１に適用されているので、先ず、燃料電池発電システム１の全体構成について説明する。
図１に示すように、燃料電池発電システム１は、燃料電池発電モジュール２と、カソード空気用送風装置６（本発明の送風装置に相当する）と、燃料ガス昇圧用送風装置７と、燃料改質空気用送風装置８と、排気ガス排出通路９と、熱交換器１１と、水処理装置１２と、インバータ１３等から構成されている。燃料電池発電モジュール２にて発電された直流電力は、インバータ１３を介して交流電力に変換されて外部に出力される。
【００２０】
尚、この燃料電池発電システム１は、熱交換器１１による熱交換後の湯水を貯湯する貯湯槽を有する貯湯システムと、この貯湯システムと燃料電池発電システム１との間に循環ポンプ２５を介して湯水を循環させる為の湯水循環配管４等と組み合わせることで燃料電池コージェネレーションシステムが構成されるが、燃料電池発電システム１以外の構成の詳細な説明は省略する。
【００２１】
次に、燃料電池発電モジュール２について説明する。
図１に示すように、燃料電池発電モジュール２（以下、発電モジュール２という）は、燃料電池セルスタック１４と、蒸発器１５と、燃料改質器１６と、オフガス燃焼室１７等を備え、燃料改質器１６によって改質された改質燃料ガス及び酸化剤としての空気を燃料電池セルスタック１４で化学反応させることで発電を行うものである。
【００２２】
蒸発器１５は、燃料ガスに混合する為の水蒸気を生成して燃料改質器１６に供給するものである。蒸発器１５には、燃料ガス昇圧用送風装置７によって取り込まれて昇圧された燃料ガス（天然ガス、都市ガスやプロパン等）と、燃料改質空気用送風装置８によって取り込まれた燃料改質用の空気とが、共通通路１８ａを介して供給され、水処理装置１２から純水通路２４を介して水が供給される。蒸発器１５は、供給された水から水蒸気を生成する。
【００２３】
燃料改質器１６は、その内部に白金等の改質触媒を備え、蒸発器１５から混合通路１８ｂを介して供給される燃料ガスと空気と水蒸気とを混合して反応（所謂、水蒸気改質）させて、水素リッチな改質燃料ガスを生成し、この改質燃料ガスを、改質燃料ガス供給路１８ｃを介して燃料電池セルスタック１４の燃料極側に供給する。
【００２４】
燃料電池セルスタック１４は、複数の燃料電池セルを多層に積層して構成されている。各燃料電池セルは、ジルコニア等の固体電解質と燃料極と酸素極から夫々形成されている。燃料電池セルスタック１４の燃料極（アノード）側には、燃料改質器１６から改質燃料ガスが供給され、燃料電池セルスタック１４の酸素極（カソード）側には、カソード空気用送風装置６から空気通路１８ｄを介して空気が供給され、これらを高温下の環境で電気化学反応させて直流電力を生成する。
【００２５】
オフガス燃焼室１７は、燃料電池セルスタック１４の発電に伴い生じる残余燃料ガスを燃焼処理する為のものであり、燃料電池セルスタック１４の燃料極側及び酸素極側の各排出側と接続されている。このオフガス燃焼室１７では、燃料極側から排出された残余燃料ガスを含む反応燃料ガスと、酸素極側から排出された酸素を含む空気とを公知の燃焼触媒を用いて燃焼させることによって高温の排気ガスを生成し、この排気ガスで熱交換器１１を加熱してから、排気ガス排出通路９を介して外部に排出する。
【００２６】
熱交換器１１は、排気ガス排出通路９の内部に設けられ、湯水循環通路４の一部を構成する熱交換通路部１１ａを備えている。この熱交換器１１において、発電モジュール２から排出される排気ガスを、熱交換通路部１１ａを流れる湯水との間で熱交換させて、排気ガス中に含まれる水蒸気は冷却され凝縮されて凝縮水となる。
【００２７】
水処理装置１２は、熱交換器１１にて凝縮された凝縮水を、回収通路２３を介して回収し、内部に設けられた水処理手段により不純物を取り除いた水蒸気改質用の純水を、純水ポンプの駆動により発電モジュール２に純水通路２４を介して供給するものである。
【００２８】
次に、本発明のカソード空気用送風装置６について説明する。
図２に示すように、カソード空気用送風装置６（以下、送風装置６という）は、空気軸受３９を有する２つの送風機３１，３２（送風手段）を備え、これら２つの送風機３１，３２を直列的に配置して構成されている。送風装置６においては、空気入口２６から延びる入口通路２７ａが、上流側の送風機３１の吸引口４１に接続され、上流側の送風機３１の吐出口４４から延びる中間通路２７ｂが、下流側の送風機３２の吸引口４１に接続され、下流側の送風機３２の吐出口４４から延びる空気通路１８ｄが、燃料電池セルスタック１４の酸素極側に接続されている。
【００２９】
図２に示すように、燃料電池発電システム１は、２つの送風機３１，３２を独立に制御可能な制御ユニット３４（制御装置）を備えている。この制御ユニット３４は、２つの送風機３１，３２の駆動部３８に駆動回路（図示略）を介して夫々接続されている。制御ユニット３４は、送風装置６を起動する際に、下流側の送風機３２を起動した後、上流側の送風機３１を起動制御するものである。
【００３０】
次に、２つの送風機３１，３２について説明するが、これらは同じ構成を有するので、以下では、上流側のラジアル型の送風機３１について説明する。
図３に示すように、送風機３１は、空気を圧縮して送風するものであり、ケース３５と、このケース３５の作動室３６に回転可能に支持された回転軸３７と、この回転軸３７を回転させる為の回転磁界を発生する駆動部３８と、回転軸３７を回転可能に支持し且つ動圧浮力を発生させる動圧型の空気軸受３９とを備えている。
【００３１】
ケース３５の左側部分には、空気を吸引する吸引口４１と、この吸引口４１に連通する渦巻状のスクロール室４３と、このスクロール室４３とに連通し且つ圧縮された空気を吐出する吐出口４４が設けられている。ケース３５の中央から右側部分には作動室３６が形成され、この作動室３６に回転軸３７と駆動部３８と空気軸受３９が収容されている。回転軸３７の先端部（左端部）には、吸引口４１に対面した回転羽根４５が設けられている。回転軸３７の中央やや右寄り部分には、駆動部３８のロータ３８ｃが設けられている。
【００３２】
空気軸受３９は、回転軸３７の両端側の小径軸部３７ａ，３７ｂを回転自在に支持する１対のラジアル軸受３９ａ，３９ｂと、回転軸３７の端部に固定された円板３７ｃと協働して軸方向荷重（スラスト）を支持するスラスト軸受３９ｃとを備えている。１対のラジアル軸受３９ａ，３９ｂとスラスト軸受３９ｃは、ケース３５に固定されている。回転軸３７の小径軸部３７ａ，３７ｂの外周面には、複数のヘリカル状溝３７ｄ，３７ｅが夫々形成されている。円板３７ｃの軸端面には、動圧発生用の溝（図示略）が形成されている。上記のヘリカル状の溝３７ｄ，３７ｅと動圧発生用の溝の協働により、回転軸３７の高速回転時には動圧が発生して、回転軸３７が１対のラジアル軸受３９ａ，３９ｂとスラスト軸受３９ｃに対して非接触状態となり、低摩擦で支持される。
【００３３】
駆動部３８は、磁性材料で形成された筒状のステータ３８ａと、このステータ３８ａに巻線を巻きつけて構成した励磁用の巻線部３８ｂと、回転軸３７に設けられ且つステータ３８ａに対向するロータ３８ｃとから構成されている。
【００３４】
駆動部３８の巻線部３８ｂに励磁電流を流すと、作動室３６内に回転軸３７の軸回りを回転する回転磁界が発生する。これにより、ロータ３８ｃと共に回転軸３７が回転し、回転軸３７の先端部の回転羽根４５も回転し、吸引口４１から空気が吸引されスクロール室４３を経て吐出口４４から圧縮された空気が吐出される。
【００３５】
次に、制御ユニット３４により実行される送風装置６を起動する為の起動制御について、図４のフローチャートに基づいて説明する。この起動制御の制御プログラムは、制御ユニット３４のコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示す。
【００３６】
先ず、燃料電池発電システム１の発電開始に伴い送風装置６を起動する際に、制御ユニット３４は起動指令が入力されたか否か判定し（Ｓ１）、Ｙｅｓの場合、Ｓ２にて、下流側の送風機３２の巻線部３８ｂに励磁電流を流して下流側の送風機３２を起動する。Ｓ１の判定がＮｏの場合は、そのまま終了する。
【００３７】
次に、Ｓ２にて下流側の送風機３２を起動した後、Ｓ３に移行して、予め設定された所定の時間（例えば、１秒）経過したか否か判定し、Ｓ３の判定がＮｏのうちはＳ３を繰り返し、Ｓ３の判定がＹｅｓの場合、Ｓ４に移行して、上流側の送風機３１の巻線部３８ｂに励磁電流を流して上流側の送風機３１を起動し、その後、この起動制御は終了する。尚、Ｓ３が、遅延手段に相当するものである。
【００３８】
このように、下流側の送風機３２を起動した後に、上流側の送風機３１を起動することで、空気入口２６から空気を吸い込み、２つの送風機３１，３２を介して圧縮された高圧の空気を、燃料電池セルスタック１４に供給する。尚、上記の所定の時間は、下流側の送風機３２が起動して安定状態になる時間に設定することが望ましく、例えば、送風機３２の定格回転数が４００００ｒｐｍ程度である場合、送風機３２が約８０００ｒｐｍに達する時間に設定しても良い。
【００３９】
次に、本発明の燃料電池発電システム１の作用、効果について説明する。
制御ユニット３４は、送風装置６を起動する際に、下流側の送風機３２を起動した後に、上流側の送風機３１を起動するので、下流側の送風機３２に上流側の送風機３１の風圧が作用しないため、空気軸受型の１対のラジアル軸受３９ａ，３９ｂ、スラスト軸受３９ｃが正常に作動し、その後、上流側の送風機３１を起動させる際にも、空気軸受型の１対のラジアル軸受３９ａ，３９ｂ、スラスト軸受３９ｃが正常に作動するため、送風機３１，３２を互いに干渉させずに、送風装置６をスムーズに起動することでき、要求される圧力で空気を安定的に供給することができる。また、下流側の送風機３２にサージング現象が発生するのを抑制できるので、送風機３２の故障を防止して、送風装置６の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
燃料電池発電システム１は、空気の空気通路１８ｄ（供給通路）に設置された送風装置６に本発明の起動制御及び起動制御方法が適用されたので、送風装置６を確実に起動させて、要求された圧力に基づいて、送風装置６により燃料電池発電モジュール２に空気を安定的に供給することができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、実施例１の送風装置６とその制御方法を部分的に変更した変更形態について説明するが、実施例１と同様の構成には同様の参照符号を付して説明は省略する。
【００４２】
図５に示すように、送風装置６Ａは、２つの送風機３１，３２Ａを備え、これら２つの送風機３１，３２Ａを直列的に配置して構成されているが、２つの送風機３１，３２Ａのうち下流側の送風機３２Ａが回転軸３７の回転数を検出可能なエンコーダ４６を備えている以外は、これら２つの送風機３１，３２Ａは、基本的に実施例１の送風機３１，３２と同様な構成を有するものである。
【００４３】
図５に示すように、制御ユニット３４Ａ（制御装置）は、２つの送風機３１，３２Ａの駆動部３８に駆動回路（図示略）を介して夫々接続されている。制御ユニット３４Ａは、送風装置６Ａを起動する際に、下流側の送風機３２Ａを起動した後、下流側の送風機３２Ａに設けられたエンコーダ４６からの信号に基づいて現在の回転軸３７の回転数を算出し、この算出された回転数に基づいて、上流側の送風機３１を起動制御するものである。
【００４４】
次に、制御ユニット３４Ａにより実行される送風装置６Ａを起動する為の起動制御について、図６のフローチャートに基づいて説明する。この起動制御の制御プログラムは、制御ユニット３４Ａのコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１１，１２・・・）は各ステップを示す。
【００４５】
先ず、燃料電池発電システム１の発電開始に伴い送風装置６Ａを起動する際に、制御ユニット３４Ａは起動指令が入力されたか否か判定し（Ｓ１１）、Ｙｅｓの場合、Ｓ１２にて、下流側の送風機３２Ａの巻線部３８ｂに励磁電流を流して下流側の送風機３２Ａを起動する。Ｓ１１の判定がＮｏの場合は、そのまま終了する。
【００４６】
次に、Ｓ１２にて下流側の送風機３２Ａを起動した後、下流側の送風機３２Ａのエンコーダ４６から送信されてくるエンコーダ信号を設定時間（例えば、１秒）の間継続的に読み込み（Ｓ１３）、この読み込まれたエンコーダ信号に基づいて下流側の送風機３２Ａの１分間における現在の回転数を算出し（Ｓ１４）、Ｓ１５にて、予め設定された回転数以上の回転数か否か判定し、Ｓ１５の判定がＮｏのうちはＳ１３〜Ｓ１５を繰り返し、Ｓ１５の判定がＹｅｓになると、Ｓ１６に移行して、上流側の送風機３１の巻線部３８ｂに励磁電流を流して上流側の送風機３１を起動し、その後、この起動制御は終了する。尚、Ｓ１３〜Ｓ１５が、遅延手段に相当するものである。
【００４７】
このように、下流側の送風機３２Ａを起動した後に、上流側の送風機３１を起動することで、空気入口２６から空気を吸い込み、圧縮された高圧の空気を、燃料電池セルスタック１４に供給する。尚、上記の設定された送風機３２Ａの回転数とは、下流側の送風機３２Ａが起動して安定状態になる回転数に設定することが望ましく、例えば、送風機３２の定格回転数が４００００ｒｐｍ程度である場合、回転数を約８０００ｒｐｍに設定しても良い。
【００４８】
制御ユニット３４Ａは、下流側の送風機３２Ａを起動した後に、設定回転数以上の回転数になったことを条件として、上流側の送風機３１を起動するので、送風機３１，３２Ａを互いに干渉させずに、送風装置６をスムーズに起動することでき、要求される圧力で空気を安定的に供給することができる。また、下流側の送風機３２Ａの回転数に基づいて、下流側の送風機３２Ａが起動して安定状態になったかを確実に判断することができる。その他の構成、作用及び効果は基本的に実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【実施例３】
【００４９】
次に、実施例１の制御ユニット３４を部分的に変更した変更形態について説明するが、実施例１と同様の構成には同様の参照符号を付して説明は省略する。
【００５０】
図７に示すように、燃料電池発電システム１は、送風機３１，３２を制御可能な制御ユニット３４Ｂ（制御装置）を備え、この制御ユニット３４Ｂは、主要制御部５１と、送風装置６を起動する際に、下流側の送風機３２を起動した後に、上流側の送風機３１を起動させる遅延回路５２（遅延手段）とを備えている。主要制御部５１は、下流側の送風機３２の駆動部３８に直接接続され、上流側の送風機３１の駆動部３８には遅延回路５２を介して接続されている。
【００５１】
遅延回路５２は、受信した信号を予め設定された遅延時間（例えば、１秒）をもって再度送信可能な一般的な遅延回路である。制御ユニット３４Ｂの主要制御部５１から送風装置６への駆動信号を、上流側の送風機３１と下流側の送風機３２へ同時に送信すると、遅延回路５２により上流側の送風機３１の起動が遅延し、下流側の送風機３２が起動した後に、予め設定された遅延時間をもって上流側の送風機３１が起動する。
【００５２】
このように、制御ユニット３４Ｂは、送風装置６を起動する際に、下流側の送風機３２を起動した後に、上流側の送風機３１を起動するので、送風機３１，３２を互いに干渉させずに、送風装置６をスムーズに起動することでき、要求される圧力で空気を安定的に供給する。また、下流側の送風機３２にサージング現象が発生するのを抑制できるので、送風機３２の故障を防止して、送風装置６の耐久性を向上させることができる。その他の構成、作用及び効果は基本的に実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【実施例４】
【００５３】
次に、実施例１の送風装置６とその制御方法を部分的に変更した変更形態について説明するが、実施例１と同様の構成には同様の参照符号を付して説明は省略する。
【００５４】
図８に示すように、送風装置６Ｃは、３つの送風機３１〜３３を備え、これら３つの送風機３１〜３３は、基本的に実施例１の送風機３１，３２と同様な構成を有するものであり、直列的に配置されている。送風装置６Ｃにおいては、空気入口２６から延びる入口通路２８ａが、上流側の送風機３１の吸引口４１に接続され、上流側の送風機３１の吐出口４４から延びる第１通路２８ｂが、中間の送風機３３の吸引口４１に接続され、中間の送風機３３の吐出口４４から延びる第２通路２８ｃが、下流側の送風機３２の吸引口４１に接続され、下流側の送風機３２の吐出口４４から延びる空気通路１８ｄが、燃料電池セルスタック１４の酸素極側に接続されている。
【００５５】
図８に示すように、燃料電池発電システム１は、３つの送風機３１〜３３を独立に制御可能な制御ユニット３４Ｃ（制御装置）を備えている。この制御ユニット３４Ｃは、３つの送風機３１〜３３の駆動部３８に駆動回路（図示略）を介して夫々接続されている。制御ユニット３４Ｃは、送風装置６Ｃを起動する際に、下流側の送風機３２を起動した後、中間の送風機３３を起動し、中間の送風機３３を起動した後、上流側の送風機３２を起動制御するものである。
【００５６】
次に、制御ユニット３４Ｃにより実行される送風装置６Ｃの起動する為の起動制御について、図９のフローチャートに基づいて説明する。この起動制御の制御プログラムは、制御ユニット３４Ｃのコンピュータの記憶部（例えば、ＲＯＭ）に予め格納されている。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝２１，２２・・・）は各ステップを示す。
【００５７】
先ず、燃料電池発電システム１の発電開始に伴い送風装置６Ｃを起動する際に、制御ユニット３４Ｃは起動指令が入力されたか否か判定し（Ｓ２１）、Ｙｅｓの場合、Ｓ２２にて、下流側の送風機３２の巻線部３８ｂに励磁電流を流して下流側の送風機３２を起動する。Ｓ２１の判定がＮｏの場合は、そのまま終了する。
【００５８】
次に、Ｓ２２にて下流側の送風機３２を起動した後、Ｓ２３に移行して、予め設定された所定の時間（例えば、１秒）経過したか否か判定し、Ｓ２３の判定がＮｏのうちはＳ２３を繰り返し、Ｓ２３の判定がＹｅｓになると、Ｓ２４に移行して、中間の送風機３３の巻線部３８ｂに励磁電流を流して中間の送風機３３を起動する。
【００５９】
次に、Ｓ２４にて中間の送風機３３を起動した後、Ｓ２５に移行して、予め設定された所定の時間（例えば、１秒）経過したか否か判定し、Ｓ２５の判定がＮｏのうちはＳ２５を繰り返し、Ｓ２５の判定がＹｅｓになると、Ｓ２６に移行して、上流側の送風機３１の巻線部３８ｂに励磁電流を流して上流側の送風機３１を起動し、その後、この起動制御は終了する。尚、Ｓ２３とＳ２５が、遅延手段に相当するものである。
【００６０】
このように、下流側の送風機３２を起動した後に、中間の送風機３３を起動し、そして上流側の送風機３１を起動することで、空気入口２６から空気を吸い込み、送風装置６Ｃにより圧縮された高圧の空気を、燃料電池セルスタック１４に供給する。尚、上記の所定の時間経過とは、送風機３１〜３３が起動して安定状態になる時間に設定されるものである。また、送風装置６Ｃは、３つの送風機３１〜３３を直列的に配置して構成しているが、３つの送風機３１〜３３に限らす、４つ以上の複数の送風機を直列的に配置して構成しても良い。この場合、制御ユニットも、送風機の数に応じて下流側の送風機から順に起動制御する。その他の構成、作用及び効果は基本的に実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【００６１】
次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記送風装置６，６Ａ，６Ｃは、カソード空気用の送風装置に適応されているが、この構成に限定する必要はなく、本発明の送風装置を燃料ガス用送風装置７や燃料改質空気用送風装置８に適用しても良い。この構成によれば、要求される燃料ガス又は空気を蒸発器１５に安定的に供給することができる。
【００６２】
［２］前記送風装置６，６Ａ，６Ｃの制御方法や制御ユニット３４，３４Ｂ，３４Ｃは、燃料電池発電システム１に適用されているが、これ以外のものであって送風装置を有しているものには、本発明の複数の送風機を直列的に配置した送風装置を適用可能である。
【００６３】
［３］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００６４】
１    燃料電池発電システム
６，６Ａ，６Ｃ    送風装置
１８ｄ    空気通路（供給通路）
３１，３２，３２Ａ，３３    送風機（送風手段）
３４，３４Ｂ，３４Ｃ    制御ユニット（制御装置）
５２    遅延回路（遅延手段）
【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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【図８】
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【図９】
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