DE10342425A1 - Heat insulation unit comprises an intermediate layer with a matrix of low thermal conductivity embedding heat conductor elements whose orientation is externally controllable - Google Patents
Heat insulation unit comprises an intermediate layer with a matrix of low thermal conductivity embedding heat conductor elements whose orientation is externally controllable Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine steuerbare Wärmeisolationsschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 17, wie sie aus der gattungsbildend zugrundegelegten JP 63-153386 (A) als bekannt hervorgeht.The The invention relates to a controllable thermal insulation layer according to the preamble of claim 1 or 17, as they were based on the generic JP 63-153386 (A) discloses as known.
Die JP 63-153386 (A) offenbart eine reversible steuerbare Wärmeisolations- bzw. Wärmedurchgangsschicht, bei der innerhalb eines Gefäßes eine Substanz angeordnet ist. Das Gefäß der Wärmeisolationsschicht weist zwei gegenüberliegende Außenflächen auf, die durch einen gut wärmeisolierenden Rahmen voneinander beabstandet sind. Die Substanz kann elektrisch und/oder magnetisch und/oder mechanisch beeinflusst werden, wobei sich je nach Beeinflussung die Wärmeleitfähigkeit der gesamten Wärmeisolationsschicht ändert. Die Änderung der Wärmeleitfähigkeit der Wärmeisolationsschicht bei Beeinflussung findet ihre Ursache in einer Änderung der magnetischen Polarisation der Substanz und/oder in einer Änderung der Kristallstruktur der Substanz und/oder bei Verwendung einer flüssigkristallinen Substanz in einer Änderung des Drifts der Substanz. Allerdings ist das Intervall innerhalb dessen die Wärmeleitfähigkeit variierbar ist, also der Unterschied der maximal möglichen Isolationswirkung klein, wodurch die Verwendbarkeit derartiger Wärmeisolationsschichten gering ist.The JP 63-153386 (A) discloses a reversible controllable heat insulation or heat transfer layer, at the inside of a vessel Substance is arranged. The vessel of the thermal insulation layer has two opposite outer surfaces, by a good heat-insulating Frame are spaced from each other. The substance can be electric and / or magnetically and / or mechanically, wherein Depending on the influence of the thermal conductivity the entire heat insulation layer changes. The change the thermal conductivity the heat insulation layer when influenced finds its cause in a change in the magnetic polarization the substance and / or in a change the crystal structure of the substance and / or when using a liquid crystalline Substance in a change the drift of the substance. However, the interval is within whose thermal conductivity is variable, so the difference of the maximum possible Insulation effect small, whereby the usability of such heat insulating layers is low.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrunde gelegte Wärmeisolationsschicht dahingehend weiter zu entwickeln, dass die Intervallgrenzen der steuerbaren Isolationswirkung möglichst weit voneinander entfernt sind.The The object of the invention is the generically based thermal insulation layer to further develop that the interval limits of controllable isolation effect as possible are far from each other.
Die Aufgabe wird bei einer Wärmeisolationsschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 15 gelöst. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Mehrstoffgemisches gemäß Anspruch 1 und/oder eines Phasenmaterials gemäß Anspruch 17 kann bei einer zugrundegelegten Wärmeisolationsschicht die Isolationswirkung im günstigsten Falle zwischen einem sehr gut wärmeleitenden und einem sehr gut wärmeisolierenden Zustand steuerbar verändert werden.The Task is at a heat insulation layer with the features of claim 1 or 15 solved. By using a multicomponent mixtures according to the invention according to claim 1 and / or a phase material according to claim 17 can in a underlying heat insulation layer the insulation effect in the most favorable Trap between a very good thermally conductive and a very good heat insulating Condition controllably changed become.
Durch die Wahl des Matrixelements und des Leitelements der Mehrstoffkomponente weist die Wärmeisolationsschicht im Normalfall eine thermische Leitfähigkeit auf, die etwa im Bereich des Matrixelements liegt. Beim Anlegen bspw. eines elektrischen Feldes können die Leitelemente – ähnlich wie innerhalb einer Flüssigkeit angeordnete Eisenspäne in einem magnetischen Feld – ausgerichtet werden. Die ausgerichteten Feststoffteilchenbilden zwischen den beiden aus gut wärmeleitendem Material gebildeten Außenflächen kettenartige Wärmebrücke aus, wodurch die thermische Leitfähigkeit der Wärmeisolationsschicht in etwa der thermischen Leitfähigkeit der Leitelemente entspricht. Bei Abschalten des elektrischen Feldes kann in Folge einer Rotationsdepolarisation wieder eine Mischung entstehen, welche in etwa die eingangs, also vor dem Einschalten des beeinflussenden E-Feldes vorliegende, geringe thermische Leitfähigkeit aufweist. Da die thermische Leitfähigkeit der Leitelemente gegenüber derjenigen des Matrixelements um Größenordnungen (Dekaden) höher gewählt werden kann, ist es möglich, die gesamte thermische Leitfähigkeit der Wärmeisolationsschicht in einem durch den Gefrierpunkt und den Siedepunkt des flüssigen Matrixelementes vorgegebenen Temperaturintervall um mehrere Dekaden regelbar zu verändern.By the choice of the matrix element and the guide element of the multi-component has the heat insulation layer normally a thermal conductivity, which is approximately in the range of the matrix element lies. When creating, for example, an electrical Field can the guiding elements - similar within a liquid arranged iron filings in a magnetic field - aligned become. The aligned particulates form between the both of good heat conducting Material formed outer surfaces chain-like Thermal bridge out, causing the thermal conductivity the heat insulation layer in about the thermal conductivity of Guides corresponds. When switching off the electric field may become a mixture again as a result of a rotational depolarization arise, which in about the beginning, so before switching of the influencing E-field present, low thermal conductivity having. Since the thermal conductivity of the guide elements over those of the matrix element by orders of magnitude (Decades) higher chosen can be, it is possible the total thermal conductivity the heat insulation layer in one by the freezing point and the boiling point of the liquid matrix element predetermined temperature interval to several decades adjustable to change.
Die erfindungsgemäßen Wärmeisolationsschichten können bevorzugt bei Anwendungen eingesetzt werden, in denen ein in ihnen angeordnetes, abgeschirmtes Objekt empfindlich gegen große Temperaturschwankungen ist oder auch, eine entsprechende Steuerung vorausgesetzt, nur innerhalb eines bestimmten und eng begrenzten Temperaturintervalls betrieben werden darf. Insbesondere gilt dies bei Batterien, Latentwärmespeicher, mikroelektronischen Schaltungen und</oder in der Satellitentechnik.The heat insulation layers according to the invention can Preferably used in applications where one in them arranged, shielded object sensitive to large temperature fluctuations is or, assuming appropriate control, only within operated a certain and narrow temperature range may be. In particular, this applies to batteries, latent heat storage, microelectronic circuits and </ or in satellite technology.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Advantageous embodiments The invention are the dependent claims. Otherwise, will the invention with reference to shown in the following figures embodiments explained in more detail.
Dabei zeigen:there demonstrate:
In
Die
thermische Leitfähigkeit
der Zwischenschicht
Je
nach Material des Matrixelements
Sinnvoller
Weise ist die Mischung aus Leitelementen
Soll
die Beeinflussung mittels eines E-Feldes vorgenommen werden, ist
es zweckmäßig, die
Außenflächen aus
einem gut wärmeleitenden
und im Falle einer Beeinflussung mittels eines E-Feldes auch elektrisch
gut leitendem Material, insbesondere einem Metall zu fertigen. Hierbei
bilden die Außenflächen gleich
die Platten eines Kondensators für
das E-Feld. Damit diese Platten nicht durch den Rahmen
Bei der Anwendung eines elektrischen Feldes zur Beeinflussung der Mehrstoffkomponente, kann es in einigen Anwendungsfällen sinnvoll sein, die Außenflächen nicht aus Metallplatten herzustellen, sondern sie aus einer Metallfolie, einer Folie aus elektrisch leitendem Kunststoff oder dgl. flexiblen und elektrisch kontaktierbaren Materialien zu fertigen. Dadurch ist die Wärmeisolationsschicht in einfacher Weise zur Anbringung an beliebig geformte Körper ermöglicht. Analoges gilt natürlich in übertragener Weise für die Beeinflussung mittels eine Magnetfeldes und/oder einer Temperatur.at the application of an electric field for influencing the multi-component, can it in some applications make sense, the outer surfaces are not from metal plates, but from a metal foil, a film of electrically conductive plastic or the like. Flexible and electrically contactable materials to manufacture. Thereby is the thermal insulation layer allows in a simple manner for attachment to arbitrarily shaped body. The same applies, of course in a transferred way for the Influencing by means of a magnetic field and / or a temperature.
Wird
hier nun, wie in
Als
zweckmäßige Kombination
für das
Mehrstoffgemisch hat sich die Verwendung von etwa 70 % Siliconöl als Matrixelement
Weitere sinnvolle Mehrstoffgemische sind temporäre Suspension gebildet ist, insbesondere Öl/Salz- und/oder Öl/Metall-Suspensionen. Ferner sind für die Zwischenschicht auch rheologische Flüssigkeit oder polare Festphasen, insbesondere BaTiO3 verwendbar.Further meaningful multi-substance mixtures are formed temporary suspension, especially oil / salt and / or oil / metal suspensions. Further are for the Interlayer also rheological fluid or polar solid phases, especially BaTiO3 usable.
Des
weiteren kann das Mehrstoffgemisch weiche und steife Polymere aufweisen.
Hierbei bilden die steifen Polymer, die zumindest überwiegend fixierte
Bindungswinkel und keine freie Rotation aufweisen die Leitelemente
Eine weitere Möglichkeit ist es als Zwischenschichtein Funktionsmaterial zu verwenden, das bei einer vorgebbaren Schaltschwelle einen Phasenübergang aufweist. Hierbei muss das Funktionsmaterial oberhalb der Schaltschwelle eine veränderte, insbesondere höhere thermische Leitfähigkeit aufweisen. Zweckmäßiger Weise ist die bei der Schaltschwelle den Phasenübergang des Funktionsmaterial bewirkende Größe eine Temperatur und/oder das elektrische und/oder das magnetische Feld.A another possibility it is to be used as intermediate layer a functional material, the at a predeterminable switching threshold, a phase transition having. Here, the functional material must be above the switching threshold a changed, especially higher thermal conductivity exhibit. Appropriate way is the phase transition of the functional material at the switching threshold effecting size one Temperature and / or the electrical and / or the magnetic field.
In bevorzugter Weise handelt es sich bei dem Funktionsmaterial um Flüssigkristalle, so dass es ein physikalisches Ordnungssystem aufweist. Hierbei ist Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkristalle in sinnvoller Weise anisotrop.In Preferably, the functional material is liquid crystals, so that it has a physical order system. Here is thermal conductivity the liquid crystals meaningfully anisotropic.
Weitere verwendbare Funktionsmaterialen sind elektrisch leitfähige Materialien mit einem Peirls-Übergang und/oder Polyelektrolyten.Further usable functional materials are electrically conductive materials with a peirls transition and / or polyelectrolytes.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008009811A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Airbus France | Heat flow device |
WO2008009812A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Airbus France | Heat flow device |
DE102017217105A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Cooling device and method for cooling an element to be cooled |
CN112032476A (en) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 蒙丽香 | Anti-freezing high-temperature-resistant overground water pipe for outdoor water supply |
US10866035B1 (en) * | 2015-12-15 | 2020-12-15 | Facebook Technologies, Llc | Wearable accessory with heat transfer capability |
CN114801344A (en) * | 2022-05-16 | 2022-07-29 | 郑州大学 | Intelligent heat conduction layer based on 3D printing and having automatic control function and manufacturing method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515206A (en) * | 1984-01-24 | 1985-05-07 | Board Of Trustees Of The University Of Maine | Active regulation of heat transfer |
DE3417162A1 (en) * | 1984-05-09 | 1985-11-14 | Adolf Prof. Dr. 3220 Alfeld Knappwost | Process and heat-conducting element for increasing the heat conductivity of poorly heat-conducting masses |
JPS63153386A (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-25 | 松下電器産業株式会社 | Heat transfer controller |
-
2003
- 2003-09-13 DE DE2003142425 patent/DE10342425A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515206A (en) * | 1984-01-24 | 1985-05-07 | Board Of Trustees Of The University Of Maine | Active regulation of heat transfer |
DE3417162A1 (en) * | 1984-05-09 | 1985-11-14 | Adolf Prof. Dr. 3220 Alfeld Knappwost | Process and heat-conducting element for increasing the heat conductivity of poorly heat-conducting masses |
JPS63153386A (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-25 | 松下電器産業株式会社 | Heat transfer controller |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008009811A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Airbus France | Heat flow device |
WO2008009812A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Airbus France | Heat flow device |
FR2904103A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-25 | Airbus France Sas | HEAT FLOW DEVICE |
FR2904102A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-25 | Airbus France Sas | HEAT FLOW DEVICE |
JP2009543997A (en) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | エアバス フランス | Heat exhaust device |
US9310145B2 (en) | 2006-07-18 | 2016-04-12 | Airbus Operations S.A.S. | Heat flow device |
US10866035B1 (en) * | 2015-12-15 | 2020-12-15 | Facebook Technologies, Llc | Wearable accessory with heat transfer capability |
DE102017217105A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Cooling device and method for cooling an element to be cooled |
CN112032476A (en) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 蒙丽香 | Anti-freezing high-temperature-resistant overground water pipe for outdoor water supply |
CN114801344A (en) * | 2022-05-16 | 2022-07-29 | 郑州大学 | Intelligent heat conduction layer based on 3D printing and having automatic control function and manufacturing method |
CN114801344B (en) * | 2022-05-16 | 2024-01-19 | 郑州大学 | Intelligent heat conduction layer with self-control function based on 3D printing and manufacturing method |
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