JP4730348B2

JP4730348B2 - 液体浸透板および加熱気化装置

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Publication number: JP4730348B2
Application number: JP2007185725A
Authority: JP
Inventors: 正弘和田; 毅磯部; 公明加藤; 博規上野; 巧渋谷; 栄秋山
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP2007330966A

Description

本発明は、液体を浸透させるのに適した液体浸透板、および例えば燃料電池で使用する水素濃度の高い改質ガスを生成する際に所定の液体を加熱により気化させるための加熱気化装置に関する。

この種の加熱気化装置としては、内管と外管とからなる二重管と、内管および外管に密着しその間に挟持された円筒形の焼結金属管（液体浸透板）とからなり、焼結金属管の外面に螺旋状に液を供給するように、外管の内面に螺旋溝が設けられ、かつ内管の外面に軸方向に延びる蒸気用の流路が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１）。

このように構成された加熱気化装置においては、内管および／または外管を加熱することにより、外管に形成された螺旋溝を介して焼結金属管に浸透させた液を蒸発させ、この蒸気を内管に形成された流路を介して燃料電池用の改質器等に供給することになる。
そして、外管に螺旋溝が形成されているので、焼結金属管の全体に液を浸透させることができる。

特開２０００−１６８０１号公報

ところが、上記加熱気化装置においては、焼結金属管を内管および外管に密着させるため、これらの焼結金属管、内管および外管は寸法精度の高いものが要求される。このため、コスト高になるという問題がある。しかも、焼結金属管の全体になるべく均一に液体を浸透させるため、外管に螺旋溝を加工する必要があるので、さらにコストが高くなるという欠点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液体を全体的に均一に浸透させる性能の高い液体浸透板およびこの液体浸透板を用いた低コストの加熱気化装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の液体浸透板は、多孔質材によって円筒状に形成され、立てた状態で使用される液体浸透板であって、上部に設けられた液体の供給位置の下方に位置する周方向の水平ラインと、上記供給位置の左右に位置する軸方向の垂直ラインとによって形成された当該供給位置側の内側部分と外側部分とが別体のもので形成されなり、かつ上記外側部分には、少なくとも内側部分の下方に、水平方向に延びる空隙が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の加熱気化装置は、軸方向を上下に向け、所定の間隔をおいて二重に配置された内筒と外筒とを備え、上記内筒の外周面および／または上記外筒の内周面には多孔質材によって形成された液体浸透板を設けてなり、上記内筒内および／または上記外筒外を加熱することにより、上記液体浸透板の上部に供給された液体を気化させるように構成してなる加熱気化装置であって、上記液体浸透板は、上記液体の供給位置の下方に位置する周方向の水平ラインと、上記供給位置の左右に位置する軸方向の垂直ラインとによって形成された当該供給位置側の内側部分と外側部分とが別体のもので形成されてなり、かつ上記外側部分には、少なくとも内側部分の下方に、周方向に延びる空隙が設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の加熱気化装置は、軸方向を上下に向け、所定の間隔をおいて二重に配置された内筒と外筒とを備え、上記内筒の外周面および／または上記外筒の内周面には多孔質材によって形成された液体浸透板を設けてなり、上記内筒内および／または上記外筒外を加熱することにより、上記液体浸透板の上部に供給された液体を気化させるように構成してなる加熱気化装置であって、上記液体浸透板は、上記液体の供給位置の下方において周方向に延びるラインより上側部分と下側部分とが別体のもので形成され、かつ上記下側部分には、周方向に延びる空隙を設けたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明においては、液体浸透板における液体の供給位置の近傍に沿うラ
インより供給位置側の内側部分と外側部分とが別体のもので形成されていることから、上
記ラインにおいて液体の流れの抵抗が生じる。このため、液体が内側部分にほぼ均等に浸
透する。しかも、内側部分の液体が上記ラインから外側部分にほぼ均等に流出することに
なるので、外側部分にもより均等に液体を浸透させることができる。

請求項２に記載の発明においては、液体浸透板における液体の供給位置の近傍に沿うラインより供給位置側の内側部分と外側部分とが別体のもので形成されていることから、上記ラインにおいて液体の流れの抵抗が生じる。このため、液体が内側部分にほぼ均等に浸透する。しかも、内側部分の液体が上記ラインから外側部分にほぼ均等に流出することになるので、外側部分にもより均等に液体を浸透させることができる。

請求項３に記載の発明においては、液体浸透板における液体の供給位置の下方において周方向に延びるラインより上側部分と下側部分とが別体のもので形成されていることから、上記ラインにおいて液体の流れの抵抗が生じる。このため、液体が上側部分にほぼ均等に浸透するとともに、上側部分の液体が上記ラインから下方にほぼ均等に流出することになる。したがって、下側部分にも液体をほぼ均等に浸透させることができる。

以下、本発明の液体浸透板および加熱気化装置の実施の形態を図面を参照して説明する。ただし、従来例で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付しその説明を簡略化する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の液体浸透板および加熱気化装置の第１の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。この実施の形態で示す加熱気化装置は、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）で利用する水素含有量の高い改質ガスを得るため、メタノール、水、これらの混合物等の液体を加熱して気化させるものであり、軸方向を上下に向け、所定の間隔をおいて二重に配置された内筒１と外筒２とを備え、上記内筒１の外周面に多孔質材によって形成された液体浸透板３を設けたもので構成されている。

内筒１は、ステンレス鋼等の耐熱耐食性金属によって、外径×軸方向長さ×厚さの各寸法が例えば２００ｍｍ×５００ｍｍ×２ｍｍの円筒状に形成されたもので構成されている。
また、内筒１内は、図示しないバーナや電気ヒータ等の加熱手段によって加熱されるようになっている。そして、例えばバーナを用いる場合には、固体高分子型燃料電池で未利用の水素を燃料として用いることが可能である。

外筒２も、ステンレス鋼等の耐熱耐食性金属によって円筒状に形成されたものである。ただし、その外径×軸方向長さ×厚さの各寸法は例えば２５０ｍｍ×５００ｍｍ×２ｍｍに形成されている。

液体浸透板３は、ステンレス鋼等の耐熱耐食性金属の粉体を用いて発泡焼結させたものであり、互いに連通する複数の空孔３ａを有する三次元網状構造に形成され、気孔率が６０〜９７％の多孔質材によって円筒状に形成されている。この液体浸透板３の寸法は、内径×軸方向長さ×厚さが例えば２００ｍｍ×５００ｍｍ×（０．２〜１）ｍｍに形成されている。したがって、液体浸透板３と外筒２との間には隙間が形成されている。

また、液体浸透板３は、各空孔３ａが内筒１の外周面に環状口３ｂをもって開口し、かつ各環状口３ｂの間が内筒１の外周面に沿うべく曲面状に形成された面状部３ｃになっており、この面状部３ｃを介して内筒１の外周面に拡散接合されている。

なお、上記各環状口３ｂはほぼ円形状に形成され、大きさもほぼ一定のものとなっている。ただし、この環状口３ｂは、楕円形状、多角形状等の閉ループを描くように形成された各種の形状のものであってもよく、また大きさの異なるものであってもよい。

また、液体浸透板３の外筒２側を向く表面は、複数の空孔３ａが単に開口し、各空孔３ａを構成する骨格柱の端面が露出することによって、不規則な形状の凹凸を有するように形成されている。
ただし、液体浸透板３は、その両側の面に、上記環状口３ｂおよび面状部３ｃを有するように形成してもよい。

また、液体浸透板３の上部には、上記液体が供給管４を介して、外筒２の半径方向の外側から供給されるようになっている。
そして、液体浸透板３には、上記液体の供給位置３１の下方に、周方向に直線状に延在する複数（この実施の形態では４つ）の空隙３２が設けられている。各空隙３２は、その幅が約１〜５ｍｍ程度（好ましくは２〜３ｍｍ、本実施の形態では３ｍｍ）に一定に形成されているとともに、その長さが約１００〜３００ｍｍに形成されている。

上記各空隙３２は、最上位置の１つの空隙３２が供給位置３１の直下に位置し、最上位置以外の他の空隙３２が直上位置の空隙３２の周方向の端部の下方に位置すべく配置されている。そして、最上位置の空隙３２はその長手方向の中央部が供給位置３１から垂下する線に対応する位置に配置され、他の空隙３２は上記垂下する線に対して左右対称となる位置に配置されている。

なお、図２は、液体浸透板３を固定した状態の内筒１を、供給位置３１を中心にして周方向に展開した図を示している。

そして、液体浸透板３は、上述したステンレス鋼の粉末を原料粉末とし、この原料粉末を４０〜６０重量％、水溶性樹脂バインダーとしてのメチルセルロースを５〜１５重量％、界面活性剤としてのアルキルベンゼンスルホン酸塩を１〜３重量％、発泡剤としてのヘキサンを０．５〜３重量％、残部を水および不可避不純物とするものを混練機で混合してなる発泡性スラリー６０（図４参照）を原料として成形されたものである。上記原料粉末は、平均粒径が約１０μｍのものである。

次ぎに、内筒１と一体的に拡散接合された液体浸透板３の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、上述した組成の発泡性スラリー６０をドクターブレード法を用いた成形装置Ｘによって内筒１の素材金属板１Ａ上に塗工し、発泡、乾燥させる。なお、素材金属板１Ａは、帯状に長く形成されたものであり、所定の大きさに切断されることにより、平面状に展開された状態の内筒１となるようになっている。

上記成形装置Ｘは、図４に示すように、ドクターブレード８、発泡スラリー６０のホッパ９、予備乾燥室１０ａ、恒温・高湿度槽１０、乾燥槽１１、素材金属板１Ａの巻き出しリール１２、同素材金属板１Ａの支持ロール１４、１５、空隙成形型の型設置部１６を備えた構成になっている。
上記発泡性スラリー６０の塗工に際しては、巻き出しリール１２から連続的に繰り出される素材金属板１Ａの上面（内筒１の外周面に相当）に、まず型設置部１６によって、空隙３２を成形するための型が設置される。そして、その素材金属板１Ａの上面にホッパ９から発泡性スラリー６０を連続的に供給するとともに、ドクターブレード８によって均一な厚さに延ばす。これによって、素材金属板１Ａ上には、空隙３２用の型の部分を除いた範囲に均一な厚さの発泡性スラリー６０が塗工されることになる。

そして、発泡性スラリー６０が塗工された素材金属板１Ａを、まず予備乾燥室１０ａ内を通過させた後、恒温・高湿度槽１０内を連続的に移動させることによって、湿度が７５〜９５％、温度が３０〜４０℃、滞留時間が１０〜２０分の条件の下で上記発泡性スラリー６０をスポンジ状に発泡させる。さらに、乾燥槽１１を連続的に移動させることによって、温度が５０〜７０℃、滞留時間が５０〜７０分の条件の下で乾燥させて素材金属板１Ａ上にスポンジ状グリーン板６１を成形する。このグリーン板６１の厚さは、例えば約０．４ｍｍである。

この場合、グリーン板６１は、互いに連通する複数の空孔を有するとともに、各空孔が素材金属板１Ａの上面側に環状口をもって開口し、かつ各環状口の間が素材金属板１Ａの上面に沿うべく面一状の平面状に形成された面状部となる。

そして、素材金属板１Ａから空隙３２用の型を取り去ってから、上記素材金属板１Ａとグリーン板６１とからなる複合板を、連続的にスキン圧延（図示せず）してグリーン板６１の平坦性および厚さの均一性の向上を図った後、所定の長さごとに切断する。
次ぎに、切断により所定の大きさに形成された複合板をジルコニア製の平板状圧縮部材（図示せず）の間に挟んで、当該複合板に対して１０〜１００ｇ／cm²押圧力が作用するように荷重を加える。これにより、グリーン板６１の面状部は素材金属板１Ａの上面に所定の圧力で押し付けられた状態になる。なお、上記押圧力は、上記加重を、グリーン板６１における素材金属板１Ａ側の全面積で割ることによって単純に計算した値である。また、上記平板状圧縮部材は、素材金属板１Ａやグリーン板６１と反応しないものであれば、ジルコニア以外の材質のものであってもよい。

そして、平板状圧縮部材によって押圧された複合板に対して、真空中において、４５０〜６５０℃、２５〜３５分の条件の下で、グリーン板６１におけるバインダー成分を除去する脱脂を行い、さらに真空中において、１２００〜１３００℃、５０〜７０分の条件の下に保持することにより、グリーン板６１から液体浸透板３を焼成するとともに、面状部３ｃを素材金属板１Ａの上面に拡散接合する。

その後、液体浸透板３が拡散接合された素材金属板１Ａを円筒状に曲げ加工してから、素材金属板１Ａの付き合わせ部を溶接する。なお、この付き合わせ部をNi系のろう材を用いてろう付けしてもよい。また、液体浸透板３の突き合わせ部は溶接等により接合する必要はない。
以上により、円筒形状の内筒１の外周面に例えば０．３ｍｍの液体浸透板３が拡散接合されたものが完成する。

上記のように構成された加熱気化装置においては、液体浸透板３の上部の供給位置３１に供給された液体が多孔質材の毛管作用により、当該供給位置３１の周囲に浸透して行くことになるが、この際、重力の作用を受けることにより、下方へ浸透する流れが特に多くなる。

しかし、液体の供給位置３１の直下に最上位置の空隙３２が設けられているので、下方に流れて空隙３２に達した液体はこの空隙３２を超えてさらに下方に浸透することが困難になり、空隙３２の上辺に沿って周方向に広がる方向に浸透することになる。このため、最上位置の空隙３２の上側においては、液体がより均等に浸透することになる。

そして、最上位置の空隙３２の周方向の端部に達した液体は、当該端部から再び下方への浸透が大きな流れとなるが、各端部の２カ所の位置から周囲に浸透するため、最上位置の空隙３２の下辺に沿う部分にも液体が回り込む割合が多くなって十分浸透することになる。
しかも、最上位置の空隙３２の各端部から下方に流れた液体は、上から第２位の位置の各空隙３２によって周方向に浸透する流れとなることから、最上位置と第２位の位置との間に液体がより十分に浸透することになる。

そして、第２位以下の空隙３２が直上位置の空隙３２の周方向の端部の下方に位置すべく配置されているので、液体の供給位置３１から下方に向って浸透する液体の流れを周方向に浸透する流れに変換することができる。

したがって、液体を液体浸透板３の全体にわたってより均等に浸透させることができるので、内管１内での加熱によって液体浸透板３が加熱されることにより、液体浸透板３に浸透した液体を効率よく加熱して蒸発させることができる。
しかも、液体浸透板３の面状部３ｃを内筒１の外周面に拡散接合しているので、内筒１と液体浸透板３との間の接合部の伝熱面積を増大させることができる。したがって、液体浸透板３を効率良く加熱することができる。
また、液体浸透板３で蒸発した気体は、液体浸透板３と外筒２との間の隙間を通してそのまま回収することができるとともに、固体高分子型燃料電池用の改質装置に供給することができる。

以上の結果、液体浸透板３を内筒１および外筒２に密着させることも、内筒１や外筒２に螺旋溝や流路を設けることも必要ないので、構造の簡素化およびコストの低減を図ることができる。

また、上記液体浸透板３の製造方法を用いることにより、発泡性スラリー６０の塗工、発泡、乾燥、脱脂、焼結および液体浸透板３の素材金属板１Ａへの接合等を一つの素材金属板１Ａ上で行うことができるので、製造工程の簡素化、製造時間の短縮等を図ることができる。

そして、グリーン板６１を素材金属板１Ａの表面に押し付けながら加熱して液体浸透板３に焼成しているので、その焼成の過程でグリーン板６１が素材金属板１Ａの表面に沿って収縮するのを防止することができる。したがって、液体浸透板３に割れが生じるのを防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。しかも、グリーン板６１を素材金属板１Ａの表面に押し付けることによって、面状部３ｃと素材金属板１Ａとの拡散接合を速やかに行わせることができる。

なお、上記実施の形態では、発泡性スラリー６０をドクターブレード法により素材金属板１Ａ上に塗工するように構成したが、発泡性スラリー６０をシルク印刷により平板状の素材金属板に塗工するようにしてもよい。この場合には、発泡性スラリー６０を所定の大きさの素材金属板上に塗工した後、上記と同様に予備乾燥、発泡、乾燥、バインダの脱脂、焼結等を行うことにより、素材金属板上に液体浸透板３を焼成させることができる。そして、液体浸透板３が接合された素材金属板を円筒状に曲げ加工して、当該素材金属板の突き合わせ部を溶接等で接合することにより、円筒形状の内筒１の外周面に液体浸透板３が拡散接合されたものが得られる。また、シルク印刷を用いることにより、空隙３２に対応する部分の発泡性スラリー６０を容易に抜くことができる利点がある。なお、シルク印刷によって発泡性スラリー６０を、円筒状の内筒１の外周面に直接塗工するようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、内筒１、外筒２、液体浸透板３として、ステンレス鋼を用いた例を示したが、これらの内筒１、外筒２、液体浸透板３は、ハステロイ等の他の耐食合金を用いてもよい。また、液体浸透板の厚さ、気孔率、孔径は、気化装置の運転条件（供給水量、加熱温度など）に応じて、最適化することが望ましい。
供給水量が多い場合は、上部（後述する図８の内側部分３４、図９の上側部分３７）だけは液体浸透板３の厚みを厚くすると、下部（図８の外側部分３５、図９の下側部分３８）に速やかに全面均一に液体を流出させることができる。

次ぎに、内筒１に一体的に接合される液体浸透板３の製造方法の他の例を図５を参照して説明する。
この製造方法では、まず、上述した組成の発泡性スラリー６０をドクターブレード法を用いた成形装置Ｙによって、後述するキャリヤシート７上に塗工し、発泡、乾燥させる。

上記成形装置Ｙは、図５に示すように、キャリヤーシート７、ドクターブレード８、ホッパ９、予備乾燥室１０ａ、恒温・高湿度槽１０、乾燥槽１１、キャリヤシート７の巻き出しリール１２、同キャリヤシート７の巻取リール１３、同キャリヤシート７の支持ロール１４、１５を備えた構成になっている。

上記発泡性スラリー６０の塗工に際しては、ホッパ９に投入された発泡性スラリー６０を、巻き出しリール１２から連続的に繰り出されるキャリヤシート７の上面に連続的に供給する。これにより、発泡性スラリー６０はドクターブレード８によって薄く延ばされてキャリヤシート７上に均一な厚さに塗工される。

そして、発泡性スラリー６０が塗工されたキャリヤシート７を、まず予備乾燥室１０ａ内を通過させた後、恒温・高湿度槽１０内を連続的に移動させることによって、湿度が７５〜９５％、温度が３０〜４０℃、滞留時間が１０〜２０分の条件の下で上記発泡性スラリー６０をスポンジ状に発泡させる。さらに、乾燥槽１１を連続的に移動させることによって、温度が５０〜７０℃、滞留時間が５０〜７０分の条件の下で乾燥させてキャリヤシート７上にスポンジ状グリーン板６１を成形する。このグリーン板６１の厚さは、例えば約０．４ｍｍである。

この場合、グリーン板６１は、互いに連通する複数の空孔を有するとともに、各空孔がキャリヤシート７の上面側に環状口をもって開口し、かつ各環状口の間がキャリヤシート７の上面に沿って面一状の平面状に形成された面状部となる。

そして、グリーン板６１をキャリヤシート７上に載置した状態において、連続的にスキン圧延（図示せず）してグリーン板６１の平坦性および厚さの均一性の向上を図った後、当該グリーン板６１をキャリヤシート７から分離する。

次ぎに、グリーン板６１における空隙３２に相当する部分を削除した後、当該グリーン板６１の面状部を内筒１の素材金属板（図示せず）の少なくとも一方の表面に重ね、この重ねられた複合板をジルコニア製の平板状圧縮部材（図示せず）の間に挟んで、上記複合板に対して１０〜１００ｇ／cm²の押圧力が作用するように荷重を加える。これにより、グリーン板６１の面状部は素材金属板の表面に所定の圧力で押し付けられた状態になる。

そして、上記平板状圧縮部材によって押圧された複合板に対して、真空中において、４５０〜６５０℃、２５〜３５分の条件の下で、グリーン板６１におけるバインダー成分を除去する脱脂を行い、さらに真空中において、１２００〜１３００℃、５０〜７０分の条件の下に保持することにより、グリーン板６１から液体浸透板３を焼成するとともに、面状部３ｃを素材金属板の表面に拡散接合する。

その後、液体浸透板３を有する素材金属板を円筒状に曲げ加工してから、素材金属板の付き合わせ部を溶接等により接合する。これにより、円筒形状の内筒１の外周面に例えば０．３ｍｍの液体浸透板３が拡散接合されたものを得ることができる。

上記内筒１に一体的に接合される液体浸透板３の製造方法の他の例においては、グリーン板６１が素材金属板とは別に製造されることになるので、気孔率等がある程度定まったグリーン板６１を選択して素材金属板に組み合わせることができる。したがって、メタノールや水など気化させる液体の表面張力に応じて、より浸透に適した気孔率を有する液体浸透板３を内筒１の外周面に設置することができる。
また、この場合も、グリーン板６１を素材金属板の表面に押し付けながら焼結しているので、液体浸透板３に割れが生じるのを防止することができるとともに、面状部３ｃと素材金属板との拡散接合を速やかに行わせることができる。しかも、液体浸透板３の焼成と、素材金属板の表面への拡散接合とを同時に行うことができることから、加熱気化装置のコストの低減を図ることができる。

次ぎに、内筒１に一体的に接合される液体浸透板３の製造方法の第２の他の例を説明する。ただし、発泡性スラリー６０を成形装置Ｙによってキャリヤシート７上に塗工し、発泡、乾燥させるまでの工程は上述した第２の実施の形態と同一である。

すなわち、キャリヤシート７上でグリーン板６１を連続的にスキン圧延した後、グリーン板６１をキャリヤシート７から分離し、当該グリーン板６１から空隙３２に相当する部分を切断して排除するまでの工程は、上記他の例と同一であるので説明を省略する。

そして、この第２の他の例では、上記キャリヤシート７から分離したグリーン板６１に対して、真空中において、４５０〜６５０℃、２５〜３５分の条件の下で、グリーン板６１におけるバインダー成分を除去する脱脂を行い、さらに真空中において、１２００〜１３００℃、５０〜７０分の条件の下に保持することにより、グリーン板６１から平面状の液体浸透板３を焼成する。この焼結後の液体浸透板３は、厚さが約０．３ｍｍである。

この液体浸透板３をスキン圧延することにより平坦性および厚さの均一性の向上を図った後、当該液体浸透板３を内筒１の平面状の素材金属板の一方の表面に重ね、この重ねられた複合板をジルコニア製の平板状圧縮部材（図示せず）の間に挟んで、当該複合板に対して１０〜１００ｇ／cm²（この第２の他の例では１０ｇ／cm²）の押圧力が作用するように荷重を加える。これにより、液体浸透板３の面状部３ｃが素材金属板の表面に所定の圧力で押し付けられた状態になる。

そして、平板状圧縮部材によって押圧された複合板に対して、真空中において、１０００〜１３００℃（この第２の他の例では１０００℃）、３０分間〜５時間（この第２の他の例では５時間）の条件の下に保持することにより、液体浸透板３の面状部３ｃを素材金属板の表面に拡散接合する。

上記内筒１に一体的に接合される液体浸透板３の製造方法の第２の他の例においては、液体浸透板３が内筒１の素材金属板とは別に製造されることになるので、気孔率等が確実に定まった液体浸透板３を内筒１の外周面に接合することができる。したがって、メタノールや水など気化させる液体の表面張力に応じて、最も浸透に適した気孔率を有する液体浸透板３を内筒１の外周面に固定することができる。
また、液体浸透板３を素材金属板の表面に押し付けながら加熱することにより、液体浸透板３の面状部３ｃと素材金属板の表面とを速やかに拡散接合することができる。そして、この場合、液体浸透板３がすでに焼成されていて収縮することがないので、液体浸透板３を押圧する荷重等の管理を厳密に行わなくても液体浸透板３に割れが生じることがないという利点がある。

なお、上記のように液体浸透板３を予め焼成した後に、内筒１の素材金属板に接合する場合には、上記拡散接合に代えて、Ni系のろう材を用いたろう付けや、スポット溶接によって、液体浸透板３を内筒１に接合するようにしてもよい。スポット溶接の場合は、周方向および軸方向に例えば１０ｍｍピッチでスポット溶接することが好ましい。
また、ろう付けやスポット溶接の場合も、平板状の素材金属板の表面に平面状の液体浸透板３を接合した後、この液体浸透板３を有する素材金属板を円筒状に曲げ加工して、その素材金属板の付き合わせ部を溶接等により接合することが好ましい。ただし、ろう付けやスポット溶接の場合は、円筒状の内筒１の外周面に液体浸透板３を巻き付けた状態で、上記ろう付けやスポット溶接によって液体浸透板３を内筒１に固定するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
次ぎに、本発明の液体浸透板および加熱気化装置の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。ただし、図１〜図３に示す第１の実施の形態の構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
この第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、各空隙３２の上辺３２ａが三角形状に上方に突出している点、および最下位置の一の空隙３２が排除されている点である。

すなわち、最上位置の空隙３２は、図６に示すように、その上辺３２ａが液体の供給位置３１に対応する位置から周方向の各端部に向かって漸次下方に位置すべく直線状に傾斜した形状になっている。また、各端縁においては上辺３２ａと下辺とが一致した状態になっている。
なお、図６は、液体浸透板３を固定した状態の内筒１を、供給位置３１を中心にして周方向に展開した図を示している。
また、最上位置以外の他の空隙３２（この実施の形態では２つの空隙３２）は、その上辺３２ａが直上位置（この実施の形態では最上位置）の空隙３２の周方向の端部に対応する位置から周方向の各端部に向かって漸次下方に位置すべく直線状に傾斜した形状になっている。

上記のように構成された加熱気化装置においては、最上位置（液体の供給位置３１の直下位置）の空隙３２の上辺３２ａが液体の供給位置３１に対応する位置から周方向の各端部に向かって漸次下方に傾斜しているので、供給位置３１から下方に浸透する液体の流れをより速く周方向の流れに変換することができる。
そして、最上位置以外の他の空隙３２の上辺３２ａが直上位置の空隙３２の周方向の端部に対応する位置から周方向の各端部に向かって漸次下方に傾斜しているので、他の各空隙においても、下方に向かう液体をより速く周方向に流すことができる。
したがって、液体が液体浸透板の全体に浸透する時間を短縮することができる。

なお、各空隙３２の上辺３２ａは、図７に示すように、周方向の各端部に向かって凹状の曲線や、図示しないその他の形状の曲線や折線等を描いて漸次下方に位置するような形状に形成してもよい。そして、上辺３２ａを凹状の曲線とした場合には、当該上辺３２ａが懸垂線に近似した形状になるので、その曲線に沿う最高位置から最低位置までの液体が流れる時間を短縮することができる。したがって、より効率よく液体を液体浸透板３に浸透させることができる。もちろん、上辺３２ａを懸垂線状に形成することによって、液体が最高位置から最低位置まで最短の時間で流れるように構成してもよい。

（第３の実施の形態）
次ぎに、本発明の液体浸透板および加熱気化装置の第３の実施の形態を図８を参照して説明する。ただし、図１〜図３に示す第１の実施の形態の構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
この第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、液体の供給位置３１の近傍部と、この近傍部以外とを別体の液体浸透板３で構成している点である。

すなわち、液体浸透板３は、液体の供給位置３１の周囲における供給位置３１の近傍に沿うライン３３より当該供給位置３１側の内側部分３４と外側部分３５とが別体のもので形成されている。

ライン３３は、供給位置３１の下方に位置する周方向の水平ライン３３ａと、供給位置３１の左右に位置する軸方向の垂直ライン３３ｂとによって、内側部分３４を矩形状に形成するようになっている。

また、液体浸透板３における内側部分３４と外側部分３５とは、それぞれ気孔率の異なるものを特に設置したものではない。すなわち、内側部分３４と外側部分３５とは、気孔率が同一のものであっても、多少異なるものであってもよい。

上記のように構成された加熱気化装置においては、液体浸透板３における液体の供給位置３１の近傍の内側部分３４と外側部分３５とが別体のもので構成されていることから、これらの内側部分３４と外側部分３５との境のライン３３において液体の流れの抵抗が生じる。

このため、供給位置３１から供給された液体がまず内側部分３４にほぼ均等に浸透するとともに、内側部分３４内の液体がライン３３に沿って外側部分３５側にほぼ均等に流出することになる。したがって、外側部分３５にも液体をより均等に浸透させることができる。

なお、ライン３３の位置における液体の移動に対する抵抗は、内側部分３４と外側部分３５との間に多少の隙間が生じること、およびそれぞれの内部の空孔３ａがライン３３において分断された状態になることに起因して生じると考察される。

また、外側部分３５には、少なくとも内側部分の下方に、図２、図６、図７に示したような空隙３２を設けてもよい。

（第４の実施の形態）
次ぎに、本発明の液体浸透板および加熱気化装置の第４の実施の形態を図９を参照して説明する。ただし、図１〜図３に示す第１の実施の形態の構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
この第４の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、液体の供給位置３１の下方近傍に沿う周方向のライン３６の上側と下側とを別体の液体浸透板３で構成している点である。

すなわち、液体浸透板３は、液体の供給位置３１の下方でかつ当該供給位置３１の近傍を周方向に延びるライン３６より上側部分３７と下側部分３８とが別体のもので形成されている。

また、液体浸透板３における上側部分３７と下側部分３８とは、それぞれ気孔率の異なるものを特に設置したものではない。すなわち、上側部分３７と下側部分３８とは、気孔率が同一のものであっても、多少異なるものであってもよい。

上記のように構成された加熱気化装置においては、ライン３６において液体の流れの抵抗が生じることになることから、液体が上側部分３７にほぼ均等に浸透した状態になるとともに、上側部分３７内の液体がライン３６から下方にほぼ均等に流出することになる。したがって、下側部分３８にも液体をほぼ均等に浸透させることができる。

なお、下側部分３８には、図２、図６、図７に示したような空隙３２を設けてもよい。

この発明の液体浸透板および加熱気化装置の第１の実施の形態として示した断面図である。同液体浸透板および加熱気化装置を示す展開図である。同液体浸透板を平面状態に展開した状態の要部斜視図である。同液体浸透板を製造するための成形装置を示す説明図である。同液体浸透板を製造するための他の成形装置を示す説明図である。この発明の液体浸透板および加熱気化装置の第２の実施の形態として示した展開図である。同液体浸透板の他の例を示す展開図である。この発明の液体浸透板および加熱気化装置の第３の実施の形態として示した展開図である。この発明の液体浸透板および加熱気化装置の第４の実施の形態として示した展開図である。

符号の説明

１内筒
２外筒
３液体浸透板
３１供給位置
３２空隙
３２ａ上辺
３３、３６ライン
３４内側部分
３５外側部分
３７上側部分
３８下側部分

Claims

多孔質材によって円筒状に形成され、立てた状態で使用される液体浸透板であって、
上部に設けられた液体の供給位置の下方に位置する周方向の水平ラインと、上記供給位置の左右に位置する軸方向の垂直ラインとによって形成された当該供給位置側の内側部分と外側部分とが別体のもので形成されてなり、かつ上記外側部分には、少なくとも内側部分の下方に、水平方向に延びる空隙が設けられていることを特徴とする液体浸透板。
軸方向を上下に向け、所定の間隔をおいて二重に配置された内筒と外筒とを備え、上記内筒の外周面および／または上記外筒の内周面には多孔質材によって形成された液体浸透板を設けてなり、上記内筒内および／または上記外筒外を加熱することにより、上記液体浸透板の上部に供給された液体を気化させるように構成してなる加熱気化装置であって、
上記液体浸透板は、上記液体の供給位置の下方に位置する周方向の水平ラインと、上記供給位置の左右に位置する軸方向の垂直ラインとによって形成された当該供給位置側の内側部分と外側部分とが別体のもので形成されてなり、かつ上記外側部分には、少なくとも内側部分の下方に、周方向に延びる空隙が設けられていることを特徴とする加熱気化装置。
軸方向を上下に向け、所定の間隔をおいて二重に配置された内筒と外筒とを備え、上記内筒の外周面および／または上記外筒の内周面には多孔質材によって形成された液体浸透板を設けてなり、上記内筒内および／または上記外筒外を加熱することにより、上記液体浸透板の上部に供給された液体を気化させるように構成してなる加熱気化装置であって、
上記液体浸透板は、上記液体の供給位置の下方において周方向に延びるラインより上側部分と下側部分とが別体のもので形成され、かつ上記下側部分には、周方向に延びる空隙を設けたことを特徴とする加熱気化装置。