JPS6140523B2 - - Google Patents
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- JPS6140523B2 JPS6140523B2 JP58186880A JP18688083A JPS6140523B2 JP S6140523 B2 JPS6140523 B2 JP S6140523B2 JP 58186880 A JP58186880 A JP 58186880A JP 18688083 A JP18688083 A JP 18688083A JP S6140523 B2 JPS6140523 B2 JP S6140523B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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- B28B3/26—Extrusion dies
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Description
本発明は、セラミツクハニカム構造体およびそ
の製法ならびにその押出し成形金型およびこれを
主として利用した回転蓄熱式セラミツク熱交換体
に関する。さらに詳しくは、特に自動車用セラミ
ツク熱交換体を好ましい例とするガスタービン用
回転蓄熱式セラミツク熱交換体に用いるに適した
セラミツクハニカム構造体およびその製法および
回転蓄熱式セラミツクハニカム構造体に関する。 以下、本明細書において、セラミツクハニカム
構造体とは、隔壁により区分された複数の貫通孔
（セル）を有するセラミツク構造体を言う。 従来、セラミツクハニカム構造体は特公昭48−
22964号公報に示されるようなコルゲート成形法
によるもの、米国特許第3755204号明細書に示さ
れるようなエンボス成形法によるものまたは特開
昭55−46338号公報に示されるような押出し成形
法によるものが知られている。 ところが、コルゲート成形法およびエンボス成
形法によるものは、貫通孔の形状が不均質で貫通
孔の表面が滑らかでないため、圧力損失ΔＰが大
きくかつ壁面摩擦係数Ｆが大きいと言う欠点があ
り、特にコルゲート成形法によるものは貫通孔の
断面形状がサイン三角形状であるため、コーナー
部分が鋭角であり熱伝達係数Ｊが劣るため、熱交
換効率が劣る欠点も指摘されている。 一方、自動車用回転蓄熱式セラミツク熱交換体
を好ましい例とするガスタービン用回転蓄熱式セ
ラミツク熱交換体としては、限られたスペースに
設置する必要性から特に熱交換効率の優れたコン
パクトで性能のよいセラミツクハニカム熱交換体
が求められている。また、セラミツク熱交換体の
熱交換効率は、単位セルを基準としたフイン効率
と熱交換体全体として熱交換効率とに分けられ
る。単位セルの熱交換効率は総括フイン効率Ｊ／
Ｆで評価でき、それはレイノズル数の関数として
表わされる。熱交換体全体としての熱交換効率
は、熱通過有効度εと圧力損失ΔＰで表され、熱
交換体単位面積当りの流体流量の関数で表され
る。 押出し成形法で得たセラミツク熱交換体は、貫
通孔の形状が均質でかつその表面が滑らかである
ために圧力損失および壁面摩擦係数が小さく熱伝
達係数が大きいので、総括フイン効率が他の製法
に比べて大きいと言う特長がある。熱交換効率が
優れたセラミツク熱交換体を得るためには、総括
フイン効率の大きいセル形状を選択し、それを高
密度化して熱通過有効度を高めかつ圧力損失の小
さい熱交換体を得る必要がある。 本発明の目的は、前記の従来のものに見られた
諸欠点を解消したもので、総括フイン効率が大き
いセル構造を有し、熱通過有効度の大きい押出し
によるセラミツクハニカム構造体およびこれを用
いた熱交換体を得ることを基本的な目的とする。 本発明のセラミツクハニカム構造体は、断面が
矩形の貫通孔を有し、該貫通孔の短辺と長辺のピ
ツチ比が実質的に１：√３であるセラミツクハニ
カム構造体である。 さらにまた、本発明のセラミツクハニカム構造
体の製法は、セラミツク坏土を調製し、該坏土を
押出し成形金型の坏土供給孔を通じて短辺と長辺
のピツチ比が実質的に１：√３である矩形の成形
溝に押し圧供給して一体構造のハニカム構造体を
押出し、乾燥し、焼成するセラミツクハニカム構
造体の製法である。 また、本発明のセラミツク構造体の製法は、セ
ラミツク坏土を調製し、該坏土を押出し成形金型
の坏土供給孔を通じて短辺と長辺のピツチ比が実
質的に１：√３である矩形の成形溝に押し圧供給
して一体構造のハニカム構造体を押出し、乾燥
し、焼成し、所望の形状に加工して単位ハニカム
構造体とし、該単位ハニカム構造体を複数個接合
し、再焼成するセラミツクハニカム構造体の製法
である。 さらに、本発明のセラミツクハニカム構造体の
押出し成形金型は、断面が矩形の貫通孔を有する
セラミツクハニカム構造体の断面形状に対応する
形状の成形溝と、該成形溝に坏土を供給するセラ
ミツク坏土供給孔とを有し、該成形溝の短辺と長
辺のピツチ比が実質的に１：√３であるセラミツ
クハニカム構造体の押出し成形金型であり、また
断面が矩形の貫通孔を有するセラミツクハニカム
構造体の断面形状に対応する形状の成形溝と、該
成形溝に坏土を供給するセラミツク坏土供給孔と
を有し、該成形溝の短辺と長辺のピツチ比が実質
的に１：√３であり、かつ供給孔の坏土供給側に
穿孔板を有し、１個あたり供給孔３個に坏土を供
給する複数の穿孔が該穿孔板に設けられたセラミ
ツクハニカム構造体の押出し成形金型である。 また、本発明の用途としての回転蓄熱式セラミ
ツク熱交換体は、セラミツクハニカム構造体より
成り、該セラミツクハニカム構造体が断面矩形の
貫通孔を有し、該貫通孔の短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３である回転蓄熱式セラミツク
熱交換体である。 以下、本発明のさらに詳しい構成を、セラミツ
クハニカム構造体を例にとつて図面にもとずき詳
細に説明する。 第１〜４図に示す金型１は、短辺の長さ0.564
mm、長辺の長さ0.977mmのピツチで矩形の成形溝
２を備え、第３図に示すように該成形溝２の隔交
点部にセラミツク坏土供給孔３を連結して構成さ
れており、第４図に示す該金型１の坏土供給側４
より坏土を押し圧供給する。該坏土はシリコンナ
イトライド、シリコンカーバイト、アルミナ、ム
ライト、コージエライト、リチウム・アルミニウ
ム・シリケート、マグネシウム・アルミニウム・
チタネート等または焼成によりこれらを生ずるも
のより選ばれたセラミツク粉末に成形助剤として
メチルセルロース、アルギン酸ソーダ、ポリビニ
ールアルコール、酢酸ビニール樹脂等の有機バイ
ンダーと適量の水を混練して押出し時に充分な流
動性を賦与したものである。 押し圧供給された坏土は、成形溝２に達すると
押出し方向と直角方向にも流動し、一体構造のハ
ニカム構造体が形成され成形溝２より押出され
る。押出されたハニカム構造体を所定の長さに切
断し、誘電乾燥法等により乾燥し、常法により焼
成して第５，６図に示すような本発明のハニカム
構造体を得る。第６図は本発明のハニカム構造体
の開口端面の拡大図である。 このようにして得られたセラミツクハニカム構
造体を回転蓄熱式セラミツク熱交換体とするに
は、該セラミツクハニカム構造体を所望の形状に
加工して単位ハニカム構造体とし、該単位ハニカ
ム構造体を複数個接合し、再焼成することにより
前記回転蓄熱式セラミツク熱交換体を得ることが
できる。 本発明においては、成形溝の短辺と長辺のピッ
チ比を実質的に１：√３とするが、これは次の理
由による。すなわち、第１表および第７図に示す
ように押出し成形により成形され焼成された開口
率0.70、水力直径0.54mmのセル特性を有する三角
セル形状（第７図において△Ａ線で示す）、四角
セル形状（第７図において□Ｂ線で示す）および
短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩形
形状（第７図において□Ｃ線で示す）のセラミツ
クハニカム構造体の熱伝達係数Ｊと壁面摩擦係数
Ｆを測定し、レイノズル数100の時の総括フイン
効率Ｊ／Ｆを求めた結果、短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３の矩形形状を有するセラミツ
クハニカム構造体の総括フイン効率が最も優れて
いることを見い出した。
の製法ならびにその押出し成形金型およびこれを
主として利用した回転蓄熱式セラミツク熱交換体
に関する。さらに詳しくは、特に自動車用セラミ
ツク熱交換体を好ましい例とするガスタービン用
回転蓄熱式セラミツク熱交換体に用いるに適した
セラミツクハニカム構造体およびその製法および
回転蓄熱式セラミツクハニカム構造体に関する。 以下、本明細書において、セラミツクハニカム
構造体とは、隔壁により区分された複数の貫通孔
（セル）を有するセラミツク構造体を言う。 従来、セラミツクハニカム構造体は特公昭48−
22964号公報に示されるようなコルゲート成形法
によるもの、米国特許第3755204号明細書に示さ
れるようなエンボス成形法によるものまたは特開
昭55−46338号公報に示されるような押出し成形
法によるものが知られている。 ところが、コルゲート成形法およびエンボス成
形法によるものは、貫通孔の形状が不均質で貫通
孔の表面が滑らかでないため、圧力損失ΔＰが大
きくかつ壁面摩擦係数Ｆが大きいと言う欠点があ
り、特にコルゲート成形法によるものは貫通孔の
断面形状がサイン三角形状であるため、コーナー
部分が鋭角であり熱伝達係数Ｊが劣るため、熱交
換効率が劣る欠点も指摘されている。 一方、自動車用回転蓄熱式セラミツク熱交換体
を好ましい例とするガスタービン用回転蓄熱式セ
ラミツク熱交換体としては、限られたスペースに
設置する必要性から特に熱交換効率の優れたコン
パクトで性能のよいセラミツクハニカム熱交換体
が求められている。また、セラミツク熱交換体の
熱交換効率は、単位セルを基準としたフイン効率
と熱交換体全体として熱交換効率とに分けられ
る。単位セルの熱交換効率は総括フイン効率Ｊ／
Ｆで評価でき、それはレイノズル数の関数として
表わされる。熱交換体全体としての熱交換効率
は、熱通過有効度εと圧力損失ΔＰで表され、熱
交換体単位面積当りの流体流量の関数で表され
る。 押出し成形法で得たセラミツク熱交換体は、貫
通孔の形状が均質でかつその表面が滑らかである
ために圧力損失および壁面摩擦係数が小さく熱伝
達係数が大きいので、総括フイン効率が他の製法
に比べて大きいと言う特長がある。熱交換効率が
優れたセラミツク熱交換体を得るためには、総括
フイン効率の大きいセル形状を選択し、それを高
密度化して熱通過有効度を高めかつ圧力損失の小
さい熱交換体を得る必要がある。 本発明の目的は、前記の従来のものに見られた
諸欠点を解消したもので、総括フイン効率が大き
いセル構造を有し、熱通過有効度の大きい押出し
によるセラミツクハニカム構造体およびこれを用
いた熱交換体を得ることを基本的な目的とする。 本発明のセラミツクハニカム構造体は、断面が
矩形の貫通孔を有し、該貫通孔の短辺と長辺のピ
ツチ比が実質的に１：√３であるセラミツクハニ
カム構造体である。 さらにまた、本発明のセラミツクハニカム構造
体の製法は、セラミツク坏土を調製し、該坏土を
押出し成形金型の坏土供給孔を通じて短辺と長辺
のピツチ比が実質的に１：√３である矩形の成形
溝に押し圧供給して一体構造のハニカム構造体を
押出し、乾燥し、焼成するセラミツクハニカム構
造体の製法である。 また、本発明のセラミツク構造体の製法は、セ
ラミツク坏土を調製し、該坏土を押出し成形金型
の坏土供給孔を通じて短辺と長辺のピツチ比が実
質的に１：√３である矩形の成形溝に押し圧供給
して一体構造のハニカム構造体を押出し、乾燥
し、焼成し、所望の形状に加工して単位ハニカム
構造体とし、該単位ハニカム構造体を複数個接合
し、再焼成するセラミツクハニカム構造体の製法
である。 さらに、本発明のセラミツクハニカム構造体の
押出し成形金型は、断面が矩形の貫通孔を有する
セラミツクハニカム構造体の断面形状に対応する
形状の成形溝と、該成形溝に坏土を供給するセラ
ミツク坏土供給孔とを有し、該成形溝の短辺と長
辺のピツチ比が実質的に１：√３であるセラミツ
クハニカム構造体の押出し成形金型であり、また
断面が矩形の貫通孔を有するセラミツクハニカム
構造体の断面形状に対応する形状の成形溝と、該
成形溝に坏土を供給するセラミツク坏土供給孔と
を有し、該成形溝の短辺と長辺のピツチ比が実質
的に１：√３であり、かつ供給孔の坏土供給側に
穿孔板を有し、１個あたり供給孔３個に坏土を供
給する複数の穿孔が該穿孔板に設けられたセラミ
ツクハニカム構造体の押出し成形金型である。 また、本発明の用途としての回転蓄熱式セラミ
ツク熱交換体は、セラミツクハニカム構造体より
成り、該セラミツクハニカム構造体が断面矩形の
貫通孔を有し、該貫通孔の短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３である回転蓄熱式セラミツク
熱交換体である。 以下、本発明のさらに詳しい構成を、セラミツ
クハニカム構造体を例にとつて図面にもとずき詳
細に説明する。 第１〜４図に示す金型１は、短辺の長さ0.564
mm、長辺の長さ0.977mmのピツチで矩形の成形溝
２を備え、第３図に示すように該成形溝２の隔交
点部にセラミツク坏土供給孔３を連結して構成さ
れており、第４図に示す該金型１の坏土供給側４
より坏土を押し圧供給する。該坏土はシリコンナ
イトライド、シリコンカーバイト、アルミナ、ム
ライト、コージエライト、リチウム・アルミニウ
ム・シリケート、マグネシウム・アルミニウム・
チタネート等または焼成によりこれらを生ずるも
のより選ばれたセラミツク粉末に成形助剤として
メチルセルロース、アルギン酸ソーダ、ポリビニ
ールアルコール、酢酸ビニール樹脂等の有機バイ
ンダーと適量の水を混練して押出し時に充分な流
動性を賦与したものである。 押し圧供給された坏土は、成形溝２に達すると
押出し方向と直角方向にも流動し、一体構造のハ
ニカム構造体が形成され成形溝２より押出され
る。押出されたハニカム構造体を所定の長さに切
断し、誘電乾燥法等により乾燥し、常法により焼
成して第５，６図に示すような本発明のハニカム
構造体を得る。第６図は本発明のハニカム構造体
の開口端面の拡大図である。 このようにして得られたセラミツクハニカム構
造体を回転蓄熱式セラミツク熱交換体とするに
は、該セラミツクハニカム構造体を所望の形状に
加工して単位ハニカム構造体とし、該単位ハニカ
ム構造体を複数個接合し、再焼成することにより
前記回転蓄熱式セラミツク熱交換体を得ることが
できる。 本発明においては、成形溝の短辺と長辺のピッ
チ比を実質的に１：√３とするが、これは次の理
由による。すなわち、第１表および第７図に示す
ように押出し成形により成形され焼成された開口
率0.70、水力直径0.54mmのセル特性を有する三角
セル形状（第７図において△Ａ線で示す）、四角
セル形状（第７図において□Ｂ線で示す）および
短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩形
形状（第７図において□Ｃ線で示す）のセラミツ
クハニカム構造体の熱伝達係数Ｊと壁面摩擦係数
Ｆを測定し、レイノズル数100の時の総括フイン
効率Ｊ／Ｆを求めた結果、短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３の矩形形状を有するセラミツ
クハニカム構造体の総括フイン効率が最も優れて
いることを見い出した。
【表】
さらに、第８図に示すように、最もセル密度
（単位面積当りの貫通孔５の数）の高い押出し成
形体は、供給孔間の距離Ｒを一定とすると押出し
成形金型のセラミツク坏土供給孔３を六等配位
（最近接する供給孔３が６個あることを意味す
る）に穿孔するのが最も好ましく、六等配位に穿
孔すれば、第９図に示すように、供給孔３は矩形
形状の成形溝２の一つおきの隔交点部に連結でき
るばかりでなく、その場合、該成形溝２の矩形の
短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３になる
という事実を本発明者等が見い出したことによ
る。このような六等配位の配列は、従来は第８図
に示す三角形状の貫通孔５の成形溝２に連結する
供給孔３にのみ用い得るものと考えられていたの
である。 セル密度を高くすることによつて、熱通過有効
度を高くできるので、短辺と長辺のピツチ比が実
質的に１：√３の矩形セル構造は最も総括フイン
効率が大きく、かつそれを高密度化できるため、
熱通過有効度が高くなり、熱交換効率のよい熱交
換体が得られるものである。 以上が、特に自動車用セラミツク熱交換体を好
ましい例とするガスタービン用回転蓄熱式セラミ
ツク熱交換体において、断面が矩形の貫通孔を有
し、該貫通孔の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３であるセラミツクハニカム構造体が熱交
換効率に優れている理由である。 また、本発明のハニカム構造体押出し成形金型
としては、前記に説明したものの他、供給孔の坏
土供給側に穿孔板を有し、１個あたり供給孔３個
に坏土を供給する複数の穿孔が該穿孔板に設けら
れたものを用いてもよい。すなわち、第１０〜第
１３図に示すように、金型１の坏土供給側４に穿
孔板６が設けられていて、該穿孔板６には複数の
穿孔７があけられており、該穿孔７の１個が坏土
供給孔３の３個に連結されて坏土を供給する第１
１，１２図。穿孔板６はハニカム構造体の押出し
成形金型１の機械的強度をたかめるもので、特に
本発明のハニカム構造体の押出し成形金型は、前
記したように、坏土供給孔が高密度に設けられて
いるので、強度的に脆弱になり易い傾向があるの
を防ぐものである。 さらに、本発明の回転蓄熱式セラミツク熱交換
体は、セラミツク坏土を調製し、該坏土を押出し
成形金型の坏土供給孔を通じて短辺と長辺のピツ
チ比が実質的に１：√３である矩形の成形溝に押
し圧供給して一体構造のハニカム構造体を押出
し、乾燥し、焼成し、所望の形状に加工して単位
ハニカム構造体とし、該単位ハニカム構造体を複
数個接合し、再焼成することによつて作製され
る。 実施例 １ タルク紛末36.5部（重量部、以下同じ）、カオ
リナイト粉末46.1部、水酸化アルミニウム17.4部
からなる粉末100部にメチルセルロース５部およ
び水25部を加えて混練し、坏土を調製した。該坏
土を成形溝幅0.13mm、短辺の長さ0.632mm、長辺
の長さ1.096mmの本発明の短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３の矩形形状の押出し成形金型
を用い120Kg／cm2の圧力で押出し成形した。押出
されたハニカム構造体を所定の長さに切断し、誘
電乾燥法により乾燥し、トンネル窯にて1400℃で
５時間焼成し、充分に反応させコージエライト化
し、幅80mm、長さ111mm、高さ85mmの本発明の短
辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩形形
状のセラミツクハニカム構造体を得た。該セラミ
ツクハニカム構造体の貫通孔は、非常に均質に形
成されていた。該セラミツクハニカム構造体の熱
伝達係数および壁面摩擦係数を測定し、レイノズ
ル数100の時の総括フイン効率を求めたところ、
0.308であつた。このセラミツクハニカム構造体
を幅70mm、長さ100mm、高さ75mmに加工して、単
位ハニカム構造体を作成した。該単位ハニカム構
造体36個を機械加工し、接合をする面に前記坏土
を塗布し、接合して前記トンネル窯にて再焼成
し、仕上げ加工することにより、外形470mm、高
さ75mmの本発明の回転蓄熱式セラミツク熱交換体
を得た。 実施例 ２ シリコンカーバイド粉末97部、炭化硼素粉末
1.5部、カーボン粉末1.5部からなる粉末100部に
アルギン酸ソーダ２部および水21部を加えて充分
に混練し、坏土を調製した。該坏土を成形溝幅
0.3mm、短辺の長さ1.0mm、長辺の長さ1.73mmで供
給孔の坏土供給側に穿孔板を有し１個当り供給孔
３個に坏土を供給する複数の穿孔が該穿孔板に設
けられている本発明の押出し成形金型を用いて、
150Kg／cm2の圧力で押出し成形した。押出したハ
ニカム構造体を所定長さに切断し、相対湿度85
％、温度40℃にコントロールした調湿乾燥器によ
り乾燥し、電気炉を用いアルゴンガス中2100℃で
１時間焼成し、幅150mm、長さ150mm、高さ40mmの
本発明の短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√
３の矩形形状のセラミツクハニカム構造体を得
た。該セラミツクハニカム構造体の貫通孔は均質
に形成されており、かつ貫通孔の内壁面は滑らか
であつた。 実施例 ３ 水酸化マグネシウム粉末6.4部、水酸化アルミ
ニウム粉末46.2部、酸化チタニウム粉末47.4部か
ら成る粉末100部に酢酸ビニール樹脂のエマルジ
ヨン溶液（固形分約40％）10部と、水19部を加
え、充分に混練し、坏土を調製した。該坏土を成
形溝幅0.5mm、短辺の長さ2.50mm、長辺の長さ4.33
mmの本発明の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３の矩形形状の押出し成形金型を用い、
250Kg／cm2の圧力で押出し成形した。押出したハ
ニカム構造体を所定の長さに切断し、ハニカム構
造体の貫通孔に風を送り、送風乾燥し、電気炉で
1500℃で５時間焼成し、充分反応させ、マグネシ
ウム・アルミニウム・チタネート焼結体からなる
本発明のセラミツクハニカム構造体を得た。該セ
ラミツクハニカム構造体の貫通孔は、均質に形成
されており、かつ貫通孔の内壁面は滑らかであつ
た。 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明によれば、総括フイン効率が大きいセ
ル構造を有し、かつそれを高密度化できるため熱
通過有効度が高くなり、しかも押出し成形法で成
形してあるために圧力損失が小さい熱交換体効率
の優れたセラミツクハニカム構造体およびそれを
用いた熱交換体およびハニカム構造体押出し成形
金型が得られたので、この種産業上極めて有用で
ある。
（単位面積当りの貫通孔５の数）の高い押出し成
形体は、供給孔間の距離Ｒを一定とすると押出し
成形金型のセラミツク坏土供給孔３を六等配位
（最近接する供給孔３が６個あることを意味す
る）に穿孔するのが最も好ましく、六等配位に穿
孔すれば、第９図に示すように、供給孔３は矩形
形状の成形溝２の一つおきの隔交点部に連結でき
るばかりでなく、その場合、該成形溝２の矩形の
短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３になる
という事実を本発明者等が見い出したことによ
る。このような六等配位の配列は、従来は第８図
に示す三角形状の貫通孔５の成形溝２に連結する
供給孔３にのみ用い得るものと考えられていたの
である。 セル密度を高くすることによつて、熱通過有効
度を高くできるので、短辺と長辺のピツチ比が実
質的に１：√３の矩形セル構造は最も総括フイン
効率が大きく、かつそれを高密度化できるため、
熱通過有効度が高くなり、熱交換効率のよい熱交
換体が得られるものである。 以上が、特に自動車用セラミツク熱交換体を好
ましい例とするガスタービン用回転蓄熱式セラミ
ツク熱交換体において、断面が矩形の貫通孔を有
し、該貫通孔の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３であるセラミツクハニカム構造体が熱交
換効率に優れている理由である。 また、本発明のハニカム構造体押出し成形金型
としては、前記に説明したものの他、供給孔の坏
土供給側に穿孔板を有し、１個あたり供給孔３個
に坏土を供給する複数の穿孔が該穿孔板に設けら
れたものを用いてもよい。すなわち、第１０〜第
１３図に示すように、金型１の坏土供給側４に穿
孔板６が設けられていて、該穿孔板６には複数の
穿孔７があけられており、該穿孔７の１個が坏土
供給孔３の３個に連結されて坏土を供給する第１
１，１２図。穿孔板６はハニカム構造体の押出し
成形金型１の機械的強度をたかめるもので、特に
本発明のハニカム構造体の押出し成形金型は、前
記したように、坏土供給孔が高密度に設けられて
いるので、強度的に脆弱になり易い傾向があるの
を防ぐものである。 さらに、本発明の回転蓄熱式セラミツク熱交換
体は、セラミツク坏土を調製し、該坏土を押出し
成形金型の坏土供給孔を通じて短辺と長辺のピツ
チ比が実質的に１：√３である矩形の成形溝に押
し圧供給して一体構造のハニカム構造体を押出
し、乾燥し、焼成し、所望の形状に加工して単位
ハニカム構造体とし、該単位ハニカム構造体を複
数個接合し、再焼成することによつて作製され
る。 実施例 １ タルク紛末36.5部（重量部、以下同じ）、カオ
リナイト粉末46.1部、水酸化アルミニウム17.4部
からなる粉末100部にメチルセルロース５部およ
び水25部を加えて混練し、坏土を調製した。該坏
土を成形溝幅0.13mm、短辺の長さ0.632mm、長辺
の長さ1.096mmの本発明の短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３の矩形形状の押出し成形金型
を用い120Kg／cm2の圧力で押出し成形した。押出
されたハニカム構造体を所定の長さに切断し、誘
電乾燥法により乾燥し、トンネル窯にて1400℃で
５時間焼成し、充分に反応させコージエライト化
し、幅80mm、長さ111mm、高さ85mmの本発明の短
辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩形形
状のセラミツクハニカム構造体を得た。該セラミ
ツクハニカム構造体の貫通孔は、非常に均質に形
成されていた。該セラミツクハニカム構造体の熱
伝達係数および壁面摩擦係数を測定し、レイノズ
ル数100の時の総括フイン効率を求めたところ、
0.308であつた。このセラミツクハニカム構造体
を幅70mm、長さ100mm、高さ75mmに加工して、単
位ハニカム構造体を作成した。該単位ハニカム構
造体36個を機械加工し、接合をする面に前記坏土
を塗布し、接合して前記トンネル窯にて再焼成
し、仕上げ加工することにより、外形470mm、高
さ75mmの本発明の回転蓄熱式セラミツク熱交換体
を得た。 実施例 ２ シリコンカーバイド粉末97部、炭化硼素粉末
1.5部、カーボン粉末1.5部からなる粉末100部に
アルギン酸ソーダ２部および水21部を加えて充分
に混練し、坏土を調製した。該坏土を成形溝幅
0.3mm、短辺の長さ1.0mm、長辺の長さ1.73mmで供
給孔の坏土供給側に穿孔板を有し１個当り供給孔
３個に坏土を供給する複数の穿孔が該穿孔板に設
けられている本発明の押出し成形金型を用いて、
150Kg／cm2の圧力で押出し成形した。押出したハ
ニカム構造体を所定長さに切断し、相対湿度85
％、温度40℃にコントロールした調湿乾燥器によ
り乾燥し、電気炉を用いアルゴンガス中2100℃で
１時間焼成し、幅150mm、長さ150mm、高さ40mmの
本発明の短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√
３の矩形形状のセラミツクハニカム構造体を得
た。該セラミツクハニカム構造体の貫通孔は均質
に形成されており、かつ貫通孔の内壁面は滑らか
であつた。 実施例 ３ 水酸化マグネシウム粉末6.4部、水酸化アルミ
ニウム粉末46.2部、酸化チタニウム粉末47.4部か
ら成る粉末100部に酢酸ビニール樹脂のエマルジ
ヨン溶液（固形分約40％）10部と、水19部を加
え、充分に混練し、坏土を調製した。該坏土を成
形溝幅0.5mm、短辺の長さ2.50mm、長辺の長さ4.33
mmの本発明の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３の矩形形状の押出し成形金型を用い、
250Kg／cm2の圧力で押出し成形した。押出したハ
ニカム構造体を所定の長さに切断し、ハニカム構
造体の貫通孔に風を送り、送風乾燥し、電気炉で
1500℃で５時間焼成し、充分反応させ、マグネシ
ウム・アルミニウム・チタネート焼結体からなる
本発明のセラミツクハニカム構造体を得た。該セ
ラミツクハニカム構造体の貫通孔は、均質に形成
されており、かつ貫通孔の内壁面は滑らかであつ
た。 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明によれば、総括フイン効率が大きいセ
ル構造を有し、かつそれを高密度化できるため熱
通過有効度が高くなり、しかも押出し成形法で成
形してあるために圧力損失が小さい熱交換体効率
の優れたセラミツクハニカム構造体およびそれを
用いた熱交換体およびハニカム構造体押出し成形
金型が得られたので、この種産業上極めて有用で
ある。
第１図は、本発明による短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３の矩形形状の押出し成形金型
の正面図、第２図は、第１図のＣ−C′断面図、
第３図は、第１図の部分Ａの拡大図、第４図は、
第２図の部分Ｂの拡大図、第５図は、本発明によ
る短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩
形形状を有するセラミツクハニカム構造体の説明
図、第６図は、第５図の部分Ｄの拡大図、第７図
は、三角形状セル、四角形状セルおよび短辺と長
辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩形形状セル
を有するセラミツクハニカム構造体のレイノズル
数に対する壁面摩擦係数と熱伝達係数の測定値を
示すグラフ、第８図は、押出し成形金型の坏土供
給孔の六等配位の説明図、第９図は、本発明の押
出し成形金型における坏土供給孔が六等配位を示
し、成形溝の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３の矩形形状になることを示す説明図、第
１０図は、本発明による短辺と長辺のピツチ比が
実質的に１：√３の矩形形状の押出し成形金型
で、穿孔板を有する押出し成形金型の正面図、第
１１図は、第１０図のＣ−C′断面図、第１２図
は、第１０図の部分Ａの拡大図および第１３図
は、第１１図の部分Ｂの拡大図である。 １……セラミツクハニカム構造体の押出し成形
金型、２……成形溝、３……坏土供給孔、４……
金型の坏土供給側、５……貫通孔、６……穿孔
板、７……穿孔。
が実質的に１：√３の矩形形状の押出し成形金型
の正面図、第２図は、第１図のＣ−C′断面図、
第３図は、第１図の部分Ａの拡大図、第４図は、
第２図の部分Ｂの拡大図、第５図は、本発明によ
る短辺と長辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩
形形状を有するセラミツクハニカム構造体の説明
図、第６図は、第５図の部分Ｄの拡大図、第７図
は、三角形状セル、四角形状セルおよび短辺と長
辺のピツチ比が実質的に１：√３の矩形形状セル
を有するセラミツクハニカム構造体のレイノズル
数に対する壁面摩擦係数と熱伝達係数の測定値を
示すグラフ、第８図は、押出し成形金型の坏土供
給孔の六等配位の説明図、第９図は、本発明の押
出し成形金型における坏土供給孔が六等配位を示
し、成形溝の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３の矩形形状になることを示す説明図、第
１０図は、本発明による短辺と長辺のピツチ比が
実質的に１：√３の矩形形状の押出し成形金型
で、穿孔板を有する押出し成形金型の正面図、第
１１図は、第１０図のＣ−C′断面図、第１２図
は、第１０図の部分Ａの拡大図および第１３図
は、第１１図の部分Ｂの拡大図である。 １……セラミツクハニカム構造体の押出し成形
金型、２……成形溝、３……坏土供給孔、４……
金型の坏土供給側、５……貫通孔、６……穿孔
板、７……穿孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 断面が矩形の貫通孔を有し、該貫通孔の短辺
と長辺のピツチ比が実質的に１：√３であること
を特徴とするセラミツクハニカム構造体。 ２ セラミツク坏土を調製し、該坏土を押出し成
形金型の坏土供給孔を通じて短辺と長辺のピツチ
比が実質的に１：√３である矩形の成形溝に押し
圧供給して一体構造のハニカム構造体を押出し、
乾燥し、焼成することを特徴とするセラミツクハ
ニカム構造体の製法。 ３ セラミツク坏土を調製し、該坏土を押出し成
形金型の坏土供給孔を通じて短辺と長辺のピツチ
比が実質的に１：√３である矩形の成形溝に押し
圧供給して一体構造のハニカム構造体を押出し、
乾燥し、焼成し、所望の形状に加工して単位ハニ
カム構造体とし、該単位ハニカム構造体を複数個
接合し、再焼成することを特徴とするセラミツク
ハニカム構造体の製法。 ４ 断面が矩形の貫通孔を有するセラミツクハニ
カム構造体の断面形状に対応する形状の成形溝
と、該成形溝に坏土を供給するセラミツク坏土供
給孔とを有し、該成形溝の短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３であることを特徴とするセラ
ミツクハニカム構造体の押出し成形金型。 ５ セラミツク坏土供給孔が該成形溝の隔交点部
に連結されかつ互いに六等配位関係にある特許請
求の範囲第４項記載のセラミツクハニカム構造体
の押出し成形金型。 ６ 断面が矩形の貫通孔を有するセラミツクハニ
カム構造体の断面形状に対応する形状の成形溝
と、該成形溝に坏土を供給するセラミツク坏土供
給孔とを有し、該成形溝の短辺と長辺のピツチ比
が実質的に１：√３であり、かつ供給孔の坏土供
給側に穿孔板を有し、１個あたり供給孔３個に坏
土を供給する複数の穿孔が該穿孔板に設けられた
ことを特徴とするセラミツクハニカム構造体の押
出し成形金型。 ７ セラミツクハニカム構造体より成り、該セラ
ミツクハニカム構造体が断面矩形の貫通孔を有
し、該貫通孔の短辺と長辺のピツチ比が実質的に
１：√３であることを特徴とする回転蓄熱式セラ
ミツク熱交換体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58186880A JPS6078707A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セラミツクハニカム構造体およびその製法ならびにこれを利用した回転蓄熱式セラミツク熱交換体およびその押出し成形金型 |
| US06/651,860 US4645700A (en) | 1983-10-07 | 1984-09-18 | Ceramic honeycomb structural body |
| EP84306799A EP0140601B1 (en) | 1983-10-07 | 1984-10-05 | A ceramic honeycomb structural body, a method of manufacturing the same, an extrusion die therefor, and a rotary regenerator type ceramic heat exchanger using such a ceramic honeycomb structural body |
| DE8484306799T DE3468644D1 (en) | 1983-10-07 | 1984-10-05 | A ceramic honeycomb structural body, a method of manufacturing the same, an extrusion die therefor, and a rotary regenerator type ceramic heat exchanger using such a ceramic honeycomb structural body |
| US06/927,222 US4741792A (en) | 1983-10-07 | 1986-11-05 | Method of manufacturing a ceramic honeycomb structural body and an extrusion die therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58186880A JPS6078707A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セラミツクハニカム構造体およびその製法ならびにこれを利用した回転蓄熱式セラミツク熱交換体およびその押出し成形金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078707A JPS6078707A (ja) | 1985-05-04 |
| JPS6140523B2 true JPS6140523B2 (ja) | 1986-09-10 |
Family
ID=16196293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58186880A Granted JPS6078707A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | セラミツクハニカム構造体およびその製法ならびにこれを利用した回転蓄熱式セラミツク熱交換体およびその押出し成形金型 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4645700A (ja) |
| EP (1) | EP0140601B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6078707A (ja) |
| DE (1) | DE3468644D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0488727U (ja) * | 1990-06-28 | 1992-07-31 |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH084749B2 (ja) * | 1985-01-21 | 1996-01-24 | 日本碍子株式会社 | セラミツクハニカム構造体 |
| US4877670A (en) * | 1985-12-27 | 1989-10-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Cordierite honeycomb structural body and method of producing the same |
| JPH0356354Y2 (ja) * | 1986-04-08 | 1991-12-18 | ||
| JPS62297109A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-24 | 日本碍子株式会社 | セラミツクハニカム構造体押出成形用ダイス |
| DE3643750A1 (de) * | 1986-12-20 | 1988-06-30 | Hoechst Ag | Waermetauschermodul aus gebranntem keramischen material |
| US4731010A (en) * | 1987-05-22 | 1988-03-15 | Corning Glass Works | Extrusion die for forming thin-walled honeycomb structures |
| US5298337A (en) * | 1989-07-05 | 1994-03-29 | Alabama Cryogenic Engineering, Inc. | Perforated plates for cryogenic regenerators and method of fabrication |
| US5079064A (en) * | 1990-04-30 | 1992-01-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thermal shock resistant ceramic honeycomb structures of cordierite, mullite and corundum |
| US5370920A (en) * | 1990-04-30 | 1994-12-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for producing catalyst coated thermal shock resistant ceramic honeycomb structures of cordierite, mullite and corundum |
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