JPS6112197B2 - - Google Patents
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- JPS6112197B2 JPS6112197B2 JP52147027A JP14702777A JPS6112197B2 JP S6112197 B2 JPS6112197 B2 JP S6112197B2 JP 52147027 A JP52147027 A JP 52147027A JP 14702777 A JP14702777 A JP 14702777A JP S6112197 B2 JPS6112197 B2 JP S6112197B2
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- Japan
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- transfer body
- heat
- adjacent
- slits
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- Expired
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F7/00—Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
- F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
- B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
- B28B3/26—Extrusion dies
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/355—Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
- Y10S165/395—Monolithic core having flow passages for two different fluids, e.g. one- piece ceramic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱交換する媒体の流入および流出孔を
有する多数の隣接配置の室を有し、それぞれ隣接
する室が共通の隔壁を有し、熱交換する他の媒体
が隣接する室を貫流する、セラミツク材料よりな
る換熱式伝達体に関する。
有する多数の隣接配置の室を有し、それぞれ隣接
する室が共通の隔壁を有し、熱交換する他の媒体
が隣接する室を貫流する、セラミツク材料よりな
る換熱式伝達体に関する。
セラミツク材料よりなる換熱式伝達体は板熱交
換器として公知であり、互いに上下に配置された
板がそれぞれ媒体の貫流する室の間の隔壁を形成
する。板熱交換器は構造体積に比して大きい熱交
換面および高い熱交換効率を有する。それゆえこ
の熱交換器はとくに800℃を超えるガスタービン
構造のガス状媒体間の熱交換に適する。テイ−フ
エンバツハー（Tiefenbacher）の文献“プロブ
レムズ・オブ・ザ・ヒート・エクスチエンジア・
フオー・ビーイキユラ・ガス・タービンズ”
（Problems of the Heat Exchanger for
Vehicular Gas Turbines）ASME、パブリケー
シヨン（Publication）76−GT−105、1976年か
らセラミツク直交流熱交換器が公知である。しか
しこのような換熱式セラミツク熱伝達体の製造は
高い費用を必要とし、発生する熱応力が割れおよ
び破損を引起こす欠点がある。とくに媒体間の熱
交換が行われる熱伝達体の熱交換マトリツクスと
称される部分が負荷される。
換器として公知であり、互いに上下に配置された
板がそれぞれ媒体の貫流する室の間の隔壁を形成
する。板熱交換器は構造体積に比して大きい熱交
換面および高い熱交換効率を有する。それゆえこ
の熱交換器はとくに800℃を超えるガスタービン
構造のガス状媒体間の熱交換に適する。テイ−フ
エンバツハー（Tiefenbacher）の文献“プロブ
レムズ・オブ・ザ・ヒート・エクスチエンジア・
フオー・ビーイキユラ・ガス・タービンズ”
（Problems of the Heat Exchanger for
Vehicular Gas Turbines）ASME、パブリケー
シヨン（Publication）76−GT−105、1976年か
らセラミツク直交流熱交換器が公知である。しか
しこのような換熱式セラミツク熱伝達体の製造は
高い費用を必要とし、発生する熱応力が割れおよ
び破損を引起こす欠点がある。とくに媒体間の熱
交換が行われる熱伝達体の熱交換マトリツクスと
称される部分が負荷される。
金属よりなる換熱式伝達体の場合、構造体積お
よび重量に対し高い熱交換効率を有する熱交換マ
トリツクスは向流熱伝達体としても公知である
（英国特許明細書第655470号参照）。この熱伝達体
の場合ひだを形成するように曲げた帯板が使用さ
れ、その側面および端面は閉鎖され、かつひだの
間の空間に通ずる孔が残り、この孔から熱交換媒
体が熱交換マトリツクスに流入するように、形成
されたひだに沿つて蔽われる。この種の向流熱伝
達体の場合、熱交換マトリツクスのいわゆる高温
側（冷却される媒体が入り、加熱された媒体が出
る側）の１つに２つの低温側（冷却された媒体が
出、加熱される媒体が入る側）を配置すれば、発
生する熱応力が補償される。この場合熱交換する
媒体は熱交換マトリツクスをそれぞれ２つの反対
方向の分流として貫流し、その際高温側に入る媒
体は２つの分流に分割され、高温側から流出する
媒体の分流はそれぞれ合流される。金属製で公知
のこのような熱伝達体を薄く圧延したセラミツク
材料の折りたたみによつて製造することはしかし
非常な困難を伴う。大きい個数を製造することは
できない。
よび重量に対し高い熱交換効率を有する熱交換マ
トリツクスは向流熱伝達体としても公知である
（英国特許明細書第655470号参照）。この熱伝達体
の場合ひだを形成するように曲げた帯板が使用さ
れ、その側面および端面は閉鎖され、かつひだの
間の空間に通ずる孔が残り、この孔から熱交換媒
体が熱交換マトリツクスに流入するように、形成
されたひだに沿つて蔽われる。この種の向流熱伝
達体の場合、熱交換マトリツクスのいわゆる高温
側（冷却される媒体が入り、加熱された媒体が出
る側）の１つに２つの低温側（冷却された媒体が
出、加熱される媒体が入る側）を配置すれば、発
生する熱応力が補償される。この場合熱交換する
媒体は熱交換マトリツクスをそれぞれ２つの反対
方向の分流として貫流し、その際高温側に入る媒
体は２つの分流に分割され、高温側から流出する
媒体の分流はそれぞれ合流される。金属製で公知
のこのような熱伝達体を薄く圧延したセラミツク
材料の折りたたみによつて製造することはしかし
非常な困難を伴う。大きい個数を製造することは
できない。
本発明の目的は構造体積および重量に対して高
い熱交換効率を有し、製造が容易であり、かつ熱
応力を避けうるように形成された、媒体間の熱交
換のためセラミツク材料からなる換熱式熱伝達体
を得ることである。
い熱交換効率を有し、製造が容易であり、かつ熱
応力を避けうるように形成された、媒体間の熱交
換のためセラミツク材料からなる換熱式熱伝達体
を得ることである。
この目的は本発明によりセラミツク成形体の中
に室を形成する多数の、閉鎖端面を有する平行流
路が横断面において全高にわたつて同じ幅を有す
るスリツトとして形成され、かつ流路をその縦方
向に蔽うカバー壁の間へ互いにずれた組になつて
配置され、各組の流路がその全長にわたつてその
流路に隣接配置された流路よりも２つのカバー壁
の１つに向つて突出し、熱交換する媒体の流入お
よび流出孔を形成するためカバー壁の１部が少な
くともカバー壁の端面に近い範囲に段落を有し、
それぞれ隣接の流路よりも段落を有するカバー壁
へ向つて突出している流路がカバー壁の段落部へ
開口している前記方式の熱伝達体によつて解決さ
れる。
に室を形成する多数の、閉鎖端面を有する平行流
路が横断面において全高にわたつて同じ幅を有す
るスリツトとして形成され、かつ流路をその縦方
向に蔽うカバー壁の間へ互いにずれた組になつて
配置され、各組の流路がその全長にわたつてその
流路に隣接配置された流路よりも２つのカバー壁
の１つに向つて突出し、熱交換する媒体の流入お
よび流出孔を形成するためカバー壁の１部が少な
くともカバー壁の端面に近い範囲に段落を有し、
それぞれ隣接の流路よりも段落を有するカバー壁
へ向つて突出している流路がカバー壁の段落部へ
開口している前記方式の熱伝達体によつて解決さ
れる。
セラミツクよりなる熱伝達体のこの形成によつ
て現在までひだに折りたたんだ薄い帯板からなる
向流熱伝達体の場合にのみ得られた構造体積およ
び重量に比して高い熱交換効率が達成されるだけ
でなく、熱伝達体を簡単な方法で製造することが
可能になる。このためにはとくに流路のずれた配
置が役立つ。端面閉鎖後、流路は流入および流出
孔形成のため段落を有するカバー壁を得、その際
カバー壁の端面側範囲の孔のほかにとくに両端面
間のカバー壁の中央部にも孔が設けられる。セラ
ミツク熱交換体はその際熱交換する媒体の導入お
よび導出管へ両端側がそれぞれ熱交換体の低温側
を形成するように接続することができる。この配
置により熱応力の発生がほとんど避けられる。
て現在までひだに折りたたんだ薄い帯板からなる
向流熱伝達体の場合にのみ得られた構造体積およ
び重量に比して高い熱交換効率が達成されるだけ
でなく、熱伝達体を簡単な方法で製造することが
可能になる。このためにはとくに流路のずれた配
置が役立つ。端面閉鎖後、流路は流入および流出
孔形成のため段落を有するカバー壁を得、その際
カバー壁の端面側範囲の孔のほかにとくに両端面
間のカバー壁の中央部にも孔が設けられる。セラ
ミツク熱交換体はその際熱交換する媒体の導入お
よび導出管へ両端側がそれぞれ熱交換体の低温側
を形成するように接続することができる。この配
置により熱応力の発生がほとんど避けられる。
単位構造体積当り大きい熱交換面を得るため、
流路はスリツト状に形成された断面を有し、有利
にそれぞれ隣接スリツトの最大面が互いに相対す
るように配置される。
流路はスリツト状に形成された断面を有し、有利
にそれぞれ隣接スリツトの最大面が互いに相対す
るように配置される。
本発明のもう１つの形成により少なくとも流路
の１部に隔壁の間に支持体が配置される。これは
とくに熱交換する媒体が異なる圧力を有し、薄い
隔壁を変形または破損防止のため強化しなければ
ならない場合に有利である。隔壁の強化は流路が
円弧状に湾曲した断面を有することによつても達
成される。
の１部に隔壁の間に支持体が配置される。これは
とくに熱交換する媒体が異なる圧力を有し、薄い
隔壁を変形または破損防止のため強化しなければ
ならない場合に有利である。隔壁の強化は流路が
円弧状に湾曲した断面を有することによつても達
成される。
流路をその縦方向に蔽うカバー壁が筒殻状に湾
曲することによつて、セラミツク熱伝達体を有利
に与えられた空間の形に適合させることができ
る。熱伝達体の端面および（または）側面に溝ま
たは突起を備え、隣接熱伝達体の端面および（ま
たは）側面の突起または溝へ嵌合させるのが有利
である。熱伝達体のこの形成は多数の熱伝達体を
大きく構造ユニツトに組立てることを可能にし、
その際突起と溝の間の遊隙は熱伝達体が作業温度
でも応力なしに支持されるように選ばれる。並列
接続で互いに結合する熱伝達体が全体として中空
体を形成し、これを熱交換する媒体の導入および
導出管へ同軸に接続するのが有利である。熱伝達
体の支持位置に弾性挿入体が配置され、この挿入
体はとくに気密なセラミツク繊維材料からなり、
これは熱交換器をたとえば冷たい状態から作業温
度へ加熱する際、セラミツク熱交換体と他の非セ
ラミツク構造部材の間の熱膨張の差を補償する。
曲することによつて、セラミツク熱伝達体を有利
に与えられた空間の形に適合させることができ
る。熱伝達体の端面および（または）側面に溝ま
たは突起を備え、隣接熱伝達体の端面および（ま
たは）側面の突起または溝へ嵌合させるのが有利
である。熱伝達体のこの形成は多数の熱伝達体を
大きく構造ユニツトに組立てることを可能にし、
その際突起と溝の間の遊隙は熱伝達体が作業温度
でも応力なしに支持されるように選ばれる。並列
接続で互いに結合する熱伝達体が全体として中空
体を形成し、これを熱交換する媒体の導入および
導出管へ同軸に接続するのが有利である。熱伝達
体の支持位置に弾性挿入体が配置され、この挿入
体はとくに気密なセラミツク繊維材料からなり、
これは熱交換器をたとえば冷たい状態から作業温
度へ加熱する際、セラミツク熱交換体と他の非セ
ラミツク構造部材の間の熱膨張の差を補償する。
熱伝達体はアイソスタチツクにプレスしたセラ
ミツクの生の成形体に２つの平行面から互いに隣
接する平行な多数のスリツトを削りこみ、その際
１つの側のスリツトは他の側のスリツトより１つ
の側のスリツトの間の距離の半分だけずれ、かつ
反対側のスリツトの間へ入りこみ、すべてのスリ
ツトをその端面でセラミツク材料により気密に閉
鎖し、平行面側はセラミツクのカバー壁によつ
て、少なくともカバー壁の端面に近い範囲に媒体
の流入および流出孔が開放して残されるように蔽
い、続いて生の成形体を焼成する作業法により有
利に製造される。この方法はとくに特殊な熱伝達
体を個々に製造する場合に意義がある。
ミツクの生の成形体に２つの平行面から互いに隣
接する平行な多数のスリツトを削りこみ、その際
１つの側のスリツトは他の側のスリツトより１つ
の側のスリツトの間の距離の半分だけずれ、かつ
反対側のスリツトの間へ入りこみ、すべてのスリ
ツトをその端面でセラミツク材料により気密に閉
鎖し、平行面側はセラミツクのカバー壁によつ
て、少なくともカバー壁の端面に近い範囲に媒体
の流入および流出孔が開放して残されるように蔽
い、続いて生の成形体を焼成する作業法により有
利に製造される。この方法はとくに特殊な熱伝達
体を個々に製造する場合に意義がある。
本発明による熱伝達体の製造は次の方法によつ
て簡単化される。セラミツク材料をエクストルー
ダによる公知の押出成形法により、熱伝達体の断
面を決定する材料の運動方向に細くなるエクスト
ルーダノズルを通して押出し、その際このノズル
がその自由出口断面ノズル壁から離れて並列配置
の多数の心部材を有し、心部材の断面の形が流路
の断面を決定し、各組の心部材がそれに隣接配置
された心部材よりも、それぞれ熱伝達体のカバー
壁を形成する２つのノズル壁へ向つて突出するよ
うに、心部材が互いにずれた組になつて配置さ
れ、エクストルーダノズルを去る材料を所定の長
さに切断し、前焼成し、次に熱交換する媒体の流
入および流出孔を形成するため、カバー壁の１部
を少なくとも端面側のカバー壁の範囲で、それぞ
れ隣接流路よりもカバー壁の方向へ突出する流路
が開口するまで除去し、流路の端面側をセラミツ
ク材料で閉鎖し、それに続いて成形体を完全に焼
成する。とくにエクストルーダノズルの自由出口
断面に配置された心部材は幅の数倍になる高さを
有する断面を有し、その際心部材は隣接する心部
材の最大表面が互いに相対するように配置され
る。
て簡単化される。セラミツク材料をエクストルー
ダによる公知の押出成形法により、熱伝達体の断
面を決定する材料の運動方向に細くなるエクスト
ルーダノズルを通して押出し、その際このノズル
がその自由出口断面ノズル壁から離れて並列配置
の多数の心部材を有し、心部材の断面の形が流路
の断面を決定し、各組の心部材がそれに隣接配置
された心部材よりも、それぞれ熱伝達体のカバー
壁を形成する２つのノズル壁へ向つて突出するよ
うに、心部材が互いにずれた組になつて配置さ
れ、エクストルーダノズルを去る材料を所定の長
さに切断し、前焼成し、次に熱交換する媒体の流
入および流出孔を形成するため、カバー壁の１部
を少なくとも端面側のカバー壁の範囲で、それぞ
れ隣接流路よりもカバー壁の方向へ突出する流路
が開口するまで除去し、流路の端面側をセラミツ
ク材料で閉鎖し、それに続いて成形体を完全に焼
成する。とくにエクストルーダノズルの自由出口
断面に配置された心部材は幅の数倍になる高さを
有する断面を有し、その際心部材は隣接する心部
材の最大表面が互いに相対するように配置され
る。
次に本発明を図面により説明する。
図面から明らかなようにセラミツク材料からな
る換熱式熱伝達体は熱交換する２つの媒体のため
隣接配置の多数の流路１，２を有する。流路１，
２は第１図および２図には熱伝達体の端面３，４
の１つの端面３の範囲に断面が見える。熱伝達体
はとくに熱交換する媒体が熱伝達体を向流に流れ
るように、媒体の導入および導出管に接続され
る。導入および導出管は図示されていないけれ
ど、第１〜３図には媒体の流線が示される。実線
の流線で示す冷却される高温媒体は流入孔５から
流路１へ流入し、流出孔６から流路１を去る。実
線の流線で示す加熱される媒体が流路２を向流に
流れる。第１〜３図の熱伝達体の斜視図では流路
２の流入および流出孔は流入および流出孔５，６
と反対側の熱伝達体下面にある。流路２の流入お
よび流出孔の配置および形は流入および流出孔
５，６の配置および形と同じである。
る換熱式熱伝達体は熱交換する２つの媒体のため
隣接配置の多数の流路１，２を有する。流路１，
２は第１図および２図には熱伝達体の端面３，４
の１つの端面３の範囲に断面が見える。熱伝達体
はとくに熱交換する媒体が熱伝達体を向流に流れ
るように、媒体の導入および導出管に接続され
る。導入および導出管は図示されていないけれ
ど、第１〜３図には媒体の流線が示される。実線
の流線で示す冷却される高温媒体は流入孔５から
流路１へ流入し、流出孔６から流路１を去る。実
線の流線で示す加熱される媒体が流路２を向流に
流れる。第１〜３図の熱伝達体の斜視図では流路
２の流入および流出孔は流入および流出孔５，６
と反対側の熱伝達体下面にある。流路２の流入お
よび流出孔の配置および形は流入および流出孔
５，６の配置および形と同じである。
流路１，２はそれぞれ隣接配置され、互いに平
行する。これらの流路は熱交換マトリツクスの
個々の室を形成する。熱伝達は隣接流路間の隔壁
７を介して行われる。流路の端面３，４は気密に
閉鎖される。流路１，２はその縦の拡りにおいて
熱交換マトリツクスの両側でカバー壁８，９（第
１図）および１０，１１（第２図）によつて蔽わ
れ、その個々の部分壁は８ａ，８ｂ，８ｃ；９
ａ，９ｂ，９ｃまたは１０ａ，１０ｂ，１０ｃ；
１１ａ，１１ｂ，１１ｃで示される。
行する。これらの流路は熱交換マトリツクスの
個々の室を形成する。熱伝達は隣接流路間の隔壁
７を介して行われる。流路の端面３，４は気密に
閉鎖される。流路１，２はその縦の拡りにおいて
熱交換マトリツクスの両側でカバー壁８，９（第
１図）および１０，１１（第２図）によつて蔽わ
れ、その個々の部分壁は８ａ，８ｂ，８ｃ；９
ａ，９ｂ，９ｃまたは１０ａ，１０ｂ，１０ｃ；
１１ａ，１１ｂ，１１ｃで示される。
カバー壁８，９または１０，１１の部分壁の間
に流路１，２の流入および流出孔がある。流路
１，２は互いにいずれて配置される。この場合流
路１はその全長がそれに隣接する流路２を超えて
カバー壁８または１０の方向へ突出し、流路２は
流路１よりカバー壁９または１１の方向へ突出す
る。流路が突出する大きさは少なくとも隔壁７の
厚さ１２に相当する。この形成により流路１，２
間の壁は端壁３，４と平行の断面でほぼジグザク
に走り、これはとくに第２図で明らかである。
に流路１，２の流入および流出孔がある。流路
１，２は互いにいずれて配置される。この場合流
路１はその全長がそれに隣接する流路２を超えて
カバー壁８または１０の方向へ突出し、流路２は
流路１よりカバー壁９または１１の方向へ突出す
る。流路が突出する大きさは少なくとも隔壁７の
厚さ１２に相当する。この形成により流路１，２
間の壁は端壁３，４と平行の断面でほぼジグザク
に走り、これはとくに第２図で明らかである。
カバー壁８，９および１０，１１は媒体の流入
および流出孔が設けられている位置でそれぞれの
カバー壁に向つて突出する流路が開口する程度の
段落を有する。第１図の実施例ではカバー壁８，
９は機械加工で除去され、第２図の実施例では流
路がカバー壁の部分壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃま
たは１１ａ，１１ｂ，１１ｃによつて、熱伝達体
の両側に流入および流出孔のための凹所が残るよ
うに蔽われる。
および流出孔が設けられている位置でそれぞれの
カバー壁に向つて突出する流路が開口する程度の
段落を有する。第１図の実施例ではカバー壁８，
９は機械加工で除去され、第２図の実施例では流
路がカバー壁の部分壁１０ａ，１０ｂ，１０ｃま
たは１１ａ，１１ｂ，１１ｃによつて、熱伝達体
の両側に流入および流出孔のための凹所が残るよ
うに蔽われる。
第１および２図の実施例で流入および流出孔は
熱伝達体の端面３，４の範囲にのみ設けられる。
熱伝達体の高温側は冷却される高温媒体が流入孔
５から流路１に流入し、かつ加熱された媒体が流
路２を通過した後に熱伝達体を去る範囲を形成す
る。熱伝達体の低温側の範囲で、冷却された媒体
は流路１から流出孔６をへて流出し、低温媒体は
流路２に供給される。第３図の向流熱伝達体の場
合、熱伝達体の高温側は熱交換マトリツクスの中
央範囲にある。冷却される媒体は反対方向に向く
２つの分流となつて流路１を貫流し、端面３，４
の範囲の流出孔６から熱交換マトリツクスを去
る。それゆえ端面はそれぞれ熱伝達体の低温側を
形成する。この実施例によれば熱伝達体内の熱応
力が平衡する。
熱伝達体の端面３，４の範囲にのみ設けられる。
熱伝達体の高温側は冷却される高温媒体が流入孔
５から流路１に流入し、かつ加熱された媒体が流
路２を通過した後に熱伝達体を去る範囲を形成す
る。熱伝達体の低温側の範囲で、冷却された媒体
は流路１から流出孔６をへて流出し、低温媒体は
流路２に供給される。第３図の向流熱伝達体の場
合、熱伝達体の高温側は熱交換マトリツクスの中
央範囲にある。冷却される媒体は反対方向に向く
２つの分流となつて流路１を貫流し、端面３，４
の範囲の流出孔６から熱交換マトリツクスを去
る。それゆえ端面はそれぞれ熱伝達体の低温側を
形成する。この実施例によれば熱伝達体内の熱応
力が平衡する。
流路１，２はスリツト状に形成された断面を有
し、その幅１３はスリツト高さ１４に比して小さ
い。流路はそれぞれ隣接するスリツトの最大の表
面が互いに相対するように配置される。この方法
で熱伝達体内に熱交換する媒体のための大きい熱
交換面が発生する。
し、その幅１３はスリツト高さ１４に比して小さ
い。流路はそれぞれ隣接するスリツトの最大の表
面が互いに相対するように配置される。この方法
で熱伝達体内に熱交換する媒体のための大きい熱
交換面が発生する。
第４図にはジグザグ形に走る隔壁７の断面を大
きく拡大して示す。隔壁７の間の流路１に種々の
支持体１５が挿入される。隔壁７の間の支持体は
熱交換する２つの媒体の圧力が異なるときに必要
である。支持体１５は低圧媒体が流れる流路に設
置される。支持体１５としては種々の形のブロツ
クおよび種々の材料を使用することができる。第
４図にはたとえば球１５ａ、発泡材料１５ｂ、粒
１５ｃ、互いに網を形成する材料１５ｄおよび波
形材１５ｅが隔壁７の間に挿入される。この場合
球および粒は流路内に統計的分布で配置される。
支持体１５の材料としてはとくにセラミツク材
料、しかし黒鉛も使用される。粒１５ｃはたとえ
ば黒鉛からなる。
きく拡大して示す。隔壁７の間の流路１に種々の
支持体１５が挿入される。隔壁７の間の支持体は
熱交換する２つの媒体の圧力が異なるときに必要
である。支持体１５は低圧媒体が流れる流路に設
置される。支持体１５としては種々の形のブロツ
クおよび種々の材料を使用することができる。第
４図にはたとえば球１５ａ、発泡材料１５ｂ、粒
１５ｃ、互いに網を形成する材料１５ｄおよび波
形材１５ｅが隔壁７の間に挿入される。この場合
球および粒は流路内に統計的分布で配置される。
支持体１５の材料としてはとくにセラミツク材
料、しかし黒鉛も使用される。粒１５ｃはたとえ
ば黒鉛からなる。
第３図には筒殻状に湾曲したカバー壁１６を有
する熱伝達体の実施例が示される。カバー壁の殻
の形は熱交換に利用しうる空間に適合させる。多
数の熱伝達体を互いに接合しうるように、第３図
の熱伝達体は１つの側壁１７および端面３に突起
２０を有し、他の側壁１９および端面４に溝１８
を有する。この溝１８および突起２０は他の熱伝
達体の突起または溝と遊びをもつて嵌合する。第
３図には１つだけの熱伝達体２１が点線で示され
る。熱伝達体を互いに並列接続して中空体を形成
し、熱交換する媒体の導入および導出管を熱伝達
体へ同軸に接続するのがとくに有利である。流路
１，２によつて形成される熱交換マトリツクスを
強化するため、側壁１７，１９および第１〜２図
の熱伝達体の側壁２２，２３は流路間の隔壁７よ
り厚く形成される。
する熱伝達体の実施例が示される。カバー壁の殻
の形は熱交換に利用しうる空間に適合させる。多
数の熱伝達体を互いに接合しうるように、第３図
の熱伝達体は１つの側壁１７および端面３に突起
２０を有し、他の側壁１９および端面４に溝１８
を有する。この溝１８および突起２０は他の熱伝
達体の突起または溝と遊びをもつて嵌合する。第
３図には１つだけの熱伝達体２１が点線で示され
る。熱伝達体を互いに並列接続して中空体を形成
し、熱交換する媒体の導入および導出管を熱伝達
体へ同軸に接続するのがとくに有利である。流路
１，２によつて形成される熱交換マトリツクスを
強化するため、側壁１７，１９および第１〜２図
の熱伝達体の側壁２２，２３は流路間の隔壁７よ
り厚く形成される。
互いに接合する熱伝達体の間および熱伝達体と
これに接するセラミツクでない構造部材の間の支
持部に弾性挿入体２４が配置され、これは熱伝達
体を相互の機械的損傷から保護すると同時に、熱
伝達体と非セラミツク構造部材の間の熱膨張差を
補償する。弾性中間挿入体２４はとくに気密なセ
ラミツク繊維材料からなる。
これに接するセラミツクでない構造部材の間の支
持部に弾性挿入体２４が配置され、これは熱伝達
体を相互の機械的損傷から保護すると同時に、熱
伝達体と非セラミツク構造部材の間の熱膨張差を
補償する。弾性中間挿入体２４はとくに気密なセ
ラミツク繊維材料からなる。
第１または３図のセラミツク熱伝達体は有利に
エクストルーダによるセラミツク材料の押出成形
によつて製造される。第５図は第１図のセラミツ
ク熱伝達体用のエクストルーダノズルの実施例を
示す。幅２５および高さ２６のエクストルーダノ
ズルの出口断面は熱伝達体の端面の所望の外側寸
法に適合する。エクストルーダノズルの出口断面
は背面のセラミツク材料入口側の断面より小さく
選ばれる。出口断面内に多数の心部材２７が配置
され、第５図の実施例で矩形心部材の高さ２８は
その幅２９の数倍に相当する。心部材２７は間隔
３０をもつて１列に隣接配置され、心部材の最大
表面が互いに向き合うように挿入さる。心部材の
高さ２８および幅２９はセラミツク熱伝達体の流
路１，２の後の断面を決定する。
エクストルーダによるセラミツク材料の押出成形
によつて製造される。第５図は第１図のセラミツ
ク熱伝達体用のエクストルーダノズルの実施例を
示す。幅２５および高さ２６のエクストルーダノ
ズルの出口断面は熱伝達体の端面の所望の外側寸
法に適合する。エクストルーダノズルの出口断面
は背面のセラミツク材料入口側の断面より小さく
選ばれる。出口断面内に多数の心部材２７が配置
され、第５図の実施例で矩形心部材の高さ２８は
その幅２９の数倍に相当する。心部材２７は間隔
３０をもつて１列に隣接配置され、心部材の最大
表面が互いに向き合うように挿入さる。心部材の
高さ２８および幅２９はセラミツク熱伝達体の流
路１，２の後の断面を決定する。
心部材２７はエクストルーダノズルの入口側に
固定される。心部材は出口断面へ自由に突入し、
各心部材が熱伝達体のカバー壁を形成する２つの
ノズル壁３１，３２の１つへ向つてそれぞれ突出
するように、各心部材はそれぞれ互いにずれて配
置される。個々の心部材は隣接心部材により大き
さ３３だけ突出し、この大きさは少なくとも隣接
配置された心部材間の間隔３０に相当する。
固定される。心部材は出口断面へ自由に突入し、
各心部材が熱伝達体のカバー壁を形成する２つの
ノズル壁３１，３２の１つへ向つてそれぞれ突出
するように、各心部材はそれぞれ互いにずれて配
置される。個々の心部材は隣接心部材により大き
さ３３だけ突出し、この大きさは少なくとも隣接
配置された心部材間の間隔３０に相当する。
熱伝達体は適当なセラミツク材料を第５図には
図示されていないエクストルーダからノズルの出
口断面を通して押出すことによつて製造され、そ
の際流路を有する生の棒材が発生する。生の棒材
を所定の長さに切断し、前焼成する。次にカバー
壁の流路の流入および流出孔が形成される位置を
削り取る。この場合カバー壁は除去するカバー壁
のほうへ突出する隣接流路が開口するまで除去さ
れる。流路１，２は端面３，４でセラミツク材料
により閉鎖される。続いて熱伝達体は完全焼成さ
れる。
図示されていないエクストルーダからノズルの出
口断面を通して押出すことによつて製造され、そ
の際流路を有する生の棒材が発生する。生の棒材
を所定の長さに切断し、前焼成する。次にカバー
壁の流路の流入および流出孔が形成される位置を
削り取る。この場合カバー壁は除去するカバー壁
のほうへ突出する隣接流路が開口するまで除去さ
れる。流路１，２は端面３，４でセラミツク材料
により閉鎖される。続いて熱伝達体は完全焼成さ
れる。
エクストルーダノズル２５には種々の形の心部
材２８を使用することができる。第５図には断面
が矩形の心部材２７のほか、例として円弧状に湾
曲した心部材２７ａおよび波形心部材２７ｂも示
される。このような心部材によつてセラミツク材
料を押出すことにより、湾曲したまたは波形の流
路を有する熱伝達体が得られ、これはとくに熱交
換する媒体間に高い圧力差が存在する場合、その
高い剛性のため矩形断面を有する流路に比して有
利に使用される。
材２８を使用することができる。第５図には断面
が矩形の心部材２７のほか、例として円弧状に湾
曲した心部材２７ａおよび波形心部材２７ｂも示
される。このような心部材によつてセラミツク材
料を押出すことにより、湾曲したまたは波形の流
路を有する熱伝達体が得られ、これはとくに熱交
換する媒体間に高い圧力差が存在する場合、その
高い剛性のため矩形断面を有する流路に比して有
利に使用される。
第２図の熱伝達体は有利に前焼成したセラミツ
ク成形体から製造される。この場合２つの平行平
面（上下の面）から出発して熱伝達体の流路のた
めの互いにずれたスリツト状の孔の組がセラミツ
ク成形体へそれぞれ、少なくとも成形体の両面か
ら切込んだ流路の間に残る隔壁の厚さに相当する
層厚が成形体の切込みの底部に残るような深さま
で削り取られる。次に流路はカバー壁で蔽われ、
その際カバー壁の個々の部分は流路の流入および
流出孔の所望寸法に適合させる。機械加工後、流
路の開いた端面はセラミツク材料で充てんされ
る。それゆえ熱伝達体は仕上焼成後端面側も気密
に閉鎖される。
ク成形体から製造される。この場合２つの平行平
面（上下の面）から出発して熱伝達体の流路のた
めの互いにずれたスリツト状の孔の組がセラミツ
ク成形体へそれぞれ、少なくとも成形体の両面か
ら切込んだ流路の間に残る隔壁の厚さに相当する
層厚が成形体の切込みの底部に残るような深さま
で削り取られる。次に流路はカバー壁で蔽われ、
その際カバー壁の個々の部分は流路の流入および
流出孔の所望寸法に適合させる。機械加工後、流
路の開いた端面はセラミツク材料で充てんされ
る。それゆえ熱伝達体は仕上焼成後端面側も気密
に閉鎖される。
本発明による熱伝達体はとくに高温媒体間の熱
交換に適する。熱伝達体の形成は押出成形法によ
るセラミツク構造部材の量産に適する。さらにこ
の熱伝達体は簡単に個々の熱伝達体−構造部材か
ら高い熱伝達能力を有する大きい熱交換器ユニツ
トを積木式に形成しうる利点を有する。
交換に適する。熱伝達体の形成は押出成形法によ
るセラミツク構造部材の量産に適する。さらにこ
の熱伝達体は簡単に個々の熱伝達体−構造部材か
ら高い熱伝達能力を有する大きい熱交換器ユニツ
トを積木式に形成しうる利点を有する。
第１図は押出成形法により製造した熱伝達体、
第２図は機械加工した流路を有する熱伝達体、第
３図は湾曲したカバー壁を有する熱伝達体のそれ
ぞれの斜視図、第４図は種々の支持体を有する流
路断面図、第５図は熱伝達体を製造するエクスト
ルーダノズルの斜視図である。 １，２……流路、３，４……端面、５，６……
流入および流出孔、８，９……カバー壁。
第２図は機械加工した流路を有する熱伝達体、第
３図は湾曲したカバー壁を有する熱伝達体のそれ
ぞれの斜視図、第４図は種々の支持体を有する流
路断面図、第５図は熱伝達体を製造するエクスト
ルーダノズルの斜視図である。 １，２……流路、３，４……端面、５，６……
流入および流出孔、８，９……カバー壁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱交換する媒体のための流入および流出孔を
有する多数の隣接配置された室を有し、それぞれ
の隣接する室が共通の隔壁を有し、１つの室を１
つの媒体が流れ、隣接する室を熱交換するもう１
つの媒体が流れるセラミツク材料よりなる換熱式
熱伝達体において、セラミツク成形体の中に室を
形成する多数の、閉鎖端面を有する平行通路１，
２が横断面において全高にわたつて同じ幅１３を
有するスリツトとして形成され、かつ流路をその
縦方向に蔽うカバー壁８，９；１０，１１の間へ
互いにずれた組になつて配置され、各組の流路
１；２がその全長にわたつてその流路に隣接する
流路２；１よりも２つのカバー壁の１つ８，１
０；９，１１の方向へ突出し、流入および流出孔
５，６を形成するためカバー壁８，９；１０，１
１の１部が少なくともカバー壁の端面３，４側の
範囲に段落を有し、それぞれ隣接流路２；１より
も段落を有するカバー壁の方向へ突出している流
路１；２がカバー壁の段落部に開口していること
を特徴とするセラミツク材料よりなる換熱伝達
体。 ２ 流路１，２がそれぞれ隣接するスリツトの最
大面が互いに相対するように配置されている特許
請求の範囲第１項記載の熱伝達体。 ３ 少なくとも流路１，２の１部に、隔壁７の間
に支持体１５が配置されている特許請求の範囲第
１項記載の熱伝達体。 ４ 流路１，２が円弧状に湾曲する断面を有する
特許請求の範囲第２項記載の熱伝達体。 ５ 流路１，２をその縦方向に蔽うカバー壁１６
が筒殻状に湾曲している特許請求の範囲第１項か
ら第４項までのいずれか１項記載の熱伝達体。 ６ 端面３，４および（または）側壁１７，１９
が溝１８または突起２０を有し、これらが隣接す
る熱伝達体２１の端面および側壁の突起または溝
と嵌合しうる特許請求の範囲第１項から第５項ま
でのいずれか１項記載の熱伝達体。 ７ 熱交換する媒体のための流入および流出孔を
有する多数の隣接配置された室を有し、それぞれ
の隣接する室が共通の隔壁を有し、１つの室を１
つの媒体が流れ隣接する室を熱交換するもう１つ
の媒体が流れるセラミツク材料よりなる換熱式熱
伝達体の製法において、アイソスタチツクにプレ
スした生のセラミツク成形体へ２つの平行面から
互いに隣接する平行な多数のスリツトをスリツト
の間の隔壁の厚さに相当する層厚が切込みの底部
に残るまで削りこみ、その際１つの側のスリツト
が他の側のスリツトより１つの側のスリツトの間
の距離の半分だけずれて配置され、かつ反対側の
スリツトの間へ入りこみ、すべてのスリツトをそ
の端面でセラミツク材料により気密に閉鎖し、平
行面側はセラミツクのカバー壁によつて、少なく
とも端面に近い範囲のカバー壁に媒体の流入およ
び流出孔が開放して残されるように蔽い、続いて
生成形体を焼成することを特徴とするセラミツク
材料よりなる換熱式熱伝達体の製法。 ８ 熱交換する媒体のための流入および流出孔を
有する多数の隣接配置された室を有し、それぞれ
の隣接する室が共通の隔壁を有し、１つの室を１
つの媒体が流れ隣接する室を熱交換するもう１つ
の媒体が流れるセラミツク材料よりなる換熱式熱
伝達体の製法において、セラミツク材料をエクス
トルーダによる押出成形法により、熱伝達体の端
面の断面を決定する材料の運動方向に細くなるエ
クストルーダノズルを通して押出し、その際エク
ストルーダノズルがその自由出口断面にノズル壁
から離れた多数の並列配置の心部材を有し、その
断面形が流路の断面を決定し、かつ心部材が互い
にずれた組になつて配置され、各組の心部材がそ
れに隣接する心部材よりも、それぞれ熱伝達体の
カバー壁を形成する２つのノズル壁の１つに向つ
て突出し、エクストルーダノズルを去る材料を所
定の長さに切断し、前焼成し、次に熱交換する媒
体の流入および流出孔を形成するため、カバー壁
の範囲で、それぞれ隣接する流路よりもカバー壁
のほうへ突出する流路が開口するまで除去し、流
路の端面側をセラミツク材料で閉鎖し、続いて成
形体を完全に焼成することを特徴とするセラミツ
ク材料よりなる換熱式熱伝達体の製法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2707290A DE2707290C3 (de) | 1977-02-19 | 1977-02-19 | Rekuperativer Wärmeübertrager aus keramischem Material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53114809A JPS53114809A (en) | 1978-10-06 |
| JPS6112197B2 true JPS6112197B2 (ja) | 1986-04-07 |
Family
ID=6001707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14702777A Granted JPS53114809A (en) | 1977-02-19 | 1977-12-07 | Ceramic heat transmitting body and method of its manufacture |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4265302A (ja) |
| JP (1) | JPS53114809A (ja) |
| BE (1) | BE858558A (ja) |
| CH (1) | CH638303A5 (ja) |
| DE (1) | DE2707290C3 (ja) |
| FR (1) | FR2381265A1 (ja) |
| GB (1) | GB1595936A (ja) |
| IT (1) | IT1087880B (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4321964A (en) * | 1978-02-11 | 1982-03-30 | Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Berschrankter Haftung, Rosenthal Technik Ag | Recuperative heat exchanger of ceramic material |
| DE2841571C2 (de) * | 1978-09-23 | 1982-12-16 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Einflutiger keramischer Rekuperator und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE2912520C2 (de) | 1979-03-29 | 1980-12-04 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich | Keramischer Rekuperator zur Erhitzung von Verbrennungsluft |
| FR2465985A1 (fr) * | 1979-09-25 | 1981-03-27 | Ceraver | Structure alveolaire monolithique a grande surface de contact |
| DE3014242C2 (de) * | 1980-04-14 | 1981-12-03 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Verfahren zum Verbrennen einer Kohle/Wasser-Suspension und Brenner zur Durchführung des Verfahrens |
| DE3014245C2 (de) * | 1980-04-14 | 1984-06-28 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Verbrennungs- und Heizeinrichtung mit einem keramischen Brennerkopf |
| DE3050790C2 (de) * | 1980-04-14 | 1985-12-19 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Verbrennungseinrichtung für Schadgase |
| FR2515169B1 (fr) * | 1981-07-15 | 1986-01-24 | Galindo Jean | Dispositifs en ceramique comportant un ou plusieurs conduits etanches et procede de fabrication correspondant |
| DE3202587A1 (de) * | 1982-01-27 | 1983-08-04 | Küppersbusch AG, 4650 Gelsenkirchen | Waermeuebertrager und form zur herstellung desselben |
| AT381791B (de) * | 1983-02-15 | 1986-11-25 | Al Ko Kober Ges M B H | Waermetauscher fuer zwei gasfoermige waermetauschermedien |
| FR2549215B1 (fr) * | 1983-07-11 | 1988-06-24 | Produits Refractaires | Echangeurs de chaleur moules en matiere refractaire |
| DE3717670A1 (de) * | 1986-11-21 | 1988-06-01 | Hoechst Ceram Tec Ag | Verfahren zum abdichten keramischer waermetauscher |
| DE3742892A1 (de) * | 1987-12-17 | 1989-06-29 | Bayerische Motoren Werke Ag | Gasturbinenanlage |
| DE3909996A1 (de) * | 1989-03-25 | 1990-10-04 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Rekuperativer keramischer waermeuebertrager |
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| US6935411B2 (en) * | 2000-06-08 | 2005-08-30 | Mikros Manufacturing, Inc. | Normal-flow heat exchanger |
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| NL1035752C2 (nl) * | 2008-07-25 | 2010-01-26 | Panvest B V | Inrichting geschikt voor het behandelen van een fluïdum alsmede werkwijze geschikt voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting. |
| WO2010110238A1 (ja) * | 2009-03-23 | 2010-09-30 | 株式会社Ihi | セラミック熱交換器及びその製造方法 |
| TW201109078A (en) * | 2009-04-30 | 2011-03-16 | Corning Inc | Minireactor array |
| KR101183292B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2012-09-14 | 웅진코웨이주식회사 | 열교환기, 상기 열교환기를 포함하는 음식물 처리기 및 상기 열교환기의 제조 방법 |
| JP2016109332A (ja) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | エルエスアイクーラー株式会社 | 熱交換器およびその製造方法 |
| JP6392659B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-09-19 | エルエスアイクーラー株式会社 | 熱交換器およびその製造方法 |
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| US10809007B2 (en) | 2017-11-17 | 2020-10-20 | General Electric Company | Contoured wall heat exchanger |
| US12006870B2 (en) | 2020-12-10 | 2024-06-11 | General Electric Company | Heat exchanger for an aircraft |
| US12044488B2 (en) * | 2021-10-01 | 2024-07-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Interlocking dovetail geometry joint |
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|---|---|---|---|---|
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| GB655470A (en) * | 1948-03-08 | 1951-07-25 | Raymond Ernest Wigg | Improvements in or relating to heat exchangers |
| DE959917C (de) * | 1953-08-08 | 1957-03-14 | Basf Ag | Gleich- oder Gegenstrom-Waermetauscher in Blockform |
| CH425851A (de) * | 1963-03-08 | 1966-12-15 | Dynamit Nobel Ag | Wärmeaustauscher |
| US3829945A (en) * | 1973-07-11 | 1974-08-20 | Motoren Werke Mannheim Ag | Method of producing a heat exchanger |
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-
1977
- 1977-02-19 DE DE2707290A patent/DE2707290C3/de not_active Expired
- 1977-09-09 BE BE180790A patent/BE858558A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-10-26 CH CH1304877A patent/CH638303A5/de not_active IP Right Cessation
- 1977-11-10 IT IT29516/77A patent/IT1087880B/it active
- 1977-12-06 GB GB5066/77A patent/GB1595936A/en not_active Expired
- 1977-12-07 US US05/858,271 patent/US4265302A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-12-07 JP JP14702777A patent/JPS53114809A/ja active Granted
- 1977-12-09 FR FR7737220A patent/FR2381265A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPS53114809A (en) | 1978-10-06 |
| DE2707290A1 (de) | 1978-08-24 |
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| BE858558A (fr) | 1978-01-02 |
| FR2381265B1 (ja) | 1983-07-29 |
| US4265302A (en) | 1981-05-05 |
| CH638303A5 (de) | 1983-09-15 |
| FR2381265A1 (fr) | 1978-09-15 |
| DE2707290C3 (de) | 1979-09-20 |
| IT1087880B (it) | 1985-06-04 |
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