【手続補正書】
【提出日】平成17年7月12日(2005.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸熱を伴う改質反応と発熱を伴う部分酸化改質反応とによって改質燃料を所定の形態の燃料に改質する改質器の制御装置において、
前記部分酸化改質反応のために供給する酸素の量を、前記所定の形態の燃料に改質するべき改質燃料量と前記吸熱を伴う改質反応での理論吸熱量および前記部分酸化改質反応での理論発熱量とに基づいて決定する酸素量決定手段と、前記酸素量決定手段で決定された酸素量を、前記改質燃料の供給から改質反応までの時間遅れに基づいて補正する遅れ補正手段とを備えていることを特徴とする改質器の制御装置。
【請求項２】
吸熱を伴う改質反応と発熱を伴う部分酸化改質反応とによって改質燃料を所定の形態の燃料に改質する改質器の制御装置において、
前記部分酸化改質反応のために供給する酸素の量を、前記所定の形態の燃料に改質するべき改質燃料量と前記吸熱を伴う改質反応での理論吸熱量および前記部分酸化改質反応での理論発熱量とに基づいて決定する酸素量決定手段と、改質燃料の改質反応の生じる部分の温度を検出する温度検出手段と、検出された温度に基づいて、前記酸素量決定手段で決定された酸素量を補正する温度補正手段とを備えていることを特徴とする改質器の制御装置。
【請求項３】
吸熱を伴う改質反応と発熱を伴う部分酸化改質反応とによって改質燃料を所定の形態の燃料に改質する改質器の制御装置において、
前記部分酸化改質反応のために供給する酸素の量を、前記所定の形態の燃料に改質するべき改質燃料量と前記吸熱を伴う改質反応での理論吸熱量および前記部分酸化改質反応での理論発熱量とに基づいて決定する酸素量決定手段と、前記改質燃料の改質反応が生じる部分に対する前記部分酸化改質反応のための酸素の供給状態量を推定する推定手段と、該推定手段で推定された酸素供給状態量と前記酸素量決定手段で決定された酸素量とに基づいて、部分酸化改質反応のための酸素を供給する指令値を設定する指令値設定手段とを備えていることを特徴とする改質器の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、部分酸化反応が改質部に導入した酸素量に応じて生じることに着目し、その酸素量を、吸熱改質反応と部分酸化改質反応とに供される改質燃料の要求量のうち、吸熱改質反応での理論吸熱量と部分酸化改質反応での理論発熱量との比率に基づいて決定された部分酸化改質反応に供される改質燃料量に基づいて決定するように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、吸熱を伴う改質反応と発熱を伴う部分酸化改質反応とによって改質燃料を所定の形態の燃料に改質する改質器の制御装置において、前記部分酸化改質反応のために供給する酸素の量を、前記所定の形態の燃料に改質するべき改質燃料量と前記吸熱を伴う改質反応での理論吸熱量および前記部分酸化改質反応での理論発熱量とに基づいて決定する酸素量決定手段と、前記酸素量決定手段で決定された酸素量を、前記改質燃料の供給から改質反応までの時間遅れに基づいて補正する遅れ補正手段とを備えていることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また請求項２の発明は、吸熱を伴う改質反応と発熱を伴う部分酸化改質反応とによって改質燃料を所定の形態の燃料に改質する改質器の制御装置において、前記部分酸化改質反応のために供給する酸素の量を、前記所定の形態の燃料に改質するべき改質燃料量と前記吸熱を伴う改質反応での理論吸熱量および前記部分酸化改質反応での理論発熱量とに基づいて決定する酸素量決定手段と、改質燃料の改質反応の生じる部分の温度を検出する温度検出手段と、検出された温度に基づいて、前記酸素量決定手段で決定された酸素量を補正する温度補正手段とを備えていることを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項３の発明は、吸熱を伴う改質反応と発熱を伴う部分酸化改質反応とによって改質燃料を所定の形態の燃料に改質する改質器の制御装置において、前記部分酸化改質反応のために供給する酸素の量を、前記所定の形態の燃料に改質するべき改質燃料量と前記吸熱を伴う改質反応での理論吸熱量および前記部分酸化改質反応での理論発熱量とに基づいて決定する酸素量決定手段と、前記改質燃料の改質反応が生じる部分に対する前記部分酸化改質反応のための酸素の供給状態量を推定する推定手段と、該推定手段で推定された酸素供給状態量と前記酸素量決定手段で決定された酸素量とに基づいて、部分酸化改質反応のための酸素を供給する指令値を設定する指令値設定手段とを備えていることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
したがって請求項１の発明によれば、部分酸化改質反応の用に供される酸素の量が、改質すべき改質燃料の量および改質反応に伴う理論吸熱量と理論発熱量とに基づいて決定され、また改質燃料の量の変動に伴う改質反応の変動の時間的遅れに応じて供給酸素量を補正するので、改質反応に伴う吸熱量と発熱量とをバランスさせて改質反応が生じる部分の温度を所定の温度に維持することができるとともに、改質反応の生じる部分の温度が更に正確に維持され、その結果、改質反応を良好に進行させて形態を変更した高品質の燃料を得ることできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項２の発明によれば、部分酸化改質反応の用に供される酸素の量が、改質すべき改質燃料の量および改質反応に伴う理論吸熱量と理論発熱量とに基づいて決定され、また改質反応の生じる部分の温度に基づいて、酸化反応に供される酸素供給量を補正するので、改質反応の生じる部分の温度が更に正確に制御され、その結果、改質反応が安定して、形態を変更した高品質の燃料を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
そして請求項３の発明によれば、部分酸化改質反応の用に供される酸素の量が、改質すべき改質燃料の量および改質反応に伴う理論吸熱量と理論発熱量とに基づいて決定され、また酸素量決定手段で決定された量の酸素を供給するための指令信号を出力するにあたり、酸素の供給圧などの状態量を推定し、その推定値に基づいて酸素供給指令値を設定するので、酸素の供給量が正確になり、その結果、改質反応が安定して、形態を変更した高品質の燃料を得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記の燃料極１５で生じる水素のイオン化および電解質膜を介した酸化反応は、燃料電池１に供給した水素ガスの全てについて生じる訳ではなく、その反応効率は、数十％であり、したがって燃料極１５側からの排ガスには未利用の可燃性ガスすなわち水素ガスが含まれている。これを有効利用するために、燃料極１５側の排ガスを前記燃焼部６に戻すためにリターン管２２が、燃料電池１と燃焼部６とを連通した状態に配置されている。またこのリターン管２２の中間部には、その内部を流動するガスの流量を制御するための流量調整弁２３が介装されている。なお、この流量調整弁２３はその開度を電気的に制御するように構成されている。さらに、このリターン管２２は、その内部を流動するガスを、燃焼部６に供給せずに適宜に外部に排出できるように構成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ここでこの発明と上述した具体例との関係を説明すると、図１に示すステップ１の機能がこの発明の酸素量決定手段に相当し、またステップ２の機能がこの発明の遅れ補正手段に相当する。さらに前記温度センサ４６，４７がこの発明の温度検出手段に相当し、ステップ３，４が温度補正手段に相当する。そして、図１に示すステップ５の機能がこの発明の推定手段および指令値設定手段に相当する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、部分酸化改質反応の用に供される酸素の量が、改質すべき改質燃料の量および改質反応に伴う理論吸熱量と理論発熱量とに基づいて決定され、また改質燃料の量の変動に伴う改質反応の変動の時間的遅れに応じて供給酸素量を補正するので、改質反応に伴う吸熱量と発熱量とをバランスさせて改質反応が生じる部分の温度を所定の温度に維持することができるとともに、改質反応の生じる部分の温度が更に正確に維持され、その結果、改質反応を良好に進行させて形態を変更した高品質の燃料を得ることできる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
請求項２の発明によれば、部分酸化改質反応の用に供される酸素の量が、改質すべき改質燃料の量および改質反応に伴う理論吸熱量と理論発熱量とに基づいて決定され、また改質反応の生じる部分の温度に基づいて、酸化反応に供される酸素供給量を補正するので、改質反応の生じる部分の温度が更に正確に制御され、その結果、改質反応が安定して、形態を変更した高品質の燃料を得ることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
そして請求項３の発明によれば、部分酸化改質反応の用に供される酸素の量が、改質すべき改質燃料の量および改質反応に伴う理論吸熱量と理論発熱量とに基づいて決定され、また酸素量決定手段で決定された量の酸素を供給するための指令信号を出力するにあたり、酸素の供給圧などの状態量を推定し、その推定値に基づいて酸素供給指令値を設定するので、酸素の供給量が正確になり、その結果、改質反応が安定して、形態を変更した高品質の燃料を得ることができる。