CN1853081A - 用于重整型燃料电池系统的燃料蒸发器 - Google Patents

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Abstract

可以避免大的热应力，在蒸发器中、尤其在适合用于重整型燃料燃料电池系统中的蒸发器中减小了燃料充量，并且具有这样的结构：该结构包括交替的燃料/水流动通道，借助只在邻近燃料/水流动通道电池(68)中的区域的气体流动通道结构(69)的那部分中设置传热增进装置如切开的且偏置的散热片(120)，该通道限定出电池(68)和热气体流动通道电池(69)，加热液态燃料/水，蒸发燃料/水，存在于燃料/水的混合物是两相材料，并且不在邻近燃料/水流动通道结构(68)的这些部分的区域中，其中产生了蒸发过的燃料/水的混合物的过热。

Description

用于重整型燃料电池系统的燃料蒸发器
技术领域
本发明涉及一种蒸发器，本发明尤其涉及一种使热的热量交换流体与完全蒸发成过热蒸汽的液体进行传热的蒸发器。
背景技术
具有各种各样的蒸发器的许多申请。在最广意义上讲，蒸发器把液体转换成蒸汽或者液体和蒸汽的两相混合物，或者可以把蒸汽和液体的两相混合物转换成完全的、单相的蒸汽。在一些情况下，蒸发器也可以提供从固相到液相的转换，以提供蒸汽或者两相的液体/蒸汽的混合物。
在一些蒸发器中，使要蒸发的材料与热表面产生接触，其中热表面借助非流体介质例如电加热元件或者借助辐射碰撞在加热表面上来加热。但是，在大多数的其它情况下，借助把要蒸发的材料放置到热传导分离器的一侧上并且把热的热交换流体放置在分离板的另一侧上来产生蒸发。热交换流体可以是加热过的气体或者简单地是一些液体或者气态流体，该气体借助化学反应来产生，而该液体或者气态流体在以前借助反应或者甚至借助加热元件或者类似装置来加热过。在一些情况下，热交换流体相对固定。但是，在许多情况下，希望热交换流体进行运动以产生紊流并且提高热交换系数。通常地说，希望热交换流体相对于要蒸发的液体逆流地运动从而使传热系数最大化。
后面这种蒸发器的一个申请是在特殊型的燃料电池系统中。如公知的一样，燃料电池系统作为为机动车提供牵引力的、效率高的无污染装置吸引了相当大的注意。一些燃料电池系统使用相对较纯的氢作为燃料源来进行工作，而其它的电池系统利用富氢的燃料流。许多后面那种的燃料电池系统是所谓的重整型燃料系统，这就是说，它们供给有富氢的燃料，然后该燃料被重整成更加富氢的流，该流本身进入到该系统的燃料电池中。燃料包括甲醇、乙醇、汽油和类似燃料。
在这些系统中，燃料是含氢的液体，在该液体到达系统重整装置(system reformer)中以重整成富氢的气体之前，该液体一定得进行蒸发。理想地适合用于重整型燃料电池系统中的燃料蒸发器的一个例子公开在2002年5月14日提交的、名称为“Method and apparatuss forVaporizing Fuel for a Reformer Fuel Cell System”的、MichaelJ.Reinke etal，Serial No.10/145,531(Attoney’s Docket No.655.00937)的、共同转让的申请中，这个申请的全部内容在这里引入以作参考。
已发现，当重整型的燃料电池系统用于机动车中时，蒸发器中的燃料充量应该尽可能地小从而使该系统响应负载改变所需要的时间最小化。如所公知的一样，当他们踩在加速踏板上或者在经过其它机动车时把燃料供给来加速时，由内燃机推进的机动车的驾驶员期望立即响应。在由燃料电池系统所推进的机动车中，当驾驶员踩在如同加速踏板的燃料电池系统上时，期望类似响应。如所发生的一样，燃料蒸发器内的燃料充量越大，那么燃料电池系统对操纵者命令的响应就越慢。同时，在到达该系统的重整装置之前，燃料一定得完全蒸发。提高蒸发器的效力的一个方法是提高芯的长度，即提高安装处于热交换关系的燃料流动通道和加热过的流体介质通道的、热交换器的那部分长度。但是，当该长度增大时，作为结果，响应时间也增大，因为作为增大容积(容积增大伴随着长度增大)的结果是，蒸发器内的燃料充量增大了。
因此，为了实现用于这些系统中的蒸发器的效率提高，因此可以采用相对较高的温度差来提高蒸发器内的传热速度，因此提高了液态燃料的蒸发速度。这本身提高了蒸发器对热疲劳的敏感性。由于热疲劳减小了蒸发器的使用寿命，因此希望消除热疲劳或者使热疲劳最小化，而不增加系统的响应时间，尤其在燃料电池用在机动车中时，更是如此。
本发明是实现那个目的。
发明内容
本发明的主要目的是改善重整型燃料电池系统的响应时间而不会使燃料蒸发器的芯尺寸大小减小到这样的点：即这导致蒸发器的效果同量减小。本发明的另一主要目的是实现上述那些同时减小蒸发器内的热应力，从而提高它的使用寿命。
发明的示例性实施例在蒸发器中可以实现上述目的，该蒸发器蒸发液态燃料以用在燃料电池系统中，该系统包括至少一个第一电池，该电池具有用于要蒸发的燃料的、细长的燃料流动通道，并且具有相对端，其中液态燃料入口处于一端上而气态燃料出口处于另一端上。此外，包括至少一个第二热流体电池，该第二热流体电池与第一电池处于热交换中并且具有细长的热流体流动通道，该流动通道具有进入端和相对的出口端。进入端邻近气态燃料出口端，该出口端邻近液态燃料入口，因此在燃料和热流体之间存在逆流流动。燃料流动通道邻近热流体流动通道并且分成用来加热液态燃料且设置成邻近液态燃料入口的第一加热区域、邻近气态燃料出口的且用来使蒸发燃料过热的第二加热区域及位于第一区域和第二区域之间的第三加热区域，在该第三加热区域中，燃料从液相的燃料变成气态燃料。传热增进装置(enhancement)设置在邻近第一和第三区域的热流体流动通道中，并且蒸发器的特征还在于，在邻近第二区域的热流体流动通道的那部分中基本上没有传热增进装置。
在邻近第二区域的热流体流动通道中没有任何传热增进装置，可以使下面区域内的热应力最小化：在这些区域中，蒸发器的内部机构承受热流体的最高温度，并且借助冷却流体即燃料基本上不能冷却，因为燃料在第二区域内被过热。在第二区域附近没有传热增进装置，也使得辅助增进装置可以设置在第一和/或第三区域中以把这些区域内的传热效率提高到这样的点上：即蒸发器的芯的尺寸大小实际上可以被减小以提高与蒸发器一起使用的燃料电池系统内的响应时间，而不会减小传热效率和/或提高压力降。
在本发明的一个实施例中，第二电池具有隔开的壁，这些壁限定出热流体流动通道，第二电池还包括垫片，这些垫片在隔开的壁之间进行延伸从而在这些壁之间保持分离。这些垫片设置在邻近第二区域的热流体流动通道的那部分中。
在一个实施例中，邻近第一和第三区域的传热增进装置包括湍流发生器。
优选地，湍流发生器结合到两个隔开的壁上。
在一个实施例中，湍流发生器是散热片，更加优选的是，湍流发生器是高效散热片如切缝的且偏置的散热片(lanced and offset fin)。
非常优选的实施例设想具有多个第一电池和多个第二电池，这些电池以交替的方式一起布置成一组，其中一些顶盖连接该组中的第一和第二电池的相应入口和出口。
在这样的实施例中，优选的是，这些电池相互邻接并且在它们的邻接点上具有导热的分离片，该分离片限定出为两个流动通道共用的壁。
本发明还设想了一般用途的蒸发器，该蒸发器包括：多个第一电池，每个电池具有要蒸发的液体的内部流动通道，并且使相对端部在一起，其中液体入口位于一个端部上，蒸汽出口位于另一个端部上；及内部迷宫结构，它供流体流在这些端部之间进行流动。还包括多个第二电池，每个第二电池具有内部流动通道，该通道由隔开的壁来限定出以供热流体用，并且具有相对的端部。热流体入口设置在热流体流动通道的一端上，同时热流体出口设置在热流体流动通道的另一端上。
第一和第二电池以交替的方式并且与邻近一个电池处于热交换关系地布置成一组，其中具有液体入口的、第一电池的端部紧紧地靠近具有热流体出口的、第二电池的端部。具有蒸汽出口的、第一电池的端部紧紧地靠近具有热流体入口的、第二电池的端部，从而可以提供逆流流动。湍流发生器设置在每个电池内的热流体流动通道中，在这些隔开的壁之间进行延伸并且结合到这些隔开的壁上。湍流发生器具有这样的长度：该长度在具有热流体出口的相应第二电池的端部附近开始，及该湍流发生器在没有到达具有热流体入口的端部的位置上终止了，因此热流体通道的特征在于，在邻近热流体入口的距离上没有湍流发生器。
在一个实施例中，借助相互处于流体连通中的十字形槽来形成迷宫结构。优选地，十字形槽设置在至少一些板中，第一电池由这些板形成。
本发明还设想了一种蒸发燃料的方法，该方法具有这些步骤：
(a)提供具有相对侧部的、导热的细长壁；(b)通常沿着它的延长方向使热流体流沿着壁的一侧进行流动；及(c)使燃料流在初始时以液相沿着壁的另一侧与热流体流成逆流地进行流动，从而使液态燃料首先在沿着壁的第一区域内被加热，然后沿着壁的第二区域从液相转变成蒸汽相，然后沿着壁的第三区域被过热成过热蒸汽相。该方法包括这样的改进，其中(d)在执行步骤(b)和(c)之前，只在位于与第一和第二区域相对的一侧上的位置上，把传热增进装置设置在壁的一侧上。
优选的是，该壁由金属片形成。
更加优选的是，传热增进装置是金属散热片，该散热片通过冶金的方法结合到金属片上。散热片可以是高效散热片，例如切开的且偏置的散热片。
结合附图的下面描述使得其它目的和优点变得更加清楚。
附图说明
图1是具有本发明的燃料蒸发器的重整型燃料电池系统的示意图；
图2是蒸发器的一个实施例的透视图；
图3是限定出燃料流动通道和热流体介质流动通道的一些零件的分解视图；
图4是用在热流体流动通道中的传热增进装置的优选形状的不连续的透视图；及
图5是比较两个其它相同的燃料蒸发器的预测性能的曲线图，一种蒸发器根据前面提到的、Reinke et al的专利申请来制造出来，而另一种蒸发器根据本发明来制造出。
具体实施方式
在使用于重整型燃料电池系统中的情况下描述本发明。但是，本发明的蒸发器不局限于用在这些系统中或者不局限于燃料的气化。它可以有效地用在需要蒸发器的任何情况下，其中蒸发器以相对较高的温差进行工作，并且过度加热蒸发材料从而使蒸发器的那部分内的热应力最小化，其中被蒸发的材料被过度加热。因此，除了附加权利要求所提出的范围之外，对燃料电池和燃料的蒸发没有限制。
现在转到图1，包括重整装置(本发明可以与该重整装置一起使用)的一种燃料电池系统示出在图1中。具体地说，这个系统用在机动车中，但也可以用来改善其它环境。
该系统包括燃料电池10，该燃料电池是为线路12上的阳极气体进入流准备的。阳极气体通常是氢、二氧化碳和水蒸气。
燃料电池还包括进入线路14，该线路14通到燃料电池的阴极侧中，并且通过该线路来接受富氧流。在通常情况下，该流是空气。
燃料电池还包括冷却环路，该冷却环路通常用16来表示，如公知的那样。
在线路18上排出阴极排气，该线路18最后通到水箱或者容器20中。这就是说，水即燃料电池10内的化学反应的产物被提供到水箱20中从而以后在重整过程进行重新使用。
除了水箱20之外，该系统还包括燃料箱24，该燃料箱24在所示出的系统中装着甲醇。泵26在起动期间借助电池电力通过电来驱动，或者在工作期间借助燃料电池10所产生的电力来驱动，这些泵以理想比例定量供给水和甲醇到根据本发明所制造的燃料蒸发器28的共用入口或者独立入口中。(共用入口在这里被公开并且是优选的，但是本发明也可以使用独立入口)水/甲醇混合物被蒸发并且在线路30中排出到重整和催化燃烧器32的入口中。重整装置(reformer)和催化燃烧器32本身把线路34中的重整产品(氢、水、一氧化碳和二氧化碳)排出到气体净化反应器36中，在那里，气体中的一氧化碳含量减小到这样位置上：它不能损害燃料电池10。气体净化反应器36排出到进入线路12从而到达燃料电池10的阴极。
在重整和催化燃烧器32中所产生的所谓热尾气在线路37中排出到蒸发器28中以用作使甲醇和水进行蒸发的热源。
该系统还包括排气线路38，在该排气系统38中排出废气。废气通过压缩机/膨胀器44进行膨胀，并且作为废气排出。还可以设置热气体的循环线路46。
在工作期间采用由燃料电池10所产生的电力来驱动该系统内的泵、马达等，并且为该系统所驱动的负载来提供电力。为了起动，可以使用电池电力。在机动车推进系统的情况下，该负载通常是连接到机动车牵引系统上的电马达。
现在转到图2，它示出了根据本发明所形成的燃料蒸发器28的优选形式。同样包括芯子50，该芯子50由一系列的板、位于这些板的边缘上的棒和/或法兰、垫片和散热片形成，这些在下文中将更加详细地描述。这些零件限定出燃料/水流动通道和通过蒸发器的、加热过的热交换介质流动通道。加热过的热交换介质典型地是热气体如尾气，但是也可以采用加热过的液体。通到燃料/水流动通道中的液态燃料和水入口借助顶盖54和连接到其中的、直径相对较小的管56来提供。类似的顶盖57支撑着用作蒸发燃料出口的大直径管58。管56和58的尺寸大小不同，因为燃料和水混合物作为液体进入管56中，因此与通过出口管58出来的、呈蒸汽形状的燃料相比，该混合物的密度相对较大。(典型地，进入蒸发器中的液体的密度是从蒸发器中出来的燃料和水的蒸汽的密度的大约200倍)。因此，为了避免较大的压力降(因为在出口管58处容积流速度更大)，因此出口管58具有更大的横截面面积。
芯50具有相对的端部60和62。端部60是加热过的介质的进入端，并且包括进入顶盖64。热气体进入管65延伸到顶盖(header)64中。端部62是加热过的介质的出口端，并且包括出口顶盖66，其中热气体出口管67从该顶盖66进行延伸。顶盖64连接来从重整和催化燃烧器32中接受热尾气(图1)，并且通过热气体流体流动通道来输送它，该热气体流体流动通道与热气体流动通道进行热交换，该热气体流动通道也呈多个通道的形状。
芯50是一堆前面提及的零件，这些零件限定出交替的燃料/水流动通道结构68和热气体流动通道结构69。应该注意的是，热气体的入口和出口顶盖64、66任选地可以是棱锥形壳体(没有示出)，该壳体具有位于它们顶部处的圆形开口(未示出)和相对的开口底部(未示出)，该开口底部与芯50内的热气体流体流动通道(未示出)处于流体连通中。
转到图3，它以分解图示出了构成甲醇/水流动通道限定结构68的典型燃料侧子组件和限定出热气体流动通道限定结构69的典型热气体侧子组件。燃料侧子组件包括两个板70、72，这两个板相互叠置。这些板70包括上游端74和下游端76。
该板70在端部74和76之间的中部包括多个倾斜细长的槽78。为了可以看到，在端部74的附近是一系列槽，这些槽限定出迷宫结构的一部分80，其中迷宫结构整体上用82来表示。在相对端76的附近，具有扩大的开口84。此外，辅助的扩大开口86、88刚好设置在端部74、76之外，从而可以看到。板70还包括绕着它的整个边缘的实心部分或者边缘90及实心部分(solid section)92及实心部分94，其中实心部分92使扩大开口96与迷宫结构82相隔离，实心部分94使扩大开口88与扩大开口84相隔离。
板72还包括倾斜的细长槽96、也限定出迷宫结构82的一部分的一系列槽98、扩大开口100和辅助扩大开口102、104，这些开口设置成通过板72的端部，这些端部由扩大开口100和迷宫结构82来限定出。板72还包括实心边缘(border)90和实心部分92和94。这种布置是这样的，即板70和72相互叠置，而它们的边缘90和实心部分92、94相互对准并且相互接触，因此扩大开口88可以与扩大开口104对准，并且扩大开口86与扩大开口102相对准。此外，倾斜槽78、96然后相互形成十字形交叉。其它扩大开口84、100与槽80、98一样也相互对准，从而形成了迷宫结构。在一些情况中，由于在板70和72的交界面上具有一些十字形槽，因此可以省去一些槽。
此外，在图3中示出了两个分离板106、108。板106包括向下翻的边缘法兰110，而分离板108包括向上翻的边缘法兰112，该边缘112适合邻接法兰110并且例如借助合适结合如铜焊来密封。但是，如果需要的话，可以采用其它冶金的流体紧结合如定位焊接或者软焊。
板106和108在它们的相对端上还包括扩大开口114和116。扩大开口114和116分别与扩大开口86、102和扩大开口88，104对准。与法兰110相对的、分离板106的边缘118被密封并且借助上述的任何冶金结合方法来结合到板72边缘(boundary)90上，同时分离板108(未示出)的边缘被密封并且结合到板70(未示出)的边缘90上，在该堆零件中，该板70是下一个最下部的板。
由于在分离板106和108上存在有接合法兰110、112，因此具有在开口114、116之间进行延伸的空间，该空间用作热气体或者加热过的流体介质的通道。为了促进极好的热交换，因此在其中设置了紊流器或者散热片，并且该紊流器或者散热片设置在开口114、116之间。散热片120是高效散热片，并且优选为传统的切开的且偏置的散热片，如图4所示的那种。可以以一个或者多个部分来形成散热片，这些部分在邻近部分之间可以包括或者不包括小空间。
根据本发明，当热介质通过位于开口114、116之间的热介质流动通道时，散热片120用作热介质的传热增进装置。在这方面，从图2和3的比较中可以知道，开口116限定出热流体流动通道的进入端，而开口114限定出出口端。如图3所看到的一样，散热片120不会在开口114和116之间的流动通道的整个长度上进行延伸。相反地，它设置成紧紧靠近开口114并且在通常的情况下大约延伸从开口114到开口116的一半。
如前面通常所暗示的一样，并且如图2和3中的合适图例所标明的一样，在蒸发器内产生三个事情。首先，液态燃料和水通过通到各自电池中的入口管56供给到燃料流动通道中，这些电池通过开口128形成了迷宫结构。在通常情况下，该燃料小于燃料水混合物的沸点，因此通常几乎全部在迷宫结构82内被加热到沸点。这个区域借助图2和3中的图例“液体加热区”和“液体”各自示出在图2和3中。
当液体从液体加热区出来时，它进入到这样的区域中：在该区域中，蒸发开始产生，在这里，燃料/水混合物以两相即液相和气相存在。当燃料水混合物向着开口84、100和连接于其中的出口歧管58运动直到在沿着芯长度的大约半途中的位置上所有燃料/水混合物被蒸发为止时，处于液相的燃料/水混合物的比率逐渐减小。当燃料/水混合物连续地运动通过蒸发器时，它进一步被加热，并且在图2和3各自标记为“过热区域”或者“过热”的第三区域内产生了相当大程度的过热。
根据本发明，与过热区域的开始相比，散热片120没有进一步延伸。这就是说，热流体流动通道中的传热增进装置只存在于邻近液体加热区域和燃料/水混合物流动通道的两相区域的那个流动通道的区域中。使传热增进装置刚好终止于两相区域的端部之前从而确保在接触传热增进装置的区域内没有产生燃料/水混合物的过热是优选的。
为了保持邻近燃料/水流动通道过热区域的区域中的分隔板106、108的分离，因此采用了一些垫片。在所示出的实施例中，两个板具有面对的凹槽，其中板106具有向下的凹槽122，如图3所示，而板108具有向上的凹槽124，如图3所示。这些凹槽122和124相互接触，并且通过冶金的方法相互结合以在过热区域内的分离板106、108之间保存理想空间。位于液相区域和两相区域内的该理想空间借助切开的且偏置的散热片120来保持。
应该知道，可以使用不是凹槽(dimple)122和124的垫片形状。例如，可以使用效率低的散热片如正方形波纹散热片，这种散热片的散热片密度基本上小于切开的且偏置的散热片120的散热片密度。
本领域普通技术人员还应该认识到，作为垫片的凹槽或者散热片密度较小的散热片在一定程度上提高了过热区域内的传热。但是，极其理想的是，由于将描述的那些原因而在那个区域中可以避免不良的较大热应力。因此，只是出于结构整体性的目的而采用这些垫片，并且这些垫片不能提供传热增进作用。因此，即使在较小程度上那个区域中的传热借助垫片得到了一些提高，但是位于板106、108之间的热流体流动通道的过热区域部分的特征在于基本上没有传热增进作用。在这方面上，热流体和燃料之间的传热的总阻力可以精确地表示为大量热流体和壁之间的第一对流阻力R1，其中该壁分开热流体和燃料，该第一对流阻力R1通过壁厚串联地连接到第二传导阻力R2中，第二传导阻力R2串联地连接到位于壁和大量燃料之间的第三对流阻力R3中，这三个阻力的总和包括总阻力RT。典型地，与第一和第三阻力R1和R3的大小相比，第二阻力R2的大小可以忽略，热流体和燃料之间的传热的总阻力RT因此可以表示为第一和第三电阻的总和(RT＝R1+R3)，其中壁的整个厚度的温度梯度可以忽略，而该壁使热流体和燃料分开。然后，借助第一阻力R1对总阻力RT的代数比率来确定使热流体和燃料分开的壁的温度，该比率(R1/RT)与大量热流体温度和壁温之间的差值对大量热流体温度和大量燃料温度之间的差值的代数比率相同。在第二区域中，比率(R1/RT)非常接近1，因为流动沸腾热传热机构中所固有的热阻非常低，而该机构位于这个区域中的燃料侧上。在邻近第二区域的热流体流动通道的那个部分中基本没有传热增进通过下面的量来进行量化：在该量中，它减小了蒸发器的第二区域中的比率(R1/RT)2和第三区域(R1/RT)3中的比率之间的差值。优选的是，从第二区域到第三区域的比率减小量小于0.5；((R1/RT)2-(R1/RT)3＜0.5)，更加优选的是，减小量小于0.25((R1/RT)2-(R1/RT)3＜0.25)。因此，除了在某种程度上在这些板106、108之间保持空间所需要的垫片(它们的主要目的是用作垫片而不是传热增进装置)被允许以致可以满足等式((R1/RT)2-(R1/RT)3＜0.5)之外，在本发明的情况下“基本没有”意味着没有任何结构或者表面处理。
图5是计算机所产生的曲线图，它示出了两个燃料蒸发器的预测性能，一个蒸发器是根据本发明制造而成的，它具有实线所示的某些特性，而另一个蒸发器是形成有全长的散热片120，该散热片不仅延伸通过液相和两相区域而且延伸通过过热区域，它用点划线来示出。在这些蒸发器中，以℃度表示的温度对以毫米表示的、从燃料/水入口到燃料/水出口的距离来作图。标记“热流体”指的是在板106、108之间进行流动的热流体的温度线，而标记“106、108”标绘出板106、108它们本身在沿着流动通道的各个位置上的温度。标记“燃料/水”示出了燃料/水混合物在离燃料/水入口的各种距离上的温度。如从图5所知道的一样，根据本发明所制造出的蒸发器的实线比较表明，与板106、108在整个长度的散热片变形中相比，板106、108以明显较低的温度进行延伸。同时，在两种情况下，可以看到，在200毫米处，燃料/水温度一般相同，根据本发明所制造出的蒸发器的传热效率稍稍好一些。
有趣的是，应该注意到，与用于蒸发器的整个长度散热片变形的、在图5中标记为“B”的相应点相比，燃料/水混合物被加热它的沸点上的点(该点被标记为图5中的“A”)更加靠近根据本发明所制造出的蒸发器的入口。类似地，与在整个散热片长度变形中开始产生过热的点D相比，在根据本发明所制造出的蒸发器中产生燃料/水混合物的过热的点C更加靠近入口。
当考虑到两个蒸发器内的燃料流动通道的容积相同时，这些差别明显较大。具体地说，与具有全长散热片的蒸发器相比，在根据本发明所制造出的蒸发器中液相燃料所占住的通道长度更小。由于与两相的燃料或者完全气态的燃料相比，液相的燃料的密度明显较大，因此应该知道，与整个散热片的蒸发器相比，本发明蒸发器内的燃料/水充量较少。此外，比较点A和B。借助下面事实来进一步强调这个优点：与整个散热片的蒸发器相比，在根据本发明所制造出的蒸发器中过热开始更加靠近入口。典型地，在根据本发明所制造出的蒸发器中燃料充量比整个散热片的蒸发器少25-30％，从而提供了较长的响应时间。
在这种蒸发器中，蒸发器设计中的一种制约是可允许的热流体介质压力降，因为为驱动热流体介质通过蒸发器所达到的压力受到系统费用、尺寸大小和重力约束的限制。应该注意到，借助上面的解释，过热区域不需要高度最佳化的热流体散热片。这与高度最佳化的散热片、尤其在液体加热区域中的散热片的需要大不相同。在与燃料蒸汽相接触的板106、108上进行对流传热的阻力远远大于热流体介质与之相接触的这些表面上的传热阻力，因为实际上在燃料侧上没有表面增大(传热增进)。这与液体加热和两相的区域(与在分离板106、108的燃料侧上没有表面增大的相比，在这些区域中具有更大的传热系数)的情况相反。已经表明，一旦燃料到达完全气态的状态，那么燃料无能力从分离板106、108中充分地吸收热量，从而在热流体介质进入端上产生了较大热应力。借助在效果较差的区域内除去散热片120，产生在那个区域中的较大热应力明显减小，因为除去散热片可以使分离板106、108的温度保持更加接近冷却燃料/水蒸发的温度，而不是热流体介质的温度。
所产生的、增大的传热阻力导致使燃料/水蒸汽的温度增大到理想温度所需要的过热区域的长度(如图5中的点“C”和“D”的差值所示一样)增大。但是，整个散热片120的流动长度的减小导致热气体介质压力降的减小，借助在液体加热和两相的区域中增大传热增大量来利用这种热气体介质压力降的减小。因此，图5示出了，可以充分地缩短液体加热和两相的区域，因此蒸发器的总长度保持不变。因此，根据本发明所制造出的蒸发器(在这种蒸发器中，从邻近产生燃料过热的区域的热流体介质流动通道区域中拆去了散热片)具有两个优点：即减小了燃料充量，并且减小了热应力，而不需要对蒸发器的尺寸大小、效果或者该系统内的压力降进行任何改变。
因此，根据本发明所制造出的蒸发器可以实现前面所提出的目的。

Claims (19)

1.一种蒸发器，它包括：
多个第一电池，每个第一电池具有用于要蒸发的液体的内部流动通道，并且具有相对端，液体入口处于所述这些端的一个处，蒸汽出口处于所述这些端的另一个处；及内部迷宫结构，它用于流体流在所述端部之间进行流动；
多个第二电池，每个第二电池具有内部流动通道，该通道由隔开的壁来限定用于供热流，每个第二电池并且具有相对的端部，热流体入口位于一个所述端部处，及热流体出口位于所述这些端部中的另一个处；
所述第一和第二电池以交替的方式布置成一组并且与相邻的所述电池处于热交换关系，其中具有液体入口的、第一电池的端部紧紧地邻近具有热流体出口的、第二电池的端部；具有蒸汽出口的、第一电池的端部紧紧地邻近具有热流体入口的、第二电池的端部，以提供要蒸发的所述液体和蒸发器内的所述热流体的逆流流动；及
湍流发生器位于每个第二电池内的所述热流体流动通道中，且在这些隔开的壁之间进行延伸并且结合到这些隔开的壁上，所述湍流发生器具有这样的一长度：该长度在具有所述热流体出口的相应第二电池的端部附近开始，并且在没有到达具有所述热流体入口的端部的位置上终止，使得所述热流体通道的特征在于，对于在邻近所述热流体入口的距离上没有湍流发生器。
2.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池的壁由板来形成。
3.如权利要求2所述的蒸发器，其特征在于，所述迷宫结构由相互处流体连通的十字形缝或槽形成。
4.如权利要求3所述的蒸发器，其特征在于，所述十字形槽或缝，设置在至少一些板中，所述第一电池由这些板来形成。
5.如权利要求1所述的蒸发器，它还包括一些垫片，在邻近所述热流体入口的所述距离上，这些垫片位于所述第二电池壁之间，并且把每个所述第二电池的这些壁保持成隔开的关系。
6.如权利要求5所述的蒸发器，其特征在于，所述垫片仍然允许在邻近所述热流体入口的所述距离中基本上没有传热增进装置。
7.一种蒸发用于燃料电池系统中的液态燃料的蒸发器，包括：
至少一个第一电池，该电池具有用于要蒸发的燃料的、细长的燃料流动通道，并且具有相对端，其中液态燃料入口处于一个所述端上，而气态燃料出口处于另一个所述端上；
至少一个第二热流体电池，该第二热流体电池与所述第一电池处于热交换关系并且具有细长的热流体流动通道，该流动通道具有进入端和相对的出口端；
所述进入端邻近所述气态燃料出口，所述出口端邻近所述液态燃料入口，从而在燃料和热流体之间存在逆流流动；
所述燃料流动通道邻近所述热流体流动通道并且分成用来加热液态燃料且设置成邻近所述液态燃料入口的第一加热区域、邻近所述气态燃料出口且用来使蒸发的燃料过热的第二加热区域及位于所述第一区域和所述第二区域之间的第三加热区域，在该第三加热区域中，燃料从液相的燃料变成气相燃料；及
传热增进装置位于邻近所述第一和第三区域的所述热流体流动通道中；
所述蒸发器的特征在于，在邻近所述第二区域的所述热流体流动通道的那部分中基本上没有传热增进装置。
8.如权利要求6所述的蒸发器，其特征在于，所述第二电池具有隔开的壁，这些壁限定出所述热流体流动通道，第二电池还包括垫片，这些垫片在所述隔开的壁之间进行延伸从而在这些壁之间保持分离，这些垫片设置在邻近所述第二区域的所述热流体流动通道的所述部分中。
9.如权利要求8所述的蒸发器，其特征在于，邻近所述第一和第三区域的所述传热增进装置包括湍流发生器。
10.如权利要求9所述的蒸发器，其特征在于，所述湍流发生器结合到所述隔开的壁上。
11.如权利要求10所述的蒸发器，其特征在于，所述湍流发生器是散热片。
12.如权利要求11所述的蒸发器，其特征在于，所述散热片是切开的且偏置的散热片。
13.如权利要求7所述的蒸发器，其特征在于，具有多个所述第一电池和多个所述第二电池，这些电池以交替的方式布置成一组，其中一些顶盖连接所述组中的所述第一和第二电池的相应入口和出口。
14.如权利要求7所述的蒸发器，其特征在于，所述电池相互邻接并且在它们的邻接点上具有导热的分离片，该分离片限定出为两个所述流动通道共用的壁。
15.如权利要求7所述的蒸发器，其特征在于，在热流体和位于邻近燃料流动通道和热流体流动通道之间的结构之间具有第一对流阻力R1，在所述结构和燃料之间具有对流阻力R3，总的对流阻力RT等于R1+R2，第三区域内的对流阻力比率(R1/RT)3；第二区域中的对流阻力(R1/RT)2；第二对流阻力比率和第三对流阻力比率之间的差值小于0.25。
16.一种蒸发燃料的方法，该方法包括这些步骤：
(a)提供具有相对侧部的、导热的细长壁；
(b)通常沿着所述壁的延长方向使热流体流沿着所述壁的一侧进行流动；
(c)使初始时是液相的燃料流沿着壁的另一侧与所述热流体流成逆流地进行流动，从而使液态燃料首先在沿着壁的第一区域内被加热，然后沿着壁的第二区域从液相转变成蒸汽相，然后沿着壁的第三区域被转变成过热蒸汽相，改进包括如下步骤，
(d)在执行步骤(b)和(c)之前，只在位于与所述第一和第二区域相对的所述一侧上的位置处，把传热增进装置设置在所述壁的所述一侧上，使得在第三区域处的所述壁的所述一侧上基本没有传热增进装置。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述壁由金属片形成。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述传热增进装置是金属散热片，该散热片通过冶金的方法结合到所述金属片上。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述散热片是高效散热片，例如切开的且偏置的散热片。
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WO (1) WO2005036085A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101979116A (zh) * 2010-09-27 2011-02-23 浙江大学 带微凸台阵列结构的微层叠平板式液体燃料蒸发器
CN102003898A (zh) * 2009-08-26 2011-04-06 芒特斯公司 用于均衡热交换器中热流体引出平面板温度的设备和方法
CN106500532A (zh) * 2016-11-24 2017-03-15 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种螺旋式微通道换热器
CN106969344A (zh) * 2017-05-07 2017-07-21 丁新平 一种废蒸汽及冷凝水收集与蒸汽发生的联合装置
CN112055906A (zh) * 2018-05-03 2020-12-08 Avl李斯特有限公司 用于燃料电池系统的蒸发器以及燃料电池系统

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7858256B2 (en) * 2005-05-09 2010-12-28 Bloom Energy Corporation High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US8691462B2 (en) 2005-05-09 2014-04-08 Modine Manufacturing Company High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US20060251934A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-09 Ion America Corporation High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
KR100646985B1 (ko) * 2005-06-24 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 평판형 연료개질 시스템 및 이를 구비한 연료전지 시스템
DE102005044291A1 (de) * 2005-09-16 2007-03-29 Behr Industry Gmbh & Co. Kg Stapelscheiben-Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluftkühler
KR100684737B1 (ko) * 2005-10-06 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 연료 개질장치 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
US7659022B2 (en) 2006-08-14 2010-02-09 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US20070196704A1 (en) * 2006-01-23 2007-08-23 Bloom Energy Corporation Intergrated solid oxide fuel cell and fuel processor
JP5237829B2 (ja) 2006-01-23 2013-07-17 ブルーム エナジー コーポレーション モジュール式燃料電池システム
ITMI20060274A1 (it) * 2006-02-15 2007-08-16 Angelo Rigamonti Scambiatore di calore per generatore di aria calda e caldaia
EP1963768B1 (en) * 2006-02-22 2013-03-20 Texaco Development Corporation Vaporizer and methods relating to same
US8241801B2 (en) 2006-08-14 2012-08-14 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
WO2008051368A2 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Bloom Energy Corporation Dual function heat exchanger for start-up humidification and facility heating in sofc system
US8920997B2 (en) 2007-07-26 2014-12-30 Bloom Energy Corporation Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems
US8852820B2 (en) 2007-08-15 2014-10-07 Bloom Energy Corporation Fuel cell stack module shell with integrated heat exchanger
AT505300B1 (de) * 2007-10-04 2008-12-15 Ktm Kuehler Gmbh Plattenwärmetauscher
JP4565417B2 (ja) * 2007-12-18 2010-10-20 株式会社アースクリーン東北 間接式気化式冷却装置
US8288041B2 (en) * 2008-02-19 2012-10-16 Bloom Energy Corporation Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer
US8968958B2 (en) 2008-07-08 2015-03-03 Bloom Energy Corporation Voltage lead jumper connected fuel cell columns
DE102008045845A1 (de) * 2008-09-05 2010-03-11 Behr Gmbh & Co. Kg Strömungsleitelement und Wärmetauscher
JP2011149671A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Toyota Industries Corp 沸騰冷却式熱交換器
DE102010028660A1 (de) * 2010-05-06 2011-11-10 Behr Industry Gmbh & Co. Kg Stapelscheiben-Wärmetauscher
US8440362B2 (en) 2010-09-24 2013-05-14 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
US20110269032A1 (en) * 2010-12-10 2011-11-03 Delphi Technologies, Inc. Combustor for a fuel cell system
EP2661782B1 (en) 2011-01-06 2018-10-03 Bloom Energy Corporation Sofc hot box components
DE102011076683A1 (de) * 2011-02-23 2012-08-23 Nan Ya Pcb Corp. Brennstoffzellen-System
DE112012001774T5 (de) * 2011-04-19 2014-01-23 Modine Manufacturing Co. Wärmetauscher
US8961627B2 (en) 2011-07-07 2015-02-24 David J Edlund Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US9187324B2 (en) 2012-08-30 2015-11-17 Element 1 Corp. Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices
US10717040B2 (en) 2012-08-30 2020-07-21 Element 1 Corp. Hydrogen purification devices
US20140065020A1 (en) 2012-08-30 2014-03-06 David J. Edlund Hydrogen generation assemblies
US11738305B2 (en) 2012-08-30 2023-08-29 Element 1 Corp Hydrogen purification devices
MX2015012252A (es) 2013-03-14 2016-05-05 Element 1 Corp Montajes para la generacion de hidrogeno y dispositivos de purificacion de hidrogeno.
US9755263B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
JP2015064146A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 三浦工業株式会社 プレート式熱交換器
JP6520936B2 (ja) 2013-10-23 2019-05-29 ブルーム エネルギー コーポレイション 高級炭化水素の選択的改質のための予備改質器
ITBO20130632A1 (it) * 2013-11-20 2015-05-21 Gas Point S R L Scambiatore di calore a piastre, in particolare per caldaie a condensazione
DE102014201456A1 (de) * 2014-01-28 2015-07-30 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Stapelscheibenwärmeübertrager
KR102315684B1 (ko) 2014-02-12 2021-10-22 블룸 에너지 코퍼레이션 다수의 연료 셀들 및 전력 전자기기들이 병렬로 로드들을 공급하여 집적된 전기 화학 임피던스 스펙트로스코피(ｅｉｓ)를 허용하는 연료 셀 시스템을 위한 구조 및 방법
US10651496B2 (en) 2015-03-06 2020-05-12 Bloom Energy Corporation Modular pad for a fuel cell system
US10184728B2 (en) * 2017-02-28 2019-01-22 General Electric Company Additively manufactured heat exchanger including flow turbulators defining internal fluid passageways
TWI700246B (zh) 2018-01-04 2020-08-01 美商１號組件公司 氫氣淨化裝置
US11398634B2 (en) 2018-03-27 2022-07-26 Bloom Energy Corporation Solid oxide fuel cell system and method of operating the same using peak shaving gas
CN216790965U (zh) * 2018-05-01 2022-06-21 达纳加拿大公司 热交换器和传热表面

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2566310A (en) 1946-01-22 1951-09-04 Hydrocarbon Research Inc Tray type heat exchanger
DE1152432B (de) * 1962-04-21 1963-08-08 Linde Eismasch Ag Platten-Kondensator-Verdampfer, insbesondere fuer Gas- und Luftzerleger
US4242016A (en) * 1979-01-03 1980-12-30 Faris Bernard L Apparatus for guiding a hand-held electric drill
FR2500610B1 (fr) 1981-02-25 1986-05-02 Inst Francais Du Petrole Echangeur de chaleur a plaques perforees
DE3508240A1 (de) 1985-03-08 1986-09-11 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Waermetauscher, insbesondere ladeluftkuehler mit optimierten stroemungswiderstaenden fuer alle waermeaustauschenden medien
JPH07101614B2 (ja) 1985-06-10 1995-11-01 アメリカ合衆国 水蒸気改質装置と統合した燃料電池
FR2583864B1 (fr) 1985-06-25 1989-04-07 Inst Francais Du Petrole Dispositif d'echange thermique du type echangeur a plaques perforees presentant une etancheite amelioree.
JPS6218589U (zh) * 1985-07-18 1987-02-04
US4623019A (en) 1985-09-30 1986-11-18 United Aircraft Products, Inc. Heat exchanger with heat transfer control
US4653572A (en) * 1986-03-11 1987-03-31 Air Products And Chemicals, Inc. Dual-zone boiling process
US4700771A (en) * 1987-01-13 1987-10-20 Air Products And Chemicals, Inc. Multi-zone boiling process and apparatus
JP2733846B2 (ja) 1988-10-28 1998-03-30 ヤマハ発動機株式会社 燃料電池用改質装置
GB8910241D0 (en) 1989-05-04 1989-06-21 Secretary Trade Ind Brit Heat exchangers
CA2096724C (en) 1990-11-23 1999-01-05 Ian Palmer Application of fuel cells to power generation systems
US5078209A (en) 1991-02-06 1992-01-07 Modine Manufacturing Co. Heat exchanger assembly
US5242016A (en) 1992-04-02 1993-09-07 Nartron Corporation Laminated plate header for a refrigeration system and method for making the same
FR2701554B1 (fr) 1993-02-12 1995-05-12 Transcal Echangeur de chaleur pour composants électroniques et appareillages électro-techniques.
JP2874517B2 (ja) * 1993-05-24 1999-03-24 松下電器産業株式会社 積層式熱交換器
JP3526321B2 (ja) * 1994-03-28 2004-05-10 株式会社日阪製作所 プレート式熱交換器
DE4426692C1 (de) 1994-07-28 1995-09-14 Daimler Benz Ag Zweistufige Verdampfereinheit für einen Reaktant-Massenstrom und Verfahren zur Herstellung desselben
DE19536115C2 (de) 1995-09-28 2001-03-08 Behr Gmbh & Co Mehrfluid-Wärmeübertrager mit Plattenstapelaufbau
JP3129670B2 (ja) 1997-02-28 2001-01-31 三菱電機株式会社 燃料改質装置
US6167952B1 (en) 1998-03-03 2001-01-02 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling apparatus and method of assembling same
CA2268999C (en) 1998-04-20 2002-11-19 Air Products And Chemicals, Inc. Optimum fin designs for downflow reboilers
DE10013439C1 (de) 2000-03-17 2001-08-23 Xcellsis Gmbh Wärmeübertrager in Schichtbauweise und Verwendung desselben
JP2002022374A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Hitachi Ltd プレート式熱交換器および冷凍空調装置
US6936364B2 (en) * 2001-10-24 2005-08-30 Modine Manufacturing Company Method and apparatus for vaporizing fuel for a reformer fuel cell system
JP2003185375A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Daikin Ind Ltd プレート式熱交換器
JP2003240492A (ja) * 2002-02-08 2003-08-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換装置の制御方法及び燃料電池発電システム
US6953009B2 (en) * 2002-05-14 2005-10-11 Modine Manufacturing Company Method and apparatus for vaporizing fuel for a reformer fuel cell system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102003898A (zh) * 2009-08-26 2011-04-06 芒特斯公司 用于均衡热交换器中热流体引出平面板温度的设备和方法
US9033030B2 (en) 2009-08-26 2015-05-19 Munters Corporation Apparatus and method for equalizing hot fluid exit plane plate temperatures in heat exchangers
CN101979116A (zh) * 2010-09-27 2011-02-23 浙江大学 带微凸台阵列结构的微层叠平板式液体燃料蒸发器
CN106500532A (zh) * 2016-11-24 2017-03-15 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种螺旋式微通道换热器
CN106500532B (zh) * 2016-11-24 2019-03-08 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 一种螺旋式微通道换热器
CN106969344A (zh) * 2017-05-07 2017-07-21 丁新平 一种废蒸汽及冷凝水收集与蒸汽发生的联合装置
CN106969344B (zh) * 2017-05-07 2023-05-12 丁新平 一种废蒸汽及冷凝水收集与蒸汽发生的联合装置
CN112055906A (zh) * 2018-05-03 2020-12-08 Avl李斯特有限公司 用于燃料电池系统的蒸发器以及燃料电池系统

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