JP2009119447A

JP2009119447A - 積層多孔構造体

Info

Publication number: JP2009119447A
Application number: JP2007317676A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kon; 智行近
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】触媒担体、フィルター、熱交換器等に使用される多孔構造体において、流体の通過する空隙の条件を設計しやすく、簡易な方法で製作可能な、また外部からの圧力や変形に対しても前記空隙を確保しやすい多孔構造体を得ることを課題とする。
【解決手段】貫通孔（１０１）を規則的に複数形成した金属製またはセラミック製のプレートを２層以上積層してなり、前記貫通孔（１０１）が、隣接するプレートに形成された隣合う２つ以上の貫通孔に重なるように配置することにより連続した空隙を形成し、両プレート間を蛇行する流体の流路（１０４）として機能させる事で多孔構造体（１００）を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、触媒担体、フィルター、熱交換器用部材等として使用される多孔構造体に関する。

触媒担体、フィルター、熱交換器等には構造体内部に、気体、液体等の流体が通過できる空隙を設けている。この種の用途には内部に連続気泡を有する金属を使用した構造や、連続流路を切削等により形成した平板を積層した構造が提案されている。（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）
特開２００５−３０５３７３号公報特開平３−５００８６１号公報

しかしながら、以上の技術によれば、発泡金属を使用する場合、多孔構造体として要求される諸性能の設定自由度が低く、流体の流路に寄与しない空隙を含む場合もある。また連続流路を切削等により形成した平板を積層する方法は、荷重を受ける条件での使用や曲げ加工等の二次加工を施した場合に前記連続流路に変形が生じやすく、所定の流路を得られない場合があった。
そこで、本発明は、流体の通過する空隙の条件を設計しやすく、かつ該空隙が荷重や二次加工によって変形しにくい、高品質で均一な空間部を有する多孔構造体を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係わる多孔構造体は、貫通孔を規則的に複数形成した金属製またはセラミック製のプレートを２層以上積層してなり、当該プレートに形成される前記貫通孔が、隣接するプレートに形成された隣合う２つ以上の貫通孔に重なるように配置することにより連続した空隙を形成していることを特徴とする。

本発明の請求項２に係わる多孔構造体は、金属製またはセラミック製のプレートの少なくとも一方の面に、前記の貫通孔と同様の配置の非貫通孔を形成し、隣接するプレートに形成された隣合う２つ以上の貫通孔または非貫通孔に重なるように配置することにより連続した空隙を形成していることを特徴とする。

本発明の請求項３に係わる多孔構造体は、前記請求項１または請求項２において前記プレートが樹脂で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、孔加工したプレートを積層することにより、構造体内に連続した空隙を形成している。この空隙はプレートの板厚と枚数、孔の形状、配置、大きさを調整することにより、使用目的に応じて高い自由度で設定することができる。また孔加工されていない部分の重なり部分が構造体内にわたり均一に配置されることにより、外部からの圧力や曲げ加工等の二次加工に対しても前記空隙を確保しやすい構造となっている。

以下、本発明の第一の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施例においては、積層多孔構造体の主要部分のみを図示および説明するものとし、それ以外の部分については図示および説明を省略する。図１は本実施形態に係わる多孔構造体（１００）の概略構成図であり、貫通孔（１０１）を規則的に複数形成した金属製またはセラミック製のプレート（１０２）と、それに隣接して配置するプレート（１０３）を分解した状態を示す概略構成図、図２はプレートを積層した状態を示す概略構成図である。図３はプレート（１０２）および（１０３）に形成する貫通孔（１０１）の配置の例である。また、図４は多孔構造体（１００）の断面図であり、プレート（１０２）および（１０３）に形成された貫通孔（１０１）が連続した空隙となり、両プレート間を蛇行する流体の流路（１０４）が形成される。

次に本発明の別の実施形態を図面を参照しながら説明する。図５はプレート（１０２）およびプレート（１０３）に加え、さらにプレート（１０３）と同様のプレートを積層した場合の切断面（１０５）における断面を示すものである。流体の流路（１０４）はより交差攪拌する複雑なものとなると同時に、その表面積を高めることができる。

さらに、本発明の別の実施形態を図面を参照しながら説明する。図６は本実施形態の概略構成図であり、プレート（１０２）とプレート（１０３）で構成される多孔構造体（１００）を２枚の平板状のプレート（２０１）の間に配した構成を分解した状態を示す。なお第一の実施形態と同一若しくは類似の箇所には同一の符号を付している。図７は各プレートを積層した状態の断面を示すものである。

本発明の多孔構造体を熱交換器等の用途で使用する場合、該多孔構造体を平板状の隔壁プレート（２０１）等を用いて流路を制限する必要がある。この場合、各プレートを積層した状態でロー付けまたは拡散接合により前記の用途に供する事ができる。

しかしながら、部品点数の削減や接合面の削減を必要とする場合は、隔壁プレート（２０１）を所定の板厚に設定し、予めプレート（１０３）と同様の非貫通孔（２０２）を設けたプレートに代替しても同様の効果が得られる。

図８は請求項２に記載の発明を示すものであり、図７におけるプレート（１０２）およびそれに隣接する側の隔壁プレート（２０１）を前記非貫通孔（２０２）を設けた隔壁プレート（２０３）に置き換えた状態の断面を示すものである。

図９は本発明の多孔構造体を構成するプレートに施す孔形状および配置の他の実施形態を示したものである。本実施の形態においては、プレート（３０１）に形成された孔を、隣接するプレート（３０２）に形成された隣合う３つの孔と重なるよう配置した一例である。

図１０は本発明の多孔構造体を構成するプレートに施す孔形状および配置のさらに他の実施形態を示したものである。本実施の形態においては、プレート（４０１）に形成された孔を、隣接するプレート（４０２）に形成された隣合う４つの孔と重なるよう配置した一例である。

本発明の一実施形態のプレートを分解した状態を示す概略構成図である。本発明の一実施形態のプレートを積層した状態を示す概略構成図である。本発明の一実施形態のプレートに形成する貫通孔の配置の例である。本発明の一実施形態の断面図である。孔加工したプレート枚数を増やした状態の断面図である。本発明の別の実施形態のプレートを分解した状態を示す概略構成図である。本発明の別の実施形態の断面図である。本発明の請求項２に記載の発明を示す断面図である。本発明の別の実施形態のプレートに形成する貫通孔の配置の例である。本発明の別の実施形態のプレートに形成する貫通孔の配置の例である。

符号の説明

１００多孔構造体
１０１貫通孔
１０２プレート
１０３プレート
１０４流体の流路
１０５切断面
２０１隔壁プレート
２０２非貫通孔
２０３非貫通孔を設けた隔壁プレート
３０１プレート
３０２プレート
４０１プレート
４０２プレート

Claims

貫通孔を規則的に複数形成した金属製またはセラミック製のプレートを２層以上積層してなる構造体であって、前記プレートに形成される前記貫通孔が、隣接するプレートに形成された隣合う２つ以上の貫通孔に重なるように配置することにより連続した空隙を形成していることを特徴とする積層多孔構造体。
金属製またはセラミック製のプレートの少なくとも一方の面に、前記の貫通孔と同様の配置の非貫通孔を形成し、隣接するプレートに形成された隣合う２つ以上の貫通孔または非貫通孔に重なるように配置することにより連続した空隙を形成していることを特徴とする積層多孔構造体。
前記のプレートが樹脂で形成されていることを特徴とする積層多孔構造体。