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JP7637019B2 - Heat exchange member, heat exchanger and heat conductive member - Google Patents

Heat exchange member, heat exchanger and heat conductive member Download PDF

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JP7637019B2 JP2021149703A JP2021149703A JP7637019B2 JP 7637019 B2 JP7637019 B2 JP 7637019B2 JP 2021149703 A JP2021149703 A JP 2021149703A JP 2021149703 A JP2021149703 A JP 2021149703A JP 7637019 B2 JP7637019 B2 JP 7637019B2
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NGK Insulators Ltd
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Description

本発明は、熱交換部材、熱交換器及び熱伝導部材に関する。 The present invention relates to a heat exchange member, a heat exchanger, and a heat conduction member.

近年、自動車の燃費改善が求められている。特に、エンジン始動時などのエンジンが冷えている時の燃費悪化を防ぐため、冷却水、エンジンオイル、オートマチックトランスミッションフルード(ATF:Automatic Transmission Fluid)などを早期に暖めて、フリクション(摩擦)損失を低減するシステムが期待されている。また、排ガス浄化用触媒を早期に活性化するために触媒を加熱するシステムが期待されている。 In recent years, there has been a demand for improved fuel economy in automobiles. In particular, to prevent a deterioration in fuel economy when the engine is cold, such as when the engine is started, there are hopes for a system that can quickly warm the coolant, engine oil, automatic transmission fluid (ATF), etc., thereby reducing friction loss. There are also hopes for a system that can heat the exhaust gas purification catalyst in order to quickly activate the catalyst.

上記のようなシステムとして、例えば、熱交換器がある。熱交換器は、内部に第1流体を流通させるとともに外部に第2流体を流通させることにより、第1流体と第2流体との間で熱交換を行う装置である。このような熱交換器では、高温の流体(例えば、排ガスなど)から低温の流体(例えば、冷却水など)へ熱交換することにより、熱を有効利用することができる。 An example of such a system is a heat exchanger. A heat exchanger is a device that exchanges heat between a first fluid and a second fluid by circulating a first fluid inside and a second fluid outside. In such a heat exchanger, heat can be effectively utilized by exchanging heat from a high-temperature fluid (such as exhaust gas) to a low-temperature fluid (such as cooling water).

例えば、特許文献1には、第1端面から第2端面まで貫通して第1流体の流路となるセルを区画成形する隔壁及び外周壁を有するハニカム構造体と、ハニカム構造体の外周壁を被覆する被覆部材とを備え、第1流体の流路方向に垂直な柱状ハニカム構造体の断面において、隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と周方向に延びる第2隔壁とを有し、且つ中心部側の第1隔壁の数が、外周壁側の第1隔壁の数よりも少ない熱交換部材、及び当該熱交換部材を備える熱交換器が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a honeycomb structure having partition walls and an outer wall that define cells that penetrate from the first end face to the second end face and serve as a flow path for a first fluid, and a covering member that covers the outer wall of the honeycomb structure, in which in a cross section of the columnar honeycomb structure perpendicular to the flow path direction of the first fluid, the partition walls have first partition walls extending in the radial direction and second partition walls extending in the circumferential direction, and the number of first partition walls on the central portion side is smaller than the number of first partition walls on the outer wall side, and a heat exchanger equipped with the heat exchange member.

特開2019-120488号公報JP 2019-120488 A

特許文献1に記載の熱交換部材は、ハニカム構造体の中心部側の第1隔壁の数を外周壁側の第1隔壁の数よりも少なくしているため、ハニカム構造体の中心部側にもセルを形成することが容易になり、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立することができる。
しかしながら、この熱交換部材に用いられるハニカム構造体は、放射方向に延びる第1隔壁に比べて周方向に延びる第2隔壁及び外周壁に熱応力が集中し、クラックが発生し易いという課題がある。
The heat exchange member described in Patent Document 1 has a smaller number of first partition walls on the central side of the honeycomb structure than the number of first partition walls on the outer wall side, making it easy to form cells on the central side of the honeycomb structure as well, thereby achieving both improved heat recovery efficiency and suppression of increases in pressure loss.
However, the honeycomb structure used in this heat exchange member has a problem in that thermal stress is concentrated in the second partition walls extending in the circumferential direction and in the outer peripheral wall, compared with the first partition walls extending in the radial direction, and cracks are more likely to occur.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、ハニカム構造体のクラックの発生も抑制することが可能な熱交換部材及び熱交換器を提供するものである。また、本発明は、上記の熱交換部材及び熱交換器に搭載することが可能な熱伝導部材を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a heat exchange member and a heat exchanger that can improve heat recovery efficiency and suppress an increase in pressure loss while also suppressing the occurrence of cracks in the honeycomb structure. The present invention also provides a heat conduction member that can be mounted on the above heat exchange member and heat exchanger.

上記の課題は、以下の本発明によって解決されるものであり、本発明は以下のように特定される。 The above problems are solved by the present invention, which is specified as follows:

本発明は、外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体と、
前記外周壁の外周面を被覆する被覆部材と
を備え、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱交換部材である。
The present invention relates to a honeycomb structure having an outer peripheral wall and partition walls disposed inside the outer peripheral wall and defining a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end surface to a second end surface;
A covering member that covers an outer peripheral surface of the outer peripheral wall,
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
The heat exchange member has slits provided in parts of the outer peripheral wall and the second partition wall.

また、本発明は、外周壁、内周壁、及び前記外周壁と前記内周壁との間に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する中空型のハニカム構造体と、
前記外周壁の外周面を被覆する被覆部材と
を備え、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記内周壁の少なくとも一つの一部と、前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱交換部材である。
The present invention also relates to a hollow honeycomb structure having an outer peripheral wall, an inner peripheral wall, and partition walls disposed between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall, partitioning a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face to a second end face;
A covering member that covers an outer peripheral surface of the outer peripheral wall,
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
A slit is provided in a part of at least one of the outer circumferential wall and the inner circumferential wall and in a part of the second partition wall .

また、本発明は、前記熱交換部材と、
前記被覆部材の外周を第2流体が流通可能となるように、前記被覆部材の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と
を備える熱交換器である。
The present invention also relates to a heat exchange member,
and an outer cylinder disposed radially outwardly of the covering member at a distance therefrom so that a second fluid can flow around the outer periphery of the covering member.

また、本発明は、外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体を備える熱伝導部材であって、
前記外周壁及び前記隔壁が、骨材としてSiC粒子を主体とし、前記SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料で構成されており、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱伝導部材である。
The present invention also provides a heat transfer member including a honeycomb structure having an outer peripheral wall and partition walls disposed inside the outer peripheral wall and defining a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face to a second end face,
the outer peripheral wall and the partition walls are made of a Si-SiC material mainly containing SiC particles as an aggregate and containing metal Si between the SiC particles;
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
The outer peripheral wall and the second partition are provided with slits in parts thereof .

さらに、本発明は、外周壁、内周壁、及び前記外周壁と前記内周壁との間に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する中空型のハニカム構造体を備える熱伝導部材であって、
前記外周壁、前記内周壁及び前記隔壁が、骨材としてSiC粒子を主体とし、前記SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料で構成されており、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記内周壁の少なくとも一つの一部と、前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱伝導部材である。
Furthermore, the present invention provides a heat transfer member including a hollow honeycomb structure having an outer peripheral wall, an inner peripheral wall, and partition walls disposed between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall, the partition walls defining a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face to a second end face,
the outer peripheral wall, the inner peripheral wall and the partition walls are made of a Si-SiC material mainly containing SiC particles as an aggregate and containing metal Si between the SiC particles;
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
A slit is provided in a portion of at least one of the outer peripheral wall and the inner peripheral wall and in a portion of the second partition wall .

本発明によれば、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、ハニカム構造体のクラックの発生も抑制することが可能な熱交換部材及び熱交換器を提供することができる。また、本発明によれば、上記の熱交換部材及び熱交換器に搭載することが可能な熱伝導部材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat exchange member and a heat exchanger that can improve heat recovery efficiency and suppress an increase in pressure loss while also suppressing the occurrence of cracks in the honeycomb structure. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a heat conduction member that can be mounted on the above-mentioned heat exchange member and heat exchanger.

本発明の実施形態1に係る熱交換部材の、ハニカム構造体の軸方向に平行な断面図である。1 is a cross-sectional view of a heat exchanger element according to a first embodiment of the present invention, taken along a line parallel to the axial direction of a honeycomb structure. 図1に示す熱交換部材のa-a’線の断面図である。2 is a cross-sectional view of the heat exchanger element shown in FIG. 1 taken along line a-a'. 図2に示す熱交換部材を構成するハニカム構造体の部分拡大図である。3 is a partial enlarged view of a honeycomb structure constituting the heat exchange member shown in FIG. 2. 図1及び2に示す熱交換部材に用いることが可能な別のハニカム構造体の部分拡大図である。3 is a partial enlarged view of another honeycomb structure that can be used in the heat exchanger element shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 図1及び2に示す熱交換部材に用いることが可能な別のハニカム構造体の部分拡大図である。3 is a partial enlarged view of another honeycomb structure that can be used in the heat exchanger element shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 図1及び2に示す熱交換部材に用いることが可能な別のハニカム構造体の部分拡大図である。3 is a partial enlarged view of another honeycomb structure that can be used in the heat exchanger element shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 本発明の実施形態1に係る熱交換器の、ハニカム構造体の第1流体の流路方向に平行な断面図である。1 is a cross-sectional view of a honeycomb structure of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, taken along a line parallel to a flow path direction of a first fluid. 図7に示す熱交換器のb-b’線の断面図である。A cross-sectional view of the heat exchanger shown in Figure 7 along line b-b'. 本発明の実施形態2に係る熱交換部材の、中空型のハニカム構造体の軸方向に平行な断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view parallel to the axial direction of a hollow honeycomb structure of a heat exchanger element according to a second embodiment of the present invention. 図9に示す熱交換部材のc-c’線の断面図である。10 is a cross-sectional view of the heat exchange element shown in FIG. 9 along line c-c'. 実施例1~3で作製したハニカム構造体のスリットの位置を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the positions of slits in the honeycomb structures produced in Examples 1 to 3. 実施例4及び5で作製した中空型のハニカム構造体のスリットの位置を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the positions of slits in the hollow honeycomb structures produced in Examples 4 and 5.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and it should be understood that modifications and improvements to the following embodiments, as appropriate, based on the ordinary knowledge of those skilled in the art, fall within the scope of the present invention, provided they do not deviate from the spirit of the present invention.

<実施形態1>
(1)熱交換部材及び熱伝導部材
図1は、本発明の実施形態1に係る熱交換部材の、ハニカム構造体の軸方向に平行な断面図である。また、図2は、図1に示す熱交換部材のa-a’線の断面図、すなわち、本発明の実施形態1に係る熱交換部材の、ハニカム構造体の第1流体の流路方向(軸方向)に直交する断面図である。また、図3は、図2に示す熱交換部材を構成するハニカム構造体の部分拡大図である。
<Embodiment 1>
(1) Heat exchange member and heat conduction member Fig. 1 is a cross-sectional view parallel to the axial direction of a honeycomb structure of a heat exchange member according to a first embodiment of the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view of the heat exchange member shown in Fig. 1 taken along line aa', that is, a cross-sectional view perpendicular to the flow path direction (axial direction) of a first fluid of the honeycomb structure of the heat exchange member according to the first embodiment of the present invention. Fig. 3 is a partial enlarged view of the honeycomb structure constituting the heat exchange member shown in Fig. 2.

本発明の実施形態1に係る熱交換部材100は、外周壁11と、外周壁11の内側に配設され、第1端面13から第2端面14まで延びる第1流体の流路となる複数のセル15を区画形成する隔壁12とを有するハニカム構造体10と、外周壁11の外周面を被覆する被覆部材20とを備える。このような構造を有する熱交換部材100では、セル15内を流通可能な第1流体と被覆部材20の外周を流通可能な第2流体との間の熱交換が、ハニカム構造体10の外周壁11及び被覆部材20を介して行われる。なお、図1において、第1流体は、紙面の左右のいずれの方向にも流れることができる。第1流体としては、特に限定されず、種々の液体又は気体を用いることができる。例えば、自動車に搭載される熱交換器に熱交換部材100が用いられる場合には、第1流体は排ガスであることが好ましい。 The heat exchange member 100 according to the first embodiment of the present invention comprises a honeycomb structure 10 having an outer peripheral wall 11, partition walls 12 arranged inside the outer peripheral wall 11 and partitioning a plurality of cells 15 that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face 13 to a second end face 14, and a covering member 20 that covers the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11. In the heat exchange member 100 having such a structure, heat exchange between the first fluid that can flow in the cells 15 and the second fluid that can flow around the outer periphery of the covering member 20 is performed through the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 and the covering member 20. In FIG. 1, the first fluid can flow in either the left or right direction of the paper. The first fluid is not particularly limited, and various liquids or gases can be used. For example, when the heat exchange member 100 is used in a heat exchanger mounted on an automobile, the first fluid is preferably exhaust gas.

また、本発明の実施形態1に係る熱交換部材100の構成のうち、被覆部材20を除いた部材を熱伝導部材という。すなわち、本発明の実施形態1に係る熱伝導部材は、外周壁11と、外周壁11の内側に配設され、第1端面13から第2端面14まで延びる第1流体の流路となる複数のセル15を区画形成する隔壁12とを有するハニカム構造体10を備える。 The components of the heat exchange member 100 according to the first embodiment of the present invention excluding the covering member 20 are referred to as the heat conducting member. That is, the heat conducting member according to the first embodiment of the present invention includes a honeycomb structure 10 having an outer peripheral wall 11 and partition walls 12 arranged inside the outer peripheral wall 11 and defining a plurality of cells 15 that serve as a flow path for the first fluid extending from the first end face 13 to the second end face 14.

ハニカム構造体10を構成する隔壁12は、第1流体の流路方向に直交するハニカム構造体10の断面(すなわち、図2に示す断面)において、放射方向(径方向)に延びる第1隔壁12aと周方向に延びる第2隔壁12bとを有する。このような構造とすることにより、第1隔壁12aを介して第1流体の熱を放射方向に伝達することができるため、ハニカム構造体10の外部に第1流体の熱を効率良く伝達することができる。 The partition walls 12 constituting the honeycomb structure 10 have a first partition wall 12a extending in the radial direction (diameter direction) and a second partition wall 12b extending in the circumferential direction in a cross section of the honeycomb structure 10 perpendicular to the flow direction of the first fluid (i.e., the cross section shown in FIG. 2). With this structure, the heat of the first fluid can be transferred in the radial direction via the first partition wall 12a, and therefore the heat of the first fluid can be efficiently transferred to the outside of the honeycomb structure 10.

上記のような構造を有するハニカム構造体10では、ハニカム構造体10全体が放射方向に熱膨張した際に、周方向に引張られる熱応力が第2隔壁12b及び外周壁11にかかる。周方向に引張られる熱応力は、放射方向に引張られる熱応力に比べて大きいため、第2隔壁12b及び外周壁11に熱応力が集中し、クラックが発生し易い。
そこで、ハニカム構造体10を構成する外周壁11及び第2隔壁12bの少なくとも一方の一部に、スリット30が設けられる。このようにスリット30を設けることにより、第2隔壁12b及び外周壁11の少なくとも一方の熱応力が緩和されるため、クラックの発生を抑制することが可能となる。
In the honeycomb structure 10 having the above-described structure, when the entire honeycomb structure 10 thermally expands in the radial direction, thermal stress tensile in the circumferential direction is applied to the second partition walls 12b and the outer peripheral wall 11. Since the thermal stress tensile in the circumferential direction is larger than the thermal stress tensile in the radial direction, the thermal stress is concentrated in the second partition walls 12b and the outer peripheral wall 11, and cracks are likely to occur.
Therefore, slits 30 are provided in a part of at least one of the outer peripheral wall 11 and the second partition wall 12b constituting the honeycomb structure 10. By providing the slits 30 in this manner, thermal stress in at least one of the second partition wall 12b and the outer peripheral wall 11 is alleviated, making it possible to suppress the occurrence of cracks.

スリット30は、図2~5に示されるように熱応力が集中してクラックが発生し易い外周壁11若しくは第2隔壁12bの一部、又は図6に示されるように外周壁11及び第2隔壁12bの一部に設けることができる。その中でも、(i)外周壁11及び第2隔壁12bの一部、又は(ii)第2隔壁12bの一部にスリット30を設けることが好ましく、特に外周壁11及び第2隔壁12bの両方のクラックを抑制する観点から、(i)外周壁11及び第2隔壁12bの一部にスリット30を設けることがより好ましい。なお、図4~6は、図3と同様に、熱交換部材100及び熱伝導部材に用いることが可能なハニカム構造体の部分拡大図を表す。 The slits 30 can be provided in a part of the outer wall 11 or the second partition wall 12b where thermal stress is concentrated and cracks are likely to occur, as shown in Figures 2 to 5, or in a part of the outer wall 11 and the second partition wall 12b as shown in Figure 6. Among them, it is preferable to provide the slits 30 in (i) a part of the outer wall 11 and the second partition wall 12b, or (ii) a part of the second partition wall 12b, and it is more preferable to provide the slits 30 in (i) a part of the outer wall 11 and the second partition wall 12b from the viewpoint of suppressing cracks in both the outer wall 11 and the second partition wall 12b. Note that Figures 4 to 6, like Figure 3, show partial enlarged views of a honeycomb structure that can be used for the heat exchange member 100 and the heat conduction member.

ハニカム構造体10の軸方向(第1流体の流路方向)におけるスリット30の長さは、特に限定されず、ハニカム構造体10の軸方向長さと同じにしてもよいし、ハニカム構造体10の軸方向長さよりも小さくしてもよい。
また、第1流体の流路方向に直交するハニカム構造体10の断面におけるスリット30の幅は、特に限定されず、2つの第1隔壁12aの間の長さと同じにしてもよいし、2つの第1隔壁12aの間の長さよりも小さくしてもよい。
The length of the slit 30 in the axial direction of the honeycomb structure 10 (the flow path direction of the first fluid) is not particularly limited, and may be the same as the axial length of the honeycomb structure 10 or may be shorter than the axial length of the honeycomb structure 10.
Furthermore, the width of the slit 30 in the cross section of the honeycomb structure 10 perpendicular to the flow direction of the first fluid is not particularly limited, and may be the same as the length between the two first partition walls 12a, or may be smaller than the length between the two first partition walls 12a.

外周壁11及び第2隔壁12bの少なくとも一方の一部に設けられるスリット30の数は、特に限定されないが、多いほど熱応力を緩和する効果を高めることができる。ただし、スリット30の数が多すぎると、ハニカム構造体10の強度が低下する恐れがある。したがって、ハニカム構造体10のサイズや隔壁12の数に応じてスリット30の数を設定することが望ましい。 The number of slits 30 provided in at least one portion of the outer peripheral wall 11 and the second partition wall 12b is not particularly limited, but the greater the number, the greater the effect of alleviating thermal stress. However, if the number of slits 30 is too large, the strength of the honeycomb structure 10 may decrease. Therefore, it is desirable to set the number of slits 30 according to the size of the honeycomb structure 10 and the number of partition walls 12.

スリット30は、第2隔壁12bの一部に設けられる、放射方向に連続するスリット30であることが好ましい。このようなスリット30であれば、一般的な加工方法によって容易に形成することができるため、熱交換部材100及び熱伝導部材の生産性が向上する。
ここで、「放射方向に連続するスリット30」とは、図3に示されるように、第1流体の流路方向に直交するハニカム構造体10の断面において、放射方向に延びる線L1上に連続した複数のスリット30が位置していることを意味する。
The slits 30 are preferably provided in a part of the second partition wall 12b and are continuous in the radial direction. Such slits 30 can be easily formed by a general processing method, thereby improving the productivity of the heat exchange member 100 and the heat conduction member.
Here, "slits 30 continuous in the radial direction" means that, as shown in Figure 3, in a cross section of the honeycomb structure 10 perpendicular to the flow path direction of the first fluid, a plurality of continuous slits 30 are located on a line L1 extending in the radial direction.

放射方向に連続するスリット30は、図6に示されるように、外周壁11にも連続していてもよい。このような構成とした場合でも、一般的な加工方法によって容易に形成することができるため、熱交換部材100及び熱伝導部材の生産性が向上する。 The slits 30 that are continuous in the radial direction may also be continuous with the outer peripheral wall 11, as shown in FIG. 6. Even in this configuration, they can be easily formed using common processing methods, improving the productivity of the heat exchange member 100 and the heat conduction member.

放射方向に連続するスリット30は、放射方向における第2隔壁12bの数がn個である場合に、外周壁11側からn×0.3個以上(ただし、小数点以下は切り捨てる)の第2隔壁12bに設けられていることが好ましく、n×0.4個以上(ただし、小数点以下は切り捨てる)の第2隔壁12bに設けられていることがより好ましい。このような構成とすることにより、第2隔壁12bのクラックを安定して抑制することができる。また、放射方向に連続するスリット30が設けられる第2隔壁12bの数が多いほど、圧力損失を低減することができる。圧力損失を低減すると、セル15を流通する第1流体の流速が遅くなり、隔壁12と第1流体とが接触する時間が増加するため、熱回収性能も向上する。なお、放射方向に連続するスリット30が設けられる第2隔壁12bの数の上限は、特に限定されず、n個以下とすることができ(すなわち、全ての第2隔壁12bに、放射方向に連続するスリット30を設けてもよい)、n×0.7個以下(ただし、小数点以下は切り捨てる)であることが好ましい。また、放射方向における第2隔壁12bの数は、ハニカム構造体10の外径にもよるが、5~30個が好ましく、10~20個がより好ましい。
例えば、図1~4に示されるようなハニカム構造体10では、第2隔壁12bの放射方向における数が9個(n=9)であるため、外周壁11側から2個以上の第2隔壁12bに、放射方向に連続するスリット30が設けられていることが好ましい。なお、図2及び3では、外周壁11側から4個の第2隔壁12bに、放射方向に連続するスリット30が設けられている場合を一例として示している。また、図6では、外周壁11及び外周壁11側から4個の第2隔壁12bに、放射方向に連続するスリット30が設けられている場合を一例として示している。
When the number of the second partition walls 12b in the radial direction is n, the slits 30 continuous in the radial direction are preferably provided in n×0.3 or more (rounded down to nearest whole number) of the second partition walls 12b from the outer peripheral wall 11 side, and more preferably in n×0.4 or more (rounded down to nearest whole number) of the second partition walls 12b. With such a configuration, cracks in the second partition walls 12b can be stably suppressed. In addition, the more the number of the second partition walls 12b in which the slits 30 continuous in the radial direction are provided, the more the pressure loss can be reduced. Reducing the pressure loss reduces the flow rate of the first fluid flowing through the cells 15, and the time during which the partition walls 12 and the first fluid are in contact with each other increases, thereby improving the heat recovery performance. The upper limit of the number of the second partition walls 12b in which the slits 30 continuous in the radial direction are provided is not particularly limited, and may be n or less (i.e., all the second partition walls 12b may be provided with the slits 30 continuous in the radial direction), and is preferably n×0.7 or less (wherein the decimal point is rounded down). The number of the second partition walls 12b in the radial direction depends on the outer diameter of the honeycomb structure 10, but is preferably 5 to 30, and more preferably 10 to 20.
For example, in the honeycomb structure 10 shown in Figures 1 to 4, since the number of second partition walls 12b in the radial direction is nine (n = 9), it is preferable that two or more second partition walls 12b from the peripheral wall 11 side are provided with slits 30 that are continuous in the radial direction. Note that Figures 2 and 3 show an example in which four second partition walls 12b from the peripheral wall 11 side are provided with slits 30 that are continuous in the radial direction. Also, Figure 6 shows an example in which the peripheral wall 11 and four second partition walls 12b from the peripheral wall 11 side are provided with slits 30 that are continuous in the radial direction.

周方向におけるスリット30の数は、特に限定されないが、3~10個であることが好ましく、4~8個であることがより好ましい。このような数に制御することにより、ハニカム構造体10の強度を確保しつつ、クラックを抑制する効果を高めることができる。また、周方向におけるスリット30の数が多いほど、圧力損失を低減することができる。圧力損失を低減すると、セル15を流通する第1流体の流速が遅くなり、隔壁12と第1流体とが接触する時間が増加するため、熱回収性能も向上する。
ここで、「周方向におけるスリット30の数」とは、2つの第1隔壁12aの間に位置する領域の第2隔壁12bを1個とした場合の周方向におけるスリット30の数である。例えば、図2では、周方向におけるスリット30の数が4個の場合を一例として示している。
The number of slits 30 in the circumferential direction is not particularly limited, but is preferably 3 to 10, and more preferably 4 to 8. By controlling the number to such a value, it is possible to enhance the effect of suppressing cracks while ensuring the strength of the honeycomb structure 10. Furthermore, the greater the number of slits 30 in the circumferential direction, the more the pressure loss can be reduced. Reducing the pressure loss reduces the flow rate of the first fluid flowing through the cells 15, and the time during which the partition walls 12 and the first fluid are in contact with each other increases, thereby improving the heat recovery performance.
Here, the "number of slits 30 in the circumferential direction" refers to the number of slits 30 in the circumferential direction when the number of second partition walls 12b in the region located between two first partition walls 12a is considered to be one. For example, Fig. 2 shows an example in which the number of slits 30 in the circumferential direction is four.

ハニカム構造体10の外形は、第1端面13から第2端面14まで第1流体がセル15内を流通することができれば特に限定されない。ハニカム構造体10の外形の例としては、円柱、楕円柱、四角柱又はその他の多角柱などが挙げられる。したがって、第1流体の流路方向に直交する断面において、ハニカム構造体10の外形は、円形、楕円形、四角形又はその他の多角形などとすることができる。なお、図1及び2では、ハニカム構造体10の外形が円柱状であり、その断面形状が円形の場合を一例として示している。 The external shape of the honeycomb structure 10 is not particularly limited as long as the first fluid can flow through the cells 15 from the first end face 13 to the second end face 14. Examples of the external shape of the honeycomb structure 10 include a cylinder, an elliptical cylinder, a square prism, or other polygonal prism. Therefore, in a cross section perpendicular to the flow direction of the first fluid, the external shape of the honeycomb structure 10 can be a circle, an ellipse, a square, or other polygonal shape. Note that Figures 1 and 2 show an example in which the external shape of the honeycomb structure 10 is cylindrical and its cross-sectional shape is circular.

ハニカム構造体10の中心部側の第1隔壁12aの数は、ハニカム構造体10の外周壁11側の第1隔壁12aの数よりも少ないことが好ましい。このような構成とすることにより、ハニカム構造体10の中心部側にもセル15を容易に形成することができる。そのため、ハニカム構造体10の中心部側にセル15が形成され難くなることに起因する熱交換部材100及び熱伝導部材の圧力損失の増大を抑制することができる。
ここで、ハニカム構造体10の中心部側の第1隔壁12aの数とは、図2に示す断面において、ハニカム構造体10の中心部に最も近い(すなわち外周壁11から最も遠い)、周方向に並んだ複数のセル15を有する領域(以下、「周方向領域」という)中の複数のセル15を形成する第1隔壁12aの総数を意味する。また、ハニカム構造体10の外周壁11側の第1隔壁12aの数とは、図2に示す断面において、ハニカム構造体10の中心部から最も遠い(すなわち、外周壁11から最も近い)周方向領域中の複数のセル15を形成する第1隔壁12aの総数を意味する。
It is preferable that the number of the first partition walls 12a on the central portion side of the honeycomb structure 10 is smaller than the number of the first partition walls 12a on the peripheral wall 11 side of the honeycomb structure 10. With such a configuration, the cells 15 can be easily formed also on the central portion side of the honeycomb structure 10. Therefore, it is possible to suppress an increase in pressure loss in the heat exchange member 100 and the heat conduction member caused by the cells 15 being difficult to form on the central portion side of the honeycomb structure 10.
Here, the number of first partition walls 12a on the central portion side of the honeycomb structure 10 means the total number of first partition walls 12a forming the plurality of cells 15 in a region (hereinafter referred to as the "circumferential region") having the plurality of cells 15 arranged in the circumferential direction, which is closest to the central portion of the honeycomb structure 10 (i.e., farthest from the outer peripheral wall 11) in the cross section shown in Fig. 2. Moreover, the number of first partition walls 12a on the outer peripheral wall 11 side of the honeycomb structure 10 means the total number of first partition walls 12a forming the plurality of cells 15 in the circumferential region farthest from the central portion of the honeycomb structure 10 (i.e., closest to the outer peripheral wall 11) in the cross section shown in Fig. 2.

また、ハニカム構造体10の外周壁11側の第1隔壁12aの数は、熱回収効率の観点から、100~500個であることが好ましく、200~300個であることがより好ましい。さらに、ハニカム構造体10の第2隔壁12bの数は、熱応力緩和及び強度確保の観点から、500~4000個であることが好ましく、1000~3000個であることが好ましい。 The number of first partition walls 12a on the outer peripheral wall 11 side of the honeycomb structure 10 is preferably 100 to 500, and more preferably 200 to 300, from the viewpoint of heat recovery efficiency. Furthermore, the number of second partition walls 12b of the honeycomb structure 10 is preferably 500 to 4000, and more preferably 1000 to 3000, from the viewpoint of thermal stress relaxation and ensuring strength.

第1隔壁12aの厚みは、第2隔壁12bの厚みよりも大きいことが好ましい。隔壁12の厚みは熱伝達量と相関するため、このような構成とすることにより、第1隔壁12aの熱伝達量を第2隔壁12bの熱伝達量よりも大きくすることができる。その結果、ハニカム構造体10の中心部側のセル15を流通する第1流体の熱をハニカム構造体10の外部に効率良く伝達することができる。
なお、隔壁12(第1隔壁12a及び第2隔壁12b)の厚みは、特に限定されず、用途などに応じて適宜調整すればよい。隔壁12の厚みは、0.1~1mmとすることが好ましく、0.2~0.6mmとすることが更に好ましい。隔壁12の厚みを0.1mm以上とすることにより、ハニカム構造体10の機械的強度を十分なものとすることができる。また、隔壁12の厚さを1mm以下とすることにより、開口面積の低下によって圧力損失が大きくなったり、第1流体との接触面積の低下によって熱回収効率が低下したりすることを防止することができる。
The thickness of the first partition wall 12a is preferably larger than that of the second partition wall 12b. Since the thickness of the partition wall 12 correlates with the amount of heat transfer, such a configuration can make the amount of heat transfer of the first partition wall 12a larger than that of the second partition wall 12b. As a result, the heat of the first fluid flowing through the cells 15 on the central side of the honeycomb structure 10 can be efficiently transferred to the outside of the honeycomb structure 10.
The thickness of the partition walls 12 (first partition walls 12a and second partition walls 12b) is not particularly limited and may be appropriately adjusted depending on the application. The thickness of the partition walls 12 is preferably 0.1 to 1 mm, and more preferably 0.2 to 0.6 mm. By making the thickness of the partition walls 12 0.1 mm or more, the mechanical strength of the honeycomb structure 10 can be made sufficient. Furthermore, by making the thickness of the partition walls 12 1 mm or less, it is possible to prevent an increase in pressure loss due to a decrease in the opening area and a decrease in heat recovery efficiency due to a decrease in the contact area with the first fluid.

熱交換部材100及び熱伝導部材において、ハニカム構造体10の外周壁11は、外部からの衝撃、第1流体と第2流体との間の温度差による熱応力などにさらされる。そのため、これらの外力に対する耐性を確保する観点から、外周壁11の厚みを隔壁12(第1隔壁12a及び第2隔壁12b)の厚みよりも大きくすることが好ましい。このような構成とすることにより、外力による外周壁11の破壊(例えば、ひび、割れなど)を抑制することができる。
なお、外周壁11の厚みは、特に限定されず、用途などに応じて適宜調整すればよい。例えば、外周壁11の厚みは、熱交換部材100及び熱伝導部材を一般的な熱交換用途に用いる場合は、0.3mm超過10mm以下とすることが好ましく、0.5~5mmとすることがより好ましく、1~3mmとすることが更に好ましい。また、熱交換部材100及び熱伝導部材を蓄熱用途に用いる場合は、外周壁11の厚みを10mm以上として外周壁11の熱容量を増大させることも好ましい。
In the heat exchange member 100 and the heat conduction member, the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 is exposed to external impacts, thermal stress due to the temperature difference between the first fluid and the second fluid, and the like. Therefore, from the viewpoint of ensuring resistance to these external forces, it is preferable that the thickness of the outer peripheral wall 11 is made larger than the thickness of the partition walls 12 (the first partition wall 12a and the second partition wall 12b). With this configuration, damage (e.g., cracks, breakage, etc.) of the outer peripheral wall 11 due to external forces can be suppressed.
The thickness of the outer peripheral wall 11 is not particularly limited and may be adjusted appropriately depending on the application. For example, when the heat exchange member 100 and the heat conductive member are used for general heat exchange applications, the thickness of the outer peripheral wall 11 is preferably more than 0.3 mm and not more than 10 mm, more preferably 0.5 to 5 mm, and even more preferably 1 to 3 mm. When the heat exchange member 100 and the heat conductive member are used for heat storage applications, it is also preferable to set the thickness of the outer peripheral wall 11 to 10 mm or more to increase the heat capacity of the outer peripheral wall 11.

ハニカム構造体10の隔壁12及び外周壁11は、セラミックスを主成分とする。「セラミックスを主成分とする」とは、隔壁12及び外周壁11の全質量に占めるセラミックスの質量比率が50質量%以上であることをいう。 The partition walls 12 and the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 are mainly composed of ceramics. "Mainly composed of ceramics" means that the mass ratio of ceramics to the total mass of the partition walls 12 and the outer peripheral wall 11 is 50 mass% or more.

隔壁12及び外周壁11の気孔率は、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることが更に好ましい。また、隔壁12及び外周壁11の気孔率は0%とすることもできる。隔壁12及び外周壁11の気孔率を10%以下とすることにより、熱伝導率を向上させることができる。 The porosity of the partition walls 12 and the outer peripheral wall 11 is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 3% or less. The porosity of the partition walls 12 and the outer peripheral wall 11 can also be 0%. By setting the porosity of the partition walls 12 and the outer peripheral wall 11 to 10% or less, the thermal conductivity can be improved.

隔壁12及び外周壁11は、熱伝導性が高いSiC(炭化珪素)を主成分として含むことが好ましい。「SiC(炭化珪素)を主成分として含む」とは、隔壁12及び外周壁11の全質量に占めるSiC(炭化珪素)の質量比率が50質量%以上であることを意味する。 The partition wall 12 and the outer peripheral wall 11 preferably contain, as a main component, SiC (silicon carbide), which has high thermal conductivity. "Containing SiC (silicon carbide) as a main component" means that the mass ratio of SiC (silicon carbide) to the total mass of the partition wall 12 and the outer peripheral wall 11 is 50 mass% or more.

さらに具体的には、隔壁12及び外周壁11の材料としては、Si含浸SiC、(Si+Al)含浸SiC、金属複合SiC、再結晶SiC、Si34、及びSiCなどの材料を採用することができる。その中でも、安価に製造でき、高熱伝導であることから、骨材としてSiC粒子を主体とし、SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料(焼結体)が好ましい。具体的には、Si含浸SiC、(Si+Al)含浸SiCを材料として採用することが好ましい。なお、本明細書において「骨材としてSiCを主体とし」とは、骨材の全質量に占めるSiC粒子の割合が50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であることを意味する。 More specifically, materials such as Si-impregnated SiC, (Si+Al)-impregnated SiC, metal composite SiC, recrystallized SiC, Si 3 N 4 , and SiC can be used as the material for the partition wall 12 and the outer peripheral wall 11. Among them, a Si-SiC material (sintered body) mainly made of SiC particles as an aggregate and containing metal Si between the SiC particles is preferred because it can be manufactured inexpensively and has high thermal conductivity. Specifically, it is preferred to use Si-impregnated SiC or (Si+Al)-impregnated SiC as a material. In this specification, "mainly made of SiC as an aggregate" means that the proportion of SiC particles in the total mass of the aggregate is 50 mass% or more, preferably 70 mass% or more, more preferably 80 mass% or more, and particularly preferably 95 mass% or more.

第1流体の流路方向に直交する断面におけるセル密度(即ち、単位面積当たりのセル15の数)は、特に限定されず、用途などに応じて適宜調整すればよいが、4~320セル/cm2の範囲であることが好ましい。セル密度を4セル/cm2以上とすることにより、隔壁12の強度、ひいてはハニカム構造体10自体の強度及び有効GSA(幾何学的表面積)を十分に確保することができる。また、セル密度を320セル/cm2以下とすることにより、第1流体が流れる際の圧力損失の増大を防止することができる。 The cell density (i.e., the number of cells 15 per unit area) in a cross section perpendicular to the flow direction of the first fluid is not particularly limited and may be appropriately adjusted depending on the application, but is preferably in the range of 4 to 320 cells/ cm2 . By setting the cell density to 4 cells/ cm2 or more, the strength of the partition walls 12, and therefore the strength and effective GSA (geometric surface area) of the honeycomb structure 10 itself can be sufficiently ensured. In addition, by setting the cell density to 320 cells/ cm2 or less, an increase in pressure loss when the first fluid flows can be prevented.

ハニカム構造体10のアイソスタティック強度は、5MPa超過が好ましく、10MPa以上がより好ましく、100MPa以上が更に好ましい。ハニカム構造体10のアイソスタティック強度が、5MPa超過であると、耐久性に優れたハニカム構造体10とすることができる。ハニカム構造体10のアイソスタティック強度は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格であるJASO規格M505-87に規定されているアイソスタティック強度の測定方法に準じて測定することができる。 The isostatic strength of the honeycomb structure 10 is preferably greater than 5 MPa, more preferably greater than 10 MPa, and even more preferably greater than 100 MPa. If the isostatic strength of the honeycomb structure 10 exceeds 5 MPa, the honeycomb structure 10 can have excellent durability. The isostatic strength of the honeycomb structure 10 can be measured in accordance with the isostatic strength measurement method stipulated in JASO standard M505-87, an automotive standard issued by the Society of Automotive Engineers of Japan.

第1流体の流路方向に直交する断面におけるハニカム構造体10の直径は、20~200mmであることが好ましく、30~100mmであることがより好ましい。このような直径とすることにより、熱回収効率を向上させることができる。なお、当該断面におけるハニカム構造体10の形状が円形でない場合には、ハニカム構造体10の断面の形状に内接する最大内接円の直径を、当該断面におけるハニカム構造体10の直径とする。 The diameter of the honeycomb structure 10 in a cross section perpendicular to the flow direction of the first fluid is preferably 20 to 200 mm, and more preferably 30 to 100 mm. By setting the diameter to such a value, it is possible to improve the heat recovery efficiency. If the shape of the honeycomb structure 10 in the cross section is not circular, the diameter of the maximum inscribed circle inscribed in the cross-sectional shape of the honeycomb structure 10 is defined as the diameter of the honeycomb structure 10 in the cross section.

ハニカム構造体10の長さ(第1流体の流路方向の長さ)は、特に限定されず、用途などに応じて適宜調整すればよい。例えば、ハニカム構造体10の長さは、3~200mmとすることが好ましく、5~100mmとすることがより好ましく、10~50mmとすることが更に好ましい。 The length of the honeycomb structure 10 (length in the flow direction of the first fluid) is not particularly limited and may be adjusted appropriately depending on the application. For example, the length of the honeycomb structure 10 is preferably 3 to 200 mm, more preferably 5 to 100 mm, and even more preferably 10 to 50 mm.

ハニカム構造体10の熱伝導率は、25℃において、50W/(m・K)以上であることが好ましく、100~300W/(m・K)であることがより好ましく、120~300W/(m・K)であることが更に好ましい。ハニカム構造体10の熱伝導率を、このような範囲とすることにより、熱伝導性が良好となり、ハニカム構造体10内の熱を外部に効率良く伝達させることができる。なお、熱伝導率の値は、レーザーフラッシュ法(JIS R1611-1997)により測定した値である。 The thermal conductivity of the honeycomb structure 10 at 25°C is preferably 50 W/(m·K) or more, more preferably 100 to 300 W/(m·K), and even more preferably 120 to 300 W/(m·K). By setting the thermal conductivity of the honeycomb structure 10 within this range, the thermal conductivity is improved, and the heat within the honeycomb structure 10 can be efficiently transferred to the outside. The thermal conductivity value is measured by the laser flash method (JIS R1611-1997).

ハニカム構造体10のセル15に、第1流体として排ガスを流す場合、ハニカム構造体10の隔壁12に触媒を担持させてもよい。隔壁12に触媒を担持させると、排ガス中のCO、NOx、HCなどを触媒反応によって無害な物質にすることが可能になるとともに、触媒反応の際に生じる反応熱を熱交換に用いることも可能になる。触媒としては、貴金属(白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、インジウム、銀、及び金)、アルミニウム、ニッケル、ジルコニウム、チタン、セリウム、コバルト、マンガン、亜鉛、銅、スズ、鉄、ニオブ、マグネシウム、ランタン、サマリウム、ビスマス、及びバリウムからなる群から選択された元素を少なくとも一種を含有するものであることが好ましい。上記元素は、金属単体、金属酸化物、又はそれ以外の金属化合物として含有されていてもよい。 When exhaust gas is passed through the cells 15 of the honeycomb structure 10 as the first fluid, a catalyst may be supported on the partition walls 12 of the honeycomb structure 10. Supporting a catalyst on the partition walls 12 makes it possible to convert CO, NOx, HC, etc. in the exhaust gas into harmless substances through a catalytic reaction, and also makes it possible to use the reaction heat generated during the catalytic reaction for heat exchange. The catalyst preferably contains at least one element selected from the group consisting of precious metals (platinum, rhodium, palladium, ruthenium, indium, silver, and gold), aluminum, nickel, zirconium, titanium, cerium, cobalt, manganese, zinc, copper, tin, iron, niobium, magnesium, lanthanum, samarium, bismuth, and barium. The above elements may be contained as simple metals, metal oxides, or other metal compounds.

被覆部材20は、ハニカム構造体10の外周壁11の外周面を被覆し得るものであれば特に限定されない。例えば、ハニカム構造体10の外周壁11の外周面に嵌合してハニカム構造体10の外周壁11を周回被覆する管状部材を用いることができる。また、緩衝作用の観点から、ハニカム構造体10と被覆部材20との間に無機マットなどを介在させてもよい。
ここで、本明細書において、「嵌合」とは、ハニカム構造体10と被覆部材20とが、相互に嵌まり合った状態で固定されていることをいう。したがって、ハニカム構造体10と被覆部材20との嵌合においては、すきま嵌め、締まり嵌め、焼き嵌めなどの嵌め合いによる固定方法の他、ろう付け、溶接、拡散接合などにより、ハニカム構造体10と被覆部材20とが相互に固定されている場合なども含まれる。
The covering member 20 is not particularly limited as long as it can cover the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10. For example, a tubular member can be used that fits onto the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 and circumferentially covers the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10. In addition, from the viewpoint of a cushioning effect, an inorganic mat or the like may be interposed between the honeycomb structure 10 and the covering member 20.
In this specification, the term "fitting" refers to the honeycomb structure 10 and the covering member 20 being fixed in a mutually fitted state. Therefore, the fitting of the honeycomb structure 10 and the covering member 20 includes fixing methods using fitting such as clearance fitting, interference fitting, and shrink fitting, as well as cases where the honeycomb structure 10 and the covering member 20 are fixed to each other by brazing, welding, diffusion bonding, or the like.

被覆部材20は、ハニカム構造体10の外周壁11に対応した内面形状を有することができる。被覆部材20の内面がハニカム構造体10の外周壁11に直接接触することで、熱伝導性が良好となり、ハニカム構造体10内の熱を被覆部材20に効率良く伝達することができる。 The covering member 20 can have an inner surface shape that corresponds to the outer wall 11 of the honeycomb structure 10. By having the inner surface of the covering member 20 directly contact the outer wall 11 of the honeycomb structure 10, the thermal conductivity is improved, and the heat within the honeycomb structure 10 can be efficiently transferred to the covering member 20.

熱回収効率を高めるという観点からは、ハニカム構造体10の外周壁11の外周面の全面積に対する、被覆部材20によって周回被覆されるハニカム構造体10の外周壁11の外周面の面積の割合は高いほうが好ましい。具体的には、当該面積割合は80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、100%(すなわち、ハニカム構造体10の外周壁11の外周面の全部が被覆部材20によって周回被覆される。)であることが更により好ましい。
なお、ここでいう「外周壁11」とは、ハニカム構造体10の第1流体の流路方向に平行な面を指し、ハニカム構造体10の第1流体の流路方向と直交する面(第1端面13及び第2端面14)は含まれない。
From the viewpoint of increasing the heat recovery efficiency, it is preferable that the ratio of the area of the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 that is circumferentially covered by the covering member 20 to the total area of the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 is high. Specifically, the area ratio is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 100% (i.e., the entire outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11 of the honeycomb structure 10 is circumferentially covered by the covering member 20).
In addition, the "peripheral wall 11" referred to here refers to a surface parallel to the flow direction of the first fluid in the honeycomb structure 10, and does not include surfaces (first end face 13 and second end face 14) perpendicular to the flow direction of the first fluid in the honeycomb structure 10.

被覆部材20は、製造性の観点から金属製であることが好ましい。また、被覆部材20が金属製であると、後述する外筒40(ケーシング)との溶接が容易に行える点でも優れている。被覆部材20の材料としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができる。その中でも、耐久信頼性が高く、安価という理由により、ステンレスが好ましい。 From the viewpoint of manufacturability, the covering member 20 is preferably made of metal. In addition, if the covering member 20 is made of metal, it is also advantageous in that it can be easily welded to the outer tube 40 (casing) described below. For example, stainless steel, titanium alloy, copper alloy, aluminum alloy, brass, etc. can be used as the material for the covering member 20. Among these, stainless steel is preferred because of its high durability, reliability, and low cost.

被覆部材20の厚みは、耐久信頼性の理由により、0.1mm以上が好ましく、0.3mm以上がより好ましく、0.5mm以上が更により好ましい。被覆部材20の厚みは、熱抵抗を低減して熱伝導性を高めるという理由により、10mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましく、3mm以下が更により好ましい。 For reasons of durability and reliability, the thickness of the covering member 20 is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.3 mm or more, and even more preferably 0.5 mm or more. For reasons of reducing thermal resistance and increasing thermal conductivity, the thickness of the covering member 20 is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, and even more preferably 3 mm or less.

被覆部材20の長さ(第1流体の流路方向の長さ)は、特に限定されず、ハニカム構造体10のサイズなどに応じて適宜調整すればよい。例えば、被覆部材20の長さは、ハニカム構造体10の長さよりも大きいことが好ましい。具体的には、被覆部材20の長さは、5mm~250mmとすることが好ましく、10mm~150mmとすることがより好ましく、20mm~100mmとすることが更に好ましい。
なお、被覆部材20の長さがハニカム構造体10の長さよりも大きい場合、被覆部材20の中央部にハニカム構造体10が位置するように設けることが好ましい。
The length of the covering member 20 (the length in the flow path direction of the first fluid) is not particularly limited, and may be appropriately adjusted depending on the size of the honeycomb structure 10. For example, the length of the covering member 20 is preferably greater than the length of the honeycomb structure 10. Specifically, the length of the covering member 20 is preferably 5 mm to 250 mm, more preferably 10 mm to 150 mm, and further preferably 20 mm to 100 mm.
When the length of the covering member 20 is greater than the length of the honeycomb structure 10 , it is preferable that the honeycomb structure 10 be positioned in the center of the covering member 20 .

次に、熱交換部材100及び熱伝導部材の製造方法を説明する。但し、熱交換部材100及び熱伝導部材の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されることはない。
まず、セラミックス粉末を含む坏土を所望の形状に押出成形し、ハニカム成形体を作製する。このとき、適切な形態の口金及び治具を選択することにより、セル15の形状及び密度、隔壁12の数、長さ及び厚さ、外周壁11の形状及び厚さなどを制御することができる。また、ハニカム成形体の材料としては、上記のセラミックスを用いることができる。例えば、Si含浸SiC複合材料を主成分とするハニカム成形体を製造する場合、所定量のSiC粉末に、バインダーと、水又は有機溶媒とを加え、得られた混合物を混練して坏土とし、成形して所望形状のハニカム成形体を得ることができる。そして、得られたハニカム成形体を乾燥し、減圧の不活性ガス又は真空中で、ハニカム成形体中に金属Siを含浸焼成することによって、ハニカム構造体10(熱伝導部材)を得ることができる。スリット30の形成は、押出成形時に行ってもよいし、焼成後のハニカム構造体10に行ってもよいし、焼成前のハニカム成形体の乾燥体に対して行ってもよい。押出成形時にスリット30を形成する場合、外周壁11及び第2隔壁12bの少なくとも一方の一部にスリット30が形成されるように口金を加工すればよい。また、焼成後のハニカム構造体10や焼成前のハニカム成形体の乾燥体にスリット30を形成する場合、当該技術分野において公知の加工方法を用いればよい。加工方法としては、特に限定されないが、研削加工、切削加工、レーザー加工、ウォータージェット加工、放電(EDM)加工などを用いることができる。
Next, a method for manufacturing the heat exchanger 100 and the heat conductive member will be described, however, the method for manufacturing the heat exchanger 100 and the heat conductive member is not limited to the manufacturing method described below.
First, a clay containing ceramic powder is extruded into a desired shape to produce a honeycomb molded body. At this time, by selecting a die and a jig of an appropriate shape, the shape and density of the cells 15, the number, length and thickness of the partition walls 12, the shape and thickness of the outer peripheral wall 11, etc. can be controlled. In addition, the above-mentioned ceramics can be used as the material of the honeycomb molded body. For example, when manufacturing a honeycomb molded body mainly composed of a Si-impregnated SiC composite material, a binder and water or an organic solvent are added to a predetermined amount of SiC powder, the resulting mixture is kneaded to form a clay, and molded to obtain a honeycomb molded body of a desired shape. Then, the obtained honeycomb molded body is dried, and the honeycomb molded body is impregnated with metal Si and fired in a reduced pressure inert gas or vacuum, thereby obtaining a honeycomb structure 10 (thermal conductive member). The formation of the slits 30 may be performed during extrusion molding, may be performed on the honeycomb structure 10 after firing, or may be performed on the dried honeycomb molded body before firing. When the slits 30 are formed during extrusion molding, the die may be processed so that the slits 30 are formed in a part of at least one of the outer peripheral wall 11 and the second partition wall 12b. When the slits 30 are formed in the honeycomb structure 10 after firing or in the dried honeycomb molded body before firing, a processing method known in the art may be used. The processing method is not particularly limited, but grinding, cutting, laser processing, water jet processing, electric discharge (EDM) processing, etc. may be used.

次に、ハニカム構造体10を被覆部材20に焼き嵌めすることで、被覆部材20の内周面をハニカム構造体10の外周壁11の外周面に嵌合させる。具体的には、被覆部材20を加熱膨張させ、ハニカム構造体10を被覆部材20の中に挿入した後、被覆部材20を冷却収縮させることにより、被覆部材20内にハニカム構造体10を固定することができる。なお、ハニカム構造体10と被覆部材20との嵌合は、上記したように、焼き嵌め以外に、すきま嵌め、締まり嵌めといった嵌め合いによる固定方法、更にはろう付け、溶接、拡散接合などにより行うことができる。このようにして熱交換部材100を得ることができる。 Next, the honeycomb structure 10 is shrink-fitted into the covering member 20, so that the inner peripheral surface of the covering member 20 fits into the outer peripheral surface of the outer wall 11 of the honeycomb structure 10. Specifically, the covering member 20 is heated and expanded, the honeycomb structure 10 is inserted into the covering member 20, and then the covering member 20 is cooled and contracted, so that the honeycomb structure 10 can be fixed in the covering member 20. As described above, the honeycomb structure 10 and the covering member 20 can be fitted together by a fixing method using fitting such as a clearance fit or an interference fit, as well as shrink fitting, brazing, welding, diffusion bonding, etc. In this way, the heat exchange member 100 can be obtained.

本発明の実施形態1に係る熱交換部材100及び熱伝導部材は、ハニカム構造体10を構成する外周壁11及び第2隔壁12bの少なくとも一方の一部に、スリット30を設けることにより、第2隔壁12b及び外周壁11の少なくとも一方の熱応力を緩和させているため、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、ハニカム構造体10のクラックの発生も抑制することができる。 The heat exchange member 100 and heat conduction member according to embodiment 1 of the present invention relieve thermal stress in at least one of the second partition wall 12b and the outer wall 11 by providing a slit 30 in a portion of at least one of the outer wall 11 and the second partition wall 12b constituting the honeycomb structure 10, thereby improving heat recovery efficiency and suppressing increases in pressure loss while also suppressing the occurrence of cracks in the honeycomb structure 10.

(2)熱交換器
本発明の実施形態1に係る熱交換器200は、上記の熱交換部材100を有する。熱交換部材100以外の部材については、特に限定されず、公知の部材を用いることができる。例えば、本発明の実施形態1に係る熱交換器200は、熱交換部材100と、熱交換部材100の被覆部材20の外周を第2流体が流通可能となるように、被覆部材20の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒40(ケーシング)とを備えることができる。
(2) Heat Exchanger The heat exchanger 200 according to the first embodiment of the present invention has the above-mentioned heat exchange member 100. The members other than the heat exchange member 100 are not particularly limited, and known members can be used. For example, the heat exchanger 200 according to the first embodiment of the present invention can include the heat exchange member 100 and an outer cylinder 40 (casing) arranged at a distance from the outer periphery of the covering member 20 of the heat exchange member 100 so that the second fluid can flow around the outer periphery of the covering member 20.

図7は、本発明の実施形態1に係る熱交換器の、ハニカム構造体の第1流体の流路方向に平行な断面図である。また、図8は、図7に示す熱交換器のb-b’線の断面図であり、本発明の実施形態1に係る熱交換器200の、ハニカム構造体の第1流体の流路方向に直交する断面図である。 Figure 7 is a cross-sectional view parallel to the flow direction of the first fluid in the honeycomb structure of the heat exchanger according to embodiment 1 of the present invention. Also, Figure 8 is a cross-sectional view of the heat exchanger shown in Figure 7 taken along line b-b', and is a cross-sectional view perpendicular to the flow direction of the first fluid in the honeycomb structure of the heat exchanger 200 according to embodiment 1 of the present invention.

本発明の実施形態1に係る熱交換器200は、熱交換部材100と、熱交換部材100の被覆部材20の外周を第2流体が流通可能となるように、被覆部材20の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒40とを備える。外筒40は、第2流体の供給管41及び排出管42を有する。また、外筒40は、熱交換部材100の外周全体を周回被覆していることが好ましい。
上記のような構造を有する熱交換器200では、第2流体が供給管41から外筒40内に流入する。次いで、第2流体は、第2流体の流路を通る間に、熱交換部材100の被覆部材20を介してハニカム構造体10のセル15を流通する第1流体と熱交換した後、第2流体の排出管42から排出される。なお、熱交換部材100の被覆部材20の外周面は伝熱効率を調整するための部材によって被覆されていてもよい。
A heat exchanger 200 according to the first embodiment of the present invention includes a heat exchange member 100 and an outer cylinder 40 arranged at a distance from the outer periphery of the covering member 20 of the heat exchange member 100 so that a second fluid can flow around the outer periphery of the covering member 20. The outer cylinder 40 has a supply pipe 41 and a discharge pipe 42 for the second fluid. In addition, it is preferable that the outer cylinder 40 circumferentially covers the entire outer periphery of the heat exchange member 100.
In the heat exchanger 200 having the above-mentioned structure, the second fluid flows into the outer casing 40 from the supply pipe 41. Next, while passing through the flow path of the second fluid, the second fluid exchanges heat with the first fluid flowing through the cells 15 of the honeycomb structure 10 via the covering member 20 of the heat exchange element 100, and is then discharged from the discharge pipe 42 of the second fluid. The outer peripheral surface of the covering member 20 of the heat exchange element 100 may be covered with a member for adjusting the heat transfer efficiency.

第2流体としては、特に制限はないが、熱交換器200が、自動車に搭載される場合には、第2流体は、水又は不凍液(JIS K2234:2006で規定されるLLC)であることが好ましい。第1流体及び第2流体の温度に関しては、第1流体の温度>第2流体の温度であることが好ましい。その理由としては、熱交換部材100の被覆部材20が低温で膨張せず、ハニカム構造体10がより高温で膨張することで、両者の嵌合が緩み難い条件となるためである。特に、ハニカム構造体10と被覆部材20との嵌合が焼き嵌めの場合、嵌合が緩み、ハニカム構造体10が抜け落ちるリスクを最小限にすることができる。 There are no particular limitations on the second fluid, but when the heat exchanger 200 is mounted on an automobile, the second fluid is preferably water or antifreeze (LLC as defined in JIS K2234:2006). With regard to the temperatures of the first and second fluids, it is preferable that the temperature of the first fluid is greater than the temperature of the second fluid. This is because the covering member 20 of the heat exchange element 100 does not expand at low temperatures, and the honeycomb structure 10 expands at higher temperatures, making it difficult for the fitting between the two to loosen. In particular, when the fitting between the honeycomb structure 10 and the covering member 20 is a shrink fit, the risk of the fitting loosening and the honeycomb structure 10 falling out can be minimized.

外筒40の内面は、熱交換部材100の被覆部材20の外周面と嵌合していることが好ましい。このようにすることで、第1流体の流路方向の両端部における被覆部材20の外周面が外筒40の内面と周回状に密接した構造とし、第2流体が外部に漏れないようにすることができる。被覆部材20の外周面と外筒40の内面とを密接させる方法としては、特に限定されないが、溶接、拡散接合、ろう付け、機械的な締結などが挙げられる。これらの中でも、耐久信頼性が高く、構造強度の改善も図ることができるという理由により、溶接が好ましい。 The inner surface of the outer tube 40 is preferably fitted with the outer peripheral surface of the covering member 20 of the heat exchange member 100. In this way, the outer peripheral surface of the covering member 20 at both ends in the flow direction of the first fluid is in close circumferential contact with the inner surface of the outer tube 40, and the second fluid is prevented from leaking to the outside. Methods for bringing the outer peripheral surface of the covering member 20 into close contact with the inner surface of the outer tube 40 include, but are not limited to, welding, diffusion bonding, brazing, mechanical fastening, and the like. Among these, welding is preferred because of its high durability and reliability and the ability to improve structural strength.

外筒40は、熱伝導性及び製造性の観点から、金属製であることが好ましい。金属としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができる。その中でも、安価で耐久信頼性が高いという理由により、ステンレスが好ましい。 From the viewpoints of thermal conductivity and manufacturability, the outer cylinder 40 is preferably made of a metal. Examples of metals that can be used include stainless steel, titanium alloys, copper alloys, aluminum alloys, and brass. Among these, stainless steel is preferred because it is inexpensive and has high durability and reliability.

外筒40の厚みは、耐久信頼性の理由により、0.1mm以上が好ましく、0.5mm以上がより好ましく、1mm以上が更により好ましい。外筒40の厚みは、コスト、体積、重量などの観点から、10mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましく、3mm以下が更により好ましい。 For reasons of durability and reliability, the thickness of the outer cylinder 40 is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, and even more preferably 1 mm or more. From the standpoints of cost, volume, weight, etc., the thickness of the outer cylinder 40 is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, and even more preferably 3 mm or less.

外筒40は、一体成形品であってよいが、2つ以上の部材から形成される接合部材であってもよい。外筒40が、2つ以上の部材から形成される接合部材である場合、外筒40の設計自由度を高めることができる。 The outer tube 40 may be an integrally molded product, or may be a joined member formed from two or more members. When the outer tube 40 is a joined member formed from two or more members, the design freedom of the outer tube 40 can be increased.

第2流体の供給管41及び排出管42の位置は、特に限定されず、熱交換器200の設置場所、配管位置、熱交換効率などを考慮して軸方向及び外周方向に適宜変更可能である。例えば、第2流体の供給管41及び排出管42は、ハニカム構造体10の軸方向両端部に対応する位置に設けることができる。また、第2流体の供給管41及び排出管42は、同じ方向に向けて延出されていても、異なる方向に向けて延出されていてもよい。 The positions of the supply pipe 41 and the discharge pipe 42 of the second fluid are not particularly limited, and can be changed appropriately in the axial and circumferential directions taking into consideration the installation location of the heat exchanger 200, the piping position, the heat exchange efficiency, etc. For example, the supply pipe 41 and the discharge pipe 42 of the second fluid can be provided at positions corresponding to both axial ends of the honeycomb structure 10. In addition, the supply pipe 41 and the discharge pipe 42 of the second fluid may extend in the same direction or in different directions.

次に、熱交換器200の製造方法を説明する。但し、熱交換器200の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されることはない。
熱交換器200は、熱交換部材100の被覆部材20の外周を第2流体が流通可能となるように、被覆部材20の径方向外側に間隔をおいて外筒40を配置して接合することによって製造することができる。具体的には、熱交換部材100の被覆部材20の両端部を外筒40の内面と接合する。接合方法は上記した通り、嵌合を含む種々の方法がある。必要に応じて、接合箇所は溶接などにより接合可能である。これにより、被覆部材20の外周を周回被覆する外筒40が形成され、被覆部材20の外周面と外筒40の内面との間に第2流体の流路が形成される。このようにして熱交換器200を得ることができる。
Next, a description will be given of a manufacturing method of the heat exchanger 200. However, the manufacturing method of the heat exchanger 200 is not limited to the manufacturing method described below.
The heat exchanger 200 can be manufactured by disposing and joining the outer tube 40 at a distance from the radial outside of the covering member 20 of the heat exchange member 100 so that the second fluid can flow around the outer periphery of the covering member 20. Specifically, both ends of the covering member 20 of the heat exchange member 100 are joined to the inner surface of the outer tube 40. As described above, there are various joining methods including fitting. If necessary, the joining points can be joined by welding or the like. As a result, the outer tube 40 that circumferentially covers the outer periphery of the covering member 20 is formed, and a flow path for the second fluid is formed between the outer periphery of the covering member 20 and the inner surface of the outer tube 40. In this manner, the heat exchanger 200 can be obtained.

本発明の実施形態1に係る熱交換器200は、上記の熱交換部材100を備えているため、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、ハニカム構造体10のクラックの発生も抑制することができる。 The heat exchanger 200 according to embodiment 1 of the present invention is equipped with the above-mentioned heat exchange member 100, and therefore can improve heat recovery efficiency while suppressing an increase in pressure loss, while also suppressing the occurrence of cracks in the honeycomb structure 10.

<実施形態2>
本発明の実施形態2に係る熱交換部材、熱交換器及び熱伝導部材は、ハニカム構造体が中空型のハニカム構造体である点で本発明の実施形態1に係る熱交換部材及び熱交換器と異なり、それ以外の構成要素は本発明の実施形態1に係る熱交換部材、熱交換器及び熱伝導部材と同一である。したがって、以下では、同一部分の説明を省略し、相違点のみを詳細に説明する。また、本発明の実施形態1において登場した符号と同一の符号を有する構成要素は、本発明の実施形態2における構成要素と同一である。
<Embodiment 2>
The heat exchanger, heat exchanger, and heat conduction member according to the second embodiment of the present invention differ from the heat exchanger and heat exchanger according to the first embodiment of the present invention in that the honeycomb structure is a hollow honeycomb structure, but the other components are the same as the heat exchanger, heat exchanger, and heat conduction member according to the first embodiment of the present invention. Therefore, in the following, a description of the same parts will be omitted, and only the differences will be described in detail. In addition, components having the same reference numerals as those appearing in the first embodiment of the present invention are the same as the components in the second embodiment of the present invention.

図9は、本発明の実施形態2に係る熱交換部材の、中空型のハニカム構造体の軸方向に平行な断面図である。また、図10は、図9に示す熱交換部材のc-c’線の断面図、すなわち、本発明の実施形態2に係る熱交換部材の、中空型のハニカム構造体の第1流体の流路方向(軸方向)に直交する断面図である。 Figure 9 is a cross-sectional view parallel to the axial direction of the hollow honeycomb structure of the heat exchanger element according to embodiment 2 of the present invention. Also, Figure 10 is a cross-sectional view of the heat exchanger element shown in Figure 9 taken along line c-c', i.e., a cross-sectional view perpendicular to the flow path direction (axial direction) of the first fluid of the hollow honeycomb structure of the heat exchanger element according to embodiment 2 of the present invention.

本発明の実施形態2に係る熱交換部材300は、外周壁11、内周壁16、及び外周壁11と内周壁16との間に配設され、第1端面13から第2端面14まで延びる第1流体の流路となる複数のセル15を区画形成する隔壁12を有する中空型のハニカム構造体10aと、外周壁11の外周面を被覆する被覆部材20とを備える。このような構造を有する熱交換部材300では、セル15内を流通可能な第1流体と被覆部材20の外周を流通可能な第2流体との間の熱交換が、中空型のハニカム構造体10aの外周壁11及び被覆部材20を介して行われる。なお、図9において、第1流体は、紙面の左右のいずれの方向にも流れることができる。 The heat exchange member 300 according to the second embodiment of the present invention comprises a hollow honeycomb structure 10a having an outer peripheral wall 11, an inner peripheral wall 16, and partition walls 12 arranged between the outer peripheral wall 11 and the inner peripheral wall 16, which partition walls 12 define a plurality of cells 15 that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face 13 to a second end face 14, and a covering member 20 that covers the outer peripheral surface of the outer peripheral wall 11. In the heat exchange member 300 having such a structure, heat exchange between the first fluid that can flow in the cells 15 and the second fluid that can flow around the outer periphery of the covering member 20 is performed through the outer peripheral wall 11 and covering member 20 of the hollow honeycomb structure 10a. In FIG. 9, the first fluid can flow in either the left or right direction of the paper.

また、本発明の実施形態2に係る熱交換部材300の構成のうち、被覆部材20を除いた部材を熱伝導部材という。すなわち、本発明の実施形態2に係る熱伝導部材は、外周壁11、内周壁16、及び外周壁11と内周壁16との間に配設され、第1端面13から第2端面14まで延びる第1流体の流路となる複数のセル15を区画形成する隔壁12を有する中空型のハニカム構造体10aを備える。 The components of the heat exchange member 300 according to the second embodiment of the present invention, excluding the covering member 20, are referred to as the heat conducting member. That is, the heat conducting member according to the second embodiment of the present invention includes a hollow honeycomb structure 10a having an outer peripheral wall 11, an inner peripheral wall 16, and partition walls 12 arranged between the outer peripheral wall 11 and the inner peripheral wall 16, which partition the plurality of cells 15 that serve as a flow path for the first fluid and extend from the first end face 13 to the second end face 14.

中空型のハニカム構造体10aを構成する隔壁12は、第1流体の流路方向に直交する中空型のハニカム構造体10aの断面(すなわち、図10に示す断面)において、放射方向(径方向)に延びる第1隔壁12aと周方向に延びる第2隔壁12bとを有する。このような構造とすることにより、第1隔壁12aを介して第1流体の熱を放射方向に伝達することができるため、中空型のハニカム構造体10aの外部に第1流体の熱を効率良く伝達することができる。 The partition walls 12 constituting the hollow honeycomb structure 10a have a first partition wall 12a extending in the radial direction (diameter direction) and a second partition wall 12b extending in the circumferential direction in a cross section of the hollow honeycomb structure 10a perpendicular to the flow direction of the first fluid (i.e., the cross section shown in FIG. 10). With this structure, the heat of the first fluid can be transferred in the radial direction through the first partition wall 12a, so that the heat of the first fluid can be efficiently transferred to the outside of the hollow honeycomb structure 10a.

上記のような構造を有する中空型のハニカム構造体10aでは、中空型のハニカム構造体10aの全体が放射方向に熱膨張した際に、周方向に引張られる熱応力が第2隔壁12b、外周壁11及び内周壁16にかかる。周方向に引張られる熱応力は、放射方向に引張られる熱応力に比べて大きいため、第2隔壁12b、外周壁11及び内周壁16に熱応力が集中し、クラックが発生し易い。
そこで、ハニカム構造体10aを構成する外周壁11、内周壁16及び第2隔壁12bの少なくとも一つの一部に、スリット30が設けられる。このようにスリット30を設けることにより、外周壁11、内周壁16及び第2隔壁12bの少なくとも一つの熱応力が緩和されるため、クラックの発生を抑制することが可能となる。
In the hollow honeycomb structure 10a having the above-mentioned structure, when the hollow honeycomb structure 10a as a whole thermally expands in the radial direction, thermal stress tensile in the circumferential direction is applied to the second partition walls 12b, the outer peripheral wall 11, and the inner peripheral wall 16. Since the thermal stress tensile in the circumferential direction is larger than the thermal stress tensile in the radial direction, the thermal stress is concentrated in the second partition walls 12b, the outer peripheral wall 11, and the inner peripheral wall 16, and cracks are likely to occur.
Therefore, a slit 30 is provided in a part of at least one of the outer peripheral wall 11, the inner peripheral wall 16, and the second partition wall 12b constituting the honeycomb structure 10a. By providing the slit 30 in this manner, thermal stress in at least one of the outer peripheral wall 11, the inner peripheral wall 16, and the second partition wall 12b is relieved, so that it becomes possible to suppress the occurrence of cracks.

スリット30は、熱応力が集中してクラックが発生し易い、第2隔壁12bの一部、外周壁11の一部、内周壁16の一部、それらの2つの一部、又はそれらの全ての一部に設けることができる。その中でも、(i)外周壁11、内周壁16及び第2隔壁12bの一部、(ii)外周壁11及び第2隔壁12bの一部、(iii)内周壁16及び第2隔壁12bの一部、(iv)第2隔壁12bの一部、又は(v)内周壁16の一部にスリット30を設けることが好ましく、特に外周壁11及び第2隔壁12bの全てのクラックを抑制しつつ強度を確保する観点から、(ii)外周壁11及び第2隔壁12bの一部にスリット30を設けることがより好ましい。 The slits 30 can be provided in a part of the second partition wall 12b, a part of the outer peripheral wall 11, a part of the inner peripheral wall 16, two parts of them, or all parts of them, where thermal stress is concentrated and cracks are likely to occur. Among them, it is preferable to provide the slits 30 in (i) the outer peripheral wall 11, the inner peripheral wall 16, and a part of the second partition wall 12b, (ii) the outer peripheral wall 11 and a part of the second partition wall 12b, (iii) the inner peripheral wall 16 and a part of the second partition wall 12b, (iv) a part of the second partition wall 12b, or (v) a part of the inner peripheral wall 16. In particular, from the viewpoint of ensuring strength while suppressing all cracks in the outer peripheral wall 11 and the second partition wall 12b, it is more preferable to provide the slits 30 in (ii) the outer peripheral wall 11 and a part of the second partition wall 12b.

スリット30は、第2隔壁12bの一部に設けられる、放射方向に連続するスリット30であることが好ましい。このようなスリット30であれば、一般的な加工方法によって容易に形成することができるため、熱交換部材300及び熱伝導部材の生産性が向上する。
また、放射方向に連続するスリット30は、外周壁11及び内周壁16の少なくとも一方にも連続していてもよい。このような構成とした場合でも、一般的な加工方法によって容易に形成することができるため、熱交換部材300及び熱伝導部材の生産性が向上する。
The slits 30 are preferably provided in a part of the second partition wall 12b and are continuous in the radial direction. Such slits 30 can be easily formed by a general processing method, thereby improving the productivity of the heat exchange member 300 and the heat conduction member.
Moreover, the slits 30 continuing in the radial direction may also be continuing in at least one of the outer peripheral wall 11 and the inner peripheral wall 16. Even in such a configuration, the slits 30 can be easily formed by a general processing method, and therefore the productivity of the heat exchange member 300 and the heat conduction member is improved.

中空型のハニカム構造体10aの第1隔壁12aの数は、熱回収効率の観点から、100~500個であることが好ましく、200~400個であることがより好ましい。また、中空型のハニカム構造体10aの第2隔壁12bの数は、熱応力緩和及び強度確保の観点から、100~3000個であることが好ましく、300~2000個であることが好ましい。 From the viewpoint of heat recovery efficiency, the number of first partition walls 12a of the hollow honeycomb structure 10a is preferably 100 to 500, and more preferably 200 to 400. Also, from the viewpoint of thermal stress relaxation and ensuring strength, the number of second partition walls 12b of the hollow honeycomb structure 10a is preferably 100 to 3000, and more preferably 300 to 2000.

内周壁16の厚みや材質などは、外周壁11と同様にすることができる。
第1流体の流路方向に直交する断面における内周壁16の直径は、1~70mmであることが好ましく、30~70mmであることがより好ましい。内周壁16の断面形状が円形でない場合には、内周壁16の断面形状に内接する最大内接円の直径を、内周壁16の直径とする。
内周壁16の内側に形成される中空部の形状は、特に限定されず、例えば、第1流体の流路方向に直交する断面において、円柱、楕円柱、四角柱又はその他の多角柱などとすることができる。したがって、第1流体の流路方向に直交する断面における中空部の形状(すなわち、内周壁16の内形)は、円形、楕円形、四角形又はその他の多角形などとすることができる。中空型のハニカム構造体10aの外周形状と中空部(内周壁16)の形状とは同一であっても異なっていてもよいが、外部からの衝撃、熱応力などに対する耐性の観点から、同一であることが好ましい。
The thickness and material of the inner peripheral wall 16 may be the same as those of the outer peripheral wall 11 .
The diameter of the inner circumferential wall 16 in a cross section perpendicular to the flow path direction of the first fluid is preferably 1 to 70 mm, and more preferably 30 to 70 mm. When the cross-sectional shape of the inner circumferential wall 16 is not circular, the diameter of the maximum inscribed circle inscribed in the cross-sectional shape of the inner circumferential wall 16 is defined as the diameter of the inner circumferential wall 16.
The shape of the hollow portion formed inside the inner peripheral wall 16 is not particularly limited, and may be, for example, a circular cylinder, an elliptical cylinder, a rectangular prism, or other polygonal prism in a cross section perpendicular to the flow direction of the first fluid. Therefore, the shape of the hollow portion in a cross section perpendicular to the flow direction of the first fluid (i.e., the inner shape of the inner peripheral wall 16) may be a circle, an ellipse, a rectangle, or other polygonal shape. The outer peripheral shape of the hollow honeycomb structure 10a and the shape of the hollow portion (inner peripheral wall 16) may be the same or different, but it is preferable that they are the same from the viewpoint of resistance to external impacts, thermal stress, and the like.

中空型のハニカム構造体10aを備える熱交換部材300及び熱伝導部材の製造方法としては、特に限定されず、上記の熱交換部材100及び熱伝導部材の製造方法と同様にして行うことができる。また、内周壁16にスリット30を形成する方法も、外周壁11及び第2隔壁12bにスリット30を形成する方法と同様にして行うことができる。 The manufacturing method of the heat exchange member 300 having the hollow honeycomb structure 10a and the heat conduction member is not particularly limited, and can be performed in the same manner as the manufacturing method of the heat exchange member 100 and the heat conduction member described above. In addition, the method of forming the slits 30 in the inner peripheral wall 16 can be performed in the same manner as the method of forming the slits 30 in the outer peripheral wall 11 and the second partition wall 12b.

本発明の実施形態2に係る熱交換部材300及び熱伝導部材は、中空型のハニカム構造体10aを構成する外周壁11、内周壁16及び第2隔壁12bの少なくとも一つの一部に、スリット30を設けることにより、外周壁11、内周壁16及び第2隔壁12bの少なくとも一つの熱応力を緩和させているため、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、中空型のハニカム構造体10aのクラックの発生も抑制することができる。 The heat exchange member 300 and the heat conduction member according to the second embodiment of the present invention provide a slit 30 in a portion of at least one of the outer peripheral wall 11, the inner peripheral wall 16, and the second partition wall 12b constituting the hollow honeycomb structure 10a, thereby relieving the thermal stress of at least one of the outer peripheral wall 11, the inner peripheral wall 16, and the second partition wall 12b. This makes it possible to improve the heat recovery efficiency and suppress the increase in pressure loss while also suppressing the occurrence of cracks in the hollow honeycomb structure 10a.

本発明の実施形態2に係る熱交換器は、上記の熱交換部材300を有する。例えば、本発明の実施形態2に係る熱交換器は、熱交換部材300と、熱交換部材300の被覆部材20の外周を第2流体が流通可能となるように、被覆部材20の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒(ケーシング)とを備えることができる。
また、本発明の実施形態2に係る熱交換器の製造方法は、特に限定されず、上記の熱交換器200の製造方法と同様にして行うことができる。
The heat exchanger according to the second embodiment of the present invention has the above-mentioned heat exchange member 300. For example, the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention can include the heat exchange member 300 and an outer cylinder (casing) disposed at a distance from the outer periphery of the covering member 20 of the heat exchange member 300 so that the second fluid can flow around the outer periphery of the covering member 20.
Furthermore, the method for manufacturing the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention is not particularly limited, and can be performed in the same manner as the method for manufacturing the heat exchanger 200 described above.

本発明の実施形態2に係る熱交換器は、上記の熱交換部材300を備えているため、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、中空型のハニカム構造体10aのクラックの発生も抑制することができる。 The heat exchanger according to embodiment 2 of the present invention is equipped with the above-mentioned heat exchange member 300, and therefore can improve heat recovery efficiency while suppressing an increase in pressure loss, while also suppressing the occurrence of cracks in the hollow honeycomb structure 10a.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1~3)
SiC粉末を含む坏土を所望の形状に押出成形した後、乾燥させ、所定の外形寸法に加工し、金属Siを含浸させて焼成することにより、SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料(Si含浸SiC)で構成されたハニカム構造体を作製した。作製したハニカム構造体の特徴は以下の通りである。
第1流体の流路方向(軸方向)に直交する断面における直径:75mm
軸方向長さ:42mm
外周壁側の第1隔壁の数:200個
第2隔壁の数:1500個
第1隔壁の厚み:0.3mm
第2隔壁の厚み:0.3mm
放射方向における第2隔壁の数:15個
外周壁の厚み:1mm
第1隔壁、第2隔壁及び外周壁の気孔率:3%
アイソスタティック強度:200MPa
熱伝導率(25℃):60W/(m・K)
次に、作製したハニカム構造体に対し、切削加工を用いて、放射方向に連続するスリットを図11に示す所定の位置に形成した。なお、図11は、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面図であり、スリット以外の詳細な構造は省略している点に留意すべきである。図11において円内の直線がスリットを表す。
ハニカム構造体の軸方向におけるスリットの長さは、ハニカム構造体の軸方向長さと同じとした。また、放射方向に連続するスリットは、外周壁及び外周壁からX個の第2隔壁に設け、周方向におけるスリットの数はY個とした。X及びYの値は表1に示す。
(Examples 1 to 3)
A clay containing SiC powder was extruded into a desired shape, dried, processed to a predetermined external dimension, impregnated with metallic Si, and fired to produce a honeycomb structure made of a Si-SiC material containing metallic Si between SiC particles (Si-impregnated SiC). The honeycomb structure produced had the following characteristics:
Diameter at a cross section perpendicular to the flow direction (axial direction) of the first fluid: 75 mm
Axial length: 42 mm
Number of first partition walls on the outer peripheral wall side: 200 Number of second partition walls: 1500 Thickness of first partition wall: 0.3 mm
Thickness of second partition wall: 0.3 mm
Number of second partition walls in the radial direction: 15 pieces Thickness of outer peripheral wall: 1 mm
Porosity of the first partition wall, the second partition wall and the outer peripheral wall: 3%
Isostatic strength: 200 MPa
Thermal conductivity (25°C): 60W/(mK)
Next, continuous slits in the radial direction were formed in the manufactured honeycomb structure by cutting at the predetermined positions shown in Fig. 11. It should be noted that Fig. 11 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure, and detailed structure other than the slits is omitted. In Fig. 11, the straight lines within the circles represent the slits.
The length of the slits in the axial direction of the honeycomb structure was the same as the axial length of the honeycomb structure. The slits continuous in the radial direction were provided in the outer peripheral wall and X number of second partition walls from the outer peripheral wall, and the number of slits in the circumferential direction was Y. The values of X and Y are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1~3と同様の条件でハニカム構造体を作製した。比較例1では、ハニカム構造体にスリットを形成しなかった。
(Comparative Example 1)
Honeycomb structures were produced under the same conditions as in Examples 1 to 3. In Comparative Example 1, no slits were formed in the honeycomb structure.

次に、上記の実施例及び比較例で得られたハニカム構造体を被覆部材に焼き嵌めすることにより、熱交換部材を作製した。被覆部材としては、ステンレス製の管状部材(厚さ1mm)を用いた。次に、熱交換部材を用い、図7及び8に示される構造の熱交換器に類似した、熱交換部材の外周に第2流体が流れるような試験治具を作製した。 Next, the honeycomb structures obtained in the above examples and comparative examples were shrink-fitted onto a covering member to produce a heat exchanger. A stainless steel tubular member (thickness 1 mm) was used as the covering member. Next, a test jig was produced using the heat exchanger, similar to the heat exchanger structure shown in Figures 7 and 8, in which a second fluid flows around the periphery of the heat exchanger.

上記のようにして作製した試験治具について、ハニカム構造体のセル内に第1流体、被覆部材の外周側に第2流体をそれぞれ流通させる耐熱試験を行い、ハニカム構造体にクラックが発生したガス(第1流体)の温度を評価した。耐熱試験では、ハニカム構造体のセル内に500℃から100℃ずつ温度を上昇させて最大温度を1000℃としたガス(第1流体)を100g/sの流量で流通させるとともに、被覆部材の外周側に40℃の水(第2流体)を10L/分の流量で流通させた。クラックの発生の有無は、ハニカム構造体を顕微鏡観察することによって評価した。この評価結果を表1に示す。 A heat resistance test was conducted on the test jig prepared as described above, in which a first fluid was passed through the cells of the honeycomb structure and a second fluid was passed through the outer periphery of the covering member, and the temperature of the gas (first fluid) that caused cracks in the honeycomb structure was evaluated. In the heat resistance test, a gas (first fluid) whose temperature was increased by 100°C from 500°C to a maximum temperature of 1000°C was passed through the cells of the honeycomb structure at a flow rate of 100 g/s, and water (second fluid) at 40°C was passed through the outer periphery of the covering member at a flow rate of 10 L/min. The honeycomb structure was observed under a microscope to evaluate whether cracks occurred. The evaluation results are shown in Table 1.

表1に示されるように、スリットを形成しなかったハニカム構造体を用いた熱交換器では、ガス(第1流体)の温度が700℃のときにハニカム構造体にクラックが発生した(比較例1)のに対し、スリットを形成したハニカム構造体を用いた熱交換器では、ハニカム構造体にクラックが発生したガスの温度が高くなるか(実施例1及び2)、又はハニカム構造体にクラックが発生しなかった(実施例3)。したがって、ハニカム構造体にスリットを設けることにより、ハニカム構造体のクラックが発生し難くなると考えられる。
また、実施例1~3からわかるように、周方向のスリットの数と放射方向のスリットの深さとをバランス良く増大させることにより、クラックが発生しないハニカム構造体とすることができる。
As shown in Table 1, in a heat exchanger using a honeycomb structure without slits, cracks occurred in the honeycomb structure when the temperature of the gas (first fluid) was 700° C. (Comparative Example 1), whereas in a heat exchanger using a honeycomb structure with slits, either the temperature of the gas at which cracks occurred in the honeycomb structure became higher (Examples 1 and 2), or no cracks occurred in the honeycomb structure (Example 3). Therefore, it is considered that by providing slits in the honeycomb structure, cracks become less likely to occur in the honeycomb structure.
Furthermore, as can be seen from Examples 1 to 3, by increasing the number of circumferential slits and the depth of the radial slits in a well-balanced manner, a honeycomb structure in which cracks do not occur can be obtained.

(実施例4及び5)
SiC粉末を含む坏土を所望の形状に押出成形した後、乾燥させ、所定の外形寸法に加工し、金属Siを含浸させて焼成することにより、SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料(Si含浸SiC)で構成された中空型のハニカム構造体を作製した。作製した中空型のハニカム構造体の特徴は以下の通りである。
第1流体の流路方向(軸方向)に直交する断面における直径(外径):75mm
第1流体の流路方向(軸方向)に直交する断面における中空部(内周壁)の直径:57mm
軸方向長さ:20mm
第1隔壁の数:250個
第2隔壁の数:1000個
第1隔壁の厚み:0.3mm
第2隔壁の厚み:0.3mm
放射方向における第2隔壁の数:4個
外周壁及び内周壁の厚み:1mm
第1隔壁、第2隔壁、外周壁及び内周壁の気孔率:3%
アイソスタティック強度:200MPa
熱伝導率(25℃):60W/(m・K)
次に、作製した中空型のハニカム構造体に対し、切削加工を用いて、放射方向に連続するスリットを図12に示す所定の位置に形成した。なお、図12は、中空型のハニカム構造体の軸方向に直交する断面図であり、スリット以外の詳細な構造は省略している点に留意すべきである。図12において円内の直線がスリットを表す。
中空型のハニカム構造体の軸方向におけるスリットの長さは、中空型のハニカム構造体の軸方向長さと同じとした。また、放射方向に連続するスリットは、外周壁及び外周壁からX個の第2隔壁に設け、周方向におけるスリットの数はY個とした。X及びYの値は表2に示す。
(Examples 4 and 5)
A clay containing SiC powder was extruded into a desired shape, dried, processed to a predetermined external dimension, impregnated with metallic Si, and fired to produce a hollow honeycomb structure made of a Si-SiC material containing metallic Si between SiC particles (Si-impregnated SiC). The hollow honeycomb structure produced had the following characteristics:
Diameter (outer diameter) in a cross section perpendicular to the flow direction (axial direction) of the first fluid: 75 mm
Diameter of the hollow portion (inner wall) in a cross section perpendicular to the flow path direction (axial direction) of the first fluid: 57 mm
Axial length: 20 mm
Number of first partition walls: 250 Number of second partition walls: 1000 Thickness of first partition wall: 0.3 mm
Thickness of second partition wall: 0.3 mm
Number of second partition walls in the radial direction: 4 Thickness of outer peripheral wall and inner peripheral wall: 1 mm
Porosity of the first partition wall, the second partition wall, the outer peripheral wall, and the inner peripheral wall: 3%
Isostatic strength: 200 MPa
Thermal conductivity (25°C): 60W/(mK)
Next, continuous slits in the radial direction were formed in the prepared hollow honeycomb structure by cutting at the predetermined positions shown in Fig. 12. It should be noted that Fig. 12 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the hollow honeycomb structure, and detailed structure other than the slits is omitted. In Fig. 12, the straight lines within the circles represent the slits.
The length of the slits in the axial direction of the hollow honeycomb structure was the same as the axial length of the hollow honeycomb structure. The slits continuous in the radial direction were provided on the outer peripheral wall and X number of second partition walls from the outer peripheral wall, and the number of slits in the circumferential direction was Y. The values of X and Y are shown in Table 2.

(比較例2)
実施例4及び5と同様の条件でハニカム構造体を作製した。比較例2では、中空型のハニカム構造体にスリットを形成しなかった。
(Comparative Example 2)
Honeycomb structures were produced under the same conditions as in Examples 4 and 5. In Comparative Example 2, no slits were formed in the hollow honeycomb structure.

次に、上記の実施例及び比較例で得られた中空型のハニカム構造体を被覆部材に焼き嵌めすることにより、熱交換部材を作製した。被覆部材としては、ステンレス製の管状部材(厚さ1mm)を用いた。次に、熱交換部材を用い、図7及び8に示される構造の熱交換器に類似した、熱交換部材の外周に第2流体が流れるような試験治具を作製した。
上記のようにして作製した試験治具について、上記と同様にして耐熱試験を行い、ハニカム構造体にクラックが発生したガス(第1流体)の温度を評価した。その結果を表2に示す。
Next, the hollow honeycomb structures obtained in the above examples and comparative examples were shrink-fitted to a covering member to produce a heat exchanger element. A stainless steel tubular member (thickness 1 mm) was used as the covering member. Next, a test jig was produced using the heat exchanger element, similar to the heat exchanger structure shown in Figures 7 and 8, in which a second fluid flows around the outer periphery of the heat exchanger element.
The test jig thus prepared was subjected to a heat resistance test in the same manner as described above, and the temperature of the gas (first fluid) at which cracks were generated in the honeycomb structure was evaluated. The results are shown in Table 2.

表2に示されるように、スリットを形成しなかった中空型のハニカム構造体を用いた熱交換器では、ガス(第1流体)の温度が700℃のときに中空型のハニカム構造体にクラックが発生した(比較例2)のに対し、スリットを形成した中空型のハニカム構造体を用いた熱交換器では、中空型のハニカム構造体にクラックが発生したガスの温度が高くなるか(実施例4)、又は中空型のハニカム構造体にクラックが発生しなかった(実施例5)。したがって、中空型のハニカム構造体にスリットを設けることにより、中空型のハニカム構造体のクラックが発生し難くなると考えられる。 As shown in Table 2, in a heat exchanger using a hollow honeycomb structure without slits, cracks occurred in the hollow honeycomb structure when the temperature of the gas (first fluid) was 700°C (Comparative Example 2), whereas in a heat exchanger using a hollow honeycomb structure with slits, either the temperature of the gas at which cracks occurred in the hollow honeycomb structure was high (Example 4), or no cracks occurred in the hollow honeycomb structure (Example 5). Therefore, it is believed that by providing slits in the hollow honeycomb structure, cracks are less likely to occur in the hollow honeycomb structure.

以上の結果からわかるように、本発明によれば、熱回収効率の向上と圧力損失の増大抑制とを両立しつつ、ハニカム構造体のクラックの発生も抑制することが可能な熱交換部材及び熱交換器を提供することができる。また、本発明によれば、上記の熱交換部材及び熱交換器に搭載することが可能な熱伝導部材を提供することができる。 As can be seen from the above results, the present invention can provide a heat exchange member and a heat exchanger that can improve heat recovery efficiency and suppress an increase in pressure loss while also suppressing the occurrence of cracks in the honeycomb structure. The present invention can also provide a heat conduction member that can be mounted on the above-mentioned heat exchange member and heat exchanger.

10 ハニカム構造体
10a 中空型のハニカム構造体
11 外周壁
12 隔壁
12a 第1隔壁
12b 第2隔壁
13 第1端面
14 第2端面
15 セル
16 内周壁
20 被覆部材
30 スリット
40 外筒
41 供給管
42 排出管
100,300 熱交換部材
200 熱交換器
REFERENCE SIGNS LIST 10 Honeycomb structure 10a Hollow honeycomb structure 11 Outer peripheral wall 12 Partition wall 12a First partition wall 12b Second partition wall 13 First end face 14 Second end face 15 Cell 16 Inner peripheral wall 20 Covering member 30 Slit 40 Outer cylinder 41 Supply pipe 42 Discharge pipe 100, 300 Heat exchange member 200 Heat exchanger

Claims (15)

外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体と、
前記外周壁の外周面を被覆する被覆部材と
を備え、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱交換部材。
A honeycomb structure having an outer peripheral wall and partition walls disposed inside the outer peripheral wall and defining a plurality of cells that serve as flow paths for a first fluid extending from a first end surface to a second end surface;
A covering member that covers an outer peripheral surface of the outer peripheral wall,
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
A heat exchange member in which a slit is provided in a part of the outer peripheral wall and the second partition wall.
前記第2隔壁の一部に、放射方向に連続するスリットが設けられている、請求項に記載の熱交換部材。 The heat exchange element according to claim 1 , wherein a portion of the second partition wall is provided with a slit that is continuous in a radial direction. 前記放射方向に連続するスリットが、前記外周壁にも連続している、請求項に記載の熱交換部材。 The heat exchange element according to claim 2 , wherein the slits extending continuously in the radial direction are also continuous with the outer peripheral wall. 外周壁、内周壁、及び前記外周壁と前記内周壁との間に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する中空型のハニカム構造体と、
前記外周壁の外周面を被覆する被覆部材と
を備え、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記内周壁の少なくとも一つの一部と、前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱交換部材。
a hollow honeycomb structure having an outer peripheral wall, an inner peripheral wall, and partition walls disposed between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall, partitioning a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face to a second end face;
A covering member that covers an outer peripheral surface of the outer peripheral wall,
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
A heat exchange member in which a slit is provided in a part of at least one of the outer circumferential wall and the inner circumferential wall and in a part of the second partition wall .
前記第2隔壁の一部に、放射方向に連続するスリットが設けられている、請求項に記載の熱交換部材。 The heat exchange element according to claim 4 , wherein a portion of the second partition wall is provided with a slit that is continuous in a radial direction. 前記放射方向に連続するスリットが、前記外周壁及び前記内周壁の少なくとも一方にも連続している、請求項に記載の熱交換部材。 The heat exchange element according to claim 5 , wherein the slits continuing in the radial direction are also continuing in at least one of the outer circumferential wall and the inner circumferential wall. 前記放射方向における前記第2隔壁の数がn個である場合に、前記外周壁側からn×0.3個以上(ただし、小数点以下は切り捨てる)の前記第2隔壁に前記連続するスリットが設けられている、請求項2、3、5及び6のいずれか一項に記載の熱交換部材。 7. The heat exchange element according to claim 2, wherein when the number of the second partition walls in the radial direction is n , the continuous slits are provided in n×0.3 or more (rounded down to nearest whole number) second partition walls from the outer peripheral wall side. 前記周方向における前記スリットの数が3~10個である、請求項1~のいずれか一項に記載の熱交換部材。 The heat exchange element according to any one of claims 1 to 7 , wherein the number of the slits in the circumferential direction is 3 to 10. 請求項1~のいずれか一項に記載の熱交換部材と、
前記被覆部材の外周を第2流体が流通可能となるように、前記被覆部材の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と
を備える熱交換器。
The heat exchange member according to any one of claims 1 to 8 ,
and an outer cylinder arranged radially outwardly of the covering member at a distance therefrom so that a second fluid can flow around the outer periphery of the covering member.
外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体を備える熱伝導部材であって、
前記外周壁及び前記隔壁が、骨材としてSiC粒子を主体とし、前記SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料で構成されており、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱伝導部材。
A heat transfer member including a honeycomb structure having an outer peripheral wall and partition walls disposed inside the outer peripheral wall and defining a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face to a second end face,
the outer peripheral wall and the partition walls are made of a Si-SiC material mainly containing SiC particles as an aggregate and containing metal Si between the SiC particles;
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
A heat transfer member in which slits are provided in a portion of the outer peripheral wall and the second partition wall.
前記第2隔壁の一部に、放射方向に連続するスリットが設けられており、
前記放射方向に連続するスリットが、前記外周壁にも連続している、請求項10に記載の熱伝導部材。
a slit continuous in a radial direction is provided in a portion of the second partition wall,
The heat conducting member according to claim 10 , wherein the slits continuous in the radial direction are also continuous with the outer peripheral wall.
外周壁、内周壁、及び前記外周壁と前記内周壁との間に配設され、第1端面から第2端面まで延びる第1流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する中空型のハニカム構造体を備える熱伝導部材であって、
前記外周壁、前記内周壁及び前記隔壁が、骨材としてSiC粒子を主体とし、前記SiC粒子間に金属Siを含むSi-SiC質の材料で構成されており、
前記第1流体の流路方向に直交する前記ハニカム構造体の断面において、前記隔壁が、放射方向に延びる第1隔壁と、周方向に延びる第2隔壁とを含み、
前記外周壁及び前記内周壁の少なくとも一つの一部と、前記第2隔壁の一部にスリットが設けられている熱伝導部材。
A heat conduction member comprising a hollow honeycomb structure having an outer peripheral wall, an inner peripheral wall, and partition walls disposed between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall, the partition walls defining a plurality of cells that serve as a flow path for a first fluid extending from a first end face to a second end face,
the outer peripheral wall, the inner peripheral wall and the partition walls are made of a Si-SiC material mainly containing SiC particles as an aggregate and containing metal Si between the SiC particles;
In a cross section of the honeycomb structure perpendicular to a flow path direction of the first fluid, the partition walls include first partition walls extending in a radial direction and second partition walls extending in a circumferential direction,
A heat transfer member in which a slit is provided in a portion of at least one of the outer peripheral wall and the inner peripheral wall and in a portion of the second partition wall .
前記第2隔壁の一部に、放射方向に連続するスリットが設けられており、
前記放射方向に連続するスリットが、前記外周壁及び前記内周壁の少なくとも一方にも連続している、請求項12に記載の熱伝導部材。
a slit continuous in a radial direction is provided in a portion of the second partition wall,
The heat conducting member according to claim 12 , wherein the slits continuous in the radial direction are also continuous with at least one of the outer peripheral wall and the inner peripheral wall.
前記放射方向における前記第2隔壁の数がn個である場合に、前記外周壁側からn×0.3個以上(ただし、小数点以下は切り捨てる)の前記第2隔壁に前記連続するスリットが設けられている、請求項11又は13に記載の熱伝導部材。 The heat conduction member according to claim 11 or 13, wherein when the number of the second partitions in the radial direction is n , the continuous slits are provided in n x 0.3 or more (rounded down to nearest whole number) of the second partitions from the outer peripheral wall side. 前記周方向における前記スリットの数が3~10個である、請求項1014のいずれか一項に記載の熱伝導部材。 The heat conducting member according to claim 10 , wherein the number of the slits in the circumferential direction is 3 to 10 .
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002273124A (en) 2001-03-16 2002-09-24 Ngk Insulators Ltd Honeycomb filter for cleaning exhaust gas
JP2008292017A (en) 2007-05-22 2008-12-04 Toyota Motor Corp Heat exchanger
JP2014129890A (en) 2012-12-27 2014-07-10 Ngk Insulators Ltd Heat exchange member
JP2014222138A (en) 2013-05-14 2014-11-27 トヨタ自動車株式会社 Heat exchanger
WO2019135312A1 (en) 2018-01-05 2019-07-11 日本碍子株式会社 Heat exchange member, heat exchanger, and heat exchanger having purification means

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002273124A (en) 2001-03-16 2002-09-24 Ngk Insulators Ltd Honeycomb filter for cleaning exhaust gas
JP2008292017A (en) 2007-05-22 2008-12-04 Toyota Motor Corp Heat exchanger
JP2014129890A (en) 2012-12-27 2014-07-10 Ngk Insulators Ltd Heat exchange member
JP2014222138A (en) 2013-05-14 2014-11-27 トヨタ自動車株式会社 Heat exchanger
WO2019135312A1 (en) 2018-01-05 2019-07-11 日本碍子株式会社 Heat exchange member, heat exchanger, and heat exchanger having purification means

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