【手続補正書】
【提出日】平成15年8月12日(2003.8.12)
【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】
水素と一酸化炭素とを含有し水素濃度に比して一酸化炭素濃度が低い水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減する一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記水素リッチガスに酸素を含有する酸化ガスを導入する酸化ガス導入手段と、
該導入された酸化ガス中の酸素を、前記水素リッチガス中の水素に優先して該水素リッチガス中の一酸化炭素に結合させる触媒を有する酸化反応部と、
前記触媒に水を供給する水供給手段と
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項２】
前記水供給手段は、複数の水供給管路を備えた構成である請求項１記載の一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項３】
請求項２記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記触媒を複数組の集合体として構成し、該集合体を前記水路リッチガスの流れ方向に沿って配設し、
前記複数の水供給管路を、前記複数組の集合体に向かってそれぞれ水を供給する位置に配設する一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項４】
請求項１記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記酸化反応部の温度を検出する温度検出手段と、
前記水供給手段の水の供給量を制御することにより、前記温度検出手段で検出される温度を予め定められた所定範囲内に制御する制御手段と
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項５】
請求項１記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記酸化ガス導入手段による酸化ガスの導入量を、前記水素リッチガス中の一酸化炭素濃度に応じた量に制御する酸化ガス導入量制御手段と、
該制御された酸化ガスの導入量に従って前記水供給手段の水の供給量を制御する水供給量制御手段と
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項６】
請求項５記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記水供給量制御手段は、
前記水供給手段の水の供給量を、前記酸化ガスの導入量に対して所定の比率となる量に定める水供給量算出手段
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項７】
請求項１記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記酸化反応部における酸化反応の程度を検出する酸化反応検出手段と、
該検出された酸化反応の程度に応じて前記水供給手段の水の供給量を制御する制御手段と
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項８】
請求項７記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記酸化反応検出手段は、
前記酸化反応部の温度により前記酸化反応の程度を検出する温度検出手段
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項９】
請求項７記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記酸化反応検出手段は、
前記水素リッチガスの流量により前記酸化反応の程度を検出する水素リッチガス流量検出手段
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項１０】
請求項７記載の一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記酸化反応検出手段は、
前記水素リッチガス中の一酸化炭素濃度により前記酸化反応の程度を検出する一酸化炭素濃度検出手段
を備える一酸化炭素濃度低減装置。
【請求項１１】
炭化水素を主成分とする原燃料から水素を含有する改質ガスを生成する改質反応器と、
前記改質ガスに酸素を含有する酸化ガスを導入する酸化ガス導入手段と、
該導入された酸化ガス中の酸素を、前記改質ガス中の水素に優先して該改質ガス中の一酸化炭素に結合させる触媒を有する酸化反応部と、
前記触媒に水を供給する水供給手段と、
前記酸化反応部から前記改質ガスの供給を受けて、その改質ガスの電気化学反応から起電力を得る燃料電池と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の燃料電池発電装置であって、
前記燃料電池の有する電解質膜の含水率を検出する含水率検出手段と、
該検出した含水率に応じて前記水供給手段の水の供給量を制御する制御手段と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の燃料電池発電装置であって、
前記含水率検出手段は、
前記燃料電池の電極間の電気抵抗またはインピーダンスにより前記電解質膜の含水率を検出するインピーダンス検出手段
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の燃料電池発電装置であって、
前記改質反応器からの改質ガスが前記燃料電池に流入したときの前記改質ガスの飽和水蒸気量を算出する飽和水蒸気量算出手段と、
前記燃料電池において改質ガス中の水分が過飽和とならないよう、前記飽和水蒸気量算出手段により算出された飽和水蒸気量に応じて前記水供給手段の水の供給量を制御する制御手段と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の燃料電池発電装置であって、
前記燃料電池に供給される前記改質ガスの圧力を調節する改質ガス圧調節手段と、
前記改質反応器からの改質ガスが前記燃料電池に流入したときの前記改質ガスの飽和水蒸気量を算出する飽和水蒸気量算出手段と、
前記燃料電池において改質ガス中の水分が過飽和とならないよう、前記飽和水蒸気量算出手段により算出された飽和水蒸気量に応じて前記改質ガス圧調節手段を制御する制御手段と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の燃料電池発電装置であって、
前記燃料電池の有する酸素極に酸素を含有する酸化ガスを供給する酸化ガス供給手段と、
前記酸化ガスのガス圧力を調節する酸化ガス圧調節手段と、
前記改質ガス圧調節手段および酸化ガス圧調節手段を制御することにより、前記改質ガスと酸化ガスの圧力差を所定値以内の大きさに保つ制御手段と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１７】
請求項１１記載の燃料電池発電装置であって、
前記酸化反応部の運転の停止に先立って、前記水供給手段を稼働させて前記触媒に水を供給する停止時制御手段
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の燃料電池発電装置であって、
前記停止時制御手段は、
前記燃料電池の運転状態から停止状態への切り替え時を検出する停止時検出手段と、
該停止状態への切り替え時に、前記水供給手段を稼働させて前記触媒に水を供給する制御手段と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項１９】
請求項１１記載の燃料電池発電装置であって、
前記燃料電池から電気化学反応に伴って発生する水分を凝縮して水を回収する水回収手段と、
該水回収手段により回収された水を前記水供給手段で利用する水利用手段と
を備える燃料電池発電装置。
【請求項２０】
請求項１１記載の燃料電池発電装置であって、
前記燃料電池からの排ガスを利用して、前記水供給手段からの水を加圧して酸化反応部に送る水加圧手段
を備える燃料電池発電装置。
【請求項２１】
水素と一酸化炭素とを含有し水素濃度に比して一酸化炭素濃度が低い水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減する一酸化炭素濃度低減方法であって、
（ａ）前記水素リッチガスに酸素を含有する酸化ガスを導入する工程と、
（ｂ）該導入された酸化ガス中の酸素を、触媒を用いて前記水素リッチガス中の水素に優先して該水素リッチガス中の一酸化炭素に結合させる工程と、
（ｃ）前記触媒に水を供給する工程と
を備える一酸化炭素濃度低減方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の一酸化炭素濃度低減方法であって、
（ｄ）前記触媒の温度を検出する工程と、
（ｅ）前記工程（ｃ）による水の供給量を制御することにより、前記工程（ｄ）で検出される温度を予め定められた所定範囲内に制御する工程と
を備える一酸化炭素濃度低減方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の一酸化炭素濃度低減方法であって、
（ｆ）前記工程（ａ）による酸化ガスの導入量を、前記水素リッチガス中の一酸化炭素濃度に応じた量に制御する工程と、
（ｇ）該制御された酸化ガスの導入量に従って前記工程（ｃ）による水の供給量を制御する工程と
を備える一酸化炭素濃度低減方法。
【請求項２４】
請求項２１記載の一酸化炭素濃度低減方法であって、
（ｈ）前記触媒による酸化反応の程度を検出する工程と、
（ｉ）該検出された酸化反応の程度に応じて前記工程（ｃ）による水の供給量を制御する工程と
を備える一酸化炭素濃度低減方法。
【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・効果】
上述の課題を解決するためになされたこの発明の一酸化炭素濃度低減装置は、
水素と一酸化炭素とを含有し水素濃度に比して一酸化炭素濃度が低い水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減する一酸化炭素濃度低減装置であって、
前記水素リッチガスに酸素を含有する酸化ガスを導入する酸化ガス導入手段と、
該導入された酸化ガス中の酸素を、前記水素リッチガス中の水素に優先して該水素リッチガス中の一酸化炭素に結合させる触媒を有する酸化反応部と、
前記触媒に水を供給する水供給手段と
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】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明の一酸化炭素濃度低減装置（以下、基本構成の一酸化炭素濃度低減装置と呼ぶ）は、酸化ガス導入手段が、一酸化炭素を含有する水素リッチガスへ酸化ガスを導入し、酸化反応部が、導入された酸化ガス中の酸素により、触媒上で、水素リッチガス中の一酸化炭素を水素に優先して酸化する。さらに、水供給手段が、酸化反応部の有する触媒に水を供給する。酸化反応部での酸化反応は、発熱反応であることから、水供給手段から送られてきた水は、酸化反応部内で気化される。このため、酸化反応部内の触媒は、その気化熱によって直接冷却される。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
この発明の燃料電池発電装置（以下、基本構成の燃料電池発電装置と呼ぶ）は、
炭化水素を主成分とする原燃料から水素を含有する改質ガスを生成する改質反応器と、
前記改質ガスに酸素を含有する酸化ガスを導入する酸化ガス導入手段と、
該導入された酸化ガス中の酸素を、前記改質ガス中の水素に優先して該改質ガス中の一酸化炭素に結合させる触媒を有する酸化反応部と、
前記触媒に水を供給する水供給手段と、
前記酸化反応部から前記改質ガスの供給を受けて、その改質ガスの電気化学反応から起電力を得る燃料電池と
を備えることを要旨とする。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
この構成によれば、改質反応器が、炭化水素を主成分とする原燃料から水素を含有する改質ガスを生成する。酸化ガス導入手段が、改質ガスへ酸化ガスを導入し、酸化反応部が、導入された酸化ガス中の酸素により、触媒上で、水素リッチガス中の一酸化炭素を水素に優先して酸化する。さらに、水供給手段が、酸化反応部の有する触媒に水を供給することで、前記基本構成の一酸化炭素濃度低減装置と同一の作用により、改質ガスは一酸化炭素濃度の低減されたものとなる。燃料電池は、この一酸化炭素濃度の低減された改質ガスの供給を受けて、その改質ガスの電気化学反応から起電力を得る。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
上記基本構成の燃料電池発電装置において、
前記改質反応器からの改質ガスが前記燃料電池に流入したときの前記改質ガスの飽和水蒸気量を算出する飽和水蒸気量算出手段と、
前記燃料電池において改質ガス中の水分が過飽和とならないよう、前記飽和水蒸気量算出手段により算出された飽和水蒸気量に応じて前記水供給手段の水の供給量を制御する制御手段と
を備える構成としてもよい。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
この構成によれば、制御手段により、前記飽和水蒸気量算出手段により算出された飽和水蒸気量に応じて前記水供給手段の水の供給量を制御することにより、改質ガスが過飽和状態で燃料電池に流入することを防止することが可能である。したがって、改質ガスの過飽和分の水蒸気が燃料電池内で凝結して液体状態の水となって、燃料電池内のガス流路を閉塞してしまう現象を防止することができる。


【手続補正８】
【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】
また、前記基本構成の燃料電池発電装置において、
前記燃料電池に供給される前記改質ガスの圧力を調節する改質ガス圧調節手段と、
前記改質反応器からの改質ガスが前記燃料電池に流入したときの前記改質ガスの飽和水蒸気量を算出する飽和水蒸気量算出手段と、
前記燃料電池において改質ガス中の水分が過飽和とならないよう、前記飽和水蒸気量算出手段により算出された飽和水蒸気量に応じて前記改質ガス圧調節手段を制御する制御手段と
を備える構成とすることもできる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
この構成によれば、制御手段により、前記飽和水蒸気量算出手段により算出された飽和水蒸気量に応じて改質ガス圧調節手段を制御することにより、改質ガスの圧力を変えて改質ガスの飽和水蒸気量を積極的に変えることができる。このため、改質ガスが過飽和状態で燃料電池に流入することを防止することが可能である。したがって、改質ガスの過飽和分の水蒸気が燃料電池内で凝結して液体状態の水となって、燃料電池内のガス流路を閉塞してしまう現象を防止することができる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
基本構成の燃料電池発電装置において、
前記酸化反応部の運転の停止に先立って、前記水供給手段を稼働させて前記触媒に水を供給する停止時制御手段
を備える構成とすることもできる。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
この構成によれば、酸化反応部の運転の停止に先立って、水供給手段により触媒に水が供給されることから、酸化反応部の運転の停止時に、酸化反応部の温度を速やかに下げることができる。この結果、水素リッチガスの発生を速やかに停止することができる。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
この構成において、
前記停止時制御手段は、
前記燃料電池の運転状態から停止状態への切り替え時を検出する停止時検出手段と、
該停止状態への切り替え時に、前記水供給手段を稼働させて前記触媒に水を供給する制御手段と
を備える構成とすることもできる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
このため、燃料電池の運転状態から停止状態への切り替え時には、水供給手段が稼働して触媒に水が供給される。したがって、燃料電池の停止状態への切り替え時には、酸化反応部の温度を速やかに下げることができる。この結果、水素リッチガスの発生を速やかに停止することができる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
上記基本構成の一酸化炭素濃度低減方法において、
（ｄ）前記触媒の温度を検出する工程と、
（ｅ）前記工程（ｃ）による水の供給量を制御することにより、前記工程（ｄ）で検出される温度を予め定められた所定範囲内に制御する工程と
を備える構成とすることができる。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
この構成によれば、工程（ｃ）による水の供給量が制御されることで、工程（ｄ）により検出される触媒の温度が予め定められた所定範囲内に制御される。このため、触媒を所望の温度、ここでは、触媒の活性温度に確実に制御することができ、この結果、水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を確実に低減することができる。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
本ルーチンが実行されると、ＣＰＵ９２は、温度センサ５２により検出されるＣＯ選択酸化反応器３４内の温度Ｔを入出力ポート９８を介して読み込む（ステップＳ１００）。次いで、この温度Ｔが、下限値Ｔ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この下限値Ｔ１は、前述したＣＯ選択酸化反応器３４の最適温度範囲の下限値に相当し、この実施例では１００℃であり、予めＲＯＭ９４に格納されている。ステップＳ１１０で、温度Ｔが下限値Ｔ１を下回ったと判定されると、水導入管４０に設けられる電動バルブ４２の開度Ｖを閉状態に制御する（ステップＳ１２０）。この結果、水導入管４０からＣＯ選択酸化反応器３４への水の供給が停止されることから、その水の供給による冷却作用がなくなってＣＯ選択酸化反応器３４内部の温度は上昇する。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
なお、この変形例では、水導入管４０Ａの先端に、図７に示すように、広角に水を噴霧する水噴射弁８０を用いた構成とすることが好ましい。こうした水噴射弁の一つに、液体の旋回を利用したいわゆる渦巻噴射弁がある。渦巻噴射弁は、「機械工学基礎講座、燃焼工学・基礎と応用、小林清志著  理工学社発行」の１９２頁ないし２０１頁等に記載されている周知のもので、噴射圧が低くても微粒化がよいこと、噴霧角や流量は広範囲に自由に設計できることなどの特徴をもつ。この渦巻噴射弁を用いることで、水の粒径１５μｍ、噴霧角度１５０度の噴射を行ない、広範囲のＣＯ選択酸化触媒５０に直接水を散布することができる。このため、広範囲のＣＯ選択酸化触媒５０を素早く冷却することで、酸化反応部全体をより均一に冷却することができる。


【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
この図７に示した変形例では、水導入管４０Ａを１個設けていたが、これに替えて、複数個設ける構成としてもよい。図８は、水導入管を２個設けた場合のＣＯ選択酸化反応器３４の内部を示す説明図である。図示するように、ＣＯ選択酸化触媒５０は、ＣＯ選択酸化反応器３４の改質ガスの流れ方向に沿って２組の集合体８１，８２に分かれて貯溜されており、各集合体８１，８２に向かうように、水導入管４０Ａａ，４０Ａｂがそれぞれ配設されている。なお、各水導入管４０Ａａ，４０Ａｂには、渦巻式の水噴射弁８０ａ，８０ｂがそれぞれ設けられている。


【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
一方、ステップＳ２６０で一酸化炭素濃度Ｄが所定値Ｄ０を上回ったと判定されると、以下の処理を行なう。まず、ＣＯ選択酸化反応器３４へ所定量Ｑａの酸化ガスを導入させるべく、ブロワ３８を所定駆動量Ｓで駆動制御する（ステップＳ２７０）。次いで、ステップＳ２７０により供給されることになった酸化ガス導入量Ｑａを所定値ｋで割って、その得られる商をＣＯ選択酸化反応器３４への目標水導入量Ｑｗとする（ステップＳ２８０）。その後、その求めた目標水導入量Ｑｗに基づいて電動バルブ４２の開度を制御することにより、水導入管４０からＱｗの量の水をＣＯ選択酸化反応器３４に導入する（ステップＳ２９０）。なお、電動バルブ４２は、第１実施例では開閉制御されるだけであったが、この実施例では、その開度が制御されている。ステップＳ２９０の実行後、この制御ルーチンの処理を一旦終了する。


【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
この第２実施例では、一酸化炭素濃度Ｄが高濃度となったとき、所定量Ｑａの酸化ガスを導入する構成となっているが、この酸化ガスの導入量Ｑａは、検出した一酸化炭素濃度Ｄと所定値Ｄ０との偏差に応じて大きさを変える構成としてもよい。即ち、その偏差が大きいほど導入量Ｑａを大きくして、一酸化炭素濃度Ｄの所定値Ｄ０への復帰を素早くする。なお、酸化ガスの導入量Ｑａが可変する構成となっても、この実施例では、上述したように酸化ガスの導入量Ｑａに対して一定の比率となるよう水の導入量Ｑｗが定められていることから、ＣＯ選択酸化反応器３４の運転温度が所望の温度域を上回るのを防止することができる。


【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
また、この第２実施例では、ＣＯ選択酸化反応器３４への酸化ガス導入量Ｑａを、一酸化炭素センサ２１２により得られる一酸化炭素濃度の情報に基づいて求めるよう構成されていたが、これに替えて、他のパラメータから酸化ガス導入量Ｑａを求める構成としてもよい。他のパラメータとしては、例えば、燃料電池スタック２０の電池出力の情報が該当する。即ち、燃料電池スタック２０の電池出力が低下したら、その電池出力の低下は、燃料電池スタック２０のアノードの電極触媒のＣＯ被毒現象によるものだと判断して、電池出力が復帰するように、ＣＯ選択酸化反応器３４への酸化ガス導入量Ｑａを制御する。


【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
ガス流量計３１２は、燃料改質装置３０Ｂの改質反応器３２とＣＯ選択酸化反応器３４とを連結する連絡管３６の途中、詳しくは、酸化ガスの導入管３７の連結部より上流側の途中に設けられており、改質反応器３２からの改質ガスの流量を検出する。なお、ガス流量計３１２は、電子制御ユニット９０Ｂの入出力ポート９８Ｂと電気的に接続されている。


【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
次に、本発明の第４の実施例である燃料電池発電システム４１０について説明する。図１７は、第４実施例の燃料電池発電システム４１０の構成の概略を示すブロック図である。図示するように、この燃料電池発電システム４１０は、第３実施例の燃料電池発電システム３１０と比較して、ガス流量計３１２に替えて、改質反応器３２から出力される改質ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素センサ４１２を備えていることが相違し、その他のハードウェア構成については第３実施例と同一である。なお、同一の構成については、同一の符号を付し、その説明は省略する。


【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
一酸化炭素センサ４１２は、第２実施例で用いた一酸化炭素センサ２１２と同じ構成のもので、燃料改質装置３０Ｃの改質反応器３２とＣＯ選択酸化反応器３４とを連結する連絡管３６の途中、詳しくは、酸化ガスの導入管３７の連結部より上流側の途中に設けられている。なお、一酸化炭素センサ４１２は、電子制御ユニット９０Ｃの入出力ポート９８Ｃと電気的に接続されている。


【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
次に、この燃料電池発電システム４１０の電子制御ユニット９０Ｃにより実行される燃料ガス中の一酸化炭素濃度の低減制御について説明する。この一酸化炭素濃度の低減制御は、図１８に示すＣＯ濃度低減制御ルーチンに従うものである。本ルーチンは、燃料改質装置３０Ｃの運転が開始され定常状態となった後に、所定時間毎、例えば１００ｍｓｅｃ毎に実行される。


【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
また、この第４実施例の燃料電池発電システム４１０のＣＯ選択酸化反応器３４にあっては、第１実施例や第２実施例と同様に、一酸化炭素濃度に応じて酸化ガスの導入量を制御する処理が行なわれる。なお、第２実施例では、一酸化炭素センサ２１２が設けられたＣＯ選択酸化反応器３４の出口側の一酸化炭素濃度を利用していたが、これに替えて、この第４実施例では、ＣＯ選択酸化反応器３４の入口側に位置する一酸化炭素センサ４１２により検出された一酸化炭素濃度Ｄ１を利用している。


【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
次に、本発明の第５の実施例である燃料電池発電システム５１０について説明する。図２０は、第５実施例の燃料電池発電システム５１０の構成の概略を示すブロック図である。図示するように、この燃料電池発電システム５１０は、第１実施例の燃料電池発電システム１０と比較して、ＣＯ選択酸化反応器３４に温度センサ５２を備えていないことと、燃料電池スタック２０のインピーダンスを検出するインピーダンス計５１２を備える点が相違し、その他のハードウェア構成については同一である。なお、同一の構成については、同一の符号を付し、その説明は省略する。


【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
燃料電池スタック２０は、その運転条件により、電解質膜２１が部分的に濡れすぎや乾きすぎの状態になる。この状態はアノード２２とカソード２３間のインピーダンスＺから検知することができる。ステップＳ５６０で所定値Ｚ０を越えたと判別されたとき、燃料電池スタック２０の電解質膜２１は乾きすぎの状態にあると判定して、水導入管４０に設けられる電動バルブ４２の開度Ｖを予め定めた所定量△Ｖだけ開き側に制御する（ステップＳ５７０）。この結果、水導入管４０からＣＯ選択酸化反応器３４に供給される水が増量されることから、ＣＯ選択酸化反応器３４から出力される燃料ガスは水蒸気が増量されたものとなる。これによって、燃料電池スタック２０は加湿されてインピーダンスＺは下げられる。


【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
次に、この燃料電池発電システム６１０の電子制御ユニット９０Ｅにより実行される制御処理について説明する。この電子制御ユニット９０Ｅは、第３実施例と同様のＣＯ濃度の低減制御を実行するとともに、ＣＯ選択酸化反応器３４への水導入量の最大値を求める処理を実行する。この最大値を求める処理は、図２３に示す最大水導入量算出ルーチンに従うものである。本ルーチンは、燃料改質装置３０Ｅの運転が開始され定常状態となった後に、ＣＯ濃度低減制御ルーチンとは独立に、所定時間毎、例えば１００ｍｓｅｃ毎に実行される。


【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
続いて、ＣＰＵ９２Ｅは、別の制御ルーチンで行なっている改質反応器３２へのメタノールおよび水の供給量制御から、改質反応器３２で改質反応に供される炭化水素と水（水蒸気）の比率（以下、Ｓ／Ｃ比と呼ぶ）を求めて、このＳ／Ｃ比から単位体積当たりの水量Ｗを求める（ステップＳ６６０）。その後、この水量Ｗを、ステップＳ６４０で求めた水蒸気分圧Ａで割って湿度Ｈを求める（ステップＳ６７０）。続いて、ステップＳ６５０で求めた飽和水蒸気量Ｂから、ステップＳ６７０で求めた湿度ＨとステップＳ６３０により読み込んだガス流量Ｑとを乗算したものを引いて最大水導入量Ｗｍを求める（ステップＳ６８０）。その後、この算出ルーチンの処理を一旦終了する。


【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
即ち、この背圧調整弁制御ルーチンによれば、ＣＯ選択酸化反応器３４への目標水導入量Ｑｗが、最大水導入量Ｗｍを越えるようなときには、背圧調整弁７１４を閉側に制御することにより、燃料ガス排出通路７１２のガス圧力Ｐを徐々に高める。燃料ガスの圧力Ｐが高くなると、燃料ガスの飽和水蒸気量が大きくなることから、ＣＯ濃度低減制御ルーチンで算出される目標水導入量Ｑｗを変更することなしに、燃料ガスが過飽和状態で燃料電池に流入することを防止することができる。


【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
なお、この第７実施例の燃料電池発電システム７１０は、第６実施例の燃料電池発電システム６１０と同様、第３実施例の燃料電池発電システム３１０に適用される構成であるが、これに換えて、第６実施例と同様、その他の実施例（第１、第２，第４および第５実施例）に適用する構成とすることもできる。


【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
次に、本発明の第８の実施例である燃料電池発電システム８１０について説明する。図２７は、第８実施例の燃料電池発電システム８１０の構成の概略を示すブロック図である。図示するように、この燃料電池発電システム８１０は、第７実施例の燃料電池発電システム７１０の構成をそのまま備えた上で、さらに、次のようなハードウェア構成を備える。即ち、燃料電池発電システム８１０は、燃料電池スタック２０から酸化ガスを外部に送る酸化ガス排出通路８１２の開度を調整する背圧調整弁８１４と、燃料ガス排出通路７１２の上流側に設けられ、燃料ガスの圧力を検出する第１圧力センサ８１６と、酸化ガス排出通路８１２の上流側に設けられ、酸化ガスの圧力を検出する第２圧力センサ８１８とを備える。なお、第１実施例と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明は省略する。


【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６７】
次に、この燃料電池発電システム８１０の電子制御ユニット９０Ｇにより実行される制御処理について説明する。この電子制御ユニット９０Ｅは、第７実施例と同一の制御ルーチン（燃料ガス圧制御ルーチン，最大水導入量算出ルーチンおよびＣＯ濃度低減制御ルーチン）を実行し、さらには、次のような酸化ガスの圧力を制御する処理を実行する。この酸化ガスの圧力を制御する処理は、図２８に示す酸化ガス圧制御ルーチンに従うものである。本ルーチンは、燃料改質装置３０Ｇの運転が開始され定常状態となった後に、その他の制御ルーチンとは独立に、所定時間毎、例えば１００ｍｓｅｃ毎に実行される。


【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７０】
ステップＳ８８０で、否定判定、即ち、圧力差△Ｐが所定値αより大きいと判定されたときには、酸化ガス排出通路８１２の背圧調整弁８１４の開度を所定値Ｖ０だけ閉じ側に制御することにより、酸化ガスの圧力Ｐｃを増大する（ステップＳ８９２）。この結果、圧力差△Ｐは所定値α以下の値となる。


【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７２】
即ち、この酸化ガス圧制御処理によれば、酸化ガス排出通路８１２の背圧調整弁８１４の開度Ｖｃを調整することにより、燃料ガスの圧力Ｐａから酸化ガスの圧力Ｐｃを差し引いた圧力差△Ｐが、常に値０から所定値αの範囲に収まるよう制御される。この結果、第７実施例で説明した燃料ガス圧制御ルーチンで、燃料ガス排出通路７１２の背圧調整弁７１４の開度が閉じ側に制御されて、燃料ガスの圧力が高くなっても、燃料ガスの圧力Ｐａと酸化ガスの圧力Ｐｃの圧力差△Ｐが所定の範囲を超えることはない。


【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】一酸化炭素センサ２１２の縦断面図である。


【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】一酸化炭素濃度Ｄ１と目標水導入量Ｑｗとの関係を示すグラフである。


【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３０】第９実施例の電子制御ユニット９０Ｈで実行される停止時制御ルーチンを示すフローチャートである。


【手続補正４０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
1998101303.tif 000001
【手続補正４１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
1998101303.tif 000002
【手続補正４２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
1998101303.tif 000003