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公開番号2025064575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174445
出願日2023-10-06
発明の名称熱交換器
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類F28F 3/12 20060101AFI20250410BHJP(熱交換一般)
要約【課題】厚みの増加やコストアップを抑制しつつ、熱交換性能を向上させることができる熱交換器の提供。
【解決手段】熱交換器は、底板部と側壁部とを有するハウジングと、底板部と間隔をおいて対向するようにハウジングに固定される中板と、中板と間隔をおいて対向するようにハウジングの側壁部に固定される蓋板と、ハウジングの少なくとも底板部に形成された底スリット、中板に形成された中スリットおよび蓋板に形成された蓋スリットに差し込まれると共に、底板部、中板および蓋板の各々に接合される仕切り板と、ハウジングの底板部および側壁部、中板並びに仕切り板により画成され、加熱媒体および加熱対象の一方が流通する第1通路と、ハウジングの側壁部、中板、蓋板および仕切り板により画成され、加熱媒体および加熱対象の他方が流通する第2通路とを含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
加熱媒体と加熱対象とを熱交換させる熱交換器であって、
底板部と前記底板部の周縁に沿って延在する側壁部とを有するハウジングと、
前記ハウジングの前記底板部と間隔をおいて対向するように前記ハウジングに固定される中板と、
前記中板と間隔をおいて対向するように前記ハウジングの前記側壁部に固定される蓋板と、
前記ハウジングの少なくとも前記底板部に形成された少なくとも１つの底スリットと、
前記底板部の対応する前記底スリットに重なり合うように前記中板に形成された少なくとも１つの中スリットと、
前記中板の対応する前記中スリットに重なり合うように前記蓋板に形成された少なくとも１つの蓋スリットと、
前記底スリット、前記中スリットおよび前記蓋スリットに差し込まれると共に、前記底板部、前記中板および前記蓋板の各々に接合される仕切り板と、
前記ハウジングの前記底板部および前記側壁部、前記中板並びに前記仕切り板により画成され、前記加熱媒体および前記加熱対象の一方が流通する第１通路と、
前記ハウジングの前記側壁部、前記中板、前記蓋板および前記仕切り板により画成され、前記加熱媒体および前記加熱対象の他方が流通する第２通路と、
を備える熱交換器。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記ハウジングの前記側壁部は、互い対向する一対の第１側壁部と、それぞれ前記第１側壁部に直交すると共に互いに対向する一対の第２側壁部とを含み、
前記底スリット、前記中スリットおよび前記蓋スリットは、前記一対の第１または第２側壁部の一方に近接すると共に他方から離間するように前記第２または第１側壁部に沿って延在する少なくとも１つの第１スリットと、前記第１スリットから前記第１または第２側壁部の延在方向に離間しており、前記一対の第１または第２側壁部の前記他方に近接すると共に前記一方から離間するように前記第２または第１側壁部に沿って延在する少なくとも１つの第２スリットとをそれぞれ含む熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器において、
前記ハウジングの前記底板部に間隔をおいて接合されると共に前記中板に接合される複数のスペーサを更に備える熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の熱交換器において、
前記加熱媒体は、燃料電池セルまたは水電解セルの燃料極オフガスであり、
前記加熱対象は、前記燃料電池セルまたは前記水電解セルの酸化剤極に供給される空気、または前記燃料電池セルまたは前記水電解セルの燃料極に供給される燃料ガスである熱交換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、加熱媒体と加熱対象とを熱交換させる熱交換器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、固体酸化物型の燃料電池を含む燃料電池システムとして、当該燃料電池に供給される空気を加熱するための空気予熱器を含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃料電池システムの空気予熱器は、第１の空気流路と、ガス通路部と、燃料電池とガス通路部との間に配置されて第１の空気流路を通過した空気が流れる第２の空気流路とを含む。第１、第２の空気流路内の空気は、ガス通路部内を流れる燃焼器からの排ガス（オフガス）との熱交換によって加熱され、第２の空気流路内の空気は、燃料電池から輻射される輻射熱によっても加熱される。これにより、燃料電池には、排気ガスおよび輻射熱により加熱された空気が供給されことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－２０１３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の空気予熱器では、第１および第２空気通路の間にガス通路部が配置されることから、当該空気予熱器の厚み（幅）が増加してしまい、部品点数の増加によりコストアップを招いてしまう。更に、上記従来の空気予熱器では、第１空気流路における空気の流れ方向と、ガス通路部における排ガスの流れ方向とが同一方向（並流）になることから、当該空気予熱器における熱交換性能を向上させることが困難になる。
【０００５】
そこで、本開示は、厚みの増加やコストアップを抑制しつつ、熱交換性能を向上させることができる熱交換器の提供を主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の熱交換器は、加熱媒体と加熱対象とを熱交換させる熱交換器であって、底板部と前記底板部の周縁に沿って延在する側壁部とを有するハウジングと、前記ハウジングの前記底板部と間隔をおいて対向するように前記ハウジングに固定される中板と、前記中板と間隔をおいて対向するように前記ハウジングの前記側壁部に固定される蓋板と、前記ハウジングの少なくとも前記底板部に形成された少なくとも１つの底スリットと、前記底板部の対応する前記底スリットに重なり合うように前記中板に形成された少なくとも１つの中スリットと、前記中板の対応する前記中スリットに重なり合うように前記蓋板に形成された少なくとも１つの蓋スリットと、前記底スリット、前記中スリットおよび前記蓋スリットに差し込まれると共に、前記底板部、前記中板および前記蓋板の各々に接合される仕切り板と、前記ハウジングの前記底板部および前記側壁部、前記中板並びに前記仕切り板により画成され、前記加熱媒体および前記加熱対象の一方が流通する第１通路と、前記ハウジングの前記側壁部、前記中板、前記蓋板および前記仕切り板により画成され、前記加熱媒体および前記加熱対象の他方が流通する第２通路とを含むものである。
【０００７】
本開示の熱交換器では、ハウジングに対して中板および蓋板を固定すると共に仕切り板を接合することで、熱交換器の厚みの増加やコストアップを抑制しつつ、中板の両側に第１および第２通路を画成することができる。また、底板部と中板との間の空間および中板と蓋板との間の空間を仕切り板により仕切ることで、第１および第２通路の通路長を長くすることが可能になる。更に、第１通路における加熱媒体および加熱対象の一方の流れ方向と、第２通路における加熱媒体および加熱対象の他方の流れ方向とを互いに逆方向（向流）にすることで、熱交換器における熱交換性能をより向上させることができる。この結果、本開示の熱交換器では、厚みの増加やコストアップを抑制しつつ、熱交換性能を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の熱交換器を含む水電解装置を示す概略構成図である。
本開示の熱交換器を示す斜視図である。
本開示の熱交換器を示す分解斜視図である。
本開示の熱交換器を示す断面図である。
本開示の熱交換器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。
【００１０】
図１は、本開示の熱交換器を含む水電解装置１を示す概略構成図である。同図に示す水電解装置１は、水蒸気電解により水素を生成する水電解セルスタック２を含む水電解モジュール２０と、水電解モジュール２０に燃料ガスとしての水蒸気を供給する水蒸気供給系３と、水電解モジュール２０にスイープガスとしての空気を供給するブロワ４と、水電解セルスタック２で生成された水素を回収する水素回収系５と、電源６と、システム全体を制御する制御装置１０とを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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