JPH039396B2 - - Google Patents

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JPH039396B2
JPH039396B2 JP61012165A JP1216586A JPH039396B2 JP H039396 B2 JPH039396 B2 JP H039396B2 JP 61012165 A JP61012165 A JP 61012165A JP 1216586 A JP1216586 A JP 1216586A JP H039396 B2 JPH039396 B2 JP H039396B2
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JP
Japan
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ceramic
wall body
heat exchanger
porous
flat plate
Prior art date
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Application number
JP61012165A
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English (en)
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JPS61180885A (ja
Inventor
Toyohiro Nishikawa
Koichi Oku
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON JUKAGAKU KOGYO KK
Original Assignee
NIPPON JUKAGAKU KOGYO KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/04Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0025Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0081Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by a single plate-like element ; the conduits for one heat-exchange medium being integrated in one single plate-like element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、工業炉などから排出される1000℃を
越えるような高温排ガスの有する熱を、空気また
は他のガスと熱交換するのに好適に用いられるセ
ラミツク製高温用熱交換体ユニツトの改良、とく
に、セラミツクスで製作されるゆえに問題となる
亀裂生成に伴う欠点を、製造上の工夫で解決した
ユニツトに関するものである。 〔従来の技術〕 セラミツクス製熱交換器は、樹脂素材や鋼材製
のものに対して、耐熱性に優れるために極めて高
い温度の排ガス(>1000℃)を回収するような場
合に有利に用いられる。 ただし、このセラミツクス製の熱交換体ユニツ
トは、熱伝導性があまりよくないので、高温排ガ
スと熱交換する他の気体との境界を構成する熱交
換体の肉厚を、できるだけ薄くすることが望まし
い。しかしながら、セラミツクスそれ自体は、本
来、機械的な衝撃に対しては極めて脆弱であるの
で、肉厚の薄い平板状あるいはパイプ状の形態に
することは限界があつた。 従来、このような背景の下で、例えば、実開昭
48−105159号では、円筒状のパイプを直交させて
積層されてなる高ケイ酸質のセラミツク製熱交換
体を提案しており、また、特開昭54−35452号で
は、セラミツク製平板の間に仕切板を設けて積層
した構造の熱交換体を、そして特開昭53−48262
号では、セラミツク繊維とアスベスト繊維とを含
む平板と波状の金属薄板を積層してなる熱交換体
を、それぞれ提案している。 〔発明が解決しようとする課題〕 前記実開昭48−105159号で提案している熱交換
体は、細管により交叉するように重ね合わされて
いるので、伝熱面積が小さく、熱交換率が悪く、
かつガス圧力損失が大きいという欠点がある。ま
た、前記特開昭54−35452号および特開昭53−
48262号に記載されている熱交換体は、それぞれ
各部材が一体に形成されているので高温排熱ガス
を熱交換する際、熱交換体自体の膨張によつて、
ハウジング内で1箇所にでも亀裂が入ると熱交換
体が全体的に崩壊するという欠点があつた。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、高温ガスの熱交換を亀裂が生じやす
いセラミツクスで製作した従来の熱交換体にみら
れる上述のような欠点、とくに局部的に生じた亀
裂の対策が施されていないという欠点を除去・改
善したセラミツク製熱交換体ユニツトを提供する
ことを目的とするものであり、特許請求の範囲記
載の熱交換体ユニツトを提供することによつて前
記目的を達成することができる。 すなわち、本発明は、高温ガスと空気その他の
ガスとを、仕切壁にて画成された主流路と副流路
とに流通させて熱交換するセラミツク製熱交換体
ユニツトにおいて、 前記主流路を、復数個のセラミツク製角パイプ
を隣り合わせに連接して平板状とした多孔壁体を
離間配置して構成し、前記主流路と直交する向き
の副流路を、前記多孔壁体間に、複数のセラミツ
ク製帯状平板を所定の間隔毎に介装させて形成さ
れる前記多孔壁体による隔絶空間として構成し、
そして、前記多孔壁体の両外側面には前記帯状の
平板と平行な向きに並べれらたセラミツク製補強
用角パイプの平板状連設体によりなる多孔外壁体
を取付けてなることを特徴とするセラミツク製高
温用交換体ユニツトに関するものである。 次に本発明を図面について詳細に説明する。 第1図は、本発明の熱交換体ユニツトの基本的
な実施態様を示す斜視図であり、主として1000℃
を越える高温ガスを流す主流路は、複数のセラミ
ツク製角パイプ1…の隣り合う管軸方向の側壁ど
うしを接合して平板状の多孔壁体としたものにて
形成される。 次に、副流路は、上記多孔壁体の複数個を所定
の間隔をおいて配設したときに生ずるその間〓に
て構成されるが、その間〓内には前記角パイプ1
の軸線方向に対しほぼ直交しかつ所定間隔で平行
に配設された複数個の帯状平板2を介装させ、そ
れによつて所定のガス流通間〓が形成するのであ
る。 そして、これら多孔壁体と平板2との結構によ
つて形造られるユニツト本体の最外層、すなわち
前記多孔壁体の外側面には、角パイプ列とは直交
する向きに並べた補強用角パイプ3例からなる平
板状補強壁を固着して、本発明のユニツトが構成
される。 以上述べたことから判るように、第1図に示す
熱交換体ユニツトは、セラミツク製角パイプ1群
の平板状多孔壁体、副流路空間を形造る帯状平板
2、補強用角パイプ3群による平板状の多孔外壁
体により主として構成されている。 本発明において、主流路用上記角パイプ1、復
流路画成用上記帯状平板状2および補強用角パイ
プ3は、いずれも珪酸質、アルミナ質、チタン酸
アルミニウム質、炭化珪素質、コージエライト
質、金属窒化物質のなかから選ばれるいずれか1
種のセラミツクスにより形成し、また角パイプ
1、平板2、角パイプ3を構成するセラミツクス
は、使用温度において化学反応が互いに生起しな
い場合には異種のセラミツクス製とすることがで
きる。 本発明の熱交換体ユニツトにおいて、帯状平板
2は前記複数列に配置された角パイプよりなる多
孔壁体の角パイプの軸線方向に直交し、かつ互い
に一定間隔に隔離されて前記多孔壁体列間に介装
されている。帯状平板2の厚さ、すなわち多孔壁
体列の間隔5は、セラミツク製熱交換体の強度お
よび熱交換される空気等の被加熱気体または高温
排ガスの流速、流量によつて適宜決定することが
でき、通常3〜5本を前記角パイプ1により形成
される多孔壁体の列の間に所定の間隔5を設けて
介装して多孔壁体に接合することにより、従来の
熱交換体と比較して気体通過時の管内抵抗、圧力
損失を減少させて、熱交換効率および熱交換能力
を向上させることができる。 また、上述の多孔壁体列の最外壁体を構成する
角パイプ1の側壁の外側面を、前記角パイプ1の
軸線方向と直交するような軸線を有する補強角パ
イプ3からなる補強用多孔外壁体によつて補強す
ることは有利である。 ところで、第2図は本発明の熱交換体ユニツト
の一部切欠正面図であり、第3図は前記熱交換体
ユニツトの一部切欠部分平面図であり、第4図は
同じく一部切欠側面図である。第1〜4図に示す
ように外壁体用パイプ3は、多孔壁体用角パイプ
1の長さと同一のものが複数本連接されて補強壁
体が形成されているが、前記熱交換体ユニツトが
小型であるか、あるいは振動等がなくて強度的条
件が厳しくない場合には、第5図に示すように、
外壁体を構成する補強用角パイプ3を、多孔壁体
用角パイプ1の上辺と底辺にのみ接合させること
もできる。また第5図に示すように、本発明の熱
交換体ユニツトに保温および気体漏洩防止のため
コーテイングを施した多孔質のセラミツク材6を
接合することにより、保温効果が良好になり、熱
交換能力の優れた熱交換体ユニツトとなすことが
できる。 本発明の熱交換体ユニツトは、直方体の形状に
形成されており、このユニツトは熱交換器ハウジ
ング内に装着される。前記ハウジング内において
セラミツク製角パイプ1の中空筒4に例えば高温
排熱ガスを通過させ、一方帯状平板2の〓間5に
例えば空気等の被加熱気体を通過させることによ
つて、排熱ガスと被加熱気体をセラミツク素材を
介して熱交換し、排熱ガスの有する熱量を回収す
ることができる。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 外寸法10×25×200〜450(mm)、肉厚1.2mmのコ
ージエライト製角パイプと、寸法2.8×10×200〜
600(mm)のコージエライト製帯状平板とを組合せ
て第1図に示すような熱交換体ユニツトを製作し
た。これらのユニツトの開孔面積、伝熱面積、標
準通過排ガス量をそれぞれ第1表のNo.1〜8に示
す。同表中ユニツト寸法L×W×H(mm)は第1
図に記載したL、W、Hの寸法に該当する。
【表】 第1表のNo.2に示す寸法を有するユニツトを第
7図に示すようなハウジングに組み込んだ4個の
熱交換器を1セツトとして溶融金属の取鍋ライニ
ングの乾燥または予熱の際のバーナ用二次燃焼空
気を予熱するために、前記取鍋上に第6図の縦断
面で示すように配設に、第2表に示す条件の下で
取鍋の予熱を行なつた。
【表】
〔発明の効果〕
本発明の熱交換体ユニツトは、構造的に強度が
大きく、一部のセラミツク素材が破損してもユニ
ツト全体の破壊につながることがなく、かつ気体
通過時の管内抵抗、圧力損失が減少するので、本
発明の熱交換体ユニツトを用いることにより長期
間にわたり高い熱回収率を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例になる一部切欠し
た斜視図、第2図は、同じく一部切欠した正面
図、第3図は、同じく一部切欠した要部平面図、
第4図は、同じく一部切欠した側面図、第5図
は、本発明の他の実施例の一部切欠正面図、第6
図は、本発明の熱交換体ユニツトを取鍋蓋上に設
置した状態を示す一部切欠した縦断面説明図、第
7図は、本発明の熱交換体ユニツトをハウジング
内に組み込んだ一部切欠した斜視図である。 1……角パイプ、2……帯状平板、3……補強
用角パイプ、4……中空筒、5……〓間、6……
セラミツクス材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高温ガスと空気その他のガスとを、仕切壁に
    て画成された主流路と副流路とに流通させて熱交
    換するセラミツク製熱交換体ユニツトにおいて、 前記主流路を、複数個のセラミツク製角パイプ
    を隣り合わせに連接して平板状とした多孔壁体を
    離間配置して構成し、前記主流路と直交する向き
    の副流路を、前記多孔壁体間に、複数のセラミツ
    ク製帯状平板を所定の間隔毎に介装させて形成さ
    れる前記多孔壁体による隔絶空間として構成し、
    そして、前記多孔壁体の両外側面には前記帯状の
    平板と平行な向きに並べられたセラミツク製補強
    用角パイプの平板状連設体によりなる多孔外壁体
    を取付けてなることを特徴とするセラミツク製高
    温用熱交換体ユニツト。
JP1216586A 1986-01-24 1986-01-24 セラミツクス製高温用熱交換体ユニット Granted JPS61180885A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1216586A JPS61180885A (ja) 1986-01-24 1986-01-24 セラミツクス製高温用熱交換体ユニット

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1216586A JPS61180885A (ja) 1986-01-24 1986-01-24 セラミツクス製高温用熱交換体ユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61180885A JPS61180885A (ja) 1986-08-13
JPH039396B2 true JPH039396B2 (ja) 1991-02-08

Family

ID=11797826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1216586A Granted JPS61180885A (ja) 1986-01-24 1986-01-24 セラミツクス製高温用熱交換体ユニット

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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0457066U (ja) * 1990-09-13 1992-05-15
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JPS61180885A (ja) 1986-08-13

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