JPH0612372Y2 - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH0612372Y2 JPH0612372Y2 JP1987052743U JP5274387U JPH0612372Y2 JP H0612372 Y2 JPH0612372 Y2 JP H0612372Y2 JP 1987052743 U JP1987052743 U JP 1987052743U JP 5274387 U JP5274387 U JP 5274387U JP H0612372 Y2 JPH0612372 Y2 JP H0612372Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchange
- exchange element
- heat
- heat exchanger
- sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、セラミック繊維紙製ハニカム構造体を熱交換
素子として用いた気体用熱交換器に関するものである。
素子として用いた気体用熱交換器に関するものである。
従来の技術 セラミック繊維製の紙からハニカム構造体を作り、その
細長い空隙部分を気体流路としセラミック繊維紙部分を
蓄熱体または伝熱壁として利用する熱交換素子は公知で
ある（特公昭５０−３６４４４号，特開昭５８−４３３
９８号等）。
細長い空隙部分を気体流路としセラミック繊維紙部分を
蓄熱体または伝熱壁として利用する熱交換素子は公知で
ある（特公昭５０−３６４４４号，特開昭５８−４３３
９８号等）。
この熱交換素子を用いて気体用熱交換器を構成する場
合、機械的強度が低い熱交換素子（または素子群）を機
械的衝撃から保護するため、また回転式熱交換器にあっ
ては回転させることができるように、セラミック繊維紙
製ハニカム構造体またはそれを適当な大きさと形状に切
断して得られた熱交換素子単位体をまず金属製ケーシン
グ（板材、骨材またはこれらの組合せからなる）に収容
し、このケーシングを熱交換器上所定の位置に固定する
のが普通である。そして熱交換素子とケーシングとは、
セラミック繊維紙からなる素子がもろくて金具等による
直接固定に耐えられないため、両者の隙間に無機繊維質
シート等を充填することにより一体化する。熱交換素子
据置型熱交換器の場合は、熱交換素子単位体同士の間に
も同様の材料が充填される。
合、機械的強度が低い熱交換素子（または素子群）を機
械的衝撃から保護するため、また回転式熱交換器にあっ
ては回転させることができるように、セラミック繊維紙
製ハニカム構造体またはそれを適当な大きさと形状に切
断して得られた熱交換素子単位体をまず金属製ケーシン
グ（板材、骨材またはこれらの組合せからなる）に収容
し、このケーシングを熱交換器上所定の位置に固定する
のが普通である。そして熱交換素子とケーシングとは、
セラミック繊維紙からなる素子がもろくて金具等による
直接固定に耐えられないため、両者の隙間に無機繊維質
シート等を充填することにより一体化する。熱交換素子
据置型熱交換器の場合は、熱交換素子単位体同士の間に
も同様の材料が充填される。
考案が解決しようとする問題点 しかしながら、金属製ケーシングとセラミック繊維紙製
ハニカム構造体とでは熱膨張率に大きな差があり、使用
時に高温気体と接触した場合、熱膨張率の大きい前者が
後者よりも大きな膨張を起こす。このため、充填材があ
っても両者の間に隙間ができ、熱交換させる二つの気体
の混合を生じたり、回転式熱交換器にあっては回転にと
もない熱交換素子がガタつきを起こして損傷を受けるな
どの不都合を生じる。このような不都合は、充填材の圧
縮弾性回復を利用することによりある程度回避できる
が、セラミック繊維紙製のハニカム構造体がもろく圧縮
に弱いため、充填材充填密度を高くすることには限度が
あった。
ハニカム構造体とでは熱膨張率に大きな差があり、使用
時に高温気体と接触した場合、熱膨張率の大きい前者が
後者よりも大きな膨張を起こす。このため、充填材があ
っても両者の間に隙間ができ、熱交換させる二つの気体
の混合を生じたり、回転式熱交換器にあっては回転にと
もない熱交換素子がガタつきを起こして損傷を受けるな
どの不都合を生じる。このような不都合は、充填材の圧
縮弾性回復を利用することによりある程度回避できる
が、セラミック繊維紙製のハニカム構造体がもろく圧縮
に弱いため、充填材充填密度を高くすることには限度が
あった。
本考案の目的は、熱交換素子としてセラミック繊維紙製
ハニカム構造体を用いる場合における上述のような問題
点を解決することにある。
ハニカム構造体を用いる場合における上述のような問題
点を解決することにある。
問題点を解決するための手段 本考案は、セラミック繊維紙製ハニカム構造体からなる
熱交換素子とその金属製ケーシングとの間に、全体にわ
たって小間隙を設け、そこに耐熱性繊維質シートで被覆
された密度0.2〜1.0g/cm3の膨張黒鉛質可撓性シートを
充填することにより上記の課題を解決したものである。
熱交換素子とその金属製ケーシングとの間に、全体にわ
たって小間隙を設け、そこに耐熱性繊維質シートで被覆
された密度0.2〜1.0g/cm3の膨張黒鉛質可撓性シートを
充填することにより上記の課題を解決したものである。
なお、本考案で用いた膨張黒鉛質可撓性シートとは、黒
鉛粒子をそのＣ軸方向（炭素層に垂直な方向）に原寸法
の８０倍以上膨張させたのち接着剤を用いることなく圧
縮してシート状に成形したものである。その製法は特公
昭４４−２３９６６号公報に記載されており、商品は米
国ユニオンカーバイド社よりＧＲＡＦＯＩＬの名称で市
販されている。後述のように、本考案においてはこの材
料の大きな厚み方向熱膨張率を利用しているが、熱膨張
を有効な程度に示すのは、密度が約１．０g/cm3以下の
ものである。但し、あまり低密度のものは機械的強度に
問題があり、適当な密度は約０．２〜１．０g/cm3であ
る。
鉛粒子をそのＣ軸方向（炭素層に垂直な方向）に原寸法
の８０倍以上膨張させたのち接着剤を用いることなく圧
縮してシート状に成形したものである。その製法は特公
昭４４−２３９６６号公報に記載されており、商品は米
国ユニオンカーバイド社よりＧＲＡＦＯＩＬの名称で市
販されている。後述のように、本考案においてはこの材
料の大きな厚み方向熱膨張率を利用しているが、熱膨張
を有効な程度に示すのは、密度が約１．０g/cm3以下の
ものである。但し、あまり低密度のものは機械的強度に
問題があり、適当な密度は約０．２〜１．０g/cm3であ
る。
膨張黒鉛質可撓性シートを被覆する耐熱性繊維質シート
としては、耐熱性および耐薬品性のよいガラス繊維やセ
ラミック繊維からなる織物、不織布等を用いる。この被
覆材は、接着、縫着、ニードルパンチ加工等により、上
記黒鉛質シートと一体化しておく。
としては、耐熱性および耐薬品性のよいガラス繊維やセ
ラミック繊維からなる織物、不織布等を用いる。この被
覆材は、接着、縫着、ニードルパンチ加工等により、上
記黒鉛質シートと一体化しておく。
耐熱性繊維質シートによる被覆は黒鉛質シートの両面に
施すことが望ましいが、片面だけでもよい。なお、黒鉛
質シートは複数枚を重ねて用いてもよく、その場合、黒
鉛質シート間に耐熱性繊維質シートを介在させてもよ
い。
施すことが望ましいが、片面だけでもよい。なお、黒鉛
質シートは複数枚を重ねて用いてもよく、その場合、黒
鉛質シート間に耐熱性繊維質シートを介在させてもよ
い。
作用 膨張黒鉛質可撓性シートは、セラミック質熱交換素子や
金属製ケーシングよりもはるかに熱膨張率が大きなもの
である。５００℃における測定値の一例を次に示す。
金属製ケーシングよりもはるかに熱膨張率が大きなもの
である。５００℃における測定値の一例を次に示す。
熱膨張率（mm/mm・℃） 素子 ７×１０-6 ケーシング １０×１０-6 黒鉛質シート ２７×１０-6 また、低密度の膨張黒鉛質シートは、層間に水分を含ん
だ空気層が存在するために、排ガスのような高温に加熱
されると空気層が加熱され、厚み方向への膨張が起こ
る。
だ空気層が存在するために、排ガスのような高温に加熱
されると空気層が加熱され、厚み方向への膨張が起こ
る。
したがって、回転式熱交換器における熱交換素子が加熱
サイクルにあるとき大きな膨張を起こし、セラミック繊
維紙製ハニカム構造体からなる熱交換素子とその金属製
ケーシングとの膨張率の差に基づき発生しようとする隙
間を埋め、素子のガタつきを防ぐ。放熱サイクルにおい
ては速やかに収縮し、金属製ケーシングの収縮に基づく
過大な圧力が素子に加わるのを防ぐ。熱交換素子据置型
熱交換器の場合も、同様に大きな膨張、収縮を起こし、
温度条件のいかんにかかわらず熱交換素子を確実に保持
する。
サイクルにあるとき大きな膨張を起こし、セラミック繊
維紙製ハニカム構造体からなる熱交換素子とその金属製
ケーシングとの膨張率の差に基づき発生しようとする隙
間を埋め、素子のガタつきを防ぐ。放熱サイクルにおい
ては速やかに収縮し、金属製ケーシングの収縮に基づく
過大な圧力が素子に加わるのを防ぐ。熱交換素子据置型
熱交換器の場合も、同様に大きな膨張、収縮を起こし、
温度条件のいかんにかかわらず熱交換素子を確実に保持
する。
膨張黒鉛質可撓性シートを被覆している耐熱性繊維質シ
ートは、黒鉛質シートを補強するとともに表面摩耗によ
る黒鉛の飛散を防ぎ、さらに充填材に必要な緩衝性と可
圧縮性を高める作用をする。
ートは、黒鉛質シートを補強するとともに表面摩耗によ
る黒鉛の飛散を防ぎ、さらに充填材に必要な緩衝性と可
圧縮性を高める作用をする。
実施例 第１図に示した本考案の実施例は、気体出入口開口部１
が扇形になるように切断されたセラミック繊維紙製ハニ
カム構造体２からなる熱交換素子３が１２個組み合わさ
れてローター４を形成している、基本的には周知の構造
の回転式熱交換器である。ローター４は駆動軸５により
駆動されて低速で回転し、その熱交換素子３は、高温気
体流路（支持板６の上側）にあるとき吸熱または／およ
び放湿を行い、低温または／および高湿度の気体の流路
（仕切板６の下側）にあるとき放熱または／および吸湿
を行う。
が扇形になるように切断されたセラミック繊維紙製ハニ
カム構造体２からなる熱交換素子３が１２個組み合わさ
れてローター４を形成している、基本的には周知の構造
の回転式熱交換器である。ローター４は駆動軸５により
駆動されて低速で回転し、その熱交換素子３は、高温気
体流路（支持板６の上側）にあるとき吸熱または／およ
び放湿を行い、低温または／および高湿度の気体の流路
（仕切板６の下側）にあるとき放熱または／および吸湿
を行う。
第２図は、第１図の熱交換器のローター４を取出して示
したものであり、また第３図は、ローター４における熱
交換素子３の取付状態を示す部分拡大図である。ケーシ
ング７はステンレス鋼板製のもので、熱交換素子３の気
体流路開口部１以外の側面全体を覆う形状のものであ
る。但しケーシング７と熱交換素子３との間には、全体
にわたって隙間があり、そこにシート状の充填材８が充
填されている。充填材８は、第４図に示したように、薄
い膨張黒鉛質可撓性シート９（密度０．２２g/cm3）を
２枚重ね合わせ、さらにそれを耐熱性ガラス繊維製クロ
ス１０で覆い、クロス１０の端部をガラス繊維糸１１で
縫着したものである。ケーシング７は、図示してない固
定具により円筒状のローターケーシング１２に固定さ
れ、ケーシング７同士の間の隙間はラジアルシール材１
３でシールされている。
したものであり、また第３図は、ローター４における熱
交換素子３の取付状態を示す部分拡大図である。ケーシ
ング７はステンレス鋼板製のもので、熱交換素子３の気
体流路開口部１以外の側面全体を覆う形状のものであ
る。但しケーシング７と熱交換素子３との間には、全体
にわたって隙間があり、そこにシート状の充填材８が充
填されている。充填材８は、第４図に示したように、薄
い膨張黒鉛質可撓性シート９（密度０．２２g/cm3）を
２枚重ね合わせ、さらにそれを耐熱性ガラス繊維製クロ
ス１０で覆い、クロス１０の端部をガラス繊維糸１１で
縫着したものである。ケーシング７は、図示してない固
定具により円筒状のローターケーシング１２に固定さ
れ、ケーシング７同士の間の隙間はラジアルシール材１
３でシールされている。
考案の効果 本考案は、上述のように膨張率が大きくしかも耐熱性、
耐薬品性ともにすぐれた膨張黒鉛質可撓性シートを充填
材基材として用いたことにより、熱交換素子が遭遇する
広い温度範囲にわたって熱交換素子と金属製ケーシング
との間が常時隙なく充填され、素子のガタつきによる損
傷や熱交換させる二つの気体の混合が確実に防止され
る。また、隙間発生を恐れて充填材を無理に充填する必
要がなくなるので、充填材充填時に、あるいは熱交換器
使用中に、圧縮された充填材の復元力により熱交換素子
が破壊される恐れがない。
耐薬品性ともにすぐれた膨張黒鉛質可撓性シートを充填
材基材として用いたことにより、熱交換素子が遭遇する
広い温度範囲にわたって熱交換素子と金属製ケーシング
との間が常時隙なく充填され、素子のガタつきによる損
傷や熱交換させる二つの気体の混合が確実に防止され
る。また、隙間発生を恐れて充填材を無理に充填する必
要がなくなるので、充填材充填時に、あるいは熱交換器
使用中に、圧縮された充填材の復元力により熱交換素子
が破壊される恐れがない。
第１図：本考案の一実施例の斜視図。 第２図：第１図の実施例のローター４部分の斜視図。 第３図：ローター４における熱交換素子３の取付状態を
示す一部拡大正面図。 第４図：ローター４に使用された充填材８の断面図。 １：気体流路開口部 ２：セラミック繊維紙製ハニカム構造体 ３：熱交換素子、４：ローター ５：駆動軸、６：仕切板 ７：ケーシング、８：充填材 ９：膨張黒鉛質可撓性シート、１０：ガラス繊維製クロ
ス １１：ガラス繊維糸、１２：ローターケーシング １３：ラジアルシール材
示す一部拡大正面図。 第４図：ローター４に使用された充填材８の断面図。 １：気体流路開口部 ２：セラミック繊維紙製ハニカム構造体 ３：熱交換素子、４：ローター ５：駆動軸、６：仕切板 ７：ケーシング、８：充填材 ９：膨張黒鉛質可撓性シート、１０：ガラス繊維製クロ
ス １１：ガラス繊維糸、１２：ローターケーシング １３：ラジアルシール材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 黒沢 正司 千葉県印旛郡白井町清水口３−15−５ (72)考案者 寺田 功 神奈川県横浜市鶴見区鶴見１−５−21 (56)参考文献 実開 昭57−195583（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック繊維紙製ハニカム構造体を熱交
換素子とする熱交換器において、熱交換素子とその金属
製ケーシングとの間に小間隙を設け、そこに耐熱性繊維
質シートで被覆された密度０．２〜１．０g/cm3の膨張
黒鉛質可撓性シートを充填したことを特徴とする熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987052743U JPH0612372Y2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987052743U JPH0612372Y2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63159663U JPS63159663U (ja) | 1988-10-19 |
| JPH0612372Y2 true JPH0612372Y2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=30878183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987052743U Expired - Lifetime JPH0612372Y2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612372Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040118553A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-24 | Graftech, Inc. | Flexible graphite thermal management devices |
| PL2631584T3 (pl) * | 2012-02-22 | 2014-09-30 | Zehnder Verkaufs Und Verwaltungs Ag | Grzejnik |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57195583U (ja) * | 1981-06-04 | 1982-12-11 |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP1987052743U patent/JPH0612372Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63159663U (ja) | 1988-10-19 |
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