神戶制鋼氫氣站用新型熱交換器 提高緊湊性

神戶制鋼機械部門產品“氫氣站用擴散接合型緊湊式熱交換器”(產品名稱:DCHE, Diffusion bonded Compact Heat Exchanger)的主要特點是在不銹鋼板上加工、層壓出1-2mm的細微流道,經擴散接合,比普通二重管式熱交換器的傳熱面積更大(約5倍,1000m2/m3),緊湊性更強(尺寸約為1/100),且更為耐高壓(100MPa)。

日前,該產品獲得日本不銹鋼協會頒發的“第16屆不銹鋼協會獎”中功能性部件領域最優秀獎。DCHE開發的主要要點為:1)為了避免氫脆現象,將不銹鋼板中添加的Ni等合金成分控制在最恰當水平;2)由于金屬經高溫、加壓,一般會出現強度降低的趨勢,為了維持該產品強度,在擴散接合時選定了接合時的最佳溫度等條件。

擴散接合是焊接等接合方法的一種,將材料之間緊密貼合,邊高溫加熱邊加壓,使其在原子水平接合。不同于普通的焊接,由于不熔化母材,適用于細微流道及復雜的三維結構件的接合。
近年來,在燃料電池汽車(FCV)基礎設施——氫氣站的主要設備,如氫氣壓縮機、空調、分配器內部等為了將氫氣冷卻到目標溫度,需要使用熱交換器。傳統上使用二重管式熱交換器,但接頭多且設備尺寸大,在需要節省空間降低安裝費用的氫氣站,需要更為緊湊的熱交換器。高性能、緊湊式DCHE自2013年首次在日本國內商用氫氣站使用以來,累計銷售量已達到100套以上。

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