JPH02103344A - 熱伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体、特に空気を用いて、部材から熱を伝達
、又は移動する為の装置に関するものである。

［従来の技術］ 温度差に基づく熱伝達又は熱移動は、技術分野において
多様に用いられている。熱伝達は、その場合、３つの異
なった方法で行われる。

つまり、熱が固体媒体、又はよどみ流体を通って流れる
熱伝導によるか、熱が媒体、一般には流体媒体の運動に
より移動される熱対流によるか、熱が電磁波の形で伝達
される熱輻射により伝達される。

例えば、熱交換器は既知のものであるが、該熱交換器は
、２本、又は複数本の管から形成されており、該管中を
、異なった温度の２つの媒体が貫流しており、熱交換が
直流、又は逆流の原理に基づき行われる。

太陽エネルギー利用装置の場合、反射システムにより集
束された太陽熱が、細い金綱を備えたシリンダから成る
金綱中へ伝導される方法が知られている。シリンダを通
って空気が貫流するが、その際の温度は、８００℃以上
に達している。熱気中に含まれるエネルギーは、さまざ
まな方法で。

例えば、冷却管を備えた吸収装置において用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ シリンダ状金綱を用いることにより、比較的良好な効率
が得られるが、金綱の安定度は低く、容易に任意の形に
変形可能であると言う欠点がある。また、ケーシングの
外側に配置されており、その表面増大により、より良好
な熱移動を行う冷却リブ、冷却バー、又はこれらに類似
したものが知られている。

これらの欠点は、部材が著しく重く且つ大きくなること
である。

本発明の目的は、高い効率を有していると同時に、高い
安定性も有しており、その形は広範囲において自由であ
り、あまりにも大巾な重量の増加、又は比較的大きな所
要面積を促すことのない前述の種類の装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ この課題は、部材が少なくとも一部分、熱伝導性材料か
ら成る薄片、針金、又は粒のあらい金属粉末を有してお
り、これが、部材上へ焼結融合されているか、又は部材
と共に焼結されているか、或いは１部材自体が完全に、
又は、少なくとも一部分焼結材料から形成されているこ
とにより解決された。

部材は、使用状況に応じて、完全に又はほぼ完全に、金
属薄片、針金、又は粒のあらい金属粉末を圧縮成形し更
に焼結されたものであるか、或いは、金属薄片、針金、
又は粒のあらい金属粉末が部材表面の少なくとも一部分
上へ焼結融合されている。

特に、太陽エネルギー利用装置の熱交換器として本発明
に基づく装置を使用する場合１部材は、完全に前記焼結
された部分で作られており、空気が熱伝達媒体として貫
流している。

既知の金鋼と比較した場合、著しく高い安定性を示して
おり、焼結型をしかるべく成形する場合、本発明に基づ
く部材は、しかるべく任意の形に作ることが可能である
。

本発明の良好な形態においては１部材は、針金綱状物、
又は針金をメリヤス編状に編んだ物から成る１枚の、又
は複数枚のプレート構造を呈しており、該針金は、抵抗
溶接により部分的に相互に連結されている・ この種の部材は、容易に且つ安いコストで製造可能であ
ると同時に、既知の綱状物とは反対に、コンパクトなユ
ニットが作られるが、それにもかかわらず大きな流量が
保証されている。この種の綱状物、又はメリヤス編状に
編んだ物は、各々、抵抗溶接により相互に連結されてい
る個々の箇所においてのみ接触しているので、依然とし
て、流体、特に空気の流出する孔、又は開口部が多数自
由に使用可能に残っている０次に、プレート状部村上へ
薄片、針金又は粒のあらい金属粉末が焼結される。

必要とあらば、１枚の、又は複数枚のプレート内に異な
った強度の針金を配置することも可能である。その場合
、１枚のプレート内に異なった強度、又は太さの針金を
配置することが可能であり、もしくは、複数枚の積み重
ねられたプレートも使用可能であるが、その際各々のプ
レートは、他のプレートとは異なった太さ、又は直径の
針金を備えている。この様にして、必要とあらば、装置
内の異なった孔、又は開口部の大きさにより流体の貫流
速度を制御可能である６例えば、この種の熱伝達手段は
、汚染物を分離する為にも用いられる。

焼結部材は、さまざまな技術分野において知られている
が、その場合、一般に、金属粉末は、液圧、又は偏心プ
レスにより、冷間、又は熱間圧縮成形され、次に焼結さ
れる。焼結と言う言葉の解釈は、使用される金属粉末の
融解温度のほぼ２／３及至４１５の温度に基づき還元ふ
ん囲気内で加熱することである。その際、金属面の焼結
が生じ、粉末混合物が硬化する。

小さな針金部分、金属薄片、又は粒のあらい金属粉末か
ら焼結部材を製造する場合、この部材は、同部材を通っ
て流出する流体、特に空気、或いは、他のあらゆるガス
状媒体による熱交換の為に使用可能な高い透過性を有し
ていることが判明した。

既知の針金綱状物と比較して、針金、金属薄片、又は粒
のあらい金属粉末を相互により良好に結合することによ
り、より良好な熱伝導性が、又ひいては、より良好な熱
移動性が得られる。針金綱状物の場合、熱伝達は、表面
接触によってのみ行われる。更に、本発明に基づく部材
は、より長持ちがし、より大きな荷重に耐えうるもので
ある。これは、−成製品、又は部材として、針金綱状物
、又は針金をメリヤス編状に編んだ物から成るプレート
を使用した場合にも該当する。なぜならば、抵抗溶接に
より、プレートの安定性がしかるべく高められているか
らである。

この理由から、本発明に基づく装置は、特に、太陽エネ
ルギー利用装置の為の使用に適している。

本発明の発明に基づくその他の使用分野は、部材による
熱の迅速且つ良好な移動が重要視されるのだが、熱を生
み出す、又は熱の生み出されるあらゆる分野である。こ
れは、例えば、主に自動車製造の、例えば、シリンダヘ
ッドカバー、油受け、ギアボックスカバーが該当する。

これについては、しかるべき部材に冷却リブが備わって
いることは既知のことである。しかし、この場合の欠点
は、付加的な床面積の必要性の他に、冷却されるべき部
材の比較的大きな重量が結果として生ずることである。

本発明の発明に基づく他の構造においては、冷却される
べき部材表面の少なくとも一部分上に、金属薄片、針金
、又は金属粉末が焼結融合されている。

この措置により、冷却されるべき部材の表面が著しく拡
大され、焼結されることにより、しかるべく良好な熱伝
達、又は熱伝導の為の部材自体との強力なコンタクトが
得られる。

例えば、冷却リブの様な熱移動の為の既知の措置と比較
した場合、本発明に基づく焼結融合によれば、明らかに
より少ないスペースしか必要としない、従って１部材重
量の増加もわずかである。

その他の利点としては、本発明に基づく焼結融合により
、更に遮音、又は消音効果が得られる。

当然のことながら１本発明に基づく措置は、必要とあら
ば、熱移動の為の既知の措置及び手段と共に組合わせる
ことも可能である０例えば、冷却リブは、付加的に焼結
融合された針金、金属薄片、又は粒のあらい金属粉末を
有していることが可能である。

［実施例］ 次に、図面を参照しながら本発明の２実施例の原理を詳
細に説明する。

第１図に図示されている部材ｌは、特に、太陽エネルギ
ー利用装置における使用に適している。

第１図に従った実施例に基づけば、部材は、完全に金属
薄片から形成されており、該金属薄片は、しかるべき型
を用いて圧縮成形され、次に焼結されている。それによ
り、高い透過性を有する部材が形成される。

材料としては、高い熱伝導性を有するすべての金属、特
に銅が適している。

当然のことながら、全く他の形を呈していることも可能
であるが、この種のシリンダ状部材は、太陽エネルギー
利用装置（ここには図示されていなレリ内で強い太陽光
線にさらされ、８００℃以上の温度にまで熱くなる０例
えば、矢印方向に、部材ｌの正面２から他方の正面３へ
向けて空気を貫流させると、この空気は、次にエネルギ
ー利得の為に使用されるのだが、８００℃以上にまでし
かるべく熱くなる。当然、同じ様に横方向の貫流も可能
である。同じ方法で、空気の代わりに、部材ｌから熱を
移動させる為に他の媒体を使用することも可能である。

貫流抵抗を低減させる為に、部材ｌは、場合によっては
、吸込孔、又は吸込溝及び排出孔、又は排出溝を備えて
いるが、熱伝達は、その場合、主に、吸入孔と排出孔と
の間、又は、吸入溝と排出溝との間の壁部分の質流によ
って行われる。

第２図には、熱伝達手段、又は熱交換手段に関する一実
施例が示されているが、部材ベースは、個々のプレート
６から形成されており、該プレートは、各々、個々の針
金７の複数の層から成る綱状物により構成されており、
該綱状物は１例えば、縦及び横針金が綱状に、又はメリ
ヤス編状に相互に連結されている。用途に応じて、針金
７から成る綱状物の状部の複数枚のこの種のプレート６
が重ね合わされ、電極対８と、抵抗溶接手段の電極板９
との間に置かれる。

両方の電極板の一方はプラス極を、又他方の電極板はマ
イナス極を形成しているが、該両方の電極板８及び９が
近づけられると、それらの間に位置しているプレート６
に圧力が加わり、同時に、しかるべき電流衝撃により抵
抗溶接が行われ。

個々の針金７は１層６内で点状に、又層７の各々の外側
の針金は、隣接してそれに対比して位置している隣の層
６の針金と結合される。この様にして丈夫な単一体が形
成されるが、流体貫流の為には十分に大きな孔、又は開
口部が備わっている。

抵抗溶接の後、それにより形成された部材は、必要とあ
らば、任意の形に曲げられる。

抵抗溶接後、部材は、熱伝導性材料から成る薄片、短い
針金、又は金属粉末１０を備えているが、更に前記部分
は、任意の方法により部材内部中へ分散可能である。こ
れは、例えば、振動によるか、粘着性液体を介して挿入
するか、又は電気及び／又は磁気作用により行われる。

薄片、針金、又は金属粉末を挿入した後、一般に焼結プ
ロセスが行われるが、それにより前記部分は、部材、つ
まり針金７及びそれにより形成されているプレート６へ
結合される。

第３図は、部材４の原理を示しているが、その一方何の
表面は、薄片５を備えており、該薄片は、部材４上へ焼
結融合されている０部材４は、任意の金属から形成され
うるが、焼結融合されるべき金属薄片を用いて焼結プロ
セスを実施出来るかどうかについてだけは注意を要する
。この種のプロセスも既知のものであり、従って、以下
に詳細には説明されていない。

部材４内に熱が生ずると、又は、部材が１例えば、容器
としてその中に存在する媒体をし帝断するのだが、該部
材４を介して熱が移動するに至ると、焼結融合されてい
る金属薄片を通っての熱の移動は、その表面が拡大され
ていることにより著しく改善される０部材４は、この場
合１例えば。

ギア装置の壁、内燃機関のシリンダヘッドカバー、又は
何れかの他の壁でありうるが、該壁を介して熱の移動を
行うことになっている。

針金、又は金属粉末の直径、或いは、金属薄片の巾及び
その長さは、各用途に応じて調整されるが、０．１と５
ｍｍの間、又は１と１０ｍｍとの間である。一般に、長
さは、直径、又は巾よりもはるかに長い、しかし、必要
とあらば当然のことながら、ここでも上下に誤差を生じ
せしめることも可能である。

［発明の効果］ 本発明の熱伝達装置は、上述の如き構成としたため、高
い熱伝達効率を得ることができ、しかも高い安定性をも
有すると共に、その形も自由度が広く、それでいて大幅
な電量の増加や大きな所要面積をも必要とすることがな
いという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は５太陽エネルギー利用装置に見られる熱交換装
置を示す斜視図、 第２図は、針金製の綱状物から成るプレート状の部材を
用いた太陽エネルギー利用装置に見られる熱交換装置を
示す断面図。 第３図は、焼結融合された金属粒子を有する部材を示す
側面図である。 ｌ、４：部材　　　　　５：金属粉末 ６：プレート　　　　　７：針金

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）流体、特に空気を用いて、部材から熱を伝達、又
   は移動する為の装置にして、 前記部材（１、４）は、少なくとも一部分に熱伝導性材
   料から成る薄片、針金、又は粒のあらい金属粉末（５）
   を備えており、前記熱伝導性材料は、前記部材上へ焼結
   融合されているか、又は前記部材と共に焼結されている
   か、或いは、前記部材（１）自体が完全に、又は少なく
   とも一部分焼結材料から形成されていることを特徴とす
   る熱伝達装置。 （２）金属薄片、針金、又は粒のあらい金属粉末から成
   る部材（１）は、圧縮成形され、次に焼結されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の熱伝達装置。 （３）前記部材（１）は、針金（７）製の綱状物、又は
   メリヤス編状に編まれたものから成る１枚の、又は複数
   枚のプレート（６）によって形成されており、前記複数
   枚のプレートは、抵抗溶接により相互に部分的に結合さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝達装置
   。 （４）前記１枚の、又は複数枚のプレート（６）内には
   、異なった強度の針金（７）が配置されていることを特
   徴とする請求項３に記載の熱伝達装置。 （５）太陽エネルギー利用装置内に熱交換器として配置
   されており、前記加熱された部材（４）を通って、例え
   ば空気の様なガス状の媒体が貫流することを特徴とする
   請求項１及至４の何れか１項に記載の熱伝達装置。 （６）前記部材（４）表面の少なくとも一部分上には、
   金属薄片、針金、又は粒のあらい金属粉末（５）が焼結
   融合されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝
   達装置。 （７）前記焼結粒子の太さ、又は直径は、 ０．１と５ｍｍの間であり、前記その長さは、１と１０
   ｍｍとの間に位置していることを特徴とする請求項１に
   記載の熱伝達装置。 （８）前記焼結粒子の太さ、又は直径は、 ０．１及至２ｍｍ、前記その長さは、２及至５ｍｍの間
   に位置していることを特徴とする請求項７に記載の熱伝
   達装置。 （９）焼結粒子としては、銅が予定されていることを特
   徴とする請求項１及至８の何れか１項に記載の熱伝達装
   置。