JPS63207996A - セラミツクス熱交換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高温流体をセラミックス伝熱管を用いて熱交
換するためのセラミックス熱交換器に係り、特に、伝熱
管の熱膨張を吸収し、しかも流体の漏れが少ないセラミ
ックス熱交換器に関するものである。

［従来の技術］ 従来、排ガスから熱回収するために種々の熱交換器が使
用されている。通常、熱交換器の伝熱管は、ステンレス
鋼管などの金属材料が使用されるが、その耐熱許容温度
は約８００℃前後であり、１０００℃以上の高温排ガス
の熱回収に用いることはできない。

近年例えば特開昭６０−６２５９１号公報に示されるよ
うに伝熱管をセラミックスで形成し、耐熱性。

耐腐食性を向上させた熱交換器が提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、セラミックスは金属材料と違って寸法ｍ
度、１１械的強度や熱伝５ｒｊ１が悪く、これらを考慮
して種々のセラミックス熱交換器が提案されているが、
いずれも構造が複雑になる問題を有している。

゛本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、熱膨
張を吸収でき、しかも流体漏れなどがないセラミックス
熱交換器を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、上
記の目的全達成するために、管外流体の通路の対向する
壁部間を横断するようセラミックス伝熱管を設けたセラ
ミックス熱交換器において、セラミックス伝熱管の一端
を上記通路の一方の壁部に気密にかつ挿通移動自在に設
け、他方伝熱管の他端に、断面多角形状の管寄せブロッ
クを一体に設けると共に、その各管寄せブロック密に接
触させて対応する他方の壁部に移動自在に嵌合し、かつ
その管寄せブロックをスプリングで一端側に常時付勢す
るよう設け、さらに上記一方の壁体と管寄せブロック間
に輻射板を介設したもので、セラミックス伝熱管を一方
の壁部に挿通自在とし、他端に管寄せブロックを一体に
形成し、これを密に接触させて他方の壁部に嵌合するこ
とで管外流体とのシールを良好に行い、かつスプリング
で管寄せブロックを伝熱管の一端側に、常時押圧し、か
つ管寄せブロックと一方の壁部間に輻射板を介設するこ
とで管寄せブロックの位置をそのままで熱膨張分を伝熱
管の移動で吸収し、しかも輻射板により良好な熱交換を
行えるようにしたものである。

［実施例］ 以下本発明に係るセラミックス熱交換器の好適一実施例
を添付図面に基づいて説明する。

先ず、第３図によりセラミックス熱交換器の全体構成を
説明する。

図において１は管外流体の通路２を形成するセラミック
スなど耐火物で形成される熱交換器本体で、その下部に
高温排ガスの入口３が形成され、上部に排ガスの出口４
が形成される。

この通路２内で対向する熱交換８本体１の壁部５．６を
横断するよう多数のセラミックス伝熱管７が設けられ、
その両側に排ガスと熱交換するための空気人口８と空気
出口９が形成される。

セラミックス伝熱管７の出口側一端は一方の壁部５に挿
通自在に設けられ、入口側の他端には断面多角形状の管
寄せブロック１０が一体に形成され、これが密に接触さ
れると共に他方の壁部６に移動自在に嵌合される。

これを第１図、第２図により詳しく説明する。

先ずセラミックス伝熱管７の一端は、一方の壁部５を構
成する断面多角形状のセラミックス製管寄せブロック１
１と、金属製の管寄せ支持板１２に挿通され、その管寄
せブロック１１と管寄せ支持板１２間に緩衝板１３が介
設され、また管寄ぜ支持板１２の穴１４と伝熱管７間を
シールすべくセラミックスファイバーからなるつば状の
シール部材１５がその間に嵌め込まれる。

セラミックス伝熱管７の入口側の他端には第２図に示す
よう断面多角形状（六角形）のセラミックス製管寄せブ
ロック１０が伝熱管７と一体に形成され、かつ図示のよ
うにブロック１０め各辺が密に接触されて他方の壁部６
にその集合したブロック１０の形状に合せた穴６ａに嵌
合される。

この管寄せブロック１０の入口側面には管寄せ支持板１
６が緩衝板１７を介して接触され、この緩衝板１７が、
スプリング１８により各ブロック１０を出口側に押圧す
るよう付勢されている。

またこの入口側の管寄せブロック１０と出口側の管寄せ
ブロック１１間には複数枚の輻射板１９が介設される。

セラミックス伝熱管７内には伝熱を促進すべく、その内
を通る空気の流れを撹乱するための伝熱促進用内容物２
０が設けられている。

次に本実施例の作用を説明する。

高温の排ガスは入口３より熱交換器本体１内の通路２を
通り、そこで通路２を横断するセラミックス伝熱管７を
加熱し、出口４から排出される。

一方空気は、入口８より各セラミックス伝熱管７内を通
り、そこで上述の排ガスと間接熱交換して加熱され、出
口９より排出される。

この場合、セラミックス伝熱管７内には伝熱促進用内容
物２０が設けられ、これによりその内を通る空気が撹拌
されるため、熱交換が良好となる。

また管外流体は、その通路２内に輻射板１９が設けられ
るため、伝熱管７を加熱すると共に輻射板１９も加熱さ
れ、その輻射板１９からの輻射熱で伝熱管７が加熱され
熱交換率が向上する。

熱交換においてセラミックス伝熱管７は、熱膨張するが
、伝熱管７の出口側は一方の壁部５に挿通自在にされて
おり、その熱膨張を許容できるため伝熱管７に熱応力は
生じない。また伝熱管７の入口側もその壁部６から突出
するよう熱膨張するが、入口側の管寄せブロック１０は
スプリング１８で出口側に押圧されており、かつその入
口側管寄せブロック１０と出口側管寄せブロック１１間
には輻射板１９が介設されるため、入口側管寄せブロッ
ク１０の位置は変らず、伝熱管７の熱膨張分は全て出口
側の移動で吸収されることとなる。

入口側管寄せブロック１０は伝熱管７と一体に形成され
、かつ密に接触されて入口側の壁部６に嵌入され、また
伝熱管７の出口側は、セラミックスファイバーからなる
シール部材１゛５が一方の壁部５を構成する管寄せ支持
板１２の穴１４をシールするため、排ガスと空気の漏れ
がない。

［発明の効果］ 以上説明してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮す８゜（１）　　セラミ
ックス伝熱管を軸方向に移動できるようにしたので、熱
膨張による熱応力の発生を防止できる。

（２）　　セラミックス伝熱管の入口側管寄せブロック
をスプリングで出口側に付勢し、かつその管寄せブロッ
クと出口側の壁部間に輻射板を介設することで入口側の
位置はそのままで、出口側でその熱膨張を吸収すること
ができ、かつ良好なシールが行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
第１図のＩ［−［線矢視図、第３図は本発明の一実施例
を示す全体断面図である。 図中、２は通路、５，６は壁部、７はセラミックス伝熱
管、１０は管寄せブロック、１８はスプリング、１９は
輻射板である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管外流体の通路の対向する壁部間を横断するようセラミ
   ックス伝熱管を設けたセラミックス熱交換器において、
   セラミックス伝熱管の一端を上記通路の一方の壁部に気
   密にかつ挿通移動自在に設け、他方伝熱管の他端に、断
   面多角形状の管寄せブロックを一体に設けると共に、そ
   の各管寄せブロック密に接触させて対応する他方の壁部
   に移動自在に嵌合し、かつその管寄せブロックをスプリ
   ングで一端側に常時付勢するよう設け、さらに上記一方
   の壁体と管寄せブロック間に輻射板を介設したことを特
   徴とするセラミックス熱交換器。