JP2553114B2 - 焼成セラミック材料からなる熱交換器モジユール - Google Patents

焼成セラミック材料からなる熱交換器モジユール

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、打ち抜き加工され薄板状にされた未焼成の
セラミック製カードの積層体を焼成して製造される、焼
成セラミック材料からなる熱交換器モジュールに関す
る。
上記した種の熱交換器は西ドイツ特許公開第31 36 25
3号公報から知られている。これらの熱交換器はセラミ
ック製の薄片乃至はカードで製造され、それらに流路が
打ち抜かれ又は打ち出されており、それらは薄板補助手
段によって互いに結合されている。その様にして得た熱
交換器ブロックは、先ず加熱され、有機成分が200〜300
℃で完全に焼去される。引き続いてこのブロックは1200
から1700℃で焼成される。しかしブロックの構築のた
め、未焼成及び焼成したブロックを再後処理加工せねば
ならず且つ通路の清掃を不便にならしめる多数の異なっ
たカードパターンが存在するという欠点がある。
本発明はこの欠点を無くす手段を提案しようとするも
のである。熱交換器は最小のカードパターンで構築可能
とし、そして粒子を多量含んだガス流のため並びに液体
−ガス及び液体−液体間の熱交換のためにも同じ様に適
用しうるものとすべきである。
この課題は、積層体が少なくとも２枚のカードからで
きており、それらカードは、カードを積み重ねた時に管
状の通路を形成する第１の切欠きと、複数の第２の切欠
きとを備えており、これら第２の切欠きが、第１の切欠
きの周りに配設されており且つカードを積み重ねた時に
隣のカードの第２の切欠きと部分的に重なっており、そ
の際カード面内に位置する通路が形成されており、それ
らの通路が管状の通路を取り囲んでいる様な熱交換器モ
ジュールとすることによって解決される。
第２の切欠きはスリット状又は角形に形成しても良
い。角形切欠きの内側に第１の切欠きに対して同心的で
あるような円形の境界部を設けることも出来る。第１の
カードの第２の切欠きをスリット状にし、第２のカード
の第２の切欠きを円形に形成することも可能である。こ
れらのスリットは第１の切欠きの直径の１から３倍の長
さを有するようにするのが良い。
本発明によって達成される長所は本質的には、モジュ
ールを１から最大２つのカードパターンから構成出来る
という点にある。スペーサー及びバッフル板を打ち抜い
たり位置決めはしなくてよい。その様なモジュールで出
来た熱交換器システムの構造が簡単となり、個々のカー
ド間を大きな面積で結合することによってモジュール内
での物質の相互の流れが確実に密閉（シール）されるこ
とになる。熱い媒体用の管状で直線状の通路（第１の切
欠き）及びスリット状の通路の周りに、モジュールの高
さに渡って一緒に薄板を重ねられるように柱体及び管を
形成する充分な材料が残り、これらモジュールは高圧下
で圧縮され、それによって薄板状の欠陥が避けられるこ
とになる。必要な場合には、２回目の焼成によって、ま
た例えばシリコン又はうわぐすりの様なシール剤を熱い
媒体用とした管状の通路を介してモジュールの内部に導
入することによって、焼成したモジュールの密閉性を改
良することが出来る。本発明の熱交換器モジュールは熱
交換器システムを構成するのに特に良く適している。そ
の際モジュールは柱体になるように上下に重ねて置くの
がより目的に叶っている。この配置の場合熱い媒体は柱
体状の構造によって直線的に通流される。モジュール相
互のシールはまた一方で有機又は無機の接着剤、モルタ
ル、ガラス等で接着することによっても行うことができ
る。しかしまた繊維コード、繊維紙、Ｏ−リング−Ｃ−
パッキン等の普通のシール部材も適している。シール面
を構造化又は研磨することが出来る。熱交換器ケーシン
グ内に任意に多数の柱体を組込むことができる。その際
熱膨張を補償するため弾性部材でもって固定支持体に対
して個々の柱体を支持すれば充分である。相互に柱体を
しっかりと結合する必要はない。これらの柱体はしかし
ながらモジュールの案内溝内に押し込まれた案内部材を
介して位置決めすることが出来る。冷たい媒体がある柱
体から次の柱体への移行する際常にモジュール内部に導
かれるように、案内部材を形成することができる。熱交
換器ケーシングの形状付けによって柱体の形態を変えず
に、例えば交差する流れから逆に交差する流れに熱交換
器の差動態様を変えることができる。
次に本発明を唯一つの実施態様を示す図面を用いて詳
細に説明する。
第１図に従うカードパターンは第１の切欠きとして円
形の切欠き１と、これらの周りに第２の切欠きとして角
形に形成された切欠き２とを備えており、その際角形切
欠きの内側は円形の境界部３として形成されている。こ
れらのカードから２種類の積層体a,a′が形成され、積
層体ａ′は、積層体ａのカードを裏返すことによって生
ずる。熱交換器モジュールは積層体a,a′のカードを交
互に積み重ねることによって構成される。その際貫通す
る管状の通路12と、これに対し直角にスリット状の通路
13とが生じ、このスリット状の通路は管状の通路を取り
囲み、そして交互に１つの又は複数のカード面内に位置
する。
第４図による熱交換器モジュールも似たように構成さ
れている。このモジュールは第２図に従う熱交換器モジ
ュールとカードパターンだけが違っている。円形の第１
の切欠き１の周りにスリット状の第２の切欠き４が設け
られている（第３図）。熱交換器モジュールは積層体b,
b′のカードを交互に積み重ねることによって構成され
る。
第６図に従う熱交換器モジュールは、交互に積層され
る互いに異なる２つのカードパターン５と６とから構成
されている。カードパターン５は円形の第１の切欠き１
とこの周りにスリット状の第２の切欠き７とを備え、一
方第２のカードパターン６は円形の第１の切欠き１と、
円形の第２の切欠き８とを備えている。両方のカードパ
ターンを交互に積み重ねた時切欠き１は管状の通路12を
形成し、一方切欠き８はそれぞれスリット７の４つの向
かい合う端部を橋渡しし、それによってカード面にスリ
ット状の通路13を形成する。
通路の流通方向がほぼ管状通路12に対して横方向に延
びるその通路13の高さは、積層体a,a′,b,b′乃至はカ
ードパターン５又は６の複数のカードを重ねて層にする
ことによって変えることが出来る。カード縁部（第1,3,
5,8図）におけるパーフォレーション９は積層体補助
具、案内部材、組立補助具10等を収容するのに役立てる
ことができる。
第７図及び第８図による熱交換器システムでは熱交換
器モジュール14が柱体16に成るように纒められており、
これら柱体は互いに平行にケーシング15の中に配設され
ている。個々の柱体16は互いに並んで且つケーシング15
に対して案内部材として形成することも出来る組立補助
具10によって位置が整うように固定されている。１つの
柱体16のモジュール14の間にはシール11が設けられ、熱
交換器媒体が混ざり合わないようにしている。ケーシン
グ15に対して個々の柱対16の端部が同じくシール11によ
って密閉されている。温度に原因する柱体16の縦方向の
膨張を吸収するために、柱体16は支持体部材17,17′上
に設けられ、これらの支持体部材は柱体16に対してはシ
ール11を用いて、そしてケーシング15に対してはシール
11′,18及び19を用いて密閉されている。支持体部材1
7′が直接シール11′を介してケーシング15に支持され
ており、一方支持体部材17はバネ20を介してケーシング
15に支持されている。21は冷たい媒体の流通方向を指示
し、22は熱い媒体の流通方向を示している。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱交換器モジュールを構成するための同じパタ
ーンを有する打ち抜き加工をしたカードを示し、第２図
は熱交換器モジュールの第１図に従う断面II−IIを示
し、第３図は熱交換器モジュールを構成するため同じパ
ターンを有する交互に打ち抜き加工したカードを示し、
第４図は熱交換器モジュールの第３図に従う断面IV−IV
を示し、第５図は熱交換器モジュールを構成するため２
つのカードパターンを有する別の形状の物を示し、第６
図は熱交換器モジュールの第５図に従う断面VI−VIを示
し、第７図は従うカードでできた熱交換器モジュールか
ら構成された熱交換器システムで、しかも第８図の断面
VII−VIIを示し、そして第８図は第７図の断面VIII−VI
IIを示すものである。 図中参照番号 １……円形の切欠き ２……角形の切欠き ３……円形の境界部 4,7……スリット状の切欠き 5,6……カードパターン ８……円形の第２の切欠き ９……パーフォレーション 10……組立補助具 11,11′……シール 12……管状の通路 13……スリット状の通路 14……モジュール 15……ケーシング 16……柱体 17,17′……支持体部材 18,19……シール 20……バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−291893（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−119193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−251395（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−165474（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】打ち抜き加工された薄板状にされた未焼成
    のセラミック製カードの積層体を焼成して製造される、
    焼成セラミック材料からなる熱交換器モジュールにおい
    て、積層体が少なくとも２枚のカードからできており、
    それらカードは、カードを積み重ねた時に管状の通路
    （12）を形成する第１の切欠き（１）と、複数の第２の
    切欠き（2,4,7,8）とを備えており、これら第２の切欠
    きが、第１の切欠き（１）の周りに配設されており且つ
    カードを積み重ねた時に隣のカードの第２の切欠き（2,
    4,7）と部分的に重なっており、その際カード面内に位
    置する通路（13）が形成されており、それらの通路が管
    状の通路（12）を取り囲んでいることを特徴とする熱交
    換器モジュール。
  2. 【請求項２】第２の切欠き（4,7）がスリット状に形成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の熱交換器モジュール。
  3. 【請求項３】第２の切欠き（２）が角形に形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱交
    換器モジュール。
  4. 【請求項４】角形の切欠きの内側が円形の境界部（３）
    を備え、その境界部が第１の切欠き（１）に対して同心
    的に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
    ３項に記載の熱交換器モジュール。
  5. 【請求項５】第１のカード（５）の第２の切欠き（７）
    がスリット状に形成されており、第２のカード（６）の
    第２の切欠き（８）が円形に形成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器モジュー
    ル。
  6. 【請求項６】通路（12）を形成する第１の切欠き（１）
    が円形であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の熱交換器モジュール。
  7. 【請求項７】第１の切欠き（１）が互いに直角に設けた
    ４つのスリット（4,7）によって取り囲まれていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器モ
    ジュール。
  8. 【請求項８】スリット（4,7）が第１の切欠き（１）の
    直径の１から３倍の長さを有していることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載の熱交換器モジュール。
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