JP2000329483A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改質ガスの流量が変動しても、改質ガスの温
度を変動させることがない熱交換器を提供する。
【解決手段】 第１熱交換部１１の下流側にバイパス開
口３４を設け、流入したガスの流量に基づいてバイパス
開口３４を開閉する遮断弁３９を備えている熱交換器１
を採用する。そしてこの熱交換器１は、流入するガスの
流量が低いときは、バイパス開口３４が遮断弁３９によ
り開かれ、流量が高いときには、バイパス開口３４が遮
断弁３９により閉じられるように構成されている。この
熱交換器１によれば、ガスの流量によってガスを通過さ
せる熱交換部の数を増減することが可能となり、熱交換
器１から流出するガスの温度を制御することが可能とな
る。
(57) [Problem] To provide a heat exchanger that does not change the temperature of reformed gas even if the flow rate of reformed gas changes. A heat exchanger (1) having a bypass opening (34) downstream of a first heat exchange section (11) and a shut-off valve (39) for opening and closing the bypass opening (34) based on the flow rate of gas flowing in.
Is adopted. The heat exchanger 1 is configured such that when the flow rate of the inflowing gas is low, the bypass opening 34 is opened by the shutoff valve 39, and when the flow rate is high, the bypass opening 34 is closed by the shutoff valve 39. . According to the heat exchanger 1, it is possible to increase or decrease the number of heat exchange units through which the gas passes according to the flow rate of the gas, and to control the temperature of the gas flowing out of the heat exchanger 1.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスの温度を制御
する熱交換器に関するものであり、特に、水素を含む改
質ガスを燃料電池に供給する燃料改質装置に用いて好適
な熱交換器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger for controlling the temperature of a gas, and more particularly to a heat exchanger suitable for use in a fuel reformer for supplying a reformed gas containing hydrogen to a fuel cell. It is about a vessel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体高分子型の燃料電池は、アノード及
びカソードで高分子電解質膜を挟んでなるスタックセル
を具備してなるもので、アノードに水素、カソードに酸
素をそれぞれ供給して電気化学反応を起こして発電する
ようになっている。また従来から、前記の燃料電池の水
素供給源としては、燃料改質装置が用いられている。こ
の燃料改質装置は、炭化水素またはアルコール系の燃料
と水を気化して燃料ガスを生成し、これを改質触媒を用
いて改質することにより、水素を含む改質ガスを生成す
るものである。2. Description of the Related Art A polymer electrolyte fuel cell comprises a stack cell in which a polymer electrolyte membrane is sandwiched between an anode and a cathode. Hydrogen is supplied to the anode and oxygen is supplied to the cathode. A reaction is generated to generate electricity. Conventionally, a fuel reformer has been used as a hydrogen supply source of the fuel cell. This fuel reformer generates a fuel gas by vaporizing a hydrocarbon or alcohol fuel and water, and reforms it using a reforming catalyst to produce a reformed gas containing hydrogen. It is.
【０００３】この従来の燃料改質装置を図面を参照して
説明する。図５には従来の燃料改質装置の構成図を示
す。この燃料改質装置１０１は、燃焼ガスを生成する燃
焼器１０２と、この燃焼ガスの熱により燃料と水の混合
液を蒸発させて燃料ガスを生成する蒸発器１０３と、燃
料ガスを改質して水素を含む改質ガスを生成する改質器
１０４と、改質ガス中に副成した一酸化炭素を酸化して
除去する一酸化炭素除去器１０５（以下、ＣＯ除去器１
０５と記載する）を主体として構成されている。また、
ＣＯ除去器１０５の下流側には、燃料電池１１０が接続
されている。[0003] This conventional fuel reformer will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows a configuration diagram of a conventional fuel reformer. The fuel reformer 101 includes a combustor 102 that generates a combustion gas, an evaporator 103 that generates a fuel gas by evaporating a mixture of fuel and water by the heat of the combustion gas, and a reformer 103 that reforms the fuel gas. Reformer 104 that generates a reformed gas containing hydrogen, and a carbon monoxide remover 105 that oxidizes and removes carbon monoxide by-produced in the reformed gas (hereinafter referred to as a CO remover 1).
05). Also,
A fuel cell 110 is connected downstream of the CO remover 105.
【０００４】改質器１０４には、図示しない改質触媒が
備えられており、燃料ガスが空気中の酸素と共にこの改
質器１０４に供給されると、改質触媒上にて以下の反応
式（１）〜（３）に示される反応が進行して、水素を含
む改質ガスが生成すると共に、改質ガス中に微量の一酸
化炭素が副成する。[0004] The reformer 104 is provided with a reforming catalyst (not shown). When the fuel gas is supplied to the reformer 104 together with oxygen in the air, the following reaction formula is formed on the reforming catalyst. The reactions shown in (1) to (3) proceed to generate a reformed gas containing hydrogen, and a small amount of carbon monoxide is by-produced in the reformed gas.
【０００５】 ＣＨ3ＯＨ ＋ Ｈ2Ｏ → ３Ｈ2 ＋ ＣＯ2 …（１） ＣＨ3ＯＨ ＋ ２Ｏ2 → ２Ｈ2Ｏ＋ ＣＯ2 …（２） ＣＨ3ＯＨ → ２Ｈ2 ＋ ＣＯ …（３）CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1) CH 3 OH + 2O 2 → 2H 2 O + CO 2 (2) CH 3 OH → 2H 2 + CO (3)
【０００６】一酸化炭素は、燃料電池１１０アノードの
触媒能を低下させてしまうため、除去する必要がある。
ＣＯ除去器１０５の前段には、一酸化炭素を酸化させる
ための酸素（空気）の供給管１１１が設けられ、またＣ
Ｏ除去器１０５の内部には図示しない選択酸化触媒が備
えられ、改質ガス中の一酸化炭素と酸素を選択酸化触媒
上にて反応させて二酸化炭素とし、一酸化炭素を除去す
る。[0006] Carbon monoxide must be removed because it reduces the catalytic ability of the anode of the fuel cell 110.
A supply pipe 111 for oxygen (air) for oxidizing carbon monoxide is provided at a stage preceding the CO remover 105.
A selective oxidation catalyst (not shown) is provided inside the O remover 105, and reacts carbon monoxide and oxygen in the reformed gas on the selective oxidation catalyst to form carbon dioxide, thereby removing carbon monoxide.
【０００７】そして、一酸化炭素が除去された改質ガス
は、燃料電池１１０のアノードに供給され、同時にこの
燃料電池１１０のカソードには空気（酸素）が供給され
て、酸素と水素の電気化学反応が進行して発電が行われ
る。The reformed gas from which carbon monoxide has been removed is supplied to the anode of the fuel cell 110, and at the same time, air (oxygen) is supplied to the cathode of the fuel cell 110, and the electrochemical reaction between oxygen and hydrogen is performed. The reaction proceeds to generate power.
【０００８】また、改質器１０４とＣＯ除去器１０５の
間には、熱交換器１０６が配置されている。この熱交換
器１０６は、改質器１０４にて３００℃以上に加熱され
た改質ガスを、ＣＯ除去器１０５の選択酸化触媒が酸化
反応による発熱と平衡して１８０℃程度になるまで冷却
する（１００℃以下）ものである。更に、ＣＯ除去器１
０５の下流側には、熱交換器１０７が配置されている。
この熱交換器１０７は、ＣＯ除去器１０５にて１８０℃
程度に加熱された改質ガスを、燃料電池１１０の作動温
度（１００℃以下）まで冷却するものである。A heat exchanger 106 is arranged between the reformer 104 and the CO remover 105. This heat exchanger 106 cools the reformed gas heated to 300 ° C. or higher in the reformer 104 until the selective oxidation catalyst of the CO remover 105 equilibrates with the heat generated by the oxidation reaction to about 180 ° C. (100 ° C. or less). Furthermore, CO remover 1
The heat exchanger 107 is disposed downstream of the heat exchanger 105.
This heat exchanger 107 is 180 ° C.
The reformed gas heated to a certain degree is cooled to the operating temperature of the fuel cell 110 (100 ° C. or lower).
【０００９】図６には、熱交換器１０６の構造を示す。
この熱交換器１０６は、いわゆる多回路型の熱交換器で
あり、略円柱型の第１熱交換部２０１と、第１熱交換部
２０１の外周側に位置する略円環状の第２熱交換部２０
２と、第２熱交換部２０２の外周側に位置する略円環状
の第３熱交換部２０３とを主体として構成されている。
また、第１熱交換部２０１の上流側（図中右側）には、
ガス流入口２０４が設けられ、第３熱交換部２０３の下
流側（図中左側）には、円環状のガス流出口２０５が設
けられている。FIG. 6 shows the structure of the heat exchanger 106.
The heat exchanger 106 is a so-called multi-circuit type heat exchanger, and has a substantially cylindrical first heat exchange section 201 and a substantially annular second heat exchange section located on the outer peripheral side of the first heat exchange section 201. Part 20
2 and a substantially annular third heat exchange section 203 located on the outer peripheral side of the second heat exchange section 202.
Further, on the upstream side (the right side in the figure) of the first heat exchange unit 201,
A gas inlet 204 is provided, and an annular gas outlet 205 is provided downstream (left side in the figure) of the third heat exchange unit 203.
【００１０】また、第１熱交換部２０１と第２熱交換部
２０２は、第１折返し流路２１１により連通されてい
る。この第１折返し流路２１１は、第１熱交換部２０１
から流出したガスを第２熱交換部２０２に供給できるよ
うに構成されている。更に、第２熱交換部２０２と第３
熱交換部２０３は、第２折返し流路２１２により連通さ
れている。この第２折返し流路２１２は、第２熱交換部
２０２から流出したガスを第３熱交換部２０３に供給で
きるように構成されている。The first heat exchanging section 201 and the second heat exchanging section 202 are communicated with each other by a first folded channel 211. The first return channel 211 is provided in the first heat exchange section 201.
It is configured to be able to supply the gas flowing out of the second heat exchange unit 202. Further, the second heat exchange unit 202 and the third
The heat exchange section 203 is communicated with the second return channel 212. The second return channel 212 is configured to supply the gas flowing out of the second heat exchange unit 202 to the third heat exchange unit 203.
【００１１】この熱交換器１０６は、改質器１０４から
流出した改質ガスを、第１熱交換部２０１、第１折返し
流路２１１、第２熱交換部２０２、第２折返し流路２１
２、第３熱交換部２０３の順に通過させるように構成さ
れている。The heat exchanger 106 converts the reformed gas flowing out of the reformer 104 into a first heat exchange section 201, a first return path 211, a second heat exchange section 202, and a second return path 21.
It is configured to pass through the second and third heat exchange units 203 in this order.
【００１２】第１熱交換部２０１は、円筒管２０１ａに
区画された第１容器２０１ｂと、この第１容器２０１ｂ
に収納された第１冷却管群２０１ｃとからなる。The first heat exchange section 201 includes a first container 201b divided into a cylindrical tube 201a and a first container 201b.
And a first cooling pipe group 201c stored in the first cooling pipe group 201c.
【００１３】また、第２熱交換部２０２は、第２容器２
０２ａと、この第２容器２０２ａに収納された第２冷却
管群２０２ｂからなる。第２容器２０２ａは、前記の円
筒管２０１ａと、この円筒管２０１ａの外周に位置する
円筒管２０２ｃとに区画されて構成されている。Further, the second heat exchanging section 202 comprises a second vessel 2
02a and a second cooling pipe group 202b housed in the second container 202a. The second container 202a is divided into the cylindrical tube 201a and a cylindrical tube 202c located on the outer periphery of the cylindrical tube 201a.
【００１４】更に、第３熱交換部２０３は、第３容器２
０３ａと、この第３容器２０３ａに収納された第３冷却
管群２０３ｂからなる。第３容器２０３ａは、前記の円
筒管２０２ｃと、この円筒管２０２ｃの外周に位置する
円筒管２０３ｃとに区画されて構成されている。Further, the third heat exchange section 203 is provided in the third vessel 2
03a and a third cooling tube group 203b housed in the third container 203a. The third container 203a is divided into the cylindrical tube 202c and a cylindrical tube 203c located on the outer periphery of the cylindrical tube 202c.
【００１５】改質ガスは、第１、２、３の各熱交換部２
０１、２０２、２０３を通過する際に、各冷却管群２０
１ｃ、２０２ｂ、２０３ｂの表面にて、各冷却管群２０
１ｃ、２０２ｂ、２０３ｂの内部を流通する冷媒との間
で熱交換が行われて冷却され、改質ガスの温度が低下す
る。The reformed gas is supplied to the first, second and third heat exchange sections 2
01, 202 and 203, each cooling pipe group 20
1c, 202b and 203b, each cooling pipe group 20
Heat exchange is performed between the refrigerant flowing through 1c, 202b, and 203b and the refrigerant is cooled, and the temperature of the reformed gas decreases.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従来の熱交換器１０６
においては、図３の点線で示すように、改質ガスの流量
と、熱交換器１０６から流出した改質ガスの温度とが比
例関係を有し、改質ガスの流量が低下すると、改質ガス
の温度が低くなる傾向にある。燃料電池１１０の発電量
が低下すると、改質ガスの消費量が少なくなって熱交換
器１０６を流れる改質ガスの流量が低下するので、熱交
換器１０６からＣＯ除去器１０５に流入する改質ガスの
温度が、ＣＯ除去器１０５の作動温度よりも低くなり、
選択酸化触媒の触媒能が低下して一酸化炭素を充分に除
去できなくなるという課題があった。SUMMARY OF THE INVENTION A conventional heat exchanger 106
In FIG. 3, as shown by the dotted line in FIG. 3, the flow rate of the reformed gas and the temperature of the reformed gas flowing out of the heat exchanger 106 have a proportional relationship. The gas temperature tends to decrease. When the power generation amount of the fuel cell 110 decreases, the consumption amount of the reformed gas decreases and the flow rate of the reformed gas flowing through the heat exchanger 106 decreases, so that the reforming gas flowing from the heat exchanger 106 into the CO remover 105 is reduced. The temperature of the gas becomes lower than the operating temperature of the CO remover 105,
There has been a problem that the catalytic ability of the selective oxidation catalyst is reduced and carbon monoxide cannot be sufficiently removed.
【００１７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、改質ガスの流量が変動しても、改
質ガスの温度を変動させることがない熱交換器を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and provides a heat exchanger that does not change the temperature of the reformed gas even if the flow rate of the reformed gas changes. The purpose is to:
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の熱交換
器（実施形態では熱交換器１、５１）は、入口部（実施
形態ではガス流入口１４、６４）と出口部（実施形態で
はガス流出口１５、６５）との間に、少なくとも第１、
第２の熱交換部（実施形態では第１熱交換部１１、６
１、第２熱交換部１２、６２）を折返し流路（実施形態
では第１折返し流路２１、７１）を介して連通状態に設
けてなるものである。そして、前記折返し流路には、第
２熱交換部を迂回して前記折返し流路を前記出口部に連
通させるバイパス開口（実施形態ではバイパス開口３
４、８４）が設けられ、更に前記バイパス開口を開閉す
る遮断弁（実施形態では遮断弁３９、８９）を備えてい
る。In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitution. The heat exchanger of the present invention (the heat exchangers 1 and 51 in the embodiment) is provided between an inlet (the gas inlets 14 and 64 in the embodiment) and an outlet (the gas outlets 15 and 65 in the embodiment). , At least the first,
The second heat exchange unit (in the embodiment, the first heat exchange units 11 and 6)
The first and second heat exchange portions 12 and 62) are provided in communication with each other via a return channel (first return channels 21 and 71 in the embodiment). The return passage has a bypass opening (in the embodiment, the bypass opening 3) that bypasses the second heat exchange section and communicates the return passage with the outlet.
4, 84), and a shutoff valve (in the embodiment, shutoff valves 39, 89) for opening and closing the bypass opening.
【００１９】この熱交換器は、流入する流体（実施形態
では改質ガス）の流量が低いときには、前記バイパス開
口が前記分岐弁により開かれ、流量が高いときには、前
記バイパス開口が前記遮断弁により閉じられるように構
成されている。よって、ガスの流量が低いときは、熱交
換器に流入された流体が、第１熱交換部を通過した後
に、バイパス開口から熱交換器の外部に流出される。ま
た、流体の流量が高いときは、第１熱交換部を通過した
流体がバイパス開口から流出せずに、第２熱交換部を通
過する。従って、かかる熱交換器によれば、ガスの流量
によって、ガスを通過させる熱交換部の数を増減するこ
とが可能となり、熱交換器から流出するガスの温度を制
御することが可能となる。In this heat exchanger, when the flow rate of the inflowing fluid (the reformed gas in the embodiment) is low, the bypass opening is opened by the branch valve, and when the flow rate is high, the bypass opening is opened by the shutoff valve. It is configured to be closed. Therefore, when the flow rate of the gas is low, the fluid flowing into the heat exchanger flows out of the heat exchanger from the bypass opening after passing through the first heat exchange unit. When the flow rate of the fluid is high, the fluid that has passed through the first heat exchange unit does not flow out of the bypass opening but passes through the second heat exchange unit. Therefore, according to such a heat exchanger, it is possible to increase or decrease the number of heat exchange sections through which the gas passes, depending on the flow rate of the gas, and to control the temperature of the gas flowing out of the heat exchanger.
【００２０】また、本発明の熱交換器の前記遮断弁は、
前記の第１熱交換部を通過した流体の圧力によって開閉
するものであることを特徴とする。Further, the shut-off valve of the heat exchanger according to the present invention comprises:
It opens and closes by the pressure of the fluid that has passed through the first heat exchange section.
【００２１】より具体的には、この遮断弁（実施形態で
は遮断弁３９）は、前記バイパス開口を覆う弁部材（実
施形態では弁部材３６）と、前記バイパス開口（実施形
態ではバイパス開口３４）の周縁部に突設された固定部
材（実施形態では固定部材３５）と、前記弁部材と前記
固定部材との間に設けられて、前記バイパス開口を開の
状態となるように前記弁部材を付勢する弾性部材（実施
形態ではコイルばね３７）とからなり、熱交換器に流入
された流体の圧力により前記弁部材が押されて、前記バ
イパス開口が閉じられるように構成されている。即ちこ
の遮断弁は、ガスの流量が低いときに、弁部材を弾性部
材により付勢させてバイパス開口を「開」とし、ガスの
流量が高いときに、弁部材を流体に押させてバイパス開
口を「閉」とするものである。従って、かかる熱交換器
によれば、流体の圧力に応じて、遮断弁を動作させてバ
イパス開口を開閉することが可能になる。More specifically, the shutoff valve (the shutoff valve 39 in the embodiment) includes a valve member (the valve member 36 in the embodiment) that covers the bypass opening, and the bypass opening (the bypass opening 34 in the embodiment). The valve member is provided between the valve member and the fixing member, and the valve member is provided between the valve member and the fixing member so as to open the bypass opening. An elastic member (a coil spring 37 in the embodiment) that is urged, the valve member is pushed by the pressure of the fluid flowing into the heat exchanger, and the bypass opening is closed. That is, when the gas flow rate is low, the valve member is urged by an elastic member to open the bypass opening, and when the gas flow rate is high, the valve member is pushed by the fluid to open the bypass opening. Is "closed". Therefore, according to such a heat exchanger, it becomes possible to open and close the bypass opening by operating the shutoff valve in accordance with the pressure of the fluid.
【００２２】また、本発明の熱交換器の前記遮断弁は、
前記の第１熱交換部を通過した流体の温度によって開閉
するものであることを特徴とする。Further, the shut-off valve of the heat exchanger of the present invention comprises:
It opens and closes according to the temperature of the fluid that has passed through the first heat exchange section.
【００２３】より具体的には、この前記遮断弁（実施形
態では遮断弁８９）は、前記バイパス開口（実施形態で
はバイパス開口８４）を通過するガスの温度に応じて、
前記バイパス開口を開閉するバイメタル（実施形態では
弁部材８６）からなるものであり、このバイメタルは、
熱交換器に流入する流体によって加熱されて変形し、バ
イパス開口を開閉する。即ちこのバイメタルは、流体の
流量が低いときに、変形せずにバイパス開口を「開」の
状態とし、またガスの流量が高いときに、流体により加
熱されて変形してバイパス開口を「閉」の状態とするよ
うに構成されている。従って、かかる熱交換器によれ
ば、流体の温度に応じて、遮断弁を動作させてバイパス
開口を開閉することが可能になる。More specifically, the shut-off valve (in the embodiment, the shut-off valve 89) is operated in accordance with the temperature of the gas passing through the bypass opening (in the embodiment, the bypass opening 84).
It is made of a bimetal (valve member 86 in the embodiment) that opens and closes the bypass opening.
It is heated and deformed by the fluid flowing into the heat exchanger, and opens and closes the bypass opening. That is, when the flow rate of the fluid is low, the bimetal keeps the bypass opening "open" without deformation, and when the flow rate of the gas is high, the bimetal is heated and deformed by the fluid to close the bypass opening. Is configured. Therefore, according to such a heat exchanger, it becomes possible to open and close the bypass opening by operating the shutoff valve according to the temperature of the fluid.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態で
ある熱交換器を図面を参照して説明する。図１〜図２に
は本発明の第１の実施形態である熱交換器１を示す。こ
の熱交換器１は、いわゆる多回路型の熱交換器であり、
略円柱型の第１熱交換部１１と、第１熱交換部１１の外
周側に位置する略円環状の第２熱交換部１２と、第２熱
交換部１２の外周側に位置する略円環状の第３熱交換部
１３とを主体として構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a heat exchanger 1 according to a first embodiment of the present invention. This heat exchanger 1 is a so-called multi-circuit heat exchanger,
A substantially cylindrical first heat exchange unit 11, a substantially annular second heat exchange unit 12 located on the outer periphery side of the first heat exchange unit 11, and a substantially circle located on the outer periphery side of the second heat exchange unit 12 The ring-shaped third heat exchange unit 13 is mainly configured.
【００２５】また、第１熱交換部１１の上流側（図中右
側）には、入口部であるガス流入口１４が設けられ、第
３熱交換部１３の下流側（図中左側）には、出口部であ
る円環状のガス流出口１５が設けられている。A gas inlet 14 serving as an inlet is provided on the upstream side (right side in the figure) of the first heat exchange section 11, and on the downstream side (left side in the figure) of the third heat exchange section 13. An annular gas outlet 15 is provided as an outlet.
【００２６】更に、第１熱交換部１１と第２熱交換部１
２は、第１折返し流路２１によって連通されている。こ
の第１折返し流路２１は、第１熱交換部１１から流出し
たガスを第２熱交換部１２に供給できるように構成され
ている。更に、第２熱交換部１２と第３熱交換部１３
は、第２折返し流路２２によって連通されている。この
第２折返し流路２２は、第２熱交換部１２から流出した
ガスを第３熱交換部１３に供給できるように構成されて
いる。Further, the first heat exchange unit 11 and the second heat exchange unit 1
2 is communicated by the first folded channel 21. The first return flow path 21 is configured to supply the gas flowing out of the first heat exchange unit 11 to the second heat exchange unit 12. Further, the second heat exchange unit 12 and the third heat exchange unit 13
Are communicated by the second return flow path 22. The second return channel 22 is configured to supply the gas flowing out of the second heat exchange unit 12 to the third heat exchange unit 13.
【００２７】この熱交換器１は、ガス流入口１４から流
入した流体である改質ガスを、第１熱交換部１１、第１
折返し流路２１、第２熱交換部１２、第２折返し流路２
２、第３熱交換部１３の順に通過させて、ガス流出口１
５から流出させるように構成されている。The heat exchanger 1 converts the reformed gas, which has flowed through the gas inlet 14, into the first heat exchange section 11,
Return channel 21, second heat exchange section 12, second return channel 2
2 and the third heat exchange section 13 in order, and the gas outlet 1
5.
【００２８】第１熱交換部１１は、円筒管１１ａに区画
された第１容器１１ｂと、この第１容器１１ｂに収納さ
れた第１冷却管群１１ｃとからなる。この第１熱交換部
１１の上流側（図中右側）には、円筒管１１ａと連通す
る流入管１４ａが取り付けられて、ガス流入口１４が形
成されている。The first heat exchange section 11 comprises a first container 11b divided into a cylindrical tube 11a, and a first cooling pipe group 11c stored in the first container 11b. On the upstream side (right side in the figure) of the first heat exchange section 11, an inflow pipe 14a communicating with the cylindrical pipe 11a is attached, and a gas inlet 14 is formed.
【００２９】また、第２熱交換部１２は、第２容器１２
ａとこの第２容器１２ａに収納された第２冷却管群１２
ｂからなる。第２容器１２ａは、前記の円筒管１１ａ
と、この円筒管１１ａの外周に位置する円筒管１２ｃと
に区画されて構成されている。Further, the second heat exchange section 12 includes a second vessel 12
a and the second cooling pipe group 12 stored in the second container 12a
b. The second container 12a includes the cylindrical tube 11a.
And a cylindrical tube 12c located on the outer periphery of the cylindrical tube 11a.
【００３０】更に、第３熱交換部１３は、第３容器１３
ａとこの第３容器１３ａに収納された第３冷却管群１３
ｂからなる。第３容器１３ａは、前記の円筒管１２ｃ
と、この円筒管１２ｃの外周に位置する円筒管１３ｃと
に区画されて構成されている。Further, the third heat exchange section 13 includes a third vessel 13
a and the third cooling pipe group 13 accommodated in the third container 13a
b. The third container 13a is provided with the cylindrical tube 12c.
And a cylindrical tube 13c located on the outer periphery of the cylindrical tube 12c.
【００３１】また、図１及び図２に示すように、円筒管
１１ａには、第１折返し流路２１に突出する制御部材３
１が取り付けられている。この制御部材３１は略円環状
とされていて、その先端が内側に傾斜するように形成さ
れている。また、制御部材３１には、略円環状の仕切部
材３２が取り付けられ、この仕切部材３２には複数の孔
３２ａが設けられている。更に仕切部材３２には、遮蔽
板３３が取り付けられている。この遮蔽板３３は、円筒
管１２ｃの端部とも接続されていて、円環状のガス流出
口１５の内部に配置されている。このようにして、第１
折返し流路２１は、主として円筒管１２ｃ及び遮断板３
３に区画されて構成されている。また、第１折返し流路
２１を構成する遮断板３３には、バイパス開口３４が設
けられている。このバイパス開口３４は、第１熱交換部
１１の下流側に位置すると共に、ガス流出口１５と連通
している。As shown in FIGS. 1 and 2, the cylindrical pipe 11a has a control member 3 protruding into the first return flow path 21.
1 is attached. The control member 31 has a substantially annular shape, and is formed so that its tip is inclined inward. Further, a substantially annular partition member 32 is attached to the control member 31, and the partition member 32 is provided with a plurality of holes 32a. Further, a shielding plate 33 is attached to the partition member 32. This shielding plate 33 is also connected to the end of the cylindrical tube 12c, and is arranged inside the annular gas outlet 15. Thus, the first
The folded flow path 21 mainly includes the cylindrical pipe 12c and the blocking plate 3
It is divided into three sections. In addition, a bypass opening 34 is provided in the blocking plate 33 configuring the first folded flow path 21. The bypass opening 34 is located downstream of the first heat exchange unit 11 and communicates with the gas outlet 15.
【００３２】バイパス開口３４の周縁部には、固定部材
３５が設けられている。固定部材３５は、バイパス開口
３４の周縁部から突出するリング３５ａと、リング３５
ａの中央に位置するボス３５ｂと、リング３５ａとボス
３５ｂを連結する複数のアーム３５ｃとにより構成され
ている。At the periphery of the bypass opening 34, a fixing member 35 is provided. The fixing member 35 includes a ring 35a protruding from the peripheral edge of the bypass opening 34, and a ring 35a.
It comprises a boss 35b located at the center of a, and a plurality of arms 35c connecting the ring 35a and the boss 35b.
【００３３】また、バイパス開口３４と第１熱交換部１
１との間には、弁部材３６が配置されている。弁部材３
６は、バイパス開口３４と嵌合してバイパス開口３４を
開閉可能な円板状の弁板３６ａと、弁板３６ａの中央か
ら突出する弁棒３６ｂとからなり、この弁棒３６ｂがボ
ス３５ｂを貫通して、弁板３６ａとボス３５ｂとが連結
されている。The bypass opening 34 and the first heat exchange section 1
1, a valve member 36 is disposed. Valve member 3
6 comprises a disc-shaped valve plate 36a that can be fitted into the bypass opening 34 to open and close the bypass opening 34, and a valve stem 36b protruding from the center of the valve plate 36a. The valve stem 36b connects the boss 35b. The valve plate 36a and the boss 35b penetrate through it.
【００３４】また、ボス３５ｂと弁板３６ａを連結する
弁棒３６ｂの周囲には、弾性部材であるコイルばね３７
が設けられている。コイルばね３７は、その一端が弁板
３６ａと当接し、他端がボス３５ｂと当接することによ
りボス３５ｂと弁板３６ａとの間に弾設されて、弁部材
３６を第１熱交換部１１側に付勢してバイパス開口３４
を「開」の状態に維持している。第１熱交換部１１から
流出した改質ガスは、第１折返し流路２１に流入して弁
部材３６の弁板３６ａに衝突することになるが、この改
質ガスの流量が一定値を越えると、改質ガスの圧力が、
弁板３６ａを付勢するコイルばね３７の付勢力よりも大
きくなって、弁部材３６がバイパス開口３４に嵌合して
バイパス開口３４を「閉」の状態にする。これら固定部
材３５、弁部材３６及びコイルばね３７とにより、遮断
弁３９が構成されている。A coil spring 37, which is an elastic member, is provided around a valve stem 36b connecting the boss 35b and the valve plate 36a.
Is provided. One end of the coil spring 37 is in contact with the valve plate 36a, and the other end is in contact with the boss 35b, so that the coil spring 37 is elastically provided between the boss 35b and the valve plate 36a. Biased to the side to bypass opening 34
Is maintained in the “open” state. The reformed gas flowing out of the first heat exchange section 11 flows into the first return flow path 21 and collides with the valve plate 36a of the valve member 36, but the flow rate of the reformed gas exceeds a certain value. And the pressure of the reformed gas is
It becomes larger than the urging force of the coil spring 37 that urges the valve plate 36a, and the valve member 36 fits into the bypass opening 34 to bring the bypass opening 34 into the "closed" state. The fixed member 35, the valve member 36 and the coil spring 37 constitute a shut-off valve 39.
【００３５】この遮断弁３９は、改質ガスの流量が低い
ときに、弁部材３６がコイルばね３７により付勢されて
バイパス開口３４を「開」とし、改質ガスの流量が高い
ときに、弁部材３６が改質ガスの圧力により押されてバ
イパス開口３４を「閉」とするように構成されている。When the flow rate of the reformed gas is low, the valve member 36 is urged by the coil spring 37 to open the bypass opening 34, and when the flow rate of the reformed gas is high, The valve member 36 is configured to be pushed by the pressure of the reformed gas to close the bypass opening 34.
【００３６】次に、この熱交換器１の動作を説明する。
ガス流入口１４から熱交換器１に流入した改質ガスは、
第１熱交換部１１を通過し、第１折返し流路２１に流入
する。改質ガスの流量が低く、改質ガスの圧力が、弁板
３６ａ付勢するコイルばね３７の付勢力より小さい場合
には、弁部材３６がコイルばね３７に付勢されてバイパ
ス開口３４が「開」の状態になる。Next, the operation of the heat exchanger 1 will be described.
The reformed gas flowing into the heat exchanger 1 from the gas inlet 14 is
After passing through the first heat exchange section 11, it flows into the first folded flow path 21. When the flow rate of the reformed gas is low and the pressure of the reformed gas is smaller than the urging force of the coil spring 37 that urges the valve plate 36a, the valve member 36 is urged by the coil spring 37 and the bypass opening 34 is closed. "Open" state.
【００３７】従ってこの場合には、改質ガスが、第１熱
交換部１１、第１折返し流路２１及びバイパス開口３４
を通過して熱交換器１の外部に流出される。このとき、
第１折返し流路２１は、仕切部材３２の孔３２ａ…を介
して第２熱交換部２と連通しているために、改質ガスは
第２熱交換部１２にも流入可能であるが、制御部材３１
によって第２熱交換部１２への流路が遮られているの
で、改質ガスが第２熱交換部１２に流入することがな
く、改質ガスのほぼ全量がバイパス開口３４を通過して
熱交換器１の外部に流出される。Therefore, in this case, the reformed gas is supplied to the first heat exchange section 11, the first return flow path 21, and the bypass opening 34.
And flows out of the heat exchanger 1. At this time,
Since the first return channel 21 communicates with the second heat exchange unit 2 via the holes 32a of the partition member 32, the reformed gas can also flow into the second heat exchange unit 12, Control member 31
Since the flow path to the second heat exchange unit 12 is blocked by the flow passage, the reformed gas does not flow into the second heat exchange unit 12, and almost all of the reformed gas passes through the bypass opening 34 and passes through the bypass opening 34. It flows out of the exchanger 1.
【００３８】次に、流入した改質ガスの流量が高く、改
質ガスの圧力が、弁板３６ａを付勢するコイルばね３７
の付勢力よりも大きい場合には、弁部材３６が改質ガス
に押されてバイパス開口３４に嵌合し、バイパス開口３
４が「閉」の状態になる。従ってこの場合には、改質ガ
スが、第１熱交換部１１、第１折返し流路２１、第２熱
交換部１２、第２折返し流路２２、第３熱交換部１３及
びガス流出口１５を通過して熱交換器１の外部に流出さ
れる。Next, the flow rate of the reformed gas that has flowed in is high, and the pressure of the reformed gas is increased by the coil spring 37 that urges the valve plate 36a.
Is greater than the urging force, the valve member 36 is pushed by the reformed gas to fit into the bypass opening 34, and the bypass opening 3
4 is in the "closed" state. Therefore, in this case, the reformed gas is supplied to the first heat exchange section 11, the first return flow path 21, the second heat exchange section 12, the second return flow path 22, the third heat exchange section 13, and the gas outlet 15 And flows out of the heat exchanger 1.
【００３９】図３には、このときの熱交換器１の外部に
流出される改質ガスの温度と、改質ガスの流量との関係
を示す。図３の実線で示すように、改質ガスの流量が高
いときには、バイパス開口３４が「閉」となり、改質ガ
スが第１、２、３熱交換部１１、１２、１３を通過し
て、その温度が酸化除去触媒の作動温度の範囲内に保た
れる。改質ガスの流量が低くなると、バイパス開口３４
が「開」となり、改質ガスが第１熱交換部１１のみを通
過するため、改質ガスが必要以上に冷却されることがな
く、ガス温度が酸化除去触媒の作動温度の範囲内に保た
れる。FIG. 3 shows the relationship between the temperature of the reformed gas flowing out of the heat exchanger 1 and the flow rate of the reformed gas at this time. As shown by the solid line in FIG. 3, when the flow rate of the reformed gas is high, the bypass opening 34 is “closed”, and the reformed gas passes through the first, second, and third heat exchange units 11, 12, and 13. That temperature is kept within the operating temperature range of the oxidation removal catalyst. When the flow rate of the reformed gas decreases, the bypass opening 34
Becomes "open" and the reformed gas passes only through the first heat exchange section 11, so that the reformed gas is not cooled more than necessary and the gas temperature is kept within the operating temperature range of the oxidation removal catalyst. Dripping.
【００４０】従ってこの熱交換器１によれば、改質ガス
の流量によって、改質ガスを通過させる熱交換部の数を
増減することが可能となるので、改質ガスの流量が変化
しても、その温度を酸化除去触媒の作動温度の範囲内に
常に保つことができる。なお、改質ガスの流量に対する
バイパス開口３４の開閉条件は、コイルばね３７のばね
定数の調整によって任意に設定される。また、ばねによ
らず、改質ガスの温度を検出し、その検出結果に基づい
て、ソレノイド等により強制的にバイパス開口３４を開
閉させる構成であっても良い。Therefore, according to the heat exchanger 1, it is possible to increase or decrease the number of heat exchange sections through which the reformed gas passes, depending on the flow rate of the reformed gas. However, the temperature can always be kept within the operating temperature range of the oxidation removal catalyst. The opening and closing conditions of the bypass opening 34 with respect to the flow rate of the reformed gas are arbitrarily set by adjusting the spring constant of the coil spring 37. Further, the temperature of the reformed gas may be detected without using a spring, and the bypass opening 34 may be forcibly opened and closed by a solenoid or the like based on the detection result.
【００４１】次に図４を参照して本発明の第２の実施形
態である熱交換器５１を説明する。この熱交換器５１
は、略円柱型の第１熱交換部６１と、第１熱交換部６１
の外周側に位置する略円環状の第２熱交換部６２と、第
２熱交換部６２の外周側に位置する略円環状の第３熱交
換部６３とを主体として構成されている。Next, a heat exchanger 51 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This heat exchanger 51
Is a first heat exchange part 61 having a substantially cylindrical shape and a first heat exchange part 61.
And a substantially annular third heat exchange portion 63 located on the outer peripheral side of the second heat exchange portion 62.
【００４２】また、第１熱交換部６１の上流側（図中右
側）には、入口部であるガス流入口６４が設けられ、第
３熱交換部６３の下流側（図中左側）には、出口部であ
る円環状のガス流出口６５が設けられている。A gas inlet 64, which is an inlet, is provided on the upstream side (right side in the figure) of the first heat exchange section 61, and on the downstream side (left side in the figure) of the third heat exchange section 63. An annular gas outlet 65 is provided as an outlet.
【００４３】更に、第１熱交換部６１と第２熱交換部６
２は、第１折返し流路７１によって連通されている。こ
の第１折返し流路７１は、第１熱交換部６１から流出し
たガスを第２熱交換部６２に供給できるように構成され
ている。更に、第２熱交換部６２と第３熱交換部６３
は、第２折返し流路７２によって連通されている。この
第２折返し流路７２は、第２熱交換部６２から流出した
ガスを第３熱交換部６３に供給できるように構成されて
いる。Further, the first heat exchange section 61 and the second heat exchange section 6
2 is communicated by the first folded channel 71. The first return channel 71 is configured to supply the gas flowing out of the first heat exchange unit 61 to the second heat exchange unit 62. Further, the second heat exchange unit 62 and the third heat exchange unit 63
Are communicated by the second return flow path 72. The second return channel 72 is configured to supply the gas flowing out of the second heat exchange unit 62 to the third heat exchange unit 63.
【００４４】この熱交換器５１は、ガス流入口６４から
流入した改質ガスを、第１熱交換部６１、第１折返し流
路７１、第２熱交換部６２、第２折返し流路７２、第３
熱交換部６３の順に通過させて、ガス流出口６５から流
出させるように構成されている。The heat exchanger 51 converts the reformed gas flowing from the gas inlet 64 into a first heat exchange part 61, a first return flow path 71, a second heat exchange part 62, a second return flow path 72, Third
The gas is passed through the heat exchange section 63 in order, and is discharged from the gas outlet 65.
【００４５】第１熱交換部６１は、円筒管６１ａに区画
された第１容器６１ｂと、この第１容器６１ｂに収納さ
れた第１冷却管群６１ｃとからなる。この第１熱交換部
６１の上流側（図中右側）には、円筒管６１ａと連通す
る流入管６４ａが取り付けられて、ガス流入口６４が形
成されている。The first heat exchange section 61 is composed of a first container 61b divided into a cylindrical tube 61a, and a first cooling pipe group 61c stored in the first container 61b. An inflow pipe 64a communicating with the cylindrical pipe 61a is attached to an upstream side (right side in the figure) of the first heat exchange section 61, and a gas inlet 64 is formed.
【００４６】また、第２熱交換部６２は、第２容器６２
ａとこの第２容器６２ａに収納された第２冷却管群６２
ｂからなる。第２容器６２ａは、前記の円筒管６１ａ
と、この円筒管６１ａの外周に位置する円筒管６２ｃと
に区画されて構成されている。The second heat exchanging section 62 includes a second vessel 62
a and the second cooling pipe group 62 stored in the second container 62a
b. The second container 62a is provided with the cylindrical tube 61a.
And a cylindrical tube 62c located on the outer periphery of the cylindrical tube 61a.
【００４７】更に、第３熱交換部６３は、第３容器６３
ａとこの第３容器６３ａに収納された第３冷却管群６３
ｂからなる。第３容器６３ａは、前記の円筒管６２ｃ
と、この円筒管６２ｃの外周に位置する円筒管６３ｃと
に区画されて構成されている。Further, the third heat exchange section 63 is
a and the third cooling pipe group 63 housed in the third container 63a
b. The third container 63a is provided with the cylindrical tube 62c.
And a cylindrical tube 63c located on the outer periphery of the cylindrical tube 62c.
【００４８】また、第１熱交換部６１の下流側（図中左
側）には、遮断板８３が設けられている。この遮蔽板８
３は、円筒管６２ｃの端部と接続されていて、円環状の
ガス流出口６５の内部に配置されている。第１折返し流
路７１は、主として円筒管６２ｃ及び遮断板８３に区画
されて構成されている。また、第１折返し流路７１を構
成する遮断板８３には、バイパス開口８４が設けられて
いる。従ってバイパス開口８４は、第１熱交換部６１の
下流側に位置すると共に、ガス流出口６５と連通するこ
とになる。Further, on the downstream side (left side in the figure) of the first heat exchange section 61, a blocking plate 83 is provided. This shielding plate 8
Numeral 3 is connected to the end of the cylindrical tube 62c, and is disposed inside the annular gas outlet 65. The first folded channel 71 is mainly configured by being divided into a cylindrical tube 62c and a blocking plate 83. Further, a bypass opening 84 is provided in the blocking plate 83 constituting the first folded flow path 71. Therefore, the bypass opening 84 is located downstream of the first heat exchange unit 61 and communicates with the gas outlet 65.
【００４９】バイパス開口３４の周縁部には、遮断弁８
９である板状の弁部材８６が取り付けられている。この
弁部材８６は、熱膨張係数の異なる２種類の金属板が貼
り合わされて構成されたバイメタルからなるもので、通
常は図４に示すように断面視略弓形とされていて、バイ
パス開口８４を「開」の状態としているが、加熱される
と、図中１点鎖線で示すように断面視略棒状に変形し
て、バイパス開口８４を「閉」の状態とする。At the periphery of the bypass opening 34, a shutoff valve 8 is provided.
9, a plate-shaped valve member 86 is attached. The valve member 86 is made of a bimetal formed by laminating two types of metal plates having different coefficients of thermal expansion. The valve member 86 is generally formed in a substantially arcuate cross section as shown in FIG. Although it is in the “open” state, when heated, it is deformed into a substantially bar shape in cross section as shown by the dashed line in the figure, and the bypass opening 84 is brought into the “closed” state.
【００５０】第１熱交換部６１を通過した改質ガスは、
弁部材８６に衝突してこの弁部材８６を加熱する。そし
て、改質ガスの流量が低い場合には、第１熱交換部６１
により改質ガスが冷却されてガス温度が充分に低下して
いるので、弁部材８６の温度が上昇せず、弁部材８６が
変形することなく、バイパス開口８４が「開」の状態と
なる。また、改質ガスの流量が高いときには、改質ガス
が第１熱交換部６１により充分に冷却されずにガス温度
が比較的高いために、弁部材８６の温度が上昇して弁部
材８６が図示１点鎖線で示す如く変形し、バイパス開口
８４が「閉」の状態となる。The reformed gas that has passed through the first heat exchange section 61 is
It collides with the valve member 86 and heats the valve member 86. When the flow rate of the reformed gas is low, the first heat exchange unit 61
As a result, since the reformed gas is cooled and the gas temperature is sufficiently lowered, the temperature of the valve member 86 does not rise, the valve member 86 is not deformed, and the bypass opening 84 is in the “open” state. When the flow rate of the reformed gas is high, the temperature of the valve member 86 rises because the reformed gas is not sufficiently cooled by the first heat exchange unit 61 and the gas temperature is relatively high. As shown by a one-dot chain line in the drawing, the bypass opening 84 is in a “closed” state.
【００５１】このようにして、遮断弁８９は、ガスの流
量が低いときには、弁部材８６が変形させることなくバ
イパス開口８４を「開」とし、改質ガスの流量が高いと
きには、弁部材８６が変形されてバイパス開口８４を
「閉」とするように構成されている。In this manner, the shut-off valve 89 opens the bypass opening 84 without deforming the valve member 86 when the gas flow rate is low, and switches off the valve member 86 when the reformed gas flow rate is high. The bypass opening 84 is configured to be “closed” by being deformed.
【００５２】次に、この熱交換器５１の動作を説明す
る。ガス流入口６４から熱交換器５１に流入した改質ガ
スは、第１熱交換部６１を通過し、第１折返し流路７１
に流入する。改質ガスの流量が低い場合には、第１熱交
換部６１を通過した改質ガスのガス温度が低くなるた
め、弁部材８６の温度が高くならずに弁部材８６が変形
せず、バイパス開口８４が「開」の状態になる。Next, the operation of the heat exchanger 51 will be described. The reformed gas that has flowed into the heat exchanger 51 from the gas inlet 64 passes through the first heat exchange unit 61,
Flows into. When the flow rate of the reformed gas is low, the gas temperature of the reformed gas that has passed through the first heat exchange unit 61 decreases, so that the temperature of the valve member 86 does not increase, the valve member 86 does not deform, and the bypass The opening 84 is in the “open” state.
【００５３】従ってこの場合には、改質ガスが、第１熱
交換部６１、第１折返し流路７１及びバイパス開口８４
を通過して熱交換器５１の外部に流出される。Therefore, in this case, the reformed gas is supplied to the first heat exchange section 61, the first return flow path 71 and the bypass opening 84.
And flows out of the heat exchanger 51.
【００５４】また、改質ガスの流量が高い場合には、第
１熱交換部６１を通過した改質ガスのガス温度が比較的
高いため、弁部材８６の温度が高くなって弁部材８６が
変形し、弁部材８６がバイパス開口８４に嵌合して、バ
イパス開口８４が「閉」の状態になる。従ってこの場合
には、改質ガスが、第１熱交換部６１、第１折返し流路
７１、第２熱交換部６２、第２折返し流路７２、第３熱
交換部６３及びガス流出口６５を通過して熱交換器５１
の外部に流出される。When the flow rate of the reformed gas is high, the gas temperature of the reformed gas that has passed through the first heat exchange section 61 is relatively high. The valve member 86 is fitted into the bypass opening 84 so that the bypass opening 84 is in a “closed” state. Therefore, in this case, the reformed gas is supplied to the first heat exchange section 61, the first return flow path 71, the second heat exchange section 62, the second return flow path 72, the third heat exchange section 63, and the gas outlet 65. Through the heat exchanger 51
Spilled out of the
【００５５】このときの熱交換器５１の外部に流出され
る改質ガスの温度と、改質ガスの流量との関係は、先に
説明した熱交換器１の場合と同様であり、改質ガスの流
量が高いときには、バイパス開口８４が「閉」となり、
改質ガスが第１、２、３熱交換部６１、６２、６３を通
過して、その温度が酸化除去触媒の作動温度の範囲内に
保たれる。また、改質ガスの流量が低くなると、バイパ
ス開口８４が「開」となり、改質ガスが第１熱交換部６
１のみを通過して、その温度が酸化除去触媒の作動温度
の範囲内に保たれる。At this time, the relationship between the temperature of the reformed gas flowing out of the heat exchanger 51 and the flow rate of the reformed gas is the same as in the case of the heat exchanger 1 described above. When the gas flow rate is high, the bypass opening 84 is closed,
The reformed gas passes through the first, second, and third heat exchange units 61, 62, and 63, and its temperature is maintained within the operating temperature range of the oxidation removal catalyst. Also, when the flow rate of the reformed gas decreases, the bypass opening 84 becomes “open”, and the reformed gas passes through the first heat exchange section 6.
After passing only 1, the temperature is kept within the operating temperature range of the oxidation removal catalyst.
【００５６】従ってこの熱交換器５１によれば、改質ガ
スの流量によって、改質ガスを通過させる熱交換部の数
を増減することが可能となるので、改質ガスの流量が変
化しても、その温度を酸化除去触媒の作動温度の範囲内
に常に保つことができる。また、遮断弁８９を、板状の
バイメタルで構成するので、遮断弁８９の構造が簡略化
されて熱交換器５１自体を小型化することができる。Therefore, according to the heat exchanger 51, the number of heat exchange sections through which the reformed gas passes can be increased or decreased by the flow rate of the reformed gas. However, the temperature can always be kept within the operating temperature range of the oxidation removal catalyst. Further, since the shutoff valve 89 is made of a plate-shaped bimetal, the structure of the shutoff valve 89 is simplified, and the heat exchanger 51 itself can be downsized.
【００５７】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱交換器
は、第１、２熱交換部と、前記の各熱交換部を連通させ
る折返し流路と、この熱交換器に流入されたガスの流量
に基づいて、バイパス開口を開閉させる遮断弁とを備え
ているので、改質ガスの流量によって、改質ガスを通過
させる熱交換部の数を増減することが可能となり、改質
ガスの流量が変化しても、その温度を常に一定の範囲内
に保つことができる。As described above, in the heat exchanger of the present invention, the first and second heat exchanging sections, the return flow path for communicating each of the heat exchanging sections, and the heat flowing into the heat exchanger. A shutoff valve that opens and closes a bypass opening based on the flow rate of the gas, so that the number of heat exchange sections through which the reformed gas passes can be increased or decreased according to the flow rate of the reformed gas; The temperature can always be kept within a certain range even if the flow rate changes.
【００５８】また本発明の熱交換器の前記遮断弁は、こ
の熱交換器に流入された改質ガスの圧力により前記弁部
材が押圧されて作動するように構成されているので、改
質ガスの流量に応じて、遮断弁を動作させてバイパス開
口を開閉することができる。Further, the shut-off valve of the heat exchanger of the present invention is configured such that the valve member is pressed and operated by the pressure of the reformed gas flowing into the heat exchanger. In accordance with the flow rate, the shut-off valve is operated to open and close the bypass opening.
【００５９】また、前記遮断弁は、前記バイパス開口を
通過するガスの温度に応じて、前記バイパス開口を開閉
するバイメタルからなるものであるので、ガスの温度に
応じて、バイメタルが変形してバイパス開口を開閉する
ことができる。また、遮断弁を、板状のバイメタルで構
成するので、遮断弁の構造が簡略化されて熱交換器自体
を小型化することができる。Further, the shut-off valve is made of a bimetal which opens and closes the bypass opening in accordance with the temperature of the gas passing through the bypass opening. The opening can be opened and closed. Further, since the shut-off valve is made of a plate-shaped bimetal, the structure of the shut-off valve is simplified, and the heat exchanger itself can be downsized.
【図１】 本発明の第１の実施形態である熱交換器の断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示す熱交換器の要部を示す斜視断面図
である。FIG. 2 is a perspective sectional view showing a main part of the heat exchanger shown in FIG.
【図３】 図１及び図６に示す熱交換器に流入する改質
ガスの流量と、熱交換器から流出する改質ガスの温度と
の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the flow rate of reformed gas flowing into the heat exchanger shown in FIGS. 1 and 6 and the temperature of reformed gas flowing out of the heat exchanger.
【図４】 本発明の第２の実施形態である熱交換器の断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 従来の燃料改質装置の構成を示す構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional fuel reforming apparatus.
【図６】 従来の熱交換器の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional heat exchanger.
１、５１…熱交換器、１１、６１…第１熱交換部、１
２、６２…第２熱交換部、１３、６３…第３熱交換部、
１４、６４…ガス流入口（入口部）、１５、６５…ガス
流出口（出口部）２１、７１…第１折返し流路（折返し
流路）、２２、７２…第２折返し流路、３４、８４…バ
イパス開口、３５…固定部材、３６、８６…弁部材、３
７…コイルばね（弾性部材）、３９、８９…遮断弁1, 51: heat exchanger, 11, 61: first heat exchange unit, 1
2, 62 ... second heat exchange part, 13, 63 ... third heat exchange part,
14, 64 ... gas inlet (inlet), 15, 65 ... gas outlet (outlet) 21, 71 ... first return flow path (return flow path), 22, 72 ... second return flow path, 34, 84 ... bypass opening, 35 ... fixing member, 36, 86 ... valve member, 3
7 ... Coil spring (elastic member), 39, 89 ... Shutoff valve
フロントページの続き (72)発明者 大高 彰文 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 岡田 光 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3L103 AA05 BB50 CC30 DD08 DD42 DD63 4G040 EA02 EA03 EA06 EB14 EB43 5H027 AA06 BA01 BA16 Continuing from the front page (72) Inventor Akifumi Otaka 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside of Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Hikaru Okada 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Co., Ltd. 3L103 AA05 BB50 CC30 DD08 DD42 DD63 4G040 EA02 EA03 EA06 EB14 EB43 5H027 AA06 BA01 BA16
Claims (3)
１、第２の熱交換部を折返し流路を介して連通状態に設
けてなる熱交換器であって、 前記折返し流路に、第２熱交換部を迂回して前記折返し
流路を前記出口部に連通させるバイパス開口が設けら
れ、 前記バイパス開口を開閉する遮断弁を備えることを特徴
とする熱交換器。1. A heat exchanger comprising at least a first and a second heat exchanging portion provided between an inlet portion and an outlet portion in communication with each other via a folded flow path. A heat exchanger provided with a bypass opening that bypasses the second heat exchange section and communicates the return flow path with the outlet section; and a shutoff valve that opens and closes the bypass opening.
過した流体の圧力によって開閉するものであることを特
徴とする請求項１に記載の熱交換器。2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the shut-off valve is opened and closed by the pressure of the fluid passing through the first heat exchange unit.
過した流体の温度によって開閉するものであることを特
徴とする請求項１に記載の熱交換器。3. The heat exchanger according to claim 1, wherein the shutoff valve opens and closes according to the temperature of the fluid passing through the first heat exchange unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135040A JP2000329483A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135040A JP2000329483A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329483A true JP2000329483A (en) | 2000-11-30 |
Family
ID=15142548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11135040A Withdrawn JP2000329483A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329483A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006502938A (en) * | 2002-06-13 | 2006-01-26 | ヌヴェラ フューエル セルズ インコーポレイテッド | Preferential oxidation reactor temperature control |
| GB2490572A (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | Gm Global Tech Operations Inc | A heat exchanger with temperature dependent coolant flow rate control |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP11135040A patent/JP2000329483A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006502938A (en) * | 2002-06-13 | 2006-01-26 | ヌヴェラ フューエル セルズ インコーポレイテッド | Preferential oxidation reactor temperature control |
| GB2490572A (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | Gm Global Tech Operations Inc | A heat exchanger with temperature dependent coolant flow rate control |
| GB2490572B (en) * | 2011-05-06 | 2016-08-24 | Gm Global Tech Operations Llc | Controllable heat exchanger for a motor vehicle air conditioning system |
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