JP2000329489A - 蒸発器およびその製造方法 - Google Patents
蒸発器およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2000329489A JP2000329489A JP11141806A JP14180699A JP2000329489A JP 2000329489 A JP2000329489 A JP 2000329489A JP 11141806 A JP11141806 A JP 11141806A JP 14180699 A JP14180699 A JP 14180699A JP 2000329489 A JP2000329489 A JP 2000329489A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- flow
- heated
- plate
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
- F17C7/02—Discharging liquefied gases
- F17C7/04—Discharging liquefied gases with change of state, e.g. vaporisation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0025—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by zig-zag bend plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
- F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
- F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2225/0107—Single phase
- F17C2225/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
- F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2225/035—High pressure, i.e. between 10 and 80 bars
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
- F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
- F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
- F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
- F17C2227/0393—Localisation of heat exchange separate using a vaporiser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0184—Fuel cells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0061—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for phase-change applications
- F28D2021/0064—Vaporizers, e.g. evaporators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
- F28D2021/0071—Evaporators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/108—Particular pattern of flow of the heat exchange media with combined cross flow and parallel flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 起動時間が短く、小型・軽量な蒸発器を提供
する。 【解決手段】 被加熱流体を微粒化する噴霧手段41〜
45により前記プレート式熱交換器1の被加熱流体流路
12に供給することを特徴とする蒸発器および一枚の金
属板を断面略コの字形に折り曲げ、コの字形断面の一方
の端部に流体の通流を遮断する通流遮断部材15を接合
してコの字形部材11を製造し、このコの字形部材11
と、前記コの字形部材11の断面開口部12a方向に流
体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持する第1間
隔保持部材14および前記通流遮断部材15と反対方向
の端部に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持
する第2間隔保持部材14を積層して接合することを特
徴とする蒸発器の製造方法。
する。 【解決手段】 被加熱流体を微粒化する噴霧手段41〜
45により前記プレート式熱交換器1の被加熱流体流路
12に供給することを特徴とする蒸発器および一枚の金
属板を断面略コの字形に折り曲げ、コの字形断面の一方
の端部に流体の通流を遮断する通流遮断部材15を接合
してコの字形部材11を製造し、このコの字形部材11
と、前記コの字形部材11の断面開口部12a方向に流
体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持する第1間
隔保持部材14および前記通流遮断部材15と反対方向
の端部に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持
する第2間隔保持部材14を積層して接合することを特
徴とする蒸発器の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸発器およびその製
造方法に関する。
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大気の汚染をできる限り減らすために自
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
【0003】近年、水素と酸素を使用して電気分解の逆
反応で発電する燃料電池を使用した自動車が、水以外の
排出物がなくクリーンな自動車として注目されている。
しかし、水素を自動車に搭載するためには水素ボンベま
たは水素貯蔵合金装置が必要で、これらは容積的にも重
量的にも大きく自動車などの車載用としては適していな
い。
反応で発電する燃料電池を使用した自動車が、水以外の
排出物がなくクリーンな自動車として注目されている。
しかし、水素を自動車に搭載するためには水素ボンベま
たは水素貯蔵合金装置が必要で、これらは容積的にも重
量的にも大きく自動車などの車載用としては適していな
い。
【0004】そのため炭化水素系燃料を燃料にした燃料
電池を使用した自動車が最も将来性のあるクリーンな自
動車であると見られている。炭化水素系燃料としてはメ
タノールが最も適しているとされている。この燃料電池
は、二酸化炭素以外の排出物が少なく、二酸化炭素の排
出量も、発電所で電気を製造するときに排出される二酸
化炭素を考慮に入れると電気自動車と同程度であり、地
球温暖化対策にもなっている。
電池を使用した自動車が最も将来性のあるクリーンな自
動車であると見られている。炭化水素系燃料としてはメ
タノールが最も適しているとされている。この燃料電池
は、二酸化炭素以外の排出物が少なく、二酸化炭素の排
出量も、発電所で電気を製造するときに排出される二酸
化炭素を考慮に入れると電気自動車と同程度であり、地
球温暖化対策にもなっている。
【0005】前記燃料電池は、水と炭化水素系燃料であ
るメタノールを蒸発させて、触媒(例えば、Cu−Zn
触媒等)により改質した、水素を主成分とする改質ガス
を利用して発電する。この燃料電池の効率化のために
は、燃料電池の燃料である水とメタノールを効率的に蒸
発させることは重要である。特に自動車などの車載用の
用途では、前記蒸発器はできる限り小型・軽量にし且つ
大量の燃料を蒸発させる必要がある。
るメタノールを蒸発させて、触媒(例えば、Cu−Zn
触媒等)により改質した、水素を主成分とする改質ガス
を利用して発電する。この燃料電池の効率化のために
は、燃料電池の燃料である水とメタノールを効率的に蒸
発させることは重要である。特に自動車などの車載用の
用途では、前記蒸発器はできる限り小型・軽量にし且つ
大量の燃料を蒸発させる必要がある。
【0006】また、蒸発器により蒸発させる水とメタノ
ールが燃料電池の燃料であるので、燃料電池の起動時間
を短くするためには、蒸発器の起動時間を短くすること
が極めて重要である。特に自動車などの場合は始動時間
を短くすることが必須であるので、蒸発器の起動時間を
短くすることが極めて重要である。
ールが燃料電池の燃料であるので、燃料電池の起動時間
を短くするためには、蒸発器の起動時間を短くすること
が極めて重要である。特に自動車などの場合は始動時間
を短くすることが必須であるので、蒸発器の起動時間を
短くすることが極めて重要である。
【0007】大量の液体を蒸発させる従来技術として、
特開平11−63429号公報には、多数の水管を配置
し、その水管を燃焼バーナの燃焼ガスで加熱して水を蒸
発させる水管群燃焼型ボイラが開示されている。
特開平11−63429号公報には、多数の水管を配置
し、その水管を燃焼バーナの燃焼ガスで加熱して水を蒸
発させる水管群燃焼型ボイラが開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、水管の耐熱性を確保するため予め被加熱流体であ
る水を水管内に貯める構造になっている。このため起動
時に蒸発器本体の熱容量と被加熱流体の潜熱分の熱量が
必要であるので、起動時間がかかる問題がある。
術は、水管の耐熱性を確保するため予め被加熱流体であ
る水を水管内に貯める構造になっている。このため起動
時に蒸発器本体の熱容量と被加熱流体の潜熱分の熱量が
必要であるので、起動時間がかかる問題がある。
【0009】また常に水管内に被加熱流体が貯まってい
るため、水管内の圧力が数atg程度では沸点が低い。
このため水管表面において燃焼反応が凍結するので、未
燃ガスが流出する問題点がある。この未燃ガスの流出を
防止するためには燃料空間を大きくすることが必要であ
るので、蒸発器が大型になる問題がある。
るため、水管内の圧力が数atg程度では沸点が低い。
このため水管表面において燃焼反応が凍結するので、未
燃ガスが流出する問題点がある。この未燃ガスの流出を
防止するためには燃料空間を大きくすることが必要であ
るので、蒸発器が大型になる問題がある。
【0010】さらに蒸発した蒸気が、その蒸気を利用す
る機器やこの機器に送る管路の中で凝縮することを防止
するために、その蒸気の沸点より一定以上高温に過熱さ
れた過熱蒸気にしておく必要がある。ところが従来技術
は水管内に被加熱流体が貯まっているため蒸発した蒸気
は飽和蒸気であるので、過熱蒸気を得るためには過熱器
などの装置が必要であり、蒸発器が大型になる問題があ
る。
る機器やこの機器に送る管路の中で凝縮することを防止
するために、その蒸気の沸点より一定以上高温に過熱さ
れた過熱蒸気にしておく必要がある。ところが従来技術
は水管内に被加熱流体が貯まっているため蒸発した蒸気
は飽和蒸気であるので、過熱蒸気を得るためには過熱器
などの装置が必要であり、蒸発器が大型になる問題があ
る。
【0011】その上、従来技術の蒸発器は、いわゆるシ
ェルアンドチューブ方式であるので、熱交換の伝熱面積
に対して容積が大きくなり蒸発器が大型になる問題があ
る。
ェルアンドチューブ方式であるので、熱交換の伝熱面積
に対して容積が大きくなり蒸発器が大型になる問題があ
る。
【0012】本発明は上記課題を解決したもので、起動
時間が短く、小型・軽量な蒸発器およびその製造方法を
提供する。
時間が短く、小型・軽量な蒸発器およびその製造方法を
提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項1において講じた技術的手段
(以下、第1の技術的手段と称する。)は、多数のプレ
ートを積層し、各プレート間に略長方形断面状の流路を
形成し、この流路をプレート一枚おきに加熱流体と被加
熱流体を通流させて熱交換するプレート式熱交換器を有
し、前記被加熱流体を微粒化する噴霧手段により前記プ
レート式熱交換器の被加熱流体流路に供給することを特
徴とする蒸発器である。
るために、本発明の請求項1において講じた技術的手段
(以下、第1の技術的手段と称する。)は、多数のプレ
ートを積層し、各プレート間に略長方形断面状の流路を
形成し、この流路をプレート一枚おきに加熱流体と被加
熱流体を通流させて熱交換するプレート式熱交換器を有
し、前記被加熱流体を微粒化する噴霧手段により前記プ
レート式熱交換器の被加熱流体流路に供給することを特
徴とする蒸発器である。
【0014】上記第1の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【0015】すなわち、被加熱流体を微粒化して被加熱
流体流路に広範囲に供給することができるので、熱交換
器の耐熱性を確保できる。このため被加熱流体を液体の
まま被加熱流体流路に貯めておく必要がなく、起動時間
を短くすることができる。また被加熱流体を微粒化する
ことにより表面積が拡大するので、被加熱流体の蒸発が
容易になり蒸発の熱効率が向上する。
流体流路に広範囲に供給することができるので、熱交換
器の耐熱性を確保できる。このため被加熱流体を液体の
まま被加熱流体流路に貯めておく必要がなく、起動時間
を短くすることができる。また被加熱流体を微粒化する
ことにより表面積が拡大するので、被加熱流体の蒸発が
容易になり蒸発の熱効率が向上する。
【0016】さらに被加熱流体を微粒化して供給するの
で、プレート部は、被加熱流体供給側で低温、加熱流体
供給側で高温となる温度勾配が生じる。このため加熱流
体供給側を十分高温にできるため燃焼ガスの反応凍結の
影響が起こりにくく、燃焼空間が小さくても完全燃焼で
きるので、蒸発器を小型化できる。
で、プレート部は、被加熱流体供給側で低温、加熱流体
供給側で高温となる温度勾配が生じる。このため加熱流
体供給側を十分高温にできるため燃焼ガスの反応凍結の
影響が起こりにくく、燃焼空間が小さくても完全燃焼で
きるので、蒸発器を小型化できる。
【0017】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項2において講じた技術的手段(以下、第2の技
術的手段と称する。)は、前記プレート式熱交換器の被
加熱流体流路が鉛直上方に第1開口部、鉛直上方と直交
する方向に第2開口部を有し、この第2開口部に前記噴
霧手段により前記被加熱流体を微粒化して供給し、前記
プレート式熱交換器の加熱流体流路が鉛直下方に第3開
口部、鉛直下方と直交しかつ前記第2開口部と対向する
方向に第4開口部を有し、この第4開口部に加熱流体を
供給するのことを特徴とする請求項1記載の蒸発器であ
る。
の請求項2において講じた技術的手段(以下、第2の技
術的手段と称する。)は、前記プレート式熱交換器の被
加熱流体流路が鉛直上方に第1開口部、鉛直上方と直交
する方向に第2開口部を有し、この第2開口部に前記噴
霧手段により前記被加熱流体を微粒化して供給し、前記
プレート式熱交換器の加熱流体流路が鉛直下方に第3開
口部、鉛直下方と直交しかつ前記第2開口部と対向する
方向に第4開口部を有し、この第4開口部に加熱流体を
供給するのことを特徴とする請求項1記載の蒸発器であ
る。
【0018】上記第2の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【0019】すなわち、被加熱流体はプレート式熱交換
器で加熱され浮力により温度の高い蒸気が鉛直上方に移
動し、加熱流体は強制的に鉛直下方に移動するので、鉛
直上方方向に正の温度勾配ができる。このため被加熱流
体の蒸気は鉛直上方で高温に加熱され過熱蒸気を生成で
きる。
器で加熱され浮力により温度の高い蒸気が鉛直上方に移
動し、加熱流体は強制的に鉛直下方に移動するので、鉛
直上方方向に正の温度勾配ができる。このため被加熱流
体の蒸気は鉛直上方で高温に加熱され過熱蒸気を生成で
きる。
【0020】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項3において講じた技術的手段(以下、第3の技
術的手段と称する。)は、前記加熱流体流路の鉛直方向
の中間に、加熱流体の鉛直方向の通流を部分的に制限す
る通流制限部材が設けられていることを特徴とする請求
項1記載の蒸発器である。
の請求項3において講じた技術的手段(以下、第3の技
術的手段と称する。)は、前記加熱流体流路の鉛直方向
の中間に、加熱流体の鉛直方向の通流を部分的に制限す
る通流制限部材が設けられていることを特徴とする請求
項1記載の蒸発器である。
【0021】上記第3の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【0022】すなわち、通流制限部材で分離された流路
ごとに加熱流体が通流するので、プレートの加熱されに
くい部分が減少するためプレートを均一に加熱できる。
このためプレート熱交換器の熱効率が向上し、蒸発器を
小型化できる。
ごとに加熱流体が通流するので、プレートの加熱されに
くい部分が減少するためプレートを均一に加熱できる。
このためプレート熱交換器の熱効率が向上し、蒸発器を
小型化できる。
【0023】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項4において講じた技術的手段(以下、第4の技
術的手段と称する。)は、前記プレート式熱交換器が、
一枚の金属板を断面略コの字形に折り曲げ、コの字形断
面の一方の端部に流体の通流を遮断する通流遮断部材が
設けられたコの字形部材を流体が通流できる間隔をあけ
て平行に積層し、この間隔により形成される流体流路
に、前記コの字形部材の断面開口部方向に流体の通流を
遮断するとともに前記間隔を保持する第1間隔保持部材
および前記通流遮断部材と反対方向の端部に流体の通流
を遮断するとともに前記間隔を保持する第2間隔保持部
材が設けられている構造であることを特徴とする請求項
2記載の蒸発器である。
の請求項4において講じた技術的手段(以下、第4の技
術的手段と称する。)は、前記プレート式熱交換器が、
一枚の金属板を断面略コの字形に折り曲げ、コの字形断
面の一方の端部に流体の通流を遮断する通流遮断部材が
設けられたコの字形部材を流体が通流できる間隔をあけ
て平行に積層し、この間隔により形成される流体流路
に、前記コの字形部材の断面開口部方向に流体の通流を
遮断するとともに前記間隔を保持する第1間隔保持部材
および前記通流遮断部材と反対方向の端部に流体の通流
を遮断するとともに前記間隔を保持する第2間隔保持部
材が設けられている構造であることを特徴とする請求項
2記載の蒸発器である。
【0024】上記第4の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【0025】すなわち、平板を間隔と流路を形成する部
材を挟んで積層する一般的なプレーナ式に比べて、折り
曲げた部分の溶接が必要ないので、簡単に製造でき、蒸
発器が低コスト化できる。また、折り曲げた部分は流体
が漏れる恐れがなく、耐熱性も優れている。
材を挟んで積層する一般的なプレーナ式に比べて、折り
曲げた部分の溶接が必要ないので、簡単に製造でき、蒸
発器が低コスト化できる。また、折り曲げた部分は流体
が漏れる恐れがなく、耐熱性も優れている。
【0026】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項5において講じた技術的手段(以下、第5の技
術的手段と称する。)は、前記第1間隔保持部材と第2
間隔保持部材が、一体で形成された側面略L字形のL字
形間隔保持部材であることを特徴とする請求項4記載の
蒸発器である。
の請求項5において講じた技術的手段(以下、第5の技
術的手段と称する。)は、前記第1間隔保持部材と第2
間隔保持部材が、一体で形成された側面略L字形のL字
形間隔保持部材であることを特徴とする請求項4記載の
蒸発器である。
【0027】上記第5の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【0028】すなわち、間隔保持部材が、コの字形部材
の断面開口部方向への流体の通流を遮断する部材と前記
通流遮断部材と反対方向への流体の通流を遮断する部材
が一体であるので、間隔保持部材を製造するコストが低
減できるとともに、流体の漏れが生ずる恐れのある部分
を減らすことができる。
の断面開口部方向への流体の通流を遮断する部材と前記
通流遮断部材と反対方向への流体の通流を遮断する部材
が一体であるので、間隔保持部材を製造するコストが低
減できるとともに、流体の漏れが生ずる恐れのある部分
を減らすことができる。
【0029】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項6において講じた技術的手段(以下、第6の技
術的手段と称する。)は、一枚の金属板を断面略コの字
形に折り曲げ、コの字形断面の一方の端部に流体の通流
を遮断する通流遮断部材を接合してコの字形部材を製造
し、このコの字形部材と、前記コの字形部材の断面開口
部方向に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持
する第1間隔保持部材および前記通流遮断部材と反対方
向の端部に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保
持する第2間隔保持部材を積層して接合することを特徴
とする蒸発器の製造方法である。
の請求項6において講じた技術的手段(以下、第6の技
術的手段と称する。)は、一枚の金属板を断面略コの字
形に折り曲げ、コの字形断面の一方の端部に流体の通流
を遮断する通流遮断部材を接合してコの字形部材を製造
し、このコの字形部材と、前記コの字形部材の断面開口
部方向に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持
する第1間隔保持部材および前記通流遮断部材と反対方
向の端部に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保
持する第2間隔保持部材を積層して接合することを特徴
とする蒸発器の製造方法である。
【0030】上記第6の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【0031】すなわち、請求項4と同様、平板を間隔と
流路を形成する部材を挟んで積層する一般的なプレーナ
式に比べて、折り曲げた部分の溶接が必要ないので、簡
単に製造でき、蒸発器が低コスト化できる。また、折り
曲げた部分は流体が漏れる恐れがなく、耐熱性も優れて
いる。
流路を形成する部材を挟んで積層する一般的なプレーナ
式に比べて、折り曲げた部分の溶接が必要ないので、簡
単に製造でき、蒸発器が低コスト化できる。また、折り
曲げた部分は流体が漏れる恐れがなく、耐熱性も優れて
いる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【0033】図1は、本発明の実施例の蒸発器を水平面
で切断した概略横断面図である。プレート式熱交換器1
のプレート面方向の一方の端部に燃焼空間部2が設けら
れ、他方の端部に被加熱流体を微粒化して供給する噴霧
部3が設けられている。この噴霧部3の前記プレート式
熱交換器1と反対側に被加熱流体を微粒化する噴霧手段
である噴霧ノズル41〜45が設けられている。
で切断した概略横断面図である。プレート式熱交換器1
のプレート面方向の一方の端部に燃焼空間部2が設けら
れ、他方の端部に被加熱流体を微粒化して供給する噴霧
部3が設けられている。この噴霧部3の前記プレート式
熱交換器1と反対側に被加熱流体を微粒化する噴霧手段
である噴霧ノズル41〜45が設けられている。
【0034】前記燃焼空間部2の前記プレート式熱交換
器1と反対側には、図示されていないが燃焼バーナが設
けられている。前記燃焼空間部2は、前記燃焼バーナの
燃焼空間を構成している。
器1と反対側には、図示されていないが燃焼バーナが設
けられている。前記燃焼空間部2は、前記燃焼バーナの
燃焼空間を構成している。
【0035】前記プレート式熱交換器1は、一枚の金属
板を断面略コの字形に折り曲げたプレートモジュール1
1を間隔保持部材であるL字形部材14を挟むことによ
り一定の間隔をもって積層して構成されている。プレー
トモジュール11の内側の空間は、被加熱流体が通流す
る被加熱流体流路12である。プレートモジュール11
の間の空間は、燃焼ガスが通流する加熱流体流路13で
ある。
板を断面略コの字形に折り曲げたプレートモジュール1
1を間隔保持部材であるL字形部材14を挟むことによ
り一定の間隔をもって積層して構成されている。プレー
トモジュール11の内側の空間は、被加熱流体が通流す
る被加熱流体流路12である。プレートモジュール11
の間の空間は、燃焼ガスが通流する加熱流体流路13で
ある。
【0036】図2は、実施例の蒸発器を図1のA−A断
面で切断した概略縦断面図である。図3は、実施例の蒸
発器を図1のB−B断面で切断した概略縦断面図であ
る。図2は被加熱流体流路12の内部を表しており、図
3は加熱流体流路13の内部を表している。図2、3と
も図の上方が鉛直上方方向でありY方向と称する。Y方
向と直交しかつ噴霧部3から燃焼空間部2に向かう方向
をX方向と称する。
面で切断した概略縦断面図である。図3は、実施例の蒸
発器を図1のB−B断面で切断した概略縦断面図であ
る。図2は被加熱流体流路12の内部を表しており、図
3は加熱流体流路13の内部を表している。図2、3と
も図の上方が鉛直上方方向でありY方向と称する。Y方
向と直交しかつ噴霧部3から燃焼空間部2に向かう方向
をX方向と称する。
【0037】前記プレート式熱交換器1の上部には蒸気
捕集部5が設けられている。この蒸気捕集部5は、入口
部51を介して前記プレート式熱交換器1の被加熱流体
流路12と連通している。この蒸気捕集部5は、出口部
52を介して外部の被加熱流体の蒸気を使用する機器と
連通している。燃料電池の場合は、この機器は前記蒸気
を改質ガスに変換する改質器である。
捕集部5が設けられている。この蒸気捕集部5は、入口
部51を介して前記プレート式熱交換器1の被加熱流体
流路12と連通している。この蒸気捕集部5は、出口部
52を介して外部の被加熱流体の蒸気を使用する機器と
連通している。燃料電池の場合は、この機器は前記蒸気
を改質ガスに変換する改質器である。
【0038】前記プレート式熱交換器1の下部には加熱
流体排出部6が設けられている。この加熱流体排出部6
は、入口部61を介して前記プレート式熱交換器1の加
熱流体流路13と連通している。この加熱流体排出部6
は、図示されていない出口部を介して加熱流体を外部に
排出する。
流体排出部6が設けられている。この加熱流体排出部6
は、入口部61を介して前記プレート式熱交換器1の加
熱流体流路13と連通している。この加熱流体排出部6
は、図示されていない出口部を介して加熱流体を外部に
排出する。
【0039】噴霧ノズル41〜45は、前記プレート式
熱交換器1の鉛直方向の中間より上方に設けられてい
る。これは、噴霧ノズル41〜45により噴霧される被
加熱流体が液体であるので、重力により下方に多く噴霧
されるためである。
熱交換器1の鉛直方向の中間より上方に設けられてい
る。これは、噴霧ノズル41〜45により噴霧される被
加熱流体が液体であるので、重力により下方に多く噴霧
されるためである。
【0040】前記プレートモジュール11の内側の空間
の下部には、被加熱流体の下方への通流を遮断する通流
遮断部材15が設けられている。前記プレートモジュー
ル11間の空間に設けられたL字形部材14は、被加熱
流体流路12の上方開口部方向および前記通流遮断部材
15と反対方向への加熱流体の通流を遮断する機能を有
している。前記加熱流体流路13の鉛直方向の中央に、
加熱流体の鉛直方向の通流を制限する通流制限部材7が
設けられている。
の下部には、被加熱流体の下方への通流を遮断する通流
遮断部材15が設けられている。前記プレートモジュー
ル11間の空間に設けられたL字形部材14は、被加熱
流体流路12の上方開口部方向および前記通流遮断部材
15と反対方向への加熱流体の通流を遮断する機能を有
している。前記加熱流体流路13の鉛直方向の中央に、
加熱流体の鉛直方向の通流を制限する通流制限部材7が
設けられている。
【0041】なお、図1〜3は説明を見やすくするため
概略図で示してあり、プレートモジュール11や噴霧ノ
ズル41〜45の数は実際より少なく、大きさは誇張し
て描かれている。
概略図で示してあり、プレートモジュール11や噴霧ノ
ズル41〜45の数は実際より少なく、大きさは誇張し
て描かれている。
【0042】図4は、実施例のプレート式熱交換器の製
造方法を説明する説明図である。始めに一枚の金属板を
折り曲げて断面略コの字形のプレートモジュール11を
製造する。本実施例の場合、折り曲げた端部は曲線状に
なっておりU字形になっているが、これも略コの字形に
含まれる。すなわち、プレート部11aと11bがおよ
そ平行になっていればよく、折り曲げ部の形状には限定
されない。
造方法を説明する説明図である。始めに一枚の金属板を
折り曲げて断面略コの字形のプレートモジュール11を
製造する。本実施例の場合、折り曲げた端部は曲線状に
なっておりU字形になっているが、これも略コの字形に
含まれる。すなわち、プレート部11aと11bがおよ
そ平行になっていればよく、折り曲げ部の形状には限定
されない。
【0043】前記プレートモジュール11のU字形の内
側の下部に帯状の通流遮断部材15を挟み、溶接などに
より接合する。このプレートモジュール11のU字形の
内側は、被加熱流体が通流する被加熱流体流路12とな
る。この被加熱流体流路12は、鉛直上方に第1開口部
12a、鉛直上方と直交する方向に第2開口部12bを
有している。
側の下部に帯状の通流遮断部材15を挟み、溶接などに
より接合する。このプレートモジュール11のU字形の
内側は、被加熱流体が通流する被加熱流体流路12とな
る。この被加熱流体流路12は、鉛直上方に第1開口部
12a、鉛直上方と直交する方向に第2開口部12bを
有している。
【0044】また、前記プレートモジュール11の一方
のプレート部11bにL字形間隔保持部材であるL字形
部材14を溶接などにより接合する。このL字形部材1
4により加熱流体流路13が形成されるとともに、鉛直
上方への加熱流体の通流を遮断する第1間隔保持部材お
よび噴霧部3への加熱流体の通流を遮断する第2間隔保
持部材防止する役割を有している。前記加熱流体流路1
3は、鉛直下方に第3開口部13a、鉛直上方と直交し
かつ前記第2開口部と対向する方向に第4開口部13b
を有している。
のプレート部11bにL字形間隔保持部材であるL字形
部材14を溶接などにより接合する。このL字形部材1
4により加熱流体流路13が形成されるとともに、鉛直
上方への加熱流体の通流を遮断する第1間隔保持部材お
よび噴霧部3への加熱流体の通流を遮断する第2間隔保
持部材防止する役割を有している。前記加熱流体流路1
3は、鉛直下方に第3開口部13a、鉛直上方と直交し
かつ前記第2開口部と対向する方向に第4開口部13b
を有している。
【0045】L字形部材14は、コの字形部材の断面開
口部方向への流体の通流を遮断する部材と前記通流遮断
部材と反対方向への流体の通流を遮断する部材が一体で
あるので、間隔保持部材を製造するコストが低減できる
とともに、流体の漏れが生ずる恐れのある部分を減らす
ことができる。
口部方向への流体の通流を遮断する部材と前記通流遮断
部材と反対方向への流体の通流を遮断する部材が一体で
あるので、間隔保持部材を製造するコストが低減できる
とともに、流体の漏れが生ずる恐れのある部分を減らす
ことができる。
【0046】さらに前記プレート部11bの鉛直方向の
中間に帯状の通流制限部材7を、長手方向を水平にして
溶接などにより接合する。加熱流体流路が、この通流制
限部材7で上下に分離され、分離された流路ごとにが通
流するので、プレートの加熱されにくい部分が減少する
ためプレートを均一に加熱できる。このためプレート熱
交換器の熱効率が向上し、蒸発器を小型化できる。
中間に帯状の通流制限部材7を、長手方向を水平にして
溶接などにより接合する。加熱流体流路が、この通流制
限部材7で上下に分離され、分離された流路ごとにが通
流するので、プレートの加熱されにくい部分が減少する
ためプレートを均一に加熱できる。このためプレート熱
交換器の熱効率が向上し、蒸発器を小型化できる。
【0047】こうしてできた熱交換モジュール20を多
数積層し溶接などにより接合するとプレート式熱交換器
1が製造される。このプレート式熱交換器1に燃焼空間
部2、噴霧部3、蒸気捕集部5および加熱流体排出部6
を接合すると、蒸発器が完成する。
数積層し溶接などにより接合するとプレート式熱交換器
1が製造される。このプレート式熱交換器1に燃焼空間
部2、噴霧部3、蒸気捕集部5および加熱流体排出部6
を接合すると、蒸発器が完成する。
【0048】なお、前記L字形部材14、通流遮断部材
15により該当部の加熱流体、被加熱流体の通流を防止
するため、 L字形部材14、通流遮断部材15の端部
にできる隙間は溶接部材などにより塞がれている。
15により該当部の加熱流体、被加熱流体の通流を防止
するため、 L字形部材14、通流遮断部材15の端部
にできる隙間は溶接部材などにより塞がれている。
【0049】燃焼空間部2で燃焼した燃焼ガスは、加熱
流体流路13を通流し加熱流体排出部6を介して蒸発器
の外部に排出される。この時、通流制限部材7により加
熱流体流路13の上半部と下半部が互いに混合せずに通
流するので、加熱流体流路13内を万遍なく流れプレー
トモジュール11を均一に加熱する。本実施例では、通
流制限部材7が一つだけ設けられているが、複数設けて
もよいし、設ける位置も必要に応じて変えてもよい。
流体流路13を通流し加熱流体排出部6を介して蒸発器
の外部に排出される。この時、通流制限部材7により加
熱流体流路13の上半部と下半部が互いに混合せずに通
流するので、加熱流体流路13内を万遍なく流れプレー
トモジュール11を均一に加熱する。本実施例では、通
流制限部材7が一つだけ設けられているが、複数設けて
もよいし、設ける位置も必要に応じて変えてもよい。
【0050】被加熱流体は、噴霧ノズル41〜45によ
り微粒化して噴霧され、被加熱流体流路12に供給され
る。噴霧ノズル41〜45により被加熱流体を微粒化し
て供給すると、微粒化した被加熱流体の表面から急速に
蒸発が始まり、このときの蒸発潜熱により熱交換器が冷
却されるので、熱交換器の耐熱性を確保できる。
り微粒化して噴霧され、被加熱流体流路12に供給され
る。噴霧ノズル41〜45により被加熱流体を微粒化し
て供給すると、微粒化した被加熱流体の表面から急速に
蒸発が始まり、このときの蒸発潜熱により熱交換器が冷
却されるので、熱交換器の耐熱性を確保できる。
【0051】従来は熱交換器の耐熱性を確保するため被
加熱流体を液体のまま被加熱流体流路に貯めておく必要
があったが、微粒化した被加熱流体により冷却されるの
で、その必要がない。このため初期に貯めてある多量の
被加熱流体を加熱しなくてもよく起動時間を短くするこ
とができる。また被加熱流体を微粒化することにより表
面積が拡大するので、被加熱流体の蒸発が容易になり蒸
発の熱効率が向上する。
加熱流体を液体のまま被加熱流体流路に貯めておく必要
があったが、微粒化した被加熱流体により冷却されるの
で、その必要がない。このため初期に貯めてある多量の
被加熱流体を加熱しなくてもよく起動時間を短くするこ
とができる。また被加熱流体を微粒化することにより表
面積が拡大するので、被加熱流体の蒸発が容易になり蒸
発の熱効率が向上する。
【0052】被加熱流体は被加熱流体流路12を通流す
る間に気化し、その沸点より高い温度を持つ過熱蒸気と
なり、蒸気捕集部5の入口部51を介して蒸気捕集部5
に集合する。この蒸気捕集部5に集合した蒸気は、蒸気
捕集部5の出口部52を介して、この蒸気を利用する機
器に供給される。
る間に気化し、その沸点より高い温度を持つ過熱蒸気と
なり、蒸気捕集部5の入口部51を介して蒸気捕集部5
に集合する。この蒸気捕集部5に集合した蒸気は、蒸気
捕集部5の出口部52を介して、この蒸気を利用する機
器に供給される。
【0053】プレート式熱交換器1は、燃焼空間部2側
から高温の燃焼ガスが供給され、噴霧部3側から低温の
被加熱流体が供給されるので、その温度差によりX方向
に正の温度勾配が生じる。このため加熱流体供給側を十
分高温にできるため燃焼ガスの燃焼反応が低下する反応
凍結が起こりにくく、燃焼空間が小さくても完全燃焼で
きるので、蒸発器を小型化できる。
から高温の燃焼ガスが供給され、噴霧部3側から低温の
被加熱流体が供給されるので、その温度差によりX方向
に正の温度勾配が生じる。このため加熱流体供給側を十
分高温にできるため燃焼ガスの燃焼反応が低下する反応
凍結が起こりにくく、燃焼空間が小さくても完全燃焼で
きるので、蒸発器を小型化できる。
【0054】また被加熱流体流路12では下方に被加熱
流体が一部液体のままの低温の存在している。この液体
は加熱流体の熱により蒸発するが、このとき熱エネルギ
ーは蒸発潜熱に使用され、この部分は比較的低温になっ
ている。一方、上方に移動した蒸気は加熱流体の熱によ
り飽和蒸気温より高い温度を持つ過熱蒸気になる。この
ためプレート式熱交換器1は被加熱流体の相変化により
Y方向にも正の温度勾配が生じる。この結果、蒸気は鉛
直上方で高温に加熱され、さらに過熱蒸気を生成しやす
くなる。
流体が一部液体のままの低温の存在している。この液体
は加熱流体の熱により蒸発するが、このとき熱エネルギ
ーは蒸発潜熱に使用され、この部分は比較的低温になっ
ている。一方、上方に移動した蒸気は加熱流体の熱によ
り飽和蒸気温より高い温度を持つ過熱蒸気になる。この
ためプレート式熱交換器1は被加熱流体の相変化により
Y方向にも正の温度勾配が生じる。この結果、蒸気は鉛
直上方で高温に加熱され、さらに過熱蒸気を生成しやす
くなる。
【0055】被加熱流体を水とし、封入圧力を1atg
の場合の試験結果を表1に示す。熱交換器温度はプレー
ト式熱交換器1の中央の温度であり、蒸気捕集部温度は
蒸気捕集部5の中央の温度である。また、蒸気排出温度
は、蒸気化された被加熱流体を供給する機器(本実施例
では改質器)の入口での蒸気温度であり、水温度は噴霧
バルブ入口に供給する水の温度である。
の場合の試験結果を表1に示す。熱交換器温度はプレー
ト式熱交換器1の中央の温度であり、蒸気捕集部温度は
蒸気捕集部5の中央の温度である。また、蒸気排出温度
は、蒸気化された被加熱流体を供給する機器(本実施例
では改質器)の入口での蒸気温度であり、水温度は噴霧
バルブ入口に供給する水の温度である。
【0056】
【表1】
【0057】蒸気捕集部温度が熱交換器温度よりはるか
に高くなっている。これは、X方向にもY方向にも正の
温度勾配が生じていることを示している。また、蒸気捕
集部温度および蒸気排出温度が、1atgにおける水の
沸点120℃よりはるかに高い過熱蒸気になっているこ
とを示している。
に高くなっている。これは、X方向にもY方向にも正の
温度勾配が生じていることを示している。また、蒸気捕
集部温度および蒸気排出温度が、1atgにおける水の
沸点120℃よりはるかに高い過熱蒸気になっているこ
とを示している。
【0058】本実施例では、一枚の金属板を折り曲げて
断面略コの字形のプレートモジュール11を製造してい
るので、2枚のプレートを1個のプレートモジュール1
1で構成している。これは、平板を間隔と流路を形成す
る部材を挟んで積層する一般的なプレーナ式に比べて、
折り曲げた部分の溶接が必要ないので、簡単に製造で
き、蒸発器が低コスト化できる。
断面略コの字形のプレートモジュール11を製造してい
るので、2枚のプレートを1個のプレートモジュール1
1で構成している。これは、平板を間隔と流路を形成す
る部材を挟んで積層する一般的なプレーナ式に比べて、
折り曲げた部分の溶接が必要ないので、簡単に製造で
き、蒸発器が低コスト化できる。
【0059】また、折り曲げた部分は流体が漏れる恐れ
がなく、耐熱性も優れている。この折り曲げた部分を燃
焼空間部2側に配置するとき優れた効果を発揮する。
がなく、耐熱性も優れている。この折り曲げた部分を燃
焼空間部2側に配置するとき優れた効果を発揮する。
【0060】
【発明の効果】以上のように、本発明は、多数のプレー
トを積層し、各プレート間に略長方形断面状の流路を形
成し、この流路をプレート一枚おきに加熱流体と被加熱
流体を通流させて熱交換するプレート式熱交換器を有
し、前記被加熱流体を微粒化する噴霧手段により前記プ
レート式熱交換器の被加熱流体流路に供給することを特
徴とする蒸発器および一枚の金属板を断面略コの字形に
折り曲げ、コの字形断面の一方の端部に流体の通流を遮
断する通流遮断部材を接合してコの字形部材を製造し、
このコの字形部材と、前記コの字形部材の断面開口部方
向に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持する
第1間隔保持部材および前記通流遮断部材と反対方向の
端部に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持す
る第2間隔保持部材を積層して接合することを特徴とす
る蒸発器の製造方法であるので、起動時間が短く、小型
・軽量な蒸発器およびその製造方法が提供できる。
トを積層し、各プレート間に略長方形断面状の流路を形
成し、この流路をプレート一枚おきに加熱流体と被加熱
流体を通流させて熱交換するプレート式熱交換器を有
し、前記被加熱流体を微粒化する噴霧手段により前記プ
レート式熱交換器の被加熱流体流路に供給することを特
徴とする蒸発器および一枚の金属板を断面略コの字形に
折り曲げ、コの字形断面の一方の端部に流体の通流を遮
断する通流遮断部材を接合してコの字形部材を製造し、
このコの字形部材と、前記コの字形部材の断面開口部方
向に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持する
第1間隔保持部材および前記通流遮断部材と反対方向の
端部に流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持す
る第2間隔保持部材を積層して接合することを特徴とす
る蒸発器の製造方法であるので、起動時間が短く、小型
・軽量な蒸発器およびその製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の蒸発器を水平面で切断した概
略横断面図
略横断面図
【図2】実施例の蒸発器を図1のA−A断面で切断した
概略縦断面図
概略縦断面図
【図3】実施例の蒸発器を図1のB−B断面で切断した
概略縦断面図
概略縦断面図
【図4】実施例のプレート式熱交換器の製造方法を説明
する説明図
する説明図
1…プレート式熱交換器 2…燃焼空間部 3…噴霧部 7…通流制限部材 11…プレートモジュール(コの字形部材) 11a、11b …プレート部(プレート) 12…被加熱流体流路 12a …第1開口部 12b …第2開口部 13…加熱流体流路 13a…第3開口部 13b…第4開口部 14…L字形部材( L字形間隔保持部材)(第1間隔
保持部材、第2間隔保持部材) 15…通流遮断部材 20…熱交換モジュール 41〜45…噴霧ノズル(噴霧手段)
保持部材、第2間隔保持部材) 15…通流遮断部材 20…熱交換モジュール 41〜45…噴霧ノズル(噴霧手段)
Claims (6)
- 【請求項1】 多数のプレートを積層し、各プレート間
に略長方形断面状の流路を形成し、この流路をプレート
一枚おきに加熱流体と被加熱流体を通流させて熱交換す
るプレート式熱交換器を有し、前記被加熱流体を微粒化
する噴霧手段により前記プレート式熱交換器の被加熱流
体流路に供給することを特徴とする蒸発器。 - 【請求項2】 前記プレート式熱交換器の被加熱流体流
路が鉛直上方に第1開口部、鉛直上方と直交する方向に
第2開口部を有し、この第2開口部に前記噴霧手段によ
り前記被加熱流体を微粒化して供給し、前記プレート式
熱交換器の加熱流体流路が鉛直下方に第3開口部、鉛直
下方と直交しかつ前記第2開口部と対向する方向に第4
開口部を有し、この第4開口部に加熱流体を供給するの
ことを特徴とする請求項1記載の蒸発器。 - 【請求項3】 前記加熱流体流路の鉛直方向の中間に、
加熱流体の鉛直方向の通流を部分的に制限する通流制限
部材が設けられていることを特徴とする請求項1記載の
蒸発器。 - 【請求項4】 前記プレート式熱交換器が、一枚の金属
板を断面略コの字形に折り曲げ、コの字形断面の一方の
端部に流体の通流を遮断する通流遮断部材が設けられた
コの字形部材を流体が通流できる間隔をあけて平行に積
層し、この間隔により形成される流体流路に、前記コの
字形部材の断面開口部方向に流体の通流を遮断するとと
もに前記間隔を保持する第1間隔保持部材および前記通
流遮断部材と反対方向の端部に流体の通流を遮断すると
ともに前記間隔を保持する第2間隔保持部材が設けられ
ている構造であることを特徴とする請求項2記載の蒸発
器。 - 【請求項5】 前記第1間隔保持部材と第2間隔保持部
材が、一体で形成された側面略L字形のL字形間隔保持
部材であることを特徴とする請求項4記載の蒸発器。 - 【請求項6】 一枚の金属板を断面略コの字形に折り曲
げ、コの字形断面の一方の端部に流体の通流を遮断する
通流遮断部材を接合してコの字形部材を製造し、このコ
の字形部材と、前記コの字形部材の断面開口部方向に流
体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持する第1間
隔保持部材および前記通流遮断部材と反対方向の端部に
流体の通流を遮断するとともに前記間隔を保持する第2
間隔保持部材を積層して接合することを特徴とする蒸発
器の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11141806A JP2000329489A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 蒸発器およびその製造方法 |
DE10024750A DE10024750A1 (de) | 1999-05-21 | 2000-05-19 | Verdampfer und Verfahren zu seiner Herstellung |
US09/575,459 US6494169B1 (en) | 1999-05-21 | 2000-05-22 | Evaporator and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11141806A JP2000329489A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 蒸発器およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000329489A true JP2000329489A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15300572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11141806A Pending JP2000329489A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 蒸発器およびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6494169B1 (ja) |
JP (1) | JP2000329489A (ja) |
DE (1) | DE10024750A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113405386A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-17 | 山东前卫环保设备有限公司 | 一种可快速安装固定的板式换热器 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10028133B4 (de) * | 2000-06-07 | 2005-11-03 | Ballard Power Systems Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Befeuchten eines Prozessgasstroms sowie Verwendung der Vorrichtung |
EP1193462A3 (en) * | 2000-09-29 | 2006-04-12 | Calsonic Kansei Corporation | Heat exchanger |
DE102007023417A1 (de) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Daimler Ag | Heizvorrichtung für Kondensatableiter |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2391444A1 (fr) * | 1977-05-16 | 1978-12-15 | Commissariat Energie Atomique | Echangeur de chaleur a plaques |
US4693302A (en) * | 1984-12-28 | 1987-09-15 | Leonard Oboler | Heat exchanging apparatus for cooling and condensing by evaporation |
US4872578A (en) * | 1988-06-20 | 1989-10-10 | Itt Standard Of Itt Corporation | Plate type heat exchanger |
JP2814868B2 (ja) * | 1992-06-17 | 1998-10-27 | 三菱電機株式会社 | プレート型熱交換器及びその製造方法 |
JPH1163429A (ja) | 1997-08-21 | 1999-03-05 | Osaka Gas Co Ltd | 水管群燃焼型加熱装置 |
US6179051B1 (en) * | 1997-12-24 | 2001-01-30 | Delaware Capital Formation, Inc. | Distributor for plate heat exchangers |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP11141806A patent/JP2000329489A/ja active Pending
-
2000
- 2000-05-19 DE DE10024750A patent/DE10024750A1/de not_active Ceased
- 2000-05-22 US US09/575,459 patent/US6494169B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113405386A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-17 | 山东前卫环保设备有限公司 | 一种可快速安装固定的板式换热器 |
CN113405386B (zh) * | 2021-06-18 | 2022-11-11 | 山东前卫环保设备有限公司 | 一种可快速安装固定的板式换热器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10024750A1 (de) | 2000-12-14 |
US6494169B1 (en) | 2002-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Baroutaji et al. | Advancements and prospects of thermal management and waste heat recovery of PEMFC | |
US6924051B2 (en) | Contact heater/humidifier for fuel cell systems | |
US8187559B2 (en) | Heat exchanger system comprising fluid circulation zones which are selectively coated with a chemical reaction catalyst | |
US20100062298A1 (en) | Fuel cell and method of operating the same | |
JP3961443B2 (ja) | 蒸発器 | |
US6936364B2 (en) | Method and apparatus for vaporizing fuel for a reformer fuel cell system | |
JP5129452B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2010508633A (ja) | 燃料電池の熱交換システム及び方法 | |
US20150060028A1 (en) | Heat exchanger | |
CN106558723A (zh) | 燃料电池堆 | |
JP7190079B2 (ja) | 結合型燃料蒸発およびカソードガス加熱器ユニットを有する燃料電池システムとその使用および動作方法 | |
JP2000329489A (ja) | 蒸発器およびその製造方法 | |
CN115172801B (zh) | 固体氧化物燃料电池与光热利用一体化系统及方法 | |
CN101679029A (zh) | 改性器及间接内部改性型高温型燃料电池 | |
JP3873849B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池装置 | |
JP5862443B2 (ja) | 燃料気化器 | |
US11658315B2 (en) | Fuel cell system with a multi-stream heat exchanger and its method of operation | |
JPH0896818A (ja) | 燃料電池発電設備と燃料電池の冷却方法 | |
JP3343543B2 (ja) | プレートフィン型熱交換器 | |
JP4295061B2 (ja) | 蒸発器 | |
CN108253820A (zh) | 一种用于甲醇燃料电池的多介质换热器 | |
CN114835186B (zh) | 一种海洋天然气平台的多功能节能系统及其控制策略 | |
JP2004144394A (ja) | 多段吸収冷凍機及び冷凍システム | |
JPH0817454A (ja) | リン酸型燃料電池発電システム | |
JPH087909A (ja) | 燃料電池発電設備 |