JPH02635B2 - - Google Patents

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JPH02635B2
JPH02635B2 JP55125232A JP12523280A JPH02635B2 JP H02635 B2 JPH02635 B2 JP H02635B2 JP 55125232 A JP55125232 A JP 55125232A JP 12523280 A JP12523280 A JP 12523280A JP H02635 B2 JPH02635 B2 JP H02635B2
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Ceraver SA
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広い接触面を有する固定一体型蜂巣
状円筒構造体に関するものであり、この構造体
は、放射状隔壁及び環状隔壁によつて画成された
複数の並列流路を有し、これらの流路によつて同
一流体が流れる少なくとも２つの流路群が形成さ
れている。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、広い接触面を有する固体一体型蜂巣
状円筒構造体に関し、特に熱交換器に使用するも
のであるが、触媒によるガス処理、隔膜を介した
拡散による物質の移動などのような他の用途にも
適用される。
〔従来の技術〕
コークス製造器や炉のガスの熱交換用に用いら
れるこのような蜂巣状円筒構造体は、例えば英国
特許第135549号によつて知られている。従来の蜂
巣状円筒構造体では、種々のガスは構造体の同心
円筒領域を通るため、一方のガスから他方のガス
に熱交換が行なわれるための交換面は比較的小さ
い。従つて、熱の伝達は非常に悪い条件で行なわ
れるため、熱いガスと再加熱された冷たいガスと
の間、及び冷たいガスと再冷却された熱いガスと
の間に大きな温度差が生じる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、この欠点を解消し、更に単位体積あ
たりの交換面が大きく、製造が容易な円筒形蜂巣
状円筒構造体を提供することを目的とする。製造
が簡単であることは、構造体を1200−1400度で使
用するためにセラミツク材で作る場合に特に望ま
しい。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による円筒構造体は、複数の放射状隔壁
と複数の環状隔壁とによつて画成された複数の並
列流路より成る少なくとも２つの流路群の各々が
ある角度間隔をおいて交互に且つ放射状に配置さ
れた流路の集合体で構成されていることを特徴と
する。
本発明の利点は添付図面を参照した下記の説明
から明らかになろうが、それのみに限られるもの
ではない。
〔実施例〕
本発明の実施例を説明する前に、第１図に断面
矩形状の蜂巣構造体を示す。同図において構造体
１の端部は矩形断面となつており、矩形格子で構
成されている。端部面２は平行な列に従つて交互
に選択的に閉塞されている。第１の流体は並列流
路４の端面２から導入され（矢印３）、他の端面
（第１図では隠れている面）から排出される。一
方、第２の流体は並列流路７に通じる側面開口６
から矢印５の方向に導入され（従つて、並列流路
７の端部は塞がれている）、他の面の近傍で横方
向に排出される。熱交換は隣接した２つの流路の
集合体を隔てている隔壁８を通じて行なわれる。
このような構造体は、セラミツク製の場合、押
し出し成型、乾燥、熱処理の過程を経て得られ
る。
又、寸法が小さい矩形構造体の場合、製造が難
しいばかりでなく、辺が12あるために乾燥等の処
理が面によつて不均一となつたり、構造体の機械
的強度が十分でない等の欠陥がある。
次に、本発明による構造体の実施例を第２図に
示す。この構造体では、流路は複数の放射状隔壁
１０と複数の環状隔壁１１によつて画成されてい
る。これらの並列流路によつて夫々別の流体が流
れる２つの放射状流路集合体が構成される。本実
施例の全体的構成は、断面に関しても、また同一
流体が流れる流路の配置に関しても、円筒状であ
る。外面が円筒状なので、乾燥や熱処理が均一に
でき、更に矩形断面の構造体と比較して高い機械
的強度を有する。第２図には、ある角度間隔にし
たがつて交互に且つ放射状に配置された流路の集
合体が図示されている。
本発明の好適な構成体によれば、構造体９は中
空円筒体でできている。この円筒の周辺部は熱交
換に用いられる平行流路の集合体である蜂巣状部
分を形成し、また中央部の空間１２は２つの流体
のうち１つを流入又は流出させる流路となつてい
る。この空間１２は、流体が蜂巣状流路に分散し
て流れるように、その一端の近傍で閉塞されてい
る。この様子は第２図では見えないが、第４図及
び第５図の断面図に示されている。構造体９の両
端には端部１３が設けられており、環状面１４に
よつて構造体９の端まで伸びる全流路を同時に閉
塞し、また開口１５を通じて中央部の空間すなわ
ち中央流路１２に流体を自由に流入、流出させる
ようになつている。この端部１３は防水材（金属
またはセラミツク）でできており、使用温度範囲
に応じて、高温のセラミツク被着、接着、あるい
はガラスを用いたろう付けによつて構造体９に固
着する。
この中央流路１２は常に流路の集合体と連通し
ている必要はない。この点は重要なので以下に説
明を加える。
これまで、例えば回転式熱交換器として用いら
れるセラミツク製蜂巣状流路では、中央流路は単
に中心軸の通路として用いられなかつた。本発明
では、中央流路は、流体のうちの１つを流入ある
いは流出させることができ、更に第１図に示した
構造の場合のように２つの流路群の１つを選択的
に閉塞するのではなく、端部面を完全に閉塞する
ことができるという無視しえない利点があるの
で、その役割は非常に大きい。というのは、選択
的に閉塞することは手が込んで高くつく作業であ
るからである。その上、環状構造におけるこの中
央空間は、流体の通路として用いられるか否かに
かかわらず、製造中又か使用中における構造の寸
法の変化による応力を減少させることができる。
即ち、第２図では、１つの流路群が中央流路１
２と連通しており、その群の流路は端部１３によ
つて同時に閉塞されている。また、もう一方の流
路群は、第２の流体が通るもので、この第２の流
体を流入及び流出させる側面開口１６を有する。
第３図Ａ，Ｂは、本発明による構造体全体の外
観を示したものである。各構造体は、２つの流体
を分けて隔てる隔壁１７を外面上に備えている。
また、第３図Ａの構造体は端部１３の環状面と隣
接して設けられた流体を流入及び流出させるため
の側面開口１６Ａを有し、一方、第３図Ｂの構造
体は同様の側面開口１６Ｂを端部１３の環状面か
らある距離をおいた場所に有する。第３図Ｂの構
造体の場合、製造過程が複雑になるが、端部の強
度を著しく増加することができる。これらの開口
は一般的に研磨加工、フライス加工、また超音
波、レーザーなどを用いる周知の製造方法によつ
て得られる。機械加工は押し出し成形で得られた
未焼結のセラミツク材に対して行われるのが望ま
しい。また、予備焼結（素焼き）又は本焼結した
セラミツク材に対しては超音波やダイヤモンドデ
イスクを用いるのが好ましい。いずれの場合で
も、構造体は所望の機械的強度を得られるように
焼結される。
第４図は、構造体９Ｂを通過する２つの流体の
進路を示すものである。同図において、１８は中
央流路１２を閉塞する防水栓である。断面図の下
部は中央流路１２から流入した流体の循環を示
し、一方、上部は側面開口１６Ｂを介して側面か
ら流入、流出する流体の循環を示す。開口の円形
切欠部は、円形の研削器による隔壁加工の様子を
示している。しかしながら、切断部は他のいかな
る形から選んでもよいことは当然である。
第５図Ａ及びＢは本発明の変更実施例を示して
おり、デイーゼルエンジンからの排気ガスを浄化
するためのフイルタとして用いられる。この変更
例では、中央流路１２から流入した流体の内２つ
の流路群の間にある隔膜を通過して濾過されたも
のが排出されるようになつている。
このような構造体を作成するには、当然浄化す
るガスに適した多孔質を有する材質を用いる。第
５図Ａは流体全体を濾過する場合のものであり、
構造体９Ｃは側面開口を全く備えていない。一
方、第５図Ｂは濾過した流体を排出するためのフ
イルタであり、構造体９′Ｃは排出用の側面開口
１６Ｂを備えている。
第６図Ａ―Ｃは、放射状及び環状隔壁の種々の
例を示す。第６図Ａでは、放射状隔壁１０Ａは直
線状であり放射面内にある。一方、環状隔壁１１
Ａはこの構造体と同心円の円筒面上にある。第６
図Ｂでは、放射状隔壁１０Ｂは直線状であり２個
ずつ平行に配されており、また環状隔壁１１Ｂは
２つの隣接した隔壁１０間で直線状に配置されて
いる。第６図Ｃでは、放射状隔壁１０Ｃは波状で
あり、環状隔壁１１Ｃは同心円の円筒面上にある
が、各対の放射状隔壁１０Ｃ間で互い違いに配さ
れており、波の頂点を結んでいる。
本発明による構造体は、端部を介して流体を導
入し中央流路を通過させ、環状面で流路を同時に
閉塞することができることは既に述べた。場合に
よつて流体を流入させたり流出させたりできるこ
とは、非常に興味深いことであろう。この場合、
各端部の環状面は放射状に選択的に流路を閉塞す
る。これは、放射状で環状のセクター（扇形体）
を組み合わせることによつて得られる。このセク
タターは第６図Ａ，Ｂ，Ｃに部分的に切り取つて
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃで示している。第７図に
示すように、これらのセクターが十分大きけれ
ば、流体間の界面を増加させるために利用するこ
ともできる。このためには、端部の環状面から流
入及び流出する流体が通過する他の流路と通じる
非切断部２０を大きいセクターに設けることがで
きる。この場合、隔壁１０Ｄは直線状であり、非
切断部に対して平行、また他の部分に対しては放
射状に配されている。一方、隔壁１１Ｄは環状で
ある。第８図にあるように、構造体の各側に端部
２１を設けることもできる。この端部２１の環状
縁部２２は、構造体の環状端面の周辺部、より正
確にはセクター１９Ｄに支持されており、また端
部２１の表面は、狭い開口２３を介して外部に通
じる内室を画成する。
第９図は更に別の実施例を示す。同図におい
て、放射状及び環状の隔壁１０Ｅ，１１Ｅは正方
形に近い蜂巣状の流路を画成している。夫々の隔
壁１０Ｅ，１１Ｅ間の相対的間隔は、２つの流体
の差圧の作用により各隔壁が受ける応力に完全に
適合するように選択される。放射状隔陛は、所望
の空気力学的規準に基づいて、夫々の流体に供さ
れる面を分割するように配置される。特に、隔壁
間の距離は各流体の流量と流速とに従つて選択さ
れる。
本発明の構造体には更に２つの補足的利点があ
る。先ず、環状構造であるため高い強度を有する
ので、他のいかなる形の断面を持つ構造体よりも
長い筒体を提供できることである。
もう１つの利点は、断面が円形のため製作段階
においてこの構造体を軸を中心に回転させること
が出来るため、均一に乾燥させるのに非常に効果
があることである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来技術による矩形断面の蜂巣構造
体の一例を示す、切り欠きのある部分透視図、第
２図は、２つの流体のうち１つが中央流路から流
入されるようにした、本発明による蜂巣構造体の
部分透視図、第３図Ａ及びＢは、第２図に示した
構造体を有する筒体全体の図、第４図は、２つの
流体の系路を示すための第３図Ｂの筒体の断面
図、第５図Ａ及びＢは、１つの流体のみが流入さ
れその一部が遮過されて２つの流体として出力さ
れる、例えばデイゼルエンジンの排気ガスの浄化
装置のような濾過装置として用いた本発明の変更
実施例を示す断面図、第６図Ａ，Ｂ，Ｃは、夫々
本発明による構造体の隔壁の種々の部分切り欠き
図、第７図及び第８図は、２つの流体の一方が端
部面を介して流入及び流出されるようにした、本
発明の変更実施例の部分切り欠き図及び透視図、
第９図は、熱エネルギーの蓄積の観点から特に１
つの流体のみを通過させるのに好都合な構造体の
断面がほぼ正方形の流路群の断面図を示す。 図中、９は構造体、１０，１１は隔壁、１２は
中央流路、１３は端部、１４は環状面、１５は開
口である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の放射状隔壁１０と複数の環状隔壁１１
    とで画成され流体が通過する複数の並列流路を有
    し、これらの並列流路は少なくとも２つの流路群
    を構成し、該流路群の各々は、ある角度間隔をお
    いて交互に且つ放射状に配置された上記流路の集
    合体より成ることを特徴とする広い接触面を有す
    る固定一体型蜂巣状円筒構造体。 ２ 前記蜂巣状円筒構造体は中空の円筒から成
    り、該円筒の断面は前記並列流路の集合体で構成
    され、中央部には流体を流入及び流出させる通路
    である空間１２を有し、更に該空間１２は一方の
    端部近傍で防水栓１８によつて遮蔽されている特
    許請求の範囲第１項記載の蜂巣状円筒構造体。 ３ 前記蜂巣状円筒構体は、環状端面を遮蔽し前
    記中央流路１２に自由に流体を流入及び流出させ
    る開口１５を有する端部１３を両端に有する特許
    請求の範囲第２項記載の蜂巣状円筒構造体。 ４ 前記蜂巣状円筒構造体は、流路群の１つが中
    央流路と連通し端部面によつて流路群が同時に閉
    塞されており、別の流路群は流体を流入及び流出
    させる側面開口１６を有する特許請求の範囲第３
    項記載の蜂巣状円筒構造体。 ５ 前記側面開口が端部の環状面１４に隣接して
    配されている特許請求の範囲第４項記載の蜂巣状
    円筒構造体。 ６ 前記側面開口（第４図１６Ｂ）が端部の環状
    面よりある距離をおいて設けられている特許請求
    の範囲第４項記載の蜂巣状円筒構造体。 ７ 前記蜂巣状円筒構造体において、前記２つの
    流路群間の隔膜は、中央流路１２から流入した流
    体が前記隔膜を通ることによつて濾過され、この
    濾過された流体が前記側面開口（第５図Ｂ １６
    Ｂ）から流出されるようになされている特許請求
    の範囲第４ないし６項のいずれかに記載の蜂巣状
    円筒構造体。 ８ 前記蜂巣状円筒構造体において、各端部環状
    面は２つの流体のうち１つが前記環状面（第４図
    １３）を介して流入及び流出するように放射状選
    択的閉塞部を有し、もう一方の流体に関連する流
    路群はこの流体が流入及び流出するための側面開
    口を有する特許請求の範囲第２項記載の蜂巣状円
    筒構造体。 ９ 前記選択的閉塞は放射状で環状のセクターの
    集合体１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃで得られる特許請
    求の範囲第８項記載の蜂巣状円筒構造体。 １０ 前記環状セクターの大きい部分に、端部環
    状面を介して流体が流入及び流出し他の流路に通
    じる非切断部分（第７図２０）を有する特許請求
    の範囲第９項記載の蜂巣状円筒構造体。 １１ 前記蜂巣状円筒構造体は両端に端部（第８
    図２１を有し、この端部２１の環状縁部２２は構
    造体の環状端面の周辺部に支持されており、端部
    ２１の表面は狭い開口２３を介して外部と連通す
    る内室を画成する特許請求の範囲第８ないし１０
    項のいずれかに記載の蜂巣状円筒構造体。 １２ 前記並列流路の放射状隔壁が直線状である
    特許請求の範囲第１ないし１１項のいずれかに記
    載の蜂巣状円筒構造体。 １３ 前記隔壁が放射面内に配されている特許請
    求の範囲第１２項記載の蜂巣状円筒構造体。 １４ 前記隔壁（第６図Ｂ １０Ｂ）が２つずつ
    平行面に配されている特許請求の範囲第１２項記
    載の蜂巣状円筒構造体。 １５ 前記並列流路の放射状隔壁（第６図Ｃ １
    ０Ｃ）が波状である特許請求の範囲第１ないし１
    １項のいずれかに記載の蜂巣状円筒構造体。 １６ 前記並列流路の環状隔壁（第６図Ａ １１
    Ａ）が前記円筒構造体と同心円の円筒面上にある
    特許請求の範囲第１ないし１５項のいずれかに記
    載の蜂巣状円筒構造体。 １７ 前記並列流路の環状隔壁（第６図Ｂ １１
    Ｂ）が２つの隣接した放射状隔壁１０Ｂ間で直線
    状に配置されている特許請求の範囲第１ないし１
    ５項のいずれかに記載の蜂巣状円筒構造体。 １８ 前記並列流路の環状隔壁（第６図Ｃ １１
    Ｃ）が各対の隔壁１０Ｃ間で互い違いに配置され
    ている特許請求の範囲第１６及び１７項のいずれ
    かに記載の蜂巣状円筒構造体。 １９ 前記並列流路の環状隔壁が波形の放射状隔
    壁の波の頂点を結んでいる特許請求の範囲第１５
    及び１８項に記載の蜂巣状円筒構造体。
JP12523280A 1979-09-25 1980-09-09 Large contact surface type fixed integral honey comb cylindrical construction body Granted JPS57493A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7923767A FR2465985A1 (fr) 1979-09-25 1979-09-25 Structure alveolaire monolithique a grande surface de contact

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57493A JPS57493A (en) 1982-01-05
JPH02635B2 true JPH02635B2 (ja) 1990-01-08

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ID=9229969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12523280A Granted JPS57493A (en) 1979-09-25 1980-09-09 Large contact surface type fixed integral honey comb cylindrical construction body

Country Status (7)

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US (1) US4343354A (ja)
EP (1) EP0025980B1 (ja)
JP (1) JPS57493A (ja)
AU (1) AU540038B2 (ja)
CA (1) CA1137074A (ja)
DE (1) DE3062832D1 (ja)
FR (1) FR2465985A1 (ja)

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