(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備えるハニカム構造を有するセグメントの複数が接合されたハニカム構造体であって、
それぞれの前記セグメントは、上流側となる第一端面に直交する直交軸に対して、前記隔壁の延びる方向であるセル軸が傾斜しており、
前記セグメントは、それぞれの前記第一端面を同一面とし、且つ、二以上の前記セグメントの前記セル軸が異なる方向となるように接合されていると共に、
二以上の前記セグメントは、前記セル軸の延びる方向が、前記第一端面側から見て同一方向に旋回するように、接合されている
ことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
それぞれの前記セグメントは、前記第一端面に平行な断面が正方形である
ことを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のハニカム構造体が、流体が流通する流路に、前記第一端面が流体の流れ方向に直交するように配置されている
ことを特徴とするハニカム構造体の配置構造。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のハニカム構造体が、流体が流通する流路に、前記第一端面が流体の流れ方向に直交するように配置されていると共に、前記流路内に互いに離隔して複数配置されている
ことを特徴とするハニカム構造体の配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及びハニカム構造体の配置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム構造体は、フィルタや触媒担体として多用されている。ハニカム構造体は比表面積が非常に大きいため、フィルタとして機能する面積や、触媒を担持できる面積が大きいという利点を有している。
【０００３】
また、ハニカム構造体は、通電による自己発熱や外部加熱により高温とし、流通させるガスや液体を加熱する加熱装置、異なるセル内を流通させる二種以上のガスや液体を熱媒体とし、セル壁を介して熱交換させる熱交換体、流通させるガスや液体から受熱し、これを蓄える蓄熱体としても、使用されている。更に、ラジアントチューブ内に配設し、チューブ内を流通させる加熱流体の熱をチューブに伝達する伝熱促進体として、ハニカム構造体を使用することも提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記のような種々の用途に用いられるハニカム構造体は何れも、流通させるガスや液体との接触面積が大きいほど、効率よく、それぞれの作用を発揮することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のような用途に使用されるハニカム構造体は、ガスや液体が流通する流路を形成する管路内に配設され、或いは、ガスや液体が流通する管路に接続され、また或いは、ガスが流通する管路の下流端の近傍に配設される。一般的に流体が管路内を流れる場合、管路の内壁面近傍は摩擦抵抗が生じて流れ難いため、流体は管路の中心部分を流れやすい。そのため、管路内に配設されたハニカム構造体においても、流体は中心部分で流通し易く、外周縁部では流通しにくい。また、管路に接続されたハニカム構造体や管路の下流端近傍に配設されたハニカム構造体においても、主に管路の中心部分を流通してきた流体がそのまま直進し、ハニカム構造体の中心部分のみを通過してしまいやすい。
【０００６】
そのため、従来のハニカム構造体は、流体が中心部分を流通しやすく、比表面積が非常に大きいというハニカム構造体の利点を十分に活かすことができないと共に、ハニカム構造体を通過した後の流体も、管路の中心部分のみを流通してしまう傾向があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、流体がハニカム構造体の中心部分のみを流通することがなく、ハニカム構造体を通過した後の流体が管路の中心部分のみを流通することがないハニカム構造体、及びハニカム構造体の配置構造の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明にかかるハニカム構造体は、「単一の方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備えるハニカム構造を有するセグメントの複数が接合されたハニカム構造体であって、それぞれの前記セグメントは、上流側となる第一端面に直交する直交軸に対して、前記隔壁の延びる方向であるセル軸が傾斜しており、前記セグメントは、それぞれの前記第一端面を同一面とし、且つ、二以上の前記セグメントの前記セル軸が異なる方向となるように接合されている」ものである。
【００１０】
「セグメント」の材質は特に限定されるものではなく、炭化珪素、アルミナ、コージェライト等のセラミックスであっても良いし、アルミニウム、ステンレス、銅等の金属であっても良い。
【００１１】
「上流側」は、ハニカム構造体に流体を流入させる側であり、本発明のハニカム構造体においては「第一端面」が流体を流入させる面である。なお、以下では、上流側に対して、ハニカム構造体から流体が流出する側を、「下流側」と称する。
【００１２】
「セル軸」は、隔壁の延びる方向であるが、流体は隔壁によって流れ方向が規制されるため、セルを流通する流体の流れ方向である。これは、多孔質の隔壁を流体が通過し、同一のセグメント内で隣接するセルに流入するウォールフロー型でも同様である。
【００１３】
「二以上の前記セグメントの前記セル軸が異なる方向となるように接合されている」とは、ハニカム構造体において、方向が異なるセル軸を有するセグメントが二以上接合されていれば、セル軸が同一方向であるセグメントが含まれていても構わない。その態様としては、複数のセグメントのそれぞれが異なる方向のセル軸を有している態様、セル軸を一致させて接合された複数のセグメントから成るグループが二以上接合されており、それぞれのグループが異なる方向のセル軸を有している態様、方向が異なるセル軸を有する二以上のセグメントと同一のセル軸を有する二以上のセグメントが接合されている態様、を例示することができる。
【００１４】
本構成のハニカム構造体では、第一端面から流入した流体は、そのまま第一端面に直交する方向に直進するのではなく、二以上の異なる方向に向かって流通する。そのため、仮に第一端面の中心部分のみから流体が流入しても、流体をハニカム構造体の内部で異なる方向に向かわせ、ハニカム構造体に全体的に流体を流通させることができる。従って、本構成のハニカム構造体によれば、流体から熱を受け取る作用、流体に熱を与える作用、流体間で熱交換をさせる作用、流体のフィルタリング作用、流体を触媒に接触させる作用等、ハニカム構造体に要請される作用を、表面積が非常に大きいという利点を活かして、効率よく発揮することができる。また、ハニカム構造体を通過した後の流体は、管路の中で異なる方向に向かうため、流体の流れに乱れを生じさせることができる。これにより、摩擦抵抗によって流体が流れにくい管路の内壁面近傍にも流体を流通させることができ、例えば、ハニカム構造体を伝熱促進体として使用する場合に、流体の熱をラジアントチューブの内壁面に効率よく伝えることができる。また、ハニカム構造体を通過した流体が種々の方向に向かうことにより、流体を撹拌することができる。これにより、例えば、流体を加熱する加熱体としてハニカム構造体を使用する場合に、加熱された流体を撹拌し均一な温度の流体として下流側に送ることができる。
【００１５】
本発明にかかるハニカム構造体は、上記構成において、「二以上の前記セグメントは、前記セル軸の延びる方向が、前記第一端面側から見て同一方向に旋回するように、接合されている」ものである。
【００１６】
本構成のハニカム構造体によれば、ハニカム構造体を通過した後の流体の流れを、旋回流とすることができる。
【００１７】
本発明にかかるハニカム構造体は、上記構成に加えて、「それぞれの前記セグメントは、前記第一端面に平行な断面が正方形である」ものとすることができる。
【００１８】
本構成のハニカム構造体によれば、セル軸が傾斜しているセグメントにおいて、第一端面に平行な断面を正方形とすることにより、第一端面が同一面となるように複数のセグメントが接合されて形成されるハニカム構造体の端面を、隙間のないものとすることができる。これにより、流体が流入する端面に、デッドスペースがないハニカム構造体とすることができる。
【００１９】
次に、本発明にかかるハニカム構造体の配置構造は、「上記に記載のハニカム構造体が、流体が流通する流路に、前記第一端面が流体の流れ方向に直交するように配置されている」ものである。
【００２０】
ハニカム構造体が、流体が流通する流路に配される態様としては、流路を形成する管路内にハニカム構造体が配される態様、管路にハニカム構造体が接続される態様、管路の下流端（流体出口）より下流側、且つ、その近傍にハニカム構造体が配置される態様、を例示することができる。
【００２１】
本構成のハニカム構造体の配置構造によれば、流体の流れ方向に直交する第一端面から流体をスムーズにハニカム構造体内に流入させ、流入した流体を二以上の異なる方向に向かって流通させることができる。
【００２２】
本発明にかかるハニカム構造体の配置構造は、上記構成に加え、「前記ハニカム構造体が、前記流路内に互いに離隔して複数配置されている」ものとすることができる。
【００２３】
本構成のハニカム構造体の配置構造によれば、最初のハニカム構造体を通過した後の流体の流れは、二以上の流れ方向が組み合わされた複雑な流れとなる。その流れは二番目のハニカム構造体を流通することにより、更に異なる流れ方向が組み合わされ、より複雑な流れとなる。これにより、流体が乱流となる度合いや、流体が撹拌される度合いが、より高いものとなる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の効果として、流体がハニカム構造体の中心部分のみを流通することがなく、ハニカム構造体を通過した後の流体を乱流にし、流体を撹拌することが可能なハニカム構造体、及びハニカム構造体の配置構造の提供を、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するセグメントを説明する（ａ）未加工セグメントの正面図及び平面図、及び（ｂ）加工後のセグメントの正面図及び切断面の形状を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態のハニカム構造体の斜視図である。
【図３】図２のハニカム構造体におけるセル軸の方向を説明する図である。
【図４】本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成するセグメントを説明する（ａ）未加工セグメントの正面図及び平面図、及び（ｂ）加工後のセグメントの正面図及び切断面の形状を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態のハニカム構造体の斜視図である。
【図６】本発明の第三実施形態のハニカム構造体を構成するセグメントグループの斜視図である。
【図７】本発明の第三実施形態のハニカム構造体の斜視図である。
【図８】本発明のハニカム構造体の配置構造を示す図である。
【図９】伝熱促進体評価試験の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明のハニカム構造体のセル形状の別態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第一実施形態乃至第三実施形態のハニカム構造体１，２，３及び、ハニカム構造体の配置構造（以下、単に「配置構造」と称する場合がある）について図１乃至図９を用いて説明する。
【００２７】
まず、第一実施形態のハニカム構造体１は、図１乃至図３に示すように、単一の方向に延びて列設された隔壁５により区画された複数のセル６を備えるハニカム構造を有するセグメント１１の四つが接合されたハニカム構造体であって、それぞれのセグメント１１は、上流側となる第一端面１２に直交する直交軸ＰＯに対して、隔壁５の延びる方向であるセル軸ＰＣが傾斜しており、四つのセグメント１１は、それぞれの第一端面１２を同一面とし、且つ、それぞれセグメント１１のセル軸ＰＣが異なる方向となるように接合されているものである。
【００２８】
また、ハニカム構造体１では、四つのセグメント１１は、セル軸ＰＣの延びる方向が、第一端面１２側から見て同一方向に旋回するように、接合されている。
【００２９】
より詳細に説明すると、第一実施形態のハニカム構造体１はセラミックス製のセグメント１１の四つを、耐熱性の接着材で接合して形成されている。
【００３０】
各セグメント１１は、図１（ａ）に示す未加工セグメント１０を、切断することにより形成されたものである。未加工セグメント１０は、セラミックス粉末を水やバインダと混合した混練物を、正方形の型から押出成形した成形品を乾燥または焼成したものであり、正方形の端面に対して隔壁５が垂直に延びたハニカム構造の四角柱である。このような未加工セグメント１０を、図中に二点鎖線で示す平行な二面で切断することにより、図１（ｂ）に示すように、斜方形の一対の端面に直交する直交軸ＰＯに対してセル軸ＰＣが傾斜したセグメント１１が得られる。
【００３１】
上記のセグメント１１は、それぞれ一対の端面のうち一方を第一端面１２として、四つのセグメント１１の第一端面１２が同一面となるように接合されている。加えて、それぞれのセグメント１１は、図３に示すように、第一端面１２側から見てセル軸ＰＣの方向が同一方向に傾斜すると共に、各セル軸ＰＣが隣接するセグメント１１のセル軸ＰＣと９０°の角度で交差するように接合されている。すなわち四つのセグメント１１は、四つのセル軸ＰＣが第一端面１２側から見て同一方向に等角度間隔で旋回するように接合されている。なお、図３では、四つのセル軸ＰＣが第一端面１２側から見て、反時計周りに旋回するように接合された場合を例示している。
【００３２】
そして、上記のようにセグメント１１が接合された接合体１５の外周面を切削加工することにより、図２に示すように、外形が円柱状のハニカム構造体１が得られる。また、このような加工により、セル軸ＰＣが傾斜したセル６がハニカム構造体１の外側面に開口する。なお、以下では、セグメント１１の第一端面１２により形成されるハニカム構造体１の端面を、「流入面」と称する。
【００３３】
第一実施形態のハニカム構造体１によれば、流入面から流入した流体は四つの異なるセル軸ＰＣの方向に向かって流通する。これにより、ハニカム構造体１に流入した流体が、ハニカム構造体１の中心部分のみを流通することがない。このため、例えば、ハニカム構造体１をラジアントチューブヒータのチューブ内に伝熱促進体として配設した場合に、ガスバーナ等で加熱された気体とハニカム構造体１が接触する面積が増加し、加熱された気体によって効率的にハニカム構造体１が加熱される。
【００３４】
また、ハニカム構造体１を通過した後の流体は、セル軸ＰＣの延長方向に向かうため、ハニカム構造体１から外側へと複数の異なる方向に向かって流通する。これにより、ハニカム構造体１を伝熱促進体として使用した場合、摩擦抵抗の高いチューブの内壁面近傍にも加熱された気体を流通させることができ、加熱された気体の熱をチューブに効率よく伝えることができる。加えて、ハニカム構造体１を通過した気体は一方向に旋回する旋回流となる。これにより、旋回して流れる加熱された気体とチューブとの接触が増えると共に、ハニカム構造体１の下流で気体が撹拌されるため、対流伝熱によるチューブへの伝熱量を増加させることができる。
【００３５】
更に、ハニカム構造体１では、セル６が外側面に開口している。このため、端面にセルが開口する従来のハニカム構造体に比べて外側面の面積が大きく、放射伝熱による伝熱量が増加する。加えて、セル６が外側面に開口していることにより、ハニカム構造体１を通過した気体は、チューブの内壁面に向かって噴出するため、加熱された気体の熱をより効率よくチューブに伝えることができる。
【００３６】
上記では、ハニカム構造体１をラジアントチューブヒータに配設する伝熱促進体として使用した場合を例にとり説明したが、ハニカム構造体１の中心部分のみを流体が流通することなく、ハニカム構造体１を通過した後の流体の流れを旋回流とする作用、流体を撹拌する作用、ハニカム構造体１の外側面に開口したセルから流体を噴出させる作用については、加熱体、熱交換器、蓄熱体としてハニカム構造体１を使用した場合においても同様である。
【００３７】
例えば、ハニカム構造体１を通電により自己発熱させ、これに流体を流通させて加熱する加熱体として使用する場合、加熱体の中心部分のみを流体が通過してしまう従来のハニカム構造体とは異なり、ハニカム構造体１の全体から発生する熱を、ハニカム構造体１内を種々の方向に流通する流体に効率よく与えることができる。また、ハニカム構造体１により加熱された流体は、ハニカム構造体１を通過して旋回流となると共に、ハニカム構造体１の外側面に開口したセルから多方向に噴出する流体の流れが存在することにより、ハニカム構造体１を通過した後の流体の乱れの度合いが高い。これにより、流体が十分に撹拌されるため、均一温度に加熱された流体として下流側に流すことができる。
【００３８】
次に、第二実施形態のハニカム構造体２について図４及び図５を用いて説明する。第二実施形態のハニカム構造体２が、第一実施形態のハニカム構造体１と相違している点は、ハニカム構造体２を構成するセグメント２１の第一端面１２に平行な断面が、正方形である点である。
【００３９】
より詳細に説明すると、セグメント２１は図４（ａ）に示す未加工セグメント２０を、切断することにより形成されたものである。未加工セグメント２０は、斜方形の端面に対して隔壁５が垂直に延びたハニカム構造を有する四角柱である。この未加工セグメント２０を、図中に二点鎖線で示す平行な二面で切断することにより、図４（ｂ）に示すように、正方形の一対の端面に直交する直交軸ＰＯに対してセル軸ＰＣが傾斜したセグメント２１が得られる。そして、ハニカム構造体２は、ハニカム構造体１と同様に四つのセグメント２１から構成されている。各セグメント２１は、それぞれ正方形である一対の端面のうち一方を第一端面１２として、四つのセグメント２１の第一端面１２が同一面となるように接合されている。加えて、それぞれのセグメント２１は、流入面側から見てセル軸ＰＣの方向が同一方向に傾斜すると共に、各セル軸ＰＣが隣接するセグメント２１のセル軸ＰＣと９０°の角度で交差するように接合されている。
【００４０】
第二実施形態のハニカム構造体２によれば、四つのセグメント２１のそれぞれの第一端面１２が正方形であるため、第一端面１２が同一面となるように接合する際に隙間が形成されることがなく、流入面において流体が流入できないデッドスペースが生じない。（図５参照）。このため、流入面に向かって流通してきた流体の流れを妨げることなく、より効率的に流体をハニカム構造体２に流通させることができる。
【００４１】
次に、第三実施形態のハニカム構造体３について、図１、図６、図７を用いて説明する。ハニカム構造体３は第一実施形態のハニカム構造体１と同様に、図１（ｂ）に示すセグメント１１から構成されているが、接合されているセグメント１１の数と、接合されるセグメント１１のセル軸ＰＣの方向において相違している。
【００４２】
より詳細に説明すると、ハニカム構造体３は、図６に示すように、九つのセグメント１１が接合された「セグメントグループ２２」を四つ接合することにより形成されている。各セグメントグループ２２において九つのセグメント１１は、それぞれの第一端面１２が同一面となり、且つ、セル軸ＰＣの方向が一致するように、隣接するセグメント１１と互いの側面を重ね合わせて接合されている。ここで、九つのセグメント１１の第一端面１２により形成される面を、「セグメントグループの第一端面」と称する。そして、四つのセグメントグループ２２は、ハニカム構造体１における四つのセグメント１１と同様に、それぞれのセグメントグループの第一端面が同一面となるように接合されている。加えて、セグメントグループの第一端面の四つから形成されるハニカム構造体３の流入面側から見て、各セグメントグループ２２のセル軸ＰＣが、隣接するセグメントグループ２２のセル軸ＰＣと９０°の角度で交差するように接合されている。
【００４３】
第三実施形態のハニカム構造体３によれば、ハニカム構造体１と同様の効果が得られる、より大きなハニカム構造体を容易に形成することができる。一般に、ハニカム構造のセラミックスを押出成形によって成形する場合、大きな断面積を有する成形体を得ることは困難であるところ、本実施形態のように、複数のセグメント１１からなるセグメントグループ２２を接合の単位とすることにより、設置するスペースに応じて、断面積の大きいハニカム構造体３を容易に形成することができる。
【００４４】
次に、本実施形態のハニカム構造体の配置構造について説明する。本実施形態の配置構造は、流体が流通する流路に、セグメントの第一端面１２が流体の流れ方向に直交するように、換言すれば、ハニカム構造体の流入面が流体の流れ方向に直交するように、ハニカム構造体を配置するものである。
【００４５】
より詳細に説明すると、本実施形態では、流体が流通する流路は管路内に形成されている。本実施形態の配置構造には、上記のハニカム構造体１，２，３の何れも使用することができるが、ここでは、ハニカム構造体１がラジアントチューブヒータの伝熱促進体として使用される場合を例示する。図８に概略構成を示すように、ラジアントチューブヒータは、ガスバーナ等の加熱装置４０で加熱された気体をチューブ３０内に流通させ、加熱された気体でチューブ３０を加熱し、高温となったチューブ３０で対象物を間接的に加熱する。本実施形態の配置構造では、チューブ３０内において加熱装置４０から所定距離だけ離隔した位置にハニカム構造体１を配置する。加熱装置４０で加熱された気体の流れ方向は、チューブ３０の軸方向と平行であるため、本実施形態の配置構造では、ハニカム構造体１の流入面をチューブ３０の軸方向に対して直交するように配置することとなる。ここで、管路であるチューブ３０内において気体が流れる空間が本発明の「流路」に相当し、ガスバーナ等の加熱装置４０で加熱された気体が本発明の「流体」に相当する。
【００４６】
本実施形態の配置構造の効果を明らかにするために、以下の方法で、伝熱促進体評価試験（以下、単に評価試験と称する）を行った。評価試験には、チューブ３０として長さ２０００ｍｍ、外径１９０．７ｍｍ、厚み４．５ｍｍの電縫鋼管を、加熱装置４０としてガスバーナを使用した。また、ハニカム構造体としては、図１に示したように、炭化ケイ素で形成した未加工セグメント１０（断面５０ｍｍ×５０ｍｍ）を切断したセグメント１１を四つ接合した後、図２に示したように外形を円柱状に整えた四種類のハニカム構造体（実施例１〜４）を使用した。実施例１〜４のハニカム構造体の大きさは全て同一であり、直径１７６ｍｍ、高さ７０ｍｍ、隔壁厚さは０．６３５ｍｍ（２５ｍｉｌ）である。それぞれのハニカム構造体のセル形状、ハニカム構造体を構成するセグメントのセル密度を表１に示すように、実施例１，２はセル形状が同一でセル密度が異なる例であり、実施例１，３，４はセル密度が同一でセル形状が異なる例である。
【００４７】
図８に示すように、チューブ３０の一方の端部の外側に加熱装置４０を配置し、加熱装置４０を配置した側の端部から１２８０ｍｍ離れた位置に、実施例１〜４のハニカム構造体を、流入面がチューブ３０の軸に直交するように、それぞれ配置した。また、ハニカム構造体の外側面とチューブ３０の内側面との間には、空隙を設けている。
【００４８】
そして、加熱装置４０からガスバーナにより加熱された空気を７０ｍ３／ｈの流量で供給し、チューブ３０を加熱した。チューブ３０の端面近傍の表面温度が７８０℃となった時点のチューブ３０の表面温度を、加熱装置４０側の端部から他方に向かって一定の距離ごとに、放射温度計によって測定した。次に、比較のために実施例１〜４のハニカム構造体に替えて、セル軸ＰＣが流入面に対して直交している従来型のハニカム構造体（比較例１）を用いて同様の試験を行った。なお、従来型のハニカム構造体は、実施例１〜４のハニカム構造体と同一の材料で、同一の外形、同一のサイズに形成されており、セル形状及びセル密度が実施例１と同一の未加工セグメントから形成されている。また、比較例１のハニカム構造体は、セルの軸方向をチューブ３０の軸方向に一致させて配置した。なお、チューブ内に伝熱促進体を設置しない場合（比較例２）についても同様に試験を行った。評価試験の結果を、図９（ａ），（ｂ）に示す。
【００４９】
【表１】
0006470571.tif 000002
【００５０】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、伝熱促進体を配置しない比較例２は、最高温度に到達した距離２００ｍｍ付近から下流に向かって、チューブ３０の表面温度は単調に減少しており、加熱装置４０から離れるに従い、加熱された空気の熱がチューブに伝わっていないことが分かる。これに対し、伝熱促進体を配置した場合（実施例１〜４、比較例１）は、配置した場所（図中に一点鎖線で示した距離１２８０〜１３５０ｍｍの範囲）において表面温度が上昇しており、伝熱促進体を介して、加熱された空気の熱がチューブに伝わっていることが分かる。温度の上昇幅は、従来型のハニカム構造体を配置した比較例１よりも、実施例１〜４で大きい。これは、実施例１〜４のハニカム構造体では、中心部分のみを加熱された空気が流通することがなく、ハニカム構造体と加熱された空気との接触面積が増えたことでハニカム構造体が効率的に加熱されたため、ハニカム構造体の下流側の端面から流出した気体が旋回流となることにより、気体とチューブ３０の内壁面との接触が増えて加熱された気体の熱がチューブ３０に効率良く伝えられたため、及び、セル６が外側面で開口していることにより、外側面で表面積が大きく放射伝熱による伝熱量が多いことに加え、外側面からチューブ３０の内壁面に向かって噴出する加熱空気によって、チューブ３０がより効率良く加熱されたためと考えられる。このような効果は、セル密度を大きくした場合に、より大きいことが、実施例１と実施例２との比較から分かる。
【００５１】
図９（ｂ）は、セル密度は同一でセル形状が相違する実施例１，３，４の結果であるが、セル形状の違いによっては、温度の上昇幅は有意に変化しなかった。
【００５２】
更に、図９（ａ），（ｂ）について、伝熱促進体を配置した場所より下流側のチューブの表面温度に着目すると、比較例１では伝熱促進体を配置しない比較例２と一致するまで低下したのに対して、実施例１〜４では高い温度を維持している。これは、実施例１〜４のハニカム構造体を流通した空気の流れが旋回流となることによって、チューブと加熱された空気の接触面積が増加し、対流伝熱による伝熱量が増加したためと考えられる。このように、本実施形態のハニカム構造体をラジアントチューブヒータの伝熱促進体として使用した本実施形態の配置構造では、加熱された空気からチューブへ、極めて効率的に熱が伝えられることが確認された。
【００５３】
なお、本実施形態の配置構造は、ハニカム構造体を、流路内に互いに離隔して複数配置する配置構造とすることもできる。このような配置構造とすることにより、上流側のハニカム構造体の流入面における中心部分から流入した流体は、ハニカム構造体の内部をセル軸ＰＣの方向に沿って、中心から外側に向かって流れ、下流側のハニカム構造体の流入面において外周に近い部分に流入する。また、下流側のハニカム構造体に流入した流体は、流入するときの方向とは異なる方向に流通し、ハニカム構造体から流出する。これにより、下流側のハニカム構造体を通過した後の流体の流れは、より複雑に、より乱れの度合いの高い流れとなるため、より効果的に上述の作用を発揮するものとなる。
【００５４】
上記のように、本実施形態のハニカム構造体及びハニカム構造体の配置構造によれば、流体がハニカム構造体の中心部分のみを流通することがなく、ハニカム構造体を通過した後の流体を乱流、旋回流とし、流体を撹拌することができる。
【００５５】
加えて、本実施形態のハニカム構造体は従来の製造方法で製造したハニカム構造のセグメント（未加工セグメント）から製造することができるため、新たな製造設備を導入する必要が無く、製造コストを抑えることができる。
【００５６】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００５７】
例えば、ハニカム構造体を形成するセグメントの形状、接合する個数、セル軸の向きの組み合わせ、ハニカム構造体の外形等は、上記の実施形態のものに限定されない。また、セルを区画する隔壁は、セグメントの外周辺に対して平行であっても、交差していても良い。
【００５８】
加えて、図１０に示すように、一部の隔壁５の一部が除かれることにより、複数のセル６が連通している連通部９を有するセグメント４１を使用することができる。この場合、連通させるセル６の数や列数は、種々とすることができる。このような構成とすることにより、ハニカム構造体を流通する流体の流れがより不規則なものとなり、流体の流れを乱すことができる。また、流体がハニカム構造体を流れる際の圧力損失や、流体とハニカム構造体との接触面積を、連通部９によって制御することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１，２，３  ハニカム構造体
５  隔壁
６  セル
１０，２０  未加工セグメント
１１，２１  セグメント
１２  第一端面
１５  接合体
２２  セグメントグループ
３０  チューブ
４０  加熱装置
ＰＣ  セル軸
ＰＯ  直交軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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