JP2002327991A - Evaporation heat exchanger - Google Patents
Evaporation heat exchangerInfo
- Publication number
- JP2002327991A JP2002327991A JP2001131081A JP2001131081A JP2002327991A JP 2002327991 A JP2002327991 A JP 2002327991A JP 2001131081 A JP2001131081 A JP 2001131081A JP 2001131081 A JP2001131081 A JP 2001131081A JP 2002327991 A JP2002327991 A JP 2002327991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- header
- heat exchanger
- liquid
- vaporization
- vaporizing
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は気化熱交換器に関
し、例えば車両等の移動体搭載用の燃料電池発電システ
ムにおける燃料改質系統設備の気化熱交換器に適用して
有用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vaporization heat exchanger, and is useful, for example, when applied to a vaporization heat exchanger of a fuel reforming system in a fuel cell power generation system mounted on a moving body such as a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】燃料電池発電システムでは、燃料ガスと
酸化ガスとをセルスタック等の燃料電池本体に供給し
て、電気化学反応により発電する。この場合、燃料ガス
としてはメタノール等の液体燃料を改質して得られる水
素リッチガスが用いられる。このため、燃料電池発電シ
ステムには燃料改質系統設備も装備されている。2. Description of the Related Art In a fuel cell power generation system, a fuel gas and an oxidizing gas are supplied to a fuel cell body such as a cell stack to generate power by an electrochemical reaction. In this case, a hydrogen-rich gas obtained by reforming a liquid fuel such as methanol is used as the fuel gas. For this reason, the fuel cell power generation system is also equipped with fuel reforming system equipment.
【0003】燃料改質系統設備では、まず、燃料タンク
に貯溜されているメタノール等の液体燃料を、インゼク
タ(ポンプ)で気化熱交換器に送給し、ここで気化、過
熱する。続いて、気化熱交換器で気化した燃料を、改質
器に送給し、ここで改質触媒を用いて水素に富んだ改質
ガス(水素リッチガス)に改質する。そして、この水素
リッチガスを、精製装置で精製した後、燃料ガスとして
燃料電池本体に供給する。このように燃料改質系統設備
では液体燃料を改質器で改質する前に気化熱交換器にお
いて気化するが、この気化熱交換器の構成は、従来、図
7及び図8に示すような構成となっている。図7は従来
の気化熱交換器の断面図、図8は図7のA方向矢視図で
ある。In a fuel reforming system, first, liquid fuel such as methanol stored in a fuel tank is supplied to a vaporizing heat exchanger by an injector (pump), where the fuel is vaporized and overheated. Subsequently, the fuel vaporized by the vaporization heat exchanger is sent to the reformer, where it is reformed into a hydrogen-rich reformed gas (hydrogen-rich gas) using a reforming catalyst. Then, this hydrogen-rich gas is purified by a purifier, and then supplied to the fuel cell body as a fuel gas. As described above, in the fuel reforming system equipment, the liquid fuel is vaporized in the vaporization heat exchanger before reforming in the reformer, and the configuration of the vaporization heat exchanger has conventionally been as shown in FIGS. It has a configuration. FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional vaporizing heat exchanger, and FIG. 8 is a view as viewed in the direction of arrow A in FIG.
【0004】これらの図に示すように、気化熱交換器1
は熱交コア部2の一端側(上側)にヘッダ3を備えてい
る。また、熱交コア部2の他端側(下側)にはヘッダ4
が設けられている。熱交コア部2の低温側には多数の気
化流路5が並列に設けられており、熱交コア部2の高温
側には加熱部として多数の高温流体流路6が並列に設け
られている。各高温流体流路6にはフィン7がシグザグ
状に設けられている。高温流体流路6と気化流路5は交
互に配置されており、隣接する高温流体流路6の間に各
気化流路5が位置している。各気化流路6には矢印23
で示すように液体燃料16が重力により熱交コア部2の
上から下へ流れる一方、各高温流体流路6には矢印21
で示すように熱交コア部2の奥行方向へ高温流体(例え
ば水素を燃やした燃焼ガス)が流れるようになってい
る。As shown in these figures, a vaporizing heat exchanger 1
Is provided with a header 3 on one end side (upper side) of the heat exchange core portion 2. A header 4 is provided at the other end (lower side) of the heat exchange core 2.
Is provided. A large number of vaporization channels 5 are provided in parallel on the low-temperature side of the heat exchange core unit 2, and a number of high-temperature fluid channels 6 are provided in parallel on the high-temperature side of the heat exchange core unit 2 as heating units. I have. Fins 7 are provided in each high-temperature fluid flow path 6 in a zigzag shape. The high temperature fluid channels 6 and the vaporizing channels 5 are alternately arranged, and each vaporizing channel 5 is located between the adjacent high temperature fluid channels 6. Each vaporization channel 6 has an arrow 23
While the liquid fuel 16 flows from the top to the bottom of the heat exchange core portion 2 by gravity as shown by the arrow,
As shown in the figure, a high-temperature fluid (for example, a combustion gas obtained by burning hydrogen) flows in the depth direction of the heat exchange core portion 2.
【0005】上部ヘッダ3の上面9には入口配管8が接
続され、同ヘッダ3の下面10には各気化流路5ごとに
ヘッダ出口穴11が形成されている。このヘッダ出口穴
11は、液体燃料の流れが気化流路5内の一箇所に偏ら
ないようにするため、各気化流路5ごとに熱交コア部2
の奥行方向(矢印21方向)に複数(例えば2個)形成
されている。一方、下部ヘッダ4の上面12には各気化
流路5ごとに入口穴13が形成され、同ヘッダ4の下面
14には出口配管15が接続されている。[0005] An inlet pipe 8 is connected to the upper surface 9 of the upper header 3, and a header outlet hole 11 is formed in the lower surface 10 of the header 3 for each vaporizing flow path 5. The header outlet hole 11 is provided in the heat exchange core portion 2 for each vaporization flow path 5 so that the flow of the liquid fuel is not biased to one location in the vaporization flow path 5.
(For example, two) in the depth direction (the direction of the arrow 21). On the other hand, an inlet hole 13 is formed in the upper surface 12 of the lower header 4 for each vaporization flow path 5, and an outlet pipe 15 is connected to the lower surface 14 of the header 4.
【0006】従って、この気化熱交換器1では、矢印2
2で示すように入口配管8を介して上部ヘッダ3内へ、
図示ない燃料タンクに貯溜されているメタノール等の液
体燃料が、インゼクタにより所定の流量で供給される。
ヘッダ3は1部屋で構成されており、このヘッダ3内に
供給された液体燃料16の液面16aが一定の高さに保
持されている。つまり、重力によるヘッドを利用して低
温側液体を熱交コア部に流すダウンフロータイプの熱交
換器のヘッダ構造では、従来、定置固定状態での液体流
量のばらつきを少なくするため、ヘッダ内部全体の液面
高さを一定に保つように特に仕切等は設けずにヘッダ内
部を1部屋で構成することが一般的であった。Accordingly, in this vaporizing heat exchanger 1, the arrow 2
2, into the upper header 3 through the inlet pipe 8,
Liquid fuel such as methanol stored in a fuel tank (not shown) is supplied at a predetermined flow rate by an injector.
The header 3 is composed of one room, and the liquid surface 16a of the liquid fuel 16 supplied into the header 3 is maintained at a certain height. In other words, the header structure of the downflow type heat exchanger that uses the head by gravity to allow the low-temperature side liquid to flow to the heat exchange core has conventionally been used to reduce the variation in the liquid flow rate in the stationary state. In order to keep the liquid level constant, the inside of the header is generally constituted by one room without providing any partition or the like.
【0007】ヘッダ3に供給された液体燃料16は、ヘ
ッダ出口穴11から熱交コア部2の各気化流路6に分配
され、同時に、熱交コア部2の各高温流体流路5には図
示しない高温流体供給装置から送給された高温流体が流
される。[0007] The liquid fuel 16 supplied to the header 3 is distributed from the header outlet hole 11 to each of the vaporization channels 6 of the heat exchange core 2, and at the same time, to each of the high-temperature fluid channels 5 of the heat exchange core 2. A high-temperature fluid supplied from a high-temperature fluid supply device (not shown) flows.
【0008】このため、各気化流路6に分配された液体
燃料16は、重力により各気化流路6内を流れる間に加
熱されて(高温流体と熱交換して)気化、過熱される。
各気化流路5において気化された燃料は、ヘッダ入口穴
13から下部ヘッダ4内へ流入し、出口配管15を介し
て図示しない改質器へ送られる。For this reason, the liquid fuel 16 distributed to each vaporization flow path 6 is heated (by exchanging heat with a high-temperature fluid) while flowing through each vaporization flow path 6 by gravity, and is superheated.
The fuel vaporized in each vaporization flow path 5 flows into the lower header 4 from the header inlet hole 13 and is sent to a reformer (not shown) via the outlet pipe 15.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
気化熱交換器1を車両搭載用の燃料電池発電システムに
おける燃料改質系統設備の気化熱交換器として用いた場
合、図9に示すように車両とともに傾斜したとき(車両
が傾斜地に停車したときなど)、或いは、図10に示す
ように車両が加速又は減速したときに、ヘッダ3内の液
体燃料16の液面16aが大きく傾くおそれがあり、液
面16aが大きく傾くと、図9及び図10に×印で示し
たように一部の気化流路5に液体燃料16が供給されな
くなって、から焚き状態が発生し、熱交コア部2が異常
過熱してしまう。However, when the above-mentioned conventional vaporizing heat exchanger 1 is used as a vaporizing heat exchanger of a fuel reforming system facility in a fuel cell power generation system mounted on a vehicle, as shown in FIG. The liquid level 16a of the liquid fuel 16 in the header 3 may be greatly inclined when the vehicle is inclined with the vehicle (for example, when the vehicle stops on a slope) or when the vehicle accelerates or decelerates as shown in FIG. When the liquid level 16a is greatly inclined, the liquid fuel 16 is not supplied to some of the vaporization flow paths 5 as shown by the crosses in FIGS. 2 abnormally overheats.
【0010】従って、本発明は上記の事情に鑑み、車両
等の移動体の傾斜時や加減速時にも、から焚きによる異
常過熱がなく、気化熱交換器としての機能を発揮できる
気化熱交換器を提供することを課題とする。[0010] Accordingly, in view of the above circumstances, the present invention does not cause abnormal overheating due to emptying even when a moving body such as a vehicle is tilted or accelerated or decelerated, and can exhibit a function as a vaporizing heat exchanger. The task is to provide
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
発明の気化熱交換器は、並列に設けた複数の気化流路を
有してなる熱交コア部の一端側にヘッダを備え、このヘ
ッダに供給された液体を、ヘッダ出口穴から熱交コア部
の各気化流路に分配し、各気化流路内を流れる間に加熱
して、気化させるように構成した移動体搭載用の気化熱
交換器であって、熱交コア部の各気化流路ごとに設けた
ヘッダ出口穴を、通過圧損を大きくする固定絞りとなる
小口径の出口穴とすることにより、ヘッダの内圧を高く
保ってヘッダ内部がヘッダへ供給される液体で常時満た
されるようにし、このヘッダ内部の液体を小口径の各ヘ
ッダ出口穴から熱交コア部の各気化流路に供給するよう
に構成したことを特徴とする。Means for Solving the Problems A first method for solving the above problems is described below.
The vaporization heat exchanger of the invention includes a header at one end of a heat exchange core portion having a plurality of vaporization flow paths provided in parallel, and the liquid supplied to the header is supplied to the heat exchange core through a header outlet hole. A vaporization heat exchanger for mounting on a moving body, which is configured to be distributed to each vaporization flow path of the unit and to be heated while flowing in each vaporization flow path and vaporized, wherein each vaporization flow of the heat exchange core unit is The header outlet hole provided for each path is a small-diameter outlet hole serving as a fixed throttle that increases the passage pressure loss so that the internal pressure of the header is kept high and the inside of the header is always filled with the liquid supplied to the header. The liquid inside the header is supplied from each small-diameter header outlet hole to each vaporization flow path of the heat exchange core.
【0012】また、第2発明の気化熱交換器は、並列に
設けた複数の気化流路を有してなる熱交コア部の一端側
にヘッダを備え、このヘッダに供給された液体を、ヘッ
ダ出口穴から熱交コア部の各気化流路に分配し、各気化
流路内を流れる間に加熱して、気化させるように構成し
た移動体搭載用の気化熱交換器であって、ヘッダ内部を
仕切板で仕切って複数の小部屋に分割するとともに、ヘ
ッダの各小部屋に液体を供給するためのパイプ出口穴を
各小部屋ごとに設けた液体供給パイプを、小部屋の上部
に配置し、且つ、パイプ出口穴を、通過圧損を大きくす
る固定絞りとなる小口径の出口穴とすることにより、液
体供給パイプの内圧を高く保って液体供給パイプ内部が
液体供給パイプへ供給される液体で常時満たされるよう
にし、この液体供給パイプ内部の液体を小口径の各パイ
プ出口穴からヘッダの各小部屋へ供給するように構成し
たことを特徴とする。Further, the vaporization heat exchanger of the second invention has a header on one end side of a heat exchange core portion having a plurality of vaporization flow paths provided in parallel, and the liquid supplied to the header is A vaporization heat exchanger for mounting on a moving body, configured to distribute from the header outlet hole to each vaporization flow path of the heat exchange core part, heat while flowing in each vaporization flow path, and vaporize, the header. A liquid supply pipe is provided at the top of the small room, with the interior divided by a partition plate and divided into multiple small rooms, and a pipe outlet hole for supplying liquid to each small room of the header is provided for each small room. In addition, by making the pipe outlet hole a small-diameter outlet hole that becomes a fixed throttle that increases the passage pressure loss, the internal pressure of the liquid supply pipe is kept high and the liquid inside the liquid supply pipe is supplied to the liquid supply pipe. And always fill with Characterized by being configured to supply a liquid inside the pipe from the pipe outlet holes of small diameter to the header of each cubicle.
【0013】また、第3発明の気化熱交換器は、第2発
明の気化熱交換器において、仕切板及び液体供給パイプ
を備えたヘッダ部分が、熱交コア部に着脱自在に取り付
けられていることを特徴とする。[0013] The vaporization heat exchanger according to a third aspect of the present invention is the vaporization heat exchanger according to the second aspect of the invention, wherein a header portion provided with a partition plate and a liquid supply pipe is detachably attached to the heat exchange core portion. It is characterized by the following.
【0014】また、第4発明の気化熱交換器は、第1,
第2又は第3発明の気化熱交換器において、前記気化熱
交換器は移動体搭載用の燃料電池発電システムにおける
燃料改質系統設備の気化熱交換器であり、前記液体は燃
料電池の液体燃料又は水、或いは、これらの混合液であ
ることを特徴とする。Further, the vaporizing heat exchanger according to the fourth invention is characterized in that
In the vaporization heat exchanger according to the second or third aspect, the vaporization heat exchanger is a vaporization heat exchanger of a fuel reforming system in a fuel cell power generation system mounted on a moving body, and the liquid is a liquid fuel of a fuel cell. Or water or a mixture thereof.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】<実施の形態1>図1は本発明の実施の形
態1に係る気化熱交換器の断面図、図2は図1のB方向
矢視図である。これらの図に示す本実施の形態1の気化
熱交換器31は、車両搭載用の燃料電池発電システムに
おける燃料改質系統設備の気化熱交換器である。<First Embodiment> FIG. 1 is a sectional view of a vaporizing heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. The vaporization heat exchanger 31 of the first embodiment shown in these figures is a vaporization heat exchanger of a fuel reforming system equipment in a fuel cell power generation system mounted on a vehicle.
【0017】図1及び図2に示すように、気化熱交換器
31は熱交コア部32の一端側(上側)にヘッダ33を
備えている。また、熱交コア部32の他端側(下側)に
はヘッダ34が設けられている。熱交コア部32の低温
側には多数の気化流路(低温側流路)35が並列に設け
られ、熱交コア部32の高温側には加熱部として多数の
高温流体流路(高温側流路)36が並列に設けられてい
る。各高温流体流路36にはシグザグ状のフィン37を
備えている。As shown in FIGS. 1 and 2, the vaporizing heat exchanger 31 has a header 33 on one end side (upper side) of the heat exchange core portion 32. A header 34 is provided on the other end (lower side) of the heat exchange core 32. On the low-temperature side of the heat exchange core section 32, a number of vaporization flow paths (low-temperature side flow paths) 35 are provided in parallel, and on the high-temperature side of the heat exchange core section 32, a number of high-temperature fluid flow paths (high-temperature side Flow paths) 36 are provided in parallel. Each high-temperature fluid flow path 36 is provided with a sig-zag fin 37.
【0018】高温流体流路36と気化流路35は交互に
配置されており、隣接する高温流体流路36の間に各気
化流路35が位置している。各気化流路35には矢印5
3で示すように液体燃料46が重力により熱交コア部3
2の上から下へ流れる一方、各高温流体流路36には矢
印51で示すように熱交コア部32の奥行方向へ高温流
体(例えば水素を燃やした燃焼ガス)が流れるようにな
っている。The high-temperature fluid channels 36 and the vaporizing channels 35 are alternately arranged, and each vaporizing channel 35 is located between the adjacent high-temperature fluid channels 36. Arrow 5 is shown in each vaporization passage 35.
As shown in FIG. 3, the liquid fuel 46 is heated by the heat exchange core 3 due to gravity.
2, while flowing from the top to the bottom, a high-temperature fluid (for example, a combustion gas obtained by burning hydrogen) flows through each high-temperature fluid flow path 36 in the depth direction of the heat exchange core portion 32 as shown by an arrow 51. .
【0019】上部ヘッダ33の上面39には入口配管3
8が接続され、同ヘッダ33の下面40には各気化流路
35ごとにヘッダ出口穴41が形成されている。このヘ
ッダ出口穴41は、液体燃料の流れが気化流路35内の
一箇所に偏らないようにするため、各気化流路35ごと
に熱交コア部32の奥行方向(矢印51方向)に複数
(例えば2個)形成されている。一方、下部ヘッダ34
の上面42には各気化流路35ごとにヘッダ入口穴43
が形成され、同ヘッダ34の下面44には出口配管45
が接続されている。On the upper surface 39 of the upper header 33, an inlet pipe 3 is provided.
8 are connected, and a header outlet hole 41 is formed in the lower surface 40 of the header 33 for each vaporization flow path 35. The header outlet holes 41 are provided in the depth direction of the heat exchange core portion 32 (in the direction of the arrow 51) for each vaporization flow path 35 so that the flow of the liquid fuel is not biased to one location in the vaporization flow path 35. (For example, two). On the other hand, the lower header 34
The header inlet hole 43 is provided on the upper surface 42 for each vaporization flow path 35.
The outlet pipe 45 is formed on the lower surface 44 of the header 34.
Is connected.
【0020】そして、本実施の形態1では上部ヘッダ3
3のヘッダ出口穴41を、通過圧損を大きくする固定絞
り(オリフィス)となる小口径の出口穴としている。こ
のことにより、ヘッダ33の内圧を高く保って、ヘッダ
33の内部が、燃料タンクからインゼクタ(ポンプ)に
より入口配管38を介してヘッダ33へ供給される液体
燃料46によって常時満たされるようにしている。ヘッ
ダ33内の液体燃料46は、この小口径の各ヘッダ出口
穴41から熱交コア部32の各気化流路35に供給され
る。勿論、このときに各気化流路35に供給される液体
燃料が所定の流量となるように、ヘッダ出口穴41の口
径やヘッダ33の内圧などを適宜調整する。In the first embodiment, the upper header 3
The header exit hole 41 is a small-diameter exit hole serving as a fixed throttle (orifice) for increasing the passage pressure loss. Thus, the internal pressure of the header 33 is kept high, and the inside of the header 33 is always filled with the liquid fuel 46 supplied from the fuel tank to the header 33 via the inlet pipe 38 by the injector (pump). . The liquid fuel 46 in the header 33 is supplied from each of the small-diameter header outlet holes 41 to each of the vaporization channels 35 of the heat exchange core portion 32. Of course, at this time, the diameter of the header outlet hole 41, the internal pressure of the header 33, and the like are appropriately adjusted so that the liquid fuel supplied to each vaporization flow path 35 has a predetermined flow rate.
【0021】上記構成の気化熱交換器31では、矢印5
2で示すように入口配管38を介して上部ヘッダ33内
へ、図示ない燃料タンクに貯溜されているメタノール等
の液体燃料が、インゼクタにより所定の流量で供給され
る。ヘッダ33に供給された液体燃料46は、ヘッダ出
口穴41から熱交コア部32の各気化流路35に分配さ
れ、同時に、熱交コア部32の各高温流体流路36には
図示しない高温流体供給装置から送給された高温流体が
流される。In the evaporating heat exchanger 31 having the above structure, the arrow 5
As shown at 2, liquid fuel such as methanol stored in a fuel tank (not shown) is supplied into the upper header 33 via the inlet pipe 38 at a predetermined flow rate by the injector. The liquid fuel 46 supplied to the header 33 is distributed from the header outlet hole 41 to the respective vaporization channels 35 of the heat exchange core portion 32, and at the same time, the high-temperature fluid channels 36 of the heat exchange core portion 32 The high-temperature fluid supplied from the fluid supply device flows.
【0022】このため、各気化流路35に分配された液
体燃料46は重力により各気化流路35内を流れる間に
加熱されて(高温流体と熱交換して)気化、過熱され
る。各気化流路35において気化された燃料は、ヘッダ
入口穴43から下部ヘッダ34内へ流入し、出口配管4
5を介して図示しない改質器へ送られ、ここで改質触媒
を用いて水素に富んだ改質ガス(水素リッチガス)に改
質される。その後、この水素リッチガスが、精製装置で
精製され、燃料ガスとして図示しない燃料電池本体(セ
ルスタック等)に供給される。燃料電池本体では、この
燃料ガスと、酸化ガス供給装置から供給される酸化ガス
(酸素又は空気)とを用いて、電気化学反応により発電
する。For this reason, the liquid fuel 46 distributed to each vaporization flow path 35 is heated (flows heat with a high-temperature fluid) while flowing through each vaporization flow path 35 by gravity, and is vaporized and overheated. The fuel vaporized in each vaporization flow path 35 flows into the lower header 34 from the header inlet hole 43, and flows out of the outlet pipe 4
The resulting gas is sent to a reformer (not shown) via a reforming catalyst 5 and reformed into a hydrogen-rich reformed gas (hydrogen-rich gas) using a reforming catalyst. Thereafter, the hydrogen-rich gas is purified by a purifying device and supplied to a fuel cell body (not shown) (cell stack or the like) as a fuel gas. The fuel cell body generates power by an electrochemical reaction using the fuel gas and the oxidizing gas (oxygen or air) supplied from the oxidizing gas supply device.
【0023】そして、本実施の形態1の気化熱交換器3
1によれば、ヘッダ33の内部には液体燃料46が常時
充満しているため、気化熱交換器31が車両とともに傾
斜したとき(車両が傾斜地に停車したときなど)、或い
は、車両が加速又は減速したときにも、ヘッダ33内の
液体燃料46の液面が傾くことはない。このため、気化
熱交換器31は、傾斜時や加減速時にも、から焚きによ
る異常過熱がなく、気化熱交換器としての機能を発揮す
ることができる。即ち、本実施の形態1の気化熱交換器
31は、車両に搭載するのに適した気化熱交換器とな
る。The vaporizing heat exchanger 3 of the first embodiment
According to 1, since the inside of the header 33 is always filled with the liquid fuel 46, when the vaporization heat exchanger 31 is inclined together with the vehicle (for example, when the vehicle stops on a slope), or when the vehicle accelerates or Even when the vehicle decelerates, the liquid level of the liquid fuel 46 in the header 33 does not tilt. For this reason, the vaporization heat exchanger 31 can exhibit the function as a vaporization heat exchanger without any abnormal overheating due to burning even during tilting or acceleration / deceleration. That is, the vaporization heat exchanger 31 of the first embodiment is a vaporization heat exchanger suitable for mounting on a vehicle.
【0024】<実施の形態2>図3は本発明の実施の形
態2に係る気化熱交換器の断面図、図4は図3のC−C
線矢視図、図5は前記気化熱交換器の傾斜時の状態を示
す説明図、図6は前記気化熱交換器の加減速時の状態を
示す説明図である。これらの図に示す本実施の形態2の
気化熱交換器61は、車両搭載用の燃料電池発電システ
ムにおける燃料改質系統設備の気化熱交換器である。<Embodiment 2> FIG. 3 is a sectional view of a vaporizing heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state when the vaporizing heat exchanger is inclined, and FIG. 6 is an explanatory view showing a state when the vaporizing heat exchanger is accelerating and decelerating. The vaporization heat exchanger 61 according to the second embodiment shown in these figures is a vaporization heat exchanger for a fuel reforming system facility in a fuel cell power generation system mounted on a vehicle.
【0025】図3及び図4に示すように、気化熱交換器
61は熱交コア部62の一端側(上側)にヘッダ63を
備えている。また、熱交コア部62の他端側(下側)に
はヘッダ64が設けられている。熱交コア部62の低温
側には多数の気化流路(低温側流路)65が並列に設け
られ、熱交コア部62の高温側には加熱部として多数の
高温流体流路(高温側流路)66が並列に設けられてい
る。各高温流体流路66にはシグザグ状のフィン67を
備えている。As shown in FIGS. 3 and 4, the vaporizing heat exchanger 61 has a header 63 on one end side (upper side) of the heat exchange core portion 62. Further, a header 64 is provided on the other end side (lower side) of the heat exchange core portion 62. On the low-temperature side of the heat exchange core portion 62, a number of vaporization channels (low-temperature side channels) 65 are provided in parallel, and on the high-temperature side of the heat exchange core portion 62, a number of high-temperature fluid channels (high-temperature Flow paths) 66 are provided in parallel. Each high-temperature fluid flow path 66 is provided with a zigzag fin 67.
【0026】高温流体流路66と気化流路65は交互に
配置されており、隣接する高温流体流路66の間に各気
化流路65が位置している。各気化流路65には矢印8
3で示すように液体燃料76が重力により熱交コア部6
2の上から下へ流れる一方、各高温流体流路66には矢
印81で示すように熱交コア部62の奥行方向へ高温流
体(例えば水素を燃焼させた燃焼ガス)が流れるように
なっている。The high-temperature fluid flow paths 66 and the vaporization flow paths 65 are arranged alternately, and each vaporization flow path 65 is located between adjacent high-temperature fluid flow paths 66. Each vaporization channel 65 has an arrow 8
As shown by 3, the liquid fuel 76 is moved by gravity to the heat exchange core 6.
2, the high-temperature fluid (for example, a combustion gas obtained by burning hydrogen) flows in the high-temperature fluid flow path 66 in the depth direction of the heat exchange core portion 62 as indicated by an arrow 81. I have.
【0027】上部ヘッダ63の上面69には入口配管6
8が接続され、同ヘッダ63の下面70には各気化流路
65ごとにヘッダ出口穴71が形成されている。このヘ
ッダ出口穴71は、液体燃料の流れが気化流路65内の
一箇所に偏らないようにするため、各気化流路65ごと
に熱交コア部62の奥行方向(矢印81方向)に複数
(例えば2個)形成されている。一方、下部ヘッダ64
の上面72には各気化流路65ごとにヘッダ入口穴73
が形成され、同ヘッダ64の下面74には出口配管75
が接続されている。An inlet pipe 6 is provided on the upper surface 69 of the upper header 63.
8 are connected, and a header outlet hole 71 is formed in the lower surface 70 of the header 63 for each vaporization flow path 65. In order to prevent the flow of the liquid fuel from being biased to one location in the vaporization flow path 65, the header outlet holes 71 are provided in the depth direction of the heat exchange core portion 62 (in the direction of arrow 81) for each vaporization flow path 65. (For example, two). On the other hand, the lower header 64
A header inlet hole 73 is provided on each upper surface 72 for each vaporization passage 65.
The outlet pipe 75 is formed on the lower surface 74 of the header 64.
Is connected.
【0028】そして、本実施の形態2ではヘッダ63の
内部が、仕切板77で仕切られることにより、複数(図
示例では5つ)の小部屋78に分割されている。また、
ヘッダ63内には液体燃料供給パイプ85が設けられて
おり、この液体燃料供給パイプ85に入口配管68が接
続されている。液体燃料供給パイプ85は小部屋78の
上部に配置されており、各小部屋78ごとに1個づつパ
イプ出口穴86が設けられている。In the second embodiment, the inside of the header 63 is divided into a plurality (five in the illustrated example) of small rooms 78 by being partitioned by a partition plate 77. Also,
A liquid fuel supply pipe 85 is provided in the header 63, and an inlet pipe 68 is connected to the liquid fuel supply pipe 85. The liquid fuel supply pipes 85 are arranged above the small rooms 78, and one pipe outlet hole 86 is provided for each small room 78.
【0029】しかも、これらのパイプ出口穴86を、通
過圧損を大きくする固定絞り(オリフィス)となる小口
径の出口穴とすることにより、液体燃料供給パイプ85
の内圧を高く保って、液体燃料供給パイプ85の内部
が、燃料タンクからインゼクタ(ポンプ)により入口配
管68を介して液体燃料供給パイプ85へ供給される液
体燃料76によって常時満たされるようにしている。こ
のことにより、液体燃料供給パイプ85内の液体燃料7
6が、この小口径の各パイプ出口穴86からヘッダ63
の各小部屋78へなるべく等分に供給(分配)されるよ
うにしている。In addition, by making these pipe outlet holes 86 small-diameter outlet holes serving as fixed throttles (orifices) for increasing the passage pressure loss, the liquid fuel supply pipe 85 is formed.
Is kept high so that the inside of the liquid fuel supply pipe 85 is always filled with the liquid fuel 76 supplied from the fuel tank to the liquid fuel supply pipe 85 via the inlet pipe 68 by the injector (pump). . As a result, the liquid fuel 7 in the liquid fuel supply pipe 85
6 is connected to the header 63 through each of the small-diameter pipe outlet holes 86.
Are supplied (distributed) to each of the small rooms 78 as evenly as possible.
【0030】勿論、このときに各気化流路35に供給さ
れる液体燃料が所定の流量となるようにするため、パイ
プ出口穴86の口径や液体燃料供給パイプ85の内圧な
どを適宜調整して、各小部屋78における液体燃料76
の液面76aの高さが所定の高さに保持されるようにす
る。なお、小部屋78の数(即ち1つの小部屋の大き
さ)は、予想される車両の傾斜や加減速度に応じて適宜
設定すればよい。Of course, at this time, the diameter of the pipe outlet hole 86 and the internal pressure of the liquid fuel supply pipe 85 are appropriately adjusted so that the liquid fuel supplied to each vaporization flow path 35 has a predetermined flow rate. , The liquid fuel 76 in each small chamber 78
Is maintained at a predetermined height. The number of small rooms 78 (that is, the size of one small room) may be appropriately set according to the expected inclination and acceleration / deceleration of the vehicle.
【0031】また、ヘッダ63は、ボルト87により、
熱交コア部62の取付座88にガスケット90を介して
固定されている。従って、ボルト87を緩めればヘッダ
63を熱交コア部62から取り外すことができる。つま
り、仕切板77及び液体供給パイプ85を備えたヘッダ
63部分が、熱交コア部62に着脱自在に取り付けられ
ている。図4にはヘッダ63部分を取り外した状態を一
点鎖線で示している。The header 63 is fixed by bolts 87
The heat exchange core portion 62 is fixed to a mounting seat 88 via a gasket 90. Therefore, if the bolt 87 is loosened, the header 63 can be removed from the heat exchange core portion 62. That is, the header 63 including the partition plate 77 and the liquid supply pipe 85 is detachably attached to the heat exchange core portion 62. FIG. 4 shows a state in which the header 63 is removed by an alternate long and short dash line.
【0032】上記構成の気化熱交換器61では、矢印8
2で示すように入口配管68を介して上部ヘッダ33内
の液体燃料供給パイプ85へ、図示ない燃料タンクに貯
溜されているメタノール等の液体燃料が、インゼクタに
より所定の流量で供給される。液体燃料供給パイプ85
に供給された液体燃料76は、パイプ出口穴86からヘ
ッダ63の各小部屋78に供給される。ヘッダ33の各
小部屋78に供給された液体燃料76は、ヘッダ出口穴
71から熱交コア部62の各気化流路65に分配され、
同時に、熱交コア部62の各高温流体流路65には図示
しない高温流体供給装置から送給された高温流体が流さ
れる。In the vaporizing heat exchanger 61 having the above configuration, the arrow 8
As shown by 2, a liquid fuel such as methanol stored in a fuel tank (not shown) is supplied at a predetermined flow rate to a liquid fuel supply pipe 85 in the upper header 33 via an inlet pipe 68 by an injector. Liquid fuel supply pipe 85
Is supplied to each small chamber 78 of the header 63 from the pipe outlet hole 86. The liquid fuel 76 supplied to each of the small chambers 78 of the header 33 is distributed from the header outlet hole 71 to each of the vaporization channels 65 of the heat exchange core portion 62,
At the same time, the high-temperature fluid supplied from a high-temperature fluid supply device (not shown) flows through each high-temperature fluid channel 65 of the heat exchange core portion 62.
【0033】このため、各気化流路65に分配された液
体燃料76は重力により各気化流路65内を流れる間に
加熱されて(高温流体と熱交換して)気化、過熱され
る。各気化流路65において気化された燃料は、ヘッダ
入口穴73から下部ヘッダ64内へ流入し、出口配管7
5を介して図示しない改質器へ送られ、ここで改質触媒
を用いて水素に富んだ改質ガス(水素リッチガス)に改
質される。その後、この水素リッチガスが、精製装置で
精製され、燃料ガスとして図示しない燃料電池本体(セ
ルスタック等)に供給される。燃料電池本体では、この
燃料ガスと、酸化ガス供給装置から供給される酸化ガス
(酸素又は空気)とを用いて、電気化学反応により発電
する。For this reason, the liquid fuel 76 distributed to each of the vaporization channels 65 is heated while flowing through each of the vaporization channels 65 by gravity (exchanging heat with a high-temperature fluid), and is vaporized and overheated. The fuel vaporized in each vaporization flow path 65 flows into the lower header 64 from the header entrance hole 73 and exits from the outlet pipe 7.
The resulting gas is sent to a reformer (not shown) via a reforming catalyst 5 and reformed into a hydrogen-rich reformed gas (hydrogen-rich gas) using a reforming catalyst. Thereafter, the hydrogen-rich gas is purified by a purifying device and supplied to a fuel cell body (not shown) (cell stack or the like) as a fuel gas. In the fuel cell body, power is generated by an electrochemical reaction using the fuel gas and the oxidizing gas (oxygen or air) supplied from the oxidizing gas supply device.
【0034】そして、本実施の形態2の気化熱交換器6
1によれば、上部ヘッダ63の内部は仕切板67で仕切
って複数の小部屋78に分割され、且つ、これらの小部
屋78に液体燃料76を供給する液体燃料供給パイプ8
5の内部には液体燃料76が常時充満しているため、図
5に示すように気化熱交換器61が車両とともに傾斜し
たとき(車両が傾斜地に停車したときなど)、或いは、
図6に示すように車両が加速又は減速したときにも、各
小部屋78における液体燃料76の液面76aの傾きは
小さく(各小部屋ごとに液面が傾く)、また、液体燃料
供給パイプ85内の液体燃料76の液面が傾くことはな
い。このため、気化熱交換器61は、傾斜時や加減速時
にも、から焚きによる異常過熱がなく、気化熱交換器と
しての機能を発揮することができる。即ち、本実施の形
態2の気化熱交換器61は、車両に搭載するのに適した
気化熱交換器となる。The vaporizing heat exchanger 6 according to the second embodiment
According to 1, the inside of the upper header 63 is divided by a partition plate 67 into a plurality of small rooms 78, and a liquid fuel supply pipe 8 for supplying a liquid fuel 76 to these small rooms 78.
5 is always filled with the liquid fuel 76, the vaporization heat exchanger 61 is tilted together with the vehicle as shown in FIG. 5 (when the vehicle stops on a slope, or the like), or
As shown in FIG. 6, even when the vehicle accelerates or decelerates, the inclination of the liquid surface 76a of the liquid fuel 76 in each small room 78 is small (the liquid surface is inclined in each small room), and the liquid fuel supply pipe The liquid surface of the liquid fuel 76 in 85 does not tilt. For this reason, the vaporization heat exchanger 61 can exhibit the function as a vaporization heat exchanger without any abnormal overheating due to burning even during inclination or acceleration / deceleration. That is, the vaporization heat exchanger 61 of the second embodiment is a vaporization heat exchanger suitable for mounting on a vehicle.
【0035】また、本実施の形態2では、仕切板77及
び液体燃料供給パイプ85を備えたヘッダ63部分が、
熱交コア部62に着脱自在に取り付けられているため、
液体燃料供給パイプ85のパイプ出口穴86の口径など
を調整する際、ヘッダ63部分を取り外して調整作業を
行うことができるため、非常に効率的である。In the second embodiment, the header 63 having the partition plate 77 and the liquid fuel supply pipe 85 is
Because it is detachably attached to the heat exchange core 62,
When adjusting the diameter of the pipe outlet hole 86 of the liquid fuel supply pipe 85, the adjustment work can be performed by removing the header 63, which is very efficient.
【0036】しかも、本実施の形態2の気化熱交換器6
1は上記実施の形態1の気化熱交換器31に比べて穴あ
け加工が容易である。つまり、本実施の形態2ではヘッ
ダ63内を複数の小部屋78に分割するとともに液体燃
料供給パイプ85を設け、この液体燃料供給パイプ85
のパイプ出口穴86から各小部屋78に液体燃料76を
供給する構成としたことにより、各小部屋78に対して
1個づつパイプ出口穴86を設ければよい。即ち、パイ
プ出口穴86の数は比較的少ない。これに対し、上記実
施の形態1ではヘッダ出口穴41を小口径の固定絞りと
する構成としており、このヘッダ出口穴41の数はパイ
プ出口穴86に比べて非常に多い。従って、これらの出
口穴46,86を小口径の固定絞りとする場合、パイプ
出口穴86は比較的口径を大きくすることができるた
め、穴あけ加工が容易であるのに対して、ヘッダ出口穴
41はパイプ出口穴86に比べて非常に小さな口径にす
る必要があるため、穴あけ加工が比較的困難である。In addition, the vaporizing heat exchanger 6 of the second embodiment
1 is easier to drill than the vaporizing heat exchanger 31 of the first embodiment. That is, in the second embodiment, the inside of the header 63 is divided into a plurality of small chambers 78 and the liquid fuel supply pipe 85 is provided.
Since the liquid fuel 76 is supplied from the pipe outlet hole 86 to each small room 78, one pipe outlet hole 86 may be provided for each small room 78. That is, the number of pipe outlet holes 86 is relatively small. On the other hand, in the first embodiment, the header outlet hole 41 is configured as a fixed aperture having a small diameter, and the number of the header outlet holes 41 is much larger than that of the pipe outlet holes 86. Therefore, when these exit holes 46 and 86 are fixed apertures having a small diameter, the pipe exit hole 86 can be made relatively large in diameter, so that the drilling process is easy. It is necessary to make the diameter very small compared with the pipe outlet hole 86, so that drilling is relatively difficult.
【0037】なお、上記では液体燃料を気化する場合に
ついて説明したが、燃料の改質には水蒸気も必要であ
り、この水蒸気を発生するための気化熱交換器にも、本
発明を適用することができる。即ち、本発明はメタノー
ル等の液体燃料や水、或いは、これらの混合液等の気化
熱交換器に適用することができる。更には、燃料電池発
電システムの気化熱交換器に限らず、その他の気化熱交
換器にも本発明を適用することができる。Although the description has been given above of the case where the liquid fuel is vaporized, the reforming of the fuel also requires steam, and the present invention is applied to a vaporizing heat exchanger for generating the steam. Can be. That is, the present invention can be applied to a vaporizing heat exchanger for liquid fuel such as methanol or water, or a mixture thereof. Further, the present invention can be applied not only to the vaporization heat exchanger of the fuel cell power generation system but also to other vaporization heat exchangers.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第1発明の気化熱交換器は、並列に
設けた複数の気化流路を有してなる熱交コア部の一端側
にヘッダを備え、このヘッダに供給された液体を、ヘッ
ダ出口穴から熱交コア部の各気化流路に分配し、各気化
流路内を流れる間に加熱して、気化させるように構成し
た移動体搭載用の気化熱交換器であって、熱交コア部の
各気化流路ごとに設けたヘッダ出口穴を、通過圧損を大
きくする固定絞りとなる小口径の出口穴とすることによ
り、ヘッダの内圧を高く保ってヘッダ内部がヘッダへ供
給される液体で常時満たされるようにし、このヘッダ内
部の液体を小口径の各ヘッダ出口穴から熱交コア部の各
気化流路に供給するように構成したことを特徴とする。As described above in detail with the embodiments of the present invention, the vaporizing heat exchanger of the first invention has a heat exchange core portion having a plurality of vaporizing channels provided in parallel. A header is provided on one end side, and the liquid supplied to the header is distributed from the header outlet hole to each vaporization flow path of the heat exchange core portion, and heated while flowing in each vaporization flow path to be vaporized. In the vaporizing heat exchanger for mounting the moving body configured, the header outlet hole provided for each vaporization flow path of the heat exchange core portion is a small-diameter outlet hole serving as a fixed throttle that increases the passage pressure loss. By keeping the internal pressure of the header high, the inside of the header is always filled with the liquid supplied to the header, and the liquid inside the header is supplied from each small-diameter header outlet hole to each vaporization flow path of the heat exchange core part. It is characterized by having comprised so that it may perform.
【0039】従って、この第1発明の気化熱交換器によ
れば、ヘッダの内部には液体が常時充満しているため、
気化熱交換器が車両等の移動体とともに傾斜したとき、
或いは、移動体が加速又は減速したときにも、ヘッダ内
の液体の液面が傾くことはない。このため、本気化熱交
換器は、傾斜時や加減速時にも、から焚きによる異常過
熱がなく、気化熱交換器としての機能を発揮することが
できる。Therefore, according to the vaporizing heat exchanger of the first invention, since the inside of the header is always filled with the liquid,
When the vaporization heat exchanger is tilted with a moving body such as a vehicle,
Alternatively, even when the moving body accelerates or decelerates, the liquid level of the liquid in the header does not tilt. For this reason, the present evaporative heat exchanger does not have abnormal overheating due to squirting even at the time of inclination or acceleration / deceleration, and can exhibit the function as the evaporative heat exchanger.
【0040】また、第2発明の気化熱交換器は、並列に
設けた複数の気化流路を有してなる熱交コア部の一端側
にヘッダを備え、このヘッダに供給された液体を、ヘッ
ダ出口穴から熱交コア部の各気化流路に分配し、各気化
流路内を流れる間に加熱して、気化させるように構成し
た移動体搭載用の気化熱交換器であって、ヘッダ内部を
仕切板で仕切って複数の小部屋に分割するとともに、ヘ
ッダの各小部屋に液体を供給するためのパイプ出口穴を
各小部屋ごとに設けた液体供給パイプを、小部屋の上部
に配置し、且つ、パイプ出口穴を、通過圧損を大きくす
る固定絞りとなる小口径の出口穴とすることにより、液
体供給パイプの内圧を高く保って液体供給パイプ内部が
液体供給パイプへ供給される液体で常時満たされるよう
にし、この液体供給パイプ内部の液体を小口径の各パイ
プ出口穴からヘッダの各小部屋へ供給するように構成し
たことを特徴とする。Further, the vaporizing heat exchanger of the second invention has a header on one end side of a heat exchange core portion having a plurality of vaporizing flow paths provided in parallel, and the liquid supplied to the header is A vaporization heat exchanger for mounting on a moving body, configured to distribute from the header outlet hole to each vaporization flow path of the heat exchange core part, heat while flowing in each vaporization flow path, and vaporize, the header. A liquid supply pipe is provided at the top of the small room, with the interior divided by a partition plate and divided into multiple small rooms, and a pipe outlet hole for supplying liquid to each small room of the header is provided for each small room. In addition, by making the pipe outlet hole a small-diameter outlet hole that becomes a fixed throttle that increases the passage pressure loss, the internal pressure of the liquid supply pipe is kept high and the liquid inside the liquid supply pipe is supplied to the liquid supply pipe. And always fill with Characterized by being configured to supply a liquid inside the pipe from the pipe outlet holes of small diameter to the header of each cubicle.
【0041】従って、この第2発明の気化熱交換器によ
れば、ヘッダの内部は仕切板で仕切って複数の小部屋に
分割され、且つ、これらの小部屋に液体を供給する液体
供給パイプの内部には液体が常時充満しているため、気
化熱交換器が車両等の移動体とともに傾斜したとき、或
いは、移動体が加速又は減速したときにも、各小部屋に
おける液体の液面の傾きは小さく(各小部屋ごとに液面
が傾く)、また、液体供給パイプ内の液体の液面が傾く
ことはない。このため、本気化熱交換器は、傾斜時や加
減速時にも、から焚きによる異常過熱がなく、気化熱交
換器としての機能を発揮することができる。Therefore, according to the vaporizing heat exchanger of the second invention, the inside of the header is divided by the partition plate into a plurality of small rooms, and the liquid supply pipe for supplying the liquid to these small rooms is provided. Since the inside is always filled with liquid, even when the vaporizing heat exchanger is tilted with a moving body such as a vehicle, or when the moving body is accelerated or decelerated, the liquid level of the liquid in each small room is inclined. Is small (the liquid level is inclined in each small room), and the liquid level of the liquid in the liquid supply pipe is not inclined. For this reason, the present evaporative heat exchanger does not have abnormal overheating due to squirting even at the time of inclination or acceleration / deceleration, and can exhibit the function as the evaporative heat exchanger.
【0042】また、第3発明の気化熱交換器は、第2発
明の気化熱交換器において、仕切板及び液体供給パイプ
を備えたヘッダ部分が、熱交コア部に着脱自在に取り付
けられていることを特徴とする。Further, a vaporization heat exchanger according to a third aspect of the present invention is the vaporization heat exchanger according to the second aspect of the invention, wherein a header portion provided with a partition plate and a liquid supply pipe is detachably attached to the heat exchange core portion. It is characterized by the following.
【0043】従って、この第3発明の気化熱交換器によ
れば、液体供給パイプのパイプ出口穴の口径などを調整
する際、ヘッダ部分を取り外して調整作業を行うことが
できるため、非常に効率的である。Therefore, according to the vaporizing heat exchanger of the third invention, when adjusting the diameter of the pipe outlet hole of the liquid supply pipe, it is possible to remove the header portion and perform the adjusting operation, which is very efficient. It is a target.
【0044】また、第4発明の気化熱交換器は、第1,
第2又は第3発明の気化熱交換器において、前記気化熱
交換器は移動体搭載用の燃料電池発電システムにおける
燃料改質系統設備の気化熱交換器であり、前記液体は燃
料電池の液体燃料又は水、或いは、これらの混合液等の
液体であることを特徴とする。Further, the vaporizing heat exchanger according to the fourth invention is characterized in that
In the vaporization heat exchanger according to the second or third aspect, the vaporization heat exchanger is a vaporization heat exchanger of a fuel reforming system in a fuel cell power generation system mounted on a moving body, and the liquid is a liquid fuel of a fuel cell. Or a liquid such as water or a mixture thereof.
【0045】従って、この第4発明の気化熱交換器によ
れば、傾斜時や加減速時にも、から焚きによる異常過熱
がなく、燃料電池の液体燃料又は水、或いは、これらの
混合液等の液体を気化する気化熱交換器としての機能を
発揮することができることから、移動体搭載用の燃料電
池発電システムにおける燃料改質系統設備の気化熱交換
器として適したものとなる。Therefore, according to the vaporizing heat exchanger of the fourth invention, there is no abnormal overheating due to burning even during tilting or acceleration / deceleration, and the liquid fuel or water of the fuel cell, or a mixture thereof, etc. Since it can exhibit a function as a vaporization heat exchanger for vaporizing a liquid, it is suitable as a vaporization heat exchanger for fuel reforming system equipment in a fuel cell power generation system mounted on a moving body.
【図1】本発明の実施の形態1に係る気化熱交換器の断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a vaporization heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】図1のB方向矢視図である。FIG. 2 is a view in the direction of arrow B in FIG. 1;
【図3】本発明の実施の形態2に係る気化熱交換器の断
面図である。FIG. 3 is a sectional view of a vaporizing heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
【図4】図3のC−C線矢視図である。FIG. 4 is a view taken along line CC of FIG. 3;
【図5】前記気化熱交換器の傾斜時の状態を示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state when the vaporizing heat exchanger is tilted.
【図6】前記気化熱交換器の加減速時の状態を示す説明
図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state at the time of acceleration / deceleration of the vaporization heat exchanger.
【図7】従来の気化熱交換器の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional vaporization heat exchanger.
【図8】図7のA方向矢視図である。FIG. 8 is a view in the direction of arrow A in FIG. 7;
【図9】前記気化熱交換器の傾斜時の状態を示す説明図
である。FIG. 9 is an explanatory view showing a state when the vaporizing heat exchanger is tilted.
【図10】前記気化熱交換器の加減速時の状態を示す説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state at the time of acceleration / deceleration of the vaporization heat exchanger.
31 気化熱交換器 32 熱交コア部 33 ヘッダ 34 ヘッダ 35 気化流路 36 高温流体流路 37 フィン 38 入口配管 39 ヘッダ上面 40 ヘッダ下面 41 ヘッダ出口穴 42 ヘッダ上面 43 ヘッダ入口穴 44 ヘッダ下面 45 出口配管 46 液体燃料 61 気化熱交換器 62 熱交コア部 63 ヘッダ 64 ヘッダ 65 気化流路 66 高温流体流路 67 フィン 68 入口配管 69 ヘッダ上面 70 ヘッダ下面 71 ヘッダ出口穴 72 ヘッダ上面 73 ヘッダ入口穴 74 ヘッダ下面 75 出口配管 76 液体燃料 76a 液面 77 仕切板 78 小部屋 85 液体燃料供給パイプ 86 パイプ出口穴 87 ボルト 88 取付座 90 ガスケット 31 vaporization heat exchanger 32 heat exchange core part 33 header 34 header 35 vaporization flow path 36 high temperature fluid flow path 37 fin 38 inlet piping 39 header upper surface 40 header lower surface 41 header outlet hole 42 header upper surface 43 header inlet hole 44 header lower surface 45 outlet Piping 46 Liquid fuel 61 Vaporization heat exchanger 62 Heat exchange core 63 Header 64 Header 65 Vaporization passage 66 High temperature fluid passage 67 Fin 68 Inlet piping 69 Header upper surface 70 Header lower surface 71 Header outlet hole 72 Header upper surface 73 Header inlet hole 74 Lower surface of header 75 Outlet piping 76 Liquid fuel 76a Liquid level 77 Partition plate 78 Small room 85 Liquid fuel supply pipe 86 Pipe outlet hole 87 Bolt 88 Mounting seat 90 Gasket
フロントページの続き (72)発明者 湯川 哲也 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 (72)発明者 吉成 秀稔 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 (72)発明者 江田 隆志 東京都千代田区大手町1−1−3 住友精 密工業株式会社内 Fターム(参考) 3L103 AA42 BB37 CC01 DD02 4G040 EA02 EA06 EB04 5H027 BA01 Continued on the front page (72) Inventor Tetsuya Yukawa 3000 Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Takashi Eda 1-1-3 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Seimitsu Industry Co., Ltd. F-term (reference) 3L103 AA42 BB37 CC01 DD02 4G040 EA02 EA06 EB04 5H027 BA01
Claims (4)
る熱交コア部の一端側にヘッダを備え、このヘッダに供
給された液体を、ヘッダ出口穴から熱交コア部の各気化
流路に分配し、各気化流路内を流れる間に加熱して、気
化させるように構成した移動体搭載用の気化熱交換器で
あって、 熱交コア部の各気化流路ごとに設けたヘッダ出口穴を、
通過圧損を大きくする固定絞りとなる小口径の出口穴と
することにより、ヘッダの内圧を高く保ってヘッダ内部
がヘッダへ供給される液体で常時満たされるようにし、
このヘッダ内部の液体を小口径の各ヘッダ出口穴から熱
交コア部の各気化流路に供給するように構成したことを
特徴とする気化熱交換器。1. A header is provided at one end of a heat exchange core portion having a plurality of vaporization channels provided in parallel, and liquid supplied to the header is supplied to each of the heat exchange core portions from a header outlet hole. A vaporizing heat exchanger for mounting on a moving body, which is configured to be distributed to the vaporizing flow paths and to be heated and vaporized while flowing in each vaporizing flow path, for each vaporizing flow path of the heat exchange core portion. Install the header exit hole
By having a small-diameter outlet hole that becomes a fixed throttle that increases the passage pressure loss, the internal pressure of the header is kept high so that the inside of the header is always filled with the liquid supplied to the header,
A vaporizing heat exchanger characterized in that the liquid inside the header is supplied from each small-diameter header outlet hole to each vaporizing flow path of the heat exchange core portion.
る熱交コア部の一端側にヘッダを備え、このヘッダに供
給された液体を、ヘッダ出口穴から熱交コア部の各気化
流路に分配し、各気化流路内を流れる間に加熱して、気
化させるように構成した移動体搭載用の気化熱交換器で
あって、 ヘッダ内部を仕切板で仕切って複数の小部屋に分割する
とともに、 ヘッダの各小部屋に液体を供給するためのパイプ出口穴
を各小部屋ごとに設けた液体供給パイプを、小部屋の上
部に配置し、且つ、パイプ出口穴を、通過圧損を大きく
する固定絞りとなる小口径の出口穴とすることにより、
液体供給パイプの内圧を高く保って液体供給パイプ内部
が液体供給パイプへ供給される液体で常時満たされるよ
うにし、この液体供給パイプ内部の液体を小口径の各パ
イプ出口穴からヘッダの各小部屋へ供給するように構成
したことを特徴とする気化熱交換器。2. A heat exchange core portion having a plurality of vaporization channels provided in parallel, a header provided at one end of the heat exchange core portion, and a liquid supplied to the header is passed through a header outlet hole to each of the heat exchange core portions. This is a vaporizing heat exchanger for mounting on a moving body, which is configured to distribute to the vaporizing channels and heat while flowing in each vaporizing channel to vaporize. A liquid supply pipe, which is provided with a pipe outlet hole for supplying liquid to each small room of the header, is arranged at the top of each small room, and passes through the pipe outlet hole. By using a small-diameter outlet hole that becomes a fixed throttle that increases pressure loss,
The internal pressure of the liquid supply pipe is kept high so that the inside of the liquid supply pipe is always filled with the liquid supplied to the liquid supply pipe, and the liquid inside the liquid supply pipe is discharged from each small-diameter pipe outlet hole to each small chamber of the header. An evaporative heat exchanger, characterized in that it is configured to supply the heat to a heat exchanger.
て、 仕切板及び液体供給パイプを備えたヘッダ部分が、熱交
コア部に着脱自在に取り付けられていることを特徴とす
る気化熱交換器。3. The vaporization heat exchanger according to claim 2, wherein the header portion provided with the partition plate and the liquid supply pipe is detachably attached to the heat exchange core portion. vessel.
換器において、 前記気化熱交換器は移動体搭載用の燃料電池発電システ
ムにおける燃料改質系統設備の気化熱交換器であり、前
記液体は燃料電池の液体燃料又は水、或いは、これらの
混合液であることを特徴とする気化熱交換器。4. The vaporization heat exchanger according to claim 1, 2, or 3, wherein the vaporization heat exchanger is a vaporization heat exchanger of a fuel reforming system facility in a fuel cell power generation system mounted on a moving body, The liquid is a liquid fuel of a fuel cell, water, or a mixture thereof, wherein the liquid is a vaporized heat exchanger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001131081A JP2002327991A (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Evaporation heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001131081A JP2002327991A (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Evaporation heat exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002327991A true JP2002327991A (en) | 2002-11-15 |
Family
ID=18979329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001131081A Withdrawn JP2002327991A (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Evaporation heat exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002327991A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004047260A (en) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Honda Motor Co Ltd | Evaporator |
JP2005067990A (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Evaporator for reforming raw material |
US7490580B2 (en) | 2002-07-11 | 2009-02-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Vaporizer that vaporizes a liquid to generate vapor |
CN102163732A (en) * | 2010-02-22 | 2011-08-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Fuel cell stack discrete header |
JP2012525562A (en) * | 2009-04-29 | 2012-10-22 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Modular plate / shell heat exchanger |
JP2018118721A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Method and system for re-liquefying evaporating gas of lng vessel |
US10337800B2 (en) | 2009-04-29 | 2019-07-02 | Westinghouse Electric Company Llc | Modular plate and shell heat exchanger |
US11724789B2 (en) | 2017-01-25 | 2023-08-15 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Boil-off gas re-liquefying method for LNG ship |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001131081A patent/JP2002327991A/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004047260A (en) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Honda Motor Co Ltd | Evaporator |
US7490580B2 (en) | 2002-07-11 | 2009-02-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Vaporizer that vaporizes a liquid to generate vapor |
JP2005067990A (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Evaporator for reforming raw material |
JP2012525562A (en) * | 2009-04-29 | 2012-10-22 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Modular plate / shell heat exchanger |
US9285172B2 (en) | 2009-04-29 | 2016-03-15 | Westinghouse Electric Company Llc | Modular plate and shell heat exchanger |
US10175004B2 (en) | 2009-04-29 | 2019-01-08 | Westinghouse Electric Company Llc | Method of servicing modular plate and shell heat exchanger |
US10337800B2 (en) | 2009-04-29 | 2019-07-02 | Westinghouse Electric Company Llc | Modular plate and shell heat exchanger |
CN102163732A (en) * | 2010-02-22 | 2011-08-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Fuel cell stack discrete header |
JP2018118721A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Method and system for re-liquefying evaporating gas of lng vessel |
JP2018119685A (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド | Method and system for re-liquefying evaporating gas of lng vessel |
US11724789B2 (en) | 2017-01-25 | 2023-08-15 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Boil-off gas re-liquefying method for LNG ship |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7490580B2 (en) | Vaporizer that vaporizes a liquid to generate vapor | |
US6776809B2 (en) | Fuel reforming apparatus | |
US7530389B2 (en) | Heat exchanger and evaporator | |
JP4418358B2 (en) | Heat exchanger | |
JP4637200B2 (en) | Engine system | |
JP2000319002A (en) | Fuel reforming device | |
JP2002327991A (en) | Evaporation heat exchanger | |
JP2005505097A (en) | Ignition system for fuel cell hydrogen generator | |
EP1162171B1 (en) | Fuel reforming apparatus | |
JP5461756B2 (en) | Evaporator | |
JP3603274B2 (en) | Fuel evaporator | |
JP3913624B2 (en) | Evaporator | |
JP6596856B2 (en) | Reformed water evaporator and power generator | |
JPH01200195A (en) | Device for exchanging heat between recycle gas discharged from ammonia converter and water | |
JP3889328B2 (en) | Evaporator | |
JP2001332283A (en) | Evaporator for fuel cell | |
JP2005040660A (en) | Catalytic reaction apparatus, heat exchanger and system for reforming fuel | |
JP2002211903A (en) | Fuel reforming apparatus | |
JP4269270B2 (en) | Vehicle fuel cell system | |
JP2003192304A (en) | Evaporator for reforming apparatus | |
JP4053311B2 (en) | Evaporator | |
JP4686821B2 (en) | Fuel reformer | |
JP2006179374A (en) | Heat exchanger | |
JP2001263966A (en) | Plate fin type heat exchanger | |
JPH06346807A (en) | Carburetor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |