【手続補正書】
【提出日】平成16年2月25日(2004.2.25)
【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】
少なくとも水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスとの供給を受け、前記両ガスを用いた電気化学反応により起電力を得る燃料電池を備えた燃料電池装置であって、
前記燃料電池に前記酸化ガスを供給する酸化ガス供給装置を備え、
該酸化ガス供給装置は、
磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記磁界発生手段によって前記磁界を発生させた空間に、少なくとも酸素を含有する混合気体を供給する混合気体供給手段と、
前記空間内で前記混合気体から生じる高酸素濃度気体と残余気体とのうち、高酸素濃度気体を前記磁界の磁極付近から取り出し、該取り出した高酸素濃度気体を前記酸化ガスとして前記燃料電池に供給する高酸素濃度気体生成手段と
を備える燃料電池装置。
【請求項２】
前記酸化ガス供給装置は、前記燃料電池に供給される前記酸化ガスの圧力を上昇させる酸化ガス加圧手段を備える
請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記酸化ガス加圧手段は、前記燃料電池装置を構成する所定の部材から排出される高圧ガスによって駆動されるタービンによって運転され、前記混合気体または前記高酸素濃度気体を圧縮する圧縮機である
請求項２記載の燃料電池装置。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池装置であって、
前記磁界発生手段は、前記圧縮機内において、該圧縮機の軸方向に磁界を発生させる手段であり、
前記高酸素濃度気体生成手段は、少なくとも一方の前記磁極付近から圧縮された高酸素濃度気体を取り出す手段であり、
前記混合気体供給手段は、前記圧縮機に前記混合気体を取り込ませる手段である
燃料電池装置。
【請求項５】
請求項２記載の燃料電池装置であって、
該燃料電池装置は、複数の前記酸化ガス加圧手段を備え、
該複数の酸化ガス加圧手段は、
前記燃料電池装置を構成する部材の内、それぞれ異なる所定の部材から排出される高圧ガスによって駆動されるタービンによって運転され、前記混合気体または前記高酸素濃度気体を圧縮する圧縮機であり、
前記タービンを駆動する前記高圧ガスの有するエネルギが少ない順に前記圧縮機を接続した
燃料電池装置。
【請求項６】
前記酸化ガス供給装置において、前記磁界を発生させた所定の空間に供給する前記混合気体を冷却する混合気体冷却手段を配設した
請求項１記載の燃料電池装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の燃料電池装置は、
少なくとも水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスとの供給を受け、前記両ガスを用いた電気化学反応により起電力を得る燃料電池を備えた燃料電池装置であって、
前記燃料電池に前記酸化ガスを供給する酸化ガス供給装置を備え、
該酸化ガス供給装置は、
磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記磁界発生手段によって前記磁界を発生させた空間に、少なくとも酸素を含有する混合気体を供給する混合気体供給手段と、
前記空間内で前記混合気体から生じる高酸素濃度気体と残余気体とのうち、高酸素濃度気体を前記磁界の磁極付近から取り出し、該取り出した高酸素濃度気体を前記酸化ガスとして前記燃料電池に供給する高酸素濃度気体生成手段と
を備えることを要旨とする。


【手続補正３】
【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】
以上のように構成された本発明の燃料電池装置は、磁界発生手段によって磁界を発生させた空間に、少なくとも酸素を含有する混合気体を供給し、磁界を発生させた空間内で前記混合気体から生じた高酸素濃度気体と残余気体とのうち、高酸素濃度気体を磁界の磁極付近から取り出す。燃料電池装置が備える燃料電池は、この高酸素濃度気体からなる酸化ガスと、少なくとも水素を含有する燃料ガスとの供給を受け、前記両ガスを用いた電気化学反応により起電力を得る。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、このような燃料電池装置において、
前記磁界発生手段は、前記圧縮機内において、該圧縮機の軸方向に磁界を発生させる手段であり、
前記高酸素濃度気体生成手段は、少なくとも一方の前記磁極付近から圧縮された高酸素濃度気体を取り出す手段であり、
前記混合気体供給手段は、前記圧縮機に前記混合気体を取り込ませる手段である構成としてもよい。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
以上のように構成された燃料電池装置では、少なくとも酸素を含有する混合気体が圧縮機内に取り込まれると、混合気体中の酸素分子は、圧縮機の軸方向に発生する磁界によって磁化されて、磁極付近に移動する。このとき圧縮機は、燃料電池装置を構成する所定の部材から排出される高圧ガスによって駆動されており、取り込まれた混合ガスの圧縮が行なわれる。従って、少なくとも一方の磁極付近から気体を取り出すならば、酸素富化された圧縮空気を得ることができる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の燃料電池装置において、
該燃料電池装置は、複数の前記酸化ガス加圧手段を備え、
該複数の酸化ガス加圧手段は、
前記燃料電池装置を構成する部材の内、それぞれ異なる所定の部材から排出される高圧ガスによって駆動されるタービンによって運転され、前記混合気体または前記高酸素濃度気体を圧縮する圧縮機であり、
前記タービンを駆動する前記高圧ガスの有するエネルギが少ない順に前記圧縮機を接続した構成としてもよい。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
なお、図１２に示した燃料電池装置２０ｅにおいて、圧縮機７２ｅ，７４ｅ，７６ｅに代えて、酸素富化部を組み込んでいない圧縮機をそれぞれ設けることとし、これらの圧縮機を接続した流路の下流に酸素富化部を別途設けることとしてもよい。このような構成の燃料電池装置２０ｆを図１３に示す。燃料電池装置２０ｆは、第１実施例の燃料電池装置２０とほぼ同様の構成を備えているため、共通する部材には同じ番号を付して説明を省略する。燃料電池装置２０ｆは、圧縮機３２ｄ，３２ｅ，３２ｆおよび酸素富化部３４ｆを備えている。圧縮機３２ｄ，３２ｅ，３２ｆは、第１実施例の燃料電池装置２０が備える圧縮機３２と同様の構成を備えており、酸素富化部３４ｆは、同じく燃料電池装置２０が備える酸素富化部３４と同様の構成を備えている。圧縮機３２ｄ，３２ｅ，３２ｆの配設されている場所は、第５実施例の燃料電池装置２０ｅにおいて圧縮機７４ｅ，７６ｅ，７２ｅが設けられている場所とそれぞれ同じであり、酸素富化部３４ｆは、圧縮機３２ｆのさらに下流側に設けられている。外部から取り込まれた空気は、燃料電池４０から排出される酸化排ガス，加熱蒸発部２７から排出される燃焼排ガス，バーナ３０から供給される燃焼ガスによりそれぞれ駆動される圧縮機３２ｄ，３２ｅ，３２ｆによって順次加圧され、加圧された空気は酸素富化部３４ｆにおいて酸素富化されて、酸化ガスとして燃料電池４０に供給される。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
また、上記冷却装置７８として、本実施例では、ボルテックス型の冷却装置（Ｖｏｒｔｅｃ社製、ボルテックスチューブ）を使用した。ボルテックス型の冷却装置とは、冷却のための特別のエネルギを必要とせず、圧縮空気の供給を受けることによって冷却空気が吐出可能となる装置である。圧縮機３２ｇによって圧縮され、圧縮空気路６６を介して冷却装置７８内に供給された圧縮空気は、冷却装置が備えるチューブ内で渦流となって高速回転する。チューブ内を高速回転した空気は、冷却装置７８の端部に設けられた温風排出口から温風として排出され、残りの空気は上記チューブのさらに内側を回転しながら逆方向に移動し、冷却装置７８の他端に設けられた冷風出口から排出される。ここで、チューブの外側を回転しながら移動する空気に供給される熱量と、チューブの内側を回転しながら戻ってくる空気から持ち去られる熱量とは等しいため、温風排出口から排出される温風量を調節するコントロール弁を制御することによって、冷風出口から排出される冷風温度を調節することができる。冷却装置７８から排出された冷却空気は、酸素富化部３４ｇで酸素富化されるが、この冷却装置７８から排出される冷却空気は略大気圧となっているため、酸素富化部３４ｇから排出された酸素富化空気はさらに圧縮機３２ｈに供給されて圧縮された後に、酸化ガスとして燃料電池４０に供給される。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
また、本発明の燃料電池装置２０ｈは、酸素富化部３４ｈに供給する酸化ガスを冷却する冷却装置９３において、冷却の動作に関わる冷却水や吸収液を循環させるために、加熱蒸発部２７から排出される燃焼排ガスや、燃料電池４０から排出される酸化排ガスを利用している。従って、燃料電池装置全体でエネルギを有効に利用することが可能となると共に、冷却装置９３を運転するために消費してしまうエネルギ量を削減することができる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
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