KR20140025337A - 열교환기 - Google Patents

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KR20140025337A
KR20140025337A KR1020137022132A KR20137022132A KR20140025337A KR 20140025337 A KR20140025337 A KR 20140025337A KR 1020137022132 A KR1020137022132 A KR 1020137022132A KR 20137022132 A KR20137022132 A KR 20137022132A KR 20140025337 A KR20140025337 A KR 20140025337A
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KR
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hydrogen gas
brine
heat exchanger
container
refrigerant
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KR1020137022132A
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Inventor
신지 가타오카
노보루 와타나베
Original Assignee
다이요 닛산 가부시키가이샤
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Abstract

저온 냉매와 브라인과의 열교환, 브라인과 수소가스와의 열교환을 효율적으로 행할 수 있고, 냉각 설비의 소형화나 설비비의 저감을 도모할 수 있는 열교환기로서, 브라인이 충전되는 진공 단열된 용기(12)와, 상기 용기의 상부 개구를 막는 뚜껑(13)과, 상기 용기의 축선방향으로 배치한 회전축(14)과, 상기 회전축에 설치된 프로펠러(15)와, 상기 회전축 및 프로펠러의 주위에 상하 2단으로 배치된 나선 형상의 수소가스 냉각관(16,17)과, 상기 수소가스 냉각관의 주위에 배치된 브라인 냉각용의 냉매관(18)을 구비하고 있는 열교환기

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}
본 발명은, 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수소 자동차의 연료탱크 등에 수소가스를 충전하는 설비에 설치되는 수소가스 냉각용 열교환기에 적합한 열교환기에 관한 것이다.
연료전지 자동차와 같은 수소 자동차의 연료로서 이용되는 수소가스는, 수소가스가 흐르는 경로에 설치되어 있는 각종 밸브나 유량계 등의 부분에서 단열 팽창되면, 줄 톰슨 효과(Joule-Thomson effect)에 의해서 온도가 상승한다고 하는 성질을 가지고 있다. 따라서, 수소가스 공급원으로부터 수소 자동차에 수소가스를 충전하는 경로에 설치되어 있는 밸브 등을 통과할 때의 줄 톰슨 효과에 의해 수소가스의 온도가 상승하는 것과 함께, 수소가스를 수소 자동차의 연료탱크에 고압으로 압축 충전하기 위한 압축열에 의해서도 수소가스의 온도가 상승한다.
이와 같이 수소가스의 온도가 상승하면, 연료탱크의 사용상한 온도인 85℃를 넘는 문제나, 충전 후의 냉각에 수반하는 압력 강하 등의 문제가 발생하기 때문에, 수소가스가 흐르는 경로에 냉각 설비를 배치하여, 이 냉각 설비로 수소가스를 냉각하면서 수소 자동차에 수소를 충전하는 장치나 방법이 각종 제안되고 있다.
수소가스를 냉각하기 위한 냉각 설비로서는, 냉동기의 저온 냉매와의 열교환에 의해 브라인(brine)을 냉각하여 저류 탱크에 저류하고, 그 저류 탱크에 저류한 저온의 브라인에 의해서 수소가스를 냉각하는 방식의 것이나(예를 들면, 특허문헌 1 참조.), 액화질소와 같은 액화가스와 수소가스를 열교환시켜 수소가스를 냉각하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조.).
일본 공개특허공보 2008-164177호 일본 공개특허공보 2008-267496호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 냉각 설비에서는, 냉동 사이클의 저온 냉매와 브라인을 열교환시키는 열교환기, 브라인과 수소가스를 열교환시키는 열교환기, 브라인 저류 탱크, 브라인 순환용의 배관 및 펌프 등이 필요하기 때문에, 설비가 복잡하게 되어, 설치 면적도 크고, 설비비가 고액인 것이 되고 있었다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 냉각 설비에서는, 열교환기가 1기(基)로 되기 때문에 설비의 소형화나 간략화를 도모하는 것은 가능하지만, 수소가스와의 열교환에 의해서 소모되는 액화가스를 항상 보충할 필요가 있기 때문에, 러닝코스트가 큰 폭으로 상승한다고 하는 문제가 있다.
따라서 본 발명은, 저온 냉매와 브라인과의 열교환, 브라인과 수소가스와의 열교환을 효율적으로 행할 수 있어, 냉각 설비의 소형화나 설비비의 저감을 도모할 수 있는 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 저온 냉매로 냉각된 브라인으로 수소가스를 냉각하는 열교환기는, 브라인이 충전되는 진공 단열된 용기와, 상기 용기의 상부 개구를 막는 뚜껑과, 상기 용기의 축선방향으로 배치된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 프로펠러와, 상기 회전축 및 프로펠러의 주위에 배치된 나선 형상의 수소가스 냉각관과, 상기 수소가스 냉각관의 주위에 배치된 브라인 냉각용의 냉매관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 열교환기는, 상기 수소가스 냉각관이, 복수의 수소가스 냉각관을 상하 다단(多段)으로 배치하고 있는 것, 상기 냉매관은, 고리 형상의 상부 매니폴드와 고리 형상의 하부 매니폴드에 상하단(上下端)을 연이어 통한 상태로 접속하고, 하단(下端)에서 상단(上端) 방향으로 냉매를 유통시키는 것, 상기 뚜껑의 내면과 용기내의 브라인의 액면과의 사이의 기상부(氣相部)에 드라이가스가 공급되어 있는 것, 상기 용기의 바닥부에는, 용기내에 충전되어 있는 브라인을 배출하기 위한 드레인(drain)이 설치되어 있는 것, 상기 용기는, 세로로 긴 바닥이 있는 원통 형상을 가지며, 용기 하부가 3개 이상의 지지다리로 지지되어, 축선을 수직으로 하여 자립할 수 있는 것, 상기 저온 냉매는 냉동 사이클을 이용한 냉동기의 저온 냉매인 것이 바람직하다.
또한, 저온 냉매로 냉각된 브라인으로 수소가스를 냉각하는 열교환기는, 브라인이 충전되는 진공 단열된 이중벽구조의 세로로 긴 바닥이 있는 원통 형상의 용기와, 상기 용기의 상부 개구를 막는 뚜껑과, 상기 뚜껑의 중심을 관통하여 용기내에 축선방향으로 삽입되는 회전축과, 상기 회전축에 설치된 프로펠러와, 상기 회전축 및 프로펠러의 주위에 배치된 나선 형상의 수소가스 냉각관과, 상기 수소가스 냉각관의 주위에 배치되어, 고리 형상의 상부 매니폴드와 고리 형상의 하부 매니폴드에 상하단을 연이어 통한 상태로 접속하고, 하부 매니폴드에 연이어 통하는 냉매 도입관으로부터 공급되는 냉매를 상부 매니폴드에 연이어 통하는 냉매 도출관으로부터 배출하는 복수개의 브라인 냉각용의 냉매관을 구비하고, 상기 회전축, 상기 수소가스 냉각관, 상기 복수의 브라인 냉각용 냉매관 및 용기는, 평면에서 보아, 상기 회전축을 중심으로 하여 안쪽으로부터, 상기 프로펠러, 상기 수소가스 냉각관, 복수의 브라인 냉각용 냉매관 및 용기의 순서로 동심원상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 저온 냉매는 냉동 사이클을 이용한 냉동기의 저온 냉매인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 저온 사이클의 저온 냉매에 의해서 브라인을 냉각하는 열교환 및 냉각된 브라인에 의해서 수소가스를 냉각하는 열교환을 1개의 용기내에서 행할 수 있고, 브라인용의 저류 탱크나 브라인 순환용의 배관 및 펌프를 생략할 수 있어, 냉각 설비의 소형화 및 설비비의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 냉동기의 저온 냉매를 냉열원으로 하므로, 액화가스를 냉열원으로서 사용하는 것에 비해 러닝코스트를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 열교환기의 한 형태예를 나타내는 단면 정면도이다.
도 2는 도 1의 열교환기의 평면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.
본 형태예에 관한 열교환기(11)는, 브라인이 충전되는 진공 단열된 이중벽구조의 세로로 긴 바닥이 있는 원통 형상의 용기(12)와, 상기 용기(12)의 상부 개구를 막는 원반 형상의 뚜껑(13)과, 상기 뚜껑(13)의 중심을 관통하여 용기(12)의 축선방향으로 배치된 회전축(14)과, 상기 회전축(14)의 상하에 복수개 설치된 축류(縮流)식의 프로펠러(15)와, 상기 회전축(14) 및 프로펠러(15)의 주위에 상하 2단으로 배치된 나선 형상의 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 제 2 수소가스 냉각관(17)과, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 제 2 수소가스 냉각관(17)의 주위에 축선방향으로 배치된 복수개의 브라인 냉각용의 냉매관(18)을 구비하고 있다.
상기 복수개의 브라인 냉각용의 냉매관(18)의 각각은, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16)의 상방 위치에 배치된 고리 형상의 상부 매니폴드(19)와 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)의 하방 위치에 배치된 고리 형상의 하부 매니폴드(20)에 상하단을 연이어 통한 상태로 접속하고 있다. 이 브라인 냉각용의 냉매관(18)은, 냉동 사이클에 있어서의 증발기에 상당하는 것으로서, 감압된 액냉매가 증발할 때에 발생하는 냉열에 의해, 냉매관(18) 주위의 브라인을 냉각한다.
상기 용기(12)는, 용기 하부에 3개 이상의 지지다리(21)가 설치되고, 축선을 수직으로 하여 자립할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 용기(12)의 바닥부에는, 용기(12)내에 충전되어 있는 브라인을 메인터넌스시 등에 배출하기 위한 드레인(22)이 설치되어 있다.
상기 뚜껑(13)은, 상기 용기(12)의 상부 바깥가장자리에 마련된 플랜지(12a)에 다수의 볼트 및 너트로 이루어지는 체결구(23)로 탈착 가능하게 고착되어 있다. 상기 뚜껑(13)의 외면 중앙부에는, 도시하지 않은 에어모터에 의해 회전 구동되는 구동축(24)의 회전 속도를 감속하여 상기 회전축(14)에 전달하는 커버를 구비한 감속기(25)가 설치되어 있어, 에어모터를 작동시키는 것에 의해, 상기 구동축(24), 감속기(25) 및 회전축(14)을 통하여 상기 프로펠러(15)를 회전시킨다. 용기(12)내의 상기 브라인은, 이 프로펠러의 회전에 의해, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 제 2 수소가스 냉각관(17)의 내주측을 상승하고, 제 1 수소가스 냉각관(16)의 상방으로부터 상기 냉매관(18)의 외측을 하강하여 제 2 수소가스 냉각관(17)의 하방으로부터 제 2 수소가스 냉각관(17)의 내주측으로 순환한다.
상기 뚜껑(13)에는, 수소가스 공급원으로부터의 수소가스를, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)에 각각 공급하는 제 1 수소가스 도입관(16a) 및 제 2 수소가스 도입관(17a)과, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)에서 냉각된 수소가스를 도출하여 사용처, 예를 들면 자동차의 연료탱크로 송출하는 제 1 수소가스 도출관(16b) 및 제 2 수소가스 도출관(17b)이 설치되어 있다. 각 수소가스 냉각관(16,17)과 각 제 1 수소가스 도출관(16b) 및 제 2 수소가스 도출관(17b)은, 맞대기 용접(bult welding)에 의해 이음매를 필요로 하지 않는 접합 구조에 의해 접속되어 있다.
또한, 상기 제 1 수소가스 도입관(16a)은, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16)의 외측을 따라서 축선방향으로 배치되어, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16)의 하단에 연이어 통하고 있고, 상기 제 1 수소가스 도출관(16b)은, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16)의 상단에 연이어 통하고 있다. 상기 제 2 수소가스 도입관(17a)은, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)의 외측을 따라서 축선방향으로 배치되고, 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)의 하단에 연이어 통하고 있다. 또한, 상기 제 2 수소가스 도출관(17b)은, 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)의 상단에 연이어 통하고, 상기 제 1 수소가스 도출관(16b)의 외측을 따라서 축선방향으로 배치되어 있다.
또한, 상기 뚜껑(13)을 관통하여, 브라인 냉각용의 저온 냉매를, 상기 하부 매니폴드(20)로부터 각 브라인 냉각용 냉매관(18)에 도입하는 냉매 도입관(20a)과, 상기 상부 매니폴드(19)로부터 도출되는 냉매 도출관(19a)이 설치되어 있다. 상기 냉매 도입관(20a)은, 상기 냉매관(18)의 내주측에서, 상기 제 1 수소가스 도입관 (16a), 상기 제 2 수소가스 도입관(17a), 상기 제 1 수소가스 도출관(16b), 상기 제 2 수소가스 도출관(17b)의 사이에 축선방향으로 배치되어 있다.
한편, 브라인 냉각용의 저온 냉매에 대해서는, 액화질소와 같은 액화가스를 이용할 수도 있지만, 냉동 사이클을 이용한 냉동기(도시하지 않음)의 프레온 등을 사용함으로써 러닝코스트를 저감할 수 있어, 바람직하다.
상기 제 1· 제 2 수소가스 냉각관(16,17), 상부 매니폴드(19) 및 하부 매니폴드(20), 복수의 브라인 냉각용 냉매관(18)은, 평면에서 보아, 용기(12)의 축선상에 배치되어 있는 상기 회전축(14)을 중심으로 하여 안쪽으로부터, 상기 제 1·제 2 수소가스 냉각관(16,17), 복수의 브라인 냉각용 냉매관(18)의 순서로 동심원상으로 배치되고, 상부 매니폴드(19) 및 하부 매니폴드(20)는, 회전축(14)을 중심으로 한 원형으로 형성되어 있다.
또한, 상기 뚜껑(13)의 내면과 브라인의 액면과의 사이에는, 브라인의 열팽창에 대처하기 위한 기상부가 설치되는 것과 함께, 이 기상부에, 브라인의 변질을 방지하기 위한 드라이가스를 상시 공급하는 드라이가스 공급관(26a) 및 공급된 드라이가스를 배기하는 드라이가스 배출관(26b)이 상기 뚜껑(14)을 관통하여 설치되어 있다.
다음에, 이 열교환기(11)를 이용하여 수소가스를 자동차의 연료탱크에 충전하는 사용예를 설명한다. 우선, 상기 드라이가스 공급관(26a) 및 드라이가스 배출관(26b)의 밸브를 열고 상기 기상부를 드라이가스로 채운 상태로 하고, 상기 냉매 도입관(20a) 및 냉매 도출관(19a)의 밸브를 열어, 냉동기의 팽창 밸브(도시하지 않음)로 팽창된 액냉매 혹은 상기 액냉매가 증발한 저온의 가스 냉매를 냉매관(18)에 도입하고, 냉매관(18)을 통하여 저온 사이클의 저온 냉매와 브라인을 열교환시키는 것에 의해 브라인을 냉각하는 것과 함께, 도시하지 않는 에어모터로 구동축(24), 감속기(25), 회전축(14)을 통하여 프로펠러(15)를 회전시키고, 브라인을 용기(12)내에서 순환시키는 것에 의해, 용기(12)내의 브라인을 미리 설정된 브라인 냉각 온도까지 냉각한다. 브라인의 온도가 브라인 냉각 온도에 도달하면, 냉동기를 정지하고 냉매관(18)으로의 저온 냉매의 도입을 중단하는 것과 함께, 에어모터를 정지하여 브라인의 순환도 중단하고, 열교환기(11)를 대기 상태로 한다. 이 대기 상태에서 브라인의 온도가 미리 설정된 상한온도로 상승되었을 때에는, 다시 냉동기 및 에어모터를 작동시켜 브라인을 브라인 냉각 온도로 냉각한다.
미리 압축된 고압의 수소가스를 자동차의 연료탱크에 충전할 때에는, 제 1 수소가스 도입관(16a) 및 제 2 수소가스 도입관(17a)의 밸브를 각각 열고, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)의 하단에 수소가스 공급원으로부터의 수소가스를 각각 공급하는 동시에, 냉동기 및 에어모터를 작동시켜 브라인의 냉각 및 브라인의 순환을 재개한다. 공급된 수소가스는, 상기 제 1 수소가스 냉각관(16) 및 상기 제 2 수소가스 냉각관(17)을 상승하면서, 미리 냉각된 브라인과 열교환을 행하여, 소정 온도로 냉각되어 제 1 수소가스 도출관(16b) 및 제 2 수소가스 도출관(17b)에 도출되어 충전용 배관을 통하여 연료탱크에 충전된다.
이와 같이, 브라인이 충전된 용기(12)내에, 나선 형상의 상기 수소가스 냉각관(16,17)과, 브라인 냉각용의 상기 냉매관(18)을 배치한 것에 의해, 종래의 브라인 저류 탱크, 브라인 순환용의 배관 및 펌프를 생략하여 수소가스 냉각 설비의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 용기(12)의 축선방향으로 배치한 회전축(14)에 프로펠러(15)를 설치하고 브라인을 용기(12)내에서 순환시키는 것에 의해, 냉매관(18)내를 흐르는 저온 냉매와 브라인과의 열교환 및 수소가스 냉각관(16,17)내를 흐르는 수소가스와 브라인과의 열교환을 효과적으로 행할 수 있어, 각각의 열교환 효율을 향상시켜 열교환기(11)의 소형화도 도모할 수 있다.
또한, 회전축(14), 제 1 수소가스 도입관(16a), 제 2 수소가스 도입관(17a), 제 1 수소가스 도출관(16b), 제 2 수소가스 도출관(17b), 냉매 도입관(20a), 냉매 도출관(19a), 드라이가스 공급관(26a) 및 드라이가스 배출관(26b)의 전부가 뚜껑 (13)에 설치되어 있으므로, 용기(12)의 둘레벽에 배관 접속용이 가공을 실시할 필요가 없고, 각 배관의 접합이나 조립도 뚜껑(13)의 부분에서 행할 수 있으므로, 열교환기(11)의 제작도 용이하게 행할 수 있고, 제조비용을 저감할 수 있다. 또한, 열교환기(11)의 메인터넌스도, 드레인(22)으로부터 용기(12)내의 브라인을 배출하여 뚜껑(13)을 떼어내는 것에 의해 용이하게 행할 수 있어, 보수비용의 저감도 도모할 수 있다. 한편, 미리 브라인을 냉각하여 대기 상태로 해두는 것에 의해, 수소가스 충전 개시시부터 수소가스를 효과적으로 냉각할 수 있다.
한편, 상술한 형태예에서는, 상기 기상부에 상시 신선한 드라이가스를 공급하고 있지만, 미리 드라이가스로 채워 둘 수도 있다. 또한, 드라이가스로서는, 질소 가스가 최적이지만, 질소 이외의 불활성 가스나 건조공기도 사용 가능하다.
또한, 상술한 형태예에서는 수소가스 냉각관을 상하 2단 구성으로 하고 있지만, 용기의 높이 등의 조건에 따라서는 상하 3단 이상으로 배치하는 것도 가능하고, 1단으로 할 수도 있다. 수소가스 냉각관에 있어서의 나선의 코일지름은, 수소가스의 유량, 관의 사이즈 등에 따라서 다르지만, 일반적으로는, 100㎜∼500㎜의 범위가 바람직하고, 나선의 빈틈 간격은, 5㎜∼32㎜의 범위가 바람직하다.
또한, 상술한 형태예에 의하면, 상기 구동축의 구동에 에어모터를 채용하고 있지만, 전기모터를 사용하는 것도 가능하고, 프로펠러는, 수소가스 냉각관의 길이에 따라서 달라, 복수개 설치하는 것이 바람직하지만, 1개만으로 할 수도 있다.
또한, 상술한 형태예에서는, 상부 매니폴드 및 하부 매니폴드를 설치하여 직관 형상의 냉매관을 복수개 배치하도록 하고 있지만, 냉매관을 수소가스 냉각관과 같은 나선형장으로서 각 매니폴드를 생략할 수도 있다.
또한, 냉매관이나 수소가스 냉각관으로서, 핀이 부착된 관이나 내면에 나선 형상의 홈을 형성한 관을 이용하는 것에 의해, 전열면적을 크게 하여 전열효과를 촉진할 수 있다. 또한, 내면에 나선 형상의 홈을 형성한 관을 사용하는 것에 의해, 관내를 흐르는 유체의 난류(亂流)를 촉진할 수 있어, 전열효율을 더 향상시킬 수 있다.
11 : 열교환기
12 : 용기
13 : 뚜껑
14 : 회전축
15 : 프로펠러
16 : 제 1 수소가스 냉각관
16a : 제 1 수소가스 도입관
16b : 제 1 수소가스 도출관
17 : 제 2 수소가스 냉각관
17a : 제 2 수소가스 도입관
17a, 17b : 제 2 수소가스 도출관
18 : 냉매관
19 : 상부 매니폴드
20 : 하부 매니폴드
21 : 지지다리
22 : 드레인관
23 : 체결구
24 : 구동축
25 : 감속기
26a : 드라이가스 공급관
26b : 드라이가스 배출관

Claims (9)

  1. 저온 냉매로 냉각된 브라인(brine)으로 수소가스를 냉각하는 열교환기에 있어서, 상기 열교환기는, 브라인이 충전되는 진공 단열된 용기와, 상기 용기의 상부 개구를 막는 뚜껑과, 상기 용기의 축선방향으로 배치된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 프로펠러와, 상기 회전축 및 프로펠러의 주위에 배치된 나선 형상의 수소가스 냉각관과, 상기 수소가스 냉각관의 주위에 배치된 브라인 냉각용의 냉매관을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수소가스 냉각관은, 복수의 수소가스 냉각관을 상하 다단으로 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매관은, 고리 형상의 상부 매니폴드와 고리 형상의 하부 매니폴드에 상하단을 연이어 통한 상태로 접속하고, 하단으로부터 상단 방향으로 냉매를 유통시키는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 뚜껑의 내면과 용기내의 브라인의 액면과의 사이의 기상부(氣相部)에 드라이가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 용기의 바닥부에는, 용기내에 충전되어 있는 브라인을 배출하기 위한 드레인(drain)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 용기는, 세로로 긴 바닥이 있는 원통 형상을 가지며, 용기 하부가 3개 이상의 지지다리로 지지되어, 축선을 수직으로 하여 자립할 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 저온 냉매는, 냉동 사이클을 이용한 냉동기의 저온 냉매인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 저온 냉매로 냉각된 브라인으로 수소가스를 냉각하는 열교환기에 있어서, 상기 열교환기는, 브라인이 충전되는 진공 단열된 이중벽구조의 세로로 긴 바닥이 있는 원통 형상의 용기와, 상기 용기의 상부 개구를 막는 원반 형상의 뚜껑과, 상기 뚜껑의 중심을 관통하여 용기의 축선방향으로 배치된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 프로펠러와, 상기 회전축 및 프로펠러의 주위에 배치된 나선 형상의 수소가스 냉각관과, 상기 수소가스 냉각관의 주위에 배치되어, 고리 형상의 상부 매니폴드와 고리 형상의 하부 매니폴드에 상하단을 연이어 통한 상태로 접속하고, 하부 매니폴드에 연이어 통하는 냉매 도입관으로부터 공급되는 냉매를 상부 매니폴드에 연이어 통하는 냉매 도출관으로부터 배출하는 복수개의 브라인 냉각용의 냉매관을 구비하고, 상기 회전축, 상기 수소가스 냉각관, 상기 복수의 브라인 냉각용 냉매관 및 용기는, 평면에서 보아, 상기 회전축을 중심으로 하여 안쪽으로부터, 상기 프로펠러, 상기 수소가스 냉각관, 복수의 브라인 냉각용 냉매관 및 용기의 순서로 동심원상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 저온 냉매는, 냉동 사이클을 이용한 냉동기의 저온 냉매인 것을 특징으로 하는 열교환기.
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