JP2013234627A - 燃料気化器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気化した燃料を消費してエネルギを出力するエネルギ出力手段に対して、気化させた燃料を供給する燃料気化器13を、燃料が流れる燃料流路14a、15aと、熱媒体が流れる熱媒体流路14b、15bと、燃料流路14a、15aと熱媒体流路14b、15bとを区画する区画部13a、13bとを備え、区画部13a、13bを伝熱介在物として燃料と熱媒体とを熱交換させることによって、燃料を加熱して気化させるように構成する。さらに、燃料流路14a、15aと熱媒体流路14b、15bの少なくとも一方の流路に、流体に接する伝熱介在物の伝熱面積を拡大するとともに、流路の内部を複数の流路に分割するインナーフィン50を配置する。
【選択図】図2
Description
燃料が流れる燃料流路(14a、15a)と、
燃料流路と隣り合わせに配置され、熱媒体が流れる熱媒体流路(14b、15b)と、
燃料流路と熱媒体流路とを区画する区画部(13a、13b)とを備え、
区画部を伝熱介在物として燃料と熱媒体とを熱交換させることによって、燃料を加熱して気化させるように構成されており、
燃料流路と熱媒体流路の少なくとも一方の流路に配置され、流体に接する伝熱介在物の伝熱面積を拡大するとともに、流路の内部を実質的に複数の流路に分割する流路分割手段(50、60、70)を備えることを特徴としている。
図1に示す本実施形態の燃料供給システム1は、車両に適用されており、車両走行用の駆動力を出力するエンジン(内燃機関)EGへ燃料を供給する機能を有するとともに、後述する車両用空調装置2において、車室内へ送風される送風空気を冷却する機能を有している。
h=(Nu・λ)/d・・・式(1)
Nu:ヌセルト数、d:相当直径、λ:熱伝導率
また、ヌセルト数Nuは次式で示される。
Nu=Rea・Prb・C・・・式(2)
Re:レイノルズ数、Pr:プラントル数、C:定数
さらに、レイノルズ数Reは次式で示される。
Re=(ρ・u・d)/μ・・・式(3)
ρ:密度、u:熱流束、d:相当直径
式(1)より、相当直径dが減少すると、熱通過率hが増大することがわかる。なお、相当直径dは式(3)にも含まれているが、式(3)中のdは式(2)に示すように累乗となるので、式(3)中のdが減少することによる熱通過率hへの影響は、式(1)中のdが減少することによる影響よりも小さい。
Q=h・A・ΔT・・・式(4)
このため、本実施形態によれば、第1、第2燃料気化部14、15の熱交換コア部の体格が同じであって、インナーフィンを備えていない場合と比較して、第1、第2燃料気化部14、15での熱交換量Qを増大させることができる。すなわち、同じ大きさの熱交換量Qを得るために必要な熱交換コア部の体格を小さくできる。
本実施形態の燃料気化器13は、図7に示すように、第1実施形態の燃料気化器に対して、燃料と熱交換させる熱媒体としてエンジンEGの冷却水のみを用いるように変更したものである。
本実施形態の燃料気化器13は、インナーフィンとして、第1、2実施形態のストレートフィン50の壁面52に、図8に示すように、少なくとも1つのルーバ53が形成されたものを用いている。
本実施形態の燃料気化器13は、インナーフィンとして、図9に示すオフセットフィン60を用いている。その他の構成は第1、第2実施形態と同じである。
本実施形態の燃料気化器13は、インナーフィンとして、図10に示すピンフィン70を用いている。その他の構成は第1、第2実施形態と同じである。
(1)上述の各実施形態では、燃料気化器を、燃料流路と熱媒体流路とが交互に積層された構成としたが、必ずしも交互に積層された構成としなくても良い。本発明の燃料気化器は、燃料が流れる燃料流路と、この燃料流路と隣り合わせに配置され、熱媒体が流れる熱媒体流路と、燃料流路と熱媒体流路とを区画する区画部とを備える構成であれば良い。
13 燃料気化器
13a 第1伝熱プレート(区画部)
13b 第2伝熱プレート(区画部)
14 第1燃料気化部
14a 第1燃料流路(燃料流路)
14b 第1熱媒体流路(熱媒体流路)
15 第2燃料気化部
15a 第2燃料流路(燃料流路)
15b 第2熱媒体流路(熱媒体流路)
50 ストレートフィン(インナーフィン、流路分割手段)
53 ルーバ
60 オフセットフィン(インナーフィン、流路分割手段)
70 ピンフィン(インナーフィン、流路分割手段)
Claims (9)
- 気化した燃料を消費してエネルギを出力するエネルギ出力手段に対して、気化させた燃料を供給する燃料気化器(13)であって、
燃料が流れる燃料流路(14a、15a)と、
前記燃料流路と隣り合わせに配置され、熱媒体が流れる熱媒体流路(14b、15b)と、
前記燃料流路と前記熱媒体流路とを区画する区画部(13a、13b)とを備え、
前記区画部を伝熱介在物として燃料と熱媒体とを熱交換させることによって、燃料を加熱して気化させるように構成されており、
前記燃料流路と前記熱媒体流路の少なくとも一方の流路に配置され、流体に接する伝熱介在物の伝熱面積を拡大するとともに、前記流路の内部を実質的に複数の流路に分割する流路分割手段(50、60、70)を備えることを特徴とする燃料気化器。 - 前記流路分割手段は、インナ−フィン(50、60、70)であることを特徴とする請求項1に記載の燃料気化器。
- 前記インナーフィンは、流体の流れ方向に垂直な断面形状が凸部(51)を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状であって、前記流路の内部を複数の流路に分割する壁面(52)が流体の流れ方向に直線状に延びているストレートフィン(50)であることを特徴とする請求項2に記載の燃料気化器。
- 前記ストレートフィンは、前記壁面に少なくとも1つのルーバ(53)が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の燃料気化器。
- 前記断面形状にて、一方側と他方側のうちの同一側で隣り合う凸部の中心同士の距離をフィンピッチ(fp)としたとき、前記フィンピッチが2〜6mmであることを特徴とする請求項3または4に記載の燃料気化器。
- 前記インナーフィンは、流体の流れ方向に垂直な断面形状が凸部(61)を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状であって、前記流路の内部を複数の流路に分割する壁面(62)が流体の流れ方向に沿って千鳥状に配置されているオフセットフィン(60)であることを特徴とする請求項2に記載の燃料気化器。
- 前記インナーフィンは、複数本の柱状のピンを備えるピンフィン(70)であることを特徴とする請求項2に記載の燃料気化器。
- 前記燃料流路と前記熱媒体流路とが交互に積層されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の燃料気化器。
- 前記燃料気化器は、燃料を気化させる第1燃料気化部(14)と、前記第1燃料気化部から流出した燃料を気化させる第2燃料気化部(15)とを一体的に構成したものであり、
前記第1燃料気化部は、前記燃料流路としての第1燃料流路(14a)と、前記熱媒体流路としての第1熱媒体流路(14b)とを備え、前記第1燃料流路を流れる燃料と前記第1熱媒体流路を流れる第1熱媒体とを熱交換させることによって、燃料を加熱して気化させるように構成され、
前記第2燃料気化部は、前記燃料流路としての第2燃料流路(15a)と、前記熱媒体流路としての第2熱媒体流路(15b)とを備え、前記第2燃料流路を流れる燃料と前記第2熱媒体流路を流れる前記第1熱媒体とは異なる第2熱媒体とを熱交換させることによって、燃料を加熱して気化させるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の燃料気化器。
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