JP4418358B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
また、フィンを設けることによっても、熱回収媒体の流速を低減できるので、熱供給媒体から熱回収媒体への伝熱を促進できる。したがって、熱回収媒体の温度むらを防止できる。
また、外周に対向する流路内に熱回収媒体が流通しないようにすることにより、熱回収媒体流路の外周を流れる熱回収媒体の熱が熱交換部の外部に放出されるのを低減することができ、外周を流れる熱回収媒体の温度低下を防止することができる。
図1および図2に示すように、本実施形態の熱交換器1は、いずれも金属材料などで形成された熱供給管群3と熱回収管部4とを備えた熱交換部5を有している。さらに、本実施形態では、熱交換部5が金属材料などで形成された筐体2内に収容されている構造となっている。
この燃料電池システムF1は、燃料電池FC、水素供給系20、空気供給系30、冷却系40、暖機系50、希釈系70および制御装置80を含んで構成されている。
運手者により車両のイグニッションスイッチ(図示せず)がON状態にされると、制御装置80は、暖機制御を開始する。制御装置80は、水ポンプ43からの冷却液を燃焼ヒータ10に供給する暖機運転位置に三方電磁弁44を切り替える。そして、第3ガス流量制御弁56を開弁方向へ所定量駆動させ、第1ガス流量制御弁54と第2ガス流量制御弁72とをそれぞれ閉鎖して、混合器52に、第3燃料ガスライン68および燃料配管67cを介して高圧水素タンク21の水素を導入する。このときの水素導入量は、流量センサ55によって監視される。一方、カソード極P2から排出されたカソードオフガスは、そのほぼ全量が第1カソードオフガスライン64を介して混合器52に導入される。
図4は第2実施形態の熱交換器を図1のA−A線に相当する位置で切断したときの断面図である。
この熱交換器1Aは、複数(本実施形態では7つ)の熱供給管60a,60b,60c,60dで構成された熱供給管群60を有している。この熱供給管群60の基本的な構成は、前記熱供給管群3と同じであり、各熱供給管60a〜60dの幅寸法がすべて同じW1に設定されている。ただし、熱供給管60aと熱供給管60bとの間隔、熱供給管60bと熱供給管60cとの間隔、熱供給管60cと熱供給管60dとの間隔、熱供給管60dと熱回収管部4の内壁4a1との間隔が、いずれも同じ寸法Sに設定されている。
図5は第3実施形態の熱交換器を図1のA−A線に相当する位置で切断したときの断面図である。なお、第3実施形態の熱交換器1Bでは、第2実施形態の熱交換器1Aでの凹凸形状のフィン63の凹凸ピッチが、内流路61a〜61cに位置するフィン63Aと、縁流路4sに位置するフィン63Bとの間で異なっている。
図6は第4実施形態の熱交換器を示し、(a)はフィン単体を示す斜視図、(b)は熱交換器の一部拡大断面図である。なお、第4実施形態の熱交換器1Cは、第2実施形態の熱交換器1Aにおける一部のフィン63の形状を変えたものである。
2 筐体
3,60 熱供給管群(熱供給媒体流路)
3a〜3d,60a〜60d 熱供給管(熱供給路)
4 熱回収管部(熱回収媒体流路)
5 熱交換部
63A〜63C,90,100 フィン
63b 閉塞部
Mr 熱回収媒体
Ms 熱供給媒体
Claims (3)
- 略円筒状の熱回収管部の内側の空間に、流路断面が所定の幅寸法で細長状に形成されて互いに間隔をおいてその幅方向に平行に配置された複数の熱供給管を有し、前記各熱供給管の長手方向の両端部が前記熱回収管部の内壁の近傍まで延びて形成された熱供給管群が設けられ、幅方向の両端部に位置する前記熱供給管と対向する前記熱回収管部の内壁が前記両端部に位置する熱供給管と平行になるように平面状に形成され、前記各熱供給管内に形成された熱供給路に流通する熱供給媒体と、前記熱回収管部の内側および前記熱供給管の外側の空間に形成された熱回収媒体流路に流通する熱回収媒体と、の間で熱交換を行う熱交換部を備え、
前記熱回収媒体流路には、断面が凹凸形状のフィンが設けられ、
前記熱回収媒体流路の外周に沿った前記フィンは、その一部において前記凹凸形状を横断する方向に沿って押し潰して形成された凹状の閉塞部を有し、前記閉塞部の凹面が内側を向くように配設され、前記フィンの外側では前記熱回収媒体の流れが遮断されるように構成したことを特徴とする熱交換器。 - 前記各熱供給路の幅方向に隣接する前記熱回収媒体流路の幅が前記熱交換部の中心に対して外側が狭くなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
- 前記熱回収媒体流路の外周に沿った前記フィンの凹凸のピッチが、前記各熱供給路間に位置する前記フィンの凹凸のピッチよりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
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