JP5243480B2 - 中空熱源 - Google Patents
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology
Description
(一)ドローン構造カーボンナノチューブフィルム
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む。図3を参照すると、単一の前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム143aは、超配列カーボンナノチューブアレイ(Superaligned array of carbon nanotubes,非特許文献1を参照)から引き出して得られ、自立構造を有したものである。単一の前記カーボンナノチューブフィルム143aにおいて、前記複数のカーボンナノチューブの大部分は、前記カーボンナノチューブフィルムの表面に平行に、カーボンナノチューブフィルムを引き出す方向に沿って、且つ、同じ方向に沿って配列されている。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で端と端が接続されている。微視的には、前記カーボンナノチューブフィルム143aにおいて、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブ以外に、該同じ方向に沿っておらずランダムな方向を向いたカーボンナノチューブも存在している。ここで、該ランダムな方向を向いたカーボンナノチューブは、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブと比べて、割合は小さい。
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のプレシッド構造カーボンナノチューブフィルム(pressed carbon nanotube film)を含む。図6又は図7を参照すると、前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されている。前記カーボンナノチューブフィルムは、押し器具を利用することにより、所定の圧力をかけて前記カーボンナノチューブアレイを押し、該カーボンナノチューブアレイを圧力で倒すことにより形成された、シート状の自立構造を有するものである。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、分子間力で接続し、前記カーボンナノチューブの配列方向は、前記押し器具の形状及び前記カーボンナノチューブアレイを押す方向により決められている。
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚の綿毛構造カーボンナノチューブフィルム(flocculated carbon nanotube film)を含む。図8及び図9を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブは、相互に絡み合い、等方的に配列されている。前記カーボンナノチューブ構造体においては、前記複数のカーボンナノチューブが均一に分布され、前記綿毛構造カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されている。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、10マイクロメートル以上であり、200マイクロメートル〜900マイクロメートルであると好ましい。前記カーボンナノチューブ構造体は、自立構造の薄膜の形状に形成されている。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、前記カーボンナノチューブ構造体を独立して利用することができるという形態である。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接近して、相互に絡み合って、カーボンナノチューブネット状に形成されている。前記複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されて、複数の微小な穴が形成されている。ここで、単一の前記微小な穴の直径が10マイクロメートル以下になる。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に絡み合って配置されるので、該カーボンナノチューブ構造体は柔軟性に優れ、任意の形状に湾曲して形成させることができる。用途に応じて、前記カーボンナノチューブ構造体の長さ及び幅を調整することができる。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは、1.0マイクロメートル〜1.0ミリメートルであり、100マイクロメートルであることが好ましい。
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚の超長構造カーボンナノチューブフィルム(ultra−long carbon nanotube film)を含む。図11を参照すると、前記カーボンナノチューブフィルムは、ほぼ同じ長さを有する複数のカーボンナノチューブを含む。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、前記複数のカーボンナノチューブは、同じ方向に沿って、均一に並列されている。単一の前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは、10ナノメートル〜100マイクロメートルである。前記複数のカーボンナノチューブは、それぞれ前記複数のカーボンナノチューブフィルムの表面に平行に配列され、相互に平行に配列されている。隣接する前記カーボンナノチューブは所定の距離で分離して設置される。前記距離は0マイクロメートル〜5マイクロメートルである。前記距離が0マイクロメートルである場合、隣接する前記カーボンナノチューブは分子間力で接続されている。前記カーボンナノチューブフィルムにおける各々の前記カーボンナノチューブの長さは、前記カーボンナノチューブフィルムの長さと基本的に同じである。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、1センチメートル以上であり、1センチメートル〜30センチメートルであることが好ましい。さらに、各々の前記カーボンナノチューブには結節がない。本実施形態において、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは10マイクロメートルである。単一の前記カーボンナノチューブの長さは10センチメートルである。
図15及び図16を参照すると、本発明実施例1に係る中空熱源100は、中空の三次元支持体102、加熱素子104、第一電極110、第二電極112、反射層108、保護層(図示せず)を含む。前記中空の三次元支持体102は、断面の形状が環状である中空のセラミックス管である。前記加熱素子104は、前記中空の三次元支持体102の外表面に設置され、基体及びカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体が前記基体の中に複合される。前記加熱素子104は、前記第一電極110及び前記第二電極112に電気的に接続する。
図20、図21及び図22を参照すると、本実施例は、中空熱源200を提供する。本実施例の中空熱源200は、加熱素子204、反射層208、二つの第一電極210及び二つの第二電極212を含む。前記加熱素子204は、中空の直方体に形成されるカーボンナノチューブ構造体であり、該カーボンナノチューブ構造体が上述のカーボンナノチューブ構造体のいずれかの一種である。前記二つの第一電極210及び前記二つの第二電極212は、それぞれ、前記中空の直方体の中空の構造の各々の側面が接合する位置に設置され、前記加熱素子204に電気的に接続される。前記第一電極210及び前記第二電極212は、前記加熱素子204を支持する役割を果たす。前記反射層208は、前記加熱素子204の、前記第一電極210及び前記第二電極212と対向する面とは反対の表面に設置される。
図23と図24を参照すると、本実施例は、中空熱源300を提供する。本実施例の中空熱源300は、中空の三次元支持体302、加熱素子304、第一電極310、第二電極312、反射層308及び保護層309を含む。前記反射層308は、前記中空の三次元支持体302の裏表面に設置される。前記加熱素子304は、前記反射層308の、前記中空の三次元支持体302と対向する面とは反対の表面に設置される。前記保護層309は、前記加熱素子304の、前記反射層308と対向する面とは反対の表面に設置される。前記第一電極310及び前記第二電極312は、それぞれ、前記加熱素子304と前記反射層308との間に設置され、該加熱素子304に電気的に接続され、該加熱素子304を電源に電気的に接続させる。
110、210、310 第一電極
112、212、312 第二電極
104、204、304 加熱素子
108、208、308 反射層
102、302 中空の三次元支持体
143a カーボンナノチューブフィルム
143b カーボンナノチューブセグメント
145 カーボンナノチューブ
309 保護層
Claims (3)
- 加熱素子と、前記加熱素子と電気的に接続された少なくとも二つの電極と、反射層と、を含み、
前記加熱素子がカーボンナノチューブ複合構造体を含む中空の構造であり、前記カーボンナノチューブ複合構造体が少なくとも一枚の自立構造を有するカーボンナノチューブフィルム及び基体材料を含み、該カーボンナノチューブフィルム及び基体材料が複合され、
該単一のカーボンナノチューブフィルムが複数のカーボンナノチューブを含み、該複数のカーボンナノチューブが等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されていて、
前記反射層が、前記加熱素子から放出された熱を反射し、該熱を前記中空の構造に放出させるように構成されていて、
前記基体材料が、前記カーボンナノチューブ構造体の微孔の中にのみ添加されているか、又は前記カーボンナノチューブ構造体を完全に被覆していることを特徴とする中空熱源。 - 前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブが、分子間力で接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の中空熱源。
- 前記複数のカーボンナノチューブが、それぞれ前記カーボンナノチューブフィルムの表面と成す角度が0°〜15°であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の中空熱源。
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