JP2011126756A - Intra-laminate heat exchange type reactor, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体が流れる複数の流路が左右方向及び上下方向に列設された積層内部熱交換型反応器とその製造方法に関し、より詳しくは炭化ケイ素系セラミックスからなる積層内部熱交換型反応器とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a laminated internal heat exchange reactor in which a plurality of flow paths through which fluid flows are arranged in the left-right direction and the up-down direction, and a manufacturing method thereof, and more particularly, a laminated internal heat exchange reaction made of silicon carbide ceramics. The present invention relates to a container and a manufacturing method thereof.
流体を一時的に加熱することは、種々の産業分野において様々な要請に応じて行われている。例えば化学工業分野では、目的とする化学反応に適する温度まで原料を予め加熱することが行われ、数多くの化学装置で行われている。 Temporarily heating a fluid is performed in response to various demands in various industrial fields. For example, in the chemical industry field, a raw material is preheated to a temperature suitable for a target chemical reaction, and is performed in many chemical apparatuses.
また悪臭ガスや揮発性有機溶剤(VOC)などの有害ガスは、一般に、燃焼や触媒によって無臭の無害なガスに転化することができる。しかし大気中に含まれる有害ガス濃度は一般に低濃度であり、かつ温度も低いために、有害ガスの燃焼を開始し継続させるためには、予熱した後に燃焼領域へ流入させることが行われている。 In addition, harmful gases such as malodorous gases and volatile organic solvents (VOC) can generally be converted into odorless and harmless gases by combustion or catalysts. However, since the concentration of harmful gases contained in the atmosphere is generally low and the temperature is low, in order to start and continue the combustion of harmful gases, they are preheated and then flowed into the combustion region. .
さらに自動車エンジンなどの内燃機関からの排ガスを酸化触媒、三元触媒、NOx選択還元触媒、NOx吸蔵還元触媒、フィルタ触媒などを用いて浄化する場合において、エンジン始動時などの低温域ではCO、HC、NOx、PMを浄化することが困難となる。またディーゼルエンジンなどのリーンバーンエンジンにおいては、燃焼温度が低いために触媒による浄化効率も低いという不具合がある。したがって排ガスを予熱した後に触媒へ供給することが望ましい。 In addition, when purifying exhaust gas from an internal combustion engine such as an automobile engine using an oxidation catalyst, a three-way catalyst, a NO x selective reduction catalyst, a NO x storage reduction catalyst, a filter catalyst, etc., CO is used at low temperatures such as when the engine is started. It becomes difficult to purify HC, NO x and PM. Further, a lean burn engine such as a diesel engine has a problem that the purification efficiency by the catalyst is low because the combustion temperature is low. Therefore, it is desirable to supply the catalyst after preheating the exhaust gas.
そこで従来より、例えばPtなどの触媒金属を多く担持した触媒を通常の触媒の上流側に配置することが行われている。このような触媒装置によれば、上流側の触媒では酸化活性が早期に発現されるためCO及びHCの酸化反応熱によって排ガスが加熱され、下流側の触媒へ流入する排ガス温度を高めることができる。しかし、この方法で可能な加熱温度は、加熱源となるCOやHC等の濃度によって定まる断熱上昇温度にしかならない。すなわち、例えば0.1%のCOあるいはエチレンの完全酸化の反応熱によってもたらされる上昇温度は、それぞれ10Kあるいは48Kにしかならない。このため、より温度の上昇を必要とする場合には、排ガス中に燃料を添加することが行われているが、多くの燃料が必要となる。このように触媒燃焼による予熱だけでは、燃費が大きく悪化するという不具合がある。 Therefore, conventionally, for example, a catalyst carrying a large amount of a catalytic metal such as Pt is disposed upstream of a normal catalyst. According to such a catalytic device, since the upstream catalyst exhibits oxidation activity early, the exhaust gas is heated by the oxidation reaction heat of CO and HC, and the exhaust gas temperature flowing into the downstream catalyst can be increased. . However, the heating temperature possible with this method is only the adiabatic rise temperature determined by the concentration of CO, HC, or the like serving as a heating source. That is, for example, the elevated temperature caused by the reaction heat of 0.1% CO or ethylene complete oxidation is only 10K or 48K, respectively. For this reason, when a temperature increase is required, fuel is added to the exhaust gas, but a lot of fuel is required. Thus, there is a problem that fuel efficiency is greatly deteriorated only by preheating by catalytic combustion.
これに対して、化学装置で行われているように、反応熱の回収による予熱を利用すると、熱交換性能によっては、上昇温度を断熱上昇温度の2〜4倍まで増大させることが可能になる。ただし、自動車の排ガスを予熱する装置などにおいては、搭載性の点から、装置の規模をコンパクトとすることが求められる。このコンパクト性を確保するため、熱交換性能が高い向流プレート型の熱交換構造の実用化が求められている。 On the other hand, as is done in chemical equipment, using preheating by recovery of reaction heat makes it possible to increase the rising temperature to 2 to 4 times the adiabatic rising temperature depending on the heat exchange performance. . However, in a device for preheating automobile exhaust gas, the size of the device is required to be compact from the viewpoint of mountability. In order to ensure this compactness, there is a demand for practical use of a counter-current plate type heat exchange structure with high heat exchange performance.
例えば特開2004-069293号公報には、ステンレス薄板を蛇腹状に多数回折り曲げ全体形状として直方体でアコーディオン形状の構造体とし、これを直方体容器に収納した熱交換器が提案されている。構造体はその長手方向の一端を封じ他端は開放とし、容器には封じた側の近くに流体の入り口と出口を有している。入り口から流入したガスはアコーディオン形状の一表面に沿って(往路)流れて解放端から出、流れ方向が反転されてアコーディオン形状の他表面に沿って(復路)流れて容器の出口から流出する。構造体の開放端近傍に触媒を担持させておくことで、排ガス中のCOやHCを酸化することができ、その反応熱及び復路から往路に向かっての内部的な熱回収によって、折り返し部における排ガスを著しく加熱することができる。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-069293 proposes a heat exchanger in which a number of stainless steel plates are bent in an accordion shape and bent into an accordion-shaped structure as a whole, and this is housed in a rectangular parallelepiped container. The structure has one end in the longitudinal direction sealed and the other end opened, and the container has a fluid inlet and outlet near the sealed side. The gas flowing in from the inlet flows along one surface of the accordion shape (outward path), exits from the open end, reverses the flow direction, flows along the other surface of the accordion shape (return path), and flows out from the outlet of the container. By supporting the catalyst in the vicinity of the open end of the structure, CO and HC in the exhaust gas can be oxidized, and the reaction heat and the internal heat recovery from the return path to the forward path, The exhaust gas can be remarkably heated.
この内部熱交換型反応器は、限られた容積の中で伝熱面積を大きくするとともに排ガス通路幅を小さくすることができるので、熱交換性能が高い、また排ガス温度が最大となる折り返し部の容積が小さいので放熱ロスが小さい、可動部がなく構造が単純であるため安価となる、などの特徴を備えている。 This internal heat exchange reactor can increase the heat transfer area and the exhaust gas passage width in a limited volume, so that the heat exchange performance is high, and the folded portion where the exhaust gas temperature is maximum is maximized. Since the volume is small, heat dissipation loss is small, and there are no moving parts, and the structure is simple, so that it is inexpensive.
また国際特許公開第2004/099577号パンフレットには、薄い箱形の伝熱板を多数積層した直方体形状の構造体をケーシングに封入し、ケーシングの一端に形成された流入開口から構造体の長手方向に延びる往路に排ガスを流入させ、構造体から出た排ガスをケーシング内で流れ方向を反転させて構造体の長手方向に延びる復路に流入させ、流入口近傍に形成されたケーシングの出口から流出するように構成され、さらに構造体に触媒を担持した排ガス浄化装置が提案されている。この装置によっても、排ガス中のCOやHCの酸化反応熱及び内部熱交換機能によって排ガスを大きく加熱することができる。 In the pamphlet of International Patent Publication No. 2004/099577, a rectangular parallelepiped structure in which a number of thin box-shaped heat transfer plates are stacked is enclosed in a casing, and the longitudinal direction of the structure is determined from an inflow opening formed at one end of the casing. The exhaust gas is caused to flow into the forward path extending to the outside, the exhaust gas emitted from the structure is reversed in the flow direction in the casing, and then flows into the return path extending in the longitudinal direction of the structure, and flows out from the outlet of the casing formed in the vicinity of the inlet. An exhaust gas purifying apparatus configured as described above and further having a catalyst supported on a structure has been proposed. Also with this apparatus, the exhaust gas can be largely heated by the oxidation reaction heat of CO and HC in the exhaust gas and the internal heat exchange function.
ところが上記した反応器においては、排ガスを構造体の複数の往路に均等に分配できるようにするための構造や、往路と復路との間のシール構造が難しいという問題があった。 However, the above-described reactor has a problem that it is difficult to make a structure for evenly distributing the exhaust gas to a plurality of forward paths of the structure and a seal structure between the forward path and the return path.
そこで特開2008−157592号公報には、コージェライトなどから形成された薄板が互いに間隔を隔てて積層され、薄板どうしの間に面状流路を形成した熱交換構造体が提案されている。この熱交換構造体は、面状流路を挟んで一つおきに配置された往路と復路が一方向に伸長され、伸長方向の一端面の一領域に往路用の流入口が面状流路の一つおきに設けられ、別の領域に流出口が面状流路の別の一つおきに設けられている。また流入口及び流出口が設けられたのとは反対側の伸長方向の端部には、ケーシングとの間の空間を介して往路と復路を連通させるための連通空間が設けられている。そして連通空間の近傍にヒータや酸化触媒を設けて流体を加熱することで、折り返し部近傍における流体温度を高くすることができる。 In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-155752 proposes a heat exchange structure in which thin plates formed of cordierite or the like are laminated with a space therebetween to form a planar channel between the thin plates. In this heat exchange structure, every other forward path and return path arranged across a planar flow path are extended in one direction, and an inflow port for the forward path is formed in one region of one end surface in the extension direction. The outlets are provided every other one of the planar flow paths in another area. In addition, a communication space for connecting the forward path and the return path through a space between the casing and the casing is provided at the end in the extending direction opposite to the side where the inlet and the outlet are provided. Then, by providing a heater or an oxidation catalyst in the vicinity of the communication space to heat the fluid, the fluid temperature in the vicinity of the folded portion can be increased.
ところが特許文献3に記載の熱交換構造体は、コージェライトなどのセラミック板やステンレス板などから形成する場合、その部品点数あるいは工数が大きく、また特にセラミック製の場合、構造壁が薄くかつ機械的強度に優れた一体構造にすることが難しいという不具合があった。
However, when the heat exchanging structure described in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトでありながら高い熱交換機能を有し、製造も容易な積層内部熱交換型反応器を提供することを解決すべき課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it the subject which should be solved to provide a lamination | stacking internal heat exchange type | mold reactor which has a high heat exchange function while being compact, and is easy to manufacture.
上記課題を解決する本発明の積層内部熱交換型反応器の製造方法の特徴は、有機多孔質体からなる平板と有機多孔質体からなり山部と谷部が交互に形成された波板とが積層され少なくとも波板の山部と平板との間に往路を有する流入側ユニットと、平板と波板とが積層され少なくとも波板の谷部と平板との間に復路を有する流出側ユニットと、が交互に積層されてなり、一端面には往路と復路の両方が開口し一端面と反対側の他端面には復路の前方に規制壁をもつ積層前駆体を形成する前駆体形成工程と、
樹脂とシリコン粉末とを含み樹脂が溶解したスラリー又はスラリーにさらに炭化ケイ素粉末を含むスラリーを積層前駆体に含浸させて含浸体とする含浸工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて含浸体を加熱し樹脂を炭素化するとともに積層前駆体を熱分解して積層前駆体と略同一形状の炭素質積層前駆体とする炭素化工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて炭素質積層前駆体を加熱することでシリコンと炭素とを反応させて炭素質積層前駆体から積層前駆体と略同一形状で炭化ケイ素質の積層体を形成する焼成工程と、を行い、
流入口と流出口をもつケーシングに、他端面に開口する往路が流入口に連通するとともに復路を流れる流体が規制壁によって流出口へ案内されるように得られた積層体を封入し、積層体の一端面とケーシングとの間には一端面に開口する往路及び復路と連通する連通空間を形成し、連通空間及び連通空間近傍の積層体の少なくとも一方に発熱手段を形成することにある。
The feature of the method for producing a laminated internal heat exchange reactor of the present invention that solves the above problems is that a flat plate made of an organic porous material and a corrugated plate made of an organic porous material and having peaks and valleys formed alternately. An inflow side unit having a forward path between at least a crest and a flat plate of a corrugated sheet, and an outflow side unit having a return path between at least a trough of the corrugated sheet and a flat plate. A precursor forming step in which both the forward path and the return path are open on one end surface, and a stacked precursor having a regulating wall in front of the return path is formed on the other end surface opposite to the one end surface; ,
An impregnation step of impregnating a slurry containing a resin and silicon powder, or a slurry in which the resin is dissolved or a slurry containing a silicon carbide powder into a laminate precursor;
A carbonization step in which the impregnated body is heated in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to carbonize the resin and thermally decompose the laminated precursor to form a carbonaceous laminated precursor having substantially the same shape as the laminated precursor;
By heating the carbonaceous laminate precursor in vacuum or in a non-oxidizing atmosphere, silicon and carbon are reacted to form a silicon carbide laminate in the same shape as the laminate precursor from the carbonaceous laminate precursor. Performing a firing step,
In a casing having an inlet and an outlet, a laminate obtained by enclosing the forward path that opens to the other end surface to the inlet and the fluid flowing in the return path is guided to the outlet by the restriction wall is provided. A communication space that communicates with the forward path and the return path that open to the one end surface is formed between the one end surface and the casing, and heat generation means is formed in at least one of the communication space and the laminated body in the vicinity of the communication space.
また第2の発明である積層内部熱交換型反応器の製造方法の特徴は、有機多孔質体からなる平板と有機多孔質体からなり山部と谷部が交互に形成された波板とが積層され少なくとも波板の山部と平板との間に往路を有する流入側ユニットと、平板と波板とが積層され少なくとも波板の谷部と平板との間に復路を有する流出側ユニットと、が交互に積層されてなり、一端面には往路と復路が開口し一端面と反対側の他端面には復路の前方に規制壁をもつ積層前駆体を形成する前駆体形成工程と、
樹脂を溶解状態で含む溶液又は該溶液にさらに炭化ケイ素粉末を含むスラリーを積層前駆体に含浸させて含浸体とする含浸工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて含浸体を加熱し樹脂を炭素化するとともに積層前駆体を熱分解して積層前駆体と略同一形状の炭素質積層前駆体とする炭素化工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて炭素質積層前駆体に溶融シリコンを含浸させシリコンと炭素とを反応させて炭素質積層前駆体から積層前駆体と略同一形状で炭化ケイ素質の積層体を形成する溶融含浸工程と、を行い、
流入口と流出口をもつケーシングに、他端面に開口する往路が流入口に連通するとともに復路を流れる流体が規制壁によって流出口へ案内されるように得られた積層体を封入し、積層体の一端面とケーシングとの間には一端面に開口する往路及び復路と連通する連通空間を形成し、連通空間及び連通空間近傍の積層体の少なくとも一方に発熱手段を形成することにある。
In addition, the manufacturing method of the laminated internal heat exchange reactor according to the second invention is characterized in that a flat plate made of an organic porous material and a corrugated plate made of an organic porous material and having peaks and valleys alternately formed. An inflow side unit having a forward path between at least a crest and a flat plate of a corrugated sheet; an outflow side unit having a return path between at least a trough of the corrugated sheet and a flat plate; And a precursor forming step of forming a laminated precursor having a restriction wall in front of the return path on the other end surface opposite to the one end face, the forward path and the return path being open on one end face,
An impregnation step in which a solution containing a resin in a dissolved state or a slurry containing silicon carbide powder in the solution is further impregnated into a laminated precursor to form an impregnated body;
A carbonization step in which the impregnated body is heated in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to carbonize the resin and thermally decompose the laminated precursor to form a carbonaceous laminated precursor having substantially the same shape as the laminated precursor;
In a vacuum or non-oxidizing atmosphere, a carbonaceous laminate precursor is impregnated with molten silicon, and silicon and carbon are reacted to form a silicon carbide laminate having substantially the same shape as the laminate precursor from the carbonaceous laminate precursor. A melt impregnation step to form,
In a casing having an inlet and an outlet, a laminate obtained by enclosing the forward path that opens to the other end surface to the inlet and the fluid flowing in the return path is guided to the outlet by the restriction wall is provided. A communication space that communicates with the forward path and the return path that open to the one end surface is formed between the one end surface and the casing, and heat generation means is formed in at least one of the communication space and the laminated body in the vicinity of the communication space.
そして本発明の製造方法により製造される本発明の積層内部熱交換型反応器の特徴は、炭化ケイ素系セラミックスからなる平板と、炭化ケイ素系セラミックスからなり山部と谷部とが交互に形成された波板と、が積層されてなり波板の山部及び谷部と平板とで区画された多数の流路を有する積層体と、積層体が封入され流入口と流出口をもつケーシングと、からなる積層内部熱交換型反応器であって、
積層体は、平板と波板とが積層され少なくとも波板の山部と平板との間に往路を有する流入側ユニットと、平板と波板とが積層され少なくとも波板の谷部と平板との間に復路を有する流出側ユニットと、が交互に積層されてなり、
積層体の一端面には往路と復路が開口し、一端面と反対側の他端面には復路の前方に規制壁をもち、積層体の一端面とケーシングとの間には往路及び復路と連通する連通空間が形成され、連通空間の内部及び連通空間近傍の積層体の少なくとも一方には発熱手段を有し、
流入口から流入した流体が、他端面に開口する往路から連通空間へ流入し、往路内で連通空間に流入する前に復路を流れる流体から熱を受け取って温度上昇し、連通空間から復路へ流入する際に発熱手段による加熱によってさらに温度上昇し、復路内で往路に熱を渡すことにより次第に降温し、規制壁に案内されて流出口から流出することにある。
The feature of the laminated internal heat exchange reactor of the present invention produced by the production method of the present invention is that flat plates made of silicon carbide ceramics and peaks and valleys made of silicon carbide ceramics are alternately formed. A laminated body having a plurality of flow paths partitioned by crests and valleys of the corrugated sheet and a flat plate, and a casing having an inlet and an outlet in which the laminated body is enclosed, A laminated internal heat exchange reactor comprising:
The laminated body includes a flat plate and a corrugated plate and an inflow side unit having a forward path between at least the crest and the flat plate of the corrugated plate, a flat plate and a corrugated plate, and at least a trough and a flat plate of the corrugated plate. Outflow side units with a return path between them are stacked alternately,
A forward path and a return path are opened at one end surface of the laminate, a regulating wall is provided in front of the return path on the other end surface opposite to the one end surface, and the forward path and the return path are communicated between the one end surface of the laminate and the casing. A communication space is formed, and at least one of the stacked body in the communication space and in the vicinity of the communication space has a heating means,
The fluid that flows in from the inflow port flows into the communication space from the forward path that opens to the other end surface, receives heat from the fluid flowing in the return path before flowing into the communication space in the forward path, and rises in temperature and flows into the return path from the communication space In this case, the temperature further rises due to heating by the heat generating means, and the temperature gradually decreases by passing the heat to the forward path in the return path, and is guided to the regulation wall and flows out from the outlet.
本願発明者は、特許第3699992号、特許第4273195号、特許第4110244号などにおいて、スポンジ状の有機多孔質構造体から炭化ケイ素質構造材を製造する方法を提案している。この製造方法は、例えばウレタンスポンジにフェノール樹脂及びシリコン粉末を含むスラリーを含浸させ、それを不活性雰囲気下で焼成することで、炭素質多孔質構造体を経て反応焼結によって炭化ケイ素質構造材を製造するものである。この製造方法によれば、得られた炭化ケイ素質多孔質構造材は、用いたウレタンスポンジと同一の骨格を有している。 The inventor of the present application has proposed a method for producing a silicon carbide structural material from a sponge-like organic porous structure in Japanese Patent No. 3699992, Japanese Patent No. 4273195, Japanese Patent No. 4110244, and the like. In this manufacturing method, for example, a urethane sponge is impregnated with a slurry containing a phenol resin and silicon powder, and fired in an inert atmosphere so that a silicon carbide structural material is obtained by reactive sintering through a carbonaceous porous structure. Is to be manufactured. According to this manufacturing method, the obtained silicon carbide based porous structural material has the same skeleton as the urethane sponge used.
そこで本願発明者は、上記特許に記載された方法を用いて内部熱交換型反応器を製造することを想起した。この製造方法を用いれば、多様な内部構造を有する炭化ケイ素質構造材を容易に形成することができるので、耐熱性、耐蝕性に優れ、高強度で熱伝導率が大きな内部熱交換型反応器を製造することが可能となる。そして内部熱交換型反応器の骨格として段ボール紙の骨格を利用することで、目詰めを簡単に行うことができること、段ボール紙の波板と平板で形成された直線状の通路を流路として利用できることなどを見出し、本発明を完成した。 Therefore, the present inventor recalled that an internal heat exchange type reactor was produced using the method described in the above patent. By using this manufacturing method, silicon carbide structural materials having various internal structures can be easily formed. Therefore, an internal heat exchange type reactor having excellent heat resistance and corrosion resistance, high strength and high thermal conductivity. Can be manufactured. And by using the skeleton of corrugated paper as the skeleton of the internal heat exchange type reactor, it can be easily clogged, and the linear passage formed by corrugated paper and flat plates is used as the flow path. The present invention has been completed by finding out what can be done.
すなわち本発明の製造方法によれば、段ボール紙などの有機多孔質体を用いて積層前駆体を形成しているので、紙工作のようにして積層前駆体をきわめて容易に形成することができる。また流路に目詰めが必要な場合にも、粘度の高いスラリーを用いて、あるいは山部を潰すなどの方法で、きわめて容易に行うことができる。さらに曲げ、潰し、切除などの加工が容易であるので、積層前駆体の流路を自在に調整することができる。そして積層前駆体の形状そのままの積層内部熱交換型反応器を製造できるので、セラミック構造体の製造で通常行われている押し出し成形法と異なり、複雑な形状であっても小さな工数できわめて容易に製造することができる。 That is, according to the production method of the present invention, the lamination precursor is formed using an organic porous material such as corrugated paper, so that the lamination precursor can be formed very easily like a paper work. Also, when the flow path needs to be clogged, it can be very easily carried out by using a slurry having a high viscosity or by crushing a peak portion. Furthermore, since processes such as bending, crushing, and excision are easy, the flow path of the laminated precursor can be freely adjusted. And because it is possible to produce a laminated internal heat exchange type reactor with the shape of the laminated precursor as it is, unlike the extrusion method normally used in the production of ceramic structures, even complex shapes are very easy with a small number of man-hours. Can be manufactured.
そして本発明の製造方法により製造された本発明の積層内部熱交換型反応器によれば、炭化ケイ素質であるため熱伝導性に優れている。また波板と平板との間に流路が形成されているので、流体と流路壁面との接触面積(伝熱面積)をきわめて大きくすることができ高い熱交換機能を備えている。そして流体が往路を流れる方向と復路を流れる方向とが互いに逆向きとなり、理想的な向流が形成されるとともに、流体の速度や温度が均等化する。したがって本発明の積層内部熱交換型反応器は、コンパクトでありながら高い熱交換機能を有している。 And according to the lamination | stacking internal heat exchange type | mold reactor of this invention manufactured with the manufacturing method of this invention, since it is silicon carbide, it is excellent in thermal conductivity. Further, since the flow path is formed between the corrugated plate and the flat plate, the contact area (heat transfer area) between the fluid and the flow path wall surface can be greatly increased, and a high heat exchange function is provided. Then, the direction in which the fluid flows in the forward path and the direction in which the fluid flows in the reverse path are opposite to each other, so that an ideal counterflow is formed and the speed and temperature of the fluid are equalized. Therefore, the laminated internal heat exchange reactor of the present invention has a high heat exchange function while being compact.
本発明の製造方法では、出発素材として有機多孔質体からなる平板と、同じく有機多孔質体からなる波板とを用いている。平板及び波板の気孔率や細孔分布は、目的に応じて種々選択することができ、同一であってもよいし異なっていてもよい。有機多孔質体としては、紙、不織布、織布、編布、ウレタン発泡体、など種々の有機材料からなる多孔質体を用いることができる。平板と波板とで材質が同一であってもよいし異なっていてもよい。 In the production method of the present invention, a flat plate made of an organic porous material and a corrugated plate made of an organic porous material are used as starting materials. The porosity and pore distribution of the flat plate and the corrugated plate can be variously selected according to the purpose, and may be the same or different. As the organic porous body, porous bodies made of various organic materials such as paper, non-woven fabric, woven fabric, knitted fabric, and urethane foam can be used. The material of the flat plate and the corrugated plate may be the same or different.
例えば両面段ボール紙や片面段ボール紙は、多孔質な平板とその平板から形成された波板とが互いに接合されたものであり、またコピー紙などに比べて多孔質度が高いので、好適に用いることができる。また例えば布から波板を形成するには、波板形状に賦形した後、樹脂などの有機バインダを含浸させて波形状を固定してもよい。 For example, double-sided corrugated paper and single-sided corrugated paper are preferably used because a porous flat plate and a corrugated plate formed from the flat plate are joined to each other, and are more porous than copy paper. be able to. For example, in order to form a corrugated sheet from cloth, the corrugated sheet may be shaped and then impregnated with an organic binder such as resin to fix the corrugated sheet.
平板及び波板は、炭素粉末を含むことが好ましい。炭素粉末を50質量%以上含んでいることが好ましく、70質量%以上含むことが望ましい。炭素粉末を含むことで、後述するスラリーの含浸量が少ない場合でも十分な炭化ケイ素骨格を形成することができ、炭素化工程や焼成工程における体積収縮を抑制することができる。したがって積層前駆体と同一形状の炭化ケイ素質の積層体を容易に製造することができる。 The flat plate and the corrugated plate preferably contain carbon powder. The carbon powder is preferably contained in an amount of 50% by mass or more, and preferably 70% by mass or more. By including the carbon powder, a sufficient silicon carbide skeleton can be formed even when the amount of impregnation of the slurry described later is small, and volume shrinkage in the carbonization step and the firing step can be suppressed. Therefore, a silicon carbide laminate having the same shape as the laminate precursor can be easily produced.
前駆体形成工程では、流入側ユニットと流出側ユニットとが交互に積層されてなる積層前駆体が形成される。流入側ユニットは、平板と波板とが積層され少なくとも波板の山部と平板との間に往路を有している。また流出側ユニットは、平板と波板とが積層され少なくとも波板の谷部と平板との間に復路を有している。波板は山部と谷部とが交互に形成されているので、往路と復路とはそれぞれ複数形成される。往路の下流側である一端面には、往路と復路が共に開口し、一端面と反対側の他端面には復路の前方に規制壁が形成されている。この規制壁は、復路を流れる流体の流れ方向を規制してケーシングの流出開口へ案内するものであり、目詰め部、潰し部あるいは壁部からなるものである。 In the precursor forming step, a laminated precursor is formed by alternately laminating inflow side units and outflow side units. The inflow side unit includes a flat plate and a corrugated plate, and has a forward path at least between the peak portion of the corrugated plate and the flat plate. The outflow side unit has a flat plate and a corrugated plate, and has a return path between at least a trough of the corrugated plate and the flat plate. Since the corrugated plate has alternating peaks and valleys, a plurality of forward paths and multiple return paths are formed. Both the forward path and the return path are opened on one end surface on the downstream side of the forward path, and a regulating wall is formed in front of the return path on the other end surface opposite to the one end surface. This regulating wall regulates the flow direction of the fluid flowing in the return path and guides it to the outflow opening of the casing, and is composed of a clogging portion, a crushing portion, or a wall portion.
例えば1枚の波板の両側にそれぞれ平板が積層されてなるサンドイッチ構造の両面段ボール紙を用いれば、波板の山部と平板とで構成される流路と、波板の谷部と平板とで構成される流路とが既に分離されている。したがって一方の流路の一端部を閉塞して規制壁を形成し、その閉塞された流路に外部と連通する流出開口を形成すれば、閉塞されていない流路が往路となり閉塞された流路が復路となるので、1枚の段ボール紙で流入側ユニットと流出側ユニットを形成することができる。流路を閉塞して規制壁を形成するには、粘度の高いスラリーを一端部に充填する方法、あるいは流路を一端部で物理的に潰して閉塞する方法などがある。 For example, if a double-faced corrugated paper having a sandwich structure in which flat plates are laminated on both sides of a corrugated sheet, a flow path constituted by corrugated crests and flat plates, corrugated troughs and flat plates, Is already separated from the flow path. Therefore, if one end of one flow path is closed to form a regulating wall, and an outflow opening communicating with the outside is formed in the closed flow path, the flow path that is not closed becomes the forward path and the closed flow path Therefore, the inflow side unit and the outflow side unit can be formed with a single sheet of corrugated paper. In order to close the flow path and form the regulation wall, there are a method of filling one end portion with a slurry having high viscosity, a method of physically crushing the flow passage at one end portion, and closing the flow path.
また1枚の波板の片側に平板が積層されてなる片面段ボール紙を用いる場合には、紙製の平板を片面段ボール紙の波板に積層すれば上記したサンドイッチ構造の段ボールとなるので、上記と同様に流入側ユニットと流出側ユニットを形成することができる。片面段ボール紙であれば、波板を一端部で物理的に潰して閉塞するのが容易であり、あるいは谷部へのスラリーの充填が容易であるので、上記した規制壁を形成するための工数を低減することができる。 In addition, when using a single-sided corrugated cardboard in which flat plates are laminated on one side of one corrugated sheet, if the paper flat plate is laminated on the corrugated sheet of single-sided corrugated paper, the corrugated cardboard has the sandwich structure described above. Similarly, an inflow side unit and an outflow side unit can be formed. If it is single-sided corrugated paper, it is easy to physically crush and close the corrugated sheet at one end, or it is easy to fill the trough with slurry, so the man-hours for forming the above-mentioned regulation wall Can be reduced.
また片面段ボール紙を用いる場合には、短冊状の複数枚の紙製スペーサーを介して平板を積層することも好ましい。このようにすれば波板の山部の頂面又は谷部の底面と平板との間に面状空間が形成され、これにより往路又は復路の中で互いに平行する山部あるいは谷部の流路間を連通することができる。このことにより流路間の流速を均等化したり、復路においては全ての流路を流出開口と連通させることができる。またこの面状空間によって、往路又は復路を流れる流体の圧力損失を低減することができる。なお波板の山部と平板との間に面状空間を形成するには、波板の山部の頂部又は谷部の底部の一部を潰して山高さ又は谷深さを小さくしてもよい。 When single-sided cardboard is used, it is also preferable to stack flat plates via a plurality of strip-shaped paper spacers. In this way, a planar space is formed between the top surface of the crest of the corrugated plate or the bottom surface of the trough and the flat plate, whereby the flow path of the crest or trough parallel to each other in the forward or return path. You can communicate between them. This makes it possible to equalize the flow velocity between the flow paths, or to connect all the flow paths to the outflow opening in the return path. Further, this planar space can reduce the pressure loss of the fluid flowing in the forward path or the return path. In order to form a planar space between the crest and the flat plate of the corrugated plate, it is possible to reduce the peak height or trough depth by crushing a part of the top of the crest or the bottom of the trough. Good.
さらに、図10、11に示すように、2枚の片面段ボール紙を波板どうしが互いに対向するように、かつ互いの山部どうしが対向するように積層し、互いに対向する谷部を流入側端部で目詰めしても、流入側ユニットと流出側ユニットを形成することができる。この場合は、対向する谷部どうしの目詰めしていない空間が復路となる。この場合にも2枚の片面段ボール紙をスペーサを介して積層すれば、復路どうしを連通する面状空間を形成することができる。 Further, as shown in FIGS. 10 and 11, two single-sided cardboards are laminated so that the corrugated sheets face each other and the ridges face each other, and the valleys facing each other are formed on the inflow side. Even if clogged at the end, the inflow side unit and the outflow side unit can be formed. In this case, the space where the valleys facing each other are not clogged becomes the return path. Also in this case, if two single-sided cardboards are stacked via a spacer, a planar space that communicates the return paths can be formed.
また図12に示すように、2枚の片面段ボール紙を波板どうしが互いに対向するように、かつ互いの山部と谷部が間隔を隔てて対向するように積層すれば、波板どうしの間に復路どうしを連通する断面波状の通路が形成され、あるいは山部どうしの稜線が互いに交差するように片面段ボール紙どうしを積層すれば、隣接する上下の谷部どうしが互いに連通する通路が形成されるため、スペーサを用いなくても圧損を低くすることができる。 In addition, as shown in FIG. 12, if two sheets of single-sided corrugated paper are laminated so that the corrugated sheets face each other and the crests and troughs face each other with a gap therebetween, A corrugated passage that connects the return paths is formed between them, or if single-sided corrugated cardboard is laminated so that the ridges of the peaks cross each other, a path that connects the adjacent upper and lower troughs to each other is formed. Therefore, the pressure loss can be reduced without using a spacer.
前駆体形成工程で形成される積層前駆体には、他にも種々の積層形態が考えられるが、後述の実施例で詳細に説明する。 Various other lamination forms are conceivable as the lamination precursor formed in the precursor formation step, and will be described in detail in the examples described later.
本発明の第1の製造方法における含浸工程では、樹脂とシリコン粉末とを含み樹脂が溶解したスラリー又はそのスラリーにさらに炭化ケイ素粉末を含むスラリーを積層前駆体に含浸させて含浸体とする。また第2の製造方法における含浸工程では、樹脂を溶解状態で含む溶液又はその溶液にさらに炭化ケイ素粉末を含むスラリーを積層前駆体に含浸させて含浸体する。樹脂を含浸させることで、炭素化工程で形成される炭素質積層前駆体の形状を保持することが可能となる。樹脂としては、溶媒に溶解して溶液となるものを用いることができ、フェノール樹脂、フラン樹脂、あるいはポリカルボシラン等の有機金属ポリマーなどが例示される。これらから選ばれる一種でもよいし、複数種を混合して用いてもよいが、熱硬化性であり炭素原子を多く含有して炭素源にもなるものが好ましく、フェノール樹脂が特に好ましい。 In the impregnation step in the first manufacturing method of the present invention, a slurry in which a resin and silicon powder are contained and in which the resin is dissolved or a slurry containing silicon carbide powder is further impregnated into the laminated precursor to obtain an impregnated body. In the impregnation step in the second production method, the laminated precursor is impregnated with a solution containing the resin in a dissolved state or a slurry containing silicon carbide powder in the solution. By impregnating the resin, the shape of the carbonaceous laminated precursor formed in the carbonization step can be maintained. As the resin, a resin that dissolves in a solvent to form a solution can be used, and examples thereof include phenolic resins, furan resins, and organometallic polymers such as polycarbosilane. One kind selected from these may be used, or a plurality of kinds may be mixed and used, but those which are thermosetting, contain many carbon atoms and become a carbon source are preferred, and phenol resins are particularly preferred.
第2の製造方法では、後述するようにシリコンの溶融含浸工程が必要となるが、第1の製造方法のように樹脂にシリコン粉末を加えたスラリーを用いれば、シリコンの溶融含浸工程を行わなくても炭化ケイ素質の積層体を形成することができるし、シリコンの溶融含浸工程を行う場合は溶融含浸工程をさらに容易に行うことができる。またスラリー中には添加剤として、炭素粉末、黒鉛粉末、カーボンブラックを添加してもよく、骨材や酸化防止剤としては炭化ケイ素が最も好ましいが、窒化ケイ素、ジルコニア、ジルコン、アルミナ、シリカ、ムライト、二ケイ化モリブデン、炭化ホウ素、ホウ素粉末などを添加することもできる。スラリーを積層前駆体に含浸するには、単に浸漬して引き上げるだけでもよいし、減圧下で含浸させることも好ましい。 In the second production method, a silicon melt impregnation step is required as described later. However, if a slurry obtained by adding silicon powder to a resin is used as in the first production method, the silicon melt impregnation step is not performed. However, a silicon carbide laminate can be formed, and when the silicon melt impregnation step is performed, the melt impregnation step can be more easily performed. In addition, carbon powder, graphite powder, carbon black may be added as an additive in the slurry, and silicon carbide is most preferable as an aggregate or antioxidant, but silicon nitride, zirconia, zircon, alumina, silica, Mullite, molybdenum disilicide, boron carbide, boron powder and the like can also be added. In order to impregnate the lamination precursor with the slurry, it may be simply dipped and pulled up, or it is preferably impregnated under reduced pressure.
シリコン粉末を含むスラリーを用いる場合には、シリコン粉末は平均粒径が30μm以下の微粉末が好適である。粒径が大きなものは、ボールミルなどによって粉砕して用いることが好ましい。シリコン粉末は、純シリコン粉末であってもよいし、Mg、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Wなどの金属を含むシリコン合金粉末、あるいは純シリコン粉末とこれらの金属粉末との混合粉末を用いることもできる。 When using a slurry containing silicon powder, the silicon powder is preferably a fine powder having an average particle size of 30 μm or less. Those having a large particle size are preferably used after being pulverized by a ball mill or the like. The silicon powder may be a pure silicon powder, or a silicon alloy powder containing a metal such as Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, W, Alternatively, a mixed powder of pure silicon powder and these metal powders can be used.
シリコン粉末を含むスラリーを用いる場合には、スラリーにおける樹脂とシリコン粉末との混合比は、原子比でSi/C<5.00の範囲とするのが好ましい。この原子比が5.00を超えると、スラリー中のシリコン粉末量が多くなって沈殿し易くなる。またシリコン粉末と骨材としての炭化ケイ素粉末とを混合したスラリーを用いる場合には、炭化ケイ素粉末はシリコン粉末重量の3倍以内の範囲とするのが好ましい。炭化ケイ素粉末がシリコン粉末重量の3倍を超えると、混合が不十分となる場合がある。 When a slurry containing silicon powder is used, the mixing ratio of the resin and silicon powder in the slurry is preferably in the range of Si / C <5.00 in terms of atomic ratio. When this atomic ratio exceeds 5.00, the amount of silicon powder in the slurry increases and precipitation tends to occur. Moreover, when using the slurry which mixed silicon powder and the silicon carbide powder as an aggregate, it is preferable to make silicon carbide powder into the range within 3 times the weight of silicon powder. If the silicon carbide powder exceeds 3 times the weight of the silicon powder, mixing may be insufficient.
スラリー中の固形分濃度は、積層前駆体の平板と波板にスラリーを含浸可能な粘度であれば特に制限されない。またスラリーに用いられる溶媒は特に制限されないが、樹脂を溶解可能なものが用いられる。スラリーを積層前駆体に含浸するには、単に浸漬して引き上げるだけでもよいし、減圧下で含浸させることも好ましい。 The solid content concentration in the slurry is not particularly limited as long as it is a viscosity capable of impregnating the slurry into the flat plate and the corrugated plate of the lamination precursor. The solvent used for the slurry is not particularly limited, but a solvent capable of dissolving the resin is used. In order to impregnate the lamination precursor with the slurry, it may be simply dipped and pulled up, or it is preferably impregnated under reduced pressure.
含浸工程後に、積層前駆体に付着した余剰のスラリーを除去する除去工程を行うことが望ましい。積層前駆体から余剰のスラリーを除去するのは、往路及び復路に充填された余剰のスラリーを除去して流路の閉塞を防止するためであり、遠心分離や吸引などで行うことができる。また次の炭素化工程前に、積層前駆体に付着したスラリー中の溶媒を乾燥させる乾燥工程を行うことが望ましい。乾燥工程は大気中で行うことができ、70℃で3時間程度保持すれば十分である。 After the impregnation step, it is desirable to perform a removal step of removing excess slurry adhering to the lamination precursor. The reason why the excess slurry is removed from the laminated precursor is to remove the excess slurry filled in the forward path and the backward path to prevent the blockage of the flow path, and can be performed by centrifugation or suction. Moreover, it is desirable to perform the drying process which dries the solvent in the slurry adhering to the lamination | stacking precursor before the next carbonization process. The drying step can be performed in the atmosphere, and it is sufficient to hold at 70 ° C. for about 3 hours.
この含浸工程の前あるいは含浸工程の後には、復路を形成するため、規制壁を形成するため、あるいは隙間を埋めるための目詰め工程を行うことが望ましい。目詰め材は、耐熱性を有する各種セラミック粉末を主成分としフェノール樹脂などの有機バインダを含む粘土状のペーストを用いることができる。焼成工程で形成される炭化ケイ素質の積層体と強固に接合する炭化ケイ素粉末を主成分とするペーストを用いることが好ましい。またシリコン粉末を含むペーストを用いれば、後述の焼成工程で目詰め材が炭化ケイ素となるため、目詰め材と炭化ケイ素質の積層体との接合強度がさらに向上する。なお紙粘土や樹脂粉末など、有機質のものを目詰め材として用いることもできる。この場合、目詰め材は後述の炭素化工程で炭素化し、焼成工程で炭化ケイ素となる。 Before the impregnation step or after the impregnation step, it is desirable to perform a clogging step for forming a return path, forming a regulating wall, or filling a gap. As the filling material, a clay-like paste containing various ceramic powders having heat resistance as a main component and containing an organic binder such as a phenol resin can be used. It is preferable to use a paste mainly composed of silicon carbide powder that is firmly bonded to the silicon carbide laminate formed in the firing step. In addition, if a paste containing silicon powder is used, the filling material becomes silicon carbide in the firing step described later, so that the bonding strength between the filling material and the silicon carbide laminate is further improved. Organic materials such as paper clay and resin powder can also be used as the filling material. In this case, the plugging material is carbonized in the carbonization step described later, and becomes silicon carbide in the firing step.
また目詰め工程に代えて、含浸工程の前あるいは含浸工程の後に潰し工程を行うこともできる。波板の山部の一端部を潰せば、その部分が閉塞されるため目詰めに代えることができる。また復路の一部を潰して流出開口を形成することもできるし、山部を潰して高さを低くして面状空間を形成することも容易に行うことができる。 Moreover, it can replace with a clogging process and can also perform a crushing process before an impregnation process or after an impregnation process. If one end part of the peak part of a corrugated sheet is crushed, the part will be obstruct | occluded and it can replace with clogging. Moreover, a part of the return path can be crushed to form an outflow opening, and a mountain space can be crushed to reduce the height to form a planar space.
炭素化工程では、真空中又は非酸化性雰囲気中にて含浸体を加熱し、含浸している樹脂を炭素化するとともに積層前駆体を熱分解して炭素質積層前駆体とする。非酸化性雰囲気としては、アルゴンガスなど不活性ガス雰囲気が好ましい。樹脂の熱分解による炭素化過程では、タール状のものや気化物質が生成するので、真空中で行うのはあまり好ましくない。またシリコン粉末を含むスラリーを用いて含浸工程を行った場合には、窒素ガス雰囲気で炭素化工程を行うと窒化ケイ素が生成する場合があるのであまり好ましくない。 In the carbonization step, the impregnated body is heated in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to carbonize the impregnated resin and thermally decompose the laminated precursor to obtain a carbonaceous laminated precursor. As the non-oxidizing atmosphere, an inert gas atmosphere such as argon gas is preferable. In the carbonization process by thermal decomposition of the resin, tar-like substances and vaporized substances are generated, so that it is not preferable to perform in a vacuum. Further, when the impregnation step is performed using a slurry containing silicon powder, the carbonization step in a nitrogen gas atmosphere is not preferable because silicon nitride may be generated.
炭素化工程における焼成温度は、900〜1350℃の範囲とすることができる。900〜1350℃の範囲で加熱することで、積層前駆体の表面に付着している樹脂が炭素化するとともに、積層前駆体の有機成分が熱分解しその立体骨格を維持しつつ炭素化される。したがって積層前駆体の骨格を維持した炭素質積層前駆体が形成される。 The firing temperature in the carbonization step can be in the range of 900 to 1350 ° C. By heating in the range of 900 to 1350 ° C, the resin adhering to the surface of the lamination precursor is carbonized, and the organic components of the lamination precursor are pyrolyzed and carbonized while maintaining the three-dimensional skeleton. . Therefore, a carbonaceous laminate precursor that maintains the skeleton of the laminate precursor is formed.
炭素化工程後に焼成工程が行われる。この焼成工程では、真空中又は非酸化性雰囲気中にて炭素質積層前駆体を加熱することで、シリコンと炭素とを反応させ、炭素質積層前駆体から炭化ケイ素質の積層体を形成する。焼成雰囲気は、炭素化工程と同様とすることができるが、真空雰囲気で行うことが好ましい。 A baking process is performed after a carbonization process. In this firing step, the carbonaceous laminate precursor is heated in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to react silicon and carbon to form a silicon carbide laminate from the carbonaceous laminate precursor. The firing atmosphere can be the same as in the carbonization step, but is preferably performed in a vacuum atmosphere.
焼成工程における焼成温度は、1350℃以上とすることができる。1350℃以上に加熱されることで炭素とシリコンとが反応し、炭化ケイ素を主成分とする炭化ケイ素質の積層体が形成される。この反応は、シリコンと炭素が系内にあるので体積が減少する反応であり、炭素が拡散してシリコンと反応することで炭化ケイ素の生成と同時に内部に微細な細孔が形成される。この多孔質炭化ケイ素は溶融シリコンとの濡れ性が良く、後述のシリコンの溶融含浸を容易に行うことができる。また既に目詰めされている場合には、目詰め材も焼成されて炭化ケイ素質の積層体と一体に固定される。 The firing temperature in the firing step can be 1350 ° C. or higher. By heating to 1350 ° C. or higher, carbon and silicon react to form a silicon carbide laminate having silicon carbide as a main component. This reaction is a reaction in which the volume is reduced because silicon and carbon are present in the system, and when carbon is diffused and reacts with silicon, fine pores are formed in the interior simultaneously with the formation of silicon carbide. This porous silicon carbide has good wettability with molten silicon, and can be easily melted and impregnated with silicon described later. In the case where it is already clogged, the clogging material is also fired and fixed integrally with the silicon carbide laminate.
炭素化工程と焼成工程とは、別々に行ってもよいが、炭素化工程に連続して焼成工程を行うことが望ましい。このようにすることで、熱エネルギーの無駄を防止することができる。 The carbonization step and the firing step may be performed separately, but it is desirable to perform the firing step continuously after the carbonization step. In this way, waste of heat energy can be prevented.
第2の製造方法では、炭素化工程後に真空中又は非酸化性雰囲気中にて炭素質積層前駆体に溶融シリコンを含浸させる溶融含浸工程を行う。この溶融含浸工程は、第1の製造方法でも行うことができる。この溶融含浸工程は、金属シリコンをその融点(約1410℃)以上に加熱して溶融シリコンとし、炭素質積層前駆体に含浸すればよく、特に真空中で行うことが好ましい。溶融含浸用シリコンは、粉末状、顆粒状、あるいは塊状でもよい。 In the second manufacturing method, after the carbonization step, a melt impregnation step of impregnating the silicon laminate precursor with molten silicon in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere is performed. This melt impregnation step can also be performed by the first manufacturing method. This melt impregnation step may be performed by heating metal silicon to a melting point (about 1410 ° C.) or higher to form molten silicon and impregnating the carbonaceous laminated precursor, and it is particularly preferable to perform in a vacuum. The melt-impregnating silicon may be in the form of powder, granules, or lumps.
溶融含浸工程では、炭素化工程時に形成された炭素質積層前駆体の微細な細孔に溶融シリコンが浸入し、炭素と反応して炭化ケイ素が形成される。この反応は、シリコンを系外から加えているので体積が増加する反応であり、内部に形成された微細な細孔がシリコン又は炭化ケイ素で充填されることになる。したがって炭素質積層前駆体の強度が向上する。 In the melt impregnation step, molten silicon enters the fine pores of the carbonaceous laminate precursor formed during the carbonization step, and reacts with carbon to form silicon carbide. This reaction is a reaction in which the volume increases because silicon is added from outside the system, and fine pores formed inside are filled with silicon or silicon carbide. Accordingly, the strength of the carbonaceous laminated precursor is improved.
溶融含浸工程における反応では、シリコンと樹脂からの炭素及び有機多孔質体からの炭素の組成が原子比でSi/C<1であれば炭化ケイ素と未反応の炭素が残留し、Si/C>1であれば炭化ケイ素と未反応の金属シリコンが残留するが、強度的には金属シリコンが残留するのが好ましい。 In the reaction in the melt impregnation step, if the composition of carbon from silicon and resin and carbon from the organic porous material is Si / C <1 in atomic ratio, silicon carbide and unreacted carbon remain, and Si / C> If it is 1, silicon carbide and unreacted metal silicon remain, but it is preferable that metal silicon remains in terms of strength.
炭化ケイ素質の積層体がシリコンを含む場合には、含まれるシリコンの少なくとも一部を酸化してSiO2を形成する酸化工程を行うことも好ましい。SiO2にはシラノール基が容易に生成し親水性が向上する。したがって触媒金属化合物の水溶液を多量に吸水することが可能であり、それを焼成することでPtなどの触媒金属を高分散担持した積層体を形成することができる。このように触媒を担持した積層体を有する積層内部熱交換型反応器とすれば、自動車排ガスなどHCやCOを含むガスを流通させることでHCやCOを酸化することが可能となり、低温域の排ガスを加熱し浄化する反応器として用いることができる。しかも、積層体が炭化ケイ素質なので通電によって発熱可能であるため、始動時における低温の排ガスを加熱することで有害成分を浄化することができる。 In the case where the silicon carbide laminate includes silicon, it is also preferable to perform an oxidation step in which at least part of the silicon included is oxidized to form SiO 2 . In SiO 2 , silanol groups are easily generated and hydrophilicity is improved. Accordingly, it is possible to absorb a large amount of an aqueous solution of the catalyst metal compound, and by firing it, a laminate in which a catalyst metal such as Pt is highly dispersed and supported can be formed. In this way, if it is a laminated internal heat exchange type reactor having a laminated body carrying a catalyst, it becomes possible to oxidize HC and CO by circulating a gas containing HC and CO such as automobile exhaust gas, in a low temperature range. It can be used as a reactor for heating and purifying exhaust gas. In addition, since the laminate is made of silicon carbide, heat can be generated by energization. Therefore, harmful components can be purified by heating the low-temperature exhaust gas at the time of starting.
この酸化工程は、シリコンを含む炭化ケイ素質の積層体を大気中などの酸化性雰囲気中で加熱すればよい。加熱温度が高いほど、シリコンの総量に対して生成するSiO2量が多くなることが明らかとなっており、400℃以上で加熱することが望ましい。なお加熱時間は10分間程度保持すれば十分である。また形成されるSiO2の量は、加熱温度によって調整することが可能であり、加熱温度が高いほどSiO2を多く形成することができる。したがってPtなどの触媒金属を高分散状態かつ十分な担持量で担持できる厚さとすることができる加熱温度を選択すればよい。 In this oxidation step, the silicon carbide laminate including silicon may be heated in an oxidizing atmosphere such as the air. It is clear that the higher the heating temperature, the more SiO 2 is produced with respect to the total amount of silicon, and it is desirable to heat at 400 ° C. or higher. It is sufficient to keep the heating time for about 10 minutes. The amount of SiO 2 formed can be adjusted by the heating temperature, and the higher the heating temperature, the more SiO 2 can be formed. Therefore, it is only necessary to select a heating temperature at which the catalyst metal such as Pt can be supported in a highly dispersed state with a sufficient amount of support.
第1の製造方法において、焼成工程後に炭素が残る場合や強度不足の場合には、焼成工程後に、真空中又は非酸化性雰囲気中にて炭化ケイ素質の積層体に溶融シリコンを含浸させる溶融含浸工程を行うことも好ましい。溶融含浸工程は、金属シリコンをその融点(約1410℃)以上に加熱して溶融シリコンとし、炭化ケイ素質の積層体に含浸すればよく、特に真空中で行うことが好ましい。溶融含浸用シリコンは、粉末状、顆粒状、あるいは塊状でもよい。 In the first production method, when carbon remains after the firing step or when the strength is insufficient, melt impregnation is performed by impregnating the silicon carbide laminate with molten silicon in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere after the firing step. It is also preferable to carry out the process. The melt impregnation step may be performed by heating metal silicon to a melting point (about 1410 ° C.) or higher to form molten silicon and impregnating the silicon carbide laminate, and it is particularly preferably performed in a vacuum. The melt-impregnating silicon may be in the form of powder, granules, or lumps.
溶融含浸工程では、炭化ケイ素は溶融シリコンに対する濡れ性が良好であるので、焼成工程時に形成された微細な細孔に溶融シリコンが浸入し、残留している炭素と反応して炭化ケイ素が形成される。この反応は、シリコンを系外から加えているので体積が増加する反応であり、内部に形成された微細な細孔がシリコン又は炭化ケイ素で充填されることになる。したがって炭化ケイ素質の積層体の強度が向上する。 In the melt impregnation process, since silicon carbide has good wettability to molten silicon, the molten silicon penetrates into the fine pores formed during the firing process and reacts with the remaining carbon to form silicon carbide. The This reaction is a reaction in which the volume increases because silicon is added from outside the system, and fine pores formed inside are filled with silicon or silicon carbide. Accordingly, the strength of the silicon carbide laminate is improved.
そして溶融含浸工程では、真空中又は非酸化性雰囲気中にて1410℃の高温に晒されるため、残留炭素が存在する場合は大部分が炭化ケイ素となる。なお溶融含浸工程は、焼成工程と同時に又は焼成工程に連続して行うこともできる。すなわち炭素化工程後に、溶融含浸用シリコンを加えて真空あるいは非酸化性雰囲気にて、シリコンの融点(約1410℃)以上の温度にすることで焼成工程を行うとともにシリコンを溶融含浸させ、未反応の炭素とシリコンとを反応させる。過剰なシリコンは金属シリコンとして残留する。 In the melt impregnation step, since it is exposed to a high temperature of 1410 ° C. in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere, most of the residual carbon is silicon carbide when residual carbon is present. The melt impregnation step can be performed simultaneously with the baking step or continuously with the baking step. In other words, after the carbonization process, silicon for melt impregnation is added and the firing process is performed by setting the temperature to a temperature equal to or higher than the melting point of silicon (about 1410 ° C.) in a vacuum or non-oxidizing atmosphere. The carbon and silicon are reacted. Excess silicon remains as metallic silicon.
このようにして形成された炭化ケイ素質の積層体は、ケーシングに封入される。積層体の往路及び復路の開口が表出する一端面とケーシングとの間には、一端面に開口する往路及び復路と連通する連通空間が形成される。またケーシングには、積層体の往路と連通する流入口と、積層体の流出開口及び復路と連通する流出口が形成されている。流入口と流出口とはケーシングの一端面に並列に形成してもよいし、流体の流れ方向が交差するように形成してもよいが、往路と復路の流れが積層体の壁を隔てて互いに対向する流路長ができるだけ長くなるように形成することが望ましい。 The silicon carbide laminate thus formed is enclosed in a casing. A communication space communicating with the forward path and the return path that opens to the one end surface is formed between the casing and the one end surface where the forward path and the return path of the laminate are exposed. The casing is formed with an inlet that communicates with the forward path of the laminate, and an outlet that communicates with the outlet opening and the return path of the laminate. The inflow port and the outflow port may be formed in parallel on one end face of the casing, or may be formed so that the flow direction of the fluid intersects, but the flow of the forward path and the return path is separated from the wall of the laminate. It is desirable that the channel lengths facing each other be as long as possible.
連通空間の内部及び連通空間近傍の積層体の少なくとも一方には、発熱手段が形成されている。この発熱手段は往路又は復路及び連通空間を流れる流体を直接的に又は間接的に加熱するものであり、例えば連通空間に配置された電気ヒーター、燃焼バーナー、触媒燃焼器などとすることができる。あるいは連通空間近傍の積層体表面、連通空間近傍の往路や復路の壁表面にPtやPdなどの酸化触媒を担持し、流体中に含まれる被酸化物質を酸化してその燃焼熱で発熱するものを用いることもできる。 Heat generating means is formed in at least one of the inside of the communication space and the laminated body in the vicinity of the communication space. This heat generating means directly or indirectly heats the fluid flowing in the forward path, the return path, and the communication space, and may be, for example, an electric heater, a combustion burner, or a catalytic combustor disposed in the communication space. Or, an oxidation catalyst such as Pt or Pd is supported on the surface of the laminate near the communication space, or the wall surface of the outbound path or return path near the communication space, and oxidizes the oxidizable substances contained in the fluid and generates heat from the combustion heat. Can also be used.
流入口から流入した流体は往路を通過して連通空間に入り、連通空間で反転して復路へ導入され、この間に発熱手段によって加熱された後、復路の前方(下流側)に形成された規制壁に案内され流出開口を通じてケーシングの流出口から流出する。その際、発熱手段によって温度が上昇して復路に流入した流体から、炭化ケイ素質の積層体を介して往路の流体に熱が移動(熱交換)する。その結果、発熱手段と熱交換による加熱作用によって、往復する流体を連通空間付近で著しく昇温することができる。このように流体が高温化することにより、さらにはこの付近に目的とする反応を促進する触媒を配置しておくことにより、通常の内部熱交換機能をもたない反応器と比べて、目的とする反応の速度を著しく促進することができる。 The fluid flowing in from the inflow port passes through the forward path, enters the communication space, reverses in the communication space, is introduced into the return path, and is heated by the heating means during this period, and then is formed in front of the return path (downstream side). It is guided by the wall and flows out from the outlet of the casing through the outflow opening. At that time, heat is transferred (heat exchange) from the fluid that has risen in temperature by the heat generating means and flows into the return path to the forward path fluid through the silicon carbide laminate. As a result, the reciprocating fluid can be remarkably heated in the vicinity of the communication space by the heating action by heat exchange with the heat generating means. In this way, the temperature of the fluid is increased, and a catalyst that promotes the target reaction is disposed in the vicinity of the fluid. The reaction rate can be significantly accelerated.
なお往路及び復路と連通空間を流れる流体としては、液体及び気体のいずれも用いることができる。 As the fluid flowing in the communication space with the forward path and the return path, both liquid and gas can be used.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例は、自動車からの排ガスを昇温して浄化することができる積層内部熱交換型反応器に関する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. The present embodiment relates to a stacked internal heat exchange reactor that can purify the exhaust gas from an automobile by raising the temperature.
<前駆体形成工程>
先ず活性炭を70質量%含有する厚さ約0.3mm、秤量約110g/m2の平板(片面段ボール紙の平板相当品)と、この平板をコルゲート加工することにより形成された波板(片面段ボール紙の波板相当品)とをそれぞれ複数枚用意した。図1(a)に示すように、波板1には山部10と谷部11とが交互に形成されている。
<Precursor formation step>
First, a flat plate (corresponding to a flat plate of single-sided corrugated paper) having a thickness of about 0.3 mm and weighing about 110 g / m 2 containing 70% by mass of activated carbon, and a corrugated plate (single-sided corrugated paper) formed by corrugating this flat plate And a number of corrugated sheet equivalent products). As shown in FIG. 1 (a), the
次に、フェノール樹脂の炭素化による炭素とシリコンとの原子比がSi/C=1.5になる割合でフェノール樹脂と平均粒径約20μmのシリコン粉末との混合量を設定し、さらに平均粒径約3μmの炭化ケイ素粉末をシリコン粉末と同量添加し、シリコン粉末重量の約0.6倍の重量のエチルアルコールでフェノール樹脂を溶解して、粘土状のペーストを調製した。このペーストを用い、図1(b)に斜線部で示すように、波板1の一端部で谷部11にペーストを充填して目詰め部12を形成した。また山谷部の延びる方向に対して直角方向の両端部では、山部10にペーストを充填した。谷部11は断面略U字形状をなし大きく開口しているので、ヘラなどを用いてペーストを容易にかつ均一に充填することができる。次いでペーストが充填された両端の山部10を波板1の一端部に近い部位で切欠き、左右一対の流出開口13を形成した。
Next, the mixing amount of the phenol resin and silicon powder having an average particle size of about 20 μm is set at a ratio where the atomic ratio of carbon to silicon by the carbonization of the phenol resin is Si / C = 1.5. A 3 μm silicon carbide powder was added in the same amount as the silicon powder, and the phenol resin was dissolved in ethyl alcohol having a weight of about 0.6 times the weight of the silicon powder to prepare a clay-like paste. Using this paste, as shown by the hatched portion in FIG. 1 (b), the
そして活性炭を70質量%含有する短冊形状の平板(片面段ボール紙の平板相当品)を複数枚用意して厚さ2mm程度に積層し、図1(b)に示すように、長手方向3箇所で山部10を横断するように山部10の頂部に紙用接着剤で貼着してスペーサ14を形成した。こうして図1(c)に示された単位波板1'を製造した。
A plurality of strip-shaped flat plates (corresponding to single-sided corrugated paper) containing 70% by mass of activated carbon are prepared and laminated to a thickness of about 2 mm. As shown in FIG. A
得られた単位波板1'と平板2とを、紙用接着剤を用いて交互に積層し、図2に示す積層前駆体3を形成した。なお各単位波板1'は、目詰め部12が同一端面に表出するように積層され、左右一対の流出開口13も長手方向の同一位置に表出している。目詰め部12が表出する一端面には山部10と平板2とで区画された通路が開口し、反対側の他端面には山部10と平板2とで区画された通路と、谷部11と平板2とで区画された通路とが開口している。
The obtained unit corrugated
なお流出開口13が開口する両側面には、単位波板1'と平板2との間にスペーサ14に起因する隙間が生じているので、その隙間を流出開口13の部位を除いて上記したペーストで充填した。
Since the gap due to the
<含浸工程>
次に、フェノール樹脂の炭素化による炭素とシリコンとの原子比がSi/C=3になる割合でフェノール樹脂と平均粒径約20μmのシリコン粉末との混合量を設定し、シリコン粉末重量の約0.9倍の重量のエチルアルコールでフェノール樹脂を溶解してスラリーを調製し、シリコン粉末の粒径を小さくするために1日間ボールミル混合して、更に平均粒径約3μmの炭化ケイ素粉末をシリコン粉末の0.33倍の重量添加し、分散スラリーを調製した。そして上記積層前駆体3にこの分散スラリーを含浸させ、余分なスラリーを吹き払った後、70℃で3時間乾燥した。
<Impregnation process>
Next, the mixing amount of the phenol resin and silicon powder having an average particle diameter of about 20 μm is set at a ratio where the atomic ratio of carbon to silicon by the carbonization of the phenol resin is Si / C = 3. A phenol resin is dissolved in 0.9 times the weight of ethyl alcohol to prepare a slurry, which is mixed with a ball mill for one day in order to reduce the particle size of the silicon powder. Further, silicon carbide powder having an average particle size of about 3 μm is added to the silicon powder. A dispersion slurry was prepared by adding 0.33 times the weight. Then, the
<炭素化工程>
その後、アルゴンガス雰囲気下にて1000℃に加熱して炭素化した。この時、波板1、平板2及びスペーサ14が熱分解して炭素化されるとともに、含浸しているスラリー及び目詰め部12中のフェノール樹脂が炭素化し、積層前駆体3と同等の形状をなし同等の多孔質構造を有する炭素質積層前駆体が形成された。
<Carbonization process>
Then, it carbonized by heating at 1000 degreeC under argon gas atmosphere. At this time, the
<焼成工程>
次いで、この炭素質積層前駆体を真空中にて1450℃で1時間焼成した。この焼成では、シリコンの融点(約1410℃)以下の温度で、炭素がシリコンと反応して、炭化ケイ素からなり炭素質積層前駆体と同等の立体骨格を有する炭化ケイ素質の積層体が形成された。
<Baking process>
Next, this carbonaceous laminated precursor was fired at 1450 ° C. for 1 hour in a vacuum. In this firing, carbon reacts with silicon at a temperature below the melting point of silicon (about 1410 ° C.) to form a silicon carbide laminate having a three-dimensional skeleton composed of silicon carbide and having the same three-dimensional skeleton as the carbonaceous laminate precursor. It was.
この炭化ケイ素質の積層体は、図2に示した積層前駆体3と同一の形状をなしている。したがって便宜上、以下の説明において、積層体には積層体3と符号を付け、積層体3の各部位には積層前駆体3の対応する部位と同一の符号を付けて説明する。
This silicon carbide laminate has the same shape as the
<封入工程>
次に、図3に示すケーシング4を用意した。ケーシング4は直方体形状の収納空間40を有し、長手方向の一端面に収納空間40に連通する流入口41を有している。また一端面と他端面とを連結する一対の側面には、それぞれ流入口41の近傍に流出口42が形成されている。収納空間40は、図示しない締結具を用いて蓋43によって密閉されるように構成されている。
<Encapsulation process>
Next, the
このケーシング4に上記した積層体3を収納した。このとき図4に示すように、目詰め部12が表出し山部10と平板2とで区画された通路が開口する一端面が流入口41に対向するように、かつ左右一対の流出開口13が一対の流出口42にそれぞれ対向するように積層体3を配置した。積層体3の他端面とケーシング4との間には連通空間44が形成されている。またケーシング4の積層体3の他端面に対向する表面には、図示しない電源によって加熱可能なヒーター100が固定されている。
The
図5に示すように、目詰め部12が表出する積層体3の一端面には、山部10と平板2とで区画された通路(以下、往路30という)が開口し、往路30は流入口41と連通している。一方、連通空間44に対向する他端面には、図6に示すように、谷部11と平板2とで区画された通路(以下、復路31という)と、往路30とが開口している。また波板1と平板2との間にはスペーサ14が介在しているので、図7に示すように、山部10の稜線と平板2との間には面状空間15が形成され、面状空間15は復路31と連通している。また積層体3の一対の側面とケーシング4との間には、図示しないシール材が介在されている。
As shown in FIG. 5, a path (hereinafter referred to as the forward path 30) defined by the
すなわち流入口41から流入する排ガスは、図8に模式的に示すように、往路30に流入した後に連通空間44に入り、ヒーター100で加熱された後に連通空間44から復路31に流入する。そして復路31及び面状空間15を通過し、目詰め部12(規制壁)によって流れが規制された排ガスが流出開口13を介して流出口42から流出する。したがって本実施例に係る積層体3には、波板1の山部10と平板2との間に往路30を有する流入側ユニットが形成され、波板1の谷部11と平板2との間に復路31を有する流出側ユニットが形成され、流入側ユニットと流出側ユニットとが交互に積層されている。
That is, as schematically shown in FIG. 8, the exhaust gas flowing in from the
また往路30を流れる排ガスは、復路31と往路30とを区画する熱伝導性に優れた炭化ケイ素質の薄い壁面を介して復路31を流れる排ガスからの熱を受けて(熱交換)加熱される。すなわち往路30から連通空間44に流入する排ガスの温度が高まり、それがさらにヒーター100で加熱され昇温されて排ガスは最高温度に達する。その後、復路31に流入した排ガスは、往路を流れる排ガスと熱交換されて降温し、最終的には往路30への流入時に比べてヒーター100による正味の加熱分(断熱上昇温度)だけ温度上昇して、流出口42から流出される。
The exhaust gas flowing in the
したがって本実施例に係る反応器の連通空間内部あるいはその近傍の往復路内部あるいは往復路を形成している積層体表面に、排ガス浄化用触媒など目的とする反応を促進する触媒を配置しておけば、発熱手段と熱交換機能によって触媒の温度が著しく高められることにより、始動時などの低温域においても排ガス温度を触媒の活性温度まで高めることができ、有害物質の排出を大きく抑制することができる。 Therefore, a catalyst that promotes a target reaction, such as an exhaust gas purifying catalyst, may be disposed in the communication space of the reactor according to the present embodiment or in the inside of the reciprocating path in the vicinity thereof or on the surface of the laminate forming the reciprocating path. For example, the temperature of the catalyst is remarkably increased by the heat generating means and the heat exchange function, so that the exhaust gas temperature can be increased to the activation temperature of the catalyst even in a low temperature range such as at the time of starting, and the emission of harmful substances can be greatly suppressed. it can.
図9に本実施例の積層内部熱交換型反応器を示す。この積層内部熱交換型反応器は、前駆体形成工程で用いた材料が異なること以外は実施例1と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 9 shows the stacked internal heat exchange reactor of this example. Since this laminated internal heat exchange reactor is the same as that of Example 1 except that the materials used in the precursor forming step are different, only the different parts will be described.
本実施例では、活性炭を70質量%含有する厚さ約0.3mm、秤量約110g/m2の平板と、この平板をコルゲート加工することにより形成された波板と、が一枚ずつ積層された片面段ボール紙32を複数枚用意した。そして実施例1と同様にして目詰め部12を形成した。また山谷部の延びる方向に対して直角方向の両端部では、山部10にペーストを充填した。谷部11は断面略U字形状をなし大きく開口しているので、ヘラなどを用いてペーストを容易にかつ均一に充填することができる。次いでペーストが充填された両端の山部10を波板1の一端部に近い部位で切欠き、左右一対の流出開口13を形成した。そして実施例1と同様に、長手方向3箇所で山部10を横断するように、山部10の頂部に紙用接着剤で活性炭を70質量%含有する平板(片面段ボール紙の平板相当品)を貼着してスペーサ14を形成した。
In this example, a flat plate having a thickness of about 0.3 mm and a weight of about 110 g / m 2 containing 70% by mass of activated carbon and a corrugated plate formed by corrugating the flat plate were laminated one by one. A plurality of single-sided
このように形成された片面段ボール紙32を、紙用接着剤を用いて複数枚積層し、最上部に平板2のみを積層して、本実施例の積層前駆体3を形成した。各片面段ボール紙32は、目詰め部12が同一端面に表出するように積層され、左右一対の流出開口13も長手方向の同一位置に表出している。目詰め部12が表出する一端面には山部10と平板2とで区画された通路(往路30)が開口し、反対側の他端面には山部10と平板2とで区画された通路(往路30)と、谷部11と平板2とで区画された通路(復路31)とが開口している。
A plurality of single-sided
<含浸工程・炭素化工程>
次に、フェノール樹脂の炭素化による炭素とシリコンとの原子比がSi/C=0.6になる割合でフェノール樹脂と平均粒径約20μmのシリコン粉末との混合量を設定し、シリコン粉末重量の約2.5倍の重量のエチルアルコールでフェノール樹脂を溶解してスラリーを調製し、シリコン粉末の粒径を小さくするために1日間ボールミル混合して、更に平均粒径約3μmの炭化ケイ素粉末をシリコン粉末の0.5倍の重量添加し、分散スラリーを調製した。そして上記積層前駆体3にこの分散スラリーを含浸させ、余分なスラリーを吹き払った後、70℃で3時間乾燥した。
<Impregnation process / carbonization process>
Next, the mixing amount of the phenol resin and silicon powder having an average particle size of about 20 μm is set at a ratio where the atomic ratio of carbon to silicon by the carbonization of the phenol resin is Si / C = 0.6. A phenol resin is dissolved in 2.5 times the weight of ethyl alcohol to prepare a slurry, which is mixed with a ball mill for one day to reduce the particle size of the silicon powder. Further, silicon carbide powder having an average particle size of about 3 μm is added to the silicon powder. The dispersion slurry was prepared by adding 0.5 times the weight. Then, the
この積層前駆体3を用い、実施例1と同様にして炭素化工程を行って、炭素質積層前駆体を形成した。
Using this
<焼成工程・溶融含浸工程>
次にシリコン顆粒の適量を炭素質積層前駆体の表面に置き、真空中にて1450℃で1時間焼成した。この焼成では、まずシリコンの融点(約1410℃)以下の温度で、炭素がシリコン粉末と反応して、炭化ケイ素と未反応の炭素とからなる積層体3が形成される。さらに、シリコンの融点以上の温度で積層体3にシリコン顆粒が溶融含浸し、未反応の炭素と反応して炭化ケイ素が生成するとともに、余剰の金属シリコンによって積層体3が補強される。
<Baking process and melt impregnation process>
Next, an appropriate amount of silicon granules was placed on the surface of the carbonaceous laminated precursor and fired at 1450 ° C. for 1 hour in a vacuum. In this firing, first, carbon reacts with the silicon powder at a temperature lower than the melting point of silicon (about 1410 ° C.) to form a
得られた積層体3について実施例1と同様にして封入工程を行い、本実施例の積層内部熱交換型反応器を得た。本実施例の積層内部熱交換型反応器によれば、実施例1の積層内部熱交換型反応器に比べて積層体3の強度及び密度が高い。また積層前駆体3の製造時には、波板と平板とを交互に積層する手間を省くことができ、工数をさらに低減することができる。
The obtained
図10及び図11に本実施例の積層内部熱交換型反応器に用いた積層体を示す。この積層体は、前駆体形成工程で用いた材料が異なること以外は実施例2と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。 10 and 11 show the laminate used in the laminated internal heat exchange reactor of this example. Since this laminated body is the same as that of Example 2 except that the materials used in the precursor forming step are different, only different parts will be described.
本実施例では、実施例2と同様の片面段ボール紙32を複数枚用意した。そして実施例2と同様にして目詰め部12を形成し、左右一対の流出開口13を形成した。そしてスペーサ14を形成した第1片面段ボール紙33と、スペーサ14を形成しなかったこと以外は第1片面段ボール紙33と同一の第2片面段ボール紙34を用意した。
In this example, a plurality of single-sided
そして第1片面段ボール紙33と第2片面段ボール紙34を互いの山部10が対向するように、かつ流出開口13どうしが互いに連通するように積層した単位積層体35を形成し、複数の単位積層体35をそれぞれ同じ向きに積層して本実施例の積層前駆体3を形成した。
A unit laminated
この積層前駆体3を用い、実施例2と同様にして含浸工程、炭素化工程、焼成工程及び溶融含浸工程を行って炭化ケイ素質の積層体3を形成し、さらに実施例1と同様にして封入工程を行って、本実施例の積層内部熱交換型反応器を得た。
Using this
この積層体3では、目詰め部12が表出する一端面には往路30が開口し、反対側の他端面には往路30と、復路31とが開口している。したがって流入口41から流入する排ガスは、往路30に流入して連通空間44に入り、ヒーター100で加熱された後に連通空間44から復路31に流入する。そして復路31及びスペーサ14によって確保された面状空間15を通過し、目詰め部12(規制壁)で流れが規制された排ガスが流出開口13を介して流出口42から流出する。したがって本実施例に係る積層体3には、第1片面段ボール紙33及び第2片面段ボール紙34の山部に往路30を有する流入側ユニットが形成され、第1片面段ボール紙33及び第2片面段ボール紙34の谷部に復路31を有する流出側ユニットが形成され、流入側ユニットと流出側ユニットとが交互に積層されている。
In this
なお本実施例では、スペーサ14によって復路31どうしが連通する面状空間15を形成したが、図12及び図13に示すようにすれば、隙間形成に用いる厚いスペーサ14を不要とすることができる。図12には目詰め部12の部位における断面図を示し、図13には流出開口13の部位における断面図を示している。
In the present embodiment, the
すなわち、第1片面段ボール紙33と第2片面段ボール紙34を互いの山部10と谷部11とが間隔を隔てて対向するように、かつ目詰め部12どうしの間を同様のペーストで目詰めして積層する。このとき、第2片面段ボール紙34の一部を潰して流出開口13を形成して単位積層体35を形成する。複数の単位積層体33をそれぞれ同じ向きに積層して積層体3とする。このようにすることで、第1片面段ボール紙33と第2片面段ボール紙34との間に断面波形状をなす面状の復路31が形成されるので、スペーサ14を不要として全ての復路31を流出開口13と連通させることができる。
That is, the first single-sided
なお往復路間の圧力差などによる往路30又は復路31の変形を防止するためには、スペーサ14を用いて山部10を補強することが望ましい。この場合、スペーサ14は薄くてもよい。
In order to prevent deformation of the
また図14に模式的な平面図を示すように、互いの山部10の稜線が交差するように第1片面段ボール紙33と第2片面段ボール紙34を重ねて単位積層体35を形成すれば、互いの山部10の稜線が重なる部分が少なくなるので、復路31どうしが互いに連通する。したがってスペーサ14を不要として全ての復路31を流出開口13と連通させることができる。また左右両側の山部10以外の山部10の高さを部分的に低くしても、スペーサ14を用いることなく面状空間15を形成することができる。
Further, as shown in a schematic plan view in FIG. 14, if the unit laminated
図15に本実施例の積層内部熱交換型反応器に用いた積層体を示す。この積層体は、前駆体形成工程で用いた材料が異なること以外は実施例2と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 15 shows a laminate used in the laminated internal heat exchange reactor of this example. Since this laminated body is the same as that of Example 2 except that the materials used in the precursor forming step are different, only different parts will be described.
本実施例では、活性炭を70質量%含有する厚さ約0.3mm、秤量約110g/m2の平板2と、この平板2をコルゲート加工することにより形成された波板1とからなり、波板1の両側にそれぞれ平板2が積層された両面段ボール紙を用いている。
In this embodiment, the plate comprises a
先ず2枚の両面段ボール紙を、波板1の山部10の稜線が互いに平行となるように紙用接着剤で積層する。このとき、上段ボール紙50の一端面が下段ボール紙51の一端面から離間し、他端面どうしが揃うように積層する。そして下段ボール紙51の一端部に、波板1の一つの山部10をもつ単位段ボール紙52を、山部10の稜線が下段ボール紙51の山部10の稜線と直交するように積層する。したがって上段ボール紙50の一端面と単位段ボール紙52との間には、上段ボール紙50の山谷部と連通し左右方向に延びる通路53が形成されている。
First, two double-sided corrugated papers are laminated with a paper adhesive so that the ridges of the
このように構成された単位積層体54を同じ向きとなるように複数枚積層し、最上部の単位積層体54には平板2を積層して、本実施例の積層前駆体5を形成した。この積層前駆体5を用い、実施例2と同様にして含浸工程、炭素化工程、焼成工程及び溶融含浸工程を行って炭化ケイ素質の積層体5を形成し、さらに実施例1と同様にして封入工程を行って、本実施例の積層内部熱交換型反応器を得た。
A plurality of unit laminated
本実施例の積層内部熱交換型反応器によれば、下段ボール紙51の一端面に開口する山谷部から流入した排ガスは、連通空間44に流入し、連通空間44から上段ボール紙50の山谷部に流入し、上段ボール紙50の山谷部から出た後、単位段ボール紙52に案内されて通路53に流入する。すなわち単位段ボール紙52が規制壁として機能している。通路53はケーシング4の流出口42に連通しているので、排ガスは通路53に案内されて流出口42から流出する。したがって本実施例に係る積層体5には、下段ボール紙51の山谷部に往路30を有する流入側ユニットが形成され、上段ボール紙50の山谷部に復路31を有する流出側ユニットが形成され、流入側ユニットと流出側ユニットとが交互に積層されている。
According to the laminated internal heat exchange type reactor of the present embodiment, the exhaust gas flowing in from the valley portion opened at one end surface of the
なお例えば図16に示すように、各単位積層体54について上段ボール紙50を厚さ方向に部分的に切り抜いて枠状としてもよい。また本実施例の積層体5では、復路31の全開口面積に比べて通路53の断面積が小さいため、中央部付近の復路流路が側面近くの復路流路と比べて、流出の際に圧損が大きくなる場合がある。そのような場合には、図17に示すように、各単位積層体54について通路53に対向する上段ボール紙50の一端面をV字状に切り欠いた構造とすれば、通路53の断面積が大きくなるとともに復路31から流出した排ガスがV字状の端面に沿って案内されるため、圧損を低減することができる。また片面段ボール紙から上段ボール紙50、下段ボール紙51、単位段ボール紙52の少なくとも一つを形成することも可能である。
For example, as shown in FIG. 16, the
先ず実施例2と同様の片面段ボール紙を用意し、実施例1と同様のペーストを用いて図18に示すように複数の山谷部のうち左側面から半数を一端面で目詰めして目詰め部60を形成した。次いで実施例2と同様にして、波板2の山部の稜線を横断するスペーサ14を貼着し、第1単位積層体61を形成した。一方、実施例1と同様のペーストを用い、図19に示すように複数の山谷部のうち右側面から半数を一端面で目詰めして目詰め部62を形成した。次いで実施例2と同様にして、波板2の山部の稜線を横断するスペーサ14を貼着し、第2単位積層体63を形成した。
First, a single-sided corrugated paper similar to that in Example 2 is prepared, and using the same paste as in Example 1, half of the plurality of valleys from the left side are clogged at one end as shown in FIG.
図20に示すように、第1単位積層体61と第2単位積層体63を、目詰め部60と目詰め部62とが同じ端面側となるように交互に積層し、最上部の単位積層体には平板2を積層して、本実施例の積層前駆体6を形成した。図20に示すように積層前駆体6の一端面には目詰め部60と目詰め部62が千鳥状に形成され、目詰め部60の最右端の目詰め部60aと目詰め部62の最左端の目詰め部62aは各層で厚さ方向に重なっている。なお、他端面には目詰め部が存在していない。
As shown in FIG. 20, the first unit laminated
この積層前駆体6を用い、実施例2と同様にして含浸工程、炭素化工程、焼成工程及び溶融含浸工程を行って炭化ケイ素質の積層体6を形成した。この積層体を図21に示すケーシング7に収納する封入工程を行い、本実施例の積層内部熱交換型反応器を得た。 Using this laminated precursor 6, an impregnation step, a carbonization step, a firing step, and a melt impregnation step were performed in the same manner as in Example 2 to form a silicon carbide laminate 6. The enclosing process of housing this laminate in the casing 7 shown in FIG. 21 was performed to obtain a laminated internal heat exchange reactor of this example.
図21に示すケーシング7は、一端面に流入口70と流出口71を有し、一端面に連続する内部空間には流入口70と流出口71を区画する隔壁72が形成されている。収納された積層体6は、目詰め部60aと目詰め部62aが隔壁72に当接し、他端面とケーシング7の内壁面との間には連通空間73が形成されている。積層体6は、目詰め部60側(流出ブロック)の復路65の開口が流出口71に連通し、目詰め部62側(流入ブロック)の往路64の開口が流入口70に連通している。
The casing 7 shown in FIG. 21 has an
すなわち流入口70から流入した排ガスは、第1単位積層体61の一端面の目詰め部62側(流入ブロック)に開口する往路64へ流入し、往路64とスペーサ14によって形成された面状空間15を流れて連通空間73に流入する。そしてヒーター100で加熱された排ガスは、連通空間73から積層体6の往路64以外の開口へ流入し、面状空間15を流れて目詰め部60側(流出ブロック)に開口する復路65へ向かい、流出口71から流出する。すなわち積層体6の目詰め部62側(流入ブロック)に開口する山谷部が流入側ユニットを形成し、目詰め部60側(流出ブロック)に開口する山谷部が流出側ユニットを形成し、流入側ユニットと流出側ユニットとが交互に積層されている。
That is, the exhaust gas flowing in from the
したがって本実施例の積層内部熱交換型反応器によれば、積層体6の全長で向流となるので、熱交換性能が向上するとともに、よりコンパクトとすることができる。また大きな片面段ボール紙を用い、図22に示すように、一枚毎に複数の目詰め部と複数の非目詰め部とを左右方向に交互に形成すれば、幅方向に複数の流入ブロックと流出ブロックを形成できるので、大型の積層内部熱交換型反応器も容易に製造することができる。 Therefore, according to the laminated internal heat exchange type reactor of the present embodiment, since the counter flow occurs in the entire length of the laminated body 6, the heat exchange performance can be improved and the size can be further reduced. Also, using a large single-sided corrugated cardboard, as shown in FIG. 22, if a plurality of clogged portions and a plurality of non-clogged portions are alternately formed in the left-right direction for each sheet, a plurality of inflow blocks in the width direction and Since an outflow block can be formed, a large stacked internal heat exchange reactor can also be easily manufactured.
また本実施例の場合においても、図16と同様に、第1単位積層体61及び/又は第2単位積層体63の山部10を部分的に切り欠いておけば、スペーサ14を不要とすることもできる。
Also in the case of the present embodiment, as in FIG. 16, if the
本発明の積層内部熱交換型反応器は、流れる気体又は液体をその内部で著しく昇温することが可能であり、自動車排ガスの浄化装置、化学工業などの各種分野で利用することができる。 The laminated internal heat exchange reactor of the present invention can remarkably raise the temperature of a flowing gas or liquid inside thereof, and can be used in various fields such as an automobile exhaust gas purification device and the chemical industry.
1:波板 2:平板
3:積層前駆体(積層体) 4:ケーシング
10:山部 11:谷部
12:目詰め部 13:流出開口
14 :スペーサ 15:面状空間
30:往路 31:復路
41:流入口 42:流出口
44:連通空間 100:ヒーター(発熱手段)
1: Corrugated plate 2: Flat plate 3: Laminated precursor (laminate) 4: Casing
10: Yamabe 11: Tanibe
12: Clogging section 13: Outflow opening
14: Spacer 15: Planar space
30: Outbound 31: Return
41: Inlet 42: Outlet
44: Communication space 100: Heater (heating means)
Claims (10)
樹脂とシリコン粉末とを含み該樹脂が溶解したスラリー又は該スラリーにさらに炭化ケイ素粉末を含むスラリーを該積層前駆体に含浸させて含浸体とする含浸工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて該含浸体を加熱し該樹脂を炭素化するとともに該積層前駆体を熱分解して該積層前駆体と略同一形状の炭素質積層前駆体とする炭素化工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて該炭素質積層前駆体を加熱することでシリコンと炭素とを反応させて該炭素質積層前駆体から該積層前駆体と略同一形状で炭化ケイ素質の積層体を形成する焼成工程と、を行い、
流入口と流出口をもつケーシングに、該他端面に開口する該往路が該流入口に連通するとともに該復路を流れる流体が該規制壁によって該流出口へ案内されるように得られた該積層体を封入し、該積層体の該一端面と該ケーシングとの間には該一端面に開口する該往路及び該復路と連通する連通空間を形成し、該連通空間及び該連通空間近傍の該積層体の少なくとも一方に発熱手段を形成することを特徴とする積層内部熱交換型反応器の製造方法。 An inflow side in which a flat plate made of an organic porous material and a corrugated plate made of an organic porous material and having crests and troughs formed alternately are laminated and has a forward path at least between the crests of the corrugated plate and the flat plate Units, the flat plate and the corrugated plate are laminated, and at least an outflow side unit having a return path between the trough portion of the corrugated plate and the flat plate is laminated alternately, and the forward path is formed on one end surface. A precursor forming step of forming a laminated precursor having both of the return paths open and a regulating wall in front of the return path on the other end surface opposite to the one end face;
An impregnation step of impregnating the laminated precursor by impregnating the slurry containing the resin and silicon powder with the resin dissolved or the slurry containing the silicon carbide powder into the slurry;
Carbonization by heating the impregnated body in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to carbonize the resin and pyrolyzing the laminated precursor to form a carbonaceous laminated precursor having substantially the same shape as the laminated precursor Process,
The carbonaceous laminate precursor is heated in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to cause silicon and carbon to react to form a silicon carbide laminate having the same shape as the laminate precursor from the carbonaceous laminate precursor. A firing step for forming a body,
The laminated body obtained in a casing having an inlet and an outlet, such that the forward path opened to the other end surface communicates with the inlet and the fluid flowing through the return path is guided to the outlet by the restriction wall A communication space is formed between the one end surface of the laminate and the casing, and a communication space communicating with the forward path and the return path is formed in the one end surface, and the communication space and the vicinity of the communication space are formed. A method for producing a laminated internal heat exchange reactor, wherein a heating means is formed on at least one of the laminated bodies.
樹脂を溶解状態で含む溶液又は該溶液にさらに炭化ケイ素粉末を含むスラリーを該積層前駆体に含浸させて含浸体とする含浸工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて該含浸体を加熱し該樹脂を炭素化するとともに該積層前駆体を熱分解して該積層前駆体と略同一形状の炭素質積層前駆体とする炭素化工程と、
真空中又は非酸化性雰囲気中にて該炭素質積層前駆体に溶融シリコンを含浸させシリコンと炭素とを反応させて該炭素質積層前駆体から該積層前駆体と略同一形状で炭化ケイ素質の積層体を形成する溶融含浸工程と、を行い、
流入口と流出口をもつケーシングに、該他端面に開口する該往路が該流入口に連通するとともに該復路を流れる流体が該規制壁によって該流出口へ案内されるように得られた該積層体を封入し、該積層体の該一端面と該ケーシングとの間には該一端面に開口する往路及び復路と連通する連通空間を形成し、該連通空間及び該連通空間近傍の該積層体の少なくとも一方に発熱手段を形成することを特徴とする積層内部熱交換型反応器の製造方法。 An inflow side in which a flat plate made of an organic porous material and a corrugated plate made of an organic porous material and having crests and troughs formed alternately are laminated and has a forward path at least between the crests of the corrugated plate and the flat plate Units, the flat plate and the corrugated plate are laminated, and at least an outflow side unit having a return path between the trough portion of the corrugated plate and the flat plate is laminated alternately, and the forward path is formed on one end surface. A precursor forming step of forming a laminated precursor having a restriction wall in front of the return path on the other end face opposite to the one end face, the return path being open;
An impregnation step in which a solution containing a resin in a dissolved state or a slurry containing a silicon carbide powder in the solution is further impregnated into the laminated precursor to form an impregnated body;
Carbonization by heating the impregnated body in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to carbonize the resin and pyrolyzing the laminated precursor to form a carbonaceous laminated precursor having substantially the same shape as the laminated precursor Process,
The carbonaceous laminated precursor is impregnated with molten silicon in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere, and silicon and carbon are reacted to form a silicon carbide-like material having substantially the same shape as the laminated precursor from the carbonaceous laminated precursor. Performing a melt impregnation step to form a laminate,
The laminated body obtained in a casing having an inlet and an outlet, such that the forward path opened to the other end surface communicates with the inlet and the fluid flowing through the return path is guided to the outlet by the restriction wall A communication space is formed between the one end face of the laminate and the casing, and a communication space communicating with the forward path and the return path is opened at the one end face, and the communication space and the laminate in the vicinity of the communication space are formed. A method for producing a laminated internal heat exchange reactor, wherein a heat generating means is formed on at least one of the above.
該積層体は、該平板と該波板とが積層され少なくとも該波板の山部と該平板との間に往路を有する流入側ユニットと、該平板と該波板とが積層され少なくとも該波板の谷部と該平板との間に復路を有する流出側ユニットと、が交互に積層されてなり、
該積層体の一端面には該往路と該復路が開口し、該一端面と反対側の他端面には該復路の前方に規制壁をもち、該積層体の該一端面と該ケーシングとの間には該往路及び該復路と連通する連通空間が形成され、該連通空間の内部及び該連通空間近傍の該積層体の少なくとも一方には発熱手段を有し、
該流入口から流入した流体が、該他端面に開口する該往路から該連通空間へ流入し、該往路内で該連通空間に流入する前に該復路を流れる流体から熱を受け取って温度上昇し、該連通空間から該復路へ流入する際に該発熱手段による加熱によってさらに温度上昇し、該復路内で該往路に熱を渡すことにより次第に降温し、該規制壁に案内されて該流出口から流出することを特徴とする積層内部熱交換型反応器。 A flat plate made of silicon carbide-based ceramics and a corrugated plate made of silicon carbide-based ceramics and having ridges and valleys formed alternately are laminated by the manufacturing method according to claim 1. A laminated body having a large number of flow paths partitioned by the crests and valleys of the corrugated sheet and the flat plate, and a casing having an inlet and an outlet in which the laminated body is enclosed. A laminated internal heat exchange reactor,
The laminated body is formed by laminating the flat plate and the corrugated plate and at least the inflow side unit having a forward path between the peak portion of the corrugated plate and the flat plate, and the flat plate and the corrugated plate are laminated. Outflow side units having a return path between the valleys of the plate and the flat plate are alternately stacked,
The forward path and the return path are open at one end face of the laminate, and the other end face opposite to the one end face has a regulating wall in front of the return path, and the one end face of the laminate and the casing A communication space communicating with the forward path and the return path is formed between, and at least one of the stacked body in the vicinity of the communication space and in the vicinity of the communication space has a heating means,
The fluid flowing in from the inflow port flows into the communication space from the forward path opened at the other end surface, and receives the heat from the fluid flowing in the return path before flowing into the communication space in the forward path, and the temperature rises. The temperature further rises due to heating by the heat generating means when flowing into the return path from the communication space, and the temperature gradually decreases by passing heat to the forward path in the return path, and is guided by the regulation wall from the outlet. A laminated internal heat exchange reactor characterized by flowing out.
前記ケーシングの前記流入口と前記流出口は互いに平行に形成され、積層方向に該閉塞部と該開放部とが交互に形成された流入ブロックが前記流入口に連通し、該流入ブロックに隣接し積層方向に該開放部と該閉塞部とが交互に形成された流出ブロックが前記流出口に連通している請求項6に記載の積層内部熱交換型反応器。 The laminated body is formed by alternately laminating the flat plate and the corrugated plate, and each corrugated plate has a plurality of adjacent crest portions and closed portions in which the trough portions are blocked, and a plurality of adjacent crest portions. Each of the one end face side, and the laminated body is alternately formed with the closed portions and the open portions in a checkered pattern in the stacking direction,
The inlet and the outlet of the casing are formed in parallel to each other, and an inflow block in which the closed portions and the open portions are alternately formed in the stacking direction communicates with the inflow port and is adjacent to the inflow block. The stacked internal heat exchange reactor according to claim 6, wherein an outflow block in which the open portions and the closed portions are alternately formed in the stacking direction communicates with the outflow port.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014016083A (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Heat exchanger |
WO2015129936A1 (en) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 주식회사 포스비 | Reactor, channel-type stack for heat exchanger, and method for manufacturing same |
KR20160060837A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-31 | 한국에너지기술연구원 | Heat exchange reactor and method for producing the same |
CN109678515A (en) * | 2019-01-31 | 2019-04-26 | 邱洪 | Silicon carbide ceramics continuous flow reactor/condenser and its manufacturing method |
CN110425916A (en) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 华北理工大学 | Three kinds of stacked heat exchangers of parallel fluid |
CN113423492A (en) * | 2019-02-21 | 2021-09-21 | 科氏-格利奇有限合伙公司 | Countercurrent contacting device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001226174A (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-21 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | Method for producing silicon carbide-based heat resistant, lightweight porous structural material |
JP2005047014A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Hitachi Chem Co Ltd | Corrugated cardboard laminate, silicon carbide heat exchanger part using it and its manufacturing method |
JP2008157592A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Stacked integrated self heat exchange structure |
-
2009
- 2009-12-21 JP JP2009289312A patent/JP2011126756A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001226174A (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-21 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | Method for producing silicon carbide-based heat resistant, lightweight porous structural material |
JP2005047014A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Hitachi Chem Co Ltd | Corrugated cardboard laminate, silicon carbide heat exchanger part using it and its manufacturing method |
JP2008157592A (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Stacked integrated self heat exchange structure |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014016083A (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Heat exchanger |
WO2015129936A1 (en) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 주식회사 포스비 | Reactor, channel-type stack for heat exchanger, and method for manufacturing same |
KR20160060837A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-31 | 한국에너지기술연구원 | Heat exchange reactor and method for producing the same |
KR101655889B1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-09-09 | 한국에너지기술연구원 | Heat exchange reactor and method for producing the same |
US9643288B2 (en) | 2014-11-20 | 2017-05-09 | Korea Institute Of Energy Research | Heat exchange reactor using thin plate provided with flow path therein and method of manufacturing the same |
CN109678515A (en) * | 2019-01-31 | 2019-04-26 | 邱洪 | Silicon carbide ceramics continuous flow reactor/condenser and its manufacturing method |
CN113423492A (en) * | 2019-02-21 | 2021-09-21 | 科氏-格利奇有限合伙公司 | Countercurrent contacting device |
CN110425916A (en) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 华北理工大学 | Three kinds of stacked heat exchangers of parallel fluid |
CN110425916B (en) * | 2019-08-30 | 2024-01-30 | 华北理工大学 | Three-fluid parallel stacked heat exchanger |
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