(57)【要約】  本発明は、セラミックス材料を含んでおり、かつ熱交換器における使用及び流体の通過に好適である物品（１）において、該物品（３）の外側（１５）が少なくとも部分的に、少なくとも２の繊維束（９）によって長手方向及び／又は周方向に包囲されており、かつ該繊維束（９）と摩擦接続的に結合しており、その際、該繊維束（９）に予張力が負荷されており、かつ該繊維束（９）の隣接する部分が所定の間隔で配置されていることを特徴とする物品（１）に関する。さらに本発明は、以下の工程：ａ）セラミックス材料を含んでおり、かつ熱交換器における使用及び流体の通過に好適である物品（３）を準備する工程、及びｂ）該物品（３）の外側（１５）の少なくとも部分を、所定の予張力下にある少なくとも２の繊維束（９）で、摩擦接続的な結合の形成下に包囲し、その際、該繊維束（９）の隣接する部分を所定の間隔で配置する工程を含む、物品（１）の製造法に関する。さらに本発明は、熱交換器における管又は管底部としての、本発明による物品（１）の使用に関する。
2013514512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス材料を含んでおり、かつ熱交換器における使用及び流体の通過に好適である物品（１、４１）において、該物品（３、４３）の外側（１５、４１５）が少なくとも部分的に、少なくとも２の繊維束（９、４９）によって長手方向及び／又は周方向に包囲されており、かつ該繊維束（９、４９）と摩擦接続的に結合しており、その際、該繊維束（９、４９）に予張力が負荷されており、かつ該繊維束（９、４９）の隣接する部分が所定の間隔で配置されていることを特徴とする、物品（１、４１）。
【請求項２】
請求項１記載の物品（１、４１）が管状の物品であるか又はカバーであり、その際、該カバーの長手方向には多数の孔が延在しており、その際、繊維束（９、４９）が網状体を形成している、請求項１記載の物品（１、４１）。
【請求項３】
隣接する繊維束の間隔／繊維束の直径の比が５〜１０である、請求項１又は２記載の物品（１、４１）。
【請求項４】
繊維束（９、４９）が炭素繊維束である、請求項１から３までのいずれか１項記載の物品（１、４１）。
【請求項５】
セラミックス材料が緻密焼結された炭化ケイ素であり、該炭化ケイ素が、場合により少なくとも１のセラミックス充填材又は無機充填材を含有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の物品（１、４１）。
【請求項６】
繊維束（４９）と外側（４１５）との間の摩擦接続的な結合が接着剤系（４１７）を含んでおり、該接着剤系（４１７）が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はポリシラザン樹脂ベースから構成されておりかつ場合によりシリコン充填材及び炭化ケイ素充填材と混合されている接着剤からなる群から選択されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の物品（１、４１）。
【請求項７】
以下の工程：
ａ）セラミックス材料を含んでおり、かつ熱交換器における使用及び流体の通過に好適である物品（３、４３）を準備する工程、及び
ｂ）該物品（３、４３）の外側（１５、４１５）の少なくとも部分を、所定の予張力下にある少なくとも２の繊維束（９、４９）で、摩擦接続的な結合の形成下に包囲し、その際、該繊維束（９、４９）の隣接する部分を所定の間隔で配置する工程
を含む、物品（１、４１）の製造法。
【請求項８】
工程ｂ）が、物品（３、４３）の外側（１５、４１５）の少なくとも部分を少なくとも２の繊維束（９、４９）で包囲することを含んでおり、その結果、該繊維束（９、４９）が網状体の形で存在している、請求項７記載の方法。
【請求項９】
工程ｂ）が、物品（３、４３）の外側（１５、４１５）の少なくとも部分を少なくとも２の繊維束（９、４９）で包囲することを含んでおり、その結果、隣接する繊維束の間隔／繊維束の直径の比が５〜１０である、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
工程ｂ）の前に、接着剤系（４１７）を物品（４３）及び／又は繊維束（４９）に少なくとも部分的に施与し、次いで硬化又は焼成を行う、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
接着剤系（４１７）が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はポリシラザン樹脂ベースから構成されておりかつ場合によりシリコン充填材及び炭化ケイ素充填材と混合されている接着剤からなる群から選択されている、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
物品（１、４１）が管状の物品であるか又はカバーであり、その際、該カバーの長手方向に多数の孔が延在している、請求項７から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
繊維束（９、４９）が炭素繊維束である、請求項７から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
セラミックス材料が緻密焼結された炭化ケイ素であり、該炭化ケイ素が、場合により少なくとも１のセラミックス充填材又は無機充填材を含有している、請求項７から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
熱交換器における管又は管底部としての、請求項１から６までのいずれか１項記載の物品（１、４１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、繊維強化物品、その製造法、並びに、熱交換器における管又は管底部としてのその使用である。
【０００２】
熱交換器では、しばしばセラミックス材料からの部材、例えば炭化ケイ素管が用いられる。緻密な炭化ケイ素管はセラミックス材料として脆性破壊し易く、機械的故障の際に該管は破滅的に破損し、即ち破片となる。該管はその集結性を失う。そのような管から製造された熱交換器は、このように進行する破壊によって崩壊される可能性があり、それというのも、腐食性の酸が該熱交換器の防食されていない運転室に達するためである。さらに、熱交換器に接続している冷却系ないし加熱系において、さらなる損傷が生じ得る。
【０００３】
本発明の課題は、破滅的な脆性破壊に対する抵抗性を有する材料を提供することである。
【０００４】
前記課題は、請求項１の特徴部を有する物品、及び、請求項７の特徴部を有する該物品の製造法により解決される。
【０００５】
本発明による物品は、セラミックス材料を含んでおり、かつ熱交換器における使用及び流体の通過に好適である物品である。該物品の外側は、少なくとも部分的に、少なくとも２の繊維束によって長手方向及び／又は周方向に包囲されており、かつ該繊維束と摩擦接続的に結合している。該繊維束には予張力が負荷されている。該繊維束の隣接する部分は、所定の間隔で配置されている。該物品を該繊維束で強化することにより、該物品はより脆性破壊しにくくなり、その耐圧性及び耐久性は向上する。
【０００６】
この繊維強化により、該物品の特性は以下のように改善される：破裂圧の上昇、該物品は脆性破壊、蒸気衝撃及び運転圧の許容不可能な超過に対して、より抵抗性を示すようになる。運転の過程で、流体が該繊維強化物品を通過し、かつ該物品中に、例えばその年数、適切でない利用、又は過度の使用のために縦亀裂が生じた場合であっても、該物品において所定の差圧までは言及に値する漏出は生じない。該物品の破片の突出や離脱は、該物品上での繊維束での包囲に基づき、該物品のもとの形状から突出ないし離脱する破片が所定の形状の予張力下にある周囲の繊維束により抑止される、というようにして所定の範囲内で妨害される。該物品からの破片の離脱、ひいては大量の流体の流出が防止される。該物品が使用されている熱交換器は、通常は中断なしに予定された停止までさらなる運転が可能である。従って本発明による物品は、欠陥のある状態であっても、強化なしの物品とは対照的に、所定の程度まで漏れることがない。
【０００７】
有利には、該物品は管状の物品である。本発明の意味合いにおいて、管状の物品とは特に、有利には円形の横断面を有し、かつ流体の案内に好適であり、その長手方向の延在の端部が開口している物品と理解される。しかしながらまた管状の物品は、角形、楕円形又は他の形状の横断面を有していてもよい。有利には、管状の物品の長手方向延在部は、その横断面よりも大きい。有利には、管状の物品は円形の横断面を有する管である。
【０００８】
また、該物品はカバーであり、その際、該カバーの長手方向には多数の孔が延在している。カバーとは、本発明の意味合いにおいて、単独の中空ではなく多数の中空を有する、有利には円形の横断面を有する物品と理解される。流体の通過に好適となるように該カバーは多数の孔を有しており、該孔は該カバーの長手方向に延在しており、これが中空を意味する。本発明の意味合いにおいて、該カバーは管状の物品とみなされ、その長さ寸法を単独の中空ではなく多数の中空が通っており、該中空は、該カバーの長手方向延在部の内側で集まって唯一の中空となっていてもよいし、一貫して該カバーの長手方向に沿って別個に延在していてもよい。該カバーの長手方向延在部は、有利にはその横断面よりも小さい。該カバーの長手方向延在部は、例えば、該カバーが円形の円盤又は板の形状を有し、この円盤又は板に長手方向に延在する孔が通っているほど、わずかであってもよい。該カバーの横断面全体が、多数の孔を有することができる。また、少なくとも１つの部分範囲のみが多数の孔を有することも考えられる。
【０００９】
有利な一実施態様において、繊維束は網状体を形成している。このために、例えば少なくとも２の繊維束が、相互に例えば±８０゜だけ該物品の縦軸に対して傾斜している。
【００１０】
網状体の密度は、該物品の使用の様式、該物品にかけられる負荷、及び該物品の強度及び寸法に依存する。該物品が、破壊の際に破砕して比較的小さな破片となることが見込まれる場合には、密な繊維束網状体が望ましい。一方で、繊維束に対して材料をより多く使用することによってコストも上昇するため、使用しかつ網状体にする繊維束の密度を、生じる材料コストを考慮して所望の効果に個々に適合させることが望ましい。
【００１１】
有利な一実施態様において、隣接する繊維束の間隔／繊維束の直径の比は５〜１０である。該比は、該物品の機械的負荷と相関関係にある。該比に応じた該物品の熱抵抗は、実質的に不変である。繊維束の長手方向延在部に対して傾斜している各々の方向に、比較的薄い繊維束と、広い表面積を有する被覆されていないストリップとが、該物品の外側に交互に存在している。
【００１２】
少なくとも２の繊維束は、該物品を部分的か又は完全に包囲ないし強化することができる。該物品に高負荷がかけられる場合には、完全な強化が望ましい。また、コスト上の理由から、該物品の特に負荷のかかる部分範囲のみを強化することも合理的である。例えば管の場合、特に、熱交換器のような装置において他の部材と接続されている端部範囲は、特に負荷がかかるか又は破壊し易い範囲であり、このような範囲では強化の形での特別な保護が必要となり得る。該物品が温度負荷のかかる部材である場合には、さらに、該物品と繊維束とが異なる熱膨張係数を有し得ること、さらに、繊維束の配置の長さ及び幅をそれに応じて適合させるべきであることを考慮すべきである。従って、繊維束は該物品の少なくとも１の外側に、該物品の熱膨張が該繊維束により相殺され得るかもしくは許容されることができかつその崩壊を招かぬように配置されていることが望ましい。
【００１３】
セラミックス材料は、有利には緻密焼結された炭化ケイ素である。その選択は、例えば高い熱伝導性、高い強度、酸性及び塩基性媒体に対する高い耐食性及び高い耐久性といった卓越した特性により制限されている。有利に、該炭化ケイ素は加圧なしに焼結された炭化ケイ素であり、該炭化ケイ素は、酸性及び塩基性媒体に対する著しく高い耐食性（これは同様に極めて高温まで耐え得る）、高い温度変化耐久性、高い熱伝導性、高い耐摩耗性及びダイヤモンドに類似する硬度を有する。またさらに、該炭化ケイ素は液相焼結炭化ケイ素であってもよく、該炭化ケイ素は炭化ケイ素と種々の酸化物セラミックスとから製造されており、かつ高い強度が傑出している。
【００１４】
炭化ケイ素は少なくとも１のセラミックス充填材又は無機充填材を含有することができ、その際、該充填材の選択を適用に適合させることができる。充填材に関する例は、天然由来のフレークグラファイト、人工的に製造されたエレクトログラファイト、カーボンブラック又は炭素、グラファイト繊維又は炭素繊維又はホウ炭化物の群からの物質である。さらに、セラミックス充填材又は無機充填材は、粒状、小板状又は繊維状で、例えばケイ酸塩、炭酸塩、硫酸塩、酸化物、ガラス、又はその選択された混合物で使用されてよい。
【００１５】
有利な一実施態様において、繊維束は炭素繊維束である。炭素繊維束は良好な引張強さ、耐食性及び剛性、わずかな破断点伸びを有し、かつ負荷された物品の使用温度で耐久性を有する。炭素繊維束の特異的な挙動により、管の負荷が強度に変化ないし増大した場合であっても、強化物の予張力はそのまま保持される。炭素繊維束の線熱膨張係数は負であるため、該強化物には温度上昇時にさらに予張力が負荷され、破裂圧及び密閉圧は、高められた温度において室温の場合よりも高い。炭素繊維強化により、特に炭化ケイ素管の場合には以下のように物品の特性が改善される：破裂圧の上昇、該物品は蒸気衝撃及び運転圧の許容不可能な超過に対してより抵抗性を示すようになり、それというのも、室温での該物品の破裂圧は、強化されていない物品に対して、測定に応じて３０〜４０％だけ高められるためである。繊維束に関する他の例は、ガラス繊維束又はアラミド繊維束である。
【００１６】
有利な一実施態様において、繊維束と該物品の外側との間の摩擦接続的な結合は接着剤系である。該接着剤系により、繊維束が該物品に固定される。該接着剤系は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はポリシラザン樹脂ベースから構成されている接着剤からなる群から選択されている。場合により、該接着剤系は、シリコン充填材及び炭化ケイ素充填材を含有してよい。これは本発明において接合剤とも称される。該接着剤系は、上記の接着剤及び／又は接合剤の１以上を含むことができる。必要な場合には、該接着剤又は該接合剤はさらに硬化触媒及び／又は可塑剤を含有することができる。このような接着剤又は接合剤は、通常は耐酸化性である。これらの接着剤又は接合剤は、さらに、例えば炭化ケイ素のようなセラミックス材料にも、例えば炭素繊維束のような繊維束にも良好に付着し、かつ、繊維を良好に湿潤させることができる。
【００１７】
有利には、該接着剤系はフェノール樹脂である。有利には、フェノール樹脂はレゾールである。また、フェノール樹脂はノボラックであってもよい。エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル又はビスフェノールＦ−ジグリシジルエーテルを含有する樹脂系が好適である。特に、エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル又はビスフェノールＦ−ジグリシジルエーテル５０質量％超に加えて、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物を、その都度全質量に対して特に２５〜５０質量％の量で含有する樹脂系が好適である。有利には、ポリシラザン樹脂系も接着剤系として使用可能である。
【００１８】
上記の接着剤は全て、さらにシリコン又は炭化ケイ素を充填材として含有することができる。接合剤の塑性を、混合物中の樹脂割合により、又は可塑剤の添加により、所望の接着結合力に適合させることができる。樹脂からの接着剤の他にシリコン又は炭化ケイ素を充填材として含有する接合剤の使用は、特に、該接合剤が繊維束に施与される場合に好適である。繊維束に接合剤を含浸させ、次いで焼成することによって、シリコンは炭素繊維と共に炭化ケイ素を形成することができ、また、充填材としての炭化ケイ素により、含浸されかつ焼成された炭素繊維は炭化ケイ素を有することができる。
【００１９】
接着剤系の選択は、所望の結合、並びに、本質的には本発明による物品の使用分野の種類に依存する。該物品に施与するか又は繊維束に含浸させかつ硬化させる接着剤系としてエポキシ樹脂を選択した場合には、例えば硬化された層は脆いために張力の比較的大幅な低減は不可能であり、繊維束と該物品との間の堅固な結合が得られる。可塑剤の添加によりこの結合の塑性をより高めることができ、それによって、例えば潜在的な剪断応力、又は温度変化時の繊維束と該物品との膨張の相違が抑止される。
【００２０】
該物品と繊維束とは接着剤系により固定されていてよく、その際、該接着剤系は、該物品、繊維束のいずれか一方又はその双方に施与され、次いで硬化又は焼成されたものである。また、該物品と該繊維束には、相互に無関係にその都度接着剤系が付与され、かつ一緒に固定されていてもよい。その都度施与される接着剤系は、この場合同じであってもよいし異なっていてもよい。この選択は所望の付着性に依存し、かつ当業者によって好適に選択され、かつ適合されることができる。
【００２１】
該接着剤系は、該物品と繊維束との間に、点状に、又は部分的に配置されていてよく、その結果、繊維束の所定数の箇所が該物品に固定されている。また、繊維束は該物品に接着により完全に固定されていてもよい。繊維束が該物品に完全に固定されているのが有利である。
【００２２】
繊維束はヤーン状であってよく、このことは特に、繊維束が該物品に巻き付いており、かつ場合により固定されている場合に当てはまる。ヤーンとは、多数のフィラメントからの繊維束であるとみなされる。該ヤーンは、直線、斜め及び／又は弓形に延在している部分を有することができる。網状体を形成するために、少なくとも１、有利には２のヤーンが所定の箇所で所望の角度で、有利には±８０゜で交差している。ヤーン部分は編み合わせられていてもよいし、絡み合わされていてもよいし、その他の様式で網状であってもよい。
【００２３】
また、繊維束は、組物、レイドウェブ、緯編物、織物又は経編物、有利には織物又は経編物として存在していてもよく、これは該物品上に予張力下に張られており、かつ場合により固定されている。組物とは、反対方向に斜めに延びる組紐／糸系の交差により生じる平面状構造物であると理解され、その際、組糸は生地の縁部に対して調節可能な角度で互いに交差している。レイドウェブとは、交点を固定しないか又は固定した、種々の配向方向の、１以上の、伸ばされ、重ね合わされた糸系からの平面状構造物であると理解される。緯編物とは、編み目が水平方向に供された糸から、個々に、及び連続して形成される平面状構造物であり、さらに、補強のために他の糸系が組み込まれていてもよい。織物とは、少なくとも２の通常は直角に交差する糸系を含む平面状構造物である。経編物とは、１以上の糸から縦方向の編み目を同時に形成することによって製造される平面状構造物であり、さらに、補強のために当然のことながら他の糸が組み込まれていてもよい。ここで、糸とは、所定の長さの少なくとも１の繊維束であるとみなされる。糸系とは、複数の糸と理解される。
【００２４】
当然のことながら、繊維束が織物又は経編物の形で配置されている場合には、該織物又は経編物が該物品よりも長く、そのために該織物又は経編物が該物品上でのその配置によって、場合により該物品と他の部材との接続を保護することも可能である。
【００２５】
本発明による物品は、以下の工程を含む、以下の方法により製造可能である：
ａ）セラミックス材料を含んでおり、かつ熱交換器における使用及び流体の通過に好適である物品を準備する工程、及び
ｂ）該物品の外側の少なくとも部分を、所定の予張力下にある少なくとも２の繊維束で、摩擦接続的な結合の形成下に包囲し、その際、該繊維束の隣接する部分を所定の間隔で配置する工程。
【００２６】
前記方法により、一般に装置構造において必要とされる物品の耐圧性が、繊維束での該物品の強化により達成される。本発明により用いられる予張力は、当業者により、繊維材料及び該物品の使用分野に相応して調節されることができる。
【００２７】
有利には、工程ｂ）は、該物品の外側の少なくとも部分を少なくとも２の繊維束で包囲することを含むことができるため、該繊維束は網状体の形で存在する。そのために、該繊維束は好適に該物品に巻き付けられてよい。また、該繊維束が平面状構造物の形で該物品を包囲することも考えられる。有利には、工程ｂ）は、隣接する繊維束の間隔／繊維束の直径の比が５〜１０となるように実施される。該物品の強度の増大は、このように、該物品の外側の比較的小さな被覆によって達成される。
【００２８】
有利な一実施態様において、工程ｂ）の前に、該繊維束及び／又は該物品に接着剤系が少なくとも部分的に施与され、次いで硬化又は焼成される。それにより、該繊維束の配置が該物品の外側に固定される。この固定のために使用される接着剤系は、有利には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂又はポリシラザン樹脂ベースから構成されておりかつ場合によりシリコン充填材及び炭化ケイ素充填材と混合されている接着剤からなる群から選択されている。このような接着剤系は十分な塑性を有しており、かつ物品の形状に適合可能であるか、又は繊維の含浸に好適であり、熱硬化又は焼成後に、セラミックス材料、例えば炭化ケイ素及び多数の繊維種、特に炭素繊維に対して良好な付着性を示す。
【００２９】
該物品と該繊維束とは接着剤系により固定されることができ、その際、該接着剤系は、該物品、該繊維束のいずれか一方又はその双方に施与され、次いで硬化又は焼成される。シリコン又は炭化ケイ素を充填材として含まない接着剤系は硬化され、一方でシリコン又は炭化ケイ素を充填材として含む接着剤系は焼成される。硬化は有利には１２０〜１８０℃の温度で２時間以内に、加圧せずに、又は０．５〜１．５バールの圧力で実施される。高温、即ち１７０〜１８０℃の場合、一般には硬化時間は１５分までで十分である。温度が高いほど、硬化時間は短くなる。接着剤系が硬化触媒を含有している場合には、該硬化は室温でも生じ得る。焼成は有利には１５００℃を上回る温度で２時間以内に、加圧せずに、又は０．５〜１．５バールの圧力で実施される。接着剤の硬化又は接合剤の焼成の後に、繊維束は該物品の外側に配置される。
【００３０】
該物品及び繊維束に、相互に無関係にその都度接着剤又は接合剤が付与され、その後固定されることができる。その都度施与される接着剤又は接合剤は、この場合同じであってもよいし異なっていてもよい。当業者は、相互に良好に付着する好適な接着剤ないし接合剤を選択することができる。
【００３１】
本発明による方法の有利な一実施態様において、繊維束は接着剤又は接合剤に含浸され、次いで硬化又は焼成され、次いで該物品上に施与される。
【００３２】
接着剤系は、該物品と繊維束との間に、点状に、又は部分的に配置されてよく、その結果、繊維束の所定数の箇所が該物品に固定される。また、繊維束は該物品に接着剤又は接合剤により完全に固定されてもよい。繊維束が該物品に完全に固定されるのが有利である。
【００３３】
有利には、本発明による方法において使用される物品は、管状の物品であるか又はカバーであり、その際、該カバーの長手方向には多数の孔が延在している。
【００３４】
有利には、本発明による方法において使用されるセラミックス材料は焼結された炭化ケイ素であり、該炭化ケイ素は、場合により少なくとも１のセラミックス充填材又は無機充填材を含有している。
【００３５】
本発明による方法において、繊維束は有利には炭素繊維束である。該炭素繊維束は、所定の予張力下にヤーンの形で該物品に巻き付けられてよい。また、該炭素繊維束は、組物、レイドウェブ、緯編物、織物又は経編物、有利には織物又は経編物の形で存在しており、かつ、場合により硬化された接着剤又は焼成された接合剤が付与された該物品の少なくとも１の外側が包囲される。さらに、炭素繊維束を、本発明による方法において硬化された接着剤又は焼成された接合剤が付与された繊維束として使用することも考えられる。特に、炭素繊維束の場合には、充填材としてシリコンを含有する接合剤の使用が好適であり、それというのも、焼成プロセスによりシリコンと炭素繊維とが反応して炭化ケイ素となることができ、そのようにして炭素繊維と接合剤との間のより堅固な結合が達成されるためである。
【００３６】
本発明による物品は、例えば、高められた機械的応力及び／又は極度に腐食性の媒体及び溶剤における熱交換器のための管としての、並びにその他の圧力−及び温度負荷のかかる全ての部材としての使用に特に好適である。該物品は熱交換器の構築のための特に理想的な材料であり、それというのも、該物品は熱伝導性が高く、耐圧性であり、かつ脆性破壊しにくいためである。特に有利には、本発明による物品は熱交換器における管として使用され、それというのも、該物品は耐浸蝕性でありかつ高い流動速度を可能にし、従って場合により粒子が負荷されている高速で流動する媒体による管の自浄作用が実現可能であるためである。付加的に、又はこれとは別に、本発明による物品は、有利には熱交換器中の管底部として使用される。本発明による複数の管状の物品及びカバーは、組み立てられて管束型熱交換器として使用される。
【００３７】
本発明による物品を含む熱交換器は、例えばＤＥ１９７１４４２３による以下の構造を有する：熱交換器は、ケーシング、支持体を備えた底部、分配器空間を設けるためのスペーサー、内側及び外側の管底部を備えた分配器底部、及び管底部の孔中に配置され、かつその中にシーラントで封止された管を含む。底部及びケーシングは、通常はボルトで締結されており、その際、分配器室を設けるためにスペーサーが間に挿入される。分配器底部の内側の管底部は、直径がケーシング内径よりも小さくなるように形成されている。外側の管底部は、直径がより大きくなるように形成されており、それにゆえにケーシングと分配器室との間に封止作用が生じる。管は、加圧せずに焼結された炭化ケイ素からの管の形の本発明による物品であり、その外側は炭素繊維束により予張力下に包囲されている。温度上昇時には、炭素繊維束の熱膨張係数は負であるため、強化物の予張力は有利に増加される。該熱交換器は、今やより信頼性が高く、かつより安全に機能する。付加的に、又はこれとは別に、さらに、外側及び／又は内側の管底部は、炭素繊維束により予張力下に包囲されている、加圧せずに焼結された炭化ケイ素からなっていてよい。また、管は炭化ケイ素管と、双方の要素を固定するための網状物の炭素繊維束との他にさらに、上記の接着剤系を有する。該接着剤系が耐酸化性である場合には、それから構成された熱媒体の運転室において、冷却又は加熱のために酸化性媒体を利用することもできる。
【００３８】
ここで、本発明のその他の特徴及び利点を以下の図に関連して説明するが、これに制限されるものではない。
【００３９】
図１は、本発明による物品の概略的な側面図を示し；
図２は、図１中に示されている本発明による物品のもう１つの概略的な側面図を示し、該図２中には部分的に断面が示されており；
図３は、図２において破点線で囲まれ、かつＩＩＩ−ＩＩＩで示されている、図２からの一部分を拡大したものを示し；かつ
図４は、もう１つの本発明による物品の部分範囲の断面を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による物品の概略的な側面図を示す。
【図２】図１中に示されている本発明による物品のもう１つの概略的な側面図及び部分的な断面図を示す。
【図３】図２において破点線で囲まれかつＩＩＩ−ＩＩＩで示されている、図２からの一部分の拡大図を示す。
【図４】もう１つの本発明による物品の部分範囲の断面を示す。
【００４１】
図１には、本発明による物品１の概略的な側面図が示されている。物品１は、加圧せずに焼結された炭化ケイ素からの、壁部が平滑な管３を含む。その双方の端部５、７のそれぞれにおいて、管３は流体の通過に好適であるような開口部を有している。管３には、高い予張力下にありかつ管３の強化として作用する炭素繊維束からのヤーン９が巻き付いている。ヤーン９はフェノール樹脂層（示されていない）を有しており、該層は付着層として作用する。ヤーン９は、所定の位置で交差し、それにより網状体を形成するように管３に巻き付いている。
【００４２】
図２には、図１中に示されている本発明による物品１のもう１つの概略的な側面図が示されており、該図２中には部分的に断面が示されている。図２では、図１と同じ要素については同じ参照符号が用いられている。図２には、同様に管端部５、７を有する壁部が平滑な管３が示されており、該管３には、フェノール樹脂層を有する炭素繊維束からのヤーン９が予張力下に巻き付けられている。断面図の部分はさらに管３の管壁１３を示し、該管壁１３は内側１４と外側１５とを有する。内側１４は管３の中空部１１と境界をなしており、該中空部１１は長手方向に境界を有しておらず、かつ管端部５、７でそれぞれ開口している。この内側１４により区切られている中空部１１を流体が通過することができる。ヤーン９は、管壁１３の外側１５上に配置されている。
【００４３】
図３は、図２において破点線で囲まれ、かつＩＩＩ−ＩＩＩで示されている、図２からの一部を拡大したものを示す。図３では、図２と同じ要素については同じ参照符号が用いられている。この拡大図により、ヤーン９は管壁１３の外側１５上に配置されており、一方で管壁１３の内側１４により中空部１１が形成されていることが見て取れる。
【００４４】
図４は、もう１つの本発明による物品４１の部分範囲の断面を示す。本発明による物品４１は、加圧せずに焼結された炭化ケイ素からの、壁部が平滑な管４３である。管４３は管壁４１３を有しており、該管壁４１３は内側４１４及び外側４１５を有している。管壁４１３の外側４１５にはフェノール樹脂からの接着剤４１７が配置されており、該接着剤４１７の上に炭素繊維からのヤーン４９が配置されている。接着剤４１７は管４１３の外側４１５の範囲内にのみ存在しており、該範囲内にヤーン４９が配置されている。接着剤４１７により、ヤーン４９が管壁４１３の外側４１５に固定されている。管は中空部４１１を有しており、該中空部４１１は管４３の管壁４１３の内側４１４により区切られている。
【符号の説明】
【００４５】
１  物品、  ３  物品、  ５  管端部、  ７  管端部、  ９  繊維束、  １１  中空部、  １３  管壁、  １４  内側、  １５  外側、  ４１  物品、  ４３  管、  ４９  繊維束、  ４１１  中空部、  ４１３  管壁、  ４１４  内側、  ４１５  外側、  ４１７  接着剤系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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