JP2709709B2 - セラミック熱交換器の製造方法 - Google Patents
セラミック熱交換器の製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/04—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of ceramic; of concrete; of natural stone
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、給湯装置、ラジエータ等への使用に適した
セラミック熱交換器の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来から用いられている熱交換器としては金属製のも
のが主流なしており、例えば銅製の板とパイプとを多数
個組合せたものがあり、また最近では耐熱、耐蝕性をも
ったセラミック材で構成したもの例えば特開昭62−7003
5、特開昭62−70042などがすでに提案されている。これ
ら公報に示されたセラミック製構造体（熱交換器）では
セラミックから成る波板を多数枚積層してハニカム体を
形成し、該ハニカム体にセラミック製のチューブを多数
本挿入したものである。 このような熱交換器の製造方法として第６図、第７図
に示すようにセラミック製のハニカム体Ｈに予めチュー
ブ挿入孔Ｆを所定の位置、孔径のもとに穿設しておき、
そのチューブ挿入孔Ｆに対し、セラミック製のチューブ
Ｔをねじ込んだ後、外周における交叉部にてガラス付け
など接合材Ｂでもって両者を固定したものなどが多く提
案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のうち、昔から使用されている金属製の熱交換器
にあっては、耐熱製がないことから高温下での使用が難
しい、その結果、熱交換効率が悪いばかりでなく、腐蝕
性物質を含んだ排ガス、排液などが接触することによっ
て腐蝕し、寿命の短いものとなる。 一方、セラミック製のハニカム体にセラミック製のパ
イプを挿通して構成した熱交換器にあっては、高温特
性、耐蝕性の面ではすぐれているものの、パイプとハニ
カム体の各格子（フィン）がすべてにわたって良好なに
熱伝導のものに接合した状態にはなっていない。即ち、
第７図に示したようにパイプＴとハニカム体Ｈとは外周
における交叉部だけで接合されるため熱交換効率が非常
に低いという欠点があった。 しかも、ハニカム体も当初から熱交換器としての形
状、大きさに見合ったものを用いるため製造装置が大が
かりとなり、かつ歩留りも悪いという不都合があった。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点に鑑みて、押出し成形により焼成工程を経
て製作したSiC又はAlN製など熱伝導率の大きいセラミッ
ク材から成る小区分のハニカム構造体に各々フィン溝を
形成しておき、該溝中に、予め接着剤が表面にコーティ
ングされたセラミックパイプを介装せしめた後、他のハ
ニカム構造体を組み重ねて焼成すくことでもってセラミ
ック製交換器の製造することを特徴とする。 〔実施例〕 以下、図により本発明実施例を具体的に説明する。 第１図には熱交換器を構成するセラミック材から成る
焼結体パイプ１を示し、この焼結体パイプ１の外径は16
mm程度の大きさで、SiC,AlNなどのセラミック原料粉末
に適量の焼結助剤、粘結材を加えたものを混練して得た
混練物を所定の金型より押出し成形することにより得た
成形体を各セラミック体に適合した温度、雰囲気中にて
焼成した得たものであり、しかる後、焼結体パイプ１の
外表面に接合剤としてのガラス材から成るガラスペース
ト２を予め塗着しておく。 一方、上記同様SiC,AlNなどのセラミック原料粉末に
適量の焼結助剤や粘結剤を加えて錬った混練物を所定の
金型により押出し成形したもの焼成することによって第
２図に示したハニカム構造体３を得る。この後、所定の
方向に半円型のフィン溝４を切削加工などによって形成
する。また、中間層を形成するハニカム構造体3aには上
下両側にフィン溝4aが形成してあり、またハニカム構造
体3bにはフィン溝4bが形成したものであるが、実質的に
は上記ハニカム構造体３と同様のものである。 このようなハニカム構造体3,3a,3bは各々のフィン溝
4,4a,4bに上記焼結体パイプ１がそれぞれ介装された状
態のもとに焼成されることにより焼結一体化され、また
焼結体パイプ１はその外表面に予め塗着してある接合剤
が溶着することによりハニカム構造体3,3a,3bのフィン
溝4,4a,4bにおける、すべてのフィンと外表面が接合し
た状態のもとに接合される。すなわち、第５図に示した
ようにハニカム構造ブロック体30に焼結体パイプ１が良
好に接合した状態のもとに挿入され、一体化した構成体
が製造される。 ところで、上述の製造方法により製造した第３図に示
した熱交換器と、第７図に示したごときパイプＴをハニ
カム体Ｈに挿入し、外周部のみを接合剤Ｂを接合して製
造した熱交換器とを同一諸元と同一条件のもとに熱交換
効率を測定したところ本発明製造方法による熱交換器の
方が５〜15％効率が高いことが確認された。 〔発明の効果〕 叙上のように、SiC,AlNなどの焼結体パイプの表面に
予め接合剤を塗着しておき、そのハイプを同じくSiC又
はAlN製のハニカム構造体に形成したフィン溝中に介装
せしめ、同様の他のハニカム構造体を所要数積層後、焼
成する工程でもってセラミック熱交換器を製造すること
から、焼結体パイプとハニカム構造体の各フィンとを完
全に接合することができ、しかも製造が容易で歩留りが
高く、量産性に富み、高性能で安価てやセラミック熱交
換器を提供することができる。
セラミック熱交換器の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来から用いられている熱交換器としては金属製のも
のが主流なしており、例えば銅製の板とパイプとを多数
個組合せたものがあり、また最近では耐熱、耐蝕性をも
ったセラミック材で構成したもの例えば特開昭62−7003
5、特開昭62−70042などがすでに提案されている。これ
ら公報に示されたセラミック製構造体（熱交換器）では
セラミックから成る波板を多数枚積層してハニカム体を
形成し、該ハニカム体にセラミック製のチューブを多数
本挿入したものである。 このような熱交換器の製造方法として第６図、第７図
に示すようにセラミック製のハニカム体Ｈに予めチュー
ブ挿入孔Ｆを所定の位置、孔径のもとに穿設しておき、
そのチューブ挿入孔Ｆに対し、セラミック製のチューブ
Ｔをねじ込んだ後、外周における交叉部にてガラス付け
など接合材Ｂでもって両者を固定したものなどが多く提
案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のうち、昔から使用されている金属製の熱交換器
にあっては、耐熱製がないことから高温下での使用が難
しい、その結果、熱交換効率が悪いばかりでなく、腐蝕
性物質を含んだ排ガス、排液などが接触することによっ
て腐蝕し、寿命の短いものとなる。 一方、セラミック製のハニカム体にセラミック製のパ
イプを挿通して構成した熱交換器にあっては、高温特
性、耐蝕性の面ではすぐれているものの、パイプとハニ
カム体の各格子（フィン）がすべてにわたって良好なに
熱伝導のものに接合した状態にはなっていない。即ち、
第７図に示したようにパイプＴとハニカム体Ｈとは外周
における交叉部だけで接合されるため熱交換効率が非常
に低いという欠点があった。 しかも、ハニカム体も当初から熱交換器としての形
状、大きさに見合ったものを用いるため製造装置が大が
かりとなり、かつ歩留りも悪いという不都合があった。 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点に鑑みて、押出し成形により焼成工程を経
て製作したSiC又はAlN製など熱伝導率の大きいセラミッ
ク材から成る小区分のハニカム構造体に各々フィン溝を
形成しておき、該溝中に、予め接着剤が表面にコーティ
ングされたセラミックパイプを介装せしめた後、他のハ
ニカム構造体を組み重ねて焼成すくことでもってセラミ
ック製交換器の製造することを特徴とする。 〔実施例〕 以下、図により本発明実施例を具体的に説明する。 第１図には熱交換器を構成するセラミック材から成る
焼結体パイプ１を示し、この焼結体パイプ１の外径は16
mm程度の大きさで、SiC,AlNなどのセラミック原料粉末
に適量の焼結助剤、粘結材を加えたものを混練して得た
混練物を所定の金型より押出し成形することにより得た
成形体を各セラミック体に適合した温度、雰囲気中にて
焼成した得たものであり、しかる後、焼結体パイプ１の
外表面に接合剤としてのガラス材から成るガラスペース
ト２を予め塗着しておく。 一方、上記同様SiC,AlNなどのセラミック原料粉末に
適量の焼結助剤や粘結剤を加えて錬った混練物を所定の
金型により押出し成形したもの焼成することによって第
２図に示したハニカム構造体３を得る。この後、所定の
方向に半円型のフィン溝４を切削加工などによって形成
する。また、中間層を形成するハニカム構造体3aには上
下両側にフィン溝4aが形成してあり、またハニカム構造
体3bにはフィン溝4bが形成したものであるが、実質的に
は上記ハニカム構造体３と同様のものである。 このようなハニカム構造体3,3a,3bは各々のフィン溝
4,4a,4bに上記焼結体パイプ１がそれぞれ介装された状
態のもとに焼成されることにより焼結一体化され、また
焼結体パイプ１はその外表面に予め塗着してある接合剤
が溶着することによりハニカム構造体3,3a,3bのフィン
溝4,4a,4bにおける、すべてのフィンと外表面が接合し
た状態のもとに接合される。すなわち、第５図に示した
ようにハニカム構造ブロック体30に焼結体パイプ１が良
好に接合した状態のもとに挿入され、一体化した構成体
が製造される。 ところで、上述の製造方法により製造した第３図に示
した熱交換器と、第７図に示したごときパイプＴをハニ
カム体Ｈに挿入し、外周部のみを接合剤Ｂを接合して製
造した熱交換器とを同一諸元と同一条件のもとに熱交換
効率を測定したところ本発明製造方法による熱交換器の
方が５〜15％効率が高いことが確認された。 〔発明の効果〕 叙上のように、SiC,AlNなどの焼結体パイプの表面に
予め接合剤を塗着しておき、そのハイプを同じくSiC又
はAlN製のハニカム構造体に形成したフィン溝中に介装
せしめ、同様の他のハニカム構造体を所要数積層後、焼
成する工程でもってセラミック熱交換器を製造すること
から、焼結体パイプとハニカム構造体の各フィンとを完
全に接合することができ、しかも製造が容易で歩留りが
高く、量産性に富み、高性能で安価てやセラミック熱交
換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第４図は本発明によるセラミック熱交換器の
製造方法の工程を説明するための図、第５図は本発明に
かかる製造方法により製造したセラミック熱交換器の斜
視図、第６図は従来例にかかるセラミック熱交換器の製
造方法を説明するための図、第７図は従来の製造方法に
より製造したセラミック熱交換器の例を示す斜視図であ
る。 1:焼結体パイプ 3,3a,3b:ハニカム構造体 2:接合剤
製造方法の工程を説明するための図、第５図は本発明に
かかる製造方法により製造したセラミック熱交換器の斜
視図、第６図は従来例にかかるセラミック熱交換器の製
造方法を説明するための図、第７図は従来の製造方法に
より製造したセラミック熱交換器の例を示す斜視図であ
る。 1:焼結体パイプ 3,3a,3b:ハニカム構造体 2:接合剤
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｃ０４Ｂ 35/56 １０１Ｓ
１０１Ｙ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．押出し成形工程と焼成工程により得たSiC又はAlN製
の焼結体パイプを、押出し成形工程によって得たSiC又
はAlN製のハニカム構造体に形成したフィン溝中に介装
せしめ、さらに上記と同様の他のハニカム構造体を積層
後、焼成する工程より成るセラミック熱交換器の製造方
法。 ２．フィン溝中に介装せしめる焼結体パイプに予め該焼
結体パイプと同材質を主成分としたペースト、ガラスペ
ーストなどの接合剤が塗布されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のセラミック熱交換器の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304094A JP2709709B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | セラミック熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304094A JP2709709B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | セラミック熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01146624A JPH01146624A (ja) | 1989-06-08 |
| JP2709709B2 true JP2709709B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=17928949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62304094A Expired - Fee Related JP2709709B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | セラミック熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709709B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102439389A (zh) * | 2009-03-23 | 2012-05-02 | 株式会社Ihi | 陶瓷热交换器及其制造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012100810A1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-02 | Schaffner Emv Ag | A cooling component for a transformer comprising ceramic |
| DE102021213689B4 (de) * | 2021-12-02 | 2023-06-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Kühlvorrichtung zum Kühlen einer zu kühlenden Einheit und Verfahren zum Herstellen einer Kühlvorrichtung |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62304094A patent/JP2709709B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102439389A (zh) * | 2009-03-23 | 2012-05-02 | 株式会社Ihi | 陶瓷热交换器及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01146624A (ja) | 1989-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |