JPS60141541A - ブロツク型熱交換エレメントの製造方法 - Google Patents

ブロツク型熱交換エレメントの製造方法

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JPS60141541A
JPS60141541A JP58247230A JP24723083A JPS60141541A JP S60141541 A JPS60141541 A JP S60141541A JP 58247230 A JP58247230 A JP 58247230A JP 24723083 A JP24723083 A JP 24723083A JP S60141541 A JPS60141541 A JP S60141541A
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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】 〔技術分野〕 本発明は二杼以上の流体間で熱交換を行うために用いる
熱交換エレメントの製造方法に係り、より詳しくは、グ
ロック型熱交換エレメントの製造方法に関する。
本明細書において「熱交換」というときは、二種以上の
Ｍｔ体間で顕熱の交換７行う狭義の熱交Ｂキのみならず
、湿分の移動の様７Ｓ：潜熱の交換を伴う熱交換をも意
味するものとする。
〔従来技術〕
従来技術においては、平板と波形板と全交互に積層し、
流体通路の方向全一層毎に直交させて成る積層型熱交換
エレメントが知られている。この型式の熱交換エレメン
トは平板と波形板とを互いに接着または溶接して製造す
るため、製造工程が複雑であり、製造コストが高価であ
る。また、接着または溶接作業全容易に行うためには、
平板や波形板の薄肉化には自ら限界があり、エレメント
の単位容積当たりの伝熱表面積の拡大、ひいては熱交換
効率の増大に限界がある。
他方、従来技術においては、ブロック型の熱交換エレメ
ントが知られている。この型式のエレメントは、例えば
グラファイトから成るブロックに熱交換媒体用の二種以
上の流路を形成して成る。
これらのｂＩＧ路はグラファイトのグロックに機械加工
により通路を穿孔することにより形成される。
従って、二種の流路間の隔壁の肉厚全油くするのに限界
かあると共に、加工費も多額を要する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、簡単に実施でき、熱交換エレメント金
安価に製造可能で、大量生産に適した、ブロック型熱交
換エレメントの製造方法全提供することである。
本発明の他の目的は、流路間の隔壁を超薄壁構造にして
、隔壁の伝熱抵抗を減少させ、熱交換効率全署しく向上
させることの可能な、ブロック型熱交換エレメントの製
造方法′？！：提供することである。
本発明の更に他の目的は、単位容積当たり大きな伝熱表
面積全方するブロック型熱交換エレメントを製造するこ
との可能な製造方法全提供することにある。
本発明の他の目的は、堅牢で耐久性があり設計の自由度
の大きなブロック型熱交換エレメントを製造可能な方法
を提供することである。
以下余口 〔発明の概要〕 前記目的を達成するため、本発明の方法は、押出成形に
よりブロック型熱交換エレメントを製造することに立脚
している。即ち、本発明の方法は、互いに対立する第１
および＠２の表面と前記第１および第２表面に交叉し互
いに対立する第３および樗４の表面とを備えたブロック
から成り、前記第１表面と第２表面との間で該ブロック
を貫通し互いに独立した一連の第１流路と、前記第３表
面と第４表面との間で該ブロックを貫通し前記第１流路
から独立でかつ互いに独立した一連の第２流路、とを備
えたブロック型熱交換エレメントを製造するに当たり、
（イ）押出し成形可能な状態の成形用材料を準備する工
程と、（ロ）前記成形用材料を押出し成形することによ
り、前記第１および第２表面を構成し押出し方向に平行
に延びた互いに対立する第１および第２の連続表面と、
前記第１および第２連続表面から所定の第１深さのとこ
ろまで第１および第２連続表面に向って細長く延びた横
断面輪郭を有し押出し方向に平行に押出し成形体を貫通
する互いに独立した一連の第１通路と、前記第１および
第２連続表面から前記第１深さよシ大きな所定の第２深
さのところまで第１および第２連続表面に向って細長く
延びた横断面輪郭を有し押出し方向に平行に押出し成形
体を貫通し前記各第１通路と夫々交互に配列されると共
に前記第１および第２連続表面に向って押出し方向に平
行に延びる隔壁により前記第１通路から離隔され前記第
２流路を構成する互いに独立した一連の第２通路、とを
備え所定横断面輪郭を持った押出し成形体を形成する工
程と、（ハ）前記押出し成形体を固化させる工程と、に
）前記押出し成形体を所定長さに横断方向に切断して、
切断面が前記第３および第４表面を構成する成形体セク
ションを得る工程と、（ホ）前記成形体セクションの第
３および第４表面に現われだ前記第１および第２通路の
開口部のうち、第１通路の開口部を閉塞する工程と、（
へ）前記成形体セクションの第１および第２表面に沿っ
て成形体セクションの壁の少なくとも一部を前記第１通
路が開口するまで前記第１深さと第２深さの間の第３深
さにわたって横断方向に切除して、第１通路を成形体セ
クションの第１および第２表面に開口させて前記第１流
路を形成する工程、とを包含して成るものである。
この様に、押出成形を利用したので、本発明の方法によ
ればブロック型熱交換エレメントを極めて簡単かつ安価
に大量生産することができる。押出し成形工程（ロ）に
おいて前述した如くの深さ関係をもって第１通路と第２
通路を形成しておけば、前記固化工程Ｃつの後に成形体
を切断し、第１通路の押出し方向開口部を閉塞し、かつ
、切除工程（へ）によシ第１通路を他の方向に開口させ
るだけで、ブロック型熱交換エレメントが得られる。
なお、切断工程に）、閉塞工程（ホ）、切除工程（へ）
は必らずしも前記順序で行う必要はなく、必要に応じｊ
＠序を変えてもよい。
本発明の方法の他の重要な利点は、押出し成形を利用し
たので第１流路と第２流路との間の隔壁の肉厚を著しく
薄くできることであシ、例えば０．０６＋ｏ＋程度にす
ることが可能である。その結果、隔壁の伝熱抵抗を減少
させ、熱交換効率を向上させることができる。
更に、押出し成形によれば熱交換媒体の流路の断面寸法
を著しく小さくできるので、単位容積当たりに多数の流
路を形成することができ、その結果単位容積当たシの伝
熱表面積を拡大させて熱交換効率を一層高めることがで
きる。本発明の方法によれば流路の幅は約０．６　Ｗｎ
＠　ｇの小さな値にすることが可能である。
ブロック型熱交換エレメントの外形は、平行六面体、中
空円柱、中空円柱のセグメント、二等辺台形角柱、その
他種々の形状にすることができる。
押出し成形の際またはその直後に前記隔壁が波打ち変形
するのを防止するためには、第１および第２通路の横断
面輪郭における横幅に対する長さの比は１〜１５、好ま
しくは１〜８にするのが望ましい。
第２通路によって構成される第２流路は熱交換エレメン
トの完成品において押出し方向に延長している。従って
、本発明の好適な実施態様においては、押出し成形工程
において、夫々の第２通路は第１および第２表面にほぼ
平行に押出し方向に沿って延びる複数の仕切り壁によっ
て再に多数の小通路に分割することができる。この様な
仕切り壁は、押出し成形工程の際またはその直後に前記
隔壁が波打ち変形するのを防止すると共に、完成エレメ
ントの強度を増加させ、更に、伝熱表面積を拡大させる
という利点がある。
これに対し、第１通路は最終製品においては押出し方向
に対して横断方向に延びる第１流路を構成するものであ
る。従って、押出し成形工程において第１通路を押出方
向に延びる仕切り壁によって複数の小通路に分割するこ
とはできない。そこで、本発明の好ましい実施態様にお
いては、押出し成形工程の際に第１通路の内壁に押出し
方向に延びる突条を形成することにより、押出し成形時
の隔壁の波打ち変形を防止すると共に伝熱表面積の拡大
を図る。但し、これらの突条の突出量は第２流路の流れ
抵抗が過大とならない様に定めなければならない。
第１通路内壁の突条は隔壁に関し第２通路の仕切シ壁と
対称的に配置するのが好ましい。この様な配置にすれば
前記波打ち現象を効果的に防止することができる。
押出し成形に用いる材料としては、押出し成形が可能で
、押出し成形時およびその後の各種処理工程の際に自己
の形状を保持するに十分な自己支持性を有しかつ製品の
使用時に適当な機械的強度を呈するものであれば、セラ
ミック形成用坏土、熱可塑性樹脂、金属、ガラス、・ぐ
ルゾ、その他の適当な材料を使用することができる。な
お、押出し材料としてセラミック形成坏土を使用する場
合には、前記固化工程では成形体の乾燥を行い、乾燥後
は成形体を焼成してセラミックを形成する必要がある。
本発明の他の特徴および利点は以下に好適な実施態様を
記載するに従い明らかにする。異なる図を通じて、共通
の構成要素は同一の参照符号で表わす。
〔好適な実施態様〕
成形方法 第１図および第２図は本発明の方法の第１実施態様を示
す。押出し成形用材料（これについては後述する）を通
常のスクリュー押出し機で十分に混練し、押出し機のダ
イスから第１図の矢印Ｅで示す押出し方向に押出して連
続状の押出し成形体１０を得る。この連続成形体１ｏは
上下連続面１２．１４と左右連続側面１６．１８で画定
されており、第１図に示す如く穴の開いた矩形の横断面
輪郭を有する。押出しダイスはこの横断面輪郭に相補的
なスリットを備えている。この連続成形体１０は、この
実施態様では、互いに等間隔に離間され押出し方向Ｅに
沿って成形体１ｏを貫通する８つの第１通路２ｏと、前
記第１通路２ｏの間に交互に配置され同じく押出し方向
Ｅに沿って成形体１０を貫通する７つの第２通路２２と
を備えている。夫々の第１通路２ｏの横断面輪郭は第１
図から明らかな様に上下方向に細長く延長しており、上
下表面１２．１４から所定の深さＤｌのところで終端し
ている。各第２通路２２も同様に上下に細長い横断面輪
郭を有するが、こちらは上下表面１２．１４から前記深
さＤｌより大きな所定深さＤ２のところで終っている。
隣シ合う第１通路２０と第２通路２２は薄い隔壁２４で
隔てられている。
次に、連続成形体１０を固化させた後、切断面Ｓに沿っ
て所定長さに切断し、平行六面体状の成形体セクション
を得る。或いは、切断後に固化させてもよい。この切断
によシ形成された前後端面２６．２８には夫々の第１お
よび第２通路２０゜２２が開口している。
次に、前記端面２６．２８に現れた第１．第２通路２０
．２２の開口部のうち、第１通路の開口部を充填材３０
で閉塞する。なお、この閉塞作業は次に述べる切除作業
の後に実施してもよい。
最後に、４本の補強用支柱部分３２を残して、夫々の上
下面１２．１４を深さＤ３だけ横断方向に機械加工で切
削除去して、第２図に示しだブロック型熱交換エレメン
トの完成品３４を得る。このとき、深さＤ３は、Ｄｌく
Ｄ３くＤ２の関係を満さねばならない。
前記閉塞工程により閉鎖されていた互いに平行で互いに
独立した８つの第１通路２０は、この切削除去により完
成エレメント３４の上下面に開口し、熱交換エレメント
の第１流路３６を構成する。
他方、押出し方向Ｅに沿ってエレメント３４を貫通しエ
レメントの前後面に開口した互いに平行で互いに独立し
た７つの第２通路２２は熱交換エレメントの第２流路３
８を構成する。
使用に際しては、このブロック型熱交換エレメント３４
の上下面に第１の熱交換流体のヘッダーを接続し、第２
図の矢印Ａの方向に第１流路３６を通って第１流体を流
通させる。また、エレメント３４の前後面には第２の熱
交換流体のヘッダーを接続し、押出し方向Ｅに平行な矢
印Ｂの方向に第２流路３８を経て第２流体を流す。これ
ら二種の流体は互いに直交方向に流れ、隔壁２４を介し
て熱交換を行う。従って、このエレメント３４では流路
パターンは直交流型となる。
隔壁２４の伝熱抵抗を小さクシ、熱交換効率を増加させ
るためには、隔壁２４の肉厚はできるだけ薄くするのが
好ましく、望ましくは０．０６〜１調とする。又、熱交
換エレメントの単位容積内にできるだけ多数の流路を設
けて単位容積当だシの伝熱表面積を大きくするためには
、第１および第２通路の横幅はなるべく小さくするのが
好ましく、望ましくは０．６〜５鰭にする。
押出し成形体の横断面輪郭において第１および第２通路
は上下に細長いのであるが、それらが余り細長くなると
隔壁２４の腰が弱くなって押出し成形時および成形後同
化前に隔壁２４が上下方向に波打って第１通路２０が上
下方向に遮断されると共に、完成品における隔壁２４の
機械的強度が不十分となる。かかる不具合を防止するた
めには、第１および第２通路の横断面輪郭における横幅
に対する長さの比は１−４５、好ましくは８以下にする
のが好ましい。
第３図から第６図は本発明の方法の第２実施態様を示す
もので、この実施態様は、隔壁の前記波打ち現象の防止
と、隔壁の強化と、伝熱表面積の拡大を図ったものであ
る。第１実施態様との差異について説明するに、押出し
成形工程においては、押出し成形体１０の各第２通路２
２０両側の隔壁２４と２４との間には上下表面に平行に
水平に延び互いに等間隔で離間された複数の仕切り壁４
０が同時に一体形成され、各第２通路２２はこれらの仕
切り壁４０によって小通路４２に分割されている。従っ
て、これらの仕切り壁４０の存在により、隔壁２４の腰
が強くなり、押出し成形時および同化時に隔壁２４が波
打ち変形するのが防止されると共に、完成品における隔
壁２４の機械的強度が増加せられる。又、これらの仕切
り壁４０により各第２通路の伝熱表面積が増加し、熱交
換エレメントの熱交換効率が高められる。仕切り壁４０
間の距離、即ち小通路４２の高さは０．６〜５■とし、
仕切り壁４０の肉厚は０．０６〜１咽とするのが好まし
い。この方法の他の工程は前記第１実施態様と同様であ
り、説明を要しないであろう。
なお、変形態様として、第６図に示した様に、各第１通
路２０の中間部に水平な壁４４を形成することにより第
１流路３６を上下２つの流路に再に分割することもでき
る。この場合には、成形体セクションの上下表面のうち
中央領域の切削除去は行わず、２種の流体を夫々第６図
の矢印に沿って流通させることができる。この様にすれ
ば、三種の流体間で熱交換を行うことの可能なブロック
型熱交換エレメントを製造することができる。
第７図は前記押出し成形工程における押出し成形体の横
断面輪郭の更に他の態様を図解したものである。第１通
路２０の内壁には、隔壁２４に関して第２通路２２の仕
切シ壁４０と対称的な位置において複数の突条４６が形
成してあり、これらの突条４６は押出し方向に延長して
いる。従って、隔壁２４の両側面は、仕切９壁４０に加
えて、突条４６によって補強されるので、隔壁の成形時
の自己支持性が改善されると共に使用時の機械的強度が
増加する。また、第１通路の伝熱表面積も拡張される。
しかし、第１通路２０によ多構成される第１流路には上
下方向に流体が流されるのであるから、突条４６の突出
量は第１流路の流れ抵抗が過大とならない様に定めなけ
ればならない。
第８図は押出し成形体の横断面輪郭の他の形態を示すも
ので、この横断面輪郭は、第１通路２０を構成する領域
を除き、一様な肉厚をもった格子状に形成されている。
第１通路２０を構成する領域は成形体の上下表面から深
さＤｌのところまで延長している。
或いは、第９図に示す様に、第１通路を構成する領域以
外の領域に更に上下方向の補強壁４８を設けて成形体を
補強してもよい。
第８図および第９図に示す横断面輪郭を持った押出し成
形体は、所定長さに切断され固化された後、第１０図に
斜線で示した要領で充填材によυ前後面が閉塞される。
即ち、第２通路の小通路４２を構成し成形体の上下表面
から深さＤ２のところまで延長する領域を除き、成形体
セクションの前後面は閉塞される。
次に、前述した実施態様と同様の原則に基づき深さＤｓ
まで上下表面を切削除去すれば、第１通路２０が上下面
に開口し、同様の機能を備えだブロック型熱交換エレメ
ントが得られる。
第１１図から第１３図はこの様にして得られたエレメン
トの一例を示すもので、第１通路は対角方向に互い違い
の領域でエレメントの表面に開口している。従って、第
１２図に矢印Ａで示した様に、第１通路２０の出入口付
近では第１流体の流れは第２流路内の第２流体の流れに
対して直交流となり、第１通路２０の中央付近では対向
流もしくは平行流となる。
第１４図は第１１図に示したエレメントの変化形を示す
もので、エレメントの一表面では第１通路は一箇所で開
口しており、反対側表面では２箇所で開口している。こ
のエレメントでは矢印Ａに沿って第１流路に導入された
流体は２つの流れＡ１．Ａ２に分流される。
第１５図から第１７図は本発明の方法の他の実施態様を
示したもので、この実施態様は中空円筒形のブロック型
熱交換エレメントを製造することを目的としたものであ
る。成形材料は押出し機のダイスから第１５図に示す横
断面形状で押出される。押出し成形体は円柱形外周面１
００と円柱形内周面１０２から成る側面で画定されてお
り、夫夫の第１通路１０４および第２通路１０６は半径
方向に細長く延びた断面輪郭を有する。第１通路１０４
と第２通路は隔壁１０８で隔てられておシ、夫々の第２
通路１０６は仕切シ壁１１０によって複数の小通路１１
２に再に仕切られている。夫々の第１通路１０４は内外
の円柱形側面１００゜１０２から距離Ｄ１のところで終
っておシ、夫々の第２通路１０６は距離Ｄ２のところで
終端している。押出し成形体を横断方向に切断して成形
体セクションとし固化させた後、その端面に現われた第
１通路１０４の開口部は前記実施態様と同様に充填材１
１４で閉鎖される（第１６図および第１７図参照）。次
に、補強用縁部１１６，１１８を残して成形体セクショ
ンの側面１００．１０２から所定深さＤｓ　（但し、Ｉ
ｈ　＜　Ｄｓ　＜　０２　）にわたって切削面Ｃに沿っ
て側壁を切削除去すれば、夫々の第１通路１０４が側面
１００，１０２に開口した中空円柱形のブロック型熱交
換エレメント１２０が得られる（第１６図お：び第１７
図）。
このエレメント１２０では第１通路１０４から成る第１
流路には第１流体が外周面１ｏｏがら半径方向内向きに
流されて中央部に回収される。又は、その逆でもよい。
第２通路１０６で構成される第２流路には第２流体が軸
方向に流される。従って、フローパターンは直交流型と
なる。
第１８図は第１７図同様の断面図で、矢印Ａで示した様
に対向流／直交流組合せ型のフローパターンを得るため
、内側壁と外側壁の切除位置を互い違いにしたものであ
る。
第１９図は中空円柱のセグメントの形のエレメント１３
０を製造する実施態様を示す。押出し成形体の横断面輪
郭が第１９図に示す如く円環セグメント形である点を除
き、製造工程は前掲実施態様と同様である。このエレメ
ント１３０を環状に複数個並べれば第１６図のエレメン
トを構成することができる。このニレメン）１３０は大
型の熱交換器に好適である。
第２０図は第１９図同様の中空円柱セグメント形のブロ
ック型熱交換エレメント１４０の横断面輪郭を示したも
のであるが、夫々の第１通路１４２および第２通路１４
４が円周方向に延長している点で第１９図のものと相違
している。側壁の切削除去は半径方向側面１４６，１４
８に沿って切削面Ｃに沿って行われ、第１通路１４２は
これらの側面に開口せられる。このエレメント１４０は
単独で使用することもできるし、円周方向に被数個並べ
て使用することも可能である。第１流体は一方の側面１
４６から他方の側面１４８へ、又はその逆に流れる。
第２１図および第２２図は、夫々、第１９図および第２
０図に示しだ横断面輪郭の変化形を示し、夫々のニレメ
ン）１５０．１６０の輪郭の外形は二等２台形とな−て
“る・　以下余白 押出し成形に用いる材料としては、押出し成形が可能で
、成形時および成形後の各種処理工程の際ならびに製品
の使用時に、自己の形状を保持するに十分な自己支持性
を有し適当な機械的強度を備えたものであれば、セラミ
ック形成用坏土、熱可塑性樹脂、金属、ガラス、ノソル
ゾ、その他の材料を使用することができる。
セラミック形成坏土を押出し材料として使用する場合に
は、前記固化工程では成形品の乾燥を行い、乾燥後は焼
成してセラミックを形成する必要がある。その場合、切
断工程と切除工程は焼成工程の前後いずれで実施しても
よいが、焼成後は切削が困難となるので焼成前に行うの
が好ましい。
この様に熱交換エレメントをセラミックで形成した場合
には、高温の流体を熱交換用媒体として使用することが
可能な耐熱性に優れたエレメントを得ることができ、し
かも本発明に従えば押出し成形を利用して極めて簡便か
つ安価に伝熱表面積の大きなセラミック製のエレメント
を製造することができる。
セラミック形成坏土としてコーディエライトの組成（２
Ｍｇｏ・２Ａｔ２０３・５ＳＩＯ２）を有する坏土を使
用すれば、焼成後の素地が多孔質となり、第１流路と第
２流路との間で顕熱のみならず湿分を含む潜熱の交換を
も行うことが可能な全熱交換壓エレメントを得ることが
できる。湿分の交換を更に有効に行うためには、焼成後
の多孔質セラミックの熱交換エレメントに塩化リチウム
の様な吸湿剤を含浸させることができる。
加湿器やクーラードレン水蒸発装置の液体蒸発用エレメ
ントとして用いる場合には、前述した様に押出し材料と
してコーディエライト組成を有する坏土を用い、多孔質
セラミックに焼成した後、第２流路の小通路内にプラス
チックもしくはセラミックの粉末または不織布等を充填
して毛細管路を形成させることができる。昆２流路に液
体を導けば、液体は毛管現象により第２流路内を移動し
、多孔質の隔壁を毛管現象により透過した後、第１流路
の表面から気化蒸散する。
内燃機関を備えた車両においてエンジン排気熱を回収し
て車室空気を加熱する場合には、二種の熱交換用流体間
を厳密に隔離する必要がある。この場合には、コープイ
ライト組成を有する成形用坏土を用いて一旦多孔質セラ
ミックのエレメントを得た後、金属メッキもしくはガラ
スフリットのコーディングにより流路の表面に非通気性
層を形成することができる。或いは、コープイライト組
成の坏土を焼成して多孔質セラミックを一旦形成し、こ
れを粉砕し、その粉末をコーディエライト組成の坏土に
少量配合することによυ、緻密質非通気性のコーディエ
ライト磁器を得ることもできる。
ガスタービンエンジンの排気熱回収用熱交換器のエレメ
ントを製造するためには、β−スポジーウメン（ＬｉＯ
２・Ａｔ２０５・６ＳｔＯａ　）、窒化ケイ素、炭化ケ
イ素、等の組成をもった坏土を使用し、耐熱性、耐熱衝
撃性に優れたブロック型エレメントを製造するのが適当
である。β−スポジュウメン組成の坏土は、リチウム長
石およびカオリンを主とし必要により炭酸リチウムを加
えて得ることができる。
本発明の方法では、押出し材料として熱可塑性樹脂を用
いることもできる。自動車ラジェータ等の如く水冷却用
熱交換器のエレメントとして用いる場合には、熱可塑性
樹脂に金属等の伝熱性材料の粉末を配合し、熱伝導率を
高めることが好ましい。又、かかる樹脂はファイバーを
混入して強化することができる。
実施例１ タルク、アルミナ、カオリン等を適宜配合して、主とし
てコーディエライト組成（２Ｍｇ０・２Ａｔ２０．・５
Ｓ１０２）になるように調整したセラミック原料１００
重量部に、メチルセルロース６重量部と水３３重量部と
を加えてよく混合・混練し、成形用坏土とした。次に、
この坏土を通常のスクリュー押出し機のダイスから押出
し、第１図に示した様な横断面形状の押出し成形体を形
成した。種々の形状のダイスを用いて、第１通路２０お
よび第２通路２２の長辺と短辺との比を徐々に大きくし
ていった。セして長辺と短辺との長さの比ｋ（＝長辺の
長さ／短辺の長さ）が８を越えるあたりから、成形時に
隔壁２４は波打ち現象を始め、隔壁２４０間隔が不揃い
になり始めた。更にｋの値を大きくしていったところ、
ｋ＝１５付近で、成形時の隔壁２４の波打ち現象は激し
くなり、隔壁２４は多くの個所で互いに接合し合い、押
出方向と直向する方向の第１通路２０は、貫通しなくな
ってしまい、流路を形成することができなかった。
また、ｋの値が１５を越えると、補強用仕切り壁４０の
間隔が広くなりすぎるため、隔壁２４の機械的強度が著
しく小さく、軽い衝撃に対しても簡単に破損してしまう
という欠点もあり、得られた製品は実用に供することが
できなかった。
実施例２ 実施例１と同じ成形用坏土を用いて鶴３図に示した様な
成形体を押出し成形し、所定長さに切断し乾燥させた。
次に、上記押出成形物の押出方向の前後両端面に現われ
た通路の開口部のうち、補強用仕切り壁４０を有しない
第１通路２０の開口部のみを、成形用坏土に水分を追加
してペースト状にした充填剤で適当な深さ迄塞ぎ、再度
乾燥させた。乾燥終了後、成形物の補強用支柱部分３２
を残して、通路２０が上下面に開口するまで、上下壁を
フライス盤あるいは研削盤等を用いて深さＤ３にわたっ
て機械的に切削除去した。機械加工を終えた成形物を、
電気炉中で１４２０℃で５時間焼成することにより、第
４図に示した熱交換エレメントが得られた。
本実施例で得だ熱交換エレメントを構成しているコーデ
ィエライト組成のセラミック素地は、２０％前後の吸水
率を有する多孔質体であった。
このエレメントに塩化リチウム水溶液を含浸させ、熱交
換すべき２流体をそれぞれ第１および第２流路に流して
全熱交換器用エレメントとして使用したところ、気体透
過度は小さく、熱透過性および透湿性に優れていたので
、２流体はほとんど混合されることなく、顕熱・潜熱と
も良好な熱交換効率が達成できた。
実施例３ 実施例２で得た、第４図に示す熱交換エレメントにおい
て、通路４２の内部をプラスチック粉体で充填し、通路
内に、通路方向に連通した毛細管路を形成させた。そし
て、この熱交換エレメントの通路４２の前端開口部を水
に浸し、通路３６に空気を通過させたところ、水は毛管
現象で通路４２内を移動してゆき、更に多孔質の隔壁２
４内も毛管現象で透過した後、通路３６の流路表面より
、すみやかに気化蒸散してゆく事が確認できた。
これは、加湿器、クーラードレノ水蒸散装置等のように
、液体の気化装置として用いるのに好適であることを示
している。
なお、通路４２に充填する材料は、通路４２内に連通し
た毛細管路を形成させることができるものであれば、ガ
ラスピーズやセラミックの粉体、粒状物等でも同じ効果
が得られた。
また気化蒸散させる物質は、何ら水に限定する必要はな
く、毛管現象によυ管路４２内を移動してゆく液体であ
れば、有機溶剤などでも良い。
実施例４ タルク、アルミナ、カオリンを適宜配合して主としてコ
ーディエライト組成（２Ｍｇ０・２Ａｔ２０３・５Ｓｉ
Ｏ２）に調整したセラミック原料１００重量部に、合成
コーディエライト粉末２重量部とメチルセルロース６重
量部、水３５屯量部とを加えてよく混合・混練し、成形
用拝上とした。次にこの坏土を実施例２と同様の方法で
押出して加ニレ、第４図に示す熱交換エレメントを得た
。この熱交換エレメントを構成する素地は、吸水率が２
％以下の緻密質コーディエライト磁器であるため、実施
例２とは異なり、隔壁２４の内部に通路２０と通路２２
どを連通する毛細管路は形成されず、完全に遮断された
。
コツタめ、ディーゼルエンジンの排気熱を回収して、暖
房用空気を加熱するだめの熱交換器に用いて有効であっ
た。
実施例５ 金属アルミニウム粉末を４０チ混入させたポリプロピレ
ン樹脂を押出成形し、押出方向と直角な断面の形状が第
８図に示した形状のモノリス構造体を得だ。次に押出方
向の前後両端面のうち、第１０図に斜線で示した部分の
みを、適当な深さ迄シリコンゴム系ポツティング剤で充
填して塞ぎ、壁の一部を、通路２０が開口しかつ通路４
２の仕切り壁が保存される深さＤ３迄切削除去して、第
１１図に示しだ熱交換エレメントを得た。
この熱交換エレメントを自動車用カーヒータのヒータコ
アとして用いたところ、良好な暖房性能が得られた。
以上には、本発明の方法の特定の態様について説明した
が、本発明はそれらに限定されるものではなく、種々の
変更を加えることができる。
例えば、夫々の深さＤＢ　？Ｄ２　ＦＤ３は成形体の上
下もしくは内側と外側で異なる値にしてもよいことは言
うまでもない。
また、第１通路および第２通路の数および寸法は適宜変
更することが可能である。
更に、前記実施態様では、切削除去により第１通路のみ
を第１および第２表面に開口させる様にしたが、第１通
路のみならず第２通路が開口する深さまで切削を行い、
第２通路を充填材で閉塞してもよい。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の方法の第１実施態様を示す斜視図、第
２図は前記方法により形成されたブロック型熱交換エレ
メントの斜視図、第３図は本発明の方法の第２実施態様
を示す斜視図、第４図は第３図の方法により形成された
エレメントの斜視図、第５図および第６図は夫々第４図
の■−ｖ線およびＭ−Ｍ線に沿った断面図、第７図は成
形体の横断面輪郭の変形態様を示し、第８図および第９
図は成形体横断面輪郭の更に他の変形態様を示し、第１
０図は第８図の成形体の通路の閉塞の方法を示し、第１
１図は第８図および第１Ｏ図の方法により形成されたエ
レメントの斜視図、第１２図および第１３図は夫々第１
１図のｘｎ　−ｘｍ線およびｘｍ　−ｘｍ線に沿った断
面図、第１４図は第１１図のエレメントの変化形を示し
、第１５図は中空円柱形エレメントを製造する実施態様
における成形体の横断面輪郭を示し、第１６図は中空円
柱形エレメントの斜視図、第１７図は第１６図の溜−■
矢視断面図、第１８図は第１７図同様の断面図で流路／
ｆターンの異なる中空円柱形エレメントの変化形を示し
、第１９図から第２１図は成形体の横断面輪郭の種々の
態様を示すもので、第１９図および第２０図は中空円柱
セグメント形のエレメントの横断面輪郭を示し、第２１
図および第２２図は二等辺台形状の横断面輪郭を示す。 １０・・・連続状押出し成形体、１２・・・上面、１４
・・・下面、１６．１８・・・側面、２０，１０４・・
・第１通路、２２，１０６・・・第２通路、２４，１０
８・・・隔壁、２６・・・前端面、２８・・・後端面、
３０，１１４・・・充填材、３４，１２０，１３０，１
４０，１５０゜１６０・・・ブロック型熱交換エレメン
ト、３６・・・第１流路、３８・・・第２流路、４０，
１１０・・・仕切り壁、４２，１１２・・・小通路、４
４・・・中間水平壁、４６・・・突条、１００・・・外
周面、１０２・・・内周面、Ｓ・・・切断面％Ｄ１・・
・第１深さ、Ｄ２・・・第２深さ、Ｄ３・・・第３深さ
、Ｃ・・・切削面。 第５図 轄７図 ２ ＠８図 □ ＠９図 ＠１２０ ０ （ 価１３図 価１５図 第１６図 喚１７図 第２１図 ７１５０ 篩２２図 り。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、互いに対立する第１および第２の表面と前記第１お
    よび第２表面に交叉し互いに対立する第３および第４の
    表面と全備えたブロックから成り、前記第１表面と第２
    表面との間で該ブロック全員通し互いに独立した一連の
    第１砲路と、Ｍｊ記第３表面と第４表面との間で該ブロ
    ック全員通し前記第１流路から独立でかつ互いに独立し
    た一連の第２流路、と全備えたブロック型熱交換エレメ
    ント′ｆｔ製造する方法であって、 ０）押出し成形ＤＪ能な状態の成形用材料？準備する工
    程と、 （ロ）前記成形用材料を押出し成形することにより、前
    記第１および第２表面を構成し押出し方向に平行に延び
    た互いに対立する第１および第２の連続表面と、前記第
    １および第２連続表面から所定の第１深さのところまで
    第１および第２連続表面に向って細長く延びた横断面輪
    郭２有し押出し方向に平行に押出し成形体全貫通する互
    いに独立した一連の第１通路と、前記第１および第２連
    続表面から前記第１深さより大きな所定の第２深さのと
    ころまで第１および第２連続表面に向って細長く延びた
    横断面輪郭２有し押出し方向に平行に押出し成形体全貫
    通し前記各第１通路と夫々交互に配列されると共に前記
    第１および第２連続表面に向って押出し方向に平行に延
    びる隔壁により前記第１通路から離隔され前記第２流路
    全構成する互いに独立した一連の第２通路、と全備え所
    定横断面輪郭を持った押出し成形体全形成する工程と、 （ハ）前記押出し成形体全固化させる工程と、に）前記
    押出し成形体全所定長さに横断方向に切断して、切断面
    が前記第３および第４表面を構成する成形体セクション
    を得る工程と、（ホ）前記成形体セクションの第３およ
    び第４表面に現われた前記第１および第２通路の開口部
    のうち、第１通路の開ロ部ｔ−閉塞する工程と、（へ）
    前記成形体セクションの第１および第２表面に沿って成
    形体セクションの暗の少なくとも一部全前記第１通路が
    開口するまで前記第１深さと第２深さの間の第３深さに
    わたって横断方向に切除して、第１通路を成形体セクシ
    ョンの第１および第２表面に開口させて前記第１流路？
    形成する工程、 と全包含して成るブロック型熱交換エレメントの製造方
    法。 ２、前記押出し成形工程（ロ）における押出し成形体の
    前記横断面輪郭は平行四辺形であり、前記切断工程に）
    後の成形体セクションは平行六面体であり、前記平行六
    面体の上下面が前記第１および第２表面を夫々４１′々
    成し、前後向が第３および第４表面を夫々構成し、前記
    第１および第２通路の横断面輪郭は第１および第２表面
    に垂直に延長している特許請求の範囲第１項記載のグロ
    ック型熱交換エレメントの製造方法。 ３、前記押出し成形工程（ロ）における押出し成形体の
    前記横断面輪郭は円環形であり、前記切断工程に）後の
    成形体セクションは同軸的異径円柱面で画定された中空
    円柱形であり、前記中空円柱の円柱形外周面および円柱
    形内周面が前記第１および第２表面全夫々構成し、前後
    面が第３および第４表面を夫々構成し、前記第１および
    第２通路の横断面輪郭は半径方向に延長している特許請
    求の範囲第１項記載のブロック型熱交換エレメントの製
    造方法。 ４、前記押出し成形工程（ロ）における押出し成形体の
    前記横断面輪郭は円環を２本の半径で切断して成る円環
    セグメント形であり、前記切断工程に）後の成形体セク
    ションは中空円柱を２つの半径方向平面で切断して成る
    中空円柱セグメント形であり、前記中空円柱セグメント
    の部分円柱形外周面および部分円柱形内周面が前記第１
    および第２表面全夫々構成し、前後面が第３および第４
    表面全夫々構成し、前記第１および第２通路の横断面輪
    郭は半径方向に延長している特許請求の範囲第１項記載
    のブロック型熱交換エレメントの製造方法。 ５、前記押出し成形工程（ロ）における押出し成形体の
    前記横断面輪郭は円環２２本の半径で切断して成る円環
    セグメント形であり、前記切断工程に）後の内形体セク
    ションは中空円柱全２つの半径方向平面で切断して成る
    中空円柱セグメントであり、０１Ｊ記中空円柱セグメン
    トの半径方向平面が前記第１および第２表面全構成し、
    前後向が第３および第４表面全夫々構成し、前記第１お
    よび第２通路の横断面軸郭は円周方向に延長している特
    許請求の範囲第１項記載のブロック型熱交換エレメント
    の製Ｏ方法。 ６、前記押出し成形工程（ロ）における押出し成形体の
    前記横断面軸郭は二等辺台形である特許請求の範囲第１
    項記載のブロック型熱交換エレメントの製造方法。 ７、ｒｉｉｊ記押出し成形工程（ロ）における第１およ
    び第２通路の横断面輪郭の横幅に対する長さの比は１か
    ら１５である特許請求の範囲第１項記載のグロック型熱
    交換エレメントの製造方法。 ８、前記比は１から８である特許請求の範囲第７項記載
    のブロック型熱交換エレメントの製造方法０ ９、前記押出し成形工程（ロ）における前記各第２通路
    は、第１および第２表面にほぼ平行に延びる複数の仕切
    り壁によって互いに独立し互いに整列した複数の小通路
    に分割されている特許請求の範囲第１項記載のブロック
    型熱交換エレメントの製造方法。 １０、前記押出し成形工程（ロ）における前記隔壁の肉
    厚は０．０６ｍｍから１咽であり、前記仕切り壁の肉厚
    は０．０６ｍ＋ｎから１咽であり、隣り相う仕切り壁間
    の距Ｎ￥は０６調から５咽である特許請求の範囲第９項
    記載のブロック型熱交換エレメントの製造方法。 １１、前記押出し成形工程（ロ）において、前記隔壁に
    よって形成される第１通路内明には押出し方向に延長す
    る複数の突条が形成される特許請求の範囲第９項記載の
    ブロック型熱交換エレメントの製造方法。 １２、前記突条は前記隔壁に関し前記仕切り壁と対称的
    な位置に配置されている特許請求の範囲第１１項記載の
    ブロック型熱交換エレメントの製造方法。 １３、前記成形用材料はセラミック形成用坏土であり、
    前記固化工程（ハ）は乾燥１稈であり、前記切断工程（
    へ）の後に成形体セクションを焼成する工程全包含して
    成る特許請求の範囲第１項記載のブロック型熱交換エレ
    メントの製造方法。 １４、前記坏土はコーディエライト組成を有する特許請
    求の範囲第１３項記載のブロック型熱交換エレメントの
    製造方法。 １５、熱交換エレメント全余熱交換用エレメントとして
    使用し得るようにするため、前記焼成工程の後に熱交換
    エレメントに吸湿剤全含浸させる工程を包含して成る特
    許請求の範囲第１４項記載のブロック型熱交換エレメン
    トの製造方法。 １６　ロ１」記吸湿剤は塩化リチウムである特許請求の
    範囲第１５項記載のブロック型熱交換エレメントの製造
    方法。 １７、熱交換エレメントを加ｉ７器エレメントとして使
    用し得るようにするため、前記焼成工程の後に前記第２
    通路に毛細管全形成する材料全充填する工程を設けて成
    る特許請求の範囲第１４項記載のｆｏツタ型熟熱交換エ
    レメント製造方法。 １８、緻密質セラミックのブロック全形成するため、前
    記坏土にはコープイエイト系セラミックの粉末を配合す
    る特許請求の範囲第１４項記載のグロック型熱交換エレ
    メントの製造方法。 １９、前記焼成工程の後に前記第１通路と第２通路との
    間の隔壁に非通気性層を形成すること全特徴とする特許
    請求の範囲第１８項記載のブロック型熱交換エレメント
    の製造方法。 ２０、前記成形用材料は熱可塑性樹脂である特許請求の
    範囲第１項記載のブロック型熱交換エレメントの製造方
    法。 ２１、前記樹脂には金属粉末が配合されている特許請求
    の範囲第２０項記載のブロック型熱交換エレメントの製
    造方法。 ２２、前記樹脂には強化用繊維が充填されている特許請
    求の範囲第２０項記載のブロック型熱交換エレメントの
    製造方法。 ２３、前記成形用材料は金属である特許請求の範囲第１
    項記載のブロック型熱交換エレメントの製造方法。 ２４、前記成形用材料はガラスである特許請求の範囲第
    １項記載のグロック型熱交換エレメントの製造方法。 ２５、前記成形状材料はパルプである特許請求の範囲第
    １項記載のグロック型熱交換エレメントの製造方法。 ２６、前記成形体セクションの各第１通路の中間部に第
    １および第２表面に平行に押出し方向に延びる壁を設け
    て０１」記第１流路全２つの流路に分割し、もって３種
    の６１う体間で熱交換ｏＪ能なブロック型熱交換エレメ
    ントを製造することから成る特許請求の範囲第１項記載
    のブロック型熱交換エレメントの製造方法。 ２７、互いに対立する第１および第２の表面と前記第１
    および第２表面に交叉し互いに対立する第３および第４
    の表面とｋ　（ｉｉ？ｒえたブロックから成り、前記第
    １表面と第２表面との間で該ブロックを貫通し互いに独
    立した一連の第１流路と、前記第３表面と第４表面との
    間で該プ四ツク全員通し前記第１鑞路から独立でかつ互
    いに独立した一連の第２流路、と全備えたブロック型熱
    交換エレメント全製造する方法であって、 （イ）押出し成形可能な状態の成形用材料を準備する工
    程と、 ←）前記成形用材料全押出し成形することにより、前記
    第１′！＃よび第２表面ｋ　＋７１成し押出し方向に平
    行に延びた互いに対立する第１および第２の連続表面と
    、前記第１および第２連続表面から所定の第１距離のと
    ころまで第１および第２連続表面に向って細長く延びた
    横断面輪郭全方し押出し方向に沿って押出し成形体を貫
    通する互いに独立した一連の第１通路と、前記第１およ
    び第２連続表面から前記第１距離より小さいか前記距離
    に等しい第２距離のところまで第１および第２連続表面
    に向って細長く延びた横断面輪郭全方し押出し方向に沿
    って押出し成形体全貫通し前記各第１通路と夫々交互に
    配列されると共に前記第１および第２連続表面に向って
    押出し方向に沿って延びる隔壁により前記第１通路から
    １４１１′隔された互いに独立した一連の第２通路、と
    全備えた押出し成形体全形成する工程と、 （ハ）前記押出し成形体全固化させる工程と、に）前記
    押出し成形体を所定長さに横断方向に切断して、切断面
    が前記第３および第４表面全構成する成形体セクション
    を得る工程と、（ホ）　前記成形体セクションの第３お
    よび第４表面に現われた前記第１および第２通路の開口
    部のうち、第１通路の開口部全閉塞する工程と、（へ）
    前記成形体セクションの第１および第２表面に沿って成
    形体セクションの壁の少なくとも一部？前記第１通路が
    開口するまで＄１距離と第２距離の間の第３距離にわた
    って横断方向に切除して、第１通路全成形体セクション
    の第１および第２表面に開口させて前記第１流路全形成
    すると共に、第２通路全成形体セクションの第１および
    第２表面に開口させる工程と、 （ト）前記成形体セクションの第１ルよび第２表面に現
    われた第２通路の開口部を閉塞して前記第２兎路全形成
    する工程、 とを包含して成るブロック型熱交換エレメントの製造方
    法。
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