JP2001272031A - Heat exchanger and fuel reforming device - Google Patents

Heat exchanger and fuel reforming device

Info

Publication number
JP2001272031A
JP2001272031A JP2000087831A JP2000087831A JP2001272031A JP 2001272031 A JP2001272031 A JP 2001272031A JP 2000087831 A JP2000087831 A JP 2000087831A JP 2000087831 A JP2000087831 A JP 2000087831A JP 2001272031 A JP2001272031 A JP 2001272031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchange
fuel
liquid level
heat
heated
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
Application number
JP2000087831A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Tanaka
浩己 田中
Kazumasa Takada
和政 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2000087831A priority Critical patent/JP2001272031A/en
Publication of JP2001272031A publication Critical patent/JP2001272031A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Combustion (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately stably heat a fluid to be heated and, at the same time, to detect the abnormal heat-exchanging state between a heating fluid and the fluid to be heated. SOLUTION: A plurality of temperature sensors 51-58 is installed to a heat exchanger 30 which vaporizes the fluid to be heated maintained in a liquid state by using the heat obtained by burning fuel sprayed from an injector 28 on a combustion catalyst and the surface level of the fluid in the exchanger 30 is calculated based on the temperatures detected by the sensors 51-58. When the calculated surface level does not fall within an appropriate range, the heat- exchanging state is controlled by driving and controlling a blower 26 which supplies air and a fuel pump 24 which supplies the fuel so that the surface level may fall within the appropriate range. Therefore, the fluid to be heated can be vaporized efficiently and stably.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換装置および
燃料改質装置に関し、詳しくは、加熱流体と気液両相の
被加熱流体との熱交換を行なう熱交換装置および炭化水
素系の燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃料改質
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger and a fuel reformer, and more particularly, to a heat exchanger and a hydrocarbon fuel for performing heat exchange between a heating fluid and a fluid to be heated in both gas and liquid phases. The present invention relates to a fuel reformer for reforming a fuel gas into a hydrogen-rich fuel gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の熱交換装置としては、燃
料を触媒を用いて燃焼させて被加熱流体を加熱するいわ
ゆる触媒燃焼加熱装置が提案されている(例えば、特開
平5−223201号公報など)。触媒燃焼加熱装置
は、表面に燃料を燃焼する触媒を担持した加熱流体流路
と、この加熱流体流路と熱交換可能に配置された被加熱
流体流路とを備え、加熱流体流路に供給された燃料を触
媒上で燃焼して得られる熱を用いて被加熱流体を加熱す
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of heat exchange device, there has been proposed a so-called catalytic combustion heating device for heating a fluid to be heated by burning fuel using a catalyst (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-223201). Gazettes). The catalytic combustion heating device has a heating fluid flow path carrying a catalyst for burning fuel on the surface thereof, and a heated fluid flow path arranged to be heat-exchangeable with the heating fluid flow path, and supplies the heating fluid flow path to the heating fluid flow path. The fluid to be heated is heated using the heat obtained by burning the fuel on the catalyst.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た触媒燃焼加熱装置では、加熱流体流路で燃料を燃焼し
て得られる熱により被加熱流体を加熱するから、温度の
安定した加熱流体を用いて被加熱流体を加熱するものに
比して、所望の量の被加熱流体を所望の温度に加熱する
のが困難な場合が多い。触媒燃焼加熱装置では、燃料の
燃焼が加熱流体流路の広範な部分で生じるため、加熱流
体流路の温度分布によっては被加熱流体との熱交換が十
分に行なえない場合が生じたり、過加熱する場合も生じ
てしまう。
However, in such a catalytic combustion heating device, the fluid to be heated is heated by the heat obtained by burning the fuel in the heating fluid flow path. In many cases, it is more difficult to heat a desired amount of the fluid to be heated to a desired temperature than to heat the heated fluid. In the catalytic combustion heating device, the combustion of fuel occurs in a wide portion of the heating fluid flow path, and depending on the temperature distribution of the heating fluid flow path, heat exchange with the fluid to be heated may not be sufficiently performed, or overheating may occur. In some cases.

【0004】本発明の熱交換装置は、被加熱流体をより
適正に加熱することを目的の一つとする。また、本発明
の熱交換装置は、熱交換の応答性や安定性を向上させる
ことを目的の一つとする。さらに、本発明の熱交換装置
は、加熱流体と被加熱流体との熱交換状態の異常を検出
することを目的の一つとする。本発明の燃料改質装置
は、改質原料をより適正に蒸気化することを目的の一つ
とする。また、本発明の燃料改質装置は、改質原料の蒸
気化の応答性や安定性を向上させることを目的の一つと
する。
[0004] It is an object of the present invention to heat a fluid to be heated more appropriately. Another object of the present invention is to improve the responsiveness and stability of heat exchange. Still another object of the present invention is to detect an abnormality in a heat exchange state between a heating fluid and a fluid to be heated. An object of the fuel reformer of the present invention is to vaporize a reforming raw material more appropriately. Another object of the fuel reformer of the present invention is to improve the responsiveness and stability of vaporization of a reforming raw material.

【0005】なお、出願人は、上述の課題の一部を解決
するものとして、被加熱流体の温度に基づいて被加熱流
体の流量を制御する触媒燃焼加熱装置を提案している
(特願平9−306556号)。
The applicant has proposed a catalytic combustion heating apparatus for controlling the flow rate of a fluid to be heated based on the temperature of the fluid to be heated, as a solution to a part of the above-mentioned problem (Japanese Patent Application No. Hei 10-214,878). No. 9-306556).

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の熱交換装置および燃料改質装置は、上述の目的の
少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects The heat exchange device and the fuel reformer of the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above objects.

【0007】本発明の熱交換装置は、加熱流体と気液両
相の被加熱流体との熱交換を行なう熱交換装置であっ
て、前記加熱流体と前記被加熱流体との熱交換を行なう
熱交換手段と、該熱交換手段の内部における前記被加熱
流体の液面位置を検出する液面位置検出手段と、該検出
された液面位置に基づいて前記熱交換手段における熱交
換状態を制御する熱交換制御手段とを備えることを要旨
とする。
A heat exchange device according to the present invention is a heat exchange device for exchanging heat between a heating fluid and a fluid to be heated in both gas and liquid phases, wherein the heat exchange device performs heat exchange between the heating fluid and the fluid to be heated. Exchanging means, liquid level detecting means for detecting the liquid level of the fluid to be heated inside the heat exchanging means, and controlling a heat exchange state in the heat exchanging means based on the detected liquid level. The gist is to provide a heat exchange control means.

【0008】この本発明の熱交換装置では、熱交換制御
手段が、液面位置検出手段により検出された加熱流体と
被加熱流体との熱交換を行なう熱交換手段の内部におけ
る被加熱流体の液面位置に基づいて熱交換手段における
熱交換状態を制御する。こうした本発明の熱交換装置に
よれば、被加熱流体の液面位置によって熱交換状態を制
御するから、被加熱流体の不足や過剰などにも対応する
ことができ、負荷変動などに対しても応答性よく安定し
た熱交換を行なうことができる。
In the heat exchange apparatus according to the present invention, the heat exchange control means includes a heat exchange unit for exchanging heat between the heated fluid and the heated fluid detected by the liquid level detecting means. The heat exchange state in the heat exchange means is controlled based on the surface position. According to the heat exchange device of the present invention, since the heat exchange state is controlled by the liquid level of the fluid to be heated, it is possible to cope with a shortage or excess of the fluid to be heated, and to cope with a load fluctuation. Stable heat exchange can be performed with good responsiveness.

【0009】こうした本発明の熱交換装置において、前
記液面位置検出手段は、前記熱交換手段の温度分布を検
出する温度分布検出手段と、該検出された温度分布に基
づいて前記液面位置を推定する液面位置推定手段とを備
えるものとすることもできる。圧力が一定の場合、物質
の沸点は特定されるから、熱交換手段の温度分布に基づ
いて液面位置を推定することができる。この態様の本発
明の熱交換装置において、前記温度分布検出手段は、前
記熱交換手段の複数箇所の温度を検出する手段であるも
のとすることもできる。
In the heat exchange apparatus of the present invention, the liquid level position detecting means includes a temperature distribution detecting means for detecting a temperature distribution of the heat exchanging means, and the liquid level position based on the detected temperature distribution. And a liquid level position estimating means for estimating the liquid level. When the pressure is constant, the boiling point of the substance is specified, so that the liquid level position can be estimated based on the temperature distribution of the heat exchange means. In the heat exchange device according to the aspect of the present invention, the temperature distribution detecting means may be means for detecting temperatures at a plurality of points of the heat exchange means.

【0010】また、本発明の熱交換装置において、前記
熱交換制御手段は、前記液面位置が所定の高さ範囲内と
なるよう制御する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、より安定した熱交換を行なうことができ
る。
[0010] In the heat exchange device of the present invention, the heat exchange control means may be means for controlling the liquid level to be within a predetermined height range.
In this case, more stable heat exchange can be performed.

【0011】さらに、本発明の熱交換装置において、前
記熱交換制御手段は、前記液面位置に基づいて前記熱交
換手段へ供給する前記加熱流体の流量および/または前
記被加熱流体の流量を制御する手段であるものとするこ
ともできる。
Further, in the heat exchange apparatus according to the present invention, the heat exchange control means controls a flow rate of the heating fluid and / or a flow rate of the fluid to be heated to be supplied to the heat exchange means based on the liquid surface position. It can also be a means to perform.

【0012】あるいは、本発明の熱交換装置において、
前記熱交換手段は燃料を燃焼する燃焼触媒を表面に担持
する加熱流体流路と該加熱流体流路と熱交換可能な被加
熱流体流路とを有し、前記加熱流体は燃料と空気とを前
記加熱流体流路に供給したときに該燃料が前記燃焼触媒
によって燃焼した際の燃焼ガスと未燃焼の燃料と空気と
の混合ガスであるものとすることもできる。こうすれ
ば、加熱流体を所定量保持するものに比して装置の小型
化と高効率化を図ることができる。この態様の本発明の
熱交換装置において、前記熱交換制御手段は、前記加熱
流体流路に供給する燃料と空気の供給量を制御する手段
であるものとすることもできる。
Alternatively, in the heat exchange device of the present invention,
The heat exchange means has a heating fluid flow path that carries a combustion catalyst that burns fuel on the surface, and a heated fluid flow path that can exchange heat with the heating fluid flow path, wherein the heating fluid is composed of fuel and air. The fuel may be a mixed gas of combustion gas, unburned fuel, and air when the fuel is burned by the combustion catalyst when supplied to the heating fluid flow path. This makes it possible to reduce the size and efficiency of the device as compared with a device that holds a predetermined amount of the heating fluid. In the heat exchange device according to the aspect of the present invention, the heat exchange control means may be a means for controlling supply amounts of fuel and air supplied to the heating fluid flow path.

【0013】また、本発明の熱交換装置において、前記
熱交換制御手段は、前記液面位置の前記熱交換手段の内
部における勾配を検出する勾配検出手段を備え、該検出
された液面位置の勾配に基づいて前記熱交換状態を制御
する手段であるものとすることもできる。こうすれば、
より安定した熱交換を行なうことができる。この態様の
熱交換装置において、前記熱交換制御手段は、前記液面
位置の勾配が所定の勾配範囲内となるよう制御する手段
であるものとすることもできる。勾配検出手段を備える
と共に加熱流体が燃料を燃焼触媒によって燃焼した際の
燃焼ガスと未燃焼の燃料と空気との混合ガスである態様
の本発明の熱交換装置において、前記熱交換制御手段
は、前記加熱流体流路に供給する燃料と空気との比を制
御する手段であるものとすることもできる。
Further, in the heat exchange device of the present invention, the heat exchange control means includes a gradient detection means for detecting a gradient of the liquid level in the heat exchange means, and a gradient of the liquid level detected. The heat exchange state may be controlled based on the gradient. This way,
More stable heat exchange can be performed. In the heat exchange device of this aspect, the heat exchange control means may be means for controlling the gradient of the liquid level position to be within a predetermined gradient range. In the heat exchange apparatus according to the aspect of the present invention, which includes a gradient detection unit and the heating fluid is a mixed gas of combustion gas, unburned fuel, and air when the fuel is burned by the combustion catalyst, the heat exchange control unit includes: A means for controlling a ratio of fuel and air supplied to the heating fluid flow path may be used.

【0014】このほか、本発明の熱交換装置において、
前記液面位置検出手段により検出された液面位置に基づ
いて熱交換状態の異常を検出する異常検出手段と、該異
常を検出したとき、警告を出力する警告出力手段とを備
えるものとすることもできる。こうすれば、熱交換状態
の異常に迅速に対処することができる。
In addition, in the heat exchange device of the present invention,
Abnormality detection means for detecting an abnormality in the heat exchange state based on the liquid surface position detected by the liquid surface position detection means; and warning output means for outputting a warning when the abnormality is detected. Can also. In this case, it is possible to quickly cope with the abnormality in the heat exchange state.

【0015】本発明の燃料改質装置は、炭化水素系の燃
料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃料改質装置であ
って、前記炭化水素系の燃料と水とからなる改質原料を
蒸気化する蒸発部と、該蒸気化した改質原料を前記燃料
ガスに改質する改質部とを備え、前記蒸発部は、前記改
質原料を前記被加熱流体として熱交換するいずれかの態
様の本発明の熱交換装置であることを要旨とする。
A fuel reforming apparatus according to the present invention is a fuel reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, wherein a reforming raw material comprising the hydrocarbon-based fuel and water is used. An evaporating section for evaporating, and a reforming section for reforming the vaporized reforming material to the fuel gas, wherein the evaporating section exchanges heat with the reforming material as the fluid to be heated. The gist of the present invention is a heat exchange device according to an aspect of the present invention.

【0016】この本発明の燃料改質装置によれば、本発
明の熱交換装置を炭化水素系の燃料と水とからなる改質
原料を蒸気化する蒸発部として用いることにより、改質
原料を安定して蒸気化することができる。
According to the fuel reformer of the present invention, the heat exchange device of the present invention is used as an evaporator for evaporating a reformed raw material composed of a hydrocarbon fuel and water, so that the reformed raw material can be used. It can be vaporized stably.

【0017】こうした本発明の燃料改質装置において、
前記炭化水素系の燃料は、メタノールであるものとする
こともできる。
In such a fuel reformer of the present invention,
The hydrocarbon-based fuel may be methanol.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
熱交換装置20の構成の概略を示す構成図である。実施
例の熱交換装置20は、燃料タンク22から燃料ポンプ
24により供給される燃料を噴霧してブロア26により
供給される空気と混合するインジェクタ28と、燃料と
空気との混合ガスの供給を受けて燃焼触媒により混合ガ
ス中の燃料を燃焼することにより熱を得て液体の被加熱
流体(例えば、メタノールと水とからなる改質原料やそ
の他の液体)を貯蔵する被加熱流体タンク42から被加
熱流体ポンプ44により供給された被加熱流体を加熱し
て蒸気化する熱交換器30と、装置全体をコントロール
する電子制御ユニット60とを備える。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a heat exchange device 20 according to one embodiment of the present invention. The heat exchange device 20 according to the embodiment receives an injector 28 that sprays fuel supplied from a fuel tank 22 by a fuel pump 24 and mixes the fuel with air supplied by a blower 26, and a mixed gas of fuel and air. The fuel in the mixed gas is combusted by the combustion catalyst to obtain heat to obtain a liquid to be heated from a heated fluid tank 42 which stores a liquid to be heated (for example, a reforming raw material composed of methanol and water and other liquids). The heat exchanger 30 includes a heat exchanger 30 that heats and evaporates the fluid to be heated supplied by the heating fluid pump 44, and an electronic control unit 60 that controls the entire apparatus.

【0019】図2は、熱交換器30の構造の概略を示す
構成図である。熱交換器30は、図示するように、図中
上下に開放口を有する波板付きの被加熱流体流路部材3
2と、図中左右に開放口を有する同じく波板付きの燃料
流路部材34とが交互に積層されて形成されている。燃
料流路部材34の波板には、燃料を燃焼する燃焼触媒、
例えば白金触媒などが担持されており、燃料が燃料流路
部材34を流れる際に燃焼触媒上で燃焼するようになっ
ている。被加熱流体流路部材32と燃料流路部材34は
交互に積層されているから、被加熱流体流路部材32に
鉛直下側から上側に流れる被加熱流体は、燃料流路部材
34に左側から右側に流れる燃焼ガスと熱交換し、加熱
されて蒸気化するようになっている。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the structure of the heat exchanger 30. As shown in the figure, the heat exchanger 30 has a corrugated heated fluid flow path member 3 having open ports at the top and bottom in the figure.
2 and a fuel flow path member 34 having corrugated plates having open ports on the left and right in the figure are alternately laminated. A combustion catalyst for burning fuel,
For example, a platinum catalyst or the like is carried, and the fuel burns on the combustion catalyst when flowing through the fuel flow path member 34. Since the heated fluid flow path member 32 and the fuel flow path member 34 are alternately laminated, the heated fluid flowing from the vertically lower side to the upper side in the heated fluid flow path member 32 is supplied to the fuel flow path member 34 from the left side. It exchanges heat with the combustion gas flowing to the right side, and is heated and vaporized.

【0020】インジェクタ28により燃料が噴霧され空
気に混合されてなる混合ガスは、図1に示すように、熱
交換器30に取り付けられた二つの連絡管36,37に
よりつづら折り状に流れ、排ガス管38から排出され
る。一方、被加熱流体ポンプ44により被加熱流体入口
46に供給された液体の被加熱流体は、熱交換器30に
よる熱交換で蒸気化されて蒸気出口管48を介して装置
から送出される。
As shown in FIG. 1, the mixed gas obtained by spraying the fuel by the injector 28 and mixing it with the air flows in a zigzag manner by two connecting pipes 36 and 37 attached to the heat exchanger 30, and the exhaust gas pipe It is discharged from 38. On the other hand, the liquid to be heated supplied to the heated fluid inlet 46 by the heated fluid pump 44 is vaporized by heat exchange by the heat exchanger 30 and sent out from the apparatus through the vapor outlet pipe 48.

【0021】熱交換器30には、図1中左側の上下方向
に4個と右側の上下方向に4個の計8個の温度センサ5
1〜58が設けられており、熱交換器30における各部
の温度T1〜T8を検出できるようになっている。
The heat exchanger 30 includes four temperature sensors 5 in the vertical direction on the left side in FIG. 1 and four temperature sensors 5 in the vertical direction on the right side.
1 to 58 are provided so that the temperatures T1 to T8 of the respective parts in the heat exchanger 30 can be detected.

【0022】電子制御ユニット60は、CPU62を中
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したROM64と、一時的にデータ
を記憶するRAM66と、入出力ポート(図示せず)と
を備える。この電子制御ユニット60には、温度センサ
51〜58からの温度T1〜T8などが入力ポートを介
して入力されている。また、電子制御ユニット60から
は、燃料ポンプ24やブロア26,被加熱流体ポンプ4
4への駆動信号やインジケータ70への点灯信号などが
出力ポートを介して出力されている。
The electronic control unit 60 is configured as a microprocessor mainly including a CPU 62, and includes a ROM 64 storing a processing program, a RAM 66 temporarily storing data, and an input / output port (not shown). Prepare. The temperatures T1 to T8 from the temperature sensors 51 to 58 are input to the electronic control unit 60 via input ports. In addition, the electronic control unit 60 supplies the fuel pump 24, the blower 26, the heated fluid pump 4
A drive signal to the indicator 4 and a lighting signal to the indicator 70 are output via the output port.

【0023】次に、こうして構成された実施例の熱交換
装置20の動作について説明する。図3は、実施例の熱
交換装置20の電子制御ユニット60により実行される
熱交換制御ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。このルーチンは、実施例の熱交換装置20が始動さ
れ定常運転状態になった直後から所定時間毎(例えば、
100msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the heat exchanger 20 of the embodiment configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a heat exchange control routine executed by the electronic control unit 60 of the heat exchange device 20 according to the embodiment. This routine is performed at predetermined time intervals (for example, immediately after the heat exchange device 20 of the embodiment is started and enters a steady operation state).
(Every 100 msec).

【0024】熱交換制御ルーチンが実行されると、電子
制御ユニット60のCPU62は、まず、温度センサ5
1〜58により検出される熱交換器30の各部の温度T
1〜T8を読み込む処理を実行する(ステップS10
0)。そして、読み込んだ温度T1〜T8に基づいて熱
交換器30における被加熱流体の液面の位置(液面高
さ)H1,H2を計算する(ステップS102)。液面
高さH1は、読み込んだ温度T1〜T4のうち被加熱流
体の沸点の直近上位の温度と直近下位の温度とを用いて
その温度を検出した温度センサの高さから比例配分によ
り計算し、液面高さH2は、読み込んだ温度T5〜T8
から同様にして計算する。図4に液面高さH1,H2の
計算の様子の一例を示す。図中、高さの軸のHa〜Hd
は、温度センサ51〜54および温度センサ55〜58
の被加熱流体入口46からの高さを示している。また、
図中、黒丸は温度センサ51〜54により検出された温
度T1〜T4を示し、白丸は温度センサ55〜58によ
り検出された温度T5〜T8を示す。いま、被加熱流体
の沸点をTeとすると、液面高さH1は、沸点Teの直
近上位の温度T3を検出した温度センサ53の位置する
高さHcと沸点Teの直近下位の温度T4を検出した温
度センサ54の位置する高さHdを用いて次式(1)に
より計算され、液面高さH2は、同じく沸点Teの直近
上位の温度T6を検出した温度センサ56の位置する高
さHbと沸点Teの直近下位の温度T7を検出した温度
センサ57の位置する高さHcを用いて式(2)により
計算される。こうして計算された液面高さH1,H2
は、厳密には被加熱流体の熱交換器30における液面高
さとは異なる場合も生じるが、装置を制御する際に用い
るものとしては十分な値として考えることができる。こ
うして計算された液面高さH1,H2から推定される液
面を図1中の熱交換器30に液面Aとして示した。
When the heat exchange control routine is executed, the CPU 62 of the electronic control unit 60
1 to 58, the temperature T of each part of the heat exchanger 30
1 to T8 are read (step S10).
0). Then, based on the read temperatures T1 to T8, the liquid surface positions (liquid surface heights) H1 and H2 of the fluid to be heated in the heat exchanger 30 are calculated (step S102). The liquid level height H1 is calculated by the proportional distribution from the height of the temperature sensor that detects the temperature using the temperature immediately above and below the boiling point of the fluid to be heated among the read temperatures T1 to T4. , The liquid level height H2 depends on the read temperatures T5 to T8.
From the same way. FIG. 4 shows an example of how the liquid level heights H1 and H2 are calculated. In the figure, Ha to Hd of the height axis
Are temperature sensors 51-54 and temperature sensors 55-58
From the heated fluid inlet 46 is shown. Also,
In the figure, black circles indicate the temperatures T1 to T4 detected by the temperature sensors 51 to 54, and white circles indicate the temperatures T5 to T8 detected by the temperature sensors 55 to 58. Assuming that the boiling point of the fluid to be heated is Te, the liquid level height H1 is the height Hc at which the temperature sensor 53 that detects the temperature T3 immediately above the boiling point Te is detected and the temperature T4 immediately below the boiling point Te is detected. The liquid level height H2 is calculated using the height Hd at which the temperature sensor 54 is located by the following equation (1), and the height Hb at which the temperature sensor 56 at which the temperature T6 immediately above the boiling point Te is detected is detected. And the height Hc at which the temperature sensor 57 that detects the temperature T7 immediately below the boiling point Te is calculated by the equation (2). The liquid level heights H1, H2 calculated in this way
Strictly speaking, the liquid level of the fluid to be heated may be different from the liquid level in the heat exchanger 30, but it can be considered as a sufficient value for use in controlling the apparatus. The liquid level estimated from the liquid level heights H1 and H2 thus calculated is shown as a liquid level A in the heat exchanger 30 in FIG.

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】続いて、計算した液面高さH1,H2が適
正範囲内にあるか否かを判定する(ステップS10
4)。ここで液面高さの適正範囲は、装置によって定め
られるものであり、実施例では温度センサ54の高さH
dより少し上の高さから温度センサ52の高さHbの範
囲とした。液面高さH1,H2が適正範囲内のときに
は、液面高さH2から液面高さH1を減じた液面勾配Δ
Hを計算し(ステップS112)、計算した液面勾配Δ
Hが適正範囲内にあるか否かを判定する(ステップS1
14)。ここで、液面勾配ΔHの適正範囲は、装置によ
って定められるものであり、実施例では温度センサ54
と温度センサ58との間の間隔に対して20%とした。
なお、液面勾配ΔHは、被加熱流体の均一な蒸気を得る
ためには、値0に近い方がよいと考えられる。液面勾配
ΔHが適正範囲内にあるときには、装置は適正範囲内で
運転されていると判断し、本ルーチンを終了する。
Subsequently, it is determined whether or not the calculated liquid level heights H1 and H2 are within an appropriate range (step S10).
4). Here, the appropriate range of the liquid level is determined by the apparatus, and in the embodiment, the height H of the temperature sensor 54 is set.
The range from the height slightly higher than d to the height Hb of the temperature sensor 52 was set. When the liquid level heights H1 and H2 are within an appropriate range, the liquid level gradient Δ is obtained by subtracting the liquid level height H1 from the liquid level height H2.
H is calculated (step S112), and the calculated liquid level gradient Δ
It is determined whether H is within an appropriate range (step S1).
14). Here, the appropriate range of the liquid surface gradient ΔH is determined by the apparatus.
20% of the distance between the sensor and the temperature sensor 58.
It is considered that the liquid surface gradient ΔH is preferably closer to 0 in order to obtain a uniform vapor of the fluid to be heated. When the liquid level gradient ΔH is within the appropriate range, the apparatus determines that the apparatus is operating within the appropriate range, and terminates this routine.

【0027】ステップS104に戻って、液面高さH
1,H2のいずれかが適正範囲内にないときには、液面
高さH1,H2を閾値HHおよび閾値HLと比較する
(ステップS106,S108)。ここで、閾値HHは
液面高さH1,H2の上限値として設定されるものであ
り、閾値HLは液面高さH1,H2の下限値として設定
されるものである。実施例では、閾値HHとして温度セ
ンサ51の高さHaを用い、閾値HLとして温度センサ
54の高さHdを用いた。液面高さH1,H2のいずれ
かが閾値HHより大きいときには、熱交換器30におけ
る燃料の燃焼の不良と判断し、失火警報としてインジケ
ータ70の失火を点灯し(ステップS118)、本ルー
チンを終了する。また、液面高さH1,H2のいずれか
が閾値HLより小さいときには、被加熱流体の供給がな
されていないと判断し、空だき警報としてインジケータ
70の空だきを点灯し(ステップS120)、本ルーチ
ンを終了する。
Returning to step S104, the liquid level H
When any one of H1 and H2 is not within the appropriate range, the liquid level heights H1 and H2 are compared with the thresholds HH and HL (steps S106 and S108). Here, the threshold value HH is set as an upper limit value of the liquid level heights H1 and H2, and the threshold value HL is set as a lower limit value of the liquid level heights H1 and H2. In the embodiment, the height Ha of the temperature sensor 51 is used as the threshold value HH, and the height Hd of the temperature sensor 54 is used as the threshold value HL. If either of the liquid level heights H1 and H2 is larger than the threshold value HH, it is determined that fuel combustion in the heat exchanger 30 is defective, and the misfire of the indicator 70 is turned on as a misfire alarm (step S118), and this routine ends. I do. If either of the liquid level heights H1 and H2 is smaller than the threshold value HL, it is determined that the fluid to be heated has not been supplied, and the emptying of the indicator 70 is turned on as an emptying warning (step S120). End the routine.

【0028】液面高さH1,H2がいずれも閾値HHと
閾値HLとの間にあるときには、液面高さH1,H2が
適正範囲内となるよう燃料と空気の供給量を制御する
(ステップS110)。具体的には、液面高さH1,H
2のいずれかが適正範囲を上回っているときには、燃料
不足と判断して、燃料ポンプ24による燃料の供給量と
ブロア26による空気の供給量とを共に増加する制御を
行ない、逆に液面高さH1,H2のいずれかが適正範囲
を下回っているときには、燃料過剰を判断して、燃料ポ
ンプ24による燃料の供給量とブロア26による空気の
供給量とを減少する制御を行なうのである。このよう
に、被加熱流体の液面高さH1,H2を適正範囲内とす
ることにより、被加熱流体を効率よく蒸気化することが
できる。こうした燃料と空気量の供給量の制御を行なっ
た後は、ステップS112以降の処理を行なう。
When the liquid level heights H1 and H2 are both between the threshold value HH and the threshold value HL, the supply amounts of fuel and air are controlled so that the liquid level heights H1 and H2 fall within appropriate ranges (step S1). S110). Specifically, the liquid level heights H1, H
If any one of the two values exceeds the appropriate range, it is determined that the fuel is insufficient, and control is performed to increase both the amount of fuel supplied by the fuel pump 24 and the amount of air supplied by the blower 26. If either H1 or H2 is below the appropriate range, it is determined that the fuel is excessive, and control is performed to reduce the amount of fuel supplied by the fuel pump 24 and the amount of air supplied by the blower 26. As described above, by setting the liquid level heights H1 and H2 of the fluid to be heated within the appropriate range, the fluid to be heated can be efficiently vaporized. After the control of the supply amounts of the fuel and the air amount, the process from step S112 is performed.

【0029】ステップS114で液面勾配ΔHが適正範
囲内にないときには、熱交換器30による被加熱流体の
均一な蒸気の生成が行なわれ難いと判断し、液面勾配Δ
Hが適正範囲内となるよう空気の供給量に対する燃料の
供給量である空燃比を変更する制御を行なって(ステッ
プS116)、本ルーチンを終了する。空燃比の変更制
御は、具他的には、液面勾配ΔHが適正範囲を上回ると
きにはブロア26による空気の供給量を増加する制御を
行ない、液面勾配ΔHが適正範囲を下回るときにはブロ
ア26による空気の供給量を減少する制御を行なうこと
によりなされる。このように液面勾配ΔHを適正範囲内
とすることにより、被加熱流体を効率よく蒸気化するこ
とができる。
If the liquid level gradient ΔH is not within the proper range in step S114, it is determined that it is difficult to generate uniform vapor of the fluid to be heated by the heat exchanger 30, and the liquid level gradient ΔH is determined.
Control is performed to change the air-fuel ratio, which is the amount of fuel supplied with respect to the amount of air supplied, so that H falls within the appropriate range (step S116), and this routine ends. Specifically, the air-fuel ratio change control performs control to increase the amount of air supplied by the blower 26 when the liquid level gradient ΔH exceeds an appropriate range, and performs control by the blower 26 when the liquid level gradient ΔH falls below the appropriate range. This is performed by performing control to reduce the supply amount of air. By setting the liquid level gradient ΔH within the appropriate range, the fluid to be heated can be efficiently vaporized.

【0030】以上説明した実施例の熱交換装置20によ
れば、熱交換器30の各部の温度に基づいて被加熱流体
の液面高さH1,H2を計算し、この液面高さH1,H
2に基づいて熱交換器30における熱交換状態を制御す
ることができる。即ち、液面高さH1,H2を適正範囲
内とすると共に液面勾配ΔHを適正範囲内とすることに
より効率よく安定して被加熱流体の熱交換による蒸気化
を行なうことができるのである。また、実施例の熱交換
装置20によれば、液面高さH1,H2を閾値HHおよ
び閾値HLと比較することにより、熱交換器30の熱交
換状態の異常を検出することができる。しかも、異常を
検出したときには、インジケータ70を点灯するものと
したから、操作者は異常に対して迅速に対応することが
できる。
According to the heat exchanger 20 of the embodiment described above, the liquid surface heights H1 and H2 of the fluid to be heated are calculated based on the temperatures of the respective parts of the heat exchanger 30, and the liquid surface heights H1 and H2 are calculated. H
2, the heat exchange state in the heat exchanger 30 can be controlled. That is, by setting the liquid level heights H1 and H2 within an appropriate range and the liquid level gradient ΔH within an appropriate range, it is possible to efficiently and stably vaporize the fluid to be heated by heat exchange. Further, according to the heat exchange device 20 of the embodiment, the abnormality of the heat exchange state of the heat exchanger 30 can be detected by comparing the liquid level heights H1 and H2 with the threshold values HH and HL. Moreover, since the indicator 70 is turned on when an abnormality is detected, the operator can quickly respond to the abnormality.

【0031】実施例の熱交換装置20では、液面高さH
1,H2に基づく制御と液面勾配ΔHに基づく制御との
両方を同時に行なうものとしたが、液面高さH1,H2
に基づく制御と液面勾配ΔHに基づく制御を別々に行な
うものとしてもよい。また、液面高さH1,H2に基づ
く制御のみを実行し液面勾配ΔHに基づく制御を行なわ
ないものとしたり、液面勾配ΔHに基づく制御のみを実
行し液面高さH1,H2に基づく制御を行なわないもの
としてもかまわない。
In the heat exchanger 20 of the embodiment, the liquid level H
1, H2 and the control based on the liquid surface gradient ΔH are performed simultaneously, but the liquid surface heights H1, H2
And the control based on the liquid surface gradient ΔH may be separately performed. Further, only the control based on the liquid surface heights H1 and H2 is performed and the control based on the liquid surface gradient ΔH is not performed, or only the control based on the liquid surface gradient ΔH is performed and the control based on the liquid surface heights H1 and H2 is performed. The control may not be performed.

【0032】実施例の熱交換装置20では、8個の温度
センサ51〜58により検出された温度T1〜T8に基
づいて液面高さH1,H2を計算するものとしたが、9
個以上または7個以下の温度センサにより検出された温
度に基づいて液面高さH1,H2を計算するものとして
もよい。また、熱交換器30の温度分布を計算または検
出して熱交換器30における液面高さを計算または推定
するものとしてもよい。
In the heat exchanger 20 of the embodiment, the liquid level heights H1 and H2 are calculated based on the temperatures T1 to T8 detected by the eight temperature sensors 51 to 58.
The liquid level heights H1 and H2 may be calculated based on the temperatures detected by the number of or more or seven or less temperature sensors. Further, the liquid level height in the heat exchanger 30 may be calculated or estimated by calculating or detecting the temperature distribution of the heat exchanger 30.

【0033】実施例の熱交換装置20では、液面高さH
1,H2のいずれかが閾値HHより大きいときに失火と
判断し、液面高さH1,H2のいずれかが閾値HLより
小さいときに空だきと判断してインジケータ70を点灯
するものとしたが、異なる判断をしてインジケータ70
を点灯するものとしたり、インジケータ70に代えて液
晶ディスプレイなどに文字表示するものとしたり、音声
出力により警告するものとしてもよい。
In the heat exchanger 20 of the embodiment, the liquid level H
If any one of H1 and H2 is larger than the threshold value HH, it is determined that a misfire has occurred, and if any of the liquid level heights H1 and H2 is smaller than the threshold value HL, it is determined that there is no air and the indicator 70 is turned on. Make a different decision, indicator 70
May be turned on, characters may be displayed on a liquid crystal display or the like instead of the indicator 70, or a warning may be issued by voice output.

【0034】次に、こうした実施例の熱交換装置20を
炭化水素系の燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃
料改質装置100の炭化水素系の燃料と水とからなる改
質原料を蒸気化する蒸発部として用いた例について説明
する。図5は、実施例の熱交換装置20を蒸発部として
用いた燃料改質装置100の構成の概略を示す構成図で
ある。図示するように、燃料改質装置100は、炭化水
素系の燃料としてのメタノールと水とからなる改質原料
を被加熱流体として供給を受けこれを蒸気化すると共に
蒸気化した改質原料に酸素を含有する酸素含有ガスとし
ての空気を混合して原料ガスとする蒸発部としての実施
例の熱交換装置20を備えると共に、この熱交換装置2
0からの原料ガスの供給を受けて次式(3)および式
(4)の改質反応と一酸化炭素の酸化反応とにより一酸
化炭素濃度の極めて低い水素リッチガスを生成する改質
部120とCO低減部130とからなる改質装置110
とを備える。なお、燃料改質装置100では、実施例の
熱交換装置20は、蒸気出口管48に空気導入管が設け
られており、導入された空気と蒸気化した改質原料とを
混合して原料ガスとしている。
Next, the heat exchange apparatus 20 of this embodiment is used to convert a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas. An example in which the evaporator is used as an evaporator to evaporate will be described. FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the fuel reformer 100 using the heat exchange device 20 of the embodiment as an evaporator. As shown in the figure, a fuel reforming apparatus 100 receives a reforming raw material composed of methanol and water as hydrocarbon-based fuels as a heated fluid, vaporizes this, and converts the vaporized reforming raw material into oxygen. Is provided with the heat exchange device 20 of the embodiment as an evaporating unit which mixes air as an oxygen-containing gas containing oxygen as a raw material gas.
A reforming unit 120 that receives a supply of raw material gas from 0 and generates a hydrogen-rich gas having a very low carbon monoxide concentration by a reforming reaction of the following equations (3) and (4) and an oxidation reaction of carbon monoxide: Reforming device 110 including CO reduction unit 130
And In the fuel reforming apparatus 100, in the heat exchange apparatus 20 of the embodiment, an air introduction pipe is provided in the steam outlet pipe 48, and the introduced air is mixed with the vaporized reforming raw material to form a raw material gas. And

【0035】 CH3OH+2H2O→3H2+CO2+H2O+(CO)−49.5kJ (3) CH3OH+(1/2)O2→CO2+2H2+189kJ (4)CH 3 OH + 2H 2 O → 3H 2+ CO 2 + H 2 O + (CO) −49.5 kJ (3) CH 3 OH + (1 /) O 2 → CO 2 + 2H 2 +189 kJ (4)

【0036】図示するように、メタノールと水とが所定
の混合比で混合された改質原料は、まず改質装置110
のCO低減部130に導入されて一酸化炭素を酸化する
際に生じる熱により加温される。そして、この加温され
た改質原料は実施例の熱交換装置20に送られ、燃焼ガ
スとの熱交換により蒸気化される。蒸気化した改質原料
は、酸素を含有する酸素含有ガスとしての空気がメタノ
ールに対して所定の割合で導入されて改質反応を行なう
ための原料ガスとされ、改質装置110の改質部120
に供給されて上述の式(3)および式(4)の改質反応
により原料ガスを水素リッチな改質ガスに改質する。こ
の改質ガスは、CO低減部130に送られ、導入された
酸素含有ガスとしての空気中の酸素により未反応の一酸
化炭素が酸化されて、一酸化炭素濃度の極めて低い水素
リッチな燃料ガスとされる。
As shown in the figure, a reforming raw material in which methanol and water are mixed at a predetermined mixing ratio is first supplied to a reformer 110.
Is heated by the heat generated when the carbon monoxide is introduced into the CO reduction unit 130 and oxidizes the carbon monoxide. Then, the heated reformed raw material is sent to the heat exchange device 20 of the embodiment, and is vaporized by heat exchange with the combustion gas. The vaporized reforming raw material is used as a raw material gas for performing a reforming reaction by introducing air as an oxygen-containing gas containing oxygen at a predetermined ratio with respect to methanol. 120
And reforms the raw material gas into a hydrogen-rich reformed gas by the reforming reactions of the above formulas (3) and (4). This reformed gas is sent to the CO reduction unit 130, where the unreacted carbon monoxide is oxidized by oxygen in the air as the introduced oxygen-containing gas, and the hydrogen-rich fuel gas having a very low carbon monoxide concentration is obtained. It is said.

【0037】こうして構成された燃料改質装置100で
は、実施例の熱交換装置20が効率よく安定して改質原
料を蒸気化するから、効率よく安定して改質原料を改質
することができる。
In the fuel reforming apparatus 100 configured as described above, the heat exchange device 20 of the embodiment efficiently and stably vaporizes the reformed material, so that the reformed material can be reformed efficiently and stably. it can.

【0038】実施例の燃料改質装置100では、熱交換
装置20に空気を導入するものとしたが、改質装置11
0に空気を導入するものとしてもよい。また、実施例の
燃料改質装置100では、被加熱流体としての改質原料
をCO低減部130により加温するものとしたが、CO
低減部130で加温しないものとしても差し支えない。
In the fuel reformer 100 of the embodiment, air is introduced into the heat exchanger 20.
It is also possible to introduce air into the zero. Further, in the fuel reforming apparatus 100 of the embodiment, the reforming material as the fluid to be heated is heated by the CO reduction unit 130.
The heating may not be performed by the reducing unit 130.

【0039】実施例の燃料改質装置100では、炭化水
素系の燃料としてメタノールを用いたが、他の炭化水素
系の燃料を用いるものとしてもよい。
In the fuel reforming apparatus 100 of the embodiment, methanol is used as the hydrocarbon fuel, but another hydrocarbon fuel may be used.

【0040】実施例の熱交換装置20では、炭化水素系
の燃料を改質する燃料改質装置100の蒸発部として用
いるものを一例としたが、被加熱流体は、液体で供給さ
れ、蒸気化して送出するものであれば如何なる流体であ
っても差し支えない。
In the heat exchange apparatus 20 of the embodiment, an example is used in which the evaporating section of the fuel reforming apparatus 100 for reforming a hydrocarbon fuel is used. However, the fluid to be heated is supplied as a liquid and vaporized. Any fluid may be used as long as the fluid is delivered.

【0041】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
The embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Of course, it can be carried out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例である熱交換装置20の構
成の概略を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a heat exchange device 20 according to an embodiment of the present invention.

【図2】 熱交換器30の構造の概略を示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a structure of a heat exchanger 30.

【図3】 実施例の熱交換装置20の電子制御ユニット
60により実行される熱交換制御ルーチンの一例を示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a heat exchange control routine executed by an electronic control unit 60 of the heat exchange device 20 according to the embodiment.

【図4】 液面高さH1,H2の計算の様子の一例を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a state of calculation of liquid level heights H1 and H2.

【図5】 実施例の熱交換装置20を蒸発部として用い
た燃料改質装置100の構成の概略を示す構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a fuel reformer 100 using the heat exchange device 20 of the embodiment as an evaporator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 熱交換装置、22 燃料タンク、24 燃料ポン
プ、26 ブロア、28 インジェクタ、30 熱交換
器、32 被加熱流体流路部材、34 燃料流路部材、
36,37 連絡管、38 排ガス管、42 被加熱流
体タンク、44被加熱流体ポンプ、46 被加熱流体入
口、48 蒸気出口管、51〜58温度センサ、60
電子制御ユニット、62 CPU、64 ROM、66
RAM、70 インジケータ、100 燃料改質装
置、110 改質装置、120改質部、130 CO低
減部。
Reference Signs List 20 heat exchange device, 22 fuel tank, 24 fuel pump, 26 blower, 28 injector, 30 heat exchanger, 32 heated fluid flow path member, 34 fuel flow path member,
36, 37 connecting pipe, 38 exhaust gas pipe, 42 heated fluid tank, 44 heated fluid pump, 46 heated fluid inlet, 48 steam outlet pipe, 51-58 temperature sensor, 60
Electronic control unit, 62 CPU, 64 ROM, 66
RAM, 70 indicator, 100 fuel reformer, 110 reformer, 120 reformer, 130 CO reduction unit.

フロントページの続き Fターム(参考) 3K005 AA10 AB12 AB19 AC05 BA05 BA06 CA01 DA01 3K065 TA19 TD04 TK02 TN01 4G040 EA02 EA03 EA06 EB03 EB14 EB43 EB44 Continued on the front page F term (reference) 3K005 AA10 AB12 AB19 AC05 BA05 BA06 CA01 DA01 3K065 TA19 TD04 TK02 TN01 4G040 EA02 EA03 EA06 EB03 EB14 EB43 EB44

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱流体と気液両相の被加熱流体との熱
交換を行なう熱交換装置であって、 前記加熱流体と前記被加熱流体との熱交換を行なう熱交
換手段と、 該熱交換手段の内部における前記被加熱流体の液面位置
を検出する液面位置検出手段と、 該検出された液面位置に基づいて前記熱交換手段におけ
る熱交換状態を制御する熱交換制御手段とを備える熱交
換装置。
1. A heat exchange device for exchanging heat between a heating fluid and a fluid to be heated in both gas and liquid phases, comprising: a heat exchange means for exchanging heat between the heating fluid and the fluid to be heated; A liquid level position detecting means for detecting a liquid level position of the fluid to be heated inside the exchanging means; and a heat exchange controlling means for controlling a heat exchange state in the heat exchanging means based on the detected liquid level position. Equipped heat exchange equipment.
【請求項2】 前記液面位置検出手段は、前記熱交換手
段の温度分布を検出する温度分布検出手段と、該検出さ
れた温度分布に基づいて前記液面位置を推定する液面位
置推定手段とを備える請求項1記載の熱交換装置。
2. The liquid level position detecting means includes a temperature distribution detecting means for detecting a temperature distribution of the heat exchanging means, and a liquid level position estimating means for estimating the liquid level position based on the detected temperature distribution. The heat exchange device according to claim 1, comprising:
【請求項3】 前記温度分布検出手段は、前記熱交換手
段の複数箇所の温度を検出する手段である請求項2記載
の熱交換装置。
3. The heat exchange device according to claim 2, wherein said temperature distribution detecting means is means for detecting temperatures at a plurality of points of said heat exchanging means.
【請求項4】 前記熱交換制御手段は、前記液面位置が
所定の高さ範囲内となるよう制御する手段である請求項
1ないし3いずれか記載の熱交換装置。
4. The heat exchange apparatus according to claim 1, wherein said heat exchange control means is means for controlling said liquid level to be within a predetermined height range.
【請求項5】 前記熱交換制御手段は、前記液面位置に
基づいて前記熱交換手段へ供給する前記加熱流体の流量
および/または前記被加熱流体の流量を制御する手段で
ある請求項1ないし4いずれか記載の熱交換装置。
5. The heat exchange control means for controlling a flow rate of the heating fluid supplied to the heat exchange means and / or a flow rate of the fluid to be heated based on the liquid level position. 4. The heat exchange device according to any one of 4.
【請求項6】 請求項1ないし5いずれか記載の熱交換
装置であって、 前記熱交換手段は、燃料を燃焼する燃焼触媒を表面に担
持する加熱流体流路と該加熱流体流路と熱交換可能な被
加熱流体流路とを有し、 前記加熱流体は、燃料と空気とを前記加熱流体流路に供
給したときに該燃料が前記燃焼触媒によって燃焼した際
の燃焼ガスと未燃焼の燃料と空気との混合ガスである熱
交換装置。
6. The heat exchange device according to claim 1, wherein the heat exchange means includes a heating fluid flow path having a surface on which a combustion catalyst for burning fuel is carried, and a heating fluid flow path, Having a replaceable fluid passage to be heated, wherein the heating fluid is a combustion gas and an unburned gas when the fuel is burned by the combustion catalyst when fuel and air are supplied to the heating fluid passage. A heat exchange device that is a mixed gas of fuel and air.
【請求項7】 前記熱交換制御手段は、前記加熱流体流
路に供給する燃料と空気の供給量を制御する手段である
請求項6記載の熱交換装置。
7. The heat exchange apparatus according to claim 6, wherein said heat exchange control means is a means for controlling supply amounts of fuel and air supplied to said heating fluid flow path.
【請求項8】 前記熱交換制御手段は、前記液面位置の
前記熱交換手段の内部における勾配を検出する勾配検出
手段を備え、該検出された液面位置の勾配に基づいて前
記熱交換状態を制御する手段である請求項1ないし7い
ずれか記載の熱交換装置。
8. The heat exchange control means includes gradient detection means for detecting a gradient of the liquid level in the heat exchange means, and the heat exchange state is determined based on the detected gradient of the liquid level. The heat exchange device according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat exchange device is a means for controlling the temperature.
【請求項9】 前記熱交換制御手段は、前記液面位置の
勾配が所定の勾配範囲内となるよう制御する手段である
請求項8記載の熱交換装置。
9. The heat exchange device according to claim 8, wherein said heat exchange control means is means for controlling a gradient of said liquid level position to be within a predetermined gradient range.
【請求項10】 前記熱交換制御手段は、前記加熱流体
流路に供給する燃料と空気との比を制御する手段である
請求項6に係る請求項8または9記載の熱交換装置。
10. The heat exchange apparatus according to claim 8, wherein the heat exchange control means is means for controlling a ratio of fuel and air supplied to the heating fluid flow path.
【請求項11】 請求項1ないし10いずれか記載の熱
交換装置であって、 前記液面位置検出手段により検出された液面位置に基づ
いて熱交換状態の異常を検出する異常検出手段と、 該異常を検出したとき、警告を出力する警告出力手段と
を備える熱交換装置。
11. The heat exchange device according to claim 1, wherein abnormality detection means for detecting an abnormality in a heat exchange state based on a liquid surface position detected by the liquid surface position detection means, A heat output unit that outputs a warning when the abnormality is detected.
【請求項12】 炭化水素系の燃料を水素リッチな燃料
ガスに改質する燃料改質装置であって、 前記炭化水素系の燃料と水とからなる改質原料を蒸気化
する蒸発部と、 該蒸気化した改質原料を前記燃料ガスに改質する改質部
とを備え、 前記蒸発部は、前記改質原料を前記被加熱流体として熱
交換する請求項1ないし11いずれか記載の熱交換装置
である燃料改質装置。
12. A fuel reformer for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, comprising: an evaporator for vaporizing a reforming raw material comprising the hydrocarbon-based fuel and water; 12. The heat generating apparatus according to claim 1, further comprising: a reforming unit configured to reform the vaporized reforming raw material into the fuel gas, wherein the evaporating unit exchanges heat with the reforming raw material as the fluid to be heated. A fuel reformer that is an exchange device.
【請求項13】 前記炭化水素系の燃料は、メタノール
である請求項12記載の燃料改質装置。
13. The fuel reformer according to claim 12, wherein the hydrocarbon-based fuel is methanol.
JP2000087831A 2000-03-28 2000-03-28 Heat exchanger and fuel reforming device Pending JP2001272031A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000087831A JP2001272031A (en) 2000-03-28 2000-03-28 Heat exchanger and fuel reforming device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000087831A JP2001272031A (en) 2000-03-28 2000-03-28 Heat exchanger and fuel reforming device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001272031A true JP2001272031A (en) 2001-10-05

Family

ID=18603785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000087831A Pending JP2001272031A (en) 2000-03-28 2000-03-28 Heat exchanger and fuel reforming device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001272031A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207708A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Hydrogen production apparatus and fuel cell system
JP2016176603A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド Absorption chiller heater, heat exchanger, control method for absorption chiller heater
JP2017203621A (en) * 2017-08-28 2017-11-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Method for monitoring and operating carbon-containing fuel heat exchanger

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011207708A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Jx Nippon Oil & Energy Corp Hydrogen production apparatus and fuel cell system
JP2016176603A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド Absorption chiller heater, heat exchanger, control method for absorption chiller heater
JP2017203621A (en) * 2017-08-28 2017-11-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Method for monitoring and operating carbon-containing fuel heat exchanger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6586125B2 (en) Combustion heating device, fuel reforming apparatus including combustion heating device, and fuel cell system
JP5786521B2 (en) Fuel cell system
CN100453446C (en) Hydrogen production apparatus, its operation method, and fuel cell system
WO2007111123A1 (en) Reforming apparatus
US6613465B2 (en) Control device for a fuel reforming apparatus
US20040255514A1 (en) Fuel reforming system of a fuel cell
JPH11106204A (en) Hydrogen production apparatus and hydrogen production process
JP2001272031A (en) Heat exchanger and fuel reforming device
JP5044135B2 (en) Fuel cell power generator
JP2000034102A (en) Controller of reformer
JP4389762B2 (en) Fuel processing system for hydrocarbon fuel reforming
JP3530283B2 (en) Fuel cell and control method thereof
WO2020194019A1 (en) Fuel cell system and method for controlling fuel cell system
JP5834527B2 (en) Fuel cell system
JP2003212508A (en) Method of controlling supply of water in reforming system
JP2002326802A (en) Fuel reformer
JP2001180904A (en) Fuel vaporizer
JP2003238112A (en) Apparatus for producing hydrogen
JP2004115320A (en) Reforming apparatus
JP3415086B2 (en) Hydrogen generator
JP7391749B2 (en) Fuel cell system, control device, and control program
JP3729053B2 (en) Fuel reformer
JP4014124B2 (en) Fuel evaporator
JPH09309701A (en) Apparatus for producing hydrogen and its operation
JP2007261872A (en) Hydrogen-containing gas producing apparatus