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接合・実装

低圧拡散接合技術によって低コストで製造される水素ステーション用プレート式熱交換器

長野県

オリオン機械株式会社

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 水素ステーションの低コスト化を実現するプレート式熱交換器の低圧拡散接合技術の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 環境・エネルギー、産業機械
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(耐久性向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、低コスト化
キーワード プレクール、水素ステーション、プレート式、マイクロチャンネル、熱交換器
事業化状況 実用化に成功し事業化間近
事業実施年度 平成26年度~平成28年度

プロジェクトの詳細

事業概要

燃料電池車(FCV)の普及において水素ステーションの「低コスト化」ならびに「小型化」が課題となっている。水素ステーション設備には70MPAの高圧対応機器にて構成されており,水素の発熱を除去するプレクール設備が必要となる。そこで,プレクール設備の熱交換器製造に用いる低圧拡散接合の高強度化技術を確立することにより,低コストで高強度を実現するプレート式熱交換器を開発し,水素ステーションの早急な整備とFCV普及促進を図る

開発した技術のポイント

プレクール設備の熱交換器製造に用いる低圧拡散接合技術の高強度化を確立することにより、低コストで高強度を実現するプレート式熱交換器を開発する
(新技術)
伝熱プレートの新規製造方法として、表面加工処理、低圧拡散接合技術
(新技術の特徴)
拡散接合の低圧化により流路の変形による目詰まりを抑制することが可能となり、熱交換器のメンテナンス負荷を低減させ、製品の信頼性が向上する

具体的な成果
開発したプレート式熱交換器の概観と構造

・新規製造方法について、十分な性能特性が出ることを確認したが、熱交換器は高圧機器であるため、安全性において十分な評価・検証が必要である
・上記及び流路の設計を最適化することにより、コスト、小型化、軽量化の目標値を大幅にクリアした
・拡散接合における接合条件の最適化により、低圧での接合が可能となり、最終的な熱交換器の試作において、目標値を満足することを確認した

知財出願や広報活動等の状況

・特許
-名称:プレート式熱交換器(特願2018-134636)
-名称:プレート式熱交換器(特願2018-195147)

研究開発成果の利用シーン

・水素ステーション用プレクール熱交換器
・水素・LNG等の気化器
・冷凍機器、家庭用給湯器の熱交換器

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

事業化仕様が決定し来年度からの事業化に向けて準備中

提携可能な製品・サービス内容

製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・伝熱プレートの新規製造方法を確立することで低コスト化を実現
・伝熱プレートに表面加工処理を施すことで伝熱効率を向上させ、プレート枚数の低減による低コスト化、小型化・軽量化を実現
・以下の仕様を達成
‐耐圧性能:135MPa
‐疲労強度:10^6回以上(大気圧~82MPaの圧力変動)
‐低温(-40℃)における耐水素脆化性

今後の実用化・事業化の見通し

・水素ステーション建設において困難とされている高圧ガス保安規則への対応能力や高圧圧力容器の評価技術を有するため、迅速な事業化展開が可能である
・プレクール設備全体を設計・製造・販売・サービスを行うことのできる国内唯一のメーカーであり、既にプレクール設備の納入で取引のある川下企業との連携を深め、プレート式熱交換器を早々に納入する予定である

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 オリオン機械株式会社 開発本部開発部
事業管理機関 株式会社信州TLO 技術移転グループ
研究等実施機関 長野県工業技術総合センター 材料技術部門
独立行政法人国立高等専門学校機構長野工業高等専門学校 機械工学科
国立大学法人信州大学 工学部機械システム工学科
アドバイザー 日立オートモティブシステムズメジャメント株式会社
東日本オリオン株式会社
公益財団法人長野県中小企業振興センター
信州大学ものづくり振興会

サポイン事業者 企業情報

企業名 オリオン機械株式会社
事業内容 産業機器(空調、チラー等)、酪農機器の製造・販売
社員数 734 名
本社所在地 〒382-8502 長野県須坂市幸高246番地
ホームページ http://www.orionkikai.co.jp/
連絡先窓口 産機営業本部
メールアドレス sankibu@orionkikai.co.jp
電話番号 026-245-1231