JPH0238880B2 - Tankakeisoshitsunetsukokanki - Google Patents
TankakeisoshitsunetsukokankiInfo
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- JPH0238880B2 JPH0238880B2 JP15776882A JP15776882A JPH0238880B2 JP H0238880 B2 JPH0238880 B2 JP H0238880B2 JP 15776882 A JP15776882 A JP 15776882A JP 15776882 A JP15776882 A JP 15776882A JP H0238880 B2 JPH0238880 B2 JP H0238880B2
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- silicon carbide
- heat exchanger
- silicon
- fibrous
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化珪素からなる熱交換器の改良に
かゝるものである。
かゝるものである。
通常、熱交換器は高熱伝導性を有するものとし
て銅、銅合金等が低温用として、又、1000℃以下
の高温用としてハステロイ・インコネル等の金属
材料が使用されている。又、1000℃を越えるよう
な高温用には金属材料では耐熱限界を越えるとこ
ろから、コージライト、炭化珪素等のセラミツク
材料が知られている。
て銅、銅合金等が低温用として、又、1000℃以下
の高温用としてハステロイ・インコネル等の金属
材料が使用されている。又、1000℃を越えるよう
な高温用には金属材料では耐熱限界を越えるとこ
ろから、コージライト、炭化珪素等のセラミツク
材料が知られている。
セラミツク材料は一般に耐熱耐蝕性にすぐれて
いるが、例えば溶接等の加工性に難点があり、複
雑な形状には適していない。又、熱交換器は高度
の信頼性が要求され、しかも長寿命であることが
求められているが、必ずしも従来のセラミツク材
料では満足すべきものは得られていない。
いるが、例えば溶接等の加工性に難点があり、複
雑な形状には適していない。又、熱交換器は高度
の信頼性が要求され、しかも長寿命であることが
求められているが、必ずしも従来のセラミツク材
料では満足すべきものは得られていない。
例えば、コージライト質のものは耐熱耐スポー
リング性は満足できるにしても複合成分素地から
作られているため均質性に乏しく、又、炭化珪素
質のものは熱伝導性は良好であるが粘土等で焼結
したものであるため熱間荷重に弱く、特に通気性
に難点があり、更には高温における耐酸化性ひい
ては強度の低下等解決すべき課題が多く、実用に
至つていないのが実状である。
リング性は満足できるにしても複合成分素地から
作られているため均質性に乏しく、又、炭化珪素
質のものは熱伝導性は良好であるが粘土等で焼結
したものであるため熱間荷重に弱く、特に通気性
に難点があり、更には高温における耐酸化性ひい
ては強度の低下等解決すべき課題が多く、実用に
至つていないのが実状である。
本発明は炭化珪素の持つ特性を充分に生かすべ
くその欠点を究明し、これを改善することによつ
て従来に見られない炭化珪素質熱交換器を開発し
たもので、炭化珪素の繊維を使用し、金属シリコ
ンと共存させることによつて、特に高温における
耐酸化性、あるいは強度を高めたものである。
くその欠点を究明し、これを改善することによつ
て従来に見られない炭化珪素質熱交換器を開発し
たもので、炭化珪素の繊維を使用し、金属シリコ
ンと共存させることによつて、特に高温における
耐酸化性、あるいは強度を高めたものである。
炭化珪素繊維はシランの熱分解に際し、温度制
御することによつてホイスカー状のものが得られ
ることが知られており、それ自体きわめて高い強
度を持つているものである。これを炭化珪素粉中
に配合し高強度材料として利用することも試みら
れているが緻密なものが得難く、実用化されるに
至つていない。
御することによつてホイスカー状のものが得られ
ることが知られており、それ自体きわめて高い強
度を持つているものである。これを炭化珪素粉中
に配合し高強度材料として利用することも試みら
れているが緻密なものが得難く、実用化されるに
至つていない。
本発明においては金属シリコンを共存させるこ
とにより高強度で緻密なものを得ることによつ
て、熱交換器の材料として適したものが得られる
ことを見い出したものである。
とにより高強度で緻密なものを得ることによつ
て、熱交換器の材料として適したものが得られる
ことを見い出したものである。
以下に本発明の実施例を説明する。
直径と長さの比の異なる各種炭化珪素繊維を15
重量％、1200＃の炭化珪素粉55重量％、炭素粉末
30重量％を混合し、これに外率でフエノールレジ
ン７重量％加えエチルアルコールにスラリ状にし
た後、片面が波形になるように鋳込みによつて板
状体を成形した。これを1700℃で溶融シリコンに
接触させ、シリコンを含浸させた。この板状体を
波型方向が直交するように順次積み重ねこれを溶
接して直交型熱交換器を得た。1200℃の排ガスを
供給し、常温の空気を加熱する構造の熱交換器と
してその実用評価を行つた。
重量％、1200＃の炭化珪素粉55重量％、炭素粉末
30重量％を混合し、これに外率でフエノールレジ
ン７重量％加えエチルアルコールにスラリ状にし
た後、片面が波形になるように鋳込みによつて板
状体を成形した。これを1700℃で溶融シリコンに
接触させ、シリコンを含浸させた。この板状体を
波型方向が直交するように順次積み重ねこれを溶
接して直交型熱交換器を得た。1200℃の排ガスを
供給し、常温の空気を加熱する構造の熱交換器と
してその実用評価を行つた。
一方、炭化珪素繊維を配合しないで同じ製造法
により同一寸法の熱交換器を用意し、その性能を
比較した。比較した繊維を入れていないものは
150時間後クラツクが発生し、使用に耐えなくな
つたが繊維の入つたものはいずれも750時間以上
の寿命を保ち、大巾な改善がなされた。これが改
善された詳細な理由は不明であるが、酸化に伴な
い表面に形成されるSiO2膜の影響に対し繊維が
引張り応力に対抗できるので成形体の強度バラン
スが崩れず、クラツクの発生を防止したものと思
われる。
により同一寸法の熱交換器を用意し、その性能を
比較した。比較した繊維を入れていないものは
150時間後クラツクが発生し、使用に耐えなくな
つたが繊維の入つたものはいずれも750時間以上
の寿命を保ち、大巾な改善がなされた。これが改
善された詳細な理由は不明であるが、酸化に伴な
い表面に形成されるSiO2膜の影響に対し繊維が
引張り応力に対抗できるので成形体の強度バラン
スが崩れず、クラツクの発生を防止したものと思
われる。
このような効果を示す繊維状炭化珪素の含有割
合は５〜60重量％であることが好ましく、５重量
％未満では繊維を配合した効果が認められず、
又、65重量％を超えると強度が低下し好ましくな
い。金属シリコンは成形体を緻密なガス不透過性
にするためばかりでなく、炭化珪素同志の結合に
も効果があり強度を維持するために必要である。
その量は6.5重量％未満ではその効果が認められ
ず、又、35重量％を超えると相対的に炭化珪素の
量が低下し、耐熱、耐蝕性に問題が生ずるように
なる。繊維状炭化珪素はあらかじめ製造した繊維
を配合したものでもよいが、炭化繊維を配合して
おき、これを溶融シリコンと接触させることによ
つて炭化珪素化させたものでもよい。
合は５〜60重量％であることが好ましく、５重量
％未満では繊維を配合した効果が認められず、
又、65重量％を超えると強度が低下し好ましくな
い。金属シリコンは成形体を緻密なガス不透過性
にするためばかりでなく、炭化珪素同志の結合に
も効果があり強度を維持するために必要である。
その量は6.5重量％未満ではその効果が認められ
ず、又、35重量％を超えると相対的に炭化珪素の
量が低下し、耐熱、耐蝕性に問題が生ずるように
なる。繊維状炭化珪素はあらかじめ製造した繊維
を配合したものでもよいが、炭化繊維を配合して
おき、これを溶融シリコンと接触させることによ
つて炭化珪素化させたものでもよい。
いずれの場合でも繊維の形状は長さ／直径の比
が15以上のものであることが好ましく、15以下で
は成形時に困難が発生するばかりでなく、得られ
る成形体の強度が15以上のものと比較して大巾に
低下することが認められた。
が15以上のものであることが好ましく、15以下で
は成形時に困難が発生するばかりでなく、得られ
る成形体の強度が15以上のものと比較して大巾に
低下することが認められた。
本発明により得られる成形体は前述した直交形
のもの、あるいは二重管式、多管式の熱交換器ば
かりでなく、次代に開発が期待されている自動車
等のガスタービンエンジンの蓄熱式、伝熱式等に
も応用することが可能である。
のもの、あるいは二重管式、多管式の熱交換器ば
かりでなく、次代に開発が期待されている自動車
等のガスタービンエンジンの蓄熱式、伝熱式等に
も応用することが可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温流体によつて隔壁を介して低温流体を加
熱する方式の熱交換器において、該隔壁の少なく
とも一部が、５〜65重量％の繊維状炭化珪素、
6.5〜35重量％の金属シリコンを含むことを特徴
とする炭化珪素質熱交換器。 ２ 繊維状炭化珪素が溶融シリコンによつて炭素
繊維を転化させたものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の炭化珪素質熱交換器。 ３ 炭素繊維がセルローズを炭化させたものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
炭化珪素質熱交換器。 ４ 繊維状炭化珪素が針状炭化珪素であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炭化珪素
質熱交換器。 ５ 繊維状炭化珪素は、長さ／直径が15以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
炭化珪素質熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15776882A JPH0238880B2 (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | Tankakeisoshitsunetsukokanki |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15776882A JPH0238880B2 (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | Tankakeisoshitsunetsukokanki |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946496A JPS5946496A (ja) | 1984-03-15 |
| JPH0238880B2 true JPH0238880B2 (ja) | 1990-09-03 |
Family
ID=15656882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15776882A Expired - Lifetime JPH0238880B2 (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | Tankakeisoshitsunetsukokanki |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0238880B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0435208Y2 (ja) * | 1984-09-26 | 1992-08-20 | ||
| JP4589220B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2010-12-01 | 日立アプライアンス株式会社 | 洗濯乾燥機 |
| JP6502702B2 (ja) * | 2015-02-26 | 2019-04-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱交換エレメント |
-
1982
- 1982-09-10 JP JP15776882A patent/JPH0238880B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5946496A (ja) | 1984-03-15 |
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