JPS60133295A - 熱交換体 - Google Patents
熱交換体Info
- Publication number
- JPS60133295A JPS60133295A JP24081583A JP24081583A JPS60133295A JP S60133295 A JPS60133295 A JP S60133295A JP 24081583 A JP24081583 A JP 24081583A JP 24081583 A JP24081583 A JP 24081583A JP S60133295 A JPS60133295 A JP S60133295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- ceramic
- heat exchanger
- exchanging element
- glazed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、その両側に加熱流体と被加熱流体とが流され
るセラミックス族の熱交換体に関する。
るセラミックス族の熱交換体に関する。
従来より金属製の熱交換体を用いｆｃ熱交換器は各桃分
野に多用さｆＬでいるが、金属の耐熱性、耐食性には限
界があり、より高温の、またはより１％食性の流体から
効率よ〈熱回収全行なうにりよセラミックス族の熱交換
体が必要とされる。
野に多用さｆＬでいるが、金属の耐熱性、耐食性には限
界があり、より高温の、またはより１％食性の流体から
効率よ〈熱回収全行なうにりよセラミックス族の熱交換
体が必要とされる。
こうしたセラミックス族の熱交換体はセラミックス原料
粉末ｒ適宜な方法で成形し、焼結して製作さノする。し
かし一般にこのようにして製作されるセラミックス製″
品は多孔質であジ、特に熱交換体として使用するために
は伝熱抵抗が少ないことが望まれ、強度的に許容される
範囲で肉厚も薄くされる。この場合、セラミックス製品
が多孔質であるために、熱交換体の両面間に通気性を有
することとなり、熱交換体を境にして互いに離隔される
べき被加熱流体と加熱流体とが混合してしまう難点があ
る。また伝達速度を大きくするために両流体の流速は大
きくするのが望ましいが、こうしたセラミックス族の熱
交換体の伝熱面はきわめて粗であジ、したがって流体の
流速を大ぎくすると表面抵抗も増大し、圧力損失も大き
くなる。
粉末ｒ適宜な方法で成形し、焼結して製作さノする。し
かし一般にこのようにして製作されるセラミックス製″
品は多孔質であジ、特に熱交換体として使用するために
は伝熱抵抗が少ないことが望まれ、強度的に許容される
範囲で肉厚も薄くされる。この場合、セラミックス製品
が多孔質であるために、熱交換体の両面間に通気性を有
することとなり、熱交換体を境にして互いに離隔される
べき被加熱流体と加熱流体とが混合してしまう難点があ
る。また伝達速度を大きくするために両流体の流速は大
きくするのが望ましいが、こうしたセラミックス族の熱
交換体の伝熱面はきわめて粗であジ、したがって流体の
流速を大ぎくすると表面抵抗も増大し、圧力損失も大き
くなる。
また高温の燃焼排ガスからセラミックス族の熱交換体を
用いて熱回収を図ろうとすると、こうした排ガスにはカ
ーボンその他のダスト類が含有されており、これが熱交
換体の伝熱面に付着して、いわば金属製の熱交換体にお
けるスケーリングに相当する現象をひきおこし、伝熱速
度を低下させ、あるいは熱交換体の表層部に付着物が含
浸、反応などをおこし、その部分と熱交換体内部との熱
膨張率の差に起因する熱応力により、セラミックス製熱
交換体に亀裂などを発生させ、さらには排ガス流路の狭
窄ないしは閉塞全招くなどの問題がある。
用いて熱回収を図ろうとすると、こうした排ガスにはカ
ーボンその他のダスト類が含有されており、これが熱交
換体の伝熱面に付着して、いわば金属製の熱交換体にお
けるスケーリングに相当する現象をひきおこし、伝熱速
度を低下させ、あるいは熱交換体の表層部に付着物が含
浸、反応などをおこし、その部分と熱交換体内部との熱
膨張率の差に起因する熱応力により、セラミックス製熱
交換体に亀裂などを発生させ、さらには排ガス流路の狭
窄ないしは閉塞全招くなどの問題がある。
本発明の目的は従来のセラミックス製熱交換体の有して
いた通気性全排除し、熱交換体表面を平滑にし、かつ熱
交換体表面にカーボンその他のダスト刈が付着あるいは
反応するの奮抑制し、もって、上述の諸問題ケ解決する
ことにある。
いた通気性全排除し、熱交換体表面を平滑にし、かつ熱
交換体表面にカーボンその他のダスト刈が付着あるいは
反応するの奮抑制し、もって、上述の諸問題ケ解決する
ことにある。
本発明は、伝熱面に施釉されてなるセラミックス壺の熱
交換体である。
交換体である。
本発明の熱交換体（はその伝熱面に施釉されているので
、熱交換体本体が多孔質であってもその表面の釉層が気
密であるので通気性を有しなくなっている。また表面の
釉層は熱交換体本体に比べて格段に平滑であり、同時に
ダスト類の伺着も抑制される。
、熱交換体本体が多孔質であってもその表面の釉層が気
密であるので通気性を有しなくなっている。また表面の
釉層は熱交換体本体に比べて格段に平滑であり、同時に
ダスト類の伺着も抑制される。
本発明において熱交換体の形状は熱交換器の形式に応じ
て適宜選択できる。典型的なその一つは円管状などの管
状のものであシ、これにより多管型熱交換器などが構成
できる。平板状またはフィン付板状などの形状であって
もよく、これによｐ平板型またはフィン型熱交換器など
が構成できる。また複数ないしは多数の加熱流体流路お
よび複数ないしは多数の被加熱流体流路と含有するよう
に、一体に成形・焼結され、もしくは単位片を積層され
たセラミックス製の熱交換体であってもよい。
て適宜選択できる。典型的なその一つは円管状などの管
状のものであシ、これにより多管型熱交換器などが構成
できる。平板状またはフィン付板状などの形状であって
もよく、これによｐ平板型またはフィン型熱交換器など
が構成できる。また複数ないしは多数の加熱流体流路お
よび複数ないしは多数の被加熱流体流路と含有するよう
に、一体に成形・焼結され、もしくは単位片を積層され
たセラミックス製の熱交換体であってもよい。
セラミックスの材質も所望の耐熱性や耐食性に応じて適
宜選択できるが、間欠的に高温流体が流され、あるいは
流体温度の変動が激しい場合にも使用可能なように熱膨
張係数の小さいセラミックス製であることが望ましい。
宜選択できるが、間欠的に高温流体が流され、あるいは
流体温度の変動が激しい場合にも使用可能なように熱膨
張係数の小さいセラミックス製であることが望ましい。
かかるセラミックスの材質としてはコージライト質、β
−スポジュメン質、チタン酸アルミニウム質、ムライト
質などが好ましい。
−スポジュメン質、チタン酸アルミニウム質、ムライト
質などが好ましい。
釉は主としてセラミックスの材質と熱交換体の使用され
る温度を勘案して選択される。すなわちセラミックスと
熱膨張係数がほぼ等しく、セラミックスとの密着性がよ
く、かつ、セラミックスとの間に不都合な反応を起こさ
ないことが望ましく、また熱交換体の使用される温度に
おいて＞＋Ｕが軟化・流動化しないことも望ましい。
る温度を勘案して選択される。すなわちセラミックスと
熱膨張係数がほぼ等しく、セラミックスとの密着性がよ
く、かつ、セラミックスとの間に不都合な反応を起こさ
ないことが望ましく、また熱交換体の使用される温度に
おいて＞＋Ｕが軟化・流動化しないことも望ましい。
本発明の熱交換体はその伝熱面に施釉されていることが
重要である。したがって例えば多管型熱交換器用の円管
状熱交換体などにあって、管の端面、もしくは管板から
挿入賂れて管板よジもヘッダーπ（！ＩＫ位置する部分
には必ずしも施釉されていることを要しない。また伝熱
面のすべてに施釉されている心安もなく、被加熱流体に
接する而と加熱流体に接する面のどちらか一面に施釉さ
れていてもよい。カーボンなどのダスト類を多く含有す
る流体の熱交換に使用する場合には、この流体に接する
伝熱面に施釉されていることが好ましい。
重要である。したがって例えば多管型熱交換器用の円管
状熱交換体などにあって、管の端面、もしくは管板から
挿入賂れて管板よジもヘッダーπ（！ＩＫ位置する部分
には必ずしも施釉されていることを要しない。また伝熱
面のすべてに施釉されている心安もなく、被加熱流体に
接する而と加熱流体に接する面のどちらか一面に施釉さ
れていてもよい。カーボンなどのダスト類を多く含有す
る流体の熱交換に使用する場合には、この流体に接する
伝熱面に施釉されていることが好ましい。
施釉の方法も各種採用できる。熱交換体の伝熱面の一方
の血にのみ施釉するには釉スラＩＪ、−などを適宜ハケ
塗り、スプレー塗りなどしたのち熱処理すればよく、比
較的小型のブロック状直交型熱交換体などにあっては、
祖スラリー中にこの熱交換体を浸漬して引き上げ、つい
で熱処理史簡便に熱交換体の伝熱面の両面に施釉できる
。熱処理温度としては釉が適度に軟化・流動化してその
表面が均一・平滑になり、かつ、釉がほとんど流れ落ち
ない程度の温度が採用される。
の血にのみ施釉するには釉スラＩＪ、−などを適宜ハケ
塗り、スプレー塗りなどしたのち熱処理すればよく、比
較的小型のブロック状直交型熱交換体などにあっては、
祖スラリー中にこの熱交換体を浸漬して引き上げ、つい
で熱処理史簡便に熱交換体の伝熱面の両面に施釉できる
。熱処理温度としては釉が適度に軟化・流動化してその
表面が均一・平滑になり、かつ、釉がほとんど流れ落ち
ない程度の温度が採用される。
一般にセラミックス製熱交換体全緻密に焼成するには原
料粉末として微粉のものが採用される。しかしこの場合
には熱交換体の通気性はかなシ抑制されることもあるが
、一般に焼成収縮が太きく、焼成された熱交換体の寸法
精度は不充分であｐｌまた焼成時の割れや変形も多い。
料粉末として微粉のものが採用される。しかしこの場合
には熱交換体の通気性はかなシ抑制されることもあるが
、一般に焼成収縮が太きく、焼成された熱交換体の寸法
精度は不充分であｐｌまた焼成時の割れや変形も多い。
これに対し、低コストの粗粉を原料粉末を用いると焼成
収縮は相対的に小さく、製造歩留りも高いが、気孔率が
大きく、したがって通気性も大で実質的には上述のよう
な、異なる二流体間で熱交換するための熱交換体として
全く採用しえないものであった。しかるに本発明の熱交
換体によればかかる方法で製造されたセラミックスであ
っても熱交換体として利用できることとなる。
収縮は相対的に小さく、製造歩留りも高いが、気孔率が
大きく、したがって通気性も大で実質的には上述のよう
な、異なる二流体間で熱交換するための熱交換体として
全く採用しえないものであった。しかるに本発明の熱交
換体によればかかる方法で製造されたセラミックスであ
っても熱交換体として利用できることとなる。
以下に実施例により本発明を説ゆ」する。
実施例
所定調合原料坏土を用いてＡ１，０３３６Ｍ量チ、５１
０２５０重短チ１Ｍｇ０１４重量％からなるコージライ
ｌ−賀セラミンクスのチューブ（外径６３閣、内径４５
ｍｍ、長さ１２００−〕を〕シバープレスによって得た
。
０２５０重短チ１Ｍｇ０１４重量％からなるコージライ
ｌ−賀セラミンクスのチューブ（外径６３閣、内径４５
ｍｍ、長さ１２００−〕を〕シバープレスによって得た
。
５１０２６０、Ａｌ２Ｏ，２０、Ｌｉ２Ｏ５、ＺｎＯ１
２、Ｎａ２Ｏおよびに２０３（各重量％）の化学組成を
有する１００メツシユバスの柚用７リソト粉末に等重量
の水を加えて得たスリップをこのチューブの内面に塗布
し、乾燥後、ガス魚にて１２５０℃で３時間熱処理して
施釉した。得られたチューブは約０５叫ノ学のはＩＹ均
一な白色かつ半滑な柚ノーを有していた。
２、Ｎａ２Ｏおよびに２０３（各重量％）の化学組成を
有する１００メツシユバスの柚用７リソト粉末に等重量
の水を加えて得たスリップをこのチューブの内面に塗布
し、乾燥後、ガス魚にて１２５０℃で３時間熱処理して
施釉した。得られたチューブは約０５叫ノ学のはＩＹ均
一な白色かつ半滑な柚ノーを有していた。
この施釉チューブの内外に圧力差を加えて通気１１０：
１ｌｌ１１定したところ圧力差０．９ ｋｇ重／αｔ
ｖＣおいて迎気醸は１０ Ｎ ｍ３／ ｔｙ＞２７ ｈ
以下であった。
１ｌｌ１１定したところ圧力差０．９ ｋｇ重／αｔ
ｖＣおいて迎気醸は１０ Ｎ ｍ３／ ｔｙ＞２７ ｈ
以下であった。
一方、未施釉チューブでは同じ圧力差において通気量は
約４３０ Ｎｍ”７ｍ２／ｈ であった。
約４３０ Ｎｍ”７ｍ２／ｈ であった。
ついでこの未施釉チューブ、施釉チューブ゛のカーボン
付着試験を行なった。すなわち理論空燃比２５のＬＰＧ
を空燃比１８の還元雰囲気下で燃決させて得たカーボン
を多官する約１０００℃の燃焼ガスをチューブ内に２４
時間導入しつづけた後、チューブを観察した。未施釉チ
ューブには内周面に多量のカーボン付着が認めらｔ″Ｌ
、。
付着試験を行なった。すなわち理論空燃比２５のＬＰＧ
を空燃比１８の還元雰囲気下で燃決させて得たカーボン
を多官する約１０００℃の燃焼ガスをチューブ内に２４
時間導入しつづけた後、チューブを観察した。未施釉チ
ューブには内周面に多量のカーボン付着が認めらｔ″Ｌ
、。
かつ、これは容易には剥離しなかった。一方、施釉テユ
ごプにはわずかじかカーボンが付着しておらず、かつ、
これは容易に剥離すること〃玉できた。
ごプにはわずかじかカーボンが付着しておらず、かつ、
これは容易に剥離すること〃玉できた。
Claims (1)
- ｔ 伝熱面に施釉されてなるセラミックス族の熱交換体
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24081583A JPS60133295A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 熱交換体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24081583A JPS60133295A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 熱交換体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60133295A true JPS60133295A (ja) | 1985-07-16 |
Family
ID=17065098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24081583A Pending JPS60133295A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 熱交換体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60133295A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770398A (en) * | 1980-10-21 | 1982-04-30 | Kobe Steel Ltd | Ceramic honeycomb for heat exchanger and it smanufacture |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP24081583A patent/JPS60133295A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770398A (en) * | 1980-10-21 | 1982-04-30 | Kobe Steel Ltd | Ceramic honeycomb for heat exchanger and it smanufacture |
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