JPH04189101A - セラミツク製熱交換体の一体成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、セラミック製熱交換体の一体成形方法に関
わるものである。

〈従来の技術〉 従来、金属による熱交換器が主流であった。しかしなか
ら金属を用いる以上、金属の持つ耐熱温度によって使用
温度に限界か生じていた。廃ガスか１０００℃以上にも
なる場合かあるため、セラミック製のものか必要となっ
た。

セラミック製熱交換器は、種々の型式と製法かある。押
出成形によりハニカム状のものを成形し、それを切削な
どの加工を行ったり、あるいは、複１特殊な装置を用い
て押出成形を行うことによって熱交換器を作成したりし
ている。

その他にも、別々に作成した多数の円管とシエルヤフィ
ンから、円管とシェルあるいは円管とフィンを接着や接
続することによって熱交換器を作成したり、別々に作成
したセラミック板とフィン列を交互に、多数積み重ね、
更にフィン列は一段おきに垂直方向を向く様に接着し、
熱交換器を作成したりしている。

以上の様に、多くの型式や製法かあるが、その中で一体
成形によって形成する製法が、実開昭６１−６３５８４
に開示されている。それは、セラミック粉末、アルミナ
セメント、シワ力ゾル分散剤からなる調合物を混練した
後、型に流し込む。そして、その型であるが、第３図に
示すように、立方体形状を有する箱型枠１に最終的に流
通路を形成される位置に可燃性又は、可溶性の中子２を
設置したものである。

次に、型に流し込んだ後、型枠をはすし、乾燥を行った
後、塩化メチレンの蒸気にさらすが、あるいは加熱する
ことによって板状体を溶解せしめて成形体を得るという
製法である。

現在、セラミック製熱交換器には、低価格で供給される
ことか所望されている。ところが、以上の様な切削なと
の加工ヤ、接着や接続、あるいは複雑特殊な装置か必要
などという製法では、複雑で手間のかかるものでおる。

つまりは大量生産に向かす、低価格で供給覆−ることか
できない。

又、接着技術か確立してあらす、刀スの漏洩や接合部か
らの破壊なとの問題もある。

一方、比較的簡単な製法である実開昭６１−６３５８４
には、流通路を形成する中子を溶解せしめてあり、中子
の再利用ができず不経済である。又、アルミナセメント
により硬化させているため、焼結後もアルミナセメント
は、焼結体に残る。そのことにより、セラミックか本来
持っている物性値を得ることかてぎない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、量産
性に優れ、低価格で、しかもセラミックの特性を損なわ
す（こ、流し込み一体形成できるセラミック製熱交換体
の新規な製）聞方法を提供せんとするものでおる。

〈問題を解決するための手段〉 上記問題点は、次の手段によって解決される。

■縦方向と横方向にそれぞれ交互に交差する中子を差し
こまれた鋳枠中にセラミックのノ、ラリ−を注入し、ス
ラリー硬化後、中子を扱去する工程と、鋳枠を取りはり
一ス丁程を備えてなることを特徴とするセラミック製熱
交換体の一体成形方法。

■上記スラリーか自硬性である上記■（こ記載の方法。

ａ上記スラリーの原料粉末が、窒化ケイ素、炭化ケイ素
、コーディエライトである上記（１）あるいは（２）に
記載の方法。

く１作用〉 本発明は、中子を使って、カス流通路を形成することに
最大の特徴を有する。

注入覆るスラリーには、自硬性のものか最も好ましい、
。

スラリーに自硬性をもたゼるには、スラリーに自硬硬化
↑１樹脂を混ぜることか効果的である。

自硬硬化性樹脂には、ポリヒニルアルコール、フェノー
ル系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂
、ウレタン系樹脂などの樹脂が適宜使用できる。

スラリーへの添加量は、概ね１〜２０８６か一応の目安
である。

本発明の原料粉末は、主に窒化ケイ素、炭化ケイ素、コ
ープイエライ１−などか好ましい。これらのセラミック
粉末は単独で、おるいは２種類以上を混合して、あるい
は他のセラミック粉末と混合して使用することかてきる
。

スラリーを流し込む型の材質は、塩化ビニールやポリプ
ロピレンなどのプラスチックやアルミニウム、鉄、銅な
どの金属ヤゴムなと、種々用いることかできる。

中子の材料は金属、プラスチック、セラミックなと種々
の材料を適宜使用でき、繰返し使用できる。

型から（４寸した成形体は乾燥を行うが、乾燥は常温で
数日間放置してもよいし、５０・〜１００’Ｃて強制乾
燥させることも可能である。その場合は、短時間で乾燥
か終７する。

乾燥後は、常法に従って焼成される１□尚、安定化ジル
コニアなどのイオン導電率の高い廿ラミックを用いると
、縦方向と横方向のカス流通路に酸素ａ度の胃なるカス
をそれぞれ流すことにより、起電力を発生させることか
できる。そのため、固体電解質型燃料電池に応用するこ
ともてきる。

〈実施例〉 実施例１ 実施例１を第１図、第２図に基ついて説明する。

スラリー組成　　　　　　　　　　　　（ｗｔ、％）窒
化ケイ素粉末　　　　　　　　　　　　９１．３助剤（
△、Ｑ２０３＞　　　　　　　　　　　　４．１助剤（
Ｙ２　ｏ３）　　　　　　　　　　　　４．６蒸溜水　
　　　　　　　　　　　　　　　２５．０水溶性エポキ
シ樹脂　　　　　　　　　　　７．０硬化剤（１〜リエ
チレンテｌ−ラミン）１．０分散剤（ポリカルホン酸ア
ンモニウム系）１．０上記調合割合にてスラリーを作成
した。型は第１図に示した等間隙に穴の開（ｊである塩
化ビニールの箱型枠］の穴に中子２を差し込み、反対側
に硯通させる。

その様にしててさた型に真空月居泣を行った上記のスラ
リーを常温で注入した。

注入して２時間後に中子２を全て抜き去り、中に残った
成形体を箱型枠］から１０時間後はすした。その後、１
昼侵常温で乾燥させた後、１昼佼５０°Ｃて乾燥させ、
史に１００’Ｃて１開間乾燥を行った。その後６００’
ＣＸ］ｈｒて脱脂を行った後、１８００’ＣＸ４ｈｒ、
窒素雰囲気中で焼成を行い、第２図のセラミック熱交換
体を得ることかできた。

上記焼結体の強度などの物性伯は他の成形法のものに比
へ何ら遜色なかった。

ちなみに自硬硬化性を持たないスラリーを用いた場合、
硬化しないため成形体か得られなかった。

実施例２　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｗ↑
１％）スラリー組成 炭化ケイ素粉末　　　　　　　　　　　　１００助剤（
炭化硼素）］、Ｏ 助剤（カーホンブラック）　　　　　　　　　２．０ポ
リビニールアルコール　　　　　　　　　］Ｏ蒸溜水　
　　　　　　　　　　　　　　　　６０硬化剤（ホルム
アルデヒド）２．０ 分散剤（ポリカルホン酸アンモニウム系）０．４上記調
合割合にて混合を行い、スラリーを作成した。実施例１
と同様に中子２の差し込んである箱型枠１に真空脱泡を
行ったスラリーを常温で注入した。その後、実施例１と
同様に中子２を扱き、箱型枠１からはすした。その後２
昼夜常温で乾燥を行った。そして、アルゴン雰囲気中で
５５０℃で脱脂を行った。次いてアルゴン雰囲気中で２
１００’Ｃｘ３０ｍ１ｎて焼成を行い、セラミック製熱
交換体を得ることができた。

実施例３ 実施例１と同じスラリーを調合、混合し、真空脱泡を行
った。そのスラリーを５０℃に加熱した。型も実施例１
と同じ形状の型をポリプロピレンで作った。そのポリプ
ロピレンの型を８０℃に加熱し、そこに加熱したスラリ
ーを注入した。

スラリーは数１０分て硬化し、棒状体２を引き抜くこと
かできた。更に、箱型枠からもはすすことかできた。す
なわち数１０分間で成形体を得ることかできた。

得られた成形体を１昼夜常温で乾燥させた後、５０℃で
１昼夜、１００’Ｃで１時間乾燥を行った。その後６０
０℃×１ｈｒで脱脂を行った後１８００’Ｃｘ４ｈｒ、
窒素雰囲気中焼成を行い、セラミック製熱交換体を得る
ことかできた。

〈発明の効果〉 ■流し込み一体成形のため、複雑な工程なとなく簡単に
成形体か得られる。

■）中子を）８解させたりしないため、中子か繰返し使
用でき、経済的である。

■得られた焼結体は他の成形法（こよるものと物性値な
どは何ら遜色はない。

■加熱することにより短時間で成形できる、。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の説明図。 第２図は、本発明方法によって得られた熱交換体の斜視
図である。 第３図は、従来方法の説明図である。 第１図において、 １・・・型枠 ２・・・中子 第３図において、 １・・・型枠 ２・・・中子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）縦方向と横方向にそれぞれ交互に交差する中子を
   差しこまれた鋳枠中にセラミックのスラリーを注入し、
   スラリー硬化後、該中子を抜去する工程と、該中枠を取
   りはずす工程を備えてなることを特徴とするセラミック
   製熱交換体の一体成形方法。
2. （２）上記スラリーが自硬性である請求項（１）に記載
   の方法。
3. （３）上記スラリーの原料粉末が、窒化ケイ素、炭化ケ
   イ素、コーディエライトである請求項（１）あるいは（
   ２）に記載の方法。