JPS5950082A - 炭化珪素材料より本質的に構成された熱交換器 - Google Patents
炭化珪素材料より本質的に構成された熱交換器Info
- Publication number
- JPS5950082A JPS5950082A JP15776782A JP15776782A JPS5950082A JP S5950082 A JPS5950082 A JP S5950082A JP 15776782 A JP15776782 A JP 15776782A JP 15776782 A JP15776782 A JP 15776782A JP S5950082 A JPS5950082 A JP S5950082A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- heat exchanger
- carbide material
- substantially constituted
- welded
- 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.)
- Granted
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Landscapes
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化珪素材料から本質的に構成された熱交換器
の改良にかかるものである。
の改良にかかるものである。
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、１０００Ｃ以下程度の高温
用としてインコネル、ハステロイ等の金属材料が使われ
ている。又、特に１０００ｔｒ’ｉ超えるような場合に
は金属製では耐熱限界を超えることがらコージライト、
炭化珪素等のセラミック材料が知られている。セラミッ
ク材料は一般に耐熱耐蝕性にすぐれるが加工性に難点が
あり、複雑な形状には適さない。
合金等が低温用として、又、１０００Ｃ以下程度の高温
用としてインコネル、ハステロイ等の金属材料が使われ
ている。又、特に１０００ｔｒ’ｉ超えるような場合に
は金属製では耐熱限界を超えることがらコージライト、
炭化珪素等のセラミック材料が知られている。セラミッ
ク材料は一般に耐熱耐蝕性にすぐれるが加工性に難点が
あり、複雑な形状には適さない。
一方、熱交換器は高度の信頼性が要求され、しかも長寿
命のものである必要があり、これらの点で従来のセラミ
ック材料では満足すべきものは得られていなかった。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、複合成分から作られるものであ
るため均質性に乏しく、実用に耐えるものは得られてい
ない。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
に通気性に問題が残っていた。更に高温における耐酸化
性に難点があり、殊に溶接部においてはｓｉｏ、の形成
に伴い表面および内部の応力の差が次第に拡大し、つい
には溶接部が破壊する等持てる特性を充分に発揮し得な
い状態であった。
命のものである必要があり、これらの点で従来のセラミ
ック材料では満足すべきものは得られていなかった。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、複合成分から作られるものであ
るため均質性に乏しく、実用に耐えるものは得られてい
ない。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
に通気性に問題が残っていた。更に高温における耐酸化
性に難点があり、殊に溶接部においてはｓｉｏ、の形成
に伴い表面および内部の応力の差が次第に拡大し、つい
には溶接部が破壊する等持てる特性を充分に発揮し得な
い状態であった。
本発明は炭化珪素の溶接部における欠点を究明し、これ
を改善することによって炭化珪素の持つ特性を充分生か
すべくなされたものであって、溶接部の接合面をその直
角断面積に対し１．１〜８．５倍の平滑な接合面として
溶接した構造とするものである。
を改善することによって炭化珪素の持つ特性を充分生か
すべくなされたものであって、溶接部の接合面をその直
角断面積に対し１．１〜８．５倍の平滑な接合面として
溶接した構造とするものである。
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
即ち、炭化珪素同志の接合は、例えば発熱体の端子部と
発熱部を溶接する場合等も同様であるが、従来の溶接法
は溶接すべき炭化珪素体をほぼ直角に切断し、これと対
応する直角切断面を有する他方の炭化珪素体を当接して
溶接するものである。即ち、第１図に示すように成形体
ｌの接合面２Ｆｉ成形体表面８に対しほぼ直角になって
いる。しかしながら、このような成形体を例えば熱交換
器として長時間使用した場合のクラック発生は先ずこの
溶接部から始まることが多い。これを更に究明すると溶
接面端部４において先ずマイクロクラックが発生し、こ
れが時間と共に漸次成長して破壊に到るという経過を経
ることが明らかとなった。この溶接面端部のマイクロク
ラック発生を形状の相違について更に比較したところ、
その形状が９０°以下の場合が９０″以上の場合と比べ
て相対的に多く発生することが認めらｔｌ、 ｆＣｏこ
の場合９０″以下の溶接面端部のものは鋭角になるに従
いマイクロクラックの発生は漸増するが、その変化ニ９
０°前後の場合と比較して著しくない。
発熱部を溶接する場合等も同様であるが、従来の溶接法
は溶接すべき炭化珪素体をほぼ直角に切断し、これと対
応する直角切断面を有する他方の炭化珪素体を当接して
溶接するものである。即ち、第１図に示すように成形体
ｌの接合面２Ｆｉ成形体表面８に対しほぼ直角になって
いる。しかしながら、このような成形体を例えば熱交換
器として長時間使用した場合のクラック発生は先ずこの
溶接部から始まることが多い。これを更に究明すると溶
接面端部４において先ずマイクロクラックが発生し、こ
れが時間と共に漸次成長して破壊に到るという経過を経
ることが明らかとなった。この溶接面端部のマイクロク
ラック発生を形状の相違について更に比較したところ、
その形状が９０°以下の場合が９０″以上の場合と比べ
て相対的に多く発生することが認めらｔｌ、 ｆＣｏこ
の場合９０″以下の溶接面端部のものは鋭角になるに従
いマイクロクラックの発生は漸増するが、その変化ニ９
０°前後の場合と比較して著しくない。
第２図は本発明の実施例を示すもので、溶接すべき炭化
珪素質成形体１の一方の端面（接合面）２をその表面８
に対し傾斜させ、他方の成形体はこれと対応する形状と
して両者を溶接するものである。溶接する方法は被溶接
物の態様に応じて処理するが、例えば再結晶炭化珪素成
形体の場合では、金属シリコンおよびカーボンブラック
の混合物をペースト状となし、これを接合面に塗着して
熱処理すれば、溶接面端部は断面図である第２図におい
て４および４′の２ケ所あり、上端部と比較して下端部
はマイクロクラックの発生は多くなるが、前述したよう
に鋭角とすることによって、直角の場合と比較して著し
く増大するものではない。
珪素質成形体１の一方の端面（接合面）２をその表面８
に対し傾斜させ、他方の成形体はこれと対応する形状と
して両者を溶接するものである。溶接する方法は被溶接
物の態様に応じて処理するが、例えば再結晶炭化珪素成
形体の場合では、金属シリコンおよびカーボンブラック
の混合物をペースト状となし、これを接合面に塗着して
熱処理すれば、溶接面端部は断面図である第２図におい
て４および４′の２ケ所あり、上端部と比較して下端部
はマイクロクラックの発生は多くなるが、前述したよう
に鋭角とすることによって、直角の場合と比較して著し
く増大するものではない。
接合面の面積比の異なるものについて寿命比較試験を行
った結果を下記表に示す。
った結果を下記表に示す。
比較条件は１２００ｒの排ガスを利用する熱交換器の部
材としてクラックの発生により使用不能となる時間で判
定した。接合面積比とは成形体表面に対し直角に切断し
た接合面の面積を１とした場合の接合面の比である。
材としてクラックの発生により使用不能となる時間で判
定した。接合面積比とは成形体表面に対し直角に切断し
た接合面の面積を１とした場合の接合面の比である。
上記表によっても明らかなように接合面積比を大きくし
たものは明らかに寿命が延長されている。
たものは明らかに寿命が延長されている。
尚、Ｎ１４の試料の寿命も比較的長いが、接合面端部の
一方の形状が鋭角となりすぎ接合工程が困難となるもの
であった。
一方の形状が鋭角となりすぎ接合工程が困難となるもの
であった。
図においては、炭化珪素質成形体の形状を直−（５）
状のもので示したが、角部や曲部で溶接するような場合
にも勿論適用できる。
にも勿論適用できる。
本発明において適用できる熱交換器は二重管式のみなら
ず、一般に知られている多管式のような長尺の場合でも
よく、又、自動車用等のガスタービンエンジンの蓄熱式
、伝熱式等の形式に問われることなく可能である。
ず、一般に知られている多管式のような長尺の場合でも
よく、又、自動車用等のガスタービンエンジンの蓄熱式
、伝熱式等の形式に問われることなく可能である。
第１図は従来の溶接による概略縦断面図、第２図は本発
明による概略縦断面図である。 １・・・成形体 ２用液合面 ８・・・成形体表面４．
４′・・・溶接面端部 発明者 長 島 秀 夫 発明者 松 尾 秀 逸 発明者 酒 井 幸 文 出願人 東芝セラミックス株式会社（６） 図面の浄割内容に変更なし） 第１図 第２図 手続補正書（方式） ％式％ ３、 補正をする者 事件と。関係 特許出願人 ムラ マツ ７ミ オ代表者
村 松 文 雄 ４゛ 代 理 人 〒１０３住 所 東
京都中央区日本橋本町１丁目１番地６、 補正により増
加する発明の数
明による概略縦断面図である。 １・・・成形体 ２用液合面 ８・・・成形体表面４．
４′・・・溶接面端部 発明者 長 島 秀 夫 発明者 松 尾 秀 逸 発明者 酒 井 幸 文 出願人 東芝セラミックス株式会社（６） 図面の浄割内容に変更なし） 第１図 第２図 手続補正書（方式） ％式％ ３、 補正をする者 事件と。関係 特許出願人 ムラ マツ ７ミ オ代表者
村 松 文 雄 ４゛ 代 理 人 〒１０３住 所 東
京都中央区日本橋本町１丁目１番地６、 補正により増
加する発明の数
Claims (1)
- （１） 高温流体によっ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、その溶接部が該隔壁の
直角断面積に対し１．１〜８．５倍の接合面によって接
合きれてなることを特徴とする炭化珪素材料より本質的
に構成された熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15776782A JPH0239469B2 (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | Tankakeisozairyoyoripponshitsutekinikoseisaretanetsukokanki |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15776782A JPH0239469B2 (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | Tankakeisozairyoyoripponshitsutekinikoseisaretanetsukokanki |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950082A true JPS5950082A (ja) | 1984-03-22 |
| JPH0239469B2 JPH0239469B2 (ja) | 1990-09-05 |
Family
ID=15656862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15776782A Expired - Lifetime JPH0239469B2 (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | Tankakeisozairyoyoripponshitsutekinikoseisaretanetsukokanki |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0239469B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159111U (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-21 | ||
| JP2017052685A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-03-16 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | フィールド動作部品の処理方法 |
-
1982
- 1982-09-10 JP JP15776782A patent/JPH0239469B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159111U (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-21 | ||
| JPH0435208Y2 (ja) * | 1984-09-26 | 1992-08-20 | ||
| JP2017052685A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-03-16 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | フィールド動作部品の処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0239469B2 (ja) | 1990-09-05 |
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