JP2017110845A - Heat exchange member and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この開示は、熱媒体と熱交換する熱交換部材およびその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a heat exchange member that exchanges heat with a heat medium and a method of manufacturing the same.
特許文献1および特許文献2は、熱交換部材により形成された熱交換器を開示する。従来の熱交換部材は、熱媒体との間の熱伝達面積を大きくするために、フィンを備えている。フィンは、板状の部材によって提供される。例えば、フィンは、銅、アルミなどの金属製の板によって提供される。 Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a heat exchanger formed by a heat exchange member. The conventional heat exchange member is provided with fins in order to increase the heat transfer area with the heat medium. The fin is provided by a plate-like member. For example, the fin is provided by a metal plate such as copper or aluminum.
従来の熱交換部材では、金属製の板の切断、曲げなどの機械的な加工上の制限に起因して、フィンの微細化には限界がある。また、金属製の板をろう付けなどによって接合する接合処理上の制限も、フィンの微細化を妨げる。また、金属材料で実現可能な熱伝導率では、フィンの厚さを薄くするとフィンの先端まで十分な熱が伝わらない場合がある。このため、フィン効率が低下する。また、フィンの高さを抑制したのでは、広い熱伝達面積の提供が困難となる。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱交換器にはさらなる改良が求められている。 In the conventional heat exchange member, fin miniaturization has a limit due to limitations on mechanical processing such as cutting and bending of a metal plate. Further, the limitation on the joining process for joining metal plates by brazing or the like also hinders fin miniaturization. In addition, with thermal conductivity that can be realized with a metal material, if the fin thickness is reduced, sufficient heat may not be transmitted to the tip of the fin. For this reason, fin efficiency falls. Further, if the height of the fins is suppressed, it is difficult to provide a wide heat transfer area. In view of the above, or other aspects not mentioned, there is a need for further improvements in heat exchangers.
開示されるひとつの目的は、高い熱伝達を実現できる熱交換部材およびその製造方法を提供することである。 One disclosed object is to provide a heat exchange member capable of realizing high heat transfer and a method for manufacturing the same.
開示される他のひとつの目的は、高い密度で配置された複数の微細なフィンを有する熱交換部材およびその製造方法を提供することである。 Another object of the present disclosure is to provide a heat exchange member having a plurality of fine fins arranged at a high density and a method for manufacturing the heat exchange member.
ここに開示された熱交換部材は、熱媒体を流すための流路(22)を形成する樹脂製の壁部材(21)と、複数のカーボン繊維によって形成され、熱媒体(M1)の中に露出する露出部(32)および壁部材(21)に埋設された埋設部(33)を有するカーボン繊維束(31)とを備える。 The heat exchange member disclosed here is formed of a resin wall member (21) that forms a flow path (22) for flowing a heat medium and a plurality of carbon fibers, and is formed in the heat medium (M1). A carbon fiber bundle (31) having an exposed portion (32) to be exposed and an embedded portion (33) embedded in the wall member (21).
開示される熱交換部材によると、カーボン繊維束は、複数のカーボン繊維によって形成されるから、カーボン繊維束の長さ方向にそって高い熱伝導率が得られる。よって、カーボン繊維束は、熱媒体に対して高い効率で熱交換する。また、カーボン繊維束は、壁部材に埋設された埋設部を有するから、カーボン繊維束と壁部材との間に高い熱伝達が得られる。この結果、熱交換部材は、熱媒体と壁部材との間において高い熱伝達を発揮する。 According to the disclosed heat exchange member, since the carbon fiber bundle is formed of a plurality of carbon fibers, high thermal conductivity is obtained along the length direction of the carbon fiber bundle. Therefore, the carbon fiber bundle exchanges heat with the heat medium with high efficiency. In addition, since the carbon fiber bundle has an embedded portion embedded in the wall member, high heat transfer can be obtained between the carbon fiber bundle and the wall member. As a result, the heat exchange member exhibits high heat transfer between the heat medium and the wall member.
熱交換部材を製造する熱交換部材の製造方法は、壁部材にカーボン繊維を突き刺すことが可能な軟質層を形成すること、および、複数のカーボン繊維と壁部材との間に高電圧を印加することによりカーボン繊維を壁部材に向けて移動させ、カーボン繊維を層に突き刺すことを含む。 A heat exchange member manufacturing method for manufacturing a heat exchange member includes: forming a soft layer capable of piercing a carbon fiber on a wall member; and applying a high voltage between the plurality of carbon fibers and the wall member. This includes moving the carbon fiber toward the wall member and piercing the carbon fiber into the layer.
この熱交換部材の製造方法によると、カーボン繊維束を効率的に形成することができる。この結果、高い熱伝達を実現できる熱交換部材の製造方法が提供される。 According to this method for producing a heat exchange member, a carbon fiber bundle can be formed efficiently. As a result, a method for manufacturing a heat exchange member capable of realizing high heat transfer is provided.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed embodiments of the present specification employ different technical means to achieve each purpose. The reference numerals in parentheses described in the claims and this section exemplify the correspondence with the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be assigned the same reference signs or reference signs that differ by more than a hundred. For the corresponding parts and / or associated parts, the description of other embodiments can be referred to.
第1実施形態
図1において、熱交換器10は、熱輸送媒体である第1媒体M1と、熱輸送媒体である第2媒体M2との間の熱交換を提供する。これら媒体は流体である。第1媒体M1と第2媒体M2とは、温度が異なる熱輸送媒体である。ここに例示される熱交換器10は、タンク−アンド−チューブ型の熱交換器である。例えば、熱交換器10は、第2媒体M2を冷却するための放熱器として利用できる。用途の一例では、第1媒体M1は、低温の空気であり、第2媒体M2は高温の液体である。また、熱交換器10は、第2媒体M2を加熱するための加熱器として利用できる。用途の一例では、第1媒体M1は高温の燃焼ガスであり、第2媒体M2は、低温の液体である。
1st Embodiment In FIG. 1, the
熱交換器10は、複数のチューブと、これら複数のチューブを連通するタンクとを有する。複数のチューブは、その外部に、第1媒体M1と接する外表面を有する。複数のチューブは、その内部に、第2媒体M2を流すための複数の通路を提供する。複数のタンクは、第2媒体M2の複数のチューブへの分配と、第2媒体M2の複数のチューブからの集合とを行う。熱交換器10は、熱交換部材11によって形成されている。熱交換部材11は、その外側に第1媒体M1を流すための流路を区画形成する。熱交換部材11は、第1媒体M1と第2媒体M2との間に設けられている。
The
熱交換部材11は、基材20と、フィン群30とを有する。基材20は、第1媒体M1を流すための外部流路を区画形成している。基材20は、第1媒体M1と第2媒体M2とを仕切る部材でもある。フィン群30は、熱交換部材11の表面積を大きくするための部材である。フィン群30は、基材20の表面に設けられている。フィン群30は、基材20の第1媒体M1と接する表面に設けられている。フィン群30は、第1媒体M1と、基材20との間の熱交換を提供する。第1媒体M1と第2媒体M2とは、基材20とフィン群30とを通して熱交換される。
The
図2は、熱交換部材11を示す拡大斜視図である。フィン群30は、複数の微細なカーボン繊維束31を有する。複数のカーボン繊維束31は、基材20の表面上に高い密度で配置されている。それぞれのカーボン繊維束31は、ひとつのフィンを提供する。カーボン繊維束31は、柱状である。カーボン繊維束31は、円柱状である。カーボン繊維束31は、ピンフィンとも呼ばれる。
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the
図3は、熱交換部材11を示す拡大平面図である。複数のカーボン繊維束31は、それぞれのカーボン繊維束31の表面に沿って第1媒体M1が流れるように規則的に配列されている。複数のカーボン繊維束31は、第1媒体M1の流れの中に、分散して配置されている。複数のカーボン繊維束31は、第1媒体M1の流れに対して垂直に延びている。
FIG. 3 is an enlarged plan view showing the
図4は、熱交換部材11を示す断面図である。壁部材21は、第1媒体M1のための第1流路22と、第2媒体M2のための第2流路23とを仕切る部材である。カーボン繊維束31は、露出部32と、埋設部33とを有する。カーボン繊維束31の先端を含む露出部32は、第1媒体M1の中に位置づけられている。カーボン繊維束31の基端を含む埋設部33は、第1媒体M1のための流路を区画形成する基材20、すなわち壁部材21の中に埋設されている。埋設部33は、壁部材21の中に刺さっている。カーボン繊維束31は、壁部材21の表面から、垂直に延び出している。カーボン繊維束31は、露出部32において第1媒体M1と直接的に接触することにより、第1媒体M1と熱交換する。カーボン繊維束31は、埋設部33において壁部材と直接的に接触することにより、壁部材21と熱交換する。この結果、カーボン繊維束31は、第1媒体M1と壁部材21との間の熱交換を提供する。カーボン繊維束31は、第1媒体M1と壁部材21との間の熱伝達を提供する熱伝達部材とも呼ぶことができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
壁部材21は、樹脂製である。壁部材21は、熱可塑性樹脂である。壁部材21を形成する樹脂材料は、加熱によってカーボン繊維を刺すことができる程度の柔らかさになる樹脂である。壁部材21を形成する樹脂材料は、硬化状態において、第1媒体M1と第2媒体M2との間において、熱交換器10に求められる形状を維持できる程度の硬さを提供する樹脂である。
The
図2に戻り、カーボン繊維束31は、複数のカーボン繊維(炭素繊維)の束である。カーボン繊維束31の厚さDFは、40μm以下である。厚さDFは、代表厚さと呼ばれる。厚さDFは、第1媒体M1の流れ方向におけるカーボン繊維束31の厚さである。図示の例では、カーボン繊維束31の直径が、厚さDFである。厚さDFの最小値は、1本のカーボン繊維の直径に依存する。例えば、厚さDFの最小値は、5μmである。熱媒体の流れ方向に垂直なカーボン繊維束31の厚さDFは、5μm以上であり、かつ、40μm以下である。
Returning to FIG. 2, the
カーボン繊維束31の高さHFは、厚さDFの500倍以下である。熱媒体の流れ方向に垂直なカーボン繊維束31の軸方向の高さHFは、厚さDFの500倍以下である。高さHFは、カーボン繊維の熱伝導率に応じて設定される。カーボン繊維は、金属に比べて格段に高い熱伝導率を発揮する。よって、カーボン繊維束31の厚さDFと高さHFとの比は、金属製フィンのそれに比べて格段に大きい。例えば、カーボン繊維の熱伝導率は、アルミニウムの熱伝導率の8倍以上に達する。よって、カーボン繊維束31は、金属製フィンに比べて、小さい厚さDFと、大きい高さHFとを提供できる。また、高さHFは、ひとつのカーボン繊維の長さに応じて設定される。
The height HF of the
ひとつのカーボン繊維は、ピッチ系カーボンである。この実施形態で用いられるカーボン繊維は、異方性を示すカーボン繊維である。このカーボン繊維は、長さ方向において高い熱伝導率を示す。ひとつのカーボン繊維の直径は、およそ5μm〜10μmである。ひとつのカーボン繊維の長さは、カーボン繊維束31に求められる高さHFに応じて設定されている。
One carbon fiber is pitch-based carbon. The carbon fiber used in this embodiment is a carbon fiber exhibiting anisotropy. This carbon fiber exhibits high thermal conductivity in the length direction. The diameter of one carbon fiber is approximately 5 μm to 10 μm. The length of one carbon fiber is set according to the height HF required for the
図5は、熱交換部材11の製造方法を示す工程図である。熱交換部材11の製造方法150は、ステップ150−155を有する。ステップ151は、材料を供給する工程である。ここでは、カーボン繊維束31を形成するカーボン繊維、および基材20を形成する樹脂材料が供給される。カーボン繊維は、後述の製造装置に供給される。樹脂材料は、板状に成形されて壁部材21を提供する。
FIG. 5 is a process diagram showing a method for manufacturing the
ステップ152では、壁部材21の表面にカーボン繊維を刺し込み可能な軟質層が形成される。軟質層は、壁部材21を加熱することによって壁部材21の表面から所定の厚さを、カーボン繊維を刺し込み可能な柔らかさに軟化させる。軟質層は、壁部材21を形成する樹脂材料が硬化された後の硬度よりも柔らかい。この工程により、壁部材21にカーボン繊維を突き刺すことが可能な軟質層が形成される。
In
ステップ153では、カーボン繊維が壁部材21に突き刺される。ここでは、高電圧を利用してカーボン繊維が配向され、かつ、移動させられる。この工程は、カーボン繊維を毛に見立てて、高電圧植毛工程とも呼ぶことができる。
In
図6−図9は、カーボン繊維を壁部材21に刺し込むための製造装置40を示す。図6−図9は、工程の中の複数の段階を示している。製造装置40は、ケース41、カーボン繊維42、およびフィルタ43を備える。さらに、製造装置40は、高電圧電源45、46を備える。
6 to 9 show a
ケース41は、カーボン繊維42を収容し、保持する。ケース41は、ランダムな複数のカーボン繊維42を溜めることができる形状である。フィルタ43は、カーボン繊維束31の形状を規定する部材である。フィルタ43は、複数の貫通穴44を有する。複数の貫通穴44の位置は、複数のカーボン繊維束31の位置に対応している。複数の貫通穴44の形状は、カーボン繊維束31の形状に対応している。例えば、貫通穴44の開口の形状は、カーボン繊維束31の端面の形状に対応している。貫通穴44の軸方向に沿って延びる筒状内面の形状は、カーボン繊維束31の外周表面の形状に対応している。
図6は、高電圧植毛工程の第1段階を示す。フィルタ43は、ケース41の上に配置される。さらに、壁部材21がフィルタ43の上に配置される。壁部材21は、フィルタ43に接触して、またはフィルタ43との間に微小な隙間を形成して配置される。図中には、第2流路23を区画形成するチューブ状の壁部材21が例示されている。
FIG. 6 shows the first stage of the high voltage flocking process. The
図7は、高電圧植毛工程の第2段階を示す。この段階では、壁部材21とケース41との間に高電圧が印加される。高電圧は、所定時間にわたって印加される。高電圧は、カーボン繊維42をケース41内から壁部材21まで飛翔させ、さらに、カーボン繊維42を壁部材21に突き刺すように加速することができる電圧である。一例では、ケース41に20kVから50kVの高電圧が加えられる。さらに、壁部材21には、ケース41とは逆極性の高電圧が印加される。壁部材21への高電圧の印加は、壁部材21の背後に設置された導電板によってなされてもよい。
FIG. 7 shows the second stage of the high voltage flocking process. At this stage, a high voltage is applied between the
カーボン繊維42は高電圧によって帯電し、ケース41内から壁部材21に向けて移動する。このとき、カーボン繊維42は、電位差の方向に沿うように配向される。ここでは、カーボン繊維42は、壁部材21の表面に対して垂直となるように配向される。カーボン繊維42は、配向された状態で壁部材21に向けて飛翔する。さらに、カーボン繊維42は、高電圧によって加速される。
The
カーボン繊維42は、フィルタ43の貫通穴44を通過して、壁部材21に到達する。壁部材21に到達したカーボン繊維42は、壁部材21に突き刺さる。これにより、埋設部33が形成される。また、壁部材21から露出する部分は、露出部32を形成する。フィルタ43は、壁部材21に到達するカーボン繊維42を制限する。フィルタ43は、壁部材21の表面におけるカーボン繊維42が突き刺さる範囲を規定する。この結果、壁部材21の上には、フィルタ43の貫通穴44に対応した形状のカーボン繊維42が突き刺さる。ひとつの貫通穴44の中には、複数のカーボン繊維42が供給される。フィルタ43に衝突したカーボン繊維42は再びケース41内に落下する。この結果、壁部材21の上には、カーボン繊維束31が形成される。カーボン繊維束31が形成されると、高電圧の印加が停止される。
The
図8は、高電圧植毛工程の第3段階を示す。カーボン繊維42は、貫通穴44の中を埋めつくしながら、壁部材21に突き刺さる。この結果、カーボン繊維束31は、貫通穴44の形状に対応した形状を与えられる。
FIG. 8 shows the third stage of the high voltage flocking process. The
図9は、高電圧植毛工程の第4段階を示す。この段階では、壁部材21と、フィルタ43とが、引き離される。壁部材21がフィルタ43から引き離されると、壁部材21に突き刺さっているカーボン繊維42は壁部材21の上に残留する。この結果、熱交換部材11が形成される。
FIG. 9 shows the fourth stage of the high voltage flocking process. At this stage, the
図5に戻り、ステップ154では、軟質層が硬化される。ここでは、壁部材21を形成する樹脂材料が通常の使用温度まで冷却される。これにより壁部材21は、使用温度における硬度を取り戻す。この工程は、軟質層を硬化させ、カーボン繊維束31を壁部材21に固定する。ステップ151からステップ154の工程により、熱交換部材11が製造される。熱交換部材の製造方法によると、優れた熱伝達を発揮するカーボン繊維束31を壁部材21の上に形成することができる。しかも、複数のカーボン繊維束31を壁部材21の上に高密度に形成することができる。ステップ155では、熱交換部材11を用いて熱交換器10が組み立てられる。
Returning to FIG. 5, in
以上に述べた実施形態によると、壁部材21の表面に、カーボン繊維束31を形成することができる。カーボン繊維束31は、軸方向すなわち長手方向に沿って高い熱伝導率を有する。高い熱伝導率は、カーボン繊維束31の長手方向における温度勾配を抑制する。この結果、カーボン繊維束31は、その長手方向の広い範囲にわたって高いフィン効率を発揮する。この結果、高い熱伝達を実現できる熱交換部材11を提供することができる。
According to the embodiment described above, the
さらに、カーボン繊維束31は、高い密度で配置される。これにより、高い密度で配置された複数の微細なフィンを有する熱交換部材11を提供することができる。しかも、カーボン繊維束31は、フィルタ43によって形成されるから、簡単な製造方法によって複数の微細なフィンを、高密度で形成することができる。
Furthermore, the
第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、カーボン繊維束31は、壁部材21の第1流路22側の表層部分に突き刺さっている。これに代えて、カーボン繊維束31は、壁部材21に、深く突き刺さっていてもよい。
Second Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the
図10に図示されるように、カーボン繊維束31は、壁部材21に深く突き刺さった埋設部233を有する。埋設部233は、長さLEを有する。カーボン繊維束31の延長上に残された壁部材21は、厚さLRを有する。長さLEは、厚さLRより大きい。
As illustrated in FIG. 10, the
この実施形態によると、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、長さLEの長い埋設部233は、カーボン繊維束31から壁部材21への高い熱伝達を可能とする。厚さLRの薄い壁部材21は、第1媒体M1および/または第2媒体M2の漏れを阻止する。また、厚さLRの薄い壁部材21は、カーボン繊維束31から第2媒体M2への高い熱伝達を可能とする。
According to this embodiment, the same effect as the preceding embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, the embedded
第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、カーボン繊維束31は、壁部材21に突き刺さっている。これに代えて、カーボン繊維束31は、壁部材21を貫通していてもよい。
Third Embodiment This embodiment is a modification in which the preceding embodiment is a basic form. In the above embodiment, the
図11に図示されるように、カーボン繊維束31は、壁部材21を貫通する埋設部333を有する。埋設部333の基端は、第2流路23に面している。カーボン繊維束31は、第2流路23に突出した部分を有していてもよい。
As illustrated in FIG. 11, the
この実施形態によると、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、カーボン繊維束31は、第1媒体M1と第2媒体M2との間の熱伝達に直接的に貢献する。
According to this embodiment, the same effect as the preceding embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, the
第4実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第1流路22と第2流路23との間には樹脂製の壁部材21だけが配置されている。これに加えて、金属製の壁部材424が配置されていてもよい。
Fourth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, only the
図12に図示されるように、基材20は、樹脂製の壁部材21と金属製の壁部材424とによって提供される。壁部材21と壁部材424とは、一体の壁を提供するように接合されている。壁部材21は、第1流路22側に配置されている。壁部材424は、第2流路23側に配置されている。壁部材21は、カーボン繊維束31を固定するための固定部材としても機能する。
As shown in FIG. 12, the
この実施形態によると、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、第2媒体M2に適した金属材料を利用することができる。 According to this embodiment, the same effect as the preceding embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, a metal material suitable for the second medium M2 can be used.
第5実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、カーボン繊維束31は、壁部材21を貫通しない。これに代えて、カーボン繊維束31の基端は、壁部材424に接触していてもよい。
Fifth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the
図13に図示されるように、カーボン繊維束31は、壁部材21を貫通するとともに、壁部材424に接触する基端を含む埋設部533を有する。この実施形態によると、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、カーボン繊維束31は、壁部材424との間で高い熱伝達が可能である。
As illustrated in FIG. 13, the
第6実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、貫通穴44は円柱状である。これに代えて、多様な形状の貫通穴を利用可能である。
Sixth Embodiment This embodiment is a modification in which the preceding embodiment is a basic form. In the above embodiment, the through
図14に図示されるように、フィルタ43は、貫通穴644を有する。貫通穴644は、ケース41側に面する入口644aと、壁部材21側に面する出口644bとを有する。貫通穴644の内面644cは、入口644aから出口644bに向けて徐々に大きくなる傾斜面によって形成されている。内面644cは、内面644cと、カーボン繊維束31との分離を容易に行うための抜き勾配を提供する。図中には、抜き勾配がやや誇張して図示されている。この貫通穴644によって成形されるカーボン繊維束31は、円柱状と呼びうる形状を有している。
As illustrated in FIG. 14, the
この実施形態によると、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、カーボン繊維束31が安定的に成形される。
According to this embodiment, the same effect as the preceding embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, the
第7実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、貫通穴644は抜き勾配を有する。これに代えて、円錐台に対応する形状の貫通穴を用いてもよい。
Seventh Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the through
図15に図示されるように、フィルタ43は、円錐台に対応する形状をもつ貫通穴744を有する。貫通穴744の内面744cは、抜き勾配より大きい傾斜角をもつ。内面744cは、円錐台状のカーボン繊維束31を形成する。カーボン繊維束31は、小径の露出部732と、大径の埋設部733とを有する。この実施形態によると、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。さらに、この実施形態によると、埋設部733は、壁部材21の中において奥ほど広がった形状を提供する。これにより、カーボン繊維束31の抜けが抑制される。また、カーボン繊維束31は、その軸方向、すなわち高さ方向において、熱伝導の変化に対応した断面積を提供する。
As shown in FIG. 15, the
第8実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、カーボン繊維束31は、円柱状である。これに代えて、多様な形状のカーボン繊維束31を用いることができる。
Eighth Embodiment This embodiment is a modification example based on the preceding embodiment. In the above embodiment, the
図16に図示されるように、カーボン繊維束31は、長方形の断面をもつ板状である。カーボン繊維束31は、第1媒体M1の流れ方向に沿って拡がる平面状の側面を提供する。この実施形態でも、カーボン繊維束31の形状はフィルタ43によって規定される。
As illustrated in FIG. 16, the
第9実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図17に図示されるように、カーボン繊維束31は、三角形の断面をもつ板状の形状をもつ。カーボン繊維束31は、第1媒体M1の流れ方向に沿って、幅が徐々に拡がる断面を提供する。カーボン繊維束31は、第1媒体M1の流れ方向に沿って拡がるが、同流れ方向に対してやや傾斜した平面状の側面を提供する。この実施形態でも、カーボン繊維束31の形状はフィルタ43によって規定される。
Ninth Embodiment This embodiment is a modification example based on the preceding embodiment. As shown in FIG. 17, the
第10実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱交換部材11は、第1媒体M1と第2媒体M2との間の熱交換を提供する熱交換器10を形成する。これに代えて、熱交換部材11は、第1媒体M1だけと熱交換する用途に利用されてもよい。
Tenth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In the said embodiment, the
図18に図示されるように、熱交換部材11は、温度調節を必要とする機器A10の容器を提供する。機器A10の一例は、放熱を必要とする電気部品である。電気部品の一例は、半導体部品である。機器A10は、例えば、大電力を制御するための半導体スイッチング素子である。この実施形態でも、熱交換部材11は、基材20とフィン群30とを有している。基材20は、電気部品を包むモールド樹脂である。フィン群30は、先行する実施形態において説明した複数のカーボン繊維束31を有する。この実施形態では、第1媒体M1は、唯一の熱輸送媒体である。第1媒体M1は、例えば、低温の空気などの流体である。この実施形態によると、第1媒体M1と基材20との間において高い熱伝達が実現される。
As illustrated in FIG. 18, the
(他の実施形態)
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure in this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and / or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments are omitted. The disclosure encompasses the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scope disclosed is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims. .
上記実施形態では、タンク−アンド−チューブ型の熱交換器が例示されている。これに代えて、開示は、ドロンカップ型、シェル−アンド−チューブ型など多様な熱交換器に適用することができる。また、上記実施形態では、チューブにフィン群30が設けられている。これに代えて、フィン群30は、熱交換に寄与しうる多様な部分の表面に設けることができる。例えば、フィン群30は、タンクの表面に設けられてもよい。また、フィン群30は、配管の表面に設けられてもよい。また、フィン群30は、第2媒体M2と熱交換するように、壁部材21の内面に設けられてもよい。例えば、図4における第2流路23に突出するようにカーボン繊維束31が設けられてもよい。
In the above embodiment, a tank-and-tube heat exchanger is illustrated. Instead, the disclosure can be applied to various heat exchangers such as a drone cup type and a shell-and-tube type. Moreover, in the said embodiment, the
上記実施形態では、カーボン繊維束31は、壁部材21および第1媒体M1の流れ方向に対して垂直である。これに代えて、カーボン繊維束31は、壁部材21または第1媒体M1の流れ方向に対して、鋭角または鈍角をなすように配置されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、壁部材21を熱可塑性樹脂によって形成し、加熱によってカーボン繊維を刺し込み可能としている。これに代えて、壁部材21の表面に、カーボン繊維を刺すことが可能な柔らかい樹脂層を形成し、カーボン繊維を刺した後に、樹脂層を硬化させてもよい。柔らかい樹脂層は、樹脂を塗布することによって形成されてもよい。
In the said embodiment, the
上記実施形態では、複数のカーボン繊維42に高電圧を印加し、壁部材21に逆極性の高電圧を印加する。これに代えて、複数のカーボン繊維42と壁部材21との一方に高電圧を印加し、他方を接地電位としてもよい。
In the above embodiment, a high voltage is applied to the plurality of
10 熱交換器、 11 熱交換部材、 A10 電気部品、
20 基材、
21 壁部材、 22 第1流路、 23 第2流路、424 壁部材、
30 フィン群、
31 カーボン繊維束(フィン)、 32、732 露出部分、
33、233、333、533、733 埋設部分、
40 製造装置、
41 ケース、 42 カーボン繊維、 43 フィルタ、
44、644、744 貫通穴、 45、46 高電圧電源、
M1 第1媒体、 M2 第2媒体。
10 heat exchanger, 11 heat exchange member, A10 electrical component,
20 substrate,
21 wall member, 22 1st flow path, 23 2nd flow path, 424 wall member,
30 fins,
31 Carbon fiber bundle (fin), 32, 732 exposed portion,
33, 233, 333, 533, 733 buried part,
40 manufacturing equipment,
41 cases, 42 carbon fibers, 43 filters,
44, 644, 744 through hole, 45, 46 high voltage power supply,
M1 first medium, M2 second medium.
Claims (13)
複数のカーボン繊維によって形成され、前記熱媒体(M1)の中に露出する露出部(32)および前記壁部材(21)に埋設された埋設部(33)を有するカーボン繊維束(31)とを備える熱交換部材。 A resin wall member (21) forming a flow path (22) for flowing a heat medium;
A carbon fiber bundle (31) formed of a plurality of carbon fibers and having an exposed portion (32) exposed in the heat medium (M1) and an embedded portion (33) embedded in the wall member (21). A heat exchange member provided.
前記壁部材に前記カーボン繊維を突き刺すことが可能な軟質層を形成すること、および、
複数の前記カーボン繊維と前記壁部材との間に高電圧を印加することにより前記カーボン繊維を前記壁部材に向けて移動させ、前記カーボン繊維を前記軟質層に突き刺すことを含む熱交換部材の製造方法。 In the manufacturing method of the heat exchange member in any one of Claims 1-7,
Forming a soft layer capable of piercing the carbon fiber in the wall member; and
Production of a heat exchange member comprising: moving a carbon fiber toward the wall member by applying a high voltage between the plurality of carbon fibers and the wall member; and piercing the carbon fiber into the soft layer Method.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61264165A (en) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Senchiyurii Fiber Kk | Heat radiation member covered with carbon fiber |
JPS6471632A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | Komatsu Mfg Co Ltd | Heat exchanger and its manufacture |
JP2006200816A (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Calsonic Kansei Corp | Resin-made heat exchanger and its manufacturing method |
JP2006287179A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | Heat conduction material and its manufacturing method |
JP2007299906A (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Nitto Denko Corp | Article equipped with electromagnetic wave shielding sheet-like structure |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61264165A (en) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Senchiyurii Fiber Kk | Heat radiation member covered with carbon fiber |
JPS6471632A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-16 | Komatsu Mfg Co Ltd | Heat exchanger and its manufacture |
JP2006200816A (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Calsonic Kansei Corp | Resin-made heat exchanger and its manufacturing method |
JP2006287179A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi | Heat conduction material and its manufacturing method |
JP2007299906A (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Nitto Denko Corp | Article equipped with electromagnetic wave shielding sheet-like structure |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020029963A (en) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | Aca株式会社 | Heat exchanger, and resin applied to heat exchanger |
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