【手続補正書】
【提出日】平成19年6月8日(2007.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法
【手続補正２】
【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】  燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる第１の熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、コントローラとを備え、
前記燃料電池の発電が停止した後も、前記コントローラが、前記第１の熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システム。
【請求項２】  燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる第１の熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、コントローラとを備え、
前記燃料と前記酸化剤の前記燃料電池への供給が停止した後も、前記コントローラが、前記第１の熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記コントローラが、前記温度検出手段が検出する温度が前記燃料電池の発電中よりも低い所定のしきい値以下になるまで前記第１の熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する請求項１または２記載の燃料電池システム。
【請求項４】  第２の熱媒体が流れる第２の熱媒体経路と、前記第２の熱媒体経路内の前記第２の熱媒体を流すための第２の熱媒体循環手段とを備え、
前記放熱手段は、前記第１の熱媒体と前記第２の熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器を有し、
前記コントローラは、前記温度検出手段が検出する温度が前記燃料電池の発電中よりも低い所定のしきい値以下になるまで前記第１の熱媒体循環手段及び前記第２の熱媒体循環手段を動作させ、前記燃料電池の冷却を続行する請求項３記載の燃料電池システム。
【請求項５】  燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、を備え、
前記燃料電池の発電が停止した後も、前記熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システムの運転方法。
【請求項６】  燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、を備え、
前記燃料と前記酸化剤の前記燃料電池への供給が停止した後も、前記熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システムの運転方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を用いて発電を行う燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法に関する。
【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】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、発電終了後に燃料電池の発電効率を低下させる事態を引き起こすことのない燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を得ることを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明は、発電終了後にも燃料電池の保持する熱を利用することができる燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を得ることを目的とする。
【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】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の本発明は、燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる第１の熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、コントローラとを備え、
前記燃料電池の発電が停止した後も、前記コントローラが、前記第１の熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システムである。
【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】
第２の本発明は、燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる第１の熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、コントローラとを備え、
前記燃料と前記酸化剤の前記燃料電池への供給が停止した後も、前記コントローラが、前記第１の熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システムである。
【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】
第３の本発明は、前記燃料電池の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記コントローラが、前記温度検出手段が検出する温度が前記燃料電池の発電中よりも低い所定のしきい値以下になるまで前記第１の熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する第１または第２の本発明の燃料電池システムである。
【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】
第４の本発明は、第２の熱媒体が流れる第２の熱媒体経路と、前記第２の熱媒体経路内の前記第２の熱媒体を流すための第２の熱媒体循環手段とを備え、
前記放熱手段は、前記第１の熱媒体と前記第２の熱媒体との間で熱交換を行う熱交換器を有し、
前記コントローラは、前記温度検出手段が検出する温度が前記燃料電池の発電中よりも低い所定のしきい値以下になるまで前記第１の熱媒体循環手段及び前記第２の熱媒体循環手段を動作させ、前記燃料電池の冷却を続行する第３の本発明の燃料電池システムである。
【手続補正１０】
【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】
第５の本発明は、燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、を備え、
前記燃料電池の発電が停止した後も、前記熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システムの運転方法である。
第６の本発明は、燃料と酸化剤との供給を受けて電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池内を通過するように設けられた、前記燃料電池の有する熱を担持する第１の熱媒体が内部を循環する冷却循環系と、
前記冷却循環系内にて前記第１の熱媒体を循環させる熱媒体循環手段と、
前記冷却循環系に設けられ、前記第１の熱媒体が有する熱を放熱させるための放熱手段と、を備え、
前記燃料と前記酸化剤の前記燃料電池への供給が停止した後も、前記熱媒体循環手段により前記第１の熱媒体を循環させ、前記燃料電池の冷却を続行する燃料電池システムの運転方法である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
なお、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態において、燃料電池１の目標温度Ｔr1を７０℃、市水の目標温度Ｔr2を６０℃としているが目標温度Ｔr1は燃料電池１の発電が効率良く行われる温度に設定されるべきで７０℃に限るものではなく、目標温度Ｔr2も市水を貯湯層７へ貯める温度として望まれる温度に設定されるべきで６０℃に限るものではない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
また、本発明の第１の実施の形態で、冷却水ポンプ５と市水ポンプ９の運転を停止するしきい温度Ｔe1を６０℃としたが、市水を貯湯層７へ貯める温度として望まれる温度に熱交換器６でのロスを考えて数度上に設定されるべきで６０℃に限るものではない。
【手続補正１３】
【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】
さらに、本発明の第２の実施の形態で、冷却水ポンプ５と市水ポンプ９の運転を停止するしきい温度Ｔe2を５５℃としたが、市水を貯湯層７へ貯める温度として望まれる温度に設定されるべきで５５℃に限るものではない。
【手続補正１４】
【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】
また、上記の各実施の形態において、燃料電池１は本発明の燃料電池の一例であり、冷却配管４は本発明の冷却循環系の一例である。また冷却水ポンプ５は本発明の第１の熱媒体循環手段の一例であり、熱交換器６および市水ポンプ９は本発明の放熱手段または熱交換器、および第２の熱媒体循環手段の一例であり、燃料電池温度検知器１０および市水温度検知機１１は本発明の温度検出手段の一例である。また冷却配管４内を搬送される冷却水は本発明の第１の熱媒体の一例であり、市水配管８は本発明の第２の熱媒体経路の一例であり、市水配管８内を搬送される市水は本発明の第２の熱媒体の一例である。また、ＰＩＤコントローラは本発明のコントローラの一例である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、本発明の温度検出手段は、燃料電池１の温度を直接測定して、その温度を得るようにしても良い。また熱交換器６の温度を測定するようにしてもよい。市水配管８の温度を測定するようにしてもよい。要するに、本発明の温度検出手段は、燃料電池の温度を直接的または間接的に検出することができる、または本発明の第２の熱媒体の温度を検出できればよく、その測定部位によって限定されることはない。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、本発明の放熱手段は、貯湯層７および市水配管８を省略して、熱交換器６が空気中に熱を放出するような構成であってもよい。この場合、第１の熱媒体循環手段に対応する冷却水ポンプ５だけが、所定のしきい値になるまで動作することになる。また、放熱手段が、熱媒体の循環など、放熱のための動作を行うような構成であっても、第１の熱媒体循環手段だけが、燃料電池への燃料および酸化剤の供給停止後も、動作するものであってもよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、発電終了後に燃料電池の発電効率を低下させる事態を引き起こすことのない燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を提供することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
また、燃料電池で発生した熱を効率よく外部へ取り出し、有効な形態で熱を利用する燃料電池システムおよび燃料電池システムの運転方法を提供することができる。