【手続補正書】
【提出日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【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】
燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、該改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、前記燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路と、水を加熱して前記水蒸気を生成して前記改質部に供給する蒸発部と、前記改質部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素を低減して燃料電池に供給する一酸化炭素低減部とから構成される改質装置において、
前記蒸発部の一方に隣接して前記燃焼ガス流路を設け、前記蒸発部の他方に隣接して前記一酸化炭素低減部を設けたことを特徴とする改質装置。
【請求項２】
請求項１において、前記改質部は、筒状に形成され、
前記燃焼部は、前記改質部の内周壁内に配置され、
前記燃焼ガス流路は、前記改質部の内周壁に沿う内周流路から前記改質部の外周壁の外周側に設けられた外周流路に折り返されて配置される折り返し流路を備え、
前記外周流路の外周壁に前記蒸発部を設け、該蒸発部の外周壁に前記一酸化炭素低減部を設けたことを特徴とする改質装置。
【請求項３】
請求項２において、前記改質部の内部に軸線に沿って延在する改質部折り返し流路を備えたことを特徴とする改質装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記外周流路は、前記改質部の外周壁に沿う第１流路と、該第１流路の外周に設けられた同第１流路と連通する第２流路を備え、
前記第２流路の外周壁に前記蒸発部を設け、該蒸発部の外周壁に前記一酸化炭素低減部を設けたことを特徴とする改質装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する前記燃焼ガス流路の前記燃焼ガスと前記蒸発部の水または水蒸気は並流であることを特徴とする改質装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する前記蒸発部の前記水または水蒸気と前記一酸化炭素低減部の改質ガスは並流であることを特徴とする改質装置。
【請求項７】
請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する前記燃焼ガス流路の前記燃焼ガスと前記蒸発部の水または水蒸気は向流であることを特徴とする改質装置。
【請求項８】
請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する前記蒸発部の前記水または水蒸気と前記一酸化炭素低減部の改質ガスは向流であることを特徴とする改質装置。
【手続補正２】
【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】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、この改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、燃焼ガスが流通する燃焼ガス流路と、水を加熱して水蒸気を生成して改質部に供給する蒸発部と、改質部から供給された改質ガス中の一酸化炭素を低減して燃料電池に供給する一酸化炭素低減部とから構成される改質装置において、蒸発部の一方に隣接して燃焼ガス流路を設け、蒸発部の他方に隣接して一酸化炭素低減部を設けたことである。
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、改質部は、筒状に形成され、燃焼部は、改質部の内周壁内に配置され、燃焼ガス流路は、改質部の内周壁に沿う内周流路から改質部の外周壁の外周側に設けられた外周流路に折り返されて配置される折り返し流路を備え、外周流路の外周壁に蒸発部を設け、該蒸発部の外周壁に前記一酸化炭素低減部を設けたことである。
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、改質部の内部に軸線に沿って延在する改質部折り返し流路を備えたことである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２または請求項３において、外周流路は、改質部の外周壁に沿う第１流路と、この第１流路の外周に設けられた同第１流路と連通する第２流路を備え、第２流路の外周壁に蒸発部を設け、この蒸発部の外周壁に一酸化炭素低減部を設けたことである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する燃焼ガス流路の燃焼ガスと蒸発部の水または水蒸気は並流であることである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する蒸発部の水または水蒸気と一酸化炭素低減部の改質ガスは並流であることである。
【手続補正６】
【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】
また、請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する燃焼ガス流路の燃焼ガスと蒸発部の水または水蒸気は向流であることである。
【手続補正７】
【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】
また、請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、互いに隣接する蒸発部の水または水蒸気と一酸化炭素低減部の改質ガスは向流であることである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、蒸発部を流通する水と燃焼ガス流路を流通する燃焼ガスとの間で熱交換が行われ、蒸発部を流通する水と一酸化炭素低減部との間で熱交換が行われるので、蒸発部を通過する水は、燃焼ガス流路側（例えば内周）から燃焼ガスで加熱され、また、一酸化炭素低減部側（例えば外周）から一酸化炭素低減部を通過する改質ガスおよびＣＯ酸化反応の発熱で加熱されるため、放熱ロスが小さく、効果的に水蒸気を生成でき、機器の効率が高い。同時に、蒸発部を流通する水を十分沸騰状態とし、その状態を安定的に維持することによる気液平衡状態となった蒸発部（水）で一酸化炭素低減部を冷却するため一酸化炭素低減部の触媒温度を安定的に維持することができる。
また、上記のように構成した請求項２に係る発明においては、燃焼ガス流路の折り返し流路と改質部との間において熱交換が行われ、外周流路と蒸発部との間において熱交換が行われており、そして、その蒸発部の外周に一酸化炭素低減部が設けられている。これにより、外周流路（燃焼ガス）から外方に向けて放出されている熱が蒸発部を通って同蒸発部の外周壁から外方に放出されるのが抑制されて、改質装置の熱効率低下を防止することができ、ひいては燃料電池システムの発電効率を高く維持することができる。
また、上記のように構成した請求項３に係る発明においては、折り返し流路を設けない場合と比較して改質部内の流路を長くして熱交換のできる部分を長くすることにより、燃焼ガス流路の折り返し流路と改質部折り返し流路との間においてより効率的に熱交換を行うことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、上記のように構成した請求項４に係る発明においては、外周流路の第２流路は外周流路の第１流路から熱を受け取ることはあっても、第１流路の方が高温であるため内方に向けて熱を放出しないので、第２流路を流通する燃焼ガスの温度が必要温度より低下することはない。したがって、蒸発部において水が十分加熱されるので、起動時間を短縮し起動性を向上させることができる。これにより、燃焼負荷の増加または投入水量の低減などの措置を取らなくてすむので、効率低下を防止し、高温となる改質触媒上のカーボン析出による劣化、転化率低下、一酸化炭素低減部での一酸化炭素濃度上昇などの各問題の発生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】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、互いに隣接する燃焼ガス流路の燃焼ガスと蒸発部の水または水蒸気は並流であるので、燃焼ガス流路および蒸発部から導出される燃焼ガスおよび水または水蒸気の各温度はほぼ１００℃となり、導出された高温の燃焼ガスは貯湯槽と熱交換する凝縮器に供給されるので、電力よりお湯の使用を重視するユーザ先において燃料電池システムを効率よく稼働することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、互いに隣接する蒸発部の水または水蒸気と一酸化炭素低減部の改質ガスは並流であるので、蒸発部および一酸化炭素低減部から導出される水または水蒸気および改質ガスの各温度はほぼ１００℃となり、導出された高温の改質ガスは貯湯槽と熱交換する凝縮器に供給されるので、電力よりお湯の使用を重視するユーザ先において燃料電池システムを効率よく稼働することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、上記のように構成した請求項７に係る発明においては、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、互いに隣接する燃焼ガス流路の燃焼ガスと蒸発部の水または水蒸気は向流であるので、燃焼ガス流路から導出される燃焼ガスの温度は蒸発部に導入される水の温度例えば２０℃となり、すなわち水は燃焼ガスの熱を高効率にて受け取るため、燃料電池システムの発電効率を向上させることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、上記のように構成した請求項８に係る発明においては、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、互いに隣接する蒸発部の水または水蒸気と一酸化炭素低減部の改質ガスは向流であるので、一酸化炭素低減部から導出される改質ガスの温度は蒸発部に導入される水の温度例えば２０℃となり、すなわち水は改質ガスの熱を高効率にて受け取るため、燃料電池システムの発電効率を向上させることができる。