JPH10111025A - 熱交換モジュール - Google Patents
熱交換モジュールInfo
- Publication number
- JPH10111025A JPH10111025A JP8282922A JP28292296A JPH10111025A JP H10111025 A JPH10111025 A JP H10111025A JP 8282922 A JP8282922 A JP 8282922A JP 28292296 A JP28292296 A JP 28292296A JP H10111025 A JPH10111025 A JP H10111025A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- metallic
- heat
- heat exchange
- sintered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
- F28F2255/18—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes sintered
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 金属板間に金属繊維層を焼結、介装し、熱伝
導、熱交換性能、信頼性を高め小形化を可能にする。 【解決手段】 両金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂ
の間に多数本の金属繊維２を綿状に形成した金属繊維群
を挟み焼結して、各金属繊維２の間に熱媒体２０ａの流
通間隙ｄを形成し熱媒体に熱交換する金属繊維層３を両
金属板に焼結２ａして介装した熱交換モジュールとし、
又、金属繊維層３の金属繊維２は、繊維の体積Ｖに対す
る表面積Ｓの比率Ｓ／Ｖが大きい丸細線又は異形細線に
形成し、金属繊維層３の金属繊維２をステンレス鋼製と
してステンレス鋼製の金属板に焼結し、金属繊維層３の
金属繊維２を銅製として銅製の金属板に焼結２ａし、又
は金属繊維層３の金属繊維２を銅鉄合金製として銅鉄合
金製あるいはステンレス鋼製の金属板に焼結２ａし、更
に金属繊維層３の複数を中間の金属板１１ｂを介し焼結
して複数段に構成した。
導、熱交換性能、信頼性を高め小形化を可能にする。 【解決手段】 両金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂ
の間に多数本の金属繊維２を綿状に形成した金属繊維群
を挟み焼結して、各金属繊維２の間に熱媒体２０ａの流
通間隙ｄを形成し熱媒体に熱交換する金属繊維層３を両
金属板に焼結２ａして介装した熱交換モジュールとし、
又、金属繊維層３の金属繊維２は、繊維の体積Ｖに対す
る表面積Ｓの比率Ｓ／Ｖが大きい丸細線又は異形細線に
形成し、金属繊維層３の金属繊維２をステンレス鋼製と
してステンレス鋼製の金属板に焼結し、金属繊維層３の
金属繊維２を銅製として銅製の金属板に焼結２ａし、又
は金属繊維層３の金属繊維２を銅鉄合金製として銅鉄合
金製あるいはステンレス鋼製の金属板に焼結２ａし、更
に金属繊維層３の複数を中間の金属板１１ｂを介し焼結
して複数段に構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱コレクター
や空調設備、加熱装置及び冷却装置等に組み込まれる各
種の熱交換器に好適な熱交換モジュールに関するもので
ある。
や空調設備、加熱装置及び冷却装置等に組み込まれる各
種の熱交換器に好適な熱交換モジュールに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】太陽熱コレクターに付設された熱交換器
を代表例として説明すると、図３に示すようにパネルａ
１と、パネルに連設したポンプｐ付き循環路ａ２等から
なる太陽熱コレクターａにおいて、この循環路ａ２の高
温側の一部を曲げ加工した熱交換パイプｂ２に形成して
器体ｂ１内に組み込んだ熱交換器ｂを併設して、図示の
ようにパネルａ１によつて太陽熱エネルギーを吸収し、
流通する熱媒体（水等）Ｆ１に熱交換して集熱するとと
もに、熱交換器ｂによつてさらに熱媒体（水等）Ｆ２に
熱交換する構造になつており、給湯や加熱、冷房用等の
熱源として汎用されている。図中ｂ３は熱媒体Ｆ２の入
側パイプ、ｂ４はその高温側の出側パイプである。
を代表例として説明すると、図３に示すようにパネルａ
１と、パネルに連設したポンプｐ付き循環路ａ２等から
なる太陽熱コレクターａにおいて、この循環路ａ２の高
温側の一部を曲げ加工した熱交換パイプｂ２に形成して
器体ｂ１内に組み込んだ熱交換器ｂを併設して、図示の
ようにパネルａ１によつて太陽熱エネルギーを吸収し、
流通する熱媒体（水等）Ｆ１に熱交換して集熱するとと
もに、熱交換器ｂによつてさらに熱媒体（水等）Ｆ２に
熱交換する構造になつており、給湯や加熱、冷房用等の
熱源として汎用されている。図中ｂ３は熱媒体Ｆ２の入
側パイプ、ｂ４はその高温側の出側パイプである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱交換器は、一
般的に器体内に曲げ加工した熱交換パイプを配置して、
熱交換パイプによつて熱交換する構造になつているた
め、熱媒体との熱交換面積が限られて熱交換効率に限界
がある。従って、熱交換パイプを長尺にしたり多数本を
併設するなどして熱交換効率を高める必要が生じ、大型
になつてコスト高となるなどの課題がある。
般的に器体内に曲げ加工した熱交換パイプを配置して、
熱交換パイプによつて熱交換する構造になつているた
め、熱媒体との熱交換面積が限られて熱交換効率に限界
がある。従って、熱交換パイプを長尺にしたり多数本を
併設するなどして熱交換効率を高める必要が生じ、大型
になつてコスト高となるなどの課題がある。
【０００４】本発明は、前記のような課題を解決するた
めに開発されたものであつて、その目的とする処は、両
金属板の間に焼結して固着した熱媒体の流通間隙を有す
る金属繊維層を介装して、熱交換面積を大幅に増加して
熱交換効率を高め、小形化を可能にするなど、熱交換性
能、信頼性を向上した熱交換モジュールを提供するにあ
る。
めに開発されたものであつて、その目的とする処は、両
金属板の間に焼結して固着した熱媒体の流通間隙を有す
る金属繊維層を介装して、熱交換面積を大幅に増加して
熱交換効率を高め、小形化を可能にするなど、熱交換性
能、信頼性を向上した熱交換モジュールを提供するにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上側と下側の
両金属板の間に多数本の金属繊維を綿状に形成した金属
繊維群を挟み焼結して、各金属繊維の間に熱媒体の流通
間隙を形成し熱伝導とともに熱媒体に熱交換する金属繊
維層を両金属板に焼結して介装した熱交換モジュールに
特徴を有し、この金属繊維層は、多数の金属繊維によつ
て効果的に熱伝導し、大幅に増加された広い表面の全域
で多数の流通間隙を流通する熱媒体に効率良く熱交換す
るなど、熱交換性能、信頼性を大幅に高めている。
両金属板の間に多数本の金属繊維を綿状に形成した金属
繊維群を挟み焼結して、各金属繊維の間に熱媒体の流通
間隙を形成し熱伝導とともに熱媒体に熱交換する金属繊
維層を両金属板に焼結して介装した熱交換モジュールに
特徴を有し、この金属繊維層は、多数の金属繊維によつ
て効果的に熱伝導し、大幅に増加された広い表面の全域
で多数の流通間隙を流通する熱媒体に効率良く熱交換す
るなど、熱交換性能、信頼性を大幅に高めている。
【０００６】前記の熱交換モジュールにおいて、金属繊
維層の金属繊維は、金属繊維の体積に対する表面積の比
率が大きい丸細線又は異形細線に形成して、各金属繊維
における熱伝導及び熱交換性能をさらに高めている。
維層の金属繊維は、金属繊維の体積に対する表面積の比
率が大きい丸細線又は異形細線に形成して、各金属繊維
における熱伝導及び熱交換性能をさらに高めている。
【０００７】前記の熱交換モジュールにおいて、金属繊
維層の金属繊維をステンレス鋼製としてステンレス鋼製
の金属板に焼結した構成に特徴を有し、この優れた耐食
性、高強度及び熱伝導性等によつて、熱伝導及び熱交換
性能とともに耐久性を高めている。又は、金属繊維層の
金属繊維を銅製として銅製の金属板に焼結した構成に特
徴を有し、この優れた熱伝導性等によつて熱伝導及び熱
交換性能をさらに高めている。あるいは、金属繊維層の
金属繊維を銅鉄合金製として銅鉄合金製あるいはステン
レス鋼製の金属板に焼結した構成に特徴を有し、この銅
と鉄の優れた両特性を発揮せしめて、熱伝導及び熱交換
性能とともに耐久性を高めるなど、総合的に熱交換性
能、信頼性を効果的に高めている。
維層の金属繊維をステンレス鋼製としてステンレス鋼製
の金属板に焼結した構成に特徴を有し、この優れた耐食
性、高強度及び熱伝導性等によつて、熱伝導及び熱交換
性能とともに耐久性を高めている。又は、金属繊維層の
金属繊維を銅製として銅製の金属板に焼結した構成に特
徴を有し、この優れた熱伝導性等によつて熱伝導及び熱
交換性能をさらに高めている。あるいは、金属繊維層の
金属繊維を銅鉄合金製として銅鉄合金製あるいはステン
レス鋼製の金属板に焼結した構成に特徴を有し、この銅
と鉄の優れた両特性を発揮せしめて、熱伝導及び熱交換
性能とともに耐久性を高めるなど、総合的に熱交換性
能、信頼性を効果的に高めている。
【０００８】さらに、前記の熱交換モジュールにおい
て、金属繊維層の複数を中間の金属板を介し焼結して複
数段に構成したことに特徴を有し、熱交換性能をさらに
複数倍に高めるなど、総合的に熱交換性能、信頼性を大
幅に高めている。
て、金属繊維層の複数を中間の金属板を介し焼結して複
数段に構成したことに特徴を有し、熱交換性能をさらに
複数倍に高めるなど、総合的に熱交換性能、信頼性を大
幅に高めている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１Ａに本発明の熱交換モジュー
ルの第１実施例、図２に第２実施例を示している。図中
１ａ，１ｂ及び１１ａ，１１ｂはステンレス鋼製や銅製
又は銅鉄合金製からなる上側と下側又は中間の金属板、
２はステンレス鋼製や銅製又は銅鉄合金製からなる金属
繊維、２ａは金属板と金属繊維との焼結、３は多数本の
金属繊維で形成した金属繊維層、ｄは金属繊維層の各金
属繊維の間に形成された多数の連続した流通間隙、１０
は太陽光又は加熱、２０は熱媒体である。
ルの第１実施例、図２に第２実施例を示している。図中
１ａ，１ｂ及び１１ａ，１１ｂはステンレス鋼製や銅製
又は銅鉄合金製からなる上側と下側又は中間の金属板、
２はステンレス鋼製や銅製又は銅鉄合金製からなる金属
繊維、２ａは金属板と金属繊維との焼結、３は多数本の
金属繊維で形成した金属繊維層、ｄは金属繊維層の各金
属繊維の間に形成された多数の連続した流通間隙、１０
は太陽光又は加熱、２０は熱媒体である。
【００１０】図示の実施例は、上側と下側の両金属板１
ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂの間に多数本の金属繊維２
を綿状に形成した金属繊維群を挟み焼結して、各金属繊
維２の間に熱媒体２０の流通間隙ｄを形成し熱伝導とと
もに熱媒体２０に熱交換する熱金属繊維層３を両金属板
１ａ，１ｂに焼結２ａして介装した熱交換モジュールに
なつている。
ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂの間に多数本の金属繊維２
を綿状に形成した金属繊維群を挟み焼結して、各金属繊
維２の間に熱媒体２０の流通間隙ｄを形成し熱伝導とと
もに熱媒体２０に熱交換する熱金属繊維層３を両金属板
１ａ，１ｂに焼結２ａして介装した熱交換モジュールに
なつている。
【００１１】前記の熱交換モジュールにおいて、金属繊
維層３の金属繊維２は、金属繊維の体積Ｖに対する表面
積Ｓの比率Ｓ／Ｖが大きい丸細線又は異形細線に形成し
たことを特徴とする熱交換モジュールになつている。
維層３の金属繊維２は、金属繊維の体積Ｖに対する表面
積Ｓの比率Ｓ／Ｖが大きい丸細線又は異形細線に形成し
たことを特徴とする熱交換モジュールになつている。
【００１２】前記の熱交換モジュールにおいて、金属繊
維層３の金属繊維２をステンレス鋼製としてステンレス
鋼製の金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂに焼結２ａ
したことを特徴とする熱交換モジュールになつている。
維層３の金属繊維２をステンレス鋼製としてステンレス
鋼製の金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂに焼結２ａ
したことを特徴とする熱交換モジュールになつている。
【００１３】前記の熱交換モジュールにおいて、金属繊
維層３の金属繊維２を銅製として銅製の金属板１ａ，１
ｂ又は１１ａ，１１ｂに焼結２ａし、又は金属繊維層３
の金属繊維２を銅鉄合金製として銅鉄合金製あるいはス
テンレス鋼製の金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂに
焼結２ａしたことを特徴とする熱交換モジュールになつ
ている。
維層３の金属繊維２を銅製として銅製の金属板１ａ，１
ｂ又は１１ａ，１１ｂに焼結２ａし、又は金属繊維層３
の金属繊維２を銅鉄合金製として銅鉄合金製あるいはス
テンレス鋼製の金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂに
焼結２ａしたことを特徴とする熱交換モジュールになつ
ている。
【００１４】さらに、前記の熱交換モジュールにおい
て、金属繊維層３の複数を中間の金属板１１ｂを介し焼
結２ａして複数段に構成したことを特徴とする熱交換モ
ジュールになつている。
て、金属繊維層３の複数を中間の金属板１１ｂを介し焼
結２ａして複数段に構成したことを特徴とする熱交換モ
ジュールになつている。
【００１５】さらに詳述すると、金属板１ａ，１ｂ及び
１１ａ，１１ｂは、耐食性とともに高強度で良好な熱伝
導性を有するステンレス鋼製や、耐食性とともに優れた
熱伝導性を有する銅製、又は、鉄及び銅の両特性を有す
る高い銅含有率の銅鉄合金製とし適宜の厚さに形成し
て、これら金属板の間に金属繊維層３を焼結２ａして固
着し、太陽光や各種の加熱又は熱媒体１０の受熱面とし
て、吸収した熱エネルギーを金属板の内面で金属繊維層
３内の熱媒体２０に直接に熱交換するとともに金属繊維
層３の各金属繊維２に伝導して熱交換する構造になつて
いる。
１１ａ，１１ｂは、耐食性とともに高強度で良好な熱伝
導性を有するステンレス鋼製や、耐食性とともに優れた
熱伝導性を有する銅製、又は、鉄及び銅の両特性を有す
る高い銅含有率の銅鉄合金製とし適宜の厚さに形成し
て、これら金属板の間に金属繊維層３を焼結２ａして固
着し、太陽光や各種の加熱又は熱媒体１０の受熱面とし
て、吸収した熱エネルギーを金属板の内面で金属繊維層
３内の熱媒体２０に直接に熱交換するとともに金属繊維
層３の各金属繊維２に伝導して熱交換する構造になつて
いる。
【００１６】また、金属繊維層３を構成する金属繊維２
は、前記のような特性を有するステンレス鋼製や銅製又
は銅鉄合金製とし、流通する熱媒体２０で格別に振動、
損傷されない適度の細径に延伸加工して、例えば、０．
１ｍｍφ前後の金属繊維に形成している。さらに、この
金属繊維において断面積をＡ、繊維の長さをＬにする
と、単位当たりの繊維の体積Ｖ＝Ａ・Ｌ、表面積Ｓ＝周
長×Ｌと表されて、この熱伝導容量及び熱伝達容量は、 熱伝導容量＝熱伝導率×断面積Ａ×温度傾斜 熱伝達容量＝熱伝導率×表面積Ｓ×温度差 上式によつて算出され、この金属繊維２は、単位当たり
の繊維の体積Ｖに対する表面積Ｓの比率Ｓ／Ｖが大きい
丸細線又は異形細線（凹凸表面）に形成して、金属板で
吸収した熱エネルギーに対応する熱伝導性を有し、か
つ、この熱伝導性に対応させて熱伝達性能（熱交換性
能）に高めている。この優れた熱伝達性能によつて温度
傾斜が大きくなり熱伝導量も増加される。
は、前記のような特性を有するステンレス鋼製や銅製又
は銅鉄合金製とし、流通する熱媒体２０で格別に振動、
損傷されない適度の細径に延伸加工して、例えば、０．
１ｍｍφ前後の金属繊維に形成している。さらに、この
金属繊維において断面積をＡ、繊維の長さをＬにする
と、単位当たりの繊維の体積Ｖ＝Ａ・Ｌ、表面積Ｓ＝周
長×Ｌと表されて、この熱伝導容量及び熱伝達容量は、 熱伝導容量＝熱伝導率×断面積Ａ×温度傾斜 熱伝達容量＝熱伝導率×表面積Ｓ×温度差 上式によつて算出され、この金属繊維２は、単位当たり
の繊維の体積Ｖに対する表面積Ｓの比率Ｓ／Ｖが大きい
丸細線又は異形細線（凹凸表面）に形成して、金属板で
吸収した熱エネルギーに対応する熱伝導性を有し、か
つ、この熱伝導性に対応させて熱伝達性能（熱交換性
能）に高めている。この優れた熱伝達性能によつて温度
傾斜が大きくなり熱伝導量も増加される。
【００１７】金属繊維層３は、前記の金属繊維２の多数
本を適宜の手段で開繊等して綿状とし、金属繊維の間に
連続した適度の流通間隙ｄを多数形成するとともに、適
宜の層厚のマツト状金属繊維群にして、この金属繊維群
を上側と下側の金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂの
間に挟み適度に圧接して焼結炉の真空雰囲気で焼結する
ことによつて、この金属繊維群を上側と下側の金属板に
焼結２ａして固着し、金属板の間に介装させて構成して
いる。また、必要に応じ金属繊維を予め凹凸つけたり又
は螺旋状等に形成した後に開繊して綿状に形成すること
により、金属繊維層３の厚さサイズや、熱媒体２０を流
通せしめる連続した流通間隙ｄ等の形成精度をさらに高
めることができる。
本を適宜の手段で開繊等して綿状とし、金属繊維の間に
連続した適度の流通間隙ｄを多数形成するとともに、適
宜の層厚のマツト状金属繊維群にして、この金属繊維群
を上側と下側の金属板１ａ，１ｂ又は１１ａ，１１ｂの
間に挟み適度に圧接して焼結炉の真空雰囲気で焼結する
ことによつて、この金属繊維群を上側と下側の金属板に
焼結２ａして固着し、金属板の間に介装させて構成して
いる。また、必要に応じ金属繊維を予め凹凸つけたり又
は螺旋状等に形成した後に開繊して綿状に形成すること
により、金属繊維層３の厚さサイズや、熱媒体２０を流
通せしめる連続した流通間隙ｄ等の形成精度をさらに高
めることができる。
【００１８】図１Ｂ，Ｃ及び図２Ｂに示している金属繊
維層３の金属繊維２は、ほぼ均等な形状とし繊維相互間
の流通間隙ｄを大きく図示しているが、具体的には、各
金属繊維２の形状は開繊等によつて多様になり、流通間
隙ｄは、熱媒体２０の流通性を確保するとともに、各金
属繊維の表面との接触性を高めるように適度に小さく形
成している。また、金属繊維２の線径及び開繊密度は、
金属板が吸収した熱エネルギーに対応させて金属繊維層
３の熱伝導容量（各金属繊維２の総合熱伝導容量）を高
めている。また、金属繊維２を丸細線又は異形細線に形
成することによつて金属繊維２の表面積を大きく形成
し、熱伝導容量に対応させて熱伝達容量を高めている。
さらに、金属繊維群の焼結によつて金属繊維２の相互接
触部でも適度に焼結部が形成されて、金属繊維層３の層
厚や繊維の形状、流通間隙ｄ等が安定せしめている。多
数の金属繊維２は、上側や下側又は中間の金属板が吸収
した熱エルギーを焼結２ａ部から伝導して、この広い表
面の全域で熱媒体２０と効果的に熱交換して熱伝達する
など、優れた熱交換性能、信頼性を発揮する。
維層３の金属繊維２は、ほぼ均等な形状とし繊維相互間
の流通間隙ｄを大きく図示しているが、具体的には、各
金属繊維２の形状は開繊等によつて多様になり、流通間
隙ｄは、熱媒体２０の流通性を確保するとともに、各金
属繊維の表面との接触性を高めるように適度に小さく形
成している。また、金属繊維２の線径及び開繊密度は、
金属板が吸収した熱エネルギーに対応させて金属繊維層
３の熱伝導容量（各金属繊維２の総合熱伝導容量）を高
めている。また、金属繊維２を丸細線又は異形細線に形
成することによつて金属繊維２の表面積を大きく形成
し、熱伝導容量に対応させて熱伝達容量を高めている。
さらに、金属繊維群の焼結によつて金属繊維２の相互接
触部でも適度に焼結部が形成されて、金属繊維層３の層
厚や繊維の形状、流通間隙ｄ等が安定せしめている。多
数の金属繊維２は、上側や下側又は中間の金属板が吸収
した熱エルギーを焼結２ａ部から伝導して、この広い表
面の全域で熱媒体２０と効果的に熱交換して熱伝達する
など、優れた熱交換性能、信頼性を発揮する。
【００１９】前記の熱交換モジュールにおいて、図１に
示す第１実施例の場合は、上側と下側の金属板１ａ，１
ｂの間に焼結２ａして固着した金属繊維層３によつて構
成され、必要に応じ図示のように両金属板及び金属繊維
層３の両側にステンレス鋼製や合成樹脂製等の側板６を
設けるなどして熱交換器に組み込まれる。この金属板１
ａ，１ｂの一面又は両面によつて太陽光や各種の加熱又
は熱媒体１０から熱エネルギーを吸収し、金属繊維層３
内で流通する熱媒体２０に直接に熱交換するとともに、
金属板で吸収した熱エネルギーを焼結２ａを介し各金属
繊維２に伝導する。熱媒体２０は、金属繊維層３中に形
成された多数の流通間隙ｄを適宜の速度で流通し、多数
の金属繊維２の広い表面の全域で接触し効果的に熱交換
されて急速に加温される。このような優れた熱伝達性能
によつて各金属繊維２の温度傾斜が大きくなり熱伝達量
が助長され、従来のパイプ式熱交換機構に比べ熱交換面
積が十数倍に増加されるなど、総合的に優れた熱交換性
能、信頼性を有する。
示す第１実施例の場合は、上側と下側の金属板１ａ，１
ｂの間に焼結２ａして固着した金属繊維層３によつて構
成され、必要に応じ図示のように両金属板及び金属繊維
層３の両側にステンレス鋼製や合成樹脂製等の側板６を
設けるなどして熱交換器に組み込まれる。この金属板１
ａ，１ｂの一面又は両面によつて太陽光や各種の加熱又
は熱媒体１０から熱エネルギーを吸収し、金属繊維層３
内で流通する熱媒体２０に直接に熱交換するとともに、
金属板で吸収した熱エネルギーを焼結２ａを介し各金属
繊維２に伝導する。熱媒体２０は、金属繊維層３中に形
成された多数の流通間隙ｄを適宜の速度で流通し、多数
の金属繊維２の広い表面の全域で接触し効果的に熱交換
されて急速に加温される。このような優れた熱伝達性能
によつて各金属繊維２の温度傾斜が大きくなり熱伝達量
が助長され、従来のパイプ式熱交換機構に比べ熱交換面
積が十数倍に増加されるなど、総合的に優れた熱交換性
能、信頼性を有する。
【００２０】本発明の熱交換モジュールは、図示のよう
に比較的に簡単な機構に形成されて前記のように熱交換
性能が大幅に向上されるため、大幅に小形化されコスト
節減される。
に比較的に簡単な機構に形成されて前記のように熱交換
性能が大幅に向上されるため、大幅に小形化されコスト
節減される。
【００２１】前記の熱交換モジュールにおいて、ステン
レス鋼製の金属繊維２によつて金属繊維層３を構成した
場合は、この金属繊維層３を同様なステンレス鋼製の金
属板１に焼結２ａして構成される。ステンレス鋼材は、
耐食性とともに高強度で良好な熱伝導及び熱交換性能を
有し耐久性が高められる。
レス鋼製の金属繊維２によつて金属繊維層３を構成した
場合は、この金属繊維層３を同様なステンレス鋼製の金
属板１に焼結２ａして構成される。ステンレス鋼材は、
耐食性とともに高強度で良好な熱伝導及び熱交換性能を
有し耐久性が高められる。
【００２２】また、銅製の金属繊維２によつて金属繊維
層３を構成した場合は、この金属繊維層３を同様な銅製
の金属板に焼結２ａして構成される。銅材は耐食性とと
もに優れた熱伝導性を有し熱交換性能がさらに高められ
る。また、強度の低下は繊維径の増加等によつて対処さ
れる。
層３を構成した場合は、この金属繊維層３を同様な銅製
の金属板に焼結２ａして構成される。銅材は耐食性とと
もに優れた熱伝導性を有し熱交換性能がさらに高められ
る。また、強度の低下は繊維径の増加等によつて対処さ
れる。
【００２３】銅鉄合金製の金属繊維２によつて金属繊維
層３を構成した場合は、同様な鉄合金製又はステンレス
鋼製の金属板に焼結２ａして構成する。この銅鉄合金材
は、好ましくは銅含有率を２０ｗｔ％〜８０ｗｔ％程度
に高めた銅鉄合金材が適用される。従来の銅鉄合金材は
銅含有率が１０ｗｔ％程度になつていたが、前記のよう
に高い銅含有率の銅鉄合金を溶解して小さいノズルから
水中に自然落下させて急冷する鋳造方法によつて、高い
銅含有率の銅鉄合金の線材を均質に製造し、さらに延伸
加工して前記のような細い銅鉄合金繊維に製造する技術
を先に開発している。この高い銅含有率の銅鉄合金繊維
は、鉄と銅の両特性が発揮されて耐食性や高強度ととも
に優れた熱伝導性及び熱交換性能が得られ、ステンレス
鋼材との焼結も可能になるなど、熱伝導及び熱交換性能
とともに耐久性が高められる。
層３を構成した場合は、同様な鉄合金製又はステンレス
鋼製の金属板に焼結２ａして構成する。この銅鉄合金材
は、好ましくは銅含有率を２０ｗｔ％〜８０ｗｔ％程度
に高めた銅鉄合金材が適用される。従来の銅鉄合金材は
銅含有率が１０ｗｔ％程度になつていたが、前記のよう
に高い銅含有率の銅鉄合金を溶解して小さいノズルから
水中に自然落下させて急冷する鋳造方法によつて、高い
銅含有率の銅鉄合金の線材を均質に製造し、さらに延伸
加工して前記のような細い銅鉄合金繊維に製造する技術
を先に開発している。この高い銅含有率の銅鉄合金繊維
は、鉄と銅の両特性が発揮されて耐食性や高強度ととも
に優れた熱伝導性及び熱交換性能が得られ、ステンレス
鋼材との焼結も可能になるなど、熱伝導及び熱交換性能
とともに耐久性が高められる。
【００２４】図２に示す第２実施例は、前記の金属繊維
層３の複数を上側の金属板１１ａと中間の金属板１１ｂ
及び下側の金属板１１ｂの間に挟み焼結２ａして複数段
に構成した熱交換モジュールになつている。図示のよう
に金属繊維層３を３段に構成した場合は、必要に応じ中
段の金属繊維層３の層厚をほぼ２倍に形成して熱媒体２
０の流通速度を上段及び下段と等速に設定することも可
能である。この熱交換モジュールは、例えば、上段と下
段の金属繊維層３に熱媒体２０を矢示方向に流通させて
熱交換した後、中段の金属繊維層３に熱媒体２０を逆方
向に流通させる往復の熱交換が可能になつて、熱交換性
能がさらに倍増されるとともに大幅な小形化が可能とな
る。また、金属繊維層３を２段に構成して往復の熱交換
機能にすることも可能である。
層３の複数を上側の金属板１１ａと中間の金属板１１ｂ
及び下側の金属板１１ｂの間に挟み焼結２ａして複数段
に構成した熱交換モジュールになつている。図示のよう
に金属繊維層３を３段に構成した場合は、必要に応じ中
段の金属繊維層３の層厚をほぼ２倍に形成して熱媒体２
０の流通速度を上段及び下段と等速に設定することも可
能である。この熱交換モジュールは、例えば、上段と下
段の金属繊維層３に熱媒体２０を矢示方向に流通させて
熱交換した後、中段の金属繊維層３に熱媒体２０を逆方
向に流通させる往復の熱交換が可能になつて、熱交換性
能がさらに倍増されるとともに大幅な小形化が可能とな
る。また、金属繊維層３を２段に構成して往復の熱交換
機能にすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明の熱交換モジュールは、前述のよ
うに上下の金属板の間に焼結して金属繊維層を介装した
構成になつており、この金属繊維層は、多数の金属繊維
によつて効果的に熱伝導し、大幅に増加された広い表面
の全域で多数の流通間隙を流通する熱媒体に効率良く熱
交換されるなど、熱交換性能、信頼性を大幅に向上して
いる。従ってまた、大幅な小形化が可能となり低コスト
で提供される。
うに上下の金属板の間に焼結して金属繊維層を介装した
構成になつており、この金属繊維層は、多数の金属繊維
によつて効果的に熱伝導し、大幅に増加された広い表面
の全域で多数の流通間隙を流通する熱媒体に効率良く熱
交換されるなど、熱交換性能、信頼性を大幅に向上して
いる。従ってまた、大幅な小形化が可能となり低コスト
で提供される。
【００２６】また、前記の熱交換モジュールにおいて、
金属繊維層の金属繊維は、金属繊維の体積に対する表面
積の比率が大きい丸細線又は異形細線に形成して、各金
属繊維における熱伝導及び熱交換性能をさらに高めてい
る。
金属繊維層の金属繊維は、金属繊維の体積に対する表面
積の比率が大きい丸細線又は異形細線に形成して、各金
属繊維における熱伝導及び熱交換性能をさらに高めてい
る。
【００２７】また、金属繊維層の金属繊維をステンレス
鋼製としてステンレス鋼製の金属板に焼結して、この優
れた耐食性、高強度及び熱伝導性等により、熱伝導及び
熱交換性能とともに耐久性を高めている。又は、金属繊
維層の金属繊維を銅製として銅製の金属板に焼結して、
この優れた熱伝導性等により熱伝導及び熱交換性能をさ
らに高めている。又は、金属繊維層の金属繊維を銅鉄合
金製として銅鉄合金製あるいはステンレス鋼製の金属板
に焼結して、この銅と鉄の優れた両特性を発揮により、
熱伝導及び熱交換性能とともに耐久性を高めている。
鋼製としてステンレス鋼製の金属板に焼結して、この優
れた耐食性、高強度及び熱伝導性等により、熱伝導及び
熱交換性能とともに耐久性を高めている。又は、金属繊
維層の金属繊維を銅製として銅製の金属板に焼結して、
この優れた熱伝導性等により熱伝導及び熱交換性能をさ
らに高めている。又は、金属繊維層の金属繊維を銅鉄合
金製として銅鉄合金製あるいはステンレス鋼製の金属板
に焼結して、この銅と鉄の優れた両特性を発揮により、
熱伝導及び熱交換性能とともに耐久性を高めている。
【００２８】さらに、前記の熱交換モジュールにおい
て、金属繊維層の複数を中間の金属板を介し焼結して複
数段に構成したことに特徴を有し、熱交換性能をさらに
複数倍に高め大幅な小形化を可能にするなど、総合的に
熱交換性能、信頼性を大幅に向上し、さらに大幅な小形
化及びコスト節減を可能にしている。
て、金属繊維層の複数を中間の金属板を介し焼結して複
数段に構成したことに特徴を有し、熱交換性能をさらに
複数倍に高め大幅な小形化を可能にするなど、総合的に
熱交換性能、信頼性を大幅に向上し、さらに大幅な小形
化及びコスト節減を可能にしている。
【図１】本発明の熱交換モジュールの第１実施例を示す
斜視図（Ａ）とそのＸ−Ｘ部分の拡大縦断面図（Ｂ）及
びＹ−Ｙ部の拡大横断面図（Ｃ）
斜視図（Ａ）とそのＸ−Ｘ部分の拡大縦断面図（Ｂ）及
びＹ−Ｙ部の拡大横断面図（Ｃ）
【図２】熱交換モジュールの第２実施例を示す斜視図
（Ａ）とそのＸ−Ｘ部分の拡大縦断面図（Ｂ）
（Ａ）とそのＸ−Ｘ部分の拡大縦断面図（Ｂ）
【図３】従来の熱交換器を示す横断機構図である。
１ａ，１ｂ、１１ａ，１１ｂ 金属板 ２ 金属繊維 ２ａ 焼結 ３ 金属繊維層 １０ 太陽光や加熱又は熱媒体 ２０ 熱媒体 ｄ 流通間隙 Ｖ 繊維の体積 Ｓ 繊維の表面積 Ｓ／Ｖ 比率（繊維の表面積／繊維の体積）
Claims (5)
- 【請求項１】 上側と下側の両金属板の間に多数本の金
属繊維を綿状に形成した金属繊維群を挟み焼結して、各
金属繊維の間に熱媒体の流通間隙を形成し熱伝導ととも
に熱媒体に熱交換する金属繊維層を両金属板に焼結して
介装したことを特徴とする熱交換モジュール。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱交換モジュールにおい
て、前記の金属繊維層の金属繊維は、金属繊維の体積に
対する表面積の比率が大きい丸細線又は異形細線に形成
したことを特徴とする熱交換モジュール。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の熱交換モジ
ュールにおいて、前記の金属繊維層の金属繊維をステン
レス鋼製としてステンレス鋼製の金属板に焼結したこと
を特徴とする熱交換モジュール。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の熱交換モジ
ュールにおいて、前記の金属繊維層の金属繊維を銅製と
して銅製の金属板に焼結し、又は金属繊維層の金属繊維
を銅鉄合金製として銅鉄合金製あるいはステンレス鋼製
の金属板に焼結したことを特徴とする熱交換モジュー
ル。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３又は請求
項４記載の熱交換モジュールにおいて、前記の金属繊維
層の複数を中間の金属板を介し焼結して複数段に構成し
たことを特徴とする熱交換モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282922A JPH10111025A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 熱交換モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282922A JPH10111025A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 熱交換モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111025A true JPH10111025A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17658858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8282922A Pending JPH10111025A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 熱交換モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10111025A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019163924A (ja) * | 2018-03-15 | 2019-09-26 | 国立大学法人電気通信大学 | 熱音響システム用熱交換器、往復振動流を用いたエネルギー変換器、熱音響エンジン、および、スターリングエンジン。 |
| CN113812219A (zh) * | 2019-05-21 | 2021-12-17 | 株式会社巴川制纸所 | 调温单元 |
-
1996
- 1996-10-07 JP JP8282922A patent/JPH10111025A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019163924A (ja) * | 2018-03-15 | 2019-09-26 | 国立大学法人電気通信大学 | 熱音響システム用熱交換器、往復振動流を用いたエネルギー変換器、熱音響エンジン、および、スターリングエンジン。 |
| CN113812219A (zh) * | 2019-05-21 | 2021-12-17 | 株式会社巴川制纸所 | 调温单元 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108847511B (zh) | 一种基于电池模组的一体化换热结构 | |
| KR20020032602A (ko) | 열전달 장치 | |
| JPH11503816A (ja) | カーボン・カーボン複合材で作られた平行なプレートで構成される熱交換器 | |
| JPH10111025A (ja) | 熱交換モジュール | |
| CN209263711U (zh) | 一种暖气片 | |
| CN209263166U (zh) | 一种空调末端设备 | |
| CN110360864A (zh) | 一种梯级相变板式蓄热换热一体化装置 | |
| CN216903110U (zh) | 一种冷却系统和电池 | |
| JPH10111026A (ja) | 太陽熱コレクター | |
| JP3744413B2 (ja) | パルス管冷凍機の熱交換器 | |
| CN108917438A (zh) | 一种高温高压紧凑式换热器 | |
| CN211177506U (zh) | 一种采用帕尔贴效应的导风器 | |
| CN208547282U (zh) | 一种冷却器用低延阻半圆形凸痕翅片 | |
| CN209570039U (zh) | 微通板 | |
| JP2000074576A (ja) | 熱交換器 | |
| JP3381255B2 (ja) | 少水量用熱交換コイル | |
| JPS62242794A (ja) | 熱交換器 | |
| CN110864574A (zh) | 一种新型无补偿腔环路热管及其使用方法 | |
| JP2907864B2 (ja) | ヒートポンプ式ルームエアコン室内ユニットの熱交換器 | |
| CN109489449A (zh) | 一种暖气片 | |
| CN109297100A (zh) | 一种空调末端设备 | |
| CN109612300A (zh) | 微通板 | |
| JPS59125396A (ja) | 熱交換器 | |
| CN217383928U (zh) | 一种矩形阶梯式热交换器 | |
| CN115715038B (zh) | 一种感应加热设备的冷却装置 |