【手続補正書】
【提出日】平成19年8月27日(2007.8.27)
【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】
燃料ガスと酸化ガスを用いて発電を行う固体高分子型の燃料電池と、
前記燃料電池より排出される空気に含まれる水蒸気を凝縮して回収する酸化側水回収器と、
前記燃料電池より排出される燃料ガスに含まれる水蒸気を凝縮して回収する燃料側水回収器と、
冷却用放熱器および冷却用ポンプを有し、前記燃料電池へ冷媒を循環させて、前記燃料電池を冷却する冷却回路とを備え、
前記冷却用放熱器は、前記酸化側水回収器および前記燃料側水回収器のうちの少なくともいずれか一方と一体化されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池システム。
【請求項２】
前記冷却回路は、
前記冷却用放熱器を短絡する短絡経路と、
前記短絡経路に設置され、前記冷媒と熱交換を行って蓄熱をする熱交換蓄熱手段と、
前記冷却用放熱器および前記短絡経路を流れる前記冷媒の流量を調整する流量調整手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項３】
燃料ガスと酸化ガスを用いて発電を行う固体高分子型の燃料電池と、
前記燃料電池より排出される空気に含まれる水蒸気を凝縮して回収する酸化側水回収器と、
前記燃料電池より排出される燃料ガスに含まれる水蒸気を凝縮して回収する燃料側水回収器と、
冷却用熱交換器および冷却用ポンプを有し、前記燃料電池へ冷媒を循環させて、前記燃料電池を冷却する冷却回路と、
前記冷却用熱交換器を介して前記冷却回路を流れる冷媒と熱交換する水が流れる熱利用配管と、
前記熱利用配管に設けられた冷却用放熱器とを備え、
前記冷却用放熱器は、前記酸化側水回収器および前記燃料側水回収器のうちの少なくともいずれか一方と一体化されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池システム。
【請求項４】
前記冷却用放熱器を短絡する短絡経路と、
前記短絡経路上に設けられた蓄熱器と、
前記冷却用放熱器および前記短絡経路を流れる前記水の流量を調整する流量調整手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の固体高分子型燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池への供給空気と前記酸化側水回収器に供給される前記燃料電池からの排出空気との間で熱交換を行うとともに、前記供給空気の加湿および前記排出空気の除湿を行う湿度交換型熱交換器を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の固体高分子型燃料電池システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
燃料処理装置２を出た燃料ガスは、燃料側加湿器６で、蓄水タンク１１より燃料側水ポンプ１２によって供給される水を用いて加湿され、燃料電池１に送り込まれる。燃料電池１より排出される発電に用いられなかった燃料ガスは、燃料側水回収器７によって除湿された後、大気に放出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
一方、酸化剤に用いる空気は、空気供給装置８によって酸化側加湿器９に送り込まれ、蓄水タンク１１より酸化側水ポンプ１３によって供給される水を用いて加湿され、燃料電池１に送り込まれる。燃料電池１より排出される発電に用いられなかった空気は、酸化側水回収器１０によって除湿された後、大気に放出される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のような燃料電池システムにおいて発電を行う際に、燃料処理装置２において、原料から水素リッチなガスを生成する際に、改質器３と、一酸化炭素変成器４とを各々の反応に必要な温度に保つために、バーナーによる加熱と送風による放熱を行っているため、熱ロスが多く、発電効率を向上させることが困難である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【手続補正６】
【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】
第１の本発明（請求項１に記載の本発明に対応）は、前記燃料電池より排出される空気に含まれる水蒸気を凝縮して回収する酸化側水回収器と、前記燃料電池より排出される燃料ガスに含まれる水蒸気を凝縮して回収する燃料側水回収器と、冷却用放熱器および冷却用ポンプを有し、前記燃料電池へ冷媒を循環させて、前記燃料電池を冷却する冷却回路とを備え、前記冷却用放熱器が、前記酸化側水回収器および前記燃料側水回収器のうちの少なくともいずれか一方と一体化されていることを特徴とする固体高分子型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】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【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（請求項２に記載の本発明に対応）は、前記冷却回路が、前記冷却用放熱器を短絡する短絡経路と、前記短絡経路に設置され、前記冷媒と熱交換を行って蓄熱をする熱交換蓄熱手段と、前記冷却用放熱器および前記短絡経路を流れる前記冷媒の流量を調整する流量調整手段とを有することを特徴とする第１の本発明の固体高分子型燃料電池システムである。
第３の本発明（請求項３に記載の本発明に対応）は、燃料ガスと酸化ガスを用いて発電を行う固体高分子型の燃料電池と、前記燃料電池より排出される空気に含まれる水蒸気を凝縮して回収する酸化側水回収器と、前記燃料電池より排出される燃料ガスに含まれる水蒸気を凝縮して回収する燃料側水回収器と、冷却用熱交換器および冷却用ポンプを有し、前記燃料電池へ冷媒を循環させて、前記燃料電池を冷却する冷却回路と、前記冷却用熱交換器を介して前記冷却回路を流れる冷媒と熱交換する水が流れる熱利用配管と、前記熱利用配管に設けられた冷却用放熱器とを備え、前記冷却用放熱器は、前記酸化側水回収器および前記燃料側水回収器のうちの少なくともいずれか一方と一体化されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池システムである。
第４の本発明（請求項４に記載の本発明に対応）は、前記冷却用放熱器を短絡する短絡経路と、前記短絡経路上に設けられた蓄熱器と、前記冷却用放熱器および前記短絡経路を流れる前記水の流量を調整する流量調整手段とを備えたことを特徴とする第３の本発明の固体高分子型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】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第５の本発明（請求項５に記載の本発明に対応）は、前記燃料電池への供給空気と前記酸化側水回収器に供給される前記燃料電池からの排出空気との間で熱交換を行うとともに、前記供給空気の加湿および前記排出空気の除湿を行う湿度交換型熱交換器を備えることを特徴とする第１〜第４の本発明のいずれかの固体高分子型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】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、燃料側水ポンプ１２とそれに接続する配管、流量調整弁１９、流量調整弁２１および回収水供給制御器２０は、本発明に関連する発明の回収水供給手段および回収水供給制御手段に対応するものであり、冷却配管１４、冷却用ポンプ１５および排熱器２３は、本発明の冷却回路を構成している。また、排熱器２３は、本発明の冷却用放熱器、本発明の酸化側水回収器および本発明の燃料側水回収器を一体化したものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
なお、本発明に関連する発明の回収水供給手段は、上述した本実施の形態においては、本発明に関連する発明の一酸化炭素変成器の燃料ガスの出口経路、本発明に関連する発明の改質器および本発明に関連する発明の一酸化炭素変成器の全部に回収水を供給するとして説明したが、これに限るものではなく、本発明に関連する発明の一酸化炭素変成器の燃料ガスの出口経路、本発明に関連する発明の改質器、本発明に関連する発明の一酸化炭素変成器のうちのいずれか一つもしくはいずれか二つを供給先としても、従来のものに比して、内部熱ロスの低減による高効率発電が可能となる効果、および／または、燃料側加湿器が不要になり機器の小型化が実現可能となる効果は得られる。
【手続補正１２】
【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】
また、本発明に関連する発明の回収水供給手段および回収水供給制御手段は、上述した本実施の形態における構成に限るものではなく、本発明に関連する発明の一酸化炭素変成器の燃料ガスの出口経路での燃料ガスの温度、本発明に関連する発明の改質器への原料の供給量および供給タイミング、本発明に関連する発明の一酸化炭素変成器内の温度に応じて、各供給先への供給量を調整制御できるものであればよい。
【手続補正１３】
【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】
蓄熱器２７の温度と、冷却用熱交換器３０を出た水の温度との差が小さくなってくると、燃料電池１の放熱が十分ではなくなり、冷却配管１４を流れる水の温度が上がってくる。そのような場合には、流量調整弁２９を開いて水を排熱器２３へも導き、排熱器２３で外気と熱交換することにより外部へ熱を放出する。