【手続補正書】
【提出日】令和3年2月1日(2021.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池システムの始動バーナであって、
触媒入口及び触媒出口を有し、前記触媒入口と前記触媒出口との間に触媒領域が形成され、当該触媒領域が流路方向に向けて前記触媒入口から前記触媒出口まで触媒壁に覆われている、触媒と、
作動流体を前記触媒入口に供給する作動流体案内部と、を備え、
前記作動流体案内部は、前記触媒壁に沿って、少なくとも一部が前記触媒の外側に配置されること、を特徴とする始動バーナ。
【請求項２】
前記作動流体案内部は、前記触媒壁に沿って流れる前記作動流体の案内方向を規定し、前記案内方向は、少なくとも一部が前記流路方向と平行又は前記流路方向に対して鋭角であり、かつ前記流路方向と逆向きであること、を特徴とする請求項１に記載の始動バーナ。
【請求項３】
前記触媒壁は、少なくとも一部が中空管形状に構成され、前記作動流体案内部は、少なくとも一部が環状に構成され、少なくとも一部が前記触媒壁の周りに構成されること、を特徴とする請求項１又は２に記載の始動バーナ。
【請求項４】
前記作動流体案内部は、少なくとも一部が直接又は実質的に直接前記触媒壁上に配置される、又は、前記触媒壁は、前記作動流体案内部と前記触媒領域との間の隔壁として構成されること、を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項５】
前記作動流体案内部は、前記作動流体を案内する流れ断面を有し、前記流れ断面内において、前記作動流体案内部内の前記作動流体の流れを規定する流体案内要素が少なくとも一つ構成されること、を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項６】
前記少なくとも一つの流体案内要素は、前記触媒壁上に設けられること、を特徴とする請求項５に記載の始動バーナ。
【請求項７】
作動流体流れ方向において、前記作動流体案内部の端部と前記触媒入口との間に、前記作動流体案内部から前記触媒に向かって前記作動流体が通過可能な有孔分離部が配置されること、を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項８】
前記有孔分離部が漏斗状又は実質的に漏斗状に構成されていること、を特徴とする請求項７に記載の始動バーナ。
【請求項９】
前記有孔分離部は、前記触媒壁の端部に隣接し、前記触媒壁は、前記触媒入口の領域において前記触媒領域よりも広い断面積を有し、かつ、前記触媒壁は、前記触媒入口の領域から前記流路方向に、前記触媒領域より一定距離離れたところまで、少なくとも前記触媒領域の一部を超えて延在すること、を特徴とする請求項７又は８に記載の始動バーナ。
【請求項１０】
前記作動流体案内部は、少なくとも一部が前記始動バーナのハウジング体の一要素として構成され、前記有孔分離部は、前記ハウジング体の一要素として構成されること、を特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項１１】
別の作動流体を前記始動バーナの混合チャンバに噴射する少なくとも１つのインジェクタが前記触媒入口の上流に配置され、前記混合チャンバは前記作動流体と前記別の作動流体とを混合させるように構成されること、を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項１２】
前記混合チャンバは、前記作動流体の流れ方向を、前記案内方向から前記流路方向に偏向する偏向部を有すること、を特徴とする請求項１１に記載の始動バーナ。
【請求項１３】
前記触媒入口の上流、特に前記触媒入口の上流かつ前記混合チャンバの下流において、前記作動流体及び前記別の作動流体からなる作動流体混合物を加熱する加熱媒体が配置されること、を特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項１４】
前記加熱媒体は板状又は実質的に板状であること、を特徴とする請求項１３に記載の始動バーナ。
【請求項１５】
前記板状加熱媒体の上流側のみが直接加熱されること、を特徴とする請求項１３又は１４に記載の始動バーナ。
【請求項１６】
前記加熱媒体は、前記加熱媒体の加熱処理を稼働・停止させる稼働ユニットを有すること、を特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の始動バーナ。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の始動バーナを備えた燃料電池システムであって、
さらに、アフターバーナと、改質器と、を備え、
前記アフターバーナは前記改質器を加熱するように構成され、前記始動バーナは前記アフターバーナを加熱するように構成される、燃料電池システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の燃料電池システムの作動流体を加熱する方法であって、
前記作動流体は、前記触媒入口の方向に、少なくとも前記触媒壁の一部に沿って、前記触媒外側の前記作動流体案内領域を通して移動する、方法。
【請求項１９】
前記作動流体混合物は、前記混合チャンバから前記加熱媒体へと移動し、さらに、そこから前記触媒へと移動する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記加熱媒体は、前記燃料電池システムの温度を検出する温度センサと通信接続され、
前記加熱媒体の加熱処理は、前記燃料電池システムの前記温度センサにより検出される規定温度の機能として稼働又は停止されること、を特徴とする請求項１９に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
前記目的は、特許請求の範囲の記載により達成される。特に、上記目的は請求項１に係る始動バーナと、請求項１７に係る燃料電池システムと、請求項１８に係る方法により達成される。本発明のさらに有意な点は、従属項、明細書及び図面から導き出される。当然のことながら、始動バーナに関連して記載される特徴及び詳細は、本燃料電池システム、本方法にも関連し、その逆も成立する。したがって、本発明の各態様の開示に関しては、常に相互に参照することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
作動流体案内部は、触媒壁の外側壁部に沿って配置されるのが好ましい。この場合、触媒壁の外側壁部が、作動流体案内部の内側壁部を構成しても良い。あるいは、本発明において、作動流体案内部の外側壁部を触媒壁の外側壁部に設けても良く、又は触媒壁から僅かに離れた位置に設けても良い。本始動バーナを適用するバリエーションによっては、当該構成は、本始動バーナを単純にアフターバーナとして用いたり、同時にアフターバーナとしても用いたりすることが可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の始動バーナの場合、触媒壁は、少なくとも部分的に中空管形状を呈し、作動流体案内部は、少なくとも部分的に（少なくとも触媒壁周辺で）環状であると有利である。触媒壁の周辺において作動流体案内部を環状に構成することで、作動流体が作動流体案内部を通過すると、触媒で発生した熱を触媒環境から効果的に断絶することができる。加えて、作動流体案内部の環状構成は、広い接触領域又は作動流体案内部と触媒壁との間の領域を確保することができる。これにより、作動流体を触媒入口に導入する際、当該広い領域に亘って作動流体を加熱することが可能になる。この結果、作動流体の効果的な予熱を実現できる。触媒壁及び作動流体案内部は、少なくとも部分的に、同軸上又は実質同軸上に配置される。なお、環の形状は円形のリング形状に限られない。例えば、作動流体案内部を、触媒壁を囲む楕円環状若しくは角環状、又は少なくとも部分的に触媒壁の周りに設けられるものとしても良い。部分的なリング状構成とは、当該作動流体案内部がＵ字状又はＣ字状の構成を持つことを意味する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
図６に示す燃料電池システム１０００ｂは、改質器３００用に燃料を加熱・蒸発するため、少なくとも１つの熱交換器９００と１つの蒸発器６００を有する。別の熱交換器５００はカソード供給部に配置される。カソード領域４２０には、熱交換器５００の低温部を介して空気が供給される。当該空気は、アフターバーナ２００において、完全に燃料した燃料電池スタックの排出ガスにより加熱される。始動バーナ１００ｂ又はアフターバーナ２００の下流にて、燃料電池スタック排出ガスの流れが分けられ、一部は熱交換器５００を介して大気に解放される。また、残りは改質器３００の高温側、熱交換器９００、及び蒸発器６００を介して大気に排出される。